具体实施方式

以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的多个不同实施例或实例。组件的特定实例及布置在下文描述。当然，这些组件及布置仅为实例且并不打算为限制性的。在本公开中，在以下描述中提及第一特征形成于第二特征上方或上可包含第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含额外特征可在第一特征与第二特征之间形成，使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复参考标号及/或字母。此重复是出于简化及清晰的目的且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

下文详细地论述本公开的实施例。然而，应了解，本公开提供可在广泛多种特定上下文中体现的许多适用的概念。所论述的特定实施例仅为说明性的且并不限制本公开的范围。

图1A说明根据本公开的一些实施例的半导体设备封装1A的横截面图。半导体设备封装1A包含衬底10、支撑结构11、天线12、电子组件14及电接点15。

举例来说，衬底10可为印刷电路板，例如纸基铜箔层合物、复合铜箔层合物或聚合物浸渍的基于玻璃纤维的铜箔层合物。衬底10可包含相对表面101及102(例如上表面及下表面)。衬底10可包含互连结构(例如电连接件)，例如重新分布层(redistribution layer；RDL)。衬底10可包含分别在其表面101及102上的金属层10c1及10c2。在一些实施例中，金属层10c1为接地层。

支撑结构11安置于衬底10的表面101上。举例来说，支撑结构11经由连接元件10a连接到衬底10的表面101。在一些实施例中，支撑结构11由介电材料形成或包含介电材料。举例来说，支撑结构11可包含模制化合物、预浸渍复合纤维(例如预浸体)、硼磷硅玻璃(Borophosphosilicate Glass；BPSG)、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、未掺杂硅酸盐玻璃(Undoped Silicate Glass；USG)、其任何组合，或其类似者。模制化合物的实例可包含但不限于环氧树脂，所述环氧树脂包含分散于其中的填充剂。预浸体的实例可包含但不限于多层结构，所述多层结构通过堆叠或层合多个预浸渍材料/薄片而形成。

天线12安置于支撑结构11上。天线12与衬底10的表面101间隔开。举例来说，天线12与衬底10之间存在间隙。天线12包含介电层12d及天线图案12a。天线图案12p嵌入介电层12d内且从介电层12d的表面12d1及12d2暴露。举例来说，天线图案12p的表面12p1与介电层12d的表面12d1大体上共面，且天线图案12p的表面12p2与介电层12d的表面12d2大体上共面。举例来说，天线图案12p的厚度与介电层12d的厚度大体上相同。举例来说，天线图案12a的表面12p1及12p2暴露于空气。举例来说，天线图案12a的表面12p1及12p2直接接触空气。在一些实施例中，半导体设备封装1A安置在真空空间或真空腔内，且因此天线图案12a的表面12p1及12p2暴露于真空。在一些实施例中，天线图案12p为或包含导电材料，例如金属或金属合金。导电材料的实例包含金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)或其合金。

天线图案12p可经由连接结构12f电连接到金属层10c1。在一些实施例中，连接结构12f可充当馈入元件以将信号提供到天线图案12p。在一些实施例中，连接结构12f借助于金属层10c1将天线图案12p连接到地。在一些实施例中，连接结构12f可包含但不限于焊料球、金属柱、接合线或堆叠通孔。在一些实施例中，连接结构12f包含Au、Ag、Al、Cu或其合金。在一些实施例中，省略连接结构12f，且金属层10c1可与天线图案12p电磁耦合。在一些实施例中，金属层10c1及天线12可被称为天线结构。

在一些实施例中，天线图案12p可如图1A中所示包含均匀宽度。在一些实施例中，如图1C及图1D(其说明根据本公开的一些实施例的天线12的横截面图)中所示，天线图案12p包含不均匀宽度。举例来说，如图1C中所示，天线图案12p的表面12p1的宽度大于天线图案12p的表面12p2的宽度。举例来说，如图1D中所示，表面12p1与表面12p2之间的天线图案12p的宽度大于天线图案12p的表面12p1或12p2的宽度。

介电层12d安置于支撑结构11上。在一些实施例中，介电层12d与支撑结构11直接接触。在一些实施例中，介电层12d具有暴露于空气的侧向表面12d3。在一些实施例中，介电层12d的侧向表面12d3暴露于半导体设备封装1A的外部。在一些实施例中，介电层12d的侧向表面12d3与支撑结构11的侧向表面113大体上共面。在一些实施例中，介电层12d可包含模制化合物、预浸渍复合纤维(例如预浸体)、BPSG、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、USG、其任何组合，或其类似者。模制化合物的实例可包含但不限于环氧树脂，所述环氧树脂包含分散于其中的填充剂。预浸体的实例可包含但不限于多层结构，所述多层结构通过堆叠或层合多个预浸渍材料/薄片而形成。在一些实施例中，介电层12d及支撑结构11由相同材料形成或包含相同材料。举例来说，介电层12d及支撑结构11两者皆由模制化合物形成。替代地，介电层12d及支撑结构11由不同材料形成。在一些实施例中，天线12及支撑结构11可统称为天线结构。

在一些实施例中，如图1A及图1B(其说明如图1A中所示的半导体设备封装1A的透视图)中所示，衬底10、支撑结构11及天线12限定气隙。举例来说，天线12与金属板10c1之间不存在介电材料。因此，RF信号经由空气由天线12发射或接收。由于空气的Df/Dk(即，0/1)低于任何介电材料的Df/Dk，故RF信号的信号衰减或信号损耗可以减少，其将改进天线12的性能(例如，更优选1.3倍到2.3倍)。另外，由于并不要求天线图案12p在垂直于天线图案12p的表面12p1或12p2的方向上连接到介电层，所以天线图案12p的表面12p1及12p2相对平滑(例如，在天线图案12p的表面12p1及12p2上不要求粗糙度)，其将改进天线12的性能。

返回参考图1A，电子组件14安置于衬底10的表面102上且通过例如倒装芯片或导线接合技术电连接到衬底10。电子组件14可为芯片或裸片，包含半导体衬底、一或多个集成电路设备及其中的一或多个上覆互连结构。集成电路设备可包含例如晶体管的有源设备及/或例如电阻器、电容器、电感器的无源设备，或其组合。

电接点15安置于衬底10的表面102上且电连接到从保护层10s(例如，焊料掩模或阻焊剂)暴露的金属层10c2。在一些实施例中，电接点15为焊料球。在其它实施例中，电接点15可为铜柱或任何其它合适的电接点。

图1E说明根据本公开的一些实施例的半导体设备封装1E的横截面图。半导体设备封装1E类似于如图1A中所示的半导体设备封装1A，且在下文描述其间的差异。

天线12进一步包含安置在介电层12d内的导电层12p1。支撑结构11包含穿透支撑结构11的穿孔11v且将导电层12p1电连接到衬底10(例如，到连接元件10a)。在一些实施例中，穿孔11v包含Au、Ag、Al、Cu或其合金。穿孔11v可增强支撑结构11的强度。

图2A说明根据本公开的一些实施例的半导体设备封装2A的横截面图。除了半导体设备封装2A进一步包含安置于天线12上的天线结构(包含支撑结构21及天线22)之外，半导体设备封装2A类似于如图1A中所示的半导体设备封装1A。

支撑结构21安置于介电层12d的表面12d1上。在一些实施例中，支撑结构21由介电材料形成或包含介电材料。举例来说，支撑结构21可包含模制化合物、预浸渍复合纤维(例如，预浸体)、BPSG、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、USG、其任何组合，或其类似者。模制化合物的实例可包含但不限于环氧树脂，所述环氧树脂包含分散于其中的填充剂。预浸体的实例可包含但不限于多层结构，所述多层结构通过堆叠或层合多个预浸渍材料/薄片而形成。

天线22安置于支撑结构21上。天线22经由支撑结构21与天线12间隔开。举例来说，天线12与天线22之间存在间隙。天线22包含介电层22d及天线图案22a。天线图案22p嵌入介电层22d内且从介电层22d的表面22d1及22d2暴露。举例来说，天线图案22p的表面22p1与介电层22d的表面22d1大体上共面，且天线图案22p的表面22p2与介电层22d的表面22d2大体上共面。举例来说，天线图案22p的厚度与介电层22d的厚度大体上相同。举例来说，天线图案22a的表面22p1及22p2暴露于空气。举例来说，天线图案22a的表面22p1及22p2直接接触空气。在一些实施例中，半导体设备封装2A安置在真空空间或真空腔内，且因此天线图案22a的表面22p1及22p2暴露于真空。在一些实施例中，天线图案22p为或包含导电材料，例如金属或金属合金。导电材料的实例包含Au、Ag、Al、Cu或其合金。

天线图案22p与天线图案11p大体上对准。天线图案22p电磁耦合到天线图案12p。在一些实施例中，天线图案22p可如图2中所示包含均匀宽度。在一些实施例中，取决于不同设计要求，天线图案22p可包含如图1C或图1D中所示的形状。

介电层22d安置于支撑结构21上。在一些实施例中，介电层22d与支撑结构21直接接触。在一些实施例中，介电层22d具有暴露于空气的侧向表面22d3。在一些实施例中，介电层22d的侧向表面22d3暴露于半导体设备封装2A的外部。在一些实施例中，介电层22d的侧向表面22d3与介电层12d的侧向表面12d3及支撑结构21的侧向表面213大体上共面。在一些实施例中，介电层22d可包含模制化合物、预浸渍复合纤维(例如预浸体)、BPSG、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、USG、其任何组合，或其类似者。模制化合物的实例可包含但不限于环氧树脂，所述环氧树脂包含分散于其中的填充剂。预浸体的实例可包含但不限于多层结构，所述多层结构通过堆叠或层合多个预浸渍材料/薄片而形成。在一些实施例中，介电层22d及支撑结构21由相同材料形成或包含相同材料。举例来说，介电层22d及支撑结构21两者皆由模制化合物形成。替代地，介电层22d及支撑结构21由不同材料形成。

图2B说明根据本公开的一些实施例的半导体设备封装的横截面图。图2B中的半导体设备封装类似于如图2A中所示的半导体设备封装2A，且在下文描述其间的差异。

天线22进一步包含安置在介电层22d内的导电层22p1。支撑结构21包含穿透支撑结构21的穿孔21v且将导电层22p1电连接到导电层12p1。在一些实施例中，穿孔21v包含Au、Ag、Al、Cu或其合金。穿孔21v可增强支撑结构21的强度。

图2C说明根据本公开的一些实施例的半导体设备封装的横截面图。除了图2C中的天线22进一步包含穿透天线22的介电层22d以暴露天线12的开口22h之外，图2C中的半导体设备封装类似于如图2A中所示的半导体设备封装2A。在一些实施例中，开口22h邻近天线22的周边而定位。

图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F、图3G、图3H、图3I、图3J、图3K及图3L为根据本公开的一些实施例的在各种阶段处制造的天线结构的横截面图。各种图已经简化以用于本公开的方面的优选理解。图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F、图3G、图3H、图3I、图3J、图3K及图3L中所示的操作为用于制造包含支撑结构11及天线12的天线结构的方法。替代地，图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F、图3G、图3H、图3I、图3J、图3K及图3L中所示的操作为用于制造其它天线结构的方法。

参考图3A，提供载体39。载体39可为金属板，例如铜板。在一些实施例中，载体39具有安置于其两个表面上的晶种层39s。经图案化光阻39a(例如，掩模)安置于载体39上。

参考图3B，天线图案12p形成于载体39上。在一些实施例中，天线图案12p是通过例如溅镀、涂布、电镀或任何其它合适的操作形成。在一些实施例中，天线图案12p的一部分(例如，由点线圆12m1圈出的部分)可用作对准标记。

参考图3C，从载体39去除光阻39a。随后如图3D中所示在天线图案12p上形成介电层12d'以完全覆盖天线图案12p。举例来说，介电层12d'形成于天线图案12p的外表面上及由天线图案12p限定的间隙内。

参考图3E，去除介电层12d'的一部分以形成介电层12d，从而暴露天线图案12p的上表面。在一些实施例中，天线图案12p的上表面与介电层12d的上表面大体上共面。在一些实施例中，天线图案12p的上表面从介电层12d的上表面凹陷。在一些实施例中，天线图案12p的上表面突出超过介电层12d的上表面。在一些实施例中，通过例如蚀刻、研磨、激光或任何其它合适的操作去除介电层12d'的部分。

参考图3F，光阻39b(例如，干膜)安置于天线图案12p及介电层12d上以覆盖天线图案12p及介电层12d。随后，如图3G中所示去除光阻39的一部分以形成光阻39b'。

参考图3H，形成保护层11'(例如，介电层)以覆盖光阻39'及从光阻39'暴露的介电层12d的一部分。随后如图3I中所示通过例如研磨来去除保护层11'的一部分以形成支撑结构11。

参考图3J，去除载体39。在一些实施例中，晶种层39s可保留于介电层12d及天线图案12p上。随后，可如图3K中所示通过例如蚀刻或任何其它合适的工艺去除晶种层39s。

参考图3L，通过例如显影或任何其它合适的工艺去除光阻39'以形成如图1A中所示的包含支撑结构11及天线12的天线结构。

图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F、图4G、图4H、图4I、图4J、图4K、图4L、图4M及图4N为根据本公开的一些实施例的在各种阶段处制造的天线结构的横截面图。各种图已经简化以用于本公开的方面的优选理解。在一些实施例中，图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F、图4G、图4H、图4I、图4J、图4K、图4L、图4M及图4N中所示的操作为用于制造如图2C中所示的包含支撑结构11、21及天线12、22的天线结构的方法。替代地，图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F、图4G、图4H、图4I、图4J、图4K、图4L、图4M及图4N中所示的操作为用于制造其它天线结构的方法。

在一些实施例中，图4A中的操作在图3I的操作之后实行。参考图4A，去除包含晶种层39s的载体39。

参考图4B，光阻39c(例如，干膜)形成于介电层12d及背对光阻39b'的天线图案12p的表面上。

参考图4C，去除光阻39c的一部分以形成光阻39c'。在一些实施例中，光阻39c'与光阻39b'大体上对准。

参考图4D，晶种层12s形成于光阻39c'及天线图案12p的暴露部分及介电层12d上。随后，如图4E中所示在晶种层12s上形成光阻39d。

参考图4F，去除光阻39d的一部分以形成开口39dh，从而暴露晶种层12s。随后，如图4G中所示在开口39dh内形成金属层22p'以接触晶种层12s。

参考图4H及图4I，如图4I中所示去除光阻39d、晶种层12s及金属层22p'的一部分以形成天线图案22p。

参考图4J，形成光阻39e(例如，干膜)以覆盖介电层12d、天线图案12p、光阻39c'及天线图案22p。在一些实施例中，光阻39e及光阻39b'、39c'包含不同类型的光阻。举例来说，如果光阻39e为正型光阻，那么光阻39b'及39c'为负型光阻，且反之亦然。

参考图4K，去除光阻39e的一部分以形成光阻39e'。如图4K及图4K'中所示，光阻39e'邻近光阻39c'的边缘而定位。

参考图4L，形成保护层(例如，介电层)22'以覆盖介电层12d、天线图案12p、光阻39c'、天线图案22p及光阻39e'。

参考图4M，去除保护层22'的一部分以形成支撑结构22且暴露天线图案22p。

参考图4N，通过例如显影或任何其它合适的工艺去除光阻39b'、39c'及39e'以形成如图2C中所示的包含支撑结构11、21及天线12、22的天线结构。

如本文中所使用，为易于描述，空间相对术语，例如“在……下方”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“下部”、“左方”、“右方”及其类似者，在本文中可用于描述如图式中所说明的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。除图式中所描绘的定向之外，空间相对术语还打算涵盖设备在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)且本文中所使用的空间相对描述词可同样相应地进行解译。应理解，当将元件称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可直接连接或耦合到另一元件，或可存在介入元件。

如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“大体”及“约”是用以描述及考虑小的变化。当与事件或情形结合使用时，术语可指事件或情形明确发生的个例以及事件或情形极近似于发生的个例。如本文中关于既定值或范围所使用，术语“约”通常意谓在既定值或范围的±10％、±5％、±1％或±0.5％内。范围可在本文中表达为从一个端点到另一端点或在两个端点之间。除非另外指定，否则本文中所公开的所有范围包含端点。术语“大体上共面”可指沿同一平面处于数微米(μm)内(例如，沿同一平面处于10μm内、5μm内、1μm内或0.5μm内)的两个表面。在称数值或特性“大体上”相同时，所述术语可指所述值处于所述值的平均值的±10％、±5％、±1％或±0.5％内。

如本文中所使用，术语“大致”、“大致上”、“大体”及“约”用以描述及考虑较小变化。当与事件或情形结合使用时，术语可指事件或情形明确发生的个例以及事件或情形极近似于发生的个例。举例来说，当结合数值使用时，所述术语可指小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或者小于或等于±0.05％的变化范围。举例来说，如果两个数值之间的差小于或等于所述值的平均值的±10％，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％，那么可认为所述两个数值“大体上”或“约”相同。举例来说，“大体上”平行可指相对于0°而言小于或等于±10°的角度变化范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°，或小于或等于±0.05°。举例来说，“大体上垂直”可指相对于90°而言±10°的变化范围，例如，小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°或者小于或等于±0.05°。

举例来说，如果在两个表面之间的移位等于或低于5μm、等于或低于2μm、等于或低于1μm，或等于或低于0.5μm，那么两个表面可视为共面或大体上共面。如果在表面上的任何两个点之间的相对于平板的表面的移位等于或低于5μm、等于或低于2μm、等于或低于1μm，或等于或低于0.5μm，那么表面可视为平面或大体上平面。

如本文中所使用，术语“导电(conductive)”、“导电(electrically conductive)”及“导电率”指代传送电流的能力。导电材料通常指示呈现对于电流流动的极小或零阻力的那些材料。导电率的一个度量为西门子/米(S/m)。通常，导电材料是具有大于大致10⁴S/m(例如至少10⁵S/m或至少10⁶S/m)的导电率的一种材料。材料的导电率有时可随温度而变化。除非另外指定，否则材料的导电率是在室温下测量。

除非上下文另外明确规定，否则如本文中所用，单数术语“一”及“所述”可包含多个指示物。在一些实施例的描述中，设置在另一组件“上”或“上方”的组件可涵盖前者组件直接在后者组件上(例如，与的物理接触)的情况，以及一或多个介入组件位于前者组件与后者组件之间的情况。

除非另外指定，否则例如“上方”、“下方”、“向上”、“左边”、“右边”、“向下”、“顶部”、“底部”、“竖直”、“水平”、“侧”、“较高”、“较低”、“上部”、“上方”、“下面”等空间描述涉及图中所展示的定向加以指示。应理解，本文中所使用的空间描述仅出于说明的目的，且本文中所描述的结构的实际实施方案可以任何定向或方式在空间上布置，前提是本公开的实施例的优点不因此布置而有偏差。

尽管已参考本公开的特定实施例描述并说明本公开，但这些描述及说明并不限制本公开。所属领域的技术人员可清楚地理解，可作出各种改变，且可在实施例内替代等效组件而不脱离如由所附权利要求书所界定的本公开的真实精神及范围。说明可能未必按比例绘制。由于在制造工艺等中的变量，在本公开中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未特定说明的本公开的其它实施例。应将本说明书及附图视为说明性而非限制性的。可做出修改，以使特定情形、材料、物质组成、方法或工艺适应于本公开的目标、精神及范围。所有此类修改打算在此随附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作来描述本文中所公开的方法，但可理解，在不脱离本公开的教示的情况下，可组合、再细分，或重新定序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特定地指示，否则操作的次序及分组并非本公开的限制。

前述内容概述本公开的若干实施例及详细方面的特征。本公开中描述的实施例可易于用作设计或修改用于实现本文中所引入的实施例的相同目的及/或达成相同优势的其它程序及结构的基础。此类等效构造并不脱离本公开的精神及范围，且可在不脱离本公开的精神及范围的情况下在本文中进行各种改变、替代及更改。