CN105304508B - 电子封装模块的制造方法及其结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子封装模块的制造方法及其结构，利用栏坝结构做为塑封材料填充时的挡墙，同时也可选择此栏坝结构做为电子元件之间的金属隔间，并配合金属涂布可保护电子元件避免电磁干扰。

Description

电子封装模块的制造方法及其结构

技术领域

本发明涉及一种电子封装模块的制造方法及其结构，尤指一种利用固化光固性胶形成栏坝以进行局部性选择模封的电子封装模块制造方法及其结构。

背景技术

目前电子封装模块通常会使用模塑料(molding compound)包覆(encapsulating)模块内的电子元件，以保护电子元件不受水气等影响。然而，有的电子元件，特别是光电元件、电荷耦合元件、发光元件或是连接器元件，均不宜被模封材所包覆，以避免电子元件受到模塑料的包覆而影响运作或甚至无法运作。

另一方面，随着电子封装模块内整合元件的密度提高，元件间的电磁交互干扰可能导致模块的效能失常或甚至错误作动，例如射频元件对高频的电磁波很敏感，容易被高频元件或高速数位元件干扰。此部份现阶段解决对策是使用金属溅镀或喷涂方式以产生电磁屏蔽金属层，然而此法适合全面性的形成金属遮蔽，无法针对不同电子元件之间产生金属隔间，若是利用模封材料挖空再填入金属做为隔间则耗时费工。

发明内容

本发明提供一种电子封装模块的制造方法，利用固化光固性胶形成栏坝以进行局部模封。制造方法包含以下步骤：提供线路基板，该线路基板具有组装平面、至少一接地垫；设置至少一电子元件于该组装平面上；形成至少一栏坝结构于该组装平面上，其中该栏坝结构形成一模封区域，且至少一该些电子元件其中之一位于该模封区域；利用该栏坝结构形成至少一模封块于该模封区域上方；以及形成金属屏蔽层于该模封块上。其中形成栏坝结构的方法包含利用列印喷头喷出光固性胶，同时利用紫外光照射喷出的光固性胶。

通过上述方法，本发明进一步提供一种电子封装模块，其具有上述制造方法所制成的局部模封的结构。或者，进一步更具有金属隔间的结构，其是利用固化金属胶或者具导电性的栏坝结构所构成。

本发明的制造方法及其结构以光固性胶建立栏坝以对电子元件进行模封并产生隔间，之后进行金属涂布(metal coating)，对电子元件产生金属隔间屏蔽，防护电子元件免于受到电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)。

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、附图，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，然而所附附图与附件仅用来提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1A-1F为本发明电子封装模块结构的第一实施例在制造过程中的侧视图；

图2为本发明电子封装模块结构的第二实施例的侧视图；

图3A-3F为本发明电子封装模块结构的第三实施例在制造过程中的侧视图；

图4为本发明电子封装模块结构的第四实施例在制造过程中的上视图。

其中，附图标记说明如下：

线路基板11、21、31

栏坝12、22、32

模封块13、23、33

油墨层14、34

金属屏蔽层15、25、35

金属胶36

接地垫17、27、37

电子元件18、28、38、19、29、39

边框治具F

切割线C1、C2

具体实施方式

以下将通过实施例来解释本发明的一种电子封装模块的制造方法。需要说明的，本发明的实施例并非用以限制本发明需在如下所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为达到阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。

请参考图1A-1F，为本发明电子封装模块结构第一实施例在制造过程中对应的侧视图。在此一实施例中，先参考图1A，准备一线路基板11，线路基板11具有接地垫17，接地垫17的尺寸、形状及范围等没有特别限制，主要是依设计需求而设置，做为与后续形成的金属屏蔽层15、栏坝结构12等电性连接之用。

接着，将电子元件18装设于线路基板11的组装平面(例如上表面)上，其组装方式可利用表面粘着技术(Surface Mount Technology,SMT)进行，但不以此为限。

再来参考图1B，在线路基板11的该组装平面上形成栏坝结构12，其中，栏坝结构12没有接触接地垫17。栏坝结构12由光固性胶所形成，光固性胶成分例如为含有紫外感应的高分子材料。栏坝结构12形成方法可利用一般PCB板文字列印机(图未示出)，一边喷涂该光固性胶，一边以紫外线光照射该光固性胶使之固化，并通过往复喷涂，以形成具有一定高度的栏坝结构12，如图1B。可同时参考图1B与图4，图1B显示在线路基板11上方部份栏坝结构12及模封区域。栏坝结构12可为导电或不导电，若为导电，可选择导电性良好的光固性胶，例如其成份包含金属微粒以及光固性树脂。

接着，在该模封区域内形成模封块13并包覆电子元件18，形成模封块13的方法可采用一般转注成型或是压注成型的方式，但不以此为限，较佳地，可利用栏坝结构12的阻隔性能，在栏坝结构12所形成的该模封区域内，喷入或灌入液态模封化合物至高度盖过电子元件18，待模封块13固化。在一较佳实施例中，可在填入液态模封化合物之后，将线路基板整体移置一般真空炉(图未示出)中进行脱泡，以防模封块13中混有空气；之后再加温使液态模封化合物熟化(cured)与固化。另外，在一较佳实施例中，同时参考图4，可一并利用边框治具F与栏坝结构12的阻隔性能，在边框治具F与栏坝结构12所围绕起的该模封区域内形成模封块13，其中边框治具F是暂时性地装设于线路基板11的最外围，并包围线路基板11。在此须特别说明的是，本实施例以利用边框治具F配合栏坝结构12所围绕起的模封区域进行模封，在其它实际运用上，也可以通过栏坝结构12整体的设计而省略边框治具F，例如在形成模封块13的预定区段上形成整个圈围起来的栏坝结构12。

再来参考图1C，在建立电磁防护用的金属屏蔽层15之前，可选择性地将模封块13与栏坝结构12上表面抛光，例如利用磨床或是激光等方式抛光，但不以此为限。接着，在线路基板11组装平面上的预留区形成一层油墨层14。油墨层14可使用由感光固化性树酯或热固化性树酯组成的油墨，例如液态感光型油墨，并且可于后续制程之后简单移除。如图1C，预留区例如用于后续电性连接其它电子元件，油墨层14没有覆盖模封块13，也没有覆盖接地垫17。

之后请参考图1D，在组装平面的一整面镀上金属屏蔽层15，金属屏蔽层15完整覆盖模封块13并且与组装平面上的接地垫17电性连接。另外，金属屏蔽层15可覆盖线路基板11的侧面，与线路基板11侧边的金属接垫17形成电性连接。形成金属遮蔽层15的步骤可采用例如金属喷涂(Spray coating)、无电镀方式(electroless plating)或溅镀方式(Sputtering)等常见的金属涂布方式，也可采用黏贴导电胶带等方式，但不以此为限。

接着，请参考图1E，将油墨层14移除。上述使用油墨层14形成于预留区，接着全面形成金属屏蔽层15、再移除油墨层14的方法，也可以选择其它方式形成金属屏蔽层15于模封块13上方并电性连接接地垫17，例如采用具有图案的遮罩(mask)再搭配金属喷涂(Spraycoating)或溅镀方式(Sputtering)等金属涂布方式。

上述流程适用于栏坝结构12具有导电性或不具导电性，假如栏坝结构12不具有导电性，金属屏蔽层15除了覆盖模封块13与栏坝结构12上表面之外，金属屏蔽层15需进一步延伸覆盖栏坝结构12的侧壁以及接地垫17，并且，此接地垫17不与栏坝结构12重叠或连接，借此让金属屏蔽层15与接地垫17接触面积最大，以增大接地效果。假如栏坝结构12具有导电性，金属屏蔽层15可以仅覆盖模封块13与栏坝结构12上表面而不覆盖栏坝结构12的侧壁，此时接地垫17则需与栏坝结构12至少部份重叠以作电性连接，如后所举实施例。

请参考图1F，后续即可将电子元件19设置于线路基板11没有模封块的区域上，电子元件19例如为不宜被模封块包覆的光电元件，例如CMOS影像感测器、CCD、发光二极体或连接器等，其组装方式可利用表面黏着技术进行，然而不以此为限。

接下来请参考图2，为本发明电子封装模块结构第二实施例的侧视图。在此一实施例中，大部分步骤均与第一实施例类似，例如电子元件的粘着方式、模封块形成方式、金属屏蔽层形成方式、栏坝结构的材料及形成方式等，在第二实施例中将不再赘述其细节。此第二实施例与第一实施例最主要的差异为，在第一实施例中(图1E、图1F)，栏坝结构12可在线路基板11的组装平面上形成多个模封块，例如，第一实施例中的两个模封块分别位于组装平面的不同边；在第二实施例中，栏坝结构22可在组装平面上仅形成一个模封块。然而，栏坝结构12、22的个别尺寸、形状及范围没有一定限制，可依需求做不同的设计，例如，在模封区域上，栏坝结构22可进一步同时存在于每个电子元件之间，以图2为例，图中三个电子元件28之间分别存在栏坝结构22，即可形成三个模封块。

接下来请参考图3A-3F，图3A-3F为本发明电子封装模块结构的第三实施例在制造过程中的侧视图。在此一实施例中，大部分步骤均与第一、第二实施例类似，例如电子元件的粘着方式、模封块形成方式及金属屏蔽层形成方式等，在第三实施例中将不再赘述其细节。此第三实施例与第一、第二实施例最主要的差异为，栏坝结构32具有导电性，例如是以导电胶固化后所形成，且栏坝结构32与接地垫37电性连接，而金属屏蔽层35电性连接栏坝结构32。

详细而言，请先参考图3A，准备一线路基板31，线路基板31具有接地垫37，接地垫37的尺寸、形状及范围等没有特别限制，主要是依设计需求而设置，并使后续形成的栏坝结构32可以与接地垫37电性连接。

接着，将电子元件38装设于线路基板31上。再来，形成栏坝结构32于线路基板31的接地垫37上，栏坝结构32是由导电的光固性金属胶所形成，其成分为含有金属的高分子材料，可利用一般PCB板文字列印机(图未示出)，一边喷涂该光固性金属胶，一边以紫外线光照射该光固性金属胶使之固化，并通过往复喷涂，以形成具有一定高度的栏坝结构32。之后，于栏坝结构32所围绕起的区域内形成模封块33并包覆电子元件38。

此实施例与前述实施例的另一差异是，为了针对某些电子元件进一步形成金属隔间以屏蔽与相邻电子元件间的电磁干扰，此目的可以通过两种技术方案达成，一为此金属隔间为栏坝结构32的一部份，另一为利用激光开孔或开槽，并填入金属材料以形成金属隔间。利用激光开孔或开槽，并填入金属材料形成金属隔间的方法详述如下。请先参考图3B，利用栏坝结构32形成模封块33并修整上表面后，接着于线路基板31的局部区域以及模封块33上覆盖一层油墨层34，以保护表面不受后续步骤所产生的脏污黏附。接着，为了对某些电子元件38形成个别的金属隔间屏蔽，可在需要处利用激光直接对模封块33开槽，在此可利用接地垫37与模封块33对激光吸收程度的不同而使接地垫37作为激光切割终止端，但本发明不限于此一概念，只要能够达到仅切割模封块33而保留线路基板31的手段即可，例如也可利用外型切割(routing)来对模封块33开槽。

开槽后，可于槽中注入金属胶36并将金属胶36固化，如图3C所示。此处金属胶36可使用一般熟知的金属胶，较佳可使用热固化性的金属胶，但不以此为限，只要能根据上述激光所开的槽较细且深的特性，使填入的金属胶完全固化即可。

接着，移除模封块33上方的油墨层34，如图3D所示。详细而言，全面移除油墨层34之后，再搭配具有图案化设计的遮罩再将油墨层34部份形成于未模封区上。在实作上，若对上表面平整度有所要求，则可进行一抛光或研磨步骤将模封块33及栏坝结构32上表面磨平，此时，则可省去上述全面移除油墨层34再将油墨层34部份形成于未模封区上的步骤。如此一来，即可完成对选定电子元件38形成个别金属隔间的目的，例如射频元件与高频元件间的互相干扰，以此方法即可以通过简单的步骤在电子元件之间形成完整的电磁防护。

参考图3E，形成金属屏蔽层35全面性覆盖模封块33顶部、栏坝结构32、接地垫37与油墨层34。如此一来，金属屏蔽层35即可同时经由金属屏蔽层35本身及栏坝结构32与接地垫37形成电性连接。

接着，如图3F，将油墨层34移除，后续可将电子元件39设置于线路基板31无模封块的区域上。电子元件39例如连接器、光学感测元件。

接下来请参考图4，图4为本发明电子封装模块结构的第四实施例在制造过程中的上视图。在第四实施例中，多个电子封装模块结构可同时完成，而图1C可以仅代表如图4的多个电子封装模块结构之中的单一一个电子封装模块结构。

进一步而言，多个电子封装模块结构的图1A-1C的步骤均可在同一线路基板11上同时进行。在完成如图1A-1C的步骤之后，即可沿图4所示例切割线C1、C2进一步进行切割步骤，以将各电子封装模块以外型切割(routing)或激光切割等方式切开，以形成多个独立的电子封装模块，即可接着进行如图1D-1F的步骤，以得到多个具有完整金属屏蔽的电子封装模块。

另外，上述各实施例也可选择其它技术方案进行制程上的搭配或替换，如下所述。其一如光电元件预定区(即无模封块区域)上的电子元件19、29、39可以跟其它电子元件18、28、38于同一制程设置在线路基板上；举例如图3F的电子元件39设置于线路基板31无模封块区域上的步骤，可以合并在图3A将电子元件38装设于线路基板31上时，一起将电子元件39设置于线路基板31上，如此第三实施例中无模封块区域上的油墨层34即可省略，后续例如形成油墨层34于模封块33上方、形成金属屏蔽层35等步骤可依需要而使用治具遮罩此区域以使电子元件39不受影响。其二，当栏坝结构具有导电性时，金属屏蔽层只覆盖模封块上表面及栏坝结构顶部但不覆盖栏坝结构的侧壁，此时金属屏蔽层通过栏坝结构电性连接接地垫。其三，例如是在形成模封块之后进行切割步骤以形成多个独立的电子封装模块，再进行金属屏蔽层15、25、35覆盖整个独立的电子封装模块的外表面，包括模封块与栏坝结构的上表面、栏坝结构侧壁、接地垫，乃至基板侧边接地垫。

另外，在本发明另一未图示的实施例中，线路基板的一表面上可具有多个导电或不导电的栏坝结构所围成的两个以上的隔间，这些栏坝结构之中的至少一个导电栏坝结构可为相邻两个金属隔间屏蔽所共用。栏坝的个别尺寸、形状，以及其所围成的范围可依需求做不同的设计，提供具有选择性局部模封的产品及其制程上的设计弹性。

另外，在本发明另一未图示的实施例中，栏坝结构的个别尺寸、形状及范围可针对线路基板上的多个模封区域而设计。具体来说，栏坝结构除了能将电子元件围绕起来，同时也能将线路基板分隔成多个区域。接着，可依实际需求，选择于这些由栏坝结构所围绕、分隔的区域之中的至少一个区域内，形成模封块并包覆这些区域内的电子元件。接着修整模封块表面，之后再进行金属屏蔽层制程，即可形成局部模封、局部屏蔽的金属隔间屏蔽。

综上所述，本发明电子封装模块利用光固性胶，只要用一般的列印喷头搭配紫外光就可以类似3D列印的概念建立栏坝结构，再利用栏坝结构的阻隔特性形成模封块，搭配金属涂布即可以简单的制程形成多个金属隔间屏蔽，达到对电子元件防护电磁干扰的目的，不但可依需求完成任意形态的金属隔间，更因以此方法所形成的金属隔间侧壁(亦即导垫的栏坝结构)厚度较薄，可增加空间的利用率与设计弹性。

Claims (10)

1.一种电子封装模块的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：

提供一线路基板，该线路基板具有一组装平面、至少一接地垫；

设置至少一电子元件于该组装平面上；

形成具有导电性的至少一栏坝结构于该组装平面上，其中该栏坝结构形成一模封区域，且至少一该电子元件位于该模封区域；

利用该栏坝结构形成至少一模封块于该模封区域上方；以及

形成一金属屏蔽层于该模封块的上表面，所述金属屏蔽层通过所述至少一栏坝结构电性连接所述至少一接地垫。

2.如权利要求1所述的制造方法，其中形成该栏坝结构的方法包含以下步骤：

利用一列印喷头喷出一光固性胶，同时利用一紫外光照射喷出的该光固性胶。

3.如权利要求1所述的制造方法，其中形成该模封块于该模封区域的方法包含以下步骤：

将一液态模封化合物灌入该栏坝结构与该模封区域所围成的空间；以及

固化该液态模封化合物以形成该模封块。

4.如权利要求1所述的制造方法，其中在形成该金属屏蔽层于该模封块上方之前，还包含：抛光该模封块与该栏坝结构的上表面。

5.如权利要求1所述的制造方法，其中形成该模封块之后，还包含：利用激光对该模封块开槽，并于槽中注入一金属胶及固化该金属胶。

6.一种电子封装模块结构，其特征在于，包含：

一线路基板，该线路基板具有一组装平面、至少一接地垫；

多个电子元件，设置于该组装平面上；

至少一栏坝结构于该组装平面上，其是由具有导电性的一光固性胶所组成，该栏坝结构与该组装平面形成一模封区域，部分该电子元件位于该模封区域；以及

至少一模封块，设置于该模封区域上；以及

一金属屏蔽层，设置于该模封块的上表面，所述金属屏蔽层通过所述至少一栏坝结构电性连接所述至少一接地垫。

7.如权利要求6所述的电子封装模块结构，其中该光固性胶是由金属微粒以及光固性树脂所组成。

8.如权利要求6所述的电子封装模块结构，其中该金属屏蔽层进一步延伸覆盖该栏坝结构的侧壁并电性连接于部分该接地垫。

9.如权利要求6所述的电子封装模块结构，其中该模封区域上的该模封块之间以该栏坝结构或一导电胶固化形成的结构做为间隔。

10.如权利要求6所述的电子封装模块结构，其中该线路基板还具有一侧边，该侧边具有至少一接地垫，该金属屏蔽层电性连接该侧边的该至少一接地垫。