一種微型射頻模塊及其封裝方法
2023-05-26 20:49:46 2
專利名稱：一種微型射頻模塊及其封裝方法
技術領域：
本發明涉及一種微型射頻模塊及其封裝方法，特別涉及一種近距離微型 射頻模塊及其無引腳的封裝方法。
背景技術：
隨著集成電路封裝技術的不斷進步，集成電路的集成度日益提高，功能 越來越豐富。對於不斷出現的新應用需求，要求集成電路封裝企業能設計出 新型的封裝形式來配合新的需求。
目前，傳統的電子標籤封裝大多採用倒裝晶片技術，其存在可靠性差、
成本高、設備資金投入大、設備專用性強、產品應用和推廣性差等缺點；比 如一些高可靠性要求、高頻、高速的集成電路，傳統的引腳封裝方式就不能 有效發揮其性能，勢必需要通過新的封裝形式來實現。因此，新型封裝形式 的開發迫在眉睫。
目前，集成電路封裝業界已經推出基於集成電路基礎上的扁平無引腳封 裝形式(QFN封裝)，這種封裝形式主要應用於常規集成電路的改型封裝，但 還存在體積偏大、厚度偏厚、成本偏高的缺點；而對於微型射頻模塊的無引 腳封裝，它要求超小的尺寸、超薄的厚度，目前在國際上都是空白。
發明內容
本發明的目的在於提供一種微型射頻模塊及其封裝方法，在沿用大部分 生產設備和工藝的前提下，以極低的生產成本進行微型射頻模塊的無引腳封 裝，並獲得高可靠性的產品。
本發明所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現-一種微型射頻模塊，它包括射頻晶片、用於承載射頻晶片的載帶及設置 在載帶上的線路，其特徵在於，所述載帶為金屬載帶，在所述載帶背面貼附
4有防止封裝過程中模塑料溢出流到反面金屬觸點影響產品質量的熱感應膜， 所述射頻晶片通過粘結劑安裝在所述載帶上，所述射頻晶片、線路和載帶封 裝在模塑體內。
所述載帶採用銅或銅合金製成。
所述載帶的厚度為0.06 0.15mm。
在所述載帶上設有用於安裝射頻晶片的承載區域，所述承載區域的邊緣 設有防止射頻晶片在安裝過程中粘結劑溢出所述承載區域的凹槽。 所述設置在載帶上的射頻晶片為複數個。 所述射頻晶片呈扁平狀，其頂部投影為方形。
所述射頻晶片外露的焊盤被包封在模塑體底部，所述焊盤的高度略突出 所述模塑體的底部。
所述射頻晶片的工作頻率為100KHz 5GHz，特別是125KHz、 13.56MHz、 915MHz、 2.5GHz等應用頻段的射頻晶片。
所述射頻晶片的厚度為0.20mm 0.75mm，特別是0.20mm、 0.25mm、 0.30mm、 0.35mm、 0.40mm、 0.45mm和0.50mm的標稱厚度。
一種微型射頻模塊的封裝方法，其特徵在於，它包括如下步驟-
(1) 用自動晶片裝載設備(DieBonder)將射頻晶片安裝到載帶上；
(2) 用自動焊線設備(Wire Bonder)將通過超聲波方式將射頻晶片的 功能焊盤和載帶上相應的引腳焊盤牢固地連接在一起；
(3) 對射頻晶片進行封裝；
(4) 將步驟(3)的產品貼到標準框架中，再通過專用切割設備按要求 做橫向和縱向直線切割； .
(5) 對步驟(4)的產品進行測試、編帶和包裝。
在所述步驟(1)中，所述射頻晶片通過粘結劑粘結到載帶上，並通過 高溫烘烤將射頻晶片和載帶牢固地連接在一起。 所述粘結劑採用導電銀膠或者非導電銀膠。
在所述步驟(2)中，所述超聲波方式為在載帶的引腳焊盤上通過超聲 波方式長出凸點，將射頻晶片的功能焊盤和載帶的弓I腳焊盤上的凸點通過超 聲波直接連接。
所述超聲波方式也可為將射頻晶片的焊點上採用超聲波或化學工藝長出凸點，利用導電膠進行倒裝焊接，實現最薄的封裝厚度要求。
在所述步驟(3)中，所述射頻晶片採用封裝工藝為模塑封裝工藝，在 模塑封裝設備中將高溫高壓的模塑料融化後射出到模塑腔體內，將射頻晶片 和引線等包封在模塑體內，等模塑料冷卻固化後脫膜形成的封裝品，通過模 塑封裝設備自動去除多餘的模塑料，並將貼在所述射頻晶片背面的熱感應膜 去除。
在所述步驟(5)中，測試時，排列和分選設備將所述射頻晶片按順序 和方向排列後通過測試裝置，通過紅外線探頭首先檢測所述射頻晶片底部封 裝外觀，然後進行雷射打標，再通過紅外線探頭進行所述射頻晶片正面紅外 線外觀檢測，所述射頻晶片的外觀檢測通過後，進行電性能測試；測試合格 後，通過自動分檢設備裝到包裝盒或包裝帶中，完成整個封裝的過程。
本發明的一種微型射頻模塊及其封裝方法，採用了上述封裝工藝生產的 微型射頻模塊，廣泛應用於各類電子產品的SMT直接安裝、電子標籤產品 的封裝、智慧卡類產品的生產等，同時又讓所有SMT (表面貼裝工藝)廠家 毫無額外投入就可以進入到電子標籤產品的生產行列，極大地推動全球電子 標籤的發展，適合各個不同使用領域的需求，具有更好的應用前景。
圖1為本發明的單晶片射頻模塊的正面立體效果圖2為本發明的單晶片射頻模塊的反面立體效果圖3為本發明的雙晶片射頻模塊的正面立體效果視圖4為本發明的雙晶片射頻模塊的反面立體效果視圖5為本發明的多晶片塑封射頻模塊的正面立體效果視圖6為本發明的多晶片塑封射頻模塊的反面立體效果視圖7為射頻晶片載帶隱藏式結構一的示意圖8為射頻晶片底部暴露式結構的示意圖9為射頻晶片載帶隱藏式結構二的示意圖IO為射頻晶片載帶暴露式結構的示意圖11為採用衝切工藝的載帶的結構示意圖12為採用水刀切割工藝的載帶的結構示意圖；圖13為射頻晶片載帶處凹槽的結構示意圖； 圖14為圖13的側面視圖。
具體實施例方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了 解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
如圖11、圖12所示， 一種微型射頻模塊，它包括射頻晶片、用於承載 射頻晶片的載帶1及設置在載帶1上的線路，載帶1為金屬載帶，在載帶1 背面貼附有防止封裝過程中模塑料溢出流到反面金屬觸點影響產品質量的熱 感應膜，所述射頻晶片通過粘結劑安裝在載帶1上，所述射頻晶片、線路和 載帶l封裝在模塑體內，載帶1採用銅或銅合金製成，構成所述微型射頻模 塊封裝用的載帶l。
載帶1的厚度為0.06 0.15mm，成品厚度為0.065mm 0.205mm,載帶 1的長度可以是定長段狀，也可以是不定長連續巻帶式；載帶1的外型是通 過化學腐蝕或精密衝壓成型的。
在載帶1上設有用於安裝射頻晶片的承載區域11，承載區域11的邊緣 設有凹槽12，載帶1中間的承載區域11的凹槽12是通過蝕刻工藝來實現的， 承載區域11的承載面積由所述射頻晶片的尺寸決定，以滿足不同射頻晶片尺 寸的要求。凹槽12位於承載區域11的外延，凹槽12的寬度在0.1 0.5mm 不等，深度根據載帶1的基材厚度及實際應用要求確定，通常是按照基材厚 度的一半來設計；凹槽12的作用是在所述射頻晶片安裝過程中防止黏結劑 (一般是銀膠)溢出承載區域ll，造成封裝不良。
在載帶1的封裝區域內個體零件的排列有兩種方式，參看圖11，這種結 構的排列適合封裝後通過機械衝切工藝將模塊從載帶上取下來，這種方式適 合於連續載帶方式，生產效率較高，但是載帶的利用率較低；參看圖12，這 種方式適合單片水刀切割方式將模塊從載帶上取下來，零件排列密度最高， 載帶利用率最高。
參見圖1 圖6，所述設置在載帶1上的射頻晶片可以為一個、兩個或 者多個。
所述射頻晶片的工作頻率為100KHz 5GHz，特別是125KHz、
713.56MHz、 915MHz、 2.5GHz等應用頻段的射頻晶片。
所述射頻晶片的厚度為0.20mm 0.75mm，特別是0.20mm、 0.25mm、 0.30mm、 0.35mm、 0.40mm、 0.45mm和0.50mm的標稱厚度。
所述微型射頻模塊的封裝方法，它包括如下步驟
(1) 用自動晶片裝載設備(Die Bonder)將射頻晶片安裝到載帶上；
(2) 用自動焊線設備(Wire Bonder)將通過超聲波方式將射頻晶片的 功能焊盤和載帶上相應的引腳焊盤牢固地連接在一起；
(3) 對射頻晶片進行封裝；
(4) 將步驟(3)的產品貼到標準框架中，再通過專用切割設備按要求 做橫向和縱向直線切割；
(5) 對步驟(4)的產品進行測試、編帶和包裝。
在所述步驟(1)中，所述射頻晶片通過粘結劑粘結到載帶上，並通過 高溫烘烤將射頻晶片和載帶牢固地連接在一起。所述射頻晶片呈扁平狀，其 頂部投影為方形。
所述粘結劑採用導電銀膠或者非導電銀膠。
在所述步驟(2)中，所述超聲波方式為在載帶的引腳焊盤上通過超聲 波方式長出凸點，將射頻晶片的功能焊盤和載帶的引腳焊盤上的凸點通過超 聲波直接連接。所述射頻晶片外露的焊盤被包封在模塑體底部，所述焊盤的 高度略突出所述模塑體的底部。
所述超聲波方式也可為將射頻晶片的焊點上採用超聲波或化學工藝長 出凸點，利用導電膠進行倒裝焊接，實現最薄的封裝厚度要求。
在所述步驟(3)中，所述射頻晶片採用封裝工藝為模塑封裝工藝，在 模塑封裝設備中將高溫高壓的模塑料融化後射出到模塑腔體內，將射頻晶片 和引線等包封在模塑體內，等模塑料冷卻固化後脫膜形成的封裝品，通過模 塑封裝設備自動去除多餘的模塑料，並將貼在所述射頻晶片背面的熱感應膜 去除。
在所述步驟(5)中，測試時，排列和分選設備將所述射頻晶片按順序和 方向排列後通過測試裝置，通過紅外線探頭首先檢測所述射頻晶片底部封裝 外觀，然後進行雷射打標，再通過紅外線探頭進行所述射頻晶片正面紅外線 外觀檢測，所述射頻晶片的外觀檢測通過後，進行電性能測試；測試合格後，通過自動分檢設備裝到包裝盒或包裝帶中，完成整個封裝的過程。
封裝的產品通過在線測試設備進行電性能及外觀測試後，進行成品包
裝。為了適合現有SMT設備生產，在成品包裝上採用SMD (表面貼裝器件) 標準包裝方式。巻盤式編帶可以適合目前常規的SMT設備使用。其他環境 實驗結果也相當令人滿意。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵及其優點。本行業的技 術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描 述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明 還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。 本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1、一種微型射頻模塊，它包括射頻晶片、用於承載射頻晶片的載帶及設置在載帶上的線路，其特徵在於，所述載帶為金屬載帶，在所述載帶背面貼附有防止封裝過程中模塑料溢出流到反面金屬觸點影響產品質量的熱感應膜，所述射頻晶片通過粘結劑安裝在所述載帶上，所述射頻晶片、線路和載帶封裝在模塑體內。
2、 如權利要求1所述的微型射頻模塊，其特徵在於所述載帶採用銅 製成。
3、 如權利要求1所述的微型射頻模塊，其特徵在於所述載帶採用銅 合金材料製成。
4、 如權利要求1所述的微型射頻模塊，其特徵在於所述載帶的厚度 為0.06 0.15mm。
5、 如權利要求1所述的微型射頻模塊，其特徵在於在所述載帶上設 有用於安裝射頻晶片的承載區域，所述承載區域的邊緣設有防止射頻晶片在 安裝過程中粘結劑溢出所述承載區域的凹槽。
6、 如權利要求1所述的微型射頻模塊，其特徵在於所述設置在載帶 上的射頻晶片為複數個。
7、 如權利要求1所述的微型射頻模塊，其特徵在於所述射頻晶片的工作頻率為100KHz 5GHz。
8、 如權利要求1所述的微型射頻模塊，其特徵在於所述射頻晶片的 厚度為0.20mm 0.75mm。
9、 一種微型射頻模塊的封裝方法，其特徵在於，它包括如下步驟-(1) 用自動晶片裝載設備(DieBonder)將射頻晶片安裝到載帶上；(2) 用自動焊線設備(Wire Bonder)將通過超聲波方式將射頻晶片的 功能焊盤和載帶上相應的引腳焊盤牢固地連接在一起；(3) 對射頻晶片進行封裝；(4) 將步驟(3)的產品貼到標準框架中，再通過專用切割設備按要求 做橫向和縱向直線切割；(5) 對步驟(4)的產品進行測試、編帶和包裝。
10、 如權利要求9所述的實現方法，其特徵在於在所述步驟(1)中， 所述射頻晶片通過粘結劑粘結到載帶上，並通過高溫烘烤將射頻晶片和載帶 牢固地連接在一起。
11、 如權利要求10所述的實現方法，其特徵在於所述粘結劑採用導電 銀膠或者非導電銀膠。
12、 如權利要求9所述的實現方法，其特徵在於在所述步驟(2)中， 所述超聲波方式為在載帶的弓I腳焊盤上通過超聲波方式長出凸點，將射頻芯 片的功能焊盤和載帶的引腳焊盤上的凸點通過超聲波直接連接。
13、 如權利要求12所述的實現方法，其特徵在於所述超聲波方式也 可為將射頻晶片的焊點上採用超聲波或化學工藝長出凸點，利用導電膠進行 倒裝焊接，實現最薄的封裝厚度要求。
14、 如權利要求9所述的實現方法，其特徵在於在所述步驟(3)中， 所述射頻晶片採用封裝工藝為模塑封裝工藝，在模塑封裝設備中將高溫高壓 的模塑料融化後射出到模塑腔體內，將射頻晶片和弓I線等包封在模塑體內， 等模塑料冷卻固化後脫膜形成的封裝品，通過模塑封裝設備自動去除多餘的 模塑料，並將貼在所述射頻晶片背面的熱感應膜去除。
15、 如權利要求9所述的實現方法，其特徵在於在所述步驟(5)中，測試時，排列和分選設備將所述射頻晶片按順序和方向排列後通過測試裝置， 通過紅外線探頭首先檢測所述射頻晶片底部封裝外觀，然後進行雷射打標， 再通過紅外線探頭進行所述射頻晶片正面紅外線外觀檢測，所述射頻晶片的外觀檢測通過後，進行電性能測試；測試合格後，通過自動分檢設備裝到包裝盒或包裝帶中，完成整個封裝的過程。
全文摘要
本發明公開了一種微型射頻模塊及其封裝方法，它包括射頻晶片、用於承載射頻晶片的載帶及設置在載帶上的線路，所述載帶為金屬載帶，在所述載帶背面貼附有防止封裝過程中模塑料溢出流到反面金屬觸點影響產品質量的熱感應膜，所述射頻晶片通過粘結劑安裝在所述載帶上，所述射頻晶片、線路和載帶封裝在模塑體內，廣泛應用於各類電子產品的SMT直接安裝、電子標籤產品的封裝、智慧卡類產品的生產等，同時又讓所有SMT(表面貼裝工藝)廠家毫無額外投入就可以進入到電子標籤產品的生產行列，極大地推動全球電子標籤的發展，適合各個不同使用領域的需求，具有更好的應用前景。
文檔編號H01L23/13GK101567351SQ20081003665
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月25日 優先權日2008年4月25日
發明者楊輝峰, 斌 洪 申請人:上海長豐智慧卡有限公司