双基板叠层结构及其封装方法

技术领域

本发明属于半导体制造领域，尤其涉及一种双基板叠层结构及封装方法。

背景技术

5G高速通讯时代的来临，由于毫米波频段传输不适合长距离传输，路径超长信号衰减越大，所以毫米波频段的传输将成为5G时代的主流传输技术，相应的，对毫米波的天线也有着更高的要求，毫米波频段的传输目前主要有两种结构，一种为传统的IC+PCB+天线的结构，另一种为较新的AiP技术，其是IC+封装天线的集成结构。

毫米波频段的传输通过天线阵列实现高增益，由于天线馈线路径极短，使得无线系统的EIRP值可以最大化，有利于更宽范围的覆盖。此外，毫米波频段的波长极短，任何加工精度的差错都可能导致阻抗失配进而导致信号反射，如此，需要更高的加工精度来满足稳定的电性能需求；传统的PCB加工工艺已经无法满足毫米波加工精度要求，因此具有更高加工精度的封装加工工艺将成为毫米波频段传输主要的加工方式。

封装体内实现10G～40GHz频带毫米波天线和天线阵列的双基板封装结构主要通过两块基板叠装的方式构成，上层基板为天线，下层基板为主线路，上下基板之间保持一致的空腔高度，由于上、下基板的翘曲，上述结构最大的难点在于在较大尺寸的产品上实现一致的高度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决上述技术问题的双基板叠层结构及封装方法。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种双基板叠层结构的封装方法，所述方法包括：S1、提供上基板和下基板；

S2、沿上基板的厚度方向在上基板上开设通孔；

S3、在上基板朝向下基板的一面植入若干个高度相同的支撑件；

S4、结合上基板和下基板，并在上基板上施加压力，以使高度相同的支撑件同时抵接在下基板上，使上基板和下基板之间形成若干空腔；

S5、通过通孔向所述空腔内注入点胶，并在点胶完成后进行烘烤固化，使上基板和下基板相互连接，形成双基板的叠层结构。

作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤S1具体包括：提供的上基板为天线基板；

步骤S2具体包括：沿上基板的厚度方向在上基板的非天线区域开设通孔。

作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤S2具体包括：在上基板的中心区域和/四角位置开设通孔。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述支撑件为焊球；

步骤S3具体包括：在上基板朝向下基板的一面植入若干个直径相同的焊球。

作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤S4之前，所述方法还包括：在下基板朝向上基板的一侧涂覆导电胶和/或在下基板对应焊球的pad位置涂覆导电胶。

作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤S4具体包括：提供一板状制具；将板状制具压制于所述上基板远离下基板一侧的面上，以在上基板远离所述下基板的一面施加压力。

作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤S5具体包括：若任一通孔对应下基板的位置为pad区域，则通过当前通孔向所述空腔内注入导电胶。

为了实现上述发明目的另一，本发明一实施方式提供一种双基板叠层结构，所述双基板叠层结构包括：下基板；

与下基板之间形成空腔的上基板，所述上基板沿其厚度方向具有若干个通孔；

形成在所述空腔内的支撑件，所述支撑件固定连接于所述上基板，抵接或连接设置于所述下基板；

设置于所述空腔内的固体胶，所述固体胶对应通孔位置设置，并连接所述上基板和下基板。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述上基板为天线基板，所述通孔开设于所述上基板的非天线区域。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述支撑件为焊球，所述下基板对应所述焊球位置为pad区域，所述焊球通过导电胶连接于所述pad区域。

与现有技术相比，本发明的双基板叠层结构及其封装方法，在上基板和下基板结合过程中，通过在上基板上施加压力，以及支撑件的作用，可以保持上基板和下基板之间的空腔高度一致，同时避免上基板/和或下基板翘曲的影响，提升产品良率及稳定度。

附图说明

图1为本发明一实施方式提供的双基板叠层结构的封装方法的流程示意图；

图2对应本发明图1所示封装方法的步骤示意图；

图3为本发明一实施方式中上基板上开设通孔后另一方向的结构示意图；

图4、图5分别是采用图1所述封装方法封装出的双基板叠层结构的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要说明的是，本文使用的例如“上”、“下”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述；如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括双基板叠层结构在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。封装结构可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

结合图1、图2所示，本发明一实施方式提供一种双基板叠层结构的封装方法，所述方法包括：

S1、提供上基板10和下基板20；

S2、沿上基板10的厚度方向在上基板10上开设通孔11；

S3、在上基板10朝向下基板20的一面植入若干个高度相同的支撑件13；

S4、结合上基板10和下基板20，并在上基板10上施加压力，以使高度相同的支撑件13同时抵接在下基板20上，使上基板10和下基板20之间形成若干空腔30；

S5、通过通孔11向所述空腔30内注入点胶，并在点胶完成后进行烘烤固化，使上基板10和下基板20相互连接，形成双基板的叠层结构。

本发明可实现方式中，所述上基板10、下基板20均可为金属制成的封装板，其材质例如：铜、铁；所述上基板10和下基板20可以选取相同的材质也可以选取不同的材质。本发明具体实施方式中，所述上基板10为天线基板，所述下基板20为主线路板。

需要说明的是，所述通孔11的大小，形状、数量、开设位置均不做具体限制，其大小、数量、形状均可以根据需要具体设定；例如：开设的通孔11为圆孔、方形孔、异性孔、长条孔；沿基板的厚度方向，所述通孔11的开口尺寸依次递减或依次递增或保持不变。

对于步骤S2，结合图3所示，本发明较佳实施方式中，沿上基板10的厚度方向在上基板10的非天线区域开设通孔11；另外，为了保证双基板叠层结构中，上基板10与下基板20之间的空腔30高度差的一致性，所述通孔11优选按照均匀排布的方式开设；本发明一具体实施方式中，步骤S2具体包括：在上基板10的中心区域和/四角位置开设通孔11。

较佳的，步骤S2具体包括：开设通孔11的数量与上基板10的面积成正比，即上基板10的面积越大，其开设的数量越多。

对于步骤S3，根据上基板10与下基板20之间的连接关系，所述支撑件13可选用导电材质和非导电材质；其材质的选择，可以根据实际需要具体调整，例如：当上基板10和下基板20至少在支撑件13处为电性连接时，所述支撑件13选用导电材质，当上基板10和下基板20至少在支撑件13处为非电性连接时，所述支撑件13选用非导电材质，所述支撑件13的形状不做具体限制，仅需要保证其高度一致即可以满足需求。

本发明一较佳实施方式中，当上基板10和下基板20至少在支撑件13处为电性连接时，所述支撑件13可为导电的焊球，所述焊球例如：锡球、合金球、带有内核的球等；相应的，步骤S3具体包括：在上基板10朝向下基板20的一面植入若干个直径相同的焊球，如此，通过焊球球径的一致性来保证各支撑件13的高度相同，进而保证上基板10与下基板20之间空腔30高度的一致性。在该实施方式中，所述下基板20对应所述焊球的位置通常为pad区域；当然，当上基板10和下基板20至少在支撑件13处为非电性连接时，所述支撑件13也可以制造为焊球的形状，只要将其材质替换为非导电材质即可。

进一步的，当上基板10和下基板20至少在支撑件13处为电性连接时，步骤S4之前，所述方法还包括：在下基板20朝向上基板10的一侧涂覆导电胶和/或在下基板20对应焊球的pad位置涂覆导电胶21；所述导电胶21的涂覆方式具有多种，例如：采用喷、印刷等多种方式实现；所述导电胶可以是具有导电填充物和树脂的胶材、烧结胶等；当步骤S4进行时，可通过该导电胶21初步连接上基板10和下基板20。需要说明的是，当上基板10和下基板20在支撑件13处为非导电连接时，所述支撑件13为非导电材质，该涂覆导电胶21的步骤可以省略；也可以将导电胶替换为普通非导电胶，在此不做继续赘述。

另外，由于下基板20为主线路板，根据双基板叠层结构的使用场景不同，通常在下基板20远离上基板10的一面上贴装功能芯片23和/或植球25，以满足不同的需求；需要说明的是，若在下基板20靠近上基板10的一侧封装功能芯片和/或植球，则该步骤一定在步骤S4之前执行；若在下基板20远离上基板10的一侧封装功能芯片和/或植球，则该步骤即可以在步骤S4之前执行，也可以在其后执行，在此不做进一步的赘述。

对于步骤S4，可采用多种方式对上基板10施加压力，例如：采用电动的机械装置，夹持在上基板10上，并可带动上基板10在其厚度方向上做往复运动；本发明一较佳实施方式中，提供一板状制具50；将板状制具50压制于所述上基板10远离下基板20一侧的面上，以在上基板10远离所述下基板20的一面施加压力。

该实施方式中，施加在上基板10上的压力可通过板状制具50自身重力形成也可以通过其他机械结构辅助形成；通过施加在上基板10上的压力以达到支撑件13能够充分接触下基板20，同时又不会造成明显的支撑件13变形的目的。本发明具体实施方式中，所述方法还包括：在提供的板状制具50对应通孔11位置处预留出开孔区域51，以通过开孔区域51通过通孔11向上、下基板20的空腔30内注入点胶；进一步的，所述板状制具50上还可预留基板标记或定位孔的区域，以便于上、下基板20的结合。

对于步骤S5，自上基板10的通孔11向上、下基板20之间的空腔30内注入点胶，以通过点胶连接上基板10、下基板20并对其相对位置进行固定。本发明较佳实施方式中，对点胶的胶材的要求是能够站立形成上下基板20的连接为最好。并在点胶完成后进行烘烤固化，使上基板10和下基板20相互连接，形成双基板的叠层结构；本步骤S5的实施，可以让步骤S4中形成的上、下基板20之间高度差的一致性而通过胶材来固定；需要说明的是，此处点胶的材质同样有导电性和非导电性的区别，若上、下基板20要求电性连接，则选用导电胶，若上、下基板20要求非电性连接，则选用非导电胶，在此不做进一步的赘述。

本发明一较佳实施方式中，若任一通孔11对应下基板20的位置为pad区域，则该位置处通常为导电连接，故通过当前通孔11向所述空腔30内注入导电胶。

需要说明的是，若上述流程中，采用板状制具50对上基板10施加压力，则在烘烤固化后，还需要拆除该板状制具50，在此不做进一步的赘述。

结合图4、图5所示，本发明一实施方式提供一种通过如上所述方法制造形成的双基板叠层结构；所述双基板叠层结构包括：下基板20；与下基板20之间形成空腔30的上基板10，所述上基板10沿其厚度方向具有若干个通孔11；形成在所述空腔30内的支撑件13，所述支撑件13固定连接于所述上基板10，抵接或连接设置于所述下基板20；设置于所述空腔30内的固体胶15，所述固体胶15对应通孔11位置设置，并连接所述上基板10和下基板20。

本发明较佳实施方式中，所述上基板10为天线基板，所述通孔11开设于所述上基板10的非天线区域；较佳的，所述通孔11开设于上基板10的中心区域和/四角位置；较佳的，开设通孔11的数量与上基板10的面积成正比。

较佳的，所述下基板20为主线路板。

较佳的，所述支撑件13可根据需求选择导电材质和非导电材质。

本发明一较佳实施方式中，所述支撑件13为焊球，所述下基板20对应所述焊球位置为pad区域，所述焊球通过导电胶连接于所述Pad区域。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的双基板叠层结构的具体结构，及各零部件的替换方式，均可以参考前述方法实施方式中的对应描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明的双基板叠层结构及封装方法，在上基板和下基板结合过程中，通过在上基板上施加压力，以及支撑件的作用，可以保持上基板和下基板之间的空腔高度一致，同时避免上基板/和或下基板翘曲的影响，提升产品良率及稳定度。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。