CN220189639U - 半导体封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半导体封装结构，包括：电感，包括线路以及分布包覆线路的第一侧和与第一侧相反的第二侧的第一磁性件和第二磁性件，第二侧包括第一部分和第二部分，第二磁性件包覆第二部分并且暴露第一部分；第一电连接件，连接第二侧的第一部分，第一电连接件位于第二磁性件的外侧并且与第二磁性件隔开。本实用新型的目的在于提供一种半导体封装结构，以至少实现减小半导体封装结构的体积。

Description

半导体封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种半导体封装结构。

背景技术

参见图1，现有的芯片型电感(Chip Inductor)封装件10的厚度过大，无法内埋形成薄型化的印刷电路板(PCB)或IC载板，不能满足目前各应用日益缩小的需求。图2示出了现有的薄膜型电感(Film Inductor)20，图3示出了薄膜型电感封装件30，薄膜型电感20是将导线22进行缠绕再包覆磁性材料24制成，且未有对外导通的结构，故需要进行钻孔等加工形成导接路径，然而缠绕后的导线22的间距容易有大小不一致的问题，后续钻孔时无法准确对位，且由于电镀等湿工艺或激光钻孔将使磁性材料24变异分层，因此需要先通过机械钻孔对磁性材料24及导线22进行半切再填入树脂32，接着在树脂32中进行激光钻孔露出导线22，再电镀出电连接件34才能形成输入/输出(I/O)结构，制作工艺非常繁复。另外，由于钻孔以填入树脂32的需要，导线22的线距较大以避免开孔时暴露相邻的导线22，并且，现有的薄膜型电感20的导线22本身的体积和间距较大，将增加整体尺寸，尤其在感值需求较高时，影响更加明显。

实用新型内容

针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种半导体封装结构，以至少实现减小半导体封装结构的体积。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种半导体封装结构，包括：电感，包括线路以及分布包覆线路的第一侧和与第一侧相反的第二侧的第一磁性件和第二磁性件，第二侧包括第一部分和第二部分，第二磁性件包覆第二部分并且暴露第一部分；第一电连接件，连接第二侧的第一部分，第一电连接件位于第二磁性件的外侧并且与第二磁性件隔开。

在一些实施例中，沿从第一侧到第二侧的方向，第一磁性件的投影范围大于第二磁性件的投影范围。

在一些实施例中，沿从第一侧到第二侧的方向，第一磁性件的投影与线路的所有部分重合。

在一些实施例中，第一部分位于第二部分周围，并且还包括：第二电连接件，连接第一部分，第二电连接件和第一电连接件分别位于第二磁性件的相反两侧，并且均与第二磁性件隔开。

在一些实施例中，第一侧包括第三部分和第四部分，第一磁性件包覆第四部分并且暴露第三部分，并且还包括：第二电连接件，连接第一侧的第三部分，第二电连接件与第一磁性件隔开。

在一些实施例中，沿从第一侧到第二侧的方向，第一磁性件的投影范围小于线路的投影范围，第二磁性件的投影范围小于线路的投影范围。

在一些实施例中，第一电连接件和第二电连接件分别连接线路的相反两端。

在一些实施例中，第一磁性件和第二磁性件是磁性树脂层。

在一些实施例中，第一磁性件包括：第一导磁层，接触线路，第一导磁层由球状磁性复合体颗粒组成；第二导磁层，位于第一导磁层上，第二导磁层由片状磁性复合材料组成。

在一些实施例中，第二磁性件包括：第三导磁层，接触线路，第三导磁层由球状磁性复合体颗粒组成；第四导磁层，位于第三导磁层下方，第四导磁层由片状磁性复合材料组成。

本实用新型的有益技术效果在于：

本申请的第一电连接件位于第二磁性件的外侧，而不是如现有技术所示的位于磁性材料中，第一电连接件不对线路的线距产生影响，减小了半导体封装结构的体积。

附图说明

图1示出了现有的芯片型电感封装件。

图2示出了现有的薄膜型电感。

图3示出了现有的薄膜型电感封装件。

图4示出了根据本申请一些实施例的第一金属层和第一载体。

图5示出了形成根据本申请一些实施例的具有电感图案的线路。

图6至图8示出了根据本申请不同实施例的线路的俯视图。

图9示出了形成根据本申请一些实施例的位于第一载体下方的第一磁性件。

图10示出了在本申请一些实施例中，导磁颗粒是片状颗粒。

图11示出了在本申请一些实施例中，第一磁性件包括位于第一导磁层、第二导磁层。

图12示出了根据本申请一些实施例的将第二磁性件形成在线路上的步骤。

图13示出了根据本申请一些实施例的将电感放置在衬底的腔中的步骤。

图14示出了根据本申请实施例的半导体封装结构。

图15-图17示出了根据本申请的与图4不同的实施例，其中，省略了图4所示的第一载体。

图18至图20分别示出了根据本申请的与图12至图14不同的实施例，其中省略了图12至图14中的第一载体。

图21示出了根据本申请的与图20不同的实施例的半导体封装结构。

具体实施方式

为更好的理解本申请实施例的精神，以下结合本申请的部分优选实施例对其作进一步说明。

本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。

如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。

在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。

为便于描述，“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用于区分一个图或一系列图的不同组件。“第一”、“第二”、“第三”等不意欲描述对应组件。

下面将参照附图，说明本申请的半导体封装结构1000及其形成过程。

参见图4，提供例如通过层压(Lamination)工艺贴合在一起的第一金属层40和第一载体42。在一些实施例中，第一金属层40是铜箔。在一些实施例中，第一载体42是树脂(例如味之素堆积膜(ABF))层。

参见图5，图案化(例如通过蚀刻工艺)第一金属层40以形成具有电感图案的线路50。

图6至图8示出了图5中线路50的不同实施例的俯视图，线路50可为例如图6所示的平行、例如图7和图8所示的回圈、循环、之字等自由形状，且可以根据后续所需的电感特性所需而设计线宽、线高与线距，以达到目标电气特性。

参见图9，例如通过层压工艺形成位于第一载体42下方的第一磁性件90。在一些实施例中，第一磁性件90是例如现有技术CN104823324A公开的磁性树脂层，由绝缘体(树脂)以及其中的导磁颗粒(球状、扁平或者粉碎的粉末)组成。在图9所示的实施例中，导磁颗粒是球状颗粒，第一磁性件90由例如现有技术CN103459320B所公开的球状磁性复合体颗粒组成。在一些实施例中，在第一载体42上蚀刻出图案化的线路50，再将线路50与第一磁性件90压合，避免蚀刻线路50时对第一磁性件90造成缺陷。

图10示出了与图9不同的实施例，在图10所示的实施例中，导磁颗粒是片状颗粒，第一磁性件90由例如现有技术CN111724963A所公开的片状磁性复合材料组成。

图11示出了与图9、图10不同的实施例，在图11所示的实施例中，第一磁性件90包括位于线路50下方的第一导磁层91、位于第一导磁层91下方的第二导磁层92，第一导磁层91由球状磁性复合体颗粒组成，第二导磁层92由片状磁性复合材料组成。

参见图12，例如通过层压工艺将第二磁性件120形成在线路50上，第二磁性件120包覆线路50的上侧50u的第二部分52并且暴露第一部分51，上侧50u的第一部分51位于第二部分52的外侧。在一些实施例中，第二磁性件120包括位于线路50上方的第三导磁层121、位于第三导磁层121上方的第四导磁层122，第三导磁层121由球状磁性复合体颗粒组成，第四导磁层122由片状磁性复合材料组成。至此，完成了电感124的制作。应理解的是，包括第三导磁层121、第四导磁层122的第二磁性件120还可以形成在图10和图11所示的结构上，或者说图10、图11和图12所示的结构上的第二磁性件120可以是由球状磁性复合体颗粒组成的单层、由片状磁性复合材料组成的单层、由第三导磁层121、第四导磁层122组成的复合层。在一些实施例中，第二磁性件120的厚度大于线路50的高度，以完整保覆线路50。

优选地，在不平坦的表面(即图9、图10和图11所示的上表面)上直接形成的是由球状磁性复合体颗粒组成的层，因为球状导磁颗粒比片状磁性复合材料更易于填充于高低起伏大的表面，故较容易包覆线路50，而片状导磁颗粒则比球状导磁颗粒的感值高。球状的导磁颗粒充放电速度较快，片状的导磁颗粒充放电速度较慢。将球状磁性材料压合在线路上，并将片状磁性材料再压合于球状磁性材料上，能提高感值并以片状材料延缓能量释放的速度。并且可以根据所需电气特性自由组合磁性材料的组成与厚度。

在其他实施例中，可以使用为胶体或膏状物的第三导磁层121(作为后续层压第四导磁层122的粘着层)进行网版/钢板印刷并烘烤至半硬化状态，该胶体或膏状物为可施行网版/钢板印刷的物质，内含可固化树脂，例如环氧树脂(epoxy)、味之素堆积膜(Ajinomotobuild-up film，ABF)、聚苯硫醚(PPS)或聚酰亚胺(polyimide，PI)等可固化树脂与球状/片状等不特定形状的导磁颗粒，网印的图案与图12的层压的实施例相同，厚度则可根据所需电感的电气特性所设计，第三导磁层121的厚度可较层压的方案之更薄。

参见图13，将图12所示的结构放置在第二载体132上的释放层134上，并且放置在由衬底130和释放层134围成的腔136中。

参见图14，在图13所示的腔136中填充介电层140，并移除图13所示的第二载体132和释放层134，先形成分别位于衬底130上方和下方的第一线路层145和第二线路层147，然后于第一线路层145及介电层140中钻孔，接着在孔中电镀形成第一电连接件146和第二电连接件148。再形成分别位于第一线路层145和第二线路层147上方和下方的第一线路结构142和第二线路结构144，第一电连接件146和第二电连接件148连接线路50的上侧50u的第一部分51和第一线路结构142，第一电连接件146和第二电连接件148分别位于第二磁性件120的左右两侧。

图15-图17示出了与图4不同的实施例，其中，省略了图4所示的第一载体42，直接通过例如层压工艺将第一金属层40叠置在第一磁性件90上。其中，第一磁性件90可以是如图15所示的由球状磁性复合体颗粒组成的单层、如图16所示的由片状磁性复合材料组成的单层、如图17所示的由第一导磁层91、第二导磁层92组成的复合层。

类似地，图18至图20分别示出了与图12至图14不同的实施例，其中省略了图12至图14中的第一载体42。图18至图20所示的线路50具有与图6、图7或图8相同的图案。在此实施例中，选用能耐受蚀刻剂的第一磁性件90的材料，即能直接在第一磁性件90上直接蚀刻出线路50。类似地，图18中形成第三导磁层121的步骤可以使用层压工艺或网版/钢板印刷并烘烤工艺。

图21示出了与图20不同的实施例，其中，图21所示的实施例的线路50的上侧50u的第一部分51位于第二部分52的左侧，并且线路50的下侧50d的第三部分53位于第四部分54的右侧，第一磁性件90覆盖第四部分54并且暴露第三部分53，第二电连接件148连接第三部分53和第二线路结构144。

本申请的实施例以铜箔制成电感124的线路50取代缠绕式导线，可降低整体厚度，并避免导线缠绕后形成的间距不一致导致电感线路无法顺利露出的问题。

本申请的实施例借由在电感124的线路50的至少一侧压合横向尺寸小于线路50的磁性件，在形成电感124时直接露出线路50，无需再钻孔加工，解决了因磁性材料无法承受湿工艺或激光钻孔工艺导致的工艺繁复的问题。

电感线路两侧的磁性材料水平方向尺寸可以不同或相同，不同大小时电连接件将连接在同一侧(如下方左图)，相同大小时电连接件将连接在不同侧(如下方右图)。

本申请实施例的磁性件的材料是半固化树脂(如环氧树脂(epoxy)、味之素堆积膜(Ajinomotobuild-up film，ABF)、聚苯硫醚(PPS)或聚酰亚胺(polyimide，PI)等)与球状/片状导磁颗粒的混合物，树脂能产生绝缘效果，避免导磁颗粒储存的能量向外逸散，并能分散导磁颗粒，避免导磁颗粒过于聚集而加快放电速度，树脂还具有使导磁颗粒成型的效果。

以商品化之磁性片材或胶体所形成之电感器,直接露出铜垫以利于后续电性导接,而不需后段加工

参见图14或图20，本实用新型的实施例提供了一种半导体封装结构1000，包括：电感124，包括线路50，以及分布包覆线路50的第一侧(例如下侧50d)和与第一侧相反的第二侧(例如上侧50u)的第一磁性件90和第二磁性件120，第二侧包括第一部分51和第二部分52，第二磁性件120包覆第二部分52并且暴露第一部分51；第一电连接件146，连接第二侧的第一部分51，第一电连接件146位于第二磁性件120的外侧并且与第二磁性件120隔开。本申请的第一电连接件146位于第二磁性件120的外侧，而不是如现有技术所示的位于磁性材料中，第一电连接件146不对线路50的线距产生影响，减小了半导体封装结构1000的体积。

在一些实施例中，沿从第一侧到第二侧的方向(例如从下侧50d到上侧50u的方向)，第一磁性件90的投影范围大于第二磁性件120的投影范围。

在一些实施例中，沿从第一侧到第二侧的方向，第一磁性件90的投影与线路50的所有部分重合。

在一些实施例中，第一部分51位于第二部分52周围，并且还包括：第二电连接件148，连接第一部分51，第二电连接件148和第一电连接件146分别位于第二磁性件120的相反两侧，并且均与第二磁性件120隔开。

参见图21，在一些实施例中，第一侧(例如下侧50d)包括第三部分53和第四部分54，第一磁性件90包覆第四部分54并且暴露第三部分53，并且还包括：第二电连接件148，连接第一侧的第三部分53，第二电连接件148与第一磁性件90隔开。

在一些实施例中，沿从第一侧到第二侧的方向(例如从下侧50d到上侧50u的方向)，第一磁性件90的投影范围小于线路50的投影范围，第二磁性件120的投影范围小于线路50的投影范围。

在一些实施例中，第一电连接件146和第二电连接件148分别连接线路50的相反两端。在一些实施例中，第一电连接件146和第二电连接件148分别连接线路50的相反两侧。

在一些实施例中，第一磁性件90和第二磁性件120是磁性树脂层。

在一些实施例中，第一磁性件90包括：接触线路50的第一导磁层91，第一导磁层91由球状磁性复合体颗粒组成；第二导磁层92，位于第一导磁层91上，第二导磁层92由片状磁性复合材料组成。

在一些实施例中，第二磁性件120包括：接触线路50的第三导磁层121，第三导磁层121由球状磁性复合体颗粒组成；第四导磁层122，位于第三导磁层11下方，第四导磁层122由片状磁性复合材料组成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体封装结构，其特征在于，包括：

电感，包括线路，以及分布包覆所述线路的第一侧和与所述第一侧相反的第二侧的第一磁性件和第二磁性件，所述第二侧包括第一部分和第二部分，所述第二磁性件包覆所述第二部分并且暴露所述第一部分；

第一电连接件，连接所述第二侧的所述第一部分，所述第一电连接件位于所述第二磁性件的外侧并且与所述第二磁性件隔开。

2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，沿从所述第一侧到所述第二侧的方向，所述第一磁性件的投影范围大于所述第二磁性件的投影范围。

3.根据权利要求2所述的半导体封装结构，其特征在于，沿从所述第一侧到所述第二侧的方向，所述第一磁性件的投影与所述线路的所有部分重合。

4.根据权利要求2所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一部分位于所述第二部分周围，并且还包括：

第二电连接件，连接所述第一部分，所述第二电连接件和所述第一电连接件分别位于所述第二磁性件的相反两侧，并且均与所述第二磁性件隔开。

5.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一侧包括第三部分和第四部分，所述第一磁性件包覆所述第四部分并且暴露所述第三部分，并且还包括：

第二电连接件，连接所述第一侧的所述第三部分，所述第二电连接件与所述第一磁性件隔开。

6.根据权利要求5所述的半导体封装结构，其特征在于，沿从所述第一侧到所述第二侧的方向，所述第一磁性件的投影范围小于所述线路的投影范围，所述第二磁性件的投影范围小于所述线路的投影范围。

7.根据权利要求5所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一电连接件和所述第二电连接件分别连接所述线路的相反两端。

8.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一磁性件和所述第二磁性件是磁性树脂层。

9.根据权利要求8所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一磁性件包括：

第一导磁层，接触所述线路，所述第一导磁层由球状磁性复合体颗粒组成；

第二导磁层，位于所述第一导磁层上，所述第二导磁层由片状磁性复合材料组成。

10.根据权利要求9所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第二磁性件包括：

第三导磁层，接触所述线路，所述第三导磁层由球状磁性复合体颗粒组成；

第四导磁层，位于所述第三导磁层下方，所述第四导磁层由片状磁性复合材料组成。