專利名稱：屏蔽插入機構(gòu)及具有集成的電磁屏蔽物的半導(dǎo)體封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及用于屏蔽有源管芯避免電磁噪聲的屏蔽插入機構(gòu)及具有集成的電磁屏蔽物的半導(dǎo)體封裝。
背景技術(shù)：
對于減小半導(dǎo)體封裝尺寸同時增強功能性存在日益增長的需要。這種需要典型地導(dǎo)致半導(dǎo)體封裝設(shè)計成容納多于一個半導(dǎo)體管芯，其中每個管芯都可以是包含眾多晶體管以及多層互連的復(fù)合管芯。在運行期間，所述復(fù)合管芯產(chǎn)生流過管芯上多個互連的大量瞬態(tài)電流。大量的瞬態(tài)電流以及伴隨的瞬態(tài)電壓進而導(dǎo)致由每個管芯產(chǎn)生的大量的電磁噪聲。由于高級封裝包括緊密接近的多個管芯，來自一個管芯的電磁噪聲對封裝內(nèi)其他管芯會具有非常不希望的影響。更具體地，由一個管芯產(chǎn)生的電磁噪聲典型地在所述封裝內(nèi)其他管芯中誘導(dǎo)不希望的噪聲電流以及噪聲電壓。由于半導(dǎo)體封裝尺寸減小，以及鄰近管芯之間分隔減小，以及當將多于兩個管芯封裝在同一個封裝內(nèi)時，加劇了誘導(dǎo)不希望噪聲的問題。此外，每個半導(dǎo)體封裝可能暴露于來自系統(tǒng)中其他部件(例如其他有噪聲的半導(dǎo)體封裝)的外部電磁噪聲。減少電磁噪聲的影響是高級封裝設(shè)計的重要目標。

實用新型內(nèi)容本實用新型是針對具有集成的電磁屏蔽物的半導(dǎo)體封裝，基本上如在至少一個附圖中所示和/或與其相結(jié)合進行說明，更全面地如在以下對本申請的描述中提出的。本實用新型的一方面，提供一種位于頂部有源管芯與底部有源管芯之間用于屏蔽所述頂部有源管芯以及所述底部有源管芯避免電磁噪聲的屏蔽插入機構(gòu)，所述屏蔽插入機構(gòu)包括插入機構(gòu)介質(zhì)層；所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)的硅通孔(TSV);通過所述TSV連接到固定電位上的電磁屏蔽物。優(yōu)選地，本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層，其中所述電磁屏蔽物包括導(dǎo)電層格柵。優(yōu)選地，本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層，其中所述電磁屏蔽物全部地布置在所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)。優(yōu)選地，本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層，其中所述電磁屏蔽物部分地布置在所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)。優(yōu)選地，本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層，其中所述固定電位是接地電位。優(yōu)選地，本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層，其中所述固定電位是Vdd電位。優(yōu)選地，本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層，進一步包括連接到另外的固定電位上的另外的電磁屏蔽物。優(yōu)選地，本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層， 其中所述另外的電磁屏蔽物至少部分地重疊所述電磁屏蔽物。優(yōu)選地,本申請的插入機構(gòu)介質(zhì)層,其中所述固定電位是Vdd電位,而所述另外的固定電位是接地電位。本實用新型另一方面，提供一種半導(dǎo)體封裝，包括底部有源管芯；位于所述底部有源管芯之上的屏蔽插入機構(gòu)；位于所述屏蔽插入機構(gòu)之上的頂部有源管芯，所述屏蔽插入機構(gòu)用于屏蔽所述頂部有源管芯以及所述底部有源管芯避免電磁噪聲；所述屏蔽插入機構(gòu)具有插入機構(gòu)介質(zhì)層、所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)的娃通孔(TSV)、以及通過所述TSV連接到固定電位上的電磁屏蔽物。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述屏蔽插入機構(gòu)側(cè)向地延伸超過所述底部有源管芯以及所述頂部有源管芯。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述屏蔽插入機構(gòu)的一部分側(cè)向地延伸超過所述底部有源管芯以及所述頂部有源管芯，所述TSV位于所述屏蔽插入機構(gòu)的所述部分內(nèi)；所述屏蔽插入機構(gòu)進一步包括位于所述屏蔽插入機構(gòu)的所述部分底部表面上的焊料凸起，所述焊料凸起連接到所述TSV上。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述電磁屏蔽物包括導(dǎo)電層格柵。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述電磁屏蔽物全部地布置在所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)。 優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述固定電位是接地電位或Vdd電位。本實用新型的又一方面，提供一種半導(dǎo)體封裝，包括底部有源管芯；位于所述底部有源管芯之上的屏蔽插入機構(gòu)；位于所述屏蔽插入機構(gòu)之上的頂部有源管芯，所述屏蔽插入機構(gòu)用于屏蔽所述頂部有源管芯以及所述底部有源管芯避免電磁噪聲；所述屏蔽插入機構(gòu)具有通過線焊連接到固定電位上的電磁屏蔽物。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述屏蔽插入機構(gòu)的一部分側(cè)向地延伸超過所述底部有源管芯以及所述頂部有源管芯；所述屏蔽插入機構(gòu)進一步包括位于所述屏蔽插入機構(gòu)的所述部分頂部表面上的外周墊，所述外周墊連接到所述電磁屏蔽物上，并且所述線焊連接到所述外周墊上。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述電磁屏蔽物包括導(dǎo)電層格柵。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述屏蔽插入機構(gòu)進一步包括插入機構(gòu)介質(zhì)層，所述電磁屏蔽物全部地布置在所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)。優(yōu)選地，本申請的半導(dǎo)體封裝，其中所述固定電位是接地電位或Vdd電位。

圖1顯示了具有堆疊在底部有源管芯上的頂部有源管芯的半導(dǎo)體封裝的一個實施方式的橫截面視圖。圖2顯示了具有堆疊在屏蔽插入機構(gòu)上，進一步地堆疊在底部有源管芯上的頂部有源管芯的半導(dǎo)體封裝的一個實施方式的橫截面視圖。圖3A顯示了屏蔽插入機構(gòu)的一個實施方式的橫截面視圖。圖3B顯示了圖3A中所示的屏蔽插入機構(gòu)的俯視圖。圖4顯示了包括具有焊料凸起的屏蔽插入機構(gòu)的半導(dǎo)體封裝的一個實施方式的橫截面視圖。圖5顯示了包括具有線焊的屏蔽插入機構(gòu)的半導(dǎo)體封裝的一個實施方式的橫截面視圖。
具體實施方式
下面的說明包含有關(guān)本實用新型實施方式的具體信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是本實用新型能夠以與在此具體討論不同的方式實施。本申請的附圖以及它們伴隨的詳細說明僅針對示例性實施方式。除非另有說明，這些圖中類似或?qū)?yīng)的元件可以通過類似或?qū)?yīng)的參考號進行表示。此外，本申請中的附圖和說明通常不是按照比例的，并且不旨在對應(yīng)于實際相關(guān)尺寸。圖1表示使用已知技術(shù)制造的半導(dǎo)體封裝的一個實例的橫截面視圖。如圖1中所示，半導(dǎo)體封裝100包括頂部有源管芯110以及底部有源管芯130。頂部有源管芯110包括位于基板118上的介質(zhì)層116。頂部有源管芯110包括晶體管112，它們是通過互連114相互連接的眾多晶體管的實例。如圖1中可見，互連114可以部分地布置在介質(zhì)層116內(nèi)。互連114可以進一步將晶體管112連接到硅通孔(TSV) 120上。TSV120可以延伸完全通過介質(zhì)層116以及基板118 (如圖1中所示)。雖然圖1說明了具有4個TSV120的頂部有源管芯110，在其他實施方式中，頂部有源管芯110可以包括不同數(shù)量的TSV120。另外，頂部有源管芯110還可以包 括微凸起(microbump) 122,在這個實施方式中這些微凸起連接到TSV120 上。底部有源管芯130包括位于基板138上的介質(zhì)層136。底部有源管芯130包括通過互連134相互連接的晶體管132。如圖1中可見，互連134可以部分地布置在介質(zhì)層136內(nèi)?；ミB134可以進一步將晶體管132連接到TSV140上。TSV140可以延伸完全通過介質(zhì)層136以及基板138 (如圖1中所示)。雖然圖1說明了具有4個TSV140的底部有源管芯130，在其他實施方式中，底部有源管芯130可以包括不同數(shù)量的TSV140。另外，底部有源管芯130還可以包括可以連接到TSV140上的微凸起142。此外，微凸起142將頂部有源管芯110連接到底部有源管芯130上。微凸起142能夠以電方式以及機械方式將TSV120連接到TSV140上。在圖1中，頂部有源管芯110和底部有源管芯130具有類似的尺寸和復(fù)雜度。然而，在其他實施方式中，頂部有源管芯110和底部有源管芯130可以不相似。此外，在其他實施方式中，為了討論簡潔的目的，半導(dǎo)體封裝100可以包括圖1中未顯示的其他特征。當電流流過典型地在多個金屬層中互連金屬的半導(dǎo)體管芯的信號通道時，產(chǎn)生了電磁場以及噪聲。在半導(dǎo)體封裝100中，互連114和134分別是頂部有源管芯110和底部有源管芯130信號通道的實例。在常規(guī)工作期間，流過互連134的瞬態(tài)電流生成電磁場102。在圖1中，電磁場102的電場部分以虛線箭頭形式指示，而電磁場102的磁場部分以點線橢圓形形式指示。如圖1中可見，電磁場102使互連114與134之間電磁耦合，因此產(chǎn)生電磁噪聲。由于電磁場102,電磁噪聲不令人希望地在由互連114和134傳輸?shù)男盘栔挟a(chǎn)生串擾噪聲。更具體地，由于由互連134中的電流產(chǎn)生的磁場，電磁場102在互連114中誘導(dǎo)了電流。由于由互連134產(chǎn)生的電場，電磁場102還可以使互連114與134之間電容耦合。此夕卜，由于堆疊(圖1中未顯示)內(nèi)另外的或不相鄰的管芯之間可能發(fā)生電磁耦合，串擾噪聲可能不限于頂部有源管芯110以及底部有源管芯130。即使串擾噪聲較小，信號上的串擾噪聲可能損害這些有源管芯的功能。轉(zhuǎn)到圖2，圖2表示包括屏蔽插入機構(gòu)的一個實施方式的半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖。如圖2中所示，半導(dǎo)體封裝200包括底部有源管芯230、屏蔽插入機構(gòu)250、以及頂部有源管芯210。頂部有源管芯210可以相應(yīng)于圖1中的頂部有源管芯110。底部有源管芯230可以相應(yīng)于圖1中的底部有源管芯130。頂部有源管芯210包括位于基板218上的介質(zhì)層216。頂部有源管芯210還包括通過互連214相互連 接的晶體管212。如圖2中可見，互連214可以部分地布置在介質(zhì)層216內(nèi)?；ミB214可以進一步將晶體管212連接到TSV220上。TSV220可以延伸完全通過介質(zhì)層216以及基板218 (如圖2中所示)。雖然圖2說明了具有4個TSV220的頂部有源管芯210，在其他實施方式中，頂部有源管芯210可以包括不同數(shù)量的TSV220。另外，頂部有源管芯210還包括可以連接到TSV220上的微凸起222。此外，晶體管212、互連214、介質(zhì)層216、基板218、TSV220、以及微凸起222可以分別相應(yīng)于圖1中的晶體管112、互連114、介質(zhì)層116、基板118、TSV120、以及微凸起122。底部有源管芯230包括位于基板238上的介質(zhì)層236。底部有源管芯230還包括通過互連234相互連接的晶體管232。如圖2中可見，互連234可以部分地布置在介質(zhì)層236內(nèi)。互連234可以進一步將晶體管232連接到TSV240上。TSV240可以延伸完全通過介質(zhì)層236以及基板238 (如圖2中所示)。雖然圖2說明了具有4個TSV240的底部有源管芯230，在其他實施方式中，底部有源管芯230可以包括不同數(shù)量的TSV240。另外，底部有源管芯230還包括可以連接到TSV240上的微凸起242。此外，微凸起242將屏蔽插入機構(gòu)250附連到底部有源管芯230上。微凸起242能夠以電方式以及機械方式將TSV240連接到TSV260、270以及272上。雖然在圖2中頂部有源管芯210和底部有源管芯230具有類似的尺寸和復(fù)雜度，在其他實施方式中，頂部有源管芯210和底部有源管芯230可以不相似。此外，晶體管232、互連234、介質(zhì)層236、基板238、TSV240、以及微凸起242可以分別相應(yīng)于圖1的晶體管132、互連134、介質(zhì)層136、基板138、TSV140、以及微凸起142。屏蔽插入機構(gòu)250包括位于基板258上的介質(zhì)層256。屏蔽插入機構(gòu)250進一步包括電磁屏蔽物252以及電磁屏蔽物254。在圖2中所示的實施方式中，電磁屏蔽物252連接到電磁屏蔽物252附近最外面的TSV上，即TSV 270。類似地，電磁屏蔽物254連接到電磁屏蔽物254附近最外面的TSV上，即圖2中的TSV272。電磁屏蔽物252和254可以全部地布置在介質(zhì)層256內(nèi)。如圖2中所示，在介質(zhì)層256內(nèi)電磁屏蔽物254重疊電磁屏蔽物252。在本實例中，電磁屏蔽物252和254彼此不接觸地重疊。這樣，電磁屏蔽物252和254可以連接到相應(yīng)的固定電位上。電磁屏蔽物252可以連接到Vdd電位(或者接地電位)上，而電磁屏蔽物254可以連接到接地電位(或者Vdd電位)上。[0055]圖2表不電磁屏蔽物252和254的不例性實施方式。然而，例如在其他實施方式中，電磁屏蔽物252和254可以不重疊。例如，電磁屏蔽物252和254可以具有小于圖2中所述的尺寸，使得在介質(zhì)層256內(nèi)它們不重疊。在其他實施方式中，電磁屏蔽物252和254可以彼此連接，或者另外地連接到同一個固定電位上?？蛇x地，電磁屏蔽物252和254可以連接到任何其他固定電位上。此外，在其他實施方式中，電磁屏蔽物252和254可以連接到其他TSV260、270、以及272上。然而，電磁屏蔽物252和254可以直接連接到相應(yīng)的固定電位上，或可以通過任何其他裝置進行連接，例如通過互連264和266以及微凸起262。TSV260、270、以及272可以延伸完全通過介質(zhì)層256以及基板258 (如圖2中所示)。雖然圖2說明了包括4個TSV的屏蔽插入機構(gòu)250，在其他實施方式中，屏蔽插入機構(gòu)250可以包括不同數(shù)量的TSV。屏蔽插入機構(gòu)250還包括可以分別將TSV260、270、以及272連接到TSV220上的微凸起262 (如圖2中可見)。微凸起262進一步將頂部有源管芯210附連到屏蔽插入機構(gòu)250上。還是如圖2所示，頂部有源管芯210、屏蔽插入機構(gòu)250、以及底部有源管芯230可以通過至少TSV220、260、270、272、和240、以及微凸起262和242進行電連接。在常規(guī)工作期間，流過底部有源管芯230的互連234的瞬態(tài)電流產(chǎn)生電磁場202。在圖2中，電磁場202的電場部分以虛線箭頭形式指示，而電磁場202的磁場部分以點線橢圓形指示。然而，與圖1相對比，屏蔽插入機構(gòu)250屏蔽了頂部有源管芯210的互連214避免與底部有源管芯230的互連234電磁耦合。具體地，電磁場202使互連234與電磁屏蔽物252和254，而不是與互連234電磁耦合。實際上，屏蔽插入機構(gòu)250基本上消除了電磁場202。例如，電磁場202在電磁屏蔽物252和254中而不是在互連214中誘導(dǎo)電流。電磁場202還可以使互連234與電磁屏蔽物252和254而不是與互連214之間電容耦合。然而，如圖2中可見，剩余的電磁場204仍然可以使頂部有源管芯210的互連214與底部有源管芯230的互連234電磁稱合。與圖1中電磁場102相比較，由于電磁場202電磁噪聲被顯著地降低。這樣，與不具備屏蔽插入機構(gòu)的半導(dǎo)體封裝100相比較，具有屏蔽插入機構(gòu)250的半導(dǎo)體封裝200可以有利地具有降低的電磁噪聲。進一步如圖2中可見，電磁屏蔽物252和254連接到固定電位上。通過將電磁屏蔽物252和254連接到電位上，屏蔽插入機構(gòu)250提供了去耦電容的額外優(yōu)點，這可以為電源完整性提供另外的益處。例如,在圖2中，電磁屏蔽物252連接到Vdd電位上，而電磁屏蔽物254連接到接地電位上。這樣，電磁屏蔽物252和254可以在Vdd和接地電位之間形成去耦電容。轉(zhuǎn)到圖3A和3B，圖3A和3B表示屏蔽插入機構(gòu)的一個實施方式。圖3A表示屏蔽插入機構(gòu)350的橫截面視圖，而圖3B表不屏蔽插入機構(gòu)350的俯視圖。屏蔽插入機構(gòu)350可以相應(yīng)于圖2中的屏蔽插入機構(gòu)250。具體地，介質(zhì)層356、基板358、TSV360、微凸起362、互連364、互連366、TSV370、TSV372、電磁屏蔽物352、以及電磁屏蔽物354可以分別相應(yīng)于圖2中的介質(zhì)層256、基板258、TSV260、微凸起262、互連264、互連266、TSV270、TSV272、電磁屏蔽物252、以及電磁屏蔽物254。為了簡潔的目的，屏蔽插入機構(gòu)350與屏蔽插入機構(gòu)250之間的相似處將不再進行討論。在圖3B中，基板358被 介質(zhì)層356遮蓋，并且微凸起362未顯示。此外，為了說明布置在介質(zhì)層356頂部表面的互連364和366,以及布置在介質(zhì)層356內(nèi)的電磁屏蔽物252和254,介質(zhì)層356的多個部分未顯不。電磁屏蔽物352和354是由排列成格柵的導(dǎo)電材料(例如金屬)制造的。例如，如圖3B中可見，電磁屏蔽物352包括導(dǎo)電層的柵格。類似地，電磁屏蔽物354包括導(dǎo)電層的柵格。另外如圖3A中可見，電磁屏蔽物354布置在介質(zhì)層356內(nèi)，雖然上述電磁屏蔽物352也布置在介質(zhì)層356內(nèi)。這種排布方式導(dǎo)致電磁屏蔽物354至少部分地重疊電磁屏蔽物352 (如圖3A和3B中所示)。然而，在其他實施方式中，電磁屏蔽物352和354可以采取其他形狀(例如平板)，并且還可以配置成不重疊。圖3B進一步顯示了 TSV360、370、以及372的一個實施方式。在圖3B中，屏蔽插入機構(gòu)350包括沿著屏蔽插入機構(gòu)350的外部邊緣成行排列的TSV，例如TSV370以及TSV372。屏蔽插入機構(gòu)350進一步包括遠離外部邊緣內(nèi)部成行的TSV，例如TSV360。這種TSV排布方式可以反映有源管芯(例如圖2中的頂部有源管芯210以及底部有源管芯230)的TSV排布方式。在圖3B中所示的實施方式中，互連364僅將電磁屏蔽物352沿著外部邊緣連接到TSV上，即TSV370。類似地，互連366僅將電磁屏蔽物354沿著外部邊緣連接到TSV上，即TSV372。在其他實施方式中，電磁屏蔽物352和354可以連接到其他TSV360上。在圖3A和3B中，電磁屏蔽物352和354分別直接連接到第一和第二固定電位上。然而，圖4和5表示用于電連接電磁屏蔽物的可替代的實施方式?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，圖4表示根據(jù)屏蔽插入機構(gòu)的一個實施方式的半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖。圖4說明了半導(dǎo)體封裝400，包括底部有源管芯430、位于底部有源管芯430上的屏蔽插入機構(gòu)450、以及位于屏蔽插入機構(gòu)450上的頂部有源管芯410。包括晶體管432、互連434、介質(zhì)層436、基板438、TSV440、以及微凸起442的底部有源管芯430可以分別相應(yīng)于圖2中的底部有源管芯230、晶體管232、互連234、介質(zhì)層236、基板238、TSV240、以及微凸起242。同樣地，包括晶體管412、互連414、介質(zhì)層416、基板418、TSV420、以及微凸起422的頂部有源管芯410可以分別相應(yīng)于圖2中的頂部有源管芯210、晶體管212、互連214、介質(zhì)層216、基板218、TSV220、以及微凸起222。為了簡潔的目的，頂部有源管芯410和底部有源管芯430將不再進行討論。`屏蔽插入機構(gòu)450可以相應(yīng)于圖2中的屏蔽插入機構(gòu)250。此外，電磁屏蔽物452和454、介質(zhì)層456、基板458、TSV460、微凸起462、互連464和466、以及TSV470和TSV472可以分別相應(yīng)于圖2中的電磁屏蔽物252和254、介質(zhì)層256、基板258、TSV260、微凸起262、互連264和266、以及TSV270和TSV272。為了簡潔的目的，屏蔽插入機構(gòu)450與屏蔽插入機構(gòu)250之間的相似處將不再進行討論。在圖4中說明的實施方式中，相對于頂部有源管芯410以及底部有源管芯430，屏蔽插入機構(gòu)450在大小上與屏蔽插入機構(gòu)350和250不同。如圖4中所示，屏蔽插入機構(gòu)450側(cè)向地延伸超過頂部有源管芯410以及底部有源管芯430。具體地在圖4中，屏蔽插入機構(gòu)450在兩側(cè)側(cè)向地延伸超過頂部有源管芯410以及底部有源管芯430，這不是限制性特征。TSV470和472布置在側(cè)向地延伸超過頂部有源管芯410以及底部有源管芯430的屏蔽插入機構(gòu)450的部分內(nèi)。TSV470和472分別通過互連464和466連接到電磁屏蔽物452和454上。TSV470和472未連接到底部有源管芯430的TSV440或頂部有源管芯410的TSV420上。相反地，TSV470和472連接到焊料凸起474上。如圖4中可見，焊料凸起474布置在側(cè)向地延伸超過頂部有源管芯410以及底部有源管芯430的屏蔽插入機構(gòu)450的部分的底部表面上。焊料凸起474可以連接到第一和第二固定電位上(例如Vdd或接地電位)。在圖4中，焊料凸起474是常規(guī)的焊料凸起(例如C4凸起)，這允許更容易地外部連接到半導(dǎo)體封裝400上。焊料凸起474有利地布置在有源管芯邊界外部。焊料凸起474可以提供連接到半導(dǎo)體封裝400可以附連到其上的封裝基板上(圖4中未顯示)。焊料凸起474進一步允許電磁屏蔽物452和454電連接到通過有源管芯的TSV不可使用的電位上。例如，在圖4中，沿著半導(dǎo)體封裝400的一側(cè)可以將TSV420、460、以及440連接到第一電位上，并且可以沿著另一側(cè)將TSV420、460·、以及440連接到第二電位上。然而，TSV470和472與TSV420、460、以及440電分離。因此，TSV470和472可以通過焊料凸起474將電磁屏蔽物452和454分別連接到第三和第四電位上。參考圖5，圖5表示屏蔽插入機構(gòu)的另一個實施方式的橫截面視圖。半導(dǎo)體封裝500包括底部有源管芯530、位于底部有源管芯530上的屏蔽插入機構(gòu)550、以及位于屏蔽插入機構(gòu)550上的底部有源管芯510。包括晶體管532、互連534、介質(zhì)層536、基板538、TSV540、以及微凸起542的底部有源管芯530基團分別相應(yīng)于圖2中的底部有源管芯230、晶體管232、互連234、介質(zhì)層236、基板238、TSV240、以及微凸起242。同樣地，包括晶體管512、互連514、介質(zhì)層516、基板518、TSV520、以及微凸起522的頂部有源管芯510可以分別相應(yīng)于圖2中的頂部有源管芯210、晶體管212、互連214、介質(zhì)層216、基板218、TSV220、以及微凸起222。為了簡潔的目的，頂部有源管芯510以及底部有源管芯530將不再進行討論。屏蔽插入機構(gòu)550可以相應(yīng)于圖2中的屏蔽插入機構(gòu)250。此外，電磁屏蔽物552和554、介質(zhì)層556、基板558、TSV560、微凸起562、以及互連564和566可以分別相應(yīng)于圖2中的電磁屏蔽物252和254、介質(zhì)層256、基板258、TSV260、微凸起262、以及互連264和266。為了簡潔的目的，屏蔽插入機構(gòu)450與屏蔽插入機構(gòu)250和350之間的相似處將不再進行討論。類似于圖4中的屏蔽插入機構(gòu)450，屏蔽插入機構(gòu)550在兩側(cè)側(cè)向地延伸超過頂部有源管芯510以及底部有源管芯530 (雖然側(cè)面的數(shù)量沒有限制)。此外，類似于電磁屏蔽物452和454，電磁屏蔽物552和554可以電連接到通過有源管芯的任何TSV不可使用的電位上。不同于屏蔽插入機構(gòu)450，電磁屏蔽物552和554通過線焊570和572連接到第一和第二固定電位上。如圖5中可見，線焊570和572可以外部連接到半導(dǎo)體封裝500上。例如，線焊570和572可以連接到半導(dǎo)體封裝500附連到其上的封裝基板(圖5中未顯示)上的電位上。另外，線焊570和572通過外周墊576分別連接到電磁屏蔽物552和554上。如圖5所示，線焊570和572以及外周墊576布置在有源管芯邊界外面。外周墊576位于屏蔽插入機構(gòu)550的介質(zhì)層556的頂部表面上。具體地,外周墊576布置在側(cè)向地延伸超過頂部有源管芯510以及底部有源管芯530的屏蔽插入機構(gòu)550的部分之上(如圖5所示)。線焊570和572可以連接到Vdd和/或接地電位，或者其他固定電位上。線焊570和572允許更簡單地外部連接，并且允許進一步設(shè)計靈有源。線焊570和572提供了超過由電磁屏蔽物552和554所提供的屏蔽作用的額外電磁屏蔽作用的額外的益處。如圖5中可見，通常將電磁屏蔽物552和554限制到頂部有源管芯510以及底部有源管芯530的尺寸。由于線焊570和572分別連接到與電磁屏蔽物552和554相同的固定電位上，線焊570和572提供了類似的電磁屏蔽作用。線焊570和572延伸超過電磁屏蔽物552和554，并且因此可以提供沿著半導(dǎo)體封裝500的對應(yīng)側(cè)面的電磁屏蔽作用。因此，通過將電磁屏蔽物置于堆疊的有源管芯的有源區(qū)域之間，在此公開的概念的各種實施方式有利地屏蔽有源管芯避免電磁噪聲。此外，公開的實施方式有利地能夠生產(chǎn)具有電磁屏蔽物的插入機構(gòu)。所述的實施方式公開了位于頂部有源管芯與底部有源管芯之間的屏蔽插入機構(gòu)，并且具有插入機構(gòu)介質(zhì)層、通過所述插入機構(gòu)介質(zhì)層的TSV、以及通過所述TSV連接到固定電位上的電磁屏蔽物。其結(jié)果是，本實用新型的概念有利地能夠在互相堆疊的有源管芯之間進行電磁屏蔽。
從上述說明中可以清楚的是，可以使用各種技術(shù)來實現(xiàn)本申請中所述的概念，而不偏離這些概念的范圍。此外，盡管已經(jīng)具體地參考某些實施方式說明了這些概念，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，可以在形式和詳細內(nèi)容方面進行改變，而不偏離這些概念的精神和范圍。這樣，在所有方面而言，所述的實施方式應(yīng)當認為是示例性的，而不是限制性的。還應(yīng)當理解的是本申請不限于此處所述的具體實施方式
，而是有可能進行多種重新排布、修改、以及替換，而不偏離本實用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種位于頂部有源管芯與底部有源管芯之間用于屏蔽所述頂部有源管芯以及所述底部有源管芯避免電磁噪聲的屏蔽插入機構(gòu)，所述屏 蔽插入機構(gòu)包括 插入機構(gòu)介質(zhì)層； 所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)的娃通孔TSV ； 通過所述TSV連接到固定電位上的電磁屏蔽物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽插入機構(gòu)，其中所述電磁屏蔽物包括導(dǎo)電層格柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽插入機構(gòu)，其中所述電磁屏蔽物全部地布置在所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽插入機構(gòu)，其中所述電磁屏蔽物部分地布置在所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽插入機構(gòu)，進一步包括連接到另外的固定電位的另外的電磁屏蔽物，其中所述另外的電磁屏蔽物至少部分地重疊所述電磁屏蔽物。
6.一種半導(dǎo)體封裝，包括 底部有源管芯； 位于所述底部有源管芯之上的屏蔽插入機構(gòu)； 位于所述屏蔽插入機構(gòu)之上的頂部有源管芯，所述屏蔽插入機構(gòu)用于屏蔽所述頂部有源管芯以及所述底部有源管芯避免電磁噪聲； 所述屏蔽插入機構(gòu)具有插入機構(gòu)介質(zhì)層、所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)的硅通孔TSV、以及通過所述TSV連接到固定電位上的電磁屏蔽物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝，其中所述屏蔽插入機構(gòu)側(cè)向地延伸超過所述底部有源管芯以及所述頂部有源管芯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝，其中所述屏蔽插入機構(gòu)的一部分側(cè)向地延伸超過所述底部有源管芯以及所述頂部有源管芯，所述TSV位于所述屏蔽插入機構(gòu)的所述部分內(nèi)； 所述屏蔽插入機構(gòu)進一步包括位于所述屏蔽插入機構(gòu)的所述 部分底部表面上的焊料凸起，所述焊料凸起連接到所述TSV上。
9.一種半導(dǎo)體封裝，包括 底部有源管芯； 位于所述底部有源管芯之上的屏蔽插入機構(gòu)； 位于所述屏蔽插入機構(gòu)之上的頂部有源管芯，所述屏蔽插入機構(gòu)用于屏蔽所述頂部有源管芯以及所述底部有源管芯避免電磁噪聲； 所述屏蔽插入機構(gòu)具有通過線焊連接到固定電位上的電磁屏蔽物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體封裝，其中所述屏蔽插入機構(gòu)的一部分側(cè)向地延伸超過所述底部有源管芯以及所述頂部有源管芯； 所述屏蔽插入機構(gòu)進一步包括位于所述屏蔽插入機構(gòu)的所述部分頂部表面上的外周墊，所述外周墊連接到所述電磁屏蔽物上，并且所述線焊連接到所述外周墊上。
專利摘要本實用新型涉及屏蔽插入機構(gòu)及具有集成的電磁屏蔽物的半導(dǎo)體封裝。在本實用新型中公開了位于頂部有源管芯與底部有源管芯之間用于屏蔽所述有源管芯避免電磁噪聲的屏蔽插入機構(gòu)的多種實施方式。一種實施方式包括插入機構(gòu)介質(zhì)層、所述插入機構(gòu)介質(zhì)層內(nèi)的硅通孔(TSV)、以及電磁屏蔽物。TSV將電磁屏蔽物連接到第一固定電位上。所述電磁屏蔽物可以包括側(cè)向延伸橫過屏蔽插入機構(gòu)的導(dǎo)電層格柵。所述屏蔽插入機構(gòu)還可以包括連接到另一固定電位上的另一個電磁屏蔽物。本實用新型還公開了具有集成的電磁屏蔽物的半導(dǎo)體封裝。
文檔編號H01L23/552GK202871784SQ201220504860
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者桑帕施·K·V·卡里卡蘭, 胡坤忠, 趙子群, 雷佐爾·拉赫曼·卡恩, 彼得·沃倫坎普, 陳向東 申請人:美國博通公司