[發(fā)明專利]具有部分凹進(jìn)電容器的封裝襯底

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010173333.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111696950A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·M·威廉姆森;S·辛哈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/498
• 分類號(hào): H01L23/498;H01L23/64;H01L25/16;H01L21/60
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 魏利娜

本申請(qǐng)公開(kāi)具有部分凹進(jìn)電容器的封裝襯底。一種半導(dǎo)體封裝(100)，其包括多層襯底(110)，該多層襯底包括：介電層(114、116A、116B)；形成第一組電觸點(diǎn)(124)的第一導(dǎo)電層(120)；形成封裝電觸點(diǎn)(134)和兩個(gè)電容器電觸點(diǎn)(136)的第二導(dǎo)電層(130)；在第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間延伸穿過(guò)介電層的導(dǎo)電通孔(118、119)；以及第二導(dǎo)電層的上方的阻焊層(146)。該半導(dǎo)體封裝進(jìn)一步包括多層襯底的第一側(cè)(111)上的半導(dǎo)體管芯(140)，該半導(dǎo)體管芯電連接多層襯底的第二側(cè)(112)上的電容器(160)。電容器的凹進(jìn)部分在兩個(gè)電容器電觸點(diǎn)與阻焊層的板側(cè)表面之間的阻焊層的電容器開(kāi)口(158)內(nèi)。

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2019年12月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/955,504以及2019年3月13日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/817,936的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，兩者在此均通過(guò)引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體封裝。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體技術(shù)的長(zhǎng)期趨勢(shì)中，小型化、集成化和速度化的趨勢(shì)有增無(wú)減。這些趨勢(shì)包括在不改變封裝的形狀因素的情況下減薄現(xiàn)有封裝設(shè)計(jì)，并且在現(xiàn)有封裝設(shè)計(jì)中添加諸如一個(gè)或多個(gè)附加的半導(dǎo)體管芯和/或附加的無(wú)源組件或有源組件(諸如傳感器、電容器、變壓器等)的組件。

在特定方面，用于濾波數(shù)據(jù)和/或功率信號(hào)的電容器可以被集成在封裝內(nèi)。一般而言，優(yōu)選將封裝電容器定位在半導(dǎo)體管芯附近，以減小包括半導(dǎo)體管芯和電容器的導(dǎo)電回路的電阻抗。

發(fā)明內(nèi)容

電容器以路側(cè)(land side)電容器(LSC)配置被安裝到與半導(dǎo)體管芯相對(duì)的封裝的襯底上，諸如在半導(dǎo)體管芯的剖面下方。與管芯側(cè)(die side)電容器(DSC)配置相比，因?yàn)殡娙萜骱桶雽?dǎo)體管芯之間的襯底導(dǎo)體延伸穿過(guò)襯底的厚度，而不是延伸到半導(dǎo)體管芯的剖面的外面的位置，所以LSC配置支持更低的電感。

與以DSC配置被安裝的電容器相比，以LSC配置被安裝的電容器允許更低的電感；然而，這種電容器必須適合在半導(dǎo)體封裝的襯底和板之間的距離(gap)內(nèi)。對(duì)于具有球柵陣列連接的封裝，此距離由球柵陣列的塌陷焊球的焊點(diǎn)互連高度(standoff height)設(shè)置。具有低剖面的電容器更適合以LSC配置安裝。一般而言，隨著陣列的間距(pitch)(間隔(spacing))減小，球柵陣列的塌陷焊球的焊點(diǎn)互連高度減小。

如本文中進(jìn)一步公開(kāi)的，封裝襯底的阻焊層(solder mask layer)包括在襯底的導(dǎo)電層的兩個(gè)電容器電觸點(diǎn)的上方的電容器開(kāi)口。電容器被安裝在電容器開(kāi)口內(nèi)，其中電容器的厚度至少部分地凹進(jìn)電容器開(kāi)口內(nèi)。這樣的設(shè)計(jì)允許電容器具有比將電容器安裝在封裝襯底的阻焊層上方的可替代設(shè)計(jì)更厚的剖面。

在一個(gè)示例中，半導(dǎo)體封裝包括多層襯底，該多層襯底包括：介電層；在介電層的第一側(cè)上形成第一組電觸點(diǎn)的第一導(dǎo)電層；在介電層的第二側(cè)上形成第二組電觸點(diǎn)的第二導(dǎo)電層，該第二組電觸點(diǎn)包括封裝電觸點(diǎn)和兩個(gè)電容器電觸點(diǎn)；在第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間延伸穿過(guò)介電層的導(dǎo)電通孔；以及在第二導(dǎo)電層上方的阻焊層，該阻焊層形成與封裝電觸點(diǎn)相鄰的電觸點(diǎn)開(kāi)口，并且在兩個(gè)電容器電觸點(diǎn)的上方形成電容器開(kāi)口。該半導(dǎo)體封裝進(jìn)一步包括半導(dǎo)體管芯和電容器，該半導(dǎo)體管芯在多層襯底的第一側(cè)上并且電連接到第一組電觸點(diǎn)，該電容器在多層襯底的第二側(cè)上并且經(jīng)由兩個(gè)電容器電觸點(diǎn)和多層襯底襯底電連接到半導(dǎo)體管芯，其中電容器的凹進(jìn)部分在兩個(gè)電容器電觸點(diǎn)與阻焊層的板側(cè)表面之間的電容器開(kāi)口內(nèi)。