DE112016006695B4

DE112016006695B4 - Gehäuse auf Antennengehäuse und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112016006695B4
Application number: DE112016006695.3T
Authority: DE
Inventors: Sidharth Dalmia; Ana M. Yepes; Pouya Talebbeydokhti; Miroslav Baryakh; Omer Asaf
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2026-01-29
Anticipated expiration: 2036-04-02
Also published as: WO2017171831A1; US20200185342A1; DE112016006695T5; US11233018B2; US10566298B2; US20190035749A1

Abstract

Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600), das Folgendes umfasst:ein Halbleitergehäuse (102, 202, 402, 602), auf dem mindestens ein Chip (120, 208, 308,404, 606) und ein erstes Kopplungspad (124) angeordnet sind, wobei das Halbleitergehäuse ein erstes dielektrisches Material (108, 110, 112) aufweist; undein am Halbleitergehäuse befestigtes Antennengehäuse (126, 162, 220, 314, 406, 614), das mindestens ein radiatives Element (140, 224) und ein zweites Kopplungspad (138, 166, 222, 318) aufweist, das kommunikativ mit dem ersten Kopplungspad gekoppelt ist, wobei das mindestens eine radiative Element dazu ausgelegt ist, ein Signal drahtlos zu senden oder zu empfangen, wobei das Antennengehäuse ein zweites dielektrisches Material (132, 134, 164) aufweist, wobei das erste Kopplungspad induktiv oder kapazitiv mit dem zweiten Kopplungspad gekoppelt sind, wobei das radiative Element über einen elektrisch leitfähigen Pfad mit dem zweiten Kopplungspad verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft allgemein Halbleitergehäuse und insbesondere ein Gehäuse auf einem Antennengehäuse.
HINTERGRUND
Integrierte Schaltung(en) und andere elektronische Geräte können auf einem Halbleitergehäuse verkapselt sein. Das Halbleitergehäuse kann auf einem Elektroniksystem, wie z. B. einem Unterhaltungselektroniksystem, integriert sein. Das Gehäuse kann eine Antenne mit einem Array von Antennenstrahlelementen aufweisen. Die Designfreiheit der Antenne kann in diesem Fall durch die Designbedürfnisse des restlichen Halbleitergehäuses, oder umgekehrt, eingeschränkt sein.
US 2014/0 111 394 A1 lehrt eine Vorrichtung, in der es ein Antennenpaket und eine integrierte Schaltung (IC) gibt. US 2003 / 0 103 006 A1 lehrt ein dielektrisches Mehrschichtsubstrat, das durch Laminieren einer ersten bis dritten dielektrischen Schicht gebildet wird. Die Dokumente JP 2001 -28 413 A und US 2016 / 0 056 544 A1 beschreiben weitere bekannte Halbleiterbauelemente.
Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche beschrieben.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Es wird nun auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die nicht unbedingt maßstabsgerecht sind, und wobei:

1A-1C ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm von beispielhaften Funkmodulen darstellen, die Chipgehäuse und Antennengehäuse gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweisen.
2A und 2B vereinfachte Querschnitts-Schemadiagramme darstellen, die eine weitere Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulichen, das ein Antennengehäuse und ein Chipgehäuse aufweist, wobei Gehäuse-Platinen-Verbindungen im Einklang mit den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung auf der gleichen Seite wie ein oder mehrere Chips angeordnet sind.
3 ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm darstellt, das eine weitere Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulicht, das ein Antennengehäuse und ein Chipgehäuse aufweist, wobei Gehäuse-Platinen-Verbindungen im Einklang mit den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung auf der gleichen Seite wie das Antennengehäuse angeordnet sind.
4 ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm darstellt, das eine Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulicht, das ein Antennengehäuse und eine Interposerschnittstelle im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist.
Die nicht beanspruchte 5 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulicht, das ein Antennengehäuse aufweist, das im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung über eine Leiterplatte mit einem Halbleitergehäuse gekoppelt ist.
6A und 6B vereinfachte Querschnitts-Schemadiagramme darstellen, die eine Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulichen, das ein Antennengehäuse und Formteil-Durchgangskontakte im Einklang mit den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist.
Die nicht beanspruchte 7 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulicht, das auf einem Halbleitergehäuse angeordnete Antennen-Array-Elemente im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist.
Die nicht beanspruchte 8 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulicht, wobei Antennenstrahlelemente im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung auf einer Leiterplatte angeordnet sind.
9 ein Flussdiagramm darstellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines Funkmoduls veranschaulicht, das ein Gehäuse auf einem Antennengehäuse im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist.
10 ein Flussdiagramm darstellt, das ein weiteres beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines Funkmoduls im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Offenbarung ausführlicher beschrieben, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt werden. Die Offenbarung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgebildet sein und sollte nicht als auf die hier dargelegten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt aufgefasst werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist, und sie werden dem Fachmann den Anwendungsbereich der Offenbarung voll vermitteln. Gleiche Zahlen beziehen sich im ganzen Dokument auf gleiche, aber nicht unbedingt auf dieselben oder identischen Elemente.
Die folgenden Ausführungsformen werden in ausreichendem Detail beschrieben, um zumindest den Fachmann zu befähigen, die Offenbarung zu verstehen und zu verwenden. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen auf der Basis der vorliegenden Offenbarung offensichtlich wären, und dass Änderungen an Prozess, Mechanik, Material, Abmessungen, Prozessausrüstung und Parametern vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details gegeben, um ein fundiertes Verständnis der verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung zu bieten. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Offenbarung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden kann. Um eine Verschleierung der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden, werden einige bekannte Systemkonfigurationen und Prozessschritte eventuell nicht in allen Details offenbart. Ebenso sind die Zeichnungen, die Ausführungsformen der Offenbarung zeigen, halb schematisch und nicht maßstabsgerecht, und insbesondere einige der Abmessungen dienen der Klarheit der Präsentation und können in den Zeichnungen übertrieben sein. Darüber hinaus werden dort, wo mehrere Ausführungsformen als einige Merkmale gemeinsam aufweisend offenbart und beschrieben werden, zur Klarheit und einfachen Darstellung, Beschreibung und Verständlichkeit davon ähnliche und gleiche Merkmale gewöhnlich mit gleichen Bezugszeichen beschrieben, selbst wenn die Merkmale nicht identisch sind.
Der Ausdruck „horizontal“ kann, wie hier verwendet, als eine Richtung parallel zu einer Ebene oder Oberfläche (z. B. Oberfläche eines Substrats) ohne Rücksicht auf seine Ausrichtung definiert sein. Der Ausdruck „vertikal“ kann sich, wie hier verwendet, auf eine Richtung rechtwinklig zu der horizontalen Richtung, wie soeben beschrieben, beziehen. Ausdrücke wie „auf“, „oberhalb“, „unterhalb“ „unten“ „oben“ „Seite“ (wie in „Seitenwand“), „höher“, „tiefer“, „obere“, „über“ und „untere“ können in Bezug auf die horizontale Ebene referenziert sein. Der Ausdruck „verarbeiten“, wie hier verwendet, umfasst Ablagerung von Material oder Fotolack, Strukturierung, Bestrahlung, Entwicklung, Ätzen, Reinigen, Abtragen, Polieren und/oder Entfernen des Materials oder Fotolacks, wie es zur Bildung einer beschriebenen Struktur erforderlich ist.
Im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung können Funkmodule ein Halbleitergehäuse und ein Antennengehäuse aufweisen. Das Halbleitergehäuse kann ein oder mehrere darauf angeordnete elektrische Komponenten (z. B. integrierte Schaltungs-(IC)-Chips, Hochfrequenz-ICs (RFICs), oberflächenmontierte Bauelemente (SMDs) usw.) aufweisen. Das Antennengehäuse kann darauf bereitgestellte Strahlelemente einer Antenne aufweisen. Die Antennenelemente können von einem beliebigen geeigneten Typ sein, wie z. B. Patchantennen, gestapelte Patches, Dipole, Monopole usw., und können unterschiedliche Ausrichtungen und/oder Polarisierungen aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse aus unterschiedlichen Materialien als das Halbleitergehäuse konstruiert sein. Beispielsweise kann das Antennenmodul Materialien mit höheren Dielektrizitätskonstanten (high-k)/abstimmbare/Ultra-low-k/Metamaterialien/Magnetmaterialien verwenden. In beispielhaften Ausführungsformen können das Antennengehäuse und das Halbleitergehäuse unterschiedliche Anzahlen von Aufbau- und/oder Zwischenverbindungsschichten haben. Beispielsweise kann das Halbleitergehäuse sechs Aufbauschichten haben, und das Antennengehäuse kann einen einschichtigen dielektrischen Streifen aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus am Halbleitergehäuse befestigt sein, z. B. durch Epoxid, Klebstoffe, Leim, Band, Laminierung, Lötverbindungen und/oder metallisches Bonden. Außerdem kann das Hauptgehäuse mit relativ dünneren Schichten ausgebildet sein, während das Antennengehäuse mit relativ viel dickeren Materialien ausgebildet sein kann. In beispielhaften Ausführungsformen, wo das Antennengehäuse mit Epoxid am Halbleitergehäuse befestigt ist, können E/A-Pads des Halbleitergehäuses induktiv und/oder kapazitiv mit E/A-Pads des Antennengehäuses gekoppelt sein. Das Antennengehäuse kann in der Größe kleiner oder größer als der Haupt-RFIC-Träger sein. Das Antennengehäuse selbst kann mehrere darauf montierte/gelötete Komponenten haben, die elektrisch und/oder elektromagnetisch mit dem Haupt-RFIC-Träger verbunden sind.
In einigen weiteren beispielhaften Ausführungsformen gemäß der Offenbarung können das Halbleitergehäuse und das Antennengehäuse über eine Leiterplatte (PCB) miteinander gekoppelt sein, auf der sowohl das Halbleitergehäuse als auch das Antennengehäuse angeordnet sind. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Halbleitergehäuse eine Vielzahl von darauf angeordneten Antennenstrahlelementen aufweisen. Das Halbleitersubstrat kann mit diesen Strahlelementen bestückt werden. Die bestückten Komponenten können aufgelötet werden und stellen eine physische elektrische Verbindung oder eine elektromagnetische Kopplung her. In einigen Ausführungsformen kann die Struktur teilweise im Haupt-RFIC-Gehäuse und teilweise im sekundären//tertiären Antennengehäuse enthalten sein. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen können Strahlelemente auf einer Seitenwand einer Leiterplatte (PCB) angeordnet sein, auf der das Halbleitergehäuse angeordnet ist. In diesen beispielhaften Ausführungsformen können die Signale, die drahtlos von einer RFIC auf dem Halbleitergehäuse zu übertragen sind, über Leiterbahnen der PCB zu den auf der Seitenwand der PCB befindlichen Strahlelementen übertragen werden. Die Seitenwände können Monopole, Faltdipole oder Spiralantennen aufweisen, die unter Verwendung von Durchkontaktierungen und/oder kantenbeschichteten Wänden oder Zinnen als Strahlelemente fungieren.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann das Halbleitergehäuse ein Substrat aufweisen. In einigen Fällen kann das Gehäusesubstrat eine organische Struktur sein. In anderen Fällen kann das Gehäusesubstrat anorganisch sein (z. B. Keramik, Glas usw.). In beispielhaften Ausführungsformen kann das Gehäusesubstrat eine Kernschicht mit einer oder mehreren Zwischenverbindungsschichten aufweisen, die auf einer oder beiden Seiten der Kernschicht aufgebaut sind. Die auf dem Kern aufgebauten Aufbauschichten können darin ausgebildete Verbindungen haben. Die Verbindungen können elektrische Pfade für Signale zwischen elektronischen Komponenten (z. B. integrierten Schaltungen, passiven Vorrichtungen usw.), Eingabe/Ausgabe (E/A)-Anschlüsse auf dem Halbleitergehäuse, Signalausbreitung von/zu den elektronischen Komponenten, Signalverbindungen zwischen zwei oder mehr elektrischen Komponenten, Stromversorgung von elektrischen Komponenten, Masseanschlüsse an elektrische Komponenten, Taktsignalversorgung der elektrischen Komponenten, Kombinationen davon oder dergleichen bereitstellen. Die Aufbauschichten können auf einer oder beiden Seiten des Gehäusekerns hergestellt sein. In einigen Fällen kann die gleiche Anzahl von Aufbauschichten auf beiden Seiten des Gehäusekerns vorhanden sein. In anderen Fällen können die auf beiden Seiten des Gehäusekerns gebildeten Aufbauschichten asymmetrisch sein. Die Aufschichtung kann ebenfalls asymmetrisch sein, indem sie unterschiedliche Schichtdicken auf beiden Seiten des Kerns aufweist. Darüber hinaus kann der Kern des Halbleitergehäuses eine Vielzahl von Durchkontaktierungen aufweisen, um elektrische Verbindungen von einer Seite des Kerns zur anderen Seite des Kerns herzustellen. Somit können Durchkontaktierungen im Kern elektrische Verbindungen zwischen einer oder mehreren Aufbauschichten auf der Oberseite des Halbleitergehäuses zu einer oder mehreren Aufbauschichten auf der Unterseite des Halbleitergehäuses gestatten. In einigen alternativen Ausführungsformen kann ein kernloses Substrat verwendet werden. In einigen Fällen weist das Gehäusesubstrat eventuell keinen Kern auf oder wird kernloses Substrat genannt. Die Schichten im Substrat können disparat und von unterschiedlichen Dicken sein. Für ein solches Gehäuse ist es möglich, eingebettete Komponenten zu haben, wie z. B. Si/verkapseltes Si und/oder andere SMT-Komponenten.
Eine oder mehrere elektronische Komponenten, die mindestens einen integrierten Schaltungs-Chip einschließen, können elektrisch und mechanisch mit dem Gehäusesubstrat gekoppelt sein, und zwar über einen beliebigen geeigneten Mechanismus, wie z. B. Metallsäulen (z. B. Kupfersäulen), Flip-Chip-Bumps, Löthöcker, eine beliebige Art von bleiarmen oder bleifreien Löthöckern, Zinn-Kupfer-Bumps, Drahtverbindungen, Keilverbindungen, C4-Montagetechnik (Controlled Collapse Chip Connect), anisotrope leitfähige Folie (ACF), nicht leitfähige Folie (NCF), Kombinationen davon, Kupfersäule oder dergleichen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Chips (z. B. integrierte Schaltungen), die wie hier beschrieben im Halbleitergehäuse verkapselt sind, Eingabe/Ausgabe-(E/A)-Anschlüsse für verschiedene Größen haben. Beispielsweise kann ein bestimmter Chip E/A-Anschlüsse mit feinerer Teilung als ein anderer auf dem Halbleitergehäuse verkapselter Chip haben. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Aufbauschichten auf der Unterseite des Kerns einen oder mehrere Eingabe/Ausgabe-(E/A)-Anschlüsse zwischen dem Halbleitergehäuse und einer Platine haben. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können die Aufbauschichten auf der Oberseite des Halbleitergehäuses eine oder mehrere Gehäuse-Platinen-Verbindungen haben. Halbleitergehäuse-Platinenebenen-Verbindungen können auf einer oder beiden Seiten des Gehäusesubstrats vorhanden sein. In beispielhaften Ausführungsformen können die Halbleitergehäuse-Platinenebenen-Verbindungen Ball-Grid-Array (BGA)-Verbindungen, andere Flächenverbindungen, Peripherieverbindungen oder dergleichen sein. Die Halbleiterkomponente kann auch als Wafer-Level-Chipscale-Gehäuse (WL-CSP), Embedded Wafer-Level-Ball-Grid-Array (e-WLB), Flip-Chip-Chipscale-Gehäuse (FC-CSP) vorverkapselt sein.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse auch ein Substrat aufweisen. Das Antennengehäuse kann auf einer Seite Verbindungsstrukturen zum Empfangen und/oder Senden von Funksignalen von/zu dem Halbleitergehäuse aufweisen. Beispielsweise können solche Verbindungsstrukturen Metallverbindungen zwischen Pads am Antennengehäuse und Pads am Halbleitergehäuse sein. Somit kann das Antennengehäuse in diesen beispielhaften Ausführungsformen durch leitfähige Kontakte mit dem Halbleitergehäuse gekoppelt sein. Beispiele solcher metallischen, leitfähigen Verbindungen können Flip-Chip-Verbindungen, Metallsäule (z. B. Kupfer), Löthöcker, beliebige Arten von bleiarmen oder bleifreien Löthöckern, anisotrope leitfähige Folie (ACF) oder beliebige andere geeignete Verbindungen zwischen dem Antennengehäuse und dem Halbleitergehäuse einschließen. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können die Pads am Antennengehäuse auf entsprechende Pads am Halbleitergehäuse ausgerichtet und mittels Epoxid und/oder Klebstoffen (z. B. Klebeband) befestigt sein. In diesen Fällen kann das Epoxid ausreichend dick sein, so dass Leckstrom dort hindurch relativ unerheblich sein kann. Daher, wenn Epoxid und/oder Klebstoff zum Befestigen des Antennengehäuses am Halbleitergehäuse verwendet wird, können die Signale (z. B. HF-Signale) zwischen dem Halbleitergehäuse und dem Antennengehäuse induktiv und/oder kapazitiv gekoppelt sein. Wenn beispielsweise ein Pad des Antennenmoduls von einem entsprechenden Pad des Halbleitermoduls getrennt wird, während ein dielektrisches Epoxid dazwischen angeordnet ist, kann die Reaktanz beider Pads ausreichend sein, um das Signal von einem Pad zum anderen zu übertragen, indem elektromagnetische Felder genutzt werden, die von dem einen oder anderen Pad erzeugt werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das Epoxid und/oder der Klebstoff, der das Halbleitergehäuse mit dem Antennengehäuse verbindet, relativ dick sein, wie z. B. mehr als 10 Mikrometer (µm). In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das Epoxid eine relativ hohe dielektrische Konstante (high-k) aufweisen, so dass eine ausreichende reaktanzbasierte Kopplung zwischen Pads am Antennengehäuse und entsprechenden Pads am Halbleitergehäuse besteht.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse zusätzlich zu einem Mechanismus für Kopplung mit dem Halbleitergehäuse einen Mechanismus zum Ausstrahlen von elektromagnetischen Signalen (z. B. HF-Funksignalen) aufweisen. Das Antennengehäuse kann ein oder mehrere darauf angeordnete Strahlelemente aufweisen, welche die vom Halbleitergehäuse empfangenen Funksignale ausstrahlen können. Außerdem kann das Antennengehäuse radiative Empfangselemente aufweisen, die elektromagnetische Signale empfangen können, die zu dem Halbleitergehäuse geleitet werden können (z. B. zu RFICs, die auf dem Halbleitergehäuse angeordnet sind). In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse eine einfache Zwischenverbindungsschicht aufweisen, die sowohl die Kopplungselemente (z. B. Pads) mit dem Halbleitergehäuse als auch die radiativen Elemente (z. B. empfangende und/oder sendende radiative Elemente) aufweist. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse eine Fläche haben, die kleiner als eine Fläche des Gehäusesubstrats ist. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse eine Fläche haben, die größer als das Halbleitergehäuse ist.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Antennengehäuse auf der gegenüberliegenden Seite des Halbleitergehäuses als die elektronischen Komponenten montiert sein. In diesem Fall kann ein Interposer auf derselben Oberfläche wie die elektronischen Komponenten angeordnet sein. Dieser Interposer kann ein größere Höhe als die auf dem Halbleitergehäuse angeordneten integrierten Schaltungen haben. Der Interposer kann dazu dienen, Signale vom Halbleitergehäuse durch eine Dicke des Interposers zu einer Seite des Interposers zu leiten, die der Seite des Interposers gegenüber liegt, die in Kontakt und/oder in der Nähe des Halbleitergehäuses platziert ist. Der Interposer kann verwendet werden, um das Halbleitergehäuse an einer PCB zu befestigen. Auf diese Weise können Signale vom Halbleitergehäuse zu/von der PCB über den Interposer bereitgestellt werden, der auf derselben Seite wie eine oder mehrere elektronische Komponenten auf dem Halbleitergehäuse angeordnet ist. Darüber hinaus kann das Antennengehäuse auf dem Halbleitergehäuse auf einer gegenüberliegenden Seite des Interposers bereitgestellt sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Interposer aus organischen Materialien und/oder anorganischen Materialien aufgebaut sein. In einigen beispielhaften Fällen kann der Interposer aus einem relativ starren Material (z. B. Silizium, Keramik, Glas usw.) aufgebaut sein. In anderen beispielhaften Fällen kann der Interposer in einer ähnlichen Weise wie das Halbleitergehäuse aufgebaut sein, zum Beispiel mit einer Kernschicht und Aufbauschichten (z. B. Prepreg, Metall) auf einer oder beiden Seiten der Kernschicht. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Interposer Durchkontaktierungen aufweisen (z. B. Durchkontaktierungen in einer Kernschicht, gestapelte Durchkontaktierungen in einem kernlosen organischen Interposer, Silizium-Durchkontaktierungen (TSVs) in einem Silizium-Interposer usw.).
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Funkmodul mit einem Halbleitergehäuse auf einem Antennengehäuse dergestalt sein, dass das Antennengehäuse auf einer Seite gegenüber einer Seite des Halbleitergehäuses angeordnet ist, auf der eine oder mehrere elektrische Komponenten (z. B. RFICs, SMDs usw.) montiert sind. Ein Formteil kann auf der Seite des Halbleitergehäuses mit den elektronischen Komponenten ausgebildet sein. Anschließend können Löcher (z. B. Durchkontaktierungen) in dem Formteil ausgebildet sein, so dass die Löcher ausgerichtet sind, um Kontakt mit entsprechenden Pads auf der Oberfläche des Halbleitergehäuses herzustellen. Anschließend können die Löcher mit einem leitfähigen Material (z. B. elektroplattiertem Kupfer, stromlosem Kupfer, Aluminium, leitfähiger Paste, Lötpaste usw.) gefüllt werden, so dass ein Teil des leitfähigen Materials über eine Oberseite des Formteils vorsteht. Auf diese Weise können die Vorsprünge einen Mechanismus für Gehäuse-Platinen-Verbindung bilden. Beispielsweise können von der Oberfläche des Formteils vorstehende Säulen verwendet werden, um Kontakte mit einer PCB zu bilden in einer Weise, die der Verwendung von Lotkugeln oder Kontaktsäulen ähnlich ist. Wenn das Gehäuse auf diese Weise durch Verwendung von Formteil-Durchgangskontakten an einer PCB montiert ist, kann das Halbleitergehäuse Kontakt mit dem Antennengehäuse auf der Seite gegenüber dem Formteil haben. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können zusätzliche Durchkontaktierungen und/oder Gräben in dem Formteil gebildet werden, um eine oder mehrere elektronische Komponenten einzuschließen, die auf der Oberfläche des Halbleitergehäuses vorhanden sind. Auf diese Weise kann eine Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen (EMI) in dem Formteil gebildet werden. In einigen Fällen kann eine solche EMI-Abschirmung gleichzeitig mit der Bildung der Formteil-Durchgangskontakte gebildet werden.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen können radiative Elemente direkt auf einer Oberfläche des Halbleitergehäuses montiert werden. In diesen Ausführungsformen kann ein Bestückungsmechanismus verwendet werden, um jedes der radiativen Elemente auf die Oberfläche des Halbleitergehäuses zu platzieren und elektrisch und/oder mechanisch zu bonden. Daher können die radiativen Elemente vorgefertigt und nach und/oder während der Montage des Halbleitergehäuses platziert werden. In beispielhaften Ausführungsformen können die radiativen Elemente direkt auf einer Oberfläche des Halbleitergehäuses montiert werden, und es kann ein Antennengehäuse an dem Halbleitergehäuse befestigt sein. Mit anderen Worten, es können radiative Elemente auf beiden Seiten (z. B. Antennengehäuse auf der Unterseite und montierte radiative Elemente auf der Oberseite) des Halbleitergehäuses vorhanden sein.
Es versteht sich, dass durch Formen eines Antennengehäuses getrennt vom Halbleitergehäuse größere Designfreiheit, niedrigere Kosten, reduzierter Formfaktor, größere Produktionsausbeute und/oder bessere Leistung sowohl für das Antennengehäuse als auch das Halbleitergehäuse erzielt werden können. Wären das Antennengehäuse und das Halbleitergehäuse im selben Gehäuse integriert, wären beide Elemente gezwungen, die Anzahl und Art von Kern- und/oder Aufbauschichten (z. B. dielektrische Prepreg-Schichten, Metallschichten usw.) mit denselben Dicken, dielektrischen Konstanten und anderen Eigenschaften zu haben. Durch Aufteilen des Antennengehäuses und des Halbleitergehäuses kann jedes Element mit Materialien, Struktur und/oder Prozessen hergestellt werden, die relativ optimal für das betreffende Element sein können. Beispielsweise kann das Halbleitergehäuse mit acht Zwischenverbindungsschichten (z. B. vier Aufbauschichten auf beiden Seiten des Kerns) hergestellt werden, um Routing zu, von und zwischen einer Vielzahl von Chips auf dem Halbleitergehäuse, wie z. B. bei SiP-Typ-Implementierung, aufzunehmen. Dagegen kann das Antennengehäuse in diesem Beispiel nur eine einzige Schicht aufweisen (z. B. einen dielektrischen Streifen mit Pad-Schnittstellen auf einer Seite und Strahlelementen auf der anderen Seite). Es versteht sich, dass eine zwangsweise Integration des Antennengehäuses mit dem Halbleitergehäuse dazu führen kann, dass der Antennenteil eines integrierten Gehäuses eine Anzahl von Routingschichten und all diese zusätzlichen Materialien und Verarbeitungen hat, die durch Trennen des Halbleitergehäuses vom Antennengehäuse eliminiert werden können. Außerdem kann das Antennengehäuse gezwungen sein, die für das Halbleitergehäuse ausgewählten dielektrischen und/oder metallischen Materialien zu verwenden, falls ein integriertes Gehäuse gebildet werden würde. Natürlich kann das Halbleitergehäuse alternativ dazu gezwungen werden, die dielektrischen und/oder Metallmaterialen zu benutzen, die für das Antennenelement in einem integrierten Gehäuse verwendet werden. Daher kann durch Abtrennen des Halbleitergehäuses vom Antennengehäuse in nicht einschränkenden Beispielen ein Low-k-Dielektrikum im Halbleitergehäuse verwendet werden, um Signale mit reduzierten Störeffekten (z. B. reduzierte resistiv-kapazitive (RC) Verzögerungen) zu leiten, während Materialien mit relativ höherem k im Antennengehäuse angewandt werden können, um Antennen mit reduziertem Formfaktor zu ermöglichen. Darüber hinaus können dünnere Dielektrikumschichten für das Halbleitergehäuse gewählt werden, da sie in eng gebundenen Feldern resultieren können, um unerwünschte Strahlung und Kopplung von Übertragungsleitungen zu minimieren; und dickere Dielektrikumschichten können für das Antennengehäuse gewählt werden, um bessere Effizienz, locker gebundene Felder für verbesserte Ausstrahlung in den Raum und/oder größere Bandbreite zu liefern. Darüber hinaus versteht es sich, dass durch Bauen kleinerer Gehäusesubstrate, durch Verwenden der hier offenbarten Strukturen, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren das Halbleitergehäuse und das Antennengehäuse jeweils eine kleinere Fläche und individuell weniger Prozesse haben können, was zu potenziellen Vorteilen bei der Produktionsausbeute führt.
1A-1C stellen ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm von beispielhaften Funkmodulen 100, 150, 160 dar, die Chipgehäuse 102 und Antennengehäuse 126, 162 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweisen.
Das Funkmodul 100 von 1A kann ein Halbleitergehäuse 102 aufweisen, dessen Kern 104 eine oder mehrere Durchkontaktierungen 106 und eine oder mehrere Aufbauschichten 108, 110, 112 hat. Die Aufbauschichten 108, 110, 112 können eine oder mehrere Durchkontaktierungen 114 und/oder darin ausgebildete metallische Leiterbahnen 116 haben, um Signale, Erde und/oder Strom im ganzen Halbleitergehäuse 102 zu leiten. Eine oberste Aufbauschicht 110 kann ein oder mehrere Pads 118 darauf haben, an die der Chip 120 mit Chip-Gehäuse-Verbindungen 122 angeschlossen werden kann. Das Halbleitergehäuse 102 kann ferner Pads auf einer untersten Aufbauschicht 112 haben, die verwendet werden können, um eine Verbindung mit einem Antennengehäuse 126 herzustellen, das über Epoxid und/oder Klebstoff 128 am Halbleitergehäuse 102 befestigt ist. Das Antennensubstrat kann eine Kernschicht 130 und Aufbauschichten 132, 134 aufweisen. Die Aufbauschichten können Durchkontaktierungen 136 und metallische Leiterbahnen 138, 140 aufweisen. Die metallische Leiterbahn 138 in einer obersten Aufbauschicht 138 des Antennengehäuses 126 kann sich mit entsprechenden Pads 124 des Halbleitergehäuses 102 verbinden, um Signale jeweils zu und/oder von dem Halbleitergehäuse 102 zu senden und/oder zu empfangen. Die metallische Leiterbahn 140 einer untersten Aufbauschicht 134 des Antennengehäuses 126 kann Antennenelemente (z. B. Strahlelemente und/oder Empfangselemente) aufweisen.
In beispielhaften Ausführungsformen kann der Halbleitergehäusekern 104 und/oder der Antennenkern 130, auf dem sich die Aufbauschichten 108, 110, 112, 132, 134 befinden, eine Größe haben, die größer als die Größe des Gehäusesubstrats 102 und/oder des Antennensubstrats 126 ist. Mit anderen Worten, das Gehäusesubstrat 102 und/oder das Antennensubstrat 126 können in getrennte Halbleitergehäuse und/oder Antennengehäuse vereinzelt werden, nachdem andere Herstellungsprozesse in einer Stapelweise mit anderen Gehäusesubstraten auf demselben Panel abgeschlossen worden sind. Der Gehäusekern 102 und/oder der Antennenkern 130 können eine beliebige geeignete Größe und/oder Form haben. Beispielsweise kann der Gehäusekern 102 und/oder der Antennenkern in beispielhaften Ausführungsformen eine rechteckige Platte sein. In beispielhaften Ausführungsformen können die Kerne 104, 130 aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, einschließlich Polymermaterial, Keramikmaterial, Kunststoffen, Verbundmaterialien, Glas, Epoxidlaminaten von Glasfasermatten, FR-4-Materialien, FR-5-Materialien, Kombinationen davon oder dergleichen. Die Kerne 104, 130 können darin ausgebildete Durchkontaktierungen 106 haben. Durchkontaktierungen 106 können zum Ausbreiten elektrischer Signale von der Oberseite des Gehäusekerns 104, 130 zur Unterseite des Gehäusekerns 104, 130 und umgekehrt verwendet werden. Es versteht sich, dass in einigen beispielhaften Ausführungsformen das Material des Kerns 104 dasselbe wie das Material des Kerns 130 sein kann. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können der Kern 104 des Halbleitergehäuses 102 und der Kern 130 des Antennengehäuses aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Die Aufbauschichten 108, 110, 112, 132, 134 können dielektrische Materialien und elektrische Verbindungen 114, 116, 124, 136, 138, 140 (z. B. Durchkontaktierungen, Pads, Leiterbahnen usw.) darauf haben. Die Kopplungspads 124 des Halbleitergehäuses und die Kopplungspads 138 des Antennengehäuses können eine relativ größere Fläche im Vergleich zu anderen elektrischen Verbindungen 114, 116, 138 haben.
Die Aufbauschichten 108, 110, 112, 132, 134 oder die Zwischenverbindungsschicht können durch eine Reihe von geeigneten Prozessen gebildet werden. Dielektrisches Material kann auf den Halbleitergehäusekern 104 und/oder den Antennengehäusekern 130 laminiert werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann das dielektrische Laminat aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, einschließlich Polymermaterial, Keramikmaterial, Kunststoffen, Verbundmaterialien, Flüssigkristall-Polymer (LCP), Epoxidlaminaten von Glasfasermatten, Prepreg, FR-4-Materialien, FR-5-Materialien, Kombinationen davon oder dergleichen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können der Gehäusekern 104, 130 und das dielektrische Material 108, 110, 112, 132, 134 der Aufbauschicht aus dem gleichen Materialtyp bestehen. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können der Gehäusekern 104, 130 und das dielektrische Material 108, 110, 112, 132, 134 der Aufbauschicht nicht aus dem gleichen Materialtyp aufgebaut sein. Durchkontaktierungen und/oder Gräben können unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Mechanismus, einschließlich Photolithographie, Plasmaätzung, Laserablation, Nassätzung, Kombinationen davon oder dergleichen, in der Aufbauschicht strukturiert sein. Die Durchkontaktierungen und Gräben können jeweils durch vertikale und horizontale Metall-Leiterbahnen innerhalb der Aufbauschicht 102 definiert sein. Die Durchkontaktierungen und Gräben können dann mit Metall gefüllt werden, zum Beispiel durch stromlose Metallplattierung, elektrolytische Metallplattierung, physische Dampfabscheidung, Kombinationen davon oder dergleichen. Überschüssiges Metall kann durch jeden geeigneten Mechanismus entfernt werden, z. B. durch Ätzen, Reinigen, Polieren und/oder chemisches mechanisches Polieren (CMP), Kombinationen davon oder dergleichen.
Es versteht sich, dass die Anzahl von Aufbauschichten im Halbleitergehäuse 102 von der Anzahl von Aufbauschichten im Antennengehäuse 126 abweichen kann. Obwohl das Halbleitergehäuse 102 mit sechs Zwischenverbindungsschichten (z. B. drei Aufbauschichten 108, 110, 112 auf jeder Seite des Kerns 104) gezeigt wird, versteht es sich, dass jede geeignete Anzahl von Zwischenverbindungsschichten vorhanden sein kann. Es versteht sich ferner, dass die Anzahl von Aufbauschichten auf beiden Seiten des Kerns 104 in einigen Fällen asymmetrisch sein kann. Ebenso kann das Antennengehäuse 126 auch eine beliebige geeignete Anzahl von Aufbauschichten haben und kann einen asymmetrischen Aufbau auf beiden Seiten des Kerns 130 aufweisen. In der Tat kann das Antennengehäuse in einigen beispielhaften Ausführungsformen eine einzelne Schicht radiativer Elemente (z. B. radiative Patch-Antennenelemente) aufweisen, die mit entsprechenden Pads des Halbleitergehäuses 102 gekoppelt sind. Obwohl das Antennengehäuse 130 mit weniger Fläche als das Halbleitergehäuse 102 dargestellt ist, versteht es sich, dass gemäß beispielhaften Ausführungsformen das Halbleitergehäuse 102 und das Antennengehäuse des Funkmoduls 100 jede geeignete relative Fläche haben können. Es versteht sich, dass aufgrund der Tatsache, dass das Antennengehäuse 126 getrennt von dem Halbleitergehäuse 102 hergestellt wird, die Anzahl der Schichten für Aufbau und ausgewählte Materialien speziell auf die Anwendungen des Halbleitergehäuses 102 bzw. des Antennengehäuses 126 abgestimmt werden können. Beispielsweise können Low-k-Prepreg-Schichten im Halbleitergehäuse 102 verwendet werden, um Signalisierung mit hoher Frequenz und geringer Signalabschwächung zu gestatten. Dagegen können für das Antennengehäuse 126 High-k-Materialien verwendet werden, um Miniaturisierung der radiativen Elemente 140 zu ermöglichen. In beispielhaften Ausführungsformen können die im Halbleitergehäuse 102 und/oder im Antennengehäuse 126 verwendeten Dielektrika k-Werte im Bereich von etwa 2 bis etwa 9 aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen können Aufbauschichten Dielektrikumschichten mit einer Dicke im Bereich von etwa 25 Mikrometern (µm) bis etwa wenigen 100 µm und Metallschichten im Bereich von etwa 10 µm bis etwa 40 µm aufweisen.
Der Chip 120 kann durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus befestigt werden. Der Chip 120 kann aus beliebigen geeigneten elektronischen Komponenten bestehen, einschließlich unter anderem aus integrierten Schaltungen, oberflächenmontierten Bauelementen, aktiven Vorrichtungen, passiven Vorrichtungen, Dioden, Transistoren, Verbindern, Widerständen, Induktivitäten, Kondensatoren, mikro-elektromechanischen Systemen (MEMSs), Kombinationen davon oder dergleichen. Der Chip kann elektrisch und mechanisch mit den entsprechenden Pads 118 des Halbleitergehäuses 102 über geeignete Chip-Gehäuse-Verbindungen 122, wie z. B. Metallsäulen (z. B. Kupfersäulen), Flip-Chip-Bumps, Löthöcker, eine beliebige Art von bleiarmen oder bleifreien Löthöckern, Zinn-Kupfer-Bumps, Drahtverbindungen, Keilverbindungen, C4-Montagetechnik (Controlled Collapse Chip Connect), anisotrope leitfähige Folie (ACF), nicht leitfähige Folie (NCF), Kombinationen davon, oder dergleichen, gekoppelt sein. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Kontakttyp für Chips, die auf dem Halbleitergehäuse 102 montiert sind, unterschiedlich sein. Beispielsweise kann ein Chip Kupfersäulenkontakte haben, und ein anderer Chip kann Löthöckerkontakte haben. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können unterschiedliche Chips, die auf dem Halbleitergehäuse 102 montiert sind, den gleichen Typ von Kontakten haben (z. B. alle Chips haben Kupfersäulenkontakte). In einigen Fällen kann Unterfüllung (z. B. mit oder ohne Füllstoffe) zwischen dem Chip 120 und dem Halbleitergehäuse 102 vorhanden sein, wie z. B. umgebende Chip-Gehäuse-Verbindungen 122.
Das Halbleitergehäuse 102 kann über einen geeigneten Mechanismus, wie z. B. Epoxid, Klebstoffe, Klebeband, mechanische Halter, Metallkontakte oder dergleichen, mechanisch mit dem Antennengehäuse 126 gekoppelt sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Epoxid entweder auf das Halbleitergehäuse 102 oder das Antennengehäuse 126 aufgebracht werden. Anschließend kann das andere Element des Halbleitergehäuses 102 und des Antennengehäuses 126 auf das Gehäuse 102, 126, auf dem sich das Epoxid befindet, ausgerichtet und platziert werden. Dieser Ausrichtungs- und Platzierungsmechanismus kann mithilfe eines Bestückungswerkzeugs, z. B. eines Werkzeugs, das miteinander zu verbindende Objekte optisch ausrichtet, realisiert werden. Anschließend kann das Epoxid gehärtet werden, um die epoxidbasierte Befestigung des Halbleitergehäuses 102 am Antennengehäuse 126 zu bilden. Es versteht sich, dass die Härtung des Epoxids Vernetzung und/oder Verfestigung des Epoxidmaterials antreiben kann. In einigen Fällen kann Epoxid der B-Stufe für Zwischenlagerung des Halbleitergehäuses am Antennengehäuse verwendet werden, und dann kann ein Härtungsprozess für die endgültige Härtung des Epoxids der B-Stufe verwendet werden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können Klebstoffe oder Klebeband entweder auf dem Halbleitergehäuse 102 oder dem Antennengehäuse 126 angeordnet werden, und das andere Element des Halbleitergehäuses 102 oder des Antennengehäuses 126 kann ausgerichtet und platziert werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann Epoxid/Klebstoff/Klebeband 128 für erwünschte Eigenschaften in der Kopplung zwischen den Pads 124 des Halbleitergehäuses 102 und den Pads 138 des Antennengehäuses 126 ausgewählt werden.
In einigen Fällen können elektrische Komponenten auf dem Antennengehäuse 126 vorgesehen sein. Beispielsweise können Induktivitäten, Kondensatoren und/oder Widerstände auf dem Antennengehäuse 126 angeordnet sein. Durch Platzieren dieser Komponenten auf das Antennengehäuse 126 können Verarbeitungsschritte für das Halbleitergehäuse 102 reduziert werden. Außerdem können allgemeine flächenmäßige und/oder volumetrische Reduzierungen (z. B. ein relativ erwünschter Formfaktor) nicht nur durch Platzierung von diskreten Komponenten auf dem Antennengehäuse, sondern auch durch Aufteilen des Antennenteils und der Chipteile in getrennte Gehäuse realisiert werden.
Das Funkmodul 150 von 1B kann ein Halbleitergehäuse 102 und ein Antennengehäuse 126 aufweisen, ähnlich dem Funkmodul 100 von 1A. In 1B kann das Antennengehäuse 126 jedoch mithilfe eines oder mehrerer metallischer Kontakte 152 zwischen den Kopplungspads 124 auf der Halbleitergehäuseseite und den Kopplungspads 138 auf der Antennengehäuseseite am Halbleitergehäuse 102 befestigt sein. Die ein oder mehreren metallischen Kontakte können beliebige geeignete Materialien aufweisen, einschließlich unter anderem Kupfer, Blei-Zinn-Lot, bleifreies Lot, beliebiges zinnbasiertes Lot, Zinn-KupferLegierungen und/oder intermetallische Verbindungen, Aluminium, Legierungen, intermetallische Verbindungen und/oder Kombinationen davon oder dergleichen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die metallischen Kontakte lotbasierte Kontakte sein, die nach der Herstellung des Halbleitergehäuses 102 bzw. des Antennengehäuses 126 relativ einfach zu montieren sein können. Es versteht sich, dass in einigen beispielhaften Ausführungsformen das Vorhandensein eines Metallkontakts 152 zwischen entsprechenden Pads 124, 138 für verbesserte Signalübertragung zwischen ihnen sorgen kann.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann Unterfüllung 154 zwischen dem Halbleitergehäuse 102 und dem Antennengehäuse 126 vorgesehen sein. Die Unterfüllung kann die Kontakte 152, Pads 124 und/oder Pads 138 umgeben. Unterfüllungsepoxid kann durch eine Düse unter und/oder neben dem Antennengehäuse 126 und/oder dem Halbleitergehäuse 102 verteilt werden. Das Unterfüllungsepoxid kann sich durch Kapillarwirkung und/oder Van-der-Waals-Kräfte in die gezeigte Lage bewegen.
Repräsentative Unterfüllungs-Epoxidmaterialien können ein Amin-Epoxid, ein Polyimidharz-Epoxid, ein phenolisches Epoxid oder ein Anhydrid-Epoxid aufweisen. Andere Beispiele von Unterfüllungsmaterial schließen Polyimid, Benzocyclobuten (BCB), eine Unterfüllung des Bismaleimid-Typs, eine Polybenzoxazin (PBO)-Unterfüllung, oder eine Polynorbornen-Unterfüllung ein. Zusätzlich kann das Unterfüllungsepoxid einen oder mehrere geeignete Füllstoffe, wie z. B. Siliciumdioxid, aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Unterfüllungsepoxid Füllstoffe und/oder andere Materialien enthalten, um den Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) vorzugsweise zu kontrollieren, Spannungen zu reduzieren, flammhemmende Eigenschaften zu verleihen, Haftung zu fördern und/oder Feuchtigkeitsaufnahme im Unterfüllungsepoxid zu reduzieren. Zusatzstoffe und/oder Chemikalien können für erwünschte Eigenschaften, wie z. B. einen bevorzugten Viskositätsbereich, einen bevorzugten Klebrigkeitsbereich, einen bevorzugten Hydrophobiebereich (z. B. Oberflächenbenetzung), einen bevorzugten Bereich von Partikelsuspensionseigenschaften, einen bevorzugten Bereich von Aushärtungstemperaturen, Kombinationen davon oder dergleichen, im Unterfüllungsepoxid enthalten sein.
Das Unterfüllungsepoxid kann gehärtet werden, um die Unterfüllung 154 zu bilden. Der Härtungsprozess kann Erwärmung und/oder Bestrahlung (z. B. Ultraviolett-(UV)-Härtung) und/oder Kombinationen davon beinhalten. Während des Härtungsprozesses kann das Unterfüllungsepoxid vernetzen und aushärten. Obwohl das Unterfüllungsepoxid mit einer relativ geraden Seitenwand dargestellt ist, versteht es sich, dass das Unterfüllungsepoxid in einigen beispielhaften Ausführungsformen eine Rundung mit einer gekrümmten Seitenwand haben kann. Zusätzlich kann Unterfüllungsepoxid-Rückstand in Teilen der Oberfläche des Halbleitergehäusesubstrats 102 verbleiben, wo das Unterfüllungsepoxid ursprünglich aufgebracht worden sein kann.
Das Funkmodul 160 von 1C kann ein Halbleitergehäuse 102 ähnlich dem Funkmodul 100 von 1A und ein Antennengehäuse 162 aufweisen, das ein einschichtiges Antennengehäuse sein kann. In dieser beispielhaften Ausführungsform kann das Antennengehäuse eine einfache Dielektrikumschicht 164 aufweisen, und das Material für die Dielektrikumschicht 164 kann dem dielektrischen Material des Kerns oder der Aufbauschicht ähnlich sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Dielektrikumschicht 164 aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, einschließlich Polymermaterial, Keramikmaterial, Kunststoffen, Verbundmaterialien, LCP, Epoxidlaminaten von Glasfasermatten, Prepreg, FR-4-Materialien, FR-5-Materialien, Kombinationen davon oder dergleichen. Kopplungspads 166 können für elektrische Kopplung (z. B. induktiv, kapazitiv und/oder konduktiv usw.) mit Pads 124 des Halbleitergehäuses vorgesehen sein. Das Antennengehäuse 162 kann ferner eine Vielzahl von radiativen Elementen 168, wie z. B. Antennenelemente, die für drahtloses Empfangen und/oder Senden von Signalen konfiguriert sind, aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen können die über die Kopplungspads 166 empfangenen Signale drahtlos über die radiativen Elemente 168 übertragen werden. In den gleichen oder anderen Ausführungsformen können über die radiativen Elemente 168 empfangene Funksignale zu den Kopplungspads 166 geliefert werden, so dass diese Signale von dem Halbleitergehäuse und/oder dem Chip 120 (z. B. RFIC) darauf empfangen werden können.
Es versteht sich, dass die Kopplung zwischen dem Antennengehäuse 126, 162 und dem Halbleitergehäuse einen beliebigen geeigneten Mechanismus außer Epoxid 128 oder Metallkontakten 152 verwenden kann. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen können Klebstoffe, Klebeband, Leim und/oder Laminierung oder sogar jeder geeignete Verbindungsmechanismus verwendet werden, um das Halbleitergehäuse 102 und das Antennengehäuse 126, 162 zu befestigen. Obwohl in dieser Offenbarung einer der vorgenannten Verbindungsmechanismen zur Veranschaulichung dargestellt sein kann, sei darauf hingewiesen, dass dieser durch jeden der anderen Verbindungsmechanismen im Einklang mit den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung ersetzt werden kann. Es sollte auch klar sein, dass in den folgenden Beschreibungen das Halbleitergehäuse 102 und/oder das Antennengehäuse eine beliebige geeignete Anzahl von Zwischenverbindungsschichten aufweisen kann. Zum Beispiel, selbst wenn ein Antennengehäuse, das dem Antennengehäuse 126 ähnelt, in einer bestimmten Konfiguration dargestellt ist, versteht es sich, dass eine unterschiedliche Konfiguration des Antennengehäuses, wie z. B. Antennengehäuse 162, in der bestimmten Darstellung ersetzt werden kann, ohne von den Ausführungsformen der Offenbarung abzuweichen.
Obwohl ein einzelnes Antennengehäuse gezeigt wird, versteht es sich, dass in einigen beispielhaften Ausführungsformen zwei oder mehr Antennengehäuse mit einem Halbleitergehäuse bereitgestellt werden können. Beispielsweise kann ein erstes Antennengehäuse auf einer Seite eines Halbleitergehäuses angeordnet sein, und ein zweites Antennengehäuse kann auf einer zweiten Seite des Halbleitergehäuses angeordnet sein. In einigen Fällen kann die Anordnung von mehr als einem Antennengehäuse auf einem Halbleitergehäuse die Leistung des Funkmoduls verbessern, z. B. durch Bereitstellen einer größeren unidirektionalen drahtlosen Sende-/Empfangsleistung. Mit anderen Worten, das Vorhandensein eines Antennengehäuses auf beiden Seiten eines Halbleitergehäuses kann eine verbesserte Gleichförmigkeit der Energiedichte in Empfang und/oder Übertragung über volle 360° liefern.
2A und 2B stellen vereinfachte Querschnitts-Schemadiagramme dar, die eine weitere Konfiguration eines Funkmoduls 200, 250 veranschaulichen, das ein Antennengehäuse 220 und ein Chipgehäuse 202 aufweist, wobei Gehäuse-Platinen-Verbindungen 216 im Einklang mit den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung auf der gleichen Seite wie ein oder mehrere Chips 208 angeordnet sind.
Das Chipgehäuse 202 kann eine Anzahl von Verbindungen aufweisen, wie im Zusammenhang mit den 1A-1C beschrieben. Die Zwischenverbindungen können ferner einen oder mehrere Pads 204, 206 aufweisen. Einige der Pads 204 können der Herstellung von Kontakt mit Chips 208 dienen, die auf dem Chipgehäuse 202 angeordnet sein können. Wie oben erörtert, können die Chips 208 ein beliebiger geeigneter Chip (RFIC, rauscharmer Verstärker (LNA), drahtloses Basisband, Mikrocontroller usw.) sein und können unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Verbindung 210 und/oder Mechanismus (z. B. Flip-Chip, Kupfersäule, ACF, NCF usw.) befestigt werden. Pads 206 können Formpads 204 der gleichen oder unterschiedlicher Größe sein und können zum Kontaktieren von Gehäuse-Platinen-Verbindungen 216 verwendet werden. Die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 216 können von einem beliebigen geeigneten Typ sein, wie beispielsweise Ball Grid Array (BGA), Land Grid Array (LGA) oder eine beliebige andere geeignete Gehäuse-Platinen-Verbindung. In beispielhaften Ausführungsformen können die Chips 208 von einem Formteil 212 und/oder einer Abschirmung 214 gegen elektromagnetische Störungen (EMI) und/oder einem Deckel umgeben sein. Die EMI-Abschirmung 214 kann ein beliebiger geeigneter Abschirmmechanismus sein, wie z. B. eine Metalldose.
Das Formmaterial kann ein beliebiges geeignetes Formmaterial zum Formen des Formteils 212 sein. Beispielsweise kann das Formmaterial eine flüssig verteilte wärmehärtende Epoxidharz-Gussmasse sein. Eine Gussmasse kann mithilfe eines geeigneten Mechanismus, einschließlich unter anderem Flüssigkeitsabgabe, Schleuderbeschichtung, Sprühbeschichtung, Kombinationen davon oder dergleichen, auf der Oberfläche des Halbleitergehäusesubstrats 202 aufgebracht werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Gussmasse innerhalb der EMI-Abschirmung 214 oder des Deckels angeordnet werden, die dann aufgenommen und über die Chips 208 platziert wird. Die Gussmasse kann, nachdem sie auf der Oberseite des Halbleitergehäuses 202 angeordnet worden ist, gehärtet werden. Nach der Härtung (z. B. Vernetzung) kann die aufgebrachte Gussmasse aushärten und das Formteil 212 bilden, um am Halbleitergehäuse 202 zu haften und die Chips 208 einzukapseln. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Formteil 212 Füllstoffe und/oder andere Materialien enthalten, um CTE vorzugsweise zu kontrollieren, Spannungen zu reduzieren, flammhemmende Eigenschaften zu verleihen, Haftung zu fördern und/oder Feuchtigkeitsaufnahme im Formteil 212 zu reduzieren. Das Formteil 212 kann in beispielhaften Ausführungsformen eine beliebige geeignete Dicke haben. Beispielsweise kann das Formteil 212 ungefähr 1 Millimeter (mm) dick sein. In anderen Fällen kann das Formteil 212 ungefähr im Bereich zwischen etwa 200 Mikrometer (µm) und 800 µm Dicke liegen. In noch anderen Fällen kann das Formteil 212 ungefähr im Bereich zwischen etwa 1 mm und 2 mm Dicke liegen.
Das Antennengehäuse 220 ist hier mit einer Fläche dargestellt, die größer als die Fläche des Chipgehäuses 202 ist. Es versteht sich jedoch, dass die relativen Größen des Chipgehäuses 202 und des Antennengehäuses 220 ein beliebiges geeignetes Verhältnis haben können. Das Chipgehäuse 220 kann Kopplungspads 222 haben, um Signale vom Chipgehäuse 202 zu senden/empfangen, und kann radiative Elemente 224 zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen (z. B. HF-Signalen) haben. Das Antennengehäuse 220 kann mittels Epoxid 218 mit dem Chipgehäuse 202 verbunden sein, wie oben beschrieben. Das Epoxid kann von jeder geeigneten Dicke und/oder Materialeigenschaften sein, um Signale vom Chipgehäuse 202 effektiv zum/vom Antennengehäuse 220 zu koppeln. Es versteht sich, dass ein beliebiger alternativer Verbindungsmechanismus (z. B. Klebstoffe, Leim, metallisches Bonden, Laminierung usw.) verwendet werden kann, um das Chipgehäuse 202 im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung mit dem Antennengehäuse zu koppeln.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Funkmodul 200 auf einer PCB 252 angeordnet werden, indem die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 216 an entsprechende Pads (nicht gezeigt) auf der PCB 252 angebracht werden. Die PCB 252 kann optional einen darin gebildeten Hohlraum 254 aufweisen, um die Höhe der Chips 208, der Chip-Gehäuse-Verbindungen 210, des Formteils 212 und/oder der EMI-Abschirmung 214 aufzunehmen. Somit kann in dieser Konfiguration des Funkmoduls 250 das Antennengehäuse 220 auf einer der PCB 252 entgegengesetzten Seite des Halbleitergehäuses 202 angeordnet sein, auf dem das Funkmodul 200 montiert ist.
3 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls 300 veranschaulicht, das ein Antennengehäuse 314 und ein Chipgehäuse 302 aufweist, wobei Gehäuse-Platinen-Verbindungen 328 im Einklang mit den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung auf der gleichen Seite wie das Antennengehäuse 314 angeordnet sind. Ähnlich dem Chipgehäuse 202 von 2 kann das Chipgehäuse 302 eine Reihe von Zwischenverbindungen 304, 306 aufweisen, wie im Zusammenhang mit den 1A-1C beschrieben. Wie oben erörtert, können die Chips 308 ein beliebiger geeigneter Chip (RFIC, rauscharmer Verstärker (LNA), drahtloses Basisband, Mikrocontroller usw.) sein und können unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Verbindung und/oder eines Mechanismus (z. B. Flip-Chip, Kupfersäule, ACF, NCF usw.) befestigt werden. In beispielhaften Ausführungsformen können die Chips 308 von einem Formteil 310 und/oder einer Abschirmung 312 gegen elektromagnetische Störungen (EMI) umgeben sein. Die EMI-Abschirmung 312 kann ein beliebiger geeigneter Abschirmmechanismus sein, wie z. B. eine Metalldose. Das Antennengehäuse 314 kann Kopplungspads 318 und Strahlelemente 320 aufweisen und kann mittels eines beliebigen geeigneten Mechanismus, wie z. B. Epoxid 316, an dem Chipgehäuse 302 befestigt sein. Gehäuse-Platinen-Verbindungen 328 können auf dem Chipgehäuse 302 auf der gleichen Oberfläche gebildet werden, auf der das Antennengehäuse angeordnet ist. Die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 328 können von einem beliebigen geeigneten Typ sein, wie beispielsweise Ball Grid Array (BGA), Land Grid Array (LGA) oder eine beliebige andere geeignete Gehäuse-Platinen-Verbindung. Die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 328 können zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer PCB 326 verwendet werden. In einigen Fällen kann die PCB 326 einen Hohlraum oder eine Vertiefung 324 aufweisen, um die Höhe des Antennenmoduls 314 aufzunehmen.
4 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls 400 veranschaulicht, das ein Antennengehäuse 406 und eine Interposerschnittstelle 410 im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist. Die Chips 404 können ein beliebiger geeigneter Chip (RFIC, rauscharmer Verstärker (LNA), drahtloses Basisband, Mikrocontroller usw.) sein und können unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Verbindung und/oder eines Mechanismus (z. B. Flip-Chip, Kupfersäule, ACF, NCF usw.) an einem Halbleitergehäuse 402 befestigt werden. Das Antennengehäuse 406 kann Kopplungspads und Strahlelemente aufweisen und kann mittels eines beliebigen geeigneten Mechanismus, wie z. B. Epoxid 408, an dem Chipgehäuse 402 befestigt sein. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann der Interposer 410 auf derselben Oberfläche des Halbleitergehäuses 402 angeordnet sein wie die Chips 404. Dieser Interposer 410 kann ein größere Höhe als die auf dem Halbleitergehäuse 402 angeordneten Chips 404 haben. Der Interposer 410 kann dazu dienen, Signale vom Halbleitergehäuse 402 durch eine Dicke des Interposers 410 zu einer Seite des Interposers zu leiten, die der Seite des Interposers gegenüber liegt, die in Kontakt und/oder in der Nähe des Halbleitergehäuses 402 platziert ist. Der Interposer kann verwendet werden, um das Halbleitergehäuse 402 an einer PCB 420 zu befestigen. Auf diese Weise können Signale vom Halbleitergehäuse zu/von der PCB 420 über den Interposer bereitgestellt werden, der auf derselben Seite wie die Chips 404 auf dem Halbleitergehäuse angeordnet ist. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Interposer 410 aus organischen Materialien und/oder anorganischen Materialien aufgebaut sein. In einigen beispielhaften Fällen kann der Interposer 410 aus einem relativ starren Material (z. B. Silizium, Keramik, Glas usw.) aufgebaut sein. In anderen beispielhaften Fällen kann der Interposer 410 in einer ähnlichen Weise wie das Halbleitergehäuse 402 aufgebaut sein, zum Beispiel mit einer Kernschicht und Aufbauschichten (z. B. Prepreg, Metall) auf einer oder beiden Seiten der Kernschicht. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Interposer 410 Durchkontaktierungen aufweisen (z. B. Durchkontaktierungen in einer Kernschicht, gestapelte Durchkontaktierungen in einem kernlosen organischen Interposer, Silizium-Durchkontaktierungen (TSVs) in einem Silizium-Interposer usw.). In beispielhaften Ausführungsformen kann der Interposer 410 einen Hohlraum aufweisen, um die Chips 404 aufzunehmen, die auf derselben Halbleitergehäuseoberfläche wie der Interposer 410 angeordnet sind. Der Interposer kann eine oder mehrere Verbindungen 414 mit dem Halbleitergehäuse 402 haben. Die Verbindungen 414 können von einem beliebigen geeigneten Typ und/oder Ausmaß sein. Die Verbindung 414 kann einen beliebigen geeigneten Mechanismus verwenden (z. B. Kupfersäule, Flip-Chip usw.). Die Verbindung 416 zwischen dem Interposer 410 und der PCB 420 kann ferner von einem beliebigen geeigneten Typ und/oder Mechanismus sein (z. B. Kupfersäule, Flip-Chip usw.). In einigen Fällen kann elektrisch leitfähiges Material 418 auf dem Interposer 410 angeordnet sein. Das elektrisch leitfähige Material kann auf den Seitenwänden des Interposers 410 unter anderem galvanisch aufgebracht, stromlos plattiert oder als leitfähige Paste aufgetragen werden. Das leitfähige Material kann als EMI-Abschirmung während des Betriebs des Funkmoduls 400 dienen.
Die nicht beanspruchte 5 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls 500 veranschaulicht, das ein Antennengehäuse 514 aufweist, das im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung über eine Leiterplatte (PCB) 512 mit einem Halbleitergehäuse 502 gekoppelt ist. Auf dem Halbleitergehäuse können ein oder mehrere Chips 504 angeordnet sein. Das Halbleitergehäuse kann ferner optional eine EMI-Abschirmung 506 um einen oder mehrere der Chips 504 aufweisen. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen können eine oder mehrere Halbleitergehäuse-Platinen-Verbindungen 510 auf entsprechenden Pads 508 des Halbleitergehäuses 502 hergestellt sein. Die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 510 können von einem beliebigen geeigneten Typ sein, wie beispielsweise Ball Grid Array (BGA), Land Grid Array (LGA) oder eine beliebige andere geeignete Gehäuse-Platinen-Verbindung. Die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 510 können Signale zwischen dem Halbleitergehäuse 502 und der PCB 512 leiten. Einige dieser Signale können über die PCB 512 zu/von dem Antennengehäuse 514 geleitet werden. Das Antennengehäuse kann Antennengehäuse-Platinen-Verbindungen 526 aufweisen, um Signale von/zu der PCB 512 zu empfangen und/oder zu senden, wie z. B. Signale, die von/zu dem Halbleitergehäuse 502 übermittelt werden. Das Antennengehäuse 514 kann eine Vielzahl von Strahlelementen 518 aufweisen, um elektromagnetische Funksignale zu senden und/oder zu empfangen.
6A und 6B stellen vereinfachte Querschnitts-Schemadiagramme dar, die eine Konfiguration eines Funkmoduls veranschaulichen, das ein Antennengehäuse 614 und Formteil-Durchgangskontakte 610 im Einklang mit den beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist. Ein Halbleitergehäuse 602 kann mittels eines beliebigen geeigneten Mechanismus, wie z. B. Epoxid 612, mit dem Antennengehäuse 614 gekoppelt sein. Das Halbleitergehäuse 602 und das Antennengehäuse 614 können in einer Weise gekoppelt sein, dass Signale (z. B. HF-Signale) zwischen ihnen hindurchgeleitet werden. Das Antennengehäuse 614 kann ferner ein oder mehrere Strahlelemente 616 aufweisen, von denen Funksignale gesendet und/oder empfangen werden können. Auf dem Halbleitergehäuse 602 können ein oder mehrere Chips 606 verkapselt sein. Die Chips 606 können in dem Formteil 608 eingekapselt sein, und Formteil-Durchgangsverbindungen 610 können vorgesehen sein, um Signale über Pads 604 zu und/oder von dem Halbleitergehäuse 602 zu leiten. Die Formteil-Durchgangsverbindungen 610 können verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Funkmodul 600 und einer PCB 618 herzustellen. Die Verbindungen können in einer Verbindungsformation 620 zwischen dem Funkmodul 600 und der PCB 618 resultieren. In einigen Fällen kann sich die Formteil-Durchgangsverbindung 610 verformen, um den Kontakt 620 zwischen dem Funkmodul 600 und der PCB 618 zu bilden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können andere Mechanismen zum Verbinden des Funkmoduls 600 und der PCB 618 vorgesehen sein. Solche Mechanismen können Elemente, wie z. B. Kupfersäulen, Lötverbindungen, Verbindungen mit leitfähiger Paste, Verbindungen mit ACF, NCF, Kombinationen davon oder dergleichen, aufweisen.
Das Formteil 608 kann auf der Seite des Halbleitergehäuses 602 mit den Chips 606 ausgebildet sein. Eine Gussmasse kann mithilfe eines geeigneten Mechanismus, einschließlich unter anderem Flüssigkeitsabgabe, Schleuderbeschichtung, Sprühbeschichtung, Kombinationen davon oder dergleichen, auf der Oberfläche des Halbleitergehäuses 602 aufgebracht werden. Die Gussmasse kann nach der Ausgabe auf der Oberseite des Halbleitergehäuses 602 gehärtet werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Gussmasse gehärtet werden, während Druck durch eine Leitungskanaloberfläche darauf ausgeübt wird. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Leitungskanal (z. B. eine relativ flache Oberfläche, die auf das flüssige Formmaterial, das auf der Oberseite des Halbleitergehäusesubstrats angeordnet ist, gepresst wird) selbst erwärmt werden. Nach der Härtung (z. B. Vernetzung) kann die aufgebrachte Gussmasse aushärten und das Formteil 602 bilden, um am Halbleitergehäuse 602 zu haften und die Chips 606 einzukapseln. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Formteil 608 Füllstoffe und/oder andere Materialien enthalten, um CTE vorzugsweise zu kontrollieren, Spannungen zu reduzieren, flammhemmende Eigenschaften zu verleihen, Haftung zu fördern und/oder Feuchtigkeitsaufnahme im Formteil 608 zu reduzieren. Das Formteil 608 kann in beispielhaften Ausführungsformen eine beliebige geeignete Dicke haben. Beispielsweise kann das Formteil 608 ungefähr 1 Millimeter (mm) dick sein. In anderen Fällen kann das Formteil 608 ungefähr im Bereich zwischen etwa 200 Mikrometer (µm) und 800 µm Dicke liegen. In noch anderen Fällen kann das Formteil 608 ungefähr im Bereich zwischen etwa 1 mm und 2 mm Dicke liegen.
Anschließend können Löcher (z. B. Durchkontaktierungen) und/oder Gräben in dem Formteil 608 ausgebildet werden, so dass die Löcher ausgerichtet werden, um Kontakt mit entsprechenden Pads 604 auf der Oberfläche des Halbleitergehäuses 602 herzustellen. Die Löcher und/oder Gräben können von einer beliebigen Vielfalt von geeigneten Prozessen, wie z. B. Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlungs-(Laser)-Ablation, Trockenätzen, Prägen, Plasmaätzen und/oder Nassätzen, gebildet werden. Bei Laserablationsprozessen können eine Laserfrequenz und Laserleistung so gewählt werden, dass eine relativ effiziente Übertragung von Energie auf das Formteil 608 für relativ effektive Ablation des B-Stufen-Epoxids und des Formteils 608 erfolgt. Die Breite der Löcher und/oder Gräben kann eine beliebige geeignete Breite sein. In einigen Fällen können die Gräben 610 eine Breite von ungefähr 500 µm haben. In anderen Fällen können die Grabenbreiten ungefähr im Bereich zwischen etwa 100 µm und 500 µm liegen.
In beispielhaften Ausführungsformen können die Löcher und/oder Gräben im Formteil 608 so gebildet werden, dass die Unterseite der Löcher und/oder Gräben sich zu den Pads 604 und/oder Leiterbahnen des Halbleitergehäuses 602 öffnet. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der zum Öffnen der Gräben verwendete Mechanismus (z. B. Laserablation, Ätzen usw.) selektiv beim Entfernen des Formmaterials relativ zu dem Material (z. b. Kupfer, Aluminium usw.) des Pads 604 sein. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Bildung der Löcher und/oder Gräben 610 eine anfängliche Entfernung des Formteils 608, gefolgt von einer Reinigung der Löcher und/oder Gräben, mit sich bringen. Die anfängliche Entfernung des Formmaterials kann ein beliebiger geeigneter Prozess sein (z. B. Laserablation, Photolithographie, Trockenätzen, Nassätzen, Prägen usw.). Diese anfängliche Entfernung kann in beispielhaften Ausführungsformen Rückstände zurücklassen (z. B. Formungsrückstände, Ätznebenprodukt-Rückstände usw.). Der nachfolgende Reinigungsprozess kann ebenfalls ein beliebiger geeigneter Prozess sein (z. B. Laserablation, Photolithographie, Trockenätzen, Nassätzen, Prägen usw.). In beispielhaften Ausführungsformen kann der anfängliche Entfernungsprozess eine andere Art von Prozess (z. B. Laserablation, Photolithographie, Trockenätzen, Nassätzen, Prägen usw.) als der nachfolgende Reinigungsprozess sein. Beispielsweise kann ein anfänglicher Laserablations-Entfernungsprozess von einem Flash-Nassätzprozess gefolgt werden, um die Löcher und/oder Gräben in dem Formteil 608 zu bilden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann der anfängliche Entfernungsprozess die gleiche Art von Prozess wie der nachfolgende Reinigungsprozess sein, aber mit anderen Parametern. Beispielsweise kann ein Laserablationsprozess mit hoher Leistung von einem Laserablationsprozess mit niedrigerer Leistung gefolgt werden. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann der anfängliche Entfernungsprozess der gleiche wie ein nachfolgender Prozess sein. Natürlich kann in beispielhaften Ausführungsformen jede Anzahl von nachfolgenden Prozessen (z. B. drei Laserablationsprozesse, gefolgt von einem Nassätzprozess) zum Entfernen der vollen Tiefe des Formmaterials 608 verwendet werden, um die Löcher und/oder Gräben der Formteil-Durchgangsverbindung 610 zu bilden.
Anschließend können die Löcher und/oder Gräben mit einem leitfähigen Material (z. B. elektroplattiertem Kupfer, stromlosem Kupfer, Aluminium, leitfähiger Paste, Lötpaste usw.) gefüllt werden, so dass ein Teil des leitfähigen Materials über eine Oberseite des Formteils 608 vorsteht. Auf diese Weise können die Vorsprünge einen Mechanismus für Gehäuse-Platinen-Verbindung bilden. Wenn das Funkmodul 600 auf diese Weise durch Verwendung von Formteil-Durchgangskontakten 610 an einer PCB 618 montiert ist, kann das Halbleitergehäuse 602 Kontakt mit dem Antennengehäuse 614 auf der Seite gegenüber dem Formteil 608 haben. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können zusätzliche Durchkontaktierungen und/oder Gräben in dem Formteil 608 gebildet werden, um die Chips 606 einzuschließen, die auf dem Halbleitergehäuse 602 vorhanden sind. Auf diese Weise kann eine Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen (EMI) in dem Formteil gebildet werden. In einigen Fällen kann eine solche EMI-Abschirmung gleichzeitig mit der Bildung der Formteil-Durchgangskontakte gebildet werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann Unterfüllung zwischen dem Funkmodul 600 und der PCB 618 vorgesehen sein.
Die nicht beanspruchte 7 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls 700 veranschaulicht, das auf einem Halbleitergehäuse 702 angeordnete Antennen-Array-Elemente 710 im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist. In diesen beispielhaften Ausführungsformen können die radiativen Antennen-Array-Elemente 710 eine beliebige geeignete Art von radiativem Element, wie z. B. ein Patch-Antennenelement, sein. Diese Antennenelemente 710 können auf entsprechende Oberflächenpads 704 des Halbleitergehäuses 702 platziert und gebondet werden. Zusätzlich können Chips 706 über jeden geeigneten Chip-Gehäuse-Kontakt 708 auf das Halbleitergehäuse 702 platziert und gebondet werden. Beliebige geeignete Kontakte 712 (z. B. Kupfersäule, Flip-Chip usw.) können verwendet werden, um die Antennen-Array-Elemente 710 an den entsprechenden Pads 712 des Halbleitergehäuses 702 zu befestigen. Gehäuse-Platinen-Verbindungen 714 können gebildet werden, um Kontakt zwischen dem Halbleitergehäuse 702 und einer Platine herzustellen. In beispielhaften Ausführungsformen können die Antennen-Array-Elemente 710 direkt auf einer Oberfläche des Halbleitergehäuses montiert werden, und es kann auch ein Antennengehäuse an dem Halbleitergehäuse 702 befestigt sein.
Mit anderen Worten, es können radiative Elemente auf beiden Seiten (z. B. Antennengehäuse auf der Unterseite und montierte Antennen-Array-Elemente 710 auf der Oberseite) des Halbleitergehäuses 702 vorhanden sein.
Die nicht beanspruchte 8 stellt ein vereinfachtes Querschnitts-Schemadiagramm dar, das eine Konfiguration eines Funkmoduls 800 veranschaulicht, wobei Antennenstrahlelemente 814 im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung auf einer Leiterplatte (PCB) 812 angeordnet sind. Das Funkmodul 800 kann ein Halbleitergehäuse 802 einschließen, das eine oder mehrere elektrische Leiterbahnen aufweist. Am Halbleitergehäuse 802 können ferner ein oder mehrere Chips 806 und optional eine EMI-Abschirmung und/oder ein Deckel 808 befestigt sein. Das Halbleitergehäuse 802 kann ferner über eine Vielzahl von Gehäuse-Platinen-Verbindungen 810 elektrisch und mechanisch mit der PCB 812 verbunden sein. Die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 810 können es dem Halbleitergehäuse gestatten, Signale mit der PCB 812 auszutauschen. In beispielhaften Ausführungsformen können die durch die Platine 812 vom Halbleitergehäuse 802 empfangenen Signale drahtlos zu übertragende Signale sein. Diese Signale können zum Ansteuern von Antennenelementen 814 der PCB 812 verwendet werden, um drahtlose elektromagnetische Signale vom Halbleitergehäuse 802 zu übertragen. Ebenso kann eine HF-Übertragung von den Antennenelementen 814 der PCB 812 empfangen werden, und die entsprechenden Signale können über die Gehäuse-Platinen-Verbindungen 810 und die Leiterbahnen 804 des Halbleitergehäuses 802 zu einem oder mehreren der Chips 806 geliefert werden.
9 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein beispielhaftes Verfahren 900 zum Herstellen eines Funkmoduls veranschaulicht, das ein Gehäuse auf einem Antennengehäuse im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung aufweist. Dieses Verfahren 900 kann verwendet werden, um jedes der in den vorausgehenden Figuren dargestellten Funkmodule herzustellen. Es versteht sich, dass einige Prozesse in einer anderen Reihenfolge als der hier dargestellten durchgeführt werden können. Es versteht sich ferner, dass einige Prozesse geeignete Substitute haben können, die implementiert werden können, ohne von Ausführungsformen der Offenbarung abzuweichen.
Bei Block 902 kann ein Halbleitergehäuse hergestellt werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Halbleitergehäuse in der Form einer Platte hergestellt werden, die nachfolgend in individuelle Halbleitergehäuse vereinzelt wird. Das Halbleitergehäuse kann einen Kern und mehrere Aufbauschichten mit Verbindungen auf einer oder beiden Seiten des Kerns aufweisen. Die Verbindungen können elektrische Pfade für Signale zu/von elektrischen Komponenten definieren, die auf dem Halbleitergehäuse zu montieren sind, sowie für Signale, die zu einer Platine geleitet werden, und/oder für Signale, die zu einem Antennengehäuse geleitet werden. Das Halbleitergehäuse kann eine beliebige geeignete Anzahl von Zwischenverbindungsschichten haben, und kann ferner Gehäuse-Platinen-Verbindungen, wie z. B. BGA, LGA oder dergleichen, aufweisen.
Bei Block 904 können elektronische Komponenten auf das Halbleitergehäusesubstrat montiert werden. Dieser Prozess kann ein Bestückungssystem beinhalten, um die elektronischen Komponenten auf das Halbleitergehäuse auszurichten. Jeder geeignete Mechanismus der Befestigung (z. B. Kupfersäule, Flip-Chip, ACF, NCF usw.) kann zum Montieren der elektronischen Komponenten auf dem Halbleitergehäuse verwendet werden. Die elektronischen Komponenten können beliebige geeignete elektronische Komponenten sein, wie z. B. ICs, RFICs, Mikrocontroller, Basisband-Chips, Mikroprozessoren, Speicherchips, oberflächenmontierte Bauelemente (SMDs), diskrete Komponenten, Transistoren, Dioden, Widerstände, Induktivitäten, Kondensatoren, Kombinationen davon oder dergleichen.
Bei Block 906 kann ein Antennengehäuse hergestellt werden. Wie oben beschrieben, kann das Antennengehäuse eine beliebige geeignete Anzahl von Zwischenverbindungsschichten haben und kann Pads zum Empfangen und/oder Senden von Signalen von/zu dem Halbleitergehäuse aufweisen. Das Antennengehäuse kann ferner eine Vielzahl von radiativen Antennenelementen zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen (z. B. HF, Millimeterwelle, 60 GHz usw.) aufweisen.
Bei Block 908 kann das Antennengehäuse am Halbleitergehäuse befestigt werden. Alternativ kann das Halbleitergehäuse am Antennengehäuse befestigt werden. Für die Befestigung kann ein beliebiger geeigneter Mechanismus, wie z. B. metallisches Bonden, Epoxid, Klebstoff, Mechanik, Laminierung, Kombinationen davon oder dergleichen, verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass das Verfahren 900 auf verschiedene Weisen im Einklang mit bestimmten Ausführungsformen der Offenbarung modifiziert werden kann. Beispielsweise können in anderen Ausführungsformen der Offenbarung eine oder mehrere Operationen des Verfahrens 900 eliminiert oder außerhalb der Reihenfolge ausgeführt werden. Zusätzlich können andere Operationen im Einklang mit anderen Ausführungsformen der Offenbarung zu dem Verfahren 900 hinzugefügt werden.
10 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein weiteres beispielhaftes Verfahren 1000 zum Herstellen eines Funkmoduls im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Dieses Verfahren 1000 kann verwendet werden, um jedes der in den vorausgehenden Figuren dargestellten Funkmodule herzustellen, wo das Antennengehäuse und das Halbleitergehäuse mit Epoxid verbunden werden. Es versteht sich, dass einige Prozesse in einer anderen Reihenfolge als der hier dargestellten durchgeführt werden können. Es versteht sich ferner, dass einige Prozesse geeignete Substitute haben können, die implementiert werden können, ohne von Ausführungsformen der Offenbarung abzuweichen.
Bei Block 1002 kann eine Halbleitergehäuse-Substratplatte hergestellt werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Halbleitergehäuseplatte eine Vielzahl von darauf hergestellten Halbleitergehäusen aufweisen. Die Halbleitergehäuse-Substratplatte kann durch Aufbauen von Schichten von Verbindungsleiterbahnen hergestellt werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Platte einen Kern und mehrere Aufbauschichten mit Verbindungen auf einer oder beiden Seiten des Kerns aufweisen. In anderen Fällen kann eine kernlose Integration verwendet werden. Die Verbindungen können elektrische Pfade für Signale zu/von elektrischen Komponenten definieren, die auf dem Halbleitergehäuse zu montieren sind, sowie für Signale, die zu einer Platine geleitet werden, und/oder für Signale, die zu einem Antennengehäuse geleitet werden.
Bei Block 1004 können elektronische Komponenten auf die Halbleitergehäuse-Substratplatte montiert werden. Dieser Prozess kann ein Bestückungssystem beinhalten, um die elektronischen Komponenten auf das Halbleitergehäuse auszurichten. Jeder geeignete Mechanismus der Befestigung (z. B. Kupfersäule, Flip-Chip, ACF, NCF usw.) kann zum Montieren der elektronischen Komponenten auf dem Halbleitergehäuse verwendet werden. Die elektronischen Komponenten können beliebige geeignete elektronische Komponenten sein, wie z. B. ICs, RFICs, Mikrocontroller, Basisband-Chips, Mikroprozessoren, Speicherchips, oberflächenmontierte Bauelemente (SMDs), diskrete Komponenten, Transistoren, Dioden, Widerstände, Induktivitäten, Kondensatoren, Kombinationen davon oder dergleichen. Bei Block 1006 können Formteil, Abschirmung und Gehäuse-Platinen-Verbindungen auf der Gehäusesubstratplatte gebildet werden.
Bei Block 1008 kann ein Antennengehäuse hergestellt werden. Die Antennengehäuse können auf einer Platte hergestellt und dann vereinzelt werden, um eine Vielzahl von Antennengehäusen von einem einzelnen Antennengehäusesubstrat zu bilden. Wie oben beschrieben, kann das Antennengehäuse eine beliebige geeignete Anzahl von Zwischenverbindungsschichten haben und kann Pads zum Empfangen und/oder Senden von Signalen von/zu dem Halbleitergehäuse aufweisen. Das Antennengehäuse kann ferner eine Vielzahl von radiativen Antennenelementen zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen (z. B. HF, Millimeterwelle, 60 GHz usw.) aufweisen.
Bei Block 1010 kann das Antennengehäuse auf das Halbleitergehäusesubstrat ausgerichtet und platziert und mittels Epoxid an Ort und Stelle gehalten werden. Die Ausrichtung kann mit einem Bestückungssystem durchgeführt werden, um entsprechende Pads des Halbleitergehäusesubstrats und des Antennengehäuses auszurichten. Bei Block 1012 kann das Epoxid gehärtet werden. Bei Block 1014 kann das Halbleitergehäusesubstrat vereinzelt werden, um das Halbleitergehäuse als Funkmodul auf dem Antennengehäuse zu bilden.
Es ist zu beachten, dass das Verfahren 1000 auf verschiedene Weisen im Einklang mit bestimmten Ausführungsformen der Offenbarung modifiziert werden kann. Beispielsweise können in anderen Ausführungsformen der Offenbarung eine oder mehrere Operationen des Verfahrens 1000 eliminiert oder außerhalb der Reihenfolge ausgeführt werden. Zusätzlich können andere Operationen im Einklang mit anderen Ausführungsformen der Offenbarung zu dem Verfahren 1000 hinzugefügt werden.
Es versteht sich, dass die hier beschriebene Vorrichtung ein beliebiger geeigneter Typ von Mikroelektronikgehäuse und Konfigurationen davon sein kann, darunter zum Beispiel System-in-Package (SiP), System-on-Package (SOP), Package-on-Package (PoP), Interposer-Package, 3D-Stacked-Package usw. Tatsächlich kann jeder geeignete Typ von Mikroelektronikkomponenten in den Halbleitergehäusen vorhanden sein, wie hier beschrieben. Beispielsweise können Mikrocontroller, Mikroprozessoren, Basisband-Prozessoren, Digitalsignalprozessoren, Speicherchips, Field-Gate-Arrays, Logikgatter-Chips, Passivkomponenten-Chips, MEMSs, oberflächenmontierte Bauelemente, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Basisband-Prozessoren, Verstärker, Filter, Kombinationen davon oder dergleichen in den Halbleitergehäusen verkapselt sein, wie hier offenbart. Die Halbleitergehäuse, wie hier offenbart, können in einer Vielzahl von elektronischem Gerät, einschließlich Verbraucher, Industrie, Militär, Kommunikation, Infrastruktur, und/oder anderen elektronischen Geräten, geliefert werden.
Das Halbleitergehäuse, wie hier beschrieben, kann verwendet werden, um einen oder mehrere Prozessoren aufzunehmen. Die ein oder mehreren Prozessoren können ohne Einschränkung eine Zentraleinheit (CPU), einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren (DSP), einen Rechner mit reduziertem Befehlssatz (RISC), einen Rechner mit komplexem Befehlssatz (CISC), einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine beliebige Kombination davon aufweisen. Die Prozessoren können auch eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder anwendungsspezifische Standardprodukte (ASSPs) zur Abwicklung spezifischer Datenverarbeitungsfunktionen oder -aufgaben aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen können die Prozessoren auf einem System mit Intel®-Architektur basiert sein, und die ein oder mehreren Prozessoren und jeglicher in einem elektronischen Gerät enthaltener Chipsatz kann von einer Familie von Intel®-Prozessoren und -Chipsätzen stammen, wie z. B. der Familie der Intel® Atom®-Prozessoren oder der Intel-64-Prozessoren (z. B. Sandy Bridge®, Ivy Bridge®, Haswell®, Broadwell®, Skylake® usw.).
Zusätzlich oder alternativ kann das Halbleitergehäuse, wie hier beschrieben, verwendet werden, um einen oder mehrere Speicherchips aufzunehmen. Das Speicherelement kann ein oder mehrere flüchtige und/oder nicht flüchtige Speichergeräte aufweisen, darunter auch magnetische Speichergeräte, Nur-Lese-Speicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), dynamisches RAM (DRAM), statisches RAM (SRAM), synchrones dynamisches RAM (SDRAM), Double Data Rate (DDR)-SDRAM (DDR-SDRAM), RAM-BUS DRAM (RDRAM), Flash-Speichergeräte, elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), nicht flüchtiges RAM (NVRAM), abnehmbaren Universal Serial Bus (USB)-Speicher, oder Kombinationen davon.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das elektronische Gerät, in dem das Halbleitergehäuse vorgesehen ist, eine Rechenvorrichtung sein. Eine solche Rechenvorrichtung kann eine oder mehrere Platinen beherbergen, auf denen die Anschlüsse des Halbleitergehäuses angeordnet sein können. Die Platine kann eine Anzahl von Komponenten aufweisen, darunter auch einen Prozessor und/oder mindestens einen Kommunikationschip. Der Prozessor kann physisch und elektrisch mit der Platine verbunden sein, zum Beispiel durch elektrische Anschlüsse des Halbleitergehäuses. Die Rechenvorrichtung kann ferner eine Vielzahl von Kommunikationschips aufweisen. Beispielsweise kann ein erster Kommunikationschip kürzerreichweitiger drahtloser Kommunikation gewidmet sein, wie etwa Wi-Fi und Bluetooth, und ein zweiter Kommunikationschip kann längerreichweitiger drahtloser Kommunikation gewidmet sein, wie etwa GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, EV-DO und anderen. In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung ein Laptop, ein Netbook, ein Notebook, ein Ultrabook, ein Smartphone, ein Tablet, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein ultramobiler PC, ein Mobiltelefon, ein Tischcomputer, ein Server, ein Drucker, ein Scanner, ein Monitor, eine Set-Top-Box, eine Unterhaltungssteuereinheit, eine Digitalkamera, ein tragbarer Musikspieler, ein digitaler Videorecorder, Kombinationen davon oder dergleichen sein. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung ein beliebiges anderes elektronisches Gerät sein, das Daten verarbeitet.
Während die Offenbarung verschiedene Ausführungsformen aufweist, die zumindest einen besten Modus einschließen, versteht es sich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen dem Fachmann angesichts der vorangehenden Beschreibung offensichtlich sein werden. Dementsprechend ist die Offenbarung beabsichtigt, alle solche Alternativen, Modifikationen und Variationen, die in den Rahmen der enthaltenen Ansprüche fallen, zu umfassen. Alle hier offenbarten oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Dinge sind in einem illustrativen und nicht einschränkenden Sinn zu interpretieren.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Offenbarung kann ein Funkmodul vorhanden sein. Das Funkmodul kann ein Halbleitergehäuse aufweisen, auf dem mindestens eine elektronische Komponente und ein erstes Kopplungspad angeordnet sind; und ein am Halbleitergehäuse befestigtes Antennengehäuse, das mindestens ein radiatives Element und ein zweites Kopplungspad aufweist, das kommunikativ mit dem ersten Kopplungspad gekoppelt ist, wobei das mindestens eine radiative Element dazu ausgelegt ist, ein Signal drahtlos zu senden oder zu empfangen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen weist das Funkmodul ferner eine zwischen dem Halbleitergehäuse und dem Antennengehäuse angeordnete Epoxidschicht auf. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das erste Kopplungspad zumindest eines der Pads, die induktiv oder kapazitiv mit dem zweiten Kopplungspad gekoppelt ist. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das Antennengehäuse mit einer oder mehreren metallischen Verbindungen am Halbleitergehäuse befestigt. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Funkmodul ferner eine zwischen dem Halbleitergehäuse und dem Antennengehäuse angeordnete Unterfüllung aufweisen, wobei die Unterfüllung die metallischen Verbindungen einkapselt.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Offenbarung weist das Funkmodul neben dem radiativen Element ein Patch-Antennenelement auf. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen weist das Halbleitergehäuse ferner eine elektromagnetische Abschirmung auf, die um die mindestens eine elektronische Komponente angeordnet ist. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Antennengehäuse eine oder mehrere darauf angeordnete diskrete elektrische Komponenten auf. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das Funkmodul einen auf dem Halbleitergehäuse angeordneten Interposer aufweisen, wobei der Interposer eine erste Verbindung zu dem Halbleitergehäuse und eine Interposer-Platinen-Verbindung umfasst. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann ein Formteil vorhanden sein, das die mindestens eine elektronische Komponente einkapselt, wobei das Formteil eine leitfähige Säule aufweist, die sich von einer ersten Seite des Formteils zu einer zweiten Seite des Formteils erstreckt und zumindest teilweise über die zweite Seite des Formteils hinausragt, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt und die leitfähige Säule elektrisch mit einem ersten Kontaktpad am Halbleitergehäuse gekoppelt ist. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das mindestens eine radiative Element ein erster Satz von radiativen Elementen, und wobei das Funkmodul ferner einen zweiten Satz von radiativen Elementen umfasst, die auf dem Halbleitergehäuse angeordnet sind.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Offenbarung kann ein Verfahren vorhanden sein. Das Verfahren kann Folgendes beinhalten: Bilden eines Halbleitergehäuses, das eine erste Oberseite und eine erste Unterseite aufweist, die der ersten Oberseite gegenüberliegt, wobei die erste Oberseite ein Verbindungspad aufweist und die erste Unterseite ein erstes Kopplungspad aufweist; Bilden eines Antennengehäuses, das eine zweite Oberseite und eine zweite Unterseite aufweist, die der zweiten Oberseite gegenüberliegt, wobei die zweite Oberseite ein zweites Kopplungspad aufweist und die zweite Unterseite ein radiatives Element aufweist; Befestigen eines Chips an dem Verbindungspad; und Befestigen des Halbleitergehäuses am Antennengehäuse. In einigen beispielhaften Ausführungsformen beinhaltet das Bilden des Halbleitergehäuses das Bereitstellen eines Gehäusekerns mit einer ersten Kernoberfläche und einer zweiten Kernoberfläche; Bilden von Durchkontaktierungen im Gehäusekern; Bilden einer ersten Aufbauschicht, welche die erste Kernoberfläche überlagert, wobei das Verbindungspad auf der ersten Aufbauschicht gebildet wird; und Bilden einer zweiten Aufbauschicht, welche die zweite Kernoberfläche überlagert, wobei das erste Kopplungspad auf der zweiten Aufbauschicht gebildet wird. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Bilden des Halbleitergehäuses das Bilden einer oder mehrerer Aufbauschichten, wobei das Bilden des Antennengehäuses das Bilden einer oder mehrerer zweiter Aufbauschichten umfasst, und wobei eine Anzahl der einen oder mehreren ersten Aufbauschichten von einer Anzahl der einen oder mehreren zweiten Aufbauschichten abweicht.
Im Einklang mit beispielhaften Ausführungsformen beinhaltet das Befestigen des Halbleitergehäuses am Antennengehäuse das Aufbringen von Epoxid auf die erste Unterseite; das Ausrichten und Platzieren des Antennengehäuses, so dass das erste Kopplungspad im Wesentlichen auf das zweite Kopplungspad ausgerichtet wird; und Härten des Epoxids. In einigen beispielhaften Ausführungsformen beinhaltet das Befestigen des Halbleitergehäuses am Antennengehäuse das Bilden einer Gehäuse-Gehäuse-Verbindung auf dem zweiten Kopplungspad; das Ausrichten und Platzieren des Antennengehäuses, so dass das erste Kopplungspad im Wesentlichen auf die Gehäuse-Gehäuse-Verbindung ausgerichtet wird; und das Bilden einer Bindung zwischen der Gehäuse-Gehäuse-Verbindung und dem ersten Kopplungspad. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bilden einer Unterfüllung zwischen dem Halbleitergehäuse und dem Antennengehäuse beinhalten, wobei die Unterfüllung die Gehäuse-Gehäuse-Verbindung einkapselt. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Verfahren das Bereitstellen einer elektromagnetischen Abschirmung beinhalten, die den Chip zumindest teilweise umschließt. In einigen weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Verfahren das Bilden eines Formteils beinhalten, das zumindest einen Teil der ersten Oberseite überlagert und den Chip einkapselt; und das Bilden eines Lochs im Formteil; und das Füllen des Lochs mit einem leitfähigen Material. In noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das leitfähige Material ein erstes leitfähiges Material, und das Verfahren beinhaltet ferner das Bilden eines Grabens in dem Formteil, das den Chip umgibt; und Aufbringen eines zweiten leitfähigen Materials innerhalb des Grabens.

Claims

Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600), das Folgendes umfasst: ein Halbleitergehäuse (102, 202, 402, 602), auf dem mindestens ein Chip (120, 208, 308,404, 606) und ein erstes Kopplungspad (124) angeordnet sind, wobei das Halbleitergehäuse ein erstes dielektrisches Material (108, 110, 112) aufweist; und ein am Halbleitergehäuse befestigtes Antennengehäuse (126, 162, 220, 314, 406, 614), das mindestens ein radiatives Element (140, 224) und ein zweites Kopplungspad (138, 166, 222, 318) aufweist, das kommunikativ mit dem ersten Kopplungspad gekoppelt ist, wobei das mindestens eine radiative Element dazu ausgelegt ist, ein Signal drahtlos zu senden oder zu empfangen, wobei das Antennengehäuse ein zweites dielektrisches Material (132, 134, 164) aufweist, wobei das erste Kopplungspad induktiv oder kapazitiv mit dem zweiten Kopplungspad gekoppelt sind, wobei das radiative Element über einen elektrisch leitfähigen Pfad mit dem zweiten Kopplungspad verbunden ist.
Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, das ferner eine zwischen dem Halbleitergehäuse und dem Antennengehäuse angeordnete Epoxidschicht (128) umfasst.
Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, wobei das radiative Element ein Patch-Antennenelement umfasst.
Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, wobei das Halbleitergehäuse ferner eine elektromagnetische Abschirmung (214, 312) umfasst, die um den mindestens einen Chip angeordnet ist.
Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, wobei das Antennengehäuse eine oder mehrere darauf angeordnete diskrete elektrische Komponenten umfasst.
Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, das ferner einen auf dem Halbleitergehäuse angeordneten Interposer (410) umfasst, wobei der Interposer eine erste Verbindung zu dem Halbleitergehäuse und eine Interposer-Platinen-Verbindung umfasst.
Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, das ferner ein Formteil (212, 310, 608) umfasst, das den mindestens einen Chip einkapselt, wobei das Formteil eine leitfähige Säule aufweist, die sich von einer ersten Seite des Formteils zu einer zweiten Seite des Formteils erstreckt und zumindest teilweise über die zweite Seite des Formteils hinausragt, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt und die leitfähige Säule elektrisch mit einem ersten Kontaktpad am Halbleitergehäuse gekoppelt ist.
Funkmodul (100, 150, 160, 200, 250, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine radiative Element ein erster Satz von radiativen Elementen (224) ist, und wobei das Funkmodul ferner einen zweiten Satz von radiativen Elementen umfasst, die auf dem Halbleitergehäuse angeordnet sind.
Verfahren (900, 1000), das Folgendes umfasst: Bilden eines Halbleitergehäuses (902, 1002), das eine erste Oberseite und eine erste Unterseite aufweist, die der ersten Oberseite gegenüberliegt, wobei die erste Oberseite ein Verbindungspad aufweist und die erste Unterseite ein erstes Kopplungspad aufweist, wobei das Halbleitergehäuse ein erstes dielektrisches Material (108, 110, 112) aufweist; Bilden eines Antennengehäuses (906, 1008), das eine zweite Oberseite und eine zweite Unterseite aufweist, die der zweiten Oberseite gegenüberliegt, wobei die zweite Oberseite ein zweites Kopplungspad aufweist und die zweite Unterseite ein radiatives Element aufweist, wobei das Antennengehäuse ein zweites dielektrisches Material (132, 134, 164) aufweist, wobei das radiative Element über einen elektrisch leitfähigen Pfad mit dem zweiten Kopplungspad verbunden ist; Befestigen eines Chips (904, 1004) am Verbindungspad; und Befestigen des Halbleitergehäuses (908, 1010) am Antennengehäuse, wobei Befestigen des Halbleitergehäuses am Antennengehäuse Folgendes umfasst: Aufbringen von Epoxid auf die erste Unterseite; Ausrichten und Platzieren des Antennengehäuses, so dass das erste Kopplungspad im Wesentlichen auf das zweite Kopplungspad ausgerichtet wird; und Härten des Epoxids.
Verfahren (900, 1000) nach Anspruch 9, wobei Bilden des Halbleitergehäuses Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Gehäusekerns, der eine erste Kernoberfläche und eine zweite Kernoberfläche aufweist; Bilden von Durchkontaktierungen in dem Gehäusekern; Bilden einer ersten Aufbauschicht, welche die erste Kernoberfläche überlagert, wobei das Verbindungspad auf der ersten Aufbauschicht gebildet wird; und Bilden einer zweiten Aufbauschicht, welche die zweite Kernoberfläche überlagert, wobei das erste Kopplungspad auf der zweiten Aufbauschicht gebildet wird.
Verfahren (900, 1000) nach Anspruch 9, wobei Bilden des Halbleitergehäuses das Bilden einer oder mehrerer Aufbauschichten umfasst, wobei das Bilden des Antennengehäuses das Bilden einer oder mehrerer zweiter Aufbauschichten umfasst, und wobei eine Anzahl der einen oder mehreren ersten Aufbauschichten von einer Anzahl der einen oder mehreren zweiten Aufbauschichten abweicht.
Verfahren (900, 1000) nach Anspruch 9, das ferner das Bereitstellen einer elektromagnetischen Abschirmung umfasst, die den Chip zumindest teilweise umschließt.
Verfahren (900, 1000) nach Anspruch 9, das ferner Folgendes umfasst: Bilden eines Formteils, das zumindest einen Teil der ersten Oberseite überlagert und den Chip einkapselt; und Bilden eines Lochs im Formteil; und Ausfüllen des Lochs mit einem leitfähigen Material.
Verfahren (900, 1000) nach Anspruch 13, wobei das leitfähige Material ein erstes leitfähiges Material ist und das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bilden eines Grabens in dem Formteil, das den Chip umgibt; und Aufbringen eines zweiten leitfähigen Materials innerhalb des Grabens.