[发明专利]用于射频应用的重构基板

说明书

本公开内容涉及形成用于射频应用的薄形状因子重构基板和半导体装置封装的方法和设备。本文描述的基板和封装结构可以在高密度的2D和3D集成装置中利用以用于4G、5G、6G、和其它无线网络系统。在一个实施方式中，通过激光烧蚀将硅基板结构化为包括用于放置半导体管芯的空腔和用于沉积导电互连的通孔。此外，将一个或多个空腔结构化成用可流动电介质材料填充或占据。与填充电介质的空腔相邻的一个或多个射频部件的集成使得能够改善射频元件的性能，同时减少由硅基板引起的信号损耗。

技术领域

本公开内容的实施方式通常涉及半导体装置制造领域，且更具体地，涉及封装半导 体装置的结构和方法。

背景技术

在诸如移动通信网络之类的无线网络中，通过利用小型化天线系统来实现装置之间 的连接性和通信，所述小型化天线系统具有与诸如接收机或发射机之类的其它电子元件 相组合的天线。最近，对增加无线网络的数据传输速率的需求导致了利用新的射频(RF)频带的5G和6G技术的发展，这对RF天线和其它对应的支持元件的设计提出了严格的 规范。由此，日益寻求具有高增益、大带宽和减小的占地面积的小型化RF天线系统， 以用于集成到紧凑且复杂的无线电子装置中。

为了集成到无线电子装置中，通常在封装级或印刷电路板(PCB)级结构上组装小型化天线系统以互连半导体装置和其对应天线。随着无线技术的进步，这些结构发展成 具有彼此靠近地集成在其中的数百万个晶体管、电容器、和电阻器以及组装天线系统的 日益复杂的2D和3D结构。传统上，用于天线集成的封装和PCB级结构利用了常规的 半导体材料，诸如硅基板。然而，这些常规的半导体材料的特征在于增加的电磁能量耗 散，从而导致辐射效率降低和在其附近组装的天线带宽有限。当将高频(HF)天线系统 用于高频应用时，常规的半导体材料的损耗性质是特别明显的。

由此，在本领域中需要形成用于高频应用的基板级和/或封装级结构的改善的结构和 方法。

发明内容

在某些实施方式中，提供了一种封装组件。封装组件包括：框架，具有与第二表面相对的第一表面；框架材料，所述框架材料包括硅；至少一个第一空腔，在所述至少一 个第一空腔中设置有半导体管芯；一个或多个第二空腔；以及通孔，所述通灵具有界定 穿过框架从第一表面延伸到第二表面的开口的通孔表面。封装组件进一步包括：绝缘层， 所述绝缘层设置在第一表面和第二表面之上并且接触半导体管芯的每一侧的至少一部 分；以及射频元件，所述射频元件设置在与一个或多个第二空腔中的一个第二空腔相邻 的绝缘层的一部分之上。电互连设置在通孔内，其中绝缘层设置在通孔表面与电互连之 间。

在某些实施方式中，提供了一种封装组件。封装组件包括：硅框架，在所述硅框架中形成有一个或多个空腔；氧化层，所述氧化层形成在框架的表面之上；以及绝缘层， 所述绝缘层形成在氧化层上并且填充一个或多个空腔中的至少一个。绝缘层包括其中设 置有陶瓷颗粒的环氧树脂材料。一个或多个射频元件形成在一个或多个空腔中的至少一 个之上，并且一个或多个金属互连设置在封装组件的一部分内。

在某些实施方式中，提供了一种封装组件。封装组件包括：硅框架，所述硅框架具有与第二表面相对的第一表面；一个或多个第一空腔，在所述一个或多个第一空腔中设 置有半导体管芯；一个或多个第二空腔；以及一个或多个通孔，所述一个或多个通孔具 有界定穿过框架从第一表面延伸到第二表面的开口的通孔表面。第一绝缘层形成在一个 或多个第二空腔中的每一个内的框架上，并且包括具有陶瓷颗粒的环氧树脂材料。一个 或多个射频元件形成在第一绝缘层之上，其中一个或多个射频元件中的每一个与一个或 多个第二空腔中的一个对准。一个或多个电互连穿过框架或第一绝缘层设置。封装组件 进一步包括形成在其上的再分布层，其中再分布层包括形成在第一绝缘层上的第二绝缘 层和穿过第二绝缘层设置的一个或多个电再分布连接。第二绝缘将一个或多个射频元件 嵌入封装组件内。

附图说明