具有无源器件的低剖面封装的制作方法

文档序号:14212122阅读:220来源:国知局
具有无源器件的低剖面封装的制作方法

引言

本公开一般涉及电子设备,并且更为具体但不排他地涉及与具有无源器件的低剖面封装有关的方法和装置。

存在对与常规器件相比在尺寸上更小、使用更少功率、生成更少热量、更快、具有数目减少的集成电路层、制造起来更便宜、具有更高的制造产量、以及具有减少的物料清单的电路的持续市场需求。少数电路元件(包括射频电路)未受这些一直存在的市场需求的影响。

现代消费者设备(诸如移动电话(例如,智能电话、智能手表等)、计算机(例如,平板计算机、膝上型计算机等)、和导航设备(例如,gps接收机、glonass接收机等))无线地通信,并且由此包括射频(rf)电路系统。设备中的射频电路通常包括无源组件。无源组件可包括电容器、电感器、变压器、线圈以及电阻器。由于诸如无源组件尺寸和集成电路制造工艺限制之类的约束,一些无源组件无法集成在具有rf电路的管芯上(例如,集成电路上)。由此,在制造rf电路时,这些无源组件物理地位于管芯外部离管芯距离很远处,并且电耦合至管芯。常规技术包括将包含管芯的集成电路封装安装在印刷电路板(pcb)上、将无源组件安装在pcb上、以及用金属迹线将管芯电耦合至这些无源组件。

制造具有位于离管芯距离很远处的无源组件的rf电路可能会引起问题。一个问题是串扰——rf信号漏泄在无意中从耦合管芯与无源组件的导体注入到rf电路中乃至rf电路外的其他导体。由此,业界存在对提供高隔离rf屏蔽、最小化(即,减少)rf指标降级的需求,并且提供对高度隔离的接地层的需求。制造具有位于离管芯距离很远处的无源组件的rf电路还会极大地增加rf电路封装尺寸,并且增加rf电路的物料清单上的项目数量。

虽然许多常规电路技术能起作用,但是市场压力要求改进常规技术。相应地,业界长期以来存在先前没有得到解决的对在常规方法和装置上有所改进的方法和装置的需求,包括所提供的改进方法和改进装备。

概述

本概述提供本教义某些方面的基本理解。本概述并非详细穷尽性的,且既不意图标识所有关键特征,也不意图限制权利要求的范围。

提供了与具有无源器件的低剖面封装有关的示例性方法和装置。

在一示例中,提供了一种装置。该装置包括具有有效面的集成电路。该集成电路嵌入在基板中。该装置还包括具有面的集成无源器件(ipd)。该集成电路的有效面面向该ipd的该面。该ipd的至少一个触点相对于该集成电路安排成交叠配置。该装置还具有布置在该ipd与该集成电路之间的重分布层(rdl)。该rdl被配置成电耦合该ipd和该集成电路。该ipd可包括电容器、电感器、变压器、线圈、或其组合。该装置可包括嵌入在该基板中的第二集成电路和布置在该集成电路与第二集成电路之间的中介体。该中介体电耦合至该rdl的第一部分和该rdl的第二部分。该中介体被配置成耦合该rdl的第一部分上的该集成电路和该ipd与该rdl的第二部分上的第二电路之间的信号。该中介体可嵌入在该基板中或者安装在该基板外部。该装置可包括位于该基板与该ipd之间的电磁屏蔽。重分布层的至少一部分可被配置为该电磁屏蔽。该集成电路可耦合至形成在该基板上的面栅阵列。该装置可被纳入到从包括以下各项的组中选择的设备中:音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、移动设备、移动电话、智能电话、个人数字助理、位置固定的终端、平板计算机、计算机、可穿戴设备、膝上型计算机、服务器、基站、以及机动车中的设备,并且进一步包括该设备。

在另一示例中,所提供的是一种用于制造封装的方法。该方法可包括:形成rdl作为基板的一部分;在该基板上安装ipd并且将该ipd电耦合至该rdl的第一侧;以与ipd呈面对面取向地在基板中嵌入集成电路;以及将该ipd电耦合至该rdl的第二侧以将该ipd电耦合至该集成电路。该ipd的至少一个触点相对于该集成电路安排成交叠配置。该rdl的至少一部分可被配置为电磁屏蔽。该ipd可包括以下至少一者:电容器、电感器、变压器、线圈、或其组合。该方法可包括:在该基板中嵌入第二集成电路;嵌入布置在该集成电路与第二集成电路之间的中介体;以及将该中介体电耦合至该rdl的第一部分和该rdl的第二部分。该中介体被配置成耦合该rdl的第一部分上的该集成电路和该ipd与该rdl的第二部分上的第二电路之间的信号。该方法还可包括:在该基板中嵌入第二集成电路;在该基板上安装布置在该集成电路与第二集成电路之间的中介体;以及将该中介体电耦合至该rdl的第一部分和该rdl的第二部分。该中介体被配置成耦合该rdl的第一部分上的该集成电路和该ipd与该rdl的第二部分上的第二电路之间的信号。该方法还可包括:在该基板上形成面栅阵列(lga)以及将该lga耦合至该集成电路。该方法还可包括将该封装纳入到从包括以下各项的组中选择的设备中:音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、移动设备、移动电话、智能电话、个人数字助理、位置固定的终端、平板计算机、计算机、可穿戴设备、膝上型计算机、服务器、基站、以及机动车中的设备,并且进一步包括该设备。

在另一示例中,提供了另一种装备。该装备包括具有有效面的集成电路。该集成电路嵌入在基板中。该装备还可包括具有有效面的无源器件。该集成电路的有效面面向该无源器件的有效面。该装备还包括用于将该无源器件电耦合至该集成电路的装置。该无源器件可包括电容器、电感器、变压器、线圈、或其组合。可在该基板中嵌入中介体。该装备还可包括位于该基板与该无源器件之间的电磁屏蔽。重分布层的至少一部分可被配置为该电磁屏蔽。该装备还可包括用于将该集成电路电耦合至面栅阵列的装置。该面栅阵列形成在该基板上。该基板可包括重分布层。该装备可被纳入到从包括以下各项的组中选择的设备中:音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、移动设备、移动电话、智能电话、个人数字助理、位置固定的终端、平板计算机、计算机、可穿戴设备、膝上型计算机、服务器、基站、以及机动车中的设备,并且进一步包括该设备。

前述内容宽泛地勾勒出本教义的一些特征和技术优点以使详细描述和附图可以被更好地理解。在详细描述中还描述了附加的特征和优点。本构思和所公开的示例可被用作改动或设计用于实施与本教导相同的目的的其他设备的基础。此类等效构造并不脱离权利要求中所阐述的本教义的技术。作为这些教义的特性的发明性特征、连同进一步的目标和优点从详细描述和附图中被更好地理解。每一附图仅出于解说和描述目的来提供,且并不限定本教义。

附图简述

给出了附图以描述本教义的示例,并且附图并不作为限定。

图1描绘了具有集成无源器件的示例性低剖面封装。

图2描绘了具有集成无源器件的另一示例性低剖面封装。

图3a-e描绘了示例性射频隔离测试结果。

图4描绘了用于制造具有集成无源器件的低剖面封装的示例性方法。

图5a-c描绘了用于制造具有集成无源器件的低剖面封装的另一示例性方法。

图6解说了可包括具有集成无源器件的低剖面封装的各种电子设备。

根据惯例,附图所描绘的特征可能并非按比例绘制。相应地,为了清楚起见,所描绘的特征的尺寸可能被任意放大或缩小。根据惯例,为了清楚起见,某些附图被简化。因此,附图可能未绘制特定装置或方法的所有组件。此外,类似附图标记贯穿说明书和附图标示类似特征。

详细描述

提供的方法和装置一般涉及电子设备,并且更为具体但不排他地涉及具有集成无源器件的低剖面封装。提供的示例包括具有集成无源器件以及嵌入式中介体或倒装芯片(fc)中介体配置的低剖面射频(rf)集成电路(ic)。

面对面(f2f)是一种用于以可具有多个集成电路芯片之间的高密度(并且由此高带宽)耦合的堆叠方式组合多个集成电路芯片(例如,管芯)的三维(3-d)技术。此堆叠形成多层器件。此高密度耦合可通过以下操作来进行:将每个堆叠式芯片上的垂直通孔相匹配、通过重分布层将这些堆叠式芯片电耦合、通过金属线将这些堆叠式芯片电耦合、将电互连对接、或其组合。在示例中,电互连可以是柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合。这些电互连允许组件以f2f配置来电耦合。

本文中公开的示例性装置和示例性方法有利地解决了行业里长期以来的需求、以及其它先前未标识出的需求,并且缓解了常规方法和常规装置的不足。例如,在与常规技术相比较时,除了其他优点以外,本文中公开的技术可以有利地降低功耗、提供减少的物料清单(bom)、提供较低的制造成本、提供高隔离rf屏蔽、减少rf指标降级、减小封装尺寸、缓解对高度隔离的接地层的需求、减少热生成、及其组合。

在本申请的文本和附图中公开了示例。可以设计替换示例而不会脱离本公开的范围。另外,当前教义的常规元素可能不被详细描述、或者可能被省去以免湮没当前教义的诸方面。

在本文中所使用的空间描述(例如,“顶”、“中间”、“底”、“左”、“中心”、“右”、“上”、“下”、“垂直”、“水平”,等等)仅仅用于解说目的而不是限定性描述符。藉此所述结构的可行实现在空间上可按提供藉此所述功能的任何取向来布置。此外,本文中在使用术语“毗邻”以描述集成电路元件之间的空间关系时,毗邻集成电路元件不需要直接物理接触,并且其它集成电路元件可位于毗邻集成电路元件之间。

如本文中所使用的,术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”。描述为“示例性”的任何示例不必被解释为优于或胜过其他示例。同样,术语“示例”并不要求所有示例都包括所讨论的特征、优点、或工作模式。在本说明书中对术语“在一个示例中”、“示例”、“在一个特征中”和/或“特征”的使用并非必然引述相同特征和/或示例。此外,特定特征和/或结构可与一个或多个其它特征和/或结构组合。并且,由此描述的装置的至少一部分可被配置成执行由此描述的方法的至少一部分。

应该注意,术语“连接”、“耦合”、及其任何变体意指在元件之间的直接或间接的任何连接或耦合,且可涵盖两个元件之间存在中间元件,这两个元件经由该中间元件被“连接”或“耦合”在一起。元件之间的耦合和连接可为物理的、逻辑的、或其组合。元件可例如通过使用一根或多根导线、电缆、印刷电连接、电磁能量、以及类似物被“连接”或“耦合”在一起。在可行的情况下,电磁能量可具有在射频、微波频率、可见光频率、不可见光频率等处的波长。这些是若干非限定和非穷尽性示例。

术语“信号”可包括任何信号,诸如数据信号、音频信号、视频信号、多媒体信号、模拟信号、数字信号、以及类似信号。本文所描述的信息和信号可使用各种各样的不同技艺和技术中的任一种来表示。例如,至少部分地取决于具体应用、至少部分地取决于期望设计、至少部分地取决于相应的技术、和/或至少部分地取决于类似因素,本文中对数据、指令、工艺步骤、过程框、命令、信息、信号、比特、码元、以及类似物的引述可由电压、电流、电磁波、磁场、磁粒子、光场、以及光粒子、和/或其任何可行组合来表示。

使用诸如“第一”、“第二”等之类的指定的引述并不限定那些元素的数量或次序。确切而言,这些指定被用作区别两个或更多个元素或者元素实例的便捷方法。因此,对第一元素和第二元素的引述并不意味着仅能采用两个元素,或者第一元素必须必然地位于第二元素之前。同样,除非另外声明,否则元素集合可包括一个或多个元素。另外,在说明书或权利要求中使用的“a、b、或c中的至少一者”或“a、b、或c中的一个或多个”或“包括a、b、和c的组中的至少一个”形式的术语可被解读为“a或b或c或这些元素的任何组合”。例如,此术语可包括a、或者b、或者c、或者(a和b)、或者(a和c)、或者(b和c)、或者(a和b和c)、或者2a、或者2b、或者2c、等等。

本文所使用的术语仅出于描述特定示例的目的,而并不旨在限定。如本文所使用的,单数形式的“一”、“某”和“该”也包括复数形式,除非上下文另有明确指示。换言之,在可行的情况下,单数预示了复数。此外,术语“包括”、“具有”、“具备”和“包含”指明特征、整数、步骤、框、操作、元素、组件以及类似物的存在,但并不排除另一特征、整数、步骤、框、操作、元素、组件以及类似物的存在或添加

在至少一个示例中,图1-2中提供的装置可以是电子设备的一部分和/或耦合至该电子设备,该电子设备诸如但不限于以下至少一者:移动设备、导航设备(例如,全球定位系统接收机)、无线设备、相机、音频播放器、摄录相机、计算机、和游戏控制台。术语“移动设备”可描述但不限于:移动电话、移动通信设备、寻呼机、个人数字助理、个人信息管理器、个人数据助理、移动手持式计算机、便携型计算机、平板计算机、无线设备、无线调制解调器、通常由个人携带且具有通信能力(例如,无线、蜂窝、红外、短程无线电等)的其他类型的便携式电子设备、类似物、或其组合。此外,术语“用户装备”(ue)、“移动终端”、“用户设备”、“移动设备”和“无线设备”可以是可互换的。

图1描绘了具有集成无源器件102的示例性ic封装100。ic封装100包括基板104,其可包括核、或者可以是无核基板。基板104可包括由介电材料110分隔开的第一金属层106和第二金属层108。第一金属层106和第二金属层108可用于重新分布往来于具有不同输入/输出节距的ic器件的信号(例如,信号、功率、接地)。在一示例中,基板104仅具有两个金属层。然而,该基板可具有两个以上金属层。第一金属层106和第二金属层108可用作重分布层(rdl)(即,用于电耦合的装置)。第一金属层106和第二金属层108中的至少一者还可至少部分地用作射频(rf)屏蔽(即,用于屏蔽的装置)。图1中描绘的厚度是示例性而非限制性的。

减少基板104中的金属层的数目有利地减小了ic封装100的总高度。仅具有两个金属层减小了"z"高度(即,ic封装100的封装厚度),并且实现ic封装100的功能性rf应用。

第一集成电路(ic)112(例如,存储器管芯、rf管芯、处理器、类似物、或其组合)可嵌入在基板104中。第一ic112具有有效面114。第一ic112的有效面114通过电互连116(即,用于电耦合的装置,诸如柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合)耦合至第二金属层108。

由于第一ic112可因无源器件102在第一ic112和基板104外部而较小,因此ic封装100具有较小尺寸。ic封装100的配置使得能将无源器件102放置在第一ic112和基板104外部的位置处。由此,第一ic112无需使无源器件102集成在第一ic112和/或基板104中,这会减少对金属层、禁用区划以及rf屏蔽的需求。在一非限制性示例中,金属层的减少允许基板104具有约150um(而非针对常规基板的约298um)的厚度(例如,在"z"方向上)。

在一示例中,集成无源器件102可包括线圈118。线圈118可嵌入在集成无源器件布线区域120中。在一示例中,集成无源器件布线区域120可由机械晶片或玻璃晶片形成。集成无源器件102可通过电互连122(即,用于电耦合的装置,诸如柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合)电耦合至第一金属层106。替换地,集成无源器件102可被丝焊到第一金属层106(未示出)。ic封装100还可包括表面安装器件(smd)124。集成无源器件102或smd124中的至少一者可包括电容器、电感器、变压器、线圈、类似物、或其组合。smd124具有电互连126(即,用于电耦合的装置,诸如柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合),其将smd124耦合至第一金属层106。

集成无源器件102或smd124中的至少一者可被集成到低成本倒装芯片中。在一示例中,集成无源器件102或smd124中的至少一者可至少部分地位于第一ic112上方。例如,如图1中所解说的,集成无源器件102能够以与第一ic112的有效面114呈f2f取向地位于基板104的表面128上方,其中集成无源器件102与第一ic112至少部分地交叠。第一ic112与集成无源器件102的交叠允许集成无源器件102的电互连122定位在第一ic112上方。在一个示例中,此交叠包括至少五个电互连。在另一示例中,smd124能够以与第一ic112呈f2f取向地位于基板104的表面128上方,其中smd124与第一ic112交叠。在一示例中,第一ic112与smd124的交叠针对至少一个电互连。

ic封装100独特的几何形状和配置有利地提供rf隔离,同时减小了ic封装100的"z"高度。电互连122(例如,配置为如所解说的焊球)提供基板104与第一ic112之间的附加间隔(例如,图3a中的高度"d")以提供集成无源器件102与第一ic112之间改善的rf隔离。因此,ic封装100无需以其他方式变得更厚来提供rf隔离。ic封装100独特的几何形状和配置还可以放宽组件之间的间距考量(例如,l/s基板设计规则)。

ic封装100还可以有利地降低制造成本。在ic封装100中,电磁组件被迁移出集成电路芯片并且被迁移到集成无源器件102中。将集成无源器件102制造为处于集成电路芯片外部的器件比将集成无源器件102集成在集成电路芯片内部更便宜。因此,ic封装100具有较低的总制造成本,这是因为将集成无源器件102制造为单独的器件比将集成无源器件102集成在第一ic112中更便宜。

此外,ic封装100的尺寸较小,这是因为ic封装100的配置和几何形状避免了在集成无源器件102与第一ic112之间使用长迹线。取代长迹线,ic封装100中的f2f配置通过定位集成无源器件102至少部分地与第一ic112交叠来使用较短的连接,如以上所讨论的。而且,当ic封装100安装在印刷电路板(pcb)上时,配置具有在第一ic112外部的集成无源器件102的ic封装100有利地减少了因与pcb导体的串扰引起的rf指标降级和电磁效应。

集成无源器件102可具有较厚金属导体(与常规器件相比较时),这改善了集成无源器件102的电性能。能够制造具有较厚金属导体的集成无源器件102可以改善集成无源器件102内的无源器件(例如,电感器、线圈118等)的品质因数。在一个示例中,当集成无源器件102为电感器时,集成无源器件102的线圈(例如,线圈118)可在使用玻璃基板(或机械基板)时相对于管芯(8-9um厚)而言更厚(最多达37um厚)。例如,集成无源器件102的线圈的较厚金属提供该线圈的较低电阻,这改善了该电感器的品质因数。使用高品质无源器件(例如,扼流电感器)还可以有利地降低功耗。此外,由于线圈无需高节点硅工艺,ic封装100独特的几何形状和配置有利地使得能将低成本制造工艺用于集成无源器件102。低成本制造工艺可包括将集成无源器件102制造在玻璃晶片或机械晶片上。此外,由于集成无源器件102可嵌入在低成本管芯中(而非嵌入在昂贵管芯(例如,16nm节点管芯)中),制造具有集成无源器件102的ic封装100更便宜。

第一金属层106或第二金属层108中的至少一者可被至少部分地配置为电磁屏蔽以改善rf隔离,并且在一些示例中可提供最多达约-70db的电磁隔离。例如,第一金属层106可配置有在第一ic112与集成无源器件102和smd124中的至少一者之间的接地屏蔽图案(例如,用于屏蔽的装置),该接地屏蔽图案可以呈交叉阴影(例如参见图3,附图标记315)或任何合适的图案。接地屏蔽图案充当rf屏蔽以将集成无源器件102的磁场和/或smd124的磁场与第一ic112解耦。

将第一金属层106或第二金属层108中的至少一者至少部分地配置为电磁屏蔽减少了物料清单,因为该(诸)金属层既可充当重分布层又可充当电磁屏蔽,由此减少了制造ic封装100所必需的物料数量。由于ic封装100无需附加的专用rf屏蔽层,对(诸)金属层的双重使用还减小了ic封装100的尺寸。

ic封装100还可包括第二ic130(例如,存储器管芯、rf管芯、处理器)。第二ic130可与第一ic112配置成拆分式管芯安排。第二ic130嵌入在基板104中并且具有有效面132。第二ic130可通过rdl(例如,第一金属层106和/或第二金属层108)电耦合至同样嵌入在基板104中的中介体134(即,用于电耦合的装置,诸如路由器件)。中介体134可被用于电耦合在第一ic112与第二ic130之间。相应地,中介体134使得能够实现拆分式管芯配置。由此,可以使用第一ic112和第二ic130,而不是使用具有这两个ic的组合特征的单个ic。由于使用了独立ic,中介体134还可以减少rdl中(例如,第一和/或第二金属层中)的布线方案的复杂度以及拆分式管芯配置中通常使用的附加焊料互连(例如,焊料凸块、焊盘、焊球等)。在一个示例中,中介体134可布置在第一ic112与第二ic130之间。中介体可电耦合至一般与第一ic112的布线相关联的第一rdl部分以及一般与第二ic112的布线相关联的第二rdl部分。如以上所讨论的,中介体134可被配置成耦合第一rdl部分上的第一ic112和ipd102及其他组件与第二rdl部分上的第二ic130之间的信号。中介体134和拆分式管芯配置可以减少布线方案的复杂度,这还可以有利地减少崩孔(breakout)问题以及针对细节距连接中的高隔离的接地层使用。

实现拆分式管芯配置可以降低制造成本,这是因为拆分式管芯安排使得ic封装100能被制造成具有各自使用相应工艺来分别制造的不同集成电路和其他组件。在一非限制性示例中,第一ic112可使用更昂贵的工艺(例如,180nm绝缘体上覆硅工艺)来制造,而第二ic130和/或第二ic130可使用更低成本的工艺(例如,cmos工艺)来制造。实现拆分式管芯配置还可通过将第一ic112和第二ic130中的至少一者热耦合至安装有ic封装100的pcb来实现更好的热性能。此热耦合耗散来自第一ic112、第二ic130、或两者的热。

集成无源器件102可使用包封物138(诸如模塑、底部填料、类似物、或其组合)来机械地固定在ic封装100中的适当位置。

此外,ic封装100可包括可以通过第一金属层106和/或第二金属层108电耦合至第一ic112、第二ic130、集成无源器件102、smd124、类似物、或其组合的电互连140(即,用于电耦合的装置,诸如柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、面栅阵列、类似物、或其组合),其中第一金属层106和/或第二金属层108可用作重分布层。电互连140可被用于将ic封装100耦合至pcb。

解说了可任选的附加组件。例如,解说了集成无源器件150,其可以与第二ic130安排成f2f配置。还可以可任选地提供表面安装器件160和170(例如,无源器件、smd、ic、类似物、或其组合)以支持基于ic封装100的给定设计的电路功能。

图2描绘了具有集成无源器件202和中介体230的示例性ic封装200。在图2中解说的配置中,取代如图1中解说的嵌入式中介体,中介体230被安装在基板204外部。集成无源器件202可包括电容器、电感器、变压器、线圈、类似物、或其组合。ic封装200包括基板204,其可包括核、或者可以是无核基板。基板204可包括由介电材料210分隔开的第一金属层206和第二金属层208。第一金属层206和第二金属层208可用于重新分布往来于具有不同输入/输出节距的ic器件的信号(例如,信号、功率、接地)。在一示例中,基板204仅具有两个金属层。第一金属层206和第二金属层208中的至少一者可用作重分布层(rdl)。第一金属层206和第二金属层208中的至少一者可用作射频(rf)屏蔽(即,用于屏蔽的装置)。图2中描绘的厚度是示例性而非限制性的。

减少基板204中的金属层的数目有利地减小了ic封装200的总高度。仅具有两个金属层减小了"z"高度(即,ic封装200的封装厚度),并且实现ic封装200的功能性rf应用,如以上关于图1讨论的。

第一集成电路(ic)212(例如,存储器管芯、rf管芯、处理器)可嵌入在基板204中。第一ic212具有有效面214。ic212的有效面214通过电互连216(例如,用于电耦合的装置,包括柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合)耦合至第二金属层208。

由于第一ic212可因集成无源器件202在第一ic212外部而较小,因此ic封装200具有较小尺寸。ic封装200的配置使得能将集成无源器件202放置在第一ic212外部的位置处。由此,第一ic212无需将集成无源器件202集成在第一ic212中。在一非限制性示例中,金属层的减少允许基板204具有约150um(而非针对常规基板的约298um)的厚度(例如,在"z"方向上)。

在一示例中,集成无源器件202可包括线圈218。线圈218可嵌入在集成无源器件布线区域220中。在一示例中,集成无源器件布线区域220可由机械晶片或玻璃晶片形成。集成无源器件202可通过电互连222(即,用于电耦合的装置,诸如柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合)电耦合至第一金属层106。替换地,集成无源器件202可被丝焊到第一金属层206(未示出)。ic封装200还可包括表面安装器件(smd)224。集成无源器件202或smd224中的至少一者可包括电容器、电感器、变压器、线圈、类似物、或其组合。smd224具有电互连226(即,用于电耦合的装置,诸如柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合),其将smd224耦合至第一金属层206。

集成无源器件202或smd224中的至少一者可至少部分地位于第一ic212上方。例如,集成无源器件202能够以与第一ic212的有效面214呈f2f取向地位于基板204的表面228上方,其中集成无源器件202与第一ic212交叠。在一示例中,第一ic212与集成无源器件202的交叠针对至少一个电互连。在另一示例中,此交叠针对至少五个电互连。在另一示例中,smd224能够以与第一ic212呈f2f取向地位于基板204的表面228上方,其中smd224与第一ic212交叠。在一示例中,第一ic212与smd224的交叠针对至少一个电互连。在另一示例中,此交叠针对至少五个电互连。

ic封装200独特的几何形状和配置有利地提供rf隔离,同时减小了ic封装200的尺寸和ic封装200的剖面两者。电互连226和电互连222提供附加高度(图3a中的"d")以提供集成无源器件202、smd224、以及第一ic212之间改善的rf隔离。ic封装200独特的几何形状和配置还重用已被用于电互连226和电互连222的高度,而不增加附加高度以提供rf隔离。由此,ic封装200无需以其他方式变得更厚以提供rf隔离。ic封装200独特的几何形状和配置还可以放宽(并且在一些情形中消除)组件之间的间距考量(例如,l/s基板设计规则)。

ic封装200还可以有利地降低制造成本。在ic封装200中,电磁组件被迁移出集成电路芯片并且被迁移到基板204上。将集成无源器件202制造为处于集成电路芯片外部的器件比将集成无源器件202集成在集成电路芯片内部更便宜。因此,ic封装200具有较低的总制造成本,因为将集成无源器件202制造为单独的器件比将集成无源器件202集成在第一ic212中更便宜。

此外,ic封装200的尺寸较小,这是因为ic封装200的配置和几何形状避免了在集成无源器件202与第一ic212之间使用长迹线。取代长迹线,ic封装200使用较短的连接——电互连226和电互连222。而且,当ic封装200安装在pcb上时,配置具有在第一ic212外部的集成无源器件202的ic封装200有利地减少了因与pcb导体的串扰引起的rf指标降级和电磁效应。

ic封装200独特的几何形状和配置还有利地使得能使用具有较厚金属导体的集成无源器件202(与常规器件相比较时),这改善了集成无源器件202的电性能。当集成无源器件202为电感器时,能够制造具有较厚金属导体的集成无源器件202提高了集成无源器件202的品质。由此,ic封装200独特的几何形状和配置有利地使得能使用高品质无源组件。由此,当集成无源器件202为电感器时,集成无源器件202的线圈(例如,线圈218)可在使用玻璃基板(或机械基板)时相对于管芯(8-9um厚)而言更厚(最多达37um厚)。线圈的较厚金属提供线圈的较低电阻,这改善了线圈的电感和品质因数。使用高品质无源器件(例如,扼流电感器)还可以有利地降低功耗。此外,由于线圈无需高节点硅工艺,ic封装200独特的几何形状和配置有利地使得能将低成本制造工艺(诸如使用玻璃基板或机械基板的制造工艺)用于集成无源器件202。低成本制造工艺可包括将集成无源器件202制造在玻璃晶片或机械晶片上。此外,由于集成无源器件202可嵌入在低成本管芯中(而非嵌入在昂贵管芯(例如,16nm节点管芯)中),制造具有集成无源器件202的ic封装200更便宜。

第一金属层206或第二金属层208中的至少一者可被至少部分地配置为电磁屏蔽以改善rf隔离,并且在一些示例中可提供最多达约-70db的电磁隔离。例如,第一金属层206可配置有在第一ic212与集成无源器件202和smd224中的至少一者之间的接地屏蔽图案(例如,用于屏蔽的装置),该接地屏蔽图案可以呈交叉阴影(例如参见图3,附图标记315)或任何合适的图案。接地屏蔽图案充当rf屏蔽以将集成无源器件102的磁场和/或smd124的磁场与第一ic212解耦。接地屏蔽图案还可充当rf屏蔽以将pcb上的导体和其他组件的磁场与集成无源器件202解耦。

将第一金属层206或第二金属层208中的至少一者至少部分地配置为电磁屏蔽还减少了物料清单,因为该(诸)金属层可用作重分布层和电磁屏蔽,由此减少了制造ic封装200所必需的物料数量。由于ic封装200不需要附加的专用rf屏蔽层,对(诸)金属层的双重使用还减小了ic封装200的尺寸。

如上所述,ic封装200还可包括中介体230。中介体230可被用于电耦合关联于第一ic212的第一rdl部分(例如,金属层206和208)与关联于第二ic252的第二rdl部分之间的信号。如以上关于图1所讨论的,中介体230提供与中介体134类似的功能性并且可以促成拆分式管芯配置,这可减少ic封装200的布线方案的复杂度。

集成无源器件202可使用包封物240(诸如模塑、底部填料、类似物、或其组合)来机械地固定在ic封装200中的适当位置。

此外,ic封装200可包括可以通过第一金属层206和/或第二金属层208电耦合至第一ic212、集成无源器件202、smd224、或其组合的电互连242(即,用于电耦合的装置,诸如柱、铜柱、焊球、焊盘、丝焊、垫片、触点、类似物、或其组合),其中第一金属层206和/或第二金属层208可用作重分布层。电互连242可被用于将ic封装200耦合至pcb。

解说了可任选的附加组件。例如,解说了集成无源器件250,其可以与第二ic252安排成f2f配置。还可以可任选地提供表面安装器件260和270(例如,无源器件、smd、ic、类似物、或其组合)以支持基于ic封装200的给定设计的电路功能。

图3a-e描绘了电感器及相关联的示例性射频隔离测试结果。图3a、3c和3d中描绘的图案是非限制性示例——可实现其他可行图案。

图3a描绘了分隔开距离"d"的电感器300(例如,线圈118、线圈218、类似线圈、或其组合)和导体305。距离"d"可以是无源器件(例如,102、202、224)与ic(例如,112、130、212)之间的距离。距离"d"可以是无源器件(例如,102、202、224)与金属层(例如,106、108)之间的距离的一部分。距离"d"可至少部分地藉由电互连122、电互连222、类似电互连、或其组合的高度来获得。例如,电互连122、电互连222、类似电互连、或其组合因实现无源器件(例如,102、202、224)与ic(例如,112、130、212)的f2f配置而存在。

图3b描绘了指示一频率范围上在不同距离"d"处的磁通量漏泄量的示例性测试结果310。图3b中的测试结果310指示将无源器件(例如,102、202、224)与互连和屏蔽分隔开针对给定频率导致磁通漏泄较少。例如,对于给定频率m3,与针对d=50um、100um、250um的较高磁通漏泄形成对比,当"d"大于250um时磁通漏泄为约-40dbm。换言之,在本文档(包括图1-2)中描述的示例中,无源器件(例如,102、202、224)与ic(例如,112、130、212)之间的距离"d"大于250um,由此导致较高的隔离以及较少的磁通漏泄。较大的"d"以及由此减少的磁通漏泄是在不进一步增大总封装大小的情况下通过使用电互连已经存在的"z"高度来获得的。这与将无源器件集成在芯片上导致更多磁通漏泄的传统技术形成对比。此外,距离"d"还将无源器件(例如,102、202、224)与其上安装有ic封装(例如,100、200)的pcb分隔开,由此减少了无源器件(例如,102、202、224)与pcb之间的磁通漏泄。由此,测试结果310指示所提供的技术导致较少的磁通量漏泄。

图3c描绘了电感器300(例如,线圈118、线圈218)、导体305、以及位于电感器300与导体305之间的单个接地面315。单个接地面315可以是第一金属层106、第二金属层108、第一金属层206、或第二金属层208的一部分。单个接地面315可以是图案化接地,其可配置有在特定频率处提供更多隔离的图案。

图3d描绘了电感器300(例如,线圈118、线圈218)、导体305、位于电感器300与导体305之间的第一接地面320、以及位于电感器300与导体305之间的第二接地面325。第一接地面320可以是第一金属层106、第二金属层108、第一金属层206、或第二金属层208的一部分。第一接地面320可以是图案化接地,其可配置有在特定频率处提供更多隔离的图案。第二接地面325可以是第一金属层106、第二金属层108、第一金属层206、或第二金属层208的一部分,其中第二接地面325不是与第一接地面320相同的层的一部分。第二接地面325可以是图案化接地,其可配置有在特定频率处提供更多隔离的图案。由此,图3d描绘了两层接地配置。

图3e描绘了指示在距离"d"处且在一频率范围上的不同屏蔽安排的磁通量漏泄量的示例性测试结果330。第一迹线335指示针对(诸如由单个接地面315提供的)单层接地图案的磁通量漏泄。第二迹线340指示针对(诸如由第一接地面320结合第二接地面325提供的)两层接地图案的磁通量漏泄。第二迹线340示出此两层接地图案产生了超过单层接地图案约1-2db的隔离改进。第三迹线345指示针对平面连续金属屏蔽的磁通量漏泄,此平面连续金属屏蔽产生了超过该两层接地图案约10-12db的隔离改进。

图4描绘了用于制造封装(例如,包括无源器件的ic封装)的示例性方法400。可使用沉积技术(诸如物理气相沉积(pvd,例如溅镀)、等离子体增强型化学气相沉积(pecvd)、热化学气相沉积(热cvd)、和/或旋涂)来执行对材料的沉积以形成本文所描述的结构的至少一部分。可使用蚀刻技术(诸如等离子蚀刻)来执行对材料的蚀刻以形成本文所描述的结构的至少一部分。

在框405,形成rdl(例如,第一金属层106、第二金属层108、类似金属层、或其组合)作为基板(例如,基板104、基板204、类似基板、或其组合)的一部分。该rdl的至少一部分可被配置为电磁屏蔽。

在框410,在该基板上安装ipd(例如,集成无源器件102、smd124、集成无源器件202、smd224、类似物、或其组合)。该ipd电耦合至该rdl的第一侧。该ipd可包括以下至少一者:电容器、电感器、变压器、线圈(例如,线圈118、线圈218、类似线圈、或其组合)、或其组合。

在框415,以与该ipd呈面对面取向地在该基板中嵌入集成电路(例如,第一ic112、第二ic130、第一ic212、类似ic、或其组合)。该ipd电耦合至该rdl的第二侧以将该ipd电耦合至该集成电路。该ipd的至少一个触点相对于该集成电路被安排成交叠配置。

前述框不限制诸示例。在可行的情况下,这些框可被组合和/或次序可被重新安排。

图5a-c描绘了用于制造具有无源器件的集成电路封装的示例性方法500。可使用沉积技术(诸如物理气相沉积(pvd,例如溅镀)、等离子体增强型化学气相沉积(pecvd)、热化学气相沉积(热cvd)、和/或旋涂)来执行对材料的沉积以形成本文所描述的结构的至少一部分。可使用蚀刻技术(诸如等离子蚀刻、湿法hf蚀刻等)来执行对材料的蚀刻以形成本文所描述的结构的至少一部分。图5a-c中对图1-2中的元素的引用是作为示例提供的,并且不是限制性的。

在可任选框505,在载体508上沉积热环氧树脂层。该热环氧树脂层可被图案化成具有面栅阵列(lga)图案。

在可任选框510,在该热环氧树脂层上沉积应力释放膜512。应力释放膜512也被图案化成具有该lga图案。在框530再次使用载体508。

在框515,包括至少一个集成无源器件(例如,202)的至少一个表面安装器件(例如,270、202、230、250、260)被安装在基板的第一面上并且电耦合至形成为基板204的一部分的重分布层(例如,一个或多个金属层)。在一示例中,该基板是层压基板。该基板可以是无核的或者具有核。该基板可具有作为该重分布层的一部分的至少一个嵌入式金属层,即可分发信号、接地和功率的至少一层。此安装可包括使焊料回流以将表面安装器件的电互连粘附至该基板的第一面上的相应电互连。

在可任选框520,毗邻于表面安装器件来应用模塑、底部填料、或其组合(例如,240)。

在框525,至少一个集成电路(例如,212、252)的有效面以倒装芯片配置附连至该基板的第二面。由此,该至少一个无源器件以与该至少一个集成电路呈面对面取向地安装。电互连(例如,垫片、触点、焊球、焊盘、类似物、或其组合)也被附连至该基板的第二面。此附连可包括使焊料回流以将该集成电路的电互连粘附至该基板的第二面上的相应电互连。在另一示例中,此附连可包括使焊料回流以将这些电互连粘附至该基板的第二面上的相应电互连。这些电互连可被用于将该基板中的金属层(例如,接地)耦合至该集成电路封装所安装到的电路板上的接地。

在可任选框530,该至少一个集成电路(例如,212、252)被定位在应力释放膜512上。

在可任选框535,毗邻于该至少一个集成电路来应用模塑、底部填料、或其组合以封装该至少一个集成电路以及铜球。

在可任选框540,从该热环氧树脂层移除载体508。此集成电路封装也可从形成在载体508上的其他器件单颗化。

图6解说了可与前述器件600中的任一者(例如,ic封装100、ic封装200)集成的各种电子设备。例如,移动电话设备605、膝上型计算机设备610以及位置固定的终端设备615中的任一者可包括如本文所述的器件600。图6中所解说的设备605、610、615仅是示例性的。其他电子设备也能以器件600为其特征,此类电子设备包括但不限于包括以下各项的设备(例如,电子设备)群:移动设备、手持式个人通信系统(pcs)单元、便携式数据单元(诸如个人数字助理)、启用全球定位系统(gps)的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、固定位置数据单元(诸如仪表读取装备)、通信设备、智能电话、平板计算机、计算机、可穿戴设备、服务器、路由器、机动车(例如,自主车辆)中实现的电子设备、或存储或检索数据或计算机指令的任何其它设备、类似物、或其任何可行组合。

图1-6中解说的组件、过程、特征、和/或功能中的一个或多个可以被重新安排和/或组合成单个组件、过程、特征或功能,或者可以实施在若干组件、过程或功能中。也可添加附加的元件、组件、过程、和/或功能而不会脱离本公开。还应注意,本公开中的图1-6及其相应描述并不限于管芯和/或ic。在一些实现中,可以使用图1-6及其相应描述来制造、创建、提供和/或生产集成器件。在一些实现中,器件可包括管芯、集成器件、管芯封装、集成电路、器件封装、集成电路封装、基板、半导体器件、层叠封装(pop)器件、和/或中介体。

虽然本公开描述了诸示例,但是可对本文所公开的示例作出改变和修改而不会脱离所附权利要求定义的范围。本公开无意被仅限定于具体公开的示例。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1