嵌入有無源組件的加勁襯的制作方法
【專利說明】嵌入有無源組件的加勁襯
[0001 ] 公開領(lǐng)域
[0002]所公開的實施例涉及包括被設(shè)計成減小翹曲的加勁襯(stiffener)的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。更具體地，一些實施例針對設(shè)計有凹槽的連續(xù)或不間斷加勁襯結(jié)構(gòu)，該凹槽被設(shè)計成接納高密度電容器和/或其它無源組件，該凹槽在封裝的一個或多個半導(dǎo)體管芯周圍形成外環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0003]常規(guī)半導(dǎo)體器件封裝包括集成電路或芯片或安裝在基板上的管芯。典型地，該管芯安裝在基板上并且互連通過本領(lǐng)域已知的線焊和/或倒裝技術(shù)來形成。在任一情形中，管芯不覆蓋基板的整個表面區(qū)域。附加組件(諸如，解耦電容器或其它無源電路元件)通常也被包括在封裝內(nèi)，典型地在管芯周圍的基板區(qū)域上，以便例如減少噪聲和管芯上的高頻瞬變。加勁襯被用來向封裝元件提供穩(wěn)定性，并且防止因熱膨脹引起的翹曲。
[0004]常規(guī)地，加勁襯是使用表面安裝技術(shù)(SMT)安裝在基板上的。加勁襯可由金屬(諸如，銅或鋁)或陶瓷材料制成?？墒沟眉觿乓r的熱膨脹(CTE)系數(shù)與基板的相匹配以便提供機械支撐并防止翹曲。
[0005]常規(guī)封裝100的示意俯視圖以及圖示描繪在圖1中解說。一個或多個管芯(共同描繪為管芯104)被安裝在基板102上。基板102可包括在管芯104周圍的外周界上的無源器件106。無源器件106和其它組件可使用SMT安裝在基板102上。加勁襯108以外環(huán)的形式圍繞基板102。加勁襯108的水平部分與基板102的表面交疊并且加勁襯108的相當(dāng)大的水平區(qū)域位于基板102的水平表面區(qū)域之外以便提供機械穩(wěn)定性。加勁襯108還可使用SMT附連或安裝在基板102上。
[0006]常規(guī)封裝100的結(jié)構(gòu)遭受許多缺點。加勁襯108具有較大的水平區(qū)域或厚度，其延伸超出基板102的水平區(qū)域以便滿足保護封裝組件的要求(有時大于0.5mm)。這增大了封裝的總占據(jù)面積或水平表面面積。然而，技術(shù)的發(fā)展對封裝的大小和面積的顯著減小提出了需求，這進而對有用封裝面積(即，未被加勁襯消耗的封裝面積)強加了約束。高端表面安裝封裝(諸如，公知的倒裝球柵陣列(fcBGA))被進一步看到需要較小的封裝厚度來維持薄的封裝剖面。此類技術(shù)被看到進一步遭受對可被包括的封裝組件的限制并且還提高了封裝厚度，這是因為當(dāng)前正被使用的常規(guī)加勁襯結(jié)構(gòu)。
[0007]—些常規(guī)辦法通過在表面安裝的加勁襯材料中創(chuàng)建孔以便為在這些孔中集成無源組件創(chuàng)造空間的方式來克服以上限制。然而，這些孔中斷了加勁襯的連續(xù)性，這降低了加勁襯在提供機械穩(wěn)定性和防止翹曲方面的有效性。此外，到加勁襯中這些孔內(nèi)形成的這些無源器件的電連接或無源組件(例如，無源器件106)的其它常規(guī)放置由于它們在基板上分散的放置而需要仔細和謹慎的規(guī)劃，其中要考慮最大化基板上的可用表面面積。這還影響到用于封裝的配電網(wǎng)(PDN)設(shè)計，因為昂貴并且往往困難的布線路徑需要被創(chuàng)建以容適無源器件的此類放置。
[0008]相應(yīng)地，需要克服與常規(guī)加勁襯結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的上述問題，以便達成不負面影響封裝大小的高質(zhì)量加勁襯結(jié)構(gòu)。
[0009]概述
[0010]示例性實施例涉及用于防止半導(dǎo)體封裝中的半導(dǎo)體基板的翹曲的系統(tǒng)和方法。相應(yīng)地，一個或多個實施例針對設(shè)計有凹槽的連續(xù)或不間斷加勁襯結(jié)構(gòu)，該凹槽被設(shè)計成接納高密度電容器和/或其它無源組件，該凹槽在封裝的一個或多個半導(dǎo)體管芯周圍形成外環(huán)。
[0011 ]例如，一種示例性實施例涉及一種形成用于半導(dǎo)體封裝的加勁襯的方法，該方法包括:在加勁襯中形成凹槽;在凹槽內(nèi)嵌入無源組件；以及將具有嵌入的無源組件的加勁襯附連至基板的第一表面。
[0012]另一示例性實施例涉及一種半導(dǎo)體封裝，包括:基板;附連至基板的第一表面的加勁襯，其中該加勁襯包括凹槽;以及被嵌入在凹槽內(nèi)的無源組件。
[0013]又一示例性實施例涉及一種半導(dǎo)體封裝系統(tǒng)，包括:基板;附連至基板的第一表面的加勁襯，該加勁襯包括用于接納的裝置;以及被嵌入在用于接納的裝置內(nèi)的無源組件。
[0014]附圖簡述
[0015]給出附圖以幫助對本發(fā)明實施例進行描述，且提供附圖僅用于解說實施例而非對其進行限定。
[0016]圖1解說了具有加勁襯的常規(guī)封裝結(jié)構(gòu)的俯視圖和側(cè)視圖。
[0017]圖2A-B分別解說了具有凹槽的示例性加勁襯結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和俯視圖。
[0018]圖3A-E描繪了與具有凹槽的示例性加勁襯結(jié)構(gòu)的形成相關(guān)的示例性組件和過程的側(cè)視圖。
[0019]圖4解說了使用示例性加勁襯形成示例性半導(dǎo)體封裝的序列的流程圖。
[0020]詳細描述
[0021]本發(fā)明的各方面在以下針對本發(fā)明具體實施例的描述和有關(guān)附圖中被公開?？梢栽O(shè)計替換實施例而不會脫離本發(fā)明的范圍。另外，本發(fā)明中眾所周知的元素將不被詳細描述或?qū)⒈皇∪ヒ悦鉄煕]本發(fā)明的相關(guān)細節(jié)。
[0022]措辭“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何實施例不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他實施例。同樣，術(shù)語“本發(fā)明的各實施例”并不要求本發(fā)明的所有實施例都包括所討論的特征、優(yōu)點、或工作模式。
[0023]本文中所使用的術(shù)語僅出于描述特定實施例的目的，而并不旨在限定本發(fā)明的實施例。如本文所使用的，單數(shù)形式的“一”、“某”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。還將理解，術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用時指明所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件和/或其群組的存在或添加。
[0024]此外，許多實施例是根據(jù)將由例如計算設(shè)備的元件執(zhí)行的動作序列來描述的。將認識到，本文描述的各種動作能由專用電路(例如，專用集成電路(ASIC))、由正被一個或多個處理器執(zhí)行的程序指令、或由這兩者的組合來執(zhí)行。另外，本文描述的這些動作序列可被認為是完全體現(xiàn)在任何形式的計算機可讀存儲介質(zhì)內(nèi)，其內(nèi)存儲有一經(jīng)執(zhí)行就將使相關(guān)聯(lián)的處理器執(zhí)行本文所描述的功能性的相應(yīng)計算機指令集。因此，本發(fā)明的各種方面可以用數(shù)種不同形式來體現(xiàn)，所有這些形式都已被構(gòu)想落在所要求保護的主題內(nèi)容的范圍內(nèi)。另外，對于本文描述的每個實施例，任何此類實施例的對應(yīng)形式可在本文中被描述為例如“被配置成執(zhí)行所描述的動作的邏輯”。
[0025]示例性實施例涉及被設(shè)計成克服常規(guī)加勁襯的眾多缺點的創(chuàng)新加勁襯結(jié)構(gòu)。在此公開中，認識到，加勁襯的有效性或質(zhì)量取決于諸如以下的各方面:加勁襯的表面面積、到基板的附連的方法、與基板的接觸面積、以及用于加勁襯的材料。
[0026]為了提供改進的附連面積(或接觸面積)、而且防止總封裝大小增大，示例性加勁襯被形成為使得示例性加勁襯的水平表面區(qū)域被基板的水平外邊緣或邊界包含或至少限定。示例性加勁襯使用各向異性導(dǎo)電膜(ACF)或各向異性導(dǎo)電糊劑(ACP)附連至基板。如此，這克服了先前討論的使用SMT安裝在基板102上的常規(guī)加勁襯108的缺點。
[0027]此外，示例性加勁襯被設(shè)計有凹槽，從而加勁襯由不中斷層