包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件及其制備方法
【專利摘要】提供了一種包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件及其制備方法，所述半導(dǎo)體封裝件包括：基板；至少一個(gè)芯片，位于基板上并與基板電連接；第一塑封材料，設(shè)置在基板上并包封所述至少一個(gè)芯片；第一導(dǎo)電薄膜，覆蓋第一塑封材料的外表面；第二導(dǎo)電薄膜，包覆第一導(dǎo)電薄膜；電容器，位于第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜之間，電容器的兩極分別電連接至第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜；以及第二塑封材料，位于第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜之間并包封電容器。
【專利說明】包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)電子器件的電磁屏蔽領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種利用嵌入式電容器來屏蔽電磁干擾信號(hào)的包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的小型化、高速處理化，半導(dǎo)體組件已經(jīng)變得更加復(fù)雜。但是提升半導(dǎo)體組件的處理速度以及小型化的同時(shí)，也帶來一些問題。尤其是，目前電子設(shè)備大都由大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路組成，極易受外界電磁干擾，同時(shí)它們也向外部發(fā)射不同頻率的電磁波，對(duì)鄰近運(yùn)行的電子設(shè)備造成干擾。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1中所示，通常在半導(dǎo)體封裝件外表面涂覆導(dǎo)電薄膜10，同時(shí)該導(dǎo)電薄膜10電連接至基板的地信號(hào)。當(dāng)來自于封裝件內(nèi)部的電磁輻射侵襲該半導(dǎo)體封裝件時(shí)，至少一部分電磁輻射可以因?qū)щ姳∧?0而被電性短路，從而減少對(duì)鄰近的半導(dǎo)體裝置的不利影響。此外，導(dǎo)電薄膜10可以吸收外界的電磁干擾信號(hào)，將電磁信號(hào)的能量轉(zhuǎn)化為電渦流，減少對(duì)芯片的干擾，確保芯片在外界存在電磁干擾的情況下工作。同時(shí)，導(dǎo)電薄膜可以作為返回地信號(hào)的輔助路徑。
[0004]但是隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對(duì)防止電磁干擾的要求越來越高，對(duì)信號(hào)完整性的需求不斷提高，目前亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)良好的電磁隔離以及更優(yōu)越的信號(hào)完整性表現(xiàn)的半導(dǎo)體封裝件以及相關(guān)的制備工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件能夠在雙層導(dǎo)電薄膜和置于雙層導(dǎo)電薄膜之間的電容器的作用下，使外界傳導(dǎo)至半導(dǎo)體封裝件的電磁干擾信號(hào)衰減，從而減小電磁信號(hào)的干擾。另外，由于雙層導(dǎo)電薄膜分別電連接至電源信號(hào)和地信號(hào)之間，因此電容器直接對(duì)半導(dǎo)體封裝件進(jìn)行電源的退耦，這更有利于信號(hào)完整性。
[0006]本發(fā)明的示例性實(shí)施例還涉及一種制備包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件的方法，通過該方法即可實(shí)現(xiàn)具有良好的電磁隔離以及更優(yōu)越的信號(hào)完整性的半導(dǎo)體封裝件。此外，該方法的工藝流程簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件可以包括:基板；至少一個(gè)芯片，位于基板上并與基板電連接；第一塑封材料，設(shè)置在基板上并包封所述至少一個(gè)芯片；第一導(dǎo)電薄膜，覆蓋第一塑封材料的外表面；第二導(dǎo)電薄膜，包覆第一導(dǎo)電薄膜；電容器，位于第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜之間，電容器的兩極分別電連接至第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜；以及第二塑封材料，位于第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜之間并包封電容器。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于制備包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件的方法可以包括下述步驟:使第一塑封材料包封安裝在基板上的至少一個(gè)芯片；將第一導(dǎo)電薄膜覆蓋第一塑封材料的外表面；使電容器的一個(gè)電極與第一導(dǎo)電薄膜電連接；利用第二塑封材料包封第一導(dǎo)電薄膜和電容器，并暴露電容器的另一電極；將第二導(dǎo)電薄膜覆蓋第二塑封材料的外表面，并且使電容器的被暴露的電極與第二導(dǎo)電薄膜電連接，其中，第一導(dǎo)電薄膜電連接至電源信號(hào)，第二導(dǎo)電薄膜電連接至地信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該理解的是，附圖中的各個(gè)部件不必按比例繪制。相反地，為了清楚起見，在附圖中可以任意地增大或減小各個(gè)部件的尺寸。另外，在整個(gè)說明書和附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。在附圖中:
[0010]圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的防止電磁干擾的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖；
[0011]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的嵌入有電容器的半導(dǎo)體封裝件的首丨J視圖;
[0012]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的嵌入有電容器的半導(dǎo)體封裝件的首丨J視圖;
[0013]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的嵌入有電容器的半導(dǎo)體封裝件的首丨J視圖;
[0014]圖5a至圖5c是示出制備根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，僅以說明性的意義來提供這些實(shí)施例，而不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的范圍。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0016]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的防止電磁干擾的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。
[0017]參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件可以包括基板20、設(shè)置在基板20上并與基板20電連接的芯片組件100、設(shè)置在基板20上并且包封芯片組件100的第一塑封材料110以及覆蓋第一塑封材料110的外表面的第一導(dǎo)電薄膜200。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，第二塑封材料120可以設(shè)置在第一導(dǎo)電薄膜200上并且覆蓋第一導(dǎo)電薄膜200的外表面。第二導(dǎo)電薄膜300可以布置在第二塑封材料120的外表面上，并且包覆第二塑封材料120。此外，在第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300之間可以設(shè)置有電容器400，電容器400的一個(gè)電極電連接到第一導(dǎo)電薄膜200，電容器400的另一電極電連接到第二導(dǎo)電薄膜300，并且電容器400內(nèi)嵌于第二塑封材料120中。
[0018]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，第一導(dǎo)電薄膜200可以電連接至基板20的電源信號(hào)，第二導(dǎo)電薄膜300可以電連接至基板20的地信號(hào)。
[0019]基板20可以為印刷電路板、陶瓷基板、銅箔基板或本領(lǐng)域中的其它基板。芯片組件100至少可以為一個(gè)芯片。芯片組件100可以通過引線鍵合或通過錫球焊接的方式電連接至基板20。另外，芯片組件100中的芯片之間可以通過本領(lǐng)域已知的連接方式進(jìn)行電連接。
[0020]用于形成第一塑封材料110的材料可以與第二塑封材料120的材料相同，均可為環(huán)氧樹脂塑封材料，但本發(fā)明不限于此。例如，其它塑封材料可以應(yīng)用于此。第一塑封材料110和第二塑封材料120可以分別通過兩次注塑工藝形成。
[0021]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，第二導(dǎo)電薄膜300可以覆蓋基板20的側(cè)表面，由于基板20的側(cè)表面為強(qiáng)大的輻射源，因此該結(jié)構(gòu)可以大幅地減少器件所發(fā)出的電磁輻射。此夕卜，用于形成第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300的材料可以相同也可以不同。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，用于形成第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300的材料可以包含Cu、N1、Au、Pd等金屬良導(dǎo)體以及它們之間的復(fù)合材料中的至少一種，但不限于此。例如，所述材料可以包含所有良好導(dǎo)電材料為基體的材料。另外，導(dǎo)電性稍弱，但在微波屏蔽方面有良好表現(xiàn)的諸如鐵氧體、鐵磁性材料的材料也可用于形成導(dǎo)電薄膜。
[0022]盡管在本發(fā)明示出的示例性實(shí)施例中，第一導(dǎo)電薄膜200完全覆蓋第一塑封材料110的外表面，但是本發(fā)明不限于此。例如，在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，第一導(dǎo)電薄膜可以部分覆蓋第一塑封材料的外表面，并且第一導(dǎo)電薄膜電連接至電源信號(hào)。
[0023]第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300可以通過電鍍、濺射等常規(guī)薄膜制作方法制成。
[0024]位于第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300之間的電容器400可以為適于嵌入式的電容器，例如，多層陶瓷電容器或薄膜電容器等其它體積小、適于嵌入的電容器等。電容器400可以通過表面貼裝技術(shù)安裝在第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300之間，并且使電容器400的一個(gè)電極與第一導(dǎo)電薄膜200電連接，另一電極與第二導(dǎo)電薄膜300電連接。
[0025]如圖2中所示，電容器400可以設(shè)置在第一導(dǎo)電薄膜200的側(cè)壁與第二導(dǎo)電薄膜300之間，以使嵌入有電容器400的半導(dǎo)體封裝件變薄，但本發(fā)明不限于此，電容器400可以安裝在第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300之間的任意位置，只要電容器400的一個(gè)電極電連接至第一導(dǎo)電薄膜200，另一電極電連接至第二導(dǎo)電薄膜300即可。
[0026]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。在下文中，為了避免冗余，省略了對(duì)相同元件和結(jié)構(gòu)的描述。在下文中，僅詳細(xì)描述本示例性實(shí)施例與上述實(shí)施例的不同之處。
[0027]如圖3中所示，在本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例中，塑封芯片組件100的第一塑封材料110的形狀可以與芯片組件100的整體形狀一致。第一導(dǎo)電薄膜200包覆第一塑封材料110，因此，第一導(dǎo)電薄膜200的輪廓形狀也可以與芯片組件100的整體形狀一致?；诖?，電容器400可以布置在封裝芯片組件100的第一塑封材料110的凹部處，同時(shí)實(shí)現(xiàn)分別與第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300之間的電連接。
[0028]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。在下文中，為了避免冗余，省略了對(duì)相同元件和結(jié)構(gòu)的描述。
[0029]如圖4中所不,塑封芯片組件100的第一塑封材料110和第一導(dǎo)電薄膜200的形狀可以為矩形，電容器400可以布置在第一導(dǎo)電薄膜200上，并且實(shí)現(xiàn)電容器400的兩個(gè)電極分別與第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300電連接。
[0030]第一塑封材料100的形狀和電容器的位置可以不限于上述示例性實(shí)施例。
[0031]圖5a至圖5c是示出制備根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的工藝流程圖。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的嵌入有電容器的半導(dǎo)體封裝件的制作方法，其包括下述步驟。如圖5a中所示，首先，將芯片組件100布置在基板20上，并且將芯片組件100與基板20實(shí)現(xiàn)電連接；然后，在基板20上形成第一塑封材料110并使第一塑封材料110包封芯片組件100，即，布置在基板20上的芯片組件100包括的所有芯片均被第一塑封材料110包封在其中；在第一塑封材料110上形成包覆第一塑封材料110的第一導(dǎo)電薄膜200。
[0033]可以利用注塑成型工藝來形成第一塑封材料110。另外，可以利用電鍍、濺射等常規(guī)薄膜制作方法來制得覆蓋第一塑封材料110的外表面的第一導(dǎo)電薄膜200。第一導(dǎo)電薄膜200不僅可以覆蓋第一塑封材料110的上表面，而且覆蓋第一塑封材料110的側(cè)面。
[0034]然后，如圖5b中所示，將電容器400安裝在第一導(dǎo)電薄膜200上，并且使電容器400的一個(gè)電極電連接至第一導(dǎo)電薄膜200，另一電極不接觸第一導(dǎo)電薄膜200。電容器400可以為多層陶瓷電容器，但是不限于此，例如，可以為本領(lǐng)域中的其它類型的適于嵌入式的電容器。電容器400可以通過表面貼裝工藝安裝在第一導(dǎo)電薄膜200上。
[0035]如圖5c中所示，利用注塑成型工藝在第一導(dǎo)電薄膜200上形成第二塑封材料120，第二塑封材料120不僅覆蓋第一導(dǎo)電薄膜200的上表面，而且還覆蓋第一導(dǎo)電薄膜200的側(cè)面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)第二導(dǎo)電薄膜200的塑封。此外，電容器400置于第二塑封材料120中，并且電容器400的所述另一電極被第二塑封材料120暴露。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可以在對(duì)第一導(dǎo)電薄膜200和電容器400包封的同時(shí),直接暴露電容器400的所述另一電極，但本發(fā)明不限于此。例如，在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，可以在對(duì)第一導(dǎo)電薄膜200和電容器400包封之后，通過諸如激光鉆孔或蝕刻等的額外工藝使電容器400的所述另一電極暴露。
[0036]其次，利用濺射、電鍍等工藝在第二塑封材料120上形成包覆第二塑封材料120的第二導(dǎo)電薄膜300，并且使電容器400的被暴露的所述另一電極與第二導(dǎo)電薄膜300電連接。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，第二導(dǎo)電薄膜300不僅覆蓋第二塑封材料120的上表面，而且覆蓋第二塑封材料120的側(cè)表面。在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，第二導(dǎo)電薄膜還可以覆蓋基板20的側(cè)表面。
[0037]盡管在本發(fā)明示出的示例性實(shí)施例中，第一導(dǎo)電薄膜200完全覆蓋第一塑封材料110的外表面，但是本發(fā)明不限于此。例如，在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，第一導(dǎo)電薄膜可以部分覆蓋第一塑封材料的外表面，并且第一導(dǎo)電薄膜電連接至電源信號(hào)。
[0038]由于在上文中已經(jīng)詳細(xì)地描述了用于形成本發(fā)明的各個(gè)部件的材料以及結(jié)構(gòu)，因此，在此不再進(jìn)行重復(fù)地描述。
[0039]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，第一導(dǎo)電薄膜200可以電連接至基板的電源信號(hào)，第二導(dǎo)電薄膜300可以電連接至基板的地信號(hào)，即，第二導(dǎo)電薄膜300接地，并且第一導(dǎo)電薄膜200和第二導(dǎo)電薄膜300可以分別與電容器400的兩個(gè)電極電連接。因此，外界傳到至本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝件的電磁干擾信號(hào)，會(huì)在雙層導(dǎo)電薄膜以及電容器的作用下衰減，從而減小電磁信號(hào)的干擾。此外，電容器放置在地信號(hào)和電源信號(hào)之間，因此電容器可以直接對(duì)半導(dǎo)體封裝件進(jìn)行電源的退耦，更有利于信號(hào)的完整性。另外，雙層導(dǎo)電薄膜與置于雙層導(dǎo)電薄膜之間的電容器也可以實(shí)現(xiàn)良好的電磁隔離，防止對(duì)鄰近的器件產(chǎn)生影響，并且實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)越的信號(hào)完整性表現(xiàn)。
[0040]另外，本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供的制備包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件的方法工藝流程簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0041]雖然已經(jīng)結(jié)合特定的實(shí)施例具體地描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修改和改變。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，所述半導(dǎo)體封裝件包括: 基板； 至少一個(gè)芯片，位于基板上并與基板電連接； 第一塑封材料，設(shè)置在基板上并包封所述至少一個(gè)芯片； 第一導(dǎo)電薄膜，覆蓋第一塑封材料的外表面； 第二導(dǎo)電薄膜，包覆第一導(dǎo)電薄膜； 電容器，位于第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜之間，電容器的兩極分別電連接至第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜；以及 第二塑封材料，位于第一導(dǎo)電薄膜和第二導(dǎo)電薄膜之間并包封電容器。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，第一導(dǎo)電薄膜電連接至電源信號(hào)，第二導(dǎo)電薄膜電連接至地信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，第一導(dǎo)電薄膜部分覆蓋第一塑封材料的外表面。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，基板為印刷電路板、陶瓷基板或銅箔基板。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，第一塑封材料和第二塑封材料通過兩次注塑工藝形成。
6.一種用于制備包含嵌入式電容器的半導(dǎo)體封裝件的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: 使第一塑封材料包封安裝在基板上的至少一個(gè)芯片； 將第一導(dǎo)電薄膜覆蓋第一塑封材料的外表面； 使電容器的一個(gè)電極與第一導(dǎo)電薄膜電連接； 利用第二塑封材料包封第一導(dǎo)電薄膜和電容器，并暴露電容器的另一電極； 將第二導(dǎo)電薄膜覆蓋第二塑封材料的外表面，并且使電容器的被暴露的另一電極與第二導(dǎo)電薄膜電連接， 其中，第一導(dǎo)電薄膜電連接至電源信號(hào)，第二導(dǎo)電薄膜電連接至地信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，第一導(dǎo)電薄膜部分覆蓋第一塑封材料的外表面。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，利用第二塑封材料包封第一導(dǎo)電薄膜和電容器并暴露電容器的另一電極的步驟包括在利用第二塑封材料包封第一導(dǎo)電薄膜和電容器的同時(shí)直接暴露電容器的所述另一電極。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，利用第二塑封材料包封第一導(dǎo)電薄膜和電容器并暴露電容器的另一電極的步驟包括:在利用第二塑封材料包封第一導(dǎo)電薄膜和電容器之后，利用額外工藝來暴露電容器的所述另一電極。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述額外工藝為激光鉆孔或蝕刻。
【文檔編號(hào)】H01L23/64GK104409447SQ201410724218
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】陳崢嶸 申請(qǐng)人:三星半導(dǎo)體(中國)研究開發(fā)有限公司, 三星電子株式會(huì)社