DE102017218138B4 - Vorrichtung mit Substrat mit leitfähigen Säulen und Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung, aufweisend:ein Substrat (102, 416), das leitfähige Strukturen (108, 408) aufweist und eine erste Oberfläche (104, 404) gegenüber einer zweiten Oberfläche (106, 406) aufweist;leitfähige Säulen (110, 410A, 410B), die über mindestens einer der leitfähigen Strukturen aufgebaut sind und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt sind;eine integrierte Schaltung (522), die über der ersten Oberfläche angeordnet ist und elektrisch mit den leitfähigen Strukturen gekoppelt ist;eine Gussmasse (202) über der ersten Oberfläche des Substrats, wobei eine oder mehrere der leitfähigen Säulen benachbart zu einer oder mehreren Kanten der ersten Oberfläche des Substrats angeordnet sind und wobei ein Teil (114) von jeder der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) an einer seitlichen äußeren Oberfläche der Gussmasse freiliegt, wobei die Vorrichtung ferner eine metallische Antenne (302) über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche der Gussmasse aufweist, die in leitfähigem Kontakt mit dem Teil (114) der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) ist und das Teil (114) überlappt.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verbindungssubstrat, insbesondere ein Verbindungssubstrat, das leitfähige Säulen umfasst sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
- HINTERGRUND
- Die steigende Nachfrage nach elektronischen Vorrichtungen für Anwendungsgebiete wie etwa Kraftfahrzeuge, Smartphones und das Internet der Dinge (IoT - Internet of Things) hat zu einer steigenden Nachfrage nach integrierten Schaltungen mit hoher Leistung und hoher Zuverlässigkeit geführt. Elektronische Vorrichtungen für diese Anwendungsgebiete bewegen sich kontinuierlich in Richtung höherer Funktionalität und Miniaturisierung der Größe. Daher wächst die Nachfrage nach Packagingkonzepten für integrierte Schaltungen, die kleiner, kompakter und zuverlässiger sind.
- Ein Ansatz, der entwickelt wurde, ist das spritzgegossene Verbindungssubstrat (MIS - Molded Interconnect Substrate). Das MIS ist eine Substratlösung, die eingebettete Kupferspurtechnologie nutzt, um die Nachfragen für hohe I/O-Zählungen und kleinerer Größe oder kleinerem Formfaktor zu erfüllen. Für MIS werden Materialien verwendet, die kompatibler mit den thermisch-mechanischen Eigenschaften von Materialien für integrierte Schaltungen wie etwa Silizium sind. Bei einer typischen Packaginganwendung, die MIS nutzt, wird mithilfe eines Drahtbond- oder Flip-Chip-Prozesses ein IC-Die (IC - Integrated Circuit - integrierte Schaltung) an einem Substrat befestigt. Die Oberseite des Substrats wird mit einer Gussmasse bedeckt und am Boden des Substrats werden externe Kontakte für die integrierte Schaltung bereitgestellt.
-
US 2008/0067675 A1 US 2014/0340859 A1 US 2014/0252595 A1 US 2012/0075821 A1 CN 103 000 617 A zeigt ebenfalls einen auf einem Substrat aufgebauten, eingekapselten Halbleiterchip. Durch die Kapselmasse können Durchkontaktierungen geführt sein. - KURZDARSTELLUNG
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst die Merkmale nach einem der Ansprüche 1 oder 13. Die Vorrichtung umfasst ein Substrat, das leitfähige Strukturen umfasst und eine erste Oberfläche gegenüber einer zweiten Oberfläche aufweist. Leitfähige Säulen sind über mindestens einer der leitfähigen Strukturen aufgebaut und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt. Eine integrierte Schaltung ist über der ersten Oberfläche angeordnet und elektrisch mit den leitfähigen Strukturen gekoppelt. Eine Gussmasse ist über der ersten Oberfläche des Substrats ausgebildet.
- Ein erfindungsgemäßes Package umfasst die Merkmale gemäß Anspruch 8. Das Package umfasst ein Substrat, das leitfähige Schichten umfasst und eine erste Oberfläche gegenüber einer zweiten Oberfläche aufweist. Leitfähige Säulen sind über mindestens einer der leitfähigen Schichten aufgebaut und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt. Die leitfähigen Säulen sind benachbart zu einer oder mehreren Kanten der ersten Oberfläche des Substrats. Jede der leitfähigen Säulen umfasst einen Teil nahe einer äußeren Kante der ersten Oberfläche.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst die Merkmale nach Anspruch 10. Das Verfahren zum Ausbilden einer Vorrichtung umfasst das Bereitstellen eines Substrats, das leitfähige Strukturen umfasst und eine erste Oberfläche gegenüber einer zweiten Oberfläche aufweist. Das Verfahren umfasst das Aufbauen von leitfähigen Säulen über mindestens einer der leitfähigen Strukturen. Die leitfähigen Säulen sind elektrisch mit mindestens einer der leitfähigen Strukturen gekoppelt. Das Verfahren umfasst das Befestigen einer integrierten Schaltung an der ersten Oberfläche. Die integrierte Schaltung ist elektrisch mit den leitfähigen Strukturen gekoppelt. Das Verfahren umfasst das Ausbilden einer Gussmasse über der ersten Oberfläche des Substrats.
- Zusätzliche Merkmale und Vorteile werden für einen Fachmann bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung und bei der Betrachtung der begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
- Figurenliste
- Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise relativ zueinander maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, es sei denn, sie schließen sich gegenseitig aus. Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt und ausführlich in der folgenden Beschreibung beschrieben.
- Die
1A-1B stellen eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. - Die
2A-2B zeigen eine perspektivische und eine Detailansicht einiger Aspekte einer Vorrichtung. - Die
3A-3C stellen eine perspektivische Ansicht, eine Detailansicht und eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung dar. - Die
4A-4B stellen eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung dar. - Die
5A-5E stellen perspektivische Ansichten einer beispielhaften Vorrichtung dar. - Die
6A-6D stellen perspektivische Ansichten einer beispielhaften Vorrichtung dar. - Die
7A-7C stellen Querschnittsansichten der in6D dargestellten Vorrichtung dar. - Die
8A-8D stellen perspektivische Ansichten und eine Seitenansicht einer beispielhaften Vorrichtung dar. - Die
9 stellt ein Flussdiagramm einiger Schritte einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Ausbilden einer Vorrichtung dar. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Die
1A-1B stellen eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht einer Vorrichtung dar. Die1A stellt eine perspektivische Ansicht eines Package bei 100 dar. Das Package100 umfasst ein Substrat102 . Das Substrat102 umfasst leitfähige Strukturen oder Schichten108 und weist eine erste Oberfläche104 gegenüber einer zweiten Oberfläche106 auf. Das Substrat102 umfasst leitfähige Säulen110 , die über mindestens einer der leitfähigen Strukturen108 aufgebaut und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt sind. In verschiedenen Aspekten können geeignete Prozesse wie etwa ein elektrolytischer Plattierungsprozess oder ein stromloser Plattierungsprozess verwendet werden, um die leitfähigen Säulen110 aufzubauen. In dem dargestellten Beispiel sind die leitfähigen Säulen110 benachbart zu einer oder mehreren Kanten112 der ersten Oberfläche104 des Substrats102 . Jede der leitfähigen Säulen110 umfasst einen Teil114 nahe einer äußeren Kante112 der ersten Oberfläche104 . - Die
1B stellt eine Seitenansicht eines Package bei120 dar. Die leitfähigen Strukturen110 sind über leitfähigen Strukturen108 ausgebildet. In dem dargestellten Beispiel sind die leitfähigen Strukturen110 über den leitfähigen Strukturen108 aufgebaut und elektrisch mit diesen gekoppelt. In anderen Aspekten sind die leitfähigen Säulen110 elektrisch mit den leitfähigen Strukturen oder Schichten108 in oder innerhalb der Oberfläche104 des Substrats102 gekoppelt. - Die
2A-2B stellen eine perspektivische Ansicht und eine Detailansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung bei200 dar. Die2A stellt eine Gussmasse202 dar, die über der ersten Oberfläche104 des Substrats102 ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Gussmasse202 über dem Package100 ausgebildet. Obwohl nicht dargestellt, umfasst die Vorrichtung200 in einigen Ausführungsformen eine über der ersten Oberfläche104 angeordnete integrierte Schaltung, die elektrisch mit einer oder mehreren der leitfähigen Strukturen108 gekoppelt ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die leitfähigen Säulen110 benachbart zu einer oder mehreren Kanten112 der ersten Oberfläche104 des Substrats102 . Der Teil114 von jeder der einen oder der mehreren leitfähigen Säulen110 liegt an einer seitlichen äußeren Oberfläche206 der Gussmasse202 frei. - Die
2B stellt eine Detailansicht des Teils in2A dar, der bei204 dargestellt ist. Die Teile114 der leitfähigen Säulen110 liegen durch die Oberfläche206 der Gussmasse202 frei. Obwohl die Teile114 als benachbart zu den Kanten112 dargestellt sind, können die Teile114 in anderen Ausführungsformen innen zu den Kanten112 liegen oder sich über oder über die Kanten112 hinaus erstrecken und durch die Oberfläche206 der Gussmasse202 herausragen. - Die
3A-3C stellen perspektivische Ansichten und eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung bei300 dar. Die3A stellt eine Vorrichtung300 dar, die eine Metallplattierung bei302 umfasst, die über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche206 der Gussmasse202 ausgebildet ist (siehe auch2A) . Die3B ist eine Detailansicht des Teils in3A , der bei304 dargestellt ist. Die3C ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung300 , wie in3A dargestellt. Die Metallplattierung302 ist in leitfähigem Kontakt mit den Teilen114 von einer oder mehreren der leitfähigen Säulen110 . In der dargestellten Ausführungsform überlappt die Metallplattierung302 die Teile114 wie bei308 dargestellt. In einer Ausführungsform ist die Metallplattierung308 über den Teilen114 ausgebildet und nahe an einer oder mehreren Kanten112 der ersten Oberfläche104 des Substrats102 . - In der dargestellten Ausführungsform ist die Metallplattierung
302 eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Störung, die in leitfähigem Kontakt mit den leitfähigen Säulen110 ist, die an einem Massepotenzial liegen. In anderen Ausführungsformen bildet die Metallplattierung302 eine Antennenstruktur und kann eine beliebige geeignete Form, beliebige geeignete Abmessungen oder eine beliebige geeignete Abdeckung der äußeren Oberfläche206 der Gussmasse202 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallplattierung302 mit den leitfähigen Säulen110 gekoppelt sein, wobei die leitfähigen Säulen110 mit einer Versorgungsspannung, einem Massepotenzial, einem oder mehreren Eingangs-/Ausgangsstiften einer integrierten Schaltung oder einer beliebigen Kombination davon gekoppelt sind. In einer Ausführungsform ist die Metallplattierung302 eine Antenne und ist mit einer oder mehreren leitfähigen Säulen gekoppelt, die an einem Massepotenzial liegen, und mit einer oder mehreren leitfähigen Säulen gekoppelt, die mit Eingangs-/Ausgangsstiften einer integrierten Schaltung gekoppelt sind. - Die
4A-4B stellen eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Vorrichtung bei400 dar. Unter Bezugnahme auf4A und4B umfasst die Vorrichtung400 leitfähige Säulen410A und410B , die über einer oder mehreren leitfähigen Strukturen oder Schichten408 im Substrat416 aufgebaut sind und mit dieser bzw. diesen in leitfähigem Kontakt stehen. Das Substrat416 umfasst eine erste Oberfläche bei404 und eine zweite Oberfläche bei406 . In der dargestellten Ausführungsform sind die leitfähigen Säulen410A und410B benachbart zu den Kanten412 der Oberfläche404 . In verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Prozesse wie etwa ein elektrolytischer Plattierungsprozess oder ein stromloser Plattierungsprozess verwendet werden, um die leitfähigen Säulen410A und410B aufzubauen. - In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung
400 eine Umspritzung402 , die über den leitfähigen Säulen410A und410B ausgebildet ist. Die leitfähigen Säulen410A und410B bilden eine ineinandergreifende Beziehung zwischen der Gussmasse402 und dem Substrat416 aus. In verschiedenen Ausführungsformen stellt die ineinandergreifende Beziehung eine sichere Befestigung der Gussmasse402 an der Oberfläche404 des Substrats416 bereit. In der dargestellten Ausführungsform sind die leitfähigen Säulen410 mit relativen Formen und Abmessungen wie bei410A und410B veranschaulicht dargestellt. In anderen Ausführungsformen können die leitfähigen Säulen410 die gleiche Größe aufweisen oder andere geeignete Formen und Abmessungen aufweisen. - Die
5A-5E stellen perspektivische Ansichten einer Vorrichtung dar. Die5A stellt ein Beispiel eines Package500 dar, das ein Substrat502 umfasst. Das Substrat502 umfasst leitfähige Strukturen oder Schichten508 und weist eine erste Oberfläche504 gegenüber einer zweiten Oberfläche506 auf. Das Substrat502 umfasst leitfähige Säulen510 , die über mindestens einer der leitfähigen Strukturen508 aufgebaut und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt sind. In verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Prozesse wie etwa ein elektrolytischer Plattierungsprozess oder ein stromloser Plattierungsprozess verwendet werden, um die leitfähigen Säulen510 aufzubauen. In dem dargestellten Beispiel sind die leitfähigen Säulen510 benachbart zu einer oder mehreren Kanten512 der ersten Oberfläche504 des Substrats502 . Jede der leitfähigen Säulen510 umfasst eine obere Oberfläche514 . - Bezugnehmend auf
5A und5C umfassen die leitfähigen Strukturen508 eine leitfähige Struktur518 , die in das Substrat502 eingebettet ist. Die leitfähige Struktur518 umfasst eine erste Oberfläche520 , die an der ersten Oberfläche504 des Substrats502 freiliegt und im Wesentlichen parallel zu dieser ist. Die leitfähige Struktur518 umfasst ebenfalls eine zweite Oberfläche526 , die an der zweiten Oberfläche506 des Substrats502 freiliegt und im Wesentlichen parallel zu dieser ist. In dem dargestellten Beispiel ist die leitfähige Struktur518 ein Kühlkörper. - Die
5B bzw. die5C stellt eine Draufsicht bzw. Unteransicht des Package500 während eines Halbleiter-Backend-Montageprozesses dar. Während dieses Prozesses wird die integrierte Schaltung522 an der leitfähigen Struktur518 befestigt und die leitfähige Struktur518 stellt einen thermisch leitfähigen Kontakt zwischen der integrierten Schaltung522 und der zweiten Seite506 des Substrats502 bereit. In anderen Ausführungsformen stellt die leitfähige Struktur518 sowohl einen thermisch leitfähigen als auch einen elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen der integrierten Schaltung522 und der zweiten Seite506 des Substrats502 bereit. In dem dargestellten Beispiel ist die integrierte Schaltung522 an der ersten Oberfläche520 der leitfähigen Struktur522 befestigt und über Drahtbondungen524 elektrisch mit einer oder mehreren der leitfähigen Schichten508 gekoppelt. Die leitfähigen Säulen510 sind an den leitfähigen Schichten508 befestigt und stehen mit diesen in leitfähigem Kontakt. In dem dargestellten Beispiel koppelt bzw. koppeln eine oder mehrere der leitfähigen Schichten508 die integrierte Schaltung522 mit einer oder mehreren der leitfähigen Säulen510 . In dem dargestellten Beispiel stellen die leitfähigen Säulen510 die Versorgungsspannung, die Masse und die Eingangs-/Ausgangsverbindungen für die integrierte Schaltung522 bereit. - Die
5D bzw. die5E stellt die Draufsicht bzw. Unteransicht einer Vorrichtung530 dar. Die Vorrichtung530 entspricht dem Package500 , nachdem eine Gussmasse528 über der ersten Oberfläche504 des Substrats502 ausgebildet wurde. Eine obere Oberfläche514 von jeder der leitfähigen Säulen510 liegt an einer oberen äußeren Oberfläche532 der Gussmasse528 frei. In dem dargestellten Beispiel dienen die oberen Oberflächen514 als Bondpads an der oberen Oberfläche532 , um die Fähigkeit bereitzustellen, die Vorrichtung530 elektrisch mit der externen Versorgungsspannung, der Masse und den Eingangs-/Ausgangsverbindungen zu verbinden. In dem dargestellten Beispiel dient die leitfähige Struktur518 als ein Kühlkörper und die Oberfläche526 der leitfähigen Struktur518 stellt einen thermisch leitfähigen Kontakt an der zweiten Seite506 des Substrats502 bereit. In dem dargestellten Beispiel sind die oberen Oberflächen514 an der oberen Oberfläche532 der Vorrichtung530 und die zweite Seite526 der leitfähigen Struktur518 an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung530 . - Die
6A-6D stellen perspektivische Ansichten einer Vorrichtung dar. Die6A stellt ein Beispiel eines Package600 dar, das ein Substrat602 umfasst. Das Substrat602 umfasst leitfähige Strukturen oder Schichten608 und weist eine erste Oberfläche604 gegenüber einer zweiten Oberfläche606 auf. Das Substrat602 umfasst leitfähige Säulen610 , die über mindestens einer der leitfähigen Strukturen608 aufgebaut und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt sind. In verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Prozesse wie etwa ein elektrolytischer Plattierungsprozess oder ein stromloser Plattierungsprozess verwendet werden, um die leitfähigen Säulen610 aufzubauen. In dem dargestellten Beispiel sind die leitfähigen Säulen610 benachbart zu einer oder mehreren Kanten612 der ersten Oberfläche604 des Substrats602 . Jede der leitfähigen Säulen610 umfasst eine obere Oberfläche614 . - Bezugnehmend auf die
6A und die6D umfassen die leitfähigen Strukturen608 eine leitfähige Struktur618 , die in das Substrat602 eingebettet ist. Die leitfähige Struktur618 umfasst eine erste Oberfläche620 , die an der ersten Oberfläche604 des Substrats602 freiliegt und im Wesentlichen parallel zu dieser ist. Die leitfähige Struktur618 umfasst ebenfalls eine zweite Oberfläche626 , die an der zweiten Oberfläche606 des Substrats602 freiliegt und im Wesentlichen parallel zu dieser ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die leitfähige Struktur618 ein Kühlkörper. Leitfähige Säulen634 und638 sind über einer ersten Oberfläche620 der leitfähigen Struktur618 aufgebaut und elektrisch mit dieser gekoppelt. Die leitfähige Säule634 umfasst eine obere Oberfläche636 und die leitfähige Säule638 umfasst eine obere Oberfläche640 . - In anderen Ausführungsformen kann die leitfähige Struktur
618 zwei oder mehr separate leitfähige Strukturen618 umfassen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die leitfähige Struktur618 drei leitfähige Strukturen618 und die leitfähige Säule634 ist über einer ersten der drei leitfähigen Strukturen618 aufgebaut und elektrisch mit dieser gekoppelt und die leitfähige Säule638 ist über einer zweiten der drei leitfähigen Strukturen618 aufgebaut und elektrisch mit dieser gekoppelt. - Die
6B stellt eine Ansicht des Package600 während eines Halbleiter-Backend-Montageprozesses dar. Während dieses Prozesses wird die integrierte Schaltung622 mithilfe eines Flip-Chip-Montageprozesses an den leitfähigen Strukturen608 und der leitfähigen Struktur618 befestigt. In einer Ausführungsform umfasst die integrierte Schaltung622 ein oder mehrere Bondpads, die an der leitfähigen Struktur618 befestigt sind, wobei die leitfähige Struktur618 einen thermisch leitfähigen und elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen der integrierten Schaltung622 und der zweiten Seite606 des Substrats602 bereitstellt. In dem dargestellten Beispiel ist die integrierte Schaltung622 über den Flip-Chip-Prozess elektrisch mit einer oder mehreren der leitfähigen Schichten608 verbunden. Die leitfähigen Säulen610 sind über den leitfähigen Schichten608 aufgebaut und elektrisch mit diesen gekoppelt. Eine oder mehrere der leitfähigen Schichten608 koppelt bzw. koppeln die integrierte Schaltung622 elektrisch mit einer oder mehreren der leitfähigen Säulen610 . In dem dargestellten Beispiel stellen die leitfähigen Säulen610 die Versorgungsspannung, die Masse und die Eingangs-/Ausgangsverbindungen für die integrierte Schaltung622 bereit. - Die
6C bzw. die6D stellt die Draufsicht bzw. Unteransicht einer Vorrichtung630 dar. Die Vorrichtung630 entspricht dem Package600 , nachdem eine Gussmasse628 über der ersten Oberfläche604 des Substrats602 ausgebildet wurde. Eine obere Oberfläche614 von jeder der leitfähigen Säulen610 liegt an einer oberen äußeren Oberfläche632 der Gussmasse628 frei. Eine obere Oberfläche636 der leitfähigen Säule634 und eine obere Oberfläche640 der leitfähigen Säule638 liegen ebenfalls an der oberen äußeren Oberfläche632 der Gussmasse628 frei. Eine zweite Oberfläche626 der leitfähigen Struktur618 liegt an der zweiten Oberfläche606 des Substrats602 frei. - Die
7A-7C stellen Querschnittsansichten der in6D dargestellten Vorrichtung630 dar. Unter Bezugnahme auf die7A-7C umfasst die integrierte Schaltung622 einen oder mehrere Kontakte646 . In derm dargestellten Beispiel werden die Kontakte646 während eines Flip-Chip-Montageprozesses ausgebildet. Einer oder mehrere der Kontakte646 sind elektrisch mit den leitfähigen Schichten608 verbunden und einer oder mehrere der Kontakte646 sind elektrisch mit der Oberfläche620 der leitfähigen Struktur618 verbunden. In dem dargestellten Beispiel dienen die oberen Oberflächen614 als Bondpads an der oberen Oberfläche632 , um die Vorrichtung630 elektrisch mit der externen Versorgungsspannung, der Masse oder den Eingangs /Ausgangsverbindungen zu verbinden. In dem dargestellten Beispiel dient die leitfähige Struktur618 als ein Kühlkörper und die Oberfläche626 der leitfähigen Struktur618 stellt einen thermischen und/oder leitfähigen Kontakt an der zweiten Seite606 des Substrats602 bereit. In dem dargestellten Beispiel dienen die leitfähigen Strukturen634 und638 ebenfalls als Kühlkörper und die oberen Oberflächen636 und640 der leitfähigen Strukturen634 und638 liegen an der oberen Oberfläche632 der Gussmasse628 frei und stellen einen thermischen und/oder leitfähigen Kontakt an der Oberfläche632 bereit. - In dem dargestellten Beispiel sind die obere Oberfläche
632 der Gussmasse628 und die zweite Oberfläche606 des Substrats602 an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung600 . An der oberen Oberfläche632 (eine der beiden gegenüberliegenden Seiten) stellen die oberen Oberflächen614 der leitfähigen Säulen610 die Versorgungsspannung und/oder die Masse und/oder die Eingangs-/Ausgangsverbindungen für die integrierte Schaltung622 bereit und die oberen Oberflächen636 und640 der leitfähigen Strukturen634 und638 stellen eine thermisch leitfähige und/oder eine elektrisch leitfähige Verbindung für die integrierte Schaltung622 bereit. An der zweiten Seite606 (die andere der beiden gegenüberliegenden Seiten) stellt die Oberfläche626 der leitfähigen Struktur618 einen thermisch leitfähigen und/oder einen elektrisch leitfähigen Kontakt an der zweiten Seite606 des Substrats602 bereit. - Die
8A-8D stellen perspektivische Ansichten und eine Seitenansicht einer Vorrichtung dar. Die8A stellt ein Beispiel eines Package800 dar, das ein Substrat802 umfasst. Das Substrat802 umfasst leitfähige Strukturen oder Schichten808 und weist eine erste Oberfläche804 gegenüber einer zweiten Oberfläche806 auf. Das Substrat802 umfasst leitfähige Säulen810A , die über den leitfähigen Strukturen808 aufgebaut und elektrisch mit diesen gekoppelt sind. In verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Prozesse wie etwa ein elektrolytischer Plattierungsprozess oder ein stromloser Plattierungsprozess verwendet werden, um die leitfähigen Säulen810A aufzubauen. - Die
8B stellt ein Beispiel eines Package800 mit einer integrierten Schaltung822A dar, die auf den leitfähigen Säulen810A montiert und elektrisch mit diesen gekoppelt ist. Die8C stellt ein Beispiel dar, bei der mithilfe der leitfähigen Säulen810B eine zweite integrierte Schaltung822B über der integrierten Schaltung822A montiert ist. In einer Ausführungsform werden die leitfähigen Säulen810B an der zweiten integrierten Schaltung822B befestigt und elektrisch mit dieser gekoppelt, bevor die zweite integrierte Schaltung822B über der integrierten Schaltung822A montiert wird. In einer Ausführungsform werden die leitfähigen Säulen810B an den leitfähigen Strukturen808 befestigt und elektrisch mit diesen gekoppelt, bevor die zweite integrierte Schaltung822B über der integrierten Schaltung822A montiert wird. - In dem dargestellten Beispiel ist die integrierte Schaltung
822B mithilfe von acht leitfähigen Säulen810B über der integrierten Schaltung822A montiert. In verschiedenen Ausführungsformen kann die integrierte Schaltung822B mithilfe von drei oder mehr leitfähigen Säulen810B über der integrierten Schaltung822A montiert werden. Die8D stellt eine Seitenansicht des Beispiels der Vorrichtung830 dar, wie in8C dargestellt. Die leitfähigen Säulen810A besitzen eine Höhe, die bei 832 dargestellt ist. In dem dargestellten Beispiel weist die Höhe832 einen geeigneten Wert auf, der ein elektrisches Kontaktieren oder Kurzschließen der integrierten Schaltung822A an Teilen808B der leitfähigen Strukturen808 verhindert, die sich unter der integrierten Schaltung822A befinden. - Die
9 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ausbilden einer Vorrichtung dar. Das Verfahren ist bei 900 dargestellt. Bei902 ist ein Substrat102 bereitgestellt. Das Substrat102 umfasst leitfähige Strukturen oder Schichten108 und weist eine erste Oberfläche104 gegenüber einer zweiten Oberfläche106 auf. Bei902 werden die leitfähigen Säulen110 über mindestens einer der leitfähigen Strukturen108 aufgebaut und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt. In einer Ausführungsform umfasst das Aufbauen der leitfähigen Säulen110 das Aufbauen einer oder mehrerer leitfähiger Säulen410 benachbart zu einer oder mehreren Kanten412 einer ersten Oberfläche404 eines Substrats416 . Die eine oder die mehreren leitfähigen Säulen410 bilden eine ineinandergreifende Beziehung zwischen einer Gussmasse402 und dem Substrat416 aus. Bei906 wird eine integrierte Schaltung an der ersten Oberfläche104 befestigt, wobei die integrierte Schaltung elektrisch mit den leitfähigen Strukturen110 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform wird eine integrierte Schaltung522 an der ersten Oberfläche504 befestigt, wobei die integrierte Schaltung522 elektrisch mit den leitfähigen Strukturen510 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform wird eine integrierte Schaltung622 an der ersten Oberfläche604 befestigt, wobei die integrierte Schaltung622 elektrisch mit den leitfähigen Strukturen610 gekoppelt ist. Bei908 wird eine Gussmasse202 über der ersten Oberfläche104 des Substrats102 ausgebildet. In einer Ausführungsform umfasst das Ausbilden der Gussmasse202 das Freilegen eines Teils114 von jeder der einen oder der mehreren leitfähigen Säulen110 an einer äußeren Oberfläche206 der Gussmasse202 . In einigen Ausführungsformen umfasst das Ausbilden der Gussmasse202 über der ersten Oberfläche104 des Substrats102 das Ausbilden einer Metallplattierung302 über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche206 der Gussmasse202 , sodass die Metallplattierung302 in leitfähigem Kontakt mit den Teilen114 der einen oder der mehreren leitfähigen Säulen110 ist. In einer Ausführungsform umfasst das Ausbilden der Metallplattierung302 das Ausbilden der Metallplattierung302 über den Teilen114 der einen oder der mehreren leitfähigen Säulen110 und nahe an einer oder mehreren Kanten112 der ersten Oberfläche104 des Substrats102 . In einer Ausführungsform umfasst das Ausbilden einer Gussmasse202 das Ausbilden einer Gussmasse528 über der ersten Oberfläche504 des Substrats502 und das Freilegen einer oberen Oberfläche514 von einer oder mehreren der leitfähigen Säulen510 an einer oberen äußeren Oberfläche532 der Gussmasse528 . In einer Ausführungsform umfasst das Ausbilden einer Gussmasse202 das Ausbilden einer Gussmasse628 über der ersten Oberfläche604 des Substrats602 und das Freilegen einer oberen Oberfläche614 von einer oder mehreren der leitfähigen Säulen610 an einer oberen äußeren Oberfläche632 der Gussmasse628 . - Die räumlich relativen Begriffe, wie „unter“, „unterhalb“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen werden der Einfachheit der Beschreibung halber verwendet, um die Positionierung eines Elements relativ zu einem zweiten Element zu erläutern. Diese Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung zusätzlich zu verschiedenen Ausrichtungen als denen, die in den Figuren dargestellt sind, umfassen. Ferner werden auch Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und dergleichen verwendet, um verschiedene Elemente, Gebiete, Abschnitte usw. zu beschreiben, und es wird auch hier nicht beabsichtigt, dass diese beschränkend sind. Gleiche Begriffe beziehen sich auf gleiche Elemente in der gesamten Beschreibung.
- Die Begriffe „aufweisen“, „enthalten“, „beinhalten“, „umfassen“ und dergleichen sind offene Begriffe und geben das Vorhandensein von angegebenen Elementen oder Merkmalen an, schließen aber keine zusätzlichen Elemente oder Merkmale aus. Es wird beabsichtigt, dass die Artikel „ein“, „eine“ und „der/die/das“ sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, es sei denn, dass der Zusammenhang eindeutig etwas anderes angibt.
Claims (15)
- Vorrichtung, aufweisend: ein Substrat (102, 416), das leitfähige Strukturen (108, 408) aufweist und eine erste Oberfläche (104, 404) gegenüber einer zweiten Oberfläche (106, 406) aufweist; leitfähige Säulen (110, 410A, 410B), die über mindestens einer der leitfähigen Strukturen aufgebaut sind und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt sind; eine integrierte Schaltung (522), die über der ersten Oberfläche angeordnet ist und elektrisch mit den leitfähigen Strukturen gekoppelt ist; eine Gussmasse (202) über der ersten Oberfläche des Substrats, wobei eine oder mehrere der leitfähigen Säulen benachbart zu einer oder mehreren Kanten der ersten Oberfläche des Substrats angeordnet sind und wobei ein Teil (114) von jeder der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) an einer seitlichen äußeren Oberfläche der Gussmasse freiliegt, wobei die Vorrichtung ferner eine metallische Antenne (302) über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche der Gussmasse aufweist, die in leitfähigem Kontakt mit dem Teil (114) der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) ist und das Teil (114) überlappt.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die eine oder mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) dazu ausgelegt sind, eine ineinandergreifende Beziehung zwischen der Gussmasse und dem Substrat zu bilden. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , die ferner eine metallische Abschirmung (302) über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche der Gussmasse umfasst, die in leitfähigem Kontakt mit dem Teil der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine obere Oberfläche (514) von jeder der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen an einer oberen äußeren Oberfläche (532) der Gussmasse freiliegt und wobei die leitfähigen Strukturen(108, 408, 508) eine oder mehrere leitfähige Schichten aufweisen, die die integrierte Schaltung mit der einen oder den mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B, 510) elektrisch koppeln.
- Vorrichtung nach
Anspruch 4 , wobei eine der leitfähigen Strukturen (518) in das Substrat (102, 416) eingebettet ist und eine erste Oberfläche aufweist, die an der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats freiliegt und parallel zu der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats ist, und eine zweite Oberfläche (526) aufweist, die an der zweiten Oberfläche (106, 406) des Substrats freiliegt und parallel zu der zweiten Oberfläche (106, 406) des Substrats ist, und wobei die integrierte Schaltung (522) an der ersten Oberfläche der einen der leitfähigen Strukturen montiert ist und in thermischen Kontakt mit dieser steht. - Vorrichtung nach
Anspruch 5 , wobei eine andere der leitfähigen Strukturen in das Substrat (102, 416) eingebettet ist und eine erste Oberfläche aufweist, die an der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats freiliegt, und eine zweite Oberfläche aufweist, die an der zweiten Oberfläche (106, 406) des Substrats freiliegt und parallel zu der zweiten Oberfläche (106, 406) des Substrats ist, und wobei eine der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) über der ersten Oberfläche der anderen der leitfähigen Strukturen aufgebaut ist und elektrisch mit dieser gekoppelt ist und eine obere Oberfläche aufweist, die an der oberen äußeren Oberfläche der Gussmasse freiliegt. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die integrierte Schaltung an drei oder mehr der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) montiert und elektrisch mit diesen gekoppelt ist.
- Package, aufweisend: ein Substrat (102, 416), das leitfähige Schichten aufweist und eine erste Oberfläche (104, 404) gegenüber einer zweiten Oberfläche (106, 406) aufweist; und leitfähige Säulen (110, 410A, 410B), die über mindestens einer der leitfähigen Schichten aufgebaut sind und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt sind, wobei die leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) benachbart zu einer oder mehreren Kanten der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats sind und wobei jede der leitfähigen Säulen einen Teil (114) nahe einer äußeren Kante der ersten Oberfläche aufweist, ferner aufweisend: eine Gussmasse (202) über der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats; und eine über mindestens einem Teil einer äußeren Oberfläche der Gussmasse (202) ausgebildete Metallplattierung (302), die in leitfähigem Kontakt mit dem Teil (114) der leitfähigen Säulen steht, wobei die über mindestens dem Teil (114) der äußeren Oberfläche der Gussmasse ausgebildete Metallplattierung (302) die Metallplattierung aufweist, die über dem Teil (114) der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen und nahe einer oder mehrerer Kanten der ersten Oberfläche ausgebildet ist und das Teil (114) überlappt, wobei die Metallplattierung (302) eine Antenne aufweist.
- Package nach
Anspruch 8 , wobei die Metallplattierung (302) eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Störung aufweist. - Verfahren zum Ausbilden einer Vorrichtung, aufweisend: Bereitstellen eines Substrats (102, 416), das leitfähige Strukturen (108, 408) aufweist und eine erste Oberfläche (104, 404) gegenüber einer zweiten Oberfläche (106, 406) aufweist; Aufbauen von leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) über mindestens einer der leitfähigen Strukturen (108, 408), wobei die leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) mit der mindestens einen der leitfähigen Strukturen (108, 408) elektrisch gekoppelt sind; Befestigen einer integrierten Schaltung (522) über der ersten Oberfläche (104, 404), wobei die integrierte Schaltung elektrisch mit den leitfähigen Strukturen (108, 408) gekoppelt ist; und Ausbilden einer Gussmasse (202) über der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats, wobei das Ausbilden der Gussmasse das Freilegen eines Teils jeder von einer oder mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) an einer äußeren Oberfläche der Gussmasse umfasst, das ferner das Ausbilden einer Metallplattierung über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche der Gussmasse aufweist, die in leitfähigem Kontakt mit dem Teil (114) der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) steht und das Teil (114) überlappt, wobei das Ausbilden der Gussmasse das Freilegen einer oberen Oberfläche von einer oder mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) an einer oberen äußeren Oberfläche der Gussmasse aufweist.
- Verfahren nach
Anspruch 10 , wobei das Aufbauen der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) das Aufbauen einer oder mehrerer der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) benachbart zu einer oder mehreren Kanten der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats aufweist, wobei die eine oder die mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) eine ineinandergreifende Beziehung zwischen der Gussmasse und dem Substrat (102, 416) bilden. - Verfahren nach
Anspruch 10 oder11 , wobei das Ausbilden der Metallplattierung das Ausbilden der Metallplattierung über dem Teil der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) und nahe an einer oder mehreren Kanten der ersten Oberfläche (104, 404) aufweist. - Vorrichtung, aufweisend: ein Substrat (102, 416), das leitfähige Strukturen (108, 408) aufweist und eine erste Oberfläche (104, 404) gegenüber einer zweiten Oberfläche (106, 406) aufweist; leitfähige Säulen (110, 410A, 410B), die über mindestens einer der leitfähigen Strukturen aufgebaut sind und elektrisch mit dieser bzw. diesen gekoppelt sind; eine integrierte Schaltung (522), die über der ersten Oberfläche angeordnet ist und elektrisch mit den leitfähigen Strukturen gekoppelt ist; und eine Gussmasse (202, 402) über der ersten Oberfläche des Substrats, wobei eine oder mehrere der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) benachbart zu einer oder mehreren Kanten (112, 412) der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrats angeordnet sind und dazu ausgelegt sind, eine ineinandergreifende Beziehung zwischen der Gussmasse und dem Substrat zu bilden, wobei die Gussmasse eine Umspritzung (402) ausbildet, die nur einen Randbereich der ersten Oberfläche (104, 404) des Substrat benachbart zu der einen oder den mehreren Kanten bedeckt, wobei die Umspritzung (402) die eine oder die mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) benachbart zu der einen oder den mehreren Kanten (112, 412) vollständig bedeckt.
- Vorrichtung nach
Anspruch 13 , die ferner eine metallische Abschirmung (302) gegenüber elektromagnetischer Störung über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche der Gussmasse aufweist, die in leitfähigem Kontakt mit dem Teil der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) ist. - Vorrichtung nach
Anspruch 13 oder14 , die ferner eine metallische Antenne (302) über mindestens einem Teil der äußeren Oberfläche der Gussmasse umfasst, die in leitfähigem Kontakt mit dem Teil der einen oder der mehreren der leitfähigen Säulen (110, 410A, 410B) ist.
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