玻璃上无源器件(POG)结构的面栅阵列(LGA)封装的制作方法

所公开的实施例涉及半导体结构的封装。更具体地，示例性实施例涉及对印刷电路板(pcb)的玻璃上无源器件(pog)结构的面栅阵列(lga)封装。

背景技术：

半导体封装通常涉及集成在基板(诸如玻璃基板)上的一个或多个半导体管芯。诸如电容器和电感器之类的无源组件以及接触焊盘可以形成在基板上。基板随后被附连至封装基底，诸如印刷电路板(pcb)。基板可以藉由球栅阵列(bga)附连至pcb。bga包括焊球，其可用于形成基板的接触焊盘和pcb之间的连接和附连。

例如，参照图1，解说了常规半导体封装100的侧视图。封装100包括具有无源组件(例如，电感器104)的玻璃基板102和附连在玻璃基板102的底部表面上的接触焊盘103。玻璃基板与电感器104的组合可称为玻璃上无源器件(pog)结构。使用形成bga106的焊球将玻璃基板102和电感器104的pog结构附接到pcb108。

然而，对于利用不同pcb技术的客户，对pog结构的bga106的球高度控制可能是个问题。例如，pcb108的顶部金属层的线间距会在组装之后影响bga106的球高度111。即，与具有较大线间距的pcb108相比，pcb108的较小线间距可导致bga106的较高的球高度111，这是由于bga106的焊球在焊接之后塌陷的量的差异所造成的。由于bga106的球高度的这种变化，基板102的无源组件(例如，电感器104)与pcb108的接地面110之间的间隔也是如此。如图1中所示，电感器104与接地面110分开距离112。接地面110是连接到电接地的导电表面。例如，接地面110可以是大面积铜箔，其连接到pcb108的接地端子(未解说)，并且充当来自pcb108上集成的各种组件的电流的接地或返回路径。无源组件的结果值(即，在封装100的组装之后)(例如，电感器104的电感或电容器的电容)可取决于无源组件和接地面110之间的距离112。因此，在一些实现中，在形成无源组件(例如，电感器104)以计及预计距离112时，必须在组装封装100之前考虑pcb108所利用的pcb技术。

概述

根据本公开的一个方面，一种器件包括玻璃上无源器件(pog)结构和界面层。pog结构包括玻璃基板的第一表面上的无源组件和至少一个接触焊盘。界面层在玻璃基板的第一表面上具有第二表面，以使得无源组件和至少一个接触焊盘位于玻璃基板的第一表面和界面层之间。界面层包括界面层的第三表面上的至少一个面栅阵列(lga)焊盘，其中界面层的第三表面与界面层的第二表面相对。界面层还包括界面层中的至少一个通孔，该通孔被配置成将至少一个接触焊盘与至少一个lga焊盘电连接。

根据另一方面，一种封装包括玻璃上无源器件(pog)结构、模塑件和印刷电路板(pcb)。pog结构包括玻璃基板、玻璃基板的第一表面上的无源组件、以及玻璃基板的第一表面上的至少一个接触焊盘。该模塑件包括玻璃基板的第一表面上以及无源组件和至少一个接触焊盘上的第二表面，以使得无源组件和至少一个接触焊盘位于玻璃基板的第一表面和该模塑件之间。该模塑件进一步包括至少一个面栅阵列(lga)焊盘和至少一个通孔。lga焊盘在该模塑件的第三表面上，其中该模塑件的第三表面与该模塑件的第二表面相对。该至少一个通孔形成在该模塑件中并且被配置成将该至少一个接触焊盘与该至少一个lga焊盘电连接。pcb包括接地面和包括pcb接触焊盘的顶部金属层，其中pcb接触焊盘直接连接到该模塑件的第三表面上的至少一个lga焊盘。

根据又一方面，一种器件包括玻璃上无源器件(pog)结构。pog结构包括玻璃基板、玻璃基板的第一表面上的无源组件、以及玻璃基板的第一表面上的至少一个接触焊盘。该器件还包括该器件的与封装的印刷电路板(pcb)关联的表面上的至少一个面栅阵列(lga)焊盘。该器件中进一步包括用于将至少一个接触焊盘与至少一个lga焊盘电连接，同时维持无源组件和pcb的接地面之间的独立于pcb所利用的线间距的距离的装置。

根据另一方面，一种形成器件的方法包括提供玻璃上无源器件(pog)结构，其包括提供玻璃基板；在玻璃基板的第一表面上布置无源组件；以及在玻璃基板的第一表面上形成至少一个接触焊盘。该方法还包括形成在玻璃基板的第一表面上具有第二表面的界面层，以使得无源组件和至少一个接触焊盘位于玻璃基板的第一表面和界面层之间。形成界面层进一步包括在界面层的第三表面上形成至少一个面栅阵列(lga)焊盘，其中界面层的第三表面与界面层的第二表面相对。形成界面层还包括在界面层中形成至少一个通孔以将至少一个接触焊盘与至少一个lga焊盘电连接。

附图简述

给出附图以帮助各种实施例的描述，并且提供这些附图仅仅是为了解说实施例而非对其进行限制。

图1解说了包括形成在pcb上的pog结构的半导体封装。

图2a-h解说了具有pog结构和界面层以供在封装中组装的器件的制造。

图3是形成具有pog结构和界面层的器件的方法的流程图。

详细描述

在以下针对具体实施例的描述和相关附图中公开了各种实施例的各方面。可以设计出替换实施例而不会脱离本公开的范围。另外，各种实施例的众所周知的元素将不被详细描述或将被省去以免湮没各种实施例的相关细节。

措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。同样，术语“实施例”并不要求所有实施例都包括所讨论的特征、优点、或操作模式。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而并不旨在限定各实施例。如本文中所使用的，单数形式的“一”、“某”和“该””旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，术语“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。

如上所述，包括在pog结构中的无源组件的结果值可取决于玻璃基板的无源组件与包括在印刷电路板(pcb)中的接地面之间的距离。如参考图1所示，使用bga106的常规封装技术可导致电感器104和接地面110之间的距离112的变化，这取决于由pcb108所利用的pcb技术(例如，线间距、层厚度等)。因此，本公开的各方面提供了具有相关联的界面层的pog结构，该pog结构提供独立于pcb所利用的pcb技术的对距离112的控制。即，在一些示例中，本文所提供的pog结构和相关联的界面层可针对使用较小线间距或较薄层的pcb维持与那些利用较大线间距或较厚层的pcb相同的距离112。

如下文将更详细讨论的，本公开的各方面可包括含有pog结构和界面层的器件，其中界面层在与封装的pcb关联的器件表面上包括一个或多个面栅阵列(lga)焊盘。lga焊盘被配置成将pog结构的玻璃基板的接触焊盘与pcb的pcb接触焊盘电连接，其中界面层维持pog结构的无源组件与pcb的接地面之间的距离112，而不管pcb的线间距和/或层厚度如何。

例如，图2a-h解说了具有pog结构和界面层205以供封装中的组装的器件200的制造。如图2a中所示，解说了pog结构。所示的pog结构包括玻璃基板102和在玻璃基板102的第一表面203上的无源组件104。在一个方面，无源组件104包括电容器。在另一方面，无源组件104包括电感器。pog结构中还包括接触焊盘103。

参考图2b，在玻璃基板102的第一表面203上形成具有第二表面207的界面层205，以使得无源组件104和接触焊盘103位于第一表面203和界面层205之间。在一个方面，界面层205是通过在无源组件104和接触焊盘103上方在玻璃基板102的第一表面203上应用模塑复合物而形成的模塑件。在一些示例中，模塑复合物包括介电材料或绝缘体，诸如低损耗绝缘材料。

如下文将更详细讨论的，界面层205可提供对无源组件104与待附连的pcb的接地面之间的距离的控制。例如，界面层205的形成可包括调整或以其他方式控制界面层205的厚度213(即，从表面207到表面209的距离)。在一个方面，界面层205的厚度213可通过研磨表面209来控制。因此，在一些应用中，界面层205可形成为具有与由器件200将与其一起封装的pcb所指定的球高度要求相同的厚度213(例如，图1的球高度111)。

接下来，参考图2c，通孔210形成在界面层205中。在一个方面，藉由激光钻孔通过界面层205来形成通孔210以暴露接触焊盘103。图2d随后解说了通孔210中的晶种层215的沉积。接下来，可以在界面层205的第三表面209上执行光致抗蚀剂图案化，随后执行面栅阵列(lga)焊盘镀敷工艺以形成lga焊盘220(在图2e中所示)。如图2e中所示，lga焊盘220形成在界面层205的第三表面209上，其中第三表面209与第二表面207相对。在一个方面，第三表面209是器件200的在将该器件封装到封装期间与pcb关联的表面。如图2e中可见，通孔210被配置成将玻璃基板102的接触焊盘103与lga焊盘220电连接。在一些示例中，在接触焊盘103和lga焊盘220之间存在一一对应关系。此外，在一些示例中，lga焊盘220之间的间距与接触焊盘103之间的间距相同。即，可以形成lga焊盘220而不重分布接触焊盘103。

图2f解说了形成器件200的可选步骤，其包括打薄玻璃基板102。如图2f中所示，玻璃基板102的高度225已经减小。在一个方面，玻璃基板102的高度225可以减小，因为界面层205在该减小过程期间提供增加的稳定性。例如，界面层205在向下研磨玻璃基板102的顶表面211时可用作操作晶片。在一些方面，可以通过顶表面211的机械或化学抛光来减小玻璃基板102的高度225。

此外，图2g解说了玻璃基板102已完全被去除的另一可选步骤。类似于图2f的可选过程，可以完全去除玻璃基板102，因为界面层205在减小过程期间提供了增加的稳定性。例如，界面层205在向下研磨玻璃基板102的顶表面211时可用作操作晶片。在一些方面，可以执行顶表面211的机械或化学抛光，直到完全去除玻璃基板102。

图2h解说了将器件200封装到封装235中的可选过程。如图2h中所示，pcb108包括接地面110，以及包括一个或多个pcb接触焊盘250的顶部金属层245。将器件200封装到封装235中可以包括在界面层205的第三表面209处将pcb接触焊盘250附连(例如，焊接)到lga焊盘220。在一个方面，pcb接触焊盘250直接连接(物理和电连接，而没有除焊料层240之外的居间层)到lga焊盘220。在一些方面，当与图1的bga106相比时，焊料层240在焊接之后提供小得多的塌陷高度。因此，在一些示例中，使用具有焊料层240的lga焊盘220可以提供更加一致的距离230，该距离230独立于pcb108所使用的pcb技术。

如图2h中可见，pcb108的接地面110与无源组件104分开距离230。如上所述，无源组件104的结果值可取决于距离230。然而，界面层205和相关联的lga焊盘220提供独立于pcb108的pcb技术(例如，线间距、层厚度等)的一致距离230。此外，界面层205可根据应用提供对距离230的控制。例如，如上所述，界面层205的形成可以包括调整或以其他方式控制界面层205的厚度213以进一步控制距离230，从而进一步控制无源组件104的结果值。

将领会，各实施例包括用于执行本文所公开的过程、功能和/或算法的各种方法。例如，如图3中所解说的，各方面可包括形成器件(例如，器件200)的过程300。过程300包括提供pog结构(例如，玻璃基板102、接触焊盘103和无源组件104)的过程框302和形成界面层(例如，界面层205)的过程框304。形成界面层205的过程框304可包括将模塑复合物添加到玻璃基板102的第一表面203以及接触焊盘103和无源组件104上方。形成界面层205还可包括形成至少一个通孔210的过程框306和形成至少一个lga焊盘220的过程框308。如上所述，形成至少一个通孔210可包括执行激光钻孔工艺以暴露pog结构的接触焊盘103。

图3进一步解说过程300包括可选过程框310和312。可选的过程框310包括在形成界面层205之后减小玻璃基板102的高度225。如上所述，减小玻璃基板102的高度225可包括向下研磨玻璃基板102的顶表面211直到高度225减小或直到玻璃基板102被完全去除。可选的过程框312包括将pcb108附连到界面层205。如上所述，将pcb108附连到界面层205可包括将一个或多个pcb接触焊盘250附连到界面层205的对应的一个或多个lga焊盘220。

由图2a-2h和3所表示的组件和功能以及本文描述的其他组件和功能可以使用任何合适的装置来实现。此类装置还可至少部分地使用本文所教导的对应结构来实现。例如，上文结合图2a-2h的组件所描述的组件也可对应于类似命名的“用于……的装置”的功能性。因此，在一些方面，此类装置中的一个或多个装置可使用本文中所教导的其他合适的结构来实现。

作为解说，一种器件可包括玻璃上无源器件(pog)结构。pog结构包括玻璃基板、布置在玻璃基板的第一表面上的无源组件、以及形成在玻璃基板的第一表面上的至少一个接触焊盘该器件还包括形成在该器件的与封装的印刷电路板(pcb)关联的表面上的至少一个面栅阵列(lga)焊盘。该器件中进一步包括用于将至少一个接触焊盘与至少一个lga焊盘电连接，同时维持无源组件和pcb的接地面之间的独立于pcb所利用的线间距的距离的装置。在一个方面，用于电连接至少一个接触焊盘的装置可以对应于例如界面层205、通孔210、和/或lga焊盘220。

本领域技术人员将领会，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，贯穿上面说明始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。

此外，本领域技术人员将领会，结合本文所公开的各实施例描述的各种解说性逻辑框、模块、电路和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、以及步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。

结合本文中所公开的各实施例描述的方法、序列和/或算法可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom或者本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。替换地，存储介质可被整合到处理器。

相应地，本公开的各方面可包括实施用于形成具有如本文所述的pog结构的器件的方法的计算机可读介质。相应地，本公开不限于所解说的示例且任何用于执行文本所描述的功能性的装置均被包括在本文所证概念的示例中。

尽管前面的公开示出了解说性方面，但是应当注意，在其中可作出各种变更和修改而不会脱离如所附权利要求定义的本公开的范围。根据本文所描述的本公开的各方面的方法权利要求中的功能、步骤和/或动作不必按任何特定次序来执行。此外，尽管本公开的各方面可能是以单数来描述或主张权利的，但是复数也是已料想了的，除非显式地声明了限定于单数。