包含天線層的半導(dǎo)體封裝件及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種包含天線層的半導(dǎo)體封裝件及其制造方法。半導(dǎo)體封裝件包括基板、半導(dǎo)體芯片、封裝體及天線層。半導(dǎo)體芯片設(shè)于基板。封裝體包覆半導(dǎo)體芯片且包括上表面。天線層形成于封裝體的上表面，天線層包括二彼此連接的天線槽組。各天線槽組包括沿第一方向延伸的第一波導(dǎo)槽，及沿一第二方向延伸的第一輻射槽組，其中第一輻射槽組連接于第一波導(dǎo)槽。
【專(zhuān)利說(shuō)明】包含天線層的半導(dǎo)體封裝件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝件及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種具有天線層的半導(dǎo)體封裝件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線通訊裝置，例如是手機(jī)，一般包括天線以傳輸或接收無(wú)線射頻(rad1frequency, RF)信號(hào)。傳統(tǒng)上，無(wú)線通訊裝置包括天線及通訊模塊，各設(shè)于電路板的不同部位。在傳統(tǒng)的實(shí)施例中，天線及通訊模塊分別制造，并于設(shè)置在電路板后再電性連接彼此。如此將導(dǎo)致二個(gè)元件的制造成本，此外，也難以降低裝置尺寸而達(dá)到產(chǎn)品的小型化。此外，天線與通訊模塊之間的RF信號(hào)傳輸路徑較長(zhǎng)，而降低天線與通訊模塊之間的信號(hào)傳輸品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明一方面，提出一種半導(dǎo)體封裝件。一實(shí)施例中，半導(dǎo)體封裝件包括一基板、一半導(dǎo)體芯片、一封裝體及一天線層。半導(dǎo)體芯片設(shè)于基板。封裝體包覆半導(dǎo)體芯片且包括一上表面。天線層形成于封裝體的上表面，天線層包括二彼此連接的天線槽組，其中各天線槽組包括一沿一第一方向延伸的第一波導(dǎo)槽，及一沿一第二方向延伸的第一輻射槽組，第一輻射槽組連接于第一波導(dǎo)槽。
[0004]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提出一種半導(dǎo)體封裝件。一實(shí)施例中，半導(dǎo)體封裝件包括一基板、一半導(dǎo)體芯片、一第一封裝體、一第二封裝體及一天線層。半導(dǎo)體芯片設(shè)于基板。第一封裝體包覆半導(dǎo)體芯片。第二封裝體覆蓋第一封裝體。天線層形成于第二封裝體，天線層包括二天線槽組，其中各天線槽組包括一第一波導(dǎo)槽及一第一輻射槽組，第一輻射槽組連接于第一波導(dǎo)槽。
[0005]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提出一種半導(dǎo)體封裝件的制造方法。一實(shí)施例中，制造方法以下步驟。設(shè)置一半導(dǎo)體芯片于一基板；形成一封裝體包覆半導(dǎo)體芯片；形成一天線層于半導(dǎo)體封裝件的一上表面，其中天線層電性連接于半導(dǎo)體芯片；以及，形成二天線槽組于天線層，其中各天線槽組包括一沿一第一方向延伸的第一波導(dǎo)槽，及一沿一第二方向延伸的第一輻射槽組，第一輻射槽組連接于第一波導(dǎo)槽。
[0006]為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1A繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。
[0008]圖1B繪示圖1A的俯視圖。
[0009]圖2A繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。
[0010]圖2B繪示圖2A中沿方向2B-2B’的剖視圖。[0011]圖3繪示另一實(shí)施例的天線層的俯視圖。
[0012]圖4繪示圖3的半導(dǎo)體封裝件的天線層的E平面的場(chǎng)形圖。
[0013]圖5A繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。
[0014]圖5B繪示圖5A的俯視圖。
[0015]圖6繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的俯視圖。
[0016]圖7繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。
[0017]圖8繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。
[0018]圖9繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。
[0019]圖10繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。
[0020]圖11繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。
[0021]圖12A至12K繪示圖1A的半導(dǎo)體封裝件的制造過(guò)程圖。
[0022]圖13A至13F繪示圖9的半導(dǎo)體封裝件的制造過(guò)程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]整合天線部及無(wú)線通訊裝置的通訊模塊半導(dǎo)體封裝件，具有例如是縮小封裝件尺寸及減少無(wú)線射頻(RF)信號(hào)傳輸路徑的優(yōu)點(diǎn)。以下實(shí)施例描述本發(fā)明揭露的半導(dǎo)體封裝件。
[0024]圖1A繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件100的剖視圖。半導(dǎo)體封裝件100包括基板110、半導(dǎo)體芯片120、封裝體130、屏蔽層140、饋入元件150、數(shù)個(gè)導(dǎo)電柱160a、160b及天線層170。
[0025]基板110例如是多層有機(jī)基板或陶瓷基板?；?10包括相對(duì)的上表面IlOu與下表面IlOb及一鄰設(shè)于基板110的邊緣的側(cè)面110s。側(cè)面IlOs延伸于上表面IlOu與下表面IlOb且定義基板110的邊界?；?10包括接地部111。如圖1A所示，至少部分的接地部111從基板110的下表面IlOb往基板110的上表面IlOu方向延伸。第一種實(shí)施例中，整個(gè)接地部111從基板110的下表面IlOb延伸至基板110的上表面110u，或延伸超過(guò)上表面110u。第二種實(shí)施例中，部分接地部111從基板110的上表面IlOu延伸至基板110的下表面110b。
[0026]半導(dǎo)體芯片120及無(wú)源元件125設(shè)于基板110的上表面IlOu且電性連接于基板110。設(shè)于基板110的半導(dǎo)體芯片120例如，可包括一基頻芯片。無(wú)源元件125例如是電阻、電感或電容。
[0027]封裝體130包覆半導(dǎo)體芯片120。封裝體130包括第一封裝體131及第二封裝體132，其中第一封裝體131包覆半導(dǎo)體芯片120，且第二封裝體132覆蓋屏蔽層140。一實(shí)施例中，封裝體130可包括酹醒基樹(shù)脂(Novolac-based resin)、環(huán)氧基樹(shù)脂(epoxy-basedresin)、娃基樹(shù)脂(silicone-based resin)或其他適當(dāng)?shù)陌矂?。封裝體130也可包括適當(dāng)?shù)奶畛鋭?，例如是粉狀的二氧化硅?？衫脭?shù)種封裝技術(shù)形成封裝體130，例如是壓縮成型(compress1n molding)、注射成型(inject1n molding)或轉(zhuǎn)注成型(transfermolding)。
[0028]封裝體130包括沿第一封裝體131的邊緣、第二封裝體132及屏蔽層140延伸的側(cè)面130s。[0029]屏蔽層140形成于第一封裝體131的上表面131u且被第二封裝體132覆蓋。屏蔽層140可以是單層或多層材料。一實(shí)施例中，屏蔽層140是三層結(jié)構(gòu)，其中間層是銅層，而其它層是不銹鋼層。另一實(shí)施例中，屏蔽層140是雙層結(jié)構(gòu)，其一層是銅層，而另一層是不銹鋼層。
[0030]屏蔽層140包括饋入部141及屏蔽部142，其中饋入部141電性連接于饋入元件150，而屏蔽部142通過(guò)天線層170電性連接于接地部111。屏蔽部142與饋入部141隔離。屏蔽層140可以是鋁、銅、鉻、錫、金、銀、鎳、不銹鋼或任何合適金屬或合金。
[0031]饋入元件150包括第一饋入部151及第二饋入部152。第一饋入部151延伸穿過(guò)第一封裝體131且電性連接于屏蔽層140。數(shù)條走線112形成于基板110的上表面110u，且電性連接第一饋入部151與半導(dǎo)體芯片120。如此，饋入元件150電性連接于半導(dǎo)體芯片120。第二饋入部152延伸穿過(guò)第二封裝體132且電性連接于屏蔽層140。
[0032]—個(gè)或多個(gè)貫孔130h,例如是封膠穿孔(through molding via),其從天線層170延伸至屏蔽層140。導(dǎo)電柱160a藉由填入導(dǎo)電材料于封裝體130的貫孔130h而形成。
[0033]一個(gè)或多個(gè)貫孔130j，例如是封膠穿孔，其從屏蔽層140延伸至走線112。導(dǎo)電柱160b藉由填入導(dǎo)電材料于封裝體130的貫孔130 j而形成。
[0034]天線層170形成于封裝體130的上表面130u及側(cè)面130s。天線層170包括饋入層172及輻射層173。輻射層173沿封裝體130的側(cè)面130s電性連接于接地部111。饋入元件150的第二饋入部152連接饋入層172與屏蔽層140的饋入部141。
[0035]屏蔽層140及天線層170共同形成一全覆蓋屏蔽層(conformal shielding),以保護(hù)半導(dǎo)體芯片120避免過(guò)多的電磁干擾(EMI)不當(dāng)?shù)赜绊懓雽?dǎo)體封裝件100的操作。
[0036]導(dǎo)電柱160a通過(guò)天線層170的輻射層173電性連接于接地部111。導(dǎo)電柱160b通過(guò)屏蔽層140電性連接于導(dǎo)電柱160a。因此，環(huán)繞饋入元件150的導(dǎo)電柱160a及160b可保護(hù)饋入元件150所傳輸?shù)酿伻胄盘?hào)免受電磁干擾。
[0037]圖1B繪示圖1A的俯視圖。天線層170包括側(cè)面170s，且更包括彼此連接的二天線槽組171及171a,其形成一槽孔天線(slot antenna)。二天線槽組171及171a對(duì)稱(chēng),且為形成于天線層170的數(shù)條切痕(cut)或數(shù)個(gè)凹部(indentat1n)。饋入元件150位于天線槽組171與171a之間，以傳輸饋入信號(hào)至槽孔天線。
[0038]天線槽組171包括一波導(dǎo)槽1711及一輻射槽組1712。波導(dǎo)槽1711用以傳輸毫米波(millimeter wavelength, mmffave)信號(hào)。福射槽組1712用以福射毫米波信號(hào)。波導(dǎo)槽1711沿第一方向Pl延伸，而輻射槽組1712沿第二方向P2延伸。輻射槽組1712連接于波導(dǎo)槽1711。輻射槽組1712繪示成包括至少二輻射槽1713，然此非用以限制本發(fā)明實(shí)施例。另一實(shí)施例中，輻射槽組1712的輻射槽1713的數(shù)量可以是一個(gè)或超過(guò)二個(gè)。圖1B的實(shí)施例中，輻射槽1713未延伸至天線層170的側(cè)面170s，然此非用以限制本發(fā)明實(shí)施例。另一實(shí)施例中，福射槽1713可延伸至天線層170的側(cè)面170s。
[0039]如圖1B所示，輻射槽1713垂直地與波導(dǎo)槽1711連接。另一實(shí)施例中，為了輻射更多毫米波信號(hào)的能量，輻射槽1713可傾斜地與波導(dǎo)槽1711連接，以延長(zhǎng)輻射槽1713長(zhǎng)度。波導(dǎo)槽1711愈窄，毫米波信號(hào)的傳輸愈強(qiáng)。波導(dǎo)槽1711的寬度較佳地介于50至700微米。另一實(shí)施例中，波導(dǎo)槽1711約50微米寬。
[0040]輻射槽1713愈寬，毫米波信號(hào)的輻射愈強(qiáng)。如此，為了提升毫米波信號(hào)的輻射，輻射槽1713可設(shè)計(jì)得比波導(dǎo)槽1711更寬。輻射槽1713的寬度較佳地介于50至700微米。另一實(shí)施例中，輻射槽1713約100微米寬。
[0041]天線槽組171a近似天線槽組171的鏡射影像(mirror image),因此,上述實(shí)施例的波導(dǎo)槽1711、輻射槽1712與輻射槽1713相似于波導(dǎo)槽171 la、輻射槽組1712a與輻射槽1713a。
[0042]位于二輻射槽1713a之間的波導(dǎo)槽1711a的部分，其長(zhǎng)度LI決定毫米波信號(hào)的波長(zhǎng)，而輻射槽1713a的長(zhǎng)度L2約毫米波信號(hào)波長(zhǎng)的一半。亦即，長(zhǎng)度L2可接近長(zhǎng)度LI的一半。
[0043]圖1A的饋入層172可做為共平面波導(dǎo)(coplanar waveguide, CPff),以傳輸毫米波至輻射槽組1712與1712a。
[0044]圖1A的輻射層173通過(guò)波導(dǎo)槽1711及1711a與饋入層172隔離，以避免不當(dāng)?shù)赜绊戰(zhàn)伻朐?50的饋入信號(hào)。
[0045]圖2A繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件200的俯視圖。天線層170包括二天線槽組，天線槽組171與近似其的鏡射影像通過(guò)阻抗匹配槽174連接。鏡射影像的天線槽組的架構(gòu)相似于天線槽組171的詳細(xì)描述。
[0046]天線槽組171包括第一波導(dǎo)槽1711、第一輻射槽組1712、第二波導(dǎo)槽1711’、第二輻射槽組1712’與第三波導(dǎo)槽1711’’。
[0047]第一波導(dǎo)槽1711沿第一方向Pl延伸。第一輻射槽組1712連接于第一波導(dǎo)槽1711，且沿第二方向P2延伸。一實(shí)施例中，第一輻射槽組1712包括三個(gè)輻射槽1713。另一實(shí)施例中，第一輻射槽組1712的輻射槽1713的數(shù)量可以是單個(gè)、二個(gè)或超過(guò)三個(gè)。
[0048]第二波導(dǎo)槽1711’連接于第一輻射槽組1712，且沿第一方向Pl延伸。
[0049]形成于天線層170的網(wǎng)格包含區(qū)域171m，網(wǎng)格是由第一波導(dǎo)槽1711、輻射槽1713與第二波導(dǎo)槽1711’定義。網(wǎng)格的數(shù)個(gè)長(zhǎng)側(cè)較佳地由第一波導(dǎo)槽1711或第二波導(dǎo)槽1711’形成。網(wǎng)格的數(shù)個(gè)短側(cè)較佳地由輻射槽1713形成。
[0050]第二輻射槽組1712’連接于第二波導(dǎo)槽1711’，且沿第二方向P2延伸。第二輻射槽組1712’包括數(shù)個(gè)輻射槽1713’。第二輻射槽組1712’的輻射槽1713’的數(shù)量多于第一輻射槽組1712的輻射槽1713的數(shù)量。藉由控制輻射槽1713與輻射槽1713’的相對(duì)數(shù)量，可使由第一輻射槽組1712輻射的能量實(shí)質(zhì)上等于由第二輻射槽組1712’輻射的能量。
[0051]第三波導(dǎo)槽1711’’沿第一方向Pl延伸且連接于第二輻射槽組1712’。
[0052]形成于天線層170的網(wǎng)格包含區(qū)域171m’，網(wǎng)格由第二波導(dǎo)槽1711’、輻射槽1713’與第三波導(dǎo)槽1711’’定義。網(wǎng)格的數(shù)個(gè)長(zhǎng)側(cè)較佳地由第二波導(dǎo)槽1711’或第三波導(dǎo)槽1711’’形成。網(wǎng)格的數(shù)個(gè)短側(cè)較佳地由輻射槽1713’形成。
[0053]圖2B繪示圖2A中沿方向2B-2B’的剖視圖。剖視圖中，鏡射影像的天線槽組的輻射槽相似于天線槽組171的輻射槽1713’。天線層170的網(wǎng)格在剖視圖中繪示如區(qū)域171m’，因?yàn)槠湎嗨朴谔炀€槽組171的區(qū)域171m’。半導(dǎo)體封裝件200的其他特征相似于圖1A的半導(dǎo)體封裝件100，容此不再贅述。
[0054]圖3繪示另一實(shí)施例的天線層170的俯視圖。天線層170包括二天線槽組171，其中天線槽組171及近似其的鏡射影像通過(guò)阻抗匹配槽174連接。其中一槽組171已詳細(xì)描述，其它槽組實(shí)質(zhì)上是槽組171的鏡射影像。天線槽組171包括第一波導(dǎo)槽1711、第一輻射槽組、第二波導(dǎo)槽1711’、第二輻射槽組1712’、第三波導(dǎo)槽1711’ ’、第三輻射槽組1712’，及第四波導(dǎo)槽1711’’’。
[0055]第一輻射槽組繪示成包括一個(gè)輻射槽1713，然而，此非用以限制本發(fā)明實(shí)施例。另一實(shí)施例中，第一輻射槽組可包括多個(gè)輻射槽1713。
[0056]第二波導(dǎo)槽1711’沿第一方向Pl延伸，且連接于第一輻射槽1713。
[0057]第二輻射槽組1712’沿第二方向P2延伸，且連接于第二波導(dǎo)槽1711’。
[0058]第三波導(dǎo)槽1711’’沿第一方向Pl延伸，且連接于第二輻射槽組1712’。
[0059]第三輻射槽組1712’ ’沿第二方向P2延伸，且連接于第三波導(dǎo)槽1711’ ’。
[0060]第四波導(dǎo)槽1711’ ’’沿第一方向Pl延伸，且連接于第三輻射槽組1712’ ’。另一實(shí)施例中，可省略第四波導(dǎo)槽1711’’’。
[0061]為了更均勻地輻射，第二輻射槽組1712’的輻射槽1713’的數(shù)量多于第一輻射槽組的輻射槽1713的數(shù)量，且第三輻射槽組1712’’的輻射槽1713’’的數(shù)量多于第二輻射槽組1712’的輻射槽1713’的數(shù)量。
[0062]阻抗匹配槽174連接天線槽組171的第一波導(dǎo)槽1711。第一波導(dǎo)槽1711的長(zhǎng)度加上阻抗匹配槽174的長(zhǎng)度的總合可以例如是一毫米波信號(hào)的波長(zhǎng)的一半。阻抗匹配槽174的長(zhǎng)度提供天線層170 —阻抗匹配功能。
[0063]圖4繪示圖3的半導(dǎo)體封裝件的天線層170的E平面的場(chǎng)形圖。從圖3的天線層170輻射的RF頻寬介于57至64GHz。以60GHz來(lái)說(shuō)，由于多輻射槽組(例如，第一輻射槽組、第二輻射槽組1712’及第三輻射槽組1712’’)增加天線層170的指向性，因此天線層170表現(xiàn)出優(yōu)良指向性。
[0064]圖5A繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件300的剖視圖。半導(dǎo)體封裝件300包括基板110、半導(dǎo)體芯片120、封裝體130、屏蔽層140、饋入元件150、導(dǎo)電柱160a、160b及天線層170。
[0065]半導(dǎo)體芯片120包括導(dǎo)通孔(via) 121，其從半導(dǎo)體芯片120的上表面120u露出。
[0066]封裝體130包括位于屏蔽層140下方的第一封裝體131及位于屏蔽層140上方的第二封裝體132。
[0067]屏蔽層140包括饋入部141及屏蔽部142。
[0068]饋入元件150包括第一饋入部151及第二饋入部152。第一饋入部151從饋入部141延伸至半導(dǎo)體芯片120的導(dǎo)通孔121，以電性連接半導(dǎo)體芯片120。第二饋入部152延伸經(jīng)過(guò)第二封裝體132且電性連接屏蔽層140與天線層170。另一實(shí)施例中，覆蓋半導(dǎo)體芯片120的第一饋入部151的一部分可使用磨削方法移除，使屏蔽層140可直接形成于導(dǎo)通孔121，以電性連接半導(dǎo)體芯片120。如此一來(lái)，第一饋入部151可被省略，使第一封裝體131的上表面131u實(shí)質(zhì)上與半導(dǎo)體芯片120的上表面120u共面。
[0069]多個(gè)導(dǎo)電柱160a及160b可分別形成于貫孔130h及130j內(nèi)，其中貫孔130h及130j形成于封裝體130內(nèi)并環(huán)繞饋入元件150，以保護(hù)饋入元件150免受電磁干擾。
[0070]圖5B繪示圖5A的俯視圖。天線層170包括二彼此連接的天線槽組、天線槽組171及其鏡射影像。二阻抗匹配槽174連接天線槽組171與其鏡射影像。天線槽組171包括波導(dǎo)槽1711及輻射槽組1712。波導(dǎo)槽1711沿第一方向Pl延伸。輻射槽組1712連接于波導(dǎo)槽1711且沿第二方向P2延伸。輻射槽組1712包括至少二輻射槽1713。如圖所示，輻射槽1713未延伸至天線層170的側(cè)面170s。然而，另一實(shí)施例中，輻射槽1713可延伸至天線層170的側(cè)面170s。如圖所示，輻射槽1713可垂直地連接于波導(dǎo)槽1711 ;或者，另一實(shí)施例中，輻射槽1713可傾斜地連接于波導(dǎo)槽1711。傾斜地連接方式可增長(zhǎng)輻射槽1713，以輻射更多毫米波信號(hào)的能量。
[0071]如圖5B所示，區(qū)域175形成于天線層170，且由波導(dǎo)槽1711、其鏡射影像與二阻抗匹配槽174定義。饋入元件150位于天線層170的一中間部。具體來(lái)說(shuō)，饋入元件150設(shè)于區(qū)域175的中心。
[0072]圖6繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的俯視圖。天線層170包括二天線槽組、一天線槽組171與其實(shí)質(zhì)上鏡射的影像，且由二阻抗匹配槽174連接。天線槽組171包括第一波導(dǎo)槽1711、第一輻射槽組1712、第二波導(dǎo)槽1711’、第二輻射槽組1712’及第三波導(dǎo)槽1711’ ’。由數(shù)個(gè)阻抗匹配槽174、第一波導(dǎo)槽1711及其鏡射影像所定義的區(qū)域175形成于天線層170中心。饋入元件150位于區(qū)域175的中間部。
[0073]如圖6所示，第一輻射槽組1712包括多個(gè)輻射槽1713。然而，另一實(shí)施例中，第一輻射槽組1712包括一個(gè)輻射槽1713。為了增強(qiáng)輻射，第二輻射槽組1712’的輻射槽1713’的數(shù)量多于第一輻射槽組1712的輻射槽1713的數(shù)量。
[0074]一些實(shí)施例中，第三波導(dǎo)槽1711’’可省略。
[0075]圖7繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。天線層170包括二天線槽組，天線槽組171與其實(shí)質(zhì)上鏡射的影像由二阻抗匹配槽174連接。天線槽組171包括第一波導(dǎo)槽1711、第一輻射槽組、第二波導(dǎo)槽1711’及第二輻射槽組1712’。如圖所示，第一輻射槽組包括一輻射槽1713。另一實(shí)施例中，第一輻射槽組包括數(shù)個(gè)輻射槽1713。為了更優(yōu)良的輻射，第二輻射槽組1712’的輻射槽1713’的數(shù)量多于第一輻射槽組的輻射槽1713的數(shù)量。
[0076]如圖7所示，區(qū)域175形成于天線層170的中心，且由第一波導(dǎo)槽1711、其鏡射影像與二阻抗匹配槽174定義。饋入元件150位于區(qū)域175的中間部。
[0077]圖8繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的俯視圖。天線層170包括二天線槽組，天線槽組171與其實(shí)質(zhì)上鏡射的影像由二阻抗匹配槽174連接。天線槽組171包括第一波導(dǎo)槽1711、第一輻射槽組、第二波導(dǎo)槽1711’、第二輻射槽組1712’、第三波導(dǎo)槽1711’ ’、第三輻射槽組1712’ ’及第四波導(dǎo)槽1711’ ’’。
[0078]如圖8所示，區(qū)域175形成于天線層170的中心，且由第一波導(dǎo)槽1711、其鏡射影像與二阻抗匹配槽174定義。饋入元件150位于區(qū)域175的中間部。如圖所示，第一輻射槽組包括一個(gè)輻射槽1713。其它實(shí)施例中，第一輻射槽組包括一個(gè)以上的輻射槽1713。為了增進(jìn)輻射，第二輻射槽組1712’的輻射槽1713’的數(shù)量多于第一輻射槽組的輻射槽1713的數(shù)量，且第三輻射槽組1712’’的輻射槽1713’’的數(shù)量多于第二輻射槽組1712’的輻射槽1713’的數(shù)量。
[0079]圖9繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件400的俯視圖。半導(dǎo)體封裝件400包括基板110、半導(dǎo)體芯片120、封裝體130、屏蔽層140、饋入元件150、數(shù)個(gè)導(dǎo)電柱160及天線層170。
[0080]基板110包括相對(duì)的上表面IlOu與下表面110b，且更包括一接地部111。接地部111從基板I1的上表面IlOu延伸。封裝體130包括第一封裝體131及第二封裝體132。接地部111可從第一封裝體131的側(cè)面131s露出。
[0081]屏蔽層140形成于第一封裝體131的上表面131u、第一封裝體131的側(cè)面131s，且露出接地部111，其中第一封裝體131包覆半導(dǎo)體芯片120。屏蔽層140形成一全覆蓋屏蔽層，以保護(hù)半導(dǎo)體芯片120免受電磁干擾。第二封裝體132設(shè)于第一封裝體131的上表面131u，且覆蓋屏蔽層140的一部分與基板110的上表面IlOu的一部分。本實(shí)施例中，天線層170形成于封裝體130的上表面130u，但未形成于封裝體130的側(cè)面130s。
[0082]圖10繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件500的俯視圖。半導(dǎo)體封裝件500包括基板110、半導(dǎo)體芯片120、封裝體130、屏蔽層140、饋入元件150、數(shù)個(gè)導(dǎo)電柱160及天線層170。
[0083]饋入元件150形成封裝體130且直接接觸從半導(dǎo)體芯片120的上表面120u露出的導(dǎo)通孔121。導(dǎo)電柱160形成于封裝體130的貫孔130h內(nèi)且環(huán)繞饋入元件150以保護(hù)饋入元件150免受過(guò)多的電磁干擾。
[0084]圖11繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件600的俯視圖。半導(dǎo)體封裝件600包括基板110、半導(dǎo)體芯片120、無(wú)源元件125、封裝體130、屏蔽層140、饋入元件150、數(shù)個(gè)導(dǎo)電柱160及天線層170。
[0085]貫孔130h例如是封膠穿孔，其形成于封裝體130，且從天線層170延伸至屏蔽層140。導(dǎo)電柱160藉由填入導(dǎo)電材料于貫孔130h而形成。導(dǎo)電柱160通過(guò)天線層170電性連接于接地部111。因此，環(huán)繞饋入元件150的導(dǎo)電柱160可保護(hù)一從饋入元件150發(fā)射的饋入信號(hào)免受過(guò)多電磁干擾。
[0086]饋入元件150包括第一饋入部151及第二饋入部152。第一饋入部151延伸穿過(guò)封裝體130的第一封裝體131且電性連接屏蔽層140與無(wú)源元件125的接點(diǎn)1251。無(wú)源元件125設(shè)于基板110的上表面IlOu且可通過(guò)走線112電性連接半導(dǎo)體芯片120。如此一來(lái)，饋入元件150可電性連接半導(dǎo)體芯片120。第二饋入部152延伸穿過(guò)封裝體130的第二封裝體132，且電性連接屏蔽層140與天線層170。
[0087]圖12A至12K繪示圖1A的半導(dǎo)體封裝件100的制造過(guò)程圖。
[0088]如圖12A所示,可采用表面粘貼技術(shù)(Surface Mounting Technology, SMT)設(shè)置半導(dǎo)體芯片120及無(wú)源元件125于基板110上?；?10包括接地部111及走線112?；?10是一包含數(shù)個(gè)封裝單元區(qū)(package site)的長(zhǎng)條(strip)。
[0089]如圖12B所示，形成第一封裝體131于基板110的上表面110u，以包覆半導(dǎo)體芯片120及無(wú)源元件125。第一封裝體131包括一上表面131u。
[0090]如圖12C所示，可采用圖案化技術(shù)，形成貫孔130 j從上表面131u延伸至基板110的走線112。形成貫孔130j的圖案化技術(shù)例如是微影工藝(photolithography)、化學(xué)刻蝕(chemical etching)、激光鉆孑L(laser drilling)或機(jī)械鉆孑L(mechanical drilling)。
[0091]如圖12D所示，第一饋入部151及導(dǎo)電柱160b可使用電鍍或涂布焊料貼(solderpaste)的方式填入導(dǎo)電材料于貫孔130j內(nèi)而形成。
[0092]如圖12E所示,可采用電鍍/微影刻蝕(etching photolithographic)工藝，形成屏蔽層140覆蓋上表面131u。屏蔽層140包括饋入部141及屏蔽部142，其中饋入部141連接于第一饋入部151且與屏蔽部142隔離，而屏蔽部142連接于導(dǎo)電柱160b。
[0093]如圖12F所示，形成第二封裝體132覆蓋屏蔽層140。第二封裝體132包括上表面130uo
[0094]如圖12G所示，可采用圖案化技術(shù)形成貫孔130h從上表面130u延伸至屏蔽層140。形成貫孔130h的圖案化技術(shù)例如是微影工藝(photolithography)、化學(xué)刻蝕(chemical etching)、激光鉆孑L(laser drilling)或機(jī)械鉆孑L(mechanical drilling)。
[0095]如圖12H所示，第二饋入部152及導(dǎo)電柱160a可使用例如是電鍍或涂布焊料貼的方式填入導(dǎo)電材料于貫孔130h內(nèi)而形成。第一饋入部151及第二饋入部152共同形成饋入元件150。
[0096]如圖121所示，形成數(shù)個(gè)切割道SI經(jīng)過(guò)封裝體130、屏蔽層140及接地部。切割道SI使用激光或另一切割刀具形成。基板110的側(cè)面110s、封裝體130的側(cè)面130s及接地部111的側(cè)面Ills被形成，其中側(cè)面110s、側(cè)面130s與側(cè)面Ills實(shí)質(zhì)上共面。例示的切割方法稱(chēng)為”全穿切(full-cut) ”，即切割道SI實(shí)質(zhì)上切穿基板110、接地部111與封裝體130。
[0097]如圖12J所示，可使用電鍍/微影刻蝕工藝，形成天線層170覆蓋封裝體130的上表面130u、封裝體130的側(cè)面130s與接地部111的側(cè)面Ills。天線層170連接于導(dǎo)電柱160a及接地部111，使導(dǎo)電柱160a通過(guò)屏蔽層140及天線層170電性連接于接地部111。
[0098]如圖12K所示，可采用例如是圖案化技術(shù)，形成二天線槽組171于天線層170，以形成圖1A所示的半導(dǎo)體封裝件100。
[0099]圖13A至13F繪示圖9的半導(dǎo)體封裝件400的制造過(guò)程圖。圖9的半導(dǎo)體封裝件400的制造過(guò)程相似于圖1A的半導(dǎo)體封裝件100的制造過(guò)程，容此不再贅述。
[0100]如圖13A所示，可采用例如是表面粘貼技術(shù)，設(shè)置半導(dǎo)體芯片120及無(wú)源元件125于基板110，其中基板110包括從基板110的上表面IlOu延伸的接地部111。第一饋入部151可使用例如是電鍍或涂布焊料貼的方式填入導(dǎo)電材料于第一封裝體131的貫孔130j內(nèi)而形成。貫孔130j可采用圖案化技術(shù)形成。基板110是包含數(shù)個(gè)封裝單元區(qū)的長(zhǎng)條。
[0101]可采用激光或另外切割刀具形成數(shù)個(gè)切割道S2經(jīng)過(guò)第一封裝體131。第一封裝體131的側(cè)面131s及接地部111的側(cè)面Ills由切割形成。圖13A的切割稱(chēng)為”半穿切法(half-cut method) ”，即切割道S2未完全切穿基板110。
[0102]如圖13B所示,可采用電鍍/微影刻蝕(etching photolithographic)工藝，形成屏蔽層140覆蓋上表面131u。屏蔽層140包括饋入部141及屏蔽部142，其中饋入部141連接于第一饋入部151且與屏蔽部142隔離。
[0103]如圖13C所示，形成第二封裝體132覆蓋屏蔽層140，其中第二封裝體132包括上表面130u。
[0104]如圖13D所示，可采用圖案化技術(shù)形成貫孔130h從上表面130u延伸至屏蔽層140。形成貫孔130h的圖案化技術(shù)例如是微影工藝(photolithography)、化學(xué)刻蝕(chemical etching)、激光鉆孑L(laser drilling)或機(jī)械鉆孑L(mechanical drilling)。
[0105]第二饋入部152及導(dǎo)電柱160a可使用電鍍或涂布焊料貼的方式填入導(dǎo)電材料于貫孔130h內(nèi)而形成。第一饋入部151及第二饋入部152共同形成饋入元件150。
[0106]如圖13E所示，可使用電鍍/微影刻蝕工藝，形成天線層170覆蓋封裝體130的上表面130u。天線層170連接于導(dǎo)電柱160，使天線層170通過(guò)導(dǎo)電柱160及屏蔽層140電性連接于接地部111。[0107]如圖13F所示，形成數(shù)個(gè)切割道S3經(jīng)過(guò)天線層170、第二封裝體132與基板110，以形成圖9的半導(dǎo)體封裝件400。切割道S3是以激光或另外切割刀具形成。基板110的側(cè)面IlOs及第二封裝體132的側(cè)面130s實(shí)質(zhì)上共面。
[0108]圖2B的半導(dǎo)體封裝件200的制造方法、圖5A的半導(dǎo)體封裝件300的制造方法及圖11的半導(dǎo)體封裝件600的制造方法相似于圖1A的半導(dǎo)體封裝件100的制造方法，容此不再贅述。圖10的半導(dǎo)體封裝件500的制造方法相似于圖9的半導(dǎo)體封裝件400的制造方法，容此不再贅述。
[0109]綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0110]【符號(hào)說(shuō)明】
[0111]100、200、300、400、500、600:半導(dǎo)體封裝件
[0112]110:基板
[0113]IlOb:下表面 [0114]110s、llls、130s、131s、170s:側(cè)面
[0115]110u、120u、130u、131u:上表面
[0116]111:接地部
[0117]112:走線
[0118]120:半導(dǎo)體芯片
[0119]121:導(dǎo)通孔
[0120]125:無(wú)源元件
[0121]1251:接點(diǎn)
[0122]130:封裝體
[0123]130h、130j:貫孔
[0124]131:第一封裝體
[0125]132:第二封裝體
[0126]140:屏蔽層
[0127]141:饋入部
[0128]142:屏蔽部
[0129]150:饋入元件
[0130]151:第一饋入部
[0131]152:第二饋入部
[0132]160、160a、160b:導(dǎo)電柱
[0133]170:天線層
[0134]171、171a:天線槽組
[0135]1711、1711a、1711’、1711’’、1711’’ ’:波導(dǎo)槽
[0136]1712、1712a、1712’、1712’’:輻射槽組
[0137]1713、1713a、1713’、1713’’:輻射槽
[0138]171m、171m’ ；175:區(qū)域[0139]172:饋入層
[0140]173:福射層
[0141]174:阻抗匹配槽
[0142]S1、S2、S3:切割道
[0143]L1:長(zhǎng)度
[0144]Pl:第一方向
[0145]P2:第二方向。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體封裝件，包括: 一基板； 一半導(dǎo)體芯片，設(shè)于該基板； 一封裝體，包覆該半導(dǎo)體芯片且包括一上表面； 一天線層，形成于該封裝體的該上表面，該天線層包括二彼此連接的天線槽組，其中各該天線槽組包括一沿一第一方向延伸的第一波導(dǎo)槽，及一沿一第二方向延伸的第一輻射槽組，該第一輻射槽組連接于該第一波導(dǎo)槽。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該第一輻射槽組包括至少二輻射槽。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該天線層更包括一連接該二天線槽組的阻抗匹配槽。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，各該天線槽組更包括: 一第二波導(dǎo)槽，沿該第一方向延伸，其中該第一輻射槽組連接于該第二波導(dǎo)槽；以及 一第二福射槽組，連接于該第二波導(dǎo)槽且沿該第二方向延伸。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，更包括: 一饋入元件，電性連接于該半導(dǎo)體芯片且位于該二天線槽組之間。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該基板包括一接地部，該天線層包括一饋入層及一輻射層，該饋入元件電性連接于該饋入層，且該輻射層電性連接于該接地部且與該饋入層隔離。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該封裝體包括多個(gè)貫孔，所述多個(gè)貫孔環(huán)繞該饋入元件，該半導(dǎo)體封裝件更包括: 多個(gè)導(dǎo)電柱，形成于所述多個(gè)貫孔內(nèi)且電性連接于該接地部。
8.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該饋入元件設(shè)于且接觸于該半導(dǎo)體芯片的一上表面。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該天線層延伸至該封裝體的一側(cè)面。
10.一種半導(dǎo)體封裝件，包括: 一基板； 一半導(dǎo)體芯片，設(shè)于該基板； 一第一封裝體，包覆該半導(dǎo)體芯片； 一第二封裝體，覆蓋該第一封裝體；以及 一天線層，形成于該第二封裝體，該天線層包括二天線槽組，其中各該天線槽組包括一第一波導(dǎo)槽及一第一輻射槽組，該第一輻射槽組連接于該第一波導(dǎo)槽。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該第一封裝體包括一上表面，該半導(dǎo)體封裝件更包括: 一屏蔽層，形成于該第一封裝體的該上表面，其中該屏蔽層被該第二封裝體覆蓋。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，更包括: 一第一饋入元件，電性連接該屏蔽層與該半導(dǎo)體芯片；以及 一第二饋入元件，電性連接該屏蔽層與該天線層。
13.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，更包括: 一饋入元件； 多個(gè)貫孔，形成于該第二封裝體，所述多個(gè)貫孔環(huán)繞該饋入元件；以及 多個(gè)導(dǎo)電柱，形成于所述多個(gè)貫孔內(nèi)且電性連接于該天線層。
14.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，更包括: 一屏蔽層，形成于該第一封裝體的一側(cè)面。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，更包括: 一第一饋入元件，通過(guò)該第一封裝體電性連接于該半導(dǎo)體芯片；以及 一第二饋入元件，電性連接該屏蔽層與該天線層。
16.一種半導(dǎo)體封裝件的制造方法，包括: 設(shè)置一半導(dǎo)體芯片于一基板； 形成一封裝體包覆該半導(dǎo)體芯片； 形成一天線層于 該半導(dǎo)體封裝件的一上表面，其中該天線層電性連接于該半導(dǎo)體芯片; 形成二天線槽組于該天線層，其中各該天線槽組包括一沿一第一方向延伸的第一波導(dǎo)槽，及一沿一第二方向延伸的第一輻射槽組，該第一輻射槽組連接于該第一波導(dǎo)槽。
17.如權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，該第一輻射槽組包括至少二輻射槽。
18.如權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，更包括: 形成一阻抗匹配槽于該天線層，其中該阻抗匹配槽連接該二天線槽組。
19.如權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，更包括: 一第二波導(dǎo)槽，沿該第一方向延伸，其中該第一輻射槽組連接于該第二波導(dǎo)槽；以及 一第二福射槽組，連接于該第二波導(dǎo)槽且沿該第二方向延伸。
20.如權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，更包括: 形成一饋入元件于該封裝體，以電性連接該半導(dǎo)體芯片與該天線層。
【文檔編號(hào)】H01L23/31GK104037166SQ201410082789
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月7日
【發(fā)明者】顏瀚琦, 陳士元, 賴(lài)建伯, 鄭銘賢 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司