用于射頻多芯片集成電路封裝的電磁干擾外殼的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]領(lǐng)域
[0002]各個特征涉及電磁干擾(EMI)罩殼的方法，尤其涉及用于層疊封裝(PoP)射頻(RF)集成電路設(shè)備的EMI罩殼。
[0003]背景
[0004]層疊封裝(PoP)是將分立的邏輯和存儲器球柵陣列(BGA)封裝縱向地組合成一個單元的集成電路封裝方法。兩個或更多個封裝安裝在彼此頂上(即，堆疊)，且具有在它們之間路由信號的標準接口。這允許在諸如移動電話、膝上型計算機、和數(shù)碼相機之類的設(shè)備中有更高組件密度。
[0005]包含射頻(RF)組件(諸如RF放大器以及其他RF有源和/或無源組件(例如，濾波器，雙工器等))的PoP可能需要電磁干擾(EMI)屏蔽(也常常稱為RF屏蔽)以便于將RF組件與周圍環(huán)境隔離開來。該屏蔽防止PoP的RF組件泄漏出RF能量到周圍環(huán)境，并且還防止該環(huán)境中不想要的外來RF信號噪聲被注入到RF PoP中。
[0006]圖1和2解說了現(xiàn)有技術(shù)中所見的EMI屏蔽100。具體而言，圖1解說了 EMI屏蔽100的頂部立體視圖，并且圖2解說了該屏蔽100的底部立體視圖。EMI屏蔽100通常由金屬(諸如鋁、銅等)制成。屏蔽100的大小被制定為配合在一個或多個RF集成電路(諸如RF PoP電路)上。一旦就位，屏蔽100就充當(dāng)法拉第籠并隔絕其內(nèi)的RF電路系統(tǒng)，以防止RF輻射泄漏進受保護的電路系統(tǒng)中或從受保護的電路系統(tǒng)泄漏出來。EMI屏蔽100可以多個孔102為特征，這些孔102的大小被制定成小到足以仍夠阻隔具有顯著大于這些孔的直徑的波長的RF輻射。
[0007]圖3解說了現(xiàn)有技術(shù)中所見的PoP電路300的示意框圖，該PoP電路300用EMI屏蔽302覆蓋。PoP電路300包括第一封裝基板304和第二封裝基板306。第二封裝基板306堆疊在第一封裝基板304的頂上。第一基板304可包括至少一個集成電路(IC)，諸如RF功率放大器IC 308。第二基板306可包括多個IC 310，諸如一個或多個無源雙工器和/或濾波器(例如，表面聲波(SAW)濾波器)。IC 308、310各自通過多個焊接凸塊312電耦合并物理耦合至它們相應(yīng)的基板304、306。第二基板306通過一個或多個焊球314或者導(dǎo)電柱被電耦合并物理耦合至第一基板304。
[0008]PoP電路300具有幾個顯著缺點。第一，耦合至第二基板306的多個IC 310具有不良的熱傳導(dǎo)路徑，這使得由IC 310產(chǎn)生的熱聚集在PoP電路300中并使性能降級。例如，由第二基板的IC 310產(chǎn)生的大部分熱僅通過焊球/柱314來消散，而焊球/柱314位于接近第二基板306的邊緣并且在數(shù)目上相對較少。因此，即使第二基板的IC 310可能是產(chǎn)生的熱只是高功率有源RF功率放大器IC 308的熱的一小部分(例如1/8)的無源IC(例如，無源濾波器)，但耦合至第二基板的IC 310的不良的熱傳導(dǎo)路徑314使得這些IC 310達到高到不可取的溫度。作為對比，第一基板的IC 308具有相對良好的熱傳導(dǎo)路徑，其允許RF功率放大器308產(chǎn)生的相對較大量的熱能消散掉。這些熱傳導(dǎo)路徑包括位于第一基板304內(nèi)的熱通孔316，這些熱通孔316將RF功率放大器308電耦合且熱耦合至焊球318和/或幫助消散熱的熱散布器。
[0009]第二，將第二基板的IC 310電耦合至第一基板304(例如，地和電力網(wǎng))的焊球314的位置和有限數(shù)目也限制了 PoP電路300的電性能。焊球314導(dǎo)致瓶頸，該瓶頸尤其增加第二基板的IC 310與地/電力網(wǎng)之間的寄生電感。該電感降低了 IC 310(例如，SAW濾波器)的電性能。
[0010]EMI屏蔽302由金屬制成并被設(shè)計成充當(dāng)配合在多個RF器件308、310上的法拉第籠。雖然EMI屏蔽302防止相當(dāng)大量的非期望RF輻射泄漏出或泄漏進PoP電路，但它對于減輕以上兩個前述問題無所作為。因此，存在對于以EMI屏蔽為特征的改善層疊封裝設(shè)計的需要，該EMI屏蔽除了提供針對RF輻射的保護以外，還幫助改善此層疊封裝設(shè)備內(nèi)底下的集成電路的熱和電性能。
[0011]概述
[0012]—個特征提供一種封裝，該封裝包括基板，該基板具有耦合至該基板的第一表面的至少一個第一電路組件，該封裝還包括耦合至該基板的電磁干擾(EMI)屏蔽，EMI屏蔽包括配置成屏蔽該封裝不受射頻福射影響的金屬殼，親合至該金屬殼的內(nèi)表面的至少一部分的介電層，耦合至該介電層并通過該介電層與金屬殼電絕緣的多條信號線，以及耦合至EMI屏蔽的內(nèi)表面的至少一個第二電路組件，EMI屏蔽的內(nèi)表面的至少一部分面對基板的第一表面，并且這多條信號線配置成向第二電路組件提供電信號。根據(jù)一方面，該金屬殼進一步配置成向第二電路組件提供電接地。根據(jù)另一方面，第二電路組件進一步耦合至金屬殼的內(nèi)表面。根據(jù)又一方面，該金屬殼熱耦合至第二電路組件并配置成消散由第二電路組件產(chǎn)生的熱能。根據(jù)另一方面，第一和第二電路組件各自是有源和/或無源RF電路組件中的至少一者。
[0013]根據(jù)一方面，該金屬殼包括將EMI屏蔽親合至基板的多個側(cè)壁。根據(jù)另一方面，一個或多個槽形成在該多個側(cè)壁之間，該一個或多個槽允許氣流穿過由具有該多個側(cè)壁的金屬殼和基板形成的腔。根據(jù)又一方面，該多個側(cè)壁包括內(nèi)側(cè)壁表面，其包括介電層以及該多條信號線的至少一部分。
[0014]根據(jù)一方面，該內(nèi)側(cè)壁表面使用該多條信號線的該部分將第二電路組件電耦合至基板。根據(jù)另一方面，該EMI屏蔽和基板形成包含第一和第二電路組件的腔。根據(jù)又一方面，此封裝被納入音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航設(shè)備、通信設(shè)備、移動電話、智能電話、個人數(shù)字助理、固定位置終端、平板計算機、和/或膝上型計算機中的至少一者中。
[0015]另一特征提供一種制造封裝的方法，其中該方法包括:提供基板以及至少一個第一電路組件，將第一電路組件耦合至基板的第一表面，提供具有金屬殼的電磁干擾(EMI)屏蔽，該金屬殼配置成屏蔽此封裝不受射頻輻射影響，在該金屬殼的內(nèi)表面的至少一部分之上沉積介電層，在介電層處形成多條信號線，從而該多條信號線通過該介電層與金屬殼電絕緣，將至少一個第二電路組件耦合至EMI屏蔽的內(nèi)表面，該多條信號線配置成向第二電路組件提供電信號，以及將該EMI屏蔽耦合至基板，從而該EMI屏蔽的內(nèi)表面的至少一部分面對基板的第一表面。根據(jù)一方面，該方法進一步包括將第二電路組件耦合至金屬殼的內(nèi)表面。根據(jù)另一方面，該方法進一步包括將該金屬殼熱耦合至第二電路組件，從而該金屬殼配置成消散由第二電路組件產(chǎn)生的熱能。
[0016]根據(jù)一方面，該方法進一步包括在EMI屏蔽和基板之間形成包含第一和第二電路組件的腔。根據(jù)另一方面，該金屬殼包括多個側(cè)壁，該方法進一步包括將EMI屏蔽的該多個側(cè)壁耦合至基板。根據(jù)又一方面，該方法進一步包括形成由該金屬殼、該多個側(cè)壁、和基板限界的腔，以及在該多個側(cè)壁之間形成允許氣流穿過該腔的一個或多個槽。根據(jù)另一方面，該方法進一步包括使用該內(nèi)側(cè)壁表面上所包括的該多條信號線的該部分將第二電路組件電耦合至基板。
[0017]另一特征提供一種封裝，該封裝包括基板，該基板具有耦合至該基板的第一表面的至少一個第一電路組件，該封裝還包括用于覆蓋該基板的至少一部分的裝置，該用于覆蓋的裝置包括用于屏蔽該封裝不受射頻輻射影響的裝置，耦合至該用于屏蔽的裝置的內(nèi)表面的至少一部分的用于絕緣的裝置，耦合至該用于絕緣的裝置并通過該用于絕緣的裝置與該用于屏蔽的裝置電絕緣的多個用于攜帶電信號的裝置，以及耦合至該用于覆蓋的裝置的內(nèi)表面的至少一個第二電路組件，該用于覆蓋的裝置的內(nèi)表面的至少一部分面對基板的第一表面，并且該多個用于攜帶電信號的裝置配置成向第二電路組件提供電信號。根據(jù)一方面，該用于屏蔽的裝置進一步配置成向第二電路組件提供電接地。根據(jù)另一方面，第二電路組件進一步耦合至該用于屏蔽的裝置的內(nèi)表面。
[0018]根據(jù)一方面，該用于屏蔽的裝置熱耦合至第二電路組件并配置成消散由第二電路組件產(chǎn)生的熱能。根據(jù)另一方面，該用于屏