用於無線保真系統級封裝晶片的基板、WIFI裝置和家用電器的製作方法

2023-06-24 16:11:26 1

本實用新型涉及物聯網
技術領域：
，尤其涉及一種用於無線保真系統級封裝晶片的基板、WIFI裝置和家用電器。
背景技術：
：物聯網(InternetofThings)是新一代信息技術的重要組成部分，即物物相連的網際網路。物聯網利用局部網絡、或者是網際網路等通信技術把傳感器、控制器、機器等以新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相連，實現信息化、遠程管理和智能化的網絡。可以理解的是，物聯網通過各種有線、無線與網際網路融合，能夠將物體的信息實時準確地傳遞出去。比如，在物聯網上的傳感器定時採集信息通過網絡傳輸傳遞出去。其中，信息的數據比較龐大，為了保證數據的正確性和及時性，必須適應各種網絡和協議。目前，低功耗無線保真(WIFI)技術作為物聯網互聯的重要技術，利用WIFI技術組網來傳輸數據使得傳感器、家用電器和穿戴設備等可以在家庭、辦公大樓等任何地方被聯絡到。隨著物聯網對高集成度、超小尺寸以及超低耗等晶片的不斷需求、以及晶片和通訊技術的不斷進步，聯網設備需要將更多的功能晶片封裝在一個系統級封裝(SiP，SysteminPackage)裡面。越來越多的物聯網智慧家居和可穿戴設備將會採用SiP模組，因為SiP尺寸更小，具有更好的抗機械和化學腐蝕能力。具體地，基板是製造PCB的基本材料，一般情況下，基板就是覆銅箔層壓板，單、雙面印製板在製造中是在基板材料-覆銅箔層壓板上，有選擇地進行孔加工、化學鍍銅、電鍍銅、蝕刻等加工，得到所需電路圖形。然而，WIFISiP模塊用的基板與一般常見的印刷電路板(PCB)有很大的不同，基板的結構組成影響WIFISiP模塊的功能，基板的重要性僅次於核心晶片。技術實現要素：本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的第一個目的在於提出一種用於無線保真系統級封裝晶片的基板，通過本申請疊層設計的基板，用於無線保真系統級封裝晶片，能夠提高其性能。本實用新型的第二個目的在於提出一種WIFI裝置。本實用新型的第三個目的在於提出一種家用電器。為達上述目的，本實用新型第一方面實施例提出了一種用於無線保真系統級封裝晶片的基板，包括：頂層阻焊劑層；在所述頂層阻焊劑層的下方設置第一金屬層；在所述第一金屬層的下方設置芯層；在所述芯層的下方設置第二金屬層；在所述第二層銅的下方設置底層阻焊劑層。本申請實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板，由於該基板包括頂層阻焊劑層，在頂層阻焊劑層的下方設置第一金屬層，在第一金屬層的下方設置芯層，在芯層的下方設置第二金屬層，在第二金屬層的下方設置底層阻焊劑層。由此，通過上述疊層設計的基板，用於無線保真系統級封裝晶片，能夠提高其性能。另外，根據本實用新型上述實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板還可以具有如下附加的技術特徵：可選地，在所述第一金屬層上焊接射頻元器件，所述射頻元器件水平布線；在所述第二金屬層上焊接電源元器件，所述電源元器件垂直布線。可選地，所述頂層阻焊劑層和所述底層阻焊劑層的厚度相等。可選地，所述第一金屬層和所述第二金屬層的厚度相等。可選地，所述基板的總厚度是90um，其中，各層的厚度包括：所述頂層阻焊劑層和所述底層阻焊劑層的厚度都是10um；所述第一金屬層和所述第二金屬層的厚度都是15um；所述芯層的厚度是40um。可選地，所述頂層阻焊劑層的厚度：所述第一金屬層的厚度：所述芯層的厚度為1:1.5:4。可選地，所述頂層阻焊劑層和所述底層阻焊劑層採用的材料是PSR-4000AUS320。可選地，所述芯層採用的材料是E700GR。可選地，所述第一金屬層和第二金屬層包括銅。為達上述目的，本實用新型第二方面實施例提出了一種WIFI裝置，包括：第一方面實施例所述的用於無線保真系統級封裝晶片的基板。為達上述目的，本實用新型第三方面實施例提出了一種家用電器，包括：第二方面實施例所述的WIFI裝置。由此，設置包括頂層阻焊劑層，在頂層阻焊劑層的下方設置第一金屬層，在第一金屬層的下方設置芯層，在芯層的下方設置第二金屬層，在第二金屬層的下方設置底層阻焊劑層的基板。由此，通過上述疊層設計的基板，用於無線保真系統級封裝晶片，能夠提高其性能。本實用新型附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。附圖說明本實用新型上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是根據本實用新型一個實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板的結構示意圖。圖2是根據本實用新型另一個實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板的結構示意圖；圖3是根據本實用新型又一個實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板的結構示意圖；圖4是根據本實用新型一個實施例的WIFI裝置的結構示意圖。具體實施方式下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。下面參考附圖描述本實用新型實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板、WIFI裝置和家用電器。具體地，基板是製造PCB的基本材料，一般情況下，基板就是覆銅箔層壓板，單、雙面印製板在製造中是在基板材料-覆銅箔層壓板上，有選擇地進行孔加工、化學鍍銅、電鍍銅、蝕刻等加工，得到所需電路圖形。另一類多層印製板的製造，也是以內芯薄型覆銅箔板為底基，將導電圖形層與半固化片交替地經一次性層壓黏合在一起，形成3層以上導電圖形層間互連。它具有導電、絕緣和支撐三個方面的功能。印製板的性能、質量、製造中的加工性、製造成本、製造水平等，在很大程度上取決於基板材料。可以理解的是，基板的材質、特性與迭構等對無線保真系統級封裝晶片具有重要影響。比如有很多RF模塊因為使用的晶片腳位過密，必須要使用六層板甚至是八層板才有辦法走線，但是如果系統主板並不需要那麼多層的設計的話，反而會增加主板印刷電路板(PCB)的成本。同時基板設計不合理，會降低整個系統的RF性能。為了提高無線保真系統級封裝晶片的性能，本實用新型提出一種用於無線保真系統級封裝晶片的基板。具體如下：圖1是根據本實用新型一個實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板的結構示意圖。如圖1所示，該用於無線保真系統級封裝晶片的基板包括：頂層阻焊劑層101、第一金屬層102、芯層103、第二金屬層104和底層阻焊劑層105。可以理解的是，在本示例的無線保真系統級封裝晶片中，無線保真(WIFI)基帶(BaseBand，BB)/媒體存取控制(MediaAccessControl，MAC)/射頻(RadioFrequency，PHY)處理單元包含一系統總線埠，使得無線保真(WIFI)處理單元可以通過系統總線埠與微控制器處理單元(MircoControllerUnit，MCU)連接，因而能夠提供高速操作運行。可以理解的是，用戶端的系統總線僅靠存貯緩衝器(memorybuffer)的協助，而不靠任何橋接器(bridge)和/或IO接口的協助，數據、地址和控制信號沿著先進高性能系統總線(AdvancedHighSpeedBuses,AHB)線，連接至微控制器處理單元。與系統總線的處理速度相比，橋接器和/或IO接口的處理速度通常較低。具體地，在頂層阻焊劑層101的下方設置第一金屬層102，在第一金屬層102的下方設置芯層103；在芯層103的下方設置第二金屬層104，在第二金屬,104的下方設置底層阻焊劑層105。為了本領域人員更加清楚上述結構，下面結合圖2具體描述。圖2是根據本實用新型另一個實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板的結構示意圖。如圖2所示，以金屬層為銅材料為例進行說明。該基板的層疊結構依次為頂層阻焊劑層(TopSolderMask)、第一層銅(1stLayerCopper)、芯層(Core)、第二層銅(OuterLayerCopper)和底層阻焊劑層(BottomSolderMask)。需要說明的是，基板材料可分為兩大類：剛性基板材料和柔性基板材料。剛性基板材料的重要品種是覆銅板。它是用增強材料，浸以樹脂膠黏劑，通過烘乾、裁剪、疊合成坯料，然後覆上銅箔，用鋼板作為模具，在熱壓機中經高溫高壓成形加工而製成的。一般的多層板用的半固化片，它是覆銅板在製作過程中的半成品。進一步地，覆銅箔板的分類方法有多種。一般按板的增強材料不同，可劃分為紙基、玻璃纖維布基、複合基、積層多層板基和特殊材料基(陶瓷、金屬芯基等)五大類。若按板所採用的樹脂膠黏劑不同進行分類，常見的紙基有：酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂等各種類型。常見的玻璃纖維布基有環氧樹脂(FR4)，它是目前最廣泛使用的玻璃纖維布基類型。另外還有其他特殊性樹脂(以玻璃纖維布、聚基醯胺纖維、無紡布等為增加材料)，如雙馬來醯亞胺改性三嗪樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂等。介電常數,耐熱性和熱膨脹係數是衡量基板的重要參數。一般要求基板具有低介電常數,高耐熱性和低熱膨脹係數。由此，不同的層所採用的材料不一樣，材料的特性也不一樣，不同材料的介電常數，耐熱性和熱膨脹係數各不一樣。由於材料的可以控制的參數比較多，在做層疊設計時需要綜合考慮每種材料的特性。可以理解的是，金屬不限於上述所述的銅作為第一金屬層和第二金屬層。可以根據實際應用需要進行選擇設置。本申請實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板，由於該基板包括頂層阻焊劑層，在頂層阻焊劑層的下方設置第一金屬層，在第一金屬層的下方設置芯層，在芯層的下方設置第二金屬層，在第二金屬層的下方設置底層阻焊劑層。由此，通過上述疊層設計的基板，用於無線保真系統級封裝晶片，能夠提高其性能。在本申請的一個實施例中，該基板還包括射頻元器件106和電源元器件107。其中，在第一金屬層102上焊接射頻元器件106，射頻元器件106水平布線。在第二金屬層104上焊接電源元器件107，電源元器件107垂直布線。基於上述實施例，為了有效降低整個晶片的高度，使得對有高度要求的產品比較有優勢。由此，設置頂層阻焊劑層和底層阻焊劑層的厚度相等以及第一金屬層和第二金屬層的厚度相等。其中，以金屬層為銅材料為例進行說明。下面結合圖3具體說明：圖3是根據本實用新型另一個實施例的用於無線保真系統級封裝晶片的基板結構的示意圖。如圖3所示，頂層阻焊劑層和底層阻焊劑層的厚度相等，且都是10um。第一層銅和第二層銅的厚度相等，且都是15um。其中，芯層的厚度是40um。由此，基板的總厚度為90um，可以有效的降低整個晶片的高度，對有高度要求的產品比較有優勢，通過該疊層設計，可以獲得低介電常數,高耐熱性和低熱膨脹係數的基板，且其翹曲度可以控制在比較低的數值，易於生產。需要說明的是，為了進一步提高無線保真系統級封裝晶片的性能，在本實用新型的一個實施例中，頂層阻焊劑層的厚度：第一金屬層的厚度：芯層的厚度的比例可以為1:1.5:4。比如：頂層阻焊劑層的厚度為10um，第一金屬層的厚度可以為15um，芯層的厚度可以為40um。為了本領域人員更加清楚芯層，下面具體說明如下：舉例而言，在多層板的製造程序中，首先在一組未加工的雙面薄板層上，將每個面覆上銅。如果該表面將成為內層的，這時就要進行腐蝕。表面將成為外層的，將完全保留鍍銅。這些腐蝕的薄板層稱為芯層。在一個芯層上，相對的兩層之間的厚度取決於最初的薄板層的厚度。其中，芯層然後被堆疊在一起，在每對芯層之間夾一片預浸環氧樹脂材料。當加熱和壓制的時候，這片材料將融化進環氧樹脂膠中。預浸材料片的厚度決定芯層之間的間距。預浸材料固化進堅固的環氧樹指層，與芯層具有相同的介質常數。芯層和預浸材料層是交替的。其中，由於預浸材料在加工程序中部分融化，在預浸材料的相對面上的走線，往往會下沉進入融化的膠粘預浸材料中。準確分析時要考慮走線到地的間隔，同時要考慮到，當走線下沉進預浸材料之中時，兩面布線層之間的距離將減少走線厚度的兩倍。而地層不會下沉進預浸材料之中。可以理解的是，有時用芯層的一側來形成一個外層，其他情況下用一個金屬箔壓在預浸材料的頂層來形成外層。在這兩種情況中，外層都是一個完整的銅片。在預浸材料固化之後，再經過裝配車間鑽孔。鑽孔穿透內部和各層，與不同的銅層和焊盤相接觸，但是此時它們之間還沒有形成電氣連接。其中，電鍍步驟既包括鑽孔內部表面電鍍，也包括電路板外部表面電鍍。為了節省電鍍材料和時間，除了鑽孔周圍和外層走線的周圍之外，大多數的生產商都把板子的外表面蓋住。在電鍍之後，外層走線比未加工的銅片要稍微厚一些。與內層的增線相比較，由於它的附加厚度，使外層完成後的走線寬度具有非常大的不確定性。最後的步驟是腐蝕掉外層上不必要的銅，形成完成的板子。然後再鍍錫，塗上阻焊層在兩面進行絲網印刷。由此，基板的總厚度為90um，材料根據板厚的不同而不同，通過該疊層設計，可以獲得低介電常數,高耐熱性和低熱膨脹係數的基板，且其翹曲度比較好的。可以理解的是，頂層阻焊劑層和底層阻焊劑層採用的材料有很多種，芯層採用的材料也有很多種，以及金屬層的材料也可以有很多種等，都是可以根據實際應用需要進行選擇設置。表1為本申請一個實施例的材料示意表。如表1所示，金屬層為銅，芯層採用的材料是E700GR和頂層阻焊劑層和底層阻焊劑層採用的材料是PSR-4000AUS320。由此，該頂層阻焊劑層和底層阻焊劑層是幹型阻焊劑，具有很好的熱循環阻抗和HAST阻抗特性。該芯層採用的材料具有很高的轉換溫度(Tg)，高的彈性模量以及低的溫度膨脹係數。表1為本申請一個實施例的材料示意表層典型厚度[um]材料頂層阻焊劑層(TopSolderMask)10PSR4000AUS320第一層銅(1stLayerCopper)15Copper芯層(Core)40Core-E700GR第二層銅(OuterLayerCopper)15Copper底層阻焊劑層(BottomSolderMask)10PSR-4000AUS32090總厚度(TotalThickness)由此，通過該疊層設計，可以獲得低介電常數，高耐熱性和低熱膨脹係數的基板，且其翹曲度可以控制在比較低的數值，易於生產。為了實現上述實施例，本實用新型還提出一種WIFI裝置。圖4是根據本實用新型一個實施例的WIFI裝置的結構示意圖。如圖4所示，該WIFI裝置1包括上述實施例所述的用於無線保真系統級封裝晶片的基板10。需要說明的是，前述對用於無線保真系統級封裝晶片的基板實施例的解釋說明也適用於WIFI裝置，此處不再贅述。本申請實施例的WIFI裝置，包括頂層阻焊劑層，在頂層阻焊劑層的下方設置第一金屬層，在第一金屬層的下方設置芯層，在芯層的下方設置第二金屬層，在第二金屬層的下方設置底層阻焊劑層基板。由此，通過上述疊層設計的基板，用於無線保真系統級封裝晶片，能夠提高其性能。為了實現上述實施例，本實用新型還提出一種家用電器。該家用電器1包括上述實施例所述的WIFI裝置。需要說明的是，前述對WIFI裝置實施例的解釋說明也適用於家用電器，此處不再贅述。在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本實用新型的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。應當理解，本實用新型的各部分可以用硬體、軟體、固件或它們的組合來實現。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執行系統執行的軟體或固件來實現。如，如果用硬體來實現和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現：具有用於對數據信號實現邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現場可編程門陣列(FPGA)等。此外，在本實用新型各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟體功能模塊的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp