br>[0095] 為了填充封裝結構10內的空的間隙，介電片材26經受使介電片材26 "熔化"和 流動的層壓工藝（特別在真空環(huán)境中，在升溫和機械壓力之下）。因此介電片材26失去它 們的膜形式并流動以填充半導體裝置12周圍和聚酰亞胺層14、16之間的任何空的空氣間 隙，這樣提供的介電密封劑24總體上保護半導體裝置12而免受周圍環(huán)境影響。
[0096] 如圖1所示，多個通路30穿過聚酰亞胺層14到達半導體裝置12的正面32而形 成。在一個實施例中，半導體裝置12是功率裝置，如在圖1，通路30也形成為到達半導體裝 置12的背面34,以滿足電和熱的需求（例如制作需要的電連接并從功率半導體裝置移除熱 量）。當正面和背面之間需要電連接時，貫通路36也穿過聚酰亞胺層14、16和介電片材26 而形成。隨后金屬互連件38形成在封裝結構10中，以在其中提供電和熱連接/路徑，互連 件38分別形成在通路30、36中，并伸出到聚酰亞胺層14、16的相對正面和背面18、20的外 面，使得封裝結構10的正面和背面18、20都包括形成在其上的互連件。根據(jù)本發(fā)明的實施 例，金屬互連件38包括"P0L互連件"，其形成為堅固的電鍍銅互連件，形成裝置12中的直 接電互連。依賴在裝置上的金屬化，在一些實施例中，濺射黏附層（鈦，鉻等）與銅可被鍍 層在其上的濺射銅晶種層一起提供。如圖1所示，金屬互連件38被圖案化并蝕刻成期望的 形狀，從而為封裝結構10提供電和熱連接。根據(jù)一個實施例，例如，金屬互連件38被圖案 化并被蝕刻以在封裝結構10的背側上（即銅墊）提供大區(qū)域熱和電連接，使得封裝結構到 散熱部的附接成為可能。
[0097] 因此提供在結構的兩側上具有金屬互連件38的封裝結構10。由于其層壓工藝，封 裝結構10能完全使半導體裝置12嵌入并因此與表面安裝技術（SMT)是兼容的，且還可以 在其上提供其它電子件的堆疊。在一個實施例中，半導體裝置12是功率裝置，封裝結構10 進一步提供雙側冷卻并且不需要對典型地用于電和熱功能性的額外的多層襯底（像DBC襯 底等），因為這種襯底完全由在裝置背側熱擴散的熱通路和大的銅墊替代。這樣在封裝中的 多層襯底的排除，在封裝結構10中的功率裝置排除了第二級組裝工藝，像焊接、底部填充 (或上部模塑）等，并使得封裝結構10具有非常小的形式因數(shù)，是高度小型化的。
[0098] 現(xiàn)在參考圖2-9，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了制造 POL封裝結構技術的工藝步驟 的細節(jié)圖。在附圖2-9中描述的技術被示出并描述了制造如附圖1示出的封裝結構10(即， 僅包括單個半導體裝置），但是公認的是描述的工藝應用于制造使多種結構的多芯片模塊 嵌入的封裝結構。
[0099] 參考圖2,封裝結構10的構建工藝從提供預金屬化介電層開始。根據(jù)本發(fā) 明的實施例，預金屬介電層包括由多個介電材料之一形成的介電層壓件或膜14,諸如 Kapton?、Ultem?、聚四氟乙烯（PTFE)、Upilex?、聚砜材料（如Udel?、Radel?:) 或另一種聚合物膜，如液晶聚合物（LCP)或聚酰亞胺材料，且其后面被稱為聚酰亞胺膜14。 銅層40被金屬化在聚酰亞胺膜14的一個表面上，銅層40具有施加在它的背面上的釋放層 42,釋放層42將額外的銅載體層44附到銅層40,以在封裝結構10的構建工藝期間提供穩(wěn) 定性。釋放層42允許在隨后的制造工藝步驟中銅載體層44隨后的移除。
[0100] 如圖2進一步所示，對準標記46被激光鉆孔，穿過聚酰亞胺膜14,并進入銅層40， 以提供半導體裝置（如管芯、MOSFET等）12在預金屬化介電層上的定位。如圖3所示，粘 接劑22被施加于聚酰亞胺膜14,以確保半導體裝置12在其上，諸如通過絲網(wǎng)印刷的應用、 滴涂或旋涂應用。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，粘接劑22可以僅在半導體裝置12定位的位 置處被施加在聚酰亞胺膜14上?？蛇x地，粘接劑22可以施加在整個聚酰亞胺膜14上?；?于粘接劑22沉積在聚酰亞胺膜14上，然后半導體裝置12使用作為定位引導件的對準標記 46定位在聚酰亞胺膜14上。然后通過固化粘接劑22而使半導體裝置12固定在聚酰亞胺 膜14上。
[0101] 參考圖4,基于半導體裝置12在預金屬化介電層14上的定位和固定，一個或多個 介電片材26被準備并隨后定位在預金屬化介電層14上和半導體裝置12周圍，應用的介電 片材26的數(shù)量基于半導體裝置12的厚度決定。如果需要多個介電片材26,為了密封半導 體裝置12,片材以堆疊布置來施加 。介電片材26由有機材料形成，如預浸材料、PCB芯材、 聚合樹脂或以預固化膜的形式的其它合適的粘接劑（以使它們能被容易堆疊），且后面通 常被稱為預浸片材26。在準備預浸片材26中，提供預浸材料的膜或面板，且在其中形成對 應于半導體裝置12位置的開口 28 (即切口）。準備的預浸片材26 (其中形成有開口 28) 然后彼此堆疊到期望的高度和厚度，使得它們完全圍繞半導體裝置12。一旦堆疊預浸片材 26,背側介電層16 (如聚酰亞胺層）被施加在預浸片材26的堆疊上，背側聚酰亞胺膜16包 括預金屬化層。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，背側聚酰亞胺膜16可被預金屬化，以便具有為 提供增加的熱功能性為目的的增加厚度的銅層48。
[0102] 在制造工藝的下個步驟，如圖5所示，為了引起預浸片材26的熔化和流動而執(zhí)行 層壓工藝。層壓工藝可在真空環(huán)境中、在升溫和機械壓力或氣壓下執(zhí)行，從而引起預浸片材 26熔化，并因此失去它們的膜形式。一旦熔化，在聚酰亞胺膜14、16之間提供的預浸材料流 動以填充半導體裝置12周圍和在封裝結構內的空的空氣間隙，并且因此可被描述成形成 密封劑24?；诜庋b結構10的冷卻，預浸材料被完全固化，并使半導體裝置12周圍變得堅 硬以密封裝置。
[0103] 如圖6所示，一旦層壓工藝完成，銅載體層44通過釋放層42從銅層40上移除。在 聚酰亞胺膜14上留下的銅層40然后被清潔而為隨后的通路形成和金屬化步驟做準備。穿 過聚酰亞胺膜14和背側聚酰亞胺膜16 (即聚酰亞胺膜和銅層）的多個通路30的形成在附 圖7中示出。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通路30可通過激光燒灼或激光鉆孔工藝、等離子蝕刻、 光照限定、或機械鉆孔工藝形成。通路30形成直到半導體裝置12上的接觸墊50 (使用對 準鉆孔看到沖模），以形成到它的電連接，在實施例中，半導體裝置12是功率裝置（如在此 的情況），通路30也形成到半導體裝置12的背側34。下到半導體裝置12上的接觸墊50 的通路30穿過聚酰亞胺膜14形成，且因此這些通路30的特征和精度能被控制在緊密約束 之內。根據(jù)一個實施例，由于它們的形成穿過預浸密封劑24,到半導體裝置12的背側34的 通路30是粗糙的特征，并不能用與到接觸墊50的通路30相同的精度形成（即限制了行距 和孔徑），預浸密封劑24具有纖維或其它包含物，盡管公認的是在一些實施例中，到裝置12 的背側34的通路30可僅僅穿過聚酰亞胺膜16而形成。除了下到半導體裝置12形成的通 路30,貫通路36被鉆通而穿過整個構建（即穿過聚酰亞胺膜14、16和預浸密封劑24)。
[0104] -旦通路30、36形成下到半導體裝置12并穿過封裝構建，且在完成通路的清潔 (諸如通過反應離子蝕刻（RIE)des〇〇t工藝）時，如果期望，如圖8所示，然后金屬互連件38 被形成在封裝結構中。根據(jù)一個實施例，金屬互連件38被形成為POL互連件，POL互連件 通過無電鍍層或電鍍形成，盡管公認的是其它金屬沉積方法（如濺射）也可以使用。例如， 鈦或鈀粘接層和銅晶種層可以首先通過濺射或無電鍍層工藝被形成在通路30、36中，隨后 在封裝結構的正面和背面18、20上都通過電鍍工藝填充通路和增加銅的厚度（即"構建"） 到期望的水平。如圖9所示，然后接著在施加的銅上依次執(zhí)行圖案化和蝕刻，以形成具有期 望形狀的POL互連件38。雖然應用連續(xù)銅層并隨后為形成互連件38的連續(xù)銅層的圖案化 和蝕刻被示出在圖8和9中，但公認的是，可代替為執(zhí)行互連件38的圖案化和鍍層經由半 增加鍍層工藝以形成互連件38。
[0105] 因此，形成了在結構的兩側都提供互連的完整封裝結構10。封裝結構10是SMT兼 容的且提供MSL性能、機械強度、雙側冷卻和低材料成本，全部具有非常小的形式因數(shù)，從 而允許產生高度小型化的封裝結構10。
[0106] 現(xiàn)在參考圖10-16,根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供制造 POL封裝結構的另一種 技術的工藝步驟的細節(jié)圖。為了制造圖1中所示的封裝結構1〇(即包括僅單個半導體裝 置），圖2-9描述的技術再次示出且描述，然而，再一次認為，所描述的工藝可應用于制造嵌 入各種配置的多芯片模塊的封裝結構。
[0107] 參考圖10,封裝結構的構建工藝以介電層14的提供開始，諸如聚酰亞胺層壓件或 膜。盡管沒有示出，聚酰亞胺膜14可定位在框架或面板結構上，以在封裝結構的構建工藝 期間提供穩(wěn)定性。對準標記52被形成（通過激光切割或其他方法）在聚酰亞胺膜14內， 以提供半導體裝置（例如管芯）在聚酰亞胺膜上順序的精確定位。如圖11所示，粘接劑22 施加在聚酰亞胺膜14上，以固定其上的半導體裝置，如通過絲網(wǎng)印刷應用、滴涂或旋涂應 用。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，粘接劑22可被施加在聚酰亞胺膜14上僅僅半導體裝置12 設置的位置?？蛇x地，粘接劑22可施加到整個聚酰亞胺膜14上。一旦在聚酰亞胺膜14上 沉積粘接劑22,半導體裝置12然后使用作為定位引導件的對準標記52定位在聚酰亞胺膜 上。半導體裝置12然后通過固化粘接劑22而固定到聚酰亞胺膜14上。
[0108] 現(xiàn)在參考圖12,半導體裝置12在聚酰亞胺膜14上一旦定位和固定，準備一個或 多個介電片材26,并隨后設置在聚酰亞胺膜14上和半導體裝置12周圍，所應用的介電片 材26的數(shù)量根據(jù)半導體裝置12的厚度決定。如果需要多個介電片材26,為了密封半導體 裝置12,片材被提供在堆疊布置中。片材26典型地由處于其預固化形式（如它們可易于堆 疊）的低濕氣吸收有機材料形成，諸如預浸材料、PCB芯材、聚合樹脂或其它合適的粘接劑， 且此后通常稱為預浸片材26。在準備預浸片材26中，提供預浸材料的膜或面板且對應于半 導體裝置12的位置的開口 28 (