CN115763435A - 电磁屏蔽的封装单元及方法、基板、电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽的封装单元及方法、基板、电路和电子设备。该封装单元包括：基板，预设有至少一个接地柱，并且形成有至少两个切割道，切割道位于基板的边缘；至少一个芯片，贴装于基板的表面并且位于切割道之间；至少两个金属柱，位于基板的切割道所在位置，并与接地柱连接；塑封层，包覆基板的表面；以及电磁屏蔽层，包覆于塑封层上，并与金属柱电连接。本发明以整条基板为加工单元，在基板上同时贴装多个金属柱，然后形成电磁屏蔽层，因此加工效率高，降低生产成本。

Description

电磁屏蔽的封装单元及方法、基板、电路和电子设备

技术领域

本发明涉及一种电磁屏蔽的封装单元，同时也涉及该封装单元的封装方法，还涉及包括该封装单元的电路和电子设备，属于芯片封装技术领域。

背景技术

随着手机薄型化的发展，新的电磁干扰(简称为EMI)屏蔽技术应运而生。在现有的EMI技术中，通常采用打线方式连接封装外表面金属屏蔽罩，但由于打线和金属外表面连接为点连接，电磁屏蔽作用较弱。并且，打线方式连接金属层必须通过引线键合流程，这对于仅仅含有倒装芯片的模组来说必须要增加引线键合流程，势必延长作业流程，增加作业成本。

此外，现有的电磁屏蔽金属层的制作技术由于侧壁的接触面积小，往往需要采用先将基板切割，后以单元(un i t)为单位进行金属层和侧壁的连通。这种加工方式不仅造价高，而且效率很低，严重限制了电磁干扰屏蔽技术的发展。

在专利号为ZL 202010854277.6的中国发明专利中，公开了一种电磁屏蔽结构、电磁屏蔽结构的制作方法和电子产品。在该电磁屏蔽结构中，通过在基板上形成槽状屏蔽结构，并将槽状屏蔽结构贯穿于塑封体以及基板，使得设置于塑封体远离基板一侧的屏蔽层可通过槽状屏蔽结构与接地端电性连接，从而使得槽状屏蔽结构在至少两个芯片之间形成电磁屏蔽。因此，可以避免因为开槽深度不稳定导致的屏蔽胶填充不完全，影响电磁屏蔽性能的问题。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种电磁屏蔽的封装单元。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种电磁屏蔽的基板结构。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种电磁屏蔽的封装方法。

本发明所要解决的再一技术问题在于提供一种包括上述封装单元的电路和电子设备。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种电磁屏蔽的封装单元，包括：

基板，预设有至少一个接地柱，并且形成有至少两个切割道，所述切割道位于所述基板的边缘；

至少一个芯片，贴装于所述基板的表面并且位于所述切割道之间；

至少两个金属柱，位于所述基板的所述切割道所在位置，并与所述接地柱连接；

塑封层，包覆所述基板的表面；以及

电磁屏蔽层，包覆于所述塑封层上，并与所述金属柱电连接。

其中较优地，所述金属柱位于所述基板的边缘，并且是切割得到的。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种电磁屏蔽的基板结构，包括：

基板，所述基板内预设有多个接地柱，并且形成有多个切割道；

多个芯片，所述多个芯片分别贴装于所述基板的表面；

多个金属柱，所述多个金属柱均固定于所述基板的所述切割道之间，并与所述接地柱连接；

塑封层，包覆所述基板的表面，以覆盖所述多个芯片；

电磁屏蔽层，包覆所述塑封层并与所述多个金属柱电连接。

其中较优地，所述金属柱具有第一高度h1，所述塑封层具有第二高度h2，并且h1＞h2。

其中较优地，所述金属柱具有第一高度h1，所述塑封层具有第二高度h2，其中，h1＜h2，所述塑封层上与所述金属柱相对应的位置处开设有凹槽，以使所述金属柱的顶端裸露于所述凹槽内。

其中较优地，所述电磁屏蔽层仅盖设于所述塑封层的上表面，并与所述多个金属柱电连接。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种电磁屏蔽的封装方法，包括以下步骤：

步骤S1：在基板上贴装多个芯片，并且形成多个切割道；

步骤S2：在所述基板上焊接多个金属柱，并使得所述金属柱分别位于所述切割道所在位置；

步骤S3：利用塑封材料对所述基板的表面进行塑封，以形成覆盖所述多个芯片的塑封层，并使所述塑封层上与所述金属柱相对应的位置处裸露所述金属柱；

步骤S4：在所述塑封层上设置电磁屏蔽层，以使所述电磁屏蔽层同时与所述多个金属柱电连接；

步骤S5：沿着所述切割道，将整条基板切割为多个封装单元。

其中较优地，所述步骤S3，具体包括：

形成覆盖所述多个芯片的塑封层，并使所述塑封层的高度高于所述金属柱的高度；

对所述塑封层进行减薄，或在所述塑封层上与所述金属柱相对应的位置处进行开槽，直至裸露出所述金属柱。

其中较优地，所述步骤S3，具体包括：

形成覆盖所述多个芯片的塑封层，并使所述塑封层的高度低于所述金属柱的高度，从而裸露出所述金属柱。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种电路，其中包括如前述的封装单元。

根据本发明实施例的第五方面，提供一种电子设备，其中包括如前述的封装单元。

与现有技术相比较，本发明具有以下的技术效果：

1.通过在切割道所在位置形成金属柱，切割后裸露出金属柱形成的侧壁，制作出电磁屏蔽罩的连接通道。并且，在塑封层的表面沉积电磁屏蔽层，以连接金属柱侧壁和接地柱，以完成器件的电磁屏蔽。可以以整条基板为加工单元，在基板上同时贴装多个金属柱，因此加工效率高，降低生产成本。

2.由于侧壁的金属柱高度贯通整个侧壁，在制作电磁屏蔽层时无需进行侧壁的导通，因此，减化工艺并降低成本。

3.金属柱的裸露方式可以有多种，以根据生产工艺进行适应性选择，适于多种封装工艺。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的一种电磁屏蔽的基板结构的整体结构示意图；

图2为本发明第一实施例中，塑封层研磨前的结构示意图；

图3为本发明第一实施例中，塑封层研磨后的结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的一种电磁屏蔽的基板结构的整体结构示意图；

图5为本发明第二实施例中，塑封层开槽前的结构示意图；

图6为本发明第二实施例中，塑封层开槽后的结构示意图；

图7为本发明第四实施例提供的一种电磁屏蔽的封装方法的流程图；

图8为本发明第五实施例提供的一种电磁屏蔽的封装方法的流程图；

图9为本发明第六实施例提供的一种封装单元的结构示意图；

图10为本发明第七实施例提供的一种电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

<第一实施例>

如图1所示，本发明第一实施例提供的一种电磁屏蔽的基板结构100，包括基板1、多个芯片2、多个金属柱3、塑封层4和电磁屏蔽层5。其中，基板1作为封装基础，芯片2和金属柱3均贴装于基板1上，塑封层4用于对芯片2进行塑封并裸露出金属柱3，电磁屏蔽层5用于与金属柱3电连接，以实现电磁屏蔽。

具体的，本实施例中，优选地，基板1为PCB板，在制作PCB板时需要在PCB板内预设接地柱11，以用于实现电磁屏蔽(下文进行详细说明)。并且，在本实施例中，基板1为大块基板，从而能够在基板1上同时贴装多个芯片2和多个金属柱3，从而使得一次封装能够形成多个封装结构，并通过切割工序形成单个封装单元，以保证生产效率。此外，可以理解的是，在另一实施例中，基板1也可以为单块基板，即：一块基板1上仅贴装一个芯片2和相应数量的金属柱3，从而一次封装仅形成一个封装结构。使用者可根据具体生产需求进行适应性选择。基板上形成有多个切割道，相邻切割道之间为封装单元。每个封装单元至少包括一个芯片2，还可以包括其他器件或芯片。

芯片2通过SMT(表面贴装)工艺贴装在基板1的表面，使得芯片2与基板1电连接，实现所需功能(例如：滤波)。并且，本实施例中，由于基板1为大块基板，因此，芯片2的数量为多个，通过一次性贴装多个芯片2，使得相邻两个芯片2之间形成切割道10，以供切割刀进行后续的切割操作。可以理解的是，多个芯片2的类型可相同也可不同，具体可根据实际需求进行适应性选择。

金属柱3通过SMT工艺或DA(晶圆粘贴)工艺贴装在基板1的表面，并与该基板1上的接地柱11相接触，以实现金属柱3的接地。当金属柱3贴装完成后，通过在回流炉中使锡膏熔化，从而将金属柱3焊接固定在基板1上，以保证金属柱3的稳定性。并且，本实施例中，金属柱3为多个，并且各金属柱3分别位于不同的切割道10所在位置，当通过切割刀对切割道进行切割操作时，切割刀能够将金属柱3分割为两部分，从而裸露出金属柱3的侧壁，以实现对封装结构两侧的电磁屏蔽(下文进行详细说明)。此外，在本实施例中，该金属柱3具有第一高度h1，优选地，该第一高度h1应大于芯片2的高度，从而便于后续的塑封操作和电磁屏蔽操作。当然，在其他实施例中，该第一高度h1也可以小于或等于芯片2的高度，可根据实际生产方式而定。可以理解的是，该金属柱3还可以替换为金属笼、金属网等结构，具体可根据实际需要进行适应性选择。

如图2所示，塑封层4通过EMC材料塑封在基板1的表面形成，从而覆盖多个芯片2，以对多个芯片2进行保护。其中，塑封材料不限定于EMC，该塑封层4塑封后具有第二高度h2，并且，该塑封层4还具有研磨段，该研磨段具有第三高度h3，其中，h2－h3的差值(即，h2－h3)＜h1＜h2。由此，当通过EMC材料塑封完成后，塑封层4会将金属柱3淹没，如图3所示，通过对塑封层4进行研磨，从而降低塑封层4的高度，直至将金属柱3的顶端露出，以用于与电磁屏蔽层5进行电连接。

电磁屏蔽层5通过电镀或物理气相沉积的方式，在塑封层4的表面沉积金属材料形成。该电磁屏蔽层5需要同时与多个金属柱3电连接，从而利用金属柱3与电磁屏蔽层5共同围设形成屏蔽罩，以起到电磁屏蔽的效果。可以理解的是，本实施例中，当电磁屏蔽层5与金属柱3电连接后，利用该金属柱3的侧壁即可实现对封装结构两侧的电磁屏蔽效果，无需将电磁屏蔽层5覆盖到两侧，即：本实施例中的电磁屏蔽层5仅盖设于塑封层的上表面，并与多个金属柱电连接。由此，可简化电磁屏蔽层5的形成工艺，有利于提高生产效率。

综上所述，本实施例中，采用SMT工艺或DA工艺，通过在切割道10所在位置形成金属柱3，切割后裸露出金属侧壁，制作出电磁屏蔽罩的连接通道。并且，在塑封层4的表面沉积金属层，连接金属侧壁和最外侧的金属层，完成器件的电磁屏蔽层5的导通。本实施例中的电磁屏蔽方式，并不局限于引线键合流程，可通过SMT制程和DA制程两种方式贴装金属柱3，对不同类型的产品制作流程选择更为灵活。此外，由于侧壁的金属柱3高度贯通整个侧壁，在制作电磁屏蔽层5时无需进行侧壁的导通，因此，可以以整条基板(strip)为加工单元，大大提升生产效率，降低生产成本。

<第二实施例>

如图4所示，在第一实施例的基础上，本发明第二实施例提供一种电磁屏蔽的封装结构。与第一实施例相比，本实施例的区别之处在于，对塑封层4的处理方式不同。

具体的，如图5所示，在本实施例中，当通过EMC材料塑封在基板1的表面形成塑封层4后，由于塑封层4的高度h2大于金属柱3的高度h1，因此，塑封层4会将金属柱3淹没。不同于第一实施例的是，本实施例中，无需对塑封层4进行研磨，以降低塑封层4的高度。如图6所示，通过在塑封层4上与各金属柱3相对应的位置处进行开槽处理，形成凹槽401，从而使得金属柱3的顶端能够裸露在凹槽401内。

由此，如图4所示，当在塑封层4的表面沉积金属层是，位于凹槽401处的金属会沉积在凹槽401内，从而与金属柱3相接触，进而实现电磁屏蔽层5与各金属柱3的电连接。

本实施例除上述结构之外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。

<第三实施例>

在第一实施例的基础上，本发明第三实施例提供一种电磁屏蔽的封装结构，与第一实施例相比，本实施例的区别之处在于，塑封层4的塑封高度不同。

具体的，在本实施例中，金属柱具有第一高度h1，塑封层具有第二高度h2，其中，h1>h2。由此，在塑封时，通过控制塑封层4的塑封高度，使得塑封完成后，金属柱的顶端能够凸伸出塑封层4，从而当在塑封层4上沉积金属形成电磁屏蔽层5后，电磁屏蔽层5能够与各金属柱3的顶端相接触。

本实施例除上述结构之外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。

<第四实施例>

如图7所示，在第一实施例提供的电磁屏蔽的基板结构的基础上，本实施例提供一种电磁屏蔽的封装方法，以用于制造该电磁屏蔽结构。

具体包括步骤S1～S4：

S1：贴装芯片2。

具体的，通过在基板1上贴装多个芯片2，以使相邻切割道之间的基板上有至少一个芯片2以形成封装单元。

S2：设置金属柱3。

具体的，在基板1上焊接多个金属柱3，并使得金属柱3位于切割道10内。

S3：塑封。

具体的，利用塑封材料对基板1的表面进行塑封，以形成覆盖多个芯片2的塑封层4，并使塑封层4上与金属柱3相对应的位置处裸露金属柱3。该步骤中，可以有多种方式裸露金属柱3，下面进行详细说明。

第一种方式(对应于第一实施例的结构)：塑封时控制塑封层4的塑封高度h2大于金属柱3的高度h1，并对塑封层4进行研磨，直至裸露出该金属柱3的顶端。

第二种方式(对应于第二实施例的结构)：塑封时控制塑封层4的塑封高度h2大于金属柱3的高度h1，并对塑封层4上与各金属柱3相对应的位置处进行开槽处理，形成凹槽401，以使得金属柱3的顶端裸露于该凹槽401内。

第三种方式(对应于第三实施例的结构)：塑封时控制塑封层4的塑封高度h2小于金属柱3的高度h1，从而使得金属柱3的顶端直接裸露于塑封层4外。

S4：设置电磁屏蔽层5。

具体的，通过在塑封层4的表面沉积金属材料，从而形成覆盖塑封层4上表面的电磁屏蔽层5，以使电磁屏蔽层5同时与多个金属柱3电连接。

S5：切割。

利用切割刀在切割道10处进行切割操作，从而形成单个电磁屏蔽的封装结构。

<第五实施例>

如图8所示，本实施例所提供的电磁屏蔽的封装方法包括以下步骤：

步骤S1：在基板上贴装多个芯片，并且形成多个切割道；

步骤S2：在所述基板上焊接多个金属柱，并使得所述金属柱分别位于切割道所在位置；

步骤S3：利用塑封材料对所述基板的表面进行塑封，以形成覆盖所述多个芯片的塑封层，并使所述塑封层上与所述金属柱相对应的位置处裸露所述金属柱；

步骤S4：在所述塑封层上设置电磁屏蔽层，以使所述电磁屏蔽层同时与所述多个金属柱电连接；

步骤S5：沿着所述切割道，将整条基板切割为多个封装单元101。

其中，在本实施例中，接地柱11包括直接布线在切割道附近的接地通道110，以及通过基板内部连接线路的接地通道111。而且，金属柱3也可以是金属网，空心金属柱等多种形式，只需是可分割的并且在分割后也能够实现与电磁屏蔽层5电连接的结构。换言之，本发明的接地柱或金属柱的形式可以是多种形式。

<第六实施例>

本实施例进一步提供一种电磁屏蔽的封装单元101，如图9所示。

该封装单元包括基板1，至少一个芯片2、至少两个金属柱3、塑封层4以及电磁屏蔽层5。

基板1内预设有接地柱11，并且形成有至少两个切割道10。切割道10位于基板1的边缘。芯片2贴装于基板1的表面并且位于切割道10之间。可以理解，在基板1上还可以形成其他芯片或器件。金属柱3，位于基板1的边缘，并且位于切割道10所在位置(切割道上方)，与所述接地柱11连接。塑封层4包覆基板1的表面，以覆盖所述至少一个芯片。电磁屏蔽层5，包覆于塑封层4上，并与各个金属柱3电连接。金属柱3是被切割得到的。

<第七实施例>

如图10所示，本实施例还提供一种电路。该电路包括电路板200，以及安装在电路板200上的多个上述封装结构101，和/或其他分立元器件102、103。

<第八实施例>

本实施例还提供一种电子设备。该电子设备中包括上述的封装单元，可以是智能手机、平板电脑、可穿戴电子设备、智能网联汽车等。

与现有技术相比较，本发明具有以下的技术效果：

通过在切割道所在位置形成金属柱，切割后裸露出金属柱形成的侧壁，制作出电磁屏蔽罩的连接通道。并且，在塑封层的表面沉积电磁屏蔽层，以连接金属柱侧壁和接地柱，以完成器件的电磁屏蔽。以整条基板为加工单元，在基板上同时贴装多个金属柱，因此加工效率高，降低生产成本。由于侧壁的金属柱高度贯通整个侧壁，在制作电磁屏蔽层时无需进行侧壁的导通，因此，减化工艺并降低成本。金属柱的裸露方式可以有多种，以根据生产工艺进行适应性选择，适于多种封装工艺。

上面对本发明所提供的电磁屏蔽的封装单元及方法、基板、电路和电子设备进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (11)

1.一种电磁屏蔽的封装单元，其特征在于包括：

基板，预设有至少一个接地柱，并且形成有至少两个切割道，所述切割道位于所述基板的边缘；

至少一个芯片，贴装于所述基板的表面并且位于所述切割道之间；

至少两个金属柱，位于所述基板的所述切割道所在位置，并与所述接地柱连接；

塑封层，包覆所述基板的表面；以及

电磁屏蔽层，包覆于所述塑封层上，并与所述金属柱电连接。

2.如权利要求1所述的封装单元，其特征在于：

所述金属柱位于所述基板的边缘，并且是切割得到的。

3.一种电磁屏蔽的基板结构，其特征在于包括：

基板，所述基板内预设有多个接地柱，并且形成有多个切割道；

多个芯片，所述多个芯片分别贴装于所述基板的表面；

多个金属柱，所述多个金属柱均固定于所述基板的所述切割道之间，并与所述接地柱连接；

塑封层，包覆所述基板的表面，以覆盖所述多个芯片；

电磁屏蔽层，包覆所述塑封层并与所述多个金属柱电连接。

4.如权利要求3所述的基板结构，其特征在于：

所述金属柱具有第一高度h1，所述塑封层具有第二高度h2，并且h1＞h2。

5.如权利要求3所述的基板结构，其特征在于：

所述金属柱具有第一高度h1，所述塑封层具有第二高度h2，其中，h1＜h2，所述塑封层上与所述金属柱相对应的位置处开设有凹槽，以使所述金属柱的顶端裸露于所述凹槽内。

6.如权利要求4或5所述的基板结构，其特征在于：

所述电磁屏蔽层仅盖设于所述塑封层的上表面，并与所述多个金属柱电连接。

7.一种电磁屏蔽的封装方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：在基板上贴装多个芯片，并且形成多个切割道；

步骤S2：在所述基板上焊接多个金属柱，并使得所述金属柱分别位于所述切割道所在位置；

步骤S3：利用塑封材料对所述基板的表面进行塑封，以形成覆盖所述多个芯片的塑封层，并使所述塑封层上与所述金属柱相对应的位置处裸露所述金属柱；

步骤S4：在所述塑封层上设置电磁屏蔽层，以使所述电磁屏蔽层同时与所述多个金属柱电连接；

步骤S5：沿着所述切割道，将整条基板切割为多个封装单元。

8.如权利要求7所述的封装方法，其特征在于所述步骤S3，具体包括：

形成覆盖所述多个芯片的塑封层，并使所述塑封层的高度高于所述金属柱的高度；

对所述塑封层进行减薄，或在所述塑封层上与所述金属柱相对应的位置处进行开槽，直至裸露出所述金属柱。

9.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于所述步骤S3，具体包括：

形成覆盖所述多个芯片的塑封层，并使所述塑封层的高度低于所述金属柱的高度，从而裸露出所述金属柱。

10.一种电路，其特征在于其中包括权利要求1或2所述的封装单元。

11.一种电子设备，其特征在于其中包括权利要求1或2所述的封装单元。

Images