具有集成模块的器件及其制造方法

摘要

提供一种模块。所述模块包括在顶部表面上提供有空腔的第一模块单元和其上安装有一个或更多个电子器件的第二模块单元。第二模块单元至少部分容纳于第一模块单元的空腔中。

权利要求

1.一种器件，包含：

在顶部表面提供有空腔的第一模块单元；和

第二模块单元，在所述第二模块单元上安装有一个或更多个电子器件，所述第二模块单元的所述电子器件至少部分容纳于所述第一模块单元的所述空腔中。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一模块单元包括具有所述空腔的基板、在所述基板上形成的一个或更多个线图案、和安装在所述基板上的一个或更多个电子器件。

3.根据权利要求1所述的器件，其中所述第二模块单元包括其上形成有一个或更多个线图案的基板，并且所述电子器件安装在所述基板上。

4.根据权利要求1所述的器件，其中所述电子器件安装在所述第二模块单元的所述基板的顶部表面和底部表面中的至少一个上。

5.根据权利要求1所述的器件，其中所述电子器件安装在所述第一模块单元的顶部表面和所述空腔的表面中的一个上。

6.根据权利要求1所述的器件，其中在所述空腔的上部上形成台阶，所述第二模块单元的所述基板布置在所述台阶上。

7.一种器件，包括：

在顶部表面提供有形成为双台阶结构的空腔的第一模块单元；和第二模块单元，在所述第二模块单元上安装有一个或更多个电子器件，所述第二模块单元容纳于所述第一模块单元的所述空腔中。

8.根据权利要求7所述的器件，其中所述空腔包括具有低于所述第一模块单元的所述顶部表面的表面的第一凹槽和具有低于所述第一凹槽的所述表面的表面的第二凹槽，所述第二凹槽的宽度小于所述第一凹槽的宽度。

9.根据权利要求7所述的器件，其中所述第一模块单元包括具有所述空腔的基板、在所述基板上形成的一个或更多个线图案、和安装在所述基板上的一个或更多个电子器件。

10.根据权利要求7所述的器件，其中所述第二模块单元包括其上形成有一个或更多个线图案的基板，所述电子器件安装在所述基板上。

11.根据权利要求7所述的器件，其中所述电子器件安装在所述第二模块单元的所述基板的顶部表面和底部表面中的至少一个上。

12.根据权利要求7所述的器件，其中所述电子器件安装在所述第一模块单元的顶部表面和所述空腔的表面中的至少一个上。

13.根据权利要求7所述的器件，其中所述第二模块单元的所述电子器件容纳于所述第一凹槽和第二凹槽中的至少一个中。

14.根据权利要求7所述的器件，包括容纳于所述第一凹槽和第二凹槽中的至少一个中的第三模块单元。

15.一种方法，包括：

形成具有基板的第一模块单元，所述基板具有空腔；

形成具有其上安装有一个或更多个电子器件的基板的第二模块单元；和将所述第一模块单元耦接至所述第二模块单元，使得所述第二模块单元的所述电子器件容纳于所述基板的所述空腔中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一模块单元的形成包括：形成具有低于所述第一模块单元的所述基板的顶部表面的表面的所述空腔。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一模块单元的形成包括：形成具有低于所述第一模块单元的所述基板的顶部表面的表面的第一凹槽；和形成具有低于所述第一凹槽的所述表面的表面并且具有小于所述第一凹槽宽度的宽度的第二凹槽。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述电子器件安装在所述第二模块单元的所述基板的顶部表面和底部表面中的一个上。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一模块至所述第二模块的耦接包括：使得在所述第一模块单元的所述基板上形成的线图案接触在所述第二模块单元的所述基板上形成的线图案；和通过回流或者引线接合工艺中的至少一个将所述第一模块单元耦接至所述第二模块单元。

说明书

具有集成模块的器件及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明的实施方案涉及模块。

背景技术

[0002] 近来，已经提出多种封装诸如球栅阵列封装(BGA)和系统级封装以跟上用于实现电子设备模块的半导体封装系统的小型化和高度集成的发展需要。

[0003] 图1是通过应用相关技术的层叠封装(package-on-package)技术制造的半导体封装的视图。

[0004] 如图1中所示，在下部封装10上堆叠上部封装20，通过该堆叠上部封装20物理地电连接至下部封装20。

[0005] 然而，由于上部封装20和下部10彼此堆叠，所以总厚度增加。因此，该结构不能用于追求小型化和高度集成的电子设备。

发明内容

[0006] 技术问题

[0007] 实施方案提供适合于小型化和高度集成的模块。

[0008] 技术方案

[0009] 一个实施方案提供器件，包括：在上表面提供有空腔的第一模块单元；和其上安装有一个或更多个电子器件的第二模块单元，该第二模块单元至少部分容纳在该第一模块单元的空腔中。

[0010] 一个实施方案提供器件，包括：在上表面提供有形成为双台阶结构的空腔的第一模块单元；和其上安装有一个或更多个电子器件的待容纳在该第一模块单元的空腔中的第二模块单元。

[0011] 有益效果

[0012] 根据上述实施方案，由于第二模块单元的电子器件容纳在第一模块单元的空腔中，所以可以实现小型化和高度集成。

[0013] 此外，由于不同的电子器件分别安装在第一模块单元和/或第二模块单元上，所以可以进一步提高集成性。

附图说明

[0014] 在此包括的用于进一步理解本发明并引入本申请作为本申请的一部分的附图说明了本发明的实施方案，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中： [0015] 图1是相关技术的模块的截面图；

[0016] 图2是用于根据第一实施方案的模块的第一模块单元的截面图；

[0017] 图3是用于根据第一实施方案的模块的第二模块单元的截面图；

[0018] 图4是说明根据第一实施方案的模块的第一模块单元和第二模块单元的耦接状态的截面图；

[0019] 图5是用于根据第二实施方案的模块的第一模块单元的截面图；

[0020] 图6是说明根据第二实施方案的模块的第一模块单元和第二模块单元的耦接状态的截面图；

[0021] 图7是说明根据第二实施方案的模块的第一模块单元、第二模块单元和第三模块单元的耦接状态的截面图。

具体实施方式

[0022] 现在将详细说明本发明的优选实施方案，其实例描述于附图中。然而，本发明可以许多不同的形式实现，并且不应该解释为限于此处阐述的实施方案；而是，提供这些实施方案使得本公开是彻底和完全的，并且使得本领域技术人员完全理解本发明的构思。 [0023] 以下将参考图2至图4描述根据第一实施方案的模块。

[0024] 在实施方案的描述中，当一个元件称为形成在另外的元件上或下时，所述第一元件可以直接形成在第二元件上或下使得两个元件接触，或者第一元件可以间接形成在第二元件上而在所述第一元件和第二元件之间插入第三元件。

[0025] 在附图中，为描述方便和清楚起见，每个层的厚度或者尺寸可以放大或者示意性说明。

[0026] 图2和3分别是说明用于第一实施方案的模块的第一模块单元和第二模块单元的截面图。

[0027] 参考图2和图3，第一实施方案的模块包括第一模块单元200和物理地电耦接至第一模块单元200的第二模块单元100。

[0028] 第一模块单元200包括基板210和在基板210的顶部表面和底部表面上以及在基板210中形成的线图案220、222和224。基板210具有多个通孔230。

[0029] 通孔230填充有导电材料用于电互连线图案220、222和224。

[0030] 虽然附图中没有显示，但是在第一模块单元200的基板210的顶部表面上可以安装多个电子器件(有源器件和无源器件)诸如半导体封装、半导体管芯、电阻器、电感器和电容器。

[0031] 根据第一实施方案，在第一模块单元200的基板210的顶部表面上形成一个或更多个空腔250。可以合适地设计空腔250的宽度、长度和深度。

[0032] 空腔250以具有低于基板210顶部表面的表面的凹槽的形式提供。此外，空腔250形成为在尺寸上对应于以后将描述的第二模块单元100，使得第二模块单元100可以插入空腔250中。

[0033] 参考图3，第二模块单元100包括基板110。在基板110的顶部表面和底部表面上以及在基板110中形成多个线图案120、122和124。基板110具有穿透基板110的顶部表面和底部表面的多个通孔130。在第二模块单元100的基板110的顶部表面和/或底部表面上可以安装多个电子器件诸如不同的半导体封装150、半导体管芯、电阻器140、电感器和电容器。

[0034] 通孔130填充有导电材料用于电互连线图案120、122和124。

[0035] 附图标记160表示用于保护封装150免于外部冲击的包封物(encapsulation)。

[0036] 以下将描述第一模块单元和第二模块单元的耦接结构。

[0037] 图4是说明根据第一实施方案的模块的第一模块单元和第二模块单元的耦接状态的截面图。

[0038] 第二模块单元100以如下状态耦接至第一模块单元200：其上安装有封装150的顶部表面面对第一模块单元200的空腔250的表面。

[0039] 更详细地，翻转第二模块单元100使得其上安装有封装150的顶部表面对应于空腔250。随后，第二模块单元100与第一模块单元200对准，使得在第二模块单元100的顶部表面上形成的线图案122接触在第一模块单元200的顶部表面上形成的线图案222。然后，通过回流或者引线接合工艺使得第一模块单元200物理地电连接至第二模块单元100。 [0040] 利用上述结构，由于第二模块单元100的电子器件插入到在第一模块单元200上形成的空腔250中，所以模块的尺寸显著减小并且高度集成。

[0041] 此外，由于在第二模块单元100的顶部表面上形成的线图案122直接接触在第一模块单元200的顶部表面上形成的线图案222，所以与相关技术的模块相比可以进一步减小模块的总高度。此外，可以利用在第一模块单元200的基板210上形成的空腔250的表面。

[0042] 即，如图4所示，电子器件270安装在第一模块单元200的空腔250的表面上并且第二模块单元100耦接至第一模块单元200，使得第二模块单元100的封装150可以容纳在第一模块单元200的空腔250中。结果，可以实现模块的小型化和高度集成。 [0043] 此外，安装在第二模块单元100的基板110上的封装150和包封物160可以容纳于在第一模块单元200的基板210上形成的空腔250中。第二模块单元100仅从第一模块单元200突出其厚度，因此耦接至第一模块单元200的第二模块单元100的突出高度变得和在第一模块单元200的基板210上安装的电子器件240的高度几乎相同。

[0044] 因此，即使当第二模块单元100耦接至第一模块单元200时，第一模块单元200和第二模块单元100的耦接高度也没有改变，由此实现小型化和高度集成。

[0045] 此外，封装170及其它电子器件诸如二极管可以进一步安装在第二模块单元100的基板110的顶部表面和底部表面上。在该情况下，第二模块 单元100可以耦接至第一模块单元200，使得基板110的顶部表面和底部表面中的一个可以插入第一模块单元200的空腔250中。

[0046] 即，参考图4，封装安装在第二模块单元100的基板110的顶部表面和底部表面上，因此可进一步提高模块的集成性。

[0047] 以下将参考图5至7描述根据本发明第二实施方案的模块。

[0048] 图5是用于根据第二实施方案的模块的第一模块单元的截面图。

[0049] 参考图5和图6，第二实施方案的模块包括第一模块单元300和物理地电耦接至第一模块单元300的第二模块单元100。

[0050] 第一模块单元300包括基板310和在基板310的顶部表面和底部表面上以及在基板310中形成的线图案320、322、324、332和334。基板310具有多个通孔330。 [0051] 通孔330填充有导电材料用于电互连线图案320、322、324、332和334。 [0052] 虽然图5中没有显示，但是可以在第一模块单元300的基板310的顶部表面上安装多个电子器件诸如半导体封装、半导体电阻器和电容器。

[0053] 根据第二实施方案，在第一模块单元300的基板310的顶部表面上形成一个或更多个空腔350。可以合适地设计空腔350的宽度、长度和深度。

[0054] 如图5所示，空腔350可以形成为双台阶结构。即，空腔350包括第一凹槽353和从第一凹槽353向下延伸的第二凹槽351。

[0055] 第一凹槽353形成为具有低于第一模块单元300的基板310的顶部表面的表面。第二凹槽351从第一凹槽353向下延伸并且具有低于第一凹槽353的表面的表面。第二凹槽351的宽度小于第一凹槽353的宽度。

[0056] 空腔350的第二凹槽351形成为在尺寸上对应于以后将描述的第二模块单元100，使得第二模块单元100可以插入第二凹槽351中。

[0057] 线图案可以形成在第一凹槽353和第二凹槽351的表面上。

[0058] 可以以切割方法通过例如模具设备形成具有双台阶结构的空腔350。 [0059] 虽然在附图中未显示，但是第一凹槽353可以形成在第一基板上，宽度小于第一凹槽353的宽度的第二凹槽351可以形成在第二基板上，使得当第一基板和第二基板彼此耦接时可以形成分别具有不同高度的空腔 350。

[0060] 由于该第二实施方案的第二模块单元的结构和第一实施方案的结构相同，所以此处将省略其详述。

[0061] 以下将描述第一模块单元300和第二模块单元100的耦接结构。

[0062] 图6是说明根据第二实施方案的模块的第一模块单元和第二模块单元的耦接状态的截面图。

[0063] 第二模块单元100以如下状态耦接至第一模块单元300：其上安装有封装150的顶部表面面对第一模块单元300的空腔350的第二凹槽351的表面。

[0064] 更详细地，翻转第二模块单元100使得其上安装有封装150的顶部表面可以插入空腔350的第二凹槽351中。随后，第二模块单元100与第一模块单元300对准，使得在第二模块单元100的顶部表面上形成的线图案122接触在第一模块单元300的第一凹槽353的表面上形成的线图案322。然后，通过回流或者引线接合工艺使得第一模块单元300物理地电连接至第二模块单元100。

[0065] 利用上述结构，由于第二模块单元100的封装150插入在第一模块单元300上形成的空腔350的第二凹槽351中，所以第二模块单元100全部插入第一模块单元300的空腔350中。因此，模块的尺寸显著减小并且高度集成。

[0066] 此外，由于在第二模块单元100的顶部表面上形成的线图案122直接接触在第一模块单元300的第一凹槽353的表面上形成的线图案322，所以与相关技术的模块相比可以相应减小模块的总突出高度。此外，可以利用在第一模块单元300的基板310上形成的空腔350的表面。

[0067] 即，如图6所示，电子器件370安装在第一模块单元300的空腔350的第二凹槽351的表面上并且第二模块单元100耦接至第一模块单元300，使得第二模块单元100的封装150可以容纳于在第一模块单元300上形成的空腔350的第二凹槽351中。结果，可以实现模块的小型化与高度集成。

[0068] 此外，安装在第二模块单元100的基板110上的封装150和包封物160可以容纳于在第一模块单元300的基板310上形成的空腔350的第二凹槽351中

[0069] 此外，第二模块100的基板110可以以如下状态安装在第一模块300的基板310上：电子器件安装在第二模块100的基板110的顶部表面和底部表面上。

[0070] 即，参考图6，即使当第二模块单元100以电子器件诸如封装和二极管安装在基板110的顶部表面和底部表面上的状态耦接至空腔350的第二凹槽351时，第二模块单元100也容纳在第一模块单元300的空腔350中，因此进一步提高集成性。

[0071] 此外，如图7所示，第三模块400可以以第二模块单元100耦接至第一模块单元300的第二凹槽351的状态耦接至宽度大于第二凹槽351宽度的第一凹槽353，由此实现模块的小型化和高度集成。此处，电子器件可以安装在第三模块400的顶部表面和底部表面上。

[0072] 虽然附图中没有显示，在第一模块单元的基板的一部分上可以形成台阶形部分，在其上第二模块和第三模块的基板的边缘耦接至在第一模块单元的基板上形成的凹槽，使得第二模块和第三模块的基板可以插入第一模块单元的基板的台阶形部分中。在该情况下，在第一模块单元的顶部表面上形成的线图案可延伸至台阶形部分。

[0073] 在该说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”等的任何引用，表示与该实施方案相关的具体特征、结构、或特性包括于本发明的至少一个实施方案中。在说明书的不同地方出现的这些术语不必都涉及相同的实施方案。此外，在关于任何实施方案记载具体的特征、结构或特性时，认为与其它的实施方案相关地实施这些特征、结构或性能在本领域技术人员的范围内。

[0074] 尽管已经参考本发明的许多说明性实施方案描述了实施方案，但是应理解本领域技术人员可以知道很多的其它改变和实施方案，这些也在本公开构思的精神和范围内。更尤其是，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，构件和/或对象组合布置的布置能够有不同的变化和改变。除构件和/或布置的变化和改变之外，替代的用途对于本领域技术人员也是明显的。

[0075] 工业实用性

[0076] 实施方案用于形成集成模块。