具有波导管天线的半导体封装件及其制造方法
【专利摘要】半导体封装件包括基板、接地层、封装体、屏蔽层及导电元件。基板包括芯片。封装体覆盖芯片及接地层，且封装体具有上表面。屏蔽层形成于封装体的上表面。导电元件环绕波导空腔，且延伸至接地层。接地层、屏蔽层与导电元件形成波导管天线。
【专利说明】具有波导管天线的半导体封装件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种半导体封装件及其制造方法，且特别是有关于一种具有波导管天线的半导体封装件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]无线通信装置，例如是手机(cell phone)，需要天线以传输及接收无线射频(radio frequency, RF)信号。传统上,一无线通信装置包括一天线及一通信模块(例如,一具有无线射频通信能力的半导体装置)，其各设置于电路板的不同部分。在此情况下，天线及通信模块各别制作且设置于电路板上后再电性连接。因此，导致高制造成本且难以缩小装置尺寸。
[0003]此外，随着感测器、雷达、高数据率连结及聚焦功率(focused power),毫米波(millimeter-wave)频率的应用变得更为急切。短波长运作的优点包括减小其物理尺寸。然而，由于电性连接容易成为影响波长的一可观部分，使小尺寸天线的电路难以制造。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一实施例，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一接地层、一包覆体、一导电孔、一屏蔽层及至少一信号发射开口。基板包括一芯片。接地层设置于基板上。包覆体覆盖芯片及接地层。导电孔从包覆体的一上表面延伸至接地层。屏蔽层设置于包覆体，且电性连接于导电孔。信号发射开口位于包覆体内且露出一定义一波导部的腔体。
[0005]根据本发明的一实施例，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一封装体、一接地层、一包覆体、一导电孔、一屏蔽层及至少一信号发射开口。基板包括一芯片。封装体包覆芯片。接地层设置于封装体的一上表面上。包覆体覆盖封装体及接地层。导电孔从包覆体的一上表面延伸至接地层。屏蔽层设置于包覆体且电性连接于导电孔。信号发射开口位于包覆体内且露出一定义一波导部的腔体。
[0006]根据本发明的另一实施例，提出一种半导体封装件的制造方法。制造方法包括以下步骤。提供一基板，基板包括一芯片；形成一包覆体包覆基板及芯片，其中包覆体具有一上表面；形成一导电元件以定义一波导腔体，其中导电元件设置于一接地层；形成一屏蔽层于包覆体的上表面，其中导电元件电性连接屏蔽层且屏蔽层具有一对应波导腔体的开孔；其中，接地层、屏蔽层与导电元件形成一波导管天线。
[0007]为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1A绘示依据本发明一实施例的半导体封装件的立体图。
[0009]图1B绘示图1A中沿方向1B-1B’的剖视图。[0010]图1C绘示图1A的俯视图。
[0011]图2绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0012]图3绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0013]图4A绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0014]图4B绘示图4A中沿方向4B-4B’的剖视图。
[0015]图5A绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0016]图5B绘示图5A中沿方向5B-5B’的剖视图。
[0017]图6绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0018]图7绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0019]图8A绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0020]图8B绘示图8A中沿方向8B-8B’的剖视图。
[0021]图9A绘示依照本发明另一实施例的半导体封装件的立体图。
[0022]图9B绘示图9B中沿方向9B-9B’的剖视图。
[0023]图1OA至IOG绘示图1A的半导体封装件的制造过程图。
[0024]图11绘示图2的半导体封装件制造过程图。
[0025]图12绘示图3的半导体封装件制造过程图。
[0026]图13A至13C绘示图4B的半导体封装件制造过程图。
[0027]图14A至14G绘示图5B的半导体封装件制造过程图。
[0028]图15绘示图6的半导体封装件的制造过程图。
[0029]图16绘示图7的半导体封装件的制造过程图。
[0030]图17A至17C绘示图8B的半导体封装件的制造过程图。
[0031]符号说明:
[0032]100、200、300、400、500、600、700、800、900:半导体封装件
[0033]110:基板
[0034]110s、130s、150s、531s:侧面
[0035]IlOb:底面
[0036]110u、130u、531u:上表面
[0037]111:芯片
[0038]112:被动元件
[0039]113:接地元件
[0040]115:馈入接点
[0041]117:导电走线
[0042]120:接地层
[0043]130:包覆体
[0044]131、5311、5312、5313:贯孔
[0045]140:屏蔽层
[0046]140a:开孔
[0047]141:侧部
[0048]150、151、152、450、553:导电元件[0049]150a:信号发射开口
[0050]150r:波导腔体
[0051]190:载板
[0052]195:贴片
[0053]451:第一分支
[0054]452:第二分支
[0055]45 Ie:第一端
[0056]452e:第二端
[0057]530:覆盖体
[0058]531:封装体
[0059]531a:凹槽
[0060]551:馈入元件
[0061]H:间距
[0062]P:切割道
[0063]S1:距离
[0064]W:宽度
【具体实施方式】
[0065]请参照图1A，其绘示依据本发明一实施例的半导体封装件100的立体图。半导体封装件100包括基板110、馈入接点115、接地层120、包覆体130、屏蔽层140及数个导电元件 150。
[0066]基板110设有至少一芯片111及至少一被动元件112，其中芯片111例如是无线射频芯片。芯片111以朝下方位设置于基板110的上表面IlOu上，例如，芯片111的主动面朝向基板110。芯片111通过数个焊球电性连接于基板110。这样的结构称为覆晶(flipchip)。另一例中，芯片111以朝上方位设置于基板110上，例如，芯片111的主动面背向基板110。在此设计下，芯片111通过数个焊线电性连接于基板110。被动元件112可以是电阻、电感、电容或其不具主动电路的组合。此外，基板110例如是多层有机基板或一陶瓷基板。馈入接点115设置于基板110且电性连接于芯片111。
[0067]包覆体130包覆接地层120及芯片111，其中包覆体130具有上表面130u。包覆体130的材料包含酌.醒基树脂(Novolac-based resin)、环氧基树脂(epoxy-based resin)、娃基树脂(silicone-based resin)或其他适当的包覆剂。较佳地,材料是低散热系数(lowdissipation factor),其中材料的耗损因数(loss tangent)实质上低于约0.1。
[0068]屏蔽层140形成于包覆体130的上表面130u、包覆体130的侧面130s与基板110的侧面110s。屏蔽层140具有开孔140a，其刑成于屏蔽层140的侧部141而露出一些导电元件150。屏蔽层140可包含铝、铜、铬、锡、金、银、镍、不锈钢或任何其它合适材料或合金。此外，屏蔽层140可以是多层结构或单层结构。
[0069]被包覆体130包覆的导电元件150设置于接地层120且电性联接于屏蔽层140。因此，导电元件150、接地层120及屏蔽层140共同形成一波导管天线。导电元件150能引导RF精确地至所需部位，并作为一高通滤波器(High Pass Filter)。波导腔体150r由数个导电兀件150及一信号发射开口 150a所定义,信号发射开口 150a形成于包覆体130的侧面130s且对应于数个导电元件150。RF信号于波导腔体150r内受到引导，然后从信号发射开口 150a发射出半导体封装件100外。
[0070]如图1A所示，信号发射开口 150a的宽度W决定截止频率(cutoff frequency)fc。截止频率是所有低频被数个导电元件150减弱的频率，且所有高频传播于数个导电元件150内。截止频率的公式如下式(I)。
【权利要求】
1.一种半导体封装件，其特征在于，包括: 一基板，包括一芯片； 一接地层，设置于该基板上； 一包覆体，覆盖该芯片及该接地层； 一导电孔，从该包覆体的一上表面延伸至该接地层； 一屏蔽层，设置于该包覆体，且电性连接于该导电孔；以及 至少一信号发射开口，位于该包覆体且露出一定义一波导部的腔体。
2.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该接地层、该屏蔽层及一导电元件形成一天线。
3.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该导电孔是可用于传输一无线射频信号。
4.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该至少一信号发射开口包括一开口，该开口形成于该包覆体的一侧面。
5.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该至少一信号发射开口包括数个开口，该些开口形成于 该包覆体的该上表面。
6.如权利要求5所述的半导体封装件，其特征在于，该些开口实质上为矩形且排列成一线性形式。
7.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，更包括数个导电元件，该些导电元件沿该波导的数个侧壁排列。
8.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，更包括一位于该腔体内的导电架，该导电架从该导电孔向外延伸至该至少一信号发射开口。
9.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该波导呈一漏斗形。
10.一种半导体封装件，其特征在于，包括: 一基板，包括一芯片； 一封装体，包覆该芯片； 一接地层，设置于该封装体的一上表面； 一包覆体，覆盖该封装体及该接地层； 一导电孔，从该包覆体的一上表面延伸至该接地层； 一屏蔽层，设置于该包覆体，且电性连接于该导电孔；以及 至少一信号发射开口，位于该包覆体且露出一定义一波导部的腔体。
11.如权利要求10所述的半导体封装件，其特征在于，该导电孔用于传输一无线射频信号。
12.如权利要求10所述的半导体封装件，其特征在于，该接地层、该屏蔽层及一导电元件形成一天线。
13.如权利要求10所述的半导体封装件，其特征在于，该波导部与该芯片重迭。
14.如权利要求10所述的半导体封装件，其特征在于，该波导部呈一漏斗形。
15.一种半导体封装件的制造方法，其特征在于，包括: 提供一基板，该基板包括一芯片； 形成一包覆体包覆该基板及该芯片，其中该包覆体具有一上表面；形成一导电元件以定义一波导腔体，其中该导电元件设置于一接地层；以及形成一屏蔽层于该包覆体的该上表面，其中该导电元件电性连接该屏蔽层且该屏蔽层具有一对应该波导腔体的开孔； 其中，该接地层、该屏蔽层与该导电元件形成一波导管天线。
16.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，于形成该屏蔽层的步骤包括: 依据该开孔的位置，设置一胶带于该包覆体。
17.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，于形成该包覆体的步骤包括: 形成一封装体包覆该芯片，其中该封装体具有一上表面； 形成该接地层于该封装体的该上表面； 形成该包覆体包覆该接地层。
18.如权利要求17所述的制造方法，其特征在于，于形成该封装体的步骤包括: 形成一馈入贯孔于该封装体。
19.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，于形成该导电元件以定义该波导腔体的步骤包括: 形成数个该导电元件环绕该波导腔体。
20.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，于形成该导电元件以定义该波导腔体的步骤包括:形成该导电元件于一贯孔内，且更包括: 形成一贯孔于该包覆体，其中该贯孔从该包覆体的该上表面延伸至该接地层。
【文档编号】H01L23/66GK104022106SQ201310645953
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】颜瀚琦, 陈士元, 赖建伯, 郑铭贤 申请人:日月光半导体制造股份有限公司