CN112510019A - 电子封装件及其制法 - Google Patents

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CN112510019A CN201910911029.8A CN201910911029A CN112510019A CN 112510019 A CN112510019 A CN 112510019A CN 201910911029 A CN201910911029 A CN 201910911029A CN 112510019 A CN112510019 A CN 112510019A
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董正彪
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Abstract

一种电子封装件及其制法，包括于一具有第一天线部的承载结构上设置至少一具有第二天线部的基板结构，再将一具有第一天线体与第二天线体的天线结构经由多个支撑件堆叠于该承载结构上以遮盖该第一天线部与该第二天线部，使该第一天线体对应该第一天线部，该第二天线体对应该第二天线部，从而经由该基板结构设于该承载结构上，以产生其它频率的5G毫米波，使该天线结构可依需求产生不同的天线信号。

Description

电子封装件及其制法
技术领域
本发明关于一种电子封装件，特别是关于一种具有天线结构的电子封装件及其制法。
背景技术
现今无线通讯技术已广泛应用于各式消费性电子产品(如手机、平板电脑等)，以利接收或发送各种无线信号。为满足消费性电子产品的便于携带性及上网便利性(如观看多媒体内容)，无线通讯模块的制造与设计朝轻、薄、短、小的需求作开发，其中，平面天线(Patch Antenna)因具有体积小、重量轻与制造容易等特性而广泛利用在电子产品的无线通讯模块中。
目前的多媒体内容因画质的提升而造成其文件数据量变得更大，故无线传输的频宽也需变大，因而产生第五代的无线传输(5G)，另5G因传输频率较高，其相关无线通讯模块的要求也较高。
有关5G的应用是未来全面商品化的趋势，其应用频率范围约在1GHz～1000GHz之间的高频频段，其商业应用模式为5G搭配4G LTE，并于户外架设一蜂巢式基站以配合设于室内的小基站，故5G行动通讯会于基站内使用大量天线以符合5G系统的大容量快速传输且低延迟。
图1为现有无线通讯模块1的立体示意图。如图1所示，该无线通讯模块1包括：一基板10、设于该基板10上的多个电子元件11、一天线结构12以及封装材13。该基板10为电路板并呈矩形体。该电子元件11设于该基板10上且电性连接该基板10。该天线结构12为平面型且具有一天线本体120与一导线121，该天线本体120经由该导线121电性连接该电子元件11。该封装材13覆盖该电子元件11与该部分导线121。
以应用于智能手机为例，5G频段可分为3.5Ghz～6Ghz、28Ghz、39Ghz、60Ghz、71Ghz～73Ghz等，且5G系统因信号品质与传输速度要求，而需更多天线配置，以提升信号的品质与传输速度。
然而，现有无线通讯模块1中，该天线结构12为平面型，且该基板10的长宽尺寸均为固定，致使线路布线空间(层数)有限，因而限制该天线结构12的功能，造成该无线通讯模块1无法提供运行5G系统所需的电性功能，难以达到5G系统的天线运行的需求。
此外，若于该基板10的表面上增加布设区域以形成多种频率的天线本体120，将使该基板10的宽度增加，导致难以缩小该无线通讯模块1的宽度，造成该无线通讯模块1无法达到微小化的需求。
因此，如何克服上述现有技术的种种问题，实已成目前亟欲解决的课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种电子封装件及其制法，天线结构可依需求产生不同的天线信号。
本发明的电子封装件，包括：承载结构，其具有第一天线部；至少一基板结构，其设于该承载结构上，其中，该基板结构具有第二天线部；以及天线结构，其经由多个支撑件堆叠于该承载结构上以遮盖该第一天线部与该二天线部，其中，该天线结构具有对应该第一天线部的第一天线体及对应该第二天线部的第二天线体。
本发明还提供一种电子封装件的制法，包括：将至少一具有第二天线部的基板结构设于一具有第一天线部的承载结构上；以及将天线结构经由多个支撑件堆叠于该承载结构上，以令该天线结构遮盖该第一天线部与该二天线部，其中，该天线结构具有对应该第一天线部的第一天线体及对应该第二天线部的第二天线体。
前述的电子封装件及其制法中，该天线结构与该承载结构之间形成有第一空气间隙。例如，该第一天线体与该第一天线部之间的信号频率对应该第一空气间隙的高度；或者，该第一空气间隙位于该第一天线部与该第一天线体之间。亦或，该天线结构与该基板结构之间形成有第二空气间隙，且该第二空气间隙的高度小于该第一空气间隙的高度，使该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率大于该第一天线体与该第一天线部之间的信号频率。
前述的电子封装件及其制法中，该天线结构与该基板结构之间形成有空气间隙。例如，该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率对应该空气间隙的高度；或者，该空气间隙位于该第二天线部与该第二天线体之间。
前述的电子封装件及其制法中，该承载结构上设有多个个该基板结构。例如，该天线结构与各该基板结构之间形成有多个空气间隙。进一步，该多个空气间隙的高度不相同，且该多个空气间隙中的高度较小者，其所对应的该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率较高。
前述的电子封装件及其制法中，还包括配置电子元件于该承载结构上。
由上可知，本发明的电子封装件及其制法中，主要经由将至少一具有第二天线部的基板结构设于具有第一天线部的承载结构上，以产生其它频率的5G毫米波，使接置于该承载结构上的天线结构可依需求产生不同的天线信号，以令电子元件传接所需频率的5G毫米波，故相比于现有技术，本发明的电子封装件能提升该天线结构的功能，使该电子封装件能提供运行5G系统所需的电性功能，以达到5G系统的天线运行的需求。
此外，将该基板结构置放于该承载结构上，因而无需于该承载结构上增加布设区域，使本发明的制法能于预定的承载结构尺寸下制作各种频率的天线，进而使该电子封装件能符合微小化的需求。
附图说明
图1为现有无线通讯模块的剖面示意图。
图2A至图2B为本发明的电子封装件的制法的剖面示意图。
图3及图4为本发明的电子封装件的其它实施例的剖面示意图。
附图标记说明
1 无线通讯模块
10 基板
11 电子元件
12,2b 天线结构
120 天线本体
121 导线
13 封装材
2,3,4 电子封装件
2a 封装模块
20 承载结构
20a 第一侧
20b 第二侧
200 第一天线部
201 绝缘体
202 线路层
21,41 电子元件
21a 作用面
21b 非作用面
210 导电凸块
22,32 基板结构
220,320 第二天线部
23 支撑件
24 基部
24a 第一天线体
24b,34b 第二天线体
29 导电元件
h1,h2,h3 高度
t1 第一空气间隙
t2,t3 第二空气间隙
A 作用区
B 置放区。
具体实施方式
以下经由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
图2A至图2B为本发明的电子封装件2的制法的剖面示意图。
如图2A所示，提供一配置有电子元件21的承载结构20，于该承载结构20表面上定义有相互分离的作用区A与置放区B，其中，该作用区A具有第一天线部200。接着，将至少一基板结构22设于该承载结构20的置放区B上，以形成一封装模块2a，其中，该基板结构22具有第二天线部220。
于本实施例中，该承载结构20具有相对的第一侧20a与第二侧20b，且该承载结构20例如为具有核心层与线路部的基板(substrate)或具有线路部的无核心层(coreless)式基板，其具有绝缘体201与结合该绝缘体201上的线路层202，该线路层202例如为扇出(fanout)型重布线路层(redistribution layer，简称RDL)，其包含该第一天线部200。具体地，形成该线路层202的材料例如为铜，且形成该绝缘体201的材料例如为聚对二唑苯(Polybenzoxazole，简称PBO)、聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)、预浸材(Prepreg，简称PP)等的介电材。应可理解地，该承载结构亦可为其它可供承载如芯片等电子元件的承载单元，例如导线架(leadframe)或硅中介板(silicon
interposer)，并不限于上述。
此外，该电子元件21设于该承载结构20的第二侧20b上，且该电子元件21为主动元件、被动元件或其二者组合等，其中，该主动元件例如为半导体芯片，且该被动元件例如为电阻、电容及电感。例如，该电子元件21为主动元件，如具发射5G毫米波(㎜Wave)功能的半导体芯片，其具有相对的作用面21a与非作用面21b，其作用面21a经由多个如焊锡材料的导电凸块210以覆晶方式设于该线路层202上并电性连接该线路层202(及第一天线部200)，以令该第一天线部200接发所需的毫米波；或者，该电子元件21可经由多个焊线(图略)以打线方式电性连接该线路层202。然而，有关该电子元件电性连接该承载结构的方式不限于上述。
另外，该基板结构22设于该承载结构20的第一侧20a上并电性连接该承载结构20的线路层202，以令该电子元件21可通过该承载结构20电性连接该基板结构22，且该基板结构22例如为具有核心层与线路部的基板(substrate)或具有线路部的无核心层(coreless)式基板，其具有绝缘体与结合该绝缘体上的线路层，该线路层例如为扇出(fan out)型重布线路层(redistribution layer，简称RDL)并包含该第二天线部220。具体地，形成该线路层的材料例如为铜，且形成该绝缘体的材料例如为聚对二唑苯(PBO)、聚酰亚胺(PI)、预浸材(PP)等的介电材。
另外，该承载结构20的第二侧20b还可设置多个如焊球的导电元件29，以利用所述导电元件29设于一电路板(图略)上。
如图2B所示，将一天线结构2b经由多个支撑件23堆叠于该承载结构20的第一侧20a上，以令该天线结构2b遮盖该作用区A与该基板结构22，以形成本发明的电子封装件2。
于本实施例中，该天线结构2b为天线板形式，其包含一基部24以及结合该基部24的线路部(图略)、第一天线体24a及第二天线体24b，其中，该第一天线体24a对应该第一天线部200，而该第二天线体24b对应该第二天线部220。具体地，该第一天线体24a与该第一天线部200以耦合方式传输信号。例如，该第一天线体24a与该第一天线部200可由交变电压、交变电流或辐射变化产生辐射能量，且该辐射能量为电磁场，以令该第一天线体24a与该第一天线部200能相互电磁耦合，使天线信号能于该第一天线体24a与该第一天线部200之间传递。同理地，该第二天线体24b与该第二天线部220亦以耦合方式传输信号。
此外，该天线结构2b与该承载结构20的第一侧20a之间形成有第一空气间隙t1，且该天线结构2b与该基板结构22之间形成有第二空气间隙t2。具体地，该第一空气间隙t1位于该第一天线部200与该第一天线体24a之间，且该第二空气间隙t2位于该第二天线部220与该第二天线体24b之间，使该第二空气间隙t2的高度h2小于该第一空气间隙t1的高度h1。另外，于其它实施例中，如图3所示，该基板结构22,32的数量可依需求配置，且该天线结构2b与各该基板结构22,32之间形成有多个第二空气间隙t2,t3，例如，各该第二空气间隙t2,t3的高度h2,h3可不相同。
另外，由于空气(Air)为最佳的低损耗(low loss)介质，其介电常数(DielectricConstant，简称Dk)为1，且介电损失(Dielectric Loss，简称Df)为零，故经由形成该空气间隙，以提高该电子封装件2对应5G通讯功能的天线效能。例如，该第一天线体24a与该第一天线部200之间的信号频率对应该第一空气间隙t1的高度h1，该第二天线体24b与该第二天线部220,320之间的信号频率对应该第二空气间隙t2,t3的高度h1,h2。具体地，基于空气间隙的高度越小而其对应的天线信号频率越大的原则，该第二天线体24b与该第二天线部220,320之间的信号频率(如39GHz或60GHz)大于该第一天线体24a与该第一天线部200之间的信号频率(如28GHz)，且该多个第二空气间隙t2,t3的高度h2,h3越小(h3＜h2)，其对应的该第二天线体24a与该第二天线部220,320之间的信号频率越高(该二天线部320所对应的60GHz＞第一天线部220所对应的39GHz)。
另外，该支撑件23电性连接该承载结构20的线路层202及该天线结构2b的线路部。具体地，该支撑件23为焊球(solder ball)、铜核心球、如铜材或金材等的金属件(如柱状、块状或针状)或其它适当构件等。
本发明的制法经由该基板结构22,32置放于该承载结构20上的设计，以调整该第二空气间隙t2,t3的高度h2,h3，即可产生其它频率的5G毫米波，使该天线结构2b可依需求产生不同的天线信号(亦即该第一天线体24a与该第一天线部200之间的信号、该第二天线体24b与该第二天线部220之间的信号、或另一该第二天线体34b与另一该第二天线部320之间的信号)，以令射频芯片(即该电子元件21)传接所需频率的5G毫米波。具体地，该电子元件21经由该第一天线部200传接发出28吉赫(GHz)频率的5G毫米波信号；或者，该电子元件21经由该基板结构22的第二天线部220传接39吉赫(GHz)频率的5G毫米波信号；亦或，该电子元件21经由另一基板结构32的第二天线部320传接60吉赫(GHz)频率的5G毫米波信号。
因此，相比于现有技术，于量产该电子封装件2,3时，本发明经由该封装模块2a包含多种频率的天线部(该第一天线部200及第二天线部220,320)的设计，只需将具有不同天线型态(该第一天线体24a与第二天线体24b,34b的图案形式依射频需求变化或该基部24的厚度d依射频需求变化)的天线结构2b电性连接同一型式的封装模块2a，即可产制各种频率的射频产品，而无需将每一种频率的射频芯片制作成独立封装模块(即现有技术至少需开设三条不同制程的生产线以制作三种型式的射频模块)，因而能缩减生产线的数量以降低生产成本，且能增加生产速度以提升产能。
此外，本发明将该基板结构22叠置于该承载结构20上，因而无需于该承载结构20上增加布设区域，使本发明的制法能于预定的承载结构20尺寸下制作各种频率的天线(即毫米波式天线)，进而使该电子封装件2,3能符合微小化的需求。
另一方面，单一该电子元件21可依需求传接单一信号或多个信号；或者，如图4所示的电子封装件4，可配置多个电子元件21,41，以对应控制该第一天线部200及第二天线部220,320。
本发明还提供一种电子封装件2,3,4，包括：一承载结构20、至少一基板结构22,32以及一天线结构2b。
所述的承载结构20于表面上定义有相互分离的作用区A与置放区B，其中，该作用区A具有第一天线部200。
所述的基板结构22,32设于该承载结构20的置放区B上，其中，该基板结构22具有第二天线部220,320。
所述的天线结构2b经由多个支撑件23堆叠于该承载结构20上以遮盖该作用区A与该基板结构22,32，其中，该天线结构2b具有对应该第一天线部200的第一天线体24a及对应该第二天线部220,320的第二天线体24b,34b。
于一实施例中，该天线结构2b与该承载结构20之间形成有第一空气间隙t1。例如，该第一天线体24a与该第一天线部200之间的信号频率对应该第一空气间隙t1的高度h1。或者，该第一空气间隙t1位于该第一天线部200与该第一天线体24a之间。亦或，该天线结构2b与该基板结构22,32之间形成有第二空气间隙t2,t3，且该第二空气间隙t2,t3的高度h2,h3小于该第一空气间隙t1的高度h1，使该第二天线体24b与该第二天线部220,320之间的信号频率大于该第一天线体24a与该第一天线部200之间的信号频率。
于一实施例中，该天线结构2b与该基板结构22,32之间形成有第二空气间隙t2,t3。例如，该第二天线体24b与该第二天线部220,320之间的信号频率对应该第二空气间隙t2,t3的高度h2,h3。或者，该第二空气间隙t2,t3位于该第二天线部220,320与该第二天线体24b,34b之间。
于一实施例中，该承载结构20的置放区B上设有多个个该基板结构22,32。例如，该天线结构2b与各该基板结构22,32之间形成有多个第二空气间隙t2,t3。进一步，该多个第二空气间隙t2,t3的高度h2,h3不相同，且该多个第二空气间隙t2,t3中的高度h3较小者，其所对应的该第二天线体24b与该第二天线部320之间的信号频率较高。
于一实施例中，所述的电子封装件2,3,4还包括配置于该承载结构20上的至少一电子元件21,41。
综上所述，本发明的电子封装件及其制法，经由将可产生不同射频的基板结构设于单一承载结构上，以于量产时，只需将天线结构堆叠于该承载结构上，即可产制具有各种频率的射频产品，而无需将每一种频率的射频芯片分别制作成独立封装件，故本发明的电子封装件能提供运行5G系统所需的电性功能，以达到5G系统的各种频率的天线运行的需求。
上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (28)

1.一种电子封装件，其特征在于，包括：
承载结构，其具有第一天线部；
至少一基板结构，其设于该承载结构上且具有第二天线部；以及
天线结构，其经由多个支撑件堆叠于该承载结构上以遮盖该第一天线部与该二天线部，其中，该天线结构具有对应该第一天线部的第一天线体及对应该第二天线部的第二天线体。
2.根据权利要求1所述的电子封装件，其特征在于，该天线结构与该承载结构之间形成有第一空气间隙。
3.根据权利要求2所述的电子封装件，其特征在于，该第一天线体与该第一天线部之间的信号频率对应该第一空气间隙的高度。
4.根据权利要求2所述的电子封装件，其特征在于，该第一空气间隙位于该第一天线部与该第一天线体之间。
5.根据权利要求2所述的电子封装件，其特征在于，该天线结构与该基板结构之间形成有第二空气间隙，且该第二空气间隙的高度小于该第一空气间隙的高度。
6.根据权利要求5所述的电子封装件，其特征在于，该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率大于该第一天线体与该第一天线部之间的信号频率。
7.根据权利要求1所述的电子封装件，其特征在于，该天线结构与该基板结构之间形成有空气间隙。
8.根据权利要求7所述的电子封装件，其特征在于，该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率对应该空气间隙的高度。
9.根据权利要求7所述的电子封装件，其特征在于，该空气间隙位于该第二天线部与该第二天线体之间。
10.根据权利要求1所述的电子封装件，其特征在于，该承载结构上设有多个该基板结构。
11.根据权利要求10所述的电子封装件，其特征在于，该天线结构与各该基板结构之间形成有多个空气间隙。
12.根据权利要求11所述的电子封装件，其特征在于，该多个空气间隙的高度不相同。
13.根据权利要求12所述的电子封装件，其特征在于，该多个空气间隙中的高度较小者，其所对应的该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率较高。
14.根据权利要求1所述的电子封装件，其特征在于，该电子封装件还包括配置于该承载结构上的电子元件。
15.一种电子封装件的制法，其特征在于，包括：
将至少一具有第二天线部的基板结构设于一具有第一天线部的承载结构上；以及
将天线结构经由多个支撑件堆叠于该承载结构上，以令该天线结构遮盖该第一天线部与该二天线部，其中，该天线结构具有对应该第一天线部的第一天线体及对应该第二天线部的第二天线体。
16.根据权利要求15所述的电子封装件的制法，其特征在于，该天线结构与该承载结构之间形成有第一空气间隙。
17.根据权利要求16所述的电子封装件的制法，其特征在于，该第一天线体与该第一天线部之间的信号频率对应该第一空气间隙的高度。
18.根据权利要求16所述的电子封装件的制法，其特征在于，该第一空气间隙位于该第一天线部与该第一天线体之间。
19.根据权利要求16所述的电子封装件的制法，其特征在于，该天线结构与该基板结构之间形成有第二空气间隙，且该第二空气间隙的高度小于该第一空气间隙的高度。
20.根据权利要求19所述的电子封装件的制法，其特征在于，该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率大于该第一天线体与该第一天线部之间的信号频率。
21.根据权利要求15所述的电子封装件的制法，其特征在于，该天线结构与该基板结构之间形成有空气间隙。
22.根据权利要求21所述的电子封装件的制法，其特征在于，该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率对应该空气间隙的高度。
23.根据权利要求21所述的电子封装件的制法，其特征在于，该空气间隙位于该第二天线部与该第二天线体之间。
24.根据权利要求15所述的电子封装件的制法，其特征在于，该承载结构上设有多个该基板结构。
25.根据权利要求24所述的电子封装件的制法，其特征在于，该天线结构与各该基板结构之间形成有多个空气间隙。
26.根据权利要求25所述的电子封装件的制法，其特征在于，该多个空气间隙的高度不相同。
27.根据权利要求26所述的电子封装件的制法，其特征在于，该多个空气间隙中的高度较小者，其所对应的该第二天线体与该第二天线部之间的信号频率较高。
28.根据权利要求15所述的电子封装件的制法，其特征在于，该制法还包括配置电子元件于该承载结构上。
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