[发明专利]微波芯片支撑结构

说明书

技术领域

本发明涉及包括带有第一侧和第二侧的第一微波层压层的微波芯片支撑结构，第一微波层压层具有外部界限，并且其中至少一个导体在第一层压层的第一侧上形成，所述导体向第一层压层的外部界限延伸。

背景技术

在微波技术中，将电路集成在商业封装中以用于量产和销售已在技术上变得可行。以前必须设计电路板并在该电路板上安装分立组件，其中为了调试电路然后通常必需比对工序(matching procedure)。因此这些封装的集成微波电路使得微波设计比以前更容易和更经济。

近年已开发出大量此类封装。封装通常包括在硅衬底上带有蚀刻组件从而构成微波芯片的电路。封装通常还包括例如微波层压的形式的载体，芯片固定至载体。芯片包括连接点，使用非常细的金线通过接合的方法将其连接到层压上的连接点。层压通过对于用户可接触的多个连接器连通其连接点。层压和其芯片通常提供有保护性覆盖物，例如环氧树脂、塑料护罩壳或两者。

一种此类封装是所谓的BGA(球栅阵列)封装，它是封装电路，在其较低侧上带有或多或少完全的M×N的连接器的阵列，构成所谓的管脚。连接器以球的形式伸出封装一定距离。封装将安装于其上的电路板具有对应的焊接图案(soldering pattern)，焊接图案包括对应的焊盘以匹配管脚——一个焊盘对应封装上的每个球形连接器。粘性焊膏在每个焊盘上施加。封装以如下方式置于电路板上，即球形连接器接触期望的对应的盘。然后电路板以如下方式逐渐加热，即球和焊膏熔化，接着冷却，此时盘和连接器就焊接到一起了。

焊接结合处(solder joint)或多或少保持其球形，造成封装和电路板之间的间隙。然而，这在较高频时是缺点，因为该间隙构成难以用足够精确性预测的电感。

另一种类型的封装称为QFN(方形扁平无引线)，它是矩形的，连接器设置在四条边处。连接器不从封装的轮廓向外延伸，但至少沿着封装的较低侧部分延伸。芯片胶粘到层压，而其连接点使用非常细的金线通过接合连接到层压上的连接点。层压上的连接点又通过导通孔(via hole)的方法连接到封装的连接器，导通孔从放置其接合连接的连接点的层压顶部延伸至放置连接器的层压的较低侧。

然而，这种配置是有缺点的，因为对每个连接呈现两个电感：接合线的和导孔(via)的。频率越高，这些电感对于设计精确的、可重复的构造就会造成越多问题。

一种其它的封装类型称为倒装芯片(flip-chip)，而且包括BGA类型的芯片，但是更加显著的小型化。这种芯片作为常规BGA封装焊接到层压以便构造BGA封装或QFN封装。

如果它是BGA封装，对于芯片处的球连接器和在层压的较低侧的球连接器都存在间隙距离的问题。也有在层压的较高侧上的连接点和层压的较低侧上的球连接器之间连接的导孔。

如果它是QFN封装，对于芯片处的球连接器以及在层压的较高侧上的连接点和层压的较低侧上的连接器之间连接的那些导孔存在间隙距离的问题。

正如专利号为6011692的美国专利(它被认为是最新的现有技术)中描述的，芯片接合到支撑元件处的连接器，芯片固定在支撑元件中。芯片的底部搁在(rest on)传导性的金属薄片上。将支撑元件放下到带接地平面的电路板中的凹槽中。在该凹槽中，电路板的电介质被完全去除，从而允许所放下的支撑元件搁在构成电路板的接地平面的传导性的金属薄片上。由此，芯片的地很方便地连接到电路板的地。支撑元件的连接器通过在适当位置焊接或胶粘的导体连接到电路板处的导体。

尽管该已知设备以令人满意的方式运转，但还有某些方面能够改善，例如：

- 胶粘剂或焊料必须应用于支撑结构上的导体，而且可能干扰芯片和/或接合线。

- 由接合线后的两个地方的焊接或胶粘结合处中断传输线路。

- 当安装带其芯片的支撑结构时，必须将电路板在自动拾放(pick-n-place)机器和焊料施加器(solder dispenser)中经历两个操作(run)。

- 如果没有护盖(lid)放置在支撑结构上，接合线是不受保护的。

- 如果护盖放置在支撑结构上，护盖会和导体接触。

发明内容

本发明的目标是提出一种适于微波频率的微波芯片支撑结构，该微波封装克服了上述的缺点。