專利名稱：無(wú)線局域網(wǎng)路的系統(tǒng)封裝模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)模塊，特別是有關(guān)用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng) 封裝模塊。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體組件制程中，一些獨(dú)特的半導(dǎo)體組件，例如記憶芯片或微處理器， 制造于如硅晶圓的半導(dǎo)體基板上。在半導(dǎo)體基板上制造出每一半導(dǎo)體組件所需的結(jié)構(gòu)、電 路及其它的特征后，通常會(huì)將基板進(jìn)行切割以分離出個(gè)別的半導(dǎo)體組件?？捎谇懈畎雽?dǎo)體 芯片之后進(jìn)行各種后制程，此等后制程可用以賦予半導(dǎo)體組件所需功能，并決定個(gè)別的半 導(dǎo)體組件是否符合品管規(guī)格。接著可將個(gè)別的半導(dǎo)體組件予以封裝。順應(yīng)半導(dǎo)體組件尺寸縮小與其結(jié)構(gòu)密度增 加的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，封裝尺寸亦不斷地下降。目前，先采用任何類型集成電路組件的封裝 技術(shù)而將硅晶圓上的晶圓切割成個(gè)別的晶圓，然后進(jìn)行切割過(guò)的晶圓的封裝與測(cè)試。由于 不斷重復(fù)切割晶圓的封裝與測(cè)試，此一在封裝測(cè)試前所切割的封裝技術(shù)導(dǎo)致冗長(zhǎng)而復(fù)雜的 過(guò)程并增加集成電路組件的封裝測(cè)試的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊以消除其信號(hào)干擾 并改善散熱，而制造良率亦可予以改善。本發(fā)明是提供用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，此模塊包含一基板；一控制 單元，控制單元形成于基板的第一表面上；至少一射頻前端組件，射頻前端組件形成于基板 的第二表面上且通過(guò)基板耦合于控制單元；以及復(fù)數(shù)組倒裝凸塊(bump)，倒裝凸塊設(shè)置于 第一表面上而與控制單元耦合，且相互隔離以降低彼此間干擾?；宓牟馁|(zhì)包含硅、玻璃、 石英、印刷電路板或陶瓷。復(fù)數(shù)組倒裝凸塊包含用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線信號(hào)傳輸?shù)牡谝唤M倒裝 凸塊，用于高頻模擬(射頻)信號(hào)傳輸?shù)牡诙M倒裝凸塊，以及第三組用于數(shù)字控制信號(hào)的 倒裝凸塊。本發(fā)明提供的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，更包括至少一帶通濾波器在 第二表面上形成而耦合于控制單元與射頻前端組件之間；形成于所述第二表面上而耦合于 所述控制單元的記憶體；覆蓋于所述第二表面之上的封裝層。第二表面上所形成的內(nèi)存與 控制單元耦合。第二表面上所形成的震蕩器耦合于控制單元。本發(fā)明的另一觀點(diǎn)是提供一系統(tǒng)封裝模塊，此模塊包含一基板；于基板的第一 表面上所形成的第一芯片；在基板的第二表面上形成且透過(guò)基板與第一芯片耦合的第二芯 片；以及至少第一組與第二組的倒裝凸塊，倒裝凸塊設(shè)置于第一表面上而耦合于第一芯片， 其中第一組倒裝凸塊與第二組倒裝凸塊相互隔離以降低其間干擾。第一芯片包括一控制 片；第二芯片包括一射頻前端芯片。本發(fā)明的另一觀點(diǎn)是提供一系統(tǒng)封裝模塊，此模塊包含一基板；至少一倒裝組 件，形成于基板的下表面；至少一射頻前端組件，形成于基板的上表面且通過(guò)基板耦合于倒裝元件；復(fù)數(shù)組凸塊，設(shè)置于基板的下表面且通過(guò)基板與射頻前端組件耦合，其中所述復(fù)數(shù) 組凸塊相互隔離；及一印刷電路板，藉由復(fù)數(shù)組凸塊耦合于基板。其中，復(fù)數(shù)組凸塊于受熱 后塌陷，使倒裝組件與印刷電路板形成接觸。本發(fā)明技術(shù)方案金屬層形成于印刷電路板的上表面與下表面上，如此一來(lái)，倒裝 組件所產(chǎn)生的熱將經(jīng)其與印刷電路板的接觸面積而傳遞至金屬層，以達(dá)成散熱的目的。此 外，倒裝組件的上方及下方形成金屬導(dǎo)體面，以有效隔離倒裝組件所產(chǎn)生的雜訊。而焊錫凸 塊以信號(hào)的種類(如數(shù)字總線信號(hào)、射頻信號(hào)或控制信號(hào)等)分離并加以隔離，進(jìn)而隔絕倒 裝組件與印刷電路板的雜訊。于一較佳實(shí)施例中一封裝層覆蓋于射頻前端組件與電子元件 上，進(jìn)一步降低各元件間的雜訊干擾。


圖1為本發(fā)明的俯視示意圖。圖2為本發(fā)明的仰視示意圖。圖3為本發(fā)明的剖視示意圖。圖4A為本發(fā)明的一實(shí)施例于進(jìn)行回焊制程前的示意圖。圖4B為本發(fā)明的一實(shí)施例于進(jìn)行回焊制程后的示意圖。圖5為本發(fā)明的熱傳分析圖。
具體實(shí)施例方式針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，為符合更緊密而輕薄如數(shù)位手機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)等可 攜式電子裝置的需求，唯一的解決方案為變得更小更堅(jiān)固。因應(yīng)于此，近來(lái)超大規(guī)模集成電 路(VLSI)已使得驚人的微型化成為事實(shí)，而提高組裝板上組件的封裝密度已獲得進(jìn)展。此外，封裝已進(jìn)展至復(fù)雜的類型，此封裝稱為系統(tǒng)封裝(SiP)，其中被動(dòng)元件如線 圈和其它半導(dǎo)體芯片埋設(shè)于絕緣層的中間層內(nèi)以將形成于半導(dǎo)體基板(芯片)上的重新布 線層予以絕緣并進(jìn)行晶圓級(jí)封裝。系統(tǒng)封裝可提供多數(shù)半導(dǎo)體組件及大容量被動(dòng)組件如去 耦電容等形成于基板上。利用復(fù)數(shù)個(gè)集成電路芯片和被動(dòng)組件組裝于基板上以及集成電路 芯片之間由導(dǎo)線相互連接，提供一半導(dǎo)體以及一種制造半導(dǎo)體的方法以滿足高頻特性的改 良與多芯片模組的微型化等需求亦可達(dá)預(yù)期。因此，本發(fā)明提供一種用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)并具新穎性的系統(tǒng)封裝模塊。此時(shí)本發(fā)明將細(xì)述某些具體實(shí)施例，然而，除了此等敘述明確的實(shí)施例之外本發(fā) 明亦可藉由其它實(shí)施例作最寬廣的詮釋而得以了解，且本發(fā)明的范圍顯然不限于本發(fā)明所 特定的權(quán)利要求范圍。其次，本發(fā)明的附圖不顯示各種組件組成刻度，為明確描述并以擴(kuò)大的比例顯示 相關(guān)組件的若干尺寸而無(wú)意義的部件則不作較清楚的解說(shuō)。本發(fā)明包含-.2. 4GHz無(wú)線電、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、基頻處理器、多 通訊協(xié)議的媒體存取控制(MAC)、中央處理器、射頻前端模組(FEM)組件以及帶通濾波器。 本發(fā)明可形成一高效能、具成本效益、低功耗與緊密性的解決方案，此解決方案可用于數(shù)位 相機(jī)、行動(dòng)電話/無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、網(wǎng)絡(luò)電話(VoIP)手機(jī)或音樂(lè) 播放器(MP3/MP4)，后續(xù)將說(shuō)明若干主要組件。系統(tǒng)封裝模塊支援所有無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)IEEE802. llb/g的數(shù)據(jù)傳輸速率以及如同無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)802. Ili安全標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線媒體存取控制 的通訊協(xié)定。然而，圖1僅顯示其主要的零組件，參照?qǐng)D1，此圖為本發(fā)明針對(duì)手機(jī)結(jié)合行 動(dòng)通訊應(yīng)用的高度整合性解決方案的示意圖。系統(tǒng)封裝模塊中的控制單元100用以控制其 數(shù)據(jù)存取與信號(hào)處理，而值得注意的是控制單元100形成于承載下述組件所在的表面的反 面。帶通濾波器(BPF) 102耦合于控制單元100與射頻前端組件104之間，分別對(duì)發(fā)送器 與接收器將不要的頻率過(guò)濾。典型地射頻前端組件104用于處理收發(fā)信號(hào)，且耦合于天線 106。請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖3，上述組件形成于基板10下，而將組件建構(gòu)成所謂倒裝(flip-chip) 配置。如圖1所示，一黏性物質(zhì)(未圖示)涂布于基板(基材)10上。在一實(shí)施例中，黏 性物質(zhì)透過(guò)旋壓覆蓋法(spin coating)或印刷而形成于基板10表面?；?0的材質(zhì)為塑 膠、硅、玻璃、石英、陶瓷以及印刷電路板等。參照?qǐng)D2，此圖顯示圍繞控制單元100的復(fù)數(shù)組 倒裝凸塊的示意圖，倒裝凸塊可通過(guò)焊錫技術(shù)或所謂的球柵陣列封裝(ball grid array) 技術(shù)而成形。眾所知悉，焊錫膏形成于焊錫罩圖案之中，藉由錫膏回焊以將錫膏轉(zhuǎn)成球狀焊 錫。舉例而言，將焊錫先行預(yù)熱約60至120秒，然后加熱約30至50秒，其尖峰溫度約為攝 氏230至260度，而上升溫度與下降溫度的斜率約為每秒10度。值得注意的是倒裝凸塊分 為至少三組且位于基板10下表面的分離區(qū)，基板10的上表面包含上述的被動(dòng)組件及其它 的半導(dǎo)體組件。為了避免干擾，前述組件位于承載控制單元100與倒裝凸塊所在的表面的 反面。第一組倒裝凸塊120位于基板10上側(cè)以用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線信號(hào)傳輸。第二組倒裝 凸塊122用于高頻模擬信號(hào)(射頻)而位于控制單元100的右側(cè)以隔離來(lái)自數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線 信號(hào)傳輸?shù)牡谝唤M倒裝凸塊。同理，第三組倒裝凸塊124用于數(shù)字控制信號(hào)，第三組倒裝凸 塊124設(shè)置于基板10下側(cè)。值得注意的是前述的下側(cè)、上側(cè)及右側(cè)位置皆可依照需求來(lái)選 擇。舉例而言，當(dāng)?shù)谝唤M與第二組倒裝凸塊120與124的位置相互變動(dòng)時(shí)，倒裝凸塊122的 位置可改至左側(cè)。在此布局下，高速數(shù)字信號(hào)及低速控制信號(hào)可與高頻模擬(射頻)信號(hào) 完全隔離，同時(shí)，可消除其電磁干擾，信號(hào)傳輸將不會(huì)被前述高功率傳輸或低功率傳輸所中 斷。控制單元100通過(guò)穿通孔或基板10內(nèi)孔而耦合于閃存108、帶通濾波器102以及 其它的組件?；?0可以是單層基板或是多層基板。眾所知悉，線路可于基板內(nèi)或在基板 上形成，而用于系統(tǒng)封裝模塊的球柵陣列封裝(BGA)其腳位的間距、焊球尺寸及其型樣則 可視需要而進(jìn)行變更。參照?qǐng)D3所示，封裝層(encapsulated layer) 130可選擇性的形成于基板10表面 上以作為防護(hù)之用。系統(tǒng)封裝模塊的另一益處由于若干組件位于其上表面且可能直接暴露 于空氣中而使得其散熱獲得改善。圖4A為本發(fā)明的一實(shí)施例于進(jìn)行回焊制程前的示意圖。如圖所示，倒裝組件202 形成于基板200的下表面，而射頻前端組件204與另外兩組電子組件208形成于基板200 的上表面且通過(guò)基板200耦合于倒裝組件202。復(fù)數(shù)組焊錫凸塊206設(shè)置于基板200的下 表面且通過(guò)基板200與射頻前端組件204耦合，其中每一組焊錫凸塊與其它組焊錫凸塊相 互隔離。印刷電路板210藉由復(fù)數(shù)組焊錫凸塊206而與基板200耦合。需注意的是，于圖 4A中，倒裝組件202未與印刷電路板210形成接觸。參照?qǐng)D4B，其為本發(fā)明的一實(shí)施例于進(jìn)行回焊制程后的示意圖。藉由無(wú)鉛焊錫的回焊制程將可對(duì)焊錫凸塊206造成適度塌陷，使各個(gè)焊錫凸塊206之間能有適當(dāng)?shù)拈g隙且 使倒裝組件202直接與印刷電路板210形成接觸，如圖4B所示。于此實(shí)施例中，回焊制程 的最佳(或上限)熔點(diǎn)約在240°，若超過(guò)240°將造成焊錫凸塊206過(guò)度塌陷而使焊錫凸 塊206相互沾粘形成短路。于一較佳實(shí)施例中，金屬層212形成于印刷電路板210的上表面與下表面上，如此 一來(lái)，倒裝組件202所產(chǎn)生的熱將經(jīng)其與印刷電路板210的接觸面積而傳遞至金屬層212， 以達(dá)成散熱的目的。此外，可于倒裝組件202的上方及下方形成金屬導(dǎo)體面(未顯示于圖 中)，以有效隔離倒裝組件202所產(chǎn)生的雜訊。而焊錫凸塊206以信號(hào)的種類(如數(shù)字總線 信號(hào)、射頻信號(hào)或控制信號(hào)等)分離并加以隔離，進(jìn)而隔絕倒裝組件202與印刷電路板210 的雜訊。于一較佳實(shí)施例中一封裝層214覆蓋于射頻前端組件204與電子元件208上，進(jìn) 一步降低各元件間的雜訊干擾。于若干實(shí)施例中，倒裝組件202可包含基頻處理器、多通訊協(xié)議媒體存取(MAC)控 制組件、射頻(RF)組件或其組合，而金屬層212與金屬導(dǎo)體面的材質(zhì)可為銅、錫、銀、金、鉛 錫合金或錫銅合金等。此外，電子元件208可為帶通濾波器、記憶體、震蕩器或其組合。熱能分析可參照?qǐng)D5，此圖為顯示較佳的熱傳分析圖且其最高溫度低于攝氏58. 5 度。從剖視圖來(lái)看，大部分組件如控制單元100、射頻前端組件104或閃存108暴露于空氣 中，其熱傳面積顯著地增加，所以，本發(fā)明提供用于系統(tǒng)封裝模塊一較佳的熱能解決方案。 此外，介于元件間的信號(hào)干擾相較于過(guò)去減少許多，藉以使用隔離機(jī)制，信號(hào)傳輸亦將不會(huì) 被其電力線傳輸所干擾。因此，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊的效能優(yōu)于傳統(tǒng)所設(shè)計(jì)的效 能。盡管已上述特定實(shí)施例附圖及描述了本發(fā)明，對(duì)技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者而 言，本發(fā)明很明顯地能夠具有各種修改及變化，而非悖離后述之權(quán)利要求書所定義本發(fā)明 之精神與范疇。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，包括 一基板；一控制單元，形成于所述基板的第一表面上；至少一射頻前端組件，形成于所述基板的第二表面上且通過(guò)所述基板耦合于所述控制 單元；以及復(fù)數(shù)組倒裝凸塊，設(shè)置于所述第一表面上與所述控制單元耦合且相互隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，所述基板的 材質(zhì)包括硅、玻璃、石英、印刷電路板或陶瓷。
3.如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，所述復(fù)數(shù)組 倒裝凸塊包括用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線信號(hào)傳輸?shù)牡谝唤M倒裝凸塊、用于高頻模擬信號(hào)(射頻) 的第二組倒裝凸塊以及用于數(shù)字控制信號(hào)的第三組倒裝凸塊。
4.如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模組，其特征在于，更包括一帶通濾波器，形成于所述第二表面上而耦合于所述控制單元與所述等射頻前端組件 之間；一記憶體，形成于所述第二表面上而耦合于所述控制單元；一封裝層，覆蓋于所述第二表面之上；以及一震蕩器，系形成于所述第二表面而耦合于所述控制單元。
5.一種用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，包括 一基板；一第一芯片，形成于所述基板的第一表面上； 一第二芯片，形成于所述基板的第二表面上； 且通過(guò)所述基板耦合于所述第一芯片；以及至少第一組及第二組的倒裝凸塊，設(shè)置于所述第一表面上而耦合于所述第一芯片，其 中，所述的第一組倒裝凸塊與第二組倒裝凸塊相互隔離。
6.如權(quán)利要求5所述的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，所述的第一 芯片包括一控制片；以及所述的第二芯片包括一射頻前端芯片。
7.一種用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，包括 一基板；至少一倒裝組件，形成于所述基板的下表面；至少一射頻前端組件，形成于所述基板的上表面且通過(guò)所述基板耦合于所述倒裝組件；復(fù)數(shù)組凸塊，設(shè)置于所述基板的下表面且通過(guò)所述基板與所述射頻前端組件耦合，其 中所述復(fù)數(shù)組凸塊相互隔離；以及一印刷電路板，藉由所述復(fù)數(shù)組凸塊耦合于所述基板；其中，所述復(fù)數(shù)組凸塊于受熱后塌陷，使所述倒裝組件與所述印刷電路板形成接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，所述倒裝組 件包含基頻處理器、多通訊協(xié)議媒體存取控制組件、射頻組件或其組合。
9.如權(quán)利要求7所述的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，更具有金屬 層形成于所述印刷電路板的上表面及下表面；以及金屬導(dǎo)體面形成于所述倒裝組件的上方及下方。
10.如權(quán)利要求9所述的用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)封裝模塊，其特征在于，所述金屬層 及金屬導(dǎo)體面的材質(zhì)可由銅、錫、銀、金、鉛錫合金或錫銅合金中選出。
全文摘要
本發(fā)明提供用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)包含基板的系統(tǒng)封裝模塊。控制單元形成于基板的第一表面上，而通過(guò)基板耦合于控制單元的射頻前端組件以形成于第二表面上。復(fù)數(shù)組倒裝凸塊設(shè)置于第一表面上而與控制單元耦合，且相互隔離以降低干擾。
文檔編號(hào)H01L23/488GK102064157SQ20091022337
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者劉一如, 蔡定一, 駱文彬 申請(qǐng)人:智邦科技股份有限公司