CN107222981A - 电子模块的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子模块的制造方法，包括提供一电路板，电路板具有接垫以及模封区域。装设多个电子元件于电路板上，至少一电子元件位于模封区域内。设置一遮罩件以覆盖模封区域内的电子元件以及接垫。形成保护层于电路板上以覆盖摸封区域外的电子元件。移除遮罩件以暴露出电子元件以及接垫。填入一模封材料，包覆该模封区域中的该电子元件，并固化该模封材料形成一模封层。形成一导电层于模封层上，导电层电性连接接垫。
Description
本申请是申请人为日月光半导体制造股份有限公司、申请日为2013年5月20日、申请号为201310187307.2、发明创造名称为“电子模块的制造方法”的中国发明申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关于一种电子模块的制造方法，且特别是有关于一种包含模封结构的电子模块制造方法。
背景技术
现今的电子模块通常包括一电路板以及多个电子元件。电子元件通常会和电路板电性连接，以使得电子信号能够在电子元件与电路板之间传递。此外，常会以模封材料包覆电子元件，以避免电子元件之间产生短路的现象。
目前常利用转注成型技术(transfer molding technology)对电子元件进行模封，转注成型的方法是在欲进行模封的电子元件周围设计多个注入盘(pot)以及多条流胶道(communication channel)，而模封材料会从注入盘注入流胶道并包覆电子元件，以形成一整条印刷线路板压模。之后再以雷射切割或机械切割的方式形成单一模块。再来，在每一个单一模块表面涂布导电材料，以达到电磁遮蔽的效果。然而，注入盘以及流胶道会占据电路板的板面，从而限制电路板提供电子元件装设的面积。另外，先形成一整条压模再进行切割的方式会造成材料的浪费以及工时的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子模块的制造方法，其可以用以增加电路板供电子元件装设的面积。
本发明提供一种电子模块的制造方法，其包括提供一电路板，电路板具有接垫以及模封区域，而接垫以及模封区域位于电路板的上表面。之后，装设多个电子元件于电路板上，至少一电子元件位于模封区域内。设置一遮罩件于电路板上，此遮罩件会覆盖模封区域内的电子元件以及接垫。形成保护层于电路板上，保护层覆盖摸封区域外的电子元件。移除遮罩件以暴露出位于模封区域内的电子元件以及接垫。设置模具于电路板上，此模具具有至少第一容置空间、注入孔以及流道。其中，第一容置空间对应欲模封的电子元件而设置，并具有注入孔位于第一容置空间上方。流道位于容置空间上方，并连通注入孔。之后，填入一模封材料于流道之中，并包覆位于第一容置空间内的电子元件。预固化模封材料，之后移除模具以暴露出接垫并进行固化定型烘烤以形成模封层。接着形成导电层于模封层上方，导电层电性连接接垫。接着移除保护层。
在本发明一实施例中更可包含至少一个第二容置空间用以容置模封区域以外的电子元件。
在本发明一实施例中更揭示保护层为一至少含有聚硅氧烷混合物(Polysiloxanemixture)的材料所组成。
综上所述，由于本发明的注入孔以及流道皆位于容置空间的上方，而不需要占据电子元件周围电路板的面积，因此可以增加电路板的使用面积。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。
附图说明
图1A至1G为本发明第一实施例的电子模块制造方法示意图。
图2A至2D为本发明第二实施例的电子模块制造方法示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、1’ 电子模块
10、10’ 电路板
12 接垫
14 模封区域
20 电子元件
20a 第一电子元件
20b 第二电子元件
30 遮罩件
40 保护层
50、50’ 模具
52 第一容置空间
54 第二容置空间
56 注入孔
58 流道
60 模封材料
60’ 模封层
70、70’ 导电层
具体实施方式
图1A至图1G为本发明第一实施例的电子模块1制造方法示意图。请参阅图1A，首先提供一电路板10。电路板10具有至少一接垫12以及至少一模封区域14，而接垫12与模封区域14位于电路板10的上表面。之后，装设多个电子元件20于电路板10上，其中至少一个电子元件20会位在模封区域14中，而电子元件20会电性连接电路板10。为方便说明，本发明以第一电子元件20a表示位于模封区域14中的电子元件，以第二电子元件20b表示位于模封区域14之外的电子元件，电子元件20包括至少一个第一电子元件20a以及至少一个第二电子元件20b，图1A所示为位于模封区域14中的两个电子元件20a以及位于模封区域14之外的多个第二电子元件20b。
电路板10例如是印刷线路板(Printed circuit board,PCB)、双面线路板(Doubleside wiring board)、多层线路板(Multilayer wiring board)。当电路板10为多层线路板时，电子元件20设置于电路板10的外层线路层上，并且电性连接此外层线路层，而电路板10中的至少两层线路层之间可用通孔(Through hole)、盲孔(Blind hole)或是埋孔(Embedded hole)来电性连接。本发明不限制电路板10所具有的线路层的层数以及线路层之间用来电性连通的方法。另外，电子元件20可以是主动元件，例如是晶体管。电子元件20也可以是被动元件，例如是电阻器、电感器或电容器。此外，电子元件20可以裸晶(Die)或封装后的芯片(Packaged chip)。
接下来，请参阅图1B，设置一个遮罩件30于电路板10上，遮罩件例如金属材遮盖,其材料可为金属例如铝合金。此遮罩件30会对应并遮盖预计模封区域14内的第一电子元件20a以及模封区域14周围的接垫12，但不会遮盖非模封区域。如图1B所示，遮罩件30具有一中空的空间，当遮罩件30进行遮罩时，模封区域14内的第一电子元件20a以及接垫12会容置于中空的空间中。
须说明的是，在图1B中，模封区域14的数量为一个，接垫12的数量为两个，而遮罩件30会覆盖摸封区域14以及两个接垫12，此为举例示意，在其他实施例中，模封区域14的数量可以是一个以上，且各别模封区域14可依产品设计需要选择性地被遮罩件30所覆盖；接垫12的数量也可依需要多于两个，各别接垫12亦依产品设计需要选择性地不被遮罩件30所覆盖。
再来，请参阅图1C，形成保护层40于电路板10上。如图1C所示，保护层40会覆盖位于模封区域14外的第二电子元件20b以及遮罩件30表面。详细而言，形成保护层40的方法例如通过喷涂(spraying)，将保护层材料顺型地(conformally)覆盖在遮罩件30上方以及未被遮罩件30覆盖区域。之后固化保护层材料，固化保护层材料的方法包括对保护层材料加热或照射紫外光，而保护层40的材料在经过多次实验与试用之后，可为含有聚硅氧烷混合物(Polysiloxane mixture)所组成的材料。接着，移除遮罩件30，以暴露出位于模封区域14内的第一电子元件20a以及接垫12。
接着，请参阅图1D，设置模具50于电路板10上。在本实施例中，模具50具有第一容置空间52、第二容置空间54、注入孔56以及流道58。注入孔56位于第一容置空间52的上方，并连通第一容置空间52，流道58位于容置空间的上方，并连通注入孔56。其中，第一容置空间52的位置与形状依对应于模封区域14内的第一电子元件20a而设计，而第二容置空间54的位置与形状依对应于模封区域14外的第二电子元件20b而设计。
详细而言，当模具50设置在电路板10上时，第一电子元件20a会位于第一容置空间52中，而第二电子元件20b会位于第二容置空间54中。
除此之外，模具50还包括多个注入盘(未显示于图)，每一注入盘会连接多条流道58。模封材料60填入于注入盘中，再借着流道58流入注入孔56以及第一容置空间52中，并包覆位于第一容置空间52中的第一电子元件20a。
此外，如图1D所示，在本实施例中，接垫12没有落在第一容置空间52之内，因此当填入模封材料60时，接垫12不会被模封材料60所包覆。另外，模封材料60可以是高分子材料，例如是环氧模封化合物(Epoxy Molding Compound，EMC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、酚醛树脂(Phenolics)或是硅树脂(Silicones)等。
模封材料60借着流道58流入注入孔56以及第一容置空间52的方法，可以选择加压注入的方式或者选择抽真空注入的方式。其中，选择加压注入的方式时，其模具50可增加至少一个排气孔连接于第一容置空间52，且位于第一容置空间52的周围。在模具50具有排气孔的实施例中，由于第一容置空间52具有排气孔，当填入模封材料60时，排气孔可以有利于第一容置空间52内的气体排出。在使用抽真空的实施例中，在填入模封材料60的步骤之前，对第一容置空间52进行抽真空的步骤，此时模具50不需要设置排气孔，也就是将第一容置空间52内的气体抽出，以利于模封材料60的填入。如此，由于第一容置空间52的空气已排出，模封材料60可以更完整的包覆第一电子元件20a，并且减少气泡的产生以及气泡影响模封品质的机会。
在本实施例中，注入孔56位于第一容置空间52的上方，且流道58位于容置空间的上方，而模封材料60是利用注入孔56由第一容置空间52的上方注入，并包覆第一电子元件20a。现有技术中，将流通道设计在欲模封的电子元件周围，会降低电路板的使用面积，本实施例将流道58、注入孔56设置在第一容置空间52的上方，相较之下本发明制造方法不会占据电路板10表面的面积。
接下来，如图1F所示，在移除模具50之前会先预固化模封材料60，使得模封材料60稍微定型，之后，移除模具50以暴露出包覆第一电子元件20a的模封材料60、包覆第二电子元件20b的保护层40以及接垫12。之后，再进行例如固化定型烘烤(Post Mold Cure)的程序以进一步固化模封材料60以形成一模封层60’。
请参阅图1G，在未去除保护层40之前，形成导电层70于模封层60’上表面，导电层70会覆盖模封层60’，且电性连接接垫12。形成导电层70的方式例如是喷涂、电镀或者是气相沉积，使得导电层70顺型的覆盖在模封层60’以及接垫12上。在此，导电层70可以做为电子模块1的电磁遮蔽结构。
由于位于模封区域14外的第二电子元件20b有以保护层40包覆，因此在形成导电层70的步骤中，导电层70不会接触到第二电子元件20b，可以避免导电层70和第二电子元件20b产生短路的情形。在形成导电层70之后，通过例如化学溶剂(solvent)的清除方法移除保护层40，以暴露出第二电子元件20b。
图2A至图2D为本发明第二实施例的电子模块1’制造方法示意图。请参阅图2A，和前一实施例不同的是，本实施例示意电路板10’具有多个的模封区域14。
本实施例的模具50’具有流道58、多个相邻的第一容置空间52以及多个注入孔56。每个注入孔56对应地位于各个第一容置空间52的上方，并通过流道58相互连通。当设置模具50’于电路板10’时，这些第一容置空间52会对应到电路板10’上的多个模封区域14内，个别第一电子元件20a会位于各自相对应的第一容置空间52空间中。另外，在本实施例中，模具50’还可以包括多个排气孔，每一个第一容置空间52皆具有至少一个排气孔。排气孔连接第一容置空间52且位于第一容置空间52的周围。
请参阅图2B，接着填入模封材料60。模封材料60会借着流道58流入每个注入孔56以及每个第一容置空间52，以包覆第一容置空间52中的第一电子元件20a。接着，预固化模封材料60。在本实施例中，排气孔的作用和第一实施例相同。在其它无排气孔设计的实施例中，可以在填入模封材料60的步骤之前，对第一容置空间52进行抽真空的步骤，以利于模封材料60的填入，避免模封材料60在包覆第一电子元件20a时，因为气泡影响模封的品质。
接下来，请参阅图2C，移除模具50’，以暴露出多个相邻并包覆第一电子元件20a的模封材料60以及多个位于电路板10’上的接垫12。之后，固化定型烘烤模封材料60以形成模封层60’，固化定型烘烤的方式例如加热模封材料60或是对模封材料60照射UV。
之后，请参阅图2D，形成导电层70’于多个模封层60’表面，并且覆盖接垫12。导电层70’会电性连接接垫12，并且可以作为电子模块1的电磁遮蔽结构。形成导电层70’方法例如是喷涂、电镀或者是气相沉积，使得导电层70’顺型的覆盖在模封层60’以及接垫12上。
在本实施例中，模具50’的第一容置空间52的数量、在电路板10表面的位置以及大小是根据产品需要进行设计。本实施例通过模具50’设计，直接在电路板10’上形成多个相邻的模封层60’，并且暴露出接垫12，再将导电层70’可以直接形成于多个模封层60’上。相较于现有技术中，需要先对整个电路板进行模封，再对模封层进行切割的方式，本实施例可以减少切割的步骤。也就是说，本实施例仅针对需要模封的区域(意即需要模封的电子元件)进行模封，可以减少模封材料60的使用，并且可以减少切割的步骤。
综上所述，本发明提供一种电子模块的制造方法。此制造方法包括提供具有多个电子元件的电路板、提供模具于电路板上以及利用模封材料包覆电子元件。模具包括至少一个第一容置空间以及位于第一容置空间上方的流道与注入孔，其中，第一容置空间对应欲模封的电子元件，模封材料会经由流道以及注入孔填入第一容置空间之中，并包覆电子元件。
由于本发明是将注入盘、流道以及注入孔设置在欲模封电子元件的上方，相较于现有技术将流通道设计在欲模封的电子元件周围，本发明的模封层以及相邻电子元件的间距离较小，因此可以增加电路板的使用面积。
以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利权利要求保护范围内。
Claims (10)
1.一种电子模块的制造方法，其特征在于，该电子模块的制造方法包括：
提供一电路板，其具有至少一接垫以及至少一模封区域，其中该接垫以及该模封区域位于该电路板的一上表面；
装设多个电子元件于该电路板上，且该多个电子元件电性连接该电路板，其中至少一该电子元件位于该模封区域内；
设置一遮罩件于该电路板上，且该遮罩件覆盖该模封区域内的该电子元件以及该接垫；
形成一保护层于该电路板上，该保护层覆盖该模封区域外的该多个电子元件以及该遮罩件；
移除该遮罩件，以暴露出位于该模封区域中的该电子元件以及该接垫；
填入一模封材料，包覆该模封区域中的该电子元件，并固化该模封材料形成一模封层；
形成一导电层于该模封层上方，且该导电层电性连接该接垫。
2.如权利要求1所述的电子模块的制造方法，其中该导电层为电磁遮蔽结构。
3.如权利要求1所述的电子模块的制造方法，其中形成该导电层的方法包括喷涂、电镀或者是气相沉积。
4.如权利要求1所述的电子模块的制造方法，其中该多个电子元件包括至少一第一电子元件以及至少一第二电子元件，其中该第一电子元件位于该模封区域中，该第二电子元件位于该模封区域之外。
5.如权利要求4所述的电子模块的制造方法，其中该第一电子元件包括一主动元件，该第二电子元件包括一被动元件。
6.如权利要求4所述的电子模块的制造方法，其中第一电子元件包括裸晶或封装后的芯片。
7.如权利要求1所述的电子模块的制造方法，其中该保护层为一至少含有聚硅氧烷混合物的材料所组成。
8.如权利要求1所述的电子模块的制造方法，其中形成该保护层的步骤可进一步包括固化该保护层。
9.如权利要求8所述的电子模块的制造方法，其中固化该保护层包括对保护层材料加热或照射紫外光。
10.如权利要求1所述的电子模块的制造方法，其中形成该导电层之后，还包括移除该保护层。
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