具体实施方式

本说明书涉及一种具有经电流隔离且经电容耦合的第一裸片和第二裸片的集成电路(IC)封装。所述第一裸片和所述第二裸片包含嵌入式电路。此外，因为第一裸片和第二裸片被电流隔离，所以嵌入第一裸片中的电路的接地可处于与嵌入第二裸片中的电路的接地不同的电势。第一裸片具有覆盖第一衬底的第一表面，且第一裸片在与所述第一表面相对的第二表面处具有第一金属垫。第一保护性外涂层接触第一裸片的第二表面。第二裸片具有接触第二保护性外涂层的第一表面。第二裸片包含与第一金属垫对准的第二金属垫。第一金属垫和第二金属垫形成将第一裸片与第二裸片耦合的电容器的节点。

不导电裸片粘合剂(NCDA)层包夹在所述第一保护性外涂层与所述第二保护性外涂层之间。在一些实例中，多个NCDA层和/或间隔件包夹在所述第一保护性外涂层与所述第二保护性外涂层之间。第一保护性外涂层、第二保护性外涂层、介于第一裸片的第一金属垫与第二裸片的第二金属垫之间的NCDA层(和/或其它层)的组合形成介电层。第一裸片的第一金属垫和第二裸片的第二金属垫通过介电层分隔开，由此形成将第一裸片电容耦合到第二裸片的电容器。

另外，可采用焊线以将第一裸片和第二裸片耦合到其它组件，例如IC封装的其它裸片和/或外部引线。更具体地说，第一保护性外涂层中的第一凹部暴露定位于第一裸片的第二表面上的第三金属触点。类似地，第二衬底(例如，由硅形成)接触第二裸片的第二表面。第二衬底包含第二凹部，所述第二凹部暴露定位于第二裸片的第二表面处的第四金属垫。焊线耦合到相应的第三和第四金属垫以将第一裸片和第二裸片耦合到IC封装的其它组件。

通过以此方式实施IC封装，可实现包含功能隔离、基础隔离或加强型隔离的电隔离。另外，因为第一裸片和第二裸片被电流隔离,所以,具体地说，在第一裸片的最大电压不同于第二裸片的最大电压的情形中，可采用不同处理技术来制造第一裸片和第二裸片。

图1说明在用于完成封装的条件下的IC封装100的实例的图。IC封装100包含第一裸片102和第二裸片104。第一裸片102和第二裸片104包含相应的嵌入式电路。在一个定向中，第二裸片104叠放在第一裸片102上，且第一裸片102与第二裸片104通过介电层106分隔开。

第一裸片102的第一表面108覆盖衬底116。衬底116可由硅形成。第一裸片102的第二表面118与第一表面108相对。在一些实例中，第一裸片102的第二表面118被称作第一裸片102的面。在一个定向中，第一裸片102的第二表面118位于介电层106之下，使得介电层106的第一表面119接触第一裸片102的第二表面。

第二裸片104包含第一表面120和第二表面122。第二裸片104的第二表面122与第二裸片104的第一表面120相对。在一些实例中，第二裸片104具有比第一裸片102小的占据面积。裸片的占据面积是指相应裸片的表面的面积。在一些实例中，第二裸片104的第一表面120接触介电层106的第二表面121。介电层106的第二表面121与介电层106的第一表面119相对。

在一些实例中，介电层106实施有用于第一裸片和第二裸片的保护性外涂层以及均质材料的单层，例如不导电裸片粘合剂(NCDA)层，例如由环氧树脂形成的层。在其它实例中，介电层106可实施有多个非均质材料层，例如用于第一裸片和第二裸片的保护性外涂层、多层NCDA和插入在多层NCDA之间的间隔件。

第一裸片102和第二裸片104包含嵌入式电路。第一裸片102和第二裸片104可通过不同材料和/或处理技术形成。以此方式，用于制造第一裸片102和第二裸片104的材料和/或处理技术个别地可基于第一裸片102和第二裸片104的操作参数(例如，最大电压)而选择。

在一些实例中，第一裸片102和第二裸片104的布置被称作面对面配置。第一裸片102包含第一金属垫130(例如，连接器)，且第二裸片104包含第二金属垫132。第一金属垫130和第二金属垫132一致且对准。因此，在一个定向中，垂直于第一裸片102的第二表面118延伸的例如平面136的平面与第一金属垫130和第二金属垫132相交。第一金属垫130形成电容器140的第一节点，且第二金属垫132形成电容器140的第二节点。

第一裸片102和第二裸片104通过电容器140电流隔离且电容耦合。以此方式，嵌入第一裸片102中的电路通过电容器140与嵌入第二裸片104中的电路通信。因为第一裸片102和第二裸片104被电流隔离，所以在一些实例中，第一裸片102和第二裸片104具有处于不同电势的接地。在高电压应用的一个实例中，第一裸片102的接地与第二裸片104的接地具有高电压差(例如，约40伏(V)或更大的电压差)。实际上，在一些实例中，例如其中第一裸片102包含用于驱动电机的电路且第二裸片104控制第一裸片102上的操作的情形，第一裸片102的接地电压可比第二裸片104的接地电压大1千伏特(kV)或更多。

第一裸片102包含定位在第一裸片102的第二表面118上的第三金属垫150。第一焊线152耦合到第三金属垫150。此外，第四金属垫154定位在第二裸片104的第二表面122上。第二焊线156耦合到第四金属垫154。第一焊线152和第二焊线156耦合到IC封装的其它组件，例如IC封装的其它裸片和/或引线。

IC封装100提供实现电流隔离的简单设计。此外，在一些实例中，IC封装100实现基础隔离，且在其它实例中，IC封装100实现加强型隔离。另外，如所指出，第一裸片102和第二裸片104嵌入有具有不同接地电势的电路。可采用针对第一裸片102和第二裸片104的特定电压范围和/或其它操作参数而选择的晶片材料和处理技术。相比之下，在其中第一裸片102和第二裸片104的电路基于提供隔离的特定技术而集成的情形中，设计者将局限于使用所述单一特定类型的材料和处理技术。

图2说明在用于完成封装的条件下的IC封装200的实例的详图。IC封装200可用以实施图1的IC封装100。IC封装200包含经电流隔离的第一裸片202和第二裸片204。

第一裸片202的第一表面208覆盖第一衬底210。第一衬底210可由硅形成。将第一保护性外涂层212涂覆于第一裸片202的第二表面214，且第二表面214与第一表面208相对。在一些实例中，第一裸片202的第二表面214被称作第一裸片202的面。

第二裸片204包含第一表面220和第二表面222。第二裸片204的第二表面222与第二裸片204的第一表面220相对。第二裸片204的第一表面220被称作第二裸片204的面。在一些实例中，第二裸片204具有比第一裸片202小的占据面积。第二保护性外涂层224粘合到第二裸片204的第一表面220。

第一裸片202和第二裸片204包含嵌入式电路。第一裸片202和第二裸片204可通过不同材料和/或处理技术形成。以此方式，用于制造第一裸片202和第二裸片204的材料和/或处理技术个别地可基于第一裸片202和第二裸片204的操作参数而选择。

NCDA层226粘合到第一保护性外涂层212和第二保护性外涂层224。换句话说，NCDA层226包夹在第一保护性外涂层212与第二保护性外涂层224之间。在一些实例中，NCDA层226利用环氧树脂实施。

在一些实例中，第一裸片202和第二裸片204的布置被称作面对面配置。第一裸片202包含第一金属垫230(例如，连接器)，且第二裸片204包含第二金属垫232。第一金属垫230和第二金属垫232可各自具有在40到200微米(μm)范围内的直径。第一金属垫230和第二金属垫232一致且对准，处于制造公差内(例如，±10μm)。因此，在一个定向中，垂直于第一裸片202的第二表面214延伸的例如平面236的平面与第一金属垫230和第二金属垫232相交。第一金属垫230形成电容器240的第一节点，且第二金属垫232形成电容器240的第二节点。

第一保护性外涂层212和第二保护性外涂层224可各自由一叠材料形成。举例来说，第一保护性外涂层212和第二保护性外涂层224可形成有：第一层二氧化硅(SiO₂)，其至少约1μm(例如，±0.7μm)厚；第二层氮氧化硅(SiON)，其至少约1μm(例如，±0.7μm)厚；以及第三层二氧化硅(SiO₂)，其至少约10μm(例如，±8μm)厚。另外，NCDA层226的厚度可至少约6μm(例如，±4μm)。可采用第一保护性外涂层212、第二保护性外涂层224和NCDA层226的组合来实施图1的介电层106。在此类情形下，第一金属垫230和第二金属垫232分隔开约30μm(例如，±22.8μm)的距离。

第一裸片202和第二裸片204通过电容器240电流隔离且电容耦合。以此方式，嵌入第一裸片202中的电路可通过电容器240与嵌入第二裸片204中的电路通信，且反之亦然。因为第一裸片202和第二裸片204被电流隔离，所以在一些实例中，第一裸片202和第二裸片204具有处于不同电势的接地。在高电压应用的一个实例中，第一裸片202的接地与第二裸片204的接地具有高电压差(例如，约40V或更大的电压差)。实际上，在一些实例中，例如其中第一裸片202包含用于驱动电机的电路且第二裸片204控制第一裸片202上的操作的情形，第一裸片202的接地电压可比第二裸片204的接地电压大1kV或更多。

在一些实例中，在第一保护性外涂层212中蚀刻第一凹部242。第一保护性外涂层212中的第一凹部242暴露定位于第一裸片202的第二表面214上的第三金属垫250。第一凹部242与NCDA层226间隔开。换句话说，在其中包含第一凹部242的实例中，将第一NCDA层226涂覆于覆盖第一裸片202的第一保护性外涂层212的一部分，所述部分与第一凹部242间隔开。因此，第一NCDA层226并不覆盖或以其它方式盖住第一凹部242。第一焊线252耦合到第三金属垫250。另外，第二衬底254(例如，由硅形成)接触第二裸片204的第二表面222。更具体地说，第二表面222接近第二裸片205的绝缘层255，且第二衬底254接触第二裸片205的绝缘层255。在第二衬底254和第二裸片204的绝缘层255中蚀刻通过背侧处理技术形成的第二凹部256以暴露第二裸片204内的一部分金属层，从而提供第四金属垫260。因此，在一些实例中，第二衬底254中的开口和形成凹部256的绝缘层255自行对准。另外，第二裸片204的绝缘层255将第四金属垫260与衬底254分开。第二焊线262耦合到第四金属垫260。第一焊线252和第二焊线262可耦合到IC封装200的其它组件，例如IC封装200的其它裸片和/或外部引线。

IC封装200提供实现电流隔离的简单设计。此外，在一些实例中，IC封装200实现基础隔离，且在其它实例中，IC封装200实现加强型隔离。另外，如所指出，在一些实例中，第一裸片202和第二裸片204嵌入有具有不同最大电压的电路。因此，可采用针对第一裸片202和第二裸片204的特定电压范围和/或其它操作参数而选择的晶片材料和工艺。相比之下，在其中第一裸片202和第二裸片204的电路通过单一技术集成的情形中，设计者将局限于使用单一类型的材料和处理技术。

图3说明在用于完成封装的条件下的IC封装300的详图。IC封装300可用以实施图1的IC封装100。IC封装300包含经电流隔离的第一裸片302和第二裸片304。

第一裸片302的第一表面308覆盖第一衬底310。第一衬底310可为硅。将第一保护性外涂层312涂覆于第一裸片302的第二表面316，且第二表面316与第一表面308相对。在一些实例中，第一裸片302的第二表面316被称作第一裸片302的面。

第二裸片304包含第一表面320和第二表面322。第二裸片304的第二表面322与第二裸片304的第一表面320相对。第二裸片304的第一表面320被称作第二裸片304的面。在一些实例中，第二裸片304具有比第一裸片302小的占据面积。第二保护性外涂层324粘合到第二裸片304的第一表面320。

第一裸片302和第二裸片304包含嵌入式电路。第一裸片302和第二裸片304可通过不同材料和/或处理技术形成。以此方式，用于制造第一裸片302和第二裸片304的材料和/或处理技术个别地可基于第一裸片302和第二裸片304的操作参数而选择。

间隔板326包夹在第一保护性外涂层312与第二保护性外涂层324之间。间隔板326由不导电材料形成。在一些实例中，间隔板326由例如熔融硅石或石英等二氧化硅(SiO₂)材料形成。

第一NCDA层328粘合到第一保护性外涂层312和间隔板326。因此，第一NCDA层328包夹在第一保护性外涂层312与间隔板326之间。第二NCDA层330粘合到第二保护性外涂层324。因此，第二NCDA层330包夹在第二保护性外涂层324与间隔板326之间。在一些实例中，第一NCDA层328和第二NCDA层330由环氧树脂形成。

在一些实例中，第一裸片302和第二裸片304的布置被称作面对面配置。第一裸片302包含第一金属垫332(例如，连接器)，且第二裸片304包含第二金属垫334。第一金属垫332和第二金属垫334可各自具有约120μm(例如，±80μm)的直径。第二裸片304与第一裸片302对准，使得第一金属垫332和第二金属垫334在制造容差(例如，±10μm)内一致且对准。因此，在一个定向中，垂直于第一裸片302的第二表面316延伸的例如平面338的平面与第一金属垫332和第二金属垫334相交。第一金属垫332形成电容器340的第一节点，且第二金属垫334形成电容器340的第二节点。相比于图2的IC封装200，IC封装300具有更薄的第一保护性外涂层312和更薄的第二保护性外涂层324。间隔板326补偿了第一保护性外涂层312和第二保护性外涂层324减小的厚度。

第一保护性外涂层312和第二保护性外涂层324可各自由一叠材料形成。举例来说，第一保护性外涂层312和第二保护性外涂层324可形成有：第一层二氧化硅(SiO₂)，其至少约1μm(例如，±0.7μm)厚；以及第二层氮氧化硅(SiON)，其至少约1μm(例如，±0.7μm)厚。另外，第一NCDA层328和第二NCDA层330的厚度为至少约6μm(例如，±4μm)厚。间隔板326的厚度为至少约20μm(例如，±10μm)。第一保护性外涂层312、第二保护性外涂层324、第一NCDA层328、第二NCDA层330和间隔板326的组合可用以实施图1的介电层106。在此类情形下，第一金属垫332和第二金属垫334分隔开约36μm(例如，±20.8μm)的距离。

第一裸片302和第二裸片304通过电容器340电流隔离且电容耦合。以此方式，嵌入第二裸片304中的电路可通过电容器340与嵌入第二裸片304中的电路通信，且反之亦然。因为第一裸片302和第二裸片304被电流隔离，所以第一裸片302和第二裸片304具有不同接地电势。在高电压应用的一个实例中，第一裸片302的接地与第二裸片304的接地具有高电压差(例如，约40V或更大的电压差)。实际上，在一些实例中，例如其中第一裸片302包含用于驱动电机的电路且第二裸片304控制第一裸片302上的操作的情形，第一裸片302的接地电压可比第二裸片304的接地电压大1kV或更多。

在一个实例中，在第一保护性外涂层312中蚀刻第一凹部342。第一保护性外涂层312中的第一凹部342暴露定位于第一裸片302的第二表面316上的第三金属垫350。第一凹部342与第一NCDA层328间隔开。换句话说，在其中包含第一凹部342的实例中，将第一NCDA层328涂覆于覆盖第一裸片302的第一保护性外涂层312的一部分，所述部分与第一凹部342间隔开。因此，第一NCDA层342并不覆盖或以其它方式盖住第一凹部342。第一焊线352耦合到第三金属垫350。另外，第二衬底354(例如，由硅形成)接触第二裸片304的第二表面322。更具体地说，第二裸片304包含接近第二裸片304的第二表面322的绝缘层355。因此，在一些实例中，第二衬底354接触第二裸片304的绝缘层355。利用背侧处理技术蚀刻在第二衬底354和第二裸片304的绝缘层355中的第二凹部356暴露第二裸片304的金属层的一部分以在第二裸片304内提供第四金属垫360。因此，在一些实例中，形成于第二衬底354中的开口和形成第二凹部356的第二裸片304的绝缘层355自行对准。另外，第二裸片304的绝缘层355将第四金属垫360与衬底354分开。第二焊线362耦合到第四金属垫360。第一焊线352和第二焊线362耦合到IC封装300的其它组件，例如IC封装300的其它裸片和/或外部引线。

IC封装300提供实现电流隔离的简单设计。此外，在一些实例中，IC封装300实现基本隔离，且在其它实例中，IC封装300实现加强型隔离。另外，如所指出，在一些实例中，第一裸片302和第二裸片304嵌入有具有不同最大电压的电路。因此，可采用针对第一裸片302和第二裸片304的特定电压范围和/或其它操作特性而选择的晶片材料和处理技术。相比之下，在其中第一裸片302和第二裸片304的电路集成在单个裸片上的情形中，设计者将局限于使用单一类型的材料和处理技术。

图4说明用于形成IC封装的方法400。可例如采用方法400以形成图1的IC封装100和/或图2的IC封装200。因此，IC封装包含第一裸片和第二裸片，例如图2的第一裸片202和第二裸片204。通过图5到8展示方法400。图5到8说明图2的IC封装200的制造阶段。此外，图2和5到8采用相同的附图标记以表示相同结构。

在405处，将保护性外涂层涂覆于包含第一裸片和第二裸片的裸片晶片，所述裸片晶片可分别被称作第一裸片晶片和第二裸片晶片。更具体地说，如图5中所说明，将第一保护性外涂层212和第二保护性外涂层224分别涂覆于包含第一裸片202的第一裸片晶片280和包含第二裸片204的第二裸片晶片282，如图5中所说明。另外，第一裸片205覆盖第一衬底，例如第一衬底210，如图5中所说明。

返回参考图4，在410处，在涂覆于第一裸片晶片的第一保护性外涂层中图案化和蚀刻第一凹部。在412处，图案化第二裸片晶片的背侧，其中将第二裸片晶片的背侧上的图案与第二裸片晶片的前侧上的图案对准。在413处，在第二衬底和第二裸片晶片背侧上处于覆盖第二裸片的区域处的绝缘层中蚀刻第二凹部。在一些实例中，第二衬底和绝缘层中的第二凹部通过背侧处理技术形成。如图6中所说明，第一凹部242暴露第一裸片202的第三金属垫250，且第二凹部256暴露第二裸片204的金属层的一部分以提供第四金属垫260。

返回参考图4，在414处，从第一裸片晶片和第二裸片晶片中单分出第一裸片和第二裸片。在一些实例中，可用激光工艺或切割工艺单分第一裸片和第二裸片。在415处，将NCDA层涂覆于第一裸片，例如通过图7的NCDA层226所说明。如图7中所说明，将NCDA层226涂覆于与第一凹部242间隔开的第一裸片202的第一保护性外涂层212的一部分。返回参考图4，在420处，将第一裸片的第一金属垫和第二裸片上的第二金属垫对准且将第二裸片安装到NCDA层，且在425处，将第二裸片粘合到NCDA层。如图8中所说明，第二金属垫232与第一金属垫230对准，使得平面236延伸穿过第一金属垫230和第二金属垫232以形成电容器。返回参考图4，在430处，焊线附接到通过第一和第二凹部暴露的金属垫以形成图2中所说明的IC封装200。

图9说明用于形成IC封装的方法1000。可例如采用方法1000以形成图1的IC封装100和/或图3的IC封装300。因此，IC封装包含第一裸片和第二裸片，例如图2的第一裸片302和第二裸片304。通过图10到14展示方法1000。图10到14说明图3的IC封装300的制造阶段。此外，图3和10到14采用相同的附图标记以表示相同结构。

在1005处，将保护性外涂层涂覆于包含第一裸片和第二裸片的裸片晶片，所述裸片晶片可被称作第一裸片晶片和第二裸片晶片。更具体地说，如图10中所说明，将第一保护性外涂层312和第二保护性外涂层324分别涂覆于包含第一裸片302的第一裸片晶片380和包含第二裸片304的第二裸片晶片382。另外，如图10中所说明，第一裸片覆盖第一衬底310。返回参考图9，在1010处，在涂覆于包含第一裸片的第一晶片的第一保护性外涂层中蚀刻第一凹部。在1012处，图案化第二裸片晶片的背侧，其中将第二裸片晶片的背侧上的图案与第二裸片晶片282的前侧上的图案对准。在1013处，在第二衬底和第二裸片晶片背侧上覆盖第二裸片的区域中的绝缘层中蚀刻第二凹部。在一些实例中，第二衬底和绝缘层中的第二凹部通过背侧处理技术形成。如图11中所说明，第一凹部342暴露第一裸片302的第三金属垫350，且第二凹部356暴露第二裸片304的金属层以提供第四金属垫360。

返回参考图9，在1014处，从第一裸片晶片和第二裸片晶片中分别单分出第一裸片和第二裸片。在一些实例中，可用激光工艺或切割工艺单分第一裸片和第二裸片。在1015处，将第一NCDA层涂覆于第一裸片。图12说明涂覆于第一裸片302的第二表面316的第一NCDA层328。如图12中所说明，将第一NCDA层328涂覆于与第一凹部342间隔开的第一裸片302的第一保护性外涂层312的一部分。

返回参考图9，在1020处，将间隔板安装在第一NCDA层上。在1025处，将第二NCDA层涂覆于间隔板。图13说明安装在第一NCDA层328上的间隔板326和涂覆于间隔板326的第二NCDA层330。返回参考图9，在1030处，将第一裸片的第一金属垫和第二裸片的第二金属垫对准。在1035处，将第二裸片安装到第二NCDA层。如图14中所说明，第二金属垫334与第一金属垫332对准，使得平面338延伸穿过第一金属垫332和第二金属垫334以形成电容器。返回参考图9，在1040处，焊线附接到通过第一凹部342和第二凹部356暴露的金属垫以形成图3中所说明的IC封装300。

以上描述的是实例。当然，不可能描述组件或方法的每个可能的组合，但所属领域的普通技术人员将认识到，许多其它的组合和排列是可能的。因此，本说明书涵盖属于本申请(包含所附权利要求书)的范围内的所有此类更改、修改和变化。