CN104347535B - 电子封装模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子封装模块及其制造方法，先将胶带黏贴于线路基板上的预定区域内，并于预定区域外设置电子元件，再形成模封块覆盖整个线路基板，之后将胶带连同其上的模封块移除以完成选择性模封，之后于模封块上形成电磁屏蔽层并将光电元件设置于预定区域内，以防护电子元件受到电磁干扰并避免光电元件受到模封块的包覆而影响运作。

Description

电子封装模块及其制造方法

技术领域

本发明关于一种电子封装模块及其制造方法，特别指一种选择性电子封装模块与其制造方法。

背景技术

目前电子封装模块通常包括一电路板与多个装设在电路板上的电子元件(electronic component)。这些电子元件例如是芯片封装体(chip package)或无源元件(passive component)等。此外，大多数的电子封装模块通常更包括模封块(moldingcompound)，其用以包覆(encapsulating)上述电子元件，以保护电子元件。

然而，有的电子元件，特别是光电元件，例如互补式金属氧化物半导体影像传感器(CMOS Image Sensor，CIS，以下简称CMOS影像传感器)、电荷耦合元件(Charge-CoupledDevice，CCD)等影像感测元件或是发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等发光元件，不宜被模封块所包覆，以避免光电元件受到模封块的包覆而影响运作，为了兼顾两者的需求，因而发展出一种「部分模封」的技术。

公知的「部分模封」技术大多是利用模具来达成，例如先使用类似遮罩的模具盖住光电元件，再注上模料待其形成模封块，然而，受流体黏滞性的影响，灌入的模料在模穴内或电路板元件间之间隙处容易形成气孔或空孔(Void)，气孔或空孔内会蓄积水气，水气在后续的热工艺中可能会引起爆米花(popcorn)的问题，降低产品良率；再者，使用模具完成模封后，必须移开模具，而通常为了移开模具，模具设计须预留拔模角度(draft angle)，模封体与电路板的夹角通常约为70度；这将使得PCB板利用降低，再者，每当遇到不同的模封形状，不但模具必须重新设计，若所需形状为不规则时，更大幅增加模具开发的难度与成本。

因此，业界亟需一种简单方便且可因应不同形状需求的模块封装方法，同时并能应用于局部或选择塑封(partial or selective molding)的新技术。

发明内容

本发明提供一种电子封装模块及其制造方法，能选择性地模封电子元件。

本发明电子封装模块包含：一线路基板，其包含一第一组装平面、至少一第一接地垫以及一第一预定区域，该第一预定区域与该等第一接地垫位于该第一组装平面；至少一电子元件，设置于该第一预定区域以外之的该第一组装平面上；至少一第一模封块，包覆该等电子元件，每一第一模封块面对该第一预定区域之的侧壁与该第一组装平面所形成的夹角介于85度至90度之间之间；一第一电磁遮蔽层电磁屏蔽层，覆盖于该等模封块上并与该等接地垫电性连接。

本发明电子封装模块的制造方法包含：提供线路基板，其包含组装平面、接地垫以及预定区域，其中预定区域位于组装平面且接地垫邻近预定区域；于预定区域内黏贴胶带；将非光电类的电子元件设置于线路基板上预定区域以外处；于组装平面上形成模封块，其中模封块覆盖胶带以及电子元件；移除预定区域处及接地垫上方的胶带与模封块。

根据本发明的一较佳实施例，于预定区域内黏贴胶带的方式，可以先将一完整胶带黏贴于整个线路基板上，再利用雷射开槽位于接地垫上方的完整胶带，接着再移除位于预定区域以外的完整胶带，即可达到于预定区域内黏贴胶带的目的。

根据本发明的一较佳实施例，其中移除该模封块的方法可包括利用雷射开槽模封块于线路基板上环绕预定区域周围的接地垫。

根据本发明的一较佳实施例，其中移除该模封块的方法可包括利用雷射修整预定区域处上方的模封块。

根据本发明的一较佳实施例，于移除预定区域上的胶带一步骤中，可利用加热使胶带脱落。

根据本发明的一较佳实施例，该胶带可为光解胶膜(UV tape)，且于移除预定区域上的胶带一步骤中，可利用紫外线照射使胶带脱落。

本发明电子封装模块的制造方法可更包括将光电元件设置于预定区域内，根据一实施例，可于移除胶带之后，形成遮罩层于预定区域内，再整面性形成电磁屏蔽层，并与接地垫电性连接，而后移除遮罩层，再将光电元件设置于预定区域内；根据另一实施例，可于利用雷射开槽位于接地垫上方的模封块后，整面性形成电磁屏蔽层，使电磁屏蔽层与接地垫电性连接，再移除预定区域内的胶带，而后将光电元件设置于预定区域内。

根据本发明的一较佳实施例，可更包含侧接地垫，其中电磁屏蔽层与侧接地垫电性连接。

根据上述方法，本发明电子封装模块可包含线路基板，其包含组装平面、接地垫以及预定区域，其中预定区域与接地垫位于组装平面上；电子元件，设置于预定区域以外的组装平面上；模封块，包覆电子元件且每一模封块面对预定区域的那面侧壁与组装平面所形成的夹角可介于85度至90度之间；电磁屏蔽层，覆盖于模封块上并与接地垫电性连接；光电元件，设置于预定区域内的组装平面上；侧接地垫，位于线路基板的侧边，其中电磁屏蔽层与侧接地垫电性连接。

藉由上述配置，本发明电子封装模块的制造方法可在不开设复杂模具或繁琐步骤的前提下，进行选择性模封，仅针对需要模封的区域形成模封块以及金属包覆(metalcoating)，以便同时兼顾防护电磁干扰(electromagnetic disturbance,EMI)与避免光电元件受到模封块的包覆而影响运作。

为了能更进一步了解本发明所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、图式，相信本发明的特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1A-1E为本发明一实施例的电子封装模块制造方法的详细步骤分解图；

图2为本发明一实施例的电子封装模块制造方法应用于不规则预定区域的示意图；

图3A-3E为于预定区域内形成光电元件的一实施例的详细步骤剖面图；

图4A-4D为于预定区域内形成光电元件的另一实施例的详细步骤剖面图；

图5为本发明电子封装模块制造方法包含侧接地垫的实施例的剖面图；

图6A-6I为本发明电子封装模块制造方法应用于两面基板封装的一实施例的详细步骤剖面图。

其中，附图标记说明如下：

预定区域 101、102

线路基板 11、31

接地垫 111、311、511

侧接地垫 112、312

组装平面 12

胶带 13、33、53

模封块 15、35、55

遮罩层 18

电磁屏蔽层 19、39、59

电子元件 21、41、61

光电元件 22、42、62

油墨 37、57

夹角 α

具体实施方式

请参考图1A-1E，其中图1A、1C与1E为此一实施例的电子封装模块的制造过程的结构剖面图。图1B与1D为此一实施例电子封装模块的制造过程的结构俯视图。

于此一实施例中，可先参考图1A与1B。本发明的电子封装模块制造方法可先准备线路基板11，其上具有组装平面12、位于组装平面12的预定区域101，以及接地垫111。本实施例以接地垫111环绕于预定区域101周围为例进行说明，且于一较佳实施例中，接地垫111的宽度可为200μm，但不以此为限，接地垫111的位置与形状、尺寸可依设计需求做不同的设计。

首先，为了于预定区域内黏贴胶带，可以直接于预定区域101内黏贴适当大小的胶带，也可以先将一大片完整胶带整面性的黏贴于线路基板11上，再用雷射将胶带开槽于预定区域边缘，之后将预定区域101以外的胶带移除，以达到于预定区域101内黏贴胶带13的目的。

将电子元件21装设于组装平面12上且位于预定区域101以外的区域，其组装方式可利用表面黏着技术(Surface Mount Technology,SMT)进行，而电子元件21可为光电元件以外的元件，例如各种有源、无源元件，然不以此为限，本文所述光电元件泛指各种不适合被模封块包覆住的元件，例如CMOS影像传感器与CCD等影像感测元件以及发光二极管等发光元件，甚至一些也不适于被模封块包覆住的其他元件，例如连接器、插孔、接头等也可应用本发明的概念而设置于预定区域；另外，可适于被模封块包覆者则称为电子元件。

此外，请参考图2，为本发明电子封装模块制造方法的其中一实施例，其中图2所示的预定区域102为不规则预定区域，即此处预定区域102为不规则形状，因此所谓预定区域没有数量、面积大小跟形状上的限制，图式举例的形状仅为阐释本发明，并不在此限。预定区域主要是依后续工艺中不宜被模封块15所覆盖的光电元件位置进行框定。因此，须说明者，于此之后所述的详细实施内容，皆可适用于预定区域101与102。

请参考图1A与1B，于完成前述步骤后，于整个线路基板11上形成模封块15，其中模封块15连同胶带13一起覆盖于线路基板11上，且模封块15更覆盖位在预定区域101以外的电子元件21与接地垫111。模封块15的形成可采用一般转注成型或是压注成型的方式，而胶带13的贴附范围可以部份覆盖接地垫111或者紧邻接地垫111而不覆盖，但不以此为限。

接着请参考1C与1D，在形成模封块15后，可利用雷射将预定区域101周围的模封块15开槽，也即沿着接地垫111的范围切割出沟槽，于一较佳实施例中，沟槽宽约为100μm。接地垫111为金属层，而模封块15的主要材料通常包含树脂，因此可利用接地垫111与模封块15对雷射吸收程度的不同而使接地垫111作为雷射切割终止端，但本发明不限于此一概念，只要能够达到仅切割模封块15而保留线路基板11的手段即可，例如也可利用外型切割来对模封块15开槽。须强调，本发明采用雷射切割，模封块并不需要预留拔模角度(例如约20度)，因此开槽后模封块15面对预定区域101的那一面侧壁与组装平面12所形成的夹角α可介于85度至90度之间，相较传统模封体与电路板的夹角，夹角α更接近90度。

当选用的胶带是薄膜，例如厚度在20～50微米(Micrometer,μm)，此时只要将胶带13移除，即可达到仅将模封块15保留在线路基板11上预定区域以外的位置。胶带13可为热解胶带或是光解胶膜(UV tape)，热解胶带可利用加热的方式来移除，于一较佳实施例中，可将环境加热至约175℃，再利用任何吸取装置即可将胶带移除，而光解胶膜则可使用紫外光照射来移除，但本发明不以此两种胶带为限。

而于本发明另一实例中，当选用的胶带是厚膜，例如厚度在0.2毫米(mm)，此时在完成利用雷射将预定区域上方的模封块15开槽之后，可利用雷射将预定区域101上的模封块15(也即胶带13上的模封块15)进行进一步的修整，也就是去除预定区域101上的模封块15，之后再进行胶带13的移除，以达到仅将模封块15保留在线路基板11上预定区域101以外的位置。

于本发明另一实例中，将进一步针对预定区域101以外的模封块15覆盖电磁屏蔽层19并使其与接地垫111电性连接，以及于预定区域101内设置光电元件22的工艺。

请参考图3A-3E，为本发明于预定区域101内形成光电元件22的一种实施例的流程图与剖面图。于本实施例中，可接续在前述实施例移除胶带13之后(如图3A)，于预定区域101内的组装平面12上设置一遮罩层18(如图3B)，遮罩层18的材质没有特别限制，只要能够方便后续移除即可，接着可整面性的形成一层电磁屏蔽层19(如图3C)，电磁屏蔽层19可采用金属喷涂(spray coating)、无电镀工艺(electroless plating)或溅镀(Sputtering)等方式，然不以此为限，只要电磁屏蔽层19与接地垫111保持电性连接即可，如此一来，只要移除遮罩层18，即可达到针对预定区域101以外的模封块15覆盖电磁屏蔽层19并使其与接地垫111电性连接的目的(如图3D)，进而使对电子元件21产生金属屏蔽效应，之后将光电元件22设置于预定区域101内(如图3E)，光电元件22可以表面黏着技术(SMT)进行设置，也不以此为限，据此，可使光电元件22不被模封块包覆，又可使电子元件21免于电磁干扰(electromagnetic disturbance,EMI)。

本发明另一实例，请参考图4A-4D，为本发明于预定区域101内形成光电元件22的另一种实施例的流程图与剖面图。于本实施例中，可在前述实施例利用雷射将预定区域101周围的模封块15开槽之后(如图4A)，直接整面性的形成一层电磁屏蔽层19(如图4B)，金属遮蔽层19形成方法如同前述举例，于此不再赘述，只要电磁屏蔽层19与接地垫111保持电性连接即可，接着只要移除胶带13，即可达到针对预定区域101以外的模封块15覆盖电磁屏蔽层19并使其与接地垫111电性连接的目的(如图4C)，进而使对电子元件21产生金属屏蔽效应，之后将光电元件22设置于预定区域101内(如图4D)，光电元件22设置方法也如同前述举例，据此，相较前述实施例，本实施例在工艺上可节省更多步骤、时间与原料等成本。但需注意，图4A-4B的实施例直接形成电磁屏蔽层19，在实际应用上，假如各模封块15之间的距离以及模封块15本身高度的影响，造成金属遮蔽层19未与接地垫111电性连接，则可于移除胶带13之后再进行光电元件22的设置与电子元件21电磁干扰的防护，如图3A-3E所示流程。

另外，为了进一步增加防护电磁干扰的功效，请参考图5，为本发明电子封装模块制造方法包含侧接地垫112的实施例的剖面图。本发明的前述所有实施例，均可更包含侧接地垫112，位于该线路基板11的侧边，形成的时间点与数量没有特别限制，只要电磁屏蔽层19也与侧接地垫112电性连接即可。

应用以上工艺，本发明可提供一种用于双面的电子封装模块制造方法的实施例，其中大多数步骤的细节皆可参考前述工艺。请参考图6A-6I，图6A中，电子元件41已设置于线路基板31第一表面，即第一组装平面，的预定区域外，胶带33则贴于预定区域内，接地垫311环绕于预定区域，且基板31的侧边形成有侧接地垫312，其中电子元件41属于高度较低者，因此黏贴于线路基板31第一表面的胶带33可采用较厚的胶带，其厚度可略高于电子元件41。

接着于线路基板31第一表面形成模封块35。由于胶带33较厚，因此模封块35高度可以刚好与胶带33切齐，让模封块35能完整覆盖电子元件41，如图6B所示。此外，也由于模封块35高度刚好与胶带33切齐，后续欲形成电磁屏蔽层39时，可省去将胶带上模封块移除的步骤而直接进行溅镀。

接着，对形成于线路基板31第一表面的模封块35进行开槽，如图6C所示，而为了后续形成电磁屏蔽层39方便，此处可将槽开宽一点，使溅镀容易。

接下来于线路基板31第一表面开槽完的膜封块35上进行溅镀，接着再覆盖一层油墨(ink)37，如图6D所示。油墨37在工艺中主要用于保护其所覆盖处的清洁，避免粉尘等杂质的污染，油墨37可用化学溶剂清洗掉，以一并带走油墨表面所沾上的物质，留下干净的所覆盖面。

再来请参考图6E，将线路基板31翻面，开始对线路基板31的第二表面，即第二组装平面，进行封装。先将胶带53黏贴于预定区域内，此侧的预定区域与第一表面相反，外围为预定区域，中心部分为非预定区域，因此接地垫511是被预定区域围绕在内侧，且此侧的电子元件61高度较高，因此采用较薄的胶带53即可。须说明者，本实施例是以线路基板31两侧的不同处为例来充分叙述所有较佳的可应用层面，并非用以限制本发明，电子元件的高低与预定区域的内外位置并没有依附关系，而电子元件的高低与胶带厚薄的搭配使用也为工艺方便的考量，均可视情况需要而改变。

于线路基板第二表面的预定范围外设置好电子元件61后，即可形成模封块55，如图6F所示。接着将胶带53连同其上的模封块55移除，并于第二表面的预定区域上另外形成油墨57，如图6G所示。再来，可选择对整块线路基板进行溅镀或者先进行切割以形成个别的单一模块之后再进行溅镀，以使个别模块的顶外表面形成电磁屏蔽层59，如图6H所示。

接下来，将油墨37、57洗掉，再把胶带33移除，即可得到基板两面均已进行选择性模封且两面各自具有完整电磁屏蔽层39、59的线路基板31。之后只要将光电元件42与62设置于预定区域处，即可完成封装，如图6I所示。

需强调，此一两面封装的实施例非用以限制本发明，若两面的预定区域均在中心处，也可以两面直接形成一完整的电磁屏蔽层即可，也即不需要额外形成油墨37与电磁屏蔽层59，可直接将基板两面分别进行至如图6C的步骤后，直接全面性形成电磁屏蔽层39，以节省工艺。

综上所述，本发明可提供一种电子封装模块制造方法，利用先黏贴胶带于线路基板及线路上，以移除后来形成于其上的模封块，达到在线路基板上局部形成模封块的目的，其中此方法形成的局部模封块，其与基板之间的夹角可更接近直角。之后，可将不宜被模封块包覆的光电元件设置于无模封块的预定区域上，以及在此模封块上形成电磁屏蔽层，以进一步兼顾防护电磁干扰与避免光电元件受到模封块的包覆而影响运作，更可以将本发明应用到对两面电子模块均进行选择性封装，以低廉的成本与精简的工艺完成两面性的电子模块选择性封装。

Claims (5)

1.一种电子封装模块的制造方法，其特征在于，包含：

提供一线路基板，其包含一第一组装平面、至少一第一接地垫以及一第一预定区域，其中该第一预定区域与该等第一接地垫位于该第一组装平面；

于该第一预定区域内黏贴一第一胶带；

将至少一电子元件设置于该第一预定区域以外的该第一组装平面上；

于该第一组装平面上形成一第一模封块，其中该第一模封块覆盖该第一胶带以及该等电子元件；

移除位于该第一预定区域处的第一模封块；

移除该第一胶带；

形成一第一遮罩层于该第一预定区域内；

形成一第一电磁屏蔽层，并与该等第一接地垫电性连接；以及

移除该第一遮罩层；以及

将至少一光电元件设置于该第一预定区域内。

2.根据权利要求1所述的制造方法，还包含以下步骤：

提供该线路基板，其包含一第二组装平面、至少一第二接地垫以及一第二预定区域，其中该第二预定区域与该等第二接地垫位于该第二组装平面；

于该第二预定区域内黏贴一第二胶带；

将该等电子元件设置于该第二预定区域以外的该第二组装平面上；

于该第二组装平面上形成一第二模封块，其中该第二模封块覆盖该第二胶带以及该等电子元件；

移除位于该第二预定区域处的第二模封块；以及

移除该第二胶带。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其中于该第一预定区域内黏贴该第一胶带之前，进一步包括以下步骤：

将一完整第一胶带黏贴于该线路基板的整面上；

利用雷射开槽位于该等第一接地垫上方的该完整第一胶带；以及

移除位于该第一预定区域以外的该完整第一胶带。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其中于移除该第一胶带的步骤中，是利用加热使该第一胶带脱落。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其中该第一胶带为一光解胶膜，且于移除该第一胶带的步骤中，利用紫外线照射该第一胶带。