[发明专利]用于毫米波的天线封装结构及封装方法

说明书

本发明提供一种用于毫米波的天线封装结构及封装方法，结构包括：基板，基板包括相对设置的第一主面及第二主面，基板中具有贯穿第一主面及第二主面的导电栓；天线收发单元，位于基板的第一主面，且与导电栓电连接；天线芯片，位于基板的第二主面，且通过导电栓与天线收发单元电连接；封装层，覆盖于天线芯片上，封装层两侧显露基板，封装层的上表面及侧面形成有电磁屏蔽层；连接器，位于封装层两侧的基板上。本发明实现了一种应用5G毫米波的天线封装结构及封装方法，可以实现天线封装结构小型化，及天线的双极化收发，同时本发明可以有效优化天线封装结构的电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明属于半导体设计及制造领域，特别是涉及一种用于毫米波的天线封装结构及封装方法。

背景技术

毫米波是5G通信的重要组成部分，可实现更高的通信传输速率、更低的时延，在未来网络、工业互联网等领域具有广阔的应用前景。在5G毫米波的发展带动下，天线封装(Antennas in Package，AiP)技术逐渐受到关注，该名称主要由系统级芯片(SoC)、系统级封装(SiP)功能上的差异衍生。

系统级芯片(SoC)技术是将不同功能的元件整合到单一芯片中，有助于缩小芯片尺寸，但芯片制作需以相同材料与制程进行，因此研发方向逐步朝向后者SiP技术为主要。现阶段芯片与天线应用虽有相对应的天线整合芯片(Antennas on Chip，AoC)技术方案被开发，但由于成本与频段考量，大多只有学术单位采用。

系统级封装(SiP)技术主要借由封装技术，将以不同材料为基础的功能元件结合于单一系统中，提升系统性能性并减少能耗；而AiP技术则是由此延伸，尝试将射频前端等元件与天线整并在一起。

天线是无线通讯系统的重要元件之一，依不同功能与型态可分为分离型天线与集成天线等2类。分离型天线较常见，一般户外所见的天线结构皆属于此类；集成天线则需透过天线与系统整并结合，如同AoC与AiP等技术，可缩减天线在系统内部的体积占比。

虽然AoC技术于缩减天线尺寸上的效能极佳，但需经由半导体材料与制程上的统一，并与其他元件一同结合于单一芯片中，考量制造成本与芯片特性，AoC较适合应用于Terahertz(太赫兹)频段中，因此在频段使用与成本等因素上，现阶段5G毫米波暂时不考虑使用该技术。

由于射频元件大多使用GaAs为基底材料、天线多使用LCP(Liquid CrystalPolymer)为材料等，因而较适合应用于SiP技术，使得天线封装AiP技术逐渐胜出。相较于AoC技术，AiP技术较能兼顾成本、性能与体积等特性，让天线与射频元件得以整并为单一封装，因此现阶段各家芯片设计大厂、射频元件商及封测代工厂等，大多选择以AiP技术为研发方向切入5G通讯市场。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于毫米波的天线封装结构及封装方法，用于解决现有技术中天线封装结构体积较大及电磁干扰较大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于毫米波的天线封装结构，所述封装结构包括：基板，所述基板包括相对设置的第一主面及第二主面，所述基板中具有贯穿所述第一主面及第二主面的导电栓；天线收发单元，位于所述基板的第一主面，且与所述导电栓电连接；天线芯片，位于所述基板的第二主面，且通过所述所述导电栓与所述天线收发单元电连接；封装层，覆盖于所述天线芯片上，所述封装层两侧显露所述基板，所述封装层的上表面及侧面形成有电磁屏蔽层；连接器，位于所述封装层两侧的所述基板上。

可选地，所述基板为多层压合的复合板，所述复合板的材料包括聚酰亚胺PI、液晶聚合物LCP及改性聚酰亚胺MPI中的一种。

可选地，所述电磁屏蔽层包括银浆，所述电磁屏蔽层接地。

可选地，所述导电栓的材料包括Au、Ag、Cu、Al中的一种。

可选地，所述封装层包括聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种。