專利名稱：用于半導體芯片、多芯片模塊和衍生產(chǎn)品的遠程真實性檢驗的無線通信裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及無線通信裝置，且明確地說，本發(fā)明涉及嵌入到半導體封裝中的無線
通f曰裝直ο
背景技術(shù)：
消費型電子產(chǎn)品可使用用以存儲產(chǎn)品身份或其它產(chǎn)品信息的電子跟蹤裝置或電子標簽來標記，以允許在制造過程中或在供應和經(jīng)銷鏈中跟蹤所述產(chǎn)品。當電子標簽在通信射程內(nèi)時，電子讀取器(通信器)以電子學方式讀取所述標簽。射頻識別(RFID)技術(shù)是一種電子跟蹤技術(shù)，其通常用以跟蹤產(chǎn)品及其移動。RFID 標簽包含無線收發(fā)器裝置和天線，以使得當將讀取器帶到標簽的通信射程內(nèi)時，能夠在 RFID標簽與RFID讀取器之間進行射頻(RF)通信。RFID收發(fā)器裝置包括用于存儲身份或產(chǎn)品信息的存儲元件，以及用以接收傳入信號、產(chǎn)生響應信號且發(fā)射響應信號的電路。當將RFID標簽粘附于電子產(chǎn)品時，RFID標簽通常容易受到竄改。舉例來說，如果僅將RFID標簽放置于底盤上或甚至放置于電子產(chǎn)品的內(nèi)部印刷電路板上，那么可移除
4RFID標簽以阻止對所述產(chǎn)品的跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種用于跟蹤身份或識別信息的無線標簽包含柔性薄膜襯底；天線結(jié)構(gòu)，其形成于所述柔性薄膜襯底上；以及無線元件，其包含形成于一個或一個以上集成電路芯片上的無線收發(fā)器和存儲器電路。所述一個或一個以上集成電路芯片粘附到所述柔性襯底且電連接到所述天線結(jié)構(gòu)，且所述存儲器電路上至少存儲有身份或識別信息。所述無線收發(fā)器與所述天線結(jié)構(gòu)聯(lián)合操作，以使得能夠經(jīng)由無線通信來存取存儲在所述存儲器電路中的所述信息。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述用于將無線標簽嵌入各種類型的半導體封裝中的方
法。 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種用于為多芯片封裝(MCP)模塊或形成于所述 MCP模塊的多芯片封裝(MCP)基座上的一個或一個以上集成電路提供身份跟蹤和驗證的方法，所述方法包括提供無線標簽，其包括無線元件，所述無線元件包含形成于一個或一個以上集成電路上的無線收發(fā)器和存儲器電路，其中所述無線元件粘附到上面形成有天線的柔性襯底，且所述無線元件電連接到所述天線，且所述存儲器電路上至少存儲有身份或識別信息，且其中所述無線收發(fā)器與所述天線結(jié)構(gòu)聯(lián)合操作，以使得能夠經(jīng)由無線通信來存取存儲在所述存儲器電路中的所述信息；將所述無線標簽粘附到所述MCP模塊的所述MCP 基座；以及用封入所述MCP模塊中的所述無線標簽和所述一個或一個以上集成電路來完成所述MCP模塊。


圖1(a)和圖1(b)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線通信裝置(也稱為“無線標簽”)的橫截面圖和透視圖。圖2說明根據(jù)本發(fā)明實施例的可用于將無線標簽嵌入到半導體封裝中的不同嵌入方法。圖3 (a)和圖3 (b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到塑料包封半導體封裝中的兩種方法。圖4(a)和圖4(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到用蓋子密封的半導體封裝中的兩種方法。圖5(a)和圖5(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到包封半導體封裝的包封材料中的兩種方法。圖6(a)和圖6(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到用蓋子密封的半導體封裝的填充物絕緣體材料中的兩種方法。圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的并入有無線標簽的MCP基座的示意圖。圖8 (a)到圖8(d)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到用蓋子密封的半導體封裝中的方法。圖9說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于將無線標簽嵌入到芯片級封裝上的方法。圖10(a)和圖10(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到穿硅通孔(TSV) 3D半導體封裝上的兩種方法。圖11 (a)和圖11 (b)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用配置為兩個集成電路芯片的無線元件來實施的無線標簽的俯視圖和橫截面圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種無線通信裝置包含無線收發(fā)器、存儲器和天線，所述無線收發(fā)器、存儲器和天線全部形成于柔性薄膜襯底上，將所述無線通信裝置插入微電子裝置的封裝材料中以實施對微電子裝置和/或并入有此微電子裝置的衍生電子系統(tǒng)的跟蹤和驗證功能。在一些實施例中，所述無線通信裝置存儲微電子裝置和/或并入有所述微電子裝置的衍生系統(tǒng)產(chǎn)品的身份或其它識別信息。以此方式，同一無線通信裝置可用以跟蹤和驗證微電子裝置以及并入有所述微電子裝置的衍生系統(tǒng)產(chǎn)品。更具體地說，當無線通信裝置進入無線讀取器的通信范圍內(nèi)時，所述讀取器可存取存儲在無線通信裝置的存儲器中的信息。舉例來說，可存取存儲在存儲器中的信息以便讀出或更改所存儲的信息。本發(fā)明的無線通信裝置可容易適于在多種半導體封裝類型中使用，以允許以低成本和簡單的制造步驟來實施跟蹤和驗證功能。此外，通過將無線通信裝置嵌入微電子裝置的封裝中，保護了無線通信裝置免于被篡改，從而進一步確保微電子裝置和/或其衍生系統(tǒng)產(chǎn)品的真實性。在本發(fā)明的實施例中，微電子裝置包含含有單個集成電路芯片或多個集成電路芯片的半導體封裝。所述半導體封裝可由各種材料形成，包含塑料、陶瓷和其它半導體封裝材料。收納兩個或兩個以上集成電路(芯片)的半導體封裝有時稱為多芯片封裝(MCP)或 MCP模塊或者多芯片模塊(MCM)。其中可嵌入本發(fā)明的無線通信裝置的半導體封裝的實例包含塑料球柵陣列(PBGA)封裝、陶瓷球柵陣列(CBGA)封裝、焊盤柵格陣列(LGA)封裝、塑料方型扁平封裝(PQFP)、低型面方型扁平封裝(LQFP)和其它半導體封裝。在本描述中，術(shù)語“半導體封裝”指代單芯片封裝或多芯片封裝(MCP)。無線通信裝置在本發(fā)明的實施例中，也稱為“無線標簽”的無線通信裝置是預先形成或制造為用于嵌入到半導體封裝中的獨立元件。圖1 (a)和圖1 (b)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線通信裝置(“無線標簽”)的橫截面圖和透視圖。參看圖1(a)和圖1(b)，無線標簽10包含無線收發(fā)器和存儲器，共同稱為無線元件12，無線元件12是作為單個集成電路芯片而形成。在本描述中，無線元件指代無線收發(fā)器電路與存儲器電路的組合，且可作為一個或一個以上集成電路芯片而形成，如下文將更詳細描述。無線元件12和金屬天線結(jié)構(gòu)14形成于柔性薄膜襯底16 ( “柔性襯底”) 上。在本實施例中，無線元件12是附接到天線結(jié)構(gòu)14的倒裝芯片。在一個實施例中，無線天線12是使用回熔的焊料凸塊粘附到天線結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，柔性襯底16由聚合物膜形成。此聚合物膜的實例包含(但不限于)聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、卡普頓(Kapton)、聚酰亞胺或瑪拉柔性聚合物膜。在一些實施例中，金屬天線結(jié)構(gòu)14是使用單層金屬膜來形成，或使用具有作為隔離物的夾層電介質(zhì)膜和用以橋接不同金屬層的互連通孔的多層金屬結(jié)構(gòu)來形成。金屬膜和電介質(zhì)膜可使用濺鍍沉積、蒸發(fā)鍍覆、電鍍、層壓或印刷或者其它沉積方法來形成。在一個實施例中，通過將金屬膜沉積到借助光致抗蝕劑(或等效材料)預先形成的圖案中來形成天線結(jié)構(gòu)。在另一實施例中，通過在襯底上沉積金屬層且使用光致抗蝕劑圖案化或遮蔽所述金屬層來形成天線結(jié)構(gòu)。接著可使用蝕刻技術(shù)來處理經(jīng)遮蔽的金屬層，所述蝕刻技術(shù)包含濕式金屬蝕刻或干式金屬蝕刻或兩者的組合。在一些實施例中，在金屬天線結(jié)構(gòu)14上形成鈍化電介質(zhì)層18以保護所制造的天線結(jié)構(gòu)。然而，鈍化電介質(zhì)層18是任選的，且在本發(fā)明的其它實施例中可省略。上述金屬天線制造方法僅是說明性的，且既定不是限制性的。可使用其它用于形成金屬天線的制造方法。在本實施例中，借助于如圖1 (a)和圖1 (b)所示的倒裝芯片附接將無線標簽10的無線元件12粘附到金屬天線結(jié)構(gòu)14的接觸墊。倒裝芯片附接可使用多種技術(shù)來完成，包含各向異性導電粘合劑(ACA)、導電墨水、導電膏、金凸塊、焊料凸塊或由低熔點金屬或合金形成的其它凸塊。在一些實施例中，可應用底層填充物和/或滴膠封裝材料以進一步增強無線元件與天線接觸墊之間的導電接點處的機械接合完整性。在其它實施例中，可使用其它用于將無線元件12粘附到天線結(jié)構(gòu)14的方法。倒裝芯片附接的使用僅是說明性的，且既定不是限制性的。如此形成后，實現(xiàn)獨立的無線標簽10，其可嵌入到半導體封裝中以實現(xiàn)跟蹤和驗證功能?？蓪㈩A先形成的無線標簽插入到塑料半導體封裝的塑料模制材料中或插入到用蓋密封的半導體封裝的封裝腔中。為了將無線標簽并入到半導體封裝中，無線標簽通常不大于且不厚于半導體封裝的尺寸。在上述實施例中，單個集成電路(無線元件12)在單個集成電路上收納無線收發(fā)器和存儲器兩者。在其它實施例中，無線收發(fā)器和存儲器電路可作為兩個或兩個以上集成電路(芯片)而形成，所有所述集成電路在襯底上互連以形成無線標簽。無線標簽的無線收發(fā)器和存儲器的確切集成程度對于本發(fā)明的實踐來說并不關鍵。在本描述中，術(shù)語“無線元件”指代形成于一個或一個以上集成電路(即，一個或一個以上芯片)中的無線收發(fā)器電路和存儲器電路的組合。圖11(a)和圖11(b)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用配置為兩個集成電路芯片的無線元件來實施的無線標簽的俯視圖和橫截面圖。參看圖11(a)和圖11(b)，無線標簽 200包含形成為兩個集成電路芯片的無源元件212，以及形成于柔性薄膜襯底216(“柔性襯底”)上的金屬天線結(jié)構(gòu)214。在本實施例中，無線元件212包含無線收發(fā)器集成電路211 和存儲器集成電路215。無線收發(fā)器IC 211和存儲器IC 215通過形成于柔性襯底216上的金屬互連件213而互連。在一些實施例中，金屬互連件213和金屬天線214可使用相同的金屬沉積方法來形成，包含蒸發(fā)鍍覆方法、濺鍍沉積方法、電解沉積方法、電化學沉積方法或通過薄金屬箔層壓。在本實施例中，無線收發(fā)器IC 211是附接到天線結(jié)構(gòu)214的倒裝芯片，且存儲器IC 215是附接到金屬互連件213的倒裝芯片，如圖11(b)的橫截面中所示。 此外，在本實施例中，使用焊料凸塊218來實現(xiàn)倒裝芯片附接。在其它實施例中，可使用各向異性導電粘合劑(ACA)來實現(xiàn)倒裝芯片附接。在一些實施例中，可使用底部填充物材料來緊固焊料凸塊接點。底部填充物材料可為聚合物材料、具有無機填充物的聚合復合物或環(huán)氧樹脂中的一者。此外，在上述實施例中，形成無線元件的集成電路是附接到柔性襯底的倒裝芯片。 在其它實施例中，無線元件的集成電路可通過其它接合和電連接技術(shù)(包含線接合)連接
7到柔性襯底、天線和金屬互連件(如果存在)。在一些實施例中，使用裸片附接將無線元件的集成電路附接到襯底，且接著將集成電路線接合到天線和金屬互連件(如果存在)。在一些實施例中，可應用滴膠封裝材料或合適的聚合物(例如環(huán)氧樹脂或硅酮)來保護線接合。在本發(fā)明的實施例中，無線通信裝置至少將微電子裝置的身份或識別信息存儲在無線標簽的無線元件的存儲器中。在其它實施例中，無線通信裝置至少將并入有微電子裝置的衍生系統(tǒng)產(chǎn)品的身份或識別信息存儲在無線標簽的無線元件的存儲器中。在本描述中，微電子裝置的“身份”或“識別信息”包含微電子裝置的識別號、零件號、型號、型號名稱、 商標名稱、制造商、標志設計以及生產(chǎn)和/或經(jīng)銷歷史。此外，身份或識別信息可包含用以響應于來自無線讀取器或其它系統(tǒng)的詢問而產(chǎn)生身份代碼的軟件代碼或算法。在本發(fā)明的實施例中，識別信息的數(shù)據(jù)格式包含隨機或序列數(shù)字編號或字符、標志標記、圖形符號、2D 圖形碼或這些格式的任何多元排列。也可使用當前已知或有待開發(fā)的其它編碼或算法方法。在替代實施例中，通過使用加密或軟件密鑰或者目前已知或有待開發(fā)的其它可行安全保護方法來保護存儲在無線元件中的身份或識別信息。而且，在本實施例中，無線通信裝置能夠使用當前已知或有待開發(fā)的無線通信技術(shù)中的一者或一者以上來進行無線通信。舉例來說，在一個實施例中，無線通信裝置通過射頻(RF)通信(例如基于RFID (射頻識別)技術(shù))或無線局域網(wǎng)通信技術(shù)(例如Wi-Fi技術(shù))來實施無線通信。在另一實施例中，無線通信裝置使用藍牙無線電技術(shù)。藍牙無線電技術(shù)是用于數(shù)據(jù)和話音的短程無線通信的開放規(guī)范，其在2. 4千兆赫(GHz)下的無許可的工業(yè)、科學、醫(yī)療(ISM)頻帶中操作?？倲?shù)據(jù)速率可為1兆位/秒(Mb/s)。在又一實施例中，無線通信裝置使用紫蜂(ZigBee)通信技術(shù)。紫蜂是利用低成本、低功率、無線網(wǎng)狀聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的無線控制技術(shù)，其在控制和監(jiān)視應用中尤其有用。在又一實施例中，無線通信裝置使用WiMAX通信。用于將無線標簽嵌入半導體封裝中的方法根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述用于將無線標簽嵌入各種類型的半導體封裝中的方法。圖2說明根據(jù)本發(fā)明實施例的可用以將無線標簽嵌入到半導體封裝中的不同嵌入方法。參看圖2，首先提供經(jīng)預先形成的無線標簽。所述無線標簽包含全部形成于襯底上的無線收發(fā)器、存儲器和天線。統(tǒng)稱為“無線元件”的無線收發(fā)器和存儲器可形成于一個或一個以上集成電路上。在一些實施例中，無線標簽形成于柔性襯底上且如上文參看圖1 (a)和圖1 (b)以及圖11(a)和圖11(b)所描述而構(gòu)造。在其它實施例中，除了在薄剛性襯底上形成無線收發(fā)器、存儲器和天線以外，可以與上文所述相同的方式構(gòu)造無線標簽。舉例來說，所述薄剛性襯底可由包含玻璃或陶瓷的氧化物材料形成。所述薄剛性襯底還可使用例如具有玻璃纖維的FR4等復合材料形成。在一些實施例中，所述薄剛性襯底具有小于1密爾到幾密爾的厚度。在如此提供無線標簽的情況下，接著可取決于封裝類型和其它要求，使用各種嵌入方法中的一種將無線標簽嵌入到半導體封裝中。在一個實施例中，將無線標簽粘附到收納于半導體封裝中的集成電路(“ IC芯片”) 的頂部表面(方法21)。所述半導體封裝可為包封IC芯片的塑料封裝或?qū)C芯片收納于封裝腔中的陶瓷封裝。在另一實施例中，將無線標簽嵌入塑料半導體封裝的塑料模制化合物中(方法 22)。在又一實施例中，將無線標簽嵌入用以填充用蓋密封的半導體封裝的封裝腔的填充物絕緣體材料中(方法23)。在另一實施例中，半導體封裝是包含多層互連襯底的多芯片封裝(MCP)。因此，將無線標簽粘附到MCP封裝的多層互連襯底(方法24)。在另一實施例中，將無線標簽粘附到用蓋密封的半導體封裝的封裝蓋的內(nèi)側(cè)(方法 25)。在又一實施例中，將無線標簽粘附且包封到芯片級封裝(CSP)上(方法26)。在另一實施例中，將無線標簽粘附到穿硅通孔(TSV)三維(3D)半導體封裝(方法 27)。下文將更詳細地描述圖2所示的嵌入方法。雖然圖2說明各種嵌入方法，但圖2 僅是說明性的，且既定不是限制性的。用于各種封裝類型的其它嵌入方法是可能的。將無線標簽粘附到IC芯片的頂部表面在本發(fā)明的實施例中，通過粘附到收納于半導體封裝中的集成電路芯片(IC芯片)的暴露頂部表面來將無線標簽嵌入半導體封裝中。無線標簽完全封入且包含于半導體封裝的封裝材料內(nèi)。在這些實施例中，形成于柔性襯底上的無線標簽是優(yōu)選的。圖3 (a)和圖3 (b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到塑料包封半導體封裝中的兩種方法。更具體地說，可以兩個定向中的一者將無線標簽粘附到IC芯片表面無線元件向上(圖3(a))或無線元件向下(圖3(b))。首先，如圖3(a)所示，在收納IC芯片 32的塑料包封半導體封裝30中，以無線元件向上定向?qū)o線標簽10粘附到IC芯片32的暴露頂部表面。也就是說，無線標簽10的無線元件12背對IC芯片32，且通過柔性襯底16 將無線標簽10粘附到IC芯片32。其次，如圖3(b)所示，以無線元件向下定向?qū)o線標簽 10粘附到IC芯片32的暴露頂部表面。也就是說，無線標簽10的無線元件12面朝IC芯片32，且通過無線元件12將無線標簽10粘附到IC芯片32。對于粘附定向中的任一者，半導體封裝30的線接合34在無線標簽粘附之前應電絕緣和/或機械緊固。在將無線標簽粘附到IC芯片32之后，可通過使用例如環(huán)氧樹脂或適當塑料等包封劑36包封封裝結(jié)構(gòu)來完成半導體封裝30。以此方式，無線標簽10與IC芯片32 —起包封于包封劑材料36中。圖 4(a)和圖4(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到用蓋密封的半導體封裝中的兩種方法。在圖4(a)和圖4(b)所示的實施例中，IC芯片42收納于用蓋密封的半導體封裝 40的封裝腔中，且通過倒裝芯片附接而粘附到封裝焊接墊。因此，IC芯片42的面向封裝蓋 47的表面“頂部表面”現(xiàn)在是IC芯片的背面。在一些情況下，半導體封裝40可使用底部填充物材料43，其施加于IC芯片42的焊料接點或凸塊接點與封裝焊接墊之間。底部填充物材料43的使用是任選的。對于倒裝芯片附接的半導體封裝40，可以無線元件向上定向?qū)o線標簽10粘附到IC芯片42的背面，其中無線標簽10的柔性襯底粘附到IC芯片42的背面，如圖4(a)所示?；蛘?，可以無線元件向下定向?qū)o線標簽10粘附到IC芯片42的背面，其中無線標簽 10的無線元件粘附到IC芯片42的背面，如圖4(b)所示。
在一些實施例中，在將無線標簽粘附到IC芯片42的背面之后，可在蓋密封過程之前用保護層45包封無線標簽10。保護層45可選自滴膠封裝材料、熱界面材料2 (TIM2)、環(huán)氧樹脂和硅酮包封劑材料中的一者。在本發(fā)明的實施例中，封裝蓋47可為塑料蓋、陶瓷蓋、 金屬蓋、玻璃蓋或其它類型的封裝蓋。 在本發(fā)明的實施例中，使用環(huán)氧樹脂粘合或其它等效粘合材料將無線標簽粘附到 IC芯片。在一些實施例中，可使用例如基于環(huán)氧樹脂的粘合劑、基于聚酰亞胺的粘合劑、基于硅酮的粘合劑或滴膠封裝材料等非導電聚合物粘合劑將無線標簽粘附到IC芯片。在上述實施例中，半導體封裝30、40展示為僅收納單個IC芯片。在其它實施例中，還可將嵌入方法應用于收納兩個或兩個以上集成電路的半導體封裝，例如多芯片封裝 (MCP)。在所述情況下，可將無線標簽粘附到多芯片封裝的選定IC芯片的頂部表面。選定 IC芯片可通過線接合或通過倒裝芯片附接而電連接到封裝引線框。此外，可使用無線元件向上或無線元件向下定向?qū)o線標簽粘附到選定IC芯片的頂部表面。此外，在上述實施例中，將用蓋密封的半導體封裝40說明為具有附接有倒裝芯片的集成電路。在其它實施例中，可以類似于包封封裝30的方式，在集成電路面向上的情況下且使用線接合作為到封裝引線框的互連件來形成用蓋密封的半導體封裝。在所述情況下，可使用無線元件向上或無線元件向下定向?qū)o線標簽粘附到選定IC芯片的頂部表面。 此外，對于粘附定向中的任一者，半導體封裝的線接合在無線標簽粘附之前應電絕緣和/ 或機械緊固。在一些實施例中，用蓋密封的半導體封裝的線接合涂覆有保護聚合物以確保與無線標簽的電絕緣。在一個實施例中，線接合涂覆有選自環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、硅酮和滴膠封裝材料的材料。將無線標簽嵌入模制化合物中在本發(fā)明的實施例中，將預先形成的無線標簽嵌入包封半導體封裝的模制化合物中。以此方式，無線標簽完全封入且包含于半導體封裝的包封劑材料的內(nèi)。在這些實施例中，可使用形成于柔性襯底或薄剛性襯底上的無線標簽。圖5(a)和圖5(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到包封半導體封裝的包封材料中的兩種方法。更具體地說，可以兩個定向中的一者將無線標簽嵌入半導體封裝的包封劑中無線元件向上(圖5(a))或無線元件向下(圖5(b))。參看圖5(a)和圖5(b)， 包封半導體封裝50收納IC芯片52。在一個實施例中，使用塑料包封劑56來包封半導體封裝50，塑料包封劑56也稱為使用模制工藝形成的塑料模制化合物。在一個實施例中，在模制工藝完成之前將無線標簽10插入半導體封裝中。舉例來說，可進行模制工藝直到模制化合物的第一部分56a形成為止，接著將無線標簽10放置于第一部分56a上，且模制工藝繼續(xù)完成模制化合物的最終部分56b?？稍跓o線元件面向上(圖5(a))的情況下或在無線元件面向下(圖5(b))的情況下插入無線標簽10。以此方式，無線標簽10完全隱藏地并入到半導體封裝50中且從封裝的外部完全不可見。在一個實施例中，將無線標簽10放置在模制化合物的第一部分56a上，且使用粘合劑粘附到第一部分56a。以此方式，將無線標簽10 機械緊固到模制化合物，之后模制工藝繼續(xù)。在上述實施例中，將半導體封裝50展示為僅收納單個IC芯片。在其它實施例中， 所述嵌入方法也可應用于收納兩個或兩個以上集成電路的半導體封裝，例如多芯片封裝(MCP)。在此情況下，以與圖5(a)和圖5(b)所示相同的方式將無線標簽嵌入用于包封MCP 的模制化合物中。此外，可使用無線元件向上或無線元件向下定向來嵌入無線標簽。將無線標簽嵌入填充物絕緣體材料中在本發(fā)明的實施例中，將預先形成的無線標簽嵌入用蓋密封的半導體封裝的填充物絕緣體材料中。以此方式，無線標簽被完全封入且包含在半導體封裝的填充物材料內(nèi)。 在這些實施例中，可使用形成于柔性襯底或薄剛性襯底上的無線標簽。圖6(a)和圖6(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到用蓋密封的半導體封裝的填充物絕緣體材料中的兩種方法。更具體地說，可以兩個定向中的一者將無線標簽嵌入半導體封裝的填充物絕緣體材料中無線元件向上(圖6(a))或無線元件向下(圖 6(b))。參看圖6(a)和圖6(b)，用蓋密封的半導體封裝60使用倒裝芯片附接將IC芯片62 收納在封裝腔中。在一個實施例中，用填充物絕緣體材料66填充半導體封裝60的腔。在一些實施例中，填充物絕緣體材料66為選自滴膠封裝材料、熱界面材料2 (THC)、硅酮凝膠或其它合適包封劑的材料。在一個實施例中，在腔填充過程完成之前，將無線標簽10插入到半導體封裝中。 舉例來說，可進行腔填充過程，直到封裝腔中形成填充物材料的第一部分66a為止，接著將無線標簽10放置在填充物材料的第一部分上，且腔填充過程繼續(xù)完成填充物材料的最終部分66b?？稍跓o線元件面向上(圖6(a))或無線元件面向下(圖6(b))的情況下插入無線標簽10。以此方式，將無線標簽10完全封閉地并入半導體封裝60中。在一些實施例中， 封裝腔可不完全以填充物材料填充。在一個實施例中，將無線標簽10放置于填充物材料的第一部分66a上，且使用粘合劑粘附到第一部分66a。以此方式，在填充過程繼續(xù)之前，以機械方式將無線標簽10緊固到填充物材料。將無線標簽粘附在MCP襯底上在本發(fā)明的實施例中，通過將無線標簽粘附到MCP基座來將無線標簽嵌入收納兩個或兩個以上IC芯片的多芯片封裝(MCP)中。在本描述中，“多芯片封裝”或“MCP”指代一種封裝配置，其含有收納于半導體封裝(最經(jīng)常是標準單芯片封裝)中的兩個或兩個以上集成電路(IC)芯片或裸片，使得MCP 看似好像所述MCP的所有IC芯片均集成且封裝為單個裸片。為了更詳細描述MCP，在一些 MCP封裝中，IC芯片電連接到多層互連襯底，所述襯底上形成有位于IC芯片之間的互連件。 多層互連襯底可形成為層壓物(例如印刷電路板)，或使用陶瓷或硅或玻璃來形成。IC芯片可通過線接合或通過倒裝芯片接合或焊料凸塊或金凸塊或到多層互連襯底上預先形成的接合墊的導電粘合劑接合而連接到多層互連襯底。在其它情況下，用通過線接合和互連件形成的裸片間連接將IC芯片附接到裸片焊盤?？赏ㄟ^用于個別IC芯片的單獨裸片墊將 IC芯片附接到單個裸片焊盤或附接到“拼合墊”裸片焊盤。在本描述中，裸片焊盤和上面附接IC芯片的多層互連襯底統(tǒng)稱為“MCP基座”。MCP可由包封劑保護或未被包封。當被包封時，包封劑可為聚合物模制化合物或等效聚合物。MCP可使用陶瓷封裝體、塑料封裝體或金屬封裝體來形成。在本描述中，“MCP” 封裝體指代其中形成MCP基座、與互連件相關聯(lián)的引線框或接合墊和外部引線(球體或引腳)的外殼。 當MCP基座是多層互連襯底時，裸片電連接到形成于MCP基座中的金屬互連件，所
11述金屬互連件實現(xiàn)高密度裸片到裸片布線。IC芯片可通過線接合或通過倒裝芯片接合或焊料凸塊或金凸塊或到MCP基座上預先形成的接合墊的導電粘合劑接合而電連接到MCP基座。在一些情況下，對于極為簡單的MCP配置，可使用接合電線而不是使用多層互連襯底在 MCP封裝體內(nèi)實施裸片到裸片布線。MCP如 同所有芯片均集成到單個裸片中且如此封裝那樣操作，因為相同的形狀因子和占據(jù)面積得以保持以促進后續(xù)的板組裝操作。MCP還可并入有鈍化組件的使用。MCP的完成形式常被稱為“MCP或MCM模塊”且可呈多種封裝形式，例如塑料方型扁平封裝(PQFP) 或塑料球柵陣列(BGA)多芯片封裝，或陶瓷BGA封裝或板上芯片(COB)多芯片封裝或者其它適當?shù)陌雽w封裝形式。在本描述中，“MCP”或“MCP模塊”或“MCM模塊”指代收納MCP 基座且包含形成于其上的兩個或兩個以上集成電路芯片的經(jīng)包封或未包封IC封裝，其中集成電路芯片可電互連或可不電互連。圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的并入有無線標簽的MCP基座的示意圖。參看圖7， MCP基座70包含形成于其上的多個IC芯片，例如IC芯片72。將包含粘附到天線結(jié)構(gòu)的無線元件(天線結(jié)構(gòu)和無線元件全部形成于柔性襯底上)的無線標簽10插入MCP模塊中或粘附到MCP基座。在一個實施例中，如上所述將無線標簽10插入MCP模塊的用以包封MCP 基座的包封材料中。用于MCP的包封材料可包含塑料模制化合物或填充物材料，例如熱界面材料2 (TIM2)。以不干擾形成于MCP基座上或MCP模塊的引線框上的任何互連的方式插入或粘附無線標簽10。在另一實施例中，如圖7所示，在包封過程(如果存在)之前，將無線標簽10粘附到MCP基座70。在一些實施例中，使用例如環(huán)氧樹脂粘合或等效粘合工藝等粘合方法將無線標簽粘附到MCP基座70。接著，通過包封或通過用蓋密封來完成MCP半導體封裝。以此方式，無線標簽完全包含于MCP模塊內(nèi)。在一個實施例中，無線標簽10至少存儲MCP模塊或MCP模塊的指定集成電路或 MCP模塊的一個或一個以上集成電路的身份或識別信息。以此方式，無線標簽10可用以跟蹤和驗證MCP模塊或MCP模塊中的一個或一個以上集成電路以及并入有MCP的衍生系統(tǒng)?？赏ㄟ^無線讀取器來存取存儲在無線標簽10中的信息?；蛘撸赏ㄟ^形成于MCP 基座70上的收發(fā)器(未圖示)無線地存取存儲在無線標簽10中的信息。MCP模塊的指定 IC芯片72可接著通過收發(fā)器來存取檢索到的信息，且IC芯片72可使用MCP模塊的通信功能通過有線或無線網(wǎng)絡來傳送檢索到的信息。在上述實施例中，將MCP模塊展示為并入有混合信號處理器芯片。上述實施例僅是說明性的，且既定不是限制性的。事實上，MCP模塊可包含執(zhí)行任何功能的任何類型的集成電路芯片。舉例來說，在其它實施例中，MCP模塊可配置為電子模塊、配置為電光模塊、電機械模塊或電化學模塊，或其任何組合。典型的MCP模塊用以并入有微處理器芯片組、圖形芯片組、無線通信芯片組、化學傳感器模塊、氣體傳感器模塊、圖像傳感器模塊或功率調(diào)節(jié)模塊。將無線標簽粘附到封裝蓋內(nèi)側(cè)在本發(fā)明的實施例中，通過粘附到用蓋密封的半導體封裝的封裝蓋的內(nèi)側(cè)表面而將預先形成的無線標簽嵌入半導體封裝中。以此方式，無線標簽完全封入且包含于用蓋密封的半導體封裝的封裝腔內(nèi)。在這些實施例中，可使用形成于柔性襯底或薄剛性襯底上的無線標簽。 圖8 (a)到圖8(d)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到用蓋密封的半導體封裝中的方法。參看圖8(a)到圖8(d)，用蓋密封的半導體封裝80使用倒裝芯片附接將IC 芯片82收納在封裝腔中。半導體封裝80的腔可用填充物絕緣體材料86填充，如圖8(a) 和圖8(c)所示?；蛘?，所述腔可保持不填充，如圖8(b)和圖8(d)所示。在一些實施例中， 填充物絕緣體材料86是選自滴膠封裝材料、熱界面材料2 (TIM2)、硅酮凝膠或其它合適包封劑的材料。根據(jù)本發(fā)明的實施例，首先將無線標簽10粘附到用蓋密封的半導體封裝的封裝蓋87。在一個實施例中，通過將無線標簽的無線元件粘附到封裝蓋87而將無線標簽10粘附到封裝蓋87，如圖8 (a)和圖8(b)所示。或者，可通過將無線標簽的柔性或剛性襯底粘附到封裝蓋87而將無線標簽10粘附到封裝蓋87，如圖8 (c)和圖8(d)所示。這導致無線元件向上定向(圖8(a)和圖8(b))或無線元件向下定向(圖8(c)和圖8(d))。在將無線標簽10粘附到封裝蓋87之后，可接著施加封裝蓋87以密封半導體封裝80的腔。封裝蓋可由各種材料制成，包含塑料、陶瓷、玻璃、金屬或有待開發(fā)的其它合適材料。使用例如環(huán)氧樹脂粘合或等效粘合工藝等粘合方法將無線標簽10粘附到封裝蓋。在使用填充物材料86來填充封裝腔的情況下，僅應用填充物材料86以部分填充封裝腔，以便留下空間來容納粘附到封裝蓋的無線標簽，如圖8(a)和圖8(c)所示。將無線標簽粘附到芯片級封裝在本發(fā)明的實施例中，將預先形成的無線標簽粘附且包封到芯片級封裝上。在一些實施例中，無線標簽可以超薄形狀因子制造，例如厚度小于0. 25mm。在其它實施例中，無線標簽可具有小于0. Imm厚的厚度。如此形成的無線標簽可嵌入到芯片級封裝，而不會顯著更改芯片級封裝的物理尺寸。在這些實施例中，可使用形成于柔性襯底或薄剛性襯底上的無線標簽。在本描述中，“芯片級封裝”(CSP)指代非常接近于IC芯片的大小的半導體封裝。 舉例來說，所述封裝具有不大于IC芯片面積的1. 2倍的面積，且是單裸片、可直接表面安裝的封裝。在一些情況下，芯片級封裝包含制造有內(nèi)建薄膜插入物的裸IC芯片，所述插入物含有用于外部連接的倒裝芯片凸塊或表面安裝焊料凸塊。圖9說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于將無線標簽嵌入到芯片級封裝上的方法。 參看圖9，芯片級封裝90包含IC芯片92，IC芯片92覆蓋有含有導電凸塊99的內(nèi)建薄膜插入物98。無線標簽10至少粘附到芯片級封裝90的IC芯片92的背面。在一個實施例中， 在將無線標簽10粘附到芯片級封裝90之后，可用包封劑91的薄層覆蓋無線標簽10。包封劑91可帶顏色以便偽裝無線標簽粘附。如此構(gòu)造后，粘附到芯片級封裝90且由包封劑91 覆蓋的無線標簽10與IC芯片92形成單片芯片級封裝單元。芯片級封裝90的厚度稍微增力口，但所述厚度增加不在芯片級封裝的臨界尺寸中，且在大多數(shù)應用中可容許芯片級封裝的此厚度增加。在一些實施例中，無線標簽10形成于柔性襯底上，且襯底經(jīng)延伸且折疊到IC芯片 92的側(cè)面上。以此方式，可使用經(jīng)延伸天線結(jié)構(gòu)來增加無線標簽的可達范圍?；蛘?，在另一實施例中，首先將無線標簽10包封于例如塑料模制化合物等包封劑中。在一些實施例中，經(jīng)包封無線標簽的總厚度小于0. 25mm，且可小于0. 1mm。接著將經(jīng)包封無線標簽粘附到芯片級封裝90的IC芯片92的背面以形成單個封裝單元?？梢詿o線元件向上或無線元件向下的定向?qū)⒔?jīng)包封無線標簽粘附到CSP。同樣，芯片級封裝的厚度稍微增加，但在大多數(shù)應用中可容許此厚度增加。將無線標簽粘附到TSV 3D半導體封裝在本發(fā)明的實施例中，將預先形成的超薄無線標簽粘附到穿硅通孔(TSV)三維 (3D)半導體封裝。在一些實施例中，無線標簽是超薄且可彎曲的。無線標簽可具有小于 0. 25mm的總厚度。在一些實施例中，超薄無線標簽具有不大于0. Imm的厚度。在本描述中， TSV三維(3D)半導體封裝指代其中IC芯片在垂直方向上堆疊且通過TSV通孔102電連接在一起的封裝，與MCP模塊中的并排放置成對比。TSV 3D半導體封裝堆疊形成于薄膜插入物上，所述薄膜插入物含有用于外部連接的倒裝芯片凸塊或表面安裝焊料凸塊或金凸塊。 更具體地說，倒裝芯片凸塊、焊料凸塊或金凸塊形成TSV 3D半導體封裝的封裝引線。本發(fā)明的嵌入方法允許將無線標簽嵌入TSV 3D半導體封裝中而不明顯更改 TSV3D半導體封裝的形狀因子和性能。在其它實施例中，也可將超薄無線標簽應用于其它類型的3D半導體封裝。在這些實施例中，可使用形成于柔性襯底或薄剛性襯底上的無線標簽。圖10(a)和圖10(b)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的將無線標簽嵌入到TSV 3D半導體封裝上的兩種方法。首先參看圖10(a)，將無線標簽10至少粘附到TSV 3D半導體封裝100 的頂部表面。接著用包封劑101包封無線標簽10以保護且隱藏無線標簽。如此形成的包含粘附到其的無線標簽的TSV 3D半導體封裝充當單片封裝。包封劑101可為塑料模制化合物或其它合適的包封劑材料。包封劑101也可帶顏色以更好地隱藏無線標簽粘附。在一個實施例中，所包封的無線標簽層的總厚度可小于0. 25mm或小于0. 1mm。在一個實施例中，襯底106是柔性襯底，且包含形成于其上的天線結(jié)構(gòu)104的所述襯底被延伸且折疊到3D半導體封裝100的側(cè)面上。以此方式，可使用經(jīng)延伸天線結(jié)構(gòu)來增加無線標簽的可達范圍。在柔性襯底106延伸到TSV 3D半導體封裝100的側(cè)面的情況下， 包封劑101也延伸以覆蓋TSV 3D半導體封裝100的所有側(cè)面，以便隱藏和保護無線標簽 10。在其它實施例中，當無線標簽10由剛性襯底形成時，無線標簽將被安置于3D半導體封裝100的單個表面上且將不彎曲到其它側(cè)面上。在上述實施例中，無線標簽10粘附到TSV 3D半導體封裝的頂部表面。在其它實施例中，無線標簽10可粘附到3D半導體封裝的側(cè)表面，如圖10(b)所示。此外，形成于柔性襯底上的天線結(jié)構(gòu)104也可延伸到TSV 3D半導體封裝的其它側(cè)表面。最終，包封劑101 可覆蓋3D半導體封裝100的所有表面，但包封劑對于包含例如焊料凸塊或金凸塊等封裝引線的表面來說不是必要的。提供以上詳細描述是為了說明本發(fā)明的具體實施例，且所述描述既定不是限制性的。在本發(fā)明范圍內(nèi)的許多修改和變化是可能的。本發(fā)明由所附權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1.一種用于跟蹤身份或識別信息的無線標簽，其包括柔性薄膜襯底；天線結(jié)構(gòu)，其形成于所述柔性薄膜襯底上；以及無線元件，其包含形成于一個或一個以上集成電路芯片上的無線收發(fā)器和存儲器電路，所述無線元件粘附到所述柔性襯底且電連接到所述天線結(jié)構(gòu)，所述存儲器電路上至少存儲有身份或識別信息，其中所述無線收發(fā)器與所述天線結(jié)構(gòu)聯(lián)合操作，以使得能夠經(jīng)由無線通信來存取存儲在所述存儲器電路中的所述信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線標簽，其中所述柔性薄膜襯底由聚合物膜形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線標簽，其中所述柔性薄膜襯底由選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、卡普頓、聚酰亞胺或瑪拉柔性聚合物膜的材料形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線標簽，其中所述天線結(jié)構(gòu)包括形成于所述柔性薄膜襯底上的單層金屬膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線標簽，其中所述天線結(jié)構(gòu)包括形成于所述柔性薄膜襯底上的具有夾層電介質(zhì)膜的多層金屬結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線標簽，其進一步包括形成于所述天線結(jié)構(gòu)上的鈍化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線標簽，其中所述無線元件的所述一個或一個以上集成電路芯片通過倒裝芯片附接而粘附到所述柔性襯底。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線標簽，其中所述無線元件的所述一個或一個以上集成電路芯片使用裸片附接而粘附到所述柔性襯底，所述一個或一個以上集成電路通過線接合而電連接到所述天線結(jié)構(gòu)且彼此電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線標簽，其中所述用于使所述一個或一個以上集成電路電連接到所述天線結(jié)構(gòu)且彼此電連接的線接合覆蓋有選自聚合物材料、環(huán)氧樹脂、硅酮材料和滴膠封裝材料中的一者的保護層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線標簽，其中所述無線收發(fā)器包括射頻(RF)收發(fā)器。
11.一種用于為多芯片封裝(MCP)模塊或形成于所述MCP模塊的多芯片封裝(MCP)基座上的一個或一個以上集成電路提供身份跟蹤和驗證的方法，所述方法包括提供無線標簽，其包括無線元件，所述無線元件包含形成于一個或一個以上集成電路上的無線收發(fā)器和存儲器電路，所述無線元件粘附到上面形成有天線的柔性襯底，所述無線元件電連接到所述天線，所述存儲器電路上至少存儲有身份或識別信息，其中所述無線收發(fā)器與所述天線結(jié)構(gòu)聯(lián)合操作，以使得能夠經(jīng)由無線通信來存取存儲在所述存儲器電路中的所述信息；將所述無線標簽粘附到所述MCP模塊的所述MCP基座；以及用封入所述MCP模塊中的所述無線標簽和所述一個或一個以上集成電路來完成所述 MCP模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中將所述無線標簽粘附到所述MCP模塊的所述 MCP基座包括使用粘合劑將所述無線標簽粘附到所述MCP模塊的所述MCP基座。
13.—種多芯片封裝(MCP)模塊，其包含形成于所述MCP模塊的MCP基座上的一個或一個以上集成電路，所述MCP模塊包括無線標簽，其包括無線元件，所述無線元件包含形成于一個或一個以上集成電路上的無線收發(fā)器和存儲器電路，所述無線元件粘附到上面形成有天線的柔性襯底，所述無線元件電連接到所述天線，所述存儲器電路上至少存儲有身份或識別信息，其中所述無線收發(fā)器與所述天線結(jié)構(gòu)聯(lián)合操作，以使得能夠經(jīng)由無線通信來存取存儲在所述存儲器電路中的所述信息，其中所述無線標簽粘附到所述MCP模塊的所述MCP基座。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的MCP模塊，其中所述無線標簽使用粘合劑粘附到所述MCP 模塊的所述MCP基座。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于半導體芯片、多芯片模塊和衍生產(chǎn)品的遠程真實性檢驗的無線通信裝置。本發(fā)明提供一種無線標簽，其包含全部形成于柔性薄膜襯底上的無線收發(fā)器、存儲器和天線。所述無線標簽被插入微電子裝置的封裝材料中，以實施跟蹤和驗證功能。在一些實施例中，無線通信裝置存儲所述微電子裝置和/或并入有所述微電子裝置的衍生系統(tǒng)產(chǎn)品的身份或其它識別信息。所述無線標簽可嵌入所述微電子裝置的封裝中。在一個實施例中，所述無線標簽嵌入收納一個或一個以上集成電路的多芯片封裝模塊的封裝中。以此方式，所述無線通信裝置可用于跟蹤和驗證所述集成電路以及并入有所述集成電路的衍生系統(tǒng)產(chǎn)品。
文檔編號H01L21/50GK102156900SQ20111002119
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者林仲珉 申請人:鐫銘科技股份有限公司