專利名稱：具有空腔的電子器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種具有一半導(dǎo)體芯片之電子器件，其具有一頂面具有電路結(jié)構(gòu)，且系被配置在一空腔中。再者，本發(fā)明關(guān)于一種制造裝置的方法。
背景技術(shù)：
電子器件系被裝置具有一空腔用以接受具有電路結(jié)構(gòu)之半導(dǎo)體芯片，例如接受表面聲波過濾器，亦稱為SAW，或者用以接收大塊聲波過濾器，亦稱為BAW。為了確定在一半導(dǎo)體芯片上之一空腔在此表面區(qū)域之上具有電路結(jié)構(gòu)，整個半導(dǎo)體芯片系被與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的陶瓷殼體物鍵合或者一復(fù)雜且成本高的技術(shù)系被使用來形成塑料殼體物架構(gòu)于平坦的鉛架上，在其中，半導(dǎo)體芯片系接著在他們整個尺寸中被連結(jié)。此具有半導(dǎo)體芯片之空腔結(jié)構(gòu)不僅具有一復(fù)雜且成本高的建造且亦相對龐大與不容易微小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的系具體說明一種成本有效的電子器件，其具有空腔，以及一種用以制造此電子器件的方法，其同時可被大大地降低其空間尺寸而無損害電子特性，特別是過濾器特性。
本發(fā)明的目的藉由獨(dú)立權(quán)利要求之內(nèi)容而達(dá)成。本發(fā)明有利的發(fā)展揭露于附屬權(quán)利要求。
本發(fā)明詳細(xì)說明一具有一半導(dǎo)體芯片之電子器件，其具有一頂面電路結(jié)構(gòu)，在每一個例子中形成一空腔之底部區(qū)域。每一個空腔被一塑料制空腔架構(gòu)所圍繞，空腔架構(gòu)鋪放于半導(dǎo)體芯片之頂面。一半導(dǎo)體材料所制之空腔覆蓋物系被配置于空腔架構(gòu)之上。此一裝置具有優(yōu)點(diǎn)，因為在半導(dǎo)體芯片上之空腔架構(gòu)圍繞電路結(jié)構(gòu)區(qū)域，使此一電子器件與傳統(tǒng)裝置相比可被大大地縮減其尺寸，特別是當(dāng)半導(dǎo)體芯片不必須被鍵合到一空腔殼體物時，更確切的說，一空腔出現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片上且僅在電路結(jié)構(gòu)區(qū)域或者是在對應(yīng)電路結(jié)構(gòu)之區(qū)域，其需要此一空腔配置。
再者，一半導(dǎo)體材料制成之空腔殼體物具有表面結(jié)構(gòu)之一電子特性之正向效應(yīng)，特別是當(dāng)半導(dǎo)體材料制成之空腔殼體物之相關(guān)介電常數(shù)低的時候。此電子器件中，半導(dǎo)體芯片鋪放為一層疊一層，類似一三明治的方式，系彼此相當(dāng)緊密而使空腔之兩層之間的空間小于200微米。
空腔架構(gòu)可能藉由圖樣化一光阻層而形成，在半導(dǎo)體芯片頂面上之接點(diǎn)區(qū)域維持無塑料空腔架構(gòu)。半導(dǎo)體芯片上之電路結(jié)構(gòu)可經(jīng)由在半導(dǎo)體芯片頂面上之接點(diǎn)區(qū)域以及外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域之間的鍵合連接被驅(qū)動。粘著膜系被施加在具有電路結(jié)構(gòu)之半導(dǎo)體芯片以及作為空腔殼體物之半導(dǎo)體芯片背面上。在具有電路結(jié)構(gòu)之半導(dǎo)體芯片上的第一粘著膜固定半導(dǎo)體芯片于外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域上。在制造半導(dǎo)體芯片頂面接點(diǎn)區(qū)域以及外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域之間的鍵合連接期間，其提供具有電路結(jié)構(gòu)之半導(dǎo)體芯片之一牢固的定位。
在半導(dǎo)體芯片背面上的第二粘著膜其作為空腔殼體物而具有此粘著膜補(bǔ)償塑料層形成空腔架構(gòu)之不平坦的優(yōu)點(diǎn)。再者，粘著膜確認(rèn)關(guān)于隨后的塑料殼體組成物施加完全的密封用以埋入半導(dǎo)體芯片，因此沒有塑料組成物填充空腔。
外部接點(diǎn)系被配置在電子器件之底面且可能放置在整個電子器件底面。此系與當(dāng)半導(dǎo)體芯片的面積增加，其可能被制一增加數(shù)量的外部接點(diǎn)于底面的優(yōu)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。
一更加微小化的電子器件變成可能的，藉由在鍵合線以及半導(dǎo)體芯片之接點(diǎn)區(qū)域之間的鍵合連接以及介于鍵合線與外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域之間的鍵合連接均具有一鍵合弧。此鍵合弧可比藉由熱壓縮頭可能制造更平坦而被制造。在熱壓縮頭的例子中，鍵合線，在鍵合連接之后，一開始系被向上拉長垂直于接點(diǎn)區(qū)域在一鍵合線弧可被附著之前。因為此上拉鍵合線弧必須被配置在作為空腔殼體物之半導(dǎo)體芯片以及有效半導(dǎo)體芯片之間，一相對大的距離剩余在兩個半導(dǎo)體之間且因此一相對高的空腔殘余。此空腔之高度藉由使用平坦鍵合弧于半導(dǎo)體芯片以及外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域上且藉由省掉熱壓縮頭可被大量地縮減可被大量地縮減。
在一本發(fā)明之另一實施例中，提供埋藏一復(fù)數(shù)的半導(dǎo)體芯片以形成一半導(dǎo)體芯片模塊，在一塑料殼體組成物中。在此例子中，半導(dǎo)體芯片模塊具有一復(fù)數(shù)的空腔藉由一般空腔殼體物來封閉。本發(fā)明之此實施例提供之優(yōu)點(diǎn)為，對于一較大量的電路結(jié)構(gòu)，分別的個別半導(dǎo)體芯片系具有空腔架構(gòu)被提供。對于空腔覆蓋物，相較之下，僅一大面積的半導(dǎo)體芯片被提供，其縮減制造成本。
一種用于制造具有至少一空腔在一半導(dǎo)體芯片之一表面區(qū)域上之電子器件具有下列方法步驟。第一，提供一具有半導(dǎo)體芯片位置之半導(dǎo)體晶圓，其具有電路結(jié)構(gòu)而被提供具有空腔于預(yù)定的表面區(qū)域中。一圖樣化的塑料層被施加到此半導(dǎo)體晶圓，具有電路結(jié)構(gòu)被提供而具有空腔無殘留且具有空腔架構(gòu)之形成。該層系僅一少量微米厚且可能具有一厚度上達(dá)200微米。
在半導(dǎo)體晶圓藉由鋸開被分開成第一半導(dǎo)體芯片之前，一粘著膜系被施加到半導(dǎo)體芯片之背面。此粘著膜確認(rèn)半導(dǎo)體晶圓在分開成為具有粘著的粘著層之第一半導(dǎo)體芯片的制程中不偏移。在半導(dǎo)體晶圓已經(jīng)分開成具有粘著之粘著膜之第一半導(dǎo)體芯片之后，半導(dǎo)體芯片被施加一金屬架用于無平坦導(dǎo)體之殼體物而具有半導(dǎo)體芯片之粘著鍵合且固化粘著膜在半導(dǎo)體芯片之背面上。
此處，亦如此，粘著膜用以固定半導(dǎo)體芯片，而精準(zhǔn)地在外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域上。此固定支持接點(diǎn)區(qū)域之一牢固的鍵合于具有接點(diǎn)臺于外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域上之半導(dǎo)體芯片。該接點(diǎn)臺可能具有一可鍵合確認(rèn)層關(guān)于外部接點(diǎn)之金屬。此確認(rèn)層具有金或金的合金。他們支持在半導(dǎo)體芯片頂面之接點(diǎn)區(qū)域以及金屬架之外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域之間的鍵合連接的制造。
之后，空腔架構(gòu)系被以第二半導(dǎo)體芯片覆蓋。為了此目的，第二半導(dǎo)體芯片同樣地具有一粘著膜在其背面上，其粘著膜對應(yīng)于第一半導(dǎo)體芯片之粘著膜。在第二半導(dǎo)體芯片之背面上的此粘著膜提供用來補(bǔ)償圍繞每一個電路結(jié)構(gòu)之空腔架構(gòu)之不平坦。在第二半導(dǎo)體芯片之安裝作為空腔殼體物之后，半導(dǎo)體芯片具有鍵合線可被封裝于一塑料殼體組成物中。在此例中，鍵合線，半導(dǎo)體芯片以及空腔架構(gòu)系被埋入塑料組成物中，且僅外部接點(diǎn)在電子器件之底面而無填充而可得到。
在半導(dǎo)體芯片已經(jīng)封裝在殼體塑料組成物中之后，已經(jīng)接受一多重電子器件之金屬架可被分開成為個別的電子器件。此方法具有優(yōu)點(diǎn)為空腔架構(gòu)以及第一與第二粘著膜可在晶圓階段以一相對價錢低廉的方法被同時準(zhǔn)備用于一復(fù)數(shù)的電子器件。隨之而來的，可能使用一復(fù)數(shù)的從半導(dǎo)體技術(shù)所知之嘗試以及測試步驟。
特別是，當(dāng)一光阻層被施加于半導(dǎo)體晶圓的頂面時，以及隨后以光微影方法圖樣化來形成空腔架構(gòu)。在此光圖樣化期間，電路結(jié)構(gòu)以及在半導(dǎo)體芯片上之接點(diǎn)區(qū)域可被維持無光阻。為了此目的，可能使用一光阻具有習(xí)慣上商業(yè)性的縮寫為SU8。后者可非常好地被圖樣化以制造一復(fù)數(shù)的空腔，藉由小型網(wǎng)再細(xì)分，僅在半導(dǎo)體芯片之預(yù)定的位置。結(jié)果，一極小，微小化的足印可被制造。在較大結(jié)構(gòu)的例子中，亦可能去使用印刷技術(shù)以實現(xiàn)空腔架構(gòu)。在此連接中，特別的優(yōu)點(diǎn)藉由絲網(wǎng)印刷技術(shù)或者罩幕印刷技術(shù)被提供，其中僅空腔架構(gòu)其本身以網(wǎng)狀型式被制造，而電路結(jié)構(gòu)仍維持完全無塑料。第一與第二粘著膜在半導(dǎo)體芯片背面均可能包含UV-可預(yù)先固化的材料且在藉由鉆石切割分開之前系遭受UV輻射，為了達(dá)成藉由紫外線光因預(yù)先固化在分開安裝中之一固定。過度且在純預(yù)先固化的使用UV光，第一以及第二粘著膜可能為熱可固化的。一對應(yīng)的熱固化步驟可能在以第一粘著膜施加半導(dǎo)體芯片于今暑假之外部接點(diǎn)之內(nèi)部區(qū)域上之后以及鍵合連接之鍵合之前被產(chǎn)生。此確認(rèn)半導(dǎo)體芯片不可在鍵合期間被偏移。
本發(fā)明現(xiàn)在將以參考隨附圖標(biāo)被更加詳細(xì)的解釋。


圖1顯示一概略的剖面圖經(jīng)由本發(fā)明一第一實施例之電子器件。
圖2顯示一概略的剖面圖經(jīng)由本發(fā)明一第二實施例之電子器件。
圖3顯示一概略的剖面圖經(jīng)由本發(fā)明一第三實施例之電子器件。
附圖中的參考標(biāo)號表示意思如下1，10，100 電子器件2 空腔3 表面區(qū)域4 半導(dǎo)體芯片5 電路結(jié)構(gòu)6 圖樣化塑料層7 半導(dǎo)體芯片頂面8 空腔架構(gòu)9 第一粘著膜11 鍵合連接12 半導(dǎo)體芯片頂面上的接點(diǎn)區(qū)域13 內(nèi)部區(qū)域14 外部接點(diǎn)15 覆蓋半導(dǎo)體芯片16 覆蓋半導(dǎo)體芯片之背面17 第二粘著膜
18 殼體塑料組合物19 第一半導(dǎo)體芯片之背面20 空腔覆蓋物21 電子器件底面22 鍵合線23 鍵合弧24 熱壓縮頭25 可鍵合涂層具體實施方式
圖1顯示一概略的剖面圖經(jīng)由本發(fā)明一第一實施例之電子器件1。整個裝置系被埋入一塑料殼體組成物18中，其具有金屬外部接點(diǎn)14于電子器件1之底面21上。經(jīng)由這些金屬外部接點(diǎn)14，進(jìn)入第一半導(dǎo)體芯片4之電路結(jié)構(gòu)5；該電路結(jié)構(gòu)5系一大塊聲波過濾器，其上一空腔2系被配置。該空腔2系被配置直接地在電路結(jié)構(gòu)5之上而在半導(dǎo)體芯片之頂面7上且僅留下電路結(jié)構(gòu)5之表面區(qū)域3無一塑料層6。此塑料層6形成一空腔架構(gòu)圍繞著電路結(jié)構(gòu)5。此空腔架構(gòu)系朝著頂面藉由一另一半導(dǎo)體芯片15而被封閉，其系藉由一粘著膜17被固定在空腔架構(gòu)8之上。此粘著膜17密封空腔2相關(guān)于塑料殼體組成物18，因此沒有塑料殼體組成物18可在電子器件1之鑄造期間穿透進(jìn)入空腔2。再者，膜17補(bǔ)償空腔架構(gòu)8之不平坦。半導(dǎo)體材料在具有電路結(jié)構(gòu)5之較低半導(dǎo)體芯片4以及較上方的覆蓋半導(dǎo)體芯片15中為硅。
在本發(fā)明之此實施例中，在空腔架構(gòu)8之外部，接點(diǎn)區(qū)域12系被配置在半導(dǎo)體芯片4之頂面7上。該接點(diǎn)區(qū)域12系經(jīng)由熱壓縮頭24以及鍵合線22被連接到一可鍵合的在外部接點(diǎn)14之內(nèi)部區(qū)域13上之涂層25。整個鍵合連接11系被埋入塑料殼體組成物18中。電路結(jié)構(gòu)5之較低的半導(dǎo)體芯片4系藉由其背面19被固定在外部接點(diǎn)14之內(nèi)部區(qū)域上以一第一粘著膜9。鍵合連接11系在第二半導(dǎo)體芯片15之前被制造，以其粘著膜17，系被放置在空腔架構(gòu)8之上。
較低半導(dǎo)體芯片4之第一粘著膜9以及覆蓋半導(dǎo)體芯片15之第二粘著膜17均以UV輻射的輔助被預(yù)先固化為了在從一晶圓分開為半導(dǎo)體芯片期間之固定目的。在鋸開成為個別的芯片厚，如圖1所示，粘著膜9以及17系在180℃下30分鐘被固化。這些粘著膜9以及17之基本材料系由一聚烯烴形成而具有一厚度為120微米。切割壓力大于50N/2平方毫米在25℃下且甚至在250℃下一切割力幾乎為8N/2平方公分結(jié)果。這些膜系更加被區(qū)分藉由他們小比例的氯離子小于8.5ppm且鈉離子小于0.5ppm。在本發(fā)明之此實施例中粘著膜全部的厚度系為150微米。
圖2顯示一概略的剖面圖經(jīng)由本發(fā)明一第二實施例之電子器件10。具有相似于圖1所示組件功能之組件系藉由相同的參考符號來識別且系不個別討論。根據(jù)圖1實施例與本實施例之間的不同為空腔2被設(shè)計為比圖1所示實施例更加平坦。此平坦的設(shè)計可能藉由省掉熱壓縮頭來連接接點(diǎn)區(qū)域12于半導(dǎo)體芯片4之頂面上來制造且返回來形成一熱壓縮弧23在半導(dǎo)體芯片4以及可鍵合區(qū)域25上。此選擇鍵合連接之一鍵合弧23之方法使電子器件可以更加微小化。
圖3顯示一概略的剖面圖經(jīng)由本發(fā)明一第三實施例之電子器件100。此處，亦相同，具有相似于前述圖標(biāo)中所示組件功能之組件系藉由相同的參考符號來識別。電子器件系一電路模塊，其中三個半導(dǎo)體芯片4具有電路結(jié)構(gòu)5，被提供具有空腔2于他們的頂面7上。為了此目的，一空腔架構(gòu)8系被配置在每一半導(dǎo)體芯片上藉由一光可圖樣化的塑料層6。延伸超過全部的空腔為一單一半導(dǎo)體芯片15所制造正?？涨桓采w20，其系被提供具有一以烯烴制造之聚粘著膜17于其背面16，該粘著膜，一方面來說，密封關(guān)于塑料殼體組成物18之空腔2且，另一方面來說，部長空腔架構(gòu)8之不平坦。在此模塊中，亦相同的，外部接點(diǎn)14鋪放在電子器件100之底面21上。
權(quán)利要求
1.制造具空腔(2)之電子器件(1)于一半導(dǎo)體芯片(4)上之一表面區(qū)域(3)之方法，包括-提供一具有半導(dǎo)體芯片位置之半導(dǎo)體晶圓，其具有被提供具有空腔(2)于預(yù)定之表面區(qū)域(3)中之電路結(jié)構(gòu)(5)，-施加一以圖樣化之塑料層(6)至該半導(dǎo)體晶圓上，具有該被提供具有空腔(2)而無填充且具有空腔架構(gòu)(8)之組成之電路結(jié)構(gòu)(5)之頂面，-施加一第一粘著膜(9)到該半導(dǎo)體晶圓之背面，且預(yù)先交叉連接該粘著膜(9)，-分開該半導(dǎo)體晶圓為第一半導(dǎo)體芯片(4)，具有粘附之粘著膜(9)，-施加該半導(dǎo)體芯片(4)到一金屬架以形成具有半導(dǎo)體芯片(4)之粘著鍵合之無平坦導(dǎo)體殼體且固化該粘著膜(9)于該半導(dǎo)體芯片(4)之背面(19)上，-制造鍵合連接(11)于半導(dǎo)體芯片(4)頂面(7)上之接點(diǎn)區(qū)域(12)以及該金屬架之外部接點(diǎn)(14)之內(nèi)側(cè)區(qū)域(13)之間，-以半導(dǎo)體芯片(15)覆蓋該空腔架構(gòu)(8)，其具有一粘著膜(17)于他們的背面(16)，-封裝該半導(dǎo)體芯片(4)于一塑料殼體組成(18)中，-分開該金屬架為個別的電子器件(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于一光阻層系被施加到該半導(dǎo)體晶圓之頂面且系隨后光微影圖樣化以形成空腔架構(gòu)(8)以使該電路結(jié)構(gòu)(5)以及該半導(dǎo)體芯片(4)上之該接點(diǎn)區(qū)域(12)維持無光阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于該圖樣化之塑料層(6)系藉由印刷技術(shù)來施加。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于于該半導(dǎo)體芯片(1，10，100)背面上之該第一以及第二粘著膜(9，17)系為UV-可預(yù)先固化的且在分開之前系遭受UV輻射。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于該第一與第二粘著膜(9，17)系可熱固化的，且在以第一粘著膜(9)施加該半導(dǎo)體芯片(4)于一金屬架之外部接點(diǎn)(14)之內(nèi)側(cè)區(qū)域(13)上之后且在該鍵合連接(11)之一鍵合之前，系藉由一熱固化步驟來熱固化。
6.具有一半導(dǎo)體芯片(4)之電子器件，其具有一頂面(7)具有電路結(jié)構(gòu)(5)，其在每一例子中形成一空腔(2)之底部區(qū)域，每一空腔(2)被塑料制的一空腔架構(gòu)(8)所圍繞，且該空腔架構(gòu)(8)位于該半導(dǎo)體芯片(4)之該頂面(7)上且一半導(dǎo)體材料所制之空腔覆蓋(20)被配置在該空腔架構(gòu)(8)之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子器件，其特征在于該半導(dǎo)體芯片(4)之該頂面(7)上的接點(diǎn)區(qū)域(12)系無該空腔架構(gòu)(8)之塑料且系經(jīng)由鍵合連接(11)被連接到外部接點(diǎn)(14)之內(nèi)部區(qū)域(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電子器件，其特征在于具有電路結(jié)構(gòu)(5)之該半導(dǎo)體芯片(4)以及作為空腔覆蓋(20)之該半導(dǎo)體芯片(15)在每一個例子中具有一粘著膜(9，17)之一UV可固化的粘著層于他們的背面(16，19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中任一權(quán)利要求所述的電子器件，其特征在于該外部接點(diǎn)(14)系被配置在該電子器件(1)之底面(21)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6到8中任一權(quán)利要求所述的電子器件，其特征在于一復(fù)數(shù)的半導(dǎo)體芯片(4)，形成一半導(dǎo)體芯片模塊，系被埋入一塑料殼體組成物(18)中且具有復(fù)數(shù)的空腔(2)以一共通空腔覆蓋物(20)來封閉。
11.根據(jù)權(quán)利要求6到8中任一權(quán)利要求所述的電子器件，其特征在于該半導(dǎo)體芯片(4)上的電路結(jié)構(gòu)(5)具有大塊聲波過濾器且/或表面聲波過濾器。
12.根據(jù)權(quán)利要求6到11中任一權(quán)利要求所述的電子器件，其特征在于在鍵合線(22)以及該半導(dǎo)體芯片(4)之接點(diǎn)區(qū)域(12)之間的該鍵合連接以及鍵合線(22)以及該外部接點(diǎn)(14)之內(nèi)部區(qū)域(13)之間的鍵合連接均具有一鍵合弧(23)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6到12中任一權(quán)利要求所述的電子器件，其特征在于該第一以及第二粘著膜(9，17)具有一厚度介于100以及150微米之間。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于具有一半導(dǎo)體芯片之一電子器件與其制造方法。在此例中，半導(dǎo)體芯片(4)之頂面(7)具有電路結(jié)構(gòu)(5)，其形成一空腔(2)之底部區(qū)域，每一個空腔(2)被一塑料制的空腔架構(gòu)(8)所圍繞且具有半導(dǎo)體材料所制之一空腔覆蓋物(2)。
文檔編號H01L23/48GK1532901SQ20041003991
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月10日
發(fā)明者R·艾格納, A·奧布格, F·戴徹, G·埃赫勒, A·梅克斯, H·特尤斯, M·維伯, R 艾格納, 人, 幾, 慫, 綻 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司