[发明专利]一种具有三维堆叠形式的微系统封装组件及其制作方法

权利要求书

1.一种具有三维堆叠形式的微系统封装组件的制作方法，其特征在于：封装组件为陶瓷封装形式，可工作在微波至毫米波频段，包括外壳以及嵌设在外壳内部的陶瓷基板；

前述的外壳内陶瓷底座采用低损耗陶瓷制备工艺结合HTCC工艺进行制备，具体包括以下步骤：

第一步，按照低损耗陶瓷配方进行配料，球磨，流延出厚度为0.200mm-0.35mm的生瓷带，备用；

第二步，采用HTCC工艺对生瓷带进行打孔、填孔、印刷金属化图形，打腔，叠片，层压、生切制作形成陶瓷底座，陶瓷底座的成型方法包括以下步骤：

第21步，预备一块镂空铝板，镂空铝板包括边框，在边框上嵌设定位销，定位销与生瓷带边缘位置的定位孔位置匹配，再预备两张镂空金属片，一张镂空金属片的镂空图形与预备制作的陶瓷底座表面腔体图形一致，另一张镂空金属片的镂空图形与预备制作的陶瓷底座底面腔体图形一致，两张镂空金属片的边缘均设置与镂空铝板上定位销位置匹配的定位孔；

第22步，将多层生瓷带进行芯片区开腔，芯片区具备符合设计要求的镂空腔体图形；

第23步，将与底面腔体图形一致的镂空金属片叠设在镂空铝板的定位销上，再将第22步获取的生瓷片由底部至顶部的顺序顺次叠加在定位销上，在最顶部的一层生瓷带表面覆设与表面腔体图形一致的镂空金属片，且该镂空金属片与顶部生瓷带上的镂空腔体图形重合；

第24步，在位于顶部的镂空金属片表面铺设软硅胶垫，位于底部的镂空金属片底面同样铺设软硅胶垫，软硅胶垫的厚度大于或者等于多层生瓷带叠加总厚度的二分之一；

第25步，将第24步获取的结构外部包裹塑料包封袋，经过真空包封、层压处理，热压压力为100-300psi，得到表面以及底部都设有腔体结构的整叠生瓷，对生瓷进行生切，得到生瓷底座；

第三步，将生瓷底座按照低损耗陶瓷烧结工艺进行预烧，预烧后进行二次重烧结，其中预烧的温度范围为1000℃-1600℃，二次重烧结的温度范围为1600℃-1700℃；

第四步，对烧结后的生瓷底座表面金属区域进行镀镍；

第五步，将金属框架在800℃-1200℃，氢气气氛条件下进行退火，随炉冷却，将金属热沉表面镀镍，镍层厚度1.5-4.0μm；

第六步，将金属框架、金属热沉、金属引线、金属底板通过银铜焊料在790±10℃的气氛条件下钎焊在一起，组成外壳半成品；

第七步，将外壳半成品表面金属区域电镀镍层和金层，镍层厚度范围为2.5-6.0μm，BGA焊盘表面金层厚度范围为0.1-0.3μm，外壳表面其他金属区域金层厚度范围为1.3-5.7μm。

2.如权利要求1所述的一种具有三维堆叠形式的微系统封装组件的制作方法，其特征在于：前述陶瓷基板通过多层陶瓷工艺制作，具体包括以下步骤：

第⑴步，按照陶瓷配方进行配料、球磨，流延出厚度为0.10mm-0.35mm生瓷片，备用；

第⑵步，采用高温共烧多层陶瓷工艺或者低温共烧多层陶瓷工艺对备用的生瓷片进行打孔、填孔、印刷金属化图形；

第⑶步，对第⑵步获取的生瓷片基板进行腔体加工，加工方法与第二步中步骤相同；

第⑷步，将上述生瓷片基板的整叠生瓷经过生切，烧结，得到陶瓷基板；

第⑸步，将陶瓷基板的表面采用化学方法进行镀镍镀金。

3.如权利要求2所述的一种具有三维堆叠形式的微系统封装组件的制作方法，其特征在于：陶瓷基板的表面或者底面开设若干腔体，腔体内焊接芯片，并对其进行密封，具体工艺步骤为：

第①步，将芯片通过回流焊形式焊接至腔体底部；

第②步，将腔体盖板通过低温韩料焊接到腔体边缘的密封区域。