CN102299142A - 具有天线的封装结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有天线的封装结构及其制作方法，包括：形成一电路图样和一IC芯片于一基板上，且该IC芯片与该电路图样电性连接；覆盖一封装体于该基板，以将该电路图样及该IC芯片包覆；以及形成一天线图样于该封装体之上，且该天线图样利用穿设于该封装体的一第一通孔与该电路图样电性连接。由此即可于电路板的封装体之上形成天线，以达到减小电路板面积的目的。

Description

具有天线的封装结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种天线的制作方法，特别是涉及一种于封装体上制作天线的方法及其结构。
背景技术
由于科技的进步，发展出各种高科技的电子产品以便利人们的生活，其中包括各种电子装置，如：笔记型计算机、手机、个人数字助理(PDA)等。随着这些高科技电子产品的普及以及人们需求的增加，除了这些高科技产品内所配置的各项功能与应用大幅度增加外，特别是为了配合人们移动的需求而增加了无线通讯的功能。于是，人们可以通过这些具有无线通讯功能的高科技电子装置于任何地点或是任何时刻使用这些高科技电子产品。从而大幅度的增加了这些高科技电子产品使用的灵活性与便利性，因此，人们再也不必被局限在一个固定的区域内，打破了使用范围的疆界，使得这些电子产品的应用真正地便利人们的生活。
一般来说，习知的天线通常包括偶极天线(Dipole Antenna)、单极天线(Monopole Antenna)、平板天线(Patch Antenna)、倒F形天线(PlanarInverted-F Antenna)、曲折形天线(Meander Line Antenna)、倒置L形天线(Inverted-L Antenna)、循环天线(Loop Antenna)、螺旋天线(Spiral Antenna)以及弹簧天线(Spring Antenna)等。已知的作法是将天线直接制作于电路板的表面，这种作法会让天线占据额外的电路板面积。对于各种电子装置而言，使用较大的电路板即表示较大体积的电子装置。但是，这些电子装置设计与发展的主要目的是为了让使用者能够便于携带，因此，如何减少天线所占电路板的面积，将是这些电子装置所需克服的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中天线所占电路板面积大、设计制造成本高的缺陷，提供一种于封装体的表面制作天线的方法及结构、于封装体的表面同时制作天线与电磁屏蔽层的方法及结构以及于封装体的表面形成一层迭结构的天线图样及电磁屏蔽层，以达到缩小基板的面积、降低设计及制造成本等目的。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种具有天线的封装结构的制作方法，其特点是，包括：
形成一电路图样和一集成电路芯片于一基板上，并且该集成电路芯片与该电路图样电性连接；
覆盖一封装体于该基板，以将该电路图样及该集成电路芯片包覆；以及
形成一天线图样于该封装体之上，且该天线图样利用穿设于该封装体的一第一通孔与该电路图样电性连接。
优选的，进一步包括形成一电磁屏蔽层于该封装体之上。
优选的，该电磁屏蔽层与该天线图样是同时形成于该封装体之上，并且该电磁屏蔽层形成于该集成电路芯片的上方，该电磁屏蔽层利用穿设于该封装体的一第二通孔与该电路图样电性连接，以及该天线图样形成于该集成电路芯片的侧边。
优选的，形成该电磁屏蔽层的步骤是在形成该天线图样的步骤之前，并且在该天线图样形成于该电磁屏蔽层之上的步骤之前，先形成一绝缘层于该电磁屏蔽层与该天线图样之间，并且该电磁屏蔽层以及该天线图样形成于该集成电路芯片的上方。
优选的，该电磁屏蔽层完全遮蔽该集成电路芯片。
本发明的另一技术方案为：一种具有天线的封装结构，其特点是，包括：
一基板；
一电路图样，设置于该基板表面；
一集成电路芯片，设置于该基板上，并且该集成电路芯片与该电路图样电性连接；
一封装体，设置于该基板上，且该封装体包覆该电路图样及该集成电路芯片，该封装体具有一第一通孔；以及
一天线图样，设置于该封装体的表面，并且该天线图样透过该第一通孔与该电路图样电性连接。
优选的，进一步包括一电磁屏蔽层，设置于该封装体之上，且该电磁屏蔽层利用穿设于该封装体之一第二通孔与该电路图样电性连接。
优选的，该电磁屏蔽层与该天线图样共同设置于该封装体的表面上，且该电磁屏蔽层设置于该集成电路芯片的上方，以及该天线图样形成于该集成电路芯片的侧边。
优选的，进一步包括一绝缘层，设置于该电磁屏蔽层与该天线图样之间，并且该电磁屏蔽层以及该天线图样形成于该集成电路芯片的上方。
优选的，该电磁屏蔽层完全遮蔽该集成电路芯片。
本案发明人提出本案的发明概念，本发明的机制与已公知技术截然不同，此外提供一种于封装体的表面制作天线的方法及结构，以促进产业升级。
本发明的积极进步效果在于：本发明缩小了基板的面积，并且降低设计及制造成本。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，都是为了能进一步说明本发明为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其它目的及优点，将在后续的说明及图式中加以阐述。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的天线结构的剖视图。
图1B为本发明第一实施例的天线结构的上视图。
图2A为本发明第二实施例的天线结构的剖视图。
图2B为本发明第二实施例的天线结构的上视图。
图3A为本发明第三实施例的天线结构的剖视图。
图3B为本发明第三实施例的天线结构的上视图。
主要组件符号说明
1：天线
10：基板
11：IC芯片
12：封装体
13：导电金属层
14、15、22、34、35：通孔
16、33：天线图样
17：接地平面(Grounding Plane)
18：电路图样
21、31：电磁屏蔽层
32：绝缘层
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1A与图1B所示为根据本发明第一实施例的天线结构的剖视图与上视图。
如图1A与图1B所示。在一基板10的表面上制作一电路图样18，透过一球栅阵列结构封装(Ball Grid Array，BGA)或是其它的封装方式，将至少一个IC芯片11(集成电路(Integrated circuit，IC)芯片11)电性连接于电路图样18，以达到一预定的电路功能。再以一封装体(molding)12，覆盖于IC芯片11、电路图样18以及基板10之上，包覆IC芯片11及电路图样18，以避免IC芯片11与电路图样18受到外界环境的影响。其中，基板10可为标准FR4玻纤板或是其它种类的电路板；IC芯片11可为通讯IC芯片或是其它种类的IC芯片；封装体12可为包含硅填充物、环氧树脂以及其它添加剂的封装材料，主要功能在于保护IC芯片11和电路图样18等避免于外界环境的影响，如水气影响或是硬物刮伤的破坏等。
根据本发明第一实施例，封装体12覆盖于IC芯片11、电路图样18之上，在封装体12的预定位置制作两个通孔14(第一通孔)、15，以曝露出电路图样18的高频电路的一天线信号端点以及一接地端点。在封装体12的表面再镀上一层导电金属层13，其中，可利用溅镀或是其它的镀膜方式达成，并且导电金属层13可为金、银、铜、铝、钛及其合金或是其它的导电材质。再利用激光雕刻机或是传统黄光光刻工艺以及蚀刻工艺等方式在导电金属层13制作出天线图样16以及接地平面(Grounding Plane)17的形状。最后，利用镀膜的方式，将通孔14、15填满，以将天线图样16的天线信号的馈入端点与电路图样18的天线信号端点连接，并将接地平面17与电路图样18的接地端点连接，如此即完成本发明第一实施例中具有天线1的封装结构，其中，天线1包含天线图样16以及接地平面17。
根据本发明，天线1的结构可应用在WiFi(2.4GHz或5GHz)等应用。电路图样18的高频电路的天线信号可以藉由电路图样18的天线信号端点传递至天线图样16的天线信号馈入端点，使天线信号可凭借天线1的结构来传递或接收。
于本实施例，天线1制作于IC芯片11的侧边，不与IC芯片11重迭。藉此，可以利用天线1与部份的电路图样18重迭的方式，以减少天线1占据额外的基板10的面积，从而达到降低设计及制造成本等目的。并且，本实施例利用两个穿设于封装体12的通孔14、15，分别将天线1的天线图样16及接地平面17与电路图样18的天线信号端点及接地端点连接，如此即可避免从封装体12外侧再设置导线以连接天线1与电路图样18，可避免电路图样18及导线外露于封装体12的外部，藉此保护电路图样18，并且更可以缩小天线1占据基板10的面积。
另外，本发明可利用激光雕刻机，在导电金属层13直接制作天线图样16及接地平面17的外形。激光雕刻机可精准地雕刻出天线图样16的大小尺寸，但是不会影响到封装体12的状态，藉此，可实现于封装体12的表面形成一天线1的结构。
图2A与图2B所示为根据本发明第二实施例的天线结构的剖视图与上视图。
如图2A与图2B所示，其与图1A与图1B的差异点在于：在封装体12的表面制作一电磁屏蔽层21于IC芯片11的上方，并完全遮蔽IC芯片11。由于IC芯片11通常会产生较大的电磁波干扰，因此，可利用上述形成导电金属层13后，利用雷射雕刻机或是传统黄光光刻工艺以及蚀刻工艺等方式，利用导电金属层13，同时制作出天线1的结构及电磁屏蔽层21。即是，天线1与电磁屏蔽层21在封装体12的表面同时制作出来，并且分别位于IC芯片11侧边位置及上方位置，彼此互不重迭。并且如同前述，可制作一通孔22(第二通孔)以及利用镀膜的方式，使得电磁屏蔽层21与电路图样18的接地端点电性连接，以达到屏蔽电磁波的功能。
藉此，在封装体12的表面制作一电磁屏蔽层21，完全遮蔽IC芯片11以降低电磁波的干扰，并且于IC芯片11的侧边同时产生一天线1，以达到传递/接收天线信号的目的。凭借整合电磁屏蔽层21与天线1，可达到缩小基板10的使用面积、降低设计及制造成本等目的。并且凭借通孔14、15、22，分别将天线1的天线图样16及接地平面17以及电磁屏蔽层21与电路图样18的天线信号端点及接地端点连接，如此即可避免从封装体12外侧再设置导线，可避免电路图样18及导线外露于封装体12的外部，藉此保护电路图样18，并且更可以缩小天线1及电磁屏蔽层21占据基板10的面积。
图3A与图3B所示为根据本发明第三实施例的天线结构的剖视图与上视图。
如图3A与图3B所示，其与图2A与图2B的差异点在于：电磁屏蔽层31、绝缘层32以及天线图样33以一种层迭结构的方式所构成。
在本实施例中，在封装体12的表面制作一电磁屏蔽层31，覆盖整个IC芯片11以及位于基板10表面的电路图样18，以达到屏蔽电磁波干扰的效果；在电磁屏蔽层31的上方再制作天线图样33，并且在电磁屏蔽层31及天线图样33之间利用绝缘材料或是封装材料形成绝缘层32。再利用前述的通孔及镀膜的方式，制作两个通孔34、35，使得天线图样33的天线信号馈入端点藉由通孔34(第一通孔)与电路图样18的天线信号端点连接，以及使电磁屏蔽层31藉由通孔35(第二通孔)与电路图样18的接地端点连接。
在本实施例中，将电磁屏蔽层31完全覆盖于IC芯片11及电路图样18的上方，以达到完全屏蔽电磁波干扰的效果，并且，可将电磁屏蔽层31当成如图1B所示的接地平面17，则天线图样33即可与电磁屏蔽层31形成一天线1，以达到天线1传递/接收天线信号的目的。
凭借上述结构，可以大幅度地减少电磁波的干扰。并且藉由将天线图样33制作于整个基板10的上方，天线图样33几乎不需要占据额外的基板10的面积，从而可以忽略天线图样33所占据的面积，以缩小基板10整体的面积。
根据本实施例，亦凭借通孔34、35及镀膜的技术，使得天线信号可以藉由电路图样18的天线信号端点传递至天线图样33的天线信号馈入端点，以及将电磁波屏蔽层31与电路图样18的接地端点连接，可避免电路图样18及导线外露于封装体12的外部，藉此保护电路图样18，并且更可以缩小天线1及电磁屏蔽层31占据基板10的面积。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有天线的封装结构的制作方法，其特征在于，包括：
形成一电路图样和一集成电路芯片于一基板上，并且该集成电路芯片与该电路图样电性连接；
覆盖一封装体于该基板，以将该电路图样及该集成电路芯片包覆；以及
形成一天线图样于该封装体之上，且该天线图样利用穿设于该封装体的一第一通孔与该电路图样电性连接。
2.如权利要求1所述的具有天线的封装结构的制作方法，其特征在于，还包括：形成一电磁屏蔽层于该封装体之上。
3.如权利要求2所述的具有天线的封装结构的制作方法，其特征在于，该电磁屏蔽层与该天线图样是同时形成于该封装体之上，并且该电磁屏蔽层形成于该集成电路芯片的上方，该电磁屏蔽层利用穿设于该封装体的一第二通孔与该电路图样电性连接，以及该天线图样形成于该集成电路芯片的侧边。
4.如权利要求2所述的具有天线的封装结构的制作方法，其特征在于，形成该电磁屏蔽层的步骤是在形成该天线图样的步骤之前，并且在该天线图样形成于该电磁屏蔽层之上的步骤之前，先形成一绝缘层于该电磁屏蔽层与该天线图样之间，并且该电磁屏蔽层以及该天线图样形成于该集成电路芯片的上方。
5.如权利要求2所述的具有天线的封装结构的制作方法，其特征在于，该电磁屏蔽层完全遮蔽该集成电路芯片。
6.一种具有天线的封装结构，其特征在于，包括：
一基板；
一电路图样，设置于该基板表面；
一集成电路芯片，设置于该基板上，并且该集成电路芯片与该电路图样电性连接；
一封装体，设置于该基板上，且该封装体包覆该电路图样及该集成电路芯片，该封装体具有一第一通孔；以及
一天线图样，设置于该封装体的表面，并且该天线图样透过该第一通孔与该电路图样电性连接。
7.如权利要求6所述的具有天线的封装结构，其特征在于，更包括：一电磁屏蔽层，设置于该封装体之上，且该电磁屏蔽层利用穿设于该封装体之一第二通孔与该电路图样电性连接。
8.如权利要求7所述的具有天线的封装结构，其特征在于，该电磁屏蔽层与该天线图样共同设置于该封装体的表面上，且该电磁屏蔽层设置于该集成电路芯片的上方，以及该天线图样形成于该集成电路芯片的侧边。
9.如权利要求7所述的具有天线的封装结构，其特征在于，还包括：一绝缘层，设置于该电磁屏蔽层与该天线图样之间，并且该电磁屏蔽层以及该天线图样形成于该集成电路芯片的上方。
10.如权利要求7所述的具有天线的封装结构，其特征在于，该电磁屏蔽层完全遮蔽该集成电路芯片。
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