晶圆级应用的rf屏蔽部的制作方法
【专利摘要】根据本发明的一种在集成电路芯片上形成芯片上型RF屏蔽部的方法的一个实施例包括：提供单个化之前的具有前侧和背侧的晶圆级集成电路部件晶圆；在晶圆的背侧上施加树脂金属层；以及将晶圆分离成分立的RF屏蔽部件。在单个化，即，在将晶圆分离成分立的RF屏蔽部件之后，位于背侧上的树脂金属层有效地用作RF屏蔽部。
【专利说明】晶圆级应用的RF屏蔽部
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年10月13日提交的、名称为“Wafer Level Applied RFShields (晶圆级应用的RF屏蔽部)”的美国临时专利申请第61/546，862号的优先权的利益，该美国临时专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及一种半导体芯片的形成，并且更特别地，涉及一种用于芯片上型(on-chip) RF屏蔽部的的结构和形成方法，所述RF屏蔽部用于嵌入式晶片封装的有源的、无源的或分立的部件。
【背景技术】
[0004]在某些电子封装应用中，必须保护装置和系统电路免受电磁干扰(EMI)源的影响。同样重要的是，确保所述装置或系统电路不会将EMI辐射发射到其外部的系统。从而，确保这种系统如预期地在特定的电磁环境中操作的能力。
[0005]例如，通过噪声、串扰和减小的信号-噪声比，EMI的寄生(spurious,乱真)源可导致整个系统或集成电路的性能劣化。EMI在混合信号电路中特别成问题。
[0006]EMI问题通常通过射频(RF)屏蔽解决，据此，有问题的电路被专用金属RF屏蔽部包覆。EMI信号源与系统电路之间的传导和接地屏蔽(也称为Faraday (法拉第)屏蔽)将通过将EMI引起的位移电流直接路由到接地而消除这种噪音。
[0007]这种RF屏蔽部一般通过表面安装技术(SMT)安装于系统印刷线路板(PWB)上，并可以包围单个或多个部件(诸如有源、无源或分立器件)。
[0008]在嵌入式晶片封装应用中，RF屏蔽部特别具有挑战性。传统表面安装的RF屏蔽部的使用可能造成PWB布线设计限制，并且可能在EMI敏感元件上方或附近造成禁止布线区域(keep out zones)。
[0009]在嵌入式晶片应用中，如果位于嵌入式部件正上方的PWB外部表面区域可用于其它部件布局和集成，将是非常可取的。不期望的是用低附加价值的RF屏蔽部件来消耗该宝贵的表面区域资源。
[0010]在一些PWB设计中，整个PWB层可专用于提供数字的或模拟的接地面，从而对部件提供进一步的EMI保护。使整个PWB层专用于EMI保护可能是昂贵的解决方案，并且这种层进一步抑制待被设置在EMI保护区域中的线路。
[0011]表面安装的PWB、或其他RF屏蔽部通常通过现有的PWB电路连接于系统电接地面。
[0012]表面安装的RF屏蔽部通常形成PWB表面上的最高点。因此，RF屏蔽部可经常限制总封装或产品的厚度。
[0013]表面安装的RF屏蔽部完全封装敏感部件，并且与PWB的触点形成在屏蔽部的周边周围，并因此趋向于增加部件或系统的占位面积。此外，表面安装的RF屏蔽部可以产生整个芯片封装形状的翘曲。
【发明内容】
[0014]根据本发明的方法解决了上面提到的不足之处。根据本发明在集成电路芯片上形成芯片上型RF屏蔽部的方法的一个实施例包括:提供单个化之前的具有前侧和背侧的晶圆级集成电路部件晶圆；在晶圆的背侧上施加树脂金属层；以及然后将晶圆分离成分立的RF屏蔽部件。位于背侧上的该树脂金属层有效地用作用于晶圆上的部件的RF屏蔽部。树脂金属层优选地包括金属箔，并且也可具有位于该层的外表面上的平面铜箔。
[0015]根据本发明的另一个实施例是从晶圆级集成电路部件晶圆切割的集成电路芯片，所述晶圆级集成电路部件晶圆具有前侧和背侧、以及形成在晶圆的至少背侧上的树脂金属层。晶圆也可具有在晶片的前侧上位于部件上方的树脂金属层。树脂金属层优选地包括金属箔。金属箔优选地是位于其外表面上的铜箔。芯片上的金属层可以是树脂铜箔(RCF)层。在这种实施例中，RCF层是在晶圆的背侧上施加在晶圆上的至少一个部件上方的导电膏。该导电膏也可在晶圆的前侧上施加在晶圆上的另一部件上方。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了便于对本发明的更完整的理解，现在参考以下附图，在附图中:
[0017]图1是典型的EMI保护的印刷电路板(PWB)的示意性横截面视图。
[0018]图2a是根据本发明的可嵌入式电子集成电路部件的示意性横截面视图。
[0019]图2b是根据本发明的晶圆级芯片规模(chip scale，芯片尺寸，芯片级别)封装形式的图2a中所示的电子部件的示意性横截面视图。
[0020]图3是通过根据本发明的嵌入式芯片封装结构的示意性横截面视图。
【具体实施方式】
[0021]本发明提供了一种低成本的方法，用于在多个电子封装形式和应用中使用的RF屏蔽部的晶圆级应用。该方法在嵌入式晶片封装应用中是特别有用的，以便提供高产量的晶圆级应用的RF屏蔽部。
[0022]图1示出了位于印刷线路板(PWB)上的典型EMI屏蔽系统。单个或多个有源的和/或无源的部件100连同表面安装的分立部件110可以被用来形成电子系统。所述部件被安装在典型的印刷电路或线路板120上。部件之间的电气连接使用标准PWB通过过孔130和再分配迹线140形成。典型的SMT板安装RF屏蔽部150覆盖系统部件，并通过PWB电路连接于电气接地部160。RF屏蔽部典型地在部件170的周边周围焊接或胶接于PWB。
[0023]图2a示出了根据本发明的在晶圆级制造之后且在单个化之前(B卩，在分离成分立部件之前)的可嵌入式电子集成电路部件晶圆200。部件晶圆200包括多个集成电路部件，并且还包含前侧的集成电路210，该前侧的集成电路具有用于电连接于印刷线路板的限定焊盘220。具有铜箔240的一层树脂230 (称为RCF层)以晶圆级施加，从而在器件单片化之前形成芯片上型备用RF屏蔽部。
[0024]根据本发明公开的方法包括以下操作:(I)从晶圆制造部提供单个化之前的晶圆级部件晶圆；(2)将树脂金属箔层施加于晶圆的至少背侧，从而形成被屏蔽的晶圆；(3)然后将被屏蔽的晶圆分离成分立的部件部分。箔层优选地为铜。但是，可替换地，也可使用其它导电金属，诸如金、银、银合金或铜合金。
[0025]图2b示出了晶圆级芯片规模封装形式的电子部件200，其中晶圆级应用的RF屏蔽部形成在部件背侧上，如图2a中所示的。在所示的芯片规模封装(CSP)形式中，填充有铜膏的贯通过孔250提供了 RF屏蔽层与块状半导体基板之间的电接地连接。
[0026]图3示出了嵌入式晶片封装构造250，其结合了如图2中所示地形成的EMI屏蔽的部件300。所示的有源的、无源的或分立的部件300嵌入在PWB基板310内。封装250也具有表面安装的有源或无源的IC320和伴随的分立部件330。嵌入式部件300与表面安装部件320、330之间的电连接是使用传统的贯通过孔340和再分配线350形成的。嵌入式部件300包括形成芯片上型RF屏蔽的背侧RCF层360。芯片上型RF屏蔽部经由现有的PWB板电路连接于系统接地面370。
[0027]根据本发明的晶圆级RF屏蔽部可用于各种晶圆级RF屏蔽解决方案、设计、厚度和几何形状，而不会增加显著的工艺复杂性或成本。
[0028]在一些应用中，EMI保护树脂铜箔(RCF)层也可以应用于晶圆级晶圆的前侧，以便从而完全封装部件。RCF层可以利用除铜之外的其它金属合金，所述其它金属合金也是导电的，以便提供RF屏蔽。因此，根据本发明，在单个化之后，各个部件均包含专用的RF屏蔽特性以便用在局部EMI保护中。树脂铜箔层用来将所引起的噪声电流从EMI源传导到系统电接地。
[0029]根据本发明构造的RF屏蔽部件特别适用于(但不限于)各种最终部件封装形式，所述最终部件封装形式包括倒装芯片封装、系统级封装、嵌入式晶片封装、以及其他多芯片、多分立的3D封装。对于嵌入式晶片封装来说，该方法是特别理想的。
[0030]本文描述的方法提高了嵌入式晶片封装内的部件附着力，并且在嵌入式芯片应用中改善了从集成电路层的除气。RCF EMI屏蔽层可以是保形层或适合特定RF频率滤波要求的图案层。树脂层可被选择为具有高k材料属性，以辅助降低电容耦合的EMI源。
[0031]与现有技术的电镀的芯片上型替代品相比较，该方法提供了低成本的解决方案，并且还可以帮助散热。此外，根据本发明的芯片上型RF屏蔽部消除了可能的总封装翘曲(所述总封装翘曲在使用外部应用的RF屏蔽部的情况下可能发生)。此外，芯片上型RF屏蔽部可用在表面安装构造中，从而通过背侧引线附接的方式提供接地信号。所有这些替代方案和特征示例了可作出的变型，所述变型落在本发明的含义和范围之内、并且列举在所附的权利要求中。
【权利要求】
1.一种在集成电路芯片上形成芯片上型RF屏蔽部的方法，包括: 提供具有前侧和背侧的晶圆级集成电路部件晶圆； 在所述晶圆的至少背侧上施加树脂金属层；以及 将所述晶圆分离成分立的RF屏蔽部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述树脂金属层上包括金属箔。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述树脂金属层包括位于其外表面上的平面铜箔。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述树脂金属层从由铜、金、银、金合金和铜合金组成的组中选择。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述树脂金属层作为膏施加。
6.一种集成电路芯片，包括: 晶圆级集成电路部件晶圆，具有如侧和背侧；以及 树脂金属层，形成在所述晶圆的至少所述背侧上。
7.根据权利要求6所述的芯片，其中，所述树脂金属层包括金属箔。
8.根据权利要求7所述的芯片，其中，所述金属箔具有位于其外表面上的铜箔。
9.根据权利要求6所述的芯片，其中，所述金属层是树脂铜箔(RCF)层。
10.根据权利要求9所述的芯片，其中，所述RCF层是所述晶圆的所述背侧上的位于所述晶圆上的至少一个部件上方的膏。
【文档编号】H05K9/00GK103858227SQ201280049911
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年10月9日 优先权日:2011年10月13日
【发明者】克拉克·戴维, 西奥多·G·特斯耶尔 申请人:弗利普芯片国际有限公司