本申请题为“包括天线喇叭和半导体装置的微电子装置封装”。示例半导体封装100包括在多层封装基板101的第一导体层中形成的贴片天线110。多层封装基板101包括通过介电材料彼此间隔开，并通过导电竖直连接层彼此耦合的导体层。多层封装基板101具有与装置侧表面105相对的板侧表面103。半导体封装100进一步包括安装到多层封装基板101的装置侧表面105的半导体管芯107，该半导体管芯与贴片天线110间隔开并耦合到该贴片天线。使用安装结构将天线喇叭118安装到装置侧表面105并与贴片天线110对准。半导体封装100进一步包括在多层封装基板101中的第二导体层上形成的反射器114。与贴片天线110相比，第二导体层更靠近多层封装基板101的板侧表面103定位。101的板侧表面103定位。101的板侧表面103定位。
【技术实现步骤摘要】
包括天线喇叭和半导体装置的微电子装置封装
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年5月24日提交的美国临时专利申请号63/192,548 的申请日的权益，该申请的公开内容通过整体引用并入本文。
[0003]本申请总体涉及微电子装置封装，并且更具体地涉及包括天线和半导体 装置的微电子装置封装。
技术介绍
[0004]用于生产微电子装置封装的工艺包括将半导体管芯安装到封装基板，并 用介电材料诸如模塑化合物覆盖电子装置，以形成封装的装置。在微电子装 置封装中将天线与半导体装置结合是期望的。天线越来越多地与微电子装置 和便携式装置一起使用，诸如通信系统、通信装置，包括具有4G、5G或LTE 能力的手机、平板计算机和智能手机。其他应用包括汽车系统中的微电子装 置，诸如雷达、导航和空中通信系统。成型微电子装置中使用的模塑化合物 和封装半导体装置时使用的一些基板材料具有约3或更高的高介电常数，这 可能干扰嵌入式天线的效率。因此，将天线与封装半导体装置一起使用的系 统通常将天线放置在与半导体装置隔开的单独印刷电路板，即有机基板上。
[0005]现有方法需要额外元件，包括昂贵的印刷电路板(PCB)基板，其有时用 于带有半导体管芯的模块内，或有时和与天线隔开设置的封装半导体装置一 起使用。这些解决方案的成本相对较高并且需要大量的装置面积。在封装内 形成具有高效和成本效益的天线的微电子装置封装是一个挑战。
技术实现思路
[0006]在布置中，半导体封装包括在多层封装基板的第一导体层中形成的贴片 天线。多层封装基板包括导体层，该导体层通过介电材料彼此隔开并通过导 电竖直连接层彼此耦合。多层封装基板具有与装置侧表面相对的板侧表面。 半导体封装进一步包括安装到多层封装基板的装置侧表面的半导体管芯，该 半导体管芯与贴片天线间隔开并耦合到该贴片天线，以及安装到装置侧表面 并与贴片天线对准的天线喇叭(horn)。半导体封装进一步包括在多层封装基 板中的第二导体层上形成的反射器。与贴片天线相比，第二导体层被定位成 更靠近多层封装基板的板侧表面。反射器与贴片天线对准并与其间隔开。
[0007]在一种布置中，第一导体层可以形成多层封装基板的装置侧表面的一部 分。在另一种布置中，第一导体层在多层封装基板的装置侧表面下方并与其 间隔开。
[0008]半导体封装进一步包括在多层封装基板中的第二导体层上形成的地面 层。第二导体层形成了多层封装基板的装置侧表面的一部分。在一种布置中， 地面层包围装置侧表面上的贴片天线。
[0009]天线喇叭可以使用焊料耦合到装置侧表面。在另一种布置中，在多层封 装基板的
装置侧表面上形成安装结构。安装结构被配置为限定天线喇叭的期 望位置，并将天线喇叭附接到多层封装基板。安装结构可以包括在多层封装 基板的装置侧表面上形成的第一升高迹线。安装结构可进一步包括在多层封 装基板的装置侧表面上形成的第二升高迹线，其中第一升高迹线包围第二升 高迹线。第一升高迹线和第二升高迹线可以包括在装置侧表面上积聚的材料 的实线。第一升高迹线和第二升高迹线可以包括在装置侧表面上积聚的材料 的分段线。天线喇叭可以使用焊料耦合到安装结构。
[0010]半导体管芯和多层封装基板的装置侧表面可以用模塑化合物覆盖。天线 喇叭的外表面也被模塑化合物包围。在一些布置中，天线喇叭的内部填充有 模塑化合物。在其他布置中，天线喇叭的内部被空气填充并从模塑化合物中 暴露。
[0011]在示例微电子装置封装中，多层封装基板包括通过介电材料彼此间隔开 的导体层。多层封装基板包括竖直连接，该竖直连接在导体层之间延伸通过 介电材料，并将导体层的部分彼此耦合。多层封装基板具有装置侧表面和相 对的板侧表面。天线形成在多层封装基板的装置侧表面处或其下方的第一导 体层中。反射器形成在多层封装基板的第二导体层中。反射器与天线对准， 并通过介电材料朝向板侧表面与天线间隔开。在多层封装基板的装置侧表面 处形成地平面。天线喇叭安装结构在地平面上形成，并在装置侧表面上面延 伸。天线喇叭被定位在安装结构上并与天线对准。半导体管芯安装到多层封 装基板的装置侧表面并耦合到天线。天线可以进一步包括平面天线，其是矩 形、圆形、三角形、椭圆形或E型贴片形状。天线喇叭安装结构可以包括两 个同心环，它们间隔开以形成槽，并且其中该槽适于接收天线喇叭的壁。半 导体管芯和多层封装基板的装置侧表面覆盖有模塑化合物。天线喇叭的外表 面被模塑化合物包围。在一些布置中，天线喇叭的内部填充有模塑化合物。 在其他布置中，天线喇叭的内部从模塑化合物中暴露并被空气填充。
附图说明
[0012]在对本专利技术进行了一般性描述之后，现在将参考附图，其中：
[0013]图1A至图1C分别以等距视图、平面视图和截面视图展示了示例布置； 图1D以截面视图展示了可替代布置。
[0014]图2以平面视图展示了可与本文所描述的示例一起使用的E型贴片天线。
[0015]图3以截面视图展示了与一个示例一起使用的多层封装基板。
[0016]图4A至图4B以一系列截面视图展示了制造可用于一个示例的多层封装 基板中的主要步骤。
[0017]图5A和图5B分别展示了根据一个示例的天线喇叭的顶部和底部等距视 图。
[0018]图6A至图6C分别以等距视图、平面视图和截面视图展示了示例布置， 其中插入辅助结构被结合到多层封装基板上以用于附接天线喇叭；图6D以等 距视图展示了使用插入辅助结构安装在多层封装基板上的天线喇叭；图6E展 示了插入辅助结构的进一步布置的平面视图。
[0019]图7A至图7D以一系列截面视图展示了用于半导体封装成型工艺的所选 步骤。
具体实施方式
[0020]本公开参考附图进行描述。这些图没有按比例绘制，并且提供它们只是 为了展示
本公开。下面将参考示例应用来描述本公开的几个方面以用于展示。 应该理解的是，为了提供对本公开的理解，阐述了许多具体的细节、关系和 方法。本公开不受所示的行为或事件排序的限制，因为一些行为可以以不同 的顺序和/或与其他行为或事件同时发生。此外，并不是所有展示的行为或事 件都需要实施根据本公开的方法。
[0021]除非另有说明，否则不同附图中的对应数字和符号通常指对应的部分。 附图不一定按比例绘制。在附图中，相似的附图标记始终指代相似的要素， 并且不一定按比例绘制各种特征。在以下讨论和权利要求中，术语“包括、“包 含”、“具有”、“含有”、“带有”或其变体旨在以类似于术语“包括”的方式 来包括，并因此应该解释为意指“包括但不限于
……”
。而且，术语“耦合
”ꢀ
旨在包括间接或直接的电气或机械连接或其组合。例如，如果第一装置耦合 到第二装置或与第二装置电耦合，则该连接可通过直接电连接，或通过经由 一个或多个中间装置和/或连接的间接电连接。与中间导线或其他导体电连接 的元件被认为是耦合的。在本公开中可以使用术语诸如“顶部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体封装，其包括：贴片天线，其在多层封装基板的第一导体层中形成，所述多层封装基板包括通过介电材料彼此隔开并通过导电竖直连接层彼此耦合的导体层，所述多层封装基板具有与装置侧表面相对的板侧表面；半导体管芯，其安装到所述多层封装基板的所述装置侧表面，所述半导体管芯与所述贴片天线间隔开并耦合到所述贴片天线；以及天线喇叭，其安装到在所述装置侧表面并与所述贴片天线对准。2.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括：反射器，其在所述多层封装基板中的第二导体层上形成，所述第二导体层与所述贴片天线相比更靠近所述多层封装基板的所述板侧表面定位，所述反射器与所述贴片天线对准并间隔开。3.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述第一导体层形成所述多层封装基板的所述装置侧表面的一部分。4.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述第一导体层在所述多层封装基板的所述装置侧表面下面并与所述装置侧表面间隔开。5.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括：地面层，其在所述多层封装基板中的所述第二导体层上形成，其中所述第二导体层形成所述多层封装基板的所述装置侧表面的一部分。6.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括：地面层，其在所述多层封装基板中的所述第一导体层上形成，其中所述第一导体层形成所述多层封装基板的所述装置侧表面的一部分，并且其中所述地面层包围所述装置侧表面上的所述贴片天线。7.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述天线喇叭使用焊料耦合到所述装置侧表面。8.根据权利要求1所述的半导体封装，进一步包括：安装结构，其在所述多层封装基板的所述装置侧表面上形成，所述安装结构被配置为限定所述天线喇叭的期望位置并将所述天线喇叭附接到所述多层封装基板。9.根据权利要求8所述的半导体封装，其中所述安装结构包括在所述多层封装基板的所述装置侧表面上形成的第一升高迹线。10.根据权利要求9所述的半导体封装，其中所述安装结构进一步包括在所述多层封装基板的所述装置侧表面上形成的第二升高迹线，并且其中所述第一升高迹线包围所述第二升高迹线。11.根据权利要求9所述的半导体封装，其中所述第一升高迹线包括在所述装置侧表面上积聚的实线材料。12.根据权利要求9所述的半导体封装，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐逸麒，R，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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