集微网 · 2022年06月29日

【专利解密】日月光开拓创新封装解决方案

【嘉勤点评】日月光半导体的封装专利,通过使第一延伸部配合直立部外壁,可供防水橡胶套环设置,且第一延伸部可通过对形成直立部的管状材料折绕形成,简化了制造工艺,降低制造成本。

集微网消息,日月光半导体近日宣布推出VIPack先进封装平台,提供垂直互连整合封装解决方案。据悉,VIPack是日月光扩展设计规则并实现超高密度和性能设计的下一代3D异质整合架构,由六大核心封装技术组成。

现行业界对于MEMS组件的防水性能要求日益提高,对于可移动式消费电子产品的防水需求尤为重要。为了配合防水橡胶套环的设置避免其脱落,MEMS组件所使用的上盖必须具有外侧边缘结构设计,且还需考虑电磁屏蔽要求,故通常采用金属上盖。现行常见用以避免电磁干扰的上盖设计方案多是使用CNC车床进行金属加工或多重冲压成形等制程方式达成,其制造成本相对高昂而不利于产品的市场竞争力。

为此,日月光半导体于2022年2月15日申请了一项名为“上盖及半导体封装装置”的发明专利(申请号: 202210137843.0),申请人为日月光半导体制造股份有限公司。

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图1 上盖纵向截面结构示意图

图1为本发明提出的上盖纵向截面结构示意图,其中包括直立部11,其为环形柱体,并围设有容置空间16,直立部的一端有第一延伸部12,该延伸部一端向容置空间外延伸。第一延伸部配合直立部外壁,可供防水橡胶套环设置,以达到防水效果,且可通过对形成直立部的管状材料折绕形成,简化了制造工艺,降低制造成本。

第一延伸部的一端有第二延伸部13,二者之间有转折部15。转折部包括连接第一延伸部的第一转折角151、连接第二延伸部的第三转折角153及两转折角之间的第二转折角152,三个转折角均呈圆弧状。第二延伸部的一端向直立部的轴心11a延伸。第二延伸部有开口18,开口的宽度小于容置空间的宽度。这里,开口以及容置空间的宽度为横向截面直径。开口配合容置空间形成孔洞,可供上盖下方的MEMS组件感测时使用。

上盖还包括底座14,与直立部的另一端部连接,一端向容置空间外延伸。当上盖设于基板上时,底座可与基板连接。上盖的材料为金属,以实现电磁干扰屏蔽功能,金属上盖可配合含有导电材料的粘合剂黏贴于基本上而达到电磁屏蔽的接地需求,相较于塑料材料,可提供强韧的刚性结构与较小的厚度,且能够降低制造成本。上盖侧边有凹槽17,是由直立部、第一延伸部和底座组成的,可供防水橡胶套环设置,与防水橡胶套配合,以提高防水的密封效果。

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图2 半导体封装装置纵向截面结构示意图

图2为半导体封装装置纵向截面结构示意图,包括载体21,其中有容纳腔33;第一电子元件23位于容纳腔以及载体上;第二电子元件24,堆叠于第一电子元件上;填充胶34,包覆第一第二电子元件;上盖22,对应容纳腔于载体上。载体包括基板31和基板上的侧壁32,侧壁围设有容纳腔。侧壁可以是基板上的基板、线路层或重布线层,或其它能够提供支撑功能的材料。侧壁能够实现围设容纳腔的功能,并且上盖位于侧壁上。侧壁可由金属材料制成或至少部分表面有金属材料,以配合金属的上盖进一步提高电磁屏蔽的作用。

简而言之,日月光半导体的封装专利,通过使第一延伸部配合直立部外壁,可供防水橡胶套环设置,且第一延伸部可通过对形成直立部的管状材料折绕形成,简化了制造工艺,降低制造成本。

日月光是全球第一大半导体制造服务公司之一,长期提供全球客户最佳的服务与最先进的技术,专注于提供半导体客户完整封装及测试服务,未来将继续全面整合封装技术。

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