CN118099004A - 系统级封装模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种系统级封装模块及其制造方法，此方法包含提供线路基板，并在线路基板上，设置多个电子元件以及高度大于电子元件的金属隔栅。每一个金属隔栅包含多个开口，而每一个开口的侧壁分别包围至少一个电子元件。在设置电子元件以及金属隔栅之后，在线路基板上形成密封层。此密封层覆盖电子元件以及金属隔栅的一部分，并且暴露金属隔栅的表面。在密封层上形成覆盖电子元件的电磁屏蔽层，此电磁屏蔽层通过金属隔栅的表面而电性连接金属隔栅。在形成电磁屏蔽层之后，沿着金属隔栅之间的间隙切割电磁屏蔽层、密封层以及线路基板。如此一来，有助于提升封装模块的电磁屏蔽的良率。
Description
技术领域
本发明有关于一种电子封装模块，特别是指一种系统级封装模块及其制造方法。
背景技术
在电子产品轻薄化的发展趋势下，电子元件之间的装设距离逐渐缩减。为避免电子元件之间彼此干扰，必须在会相互影响的电子元件间设置电磁屏蔽材料(例如金属)，以达成电磁屏蔽的效果。就系统级封装模块(Systemin package；SiP)的电磁屏蔽而言，可分为阻绝单一模块内部的电子元件互相干扰的“模块内电磁屏蔽”以及阻绝多个模块之间的电子元件互相干扰的“模块间电磁屏蔽”。
一般来说，可以在电子元件被模封材料(molding compound)包覆之后，针对欲设置电磁屏蔽材料的区域进行激光开槽，并且在槽中填入电磁屏蔽材料，以达成模块内电磁屏蔽。在形成模块内电磁屏蔽结构之后，进行切割工艺而形成多个封装模块，接着利用溅镀等方式在每个封装模块上形成电磁屏蔽层，以达成模块间电磁屏蔽。
然而，线路基板中的铜层在切割之后必须暴露于封装模块侧壁，以使电磁屏蔽层能电性连接至线路基板而接地。这些暴露的铜层易在工艺中氧化或受到污染，进而影响到电磁屏蔽的效果。另一方面，由于激光开槽设备昂贵且工艺耗时，故采用上述方式来形成电磁屏蔽的经济效益有限。
发明内容
因此，本发明提供了一种系统级封装模块以及其制造方法，有利于提升电磁屏蔽的良率。
本发明至少一实施例提供一种系统级封装模块的制造方法，包含提供一线路基板；在线路基板上，设置多个电子元件；在线路基板上，设置多个金属隔栅，而金属隔栅的每一者包含多个开口，其中每一个开口的侧壁分别包围至少一个电子元件，且金属隔栅的高度大于电子元件的高度；在设置电子元件以及金属隔栅之后，在线路基板上形成一密封层，其中密封层覆盖电子元件以及金属隔栅的一部分，并且暴露金属隔栅的一表面；在密封层上，形成一电磁屏蔽层，其中电磁屏蔽层覆盖电子元件，并且通过金属隔栅的表面而电性连接金属隔栅；以及在形成电磁屏蔽层之后，沿着金属隔栅之间的间隙切割电磁屏蔽层、密封层以及线路基板。
本发明至少一实施例提供一种系统级封装模块，此系统级封装模块包含一线路基板、至少两个电子元件、一金属隔栅、一密封层以及一电磁屏蔽层。电子元件以及金属隔栅设置于线路基板上，且金属隔栅包含多个开口。每一个开口的一侧壁分别包围至少一个电子元件，且金属隔栅的高度大于电子元件的高度。密封层包覆电子元件以及金属隔栅的一部分，并且暴露金属隔栅的表面。电磁屏蔽层覆盖电子元件、金属隔栅以及密封层，且此电磁屏蔽层通过金属隔栅的表面电性连接金属隔栅。
基于上述，本发明先在设有电子元件的线路基板上设置金属隔栅，以达成侧向的电磁屏蔽，并且在形成密封层以及位于密封层上的电磁屏蔽层之后，才沿着金属隔栅之间的间隙进行切割，以形成多个系统级封装模块。如此一来，在经过切割之后，线路基板中连接至金属隔栅的连接结构(例如接垫)仍会被密封层包覆，故免于因暴露于外界环境而氧化或者受污染，进而有助于提升电磁屏蔽的良率。
附图说明
图1A至图1E绘示本发明一实施例的系统级封装模块制造方法的剖视图。
图2绘示图1B的系统级封装模块制造方法的上视图。
图3绘示本发明一实施例的系统级封装模块制造方法的剖视图。
图4绘示本发明一实施例的遮罩的上视图。
图5绘示本发明一实施例的系统级封装模块的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
50：系统级封装模块
102：接垫
120：电子元件
140：焊点
162，352：开口
180：密封层
350：遮罩
N1：法线
T16：厚度
100：线路基板
100s，160s，190s：表面
160：金属隔栅
162w：侧壁
190：电磁屏蔽层
H12，H16：高度
p：切割装置
具体实施方式
本发明至少一实施例公开一种系统级封装模块的制造方法，由图1A至图1E中的一系列步骤来说明本发明的至少一实施例。请参考图1A，首先，提供线路基板100，其中线路基板100的其中一侧具有表面100s。接着，在线路基板100的表面100s上，设置多个电子元件120。特别一提的是，线路基板100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100的表面100s并暴露出多个接垫(pad，未绘示)。
详细来说，电子元件120通过这些接垫，以多个焊点140焊接于线路基板100上，以使电子元件120与线路基板100电性连接。这些焊点140可以是锡球、铜柱或适用于电性连接的各种连接结构。此外，在其他实施例中，还可以利用打线(wire-bonding)的方式将电子元件120与线路基板100电性连接。其中电子元件120可以是已封装的晶片(chip)或者未封装的晶粒(die)。
接着，请一并参考图1B以及图2，可以通过例如焊锡或者设置导电胶的方式，在线路基板100上设置多个金属隔栅160，而每一个金属隔栅160包含多个开口162，其中每一个开口162的侧壁162w分别包围至少一个电子元件120。以图1B所绘示的实施例为例，位于图1B最左侧的金属隔栅160的开口162包围两个电子元件120，而位于图1B最右侧的金属隔栅160的开口162则包围一个电子元件120。虽然图1B中各开口162所包围的电子元件120的数量分别为一个或两个，但本发明不限于此。在部分其他实施例中，一个开口162也可以包围两个以上的电子元件120，例如三个。
除此之外，线路基板100还包含多个接垫102，金属隔栅160通过这些接垫102而电性连接至线路基板100的接地线路层(未绘示)，例如接地平面(ground plane)。进一步而言，在线路基板100上设置金属隔栅160的步骤包含：在线路基板100的接垫102上，设置金属隔栅160。由于接垫102与金属隔栅160皆设置于线路基板100的表面100s，故接垫102与电子元件120位于线路基板100的同一侧。
值得一提的是，金属隔栅160的高度H16大于电子元件120的高度H12，以使金属隔栅160凸出于电子元件120的顶表面。换言之，电子元件120完全位于金属隔栅160的开口162内侧。在本发明的部分实施例中，可以通过金属冲压(stamping)的方式，弯折金属板而形成具有弯折部的金属隔栅160。详细来说，通过金属加工的方式，金属隔栅160得以形成如图1B(剖视图)所示的具有多个“倒L”形的结构。然而，本发明中金属隔栅160的形成方式不限于此，也可以通过例如电铸(electroforming)或其他类似的方式来形成金属隔栅160，故金属隔栅160的结构亦不限于上述。举例来说，在其他实施例中，若从与图1B相同的剖视视角来看，金属隔栅160也可以具有多个“T”形结构。
上述通过金属冲压而形成的金属隔栅160具有厚度T16，且金属隔栅160的高度H16大于金属隔栅160的厚度T16。在部分实施例中，金属隔栅160的高度H16可以为厚度T16的数倍以上，例如四倍以上。举例来说，金属隔栅160的厚度T16范围可以落在0.10mm至0.15mm之间，而金属隔栅160的高度H16可以大于0.40mm。
请参考图1C，在设置电子元件120以及金属隔栅160之后，在线路基板100上形成密封层180。密封层180覆盖电子元件120以及金属隔栅160的一部分，并且暴露金属隔栅160的表面160s。详细来说，请一并参考图3及图4，在线路基板100上形成密封层180的步骤包含：在金属隔栅160上设置遮罩350。此遮罩350可直接接触金属隔栅160的表面160s，并且暴露金属隔栅160的开口162。接着，通过真空印刷，将密封材料(未标示)填入开口162中，以形成密封层180。遮罩350可以是钢板或者其他合金板材，但本发明中的遮罩350并不限于金属板。举例而言，遮罩350也可以是陶瓷板或者是包含高分子的胶膜(例如聚酰亚胺胶带，Polyimide tape)。
本实施例的真空印刷是指通过例如刮刀等工具，推动呈流体的密封材料，使密封材料通过遮罩350的开口352而填入开口162。将上述密封材料填入开口162之后，可以通过烘烤、干燥或者UV光照等方式，使密封材料硬化，以形成密封层180。在进行真空印刷时，是将整个待印刷的物体放置于密闭腔体中，并且使腔体维持真空状态。在真空环境中，可以较均匀地填入密封材料，减少气泡生成。然而，本发明填入密封材料的方式不限于真空印刷，也可以是其他类似的模封方式。
在本实施例中，密封层180包覆金属隔栅160的开口162的侧壁162w，以强化金属隔栅160的稳固度，使其不易因受外力而产生偏移，导致与接垫102之间接触不良，进而影响两者之间的电性连接。但本发明不限于此，密封层180也可以不包覆金属隔栅160的开口162的侧壁162w。特别一提的是，在本发明的部分实施例中，在形成密封层180之后，金属隔栅160的表面160s会被密封层180完全覆盖。因此，在这些实施例中，还包含以下步骤：在线路基板100上形成密封层180之后，移除密封层180的一部分，以暴露金属隔栅160的表面160s，其中移除密封层180一部分的方法可以是研磨或者激光切割。
接着，请参考图1D，可以通过例如喷涂、溅镀、化学镀膜或类似的方式，在密封层180上形成电磁屏蔽层190。此电磁屏蔽层190覆盖电子元件120，并且通过金属隔栅160的表面160s而电性连接金属隔栅160。电磁屏蔽层190可包含金属(例如铜、镍或合金)、导电胶或其他导电材料。除此之外，在部分实施例中，电磁屏蔽层190也可以为电磁波屏蔽膜。举例来说，可以通过压合(film lamitaion)的方式，在密封层180上设置电磁波屏蔽膜，其中电磁波屏蔽膜可以是掺有导电(以及导磁)材料颗粒(例如，铜、银、铁、镍或类似的金属颗粒)的树脂胶膜(例如，聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或类似的树脂材料)，即电磁屏蔽层190可包含绝缘材料以及分布于此绝缘材料中的多个导电(以及导磁)颗粒。
请参考图1E，在形成电磁屏蔽层190之后，可以通过例如机械切割、激光切割或离子束切割等方式，沿着金属隔栅160之间的间隙切割电磁屏蔽层190、密封层180以及线路基板100。详细来说，切割装置p从电磁屏蔽层190的表面190s，沿着线路基板100的法线N1依序切割电磁屏蔽层190、密封层180以及线路基板100，以形成多个完全分割的系统级封装模块。图1E所示的切割装置p可表示为切割刀具、激光光束或离子束。至此，已大致完成多个如图5中所绘示的系统级封装模块50。
本发明更公开一种系统级封装模块50，其至少一实施例的结构请参考图5所示，系统级封装模块50包含线路基板100、电子元件120、金属隔栅160、密封层180以及电磁屏蔽层190。线路基板100具有表面100s，且至少两个电子元件120设置于线路基板100上，并且位于线路基板100的表面100s。虽然本实施例中仅绘示出四个电子元件120，但本发明中电子元件120的数量不限于此，也可以是四个以上，例如五个。
电子元件120可以是例如电容(capacitor)或者电感(inductor)等无源元件，或者是例如晶体管(transistor)等有源元件。然而，在本发明的其他实施例中，电子元件120的种类并不受限于此。
金属隔栅160设置于线路基板100上，详细来说，电子元件120以及金属隔栅160皆位于线路基板100的表面100s上，其中电子元件120可以通过多个焊点140连接线路基板100的接垫(未绘示)，以电性连接至线路基板100。另一方面，虽然未绘示于图中，但金属隔栅160也可以通过多个焊点或者导电胶连接线路基板100的接垫102，以电性连接至线路基板100。
金属隔栅160包含多个开口162，而每一个开口162的侧壁162w(标示于图1B)分别包围至少一个电子元件120。换言之，金属隔栅160的每一个开口162内侧可以设置一个以上的电子元件120，例如两个。值得一提的是，请参考图1B所示，金属隔栅160的高度H16大于电子元件120的高度H12，且在部分实施例中，金属隔栅160的高度H16可以为金属隔栅160的厚度T16的数倍以上，例如四倍以上。
密封层180包覆电子元件120以及金属隔栅160的一部分，并且暴露金属隔栅160的表面160s。具体而言，密封层180覆盖电子元件120的侧表面以及顶表面，并且还覆盖金属隔栅160的开口162的侧壁162w。密封层180的材料可以包含树脂(例如，环氧树脂)等绝缘材料或其相似物。值得一提的是，密封层180会覆盖线路基板100的接垫102，使得接垫102不会暴露于外界环境。
电磁屏蔽层190覆盖电子元件120、金属隔栅160以及密封层180。由于密封层180暴露金属隔栅160的表面160s暴露，故电磁屏蔽层190可以通过表面160s直接接触金属隔栅160，进而达到电磁屏蔽层190以及金属隔栅160之间的电性连接。此外，由于电子元件120的高度H12小于金属隔栅160的高度H16，故电磁屏蔽层190虽然覆盖电子元件120，但并未直接接触电子元件120(的顶表面)。
综上所述，本发明的实施例先在设有电子元件的线路基板上设置金属隔栅，以达成侧向的电磁屏蔽，并且在形成密封层以及位于密封层上的电磁屏蔽层之后，才沿着金属隔栅之间的间隙进行切割，以形成多个系统级封装模块。如此一来，在经过切割之后，线路基板中连接至金属隔栅的连接结构(例如接垫)仍会被密封层包覆，故免于因暴露于外界环境而氧化或者受污染，有助于提升电磁屏蔽的良率。
除此之外，由于金属隔栅已先形成封装模块侧面的电磁屏蔽，当后续沉积顶部的电磁屏蔽层时，可在连板的状态下进入沉积腔体，不需要先切割成模块单元，再预留间隔放置的空间予侧面沉积，故可提升沉积腔体的空间利用率，并省下先切割再分开多个封装模块的时间，进而提高产能。
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)
1.一种系统级封装模块的制造方法，其特征在于，包含：
提供一线路基板；
在所述线路基板上设置多个电子元件；
在所述线路基板上设置多个金属隔栅，而所述金属隔栅的每一者包含多个开口，其中所述开口的每一者的一侧壁分别包围所述电子元件的至少一者，且所述金属隔栅的高度大于所述电子元件的高度；
在设置所述电子元件以及所述金属隔栅之后，在所述线路基板上形成一密封层，其中所述密封层覆盖所述电子元件以及所述金属隔栅的一部分，并且暴露所述金属隔栅的一表面；
在所述密封层上形成一电磁屏蔽层，其中所述电磁屏蔽层覆盖所述电子元件，并且通过所述金属隔栅的所述表面而电性连接所述金属隔栅；以及
在形成所述电磁屏蔽层之后，沿着所述金属隔栅之间的间隙切割所述电磁屏蔽层、所述密封层以及所述线路基板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属隔栅具有一厚度，且所述金属隔栅的高度为所述厚度的四倍以上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封层包覆所述开口的所述侧壁。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁屏蔽层为一电磁波屏蔽膜。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述线路基板上设置所述金属隔栅包含：
在所述线路基板的多个接垫上，设置所述金属隔栅，其中所述接垫与所述电子元件位于所述线路基板的同一侧。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述线路基板上形成所述密封层包含：
在所述金属隔栅上设置一遮罩，其中所述遮罩直接接触所述金属隔栅的所述表面，并且暴露所述金属隔栅的所述开口；以及
通过真空印刷，将一密封材料填入所述开口中，以形成所述密封层。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：
在所述线路基板上形成所述密封层之后，移除所述密封层的一部分，以暴露所述金属隔栅的所述表面。
8.一种系统级封装模块，其特征在于，包含：
一线路基板；
至少两个电子元件，设置于所述线路基板上；
一金属隔栅，设置于所述线路基板上，且所述金属隔栅包含多个开口，其中所述开口的每一者的一侧壁分别包围所述电子元件的至少一者，且所述金属隔栅的高度大于所述电子元件的高度；
一密封层，包覆所述电子元件以及所述金属隔栅的一部分，并且暴露所述金属隔栅的一表面；以及
一电磁屏蔽层，覆盖所述电子元件、所述金属隔栅以及所述密封层，其中所述电磁屏蔽层通过所述表面电性连接所述金属隔栅。
9.如权利要求8所述的系统级封装模块，其特征在于，所述金属隔栅具有一厚度，且所述金属隔栅的高度为所述厚度的四倍以上。
10.如权利要求8所述的系统级封装模块，其特征在于，所述电磁屏蔽层为一电磁波屏蔽膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410265920.XA CN118099004A (zh) | 2024-03-07 | 2024-03-07 | 系统级封装模块及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202410265920.XA CN118099004A (zh) | 2024-03-07 | 2024-03-07 | 系统级封装模块及其制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN118099004A true CN118099004A (zh) | 2024-05-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202410265920.XA Pending CN118099004A (zh) | 2024-03-07 | 2024-03-07 | 系统级封装模块及其制造方法 |
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