具有集成的微波組件的半導(dǎo)體封裝件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體器件封裝技術(shù)，并且具體而言涉及將半導(dǎo)體芯片和組件嵌入到封裝劑中的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體器件制造商不斷努力增加他們的產(chǎn)品的性能，同時減少它們的制造成本。半導(dǎo)體器件封裝件的制造中的成本集中區(qū)是封裝半導(dǎo)體芯片。因而，低成本和高產(chǎn)量的半導(dǎo)體器件封裝件和制造該半導(dǎo)體器件封裝件的方法是令人希望的。另外，對于提供更小、更薄、或更輕并且具有更加多樣的功能性和改進的可靠性的半導(dǎo)體器件封裝件的不斷努力已經(jīng)驅(qū)動所涉及的所有技術(shù)領(lǐng)域中的一系列技術(shù)創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件封裝件，包括:封裝劑；至少部分地嵌入在所述封裝劑中的半導(dǎo)體芯片；微波組件，所述微波組件包括集成在所述封裝劑中的至少一個導(dǎo)電壁結(jié)構(gòu)；以及電互連，所述電互連被配置成將所述微波組件電耦合到所述半導(dǎo)體芯片。
[0004]本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件封裝件，包括:封裝劑；至少部分地嵌入在所述封裝劑中的半導(dǎo)體芯片；以及矩形波導(dǎo)，所述矩形波導(dǎo)包括集成在所述封裝劑中的至少一個導(dǎo)電壁結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明還提供了一種制造半導(dǎo)體器件封裝件陣列的方法，所述方法包括:在臨時載體上放置多個半導(dǎo)體芯片；利用封裝材料來覆蓋所述多個半導(dǎo)體芯片以形成封裝體；提供多個微波組件，每個微波組件包括集成在所述封裝體中的至少一個導(dǎo)電壁結(jié)構(gòu)；形成多個電互連，每個電互連被配置為電耦合半導(dǎo)體芯片和微波組件；以及將所述封裝體分離成單個半導(dǎo)體器件封裝件，每個半導(dǎo)體器件封裝件包括半導(dǎo)體芯片、微波組件以及電互連。
【附圖說明】
[0006]包括所附附圖以提供實施例的進一步的理解并且所附附圖被并入本說明書并且構(gòu)成本說明書的一部分。附圖圖示了實施例并且與說明書一起用作解釋實施例的原理。其他實施例和實施例的意圖的優(yōu)點中的眾多優(yōu)點將易于意識到，因為它們通過參照以下【具體實施方式】而變得更好理解。附圖的元素不一定相對于彼此成比例。同樣的附圖標記指代對應(yīng)的類似的部分。
[0007]圖1示意性地圖示了包括半導(dǎo)體芯片和微波組件的示例性半導(dǎo)體器件封裝件的截面圖。
[0008]圖2示意性地圖示了包括半導(dǎo)體芯片和微波組件的示例性半導(dǎo)體器件封裝件的截面圖。
[0009]圖3示意性地圖示了包括半導(dǎo)體芯片、微波組件和電重分布層(RDL)的示例性半導(dǎo)體器件封裝件的截面圖。
[0010]圖4示意性地圖示了包括半導(dǎo)體芯片、微波組件、電重分布層(RDL)和導(dǎo)電層的示例性半導(dǎo)體器件封裝件的截面視圖。
[0011]圖5A和圖5B分別示意性地圖示了示例性半導(dǎo)體器件封裝件的平面圖和沿著圖5A的截面線A-A的截面圖。
[0012]圖6示意性地圖示了包括作為波導(dǎo)側(cè)壁的一排電過孔的示例性矩形波導(dǎo)的透視圖。
[0013]圖7示意性地圖示了包括作為波導(dǎo)側(cè)壁的一排電過孔和封閉壁的示例性矩形波導(dǎo)的透視圖。
[0014]圖8示意性地圖示了包括作為波導(dǎo)側(cè)壁的封閉壁(除了輸入開口之外)的示例性矩形波導(dǎo)的透視圖。
[0015]圖9A和9B分別示意性地圖示了圖6到8中示出的示例性矩形波導(dǎo)的平面圖和自查看方向B的側(cè)視圖。
[0016]圖10為形成例如濾波器的示例性矩形波導(dǎo)的第一金屬板的平面圖。
[0017]圖11為形成例如濾波器的示例性矩形波導(dǎo)的第一金屬板的平面圖。
[0018]圖12為形成例如天線的示例性矩形波導(dǎo)的第二金屬板的平面圖。
[0019]圖13為形成例如功率合成器或功率分配器的示例性矩形波導(dǎo)的第一金屬板的平面圖。
[0020]圖14示意性地圖示了包括半導(dǎo)體芯片和包括在側(cè)向上輻射的天線的矩形波導(dǎo)的示例性半導(dǎo)體器件封裝件的截面圖。
[0021]圖15示意性地圖示了包括半導(dǎo)體芯片、包括在側(cè)向上輻射的天線的矩形波導(dǎo)和電重分布層(RDL)的示例性半導(dǎo)體器件封裝件的截面圖。
[0022]圖16A和圖16B分別示意性地圖示了用于傳送微波頻率信號的共面線的平面圖和微帶線的截面圖。
[0023]圖17為用于通過使用嵌入式晶圓級封裝(eWLP)技術(shù)來制造包括半導(dǎo)體芯片和矩形波導(dǎo)的半導(dǎo)體器件封裝件的示例性工藝的流程圖。
[0024]圖18A到圖18F示意性地圖示了通過使用嵌入式晶圓級封裝(eWLP)技術(shù)來制造包括半導(dǎo)體芯片和微波組件的半導(dǎo)體器件封裝件的方法的一個示例性實施例。
[0025]圖19A到19D示意性地圖示了通過使用嵌入式晶圓級封裝(eWLP)技術(shù)來制造包括半導(dǎo)體芯片和微波組件的半導(dǎo)體器件封裝件的方法的一個示例性實施例。
【具體實施方式】
[0026]在以下具體描述中，引用形成其一部分的所附附圖，并且以闡明其中可以實踐本發(fā)明的特定實施例的方式來示出所附附圖。在這點上，參照被描述的(一個或多個)圖的定向來使用諸如為“頂”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”等的方向性術(shù)語。因為實施例的組件能夠定位在諸多不同的定向中，方向性術(shù)語用于闡明的目的并且決非限制。將理解到其他實施例可以被利用并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下做出結(jié)構(gòu)上的或邏輯上的改變。因此，以下具體描述不應(yīng)按限制方式來理解，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
[0027]將理解到:除非另外特別闡明，這里所描述的各種示例性實施例的特征可以彼此組合。
[0028]如在本說明書中所采用的，術(shù)語“接合的”、“附接的”、“連接的”、“耦合的”和/或“電連接的/電耦合的”不意味著意指元件或?qū)颖仨氈苯咏佑|在一起；可以分別在“接合的”、“附接的”、“連接的”、“耦合的”和/或“電連接的/電耦合的”元件之間提供有居間元件或?qū)?。但是，按照本公開內(nèi)容，以上提及的術(shù)語可以可選地還具有元件或?qū)又苯咏佑|在一起的特定含義，即，可以分別沒有居間的元件或?qū)臃謩e提供在“接合的”、“附接的”、“連接的”、“耦合的”和/或“電連接的/電耦合的”元件之間。
[0029]另外，這里可以使用關(guān)于形成或位于表面“之上”的材料層而使用的詞語“…之上”，以意指材料層“直接地”位于(例如，形成、沉積等)暗含的表面上，例如與暗含的表面直接接觸。這里可以使用關(guān)于形成或位于表面“之上”的材料層而使用的詞語“…之上”，以意指材料層“間接地”位于(例如，形成、沉積等)暗含的表面上，一個或多個附加層被布置在暗含的表面與材料層之間。
[0030]這里所描述的半導(dǎo)體器件封裝件可以包含一個或多個半導(dǎo)體芯片。以下進一步描述的半導(dǎo)體封裝件可以包含(一個或多個)不同類型的半導(dǎo)體芯片，其可以由不同的技術(shù)來制造并且可以包括例如諸如為單片集成電路、電光電路、機電電路、有機襯底、無機襯底、小型化電封裝件和/或無源器件的集成電路。更具體而言，(一個或多個)半導(dǎo)體芯片可以包括邏輯集成電路、模擬集成電路、混合信號集成電路、功率集成電路、存儲器電路、或集成無源器件(IPD)。
[0031]這里所描述的(一個或多個)半導(dǎo)體芯片可以由諸如為S1、SiC、SiGe、GaAs、GaN、AlGaN、InGaAs、InAlAs等的特定半導(dǎo)體材料中制造，并且此外，可以包含非半導(dǎo)體的無機和/或有機材料。
[0032]這里所描述的(一個或多個)半導(dǎo)體芯片可以包括控制電路、微處理器、存儲器電路和/或微機電組件。它們例如可以包括發(fā)射器、接收器、收發(fā)器、傳感器、或檢測器。具體而言，這里所描述的(一個或多個)半導(dǎo)體芯片可以包括無線組件，諸如微波電路，例如微波發(fā)射器、接收器、收發(fā)器、傳感器、或檢測器。作為示例，這里所描述的(一個或多個)半導(dǎo)體芯片可以包括操作在例如20與200GHz的頻率范圍中以及更具體而言在40與160GHz之間的頻率范圍中、例如為在約60、80或120GHz處的集成微波電路。一般而言，微波頻率區(qū)域在從約300MHz (約I米的波長)到約300GHz (約I毫米的波長)的范圍中。
[0033]可以涉及到包含(一個或多個)具有水平結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片的設(shè)備。具有水平結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片可以僅在其兩個主表面(例如在其活性表面上)中的一個主表面上具有芯片電極。
[0034]芯片電極(或接觸焊盤)允許做出與包括在(一個或多個)半導(dǎo)體芯片中的(一個或多個)集成電路(例如，微波發(fā)射器/接收器電路、控制器電路等)的電接觸。例如為I/o電極、接地電極、電源電極、微波頻率電極、控制電極等的芯片電極可以包括應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的一個或多個電極金屬層。
[0035]這里所描述的半導(dǎo)體器件封裝件包括微波組件，即，該半導(dǎo)體器件封裝件為“封裝件中微波組件”模塊。微波組件可以操作在以上提及的頻率范圍中的一個或多個頻率范圍中。微波組件包括集成在封裝劑中的導(dǎo)電壁結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電壁結(jié)構(gòu)可以形成微波器件的一部分，諸如微波濾波器、微波天線、微波天線陣列、微波諧振器、微波功率合成器、微波功率分配器、或電磁屏蔽、例如為用于增強信號路徑之間的隔離的電磁屏蔽。作為示例，微波組件可以包括或者是集成在封裝劑中的矩形波導(dǎo)，即，“封裝件中矩形波導(dǎo)”模塊
[0036]這里所描述的半導(dǎo)體器件封裝件包括形成嵌入(一個或多個)半導(dǎo)體芯片和微波組件的導(dǎo)電壁結(jié)構(gòu)(以及可能地，整個微波組件)的前述封裝劑的封裝材料。
[0037]封裝材料可以為電絕緣材料并且可以包括或者為熱固性材料或熱塑性材料。熱固性材料可以例如在環(huán)氧