CN109103567A - 具天线之半导体装置 - Google Patents

Abstract

半导体装置包括：载体、金属盖、第一天线图案及第二天线图案。金属盖安置于所述载体上。第一天线图案安置于所述载体上并与所述金属盖电连接。第二天线图案与所述第一天线图案分离，并藉由所述金属盖与所述第一天线电连接。

Description

具天线之半导体装置

技术领域

本发明涉及半导体装置，且更确切地说，涉及具有天线之半导体装置。

背景技术

随着无线通信技术的蓬勃发展，现今的电子产品如笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant)、无线基地台、移动电话等大多具有无线通信功能，使其可使用无线局域网络(WiFi)等技术取代经由电缆线传递数据的方式。无线通信技术系透过天线来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电讯号，进而存取无线网络。随着无线通信之操作频率越来越高，将天线整合至射频模块之设计亦成为目前趋势。因此，天线的尺寸需往小型化方向发展，以配合电子产品体积缩小之趋势。

目前使用的天线为在天线模块的本体增加净空区以放置天线或将金属遮蔽盖挖槽，以形成槽孔天线。然而，上述之天线结构皆造成金属遮蔽盖覆盖模块的面积缩小且机构强度变弱。因此，如何在不影响原始金属遮蔽盖覆盖的完整性下，可缩小净空区尺寸为一重要课题。

发明内容

根据本发明的实施例，一种半导体装置包括：载体、金属盖、第一天线图案及第二天线图案。金属盖安置于所述载体上。第一天线图案安置于所述载体上并与所述金属盖电连接。第二天线图案与所述第一天线图案分离，并藉由所述金属盖与所述第一天线电连接。

根据本发明的实施例，一种天線模組包括：基板及天線。天線安置於所述基板上。所述天線包括：天線饋入端、天線輻射端及金屬蓋。天線饋入端安置于所述载体上。天線輻射端与所述天線饋入端分离。金屬蓋將所述天線饋入端電連接至所述天線輻射端。

附图说明

图1A说明根据本发明的实施例的半导体封装装置之示意图。

图1B说明根据本发明的实施例的半导体封装装置之部分放大图。

图1C说明根据本发明的实施例的半导体封装装置之部分放大图。

贯穿图式和具体实施方式使用共同参考数字以指示相同或类似元件。从以下结合附图作出的详细描述，本发明将会更加显而易见。

具体实施方式

图1说明根据本发明的部分实施例的半导体装置1的示意图。半导体装置1包括载体10、模块基板13、金属盖11及天线图案12a、12b。

所述载体10可为例如印刷电路版，如纸基铜箔积层板(paper-based copper foillaminate)、复合铜箔积层板(composite copper foil laminate)或聚合物浸渍玻璃纤维基铜箔积层板(polymer-impregnated glass-fiber-based copper foil laminate)。所述载体10可包括内部连接结构，例如复数个导电布线或连通柱。在一实施例中，所述载体10包括陶瓷材料或金属板。在部分实施例中，所述载体10可为基板、有机基板或引线框架。在部分实施例中，所述载体10包含金属层10m。在部分实施例中，所述载体10可为双层基板，其具有核心层及导电材料及/或位于所述载体10的上表面及下表面上的结构。所述导电材料及/或结构可包括复数个布线。

模块基板13位于所述载体10上。模块基板具有接地层13g。金属盖11位于模块基板的接地层13g上。在部分实施例中，金属盖11具有金属柱11a1,11a2,11a3, 11a4，其分别位于金属盖11的角落以支撑金属盖11。图1B揭示图1A的半导体装置1 中以方框A圈起处的放大图。如图1B所示，金属柱11a2位于模块基板13的固定垫 13p上，并与模块基板13的接地层13g电性隔离。金属盖11具有第一边缘11b1、与第一边缘相对的第二边缘11b2及与第一边缘相邻的第三边缘11b3及第四边缘11b4。在一实施例中，金属盖11可由以下材料组成：铁、铝、铜、金、银、锡、不锈钢或其他合适的金属或合金。

天线图案12a位于所述模块基板13的接地层13g上。图1C揭示图1A的半导体装置1中以方框B圈起处的放大图。如图1C所示，天线图案12a与接地层13g电性隔离。天线图案12a与金属盖11之第一边缘11b1电连接。天线图案12a与模块基板13 的接地层13g实质上垂直。根据本揭露部分实施例，天线图案12a可为金、银、铜、铝或其他合适的金属或合金。根据本揭露部分实施例，天线图案12a与金属盖11具有相同的材料。根据本揭露其他实施例，天线图案12a与金属盖11为不同材料所形成。在部分实施例中，天线图案12a可为第一天线图案或馈入端，其用于馈入电磁波信号。

天线图案12b与天线图案12a彼此分离，并藉由金属盖11电连接。金属盖11的金属柱11a4电连接至天线图案12b。根据不同的设计需求，天线图案12b可位于模块基板13之表面上或位于模块基板13内的某一金属层。若天线图案12b位模块基板13的表面上，则金属盖11的金属柱11a4直接与天线图案12b接触。若天线图案12b位于模块基板13内，则金属盖11的金属柱11a4藉由模块基板13内的导电柱或导电迹线与天线图案12b电连接。在部分实施例中，天线图案12b与模块基板13的表面实质上平行。根据本揭露部分实施例，天线图案12b可为金、银、铜、铝或其他合适的金属或合金。根据本揭露部分实施例，天线图案12b与天线图案12a及金属盖11具有相同的材料。根据本揭露其他实施例，天线图案12a与天线图案12a及金属盖11为不同材料所组成。在部分实施例中，天线图案12b可称为第二天线图案或辐射端，其用于放射或接收电磁波信号。

如图1所示，天线图案12a与天线图案12b位于金属盖11相对的两边缘(即天线图案12a连接至第一边缘11b1且天线图案12b位于第二边缘11b2下)。根据本揭露的实施例，天线图案12a与天线图案12b可位于金属盖11的同一边缘上。例如天线图案 12a与天线图案12b皆位于第一边缘11b1、第二边缘11b2、第三边缘11b3或第四边缘11b4。据本揭露的实施例，天线图案12a与天线图案12b可位于金属盖11的相邻边缘上。例如天线图案12a位于第一边缘11b1且天线图案12b位于第三边缘11b3或第四边缘11b4。不论天线图案12a及天线图案12b位于金属盖11的哪个边缘上，天线图案 12a及天线图案12b须互相分离，且藉由金属盖11电连接。

根据本揭露之部分实施例，天线图案12a、天线图案12b及金属盖11定义或可形成一天线。换言之，天线图案12a、天线图案12b及金属盖11分别为天线之一部分。换言之，金属盖11为天线的一路径。例如，电磁波信号自天线图案12a馈入，经由金属盖11传递至天线图案12b，并由天线图案12b发射。又例如，天线图案12b接收电磁波信号，经由金属盖11传递至天线图案12a，并由天线图案12a传递至其他电子组件。电子组件可为主动组件，如集成电路或离散电路。电子组件亦可为被动组件，如电阻、电容或电感。

根据本揭露之部分实施例，藉由调整天线图案12b的长度或形状可改变由天线图案12a、天线图案12b及金属盖11所定义的天线的频率。根据本揭露之部分实施例，藉由调整天线图案12a与金属盖11的金属柱的相对位置可改变天线的阻抗。例如，藉由改变天线图案12a与金属盖11的金属柱11a1之间的距离D可调整天线的阻抗，进而可与所连接的电子组件进行阻抗匹配。

在传统半导体天线装置中，金属盖与天线为并列排列，其会增加整个半导体天线装置的面积，进而增加制造成本。为了降低天线结构所占的面积，在部分实施例中，可于金属盖上形成沟槽，使金属盖形成槽孔天线。然而，此举会导致金属盖所覆盖的面积缩小，俾使金属盖的机构强度减弱。根据本揭露图1的实施例，利用金属盖11连接天线的馈入端(即天线图案11a)与辐射端(即天线图案11b)，以将金属盖11视为天线的一部分。如此则不需改变金属盖11所覆盖的面积，亦不会降低金属盖11的包覆程度及机构强度。图1的实施例不需改变金属盖11原始设计，故不会造成制程上的困难，亦不会增加金属盖11的制造成本及可靠度。

此外，将金属盖11视为天线的路径之一可在不影响天线辐射效率的情况下有效缩小天线净空区的尺寸，其有助于天线模块的微小化。根据本揭露部分实施例，图1的天线具有50％-60％的辐射效率，其相较于传统具有相同辐射效率的天线装置(例如金属盖与天线并列)，图1的半导体装置1可节省约28％至73％的天线面积。

再者，于金属盖上形成的槽孔天线不论在调整天线频率或阻抗都具有一定的困难度。本揭露图1的天线的频率可藉由调整天线图案12b的长度及形状来达成，且天线的阻抗可藉由调整天线图案12a与金属盖11的金属柱11a1的距离D来达成。如此将大幅降低调整天线频率及阻抗的困难度，并增加天线设计的灵活度。

如本文中所使用，术语「实质上」、「实质的」、「大约」及「约」用以描述及考虑小变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可以指其中事件或情形明确发生的情况以及其中事件或情形极近似于发生的情况。举例而言，所述术语可以指小于或等于±10％，诸如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％。当术语「实质上」、「大约」、「约」用于一事件或情况时，其可指所述事件或所述情况准确地发生，亦可指所述事件或所述情况接近一近似值。

在部分实施例的叙述中，一组件位于另一组件之「上」可包括所述组件直接位于另一组件之上(如实体接触)，亦可指所述组件与另一组件之间具有其他组件。

另外，有时在本文中按范围格式呈现量、比率及其他数值。应理解，此范围格式系出于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包括明确地指定为范围限制的数值，而且包括涵盖于彼范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。

虽然已参考本发明的特定实施例描述及说明本发明，但这些描述及说明并不限制本发明。熟习此项技术者应理解，在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明的真实精神及范畴的情况下，可作出各种改变且可取代等效物。所述说明可未必按比例绘制。归因于制造制程及容限，本发明中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未特定说明的本发明的其他实施例。应将本说明书及图式视为说明性的而非限制性的。可作出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或制程适应于本发明的目标、精神及范畴。所有此等修改意欲在所附权利要求书的范畴内。虽然本文中所揭示的方法已参考按特定次序执行的特定操作加以描述，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序及分组并非本发明的限制。

Claims (18)

1.一种半导体装置，其包括：

载体；

金属盖，其安置于所述载体上；

第一天线图案，其安置于所述载体上并与所述金属盖电连接；及

第二天线图案，其与所述第一天线图案分离，并藉由所述金属盖与所述第一天线电连接。

2.如据权利要求1所述的半导体装置，其中所述金屬蓋、所述第一天線圖案及所述第二天線形成天線結構。

3.如据权利要求2所述的半导体装置，其中所述金屬蓋具有第一金屬柱，且所述天線結構的阻抗由所述第一金屬柱與所述第一天線圖案之間的距離调整。

4.如据权利要求2所述的半导体装置，其中所述天線結構的頻率由所述第二天線圖案的長度及形狀调整。

5.如据权利要求1所述的半导体装置，其中所述金屬蓋具有第一邊緣及與所述第一邊緣相對的第二邊緣，所述第一天線圖案與所述第一邊緣電連接且所述第二天線圖案與所述第二邊緣電連接。

6.如据权利要求5所述的半导体装置，其中所述金屬蓋具有第二金屬柱，且所述所述第二天線圖案藉由所述第一金屬柱與所述第二邊緣電連接。

7.如据权利要求6所述的半导体装置，其中所述第二天線圖案位於所述載體內，且所述所述第二天線圖案藉由所述第二金屬柱及所述載體內的導電柱與所述第二邊緣電連接。

8.如据权利要求1所述的半导体装置，其中所述金屬蓋具有第一邊緣及與所述第一邊緣相鄰的第三邊緣，所述第一天線圖案與所述第一邊緣電連接且所述第二天線圖案與所述第三邊緣電連接。

9.如据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一天線圖案為饋入端。

10.如据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二天線圖案為輻射端。

11.如据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一天線實質上與所述載體的上表面垂直。

12.如据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二天線實質上與所述載體的上表面平行。

13.一种天線模組，其包括：

基板；

天線，其安置於所述基板上，所述天線包括：

天線饋入端，其安置于所述载体上；

天線輻射端，其与所述天線饋入端分离；及

金屬蓋，其將所述天線饋入端電連接至所述天線輻射端。

14.如据权利要求13所述的天線模組，其中所述金屬蓋具有第一金屬柱，且所述天線的阻抗由所述第一金屬柱與所述天線饋入端之間的距離調整。

15.如据权利要求13所述的天線模組，其中所述天線的頻率由所述天線輻射端的長度及形狀調整。

16.如据权利要求13所述的天線模組，其中所述天線饋入端與所述天線輻射端分別位於所述金屬蓋的第一邊緣及第二邊緣，且所述第一邊緣與所述第二邊緣相對。

17.如据权利要求13所述的天線模組，其中所述天線饋入端與所述天線輻射端分別位於所述金屬蓋的第一邊緣及第三邊緣，且所述第一邊緣與所述第三邊緣相鄰。

18.如据权利要求13所述的天線模組，其中所述天線饋入端與所述天線輻射端皆位於所述金屬蓋的第一邊緣。