CN115706330A - 封装基板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种封装基板，包括于绝缘体上整合第一天线结构及第二天线结构，且该第一天线结构的形式与该第二天线结构的形式不同，使该封装基板可依需求发出/接收不同的天线信号，以令应用该封装基板的电子产品传接所需频率的信号，提升该电子产品的天线功能。

Description

封装基板

技术领域

本发明有关一种半导体封装基板，尤指一种具天线结构的封装基板。

背景技术

目前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。此外，为满足消费性电子产品的携带及上网便利性，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5G的相关应用技术于未来将全面商品化，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的要求。

图1为现有无线通讯模块的立体示意图。如图1所示，该无线通讯模块1包括：一封装基板10、设于该封装基板10上的多个电子元件11、天线结构12以及封装材13。该电子元件11设于该封装基板10上且电性连接该封装基板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。

另一方面，于5G系统中，其频段可分为3.5Ghz～6Ghz、28Ghz、39Ghz、60Ghz、71Ghz～73Ghz等，且因信号品质与传输速度要求，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，该封装基板10仅能配置单一天线结构12，因而限制该无线通讯模块1的天线功能，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。

因此，如何克服上述现有技术的问题，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种种缺陷，本发明提供一种封装基板，可提升该电子产品的天线功能。

本发明的封装基板包括：绝缘体；第一天线结构，其结合该绝缘体；以及第二天线结构，其结合该绝缘体，其中，该第一天线结构的形式与该第二天线结构的形式不同。

前述的封装基板中，该第一天线结构为偶极子天线形式。

前述的封装基板中，该第一天线结构包含一嵌埋于该绝缘体中的导电柱及形成于该绝缘体表面上并连接该导电柱的天线本体。例如，该天线本体为弯折形天线。

前述的封装基板中，该第二天线结构为贴片天线形式。

前述的封装基板中，该第二天线结构包含多组相互分离并相对应配置的第一片体与第二片体。例如，该第一片体与该第二片体采用阵列排设。例如，第二天线结构包含有至少四组第一片体与第二片体，以供搭配至少一组第一天线结构。

前述的封装基板中，还包括一电性连接该第一天线结构与该第二天线结构的功率分配部。该功率分配部形成于该绝缘体的表面，且具有一主线路及多个连接该主线路的分支线路，以令该分支线路连接该第二天线结构，且该主线路连接该第一天线结构。

前述的封装基板中，该第一天线结构的共振波长为其所接收的信号的波长的1/2，该第二天线结构的共振波长为其所接收的信号的波长的1/2。

前述的封装基板中，该第一天线结构包含第一天线部及第二天线部，且该第一天线部包含一嵌埋于该绝缘体中的第一导电柱，该第一导电柱连通该绝缘体的相对两侧，以令该第一导电柱的其中一端侧作为信号馈入点，而该第一导电柱的另一端侧作为发射源；第二天线部包含一嵌埋于该绝缘体中的第二导电柱，该第二导电柱连通该绝缘体的相对两侧，以令该第二导电柱的其中一端侧连接设于该绝缘体中的接地层，而该第二导电柱的另一端侧外露于该绝缘体；该第一天线部还包含一连接该第一导电柱的第一天线本体，其自该第一导电柱外露于该绝缘层的端侧水平延伸而布设于该绝缘层的表面，且该第二天线部还包含一连接该第二导电柱的第二天线本体，其自该第二导电柱外露于该绝缘层的端侧水平延伸而布设于该绝缘层的表面上。

由上可知，本发明的封装基板中，主要经由将该第一天线结构与第二天线结构整合于该绝缘体，使该封装基板可依需求发出/接收不同的天线信号，以令应用该封装基板的电子产品传接所需频率的信号，故相比于现有技术，该封装基板配置多组天线结构，因而可提升该电子产品的天线功能，使该电子产品可提供运行5G系统所需的电性功能，以达到5G系统的天线运行的需求。

附图说明

图1为现有无线通讯模块的立体示意图。

图2为本发明的封装基板的剖视示意图。

图2-1为图2的下视平面示意图。

图3为本发明的封装基板的立体示意图。

附图标记说明

1:无线通讯模块

10:封装基板

11:电子元件

12:天线结构

120:天线本体

121:导线

13:封装材

2:封装基板

2a:第一天线结构

2b:第二天线结构

2c:绝缘体

20:基部

20a:第一表面

20b:第二表面

21:绝缘层

21a:表面

22a:第一天线部

22b:第二天线部

220:第一导电柱

220a,220b:端侧

221:第一天线本体

222:第二天线本体

224:第二导电柱

224a,224b:端侧

23:接地层

24a:第一天线层

24b:第二天线层

241:第一片体

242:第二片体

25:功率分配部

250:主线路

251:分支线路

A:开口区

d:厚度

h:高度

L:假想直线

t:间隔。

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，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及图3为本发明的封装基板2的示意图。如图2及图3所示，所述的封装基板2包括：一绝缘体2c、结合该绝缘体2c的第一天线结构2a以及第二天线结构2b。

所述的绝缘体2c包含一基部20及至少一设于该基部20上的绝缘层21，且该基部20具有相对的第一表面20a与第二表面20b，以令该绝缘层21形成于该基部20的第一表面20a上。

于本实施例中，该基部20包含如介电材、聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、干膜(dryfilm)、环氧树脂(epoxy)或封装材(molding compound)等，但不限于上述。

再者，该绝缘层21包含如介电材、聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、干膜(dryfilm)、环氧树脂(epoxy)或封装材(molding compound)等，但不限于上述。应可理解地，该基部20与该绝缘层21可依需求为相同材料或相异材料。

所述的第一天线结构2a为偶极子天线(Dipole antenna)形式，其适用频率范围为Sub-6G或毫米波(mmWave)，且该第一天线结构2a包含第一天线部22a及第二天线部22b。

所述的第一天线部22a包含一嵌埋于该绝缘体2c中的第一导电柱220，其自该绝缘体2c的其中一侧延伸至另一侧，使该第一导电柱220连通该绝缘体2c的相对两侧，以令该第一导电柱220的其中一端侧220a位于该基部20中，供作为信号馈入点，而该第一导电柱220的另一端侧220b外露于该绝缘体2c，供作为发射源。

于本实施例中，该第一导电柱220以其中一端侧220a连通该基部20的第一表面20a与第二表面20b，而该第一导电柱220穿过该绝缘层21，使该第一导电柱220的另一端侧220b外露于该绝缘层21的表面21a。例如，于该基部20的第一表面20a上配置有一接地层23，其可经由涂布金属层(如铜材)的加工方式形成，如溅镀(sputtering)、蒸镀(vaporing)、电镀或化镀等，或者利用压合或贴膜(foiling)(如网状或任意图案的金属薄片(foil))等设置方式形成该接地层23，且该接地层23形成有开口区A，以令该第一导电柱220穿过该开口区A而不接触该接地层23，使该该第一导电柱220外露于该基部20的第二表面20b的端侧220a作为信号馈入点。

再者，该第一天线部22a还包含一连接该第一导电柱220的第一天线本体221，其自该第一导电柱220外露于该绝缘层23的端侧220b水平延伸而布设于该绝缘层21的表面21a上，以经由调整该第一天线本体221的长度而改变该第一天线部22a所发出的信号的波长(或频率)，即该第一天线本体221的长度与辐射波长之间呈一比例关系，且该第一天线部22a的共振波长为其所接收的信号的波长的1/2，以提高天线增益(Gain)及提升信号接收能力。

另外，该第一导电柱220的高度h可配合该绝缘层21的厚度d(或该绝缘体2c的厚度)进行调整，以改变该第一导电柱220的阻抗值。

另外，可经由布设金属层(如铜材)的加工方式形成该第一天线部22a，如溅镀(sputtering)、蒸镀(vaporing)、电镀或化镀等；或者，利用压合或贴置框架(frame)等设置方式形成该第一天线部22a。

所述的第二天线部22b包含一嵌埋于该绝缘体2c中的第二导电柱224，其自该绝缘体2c的其中一侧延伸至另一侧，使该第二导电柱224连通该绝缘体2c的相对两侧，以令该第二导电柱224的其中一端侧224a连接该接地层23，而该第二导电柱224的另一端侧224b外露于该绝缘体2c。

于本实施例中，该第二导电柱224平行该第一导电柱220配置，使该第一天线部22a与该第二天线部22b相互对称配置，且该第一天线部22a与该第二天线部22b相互电性匹配。例如，该第二天线部22b作为接地用，使该第一天线部22a与该第二天线部22b构成偶极子天线。

再者，该第二天线部22b还包含一连接该第二导电柱224的第二天线本体222，其自该第二导电柱224外露于该绝缘层21的端侧224b水平延伸而布设于该绝缘层21的表面21a上，以令该第二天线本体222配合该第一天线本体221调整其长度，使该第一天线部22a能符合所需发出的信号的波形。例如，该第二天线本体222与该第一天线本体221相互分离而保持一间距t，且两者相互对齐而排设于一假想直线L上，如图3所示。

另外，该些接地层23可依需求选择覆盖该基部20的第一表面20a区域的垂直投影范围，如图2所示的全部表面，使其垂直投影范围大于该第一天线部22a的垂直投影范围及/或该第二天线部22b的垂直投影范围。例如，该第一天线部22a及/或该第二天线部22b位于该接地层23的垂直投影范围内。

另外，可经由布设金属层(如铜材)的加工方式形成该第二天线部22b，如溅镀(sputtering)、蒸镀(vaporing)、电镀或化镀等；或者，利用压合或贴置框架(frame)等设置方式形成该第二天线部22b。

应可理解地，该基部20及/或该绝缘层21可依需求利用图案化(如电镀金属或蚀刻金属)布线制程，如线路重布层(Redistribution Layer，简称RDL)制程，以形成线路层(图略)，从而形成用以承载半导体芯片(图略)的基板规格，且同时一并制作该第一天线部22a与第二天线部22b，使该第一天线本体221与该第二天线本体222可成为弯折形天线(如图3所示)。

所述的第二天线结构2b为贴片(patch)天线形式，其适用频率范围为Sub-6G或毫米波(mmWave)，且该第二线路结构2b包含相互分离并相对应配置于该绝缘层21相对两侧的第一天线层24a与第二天线层24b，其中，该第一天线层24a的布设位置对应该第二天线层24b的布设位置，如图3所示。

于本实施例中，该第一天线层24a设于该绝缘层21上侧并与该第一天线本体221位于同一表面21a，且该第二天线层24b位于该绝缘层21下侧并位于该接地层23上方，且该第二天线结构2b的共振波长为其所接收的信号的波长的1/2，以提高天线增益(Gain)及提升信号接收能力。

再者，该第一天线层24a包含多个第一片体241，且该第二天线层24b包含多个对应该些第一片体241的第二片体242。例如，该第一天线层24a包含四片第一片体241，且该第二天线层24b也包含四片第二片体242，且该些第一片体241与第二片体242均采用阵列(Array)排设。

另外，如图2-1所示，该第二天线结构2b还包含一电性连接该第二天线层24b且呈树枝状的功率分配部(power divider)25，其形成于该基部20的第二表面20b且具有一主线路250及多个连接该主线路250的分支线路251，以令各该分支线路251分别连接各该第二片体242。例如，该主线路250对应该接地层23的开口区A，以令该第一导电柱220的端侧220a(信号馈入点)连接该主线路250，且该功率分配部25具有四条分别连接各该第二片体242的分支线路251，以将馈入的信号(或能量)平均分配至该些第一片体241与第二片体242。因此，该信号馈入点连接该第一天线结构2a的第一导电柱220及该第二天线结构2b的主线路250，故于使用时，可选择将信号由该第一天线结构2a及/或该第二天线结构2b收发。

另外，可经由布设金属层(如铜材)的加工方式形成该第一天线层24a、第二天线层24b与该功率分配部25，如溅镀(sputtering)、蒸镀(vaporing)、电镀或化镀等；或者，利用压合或贴置框架(frame)等设置方式形成该第一天线层24a、第二天线层24b与该功率分配部25。

因此，本发明的封装基板2主要经由将该第一天线结构2a与第二天线结构2b整合于该绝缘体2c，使该封装基板可依需求发出/接收不同的天线信号，以令应用该封装基板2的电子产品传接所需频率的信号，故相比于现有技术，该封装基板2配置多组天线结构，因而能提升该电子产品的天线功能，使该电子产品能提供运行5G系统所需的电性功能，以达到5G系统的天线运行的需求。

再者，该封装基板2的较佳配置采用至少四组第一片体241与第二片体242的第二天线结构2b、及至少一组第一天线结构2a的天线组合。

另外，该封装基板2可利用该接地层23防止该第一天线本体221与第二天线本体222对该电子产品中的半导体芯片的串音干扰(cross talking)、噪音干涉(noiseinterfering)及辐射干扰(radiation interference)等问题。

综上所述，本发明的封装基板经由将该第一天线结构与第二天线结构整合于该绝缘体，使该封装基板包含两种频段(Sub-6G或mmWave)的信号接收能力，故应用该封装基板的电子产品能对应多种频率的射频产品的需求，因而能缩减产品尺寸，以利于电子产品符合微小化的需求。

再者，经由该第一天线结构与第二天线结构为不同天线形式的设计，不仅能节省应用该封装基板的电子产品(如智慧型手机、平板或笔电等移动装置)的摆放空间，且能提高该电子产品于各种角度下的信号接收能力。

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 (14)

1.一种封装基板，其特征在于，包括：

绝缘体；

第一天线结构，其结合该绝缘体；以及

第二天线结构，其结合该绝缘体，其中，该第一天线结构的形式与该第二天线结构的形式不同。

2.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该第一天线结构为偶极子天线形式。

3.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该第一天线结构包含一嵌埋于该绝缘体中的导电柱及形成于该绝缘体表面上并连接该导电柱的天线本体。

4.如权利要求3所述的封装基板，其特征在于，该天线本体为弯折形天线。

5.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该第二天线结构为贴片天线形式。

6.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该第二天线结构包含多组相互分离并相对应配置的第一片体与第二片体。

7.如权利要求6所述的封装基板，其特征在于，该第一片体与该第二片体采用阵列排设。

8.如权利要求6所述的封装基板，其特征在于，该第二天线结构包含有至少四组第一片体与第二片体，以供搭配至少一组第一天线结构。

9.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该封装基板还包括一电性连接该第一天线结构与该第二天线结构的功率分配部。

10.如权利要求9所述的封装基板，其特征在于，该功率分配部形成于该绝缘体的表面，且具有一主线路及多个连接该主线路的分支线路，以令该分支线路连接该第二天线结构，且该主线路连接该第一天线结构。

11.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该第一天线结构的共振波长为其所接收的信号的波长的1/2，该第二天线结构的共振波长为其所接收的信号的波长的1/2。

12.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该第一天线结构包含第一天线部及第二天线部，且该第一天线部包含一嵌埋于该绝缘体中的第一导电柱，该第一导电柱连通该绝缘体的相对两侧，以令该第一导电柱的其中一端侧作为信号馈入点，而该第一导电柱的另一端侧作为发射源。

13.如权利要求12所述的封装基板，其特征在于，第二天线部包含一嵌埋于该绝缘体中的第二导电柱，该第二导电柱连通该绝缘体的相对两侧，以令该第二导电柱的其中一端侧连接设于该绝缘体中的接地层，而该第二导电柱的另一端侧外露于该绝缘体。

14.如权利要求13所述的封装基板，其特征在于，该第一天线部还包含一连接该第一导电柱的第一天线本体，其自该第一导电柱外露于该绝缘层的端侧水平延伸而布设于该绝缘层的表面，且该第二天线部还包含一连接该第二导电柱的第二天线本体，其自该第二导电柱外露于该绝缘层的端侧水平延伸而布设于该绝缘层的表面上。

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