具有气隙的半导体封装的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及半导体管芯的封装，并且更特别地涉及具有敏感表面的半导体管芯的封装。
【背景技术】
[0002]表面声波(SAW)现象已被用于实现在电子应用中的填充。SAW滤波器包括诸如石英或砷化镓(GaAs)之类的压电衬底以及通过对薄金属层进行光刻图案化而形成的相互交叉的换能器。交变电压到输入换能器的施加生成了发动表面声波的交变应变场，表面声波在被输出换能器转换回电信号之前沿着衬底表面行进。传播的波的速度和衰减对于形成在器件表面上的薄膜的属性(例如质量和粘弹性)是非常敏感的。
[0003]SAW滤波器在诸如移动电话之类的各个应用中使用，并且在性能、成本和大小方面提供了超过诸如石英晶体(基于体波)、LC滤波器和波导滤波器之类的其它滤波器技术的显著优点。SAW滤波器的表面必须被保持没有接触和外来材料以确保根据到来的射频自由地生成表面波。SAW滤波器为了正确地运行通常需要至少几微米的气隙。常规的SAW滤波器在压电衬底上包括诸如基于可光限定的环氧SU-8的载体或液体单元之类的隔离物。将盖键合到隔离物以在诸如模塑之类的后续处理期间保护隔离物。隔离物确保在SAW滤波器的表面和盖之间存在足够的气隙，从而保持SAW滤波器表面没有接触和外来材料。
[0004]然而，隔离物和盖增大了 SAW滤波器封装的总体成本。与将隔离物放置在SAW滤波器上、制备盖以及将盖键合到隔离物有关的处理成本进一步增加总体成本。隔离物和盖的组合厚度通常至少200 μπι，实质上增大了最终的SAW滤波器封装的厚度，考虑到用来减小封装后的部件的大小的实质工业压力，这是不利的。此外，在隔离物的边缘和SAW滤波器的边缘之间仅可获得小的空间用于附着引线键合。在该情况下通常要求反向键合技术来附着引线键合。反向键合技术不是非常适合于Cu键合引线并且还增加了引线键合工艺的复杂性。
【发明内容】
[0005]根据半导体封装的实施例，该封装包括具有第一主侧面和与第一主侧面相对的第二主侧面的半导体管芯，该第一主侧面具有被外围区域包围的内部区域。半导体封装还包括覆盖半导体管芯并且被粘附到半导体管芯的第一主侧面的外围区域的膜。该膜具有弯曲的表面，使得半导体管芯的第一主侧面的内部区域通过气隙与该膜分隔开。电导体在第一端被附着到在半导体管芯的第一或第二主侧面处的焊盘。
[0006]根据制造半导体封装的方法的实施例，该方法包括:使粘附膜的片段符合拾取工具的腔的表面轮廓；利用粘附膜的片段将拾取工具定位在具有第一主侧面和与第一主侧面相对的第二主侧面的半导体管芯之上，第一主侧面具有被外围区域包围的内部区域；以及将粘附膜的片段粘附到半导体管芯的第一主侧面的外围区域，同时粘附膜的片段符合拾取工具的表面轮廓，使得粘附膜的片段具有对应于拾取工具的表面轮廓的弯曲表面，并且半导体管芯的第一主侧面的内部区域通过气隙与粘附膜的片段分隔开。
[0007]在阅读以下详细描述并且在查看附图之后，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。
【附图说明】
[0008]图的元素并不一定相对于彼此成比例。相同的附图标记指定对应的相同部件。各个图示的实施例的特征可进行组合，除非它们排斥彼此。在附图中描绘了实施例，并且在下面的描述中详述了实施例。
[0009]图1图示了具有气隙的半导体封装的实施例的横截面视图。
[0010]包括图2A-图2G的图2图示了制造具有气隙的半导体封装的方法的实施例的不同阶段。
[0011]包括图3A-图3D的图3图示了具有开口腔的拾取工具的不同实施例，该开口腔用于对用于形成半导体封装中的气隙的粘附膜进行真空成形。
[0012]包括图4A-图4C的图4图示了具有气隙并且具有倒装芯片配置的半导体封装的不同实施例。
【具体实施方式】
[0013]根据本文描述的实施例，提供了一种半导体封装，该半导体封装包括半导体管芯，该半导体管芯具有被布置在管芯的主侧面处的敏感结构，该敏感结构例如是压力传感器隔膜、SAW滤波器换能器、MEMS部件(微机电系统或者还通常被称为微机械或微系统技术)等。管芯的该侧面的外围(外部)区域是没有敏感结构的，并且包括提供用于管芯的外部电触点的焊盘。提供覆盖半导体管芯并且粘附到管芯中具有敏感结构的该侧面的外围区域的膜。该膜具有弯曲(有轮廓)的表面，即与直线不同的任何弯曲表面或特征，使得管芯的敏感结构通过气隙与该膜分隔开。由该膜使能的气隙保持管芯的敏感结构没有接触和外来材料并且消除了对附加的隔离物和盖的需要。
[0014]图1图示了包括半导体管芯102的半导体封装100的实施例的横截面视图。图1还示出了半导体管芯102的俯视图。半导体管芯102具有第一主侧面104和与第一主侧面104相对的第二主侧面106。管芯102的第一主侧面104具有被外围区域110包围的内部区域108。膜112覆盖管芯102并且粘附到半导体管芯102的第一主侧面104的外围区域110。膜112具有弯曲表面，使得半导体管芯102的第一主侧面104的内部区域108通过气隙114与膜112分隔开。在一个实施例中，在半导体管芯102的第一主侧面104的内部区域108与膜112之间的气隙114在气隙114的最宽点处是至少10 μπι。在一个实施例中，包括半导体管芯102、膜112和气隙114的半导体封装100的总高度(HD+F+e)是在150 ym和200 μπι之间。这表示与具有通过隔离物和盖实现的气隙的常规半导体封装相比，在封装高度上的至少100 μ m的减小。
[0015]半导体管芯102具有被布置在管芯102中对接触和外来材料敏感的第一主侧面104处的结构116。在一个实施例中，半导体管芯102是SAW滤波器管芯并且敏感结构116包括SAW滤波器的换能器。在该情况下，气隙114在敏感结构116的SAW滤波器换能器与膜112之间。
[0016]在另一实施例中，半导体管芯102是压力传感器管芯并且被布置在管芯102的第一主侧面104处的敏感结构116包括压力传感器的隔膜。在该情况下，气隙114在敏感结构116的压力传感器隔膜与膜112之间。
[0017]在再另一实施例中，半导体管芯102是MEMS管芯并且被布置在管芯102的第一主侧面104处的敏感结构116包括MEMS器件的部件。在该情况下，气隙114在敏感结构116的MEMS部件与膜112之间。在又另一实施例中，对接触和外来材料敏感的不同类型的结构116也被布置在管芯102的第一主侧面104处。在每个情况下，膜112在可包括模塑工艺的后续处理期间保护半导体管芯102的敏感结构116。
[0018]可通过膜112做出到半导体管芯102的第一主侧面104的电连接。更特别地，例如键合线、带或线夹之类的电导体118可在第一端被提供和附着到在半导体管芯102的第一主侧面104的外围区域110处的焊盘120。焊盘120提供了用于管芯102的外部电触点。管芯102的第二主侧面106可附着到衬底122。衬底122可以取决于器件的类型是导电的或电绝缘的。例如，取决于一个或多个端子是否被提供在管芯102的第二主侧面106处(例如在其中电流垂直地在管芯102的第一和第二主侧面104、106之间流动的垂直器件的情况下)，衬底122可以是具有或不具有金属化的陶瓷。在另一示例中，衬底122是引线框架的管芯踏板(paddle)。可使用再其它类型的标准衬底。引线124附着到电导体118的第二端，并且提供用于半导体封装100的外部电触点。
[0019]膜112在被粘附到半导体管芯102的第一主侧面104的外围区域110之后具有足够的刚性，使得在管芯102的第一主侧面104的内部区域108与膜112之间的气隙116在半导体封装100的后续处理之后维持完