CN117153705A - 电子封装模块及其制造方法 - Google Patents

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CN117153705A CN202311112566.9A CN202311112566A CN117153705A CN 117153705 A CN117153705 A CN 117153705A CN 202311112566 A CN202311112566 A CN 202311112566A CN 117153705 A CN117153705 A CN 117153705A
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陈群明
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Abstract

提供一种电子封装模块及其制造方法，此方法包含提供电子元件组合以及线路基板。电子元件组合包含两个电子元件以及导电结构。电子元件之间通过导电接合材料连接，且电子元件与导电结构之间亦通过导电接合材料连接。在线路基板上形成焊接材料，并且将电子元件组合设置于焊接材料上。导电接合材料的熔点高于焊接材料的熔点，如此一来，可以避免导电接合材料在焊接工艺时被破坏，进而提升工艺良率。

Description

电子封装模块及其制造方法
技术领域
本发明有关于一种电子封装模块，特别是指一种具有立体封装结构的电子封装模块及其制造方法。
背景技术
立体结构的电子封装模块包含了各种类型的有源元件以及无源元件。一般而言，可以通过焊接材料将上述电子元件互相接合，并且通过焊接材料将上述电子元件设置于线路基板上。考量到电子元件的分布以及封装模块内部的结构设计，在封装的过程中，必须通过不同的焊接工艺来连接电子封装模块中的各个区域。举例来说，可以先通过第一焊接工艺连接两个电子元件，并且再通过第二焊接工艺而将这两个电子元件连接至线路基板。
然而，已完成连接的焊接材料易受到后续焊接工艺的温度影响而产生二次熔融。焊接材料呈熔融状态会导致与其相接的电子元件发生偏移甚至脱离的情形，进而阻断电子元件之间的电性连接，使电子封装模块失效。
发明内容
因此，本发明提供了一种电子封装模块以及其制造方法，有助于提升封装模块的电性良率。
本发明提供了一种电子封装模块的制造方法，包含提供电子元件组合，此电子元件组合包含第一电子元件、第二电子元件、导电结构以及两个导电接合材料，第一电子元件通过其中一个导电接合材料连接第二电子元件，且第二电子元件通过另一个导电接合材料连接导电结构；提供线路基板；在线路基板上形成焊接材料，其中导电接合材料的熔点高于焊接材料的熔点；以及在形成焊接材料之后，将电子元件组合设置于焊接材料，焊接材料位于第一电子元件以及线路基板之间，且电子元件组合通过焊接材料电性连接至线路基板。
本发明提供了一种电子封装模块的制造方法，包含提供电子元件组合，此电子元件组合包含第一电子元件、第二电子元件、导电结构以及三个导电接合材料。第一电子元件通过其中一个导电接合材料连接第二电子元件，且第二电子元件通过另一个导电接合材料连接导电结构，而第一电子元件通过又另一个导电接合材料连接导电结构；提供线路基板；在线路基板上形成焊接材料，且导电接合材料中至少两者的熔点高于焊接材料的熔点；以及在形成焊接材料之后，将电子元件组合设置于焊接材料，焊接材料位于第一电子元件以及线路基板之间，且电子元件组合通过焊接材料电性连接至线路基板。
本发明还提供一种电子封装模块，此电子封装模块包含线路基板、第一电子元件、第二电子元件以及导电结构，第一电子元件设置于线路基板上，而第二电子元件设置于第一电子元件上，且第一电子元件位于线路基板以及第二电子元件之间。导电结构设置于第二电子元件上，并且连接第二电子元件以及线路基板。电子封装模块还包含两个导电接合材料以及焊接材料。其中一个导电接合材料位于第一电子元件以及第二电子元件之间，且第二电子元件通过此导电接合材料电性连接第一电子元件。另一个导电接合材料位于第二电子元件以及导电结构之间，且第二电子元件通过此导电接合材料电性连接导电结构。焊接材料位于线路基板以及第一电子元件之间，且线路基板通过焊接材料电性连接第一电子元件。导电接合材料的熔点高于焊接材料的熔点。
本发明还提供一种电子封装模块，此电子封装模块包含线路基板、第一电子元件、第二电子元件以及导电结构，第一电子元件设置于线路基板上，而第二电子元件设置于第一电子元件上，且第一电子元件位于线路基板以及第二电子元件之间。导电结构设置于第一电子元件以及第二电子元件上，此导电结构连接第二电子元件以及线路基板，并且连接第二电子元件以及第一电子元件。电子封装模块还包含三个导电接合材料，其中一个导电接合材料位于第一电子元件以及第二电子元件之间，第一电子元件通过此导电接合材料电性连接导电结构。另一个导电接合材料位于第二电子元件以及导电结构之间，而又另一个导电接合材料位于第一电子元件以及导电结构之间，且第二电子元件通过这两个导电接合材料分别电性连接第一电子元件与导电结构。焊接材料位于线路基板以及第一电子元件之间。线路基板通过焊接材料电性连接第一电子元件，且导电接合材料至少两者的熔点高于焊接材料的熔点。
基于上述，本发明在不同的接合工艺中分别采用焊接材料以及耐高温的导电胶作为接合材料。由于焊接材料与耐高温的导电胶的熔点不同，故导电胶所提供的连接不会被焊接工艺的温度破坏。因此，有助于改善电子元件之间脱离或者电性失效的情形，遂提升电子元件封装工艺的良率。
附图说明
图1A至图1D绘示本发明一实施例的电子封装模块制造方法的剖视图。
图2绘示本发明另一实施例的电子封装模块制造方法的剖视图。
图3绘示本发明一实施例的电子封装模块的剖视图。
图4绘示本发明另一实施例的电子封装模块的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
10，40：电子封装模块
100：电子元件组合
102：载板
104：固着物
106：线路基板
110：焊接材料
120：第一电子元件
120f，120s，140f，140s：表面
125，145，165：导电接合材料
140：第二电子元件
160，260：导电结构
160a，160b，160c：端面
162，164，266：端部
180a，180b：第三电子元件
具体实施方式
本发明至少一实施例公开一种电子封装模块的制造方法，由图1A至图1D与图2中的一系列步骤来说明本发明的至少一实施例。首先，请参考图1A至图1C，提供电子元件组合100，此电子元件组合100包含第一电子元件120、第二电子元件140、导电结构160以及导电接合材料125与导电接合材料145。提供电子元件组合100的详细步骤包含：如图1A所示，提供载板102，并且在载板102上设置第一电子元件120。
在本发明部分实施例中，可以将固着物104设置于载板102上，并且在固着物104上设置第一电子元件120。举例而言，在本实施例中，固着物104可以是双面胶带。将双面胶带的其中一面贴合在载板102上，并且将第一电子元件120贴合于双面胶带的另一面。第一电子元件120包含表面120f以及表面120s，且表面120f与表面120s分别位于第一电子元件120的相对两侧。第一电子元件120是以表面120f面对载板102而贴合于固着物104。
接着，请参考图1B，在第一电子元件120上，设置导电接合材料125，并且在导电接合材料125上，贴合第二电子元件140。导电接合材料125是设置于第一电子元件120的表面120s上，且导电接合材料125位于第一电子元件120以及第二电子元件140之间。如图1B所示，第二电子元件140具有表面140f以及表面140s，第二电子元件140是以表面140f面对第一电子元件120而贴合于导电接合材料125。
特别一提的是，在本实施例中，第一电子元件120可以是例如晶体管(transistor)等有源元件，而第二电子元件140则可以是例如电感(inductor)或者电容(capacitor)等无源元件。然而，第一电子元件120以及第二电子元件140的种类并不受限于此。换言之，在本发明的其他实施例中，第一电子元件120也可以是无源元件，而第二电子元件140也可以是有源元件。
请参考图1C，在第二电子元件140上设置导电接合材料145，并且在导电接合材料145上贴合导电结构160。在本实施例中，导电接合材料145是设置于第二电子元件140的表面140s上，且导电接合材料145位于第二电子元件140以及导电结构160之间。然而，本发明中导电接合材料145的设置处不限于此，在其他的实施例中，导电接合材料145也可以设置于第二电子元件140的其他表面(例如图1C中第二电子元件140的侧表面)。
另一方面，第一电子元件120是通过导电接合材料125连接第二电子元件140，且第二电子元件140是通过导电接合材料145连接导电结构160。进一步而言，导电接合材料125可以电性连接第一电子元件120以及第二电子元件140，且导电接合材料145可以电性连接第二电子元件140以及导电结构160。
值得一提的是，导电接合材料125与导电接合材料145可以包含具备导电性质的接合材料，例如导电胶、锡膏或其相似物。举例而言，在部分实施例中，导电接合材料125与导电接合材料145可以是包含铜(或者银)以及树脂的导电胶。因此，在导电接合材料145上贴合导电结构160之后，加热电子元件组合100，以固化(curing)导电接合材料125与导电接合材料145。
请参考图1D，在导电接合材料145上贴合导电结构160之后，移除载板102(标示于图1C)，并且暴露第一电子元件120的表面120f。除此之外，提供线路基板106，并且在线路基板106上形成焊接材料110。在形成焊接材料110之后，将电子元件组合100设置于焊接材料110。焊接材料110位于第一电子元件120以及线路基板106之间，且第一电子元件120的表面120f面对线路基板106而设置于焊接材料110。
另一方面，在形成焊接材料110之后，还包含将第三电子元件180a以及第三电子元件180b设置于焊接材料110，且焊接材料110位于线路基板106以及第三电子元件180a(与第三电子元件180b)之间。虽然本实施例是在将电子元件组合100设置于焊接材料110之前，在线路基板106上设置第三电子元件180a与第三电子元件180b，但本发明不限于此。在其他实施例中，也可以是在将电子元件组合100设置于焊接材料110之后，才在线路基板106上设置第三电子元件180a与第三电子元件180b。
特别一提的是，请一并参考图1C与图1D，在本实施例中，导电结构160的端面160a与第一电子元件120的表面120f皆贴合于固着物104的同一面上。因此，在移除载板102之后，也会暴露出导电结构160的端面160a，且第一电子元件120的表面120f与导电结构160的端面160a切齐。电子元件组合100是通过焊接材料110电性连接至线路基板106。此外，焊接材料110可以位于导电结构160与线路基板106之间，且导电结构160的端面160a可以通过焊接材料110连接至线路基板106。
焊接材料110可以包含例如锡膏、铜膏、银膏等焊料，并且可以通过例如印刷(printing)或者点胶涂布(dispensing)的方式设置于线路基板106上。举例而言，焊接材料110可以是熔点范围介于240℃至280℃之间的高温锡膏，而导电接合材料125与导电接合材料145可以是熔点温度超过280℃的导电胶(例如导电银胶或者导电铜胶)。如此一来，通过焊接工艺而将电子元件组合100设置于焊接材料110时，导电接合材料125与导电接合材料145不会因焊接工艺的温度而熔融。
图2绘示本发明另一实施例的部分步骤，此实施例相似于上述的实施例。详细来说，此实施例包含图1A至图1C所绘示的步骤，但与上述实施例之间的差异在于：此实施例的电子元件组合100还包含导电接合材料165，因此，提供电子元件组合100的详细步骤还包含在第一电子元件120上设置导电接合材料165。导电接合材料165位于第一电子元件120以及导电结构260之间，且第一电子元件120是通过导电接合材料165连接至导电结构260。在本发明各式各样的实施例中，可以通过印刷或者点胶涂布的方式设置导电接合材料125、导电接合材料145以及导电接合材料165。
虽然未绘示于图中，但在本实施例中，将电子元件组合100设置于焊接材料110之后，可以使导电结构260连接线路基板106以及第二电子元件140。除此之外，导电结构260还可以连接第一电子元件120以及第二电子元件140。具体而言，导电结构260的两个端面160b以及端面160c分别通过导电接合材料165以及导电接合材料145而连接至第一电子元件120以及第二电子元件140。
特别一提的是，导电接合材料125、导电接合材料145以及导电接合材料165中的至少两者的熔点高于焊接材料110的熔点。举例而言，在本实施例中，焊接材料110可以是熔点范围介于240℃至280℃之间的高温锡膏，而导电接合材料125、导电接合材料145以及导电接合材料165中的至少两者可以是熔点温度超过280℃的导电胶(例如导电银胶或者导电铜胶)。特别一提的是，在本发明的较佳实施例中，导电接合材料125以及导电接合材料165可以是熔点温度超过280℃的导电胶，而导电接合材料145则可以是熔点范围介于240℃至280℃之间的高温锡膏。
然而本发明不限于此，在其他实施例中，导电接合材料125与导电接合材料145可以是熔点温度超过280℃的导电胶，而导电接合材料165与焊接材料110则可以是熔点范围介于240℃至280℃之间的高温锡膏。进一步而言，导电接合材料165与焊接材料110可以包含相同的材料。除此之外，在其他实施例中，导电接合材料125、导电接合材料145以及导电接合材料165也可以都是熔点温度超过280℃的导电胶。
通过包含图1A至图1D中电子封装模块的制造方法，可以完成如图3所示的电子封装模块10，此电子封装模块10包含线路基板106、第一电子元件120、第二电子元件140以及导电结构160。第一电子元件120设置于线路基板106上，且第二电子元件140设置于第一电子元件120上。在本实施例中，第一电子元件120位于线路基板106以及第二电子元件140之间。
电子封装模块10包含导电接合材料125，此导电接合材料125位于第一电子元件120以及第二电子元件140之间。导电接合材料125可以包含具备导电性质的接合材料(例如导电胶或者锡膏)，因此，第二电子元件140通过导电接合材料125电性连接第一电子元件120。
导电结构160设置于第二电子元件140上，并且连接第二电子元件140以及线路基板106。另一方面，电子封装模块10包含导电接合材料145，且导电接合材料145位于第二电子元件140以及导电结构160之间。导电接合材料145可以包含具备导电性质的接合材料(例如导电胶或者锡膏)，因此，第二电子元件140通过导电接合材料145电性连接导电结构160。
电子封装模块10还包含焊接材料110，位于线路基板106以及第一电子元件120之间。线路基板106通过焊接材料110电性连接第一电子元件120，除此之外，线路基板106还通过焊接材料110电性连接导电结构160。详细来说，如图3所示，导电结构160包含端部162以及端部164，端部162通过导电接合材料145连接第二电子元件140，而端部164则是通过焊接材料110连接线路基板106。此外，线路基板106还可包含至少一层防焊层(solder mask，未绘示)，此防焊层可以覆盖线路基板106的表面，并且暴露出焊接材料110。
特别一提的是，在本实施例中，电子封装模块10还包含第三电子元件180a以及第三电子元件180b。第三电子元件180a以及第三电子元件180b位于线路基板106上，并且通过焊接材料110电性连接至线路基板106。在本发明的各种实施例中，第三电子元件180a与第三电子元件180b可以是例如电感或者电容等无源元件，也可以是例如晶体管等有源元件。
另一方面，通过包含图2所示的电子封装模块的制造方法，可以完成如图4所示的电子封装模块40。此电子封装模块40相似于电子封装模块10，两者之间的差异在于：电子封装模块40还包含导电接合材料165。导电接合材料165位于第一电子元件120以及导电结构260之间，而导电结构260连接第一电子元件120以及第二电子元件140。详细来说，请参考图4，本实施例的导电结构260还包含端部266，其中端部266是通过导电接合材料165电性连接第一电子元件120。
在本实施例中，导电接合材料125、导电接合材料145以及导电接合材料165中至少两者的熔点高于焊接材料110的熔点。举例而言，导电接合材料125与导电接合材料145可以是熔点高于焊接材料110的导电胶，而导电接合材料165的熔点则可以与焊接材料110的熔点相同。然而本发明不限于此，在其他实施例中，导电接合材料125、导电接合材料145以及导电接合材料165三者的熔点可以皆高于焊接材料110的熔点。
特别一提的是，本发明中第一电子元件120、第二电子元件140以及导电结构160(以及导电结构260)的数量不限于本实施例，亦即第一电子元件120、第二电子元件140以及导电结构160(以及导电结构260)各别的数量可以是一个以上。举例而言，在部分实施例中，线路基板106上可以包含两个第一电子元件120，且每一个第一电子元件120上包含一个第二电子元件140以及一个导电结构160。或者，在其他实施例中，线路基板106上包含一个第一电子元件120，而此第一电子元件120上也可以包含两个第二电子元件140以及两个导电结构160。
综上所述，电子元件组合(包含第一电子元件、第二电子元件以及导电结构)的各元件之间是通过导电接合材料来连接，且导电接合材料中至少一者的熔点温度高于焊接材料。因此，在通过焊接工艺而将电子元件组合设置于线路基板上时，虽然工艺温度已达到焊接材料的熔融温度，但尚未达到导电接合材料的熔融温度。如此一来，可以避免导电接合材料受到高温而熔融，进而影响电子元件组合中各个元件之间的连接。进一步而言，本发明通过在不同工艺步骤中采用不同耐温程度的接合材料(例如焊接材料与导电胶)，来改善已接合完成的元件连接受到后续工艺温度的影响而脱离的情形，以提升封装工艺的良率。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电子封装模块的制造方法，其特征在于，包含：
提供一电子元件组合，所述电子元件组合包含一第一电子元件、一第二电子元件、一导电结构以及两个导电接合材料，其中所述第一电子元件通过所述导电接合材料的其中一者连接所述第二电子元件，且所述第二电子元件通过所述导电接合材料的其中另一者连接所述导电结构；
提供一线路基板；
在所述线路基板上形成一焊接材料，其中所述导电接合材料的熔点高于所述焊接材料的熔点；以及
在形成所述焊接材料之后，将所述电子元件组合设置于所述焊接材料，其中所述焊接材料位于所述第一电子元件以及所述线路基板之间，且所述电子元件组合通过所述焊接材料电性连接至所述线路基板。
2.如权利要求1所述的电子封装模块的制造方法，其特征在于，提供所述电子元件组合包含：
提供一载板；
在所述载板上设置所述第一电子元件；
在所述第一电子元件上，设置所述导电接合材料其中一者；
在所述导电接合材料其中一者上，贴合所述第二电子元件，其中所述导电接合材料其中一者位于所述第一电子元件以及所述第二电子元件之间；
在所述第二电子元件上，设置所述导电接合材料其中另一者；
在所述导电接合材料其中另一者上，贴合所述导电结构，其中所述导电接合材料其中另一者位于所述第二电子元件以及所述导电结构之间；以及
在所述导电接合材料其中另一者上贴合所述导电结构之后，移除所述载板，并且暴露所述第一电子元件的一表面，其中所述表面面对所述线路基板而设置于所述焊接材料。
3.如权利要求2所述的电子封装模块的制造方法，其特征在于，所述表面与所述导电结构的一端面切齐，且所述端面通过所述焊接材料连接至所述线路基板。
4.如权利要求2所述的电子封装模块的制造方法，其特征在于，还包含：
在所述导电接合材料其中另一者上贴合所述导电结构之后，加热所述电子元件组合，以固化所述导电接合材料。
5.一种电子封装模块的制造方法，其特征在于，包含：
提供一电子元件组合，所述电子元件组合包含一第一电子元件、一第二电子元件、一导电结构以及三个导电接合材料，其中所述第一电子元件通过所述导电接合材料的其中一者连接所述第二电子元件，且所述第二电子元件通过所述导电接合材料的其中另一者连接所述导电结构，而所述第一电子元件通过所述导电接合材料的其中又另一者连接所述导电结构；
提供一线路基板；
在所述线路基板上形成一焊接材料，其中所述导电接合材料中至少两者的熔点高于所述焊接材料的熔点；以及
在形成所述焊接材料之后，将所述电子元件组合设置于所述焊接材料，其中所述焊接材料位于所述第一电子元件以及所述线路基板之间，且所述电子元件组合通过所述焊接材料电性连接至所述线路基板。
6.如权利要求5所述的电子封装模块的制造方法，其特征在于，提供所述电子元件组合包含：
提供一载板；
在所述载板上设置所述第一电子元件；
在所述第一电子元件上，设置所述导电接合材料其中一者；
在所述导电接合材料其中一者上，贴合所述第二电子元件，且所述导电接合材料其中一者位于所述第一电子元件以及所述第二电子元件之间；
分别在所述第二电子元件以及所述第一电子元件上，设置所述导电接合材料其中另两者；
在所述导电接合材料其中另两者上，贴合所述导电结构，且所述导电接合材料其中另两者分别位于所述导电结构与所述第一电子元件之间以及位于所述导电结构与所述第二电子元件之间；以及
在所述导电接合材料其中另两者上贴合所述导电结构之后，移除所述载板，并且暴露所述第一电子元件的一表面，其中所述表面面对所述线路基板而设置于所述焊接材料。
7.如权利要求5所述的电子封装模块的制造方法，其特征在于，位于所述第一电子元件以及所述第二电子元件之间的所述导电接合材料的熔点高于所述焊接材料的熔点，且位于所述第一电子元件以及所述导电结构之间的所述导电接合材料的熔点高于所述焊接材料的熔点。
8.一种电子封装模块，其特征在于，包含：
一线路基板；
一第一电子元件，设置于所述线路基板上；
一第二电子元件，设置于所述第一电子元件上，其中所述第一电子元件位于所述线路基板以及所述第二电子元件之间；
一导电结构，设置于所述第二电子元件上，并且连接所述第二电子元件以及所述线路基板；
两个导电接合材料，而所述导电接合材料其中一者位于所述第一电子元件以及所述第二电子元件之间，且所述导电接合材料其中另一者位于所述第二电子元件以及所述导电结构之间，其中所述第二电子元件通过所述导电接合材料其中一者电性连接所述第一电子元件，并且通过所述导电接合材料其中另一者电性连接所述导电结构；以及
一焊接材料，位于所述线路基板以及所述第一电子元件之间，其中所述线路基板通过所述焊接材料电性连接所述第一电子元件，且所述导电接合材料的熔点高于所述焊接材料的熔点。
9.一种电子封装模块，其特征在于，包含：
一线路基板；
一第一电子元件，设置于所述线路基板上；
一第二电子元件，设置于所述第一电子元件上，其中所述第一电子元件位于所述线路基板以及所述第二电子元件之间；
一导电结构，设置于所述第二电子元件以及所述第一电子元件上，其中所述导电结构连接所述第二电子元件以及所述线路基板，并且连接所述第二电子元件以及所述第一电子元件；
三个导电接合材料，而所述导电接合材料其中一者位于所述第一电子元件以及所述第二电子元件之间，而所述导电接合材料其中另一者位于所述第二电子元件以及所述导电结构之间，且所述导电接合材料其中又另一者位于所述第一电子元件以及所述导电结构之间，其中所述第一电子元件通过所述导电接合材料其中一者电性连接所述导电结构，其中所述第二电子元件通过所述导电接合材料其中另两者分别电性连接所述第一电子元件与所述导电结构；以及
一焊接材料，位于所述线路基板以及所述第一电子元件之间，其中所述线路基板通过所述焊接材料电性连接所述第一电子元件，且所述导电接合材料至少两者的熔点高于所述焊接材料的熔点。
10.如权利要求9所述的电子封装模块，其特征在于，位于所述第一电子元件以及所述第二电子元件之间的所述导电接合材料的熔点高于所述焊接材料的熔点，且位于所述第一电子元件以及所述导电结构之间的所述导电接合材料的熔点高于所述焊接材料的熔点。
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