具有嵌入式柔性电路的半导体设备的制作方法

1.本发明总体涉及半导体封装，并且在特定实施例中，涉及封装天线(aip)设备。


背景技术：

2.封装天线(aip)代表了集成电路(ic)封装的新趋势，这是更小且高度集成的半导体设备的促成因素。aip设备在同一封装内部包括集成电路(ic)(例如，基带ic和rf收发器ic)和天线。封装天线允许将复杂的rf部件与基带电路一起集成到自含式模块。aip设备不仅减少了它们集成的功能模块的覆盖区(footprint)，而且还便于系统集成商的工作。例如，系统集成商不再需要以应用印刷电路板(pcb)级别设计复杂rf电路。而且，减小了整个应用的整体尺寸。
3.随着移动设备的形状因子的不断缩小，移动设备内部空间的减小对诸如aip设备之类的移动设备内部的半导体设备的设计提出了新的要求和挑战。例如，随着移动设备变得更薄，减小移动设备的厚度需要相应降低aip设备的高度。在本领域中需要改进的封装技术以用于诸如aip设备之类的半导体设备。


技术实现要素：

4.根据本发明的实施例，半导体设备包括：衬底，包括天线和导电特征；集成电路(ic)裸片，附接到衬底并且包括射频(rf)电路；以及柔性电路，与衬底集成在一起，其中柔性电路电耦合到ic裸片和衬底，柔性电路的第一部分设置在衬底的相对侧壁之间，柔性电路的第二部分延伸超过衬底的相对侧壁，柔性电路的第二部分在远端处包括电连接器。
5.根据本发明的实施例，半导体设备包括：集成电路(ic)，包括射频(rf)电路以及rf端子，该rf端子被配置为传输或接收rf信号；衬底，包括靠近衬底的第一侧的天线，该第一侧背离ic，并且该衬底包括靠近衬底的第二侧的导电特征，该第二侧面向ic，其中ic附接到衬底的第二侧，并且ic的rf端子电耦合到衬底的导电特征；以及柔性电路，附接到衬底，其中柔性电路电耦合到ic和衬底，其中柔性电路的第一区段设置在衬底的横向范围内，并且柔性电路的第二区段设置在衬底的横向范围外，柔性电路的第二区段包括电连接器。
6.根据本发明的实施例，形成电气设备的方法包括：将柔性电路的第一部分附接到第一衬底，其中第一衬底包括第一衬底的第一金属层中的天线，其中在附接之后，柔性电路的第二部分延伸超过第一衬底的横向范围，柔性电路的第二部分在远端处具有电连接器；并且将射频集成电路(rfic)粘结到第一衬底的第一表面，其中在粘结之后，rfic电耦合到第一衬底和柔性电路。
附图说明
7.为了更完整地理解本发明及其优点，现在，参考结合附图进行以下描述，其中
8.图1a至图1c图示了根据实施例的处于各个制造阶段的封装天线(aip)设备的截面视图；
9.图1d图示了根据实施例的射频集成电路(rfic)的功能框图；
10.图2a至图2c图示了根据实施例的处于各个制造阶段的封装天线(aip)设备的截面视图；
11.图3a至图3c图示了根据实施例的处于各个制造阶段的封装天线(aip)设备的截面视图；
12.图4a至图4d图示了根据实施例的处于各个制造阶段的封装天线(aip)设备的各个视图；
13.图5a是图示了实施例中的封装天线(aip)设备与电子设备内部的另一电气部件之间的电连接的截面视图；
14.图5b是图示了另一实施例中的封装天线(aip)设备与电子设备内部的另一电气部件之间的电连接的截面视图；
15.图6a是图示了实施例中的电子设备内部的封装天线(aip)设备的位置的截面视图；
16.图6b是图示了另一实施例中的电子设备内部的封装天线(aip)设备的位置的截面视图；以及
17.图7是实施例中的形成半导体设备的方法的流程图。
具体实施方式
18.下文对目前公开的实施例的制造和使用进行详细讨论。然而，应当领会，本发明提供了许多可应用发明构思，这些发明构思可以在广泛多种特定背景下体现。所讨论的特定实施例仅说明制造和使用本发明的特定方式，并不限制本发明的范围。在本文中的整个讨论中，除非另有说明，否则不同附图中相同或相似的附图标记是指相同或相似的部件。进一步地，如图所示，为了便于描述一个元件或特征与一个或多个其他元件或特征的关系，本文中可以使用空间相对术语，诸如“在...下面”、“在...下方”、“下部”、“在
……
上方”、“上部”等。除了图中所图示的方位之外，空间相对术语还意图涵盖设备在使用或操作时的不同定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)，同样，可以对本文中所使用的空间相对描述符进行相应解释。
19.在特定背景(即，具有嵌入式柔性电路的封装天线(aip)设备)下，相对于示例实施例对本发明进行描述。注意，aip设备在本文的描述中用作非限制性示例。本发明的范围包括除aip设备以外的半导体设备。比如，这样的设备与aip设备的不同之处在于，它们包括的一个或多个天线不位于其衬底内，而是位于其一个或多个外表面上。换句话说，具有嵌入式柔性电路的非aip半导体设备也被包括在本公开的范围内。例如，本文各种公开的实施例中的aip设备可以由具有多层结构的另一半导体设备(例如，非aip设备)替换。这些和其他变型完全旨在被包括在本公开的范围内。
20.在本发明的实施例中，柔性电路附接到衬底，使得柔性电路的第一部分在衬底的横向范围内，并且柔性电路的第二部分在衬底的横向范围外。衬底具有形成在衬底的金属层中的一个或多个天线。柔性电路电耦合到衬底的导电特征。柔性电路的第二部分具有用于与外部电路连接的电连接器。射频集成电路(rfic)粘结到衬底，并且电耦合到柔性电路和衬底。rfic与外部电路之间的电连接通过柔性电路的电连接器实现。rf信号使用衬底中
的一个或多个天线从rfic传输或由该rfic接收，该一个或多个天线电磁耦合到rfic的rf端子。具有所附接的柔性电路和rfic的衬底形成了具有嵌入式柔性电路的aip设备。所公开的实施例降低了所形成的aip设备的高度，在一些实施例中，这允许将aip设备在移动设备的边框(bezel)内的各种位置中且以各种角度嵌入。
21.现在，参考图1a至图1c，图1a至图1c图示了根据实施例的在各个制造阶段的aip设备500a的截面视图。图1a图示了衬底100(例如，印刷电路板(pcb))，衬底100包括一个或多个介电层101以及形成在一个或多个介电层101中的导电特征(例如，金属线和通孔)。导电特征形成在衬底的一个或多个金属层中。衬底100还可以包括在一个或多个介电层101的上表面和下表面上的阻焊剂层105。
22.一个或多个介电层101可以由任何合适介电材料(诸如树脂或玻璃纤维)形成。例如，双马来酰亚胺三嗪(bt)树脂、fr-4(由编织玻璃纤维布和具有阻燃性的环氧树脂粘结剂组成的复合材料)、陶瓷、玻璃、塑料、带条、膜、或其他支撑材料可以用作一个或多个介电层101的介电材料。在所图示的实施例中，衬底100包括至少一个天线(例如，103a)，并且被设计为用于射频(rf)应用。因而，一个或多个介电层101可以使用低损耗高频材料(诸如编织玻璃增强碳氢化合物/陶瓷、或聚四氟乙烯(ptfe))形成。介电材料的示例包括来自rogers corporation的rogers 400c、4350、3003、来自三菱(mitsubishi)的三菱hl972lf、hl970lf、或来自松下(panasonic)的松下megtron系列。介电层101中的每个介电层的厚度可以例如介于约50μm与约400μm之间，尽管还可以使用其他合适的厚度。
23.衬底100的导电特征103(例如，103l、103v、103g、103a、103b)包括使用合适形成方法形成的导电线(例如，铜线)和通孔(例如，铜通孔)。例如，铜可以沉积在介电层上以形成金属层，然后，对沉积的金属层进行图案化，以形成金属线。作为另一示例，可以在介电层中形成开口或凹部，并且铜形成在开口或凹部中，以形成诸如通孔的导电特征。在本文中的整个说明书中，铜用作形成导电特征的材料的示例，其中理解诸如铝、钨、钴、金、银、其组合、其合金等之类的其他合适导电材料也可以用来形成各种导电特征。依据衬底100的设计，衬底100中的金属层的数目可以介于例如2至10之间，尽管其他数目的金属层也是可能的。图1a(或其他附图)所图示的衬底100的配置(例如，导电特征103的位置和互连)仅是示例而非限制。依据衬底100的设计，衬底100的其他配置也是可能的，并且完全旨在被包括在本公开的范围内。
24.在图1a的示例中，衬底100的导电特征包括导电线103l和通孔103v。在后续处理中(参见图1c)，图1所图示的通孔103v(例如，接近衬底100的下表面)电耦合到rfic 300的rf端子(例如，303r)。图1a还图示了接近衬底100的上表面的天线103a(例如，铜贴片天线)、以及在天线103a与导电线103l之间的接地平面103g。在一些实施例中，接地平面103g是电耦合到参考电压电平(诸如电接地)的铜平面。在图1a中，接地平面103g具有设置在天线103a与导电线103l之间的开口106(例如，穿孔)。图1a还图示了与天线103a设置在同一金属层中的导电图案103b，该导电图案103b可以是附加天线。例如，衬底100可以具有用于同时传输和接收rf信号的两个或更多个天线。
25.另外，图1a图示了在衬底100的下表面处的阻焊剂层105中形成的导电特征104(例如，铜焊盘)。导电特征104用于在后续处理中与柔性电路200粘结(参见图1b)，并且在一些实施例中，导电特征104通过例如在阻焊剂层105中形成开口并且然后在开口中镀覆导电材
料(例如，铜)来形成。尽管在图1a中未图示，但是导电特征104电耦合到衬底100的导电特征103。
26.接下来，在图1b中，柔性电路200附接到衬底100的下表面。柔性电路200包括电缆201以及在电缆201的端部处的连接器203(例如，电连接器)。电缆201包括在合适介电材料(诸如聚酰亚胺)中形成的一个或多个导电层(例如，铜层)。用于柔性电路200的示例介电材料包括来自杜邦(dupont)的pyralux ap或pyralux lf coverlay。连接器203用于电连接到另一工件(例如，另一pcb、另一电气部件)。注意，虽然柔性电路200是柔性的(例如，在正常操作期间可以折叠、弯曲、扭曲等)，但是衬底100是刚性衬底(例如，pcb)，该刚性衬底在正常操作条件下不会改变其形状或维度。
27.如图1b所示，柔性电路200的第一部分(也可以称为第一区段)设置在衬底100的横向范围内，并且柔性电路200的第二部分(也可以称为第一区段)设置在衬底100的横向范围外。换句话说，柔性电路200的第一部分设置在衬底100的相对侧壁之间，并且柔性电路200的第二部分设置在衬底100的相对侧壁之外。在一些实施例中，柔性电路200的电缆201的、设置在衬底100的相对侧壁之外的部分的长度l介于约0.5mm至约10mm之间，诸如介于约0.5mm至约5mm之间。在其他实施例中，依据例如设备的设计和/或应用，长度l大于10mm。
28.在一些实施例中，柔性电路200的电缆201的、设置在衬底100的相对侧壁之外的部分的宽度介于约0.2mm至约5mm之间。在其他实施例中，依据例如设备的设计和/或应用，宽度大于5mm，例如约10mm或更大。
29.在一些实施例中，柔性电路200的第一部分具有在电缆201的上表面处暴露的导电特征(例如，铜焊盘，未示出)。柔性电路200可以通过直接金属-金属粘结而附接到衬底100的下表面。换句话说，衬底100的导电特征104和柔性电路200的暴露的导电特征通过直接金属-金属粘结工艺粘结在一起。在其他实施例中，柔性电路200使用导电胶或导电膏机械地和电气地耦合到衬底100的下表面(例如，导电特征104)。在又其他实施例中，导电特征104不会形成在阻焊剂层105中，在这种情况下，开口(例如，穿孔)形成在衬底100的下表面处，该开口延伸通过介电层101的各个部分以暴露衬底100的导电特征103中的一些导电特征(例如，103l、103v)，并且执行电镀工艺(例如，电镀或无电镀)以使用导电材料(例如，铜)填充开口，从而形成在衬底的下表面处暴露的导电图案(例如，参见图2b中的通孔205)。然后，柔性电路200可以使用合适方法(诸如直接金属-金属粘结、导电胶或导电膏)机械地和电气地耦合到衬底的下表面处的导电图案。
30.接下来，在图1c中，射频集成电路(rfic)300附接到衬底100的下表面，使得柔性电路200的第一部分设置在衬底100与rfic 300之间。rfic 300是集成电路(也可以称为ic裸片)，该集成电路包括rf电路(例如，被设计为用于处理射频信号的电路)。附加地，rfic 300可以包括其他电路，诸如基带处理电路。在附接之后，rfic 300电耦合到柔性电路200和衬底100。包括衬底100、柔性电路200、以及rfic 300在内的图1c所示的半导体结构被称为具有嵌入式柔性电路200的aip设备500a、或被称为aip设备500。
31.如图1c所示，rfic 300包括半导体衬底301，诸如掺杂硅或未掺杂硅、或绝缘体上半导体(soi)衬底的有源层。半导体衬底可以包括其他半导体材料，诸如：锗；化合物半导体，包括碳化硅、砷化镓、磷化镓、氮化镓、磷化铟、砷化铟、和/或锑化铟；合金半导体，包括sige、gaasp、alinas、algaas、gainas、gainp、和/或gainasp；或它们的组合。还可以使用其
他衬底，诸如多层衬底或梯度衬底。诸如晶体管、二极管、电容器、电阻器等之类的设备可以形成在半导体衬底301中和/或在半导体衬底301上，并且可以通过互连结构互连以形成集成电路，该互连结构通过例如半导体衬底301上方的一个或多个介电层中的金属化图案形成。rfic 300的裸片连接器303(例如，铜柱)形成在rfic 300的前侧处，并且提供与rfic 300的电路的电连接。
32.暂时参考图1d，图1d图示了实施例中的rfic 300的功能框图。注意，为了简单起见，并非rfic 300的所有功能块都在图1d中图示。在图1d的示例中，rfic 300包括基带模块311、rf模块313、tx模块315、以及rx模块317。基带模块311被设计为执行数字基带处理功能，诸如数字滤波、均衡、数字重采样等。rf模块313被设计为处理rf信号并且执行与rf相关功能，诸如调制或解调rf信号。rf模块313可以包括诸如混频器、振荡器等的rf相关部件。依据rfic 300的设计，模数转换器(adc)和/或数模转换器(dac)可以形成在rf模块313或基带模块311中。tx模块315被设计为执行与传输rf信号有关的功能，并且可以包括诸如功率放大器的电气部件。rx模块3157被设计为执行与接收rf信号有关的功能，并且可以包括诸如模拟滤波器、低噪声放大器等的电气部件。rfic 300通过裸片连接器303电耦合到外部电路。图1d还图示了rf端子303r(例如，连接到tx模块或rx模块的裸片连接器)，该rf端子303r电耦合到tx模块315和/或rx模块317。在一些实施例中，rfic 300包括tx模块315，但不包括rx模块317。在其他实施例中，rfic 300包括rx模块317，但不包括tx模块315。这些和其他变型完全旨在被包括在本公开的范围之内。
33.返回参考图1c，为了将rfic 300附接到衬底100，在电缆201中形成一个或多个开口(例如，穿孔)以暴露导电特征104中的至少部分，并且在一些实施例中，裸片连接器303延伸穿过(多个)开口以与导电特征104连接(例如，使用焊接工艺)。换句话说，rfic 300通过柔性电路连接到衬底的(多个)导电特征104。在所图示的示例中，裸片连接器303中的一些裸片连接器(例如，rf端子303r)耦合到衬底100的下表面处暴露的导电特征(例如，通孔103v)。在其中没有形成导电特征104的实施例中，可以形成延伸穿过电缆201、阻焊剂层105、以及介电层101的各个部分的开口，以暴露衬底100的一些导电特征103，并且可以执行电镀工艺，以使用导电材料填充开口，以形成通孔。然后，rfic 300可以使用例如焊料粘结到通孔。除了上文所描述的将rfic 300附接到衬底100的方法之外，其他方法也是可能的，并且完全旨在被包括在本公开的范围内。
34.在图1c的示例中，被配置为发送或接收rf信号的rfic 300的rf端子303r电耦合到衬底100的导电特征(例如，103v和103l)。在其中天线103a是传输天线的实施例中，rfic 300所生成的rf信号通过通孔103v和rf端子303r电耦合到导电特征103l。导电特征103l辐射rf信号，该rf信号行进通过开口106并且电磁耦合到天线103a。然后，rf信号由天线103a传输。在其中天线103a是接收天线的实施例中，天线103a拾取rf信号(例如，通过电磁耦合)，然后，接收到的rf信号例如通过开口106和导电特征103l/103v电磁耦合到rf端子303r。
35.注意，在图1c的示例中，rfic 300与外部电路(诸如另一pcb或其他电气部件)之间的电连接通过柔性电路200的连接器203实现。连接器203可以具有多个连接引脚、多个导电焊盘等，以提供用于多个信号的电连接。由于将柔性电路200用于rfic 300与外部电路之间的电连接，所以无需在衬底100的下表面处形成多个外部连接器(例如，焊料凸块、导电柱)。
这有利地降低了aip设备500a的高度，这允许将aip设备500a用于其中可用于aip设备的高度受到限制的应用中(参见图5a、图5b、图6a和图6b、以及下文中的相关讨论)。
36.图2a至图2c图示了根据实施例的在各个制造阶段处的具有嵌入式柔性电路200的aip设备500b的截面视图。aip设备500b的形成过程与aip设备500a的形成过程类似，但是图2a中的衬底100没有衬底100的下表面处暴露的导电特征(例如，图1a中的104)。此外，图2a中的衬底100在衬底100的下表面处没有阻焊剂层105。
37.参考图2a，柔性电路200使用介电-介电粘结工艺附接到衬底100。介电-介电粘结工艺的高温和高压将柔性电路200的介电材料(例如，聚酰亚胺)与衬底100的介电材料(例如，编织玻璃增强碳氢化合物/陶瓷或ptfe)进行粘结，从而将柔性电路200粘结到衬底100。
38.接下来，在图2b中，使用例如激光钻孔工艺或蚀刻工艺，在柔性电路200中形成开口(例如，穿孔)。开口延伸通过柔性电路200以及衬底100的介电层101的一部分，以暴露衬底100的导电特征130中的一些导电特征(例如，130l)。接下来，执行电镀工艺(例如，电镀工艺或无电镀工艺)，以使用导电材料(例如，铜)填充开口，以形成导电特征，诸如通孔205。在一些实施例中，形成开口以延伸通过柔性电路200的导电区域(例如，铜区域)，因此，通孔205一旦被形成，就电耦合到柔性电路200。在一些实施例中，开口形成在柔性电路200的没有导电特征的区域中，因此通孔205延伸通过电缆201的介电区域(例如，聚酰亚胺区域)。接下来，可以在柔性电路200的下表面上形成可选的阻焊剂层105(参见图2c)。
39.接下来，在图2c中，rfic 300附接到衬底100的下表面，从而形成具有嵌入式柔性电路的aip设备500b。为了附接rfic 300，形成开口，该开口延伸通过阻焊剂层105(如果形成)以暴露通孔205。开口也可以部分延伸通过柔性电路200的介电材料以暴露柔性电路200的导电特征。在一些实施例中，rfic 300的裸片连接器303/303r延伸通过开口，并且粘结(例如，使用焊料)到通孔205和/或柔性电路200的暴露的导电特征。
40.图3a至图3c图示了根据实施例的在各个制造阶段处的具有嵌入式柔性电路200的aip设备500c的截面视图。aip设备500c的形成过程与aip设备500b的形成过程类似，但是图3a中的衬底100包括上部分100u和下部分100l。柔性电路200层叠在上部分100u与下部分100l之间。
41.如图3a所示，柔性电路200的上表面附接到衬底100的上部分100u的下表面100s1，并且柔性电路200的下表面附接到下部分100l的上表面100s2。依据是否在下表面100s1处或在上表面100s2处暴露导电特征，柔性电路200可以使用与上文针对aip设备500a和500b所讨论的过程类似的诸如直接金属-金属粘结、介电-介电粘结、导电膏、导电胶等之类的任何合适方法来附接到上部分100u和下部分100l。尽管未图示，但是与上文针对aip设备500b所讨论的工艺类似，可以执行钻孔工艺以在上部分100u和/或下部分100l中形成开口，并且可以执行电镀工艺以使用导电材料(例如，铜)填充开口，以在上部分100u和/或下部分100l中形成导电特征，以用于与柔性电路200电连接。
42.图3b图示了完成图3a的处理之后的具有嵌入式柔性电路200的衬底100。如图3b所示，上部分100u和下部分100l接合在一起并且形成单个衬底100，其中柔性电路200层叠在其间。柔性电路200电耦合到衬底100，并且可以用作衬底100的中间金属层。
43.接下来，在图3c中，rfic 300附接到衬底100的下表面，并且电耦合到衬底100和柔性电路200，从而形成aip设备500c。rfic 300可以通过以下方式而被附接：在阻焊剂层105
中形成开口以暴露衬底100的导电特征103并且将rfic 300的裸片连接器303/303r粘结到暴露的导电特征103。
44.图4a至图4d图示了根据实施例的具有嵌入式柔性电路的aip设备500d的各种视图(例如，截面视图、顶视图)。aip设备500d的形成过程与aip设备500b的形成过程类似，但是柔性电路200附接到衬底100的上表面。
45.在图4a中，天线103a位于衬底100的上表面处。柔性电路200使用任何合适方法(例如，上文针对aip设备500a、500b和500c所讨论的方法)附接到衬底100的上表面。
46.图4b示出了附接有柔性电路200的衬底100。在附接之后，柔性电路200电耦合到衬底100。接下来，在柔性电路200的上表面上方形成阻焊剂层105。在其他实施例中，省略阻焊剂层105。
47.接下来，在图4c中，rfic 300使用任何合适方法(诸如上文针对图3c的aip设备500c所描述的工艺)机械耦合和电气耦合到衬底100的下表面，从而形成aip设备500d。rfic 300还通过衬底100的金属层电耦合到柔性电路200。
48.图4d图示了沿着图4c中的横截面a-a的aip设备500d的顶视图。为了简单起见，并未示出aip设备500d的所有特征。如图4d所示，柔性电路200具有开口202，开口202暴露基底天线103a。换句话说，柔性电路200中不存在天线103a上方(例如，直接上方)设置的金属区域，使得可以执行通过天线103a传输和/或接收rf信号而不会被阻挡或衰减。注意，在其他实施例(诸如aip设备500a、500b或500c)中，可以省略图4d的柔性电路200中的开口202，因为在那些实施例中，柔性电路200设置在天线103a与rfic 300之间，因此不会干扰通过天线103a传输和/或接收rf信号。例如，在图1c中，天线103a形成在衬底100的最顶部金属层(例如，距rfic 300最远的金属层)中，而柔性电路200接近衬底100的最底部金属层(例如，最靠近rfic 300的金属层)。图4d还图示了柔性电路200中形成的导电特征215(例如，铜线、通孔)，这些导电特征连接到连接器203(参见图4c)并且用于在rfic 300与另一pcb板或其他电气部件之间进行电连接。
49.图5a是图示了一个实施例中的实施例封装天线(aip)设备500(例如，500a、500b、500c或500d)与电子设备400内部的另一电气部件之间的电连接的截面视图。电子设备400可以是手机、平板电脑、膝上型计算机、扬声器、家庭助理设备、电视机等。为了简单起见，电子设备400和aip设备500的并非所有特征都在图5a中图示。在所图示的实施例中，电子设备400是手机，该手机具有正侧401(例如，具有lcd显示器)、背侧403、以及正侧401与背侧403之间的边框405。图5a还图示了电子设备400内部的电气部件411和413(例如，pcb)。在图5a的示例中，aip设备500的柔性电路200的连接器203是表面贴装型连接器，并且使用例如焊接工艺连接到电气部件413。柔性电路200实现了选择aip设备500在电子设备400内部的位置时的灵活性。
50.图5b是图示了另一实施例中的实施例封装天线(aip)设备500(例如，500a、500b、500c或500d)与电子设备400内部的另一电气部件之间的电连接的截面视图。图5b的实施例与图5a的实施例类似，但是图5b中的aip设备500的柔性电路200的连接器203是插入式连接器。因此，连接器203通过电气插座连接到电气部件413。
51.图6a是图示了一个实施例中的电子设备400内部的实施例封装天线(aip)设备500(例如，500a、500b、500c或500d)的位置的截面视图。如图6a所示，柔性电路200允许aip设备
500位于电子设备400内部的任何合适位置。随着手机越来越纤薄，将诸如aip设备的封装适配在手机内部变得越来越困难。在图6a的示例中，柔性电路200允许将aip设备500放置在手机的靠近边框405的拐角区域中，该拐角区域可以为aip设备500提供更多空间。另外，aip设备500可以相对于手机成一定角度放置。例如，aip设备500的上表面500u可以与电子设备400的前侧401形成例如约为45度的角度。
52.图6b图示了另一实施例中的电子设备400内部的实施例封装天线(aip)设备500(例如，500a、500b、500c或500d)的位置的截面视图。在图6b的示例中，aip设备500的上表面500u与电子设备400的前侧401形成90度的角度。aip设备500在移动设备内的其他角度和位置也是可能的，并且完全旨在被包括在本公开的范围内。aip设备500的公开结构所提供的aip设备500的位置的灵活性使得更容易将aip设备500适配到各种移动设备中。
53.图7图示了根据一些实施例的形成电气设备的方法1000的流程图。应当理解，图7所示的实施例方法仅仅是许多可能实施例方法的示例。本领域普通技术人员应当认识到许多变化、备选和修改。例如，可以添加、移除、替换、重新布置和重复如图7所图示的各个步骤。
54.方法1000可以用于制造具有嵌入式柔性电路的各种aip设备，诸如aip设备500a、500b、500c或500d。参照图7，在步骤1010处，柔性电路的第一部分附接到第一衬底的第一表面(例如，上表面或下表面)，其中第一衬底包括第一衬底的第一金属层中的天线，其中在附接之后，柔性电路的第二部分延伸超过第一衬底的横向范围。在步骤1020处，射频集成电路(rfic)(例如，300)粘结到第一衬底的第一表面或粘结到第一衬底的与第一表面相对的第二表面，其中在粘结之后，rfic电耦合到第一衬底和柔性电路。
55.实施例可以实现优点。例如，本文中所公开的各种实施例形成具有嵌入式柔性电路的不同aip设备。aip设备与外部电气部件之间的电连接通过柔性电路的连接器实现，从而无需在aip设备上形成较大的外部连接器，诸如焊料凸块或导电柱。这降低了所形成的aip设备的高度，从而使aip设备适配到小型移动设备中。另外，aip设备中嵌入的柔性电路实现了选择aip设备在移动设备内的位置时的灵活性，从而允许aip设备适配到甚至更小的移动设备中。更进一步地，柔性电路200被设计为易于与衬底100集成而不会对rf性能造成负面影响。例如，柔性电路200中的开口202(参见图4d)允许通过天线103a传输和/或接收rf信号，而不会被柔性电路衰减或阻挡。
56.这里对本发明的实施例进行了总结。根据本文中的说明书和权利要求书的整体，还可以理解其他实施例。
57.示例1.在实施例中，一种半导体设备，包括：衬底，包括天线和导电特征；集成电路(ic)裸片，附接到衬底并且包括射频(rf)电路；以及柔性电路，与衬底集成在一起，其中柔性电路电耦合到ic裸片和衬底，柔性电路的第一部分设置在衬底的相对侧壁之间，柔性电路的第二部分延伸超过衬底的相对侧壁，柔性电路的第二部分在远端处包括电连接器。
58.示例2.示例1的半导体设备，其中柔性电路的第一部分平行于衬底的第一侧延伸并且物理接触衬底。
59.示例3.示例1的半导体设备，其中衬底包括面向ic裸片的最底部金属层，其中柔性电路的第一部分设置在衬底的最底部金属层与ic裸片之间。
60.示例4.示例1的半导体设备，其中衬底包括面向ic裸片的最底部金属层和背离ic
裸片的最顶部金属层，其中柔性电路的第一部分设置在最顶部金属层与最底部金属层之间。
61.示例5.示例1的半导体设备，其中衬底包括背离ic裸片的最顶部金属层，其中最顶部金属层设置在柔性电路与ic裸片之间。
62.示例6.示例5的半导体设备，其中柔性电路的第一部分具有开口，其中衬底的天线通过开口暴露。
63.示例7.示例1的半导体设备，其中ic裸片具有rf端子，该rf端子被配置为传输或接收rf信号，其中衬底的导电特征电耦合到ic裸片的rf端子。
64.示例8.示例7的半导体设备，其中衬底还包括天线与导电特征之间的接地平面，其中接地平面具有设置在天线与导电特征之间的开口。
65.示例9.示例1的半导体设备，其中衬底包括衬底的第一侧处的第一阻焊剂层和衬底的第二侧处的第二阻焊剂层，该第二侧与该第一侧相对，其中柔性电路的第一部分设置在第一阻焊剂层与第二阻焊剂层之间。
66.示例10.示例1的半导体设备，还包括导电通孔，该导电通孔延伸穿过柔性电路并且将柔性电路与衬底的导电线电耦合。
67.示例11.一种半导体设备，包括：集成电路(ic)，包括射频(rf)电路以及被配置为传输或接收rf信号的rf端子；衬底，包括接近衬底的第一侧的天线，该第一侧背离ic，并且该衬底包括接近衬底的第二侧的导电特征，该第二侧面向ic，其中ic附接到衬底的第二侧，并且ic的rf端子电耦合到衬底的导电特征；以及柔性电路，附接到衬底，其中柔性电路电耦合到ic和衬底，其中柔性电路的第一区段设置在衬底的横向范围内，并且柔性电路的第二区段设置在衬底的横向范围外，柔性电路的第二区段包括电连接器。
68.示例12.示例11的半导体设备，其中柔性电路的第一区段设置在ic与衬底的金属层之间。
69.示例13.示例11的半导体设备，其中衬底的金属层设置在柔性电路的第一区段与ic之间。
70.示例14.示例11的半导体设备，其中柔性电路的第一区段设置在衬底的最顶部金属层与衬底的最底部金属层之间。
71.示例15.示例11的半导体设备，其中柔性电路的第二区段的长度介于约0.5mm至约10mm之间。
72.示例16.一种形成电气设备的方法，包括：将柔性电路的第一部分附接到第一衬底，其中第一衬底包括第一衬底的第一金属层中的天线，其中在附接之后，柔性电路的第二部分延伸超过第一衬底的横向范围，柔性电路的第二部分在远端处具有电连接器；以及将射频集成电路(rfic)粘结到第一衬底的第一表面，其中在粘结之后，rfic电耦合到第一衬底和柔性电路。
73.示例17.示例16的方法，还包括：在附接柔性电路的第一部分之后并且在粘结rfic之前，将柔性电路的第一部分附接到第二衬底，使得柔性电路的第一部分位于第一衬底与第二衬底之间。
74.示例18.示例16的方法，其中粘结rfic包括：在柔性电路中形成开口以暴露柔性电路的导电特征；以及将rfic的导电柱与柔性电路的导电特征进行粘结。
75.示例19.示例16的方法，其中粘结rfic包括：在第一衬底中形成开口以暴露第一衬底的导电特征；以及将rfic的导电柱与第一衬底的导电特征进行粘结。
76.示例20.示例16的方法，其中附接柔性电路的第一部分包括：将柔性电路的第一部分附接到第一衬底的第二表面，该第二表面与第一表面相对，其中在附接之后，第一衬底的金属层位于柔性电路与rfic之间。
77.虽然已经参考说明性实施例对本发明进行了描述，但是该描述不旨在以限制性意义来解释。参考说明书，示例性实施例的各种修改和组合、以及本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，意图是所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。