專利名稱:用于單元化層疊半導(dǎo)體器件封裝的射頻屏蔽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本公開(kāi)涉及用于半導(dǎo)體器件的封裝。更具體地,本公開(kāi)涉及為單元化(単元化) 層疊半導(dǎo)體器件封裝提供針對(duì)射頻(RF)電磁干擾(EMI)的屏蔽。
背景技術(shù):
射頻(RF)屏蔽常為半導(dǎo)體器件所需,用于保護(hù)器件不受使器件性能降低的電磁干擾(EMI)。在器件附接于多層襯底的半導(dǎo)體器件封裝中,襯底通常包括絕緣層和導(dǎo)電層。 導(dǎo)電層典型地是包含多條導(dǎo)電跡線(trace)的銅線層。有效的RF屏蔽要求覆蓋器件頂部的屏蔽物(例如,共形金屬涂層)與提供器件下的屏蔽的跡線電連接。這又通常要求切割入封裝內(nèi)并且部分地穿過(guò)襯底以暴露要與導(dǎo)電涂層連接的跡線。由于典型的跡線是厚度僅為約18 μ m的銅層,因此該切割エ藝具有窄的エ藝窗ロ ;控制切割的深度可能給整個(gè)制作 エ藝增加時(shí)間和成本。另外,屏蔽封裝的側(cè)部通常要求封裝至少部分地単元化(彼此橫向分離)。然而, 與一次ー個(gè)封裝相對(duì)照,理想的是施加屏蔽至封裝的陣列。用于施加封裝的エ藝優(yōu)選地在完全単元化之前完成。因此,理想的是實(shí)施用于層疊封裝的RF屏蔽的エ藝,其具有寬的エ藝窗ロ,并且導(dǎo)致完全屏蔽的、単元化的封裝。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開(kāi)的ー個(gè)方面,提供了一種制造半導(dǎo)體器件封裝以為器件提供RF屏蔽的方法。該器件裝配于層疊襯底上,該層疊襯底在其頂表面上具有導(dǎo)電焊盤(pán)。使用塊料模制(block mold)エ藝來(lái)將模制料(molding compound)施加于襯底以及施加于半導(dǎo)體器件,由此覆蓋襯底的頂表面并包封半導(dǎo)體器件。襯底的底表面與支撐表面(例如帯)接觸。 模制料和襯底二者被切割穿過(guò),在支撐表面上形成多個(gè)封裝単元。每個(gè)封裝単元具有上表面、側(cè)表面、半導(dǎo)體器件和在側(cè)表面處暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部;相鄰的封裝単元之間具有第一間隙。然后將封裝単元布置于最終表面(帶或夾具)上,在該最終表面上相鄰的封裝単元之間具有比第一間隙寬的第二間隙。在一個(gè)實(shí)施例中,封裝単元形成于帶上,并且拉伸該帶以加寬封裝単元之間的間隙。然后將導(dǎo)電屏蔽物施加于封裝単元,使得導(dǎo)電屏蔽物在每個(gè)封裝単元的上表面和側(cè)表面處覆蓋該封裝単元,并且覆蓋最終表面與該側(cè)表面相鄰的部分, 由此與暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部電接觸。然后從最終表面去除封裝單元以形成単元化的封裝。層疊襯底中的導(dǎo)電層中的至少ー個(gè)是器件之下的接地跡線。覆蓋器件的導(dǎo)電屏蔽物與接地跡線電接觸,由此為器件提供RF屏蔽。根據(jù)本公開(kāi)的另一方面,模制ェ藝是單個(gè)單元(single-unit)模制ェ藝,使得在封裝単元之間的邊界處的導(dǎo)電焊盤(pán)的一部分在模制期間及之后保持暴露。將導(dǎo)電屏蔽物施加于模制料以及施加于暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部分,使得導(dǎo)電屏蔽物與該導(dǎo)電焊盤(pán)部分電接觸, 并且因此與器件之下的接地跡線電接觸。然后通過(guò)沿邊界鋸切或沖壓來(lái)分離封裝單元以形成単元化的封裝。每個(gè)封裝中的連接的導(dǎo)電屏蔽物和接地跡線圍繞器件并且為器件提供有效的RF屏蔽。本發(fā)明的各種實(shí)施例的細(xì)節(jié)在附圖以及以下的描述中提出。本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將從說(shuō)明書(shū)和附圖以及權(quán)利要求中明了。
圖1示意性地例示在単元化之前利用塊料模制的多個(gè)層疊半導(dǎo)體封裝的截面圖。圖2例示根據(jù)本公開(kāi)的ー個(gè)實(shí)施例在圖1的封裝的邊界處完全切割穿過(guò)模制材料和襯底以分離封裝。圖3例示根據(jù)本公開(kāi)的ー個(gè)實(shí)施例的圖2的封裝的進(jìn)ー步分離。圖4例示根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的圖2的分離的封裝的放置。圖5例示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的施加于層疊封裝的導(dǎo)電屏蔽物。圖6例示在最終單元化之后利用塊料模制的完成的RF屏蔽的層疊封裝。圖7示意性地例示在単元化之前利用ロ袋模制(pocket mold)的多個(gè)層疊半導(dǎo)體封裝的截面圖。圖8例示根據(jù)本公開(kāi)的其它實(shí)施例的施加于圖7的層疊封裝的導(dǎo)電屏蔽物。圖9例示在最終單元化之后利用ロ袋模制的完成的RF屏蔽的層疊封裝。
具體實(shí)施例方式以下詳述為塊料模制的和ロ袋模制的層疊器件封裝提供RF屏蔽的方法。圖1例示在施加RF屏蔽之前并且在単元化之前的層疊半導(dǎo)體器件封裝的陣列10。 每個(gè)器件1附接到層疊的襯底2。如圖1中示意性地示出的,襯底2在其頂表面(第一表面)21和其底表面(第二表面)22分別具有導(dǎo)電焊盤(pán)。襯底2包括多個(gè)導(dǎo)電層和絕緣層, 其中導(dǎo)電層之間具有內(nèi)部連接,使得兩個(gè)表面上的焊盤(pán)通過(guò)多個(gè)導(dǎo)電通路連接。在本實(shí)施例中,器件1通過(guò)導(dǎo)線接合連接(wirebond connection) 5連接至焊盤(pán)11 ;在其它實(shí)施例中, 器件可以按照倒裝片布置連接至襯底。焊盤(pán)11通過(guò)導(dǎo)電通路13連接至襯底的底側(cè)上的焊盤(pán)12。該封裝還可以包括連接至器件和/或連接至襯底的無(wú)源元件。另外,在本實(shí)施例中,表面21上的未與器件1連接的焊盤(pán)15通過(guò)通路17連接至表面22上的焊盤(pán)16。至少ー個(gè)通路17有利地連接至器件1下方的導(dǎo)電接地跡線(未示出)。由于跡線連接至焊盤(pán)15,因此暴露焊盤(pán)15的一部分以允許跡線與RF屏蔽物的連接。 在另ー個(gè)實(shí)施例中,一個(gè)或更多個(gè)焊盤(pán)15可以連接至器件1以及連接至焊盤(pán)16。模制材料(例如聚合物樹(shù)脂)層3覆蓋器件、接合導(dǎo)線、以及襯底表面21未被器件覆蓋的任何區(qū)域,如圖1所示。在本實(shí)施例中,層3通過(guò)塊料模制而形成,由此單元化封裝要求在封裝之間的邊界處將層斷開(kāi)(通過(guò)鋸切、沖壓等)。圖2例示切割穿過(guò)模制材料和襯底的エ藝。在本實(shí)施例中,封裝陣列10裝配于帶 20上,其中帶的頂表面沈(表征為支撐表面)接觸襯底的底表面22。然后穿過(guò)模制層3和襯底2形成鋸切ロ 23,其中鋸切ロ的底部在帶20中。由此將陣列10分離成單獨(dú)的封裝單元25,其中各単元由帶20連接。鋸切ロ與焊盤(pán)15對(duì)齊,并且鋸的橫向尺寸(寬度)小于焊盤(pán)15的寬度,使得對(duì)于每個(gè)封裝単元25在襯底2的切割側(cè)表面27處暴露焊盤(pán)15的一部分。然后在ー個(gè)方向或者兩個(gè)方向31上拉伸帶(參見(jiàn)圖幻,從而將封裝単元25拉開(kāi)以在它們之間形成更寬的空間30。如圖3所示,方向31通常與沿相鄰封裝単元之間的邊界的切割方向橫切。帶20被有利地拉伸使得每個(gè)空間30的寬度約等于封裝的厚度(即,封裝単元之間的空間的截面具有約為1. 0的縱橫比)。替代地,可以在切割エ藝中使用夾具(jig)或支座(carrier)代替帯,其中鋸切ロ 部分地延伸到夾具中;分離的封裝単元25以拾取和放置(pick-and-place)操作隨后移動(dòng)到第二夾具或帶40,如圖4所示。封裝単元25由此被布置于夾具/帶40的表面41 (表征為最終表面)上。如果圖2中的第一帶20未被拉伸,則分離的封裝単元25通過(guò)拾取和放置操作移動(dòng)到第二帶或夾具40,使得封裝単元25在它們之間具有期望的空間(參見(jiàn)圖4)。 因此,封裝単元25可以保留于拉伸的帶20上(在此情況下,支撐表面沈由于拉伸而成為最終表面),或者可以執(zhí)行拾取和放置操作以將它們移動(dòng)到第二帶或夾具40 ;在任ー情況下, 相鄰封裝単元之間的空間從鋸切ロ 23的寬度増大到近似封裝単元的高度的寬度。然后,以干法(等離子體)或濕法(化學(xué)浸漬)エ藝對(duì)模制表面和襯底的暴露側(cè) (包括暴露的銅跡線)進(jìn)行預(yù)清洗。然后,施加導(dǎo)電屏蔽層51 (圖5),覆蓋每個(gè)封裝単元的頂部和側(cè)部并且形成與暴露的跡線(在本實(shí)施例中,焊盤(pán)15的暴露側(cè))的電連接。層51 可以通過(guò)多種エ藝中的任一種來(lái)施加,例如,噴涂、絲網(wǎng)印刷、刮涂、浸涂(dip)、旋涂、浸鍍 (immersion)、電鍍等。層51可以包括銅、銀、鎳、鉛、錫或它們的組合。當(dāng)層51通過(guò)電鍍來(lái)沉積時(shí),預(yù)清洗エ藝(例如化學(xué)清洗エ藝)還起到制備和活化要鍍的表面的作用。相鄰封裝単元25之間的空間30、35被使得足夠?qū)捯栽试S封裝単元之間的有效清洗以及屏蔽層51對(duì)每個(gè)封裝単元的側(cè)部的覆蓋。如同拉伸的帶20上的空間30 —祥,在拾取和放置操作之后空間35的寬度典型地與封裝厚度大致相同(即,單元之間的空間的截面的縱橫比約為1.0),如圖5所示。然后,從襯底分離帶/夾具以獲得完成的、層疊的、単元化的封裝60,在封裝的頂部和側(cè)部具有RF屏蔽物61,其中屏蔽物61連接到至少ー個(gè)跡線以提供器件下的RF屏蔽 (參見(jiàn)圖6)。根據(jù)本公開(kāi)的另ー實(shí)施例,可以為具有單個(gè)單元模制(有時(shí)也稱為ロ袋模制)的封裝提供RF屏蔽物。圖7例示層疊半導(dǎo)體封裝的陣列70,其中器件1如前所述地連接至襯底2,并且其中模制料的層72、73単獨(dú)地覆蓋每個(gè)器件。單個(gè)單元模制エ藝使用模夾鉗,該模夾鉗占據(jù)襯底2的表面21上的模夾鉗區(qū)域,如本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解的。襯底的模夾鉗區(qū)域在模制エ藝之后保持暴露;因而,暴露區(qū)域75 (包括器件下方的跡線的一部分),如圖7所示。在本實(shí)施例中,金屬跡線由銅構(gòu)成??梢允褂玫入x子體清洗エ藝或化學(xué)清洗エ藝來(lái)清洗暴露的銅。然后施加導(dǎo)電屏蔽層81 (圖8),覆蓋分離的模制件72、73并形成與銅跡線的暴露區(qū)域75電連接。層81可以是導(dǎo)電墨、導(dǎo)電涂料等,并且可以通過(guò)多種エ藝中的任一種來(lái)施加,例如,噴涂、絲網(wǎng)印刷、 刮涂、浸涂、旋涂、浸鍍、電鍍等。層81可以包括銅、銀、鎳、鉛、錫或它們的組合。當(dāng)層81通過(guò)電鍍來(lái)沉積吋,清洗エ藝(例如化學(xué)清洗エ藝)還起到制備和活化要鍍的表面的作用??蛇x地,可以在襯底的底側(cè)22上施加保護(hù)層(帶或涂層)以防止污染;該層可以在封裝的單元化之前被去除。
然后,執(zhí)行單元化工藝,其中陣列70中的封裝被通過(guò)鋸切、沖壓等彼此分離。對(duì)于每個(gè)封裝単元,単元化工藝獲得完成的、層疊的封裝90,在封裝的頂部和側(cè)部具有RF屏蔽物91,其中屏蔽物91連接到金屬跡線的至少ー個(gè)暴露部分75以提供器件下的RF屏蔽(參見(jiàn)圖9)。盡管已經(jīng)就具體實(shí)施例描述了本公開(kāi),但是很明顯鑒于前述說(shuō)明,各種替代方案、 修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明了的。因而,本公開(kāi)意圖包括落入本公開(kāi)以及以下權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)的所有這些替代方案、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體封裝的方法,包括制備具有內(nèi)部、頂表面和相対的底表面的襯底,包括在所述襯底的所述內(nèi)部形成導(dǎo)電通路,和在所述頂表面和所述底表面上形成導(dǎo)電焊盤(pán),所述導(dǎo)電焊盤(pán)與所述導(dǎo)電通路的相應(yīng)端對(duì)齊并與其電接觸;將半導(dǎo)體器件裝配于所述頂表面上;將模制料施加于所述襯底以及施加于所述半導(dǎo)體器件,由此覆蓋所述頂表面并包封所述半導(dǎo)體器件;使所述底表面與支撐表面接觸;切割穿過(guò)所述模制料、所述襯底、以及所述支撐表面,由此形成多個(gè)封裝単元,每個(gè)封裝単元具有上表面、側(cè)表面、半導(dǎo)體器件、和在側(cè)表面處暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部,相鄰的封裝單元之間具有第一間隙,所述第一間隙具有第一寬度;將所述封裝単元布置于最終表面上,使得相鄰封裝単元之間具有第二間隙,所述第二間隙具有大于所述第一寬度的第二寬度,由此允許通過(guò)導(dǎo)電屏蔽層覆蓋所述側(cè)表面,并且其中所述第二寬度約等于封裝単元的高度;隨后將所述導(dǎo)電屏蔽層施加于所述封裝単元,以形成在每個(gè)封裝単元的所述上表面和所述側(cè)表面處覆蓋該封裝單元并且覆蓋所述最終表面與所述側(cè)表面相鄰的部分的導(dǎo)電屏蔽物,由此形成與所述暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部的電接觸,相鄰的屏蔽的封裝単元由寬度約等于封裝単元的高度的間隙分離;以及從所述最終表面去除所述封裝單元以形成単元化的封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在所述接觸步驟中,所述支撐表面是帶的頂表面, 并且該方法還包括在所述切割步驟之后拉伸所述帶以將相鄰封裝単元之間的間隙從所述第一寬度增加到所述第二寬度,由此提供其上布置有所述封裝単元的所述最終表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述拉伸在與沿所述封裝単元之間的邊界的切割方向橫切的方向上進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在所述接觸步驟中,所述支撐表面是夾具的頂表面,并且該方法還包括在所述切割步驟之后執(zhí)行拾取和放置操作以將所述封裝単元布置于帶上,使得所述帶的頂表面成為所述最終表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在所述接觸步驟中,所述支撐表面是第一帶的頂表面,并且該方法還包括在所述切割步驟之后執(zhí)行拾取和放置操作以將所述封裝単元布置于第二帶上,使得所述第二帶的頂表面成為所述最終表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在所述接觸步驟中,所述支撐表面是第一夾具的頂表面,并且該方法還包括在所述切割步驟之后執(zhí)行拾取和放置操作以將所述封裝単元布置于第二夾具上,使得所述第二夾具的頂表面成為所述最終表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在所述接觸步驟中,所述支撐表面是帶的頂表面, 并且該方法還包括在所述切割步驟之后執(zhí)行拾取和放置操作以將所述封裝単元布置于夾具上,使得所述夾具的頂表面成為所述最終表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在將所述封裝単元布置于最終表面上的所述步驟中,所述第二寬度允許所述封裝単元之間的有效清洗,并且該方法還包括在施加所述導(dǎo)電屏蔽物之前,清洗所述模制料的表面和所述暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其中所述清洗包括等離子體清洗エ藝和化學(xué)清洗エ藝中的至少ー種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述切割步驟使用鋸進(jìn)行,由此所述第一寬度是鋸切ロ的寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中施加模制料的所述步驟包括進(jìn)行塊料模制エ藝。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述導(dǎo)電屏蔽物包括銅、銀、鎳、鉛、錫以及它們的組合中的一種或更多種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中施加導(dǎo)電屏蔽物的所述步驟包括噴涂、絲網(wǎng)印刷、刮涂、浸涂、旋涂、浸鍍和電鍍中的一種或更多種。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述襯底是包含多個(gè)導(dǎo)電層和多個(gè)絕緣層的層疊襯底。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中在每個(gè)封裝単元中,所述導(dǎo)電層其中的至少ー個(gè)是所述器件之下的接地跡線,并且所述導(dǎo)電屏蔽物與所述接地跡線電接觸,由此為所述器件提供射頻屏蔽。
16.一種制造半導(dǎo)體封裝的方法,包括制備具有內(nèi)部、頂表面和相対的底表面的襯底,包括 在所述襯底的所述內(nèi)部形成導(dǎo)電通路,和在所述頂表面和所述底表面上形成導(dǎo)電焊盤(pán),所述導(dǎo)電焊盤(pán)與所述導(dǎo)電通路的相應(yīng)端對(duì)齊并與其電接觸; 將半導(dǎo)體器件裝配于所述頂表面上;將模制料施加于所述襯底以及施加于所述半導(dǎo)體器件,使得所述模制料覆蓋所述器件而保留所述襯底的所述頂表面的一部分暴露,所述一部分至少包括導(dǎo)電焊盤(pán)的頂表面部, 其中所暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)頂表面部布置于均具有半導(dǎo)體器件的封裝単元之間的邊界處;將導(dǎo)電屏蔽物施加于所述模制料以及施加于所述襯底的所述頂表面的暴露部分,使得所述導(dǎo)電屏蔽物與所述暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)頂表面部電接觸;以及隨后沿所述邊界分離所述封裝單元以形成単元化的封裝。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中施加模制料的所述步驟包括進(jìn)行單個(gè)單元模制ェ藝。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述分離步驟包括鋸切エ藝和沖壓エ藝中的至少ー種。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,還包括在施加所述導(dǎo)電屏蔽物之前,清洗所述模制料的表面和所述暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法,其中所述清洗包括等離子體清洗エ藝和化學(xué)清洗エ 藝中的至少ー種。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,還包括在施加所述導(dǎo)電屏蔽物的所述步驟之前,將保護(hù)層施加于所述襯底的所述底表面,所述保護(hù)層包括帶和涂層中的至少ー種。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述導(dǎo)電屏蔽物包括銅、銀、鎳、鉛、錫以及它們的組合中的一種或更多種。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中施加導(dǎo)電屏蔽物的所述步驟包括噴涂、絲網(wǎng)印刷、刮涂、浸涂、旋涂、浸鍍和電鍍中的一種或更多種。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述襯底是包含多個(gè)導(dǎo)電層和多個(gè)絕緣層的層疊襯底。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法,其中在每個(gè)封裝単元中,所述導(dǎo)電層其中的至少ー個(gè)是所述器件之下的接地跡線,并且所述導(dǎo)電屏蔽物與所述接地跡線電接觸,由此為所述器件提供射頻屏蔽。
全文摘要
本公開(kāi)涉及用于單元化層疊半導(dǎo)體器件封裝的射頻屏蔽技術(shù)。提供了一種制造半導(dǎo)體器件封裝以為器件提供RF屏蔽的方法。該器件裝配于層疊襯底上,該層疊襯底在其頂表面上具有導(dǎo)電焊盤(pán)。模制料覆蓋襯底的頂表面并包封器件。將襯底布置于帶上;模制料和襯底被切割穿過(guò),形成有鋸切口寬度分離的封裝單元并暴露導(dǎo)電焊盤(pán)的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中,拉伸該帶以加寬封裝單元之間的間隙。施加導(dǎo)電屏蔽物以覆蓋每個(gè)封裝單元并且與暴露的導(dǎo)電焊盤(pán)部電接觸,從而連接至器件之下的接地跡線并為器件提供RF屏蔽??梢允褂脝蝹€(gè)單元模制工藝,其中導(dǎo)電焊盤(pán)在模制期間及之后被暴露。
文檔編號(hào)H01L23/522GK102543945SQ201110377189
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者A·C·托里亞加, A·蘇巴吉奧, L·C·加爾托姆, M·H·麥克埃里格哈恩, R·S·圣安東尼奧 申請(qǐng)人:宇芯(毛里求斯)控股有限公司