CN117936522A - 电子封装件及其制法 - Google Patents

Abstract

一种电子封装件及其制法，主要将电子元件设于承载结构上，且将天线结构通过导电体堆叠于该承载结构上，其中该天线结构上形成至少一贯穿的穿孔，并于该天线结构与该承载结构之间形成绝缘支撑体，以令该绝缘支撑体对应形成于该穿孔处及/或该天线结构的边缘处，且该绝缘支撑体未填满该穿孔，使该穿孔具有空气介质，通过该穿孔的设计，以利用空气的介电常数为1的特性，降低信号的损失与偏移，利于该天线结构的信号传输。

Description

电子封装件及其制法

技术领域

本发明有关一种半导体封装件，尤指一种具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。同时，为满足消费性电子产品的便于携带性及上网便利性，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。

图1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。该多个电子元件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通过该导线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。

但是，现有无线通讯模块1中，因该天线结构12为平面型，其传输信号的方式受限于该封装材13的阻挡(会使信号大量损失与偏移)，故只能通过该导线121进行传输，而无法使用耦合方式，导致限制该天线结构12的功能，甚至造成该无线通讯模块1无法提供运行5G通讯系统所需的电性功能，无法达到5G通讯系统的天线运行的需求。

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种种缺陷，本发明提供一种电子封装件及其制法，可至少部分地解决现有技术中的问题。

本发明的电子封装件，包括：承载结构，其具有线路层；电子元件，其设于该承载结构上并电性连接该线路层；以及天线结构，其堆叠于该承载结构上，且该天线结构包含一配置有天线本体的基部，其中，该基部具有至少一贯穿的穿孔，使该穿孔具有空气介质。

本发明亦提供一种电子封装件的制法，包括：提供一具有线路层的承载结构；将电子元件设于该承载结构上，且令该电子元件电性连接该线路层；以及将天线结构堆叠于该承载结构上，其中，该天线结构包含一配置有天线本体的基部，且于该基部上形成至少一贯穿的穿孔，使该穿孔具有空气介质。

前述的电子封装件及其制法中，该承载结构具有相对的第一表面与第二表面，以令该电子元件设于该第一表面上，且该天线结构设于该第二表面上。

前述的电子封装件及其制法中，该天线本体具有相互分离且相对应配置于该基部相对两侧的多个天线层。例如，该多个天线层以耦合方式传输信号。

前述的电子封装件及其制法中，还包括于该天线结构与该承载结构之间形成绝缘支撑体，以令该绝缘支撑体对应形成于该穿孔处及/或该天线结构的边缘处，且该绝缘支撑体未填满该穿孔，使该穿孔具有空气介质。另外，该基部通过导电体堆叠于该承载结构上。例如，该导电体电性连接该天线本体与线路层。

前述的电子封装件及其制法中，该基部与该承载结构之间形成有至少一空气间隔。

前述的电子封装件及其制法中，还包括形成多个导电元件于该承载结构上，且该多个导电元件电性连接该线路层。

由上可知，本发明的电子封装件及其制法中，主要通过该穿孔的设计，以利用空气的介电常数为1的特性，降低信号的损失与偏移，因而有利于该天线本体的信号传输，故相比于现有技术，本发明的电子封装件将该穿孔配置于该天线层的周围，以有效提升该天线本体的效能增益及效率，并使该天线本体的电场强度增强而利于传输信号。

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2F为本发明的电子封装件的制法的剖视及平面示意图。

图2C-1为图2C的A-A剖面线的剖视示意图。

图3A为图2D的局部上视平面示意图。

图3B为图2D的局部上视平面示意图。

图4A至图4C为图2D的其它实施例的局部上视平面示意图。

主要组件符号说明

1 无线通讯模块

10 基板

11,21 电子元件

12,2a 天线结构

120,24 天线本体

121 导线

13 封装材

2 电子封装件

20 承载结构

20a 第一表面

20b 第二表面

200 绝缘层

201,202 线路层

201a 外接点

21a 作用面

21b 非作用面

210 导电凸块

241 第一天线层

242 第二天线层

25 基部

25a 第一侧

25b 第二侧

250 穿孔

253 绝缘保护层

26 导电体

27 绝缘支撑体

28 封装层

29 导电元件

A 空气间隔

D 厚度

H 高度

t 间隔

S 切割路径。

具体实施方式

以下通过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2F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，提供一承载结构20，其具有相对的第一表面20a与第二表面20b，且于该承载结构20的第一表面20a上设置至少一电子元件21。

于本实施例中，该承载结构20为一具有核心层或无核心层(coreless)的线路结构，如封装基板(substrate)，其可包含至少一绝缘层200与设于该绝缘层200上的线路层201,202。例如，该承载结构20可采用线路重布层(redistribution layer，简称RDL)方式形成扇出(fan out)型铜材线路层201,202，且形成该绝缘层200的材料为如聚对二唑苯(Polybenzoxazole，简称PBO)、聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)、预浸材(Prepreg，简称PP)等的介电材。应可理解地，该承载结构20亦可为其它可供承载如芯片等电子元件21的构件，如硅中介板(silicon interposer)，并不限于上述。

再者，该承载结构20于其第一表面20a上的部分线路层201具有多个外接点201a。应可理解地，该承载结构20的内部可依需求配置线路，故于图中省略绘示。

所述的电子元件21为主动元件、被动元件或其二者组合等，其设于该承载结构20的第一表面20a上且电性连接该承载结构20的第一表面20a的线路层201，其中，该主动元件为例如射频型半导体芯片，且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，以令其作用面21a通过多个如焊锡材料的导电凸块210采用覆晶方式设于该承载结构20上且电性连接该线路层201，并可依需求以如底胶的封装层28包覆该些导电凸块210；或者，该电子元件21亦可通过多个焊线(图略)以打线方式电性连接该线路层201；亦或，该电子元件21可直接接触该线路层201以电性连接该线路层201。然而，有关该电子元件21电性连接该线路层201的方式不限于上述。

如图2B所示，于该承载结构20的第二表面20b上堆叠至少一天线结构2a，且若配置多个天线结构2a，各该天线结构2a之间保持一间隔t。

所述的天线结构2a包含有一配置有天线本体24的基部25及设于该基部25上的多个导电体26，以令该基部25通过该多个导电体26架设于该承载结构20的第二表面20b上，使该基部25与该承载结构20之间形成至少一空气间隔(air gap)A。

于本实施例中，该基部25为板体，其定义有相对的第一侧25a与第二侧25b，并以其第一侧25a设置该多个导电体26，且该天线本体24具有相互分离且相对应配置于该第一侧25a与该第二侧25b的一第一天线层241与一第二天线层242。例如，该基部25采用封装基板型式，如具有核心层与线路结构的封装基板(substrate)或无核心层(coreless)的线路结构，以于介电材上通过溅镀(sputtering)、蒸镀(vaporing)、电镀、无电电镀、化镀或贴膜(foiling)等方式制作厚度轻薄的第一天线层241与第二天线层242。

应可理解地，该第一天线层241亦可采用贴片(patch)构造，且该第二天线层242可采用寄生贴片(parasitic patch)构造，并可依需求于该基部25的第二侧25b上形成有一覆盖该第二天线层242的绝缘保护层253。

再者，该第一天线层241与该第二天线层242以耦合方式传输信号。例如，该第一天线层241与该第二天线层242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，以令该第一天线层241与该第二天线层242能相互电磁耦合，使天线信号能于该第一天线层241与该第二天线层242之间传递。

另外，该导电体例如包含焊锡材料，其结合于该基部25的第一侧25a上以电性连接该天线本体24与该承载结构20。例如，该导电体26可电性连接该第一天线层241与该承载结构20的第二表面20b上的线路层202，使该导电体26作为回馈线路(feed lines)，供该天线本体24能通过该线路层202接地。

另外，该导电体26为凸块状，以形成所需高度H的空气间隔A。例如，该空气间隔A的高度H至少为400微米(um)，且该空气间隔A的高度H不等于该基部25的厚度D。

如图2C及图2C-1所示，于天线结构2a上形成至少一贯穿该基部25的穿孔250。

于本实施例中，该穿孔250采用雷射方式贯穿该基部25，使该穿孔250连通该基部25的第一侧25a与第二侧25b，如图2C所示的A-A剖面线所呈现的图2C-1所示的穿孔250。例如，该穿孔250配置于该天线本体24的周围，且并未穿过该天线本体24。

如图2D所示，于该天线结构2a与该承载结构20的第二表面20b之间形成多个绝缘支撑体27。

于本实施例中，该绝缘支撑体27为绝缘体，如底胶材料，其形成于该天线结构2a的边缘处(如角落处)及/或对应该穿孔250之处，如图3A或图3B所示。例如，通过点胶方式形成该绝缘支撑体27，以令该绝缘支撑体27呈柱状或墙状。应可理解地，该绝缘支撑体27的位置可依需求设计，如图4A至图4C所示的至少其中一角落处及/或对应该穿孔250之处，而无需每一个角落处及每一个对应该穿孔250之处。

再者，该绝缘支撑体27并未填满该穿孔250，甚至未形成于该穿孔250中，使该穿孔250内具有空气介质。

应可理解地，该绝缘支撑体27与该导电体26可相互分开配置或相互接触配置。

如图2E所示，于该承载结构20的第一表面20a上形成多个导电元件29。

于本实施例中，该导电元件29为焊球，其结合于该承载结构20的第一表面20a的线路层201的外接点201a上，以电性连接该线路层201，供后续接置一如电路板的电子装置(图略)。

如图2F所示，沿如图2E所示的切割路径S进行切单制程，以获取多个该电子封装件2。

因此，本发明的电子封装件2的制法采用天线封装(Antenna-in-Package，简称AiP)规格，其主要通过在天线结构2a处形成该穿孔250与该空气间隔A的设计，以利用空气的介电常数(Dielectric Constant，简称Dk)为1的特性，降低信号的损失与偏移，因而有利于该天线本体24的信号传输，故相比于现有技术，本发明的电子封装件2将该该穿孔250配置于该天线本体24的周围，以有效提升该天线本体24的效能增益及效率，并使该天线本体24的电场强度增强而利于传输信号。

再者，因该天线结构2a通过含有焊锡材料的导电体26接合于该承载结构20上，不仅容易组装，且有利于调整该空气间隔A的高度H，使该空气间隔A的高度H于设计上具有灵活度。

另外，若该空气间隔A的高度H大于该基部25的厚度D(如图2B所示)，该电子封装件2可获得较大增益(Gain)。

本发明亦提供一种电子封装件2，包括：一具有多个线路层201,202的承载结构20、至少一设于该承载结构20上并电性连接该线路层201的电子元件21以及至少一堆叠于该承载结构20上的天线结构2a。

所述的天线结构2a包含一配置有天线本体24的基部25，该基部25可通过至少一(或多个)绝缘支撑体27架设于该承载结构20上，其中，该基部25具有至少一贯穿的穿孔250，以令该绝缘支撑体27对应形成于该穿孔250处及/或该天线结构2a的边缘处，且该绝缘支撑体27未填满该穿孔250，使该穿孔250具有空气介质。

于一实施例中，该承载结构20具有相对的第一表面20a与第二表面20b，以令该电子元件21设于该第一表面20a上，且该天线结构2a设于该第二表面20b上。

于一实施例中，该天线本体24具有相互分离且相对应配置于该基部25相对两侧的第一天线层241与第二天线层242。例如，该第一天线层241与第二天线层242以耦合方式传输信号。

于一实施例中，该基部25还通过至少一导电体26堆叠于该承载结构20上。例如，该导电体26电性连接该天线本体24与线路层202。

于一实施例中，该基部25与该承载结构20之间形成有至少一空气间隔A。

于一实施例中，所述的电子封装件2还包括多个设于该承载结构20上且电性连接该线路层201的导电元件29。

综上所述，本发明的电子封装件及其制法中，通过在天线结构的基部形成至少一贯穿其中的穿孔，使该穿孔具有空气介质，以令该穿孔配置于天线层的周围而有利于天线本体的信号传输，故本发明的电子封装件能有效提升该天线本体的效能增益及效率，并使该天线本体的电场强度增强而利于传输信号，使该电子封装件能提供运作5G通讯系统所需的电性功能，以达到5G通讯系统的天线运作的需求。

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 (16)

1.一种电子封装件，包括：

承载结构，其具有线路层；

电子元件，其设于该承载结构上并电性连接该线路层；以及

天线结构，其堆叠于该承载结构上，且该天线结构包含一配置有天线本体的基部，其中，该基部具有至少一贯穿的穿孔，且该穿孔具有空气介质。

2.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该基部通过绝缘支撑体架设于该承载结构上，并令该绝缘支撑体对应形成于该穿孔处及/或该天线结构的边缘处，且该绝缘支撑体未填满该穿孔，使该穿孔具有空气介质。

3.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该承载结构具有相对的第一表面与第二表面，以令该电子元件设于该第一表面上，且该天线结构设于该第二表面上。

4.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该天线本体具有相互分离且相对应配置于该基部相对两侧的多个天线层。

5.如权利要求4所述的电子封装件，其中，该多个天线层以耦合方式传输信号。

6.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该基部通过导电体堆叠于该承载结构上，且该导电体电性连接该天线本体与线路层。

7.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该基部与该承载结构之间形成有空气间隔。

8.如权利要求1所述的电子封装件，还包括多个设于该承载结构上且电性连接该线路层的导电元件。

9.一种电子封装件的制法，包括：

提供一具有线路层的承载结构；

将电子元件设于该承载结构上，并电性连接该线路层；以及

将天线结构堆叠于该承载结构上，其中，该天线结构包含有一配置有天线本体的基部，且该基部形成有至少一贯穿的穿孔，使该穿孔具有空气介质。

10.如权利要求9所述的电子封装件的制法，还包括于该天线结构与该承载结构之间形成绝缘支撑体，以令该绝缘支撑体对应形成于该穿孔处及/或该天线结构的边缘处，且该绝缘支撑体未填满该穿孔，使该穿孔具有空气介质。

11.如权利要求9所述的电子封装件的制法，其中，该承载结构具有相对的第一表面与第二表面，以令该电子元件设于该第一表面上，且该天线结构设于该第二表面上。

12.如权利要求9所述的电子封装件的制法，其中，该天线本体具有相互分离且相对应配置于该基部相对两侧的多个天线层。

13.如权利要求12所述的电子封装件的制法，其中，该多个天线层以耦合方式传输信号。

14.如权利要求9所述的电子封装件的制法，其中，该基部通过导电体堆叠于该承载结构上，且该导电体电性连接该天线本体与线路层。

15.如权利要求9所述的电子封装件的制法，其中，该基部与该承载结构之间形成有至少一空气间隔。

16.如权利要求9所述的电子封装件的制法，还包括形成多个导电元件于该承载结构上，且该多个导电元件电性连接该线路层。