阅读说明：本技术 0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳及测试方法 (0.5mm pitch high-frequency leadless ceramic shell and test method ) 是由 王轲 乔志壮 刘林杰 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳及测试方法,属于陶瓷封装技术领域,壳体外侧面设有金属化空心孔,金属化空心孔的直径为0.2mm,金属化空心孔包括接地空心孔和射频引出空心孔,接地空心孔沿壳体的外侧面的高度方向贯通设置；射频引出空心孔延伸至壳体的腔体内；壳体的背面还设有与接地焊盘连接的直通焊盘,封口区通过接地空心孔经直通焊盘与接地焊盘连接；直通焊盘与射频焊盘之间的节距为0.5mm。本发明提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳及测试方法,能够使空心孔处达到了良好的阻抗匹配；并通过侧面的金属化空心孔与封口区的直接相连,保证封口区的接地良好,抑制谐振。(The invention provides a 0.5 mm-pitch high-frequency leadless ceramic shell and a test method, belonging to the technical field of ceramic packaging.A metalized hollow hole is arranged on the outer side surface of a shell, the diameter of the metalized hollow hole is 0.2mm, the metalized hollow hole comprises a grounding hollow hole and a radio frequency lead-out hollow hole, and the grounding hollow hole is arranged in a penetrating way along the height direction of the outer side surface of the shell; the radio frequency lead-out hollow hole extends into the cavity of the shell; the back of the shell is also provided with a through bonding pad connected with the grounding bonding pad, and the sealing area is connected with the grounding bonding pad through the grounding hollow hole and the through bonding pad; the pitch between the through pads and the radio frequency pads is 0.5 mm. The high-frequency leadless ceramic shell with the pitch of 0.5mm and the testing method can ensure that the hollow hole can achieve good impedance matching; and the metalized hollow holes on the side surfaces are directly connected with the sealing area, so that the good grounding of the sealing area is ensured, and the resonance is inhibited.)

0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳及测试方法

技术领域

本发明属于陶瓷封装技术领域，更具体地说，是涉及一种0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳及测试方法。

背景技术

国外塑封无引线外壳通常节距为0.50mm，以方形引出端四周均匀排布的QFN(QuadFlat No-leadPackage，方形扁平无引脚封装)举例，见表1。

表1国外塑封QFN器件常见尺寸与管脚数

	外形尺寸	总共引出端数	单侧引出端数	节距
					QFN16	3×3	16	4	0.50mm
QFN24	4×4	24	6	0.50mm
					QFN32	5×5	32	8	0.50mm
QFN40	6×6	40	10	0.50mm

如果焊盘原位替换，则陶瓷外壳焊盘必须仍保持0.50mm节距，而常规空心孔直径为0.25mm，参见图8至图10，因陶瓷介电常数较高，约为9.8,，且侧面空心孔径较大，导致侧面空心孔处阻抗偏低，阻抗的不匹配会导致微波性能下降。

为了保证封装的气密，必须增加封口区金属化，参见图8至图10，金属化一般为悬置或单点接地状态，均处于不良接地状态，高频情况下，封口区金属化会与信号线耦合，产生谐振，微波性能恶化严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳，旨在解决侧面空心孔处阻抗偏低以及谐振造成微波性能恶化的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳，包括壳体，所述壳体外侧面设有金属化空心孔，所述壳体的背面设有接地焊盘和射频焊盘，所述壳体的正面设有封口区，所述金属化空心孔的直径为0.2mm，所述金属化空心孔包括接地空心孔和射频引出空心孔，所述接地空心孔沿所述壳体的外侧面的高度方向贯通设置，用于将所述封口区与所述接地焊盘连接；所述射频引出空心孔延伸至所述壳体的腔体内，用于键合芯片的引出；所述壳体的背面还设有与所述接地焊盘连接的直通焊盘，所述封口区通过所述接地空心孔经所述直通焊盘与所述接地焊盘连接；所述直通焊盘与所述射频焊盘之间的节距为0.5mm，所述射频焊盘之间的节距为0.5mm。

作为本申请另一实施例，所述壳体的四个外侧面上均设有所述接地空心孔。

作为本申请另一实施例，所述壳体的四个外侧面分别设有至少两个所述接地空心孔，两个所述接地空心孔之间均设有所述射频引出空心孔，每个所述接地空心孔分别对应设有与所述接地焊盘连接的直通焊盘。

作为本申请另一实施例，所述射频焊盘的宽度与所述金属化空心孔的直径相等，所述直通焊盘的宽度与所述金属化空心孔的直径相等。

作为本申请另一实施例，所述壳体相对的外侧面的所述接地空心孔对称设置。

本发明还提供一种0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的测试方法，包括如下步骤：

将待测试的陶瓷封装外壳固定在测试板上；

在待测试的陶瓷封装外壳的芯片安装区设置微带直通线，所述微带直通线的两端经射频引出空心孔和射频焊盘与测试端口连接，构成测试通路；

将矢量网络分析仪与探针台连接；

设定测试频率和输入信号的功率电平，采用与探针台配套的陶瓷校准件校准整个测试系统；

取下校准件，将待测试的陶瓷封装外壳置于探针台上，测试并记录陶瓷封装外壳的回波损耗、插入损耗。

作为本申请另一实施例，所述微带直通线的电阻为45Ω-50Ω。

作为本申请另一实施例，所述射频焊盘通过测试引出线引出到测试端口。

作为本申请另一实施例，所述微带直通线的两端分别通过两个金丝键合，所述金丝的直径为20mm-25mm。

本发明提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的有益效果在于：与现有技术相比，本发明0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳，兼容0.50mm节距塑封器件，金属化空心孔选用直径为0.2mm小空心孔的方案，使空心孔处达到了良好的阻抗匹配；采用背面射频焊盘中，一部分射频焊盘与接地焊盘直接连通，实现强制接地，并通过侧面的金属化空心孔与封口区的直接相连，保证了封口区的接地良好，抑制谐振。

本发明提供的陶瓷封装外壳，通过以上方式做到了阻抗匹配，抑制谐振，达到了高频，可覆盖Ka频段。

本发明能够做到节距和焊盘位置与塑封器件外壳一致，所以能够兼容塑封器件，不仅适用于0.50mm节距的方型CQFN外壳，亦适用于0.50mm节距长方形的LCC类陶瓷外壳。

本发明提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的测试方法，通过测试外壳回波损耗和插入损耗，为本发明提供的陶瓷封装外壳的可靠性提供试验依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的立体结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的立体结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的俯视结构示意图；

图4为图3所示的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的仰视结构示意图；

图5为图3所示的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的侧视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的测试工装的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的测试原理图；

图8为本发明实施例提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的测试曲线图；

图9为现有技术提供的陶瓷封装外壳的结构示意图；

图10为图9的侧视结构示意图；

图11为图9的仰视结构示意图。

图中：1、壳体；2、射频引出空心孔；3、接地空心孔；4、芯片安装区；5、封口区；6、接地焊盘；7、射频焊盘；8、直通焊盘；9、测试板；10、金丝；11、微带直通线；12、测试引出线。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳进行说明。所述0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳，包括壳体1，所述壳体1外侧面设有金属化空心孔，所述壳体1的背面设有接地焊盘6和射频焊盘7，所述壳体1的正面设有封口区5，所述金属化空心孔的直径为0.2mm，所述金属化空心孔包括接地空心孔3和射频引出空心孔2，所述接地空心孔3沿所述壳体1的外侧面的高度方向贯通设置，用于将所述封口区5与所述接地焊盘6连接；所述射频引出空心孔2延伸至所述壳体1的腔体内，用于键合芯片的引出；所述壳体1的背面还设有与所述接地焊盘6连接的直通焊盘8，所述封口区5通过所述接地空心孔3经所述直通焊盘8与所述接地焊盘6连接；所述直通焊盘8与所述射频焊盘7之间的节距为0.5mm，所述射频焊盘7之间的节距为0.5mm。

本发明提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳，用于兼容0.50mm节距塑封器件，与现有技术相比，金属化空心孔选用直径为0.2mm小空心孔的方案，使空心孔处达到了良好的阻抗匹配；采用背面射频焊盘7中，一部分射频焊盘7与接地焊盘6直接连通，实现强制接地，并通过部分侧面的金属化空心孔与封口区5的直接相连，保证了封口区5的接地良好，抑制谐振。本发明根据常规射频焊盘7的作用和为了便于描述，将射频焊盘7中的一部分命名为直通焊盘8，直通焊盘8与接地焊盘6通过金丝10连接，实现直接接地，目的在于使封口区5能够很好的接地，抑制谐振，提高微波的工作性能。

本发明提供的陶瓷封装外壳，通过以上方式做到了阻抗匹配，抑制谐振，达到了高频，可覆盖Ka频段。

本发明能够做到节距和焊盘位置与塑封器件外壳一致，所以能够兼容塑封器件，不仅适用于0.50mm节距的方型CQFN外壳，亦适用于0.50mm节距长方形的LCC类陶瓷外壳。

作为本发明提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，所述壳体1的四个外侧面上均设有所述接地空心孔3。通过设置多个接地空心孔3，提高封口区5接地的良好性，提高抑制谐振的效果。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，所述壳体1的四个外侧面分别设有至少两个所述接地空心孔3，两个所述接地空心孔3之间均设有所述射频引出空心孔2，每个所述接地空心孔3分别对应设有与所述接地焊盘6连接的直通焊盘8。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，所述壳体1相对的外侧面的所述接地空心孔3对称设置。通过接地空心孔3的对称设置，也是服务于抑制谐振，提高微波器件工作性能的作用。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图5，所述射频焊盘7的宽度与所述金属化空心孔的直径相等，所述直通焊盘8的宽度与所述金属化空心孔的直径相等。前面提到，直通焊盘8其实是将部分射频焊盘7作为接地的功能，使封口区5直接能够与接地焊盘6连接，起到很好的抑制谐振的效果。

本发明还提供一种0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳的测试方法，参见图6及7，测试仪器和工装要求如下：

a)矢量网络分析仪：其频率范围和精度应满足测试要求；

b)探针台、探针、校准件、测试板9、射频线缆：其工作频率应覆盖待测件的测试频率；

注意事项如下：

A)测试前，应保证探针台面清洁、无异物，以免影响待测件底面的接地效果；

B)测试前，应保证待测件清洁、无异物，以免未知的电磁干扰影响测试结果；

C)探针接触待测件时，应保证两侧探针对待测件的压力均衡，以免不均衡的压力导致待测件一侧翘起，影响测试结果。

样品准备如下：

将被测件芯片安装区4安装50欧姆微带直通线11，每处键合两根25微米金丝10，然后将被测件焊接到测试板9上，焊接应保证外壳引出端与测试板9连接良好，无短路或虚焊现象。

参见图7，本发明提供具体的测试方法包括如下步骤：

S1,将待测试的陶瓷封装外壳焊接在测试板9上；

S2,在待测试的陶瓷封装外壳的芯片安装区4设置微带直通线11，所述微带直通线11的两端经射频引出空心孔2和射频焊盘7与测试端口连接，构成测试通路；其中。芯片安装区4通过金丝10与射频焊盘7连接；

S3,将矢量网络分析仪与探针台连接；

S4,设定测试频率和输入信号的功率电平，采用与探针台配套的陶瓷校准件校准整个测试系统；

S5,取下校准件，将待测试的陶瓷封装外壳置于探针台上，测试并记录陶瓷封装外壳的回波损耗、插入损耗。

本发明中，矢量网络分析仪器是一种电磁波能量的测试设备。它既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值，又能测相位，矢量网络分析仪能用史密斯圆图显示测试数据。矢量网络分析仪采用现有技术即可。

探针台主要应用于半导体行业、光电行业、集成电路以及封装的测试。广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发，旨在确保质量及可靠性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。采用现有技术即可。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，所述微带直通线11的电阻为45Ω-50Ω。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参见图6，所述射频焊盘7通过测试引出线12引出到测试端口。测试板9两端的箭头为测试端口，其中，通过焊接在测试板9上的测试引出线12与射频焊盘7连接，将芯片安装区4的信号引出到测试端口。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图6，所述微带直通线11的两端分别通过两个金丝10键合，所述金丝10的直径为20mm-25mm。

本发明的测试目的在于，测试在规定条件下的外壳回波损耗和插入损耗，通过测试曲线图8，可以得出，本发明提供的0.5mm节距的高频无引线陶瓷外壳及测试方法的测试方法，S11和S21分别对应回波损耗和插入损耗，通过测试外壳回波损耗和插入损耗，说明在40G以内，回波损耗和插入损耗指标良好，为本发明提供的陶瓷封装外壳的可靠性提供试验依据。

测试仪器和工装要求如下：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。