CN115603030A - 电子装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种电子装置及其制造方法，包括将天线模块堆叠于一设有反射件的电路板上，以叠合成立体化天线结构，使该反射件能有效反射来自该天线模块的信号，以提升该天线模块的信号定向性，进而使该天线模块的辐射方向能朝理想方向。

Description

电子装置及其制造方法

技术领域

本发明有关一种电子装置，尤指一种具有天线模块的电子装置及其制造方法。

背景技术

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，故无线传输的带宽也需变大，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尺寸的要求也较高。

图1现有电子装置1的立体示意图。如图1所示，该电子装置1包括：一电路板10、设置于该电路板10上的多个电子元件11、一天线结构12以及封装材13。该电子元件11设置于该电路板10上且电性连接该电路板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。

然而，现有电子装置1中，该天线结构12为平面型，故该天线结构12与该电子元件11之间的电磁辐射特性将受到限制。

因此，如何克服上述现有技术的问题，实已成为目前业界亟待克服的课题。

发明内容

有鉴于现有技术的问题，本发明提供一种电子装置及其制造方法，使得天线模块的辐射方向能朝理想方向。

本发明提供一种电子装置，包括：电路板；承载结构，其具有相对的第一侧与第二侧，并以该第二侧经由多个导电元件堆叠于该电路板上；电子元件，其设置于该承载结构的该第一侧上，并电性连接该承载结构；天线载体，其设置于该承载结构的该第一侧上，且该天线载体相对于该承载结构的该第一侧的一侧设置有天线层；封装层，其设置于该承载结构的第一侧上，以包覆该电子元件与该天线载体；天线部，其结合于该承载结构的第一侧的封装层上，并通讯连接该天线载体，且该天线部对应于该天线载体的天线层；以及反射件，其设置于该电路板相对于该天线载体的一侧上，并通讯连接该天线载体。

本发明还提供一种电子装置的制造方法，步骤包括：提供一承载结构，其具有相对的第一侧与第二侧；于该承载结构的该第一侧上设置电子元件与天线载体，且该电子元件与该天线载体电性连接该承载结构；于该承载结构的该第一侧上形成封装层，以令该封装层包覆该电子元件与该天线载体；于该承载结构的该第一侧的封装层上结合一通讯连接该天线载体的天线部；以及将该承载结构以其第二侧经由多个导电元件安装于一设有反射件的电路板上；其中，该天线载体相对于该承载结构的该第一侧的一侧设置有天线层；其中，该天线部对应于该天线载体的天线层；及其中，该反射件设置于该电路板相对于该天线载体的一侧上，并通讯连接该天线载体。

前述的电子装置及其制造方法中，该天线载体更设置有接地线路。

前述的电子装置及其制造方法中，该天线层为共面波导，且该反射件的宽度大于该共面波导的宽度。

前述的电子装置及其制造方法中，该天线部包括一通讯连接该天线载体的天线本体，且该天线本体的位置对应该天线载体的位置。

前述的电子装置及其制造方法中，该反射件的位置对应该天线载体的位置。

由上可知，本发明的电子装置及其制造方法，主要经由该天线载体、天线部与反射件上下叠合成立体化天线结构，使该反射件能有效反射来自该天线部经由该天线载体的信号，以提升该天线部的信号定向性，进而使该天线部的辐射方向能朝理想方向。

此外，经由该反射件相对于该承载结构的第一侧的垂直投影面积大于该天线载体相对于该承载结构的第一侧的垂直投影面积，以防止散射并造成增益(Gain)降低的问题。

另外，经由该天线载体设置有共面波导(Coplanar waveguide，简称CPW)，以增加CPW与该反射件之间的距离，使该电子装置能得到更好的共振效果及较佳的天线效能。

附图说明

图1为现有电子装置的剖面示意图。

图2为本发明的电子装置的剖面示意图。

图3A至图3F为本发明的电子装置的制造方法的剖面示意图。

附图标记说明

1,2:电子装置

10,2b:电路板

11,21:电子元件

12:天线结构

120,24a:天线本体

121:导线

13:封装材

2a:天线模块

20:承载结构

20a:第一侧

20b:第二侧

200:绝缘层

201:线路层

21a:作用面

21b:非作用面

210,220:导电凸块

22:天线载体

22a:天线层

23:封装层

24:天线部

24b:包覆体

240:介电层

242:绝缘保护层

25:反射件

26:导电元件

9:支撑件

90:胶层

A:第一区域

B:第二区域

H:距离

P1:反射件的宽度

P2:共面波导的宽度。

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，本说明书所附图式所绘示的结构、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，也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，当也视为本发明可实施的范畴。

图2为本发明的电子装置2的剖面示意图。电子装置2至少包括：一天线模块2a以及一配置有反射件25的电路板2b，其中，该天线模块2a包括一承载结构20、一电子元件21、一天线载体22、一封装层23以及一天线部24。

承载结构20具有相对的第一侧20a与第二侧20b，且于该第二侧20b上植设多个如焊锡球的导电元件26，以经由该些导电元件26结合至该电路板2b上。

电子元件21设置于该承载结构20的第一侧20a上并电性连接该承载结构20。天线载体22也设置于该承载结构20的第一侧20a上，且该天线载体22与该电子元件21为分开配置。

封装层23设置于该承载结构20的第一侧20a上，并包覆该电子元件21与该天线载体22。天线部24具有被绝缘层所包覆的天线本体24a，设置于该封装层23上，并通讯连接该天线载体22。

反射件25设置于该电路板2b相对于该承载结构20的第二侧20b的一侧上(即反射件25设置介于该承载结构20的第二侧20b与该电路板2b之间)，并通讯连接该天线载体22。

根据本发明一实施例，本发明的电子装置2经由将该反射件25设置于该电路板2b上，使该反射件25能有效反射来自该天线部24的天线本体24a经由该天线载体22的信号，以提升该天线本体24a的信号定向性，进而使该天线本体24a的辐射方向能朝理想方向。

图3A至图3F为本发明的电子装置2的制造方法的剖面示意图。

如图3A所示，提供一设置于支撑件9上的承载结构20，该承载结构20具有相对的第一侧20a与第二侧20b，其中，该第一侧20a定义有相邻接的第一区域A与第二区域B，且该承载结构20以其第二侧20b结合至该支撑件9上。接着，于该承载结构20的第一侧20a的第一区域A上设置至少一电子元件21，且于该承载结构20的第一侧20a的第二区域B上设置至少一天线载体22。其中，该天线载体22与该电子元件21分开配置。

于本实施例中，该承载结构20由绝缘层(介电层)200及如扇出型(fan out)重布线路层(redistribution layer，简称RDL)的线路层201所构成。其中，形成该线路层201的材料可为铜或金等的材料，而形成该绝缘层200的材料可为如聚对二唑苯(Polybenzoxazole，简称PBO)、聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)、预浸材(Prepreg，简称PP)等的介电材。

此外，该支撑件9可例如为半导体材料(如硅或玻璃)的板体，并可通过例如胶层90等材料使该承载结构20固定于该支撑件9上。

另外，该电子元件21为主动元件、被动元件或其二者组合，且该主动元件为例如半导体芯片，而该被动元件为例如电阻、电容及电感。于本实施例中，该电子元件21为半导体芯片，如射频芯片(Radio Frequency Integrated Circuits，简称RFID)，其具有相对的作用面21a与非作用面21b，该电子元件21经由多个如焊锡材料的导电凸块210以覆晶方式设置于该线路层201上并电性连接该线路层201；或者，该电子元件21可经由多个焊线(图未示)以打线方式电性连接该线路层201；抑或，该电子元件21可直接接触该线路层201。然而，有关该电子元件21电性连接该承载结构20的方式不限于上述。

另外，该天线载体22由包覆天线元件的玻璃或硅材料所构成，且具有设置于相对于该承载结构20的第一侧20a的一侧的天线层22a及接地线路(antenna ground)。于本实施例中，该天线载体22为如芯片载体(carrier chip)的芯片规格，而其天线层22a为共面波导(Coplanar waveguide，简称CPW)。另外，如图3A中所示，天线载体22更可经由多个如焊锡材料的导电凸块220以覆晶方式设置于该线路层201上，以电性连接该线路层201。

如图3B所示，于该承载结构20的第一侧20a上形成一封装层23，以令该封装层23包覆该电子元件21与该天线载体22。于本实施例中，该封装层23为绝缘介电材，如ABF(Ajinomoto Build-up Film)、感光型树脂、聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、双马来酰亚胺三嗪(Bismaleimide Triazine，简称BT)、FR5的预浸材(Prepreg，简称PP)、干膜(dryfilm)、环氧树脂(epoxy)、模压树脂(molding compound)、模压环氧树脂(Epoxy MoldingCompound，简称EMC)或其它适当材料，其可用压合(lamination)或模压(molding)的方式形成于该承载结构20的第一侧20a上。

如图3C所示，形成一天线部24于该封装层23上，且该天线部24包括一形成于该封装层23上的介电层240及一形成于该介电层240上的天线本体24a。于本实施例中，该天线本体24a为贴片型天线(Patch antenna)，其粘贴于该介电层240上。于其它实施例中，也可采用如电镀、化学镀膜、物理气相沉积、溅镀(sputtering)或其它适当方式形成金属层，以作为该天线本体24a。

此外，该天线本体24a与该天线层22a相互通讯连接(如信号感应耦合方式)。例如，该天线本体24a的位置对应该天线载体22的位置，即两者于该第一侧20a的第二区域B内上下相对。

另外，该封装层23与该介电层240可为相同或相异材料，并无特别限制。另可省略该介电层240，而直接于该封装层23上设置天线本体24a。

如图3D所示，移除该支撑件9及其上的胶层90，以外露出该承载结构20的第二侧20b，且该天线部24可依需求设置一覆盖该天线本体24a的绝缘保护层242。于本实施例中，该胶层90可为离形膜，以利于移除该支撑件9。

此外，该绝缘保护层242为介电材，其形成于该介电层240上，故该绝缘保护层242与该介电层240可视为一体，供作为一包覆体24b，以包覆该天线本体24a。

如图3E所示，于该承载结构20的第二侧20b上设置多个如焊锡球的导电元件26，其电性连接该承载结构20的线路层201。

如图3F所示，将该承载结构20经由该些导电元件26安装于一具有至少一反射件25的电路板2b上，使得该承载结构20的线路层201通过该多个导电元件26与该电路板2b电性连接。

于本实施例中，该反射件25通讯连接该天线载体22，以令该天线载体22、天线部24与反射件25作为天线结构。其中，该天线载体22相对于电路板2b的一侧具有作为该天线结构的共面波导(CPW)，而该承载结构20的部分线路层201连接该电子元件21与天线载体22的接地线路，以提供该天线结构接地功能。另外，反射件25的宽度P1大于共面波导的宽度P2，借此以避免散射及增益(Gain)降低的问题。因此，由于该天线载体22的共面波导(天线层22a)为通过导电凸块220连接到该承载结构20的线路层201上，如此将增加CPW与该反射件25之间的距离H，使该电子装置2能得到更好的共振效果及较佳的天线效能。

此外，该反射件25与该天线层22a相互信号感应耦合。例如，该反射件25的位置对应该天线载体22的位置，即两者相对于该第一侧20a呈上下对齐。

另外，该反射件25可采用RDL布线制程形成于该电路板2b上，使该反射件25位于该承载结构20的第二侧20b与该电路板2b之间，且该反射件25未接触该承载结构20的第二侧20b。

因此，本发明的电子装置2的制造方法中，利用该天线载体22、天线部24与反射件25上下叠合成立体化天线结构，以于制程中，该天线载体22及天线部24能与该电子元件21整合制作，亦即一同进行封装，使该封装层23能覆盖该电子元件21与该天线载体22，故封装制程用的模具能对应该承载结构20的尺寸，因而有利于封装制程。

此外，本发明的制造方法经由将该天线部24对应该电子元件21设置于同一天线模块2a中，使该天线结构的反射片25只需通讯连接该天线模块2a的任一频率的射频芯片(该电子元件21)，即可令该电子装置2的天线部24发出所需频率的5G毫米波，故于量产该电子装置2时，本发明的制造方法可产置各种频率的射频产品，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。

另外，本发明的制造方法中，利用线路基板制程制作该天线结构，以于制程中，该天线结构能采用封装制程制作，因而有利于封装作业。

另外，5G系统因信号品质与传输速度要求而需更多线路配置，以提升信号的品质与传输速度，本发明的制造方法利用线路基板制程制作该承载结构20的线路层201及天线载体22的天线层22a，以于该承载结构20的长宽尺寸均为固定的条件下，能增加线路布线空间(层数)，因而增加该天线结构的功能，故该电子装置2能提供运行5G系统所需的电性功能，即能达到5G系统的天线运行的需求。

综上所述，本发明的电子装置及其制造方法，经由将反射件设置于该电路板上及将共面波导设置于天线载体的底部的设计，以增加该反射件与该天线载体之间的距离，从而得到更好的共振效果及较佳的天线效能。

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 (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

电路板；

承载结构，其具有相对的第一侧与第二侧，并以该第二侧经由多个导电元件堆叠于该电路板上；

电子元件，其设置于该承载结构的该第一侧上，并电性连接该承载结构；

天线载体，其设置于该承载结构的该第一侧上，且该天线载体相对于该承载结构的该第一侧的一侧设置有天线层；

封装层，其设置于该承载结构的第一侧上，以包覆该电子元件与该天线载体；

天线部，其结合于该承载结构的第一侧的封装层上，并通讯连接该天线载体，且该天线部对应于该天线载体的天线层；以及

反射件，其设置于该电路板相对于该天线载体的一侧上，并通讯连接该天线载体。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该天线载体更设置有接地线路。

3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该天线层为共面波导，且该反射件的宽度大于该共面波导的宽度。

4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该天线部包括一通讯连接该天线载体的天线本体，且该天线本体的位置对应该天线载体的位置。

5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该反射件的位置对应该天线载体的位置。

6.一种电子装置的制造方法，其特征在于，包括：

提供一承载结构，其具有相对的第一侧与第二侧；

于该承载结构的该第一侧上设置电子元件与天线载体，且该电子元件与该天线载体电性连接该承载结构；

于该承载结构的该第一侧上形成封装层，以令该封装层包覆该电子元件与该天线载体；

于该承载结构的该第一侧的封装层上结合一通讯连接该天线载体的天线部；以及

将该承载结构以其第二侧经由多个导电元件安装于一设有反射件的电路板上；

其中，该天线载体相对于该承载结构的该第一侧的一侧设置有天线层；

其中，该天线部对应于该天线载体的天线层；及

其中，该反射件设置于该电路板相对于该天线载体的一侧上，并通讯连接该天线载体。

7.如权利要求6所述的电子装置的制造方法，其特征在于，该天线载体更设置有接地线路。

8.如权利要求6所述的电子装置的制造方法，其特征在于，该天线层为共面波导，且该反射件的宽度大于该共面波导的宽度。

9.如权利要求6所述的电子装置的制造方法，其特征在于，该天线部包括一通讯连接该天线载体的天线本体，且该天线本体的位置对应该天线载体的位置。

10.如权利要求6所述的电子装置的制造方法，其特征在于，该反射件的位置对应该天线载体的位置。

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