CN107645033B

CN107645033B - 电子模块

Info

Publication number: CN107645033B
Application number: CN201610578139.3A
Authority: CN
Inventors: 陈信宏; 施瑞坤; 李春煌
Original assignee: Universal Scientific Industrial Shanghai Co Ltd
Current assignee: Universal Scientific Industrial Shanghai Co Ltd
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: US10205222B2; CN107645033A; US20180026342A1

Abstract

本发明涉及一种电子模块，所述电子模块包含一集成电路、一基底以及一天线。所述基底具有一顶边表面、一底边表面以及一侧边表面。所述集成电路电性连接于所述底边表面。所述天线至少设置在所述顶边表面、所述底边表面以及所述侧边表面中之二表面。

Description

电子模块

技术领域

本发明涉及一种电子模块，特别关于一种具有天线的电子模块。

背景技术

传统的无线通信装置会包含有一天线模块与一集成电路，所述天线模块与所述集成电路系设置在同一个平面，这种方式会使得无线通信装置占据较大的面积。另一种习知的无线通信装置则会在集成电路上进行封装的制程，然后将天线模块制作于封装后的集成电路上，然而，此种制作方式必须于集成电路上再进行封装的程序。无疑地，会增加无线通信装置的制作成本。

发明内容

有鉴于前述问题，本发明揭示一种更低成本的电子模块来解决上述的问题。

本发明之一第一实施例提供一种电子模块，其包含一集成电路、一基底以及一天线。所述基底具有一顶边表面、一底边表面以及一侧边表面。所述集成电路电性连接于所述底边表面。所述天线至少设置在所述顶边表面、所述底边表面以及所述侧边表面中之二表面。

本发明之一第二实施例提供一种电子模块，其包含一集成电路、一基底、一第一天线阵列、一第二天线阵列以及一第三天线阵列。所述基底具有一顶边表面、一底边表面以及一侧边表面。所述集成电路电性连接于所述底边表面。所述第一天线阵列设置在所述顶边表面。所述第二天线阵列设置在所述侧边表面。所述第三天线阵列设置在所述底边表面。

本发明之一第三实施例提供一种电子模块，其包含一集成电路、一基底、一天线以及一电路板框架。所述基底具有一顶边表面、一底边表面以及一侧边表面。所述集成电路电性连接于所述底边表面。所述天线至少布置在所述顶边表面、所述底边表面以及所述侧边表面中之二表面。所述电路板框架设置在所述底边表面，用来将所述基底架设在一电路板上。

上述实施例的电子模块除了面积较小之外，还省略了封装的制程。因此，本发明实施例得以大幅减少电子模块的制作成本。此外，由于本发明的天线可以布置在不同方向的表面上，因此本发明的天线可以更容易被设计成具有不同极化方向的天线，再者，本发明的天线具有更大的设计面积与较佳的辐射环境，因此本发明的天线比传统的天线模块具有更好的讯号吞吐量表现。

上文已相当广泛地概述本揭露之技术特征及优点，俾使下文之本揭露详细描述得以获得较佳了解。构成本揭露之申请专利范围目标之其它技术特征及优点将描述于下文。本揭露所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示之概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本揭露相同之目的。本揭露所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附之申请专利范围所界定之本揭露的精神和范围。

附图说明

由以下详细说明与附随图式得以了解本申请案揭示内容之各方面。注意，根据产业之标准实施方式，各种特征并非依比例绘示。实际上，为了清楚讨论，可任意增大或缩小各种特征的尺寸。

图1系本发明一电子模块之一第一实施例示意图。

图2系本发明一电子模块之一第二实施例示意图。

图3系本发明一电子模块之一第三实施例示意图。

图4系本发明一电子模块之一第四实施例示意图。

【组件符号说明】

100、200、300、400 电子模块

102、202、302、402 集成电路

104、、204、304、404 基底

106、206、306、406 天线

108、208、308 电路板框架

110、210、310、410 电路板

408、412 焊球

1042、2042、3042、4042 顶边表面

1044、2044、3044、4044、2052、3052 底边表面

1046、2046、3046、4046 侧边表面

1048、2048、3048、4048 接地层

1050、2050、3050 馈入线

1062、2062 第一天线阵列

1064、2064 第二天线阵列

2066 第三天线阵列

1082、2082、3082 外侧边表面

1084、2084、3084 内侧边表面

112、212、312 接地面

具体实施方式

以下配合附图详述本发明的实施例。

为了使具有通常知识者能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及结构。显然地，本发明的实现并未限定于相关领域之具有通常知识者所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的结构或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要之限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他实施例中，且本发明的范围不受限定，其以后附的申请专利范围为准。

图1所示系依据本发明一电子模块100之一第一实施例示意图。电子模块100包含有一集成电路102、一基底104、一天线106以及一电路板框架(frame board)108。依据本发明的实施例，电子模块100可视为一系统级封装(System in Package)模块。基底104具有一顶边表面1042、一底边表面1044以及一侧边表面1046。集成电路102电性连接于底边表面1044。电路板框架108系一环型的框架，其具有一外侧边表面1082以及一内侧边表面1084。电路板框架108系设置在底边表面1044，用来将集成电路102与基底104架设在一电路板110上，如图1所示。天线106至少布置在顶边表面1042、底边表面1044以及侧边表面1046中之二表面。在本实施例中，天线106系布置在基底104的顶边表面1042、基底104的侧边表面1046以及电路板框架108的外侧边表面1082。此外，在本实施例中，由于电路板框架108的外侧边表面1082与基底104的侧边表面1046大致上构成一平坦面，因此天线106系连续地布置于外侧边表面1082与侧边表面1046所构成的所述平坦面，然此并不作为本发明的限制所在。在另一实施例中，天线106系布置于基底104的顶边表面1042与侧边表面1046，而没有延伸到电路板框架108的外侧边表面1082。

依据本发明的实施例，基底104系一个多层绝缘层的结构，在两个绝缘层之间设置有一金属层，所述金属层的样式(pattern)可以依据实际操作需求来设计。在本实施例中，基底104内至少包含有一馈入线1050以及一接地层1048。馈入线1050系用来将集成电路102所输出的讯号馈入天线106，因此馈入线1050系电性连接于集成电路102。然而，馈入线1050则不一定是电性连接于天线106。在一实施例中，馈入线1050系直接电性连接于天线106。在另一实施例中，馈入线1050系耦接(coupling)于天线106而没有直接连接于天线106。

接地层1048系设置在较接近集成电路102的金属层内，以用来阻隔天线106的讯号进入集成电路102，然而接地层1048并没有与天线直接连接。接地层1048会透过一导体，如焊锡(solder)，来与电路板框架108内的一接地面112电性连接。当电路板框108设置在电路板110上时，接地面112会电性连接于电路板110内的一接地层。请注意，在本发明的另一实施例中，接地面112亦可以设计为复数个接地线，其特性相似于接地面112，故在此不另赘述。

相较于传统的无线通信装置，本实施的天线106系直接设置在集成电路102的上方与侧面，而不是与集成电路102设置在同一平面，因此本实施例电子模块100会占据较小的面积。再者，本实施例电子模块100系利用基底104内的接地层1048以及电路板框架108内的接地面112来形成一讯号阻隔装置，以减低天线106讯号对集成电路102内的讯号的影响。本实施例电子模块100没有如传统的无线通信装置在集成电路102上进行封装。换言之，本实施例电子模块100的制作过程省略了在集成电路102上进行封装的制程。因此，本发明得以大幅减少电子模块100的制作成本。

此外，天线106除了布置在基底104的顶边表面1042之外，其另布置于外侧边表面1082与侧边表面1046所构成的所述平坦面上，因此本实施例的天线106可以更容易被设计成具有不同方向的极化天线，再者，本实施例的天线106具有更大的设计面积与较佳的辐射环境，因此本实施例的天线106比传统的天线模块具有更高的效率。举例而言，当本实施的电子模块100被利用在符合IEEE 802.11ad规范的无线局域网络时，其会具有较佳的讯号吞吐量(throughput)表现。

请注意，在第一实施例的电子模块100中，天线106会包含有两个分离的天线阵列，即一第一天线阵列1062与一第二天线阵列1064，分别布置在顶边表面1042、侧边表面1046及外侧边表面1082，然此并不作为本发明之限制所在。在另一实施例中，第一天线阵列1062与第二天线阵列1064也可以系一合并的天线阵列，其亦属于本发明的范畴所在。

在图1所示电子模块100中，由于电路板框架108和基底104具有相同的外围形状与周长，因此当电路板框架108对齐的设置于基底104时，电路板框架108的外侧边表面1082和基底104的侧边表面1046就会形成所述平坦面，以使得天线106得以从基底104的侧边表面1046延伸至电路板框架108的外侧边表面1082，然此并不是本发明的限制所在。在另一实施例中，电路板框架108和基底104可具有不同的周长，如图2所示。图2所示系依据本发明一电子模块200之一第二实施例示意图。电子模块200包含有一集成电路202、一基底204、一天线206以及一电路板框架208。基底204具有一顶边表面2042、一底边表面2044以及一侧边表面2046。集成电路202电性连接于底边表面2044。电路板框架208系一环型的框架，其具有一外侧边表面2082以及一内侧边表面2084。电路板框架208系设置在底边表面2044，用来将集成电路202与基底204架设在一电路板210上。如图2所示，电路板框架208的外侧边表面2082的周长系小于基底204的侧边表面2046的周长。因此，当电路板框架208设置在基底204的底边表面2044时，基底204的底边表面2044较外围的部分的底边表面2052会落在电路板框架208的外侧并悬空于电路板210上。换言之，电路板框架208的外侧边表面2082与基底204的侧边表面2046不构成一平坦面。在本实施例中，天线206包含有一第一天线阵列2062、一第二天线阵列2064以及一第三天线阵列2066，其系分别布置在基底204的顶边表面2042、基底204的侧边表面2046以及底边表面2044较外围的部分的底边表面2052。

依据本发明的实施例，基底204内至少包含有一馈入线2050以及一接地层2048。馈入线2050系用来将集成电路202所输出的讯号馈入天线206，因此馈入线2050系电性连接于集成电路202。然而，馈入线2050则不一定是电性连接于天线206。

接地层2048系设置在较接近集成电路202的金属层内，以用来阻隔天线206的讯号进入集成电路202，然而接地层2048并没有与天线直接连接。基底内部的接地层2048会透过一导体，如焊锡(solder)，来与电路板框架208内的一接地面212电性连接。当电路板框架208设置在电路板210上时，接地面212会电性连接于电路板210内的一接地层。在本发明的另一实施例中，接地面212亦可以设计为复数个接地线，其特性相似于接地面212。

相似于第一实施例的电子模块100，本实施例电子模块200的天线206也是直接设置在集成电路202的上方，以及本实施例电子模块200也是利用基底204内的接地层2048以及电路板框架208内的接地面212来形成一讯号阻隔装置，因此，本实施例电子模块200的制作成本也是远小于传统的无线通信装置的制作成本。此外，由于本实施例的天线206具有更大的设计面积与较佳的辐射环境以及可以更容易被设计成具有不同方向的极化天线。因此，本实施例的天线206比传统的天线模块具有更高的效率。

在图2所示电子模块200中，分布在顶边表面2042、侧边表面2046以及底边表面2052分别的第一天线阵列2062、第二天线阵列2064以及第三天线阵列2066都是相互分开的天线阵列。换言之，第一天线阵列2062、第二天线阵列2064以及第三天线阵列2066可视为相互独立的矩阵天线，这种天线阵列结构可用来收发一较高频段的讯号，例如60GHz的讯号。然而，此并不是本发明的限制所在。在另一实施例中，分布在顶边表面2042、侧边表面2046以及底边表面2052分别的第一天线阵列2062、第二天线阵列2064以及第三天线阵列2066系合并为单一的天线阵列，以用来收发一较低频段的讯号，例如2.4GHz的讯号，如图3所示。图3所示系依据本发明一电子模块300之一第三实施例示意图。电子模块300包含有一集成电路302、一基底304、一天线306以及一电路板框架308。基底304具有一顶边表面3042、一底边表面3044以及一侧边表面3046。集成电路302电性连接于底边表面3044。电路板框架308系一环型的框架，其具有一外侧边表面3082以及一内侧边表面3084。电路板框架308系设置在底边表面3044，用来将集成电路302与基底304架设在一电路板310上。如图3所示，电路板框架308的外侧边表面3082的周长系小于基底304的侧边表面3046的周长。因此，当电路板框架308设置在基底304的底边表面3044时，基底304的底边表面3044较外围的部分的底边表面3052会落在电路板框架308的外侧并悬空于电路板310上。换言之，电路板框架308的外侧边表面3082与基底304的侧边表面3046不构成一平坦面。在本实施例中，天线306系一合并的天线阵列，其系布置在基底304的顶边表面3042、基底304的侧边表面3046以及底边表面3044较外围的部分底边表面3052。

依据本发明的实施例，基底304内至少包含有一馈入线3050以及一接地层3048。馈入线3050系用来将集成电路302所输出的讯号馈入天线306，因此馈入线3050系电性连接于集成电路302。然而，馈入线3050则不一定是电性连接于天线306。

接地层3048系设置在较接近集成电路302的金属层内，以用来阻隔天线306的讯号进入集成电路302，然而接地层3048并没有与天线直接连接。接地层3048会透过一导体，如焊锡(solder)，来与电路板框架308内的一接地面312电性连接。当电路板框架308设置在电路板310上时，接地面312会电性连接于电路板310内的一接地层。在本发明的另一实施例中，接地面312亦可以设计为复数个接地线，其特性相似于接地面312。

相似于第一实施例的电子模块100，本实施例电子模块300的天线306也是直接设置在集成电路302的上方，以及本实施例电子模块300也是利用基底304内的接地层3048以及电路板框架308内的接地面312来形成一讯号阻隔装置，因此，本实施例电子模块300的制作成本也是远小于传统的无线通信装置的制作成本。此外，由于本实施例的天线306具有更大的设计面积与较佳的辐射环境以及可以更容易被设计成具有不同方向的极化天线。因此，本实施例的天线306比传统的天线模块具有更高的效率。

从图2与图3的实施例可以得知当天线在基底的顶边表面、底边表面以及侧边表面之间的布置系相互分开的天线阵列时，所述天线可以用来收发一第一频段的讯号，当天线在基底的顶边表面、底边表面以及侧边表面之间的布置系相互链接的天线阵列时，所述天线可以用来收发一第二频段的讯号，以及所述第一频段的讯号系高于所述第二频段的讯号。例如，所述第一频段的讯号为60GHz的讯号，而所述第一频段的讯号为2.4GHz的讯号。

此外，在图1的实施例中，所述集成电路与所述基底系利用一电路板框架来架设在一电路板上，以使得天线得以设置在所述基底的所述顶边表面与所述侧边表面，然此并不作为本发明的限制所在。在另一实施例中，所述电子模块也可以利用焊球的方式来将所述集成电路与所述基底架设在一电路板上，如图4所示。图4所示系依据本发明一电子模块400之一第四实施例示意图。电子模块400包含有一集成电路402、一基底404、一天线406以及复数个焊球408、412。基底404具有一顶边表面4042、一底边表面4044以及一侧边表面4046。集成电路402电性连接于底边表面4044。复数个焊球408、412系设置在底边表面4044，用来将集成电路402与基底404架设在一电路板410上。在本实施例中，天线406系布置在基底404的顶边表面4042与侧边表面4046，天线406并没有接触到复数个焊球408、412的表面。

在图4所示的实施例中，其基底404的结构系相似于第一实施例的基底104的结构，故其细部构造在此不另赘述。在本实施例中，接地层4048系与焊球408、412电性连接。由于复数个焊球408、412系由导电性的材质所构成，例如钖，因此复数个焊球408、412可将接地层4048电性连接至电路板410内的一接地层。

相似于第一实施例的电子模块100，本实施例电子模块400的天线406也是直接设置在集成电路402的上方，以及本实施例电子模块400也是利用基底404内的接地层4048来形成一讯号阻隔装置，因此，本实施例电子模块400的制作成本也是远小于传统的无线通信装置的制作成本。此外，由于本实施例的天线406具有更大的设计面积与较佳的辐射环境以及可以更容易被设计成具有不同方向的极化天线。因此，本实施例的天线406比传统的天线模块具有更高的效率。

请注意，图2与图3的电子模块200、300中分别的电路板框架208、308也可以用复数个焊球来取代，其结构相似于图4的电子模块400，故其细部技术特征在此不另赘述。

从上述的不同实施例的描述可以得知本发明的电子模块除了面积较小之外，还省略了封装的制程。因此，本发明实施例得以大幅减少电子模块的制作成本。此外，由于本发明的天线可以布置在不同方向的表面上，因此本发明的天线可以更容易被设计成具有不同极化方向的天线。再者，由于本发明的天线具有更大的设计面积与较佳的辐射环境，因此本发明的天线比传统的天线模块具有更好的讯号吞吐量表现。

本揭露之技术内容及技术特点已揭示如上，然而本揭露所属技术领域中具有通常知识者应了解，在不背离后附申请专利范围所界定之本揭露精神和范围内，本揭露之教示及揭示可作种种之替换及修饰。例如，上文揭示之许多制程可以不同之方法实施或以其它制程予以取代，或者采用上述二种方式之组合。

此外，本案之权利范围并不局限于上文揭示之特定实施例的制程、机台、制造、物质之成份、装置、方法或步骤。本揭露所属技术领域中具有通常知识者应了解，基于本揭露教示及揭示制程、机台、制造、物质之成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者系以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本揭露。因此，以下之申请专利范围涵盖此类制程、机台、制造、物质之成份、装置、方法或步骤。

Claims

1.一种电子模块，其包含：

一集成电路；

一基底，具有一顶边表面、一底边表面以及一侧边表面，所述集成电路电性连接于所述底边表面；

一第一天线阵列设置在所述顶边表面；

一第二天线阵列设置在所述侧边表面；以及

一第三天线阵列设置在所述底边表面；

一电路板框架(frame board)，设置在所述底边表面，用来将所述集成电路与所述基底架设在一电路板上；

一接地层，设置在所述基底中；以及

一接地面，设置在所述电路板框架内，并电性连接于所述接地层。

2.如权利要求1所述的电子模块，其中所述第一天线阵列、所述第二天线阵列以及所述第三天线阵列分别在所述顶边表面、所述侧边表面以及所述底边表面之间系相互分开的天线阵列。

3.如权利要求1所述的电子模块，其中所述第一天线阵列、所述第二天线阵列以及所述第三天线阵列分别在所述顶边表面、所述侧边表面以及所述底边表面之间系相互链接的天线阵列。

4.如权利要求1所述的电子模块，其中当所述第一天线阵列、所述第二天线阵列以及所述第三天线阵列分别在所述顶边表面、所述侧边表面以及所述底边表面之间系相互分开的天线阵列时，所述第一天线阵列、所述第二天线阵列以及所述第三天线阵列系用来收发一第一频段的讯号。

5.如权利要求4所述的电子模块，其中当所述第一天线阵列、所述第二天线阵列以及所述第三天线阵列分别在所述顶边表面、所述侧边表面以及所述底边表面之间系相互链接的天线阵列，所述第一天线阵列、所述第二天线阵列以及所述第三天线阵列系用来收发一第二频段的讯号。

6.如权利要求5所述的电子模块，其中所述第一频段的讯号系高于所述第二频段的讯号。