具有氣隙的半導(dǎo)體封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體管芯的封裝，并且更特別地涉及具有敏感表面的半導(dǎo)體管芯的封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]表面聲波(SAW)現(xiàn)象已被用于實(shí)現(xiàn)在電子應(yīng)用中的填充。SAW濾波器包括諸如石英或砷化鎵(GaAs)之類的壓電襯底以及通過對(duì)薄金屬層進(jìn)行光刻圖案化而形成的相互交叉的換能器。交變電壓到輸入換能器的施加生成了發(fā)動(dòng)表面聲波的交變應(yīng)變場，表面聲波在被輸出換能器轉(zhuǎn)換回電信號(hào)之前沿著襯底表面行進(jìn)。傳播的波的速度和衰減對(duì)于形成在器件表面上的薄膜的屬性(例如質(zhì)量和粘彈性)是非常敏感的。
[0003]SAW濾波器在諸如移動(dòng)電話之類的各個(gè)應(yīng)用中使用，并且在性能、成本和大小方面提供了超過諸如石英晶體(基于體波)、LC濾波器和波導(dǎo)濾波器之類的其它濾波器技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)。SAW濾波器的表面必須被保持沒有接觸和外來材料以確保根據(jù)到來的射頻自由地生成表面波。SAW濾波器為了正確地運(yùn)行通常需要至少幾微米的氣隙。常規(guī)的SAW濾波器在壓電襯底上包括諸如基于可光限定的環(huán)氧SU-8的載體或液體單元之類的隔離物。將蓋鍵合到隔離物以在諸如模塑之類的后續(xù)處理期間保護(hù)隔離物。隔離物確保在SAW濾波器的表面和蓋之間存在足夠的氣隙，從而保持SAW濾波器表面沒有接觸和外來材料。
[0004]然而，隔離物和蓋增大了 SAW濾波器封裝的總體成本。與將隔離物放置在SAW濾波器上、制備蓋以及將蓋鍵合到隔離物有關(guān)的處理成本進(jìn)一步增加總體成本。隔離物和蓋的組合厚度通常至少200 μπι，實(shí)質(zhì)上增大了最終的SAW濾波器封裝的厚度，考慮到用來減小封裝后的部件的大小的實(shí)質(zhì)工業(yè)壓力，這是不利的。此外，在隔離物的邊緣和SAW濾波器的邊緣之間僅可獲得小的空間用于附著引線鍵合。在該情況下通常要求反向鍵合技術(shù)來附著引線鍵合。反向鍵合技術(shù)不是非常適合于Cu鍵合引線并且還增加了引線鍵合工藝的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)半導(dǎo)體封裝的實(shí)施例，該封裝包括具有第一主側(cè)面和與第一主側(cè)面相對(duì)的第二主側(cè)面的半導(dǎo)體管芯，該第一主側(cè)面具有被外圍區(qū)域包圍的內(nèi)部區(qū)域。半導(dǎo)體封裝還包括覆蓋半導(dǎo)體管芯并且被粘附到半導(dǎo)體管芯的第一主側(cè)面的外圍區(qū)域的膜。該膜具有彎曲的表面，使得半導(dǎo)體管芯的第一主側(cè)面的內(nèi)部區(qū)域通過氣隙與該膜分隔開。電導(dǎo)體在第一端被附著到在半導(dǎo)體管芯的第一或第二主側(cè)面處的焊盤。
[0006]根據(jù)制造半導(dǎo)體封裝的方法的實(shí)施例，該方法包括:使粘附膜的片段符合拾取工具的腔的表面輪廓；利用粘附膜的片段將拾取工具定位在具有第一主側(cè)面和與第一主側(cè)面相對(duì)的第二主側(cè)面的半導(dǎo)體管芯之上，第一主側(cè)面具有被外圍區(qū)域包圍的內(nèi)部區(qū)域；以及將粘附膜的片段粘附到半導(dǎo)體管芯的第一主側(cè)面的外圍區(qū)域，同時(shí)粘附膜的片段符合拾取工具的表面輪廓，使得粘附膜的片段具有對(duì)應(yīng)于拾取工具的表面輪廓的彎曲表面，并且半導(dǎo)體管芯的第一主側(cè)面的內(nèi)部區(qū)域通過氣隙與粘附膜的片段分隔開。
[0007]在閱讀以下詳細(xì)描述并且在查看附圖之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008]圖的元素并不一定相對(duì)于彼此成比例。相同的附圖標(biāo)記指定對(duì)應(yīng)的相同部件。各個(gè)圖示的實(shí)施例的特征可進(jìn)行組合，除非它們排斥彼此。在附圖中描繪了實(shí)施例，并且在下面的描述中詳述了實(shí)施例。
[0009]圖1圖示了具有氣隙的半導(dǎo)體封裝的實(shí)施例的橫截面視圖。
[0010]包括圖2A-圖2G的圖2圖示了制造具有氣隙的半導(dǎo)體封裝的方法的實(shí)施例的不同階段。
[0011]包括圖3A-圖3D的圖3圖示了具有開口腔的拾取工具的不同實(shí)施例，該開口腔用于對(duì)用于形成半導(dǎo)體封裝中的氣隙的粘附膜進(jìn)行真空成形。
[0012]包括圖4A-圖4C的圖4圖示了具有氣隙并且具有倒裝芯片配置的半導(dǎo)體封裝的不同實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0013]根據(jù)本文描述的實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體封裝，該半導(dǎo)體封裝包括半導(dǎo)體管芯，該半導(dǎo)體管芯具有被布置在管芯的主側(cè)面處的敏感結(jié)構(gòu)，該敏感結(jié)構(gòu)例如是壓力傳感器隔膜、SAW濾波器換能器、MEMS部件(微機(jī)電系統(tǒng)或者還通常被稱為微機(jī)械或微系統(tǒng)技術(shù))等。管芯的該側(cè)面的外圍(外部)區(qū)域是沒有敏感結(jié)構(gòu)的，并且包括提供用于管芯的外部電觸點(diǎn)的焊盤。提供覆蓋半導(dǎo)體管芯并且粘附到管芯中具有敏感結(jié)構(gòu)的該側(cè)面的外圍區(qū)域的膜。該膜具有彎曲(有輪廓)的表面，即與直線不同的任何彎曲表面或特征，使得管芯的敏感結(jié)構(gòu)通過氣隙與該膜分隔開。由該膜使能的氣隙保持管芯的敏感結(jié)構(gòu)沒有接觸和外來材料并且消除了對(duì)附加的隔離物和蓋的需要。
[0014]圖1圖示了包括半導(dǎo)體管芯102的半導(dǎo)體封裝100的實(shí)施例的橫截面視圖。圖1還示出了半導(dǎo)體管芯102的俯視圖。半導(dǎo)體管芯102具有第一主側(cè)面104和與第一主側(cè)面104相對(duì)的第二主側(cè)面106。管芯102的第一主側(cè)面104具有被外圍區(qū)域110包圍的內(nèi)部區(qū)域108。膜112覆蓋管芯102并且粘附到半導(dǎo)體管芯102的第一主側(cè)面104的外圍區(qū)域110。膜112具有彎曲表面，使得半導(dǎo)體管芯102的第一主側(cè)面104的內(nèi)部區(qū)域108通過氣隙114與膜112分隔開。在一個(gè)實(shí)施例中，在半導(dǎo)體管芯102的第一主側(cè)面104的內(nèi)部區(qū)域108與膜112之間的氣隙114在氣隙114的最寬點(diǎn)處是至少10 μπι。在一個(gè)實(shí)施例中，包括半導(dǎo)體管芯102、膜112和氣隙114的半導(dǎo)體封裝100的總高度(HD+F+e)是在150 ym和200 μπι之間。這表示與具有通過隔離物和蓋實(shí)現(xiàn)的氣隙的常規(guī)半導(dǎo)體封裝相比，在封裝高度上的至少100 μ m的減小。
[0015]半導(dǎo)體管芯102具有被布置在管芯102中對(duì)接觸和外來材料敏感的第一主側(cè)面104處的結(jié)構(gòu)116。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯102是SAW濾波器管芯并且敏感結(jié)構(gòu)116包括SAW濾波器的換能器。在該情況下，氣隙114在敏感結(jié)構(gòu)116的SAW濾波器換能器與膜112之間。
[0016]在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯102是壓力傳感器管芯并且被布置在管芯102的第一主側(cè)面104處的敏感結(jié)構(gòu)116包括壓力傳感器的隔膜。在該情況下，氣隙114在敏感結(jié)構(gòu)116的壓力傳感器隔膜與膜112之間。
[0017]在再另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯102是MEMS管芯并且被布置在管芯102的第一主側(cè)面104處的敏感結(jié)構(gòu)116包括MEMS器件的部件。在該情況下，氣隙114在敏感結(jié)構(gòu)116的MEMS部件與膜112之間。在又另一實(shí)施例中，對(duì)接觸和外來材料敏感的不同類型的結(jié)構(gòu)116也被布置在管芯102的第一主側(cè)面104處。在每個(gè)情況下，膜112在可包括模塑工藝的后續(xù)處理期間保護(hù)半導(dǎo)體管芯102的敏感結(jié)構(gòu)116。
[0018]可通過膜112做出到半導(dǎo)體管芯102的第一主側(cè)面104的電連接。更特別地，例如鍵合線、帶或線夾之類的電導(dǎo)體118可在第一端被提供和附著到在半導(dǎo)體管芯102的第一主側(cè)面104的外圍區(qū)域110處的焊盤120。焊盤120提供了用于管芯102的外部電觸點(diǎn)。管芯102的第二主側(cè)面106可附著到襯底122。襯底122可以取決于器件的類型是導(dǎo)電的或電絕緣的。例如，取決于一個(gè)或多個(gè)端子是否被提供在管芯102的第二主側(cè)面106處(例如在其中電流垂直地在管芯102的第一和第二主側(cè)面104、106之間流動(dòng)的垂直器件的情況下)，襯底122可以是具有或不具有金屬化的陶瓷。在另一示例中，襯底122是引線框架的管芯踏板(paddle)?？墒褂迷倨渌愋偷臉?biāo)準(zhǔn)襯底。引線124附著到電導(dǎo)體118的第二端，并且提供用于半導(dǎo)體封裝100的外部電觸點(diǎn)。
[0019]膜112在被粘附到半導(dǎo)體管芯102的第一主側(cè)面104的外圍區(qū)域110之后具有足夠的剛性，使得在管芯102的第一主側(cè)面104的內(nèi)部區(qū)域108與膜112之間的氣隙116在半導(dǎo)體封裝100的后續(xù)處理之后維持完