专利名称：用于在模制阵列封装中提供一体式射频屏蔽的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子封装，且更具体而言涉及用于在电子封装中制造电磁屏蔽的方法和 系统。
背景技术：
用于某些应用中的常规电子仪器会发射可能干扰其它装置的性能的高频率电磁辐 射。举例来说，常规微电子射频(RF)装置发射RF辐射。RF辐射可能会不利地影响其 它电子组件的性能，所述电子组件例如是结合常规微电子RF装置而使用的某些模制阵 列封装(MAP)或其它半导体封装。
为了保护其它常规电子组件免受RF辐射，在常规微电子RF装置与其它常规电子 组件之间提供电磁辐射屏蔽。此通常通过用物理屏蔽环绕其它常规电子组件来执行。物 理屏蔽通常由导电金属媒介构成。举例来说，可为需要屏蔽的每一常规电子组件提供常 规金属罩。在一些常规电子组件中，金属罩可包括通孔，其有助于放置可用作下伏电子 装置的保护层的模制化合物。
尽管常规金属屏蔽可减少由RF辐射产生的干扰，但所属领域的技术人员将容易认 识到所述常规金属罩制造起来成本较大。通常，所述常规金属屏蔽是为各个常规电子组 件定制设计的。另外，定制组合件设备通常用于组装常规金属罩且将常规金属罩附着到 所述组件。定制组合件和设计通常是昂贵的。另外，常规金属罩还可能会增加被屏蔽的 常规电子组件的大小。常规电子组件的大小的增加可能会导致利用常规电子组件的最终 产品的大小增加。通常，所述大小增加是不合需要的。因此，使用常规金属罩可能成本 较高且出于其它原因而不合需要。
因此，需要一种用于改进电子组件的屏蔽的方法和系统。本发明处理所述需要。
发明内容
本发明提供用于制造用于电子封装的屏蔽的方法和系统。本发明可应用于各种类型 的基于有机和无机衬底的电子封装。典型封装类型是模制阵列封装(MAP)。电子封装包 括衬底、至少一个接地特征和保护层。电子封装经由至少所述衬底而物理耦接到至少一 个额外电子封装。所述方法和系统包含优选在单片化过程期间暴露至少一个接地特征的 一部分。暴露步骤在至少一个接地特征上方形成至少一个沟槽。所述方法和系统还包含沉积金属屏蔽材料，其大体上覆盖电子封装的顶部表面和侧部表面、填充沟槽，且电连 接到每一电子封装衬底位点上的至少一个接地特征。
根据本文所揭示的方法和系统，本发明提供一种可能成本较低的一体式RF屏蔽。
图1是描绘在电子封装中提供根据本发明的电磁辐射屏蔽的方法的一个实施例的流 程图。
图2-7描绘包括根据本发明的电磁辐射屏蔽的一个实施例的半导体封装在制造期间 的一个实施例的侧视图。
具体实施例方式
本发明涉及利用电磁屏蔽的电子封装。以下描述经呈现以使所属领域的技术人员能 够制造和使用本发明，且其是在专利申请案及其要求的上下文中提供的。所属领域的技 术人员将易于了解对优选实施例的各种修改和本文描述的一般原理和特征。因此，本发 明并不希望限于所展示的实施例，而是符合与本文所述的原理和特征一致的最广泛范 围。
本发明提供用于制造用于电子封装的电磁辐射屏蔽的方法和系统。电子封装包括衬 底、至少一个接地特征和保护层。电子封装通过至少所述衬底而物理耦接到至少一个额 外电子封装。方法和系统包含通过移除电子封装在接地特征上方的部分而暴露至少一个 接地特征的一部分。暴露步骤在至少一个接地特征上方形成至少一个沟槽。所述方法和 系统还包含沉积电磁辐射屏蔽，其大体上覆盖电子封装、填充至少一个沟槽且电连接到 所述至少一个接地特征。所述方法和系统还包含使电子封装与至少一个额外电子封装分 离，使得电磁辐射屏蔽的大体上包围电子封装在接地特征上方的部分的剩余部分保留。
将根据特定组件和特定电子封装(例如MAP)来描述本发明。然而，所属领域的技 术人员将容易认识到可使用其它和/或额外组件和其它和/或额外电子封装。举例来说， 本发明可应用于使用引线框阵列或衬底阵列条带格式的各种类型的电子封装，使得每一 条带含有用于封装组合件的多个重复的各个位点。另外，在特定方法的上下文中描述本 发明。然而，所属领域的技术人员将容易认识到可使用具有其它和/或额外步骤的其它方 法。
图1是描绘在电子封装中提供根据本发明的电磁辐射屏蔽的方法100的一个实施例 的流程图。图2-7描绘包括根据本发明的电磁辐射屏蔽的一个实施例的电子封装210 (MAP)在制造期间的一个实施例的侧视图。参看图1-7，在MAP 210的上下文中描述
5方法100。然而，所属领域的技术人员将容易认识到方法100可与其它半导体封装一起 使用。另外，所属领域的技术人员将容易认识到以下描述的电磁辐射屏蔽可与其它半导 体封装一起使用。
图2描绘在制造根据本发明的电磁辐射屏蔽的一个实施例之前包括MAP210的衬底 条带200。在形成MAP210时，多个电子电路小片和/或其它组件首先附着且电连接到 引线框阵列或衬垫阵列上的每一位点，整体包覆模制(over-molded)且接着单片化为例 如MAP210的各个电子封装。所展示的衬底条带200因此包括衬底202、接地特征204 与206以及保护层208。 MAP衬底202通常使用例如聚酰胺、BT树脂或FR-4、 FR-5材 料的有机衬底芯部材料来制造。用于这些衬底202 (例如用于接地特征204和206)的 电路金属通常是铜。这些衬底可在有机芯部、多层金属(也可使用4、 6、 8或更多的金 属层)的两侧上具有金属电路。通常由环氧树脂基底材料制造的阻焊层(未图示)涂覆 顶部和底部金属层，但暴露衬底条带200的顶部上的接合衬垫区(未图示)禾B/或组件附 着区(未图示)以及底部的焊球附着区(未图示)。所暴露的金属通常用镍和金金属进 行包覆电镀以有助于导线接合和焊接。接地特征204和206可具有多种形状，例如衬垫、 线或框。然而，接地特征204和206被描绘为接地平面。另外，接地平面204和206经 优选设计为位于各个电子封装衬底位点的最外部边缘。在MAP封装组装过程期间，如 果存在离散组件(未图示)，那么其首先通过焊接或环氧树脂而附着到衬底条带200的 各个封装衬底位点。电路小片(未图示)和/或组件(未图示)附着到各个位点且经导线 接合或倒装芯片焊接。衬底条带接着使用保护层208来包覆模制。保护层208通常是环 氧树脂模制化合物。因此，MAP 210通过至少衬底202物理耦接到额外MAP 210'和210"。 在所展示的实施例中，MAP 210分别通过衬底202、接地平面204和206以及保护层208 而耦接到MAP210'和210"。如上文所论述，在所展示的其中电子封装210经制造为MAP 的实施例中，保护层208为包覆模制化合物。因此'在一个实施例中，保护层208包括 已包覆模制到衬底202的环氧树脂模具。MAP210 —般还包括已与衬底202的部分附着、 接合和电耦接的其它有源和/或无源电子组件。然而，为简单起见，未展示所述电子组件。
参看图1-2，通过步骤102，接地平面204和206的一部分分别通过移除电子封装在 接地平面204和206上方的部分来暴露。通常在单片化步骤期间执行步骤102，其用以 使MAP210、 210'和210"分离。优选使用锯或激光来执行步骤102中的单片化的部分。 锯或激光切穿保护层208的总厚度，且在衬底条带的"顶部"表面处停止，从而暴露接 地平面204和206。在所展示的实施例中，步骤102优选通过利用宽锯条切入MAP 210 中、在接地平面204和206处停止来执行。宽锯条比用以分离封装的锯条宽。用以部分切割MAP(即，步骤102中所使用)的锯条的典型宽度范围比步骤108中所用的MAP 单片化锯条宽.002"到.010"。然而，取决于接地特征大小设计，锯条宽度可变化。
图3描绘步骤102期间的包括MAP210的衬底条带200。因此，展示了在暴露接地 平面204和206时使用的锯条214。请注意在一个实施例中，单个锯条214使用多次以 进行切割。图4描绘在已完成步骤102之后的包括MAP210的衬底条带200。因此，暴 露接地平面204和206。另外，接地平面204和206未由锯条214切穿。因此，已形成 分别在接地平面204和206上方的沟槽216和218。
通过步骤104，沉积电磁辐射屏蔽材料。步骤104优选包括在装置210、 210邻210" 的表面(确切地说包括保护层208和接地平面204和206)上共形地沉积金属材料。在 一个实施例中，金属材料包括例如Ni和/或Fe的材料。在另一实施例中，金属材料可为 金属聚合物复合材料。可使用各种方法以提供电磁辐射屏蔽。举例来说，在各种实施例 中，可使用网版印刷、喷射和固化、镂空版印刷(stencil printing)、刷涂和/或真空沉积来 提供电磁屏蔽。
图5描绘在已执行步骤104之后的包括MAP210的衬底条带200。因此，电磁屏蔽 220已沉积。电磁屏蔽220大体上覆盖电子封装210。另外，电磁屏蔽210大体上填充 沟槽216和218。电磁屏蔽210还与接地平面204和206电耦接。电磁屏蔽220因此大 体上覆盖MAP 210的顶部表面和侧部表面，从而填充所有锯/激光切割出来的沟槽214 和216，且电连接到每一电子封装衬底位点上的接地平面204和206。换句话说，衬底 条带可完全涂有金属。然而，如图5中可见，MAP 210、 210'和210"仍是物理连接的。 在优选实施例中，在执行步骤104之后，如果使用封装焊球(未图示)，那么其可附着 到衬底条带的底部。
通过步骤106使MAP210与额外的MAP210邻210"分离。因此，在步骤106中完 成单片化过程。执行步骤106，使得电磁辐射屏蔽220的剩余部分仍大体上包围MAP 210 在一个接地平面204和206上方的部分。换句话说，执行步骤106使得电磁屏蔽210仍 能够用作屏蔽。可使用激光或锯来执行步骤106中所执行的切割。锯或激光优选经配置 以切穿沟槽214和216的中点。在所展示的实施例中，使用比步骤102中所用的锯条薄 的锯条来执行步骤106。另外，锯条不仅将切穿屏蔽220，还切穿接地平面204和206 以及衬底202。 一旦MAP210与额外的MAP210'和210"分离，便可完成MAP210的任 何进一步制造。
图6描绘在步骤106期间的包括MAP210的衬底条带200。因此，展示较薄的锯条 222。锯条222切穿屏蔽220、接地平面204邻206'以及衬底202'。因此，MAP 210、 210'和210"经单片化成各个封装。请注意，尽管展示了多个锯条222，但在一个实施例中， 单个锯条222使用多次以进行切割。因为使用较薄的锯条222且因为锯条222经定位使 得屏蔽220'仍大体上包围接地平面204'和206'上方的MAP210，所以电磁屏蔽220'的剩 余部分仍能够用作电磁辐射屏蔽。因此，举例来说，屏蔽220'在保护MAP210的电子仪 器(未明确展示)免受RF辐射时可能仍充分有效。
图7描绘在完成步骤106之后的MAP 210。因为MAP 210在步骤106中被分离， 所以未描绘其它的MAP 210'和210"。然而，MAP 210'和210"还应具有类似于屏蔽220' 的屏蔽(未图示)。如图7中可见，屏蔽220'集成到MAP210中。屏蔽220'仍大体上包 围接地平面204和206上方的MAP 210。屏蔽220'大体上从接地平面204'和206'和上方 环绕MAP210的部分。因此，保护层208被大体上环绕。因此，电磁屏蔽220'的剩余部 分仍能够用作电磁辐射屏蔽。因此，举例来说，屏蔽220'在保护MAP210的电子仪器(未 明确展示)免受RF辐射时仍充分有效。另外，屏蔽220'直接形成在MAP210上。在优 选实施例中，屏蔽220'(如果制造的话)直接位于保护层208'上。
因此，使用方法IOO，可使用集成屏蔽220'来屏蔽电子封装(本文为MAP ) 210。 方法100在制备用于屏蔽220'的MAP 210时、沉积屏蔽220时和分离MAP 210与剩余 的MAP 210'和210"时可利用常规过程。结果，屏蔽220'可相对简单地制造和并入MAP 210、 210'和210"的制造中。因此，可避免使用专门用于屏蔽和特定电子封装的工具进行 屏蔽的定制设计和屏蔽的定制制造。在MAP210'中包括屏蔽220'可因此更加节省成本。 另外，屏蔽220'优选集成于MAP 210'中，且直接位于保护层208'上。因此，屏蔽220' 可能不会显著增加MAP210'的大小。因此，屏蔽220'还可避免不当地增加MAP210'和/ 或采用MAP210'的任何最终产品的大小。
描述了用于较容易地为电子封装提供电磁辐射屏蔽的方法和系统。已根据所展示的 实施例来描述本发明，且所属领域的技术人员将容易认识到可对所述实施例进行变化， 且任何变化均将在本发明的精神和范围内。因此，所属领域的技术人员在不脱离所附权 利要求书的精神和范围的情况下可进行许多修改。
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权利要求
1. 一种用于提供用于电子封装的电磁辐射屏蔽的方法，所述电子封装包括衬底、至少一个接地特征和保护层，所述电子封装经由至少所述衬底而物理耦接到至少一个额外电子封装，所述方法包含通过移除所述电子封装在所述接地特征上方的部分而暴露所述至少一个接地特征的部分，所述暴露在所述至少一个接地特征上方形成至少一个沟槽；沉积所述电磁辐射屏蔽，其大体上覆盖所述电子封装、大体上填充所述至少一个沟槽且电连接到所述至少一个接地特征；和使所述电子封装与所述至少一个额外电子封装分离，使得所述电磁辐射屏蔽的大体上包围所述电子封装在所述至少一个接地特征上方的部分的剩余部分保留。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电子封装是模制阵列封装。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述保护层包括包覆模制化合物。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述暴露进一步包括移除所述包覆模制化合物在所述至少一个接地部件上方的部分。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述移除进一步包括使用第一锯条来锯穿所述包覆模制化合物的所述部分。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述分离进一步包括-使用比所述第一锯条薄的第二锯条来锯穿所述衬底和所述电磁辐射屏蔽在所述 至少一个接地特征上方的部分。
7. 根据权利要求3所述的方法，其中所述包覆模制化合物包括环氧树脂模制化合物。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁辐射屏蔽是金属屏蔽。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述金属屏蔽包括Ni和Fe中的至少一者。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁辐射屏蔽是金属聚合物复合物。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁辐射屏蔽是射频屏蔽。
12. —种电子封装，其包含衬底；位于所述衬底上的至少一个接地特征； 至少一个电子组件；与所述衬底和所述至少一个电子组件耦接的至少一个组件保护层，其覆盖所述至少一个电子组件和所述至少一个组件以及所述至少一个接地特征的部分；电磁辐射屏蔽，其直接电驻存在所述保护层上，连接到所述至少一个接地特征， 大体上环绕所述保护层，且集成到所述电子仪器中。
13. 根据权利要求12所述的电子封装，其中所述电子封装是模制阵列封装。
14. 根据权利要求13所述的电子封装，其中所述保护层包括包覆模制化合物。
15. 根据权利要求14所述的电子封装，其中所述包覆模制化合物包括环氧树脂模制化 合物。
16. 根据权利要求12所述的电子封装，其中所述电磁辐射屏蔽是金属屏蔽。
17. 根据权利要求16所述的电子封装，其中所述金属屏蔽包括Ni和Fe中的至少一者。
18. 根据权利要求12所述的电子封装，其中所述电磁辐射屏蔽是金属聚合物复合物。
19. 根据权利要求12所述的电子封装，其中所述电磁辐射屏蔽是射频屏蔽。
全文摘要
本发明揭示一种用于制造用于电子封装的电磁辐射屏蔽的方法和系统。所述电子封装包括衬底、至少一个接地特征和保护层。所述电子封装经由至少所述衬底而物理耦接到至少一个额外电子封装。所述方法和系统包括通过移除电子封装在所述接地特征上方的部分而暴露所述接地特征的部分。所述暴露步骤在所述接地特征上方形成至少一个沟槽。所述方法和系统还包括沉积电磁辐射屏蔽，其大体上覆盖所述电子封装、填充所述沟槽且电连接到所述接地特征。所述方法和系统还包括使所述电子封装与所述额外电子封装分离，使得所述电磁辐射屏蔽的大体上包围所述电子封装在所述接地部件上方的部分的剩余部分保留。
文档编号H05K9/00GK101449638SQ200680048586
公开日2009年6月3日 申请日期2006年12月21日 优先权日2005年12月22日
发明者肯·兰姆 申请人:爱特梅尔公司