[發明專利]嵌入式電子封裝和相關聯的方法

有效

• 申請號: 201480049617.0
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN105518853B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 路易斯·約瑟夫·小倫代克;邁克爾·R·韋瑟斯龐
• 申請（專利權）人: 賀利實公司
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29;H01L23/538;H05K1/18
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 劉媛媛

技術領域

本發明涉及封裝電子組件的領域，并且更具體來說，涉及封裝嵌入式半導體裸片以及相關方法。

背景技術

封裝電子組件的基本目的是為了保護組件且同時通過封裝從組件中提供電氣互連。可制造性和保護是關鍵問題。由于持續增長的市場需求，電子封裝不斷地朝向較小尺寸和減小的占用面積而同時仍保持環境穩固發展。盡管這些電子封裝是小型化的，但是它們仍然是高度功能性的。

嵌入式電子封裝集成需要具有相容的處理溫度、相容的材料特性以及有利的電特性的介電材料。當前，若干嵌入式技術已經展示為使用層合板和聚合物電路板。

因特爾公司(Intel Corporation)已經研發出無焊內建層，其不使用焊接凸點來將半導體裸片附接到封裝線。內建層圍繞半導體裸片形成或內建。內建層通常單獨地制造且隨后粘合在一起。Imbera Electronics OY已經研發出集成模塊板(IMB)，其中待嵌入的組件具有在所述組件的兩側上的接觸端子，因此節約空間。通用電氣公司(General Electric Company)具有Chips First Build-Up^TM，其中使用無焊過程。弗勞恩霍夫IZM(Fraunhofer IZM)基于標準電路板設備和技術使用層合嵌入式裸片“聚合物內芯片”封裝方法，其中半導體裸片粘合到襯底、與介電質層合，且連接到外部電路?？ㄎ鳉W計算機有限公司(Casio Computer Co.Ltd.)使用晶片級封裝(WLP)，其中所述封裝直接在晶片上完成且隨后通過切割而單體化以用于組裝。裸片的所有封裝和測試操作由整個晶片制造和晶片級測試替代。

上述方法均無法利用液晶聚合物材料(LCP)，所述液晶聚合物材料自從在2003年變得可商購后已經獲得相當大的注意。LCP材料具有非常低的透濕性且可以提供近氣密密封而不會相對較厚。此外，LCP材料的介電特性在暴露于濕氣下時不會發生改變。

在Thompson等人的標題為《多層LCP襯底中的MMIC的封裝(Packaging of MMICs in Multilayer LCP Substrates)》的文章中揭示了用于保護半導體裸片的LCP封裝。如圖1中所說明，電子封裝20包含使用具有用于半導體裸片的經切開空腔50的層合工藝嵌入在LCP層30到42之間的半導體裸片22。

LCP核心層30、34、38和42是4密耳厚，而LCP粘合層32、36和40是2密耳厚。如在所述文章中所論述，低熔解溫度(285℃)LCP粘合層32、36和40用于粘附大體上較厚較高熔解溫度(315℃)LCP核心層30、34、38和42以產生均質的LCP電子封裝20。

即使鑒于上述技術，出現的無線通信和傳感器應用也需要超薄的、柔性的、耐化學的、近氣密的且買得起的嵌入式電子封裝。當涉及例如生物醫學感測和成像時尤其如此。因此，仍需要改進將半導體裸片嵌入在電子封裝中的技術。

發明內容

鑒于前述背景，本發明的目標因此是提供一種低剖面電子封裝，其具有相對較簡單地產生的嵌入式半導體裸片。

根據本發明的此目標、特征和優點以及其它目標、特征和優點通過一種電子封裝提供，所述電子封裝包括半導體裸片、從半導體裸片向外延伸的多個導電柱以及液晶聚合物(LCP)主體，所述液晶聚合物主體包圍半導體裸片且具有在其中的多個開口，所述開口接納多個導電柱中的對應導電柱，同時使對應的間隙與導電柱的頂部相鄰。第一互連層可以在LCP主體上，且多個導電主體可以在對應的間隙中以將多個導電柱連接到第一互連層。

所述電子封裝可以進一步包括在LCP主體上在其與第一互連層相反的一側上的第二互連層。多個導電通孔可以延伸穿過LCP主體以連接第一和第二互連層。

LCP主體有利地允許電子封裝為低剖面且具有高靈活性的以用于應用在共形電路中。半導體裸片可以是近氣密密封的，且LCP主體的介電特性在暴露于濕氣下時仍相對不變。并且，因為LCP封裝與人體生物相容，所以所述電子封裝具有廣泛范圍的手術植入應用。

所述電子封裝的又另一個優點是它可以用作用于更加復雜的架構的構建塊，其中LCP主體可以一個在另一個上面的方式堆疊，同時仍提供經堆疊層中的半導體裸片之間的電氣接口。這在半導體裸片并不處于絲焊或倒裝芯片配置的情況下實現。替代地，在LCP主體已經圍繞半導體裸片形成之后，導電主體有利地將導電柱連接到第一互連層，且導電通孔有利地將第一和第二互連層連接在一起。導電柱和導電通孔可以使用電鍍形成。因此，電子封裝以減少的成本相對較簡單地產生。