CN108601241B - 一种SiP模组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SiP模组及其制造方法，该方法包括：在印制电路板的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件，所述印制电路板的下表面具有预留的焊点，制成SiP模组的印制电路板组件；将功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的表面；对印制电路板组件的上表面填充塑封料，使所述塑封料包覆所述印制电路板组件上表面的电子元器件及功能性膜，待塑封料固化后，得到固化后的印制电路板组件；切割所述固化后的印制电路板组件，得到若干个所述SiP模组。本发明直接将具有电磁屏蔽功能的功能性膜和电子元器件一起塑封，塑封完成后的SiP模组就具备电磁屏蔽功能，简化了SiP模组的制造流程。

Description

一种SiP模组及其制造方法
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽领域，尤其涉及一种SiP模组及其制造方法。
背景技术
目前，通讯领域里的电子产品越来越集成化和微小化，再加上电子产品功能性的整合，电子产品的内部元器件的排版间距势必越来越小。实际应用中，为了加固电子元器件与印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的连接、防止外界灰尘等进入电子元器件内、避免电子元器件漏电、以及各电子元器件间的干扰等，需要对电子元器件进行塑封。
目前热塑封技术的制作过程为：PCB经过表面贴装技术(SMT，Surface MountTechnology)上件后，制成PCBA(Printed Circuit Board Assembly，印制电路板组件)，再对PCBA的上表面填充塑封料形成模封层(Molding)，固化后切割形成SiP(System inPackage，系统级封装)模组，焊接于PCB上的电子元器件上不再有其他附属薄膜或者物质。电磁屏蔽一般都是通过对塑封后的SiP模组溅镀金属层或者胶膜贴附，从而达到电磁防护的效果。
然而随着电子产业的发展，对电磁防护等要求越来越高，塑封后再进行电磁屏蔽(胶膜贴附或者溅镀成膜)的制程，只能实现对单一波段的电磁屏蔽，很难实现多波段的电磁屏蔽；而且溅镀成膜时与塑封体的结合力比较难控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种SiP模组及其制造方法，简化SiP模组的工艺流程。
本发明提供的技术方案如下：
一种SiP模组的制造方法，包括：在印制电路板的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件，所述印制电路板的下表面具有预留的焊点，制成SiP模组的印制电路板组件；将功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的表面；对印制电路板组件的上表面填充塑封料，使所述塑封料包覆所述印制电路板组件上表面的电子元器件及功能性膜，待所述塑封料固化后，得到固化后的印制电路板组件；切割所述固化后的印制电路板组件，得到若干个所述SiP模组。
在上述技术方案中，直接将具有电磁屏蔽功能的功能性膜和电子元器件一起塑封，塑封完成后的SiP模组就具备电磁屏蔽防护等功能，简化了SiP模组的制造流程。
进一步，将所述功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件表面的方法包括：将功能性膜粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的表面；从外部向所述功能性膜施加压力；加热所述印制电路板组件，使所述功能性膜紧固粘贴在所述电子元器件的表面。
在上述技术方案中，所述功能性膜的粘性层为热固性胶层，同时采用外部压力和加热固化的方式使功能性膜紧固粘贴于电子元器件的表面，粘贴效果更好。
进一步，所述将功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件表面的具体方法为：将功能性膜粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的上表面；从上方对所述功能性膜向下施加压力，使所述功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的电子元器件的上表面。
在上述技术方案中，通过功能性膜上方向下施加的压力，使功能性膜能够较紧固地粘贴于高低不平的各电子元器件的上表面，降低了后续塑封时功能性膜被冲离电子元器件上表面的机率，提高了制程良率。
进一步，所述从上方对所述功能性膜向下施加压力，使所述功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的电子元器件的上表面具体方法为：从上方对所述功能性膜向下施加压力；对所述印制电路板组件进行加热，胶层固化后使所述功能性膜紧固粘贴在所述电子元器件的上表面。
进一步，该方法还包括：对所述SiP模组的四周及上表面进行金属溅镀形成电磁屏蔽层。
在上述技术方案中，通过功能性膜和金属溅镀的方式让SiP模组具有对多种波段的电磁波进行屏蔽的功能，提高了SiP模组的电磁屏蔽能力和效果。
进一步，所述功能性膜包括若干个用切割道分隔开的膜单元，所述切割道部分镂空、部分与所述膜单元连接，且所述膜单元与SiP模组一一对应。
在上述技术方案中，功能性膜切割道部分镂空、部分与膜单元连接的结构，一来降低了在切割时，功能性膜粘到刀具上的机率，二来保证了功能性膜可以具有多个相连的膜单元，后续使用、保存时方便。
进一步，所述切割道包括：纵向切割道和横向切割道；所述纵向切割道和所述横向切割道的不相交区域镂空，所述纵向切割道和所述横向切割道的相交区域与所述膜单元连接。
在上述技术方案中，功能性膜的切割道镂空的地方可以设置在不同位置，形状、尺寸多变，应用广泛、灵活。
本发明还提供一种SiP模组，包括：印制电路板，所述印制电路板的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件，所述印制电路板的下表面预留有焊点；功能性膜，所述功能性膜紧固粘贴在所述电子元器件的表面，所述功能性膜和所述电子元器件被包覆于塑封料中。
进一步，所述功能性膜具有电磁屏蔽功能。
在上述技术方案中，因功能性膜具有电磁屏蔽功能，直接和电子元器一起塑封在塑封料中，塑封完成后的SiP模组即具有了一定的电磁屏蔽效果。
进一步，所述塑封料的上表面和四周设有电磁屏蔽层。
在上述技术方案中，电磁屏蔽层和功能性膜的双重使用使SiP模组可以针对不同波段的电磁波进行电磁屏蔽，提高了SiP模组的电磁屏蔽功能。
与现有技术相比，本发明的SiP模组及其制造方法有益效果在于：
直接将具有电磁屏蔽功能的功能性膜和电子元器件一起塑封，塑封完成后的SiP模组就具备电磁屏蔽防护功能，简化了SiP模组的制造流程。可以和金属溅镀结合使用，使SiP模组的电磁屏蔽效果更好。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种SiP模组及其制造方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明SiP模组的制造方法一个实施例的流程图；
图2是本发明SiP模组的制造方法另一个实施例的流程图；
图3是本发明SiP模组的制造方法又一个实施例的流程图；
图4是本发明SiP模组的一部分制造流程示意图；
图5是本发明SiP模组的另一部分制造流程示意图；
图6是本发明两块连板的PCB上SiP模组区域的结构示意图；
图7是针对图6中的SiP模组区域设计的功能性膜结构示意图；
图8是本发明SiP模组的结构示意图。
附图标号说明：
1.印制电路板，2.SiP模组区域，3.SiP模组，4.切割道，5.膜单元，6.相交区域，7.不相交区域，8.电子元器件，9.功能性膜，10.塑封料，11.电磁屏蔽层。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，一种SiP模组的制造方法，包括：
S110在印制电路板1的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件8，印制电路板1的下表面具有预留的焊点，制成SiP模组的印制电路板组件，即PCBA；
S120将功能性膜9紧固粘贴在印制电路板组件上的电子元器件8的表面；
S130对印制电路板组件的上表面填充塑封料10，使塑封料10包覆印制电路板组件上表面的电子元器件8及功能性膜9，待塑封料10固化后，得到固化后的印制电路板组件；
S140切割固化后的印制电路板组件，得到若干个SiP模组3。
具体的，为了提高制程效率，印制电路板1上会打上多个SiP模组3所需的电子元器件8，在塑封后进行切割，得到多个SiP模组3。
PCB经过SMT上件后，制成印制电路板组件，即PCBA。在得到PCBA后，将功能性膜9粘贴在PCBA上的电子元器件8的表面，例如：可以仅粘贴在电子元器件8的上表面，也可以粘贴在电子元器件8的上表面和侧面。
将粘贴有功能性膜9的PCBA进行塑封，让塑封料10包覆印制电路板1组件上表面的电子元器件8及功能性膜9，待塑封料10固化后制成SiP模组。切割固化后的PCBA，就会得到多个SiP模组3。
例如：PCB上分了16个区域，每个区域设置1个SiP模组，打了16个SiP模组所需要的电子元器件8，每个区域之间会留有余地，供后续切割。
功能性膜9是指根据实际需求采用不同材料制作出来的膜，因采用的材料不同，具有不同的功能。本实施例直接将具有电磁屏蔽功能的功能性膜9和电子元器件8一起塑封，塑封完成后的SiP模组3即使不做后续的金属溅镀也具有电磁屏蔽的功能，简化了SiP模组3的制造流程。且不同材料的功能性膜9可以让SiP模组3具有不同的电磁屏蔽功能。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，一种SiP模组的制造方法，包括：
S210在印制电路板1的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件8，印制电路板1的下表面具有预留的焊点，制成SiP模组的印制电路板组件；
S220将功能性膜9紧固粘贴在印制电路板组件上的电子元器件8的表面；
S230对印制电路板组件的上表面填充塑封料10，使塑封料10包覆印制电路板组件上表面的电子元器件8及功能性膜9，待塑封料10固化后，得到固化后的印制电路板组件；
S240切割固化后的印制电路板组件，得到若干个SiP模组3。
其中，步骤S220具体方法为：
S221将功能性膜9粘贴在印制电路板组件上的电子元器件8的表面；
S222从外部向功能性膜9施加压力；
S223加热印制电路板组件，使功能性膜9紧固粘贴在电子元器件8的表面。
具体的，当需要对PCBA上电子元器件8的上表面和侧表面粘贴功能性膜9时，可以逐个采用合适尺寸的功能性膜9对各电子元器件8进行粘贴。
一般功能性膜9的粘性层为胶层，粘贴后，可以在膜的外部施加一定的压力，使其粘紧。若胶层为热固性胶，可对PCBA进行加热，让功能性膜9更紧固地粘贴在电子元器件8的表面。
之所以要让功能性膜9紧固粘贴于电子元器件8的表面，是因为后续进行塑封时，塑封料10产生的模流压力会对功能性膜9有一定的冲击，若功能性膜9未紧固粘贴于电子元器件8，在塑封时会被冲离电子元器件8的表面、使其上浮于塑封料10的表面，这样经过塑封、切割后得到的SiP模组就无法得到有效的电磁屏蔽防护效果。
本实施例同时采用外部压力和加热固化的方式使功能性膜9紧固粘贴于电子元器件8的表面，使塑封后得到的SiP模组3能够得到较好的电磁屏蔽防护效果。
在本发明的又一个实施例中，如图3所示，一种SiP模组的制造方法，包括：
S310在印制电路板1的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件8，印制电路板1的下表面具有预留的焊点，制成SiP模组的印制电路板组件，如图4a。
S320将功能性膜9紧固粘贴在印制电路板组件上的电子元器件8的表面，如图4b。
S330对印制电路板组件的上表面填充塑封料10，使塑封料10包覆印制电路板组件上表面的电子元器件8及功能性膜9，待塑封料10固化后制成SiP模组，具体为：
S331对印制电路板组件的上表面填充塑封料10，使塑封料10包覆印制电路板组件上表面的电子元器件8及功能性膜9，待塑封料10固化后，得到固化后的印制电路板组件。
如图4c是从侧面向PCBA的上表面填充塑封料的过程，图5a就是塑封料10固化后的印制电路板组件。
S332切割固化后的印制电路板组件，得到若干个SiP模组3。图5b是切割后得到的两个SiP模组，单个SiP模组3如图8a所示。
其中，步骤S320具体方法为：
S321将功能性膜9粘贴在印制电路板1组件上的电子元器件8的上表面；
S322从功能性膜9的上方向下施加压力，使功能性膜9紧固粘贴在印制电路板组件上的电子元器件8的上表面，请参见图4b。
具体的，考虑到PCBA上的电子元器件8可能高低不等、大小不一，若将其侧面全部贴上功能性膜9工程较大，因此，有时也仅仅将功能性膜9粘贴于电子元器件8的上表面。
在将功能性膜9粘贴于电子元器8的上表面时，可以采用一整张功能性膜9粘贴于一整个PCBA上的电子元器件8上(即功能性膜9的尺寸和PCBA的尺寸适应，一次性粘贴PCBA上的所有电子元器件8)；也可以采用和PCBA上一个SiP模组区域的尺寸相适应的功能性膜9，对一整个PCBA上各SiP模组区域逐个粘贴。当功能性膜9仅粘贴于电子元器件8的上表面时，由于各电子元器件8的高度可能存在差别，可以从上往下对功能性膜9施加一定的压力，使功能性膜9随着电子元器件8的高低适应性变动，较紧地粘贴于各电子元器件8的上表面。从上往下对功能性膜9施加压力使其较紧地粘贴于各电子元器件8的上表面适用于一整个PCBA上功能性膜9的粘贴，也适用于各SiP模组对应的功能性膜9的粘贴。
例如：功能性膜9是可变形的材质，将其粘贴在电子元器件8的上表面后，可在功能性膜9的上面放上耐热泡棉，再在耐热泡棉上放置重物，利用重物的压力压到耐热泡棉上产生一定的形变，让耐热泡棉下的功能性膜9也产生形变粘贴到高低不同的电子元器件8的上表面。
通过功能性膜9上方向下施加的压力，使功能性膜9能够较紧固地粘贴于高低不平的各电子元器件8的上表面，降低了后续塑封时功能性膜9被冲离电子元器件8上表面的机率，提高了制程良率。
在其他实施例中，若功能性膜的胶层为热固性胶，步骤S322具体为：
S3221从上方对功能性膜9向下施加压力；
S3222对印制电路板组件进行加热，胶层固化后使功能性膜9紧固粘贴在电子元器件8的上表面。
可选地，SiP模组的制造方法，还包括：S340对切割后的SiP模组3四周及上表面进行金属溅镀，形成电磁屏蔽层11。
具体的，根据实际需求，有时需要同时满足多种电磁屏蔽效果，这时候，可以同时使用功能性膜9和溅镀电磁屏蔽层11的方式来制作满足多种电磁屏蔽效果的SiP模组3。
例如：要求SiP模组同时对低频波段和中高频波段进行电磁屏蔽。这时候就可以将以氧化铁材质的功能性膜9(主要吸收低频波段)粘贴于PCBA上的各电子元器件8的上表面，塑封后进行切割，得到若干个SiP模组3，分别对各SiP模组3的四周及上表面进行金属溅镀形成(主要吸收中高频波段的)电磁屏蔽层。这样经过金属溅镀后的SiP模组3可以实现同时对低频波段和中高频波段进行电磁屏蔽。
在本发明所涉及的功能性膜9，如图7所示，包括：
具有若干个用切割道4分隔开的膜单元5，切割道4部分镂空、部分与膜单元5连接，且膜单元5与SiP模组一一对应。
具体的，图7是根据图6中两块连板的印制电路板1上的SiP模组区域2设计的对应的两张相同的功能性膜9。我们以左边一张功能性膜9进行解释。
功能性膜9一般包括：胶层和功能膜层，功能膜层位于胶层的上表面，功能性膜9通过胶层粘贴于电子元器件8的表面。
优选地，功能性膜9是根据PCBA的尺寸进行制作，功能性膜9上有若干个和PCBA上的单个SiP模组区域2尺寸相对应的膜单元5，以及分隔各膜单元5的切割道4。在塑封完成后，沿着印制电路板1上的切割道(也即功能性膜9的切割道4)将PCBA切割成单个SiP模组3。为避免功能性膜9在塑封后进行切割时粘到切割的刀具上而产生毛刺，在制作功能性膜9时，可以让切割道4对应的位置部分镂空，部分与膜单元5连接。另外，切割道4对应的位置部分与膜单元5连接，使功能性膜9为一整张具有多个膜单元5的膜，能够一次性粘贴到具有多个SiP模组区域2的PCBA上，简化了加工工艺；
本实施例中功能性膜9的切割道4部分镂空、部分与膜单元5连接的结构，一来降低了在切割时，功能性膜9粘到刀具上的机率，二来保证了功能性膜9可以具有多个膜单元5，后续使用、保存时方便。
在其他实施例中，切割道4包括：若干个纵向切割道和若干个横向切割道；纵向切割道和横向切割道的不相交区域镂空，纵向切割道和横向切割道的相交区域与膜单元5连接。
具体的，相交区域6是以纵向切割道和横向切割道相交处的中心为中点，组成的一定尺寸的区域。不相交区域是指纵向切割道、横向切割道上除相交区域以外的区域。
一定尺寸是根据实际需求设置的，只要保证相邻的膜单元5可以通过相交区域连接即可。相交区域的形状不作限制。
例如：如图7所示，相交区域6是一个以预设半径(例如：20um)画圆得到的圆形区域，切割道上其他区域为不相交区域7。
本实施例的功能性膜9的切割道4镂空的地方可以设置在不同位置，形状、尺寸多变，应用广泛、灵活。
在本发明的另一个实施例中，如图8a所示，一种SiP模组3，包括：
印制电路板1，所述印制电路板1的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件8，所述印制电路板1的下表面具有预留的焊点(图中未示出)；
功能性膜9，功能性膜9紧固粘贴在电子元器件8的表面，功能性膜9和电子元器件8被包覆于塑封料10中。
可选地，电子元器件8的上表面紧固粘贴具有电磁屏蔽功能的功能性膜9。若将功能性膜9粘贴到每个电子元器件8的上表面和侧表面，工程较大，效率较低，因此，仅将功能性膜9粘贴在电子元器8件的上表面，即SiP模组因粘贴有功能性膜9具有电磁屏蔽功能，又简化了制造工艺。
优选地，塑封料10的上表面和四周设有电磁屏蔽层，如图8b所示出。
具体的，塑封料10的四周和上表面的电磁屏蔽层可以通过多种方式制作，例如：金属溅镀、粘贴金属薄膜、安装电磁屏蔽罩等。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种SiP模组的制造方法，其特征在于，包括：
在印制电路板的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件，所述印制电路板的下表面具有预留的焊点，制成SiP模组的印制电路板组件；
将氧化铁材质的功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的表面；其中，所述功能性膜包括胶层，所述功能性膜通过所述胶层粘贴于所述电子元器件的表面；
对印制电路板组件的上表面填充塑封料，使所述塑封料包覆所述印制电路板组件上表面的电子元器件及功能性膜，待所述塑封料固化后，得到固化后的印制电路板组件；
切割所述固化后的印制电路板组件，得到若干个所述SiP模组；
对所述SiP模组的四周及上表面进行金属溅镀形成电磁屏蔽层；
所述功能性膜包括：
具有若干个用切割道分隔开的膜单元，所述切割道部分镂空、部分与所述膜单元连接，且所述膜单元与SiP模组一一对应；
所述功能性膜的切割道部分镂空、部分与所述膜单元连接具体为：
所述切割道包括：纵向切割道和横向切割道；
所述纵向切割道和所述横向切割道的不相交区域镂空，所述纵向切割道和所述横向切割道的相交区域与所述膜单元连接。
2.如权利要求1所述的SiP模组的制造方法，其特征在于，所述将氧化铁材质的功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的表面包括：
将氧化铁材质的功能性膜粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的表面；
从外部向所述功能性膜施加压力；
加热所述印制电路板组件，使所述功能性膜紧固粘贴在所述电子元器件的表面。
3.如权利要求1所述的SiP模组的制造方法，其特征在于，所述将氧化铁材质的功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的表面具体方法为：
将氧化铁材质的功能性膜粘贴在所述印制电路板组件上的所述电子元器件的上表面；
从上方对所述功能性膜向下施加压力，使所述功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的电子元器件的上表面。
4.如权利要求3所述的SiP模组的制造方法，其特征在于，从上方对所述功能性膜向下施加压力，使所述功能性膜紧固粘贴在所述印制电路板组件上的电子元器件的上表面具体方法为：
从上方对所述功能性膜向下施加压力；
对所述印制电路板组件进行加热，胶层固化后使所述功能性膜紧固粘贴在所述电子元器件的上表面。
5.一种SiP模组，其特征在于，包括：
印制电路板，所述印制电路板的上表面焊接有SiP模组所需的电子元器件，所述印制电路板的下表面预留有焊点；
氧化铁材质的功能性膜，所述功能性膜紧固粘贴在所述电子元器件的表面；其中，所述功能性膜包括胶层，所述功能性膜通过所述胶层粘贴于所述电子元器件的表面；
所述功能性膜和所述电子元器件被包覆于塑封料中；
所述塑封料的上表面和四周设有电磁屏蔽层；
所述功能性膜包括：
具有若干个用切割道分隔开的膜单元，所述切割道部分镂空、部分与所述膜单元连接，且所述膜单元与SiP模组一一对应；
所述功能性膜的切割道部分镂空、部分与所述膜单元连接具体为：
所述切割道包括：纵向切割道和横向切割道；
所述纵向切割道和所述横向切割道的不相交区域镂空，所述纵向切割道和所述横向切割道的相交区域与所述膜单元连接。
6.如权利要求5所述的SiP模组，其特征在于，所述的功能性膜具有电磁屏蔽功能。
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