具有集成无源部件的引线框架上的半导体器件的制作方法

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具有集成无源部件的引线框架上的半导体器件的制造方法与工艺

本发明一般地涉及半导体器件,并且更具体地涉及一种半导体器件和形成包括具有集成无源部件的引线框架的半导体器件的方法。



背景技术:

半导体器件通常存在于现代电子产品中。半导体器件在电气部件的数目和密度方面变化。分立的半导体器件一般包含一种类型的电气部件,例如发光二极管(led)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器和功率金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。集成半导体器件通常包含数百到数百万个电气部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器和各种信号处理电路。

半导体器件执行广泛的功能,诸如信号处理、高速计算、传输和接收电磁信号、控制电子设备、将太阳光变换为电力以及创建用于电视显示器的视觉图像。半导体器件存在于娱乐、通信、功率转换、网络、计算机和消费产品的领域中。半导体器件也存在于军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中。

半导体器件利用半导体材料的电性质。半导体材料的结构允许通过施加电场或基极电流或简单地通过掺杂工艺来操纵材料的导电性。掺杂将杂质引入到半导体材料中以操纵和控制半导体器件的导电性。

半导体器件包含有源和无源电气结构。包括双极型和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂水平和施加电场或基极电流,晶体管促进或限制电流的流动。包括电阻器、电容器和电感器的无源结构建立执行各种电气功能所需的电压和电流之间的关系。无源和有源结构被电连接以形成电路,这使得半导体器件能够执行高速操作和其他有用的功能。

通常使用每一个涉及可能数百个步骤的两个复杂的制造工艺(即前端制造和后端制造)来制造半导体器件。前端制造涉及在半导体晶片的表面上形成多个管芯。公共晶片上的每个半导体管芯通常是相同的,并且包含通过电连接有源和无源部件形成的电路。后端制造涉及从完成的晶片单体化个体半导体管芯并且封装管芯以提供结构支撑、电气互连和环境隔离。如本文所使用的术语“半导体管芯”指代单词的单数和复数形式二者,并且因此,可以指代单个半导体器件和多个半导体器件二者。

图1a图示了具有芯片载体衬底或印刷电路板(pcb)52的电子设备50,其中多个半导体封装安装在pcb的表面上。根据应用,电子设备50可以具有一种类型的半导体封装或多种类型的半导体封装。为了说明的目的,在图1a中示出了不同类型的半导体封装。

电子设备50可以是使用半导体封装来执行一个或多个电气功能的独立系统。替代地,电子设备50可以是较大系统的子部件。例如,电子设备50可以是平板计算机、蜂窝电话、数字相机或其他电子设备的一部分。电子设备50还可以是插入到个人计算机中的图形卡、网络接口卡或其他扩展卡。半导体封装可以包括微处理器、存储器、专用集成电路(asic)、可编程逻辑电路、模拟电路、射频(rf)电路、分立器件或者其他半导体管芯或电部件。

在图1a中,pcb52提供通用衬底,该衬底用于安装在pcb上的半导体封装的结构支撑和电气互连。使用蒸发、电解电镀、无电电镀、丝网印刷或其他适当的金属沉积工艺来在pcb52的表面上或层内形成导电信号迹线54。信号迹线54提供在每个半导体封装、安装的部件和其他外部系统部件之间的电通信。迹线54还向每个半导体封装提供功率和接地连接。在一个实施例中,在半导体封装之间经由迹线54传输时钟信号。

在一些实施例中,半导体器件具有两个封装级。第一级封装是用于将半导体管芯机械地和电气地附着到中间衬底的技术。第二级封装涉及将中间衬底机械地和电气地附着到pcb。在其他实施例中,半导体器件可以仅具有第一级封装,在所述第一级封装中将管芯机械地和电气地直接安装到pcb。

为了说明的目的,在pcb52上示出了若干类型的第一级封装,包括接合线封装56和倒装芯片58。此外,包括下述各项的若干类型的第二级封装被示出为安装在pcb52上:球栅阵列(bga)60、凸块芯片载体(bcc)62、接点栅格阵列(lga)66、多芯片模块(mcm)68、四方扁平无引脚封装(qfn)70、四方扁平封装72、嵌入式晶片级球栅阵列(ewlb)74以及晶片级芯片尺寸封装(wlcsp)76。

根据系统要求,配置有第一级和第二级封装样式的任何组合的半导体封装以及其他电子部件的任何组合可以连接到pcb52。在一些实施例中,电子设备50包括单个附着的半导体封装,而其他实施例需要多个互连封装。通过在单个衬底上组合一个或多个半导体封装,制造商可以将预制部件合并到电子设备和系统中。因为半导体封装包括复杂的功能,所以可以使用不太昂贵的部件和流水线的制造工艺来制造电子设备。所得到的设备不太可能失效并且制造成本不太昂贵,从而对消费者产生较低成本。

封装和安装在pcb52上的许多半导体器件使用诸如电感器、电容器或电阻器的无源器件,以支持或改善共同封装的半导体管芯上的有源电路的功能。无源器件可以是分立部件或集成无源器件(ipd)。分立部件可以单独安装在pcb52上,并且根据需要使用迹线54而连接到封装的半导体器件。在其他实施例中,诸如图1b所示,将分立的无源器件设置在与半导体器件相邻的引线框架衬底上,以使得半导体器件能够利用无源器件。

图1b图示了现有技术的半导体封装76。封装76基于封装衬底80。封装衬底80具有导电层82,所述导电层82形成在封装衬底上以提供设置在封装衬底上的器件和pcb52之间的电连接。集成电路(ic)或半导体部件84设置在封装衬底80上并使用倒装芯片连接而连接到导电层82。在另一实施例中,ic84经由接合线连接到导电层82。无源器件86设置在与ic84相邻的封装衬底80上方。无源器件86经由导电层82连接在ic84和pcb52之间。在与ic84相邻的封装衬底80上方提供无源器件86增加了封装76的尺寸,并且因此增加了pcb52上的封装76的占用面积。较大的封装尺寸降低了制造商缩小包括pcb52的器件的尺寸的能力。



技术实现要素:

存在减少封装尺寸和制造成本的需要。因此,在一个实施例中,本发明是一种制作半导体器件的方法,包括以下步骤:提供衬底;在衬底的第一表面上方形成第一导电层;将第一导电层图案化成第一无源电路元件的第一部分;在衬底的第二表面上方形成第二导电层;将第二导电层图案化成第一无源电路元件的第二部分;以及将半导体部件设置在衬底上方并电耦合到第一无源电路元件。

在另一实施例中,本发明是一种制作半导体器件的方法,包括以下步骤:提供衬底;在衬底的第一表面上方形成第一导电层;将第一导电层图案化以形成第一无源电路元件的第一部分;以及将半导体部件设置在衬底和第一无源电路元件上方,其中半导体部件电耦合到第一无源元件。

在另一实施例中,本发明是一种制作半导体器件的方法,包括以下步骤:提供衬底;形成第一无源电路元件以包括在衬底的第一表面上方形成的第一导电层的一部分;以及将半导体部件设置在第一无源电路元件上方。

在另一实施例中,本发明是一种包括衬底的半导体器件。将第一导电层设置在衬底的第一表面上方,并且将第一导电层图案化成无源电路元件的一部分。将半导体部件设置在衬底和第一导电层上方。

附图说明

图1a-1b图示了具有带有无源器件的半导体封装的pcb;

图2a-2o图示了形成具有作为引线框架衬底的一部分的无源部件的半导体封装的方法;

图3图示了具有作为引线框架衬底的一部分的多个无源部件的半导体封装;

图4a-4e图示了具有串联耦合的堆叠电感器的引线框架衬底;

图5a-5c图示了具有集成电容器的引线框架衬底;以及

图6图示了可用在引线框架衬底中的电阻层。

具体实施方式

参考附图在以下描述中的一个或多个实施例中描述本发明,在附图中相同的附图标记表示同样或相似的元件。虽然在用于实现本发明的目的的最佳模式方面描述了本发明,但是本领域技术人员将领会到,本公开旨在覆盖如可以被包括在本发明的精神和范围内的替代、修改和等同物,本发明的精神和范围由如以下公开和附图所支持的所附权利要求和权利要求等同物限定。

图2a-2o图示了用于形成引线框架衬底98以及包括引线框架衬底98的半导体封装的制造工艺。引线框架衬底98的形成以基础衬底100开始。基础衬底100由基础绝缘材料形成,基础绝缘材料诸如是聚合物、聚合物复合材料、陶瓷、玻璃、玻璃环氧树脂、氧化铍或用于结构支撑的其他适当的刚性材料。替代地,基础衬底100可以是以下各项中的一层或多层:具有酚醛棉纸、环氧树脂、机织玻璃、磨砂玻璃、聚酯、无机填料和其他增强纤维或织物的组合的预浸渍的聚四氟乙烯(预浸料)、fr-4、fr-1、cem-1或cem-3。在一些实施例中,基础衬底100被提供为大得足以并排地形成多个引线框架衬底98的片材。每个个体引线框架衬底98一致地形成,如图2a-2o所示,接着是用于分离器件以用于销售和分发的单体化步骤。

在图2b中,导电通孔106和108穿过基础衬底100形成。首先,使用激光钻孔、机械钻孔、深反应离子蚀刻(drie)或其他适当的工艺,穿过基础衬底100形成开口。在一个实施例中,使用湿/干蚀刻形成用于导电通孔106和108的开口。在另一实施例中,通过激光直接烧蚀(lda)形成用于导电通孔106和108的开口。根据特定实施例的需要,穿过基础衬底100形成额外导电通孔。

穿过基础衬底100的开口使用pvd、cvd、电解电镀、无电电镀或其他适当的金属沉积工艺而填充有铝(al)、铜(cu)、锡(sn)、镍(ni)、金(au)、银(ag)、钛(ti)、钨(w)或其他适当的导电材料或其组合,以形成导电通孔106和108。导电通孔106和108延伸到基础衬底100的顶表面和底表面二者。在一些实施例中,使用化学机械平面化(cmp)、机械平面化或其他适当的工艺使基础衬底100平面化,使得基础衬底100的顶表面与导电通孔106和108的顶表面共面,并且基础衬底100的底表面与导电通孔106和108的底表面共面。

在图2c中,使用诸如印刷、pvd、cvd、溅射、电解电镀、无电电镀、金属蒸发、金属溅射或其他适当的金属沉积工艺的图案化和金属沉积工艺,在基础衬底100的顶表面上方形成导电层102。使用诸如印刷、pvd、cvd、溅射、电解电镀、无电电镀、金属蒸发、金属溅射或其他适当的金属沉积工艺的图案化和金属沉积工艺,在基础衬底100的底表面上方形成导电层104。在各种实施例中,导电层102和104是al、cu、sn、ni、au、ag或其他适当的导电材料的一个或多个层。在一个实施例中,导电层102和104是在基础衬底100上方层压的cu箔。在其他实施例中,将基础衬底100以及导电层102和104初始地作为覆铜层压板(ccl)提供给引线框架衬底98的制造商。

图2d图示了被图案化来形成电感电路元件的导电层102和104。利用湿法蚀刻、drie、lda或其他适当的工艺使用光致抗蚀剂来对导电层102和104进行图案化。图2e图示了图案化之后的导电层102的平面图,并且图2f图示了在图案化之后的导电层104的平面图,二者都是从图2d的上方观察的。在蚀刻之后,导电层102和104是彼此紧密接近的两个电感器,并且表现出互感。

导电层102包括绕组102a和接触焊盘102b-102f。当电流通过绕组在接触焊盘102b和102d之间流动时,绕组102a提供电感。接触焊盘102b在绕组102a的内侧端形成,并且接触焊盘102d在绕组102a的外侧端形成。接触焊盘102b和102d通过绕组102a连接。导电层104包括绕组104a和接触焊盘104b-104f。当电流在接触焊盘104b和104d之间流动时,绕组104a提供电感。接触焊盘104b在绕组104a的内侧端形成,并且接触焊盘104d在绕组104a的外侧端形成。接触焊盘104b和104d通过绕组104a连接。

接触焊盘102c、102e、102f、104c、104e和104f是虚接触焊盘,该焊盘用于增加随后形成的导电通孔相对于导电通孔106和108以及穿过基础衬底100形成的其他导电通孔的配准或对准公差。导电通孔106通过基础衬底100将接触焊盘102b电耦合到接触焊盘104c。导电通孔108通过基础衬底100将接触焊盘102c电耦合到接触焊盘104b。类似于导电通孔106和108,穿过基础衬底100的额外导电通孔将接触焊盘102d耦合到接触焊盘104e,将接触焊盘102e耦合到接触焊盘104d,并且将接触焊盘102f耦合到接触焊盘104f。

如图2g中,绝缘层112共形地应用于基础衬底100,并且具有朝向基础衬底100定向的第一表面,该第一表面遵循导电层102的轮廓。绝缘层112具有与基础衬底100相对的第二平面表面。类似地,绝缘层114共形应用于基础衬底100,并且具有朝向基础衬底100定向的第一表面,该第一表面遵循导电层104的轮廓。绝缘层114具有与基础衬底100相对的第二平面表面。绝缘层112和114每一个包含以下各项中的一层或多层:预浸料、感光低固化温度电介质抗蚀剂、感光复合抗蚀剂、液晶聚合物(lcp)、层压复合膜、具有填料的绝缘膏、焊接掩模抗蚀膜、液体模塑料、粒状模塑料、聚酰亚胺、苯并环丁烯(bcb)、聚苯并恶唑(pbo)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氮氧化硅(sion)、五氧化钽(ta2o5)、氧化铝(al2o3)或具有类似绝缘和结构性质的其他材料。使用印刷、旋涂、喷涂、层压或其他适当的工艺来沉积绝缘层112和114。在一些实施例中,在与基础衬底100相对的绝缘层112和114的表面上执行平面化工艺,诸如cmp。

图2h图示了穿过绝缘层112形成的导电通孔116和118。导电通孔117和119穿过绝缘层114形成。使用与导电通孔106和108类似的工艺来形成导电通孔116、117、118和119。导电通孔116从绝缘层112的暴露表面延伸到接触焊盘102b。导电通孔118从绝缘层112的暴露表面延伸到接触焊盘102c。导电通孔117从绝缘层114的暴露表面延伸到接触焊盘104c。导电通孔119从绝缘层114的暴露表面延伸到接触焊盘104b。

导电通孔116通过接触焊盘102b、导电通孔106和接触焊盘104c电连接到导电通孔117。导电通孔118通过接触焊盘102c、导电通孔108和接触焊盘104b电连接到导电通孔119。通过在形成穿过绝缘层112和114的开口时增加导电材料的占用面积,接触焊盘102b、102c、104b和104c在形成通孔116、117、118和119期间增加可接受的偏差。如图2e和2f中看到的,接触焊盘102c和104c与其相应的导电层的其他部分电隔离,因此导电通孔106、116和117不通过导电层102或104直接电连接到导电通孔108、118和119。

在各种实施例中,根据需要穿过绝缘层112和114形成额外导电通孔,以耦合到或穿过引线框架衬底98和耦合在引线框架衬底98中的层上形成的无源电路元件的部分之间。在所示实施例中,在接触焊盘102d、102e和102f上方穿过绝缘层112并且在接触焊盘104d、104e和104f上方穿过绝缘层114形成额外导电通孔。

图2i图示了在绝缘层112上方形成的导电层122和在绝缘层114上方形成的导电层124。导电层122和124以与图2c中的导电层102和104类似的方式形成。图2j图示了在以与导电层102类似的方式蚀刻或图案化导电层122之后的导电层122的接触焊盘122a和122b。图2j进一步示出了在以与导电层104类似的方式蚀刻或图案化导电层124之后的导电层124的接触焊盘124a和124b。

图2k图示了在导电层122被图案化之后的平面图中的导电层122,并且图2l图示了在图案化之后的平面图中的导电层124。将安装焊盘122c提供用于使半导体部件或集成电路随后安装在引线框架衬底98上。安装焊盘122c上的半导体部件通过引线接合而耦合到接触焊盘122a和122b。在其他实施例中,将半导体器件倒装焊到导电层122上。

在图2m中看到的,穿过接触焊盘122d下方的绝缘层112的导电通孔125完成在接触焊盘122a与接触焊盘102d之间的连接。穿过基础衬底100的导电通孔126和穿过绝缘层114的导电通孔127将接触焊盘102d进一步连接到接触焊盘124d,如图2m所示。接触焊盘122d和124d在引线框架衬底98的相对侧上垂直对准。

穿过绝缘层112的导电通孔131和穿过接触焊盘122e下方的基础衬底100的导电通孔132将接触焊盘122b连接到接触焊盘104d。穿过绝缘层114的额外导电通孔133将接触焊盘104d连接到接触焊盘124c。接触焊盘122e和124c在引线框架衬底98的相对侧上垂直对准。

如图2l中图案化的,导电层124提供用于形成有引线框架衬底98的半导体封装的外部触点。接触焊盘124f、124g、124h、124i和124j是用于外部互连的接触焊盘。在接触焊盘124f-124j上方形成的焊料凸块或其他互连结构耦合到pcb52上的对应接触焊盘,以将器件连接到pcb上的其他电路。接触焊盘124a-124e提供从接触焊盘124f-124j到导电层102、104和122的互连。

图2n图示了设置在安装焊盘122c上方的半导体部件144。在一个实施例中,半导体部件144是瞬态电压抑制(tvs)二极管,并且导电层102-104形成用于tvs二极管的共模扼流器。tvs二极管144包括通过接合线146耦合到接触焊盘122a的第一端子,以及通过接合线148耦合到接触焊盘122b的第二端子。

tvs二极管144的第一端子通过绕组102a电耦合到接触焊盘124f用于如下的外部互连。tvs二极管144通过接合线146电耦合到接触焊盘122a。接触焊盘122a进一步通过导电层122电耦合到接触焊盘122d。接触焊盘122d通过导电通孔125耦合到接触焊盘102d。接触焊盘102d通过绕组102a耦合到接触焊盘102b。绕组102a在绕组的与接触焊盘102d的相对端处耦合到接触焊盘102b。接触焊盘102b通过导电通孔106、接触焊盘104c和导电通孔117向下耦合到接触焊盘124a。接触焊盘124a向外耦合到接触焊盘124f,以用于随后外部互连到pcb52或另一器件。接触焊盘124f经由绕组102a提供对tvs二极管144的外部互连。

tvs二极管144的第二端子通过绕组104a电耦合到接触焊盘124g用于如下的外部互连。tvs二极管144通过接合线148电耦合到接触焊盘122b。接触焊盘122b进一步通过导电层122电耦合到接触焊盘122e。接触焊盘122e通过导电通孔131、接触焊盘102e和导电通孔132耦合到接触焊盘104d。接触焊盘104d通过绕组104a耦合到接触焊盘104b。绕组104a在绕组的与接触焊盘104d的相对端处耦合到接触焊盘104b。接触焊盘104b通过导电通孔119向下耦合到接触焊盘124b。接触焊盘124b向外耦合到接触焊盘124g,以用于随后外部互连。接触焊盘124g经由绕组104a提供对tvs二极管144的外部互连。

接触焊盘124f和124g分别经由绕组102a和104a提供对tvs144的外部互连。绕组102a和104a是作为集成到引线框架衬底98中的扼流器而操作的电感器。外部系统还可以使用接触焊盘124h和124i在没有绕组102a和104a的情况下直接耦合到tvs144。接触焊盘124i通过接触焊盘124d、导电通孔127、接触焊盘104e、导电通孔126、接触焊盘102d、导电通孔125、接触焊盘122d、接触焊盘122a和接合线146而耦合到tvs144。接触焊盘124h通过接触焊盘124c、导电通孔133、接触焊盘104d、导电通孔132、接触焊盘102e、导电通孔131、接触焊盘122e、接触焊盘122b和接合线148而耦合到tvs144。

外部系统通过连接到接触焊盘124f和124g通过形成有绕组102a和104a的扼流器来访问tvs144,或者通过连接到接触焊盘124h和124i直接访问tvs144。经由接触焊盘124h和124i直接访问tvs144允许测试tvs144。外部系统还使用接触焊盘124j耦合到tvs144的主体触点。接触焊盘124j耦合到接触焊盘124e,接触焊盘124e通过未图示的导电通孔耦合到接触焊盘104f、102f和122f。接触焊盘122f耦合到安装焊盘122c,安装焊盘122c耦合到tvs144的主体或体衬底触点。

在tvs144安装到安装焊盘122c并且通过接合线146和148耦合到接触焊盘122a和122b之后,使用浆料印刷、压缩模制、传递模制、液体密封剂模制、真空层压、旋涂或其他适当的敷料器来将绝缘密封剂或模制化合物150沉积在tvs144和引线框架衬底98上方。具体地,将密封剂150设置在tvs144上方和周围。密封剂150包括聚合物复合材料,诸如具有填料的环氧树脂、具有填料的环氧丙烯酸酯或具有适当填料的聚合物。密封剂150是不导电的,并且在环境上保护半导体器件免于外部元件和污染物。

在一些实施例中,在绝缘层114和导电层124上方形成额外绝缘层。在额外绝缘层中形成开口,以暴露用于外部互连的接触焊盘124f-124j。在其中将引线框架衬底98形成为包括多个相邻绕组102a和104a的片材的实施例中,引线框架衬底98被单体化成个体tvs封装151,并且被存储在带卷(tapeandreel)中以供分发。

图2o图示了具有密封剂150的经单体化的tvs封装151。tvs封装151包括具有由绕组102a和绕组104a形成的集成扼流器的引线框架衬底98。引线框架衬底98还提供与tvs二极管144的直接连接,而不通过绕组102a和绕组104a路由电流。tvs封装151通过将期望的无源电路元件(例如扼流器)集成到引线框架衬底98中,而不是将无源电路元件布置在与tvs二极管144相邻的引线框架衬底上方来节省空间。除了tvs二极管144,没有独立的无源电路元件被提供在引线框架衬底98上,从而节省了处理步骤,降低了制造成本并提高了性能。在其他实施例中,通过导电层102和104或在基础衬底100上方形成的额外导电层形成其他类型的无源器件。所形成的其他类型的无源器件包括但不限于电容器、电阻器和天线。

图3图示了包括引线框架衬底153的tvs封装152。引线框架衬底153包括第一共模扼流器154和第二共模扼流器155。半导体管芯156包括在单个管芯上的两个tvs二极管。第一tvs二极管通过接合线146和148耦合到共模扼流器154。半导体管芯156的第二tvs二极管通过接合线157和158耦合到共模扼流器155。tvs封装152包括两个tvs二极管,其中每一个二极管具有形成为引线框架衬底153的一部分的单独的共模扼流器。扼流器155与扼流器154相邻地形成,并且在扼流器154的占用面积外部形成。

扼流器154和155通过与图2a-2o所示的工艺类似的工艺来形成,但是被成对地单体化,而不是每个扼流器被单独地单体化。引线框架衬底可以包括多个无源器件,而不仅仅是在基础衬底100上并排形成的扼流器。无源器件以任何有用的组合形式并且以任何适当的数目在基础衬底100上方形成,并且连同半导体管芯一起封装以供在pcb52上使用。在一个实施例中,扼流器154如图3中那样形成在基础衬底100上方,而扼流器155用电容器、电阻器、天线或其他无源器件代替。在其他实施例中,将无源器件的其他组合形成为引线框架衬底153的一部分。

图4a-4e图示了扼流器,其中将扼流器的每个电感器形成为多个层以增加每个电感器的绕组数目。图4a是引线框架衬底178的横截面图。引线框架衬底178包括类似于引线框架衬底98的基础衬底100的基础衬底180。类似于导电通孔106、108、126和128的导电通孔根据需要穿过基础衬底180而形成,以将基础衬底180的顶部的导电层连接到基本衬底180的底部的导电层。尽管在图4a的横截面中没有图示导电通孔,但是导电通孔穿过基础衬底180的其他区域形成,如参考图4b-4e所解释的。

导电层182形成在基础衬底180的顶表面上,并且导电层184形成在基础衬底180的底表面上。类似于导电层102和104,导电层182和184被图案化成绕组和多个接触焊盘。图4c图示了在被图案化之后的平面图中的导电层182,包括绕组182a和接触焊盘182b-182f。图4d图示了在被图案化之后的平面图中的导电层184,包括绕组184a和接触焊盘184b-184f。导电层182覆盖有绝缘层192,并且导电层184覆盖有绝缘层194。绝缘层192和194类似于绝缘层112和114。导电通孔206和208根据需要穿过绝缘层212和214而形成,以将导电层182和184连接到随后形成的导电层。

引线框架衬底178包括分别在绝缘层192和194上方形成的额外导电层202和204。导电层202和204被图案化以提供分别与绕组184a和182a串联连接的额外绕组202a和204a。图4b图示了平面图中的导电层202,包括绕组202a和接触焊盘202b-202f。图4e图示了平面图中的导电层204,包括绕组204a和接触焊盘204b-204f。类似于绝缘层192和194,绝缘层212和214形成在导电层202和204上方。导电通孔216和218根据需要穿过绝缘层212和214而形成,以将导电层202和204耦合到随后形成的导电层。

导电层222形成在绝缘层212上方。导电层222包括接触焊盘222a和222b以及安装焊盘和额外的引线接合焊盘或者用于安装和连接集成电路的其他装置。图4a中的导电层222类似于图2a-2o中的导电层122。导电层224包括焊盘224a和224b以及对于将引线框架衬底178连接到外部系统有用的其他接触焊盘。导电层224类似于图2a-2o中的导电层124。

接触焊盘222a通过串联耦合的绕组202a和184a连接到接触焊盘224a。导电通孔216通过绝缘层212将接触焊盘222a耦合到接触焊盘202b。在图4b中示出接触焊盘202b。绕组202a在接触焊盘202b和接触焊盘202d之间路由电流。导电通孔206将接触焊盘202d穿过绝缘层192向下连接到图4c的接触焊盘182e。接触焊盘182e与绕组182a电隔离。导电通孔将接触焊盘182e穿过基本衬底180耦合到图4d的接触焊盘184d。绕组184a将接触焊盘184d耦合到接触焊盘184b。导电通孔208将接触焊盘184b向下耦合到图4e的接触焊盘204c。接触焊盘204c与绕组204a电隔离。导电通孔218将接触焊盘204c向下耦合到接触焊盘224a。导电层224根据需要从接触焊盘224a路由电流以互连到pcb52。

绕组184a与绕组202a串联耦合。绕组184a以与绕组202a相同的转动方向的旋转来路由电流。在图4b的绕组202a中逆时针从接触焊盘202b到接触焊盘202d流动的电流向下连接到图4d中的接触焊盘184d,并且继续逆时针流动通过绕组184a到达接触焊盘184b。电流也沿相反方向(即顺时针)流动通过串联的两个绕组184a和202a。

接触焊盘222b通过串联的绕组182a和204a耦合到接触焊盘224b。导电通孔216将接触焊盘222b耦合到图4b的接触焊盘202c。接触焊盘202c与绕组202a电隔离。导电通孔206将接触焊盘202c向下耦合到图4c的接触焊盘182b。绕组182a将接触焊盘182b耦合到接触焊盘182d。导电通孔将接触焊盘182d穿过基础衬底180耦合到图4d的接触焊盘184e。接触焊盘184e与绕组184a电隔离。导电通孔208进一步将接触焊盘184e耦合到图4e中的接触焊盘204d。接触焊盘204d通过绕组204a耦合到接触焊盘204b。接触焊盘204b通过导电通孔218耦合到接触焊盘224b。导电层224根据需要从接触焊盘224b路由电流以互连到pcb52或其他外部系统。类似于绕组202a和184a,绕组182a和204a串联布线,并且在相同的旋转方向上路由电流。

接触焊盘182c、182e、182f、184c、184e、184f、202c、202e、202f、204c、204e和204f与其相应导电层的绕组电隔离,并且用于增加穿过绝缘层192、194、212和214形成的导电通孔的对准公差。

在基础衬底180上方添加更多导电和绝缘层允许以堆叠配置形成额外无源器件。在各种实施例中,额外无源器件串联或并联耦合。在其他实施例中,在基础衬底180上方形成的多个无源器件每一个耦合到集成电路的不同端子,并且不直接彼此连接。

图5a-5c图示了用于在基础衬底100上方形成电容器的导电层。图5a图示了导电层260和262的平面图。导电层260包括耦合到板260b的接触焊盘260a以及与板260b电隔离的接触焊盘260c。导电层262包括耦合到板262b的接触焊盘262a以及与板262b电隔离的接触焊盘262c。板260b和262b包括在基础衬底100的相对侧上形成的电容器的板。

图5b图示了包括在基础衬底100上形成为电容器的导电层260和262的引线框架衬底263。接触焊盘260c通过导电通孔264穿过基础衬底100耦合到接触焊盘260a。接触焊盘260a通过导电通孔264穿过基础衬底100耦合到接触焊盘262c。绝缘层112形成在导电层260上方,并且绝缘层114形成在导电层262上方。多个导电通孔266穿过绝缘层112形成。多个导电通孔268穿过绝缘层114形成。

导电层270形成在绝缘层112上方,并且包括接触焊盘270a、接触焊盘270b和安装焊盘270c。导电层272形成在绝缘层114上方用于外部互连,并且包括在导电通孔268上方的接触焊盘272a和272b。将ic280设置在安装焊盘270c上以提供期望的功能。ic280通过接合线282耦合到接触焊盘270a,并且通过接合线284耦合到接触焊盘270b。接合线282通过接触焊盘270a、导电通孔266、接触焊盘260c、导电通孔264、接触焊盘262a和导电通孔268直接耦合到接触焊盘272a。接合线284通过接触焊盘270b、导电通孔266、接触焊盘260a、导电通孔264、接触焊盘262c和导电通孔268直接耦合到接触焊盘272b。导电层260的板260b经由接触焊盘260a耦合到接合线284,并且导电层262的板262b经由接触焊盘262a耦合到接合线282。

板260b和262b作为提供在ic280的端子之间的增加电容的电容器的板而操作。在一些实施例中,结合导电层102和104来使用导电层260和262,以在单个引线框架衬底上提供电容和电感元件二者。

图5c图示了具有导电层260和262的引线框架衬底288,其用于提供在ic280和导电层272的外部可用触点之间的串联电容器。将导电层260翻转,使得接合线282耦合到接触焊盘260a而不是260c。接触焊盘260a不通过导电通孔264耦合到接触焊盘262a。相反,接触焊盘260a通过作为电容器的两个板操作的板260b和板262b之间的电场耦合到接触焊盘262a。接触焊盘270b通过导电通孔266、接触焊盘260c、导电通孔264、接触焊盘262c和导电通孔268保持直接连接到接触焊盘272a。在一些实施例中,电容器通过提供公共导电层的两个部分而形成在单个导电层260或262上,该两个部分电隔离但是彼此足够接近以呈现明显的电容。

图6图示了电阻层290。电阻层290被图案化以包括电阻部分290a,电阻部分290a被成形为增加用于在接触焊盘290b之间流动的电流的导电长度。电阻部分290a以计算为在接触焊盘290b之间提供期望的电阻的长度和材料形成。电阻层290形成为在先前公开的引线框架衬底实施例中的任何一个上的额外导电层。根据对于需要无源部件的特定器件所需要的,以任何组合与由导电层260和262形成的电容器以及与导电层102和104类似的电感器一起使用电阻层290。

如本说明书中使用的相对位置的术语是基于平行于晶片或衬底的常规平面或工作表面的平面定义的,不论晶片或衬底的定向如何。如本申请中使用的术语“水平的”或“横向的”被定义为平行于晶片或衬底的常规平面或工作表面的平面,不论晶片或衬底的定向如何。术语“垂直的”指代垂直于水平线的方向。诸如“在…上”、“侧”(如在“侧壁”)、“更高”、“更低”、“在…上方”、“顶部”和“在…之下”的术语是关于在晶片或衬底的顶表面上的常规平面或工作表面定义的,不论晶片或衬底的定向如何。

虽然已经详细说明了本发明的一个或多个实施例,但是本领域技术人员将领会到,在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下,可以对那些实施例进行修改和适配。

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