DE102022127749A1

DE102022127749A1 - Mikroelektronikbauelementgehäuse mit integrierter antenne

Info

Publication number: DE102022127749A1
Application number: DE102022127749.6A
Authority: DE
Inventors: Juan Alejandro Herbsommer
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2022-10-20
Publication date: 2023-05-04
Also published as: US20230134737A1; US11955692B2; CN116072619A

Abstract

Ein beschriebenes Beispiel enthält: einen Halbleiter-Die, der auf einem Die-Pad eines Gehäusesubstrats montiert ist, wobei der Halbleiter-Die Bondpads auf einer Bauelementseitenoberfläche aufweist, die von dem Die-Pad abgewandt ist; Bonddrähte, die die Bondpads des Halbleiter-Die an Leitungen des Gehäusesubstrats koppeln, wobei die Leitungen von dem Die-Pad beabstandet sind; eine Antenne, die über der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die positioniert ist und eine Speiseleitung aufweist, die zwischen die Antenne und eine Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die gekoppelt ist; und eine Vergussmasse, die den Halbleiter-Die, die Bonddrähte, einen Abschnitt der Leitungen und die Die-Seitenoberfläche des Die-Pad bedeckt, wobei ein Abschnitt der Antenne von der Vergussmasse exponiert ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Dies betrifft allgemein das Kapseln von Mikroelektronikbauelementen und insbesondere in Mikroelektronikbauelementgehäusen integrierte Antennen.
HINTERGRUND
Prozesse zum Herstellen von Mikroelektronikbauelementgehäusen beinhalten das Montieren eines Halbleiter-Die an ein Gehäusesubstrat und Bedecken der Elektronikbauelemente mit einem dielektrischen Material wie etwa einer Vergussmasse, um gekapselte Bauelemente zu bilden.
Das Einbauen von Antennen mit Halbleiterbauelementen in ein Mikroelektronikbauelementgehäuse ist wünschenswert. Antennen werden zunehmend mit mikroelektronischen und tragbaren Einrichtungen verwendet, wie etwa Kommunikationssystemen, Kommunikationseinrichtungen einschließlich 5G- oder LTE-Mobiltelefonen und Smartphones und in automotiven Systemen wie etwa Radar. Eine in vergossenen Bauelementen verwendete Vergussmasse und einige mit Halbleiterbauelementen verwendete Substratmaterialien sind dielektrische Materialien, die eine hohe Dielektrizitätskonstante von etwa 3 oder höher aufweisen, die die Effizienz von Antennen stören kann. Systeme, die Antennen mit gekapselten Halbleiterbauelementen verwenden, platzieren die Antennen oftmals auf einer Leiterplatte, einem organischen Substrat, von dem Halbleiterbauelement beabstandet. Diese Ansätze erfordern zusätzliche Elemente, einschließlich aufwändiger Leiterplattensubstrate, die manchmal innerhalb eines Moduls mit Halbleiter-Dies verwendet werden oder manchmal mit von den Antennen beabstandeten gekapselten Halbleiterbauelementen verwendet werden. Diese Lösungen sind relativ teuer und erfordern erhebliche Fläche. Das Bilden von effizienten Antennen innerhalb von Mikroelektronikbauelementgehäusen bleibt eine Herausforderung.
KURZDARSTELLUNG
In einem Beispiel enthält eine Vorrichtung: einen Halbleiter-Die, der auf einem Die-Pad eines Gehäusesubstrats montiert ist, wobei der Halbleiter-Die Bondpads auf einer Bauelementseitenoberfläche aufweist, die von dem Die-Pad abgewandt ist; Bonddrähte, die die Bondpads des Halbleiter-Die an Leitungen des Gehäusesubstrats koppeln, wobei die Leitungen von dem Die-Pad beabstandet sind; eine Antenne, die über der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die positioniert ist und eine Speiseleitung aufweist, die zwischen die Antenne und eine Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die gekoppelt ist; und eine Vergussmasse, die den Halbleiter-Die, die Bonddrähte, einen Abschnitt der Leitungen und die Die-Seitenoberfläche des Die-Pad bedeckt, wobei ein Abschnitt der Antenne von der Vergussmasse exponiert ist.
Figurenliste

1 veranschaulicht in einer Projektionsansicht ein SON(Small Outline No Lead)-Gehäuse.
2 veranschaulicht in einer Querschnittsansicht ein auf einer Leiterplatte montiertes SON-Gehäuse.
3A-3B veranschaulichen in einer Projektionsansicht beziehungsweise in einer Nahansicht Halbleiter-Dies auf einem Halbleiterwafer und einen individuellen Halbleiter-Die.
4A-4C veranschaulichen in einer Projektionsansicht eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht eines Mikroelektronikbauelementgehäuses einer Anordnung mit einer Antenne; 4D veranschaulicht in einer anderen Querschnittsansicht eine alternative Anordnung.
5A-5B veranschaulichen in Draufsicht ein Gehäusesubstrat der Anordnungen, 5C-5F veranschaulichen in Draufsichten und Querschnittsansichten einen Antennensatzrahmen einer Anordnung.
6A-6F veranschaulichen in einer Reihe von Querschnittsansichten die Hauptschritte beim Herstellen der Anordnungen.
7 veranschaulicht in einer grafischen Darstellung eine S-Parameterleistung einer Anordnung.
8 veranschaulicht in einem Diagramm ein 3D-Verstärkungsdiagramm einer Anordnung.
9A-9B veranschaulichen in grafischen Darstellungen die abgestrahlte Feldstärke einer Anordnung.
10 veranschaulicht in einem Flussdiagramm gewählte Schritte eines Verfahrens zum Bilden der Anordnungen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Entsprechende Zahlen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich allgemein auf entsprechende Teile, sofern nicht etwas anderes angegeben ist. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
Elemente werden hierin als „gekoppelt“ beschrieben. Der Ausdruck „gekoppelt“ beinhaltet Elemente, die direkt verbunden sind, und Elemente, die indirekt verbunden sind, und Elemente, die sogar mit dazwischenliegenden Elementen oder Drähten elektrisch verbunden sind, sind gekoppelt.
Der Ausdruck „Halbleiter-Die“ wird hierin verwendet. Ein Halbleiter-Die kann ein diskretes Halbleiterbauelement wie etwa ein Bipolartransistor sein, einige wenige diskrete Bauelemente wie etwa ein zusammen auf einem einzelnen Halbleiter-Die fabriziertes Paar von Leistungs-FET-Schaltern sein, oder ein Halbleiter-Die kann eine integrierte Schaltung mit mehreren Halbleiterbauelementen wie den mehreren Kondensatoren in einem A/D-Wandler sein. Der Halbleiter-Die kann passive Bauelemente wie etwa Widerstände, Induktoren, Filter, Sensoren oder aktive Bauelemente wie etwa Transistoren enthalten. Der Halbleiter-Die kann eine integrierte Schaltung mit hunderten oder tausenden von Transistoren sein, die gekoppelt sind, um eine Funktionsschaltung zu bilden, beispielsweise ein Mikroprozessor- oder ein Speicherbauelement.
Der Ausdruck „Mikroelektronikbauelementgehäuse“ wird hierin verwendet. Ein Mikroelektronikbauelementgehäuse weist mindestens einen Halbleiter-Die auf, der elektrisch an Anschlüsse gekoppelt ist, und weist einen Gehäusekörper auf, der den Halbleiter-Die schützt und bedeckt. Das Mikroelektronikbauelementgehäuse kann zusätzliche Elemente enthalten, in einigen Anordnungen ist eine integrierte Antenne enthalten. Passive Komponenten wie etwa Kondensatoren, Widerstände und Induktoren oder Spulen können enthalten sein. In einigen Anordnungen können mehrere Halbleiter-Dies zusammen gekapselt sein. Beispielsweise können ein Leistungs- und MOS(Metal Oxide Semiconductor)-Feldeffekttransistor(FET)-Halbleiter-Die und ein Logikhalbleiter-Die (wie etwa ein Gatetreiber-Die oder Controller-Die) zusammen gekapselt sein, um ein einzelnes gekapseltes Elektronikbauelement zu bilden. Der Halbleiter-Die ist auf einem Gehäusesubstrat montiert, das leitfähige Leitungen bereitstellt, wobei ein Teil der leitfähigen Leitungen die Anschlüsse für das gekapselte Bauelement bilden. Der Halbleiter-Die kann so auf dem Gehäusesubstrat montiert sein, dass eine Bauelementseitenoberfläche von dem Substrat abgewandt ist und eine Rückseitenoberfläche einem Die-Pad des Gehäusesubstrats zugewandt und darauf montiert ist. In drahtgebondeten Halbleiterbauelementgehäusen koppeln Bonddrähte leitende Leitungen eines Gehäusesubstrats an Bondpads auf dem Halbleiter-Die. Das Halbleiterbauelementgehäuse kann einen Gehäusekörper aufweisen, der durch ein duroplastisches Epoxidharz in einem Formprozess geformt ist, oder durch die Verwendung von Epoxid, Kunststoffen oder Harzen, die bei Raumtemperatur flüssig sind und danach gehärtet werden. Der Gehäusekörper kann ein hermetisches Gehäuse für das gekapselte Bauelement bereitstellen. Der Gehäusekörper kann in einer Gussform unter Verwendung eines Kapselungsprozesses gebildet werden, jedoch ist ein Abschnitt der Leitungen des Gehäusesubstrats während der Kapselung nicht bedeckt, wobei diese exponierten Leitungsabschnitte die Anschlüsse für das Halbleiterbauelementgehäuse bilden.
Der Ausdruck „Gehäusesubstrat“ wird hierin verwendet. Ein Gehäusesubstrat ist ein Substrat, das ausgelegt ist zum Aufnehmen eines Halbleiter-Die und zum Tragen des Halbleiter-Die in einem fertiggestellten Halbleiterbauelementgehäuse. Für die Anordnungen nützliche Gehäusesubstrate enthalten leitende Systemträger, die aus Kupfer, Aluminium, rostfreiem Stahl, Stahl und Legierungen wie etwa Legierung 42 und Kupferlegierungen gebildet sein können. Die Systemträger können einen Die-Pad mit einer Die-Seitenoberfläche zum Montieren eines Halbleiter-Die und leitende Leitungen, die nahe und beabstandet von dem Die-Pad zum Koppeln an Bondpads auf dem Halbleiter-Die unter Verwendung von Drahtverbindungen, Bandverbindungen oder anderen Leitern angeordnet sind, enthalten. Die Systemträger können in Streifen oder Arrays vorgesehen sein. Die leitenden Systemträger können als eine Tafel mit Streifen oder Arrays aus Einheitsbauelementabschnitten in Reihen und Spalten vorgesehen sein. Halbleiter-Dies können auf jeweiligen Einheitsbauelementabschnitten innerhalb der Streifen oder Arrays platziert werden. Ein Halbleiter-Die kann auf einem Die-Pad für jedes gekapselte Bauelement platziert werden, und ein Die-Attach oder ein Die-Kleber kann verwendet werden, um den Halbleiter-Dies an den Systemträger-Die-Pads zu montieren. In drahtgebondeten Gehäusen können Bonddrähte Bondpads auf den Halbleiter-Dies an die Leitungen der Systemträger koppeln. Die Systemträger können plattierte Abschnitte in Bereichen aufweisen, die zum Drahtbonden bestimmt sind, beispielsweise kann eine Silberplattierung verwendet werden. Nachdem die Bonddrähte an ihrem Platz sind, kann ein Abschnitt des Gehäusesubstrats, des Halbleiter-Die und mindestens ein Abschnitt des Die-Pad mit einem schützenden Material wie etwa einer Vergussmasse bedeckt werden.
Ein Gehäusesubstrat wie etwa ein Systemträger wird leitende Abschnitte auf einer Die-Seitenoberfläche aufweisen. Leitungen eines Metallsystemträgers sind entlang der ganzen Oberfläche leitend, während bei anderen Substrattypen leitende Kontaktflecken in einem dielektrischen Substratmaterial zum Verbinden mit dem Halbleiter-Die ausgelegt sind. Plattierungen zum Steigern der Bonddrahthaftung, zum Verhindern von Korrosion und Anlaufen und Erhöhen der Zuverlässigkeit können auf Leitungen von leitenden Systemträgern verwendet werden. Eine Punktplattierung oder eine Gesamtplattierung können verwendet werden.
Beim Kapseln von Halbleiterbauelementen kann eine Vergussmasse verwendet werden, um ein Gehäusesubstrat teilweise zu bedecken, um den Halbleiter-Die zu bedecken und um die elektrischen Verbindungen von dem Halbleiter-Die zu dem Gehäusesubstrat zu bedecken. Dies kann als ein „Kapselungs” prozess bezeichnet werden, obwohl einige Abschnitte der Gehäusesubstrate in der Vergussmasse während der Kapselung nicht bedeckt werden, beispielsweise sind Anschlüsse und Leitungen von der Vergussmasse exponiert. Eine Kapselung ist oftmals ein kompressiver Formprozess, wobei eine duroplastische Vergussmasse wie etwa Harzepoxid verwendet werden kann. Eine bei Raumtemperatur feste oder pulverförmige Vergussmasse kann auf einen flüssigen Zustand erwärmt werden und dann kann ein Vergießen durchgeführt werden durch Drücken der flüssigen Vergussmasse in eine Form. Ein Transfervergießen kann verwendet werden. Einheitsformen, die so gestaltet sind, dass sie ein individuelles Bauelement umgeben, können verwendet werden, oder ein Blockvergießen kann verwendet werden, um die Gehäuse gleichzeitig für mehrere Bauelemente aus einer Vergussmasse zu bilden. Die Bauelemente können in einem Array von mehreren, hunderten, oder sogar tausenden von Bauelementen in Reihen und Spalten vorgesehen sein, die zusammen vergossen werden.
Nach dem Vergießen werden die individuellen gekapselten Bauelemente in einer Sägeoperation geschnitten, indem durch die Vergussmasse und das Gehäusesubstrat in zwischen den Bauelementen gebildeten Sägestraßen geschnitten wird. Abschnitte der Gehäusesubstratleitungen sind von dem Vergussmassegehäuse exponiert, um Anschlüsse für das gekapselte Halbleiterbauelement zu bilden.
Hier wird der Ausdruck „Antennensatzrahmen“ verwendet. Ein Antennensatzrahmen ist ein Rahmen ähnlich einem Systemträger, der ein Array von Antennen in Reihen und Spalten bereitstellt, die in Übereinstimmung mit Halbleiter-Dies positioniert sind, die auf einem Gehäusesubstrat montiert werden sollen. In den Anordnungen wird der Antennensatzrahmen über der Bauelementseitenoberfläche der Halbleiter-Dies platziert, und die Antennen werden in Kontakt mit den Halbleiter-Dies platziert. Nach dem Vergießen wird der Antennensatzrahmen entlang Sägestraßen geschnitten, um die Antennen von dem Antennensatzrahmen zu trennen, wodurch eine integrierte Antenne für jeden Halbleiter-Die bereitgestellt wird.
Hier wird der Ausdruck „Ritzweg“ verwendet. Ein Ritzweg ist ein Abschnitt eines Halbleiterwafers zwischen Halbleiter-Dies. In der verwandten Literatur wird manchmal der Ausdruck „Ritzstraße“ verwendet. Nachdem die Halbleiterverarbeitung fertiggestellt ist und die Halbleiterbauelemente vollständig sind, werden die Halbleiterbauelemente in individuelle Halbleiter-Dies getrennt, indem der Halbleiterwafer entlang der Ritzwege abgetrennt wird. Die getrennten Dies können dann entfernt und individuell zur weiteren Verarbeitung gehandhabt werden. Dieser Prozess des Entfernens von Dies von einem Wafer wird als „Vereinzelung“ bezeichnet oder manchmal als „Dicing“ bezeichnet. Ritzwege sind auf vier Seiten von Halbleiter-Dies angeordnet, und wenn die Dies voneinander vereinzelt werden, werden rechteckige Halbleiter-Dies gebildet.
Hier wird der Ausdruck „Sägestraße“ verwendet. Eine Sägestraße ist ein Bereich zwischen vergossenen Elektronikbauelementen, die verwendet wird, um zu gestatten, dass eine Säge wie etwa eine mechanische Klinge, ein Laser oder ein anderes Schneidwerkzeug zwischen den vergossenen Elektronikbauelementen hindurchfährt, um die Bauelemente voneinander zu trennen. Dieser Prozess ist eine andere Form der Vereinzelung. Wenn die vergossenen Elektronikbauelemente in einem Streifen mit einem Bauelement bei einem anderen Bauelement entlang des Streifens vorgesehen sind, verlaufen die Sägestraßen parallel und senkrecht zu der Länge des Streifens. Wenn die vergossenen Elektronikbauelemente in einem Array von Bauelementen in Reihen und Spalten vorgesehen sind, enthalten die Sägestraßen zwei Gruppen von parallelen Sägestraßen, wobei die beiden Gruppen senkrecht zueinander verlaufen, und die Säge wird die vergossenen Elektronikbauelemente in zwei verschiedenen Richtungen durchqueren, um die gekapselten Elektronikbauelemente voneinander in dem Array auseinanderzuschneiden.
Hier wird der Ausdruck „Quad Flat No-Lead“ oder „QFN“ für einen Typ von Elektronikbauelementgehäuse verwendet. Ein QFN-Gehäuse weist leitende Leitungen auf, die sich mit den Seiten eines vergossenen Gehäusekörpers erstrecken, und in einem Quad-Gehäuse befinden sich die Leitungen auf vier Seiten. Alternative flache leitungslose Gehäuse können Leitungen auf zwei Seiten oder nur auf einer Seite aufweisen. Diese können als „Small Outline No-Lead“- oder „SON“-Gehäuse bezeichnet werden. Als No-Lead-gekapselte Elektronikbauelemente können an einer Platine oberflächenmontiert sein. Mit Leitungen versehene Gehäuse können mit den Anordnungen verwendet werden, wobei sich die Leitungen von dem Gehäusekörper weg erstrecken und so gestaltet sind, dass sie einen Abschnitt zum Löten an eine Platine bilden. Ein DIP (Dual In Line Package) kann mit den Anordnungen verwendet werden. Ein Small Outline Package (SOP) kann mit den Anordnungen verwendet werden. Kleine Outline No-Lead(SON)-Gehäuse können verwendet werden, und ein Small Outline Transistor(SOT)-Package ist ein mit Leitungen versehenes Gehäuse, das mit den Anordnungen verwendet werden kann. Leitungen für mit Leitungen versehene Gehäuse sind zum Lötmontieren an eine Platine angeordnet. Die Leitungen können so gestaltet sein, dass sie sich zu der Platine erstrecken und eine Montageoberfläche bilden. L-förmig geknickte Leitungen, J-Leitungen und andere Leitungsformen können verwendet werden. In einem DIP-Gehäuse enden die Leitungen in pinförmigen Abschnitten, die in leitende Löcher eingeführt werden können, die in einer Platine gebildet sind, und Lot wird verwendet, um die Leitungen in den Löchern an die Leiter zu koppeln.
In den Anordnungen enthält ein Mikroelektronikbauelementgehäuse einen an einem Gehäusesubstrat montierten Halbleiter-Die. Das Gehäusesubstrat kann ein leitender Systemträger sein. Das Gehäusesubstrat weist einen Die-Pad zum Montieren eines Halbleiter-Die auf. Die Rückseitenoberfläche des Halbleiter-Die ist an dem Die-Pad angebracht, wobei die Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die von dem Die-Pad abgewandt und von einer Rückseitenoberfläche des Die-Pad abgewandt ist. Elektrische Verbindungen werden zwischen Bondpads auf einer Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die und Leitungen auf dem Gehäusesubstrat angelegt. Die elektrischen Verbindungen können Bonddrähte oder Bandverbindungen sein. Nachdem die elektrischen Verbindungen angelegt sind, wird ein Antennensatzrahmen einschließlich einer über dem Halbleiter-Die positionierten Antenne auf der Bauelementseitenoberfläche der Halbleiter-Dies montiert. Die Antennen können an Ports auf der Bauelementseitenoberfläche der jeweiligen Halbleiter-Dies durch Lötverbindungen gekoppelt werden. Die Halbleiter-Dies, die elektrischen Verbindungen, die Antennen und Abschnitte des Gehäusesubstrats werden in einer Vergussmasse gekapselt, um ein Mikroelektronikbauelementgehäuse zu bilden. Die Antennen sind so gestaltet, dass ein Abschnitt der Antennen von der Vergussmasse an einer Oberfläche des durch die Vergussmasse gebildeten Gehäusekörpers exponiert ist. Die gekapselten Bauelemente werden durch Sägen durch die Vergussmasse, den Antennensatzrahmen und den Systemträger in Sägestraßen zwischen den gekapselten Halbleiterbauelementen vereinzelt. Das Die-Pad und die Leitungen des Gehäuses können in einem Wärmeaufschmelzprozess gelötet werden, um elektrische Verbindungen und mechanische Verbindungen mit einer Leiterplatte herzustellen. Weil ein Abschnitt der Antennen von der Vergussmasse exponiert ist, können die Antennen elektromagnetische Signale effizient aussenden und detektieren, beispielsweise einschließlich Signalen bei Frequenzen in den HF- und Millimeterwellenbereichen. In einem Beispiel ist eine Antenne ausgelegt zum Arbeiten zwischen 30 und 300 GHz, in dem Millimeterbereich, mit Wellenlängen in der Luft zwischen 10 und 1 Millimetern. Signale mit anderen Frequenzen wie etwa HF-Signale können durch die integrierten Antennen gesendet oder empfangen werden.
1 veranschaulicht in einer Projektionsansicht ein Halbleiterbauelementgehäuse 100, dargestellt in einem SON(Small Outline No Lead)-Gehäuse. SON-Gehäuse sind ein Typ von Halbleiterbauelementgehäuse, der bei den Anordnungen nützlich ist. Andere Gehäusetypen einschließlich von mit Leitungen und ohne Leitungen versehenen Gehäusen können verwendet werden. Das Halbleiterbauelementgehäuse 100 weist einen Körper auf, der aus einer Vergussmasse 103, beispielsweise einem duroplastischen Epoxidharz, geformt ist. Andere Vergussmassen können verwendet werden, einschließlich Harzen, Epoxiden oder Kunststoffen. Anschlüsse 102 sind Teil eines Gehäusesubstrats 109 (in 1 nicht sichtbar, siehe 2), das einen Halbleiter-Die 105 (in 1 nicht sichtbar, da er durch den Gehäusekörper verdeckt ist, siehe 2) innerhalb des Gehäuses 100 trägt, die Anschlüsse 102 sind Abschnitte von Leitungen des Gehäusesubstrats, die von der Vergussmasse 103 exponiert sind. Das Halbleiterbauelementgehäuse 100 kann auf einer Leiterplatte oder einem Modul unter Verwendung von Oberflächenmontagetechnologie (SMT) montiert werden. Größen für gekapselte Elektronikbauelemente nehmen ständig ab und können gegenwärtig mehrere Millimeter auf einer Seite bis weniger als ein Millimeter auf einer Seite betragen, obwohl größere und kleinere Größen ebenfalls verwendet werden. Zukünftige Gehäusegrößen können kleiner sein.
2 veranschaulicht in einer Querschnittsansicht einen auf einem Die-Pad 111 auf einem Gehäusesubstrat 109 montierten Halbleiter-Die 105, wobei Bonddrähte 113 gebildet sind, um Bondpads auf dem Halbleiter-Die 105 an Leitungen 101 zu koppeln, und wobei die Vergussmasse 103 so gebildet ist, dass sie den Halbleiter-Die 105 und den Bonddraht 113 bedeckt. 2 veranschaulicht die Elemente, nachdem ein Vergießen die Vergussmasse 103 bildet und nachdem das Gehäuse 100 durch Lot 121 an einer Leiterplatte 120 montiert ist. Die Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die 105 ist von dem Gehäusesubstrat 109 abgewandt. In diesem Beispiel ist das Gehäusesubstrat 109 ein metallischer Systemträger. Abschnitte des Systemträgers bilden Leitungen 101. Exponierte Abschnitte der Leitungen 101, die nicht durch die Vergussmasse 103 bedeckt sind, bilden Anschlüsse (siehe 102 in 1) für das Gehäuse 100. Der Halbleiter-Die 105 ist durch Bonddrähte 113 an den Systemträger gekoppelt. Die Bonddrähte 113 werden in einem Drahtbondwerkzeug gebildet. Die Vergussmasse 103 bedeckt den Halbleiter-Die 105, die Bonddrähte 113 und Abschnitte des Gehäusesubstrats 109 und Abschnitte der Zuleitungen 101. Die Leitungen können auf beiden Seiten des Die-Pad 111 oder auf allen vier Seiten angeordnet sein, um ein Quad-Gehäuse wie etwa ein Quad Flat No-Lead(QFN)-Gehäuse zu bilden.
Beim Drahtbonden enthält ein Drahtbondwerkzeug eine Kapillare mit einem durch sie laufenden Bonddraht. In nützlichen Beispielen kann der Bonddraht Kupfer, palladiumbeschichtetes Kupfer (PCC), Gold, Silber oder Aluminium sein. Um eine Drahtbindung zu beginnen, wird „eine Freiluftkugel“ an dem Ende des Bonddrahts gebildet, während er sich von der Kapillare erstreckt, durch eine Flamme oder eine andere Heizeinrichtung, die auf das Ende des Drahts gerichtet ist. Die Kugel wird auf einem leitenden Bondpad eines Halbleiter-Die platziert, und die Kugel wird an das Bondpad gebondet. Hitze, mechanischer Druck und/oder Schallenergie können zum Bonden der Kugel an das Bondpad aufgewendet werden. Während sich die Kapillare von der Kugelverbindung auf dem Bondpad weg bewegt, erstreckt sich der Bonddraht von der Kapillare in einem Bogen oder einer gekrümmten Form. Die Kapillare bewegt sich über einen leitenden Abschnitt des Gehäusesubstrats, beispielsweise einen Punkt auf einer Leitung eines Systemträgers. Die Kapillare in dem Drahtbonder wird verwendet, um den Bonddraht an die leitende Leitung zu bonden, beispielsweise kann ein Stichbond gebildet werden. Nachdem der Bond auf der leitenden Leitung gebildet ist, wird der sich von dem Stichbond erstreckende Draht an dem Kapillarende geschnitten oder gebrochen, und der Prozess beginnt wieder durch Bilden einer anderen Kugel an dem Draht. Automatisierte Drahtbonder können diesen Prozess sehr schnell wiederholen, viele Male pro Sekunde, um Bonddrähte zu bilden. Dieser Prozess wird als „Kugel- und Stich“-Bonden bezeichnet. In einer Alternativen wird eine Kugel zuerst an eine Leitung oder eine andere Oberfläche gebondet. Eine zweite Kugel wird gebildet und an ein Bondpad auf dem Halbleiter-Die gebondet, und der Bonddraht erstreckt sich zu der ersten Kugel und wird mit einem Stich auf der Kugel gebondet, was manchmal als „BSOB” (Ball Stitch on Ball)-Bonden bezeichnet wird. In einigen Beispielprozessen sind die Kugelbonds zuverlässiger als Stichbonds, und die zusätzlichen Kugelbonds erhöhen die Bondzuverlässigkeit.
Die 3A-3B veranschaulichen Schritte, die beim Bilden von Halbleiter-Dies für das Drahtbonden verwendet werden. In 3A ist ein Halbleiterwafer 301 mit einem Array von in Reihen und Spalten angeordneten Halbleiter-Dies 105 gezeigt. Die Halbleiter-Dies 105 werden unter Verwendung von Herstellungsprozessen in einer Halbleiterherstellungsanlage gebildet, einschließlich Ionenimplantierung für Trägerdotierung, Tempern, Oxidation, Dielektrikums- und Leiterabscheidung, Fotolithographie, Struktur, Ätzung, chemischmechanisches Polieren (CMP), Elektroplattieren und andere Prozesse zum Herstellen von Halbleiterbauelementen. Bauelemente werden auf einer Bauelementseitenoberfläche der Halbleiter-Dies gebildet. Ritzwege 303 und 304, die zueinander senkrecht verlaufen und die in parallelen Gruppen über den Wafer 301 verlaufen, trennen die Reihen und Spalten der fertiggestellten Halbleiter-Dies 105 und liefern Bereiche zum Ritzen des Wafers, um die Halbleiter-Dies 105 voneinander zu trennen.
3B veranschaulicht einen einzelnen Halbleiter-Die 105 mit Bondpads 108, die leitende Pads sind, die elektrisch an (der Einfachheit wegen nicht gezeigte) Bauelemente gekoppelt sind, die in den Halbleiter-Dies 105 gebildet sind. Die Halbleiter-Dies 105 werden von dem Wafer 301 durch Wafer-Dicing getrennt oder werden voneinander vereinzelt unter Verwendung der Ritzwege 303, 304 (siehe 3A). Das Wafer-Dicing kann durch eine mechanische Säge oder durch einen Laser erfolgen, die entlang der Ritzwege schneiden.
Die 4A-4C zeigen in einer Projektionsansicht, einer Querschnittsansicht und einer Draufsicht ein beispielhaftes Mikroelektronikbauelementgehäuse der Anordnungen.
In 4A ist ein Gehäuse 400 in einer Projektionsansicht mit einem Gehäusesubstrat 409 gezeigt, in diesem Beispiel einem metallischen Systemträger. Der metallische Systemträger kann Kupfer, Legierung 42, rostfreier Stahl, Stahl oder Legierungen von diesen sein. Plattierungen können auf dem metallischen Systemträger gebildet sein. Ein Die-Pad 411 ist mit einem auf dem Die-Pad 411 montierten Halbleiter-Die 405 gezeigt. Leitungen sind aus 4A weggelassen, wie auch die Bonddrähte, jedoch sind diese in 4B gezeigt. Eine Antenne 451 ist an einen Port 407 auf der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die 405 gekoppelt gezeigt. Die in der Beispielanordnung von 4A-4C gezeigte Antenne 451 ist eine Dipolantenne mit zwei Leitern 455, 457 und einer mittleren Speiseleitung 459. Die Speiseleitung 459 koppelt die beiden Leiter an den Port 407 auf dem Halbleiter-Die 405. Eine Vergussmasse 403 bedeckt den Halbleiter-Die 405 und das Die-Pad 411 und die Speiseleitung 459 und Abschnitte der beiden Leiter 455 und 457 der Dipolantenne 451. Wichtigerweise bedeckt die Vergussmasse 403 in den verschiedenen Anordnungen nicht mindestens eine Oberfläche jedes der Leiter 455, 457, so dass die Antenne 451 in die Luft außerhalb des dielektrischen Materials der Vergussmasse 403 strahlen kann. In dem dargestellten Beispiel weist das Gehäuse 400 eine Länge L von etwa 5 Millimetern auf, und die Dipolantenne weist eine Länge La von 3 Millimetern auf, wie auf der Skala in 4A gezeigt, jedoch können diese mit der Größe des Halbleiter-Die variieren und für die Antenne kann die Länge La variiert werden, um die Antenne auf die interessierende Frequenz abzustimmen, die durch die Antenne 451 abgestrahlt oder empfangen werden soll.
4B veranschaulicht das Mikroelektronikbauelementgehäuse 400 in einer Querschnittsansicht. Eine Vergussmasse 403 ist gezeigt, die den auf dem Die-Pad 411, der ein Teil des Gehäusesubstrats 409 ist, montierten Halbleiter-Die 405 bedeckt. Das Gehäusesubstrat 409 enthält Leitungen 401, die so gezeigt sind, dass sie durch Bonddrähte 413 an den Halbleiter-Die 405 gekoppelt sind (mit Bondpads verbunden, der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt). Anschlüsse 402 sind durch einen Abschnitt von Leitungen 401 gebildet, die von der Vergussmasse 403 exponiert sind. Die Dipolantenne 451 weist einen Leiter 457 auf, der eine von der Vergussmasse 403 exponierte Oberfläche aufweist, und eine Speiseleitung 459, die am Port 407, beispielsweise durch eine Lotverbindung, an die Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die 405 gekoppelt ist. Wie in 4B gezeigt, weist der Leiter 457 eine Oberfläche auf, die von der Vergussmasse 403 exponiert ist, die sich gleich mit der Vergussmasse 403 erstreckt, das heißt, der Leiter 457 weist eine exponierte Oberfläche auf, die mit der Oberfläche der Vergussmasse 403 koplanar verläuft.
Die Antenne 451 weist eine Länge La in diesem Beispiel von 3 Millimetern auf. In den Anordnungen ist die Antennenlänge La mit Signalen im Millimeterbereich kompatibel, die für Frequenzen von 30-300 GHz Wellenlängen zwischen 10 und 1 Millimeter aufweisen. Die Antennenlängen, die benötigt werden, um bei diesen Frequenzen zu schwingen, sind mit Abmessungen von Mikroelektronikbauelementgehäusen kompatibel, mit dem Bereich von etwa einem bis mehreren Millimetern. Die Anordnungen nutzen diese Beziehungen zum Integrieren von Antennen in die vergossenen Bauelementgehäuse zur Verwendung bei diesen Frequenzbereichen, die von zunehmender Wichtigkeit sind, da 5G-Netzwerke, automotives Radar und andere Hochfrequenzanwendungen die Notwendigkeit für Sendeempfänger mit Antennen erhöhen, die in den Millimeterwellenfrequenzbereichen arbeiten. Durch Simulieren der Leistung einer gegebenen Antennenlänge in dem Gehäuse 400 kann eine angemessene Antennenlänge La für eine gewünschte interessierende Frequenz bestimmt werden.
4D veranschaulicht in einer anderen Querschnittsansicht eine alternative Anordnung. In 4D ist der Querschnitt ähnlich dem und enthält alle der Elemente von 4B, jedoch ist die Vergussmasse 403 dünner und die Speiseleitung 459 der Antenne 451 weist eine Oberfläche auf, die von der Vergussmasse 403 exponiert ist. Diese Anordnung bildet ein dünneres Gehäuse und wird mit einer anderen Frequenz als das Beispiel in 4B schwingen, weil mehr von der Antenne 451 gegenüber Luft exponiert ist und elektromagnetische Energie ausstrahlen wird. Simulationen gemäß einer Finite-Element-Analyse können durchgeführt werden, um die Frequenz zu bestimmen, bei der die Antenne in 4D schwingen wird, und die Länge für die Antenne La kann verstellt werden, um die Antenne 451 abzustimmen.
Der Halbleiter-Die 405 in den Beispielanordnungen kann ein Empfänger, ein Sender oder eine Sendeempfänger sein, ausgelegt zum Senden oder Empfangen von Signalen mit den interessierenden Frequenzen. Zu Beispielen zählen ein 5G-Sendeempfänger, der bei etwa 30 GHz arbeitet.
Die in dem dargestellten Beispiel gezeigte Antenne ist eine Dipolantenne, jedoch können bei den Anordnungen andere Antennen wie etwa Vivaldi-Antennen und PatchAntennen verwendet werden. Die Antennen können aus Kupfer, Aluminium oder Legierungen dieser Materialien gebildet sein. Die Antennen können aus einem Material gebildet sein, wie es für metallische Systemträger verwendet wird, mit einer Dicke zwischen 0,1 und 0,4 Millimetern.
Die 5A-5F veranschaulichen in Draufsichten und Querschnittsansichten ein Gehäusesubstrat und einen Antennensatzrahmen zur Verwendung beim Bilden von Anordnungen. In einem Aspekt der Anordnungen wird das Mikroelektronikbauelementgehäuse mit der integrierten Antenne unter Verwendung eines Gehäusesubstrats mit einem Array aus Einheitssystemträgern gebildet, damit viele Halbleiter-Dies und Antennen simultan gekapselt werden können, wodurch Produktionskosten gesenkt werden. Die für die gleichzeitige Montage der Mikroelektronikbauelementgehäuse der Anordnungen benötigten Elemente sind in 5A-5F gezeigt. 5A veranschaulicht in einer Draufsicht einen Abschnitt eines Gehäusesubstrats 409. Ein Array aus Einheitssystemträgern ist in zwei Reihen und fünf Spalten gezeigt, in einem Produktionsbeispiel können mehr Einheitssystemträger verwendet werden. Eine erste Reihe 4090 des Gehäusesubstrats 409 weist Einheitssystemträger mit Die-Pads 41101-41105 in fünf Spalten auf, und eine zweite Reihe 4091 weist Einheiten mit Die-Pads 41111-41115 in fünf Spalten auf. Die Einheitssystemträger sind durch Material des Gehäusesubstrats 409 gekoppelt.
5B veranschaulicht das Gehäusesubstrat 409 von 5A mit Sägestraßen 526 in der vertikalen Richtung zwischen Spalten der Einheitssystemträger, und 527 in der horizontalen Richtung zwischen Reihen von Einheitssystemträgern, die darstellen, wo die Einheitsbauelemente nach Vervollständigung der Baugruppen vereinzelt werden. Eine mechanische Säge wird entlang der Sägestraßen 526, 527 schneiden, um die Einheitssystemträger voneinander zu trennen.
5C veranschaulicht in einer Draufsicht und 5D veranschaulicht in einem Querschnitt den Antennensatzrahmen, der mit den Anordnungen verwendet wird. In 5C weist ein Antennensatzrahmen 469 zwei Reihen 4690, 4691 aus Antennenmaterial wie etwa Kupfer oder Aluminium auf, die Reihe 4690 weist fünf Einheitsantennen 45101-45105 auf, die der Antenne 451 in 4A entsprechen. Die Reihe 4691 des Antennensatzrahmens 469 weist fünf Einheitsantennen 45111-45115 auf. Der Querschnitt von 5D veranschaulicht die Einheitsantennen 45111-45115 in einer Seitenansicht, die den abgewinkelten Abschnitt der Antennen zeigt, der verwendet wird, um den Port des Halbleiter-Die zu kontaktieren, siehe 4A.
Die 5E und 5F veranschaulichen den Antennensatzrahmen 469 in einer Draufsicht und einem Querschnitt mit den Sägestraßen 526 zwischen den Spalten aus Einheitsantennen und 527 zwischen den Reihen aus Einheitsantennen. Wenn die Mikroelektronikbauelementgehäuse fertiggestellt sind, werden die individuellen Einheiten durch eine mechanische Säge voneinander getrennt, die entlang der Sägestraßen 526 und 527 schneidet.
Für den Zusammenbau der Mikroelektronikbauelementgehäuse mit den integrierten Antennen werden Halbleiter-Dies auf dem Gehäusesubstrat montiert, bei dem es sich in den dargestellten Beispielen um einen metallischen Systemträger wie etwa einen Kupfer-Systemträger handelt. Die Halbleiter-Dies werden auf den Die-Pads in dem Array aus Einheitssystemträgern unter Verwendung von Die-Anbringungsmaterial montiert. Drahtbonden bildet Bonddrähte, die Bondpads auf den Halbleiter-Dies an Leitungen in den Einheitssystemträgern koppeln. Der Antennensatzrahmen wird dann über den Halbleiter-Dies positioniert und ein Kontakt wird zwischen einer Antenne und einem Port auf der Bauelementseitenoberfläche der Halbleiter-Dies hergestellt. Eine Lotverbindung oder ein leitender Epoxid-Die-Attach kann unter Verwendung eines Wärmeaufschmelzens zwischen dem Port an den Halbleiter-Dies und den Antennen gebildet werden. Die Antennen, die Halbleiter-Dies und das Gehäusesubstrat werden von einer Vergussmasse bedeckt, die einen Abschnitt der Antennen bedeckt, wobei mindestens eine Oberfläche der Antennen von der Vergussmasse exponiert bleibt. Ein Vereinzelungsprozess trennt die geformten Bauelemente durch Sägen entlang der Sägestraßen zwischen Reihen und Spalten der geformten Bauelemente, um Mikroelektronikbauelementgehäuse mit den integrierten Antennen zu bilden.
Die 6A-6F sind eine Reihe von Querschnitten, die ein Verfahren für den Zusammenbau der Mikroelektronikbauelementgehäuse der Anordnungen darstellen. In 6A ist ein Gehäusesubstrat wie etwa ein metallischer Systemträger gezeigt. In 6B sind Halbleiter-Dies 405 auf dem Gehäusesubstrat für jedes Einheitsbauelement unter Verwendung eines Die-Anschlusses 406 montiert. In 6C wird das Drahtbonden durchgeführt, und Bonddrähte 413 sind gezeigt, die die Halbleiter-Dies an Leitungen auf dem Gehäusesubstrat 409 für jeden der Halbleiter-Dies koppeln.
In 6D ist der Antennensatzrahmen 469 über der Bauelementseitenoberfläche der Halbleiter-Dies 405 positioniert, und die Antennen 451 sind an Ports an den Halbleiter-Dies 405 durch einen Lotwärmeaufschmelzprozess gebondet, um Lot- oder Epoxid-Die-Anschlussverbindungen zu bilden. Der Antennensatzrahmen kann ein Leiter wie etwa Kupfer, Gold oder ein anderer Leiter sein.
In 6E ist die Vergussmasse 403 über dem Gehäusesubstrat 409, den Halbleiter-Dies 405, den Bonddrähten 413 und den Antennen 451 gebildet gezeigt. Die Vergussmasse 403 kann unter Verwendung von Transferverguss mit einer duroplastischen Epoxidharz-Vergussmasse gebildet werden, als Beispiel.
In 6F sind die Mikroelektronikbauelementgehäuse 600 voneinander getrennt gezeigt. Die Vereinzelung erfolgt durch Schneiden entlang der Sägestraßen 626. Die Antennen 451 weisen eine Oberfläche auf, die von der Vergussmasse exponiert ist, so dass durch die Antennen 451 abgestrahlte elektromagnetische Energie in Luft abgestrahlt wird.
7 veranschaulicht in einer grafischen Darstellung 700 ein HFSS-Simulationsergebnis (hochfrequenter eingeschwungener Zustand) für die S₁₁-Parameter, den Reflexionskoeffizienten, für die Anordnung der 4A-4C. Eine geringe Reflexion bedeutet, dass die zu der Antenne gesendete Energie von der Antenne mit minimalem Verlust effizient abgestrahlt wird. In der grafischen Darstellung 700 ist ein Minimum von beinahe - 20 dB bei einer Frequenz Fr von etwa 105 GHz für die Antenne mit einer Länge La von 3 Millimetern gezeigt. Diese grafische Darstellung zeigt an, dass die Dipolantenne von 4A-4C ein effizienter Radiator mit fast keiner Reflexion ist, wobei fast die ganze eingegebene Energie mit der Resonanzfrequenz Fr übertragen wird.
Ein gerader Leiter wie etwa eine Dipolantenne wird schwingen, wenn die Leiterlänge La der Beziehung von Gleichung 1 genügt: $\begin{array}{l} La = n \cdot λ / 2, wobei n eine ganze Zahl ist und λ die Wellenl \ddot{a} nge des Signals in dem Medium \\ ist . \end{array}$
Beim Bestimmen der Antennenlänge La für eine Anordnung kann eine Finite-Element-Analysesimulation verwendet werden, die die Antenne 451, die Vergussmasse 403, den Halbleiter-Die 405 modelliert. Das Modell bestimmt auch eine effektive Wellenlänge λ in der Vergussmasse und in der Luft, während ein Teil der Antenne 451 sich in der Vergussmasse befindet. Das in der grafischen Darstellung 700 gezeigte Simulationsergebnis zeigt an, dass für die Anordnung von 4A die Antenne 451 mit 105 GHz schwingen wird, wenn die Länge La der Dipolantenne 451 3 Millimeter beträgt. Während die Länge zunimmt, nimmt die Wellenlänge λ zu (siehe Gleichung 1) und die Resonanzfrequenz nimmt ab. Mit den Simulationsmodellen kann eine Antennenlänge La für eine große Vielfalt von Signalfrequenzen bestimmt werden.
8 veranschaulicht eine 3D-Verstärkungskurve 800 für die in 4A-4C gezeigte Anordnung. Die Verstärkungskurve 800 zeigt eine starke Verstärkung von der Dipolantenne mit einer Oberfläche an, die von der Vergussmasse exponiert ist, so dass die elektrische Energie in Luft abgestrahlt wird. Diese Kurve ist ein Beweis, dass die integrierte Antenne des Mikroelektronikbauelementgehäuses der Anordnungen bei einer starken Signalverstärkung eine gute Leistung aufweist.
Die 9A-9B veranschaulichen in grafischen Darstellungen 801 und 802 die Signalhüllkurve für die in 4A-4C gezeigte Anordnung bei zwei verschiedenen Phasenwinkeln, was eine gute Signalstärke von der Dipolantenne 451 anzeigt. Diese grafischen Darstellungen zeigen an, dass die Anordnungen mit der integrierten Dipolantenne eine gute Leistung aufweisen, dass das Signal effektiv von der Antenne abgestrahlt wird.
10 veranschaulicht in einem Flussdiagramm Schritte zum Durchführen einer Anordnung.
Bei Schritt 1001 werden Halbleiter-Dies auf den Die-Pads auf einem Gehäusesubstrat montiert (siehe beispielsweise Halbleiter-Dies 405 in 6B). Das Gehäusesubstrat kann einen Streifen oder ein Array aus leitenden Systemträgerabschnitten für individuelle Einheiten enthalten (siehe 5A-5B).
Bei Schritt 1003 werden Drahtverbindungen zwischen Leitungen auf dem Gehäusesubstrat und den Halbleiter-Dies gebildet. Drahtverbindungen oder Bandverbindungen können verwendet werden (siehe beispielsweise Bonddrähte 413 in 6C).
Bei Schritt 1005 wird ein Antennensatzrahmen mit Antennen in einem Array über den Halbleiter-Dies positioniert und zwischen den Antennen und den Halbleiter-Dies wird ein Kontakt hergestellt (siehe 5C-5D und 6D).
Bei Schritt 1007 werden die Die-Pads, die Halbleiter-Dies, Abschnitte der Leitungen des Gehäusesubstrats und Abschnitte der Antennen mit Vergussmasse bedeckt, wobei die Antennen eine gegenüber der Vergussmasse exponierte Oberfläche aufweisen.
Bei Schritt 1009 werden die Halbleiterbauelemente voneinander getrennt durch Sägen durch Sägestraßen zwischen den gekapselten Halbleiterbauelementen, Schneiden durch das Gehäusesubstrat, den Antennensatzrahmen und die Vergussmasse, um Mikroelektronikbauelementgehäuse mit integrierten Antennen zu bilden.
Die Verwendung der Anordnungen liefert ein Mikroelektronikbauelementgehäuse mit einer integrierten Antenne. Es werden existierende Materialien und Montagewerkzeuge verwendet, und die Anordnungen sind im Vergleich zu Lösungen preiswert, bei denen zusätzliche Leiterplatten oder Module verwendet werden, um die Antennen zu tragen. Die Anordnungen werden unter Verwendung existierender Verfahren, Materialien und Werkzeugausstattung zum Herstellen der Bauelemente gebildet und sind kosteneffektiv.
Modifikationen sind an den beschriebenen Anordnungen möglich, und andere alternative Anordnungen sind innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche möglich.

Claims

Vorrichtung, umfassend: einen Halbleiter-Die, der auf einem Die-Pad eines Gehäusesubstrats montiert ist, wobei der Halbleiter-Die Bondpads auf einer Bauelementseitenoberfläche aufweist, die von dem Die-Pad abgewandt ist; Bonddrähte, die die Bondpads des Halbleiter-Die an Leitungen des Gehäusesubstrats koppeln, wobei die Leitungen von dem Die-Pad beabstandet sind; eine Antenne, die über der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die positioniert ist und eine Speiseleitung aufweist, die zwischen die Antenne und eine Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Die gekoppelt ist; und eine Vergussmasse, die den Halbleiter-Die, die Bonddrähte, einen Abschnitt der Leitungen und die Die-Seitenoberfläche des Die-Pad bedeckt, wobei ein Abschnitt der Antenne von der Vergussmasse exponiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antenne ferner eine Dipolantenne umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antenne eine Dipolantenne, eine Vivaldi-Antenne oder eine Patchantenne umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antenne Kupfer oder Aluminium oder eine Legierung davon umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antenne eine Dipolantenne mit einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter parallel zu der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Dies aufweist, wobei der erste Leiter und der zweite Leiter teilweise durch die Vergussmasse bedeckt sind und eine gegenüber der Vergussmasse exponierte Oberfläche aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die exponierte Oberfläche des ersten Leiters und die exponierte Oberfläche des zweiten Leiters koplanar mit einer Oberfläche der Vergussmasse verlaufen.
Antenne nach Anspruch 5, wobei eine obere Oberfläche der Antenne, die parallel zu der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Dies verläuft, gegenüber der Vergussmasse exponiert ist.
Antenne nach Anspruch 5, wobei der erste Leiter und der zweite Leiter der Antenne eine kombinierte Länge aufweisen, die zwischen 1 und 10 Millimetern liegt.
Antenne nach Anspruch 8, wobei die kombinierte Länge etwa 3 Millimeter beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäusesubstrat ein metallischer Systemträger ist, der Kupfer, Legierung 42, rostfreien Stahl oder Stahl umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Halbleiter-Die ein Sender, ein Empfänger oder ein Sendeempfänger von Signalen ist, die eine Frequenz größer als 10 GHz aufweisen.
Vorrichtung, umfassend: einen metallischen Systemträger mit einem Die-Pad und mit von dem Die-Pad beabstandeten Leitungen; einen Halbleiter-Die, der ausgelegt ist zum Senden, Empfangen oder Senden und Empfangen von Signalen mit einer Frequenz größer als 10 GHz, wobei der Halbleiter-Die Bondpads auf einer Bauelementseitenoberfläche aufweist und eine entgegengesetzte Rückseitenoberfläche, die an dem Die-Pad montiert ist, aufweist; Bonddrähte, die die Bondpads auf der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Dies an die Leitungen des metallischen Systemträgers koppeln; eine Antenne, die über der Bauelementseitenoberfläche positioniert ist und eine Speiseleitung aufweist, die zwischen Leitern der Antenne und der Bauelementseitenoberfläche des Halbleiter-Dies gekoppelt ist; und eine Vergussmasse, die das Die-Pad, Abschnitte der Leitungen, den Halbleiter-Die, die Bonddrähte und Abschnitte der Antenne bedeckt, wobei die Leiter der Antenne gegenüber der Vergussmasse exponierte Oberflächen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Antenne eine Dipolantenne umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Antenne eine Dipolantenne, eine Vivaldi-Antenne oder eine Patchantenne umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Antenne eine Dipolantenne mit einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter mit einer gegenüber der Vergussmasse exponierten Oberfläche umfasst, wobei der erste Leiter und der zweite Leiter eine kombinierte Länge zwischen 1 und 10 Millimetern aufweisen.
Antenne nach Anspruch 15, wobei die kombinierte Länge etwa 3 Millimeter beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Antenne Kupfer oder Aluminium umfasst.
Verfahren, umfassend: Montieren von Halbleiter-Dies auf Die-Pads, angeordnet in einem Array von Einheitssystemträgern auf einem Gehäusesubstrat; Bilden von Drahtverbindungen, die Bondpads auf einer Bauelementseitenoberfläche der Halbleiter-Dies und Leitungen der Einheitssystemträger, die von den Diepads beabstandet sind, koppeln; Positionieren eines Antennensatzrahmens mit Antennen in einem Array entsprechend dem Array aus Einheitssystemträgern, wobei die Antennen über der Einrichtungsseitenoberfläche der Halbleiter-Dies positioniert sind und zu ihnen einen Kontakt herstellen; und Bedecken der Die-Pads, der Halbleiter-Dies, eines Abschnitts der Leitungen und eines Abschnitts der Antennen mit Vergussmasse, wobei die Antennen eine gegenüber der Vergussmasse exponierte Oberfläche aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 18 und ferner umfassend das Trennen der Halbleiter-Dies voneinander durch Schneiden durch das Gehäusesubstrat, den Antennensatzrahmen und die Vergussmasse entlang Sägestraßen zwischen dem Array aus Einheitssystemträgern, um Mikroelektronikbauelementgehäuse mit integrierten Antennen zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Positionieren eines Antennensatzrahmens mit Antennen ferner das Positionieren eines Antennensatzrahmens, umfassend Dipolantennen, Vivaldi-Antennen oder Patchantennen, entsprechend den Halbleiter-Dies umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Positionieren eines Antennensatzrahmens mit Antennen ferner das Positionieren von Dipolantennen entsprechend den Halbleiter-Dies umfasst.