具有集成互连结构的电子封装件及其制造方法技术

电子封装件包括绝缘基板、具有的背表面耦接到绝缘基板的第一表面的电子部件以及围绕电子部件的周边的至少一部分的绝缘结构。第一布线层从绝缘基板的第一表面起并且在绝缘结构的倾斜侧面上延伸，以与电子部件的有源表面上的至少一个接触焊盘电耦接。第二布线层形成在绝缘基板的第二表面上并延伸穿过其中的至少一个通孔以与第一布线层电耦接。

Electronic package with integrated interconnection structure and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成互连结构的电子封装件及其制造方法
本专利技术的实施例总体上涉及半导体器件封装件或电子封装件，并且更具体地，涉及一种电子封装件，其包括由绝缘材料形成的集成互连结构，该绝缘材料被金属化以包括一个或多个电迹线，该电迹线延伸穿过电子封装件的主体，以将裸片(die)上的接触焊盘电连接到电子封装件相对侧的接触端子。
技术介绍
现有技术的电子封装涵盖从引线键合模块到倒装芯片模块和到嵌入式芯片模块的许多各种不同的方法、结构和方式。引线键合模块是一种成熟的封装方式，其成本低廉但电气性能有限。这些模块使用键合到芯片焊盘的引线将功率器件的顶部I/O焊盘连接到互连结构，例如陶瓷、氮化铝(AlN)或碳化硅(SiC)基板等顶部和底部带有图案化金属的金属-绝缘体-金属基板。引线键合具有固有的高电感，通常较高的串联电阻，在键合焊盘上的电流集聚以及键合位置附近的半导体器件内部的微裂纹。在图1中示出了现有技术的引线键合电子封装件10的示例性结构，其中两个功率半导体器件12使用裸片附接材料16安装到引线框14上。引线框14的部分延伸超出模制树脂26，形成端子18。引线键合20将位于半导体器件12的有源表面24上的裸片焊盘22连接到引线框14上的选定区域。模制树脂26封装半导体器件12、引线键合20和引线框14的裸露部分。Bonding(K&S)是功率模块引线键合的改进版本，用铝带取代了铝引线键合，铝带使用热压技术键合到芯片焊盘。有利的是，Bonding具有较低的电阻，因此适用于较高电流的模块。但是，Bonding具有高电感，会导致基板微裂纹。与使用焊料凸点(bump，凸块)的引线键合封装相比(与引线键合相比，它们的载流截面更大)，现有技术的倒装芯片模块经受减少的半导体模块的损坏。图2示出了现有技术的倒装芯片电子封装件28的一般结构，其中两个半导体器件12通过倒装芯片焊料凸点34附接到基板32的顶侧金属层30上。通过形成在半导体器件12的背表面38上的热连接36实现热冷却。模制树脂26封装半导体器件12，顶侧金属层30的部分延伸超出模制树脂26而形成端子18。尽管如图2所示的倒装芯片模块相对于引线键合技术具有一些优势，但倒装芯片焊料凸点的导电性很差，需要额外的焊盘金属化层来涂覆焊料凸点，容易出现焊料疲劳，并且散热路径非常差。现有技术的嵌入式器件模块，例如使用通用电气公司的功率覆盖(POL)技术制造的图3中所示的嵌入式器件模块40，通过消除引线键合和焊料凸点并用直接金属化接触代替引线键合和倒装芯片，解决了引线键合和倒装芯片封装的局限性。在嵌入式器件模块40中，半导体器件12安装在介电膜42上。柱连接器44也附接到介电膜42，以提供模块40的上至下(顶部至底部)的电连接。穿过介电膜42到半导体器件12的输入/输出(I/O)接触焊盘22以及到柱连接器44形成微通孔46。将金属化层48涂覆到介电膜42的外表面、微通孔46和暴露的焊盘22上，以形成到半导体器件12的电连接。具有附接的半导体器件12和柱连接器44的介电膜42，使用诸如焊料的导电裸片附接材料50结合(bonded)到功率基板32。半导体器件12和柱连接器44之间的间隙填充有模制树脂26。与引线键合模块或倒装芯片模块相比，嵌入式器件模块40减少了寄生现象(例如，电阻、电容和电感)，并具有出色的热性能。尽管嵌入式器件模块结构具有很多优点，但POL技术比引线键合和倒装芯片方法更复杂、更不成熟且成本更高。模块40内的电连接通常通过使用激光钻孔和孔金属化在模块40中形成通孔，或通过形成到与提供垂直连接的设备相邻的插入的I/O结构或框架的通孔来形成。这些方法增加了模块的复杂性和成本，并且会增加模块的占地面积。因此，期望提供一种新的电子封装技术，其允许构造高度小型化的电子封装件，该电子封装件允许高间距或高引脚数的应用，并且在电子封装件的底表面与半导体器件的顶部或电子封装件的上层之间提供电连接。此外，将需要一种具有嵌入式芯片模块的性能和可靠性优点以及引线键合或倒装芯片模块的较低成本的封装方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种电子封装件包括绝缘基板、具有的背表面耦接到绝缘基板的第一表面的电子部件(electricalcomponent，电气部件)以及围绕电子部件的周边的至少一部分的绝缘结构。第一布线层从绝缘基板的第一表面起并且在绝缘结构的倾斜侧面上延伸，以与电子部件的有源表面上的至少一个接触焊盘电耦接。第二布线层形成在绝缘基板的第二表面上并延伸穿过其中的至少一个通孔以与第一布线层电耦接。根据本专利技术的另一方面，一种制造电子封装件的方法包括：将电子部件的背表面耦接到绝缘基板的第一表面；以及围绕电子部件的周边的至少一部分形成绝缘结构。该方法还包括在绝缘基板的第一表面的一部分上和绝缘结构的倾斜侧面上形成第一布线层，以与电子部件的有源表面上的至少一个接触焊盘电耦接。该方法还包括通过穿过绝缘基板形成的至少一个通孔将第一布线层电耦接至设置在绝缘基板的第二表面上的第二布线层。根据本专利技术的另一方面，一种电子封装件包括：电子部件，其具有耦接至绝缘基板的第一表面的背表面以及具有背对绝缘基板的有源表面，有源表面具有成像功能和光学功能中的至少一个。该电子封装件还包括绝缘结构，其围绕电子部件的周边并覆盖其有源表面的一部分。第一布线层形成在绝缘结构的倾斜侧壁上并且电耦接到电子部件的有源表面上的至少一个接触焊盘。第二布线层形成在绝缘基板的第二表面上，并通过形成在绝缘基板中的至少一个通孔电耦接到第一布线层。通过结合附图提供的本专利技术的优选实施例的以下详细描述，将更容易理解这些以及其他优点和特征。附图说明附图示出了当前预期用于实施本专利技术的实施例。在附图中：图1是示例性现有技术的引线键合电子封装件的示意性截面图。图2是示例性现有技术的倒装芯片电子封装件的示意性截面图。图3是示例性现有技术的嵌入式芯片电子封装件的示意性截面图。图4是根据本专利技术的实施例的电子封装件的示意性截面图。图5是图4的电子封装件的顶视图，其中省略了绝缘材料。图6是根据本专利技术的另一实施例的电子封装件的示意性截面图。图7是根据本专利技术实施例的包括支撑基板的电子封装件的示意性截面图。图8是图7的电子封装件的顶视图。图9是根据本专利技术的又一个实施例的包括热结构的电子封装件的示意性截面图。图10是根据本专利技术的实施例的电子封装件的示意性截面图。图11是根据本专利技术的实施例的包括无源部件的电子封装件的示意性截面图。图12A是根据本专利技术的另一实施例的包括无源部件的电子封装件的示意性截面图。图12B是根据本专利技术的另一实施例的包括无源部件的电子封装件的示意性截面图。图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19是根据本专利技术的实施例的图4的电子封装件在制造/组装过程的各个阶段期间的示意性截面侧视图。图20和图21是图4的电子封装件在图13-图19所示的制造/组装过程的选择阶段期间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子封装件，包括：/n绝缘基板；/n电子部件，具有耦接至所述绝缘基板的第一表面的背表面；/n绝缘结构，围绕所述电子部件的周边的至少一部分；/n第一布线层，从所述绝缘基板的所述第一表面起并且在所述绝缘结构的倾斜侧面上延伸，以与所述电子部件的有源表面上的至少一个接触焊盘电耦接；以及/n第二布线层，形成在所述绝缘基板的第二表面上并且延伸穿过所述绝缘基板内的至少一个通孔，以与所述第一布线层电耦接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170803 US 15/668,4681.一种电子封装件，包括：
绝缘基板；
电子部件，具有耦接至所述绝缘基板的第一表面的背表面；
绝缘结构，围绕所述电子部件的周边的至少一部分；
第一布线层，从所述绝缘基板的所述第一表面起并且在所述绝缘结构的倾斜侧面上延伸，以与所述电子部件的有源表面上的至少一个接触焊盘电耦接；以及
第二布线层，形成在所述绝缘基板的第二表面上并且延伸穿过所述绝缘基板内的至少一个通孔，以与所述第一布线层电耦接。


2.根据权利要求1所述的电子封装件，其中，所述绝缘结构完全围绕所述电子部件的周边并且覆盖所述电子部件的所述有源表面的至少一部分。


3.根据权利要求1所述的电子封装件，还包括绝缘材料，所述绝缘材料形成在所述绝缘基板的一部分上并且围绕所述第一布线层和所述绝缘结构。


4.根据权利要求3所述的电子封装件，其中，所述电子部件和所述绝缘材料位于所述绝缘基板与另一绝缘基板之间。


5.根据权利要求1所述的电子封装件，其中，所述第一布线层包括：电耦接至所述电子部件的所述至少一个接触焊盘中的多个接触焊盘的多个电迹线。


6.根据权利要求5所述的电子封装件，其中，所述第二布线层包括：
第一电迹线，延伸穿过所述绝缘基板中的第一通孔，以与所述多个电迹线中的第一电迹线电耦接；以及
第二电迹线，延伸穿过所述绝缘基板中的第二通孔，以与所述多个电迹线中的第二电迹线电耦接。


7.根据权利要求6所述的电子封装件，其中，所述第二电迹线穿过所述绝缘基板中的第三通孔而电耦接至所述电子部件的所述背表面。


8.根据权利要求1所述的电子封装件，其中，所述第一布线层延伸穿过所述绝缘结构中的至少一个通孔，以与所述电子部件的所述至少一个接触焊盘电耦接。


9.根据权利要求1所述的电子封装件，还包括：
接合层，涂布到所述第一布线层和所述绝缘结构的暴露表面；以及
导热结构，具有耦接至所述接合层的第一表面。


10.根据权利要求1所述的电子封装件，还包括无源部件，所述无源部件通过所述第一布线层电耦接到所述电子部件。


11.一种制造电子封装件的方法，包括：
将电子部件的背表面耦接到绝缘基板的第一表面；
围绕所述电子部件的周边的至少一部分形成绝缘结构；
在所述绝缘基板的所述第一表面的部分上并且经由所述绝缘结构的倾斜侧面形成第...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫·詹姆斯·卡普斯塔，雷蒙·阿尔贝特·菲利翁，里斯托·埃尔卡·萨卡里·图奥米宁，考斯图博·拉温德拉·纳加卡尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US