嵌入有無源組件的加勁襯的制作方法
【專利說明】嵌入有無源組件的加勁襯
[0001 ] 公開領(lǐng)域
[0002]所公開的實(shí)施例涉及包括被設(shè)計(jì)成減小翹曲的加勁襯(stiffener)的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。更具體地，一些實(shí)施例針對設(shè)計(jì)有凹槽的連續(xù)或不間斷加勁襯結(jié)構(gòu)，該凹槽被設(shè)計(jì)成接納高密度電容器和/或其它無源組件，該凹槽在封裝的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯周圍形成外環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0003]常規(guī)半導(dǎo)體器件封裝包括集成電路或芯片或安裝在基板上的管芯。典型地，該管芯安裝在基板上并且互連通過本領(lǐng)域已知的線焊和/或倒裝技術(shù)來形成。在任一情形中，管芯不覆蓋基板的整個(gè)表面區(qū)域。附加組件(諸如，解耦電容器或其它無源電路元件)通常也被包括在封裝內(nèi)，典型地在管芯周圍的基板區(qū)域上，以便例如減少噪聲和管芯上的高頻瞬變。加勁襯被用來向封裝元件提供穩(wěn)定性，并且防止因熱膨脹引起的翹曲。
[0004]常規(guī)地，加勁襯是使用表面安裝技術(shù)(SMT)安裝在基板上的。加勁襯可由金屬(諸如，銅或鋁)或陶瓷材料制成。可使得加勁襯的熱膨脹(CTE)系數(shù)與基板的相匹配以便提供機(jī)械支撐并防止翹曲。
[0005]常規(guī)封裝100的示意俯視圖以及圖示描繪在圖1中解說。一個(gè)或多個(gè)管芯(共同描繪為管芯104)被安裝在基板102上?；?02可包括在管芯104周圍的外周界上的無源器件106。無源器件106和其它組件可使用SMT安裝在基板102上。加勁襯108以外環(huán)的形式圍繞基板102。加勁襯108的水平部分與基板102的表面交疊并且加勁襯108的相當(dāng)大的水平區(qū)域位于基板102的水平表面區(qū)域之外以便提供機(jī)械穩(wěn)定性。加勁襯108還可使用SMT附連或安裝在基板102上。
[0006]常規(guī)封裝100的結(jié)構(gòu)遭受許多缺點(diǎn)。加勁襯108具有較大的水平區(qū)域或厚度，其延伸超出基板102的水平區(qū)域以便滿足保護(hù)封裝組件的要求(有時(shí)大于0.5mm)。這增大了封裝的總占據(jù)面積或水平表面面積。然而，技術(shù)的發(fā)展對封裝的大小和面積的顯著減小提出了需求，這進(jìn)而對有用封裝面積(即，未被加勁襯消耗的封裝面積)強(qiáng)加了約束。高端表面安裝封裝(諸如，公知的倒裝球柵陣列(fcBGA))被進(jìn)一步看到需要較小的封裝厚度來維持薄的封裝剖面。此類技術(shù)被看到進(jìn)一步遭受對可被包括的封裝組件的限制并且還提高了封裝厚度，這是因?yàn)楫?dāng)前正被使用的常規(guī)加勁襯結(jié)構(gòu)。
[0007]—些常規(guī)辦法通過在表面安裝的加勁襯材料中創(chuàng)建孔以便為在這些孔中集成無源組件創(chuàng)造空間的方式來克服以上限制。然而，這些孔中斷了加勁襯的連續(xù)性，這降低了加勁襯在提供機(jī)械穩(wěn)定性和防止翹曲方面的有效性。此外，到加勁襯中這些孔內(nèi)形成的這些無源器件的電連接或無源組件(例如，無源器件106)的其它常規(guī)放置由于它們在基板上分散的放置而需要仔細(xì)和謹(jǐn)慎的規(guī)劃，其中要考慮最大化基板上的可用表面面積。這還影響到用于封裝的配電網(wǎng)(PDN)設(shè)計(jì)，因?yàn)榘嘿F并且往往困難的布線路徑需要被創(chuàng)建以容適無源器件的此類放置。
[0008]相應(yīng)地，需要克服與常規(guī)加勁襯結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的上述問題，以便達(dá)成不負(fù)面影響封裝大小的高質(zhì)量加勁襯結(jié)構(gòu)。
[0009]概述
[0010]示例性實(shí)施例涉及用于防止半導(dǎo)體封裝中的半導(dǎo)體基板的翹曲的系統(tǒng)和方法。相應(yīng)地，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例針對設(shè)計(jì)有凹槽的連續(xù)或不間斷加勁襯結(jié)構(gòu)，該凹槽被設(shè)計(jì)成接納高密度電容器和/或其它無源組件，該凹槽在封裝的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯周圍形成外環(huán)。
[0011 ]例如，一種示例性實(shí)施例涉及一種形成用于半導(dǎo)體封裝的加勁襯的方法，該方法包括:在加勁襯中形成凹槽;在凹槽內(nèi)嵌入無源組件；以及將具有嵌入的無源組件的加勁襯附連至基板的第一表面。
[0012]另一示例性實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體封裝，包括:基板;附連至基板的第一表面的加勁襯，其中該加勁襯包括凹槽;以及被嵌入在凹槽內(nèi)的無源組件。
[0013]又一示例性實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體封裝系統(tǒng)，包括:基板;附連至基板的第一表面的加勁襯，該加勁襯包括用于接納的裝置;以及被嵌入在用于接納的裝置內(nèi)的無源組件。
[0014]附圖簡述
[0015]給出附圖以幫助對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述，且提供附圖僅用于解說實(shí)施例而非對其進(jìn)行限定。
[0016]圖1解說了具有加勁襯的常規(guī)封裝結(jié)構(gòu)的俯視圖和側(cè)視圖。
[0017]圖2A-B分別解說了具有凹槽的示例性加勁襯結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和俯視圖。
[0018]圖3A-E描繪了與具有凹槽的示例性加勁襯結(jié)構(gòu)的形成相關(guān)的示例性組件和過程的側(cè)視圖。
[0019]圖4解說了使用示例性加勁襯形成示例性半導(dǎo)體封裝的序列的流程圖。
[0020]詳細(xì)描述
[0021]本發(fā)明的各方面在以下針對本發(fā)明具體實(shí)施例的描述和有關(guān)附圖中被公開?？梢栽O(shè)計(jì)替換實(shí)施例而不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。另外，本發(fā)明中眾所周知的元素將不被詳細(xì)描述或?qū)⒈皇∪ヒ悦鉄煕]本發(fā)明的相關(guān)細(xì)節(jié)。
[0022]措辭“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實(shí)例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何實(shí)施例不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他實(shí)施例。同樣，術(shù)語“本發(fā)明的各實(shí)施例”并不要求本發(fā)明的所有實(shí)施例都包括所討論的特征、優(yōu)點(diǎn)、或工作模式。
[0023]本文中所使用的術(shù)語僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而并不旨在限定本發(fā)明的實(shí)施例。如本文所使用的，單數(shù)形式的“一”、“某”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。還將理解，術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用時(shí)指明所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、和/或組件的存在，但并不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件和/或其群組的存在或添加。
[0024]此外，許多實(shí)施例是根據(jù)將由例如計(jì)算設(shè)備的元件執(zhí)行的動(dòng)作序列來描述的。將認(rèn)識(shí)到，本文描述的各種動(dòng)作能由專用電路(例如，專用集成電路(ASIC))、由正被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令、或由這兩者的組合來執(zhí)行。另外，本文描述的這些動(dòng)作序列可被認(rèn)為是完全體現(xiàn)在任何形式的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)，其內(nèi)存儲(chǔ)有一經(jīng)執(zhí)行就將使相關(guān)聯(lián)的處理器執(zhí)行本文所描述的功能性的相應(yīng)計(jì)算機(jī)指令集。因此，本發(fā)明的各種方面可以用數(shù)種不同形式來體現(xiàn)，所有這些形式都已被構(gòu)想落在所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的范圍內(nèi)。另外，對于本文描述的每個(gè)實(shí)施例，任何此類實(shí)施例的對應(yīng)形式可在本文中被描述為例如“被配置成執(zhí)行所描述的動(dòng)作的邏輯”。
[0025]示例性實(shí)施例涉及被設(shè)計(jì)成克服常規(guī)加勁襯的眾多缺點(diǎn)的創(chuàng)新加勁襯結(jié)構(gòu)。在此公開中，認(rèn)識(shí)到，加勁襯的有效性或質(zhì)量取決于諸如以下的各方面:加勁襯的表面面積、到基板的附連的方法、與基板的接觸面積、以及用于加勁襯的材料。
[0026]為了提供改進(jìn)的附連面積(或接觸面積)、而且防止總封裝大小增大，示例性加勁襯被形成為使得示例性加勁襯的水平表面區(qū)域被基板的水平外邊緣或邊界包含或至少限定。示例性加勁襯使用各向異性導(dǎo)電膜(ACF)或各向異性導(dǎo)電糊劑(ACP)附連至基板。如此，這克服了先前討論的使用SMT安裝在基板102上的常規(guī)加勁襯108的缺點(diǎn)。
[0027]此外，示例性加勁襯被設(shè)計(jì)有凹槽，從而加勁襯由不中斷層