具有天线和EMI隔离屏蔽件的半导体封装和相关联方法技术

本申请案涉及具有天线和EMI隔离屏蔽件的半导体封装和相关联方法。本文中描述具有天线和电磁干扰EMI屏蔽件的半导体装置以及相关联系统和方法。在一个实施例中，半导体装置包含耦合到封装衬底的半导体裸片。天线结构安置于所述半导体裸片上方和/或相邻处。电磁干扰EMI屏蔽件安置于所述半导体裸片与所述天线结构之间以至少屏蔽所述半导体裸片免受所述天线结构产生的电磁辐射影响和/或屏蔽所述天线结构免受所述半导体裸片产生的干扰影响。第一介电材料和/或热界面材料可定位于所述半导体裸片与所述EMI屏蔽件之间，且第二介电材料可定位于所述EMI屏蔽件与所述天线结构之间。在一些实施例中，所述半导体装置包含处于所述天线、所述EMI屏蔽件和/或所述第二介电材料的至少一部分上方的封装模塑料。少一部分上方的封装模塑料。少一部分上方的封装模塑料。

【技术实现步骤摘要】
具有天线和EMI隔离屏蔽件的半导体封装和相关联方法


[0001]本公开大体上涉及半导体装置。特定来说，本专利技术技术涉及包含具有天线和电磁干扰(EMI)屏蔽的半导体封装的半导体装置，以及相关联系统和方法。

技术介绍

[0002]半导体装置大体上具有裸片(即，芯片)，其包含具有高密度的极小组件的集成电路。在形成裸片之后，所述裸片“经封装”并且通常并入到包含各种通信系统的多种系统中。随着这些系统的通信传送速度增加(例如，随着实施第五代(5G)或稍后的无线技术通信速度)，半导体装置的小组件、裸片和/或集成电路变得易受电磁干扰(EMI)影响。

技术实现思路

[0003]在一个方面中，本申请案提供一种半导体装置，其包括：封装衬底，其具有接地平面；半导体裸片，其耦合到所述封装衬底的第一表面；天线结构，其被配置成用于无线通信；和电磁干扰(EMI)屏蔽件，其环绕所述半导体裸片的至少一部分并且处于所述半导体裸片和所述天线结构之间，其中所述EMI屏蔽件电耦合到所述接地平面，且其中所述EMI屏蔽件被配置成至少屏蔽所述半导体裸片免受电磁干扰。
[0004]在另一个方面中，本申请案另外提供一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：形成封装衬底，所述封装衬底包含接地平面；将半导体裸片安置于所述封装衬底的第一表面上方；将电磁干扰(EMI)屏蔽件安置于所述半导体裸片上方和/或相邻处，其中安置所述EMI屏蔽件包含形成所述EMI屏蔽件和所述接地平面之间的电连接；和将天线结构安置于所述半导体裸片上方和/或相邻处。
附图说明<br/>[0005]参考下图可以更好地理解本公开的许多方面。图中的组件不一定按比例绘制。而是将重点放在清楚地展示本公开的原理。图式不应被视为将本公开限制于所描绘的特定实施例，而是仅用于解释和理解。
[0006]图1是根据本专利技术技术的各种实施例被配置的半导体装置的横截面视图。
[0007]图2是根据本专利技术技术的各种实施例被配置的另一半导体装置的横截面视图。
[0008]图3A-3C是说明根据本专利技术技术的各种实施例的各个制造阶段处的半导体装置的横截面视图。
[0009]图4是包含根据本专利技术技术的各种实施例被配置的半导体装置的系统的示意性视图。
具体实施方式
[0010]下文描述包含具有天线和电磁干扰(EMI)屏蔽的半导体封装的半导体装置以及相关联系统和方法的数个实施例的具体细节。在一个实施例中，半导体装置包含耦合到封装
衬底的半导体裸片。天线结构在半导体裸片上方和/或相邻。电磁干扰(EMI)屏蔽件处于半导体裸片和天线结构之间以至少遮蔽半导体裸片免受天线结构产生的电磁辐射影响和/或至少遮蔽天线结构免受半导体裸片产生的干扰影响。第一介电材料和/或热界面材料可处于半导体裸片和EMI屏蔽件之间，且第二介电材料可处于EMI屏蔽件和天线结构之间。在一些实施例中，半导体装置在天线、EMI屏蔽件和/或第二介电材料的至少一部分上方包含封装模塑料。
[0011]本文中参考图1-4描述本专利技术技术的若干实施例的特定细节。虽然参照具有天线和EMI屏蔽的半导体装置、系统和方法描述多个实施例，但除本文中所描述的那些应用和其它实施例以外的其它应用和其它实施例也在本专利技术技术的范围内。此外，本专利技术技术的实施例可具有与本文所展示或所描述的配置、组件和/或程序不同的配置、组件和/或程序。此外，本领域的普通技术人员将了解本专利技术技术的实施例可具有除了本文所展示或所描述的配置、组件和/或程序之外的配置、组件和/或程序，以及这些和其它实施例可在不背离本专利技术技术的情况下不含本文所展示或所描述的配置、组件和/或程序中的一些。
[0012]如本文中所使用，术语“竖直”、“横向”、“上部”、“下部”、“顶部”和“底部”可指半导体装置的特征在图中绘示的定向的查看位置中的相对方向或位置。举例来说，“底部”可指代比另一特征更接近页面的底部定位的特征。然而，这些术语应广泛地理解为包含具有其它定向的半导体装置，所述定向例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、上方/下方、之上/之下、向上/向下以及左/右可取决于定向而互换。
[0013]图1是根据本专利技术技术的各种实施例被配置的半导体装置100(“装置100”)的横截面视图。如所示出，装置100包含封装衬底101、电耦合到封装衬底101(例如，经由导电特征104和对应触头(未示出))的半导体裸片102，以及封装衬底101和半导体裸片102的至少一部分上方的第一介电材料105。第一介电材料105也可在半导体裸片102下方进行底部填充。封装衬底101包含第一表面101a和与第一表面101a相对的第二表面101b。封装衬底101还包含延伸穿过衬底101以电耦合装置100的各种组件(例如，电耦合到彼此和/或电耦合到装置100外部的其它组件)的一或多个导电线。举例来说，封装衬底101包含嵌入式接地平面103，所述接地平面103的至少一部分暴露和/或可接入(例如，经由封装衬底101的第一表面101a)。接地平面103充当电流从装置100中的各种组件返回的路径并且确保装置100的所有组件的接地连接处于相同参考电势下。
[0014]装置100另外包含电磁干扰(EMI)屏蔽件或封盖106、第二介电材料108和天线结构109。如图1所示，EMI屏蔽件106：(i)处于第一介电材料105、半导体裸片102和/或封装衬底101的至少一部分上方，以及(ii)通过封装衬底101的第一表面101a经由导电盖附接粘附剂(conductive lid attach adhesive)或环氧树脂107电耦合到接地平面103。在一些实施例中，EMI屏蔽件106包含含铁材料，例如铁、镍-铁、钴-铁、不锈钢和/或一或多个其它铁合金。在这些和其它实施例中，EMI屏蔽件106包含铜和/或铜合金(例如，铜膜或铜箔)。在这些和另外其它实施例中，EMI屏蔽件106包含一或多种其它材料，例如一或多种其它导热材料。在一些实施例中，EMI屏蔽件106的厚度在1μm到30μm的范围内。在这些和其它实施例中，EMI屏蔽件106作为薄涂层具有在5μm到15μm的范围内(例如，10μm)的厚度。
[0015]第一介电材料105使半导体裸片102与EMI屏蔽件106分开并且电绝缘，且第二介电材料108使EMI屏蔽件106与天线结构109分开并且电绝缘。在一些实施例中，第一介电材料
105和/或第二介电材料108中的一个或两个可为不导电膜。在这些和其它实施例中，第一介电材料105和第二介电材料108可由相同或不同材料形成。
[0016]天线结构109被配置成用于无线通信。如上文所论述，当装置100的通信速度增加(例如，增加到大约4Gb/s或更大)时，天线结构109产生电磁辐射，由于不存在EMI屏蔽件106，因此所述电磁辐射可干扰装置100的邻近天线结构109的各种组件和/或作为电噪声被捕获，所述各种组件例如集成电路和/或半导体裸片102的导电线或触头。类似地，半导体裸片102可产生串扰或其它可到达和/或干扰天线结构109的干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其包括：封装衬底，其具有接地平面；半导体裸片，其耦合到所述封装衬底的第一表面；天线结构，其被配置成用于无线通信；和电磁干扰EMI屏蔽件，其环绕所述半导体裸片的至少一部分并且处于所述半导体裸片和所述天线结构之间，其中所述EMI屏蔽件电耦合到所述接地平面，且其中所述EMI屏蔽件被配置成至少屏蔽所述半导体裸片免受电磁干扰。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其另外包括处于所述半导体裸片和所述EMI屏蔽件之间的第一介电材料，其中所述第一介电材料被配置成将所述EMI屏蔽件与所述半导体裸片分开并且电隔离。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述EMI屏蔽件具有介于1μm和30μm之间的厚度。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其另外包括处于所述封装衬底和所述半导体裸片之间的第一底部填充材料，其中所述第一底部填充材料被配置成电隔离所述半导体裸片与经由所述封装衬底的所述第一表面形成的所述封装衬底的触头之间的电连接。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其另外包括处于所述半导体裸片和所述EMI屏蔽件之间的热界面材料TIM，其中所述TIM被配置成将热量从所述半导体裸片中耗散开。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述EMI屏蔽件具有介于30μm和2mm之间的厚度。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其另外包括介于所述EMI屏蔽件和所述天线结构之间的第二介电材料，其中第二介电材料被配置成将所述EMI屏蔽件与所述天线结构分开并且电隔离。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述EMI屏蔽件包含铁、镍-铁、钴-铁、不锈钢和/或铜。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述EMI屏蔽件经由所述封装衬底的所述第一表面电耦合到所述接地平面。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述EMI屏蔽件粘片到所述封装衬底的所述第一表面。11.根据权利要求1所述的半导体装置，其另外包括形成于所述封装衬底的与所述第一表面相对的第二表面上的电连接器，其中所述天线结构经由所述封装衬底电耦合到...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：