半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)和電子封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型中公開的實(shí)施例一般涉及電技術(shù)，而更具體地涉及半導(dǎo)體以及半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體裸片(die)通常被封在塑封中，該塑封提供保護(hù)以免受到有害環(huán)境的影響，并使得能夠在半導(dǎo)體裸片和組裝件(例如印刷電路板(PCB)或母版)的下一級(jí)之間相互電連接。塑封被配置為提供對(duì)半導(dǎo)體裸片的保護(hù)、允許去除由半導(dǎo)體裸片產(chǎn)生的熱、允許向半導(dǎo)體裸片傳輸電信號(hào)和從半導(dǎo)體裸片傳輸電信號(hào)。
[0003]球柵陣列(BGA)半導(dǎo)體封裝是使用例如印刷電路板的層壓基板的一類封裝。取決于應(yīng)用是什么，層壓基板可以包括通過(guò)電介質(zhì)層分離的多層導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料的層被圖案化以形成導(dǎo)電跡線、導(dǎo)電平面結(jié)構(gòu)(例如接地平面和/或電源平面)以及典型地與導(dǎo)電通路(via)互連的輸入/輸出(I/O)盤(pad)。例如集成電路的半導(dǎo)體裸片通過(guò)接合材料被附接到層壓基板，并且接合線典型地用來(lái)將半導(dǎo)體裸片上的盤電連接到導(dǎo)電跡線。替代地，半導(dǎo)體裸片可以以倒裝芯片(flip-chip)配置附接到層壓基板上的導(dǎo)電跡線或盤。硬塑料灌封材料被用來(lái)覆蓋各個(gè)組件，并形成半導(dǎo)體封裝的外部，通常稱為封裝體。
[0004]差分信令是用于高速傳輸在封裝的半導(dǎo)體器件和更高層級(jí)系統(tǒng)之間的電信號(hào)的一種已知技術(shù)。差分信令使用在兩條成對(duì)的線上發(fā)送的兩個(gè)互補(bǔ)信號(hào)，稱為差分對(duì)。差分對(duì)技術(shù)可以用于模擬信號(hào)處理(如在平衡音頻方面)和數(shù)字信號(hào)處理(如在RS-422、RS-485、雙絞線上的以太網(wǎng)、PCI Express、DisplayPort、HDMI以及USB方面)兩者以及其他方面。在BGA封裝中，已經(jīng)采用在層壓基板上形成的導(dǎo)電跡線的對(duì)實(shí)現(xiàn)了差分對(duì)，以及已經(jīng)使用具有使差分對(duì)與一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電平面層分離的電介質(zhì)層的微帶或帶狀線配置實(shí)現(xiàn)了差分對(duì)。在實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體封裝(包括使用差分對(duì)配置的封裝)中的高質(zhì)量高速信號(hào)傳遞方面存在一些挑戰(zhàn)。這樣的挑戰(zhàn)包括提高阻抗匹配、減小信號(hào)反射和回波損耗以及最大化功率傳遞。
[0005]因此，將會(huì)期望具有已經(jīng)提高了阻抗匹配、減小信號(hào)反射和回波損耗以及最大化功率傳遞的半導(dǎo)體封裝。也會(huì)期望半導(dǎo)體封裝與現(xiàn)存的組裝工藝和技術(shù)兼容。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本公開的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種已經(jīng)提高了阻抗匹配、減小信號(hào)反射和回波損耗以及最大化功率傳遞的半導(dǎo)體封裝。
[0007]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:基板，所述基板具有至少一個(gè)導(dǎo)電平面層、在第一主表面上的多個(gè)導(dǎo)電跡線以及在相對(duì)的第二主表面上的多個(gè)焊盤，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電平面層包括與所述多個(gè)焊盤基本對(duì)齊的多個(gè)第一凹陷；附接到所述基板的半導(dǎo)體器件；以及至少覆蓋所述半導(dǎo)體器件的封裝體。
[0008]優(yōu)選地，所述至少一個(gè)導(dǎo)電平面層嵌入所述基板中，并通過(guò)電介質(zhì)層與所述多個(gè)焊盤分離；所述多個(gè)第一凹陷包括多個(gè)孔，所述多個(gè)孔中的每一個(gè)延伸完全穿過(guò)所述至少一個(gè)導(dǎo)電平面層；以及每一個(gè)孔與至少一個(gè)焊盤重疊。
[0009]優(yōu)選地，所述多個(gè)焊盤和所述多個(gè)導(dǎo)電跡線與導(dǎo)電通路電連接，所述導(dǎo)電通路中的每一個(gè)延伸穿過(guò)孔；至少一個(gè)孔的邊緣與放置于緊鄰所述至少一個(gè)孔的焊盤的邊緣側(cè)向隔開；以及至少一個(gè)導(dǎo)電跡線被配置為單端互連。
[0010]優(yōu)選地，所述基板包括第二導(dǎo)電平面層，所述第二導(dǎo)電平面層包括多個(gè)第二凹陷，其中至少一個(gè)第二凹陷與焊盤和第一凹陷重疊。
[0011]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電跡線包括配置為差分對(duì)的至少一對(duì)導(dǎo)電跡線，以及所述差分對(duì)和所述至少一個(gè)導(dǎo)電平面層被配置為微帶狀線結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體器件以倒裝芯片配置附接到所述第一主表面；所述多個(gè)焊盤和所述多個(gè)第一凹陷具有類似形狀；以及所述結(jié)構(gòu)還包括附接到所述多個(gè)焊盤的多個(gè)導(dǎo)電焊錫凸塊。
[0013]根據(jù)本公開的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電子封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:多層基板，所述多層基板包括第一導(dǎo)電平面層，所述第一導(dǎo)電平面層嵌入所述多層基板中并通過(guò)電介質(zhì)材料與所述多層基板的第一主表面和第二主表面分離，其中所述第一導(dǎo)電平面層包括多個(gè)第一凹陷；在所述第一主表面上的多個(gè)導(dǎo)電跡線；在所述第二主表面上的多個(gè)導(dǎo)電盤，其中所述多個(gè)第一凹陷與所述多個(gè)導(dǎo)電盤中的至少一些重疊；耦合到所述多層基板的電子器件；以及覆蓋所述電子器件的保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，每一個(gè)第一凹陷與每一個(gè)導(dǎo)電盤的邊緣側(cè)向隔開。
[0015]優(yōu)選地，所述多個(gè)第一凹陷包括延伸完全穿過(guò)所述第一導(dǎo)電平面層的孔，使得所述第一導(dǎo)電平面層沒有一部分與導(dǎo)電盤重疊；以及所述結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)導(dǎo)電通路，所述多個(gè)導(dǎo)電通路中的每一個(gè)將導(dǎo)電跡線電耦合到導(dǎo)電盤，其中每一個(gè)導(dǎo)電通路延伸穿過(guò)孔。
[0016]優(yōu)選地，所述多個(gè)第一凹陷包括腔體部分。
[0017]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)技術(shù)效果是能夠提高阻抗匹配、減小信號(hào)反射和回波損耗以及最大化功率傳遞。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的有關(guān)的半導(dǎo)體封裝的實(shí)施例的截面圖；
[0019]圖2A是現(xiàn)有技術(shù)中的圖1的半導(dǎo)體封裝的一部分的俯視圖；
[0020]圖2B是現(xiàn)有技術(shù)中的圖2A的半導(dǎo)體封裝沿參考線2B-2B的局部截面圖；
[0021]圖2C是現(xiàn)有技術(shù)中的圖2A的半導(dǎo)體封裝沿參考線2C-2C的局部截面圖；
[0022]圖3是微帶狀線配置的局部截面圖；
[0023]圖4和圖5是示出圖1、圖2A-2C以及圖3的半導(dǎo)體封裝的性能數(shù)據(jù)的圖形。
[0024]圖6A示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電子封裝的基板結(jié)構(gòu)的一部分的局部俯視圖；
[0025]圖6B示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的圖6A的結(jié)構(gòu)沿參考線6B-6B獲得的局部截面圖；
[0026]圖6C示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的圖6A的結(jié)構(gòu)沿參考線6C-6C獲得的局部截面圖；
[0027]圖7示出根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的一部分的局部截面圖；
[0028]圖8示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電子封裝的基板結(jié)構(gòu)的局部俯視圖；
[0029]圖9示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的局部截面圖。
[0030]為了圖示的簡(jiǎn)潔和清楚，圖中的元件不必需按比例繪制，并且不同附圖中的相同參考標(biāo)號(hào)一般表示相同元件。此外，為了本說(shuō)明書的簡(jiǎn)潔，省略了眾所周知的步驟和元件的描述和詳細(xì)說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，如本文中使用的與電路操作有關(guān)的詞組“在…期間”、“在…時(shí)”、“當(dāng)…時(shí)”不是表示一發(fā)生初始行為就立刻發(fā)生某一行為的精確的術(shù)語(yǔ)，而是在由初始行為啟動(dòng)的反應(yīng)之間可能存在一些小的但合理的延時(shí)(例如傳播延時(shí))。此外，術(shù)語(yǔ)“在…時(shí)”表示某一行為至少發(fā)生在初始行為的期間的某部分內(nèi)。詞語(yǔ)“大約”或“大致”的使用表示期待元素的值與陳述的值或位置接近。然而，如在本領(lǐng)域中眾所周知的，總是存在阻止各值或位置被精確地陳述的小差異。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1示出有關(guān)的BGA配置的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)10的截面圖。封裝結(jié)構(gòu)10包括具有相對(duì)的主表面14和16的層壓基板12。電介質(zhì)層13分離主表面14和16