CN111585002B - 双向喇叭封装天线结构、其制作方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种双向喇叭封装天线结构、其制作方法和电子设备。双向喇叭封装天线结构具有第一喇叭天线和第二喇叭天线，并且第一喇叭天线设置于基板背面的第一天线槽内，第二喇叭天线设置于封装体的第二天线槽内，二者均未被封装材料所完全包裹，信号可从天线槽内发出而不必穿过封装材料，因此信号质量好。由于不需要单独对喇叭天线进行额外的封装，因此封装面积较小，整合性较佳，有利于天线结构以及电子设备的小型化。本申请实施例提供的制作方法用于制作上述的双向喇叭封装天线结构。本申请实施例提供的电子设备包括上述的双向喇叭封装天线结构或者上述制作方法所制得的天线结构，因此也具有较好的通讯性能。

Description

双向喇叭封装天线结构、其制作方法和电子设备

技术领域

本申请涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种双向喇叭封装天线结构、其制作方法和电子设备。

背景技术

随着半导体行业的快速发展，IC射频天线结构广泛应用于半导体行业中，其中采用传统的AiP(封装天线Antenna in Package)模组，通常是将天线直接放置于基板，通过外置天线作为辐射面，利用部分包封将芯片与外置天线分开，而基板底部进行锡球制作，作为组装焊点。现有的喇叭天线也选用这种设置方式，并且需要对喇叭天线进行单独封装，这种设置方法会让天线占据额外的封装面积，使得双向传播通讯变得难以实现。外置喇叭天线射频信号在封装体介质传播存在一定衰减，因此信号质量较差。

发明内容

本申请的目的包括提供一种双向喇叭封装天线结构及其制作方法，其能够以较小的封装面积实现双向传播通讯，且信号质量较佳。本申请的目的还包括提供一种电子设备，其具有较佳的通讯性能。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，本申请实施例提供一种双向喇叭封装天线结构的制作方法，包括：

制作基板，基板的正面设置有表面线路，基板内设置有内部走线，基板的背面设置有第一天线槽，内部走线连接于表面线路和第一天线槽的底部；

在基板的正面贴装芯片，使芯片与基板的表面线路电连接；

在第一天线槽的内表面涂覆天线材料以形成第一喇叭天线，第一喇叭天线通过基板的内部走线与表面线路电连接；

制作塑封体以封装芯片，并在塑封体的表面形成第二天线槽，在第二天线槽内涂覆天线材料以形成第二喇叭天线，使第二喇叭天线与表面线路电连接。

在可选的实施方式中，制作塑封体以封装芯片，并在塑封体的表面形成第二天线槽，在第二天线槽内涂覆天线材料以形成第二喇叭天线，使第二喇叭天线与表面线路电连接，包括：

制作第一塑封体以封装芯片，并使第一塑封体的外表面与表面线路相连；

在第一塑封体的外表面制作导电层，使得导电层与表面线路相连；

制作第二塑封体以封装第一塑封体，并在第二塑封体的外表面形成第二天线槽，第二天线槽沿深度方向从第二塑封体的外表面延伸至导电层，在第二天线槽的内表面涂覆天线材料以形成第二喇叭天线。

在可选的实施方式中，制作第二塑封体以封装第一塑封体，并在第二塑封体的外表面形成第二天线槽，包括：

利用模具和塑封工艺制作第二塑封体，使第二塑封体在第一塑封体外侧成型的过程中，同时形成第二天线槽。

在可选的实施方式中，在第一塑封体的外表面制作导电层，使得导电层与表面线路相连，包括：

在第一塑封体的表面通过金属溅射的方式形成导电层；

或者，在第一塑封体的表面通过喷涂导电油墨的方式形成导电层。

在可选的实施方式中，在基板的正面贴装芯片，使芯片与基板的表面线路电连接，包括：

将芯片固定于基板的正面，通过打线方式将芯片与表面线路电连接。

第二方面，本申请实施例提供一种双向喇叭封装天线结构，由前述实施方式中任一项的双向喇叭封装天线结构的制作方法制得。

第三方面，本申请实施例提供一种双向喇叭封装天线结构，包括：

基板，基板包括位于其正面的表面线路、位于其内部的内部走线以及位于其背面的第一天线槽，第一天线槽的内表面涂覆有天线材料以形成第一喇叭天线，第一喇叭天线通过内部走线与表面线路电连接；

芯片，芯片贴装于基板的正面并与表面线路电连接；

塑封体，塑封体包裹芯片，塑封体的表面设置有第二天线槽，第二天线槽的内表面涂覆有天线材料以形成第二喇叭天线，第二喇叭天线与表面线路电连接。

在可选的实施方式中，塑封体包括：

第一塑封体，第一塑封体包裹芯片，第一塑封体的外表面设置有导电层，导电层与表面线路相连；

第二塑封体，第二塑封体包裹第一塑封体，第二天线槽开设于第二塑封体的外表面，第二天线槽的底部延伸至导电层，第二天线槽的内表面涂覆有天线材料以形成第二喇叭天线，第二喇叭天线与导电层电连接。

在可选的实施方式中，第一喇叭天线和第二喇叭天线的天线材料包括铝、铜、银、导电胶、导电油墨中的至少一种。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括前述实施方式或者前述实施方式中任一项的双向喇叭封装天线结构。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例的双向喇叭封装天线结构具有第一喇叭天线和第二喇叭天线，以对两个方向发射信号，可以满足多组/多频率产品结构。并且第一喇叭天线设置于基板背面的第一天线槽内，第二喇叭天线设置于封装体的第二天线槽内，二者均未被封装材料所完全包裹，信号可从天线槽内发出而不必穿过封装材料，因此信号质量好。另外，由于不需要单独对喇叭天线进行额外的封装，因此封装面积较小，整合性较佳，有利于天线结构以及电子设备的小型化。本申请实施例提供的制作方法用于制作上述的双向喇叭封装天线结构。本申请实施例提供的电子设备包括上述的双向喇叭封装天线结构或者上述制作方法所制得的天线结构，因此也具有较好的通讯性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中的喇叭封装天线结构的示意图；

图2为本申请一种实施例中双向喇叭封装天线结构的示意图；

图3为本申请一种实施例中双向喇叭封装天线结构的制作方法的流程图；

图4为本申请一种实施例中制作塑封体及第二喇叭天线的流程图；

图5至图7为本申请一种实施例中塑封体的制作过程图。

图标：1’-基板；2’-喇叭天线；3’-芯片；4’-塑封体；010-双向喇叭封装天线结构；100-基板；110-表面线路；120-内部走线；130-第一天线槽；200- 芯片；300-塑封体；310-第一塑封体；312-导电层；320-第二塑封体；322- 第二天线槽；400-第一喇叭天线；500-第二喇叭天线；600-锡球。

具体实施方式

图1为现有技术中的喇叭封装天线结构的示意图。如图1所示，现有的喇叭天线2’通过导电胶固定于基板1’正面，并与基板1’的表面线路相连，其与芯片3’分隔开来，喇叭天线2’与芯片3’分别由塑封体4’单独封装，因此封装面积较大。将喇叭天线2’外置，并单独封装的方式，难以实现在基板1’两面均设置天线，因此难以实现双向传播通讯。并且，由于信号在塑封体4’内传播的过程中会衰减，因此现有的喇叭封装天线结构存在信号质量较差的问题。

因此，改善上述问题，本申请实施例提供一种双向喇叭封装天线结构及其制作方法，实现了双向通讯，并且封装面积小，信号质量好。本申请实施例还提供一种电子设备，包含了本申请实施例提供的双向喇叭封装天线结构或者本申请实施例提供的制作方法所制得的双向喇叭封装天线结构，其具有较佳的通讯性能。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

图2为本申请一种实施例中双向喇叭封装天线结构的示意图。请参考图2，本实施例提供的双向喇叭封装天线结构010，包括基板100、芯片200、塑封体300以及第一喇叭天线400和第二喇叭天线500。如图2所示，基板100具有正面和背面，基板100的正面设置有表面线路110，基板100的内部设置有内部走线120，基板100的背面具有第一天线槽130，第一天线槽 130用于设置第一喇叭天线400，第一喇叭天线400的至少一部分由涂覆于第一天线槽130内表面的天线材料形成(也可以包含一部分位于第一天线槽130外的天线材料)。内部走线120将表面线路110与第一天线槽130内的第一喇叭天线400连接起来，实现信号传输。其中，表面线路110可以包括焊盘可以表面走线中的至少一种。芯片200固定于基板100的正面，并通过打线的方式与表面线路110电连接，具体在本实施例中，芯片200 通过打线与表面线路110中的焊盘电连接。

在本实施例中，基板100可选用聚丙烯板材。芯片200以及打线由塑封体300包裹，以得到保护，塑封体300的表面设置有第二天线槽322，第二天线槽322的内表面涂覆有天线材料以形成第二喇叭天线500，第二喇叭天线500与表面线路110电连接。通过这种双向喇叭封装天线结构010，实现了将基板100正面的第二喇叭天线500与芯片200重叠设置，因此减小了封装面积。第一喇叭天线400内嵌于基板100背面，因此占用体积小，有利于整个结构的小型化。并且，第一喇叭天线400位于基板100背面的第一天线槽130内，第二喇叭天线500位于塑封体300的第二天线槽322 内，实现了双向传播通讯的同时，通讯信号不必穿过塑封材料，因此衰减较少，信号质量较好。

具体在本实施例中，塑封体300包括第一塑封体310和第二塑封体320。第一塑封体310包裹芯片200，第一塑封体310的外表面设置有导电层312，导电层312与表面线路110相连。第二塑封体320包裹第一塑封体310，第二天线槽322开设于第二塑封体320的外表面，第二天线槽322的底部延伸至导电层312，第二天线槽322的内表面涂覆有天线材料以形成第二喇叭天线500，第二喇叭天线500与导电层312电连接。由于设置了导电层312，可以将第二喇叭天线 500 与表面线路110电连接，从而与芯片200电连接。应当注意，本申请实施例中，表面线路110可以包括多个，因此第一喇叭天线400和第二喇叭天线500可以连接相同的表面线路110，也可以连接不同的表面线路110，但二者均与芯片200电连接。

在本实施例中，导电层312的材质包括导电油墨、导电胶、铝、铜、银中的至少一种。第一喇叭天线400和第二喇叭天线500的天线材料也可以是导电油墨、导电胶、铝、铜、银中的至少一种。导电层312不仅起到了连接第二喇叭天线500与表面线路110的作用，同时也可以起到电磁屏蔽的作用，减小芯片200所受的电磁干扰。

在本实施例中，第一天线槽130和第二天线槽322均为外敞的槽体，也即底部尺寸小于开口尺寸，因此所形成的第一喇叭天线400和第二喇叭天线500均呈外敞状，形状与喇叭相似。在本申请实施例中，第一天线槽 130、第二天线槽322的侧壁可以是锥面或者多个斜面，也可以呈阶梯状以实现外敞。

在本实施例中，基板100的背面还设置有锡球600。

应当理解，在本申请可选的其他实施例中，芯片200可以包括多个，第一喇叭天线400、第二喇叭天线500的数量也可以根据实际需要进行选择。当一个双向喇叭封装天线结构010设置有多个第一喇叭天线400、第二喇叭天线500时，可以分别将第一喇叭天线400、第二喇叭天线500阵列地分布。

另外，在本申请可选的其他实施例中，塑封体300可以不区分第一塑封体310和第二塑封体320，也不设置导电层312，将第二喇叭天线500通过其他导电结构与表面线路110连接；或者将第二天线槽322的底部延伸至基板100的正面，以使得第二喇叭天线500能够直接与表面线路110连接。

图3为本申请一种实施例中双向喇叭封装天线结构的制作方法的流程图。如图3所述，本实施例提供的制作方法适用于制作本申请实施例提供的双向喇叭封装天线结构010。该制作方法包括：

步骤S100，制作基板，基板的正面设置有表面线路，基板内设置有内部走线，基板的背面设置有第一天线槽，内部走线连接于表面线路和第一天线槽的底部。

以制作图2实施例的双向喇叭封装天线结构010为例，制作基板100 的步骤包括形成表面线路110、内部线路以及基板100背面的第一天线槽 130。第一天线槽130应设置为外敞式的槽体，以保证最终第一喇叭天线400 的形状为喇叭状。

步骤S200，在基板的正面贴装芯片，使芯片与基板的表面线路电连接。

以制作图2实施例的双向喇叭封装天线结构010为例，通过固化胶将芯片200贴装于基板100的正面，然后通过打线方式将芯片200与表面线路110电连接。

步骤S300，在第一天线槽的内表面涂覆天线材料以形成第一喇叭天线，第一喇叭天线通过基板的内部走线与表面线路电连接。

以制作图2实施例的双向喇叭封装天线结构010为例，将天线材料涂覆在第一天线槽130的内表面，形成一个外敞的、喇叭状的第一喇叭天线 400，由于内部走线120延伸到了第一天线槽130的底部，因此涂覆完成后，第一喇叭天线400与内部走线120电连接。在本实施例中，第一喇叭天线 400的所使用的天线材料可以是导电胶、导电油墨等非金属材质，也可以是银、铜、铝等金属材质或者是多种金属的合金。因此涂覆天线材料的方式可以是喷涂、点胶，也可以是采用金属溅射的方式涂覆。在采用喷涂或者金属溅射形成第一喇叭天线400时，应遮挡其他部位。此外，天线材料的涂覆范围，可以从第一天线槽130的开口边缘外延一定距离，也可以仅涂覆第一天线槽130的内表面。

步骤S400，制作塑封体以封装芯片，并在塑封体的表面形成第二天线槽，在第二天线槽内涂覆天线材料以形成第二喇叭天线，使第二喇叭天线与表面线路电连接。

通过在塑封体300的上设置内嵌式的第二喇叭天线500，并且令第二喇叭天线500设置在了芯片200上方，既实现了双向的传播通讯，也减小了封装面积。图4为本申请一种实施例中塑封体及第二喇叭天线的制作流程图；图5至图7为本申请一种实施例中塑封体300的制作过程图。以制作图2实施例的双向喇叭封装天线结构010为例，步骤S400具体可以包括：

步骤S410，制作第一塑封体以封装芯片，并使第一塑封体的外表面与表面线路相连。

如图5所示，具体的，第一塑封体310的外表面与表面线路110相连，可以使得后续在第一塑封体310外表面涂覆导电层312时，导电层312能够与表面线路110电连接。也即是说，第一塑封体310与基板100的接触区域的边缘应经过表面线路110，具体的，可以经过表面线路110的焊盘，能够实现更好的电连接和信号传输。

步骤S420，在第一塑封体的外表面制作导电层，使得导电层与表面线路相连。

如图6所示，在第一塑封体310的外表面制作导电层312，使得导电层 312与表面线路110相连。具体的，根据导电层312的材料不同，可以选择不同的工艺形成导电层312。比如，在第一塑封体310的表面通过金属溅射的方式形成导电层312；或者，在第一塑封体310的表面通过喷涂导电油墨的方式形成导电层312。导电层312不仅起到了连接第二喇叭天线500与表面线路110的作用，同时也可以起到电磁屏蔽的作用，减小芯片200所受的电磁干扰。

步骤S430，制作第二塑封体以封装第一塑封体，并在第二塑封体的外表面形成第二天线槽，第二天线槽沿深度方向从第二塑封体的外表面延伸至导电层，在第二天线槽的内表面涂覆天线材料以形成第二喇叭天线。

具体的，可以利用模具和塑封工艺制作第二塑封体320，使第二塑封体 320在第一塑封体310外侧成型的过程中，同时形成第二天线槽322，如图 7所示。当然也可以在第二塑封体320成型后再开设第二天线槽322。第二喇叭天线500的材质、成型方式可以与第一喇叭天线400相同，此处不再赘述。由于第二天线槽322的底部延伸至导电层312，因此在第二天线槽 322的内表面涂覆天线材料所形成的第二喇叭天线500与导电层312电连接，从而与芯片200电连接。

本申请中，步骤S300也可以在步骤S100或者步骤S400之后执行，甚至，第一天线槽130也可以在塑封体300成型或者第二喇叭天线500形成之后再开设。

本实施例中，双向喇叭封装天线结构的制作方法还包括在基板100的背面阵列地植球，形成锡球600。另外，如果是在同一个基板100上制作多个双向喇叭封装天线结构010的情况下，该制作方法还可以包括将产品切割成单颗。

另外，本申请实施例还提供了一种电子设备(图中未示出)，其包括了本申请实施例提供的双向喇叭封装结构或者本申请实施例提供的制作方法所制得的双向喇叭封装结构。其具有双向传播通讯、体积小、通讯性能好的特点。

综上，本申请实施例的双向喇叭封装天线结构具有第一喇叭天线和第二喇叭天线，以对两个方向发射信号，可以满足多组/多频率产品结构。并且第一喇叭天线设置于基板背面的第一天线槽内，第二喇叭天线设置于封装体的第二天线槽内，二者均未被封装材料所完全包裹，信号可从天线槽内发出而不必穿过封装材料，因此信号质量好。另外，由于不需要单独对喇叭天线进行额外的封装，因此封装面积较小，整合性较佳，有利于天线结构以及电子设备的小型化。本申请实施例提供的制作方法用于制作上述的双向喇叭封装天线结构。本申请实施例提供的电子设备包括上述的双向喇叭封装天线结构或者上述制作方法所制得的天线结构，因此也具有较好的通讯性能。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种双向喇叭封装天线结构的制作方法，其特征在于，包括：

制作基板，所述基板的正面设置有表面线路，所述基板内设置有内部走线，所述基板的背面设置有第一天线槽，所述内部走线连接于所述表面线路和所述第一天线槽的底部；

在基板的正面贴装芯片，使所述芯片与所述基板的表面线路电连接；

在所述第一天线槽的内表面涂覆天线材料以形成第一喇叭天线，所述第一喇叭天线通过所述基板的内部走线与所述表面线路电连接；

制作塑封体以封装所述芯片，并在所述塑封体的表面形成第二天线槽，在所述第二天线槽内涂覆天线材料以形成第二喇叭天线，使所述第二喇叭天线与所述表面线路电连接；

其中，制作塑封体以封装所述芯片，并在所述塑封体的表面形成第二天线槽，在所述第二天线槽内涂覆天线材料以形成第二喇叭天线，使所述第二喇叭天线与所述表面线路电连接，包括：

制作第一塑封体以封装所述芯片，并使所述第一塑封体的外表面与所述表面线路相连；

在所述第一塑封体的外表面制作导电层，使得所述导电层与所述表面线路相连；

制作第二塑封体以封装所述第一塑封体，并在所述第二塑封体的外表面形成第二天线槽，所述第二天线槽沿深度方向从所述第二塑封体的外表面延伸至所述导电层，在所述第二天线槽的内表面涂覆天线材料以形成第二喇叭天线。

2.根据权利要求1所述的双向喇叭封装天线结构的制作方法，其特征在于，制作第二塑封体以封装所述第一塑封体，并在所述第二塑封体的外表面形成第二天线槽，包括：

利用模具和塑封工艺制作所述第二塑封体，使所述第二塑封体在所述第一塑封体外侧成型的过程中，同时形成所述第二天线槽。

3.根据权利要求1所述的双向喇叭封装天线结构的制作方法，其特征在于，在所述第一塑封体的外表面制作导电层，使得所述导电层与所述表面线路相连，包括：

在所述第一塑封体的表面通过金属溅射的方式形成所述导电层；

或者，在所述第一塑封体的表面通过喷涂导电油墨的方式形成所述导电层。

4.根据权利要求1所述的双向喇叭封装天线结构的制作方法，其特征在于，在基板的正面贴装芯片，使所述芯片与所述基板的表面线路电连接，包括：

将所述芯片固定于所述基板的正面，通过打线方式将所述芯片与所述表面线路电连接。

5.一种双向喇叭封装天线结构，其特征在于，由权利要求1-4中任一项所述的双向喇叭封装天线结构的制作方法制得。

6.一种双向喇叭封装天线结构，其特征在于，包括：

基板，所述基板包括位于其正面的表面线路、位于其内部的内部走线以及位于其背面的第一天线槽，所述第一天线槽的内表面涂覆有天线材料以形成第一喇叭天线，所述第一喇叭天线通过所述内部走线与所述表面线路电连接；

芯片，所述芯片贴装于所述基板的正面并与所述表面线路电连接；

塑封体，所述塑封体包裹所述芯片，所述塑封体的表面设置有第二天线槽，所述第二天线槽的内表面涂覆有天线材料以形成第二喇叭天线，所述第二喇叭天线与所述表面线路电连接；

所述塑封体包括：

第一塑封体，所述第一塑封体包裹所述芯片，所述第一塑封体的外表面设置有导电层，所述导电层与所述表面线路相连；

第二塑封体，所述第二塑封体包裹所述第一塑封体，所述第二天线槽开设于所述第二塑封体的外表面，所述第二天线槽的底部延伸至所述导电层，所述第二天线槽的内表面涂覆有天线材料以形成第二喇叭天线，所述第二喇叭天线与所述导电层电连接。

7.根据权利要求6所述的双向喇叭封装天线结构，其特征在于，所述第一喇叭天线和所述第二喇叭天线的天线材料包括铝、铜、银、导电胶、导电油墨中的至少一种。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求5或者权利要求6-7中任一项所述的双向喇叭封装天线结构。

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