CN218827112U - 电子器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子器件，包括：天线基板；射频基板，设置在天线基板上方，并且与天线基板之间具有间隔；电屏蔽层，至少设置在间隔中。上述技术方案提供的电子器件，通过堆叠设置的射频基板和天线基板，可以减少射频基板和天线基板中需要的线路的层数，进而可以具有改进的制程良率。并且，通过设置位于射频基板和天线基板之间的间隔中的电屏蔽层，可以提供更良好的屏蔽效果。

Description

电子器件

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种电子器件。

背景技术

在现有AiP(Antenna in Package，封装天线)结构中，主要量产结构是以一件式(即，天线基板与射频基板形成在同一片板中)的积层(build-up)方式为主。然而，由于这种方式中需要形成线路会高达16层的板，导致制程良率成为挑战。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提出一种电子器件，其具有改进的制程良率和良好的屏蔽效果。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电子器件，该电子器件包括：天线基板；射频基板，设置在天线基板上方，并且与天线基板之间具有间隔；电屏蔽层，至少设置在间隔中。

在一些实施例中，电屏蔽层设置在射频基板的底部的周围边缘处。

在一些实施例中，电屏蔽层还设置在天线基板的顶部的周围边缘处。

在一些实施例中，电屏蔽层还设置在射频基板的侧表面上。

在一些实施例中，射频基板包含横向相邻的第一区和第二区，其中电子器件还包括连接器，连接器设置在第一区上方，其中第一区没有被电屏蔽层覆盖。

在一些实施例中，第一区包含射频基板的部分上表面和部分侧表面。

在一些实施例中，电屏蔽层设置在第二区中。

在一些实施例中，第二区包含射频基板的部分侧表面和部分下表面。

在一些实施例中，天线基板与射频基板通过焊接部件电性连接，其中，电屏蔽层与焊接部件间隔开。

在一些实施例中，设置在射频基板的底部的电屏蔽层的末端与射频基板的侧边之间的距离小于相邻的焊接部件之间的间距。

在上述电子器件中，通过堆叠设置的射频基板和天线基板，可以减少射频基板和天线基板中需要的线路的层数，进而可以提高产品良率；并且，通过设置位于射频基板和天线基板之间的间隔中的电屏蔽层，可以提供更良好的屏蔽效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本申请的实施例的电子器件的截面图。

图2A至图2C示出了根据一些实施例的形成电子器件的多个阶段的侧视示意图。

图3示出了图2C之后的利用治具进行溅镀制程的电子器件的侧视示意图。

图4A示意性示出了的模拟框架与模拟电子器件的布置的俯视图。

图4B示意性示出了图4A中的模拟框架的侧视示意图。

图4C示意性示出了图4A中的模拟电子器件的侧视示意图。

图5A示出了利用模拟框架对模拟电子器件进行溅镀试验的侧视图。

图5B示出了利用模拟框架对模拟电子器件进行溅镀试验得到的深宽比与溢镀量的关系的坐标图。

图6A示出了利用模拟框架对模拟电子器件另外进行溅镀试验的侧视图。

图6B示出了利用模拟框架对模拟电子器件另外进行溅镀试验得到的深宽比与溢镀的关系的坐标图。

图7示出了使用另外的治具形成根据本申请的实施例的电子器件的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请的实施例提供了一种电子器件。图1是根据本申请的实施例的电子器件100的截面图。参考图1所示，电子器件100包括天线基板110，以及设置在天线基板110上方的射频(RF)基板120，并且RF基板120与天线基板110之间具有间隔115。堆叠设置的RF基板120和天线基板110通过间隔115彼此分离。这不同于一件式封装天线将其RF基板和天线基板设置于同一片板中，因此电子器件100可以称为两件式封装天线。从而在电子器件100中，可以减少RF基板120和天线基板110中需要的线路的层数，进而可以提高产品良率。例如，RF基板120和天线基板110可以分别具有8层线路；或者，天线基板110具有6层线路且RF基板120具有10层线路。线路的层数的其他配置也是可能的。

另外，电子器件100还包括电屏蔽层130，电屏蔽层130至少设置在间隔115中。在一些实施例中，电屏蔽层130还可以根据需求而覆盖RF基板120的其他部分。电屏蔽层130可以起到电磁屏蔽的作用。通过设置位于间隔115中的电屏蔽层130，可以提供更良好的屏蔽效果。

继续参考图1所示，RF基板120的下表面与天线基板110的上表面相对。RF基板120的下表面与天线基板110的上表面限定间隔115。在一些实施例中，天线基板110的下表面处可以设置有多个天线元件112。在一些实施例中，RF基板120的上表面处设置有RF封装组件150。RF封装组件150包括由模制料152包覆的RF芯片154和电子元件156。电子元件156可以例如是电阻器、电容器等元件，或者也可以是其他任意类型的元件。间隔115中设置有多个焊接部件160，天线基板110与RF基板120通过多个焊接部件160电性连接。在一些实施例中，在横向方向上，天线基板110的尺寸可以小于RF基板120的尺寸。

在一些实施例中，间隔115中的电屏蔽层130可以设置在RF基板120的下表面的周围边缘处。RF基板120的下表面处的电屏蔽层130与焊接部件160间隔开，即，电屏蔽层130未延伸到与焊接部件160接触。如果电屏蔽层130与任何焊接部件160接触将造成电短路，这是不合规的。在一些实施例中，间隔115中的电屏蔽层130还可以设置在天线基板110的上表面的周围边缘处(未图示)。天线基板110的上表面处的电屏蔽层130也与焊接部件160间隔开。在其他一些实施例中，天线基板110的上表面上可以不存在电屏蔽层130。

在一些实施例中，设置在RF基板120的底部的电屏蔽层130的末端与RF基板120的对应侧表面之间的距离(即，电屏蔽层130在RF基板120的下表面上延伸的距离)可以小于相邻的焊接部件160之间的间距。类似的，天线基板110的上表面处的电屏蔽层130的末端与天线基板110的对应侧表面之间的距离(即，电屏蔽层130在天线基板110的上表面上延伸的距离)可以小于相邻的焊接部件160之间的间距。

电屏蔽层130还可以设置在间隔115之外。参考图1所示，电屏蔽层130还可以设置在RF基板120的侧表面121上。电屏蔽层130还可以沿着RF基板120的侧表面121延伸至覆盖在RF封装组件150上方。

在一些实施例中，电屏蔽层130未覆盖RF基板120的全部侧表面，并且未覆盖在RF基板120的全部上表面上方。参考图1所示，RF基板120包含横向相邻的第一区191和第二区192。RF封装组件150位于第二区192中。第二区192包含RF基板120的部分侧表面和部分下表面。电屏蔽层130设置在第二区192中。因此，电屏蔽层130设置在第二区192中的RF基板120的侧表面上，及RF基板120的下表面的周围边缘处，并且覆盖在第二区192中的RF封装组件150上方。在第二区192中，电屏蔽层130可以是连续延伸的。在一些实施例中，电屏蔽层130还可以形成在第二区192中的天线基板110的上表面的周围边缘处。在其他一些实施例中，电屏蔽层130也可以不形成在天线基板110上。

电屏蔽层130不设置在第一区191中。第一区191包含RF基板120的另外的部分上表面和部分侧表面(如第一区191中的上表面和侧表面)，电屏蔽层130不覆盖第一区191中的RF基板120的上表面、侧表面和下表面。第一区191中的RF基板120的上表面上设置有连接器170。连接器170可以用于电性连接至其他外部器件。连接器170不被电屏蔽层130覆盖。RF基板120的上表面上方的电屏蔽层130可以延伸到第一区191和第二区192之间的界线194处终止。

在一些实施例中，电屏蔽层130是由堆叠的多个层构成的多层结构。在一些实施例中，电屏蔽层130包括三个金属层，例如包括不锈钢层、在不锈钢层上的铜层、及在铜层上的另一不锈钢层。其中，不锈钢层可以防止铜层氧化。在其他实施例中，电屏蔽层130也可以是单层结构。

图2A至图2C示出了根据一些实施例的形成电子器件100的多个阶段的侧视示意图。图3示出了图2C之后的利用治具200进行溅镀制程的电子器件100的侧视示意图。参考2A所示，首先提供RF基板120’，以及位于RF基板120’的上表面上的RF封装组件150和连接器170。连接器170位于第一区191中，RF封装组件150位于第二区192中。

参考2B所示，将图2A中的结构倒置，然后通过焊接部件160将RF基板120’与天线基板110堆叠接合。参考图2C所示，将图2B所示的结构倒置。然后对图2B所示的RF基板120’沿着图2C所示的虚线L1进行切割制程得到RF基板120，从而形成了堆叠的RF基板120和天线基板110。

参考图3所示，使用治具200对图2C得到的结构执行溅镀制程，以在第二区192中形成电屏蔽层130(见图1)。其中，为了图示清楚，RF基板120和天线基板110在图3中被简化示出。参考图3所示，治具200包括托架(tray)202，及通过胶层204与托架202附接的框架(Frame)206。天线基板110被放置在胶层204和托架202上，框架206可以围绕天线基板110的各个侧表面。在一些实施例中，框架206在俯视图中布置为环形结构，以围绕天线基板110的各个侧表面。框架206的上表面低于RF基板120的下表面，并且框架206的部分上表面位于RF基板120的下表面下方，使得框架206的上表面与RF基板120的下表面之间具有间隔S1。治具200还包括遮盖部220，遮盖部220从邻近第一区191的框架206的上表面延伸，并遮盖第一区191中的RF基板120的上表面和RF基板120的侧表面。该治具200是与现有一件式封装天线的溅镀制程中使用的治具类似或相同。

在一个具体示例中，框架206的厚度为950μm，RF基板120的厚度为435μm。当将遮盖部220的一端放置在RF基板120的上表面上时，遮盖部220的另一端与框架206的上表面之间具有预留间隔S2。预留间隔S2的高度可以例如是150μm。RF基板120的上表面与框架206的下表面之间的距离约为1535μm。

框架206可以包含磁性材料，例如，框架206可以内埋有磁铁，遮盖部220可以由金属材料形成。当这样遮盖部220的一端与RF基板120的上表面接触时，遮盖部220的另一端与框架206之间具有预留间隔S2。在开始溅镀之前，含磁性材料的框架206可以吸引遮盖部220从而使遮盖部220的另一端向框架206移动上述的预留间隔S2，并与框架206接触，从而可以压紧电子器件100并向电子器件100提供下压力。通过治具200提供的下压力，可以保护第一区191中的连接器170免于被溅镀，并避免发生溢镀至第一区191中的现象。在框架206吸引遮盖部220之后，可以执行溅镀制程。溅镀的金属材料在第二区192中形成上述的电屏蔽层130(见图1)。

在两件式封装天线的电子器件100中，由于天线基板110中具有天线线路，所以需要在溅镀期间避免天线基板110被溅镀。然而，当采用一件式封装天线量产时所用的治具200来溅镀两件式封装天线时，由于遮盖部220与框架206之间的下压力可能过大，使得RF基板120倾斜，这可能导致有通过框架206与RF基板120之间的间隔S1的溢镀情况发生。例如，根据实际检测结果，当使用治具200时，会在RF基板120的下表面的边缘处发生70μm-450μm的溢镀量，并且如此大的溢镀量会使得溅镀的电屏蔽层130与焊接部件160短接；并且，还会在天线基板110的上表面处发生200μm-700μm的溢镀量。这里的溢镀量是指电屏蔽层130在RF基板120的下表面或天线基板110的上表面上横向延伸的距离。在一些情况下，RF基板120的下表面和天线基板110的上表面处的溢镀量的规格为小于85μm，可见使用治具200时溢镀量是不合规的。因此，需要避免天线基板110被溅镀，同时也需要避免溅镀的电屏蔽层130与RF基板120和天线基板110之间的焊接部件160发生短接。

为了避免采用图3所示的治具200时发生的溢镀问题，本申请的发明人研究了对治具200的改进。首先，研究了治具200中的框架206的高度与溢镀之间的关联。图4A示意性示出了模拟框架400与模拟电子器件500的布置的俯视图。图4B示意性示出了图4A中的模拟框架400的侧视示意图。图4C示意性示出了图4A中的模拟电子器件500的侧视示意图。

参考图4A所示，每个模拟电子器件500分别由四个模拟框架400围绕。模拟电子器件500与各个模拟框架400之间具有间隔S3，间隔S3的宽度例如可以是60μm。每个模拟电子器件500和模拟框架400可以通过激光切割而分别具有7mm×7mm的面积。

参考图4B所示，模拟框架400可以包括绝缘板401(例如FR4板)和位于绝缘板401上的模塑料(例如EMC(Epoxy Molding Compound，环氧树脂模塑料))层402。模拟框架400的总厚度可以例如是约1470μm。

参考图4C所示，模拟电子器件500可以包括模拟天线基板510、通过焊接部件560接合在模拟天线基板510上的模拟RF基板520、及位于模拟RF基板520上的模塑料层550。模拟天线基板510与模拟RF基板520之间具有间隔515。间隔515的高度S4可以是约45μm，在其他实施例中间隔515的高度S4可以是约85μm。模拟天线基板510和模拟RF基板520的厚度分别是约206μm，模塑料层550的厚度是约400μm。

之后，利用参考图4A至图4C所描述的模拟框架400、模拟电子器件500、及其布置和数值配置进行试验，以研究模拟框架400与模拟电子器件500之间的深宽比与溢镀之间的关联。图5A示出了利用模拟框架400对模拟电子器件500进行溅镀试验的侧视图。图5B示出了利用模拟框架400对模拟电子器件500进行溅镀试验得到的深宽比与溢镀量的关系的坐标图。参考图5A所示，将模拟框架400与模拟电子器件500之间的间隔S3设定为60μm等，并且模拟天线基板510与模拟RF基板520之间的间隔515的高度S4设定为45μm，模拟框架400的上表面设置为高于模拟电子器件500的上表面，来进行溅镀试验。其中，将模塑料层550的上表面到模拟RF基板520的下表面之间的距离定义为深度H，可以通过H/S3来确定深宽比。在进行溅镀时，会按照图5A中的箭头533所示的路径溢镀至模拟RF基板520与模拟天线基板510之间的间隔515中。从图5B的溅镀试验测试结果中可以看出，根据图5A的配置，深宽比为大于10，并且溢镀量均小于规格要求的上限(USL)85μm。

另外，还利用类似图4A至图4C所描述的模拟框架400、模拟电子器件500及其布置另外进行溅镀试验。图6A示出了利用模拟框架400对模拟电子器件500另外进行溅镀试验的侧视图。图6B示出了利用模拟框架400对模拟电子器件500另外进行溅镀试验得到的深宽比与溢镀的关系的坐标图。图6A与图5A的不同之处在于，图6A中的模拟框架400的总厚度变化了，使得模拟框架400的上表面低于模拟电子器件500的上表面，但高于模拟RF基板520的下表面。在图6A中，将模拟框架400的上表面的延伸线到模拟RF基板520的下表面之间的距离定义为深度H’，并且通过H’/S3来确定深宽比。其中，将模拟天线基板510与模拟RF基板520之间的间隔515的高度S4设定为85μm。并且，将模拟框架400的总厚度分别设定为330μm和370μm，将模拟框架400与模拟电子器件500之间的间隔S3分别设定为20μm、80μm和160μm进行溅镀试验。在进行溅镀制程时，会按照图6A中箭头534所示的路径溢镀至模拟RF基板520与模拟天线基板510之间的间隔515中。从图6B的测试结果中可以看出，根据图6A所示的配置，随着深宽比越大溢镀量会越小。根据测试结果，当深宽比在约1.5至约2之间时溢镀量仍会达到约200μm(当间隔515的侧表面不存在模拟框架400时，溢镀量为约500μm)。但是，200μm的溢镀量仍大于溢镀量规格要求的USL 85μm，这仍是不合规的。

通过以上的试验结果可见，通过调整模拟框架400的上表面高度来改变深宽比，可以改善溢镀问题。经过精算，当深宽比大于4时，深宽比越大溢镀越小。因此，根据以上试验结果，对图3中所示的治具200进行了改进。图7示出了使用另外的治具200’形成根据本申请的实施例的电子器件100的侧视图。可以在图2A至图2C所示的步骤之后执行图7所示的步骤，来形成具有溅镀的电屏蔽层130的电子器件100(见图1)。

参考图7所示，将治具200’的框架206a的高度设计成高于RF基板120的下表面，这样的治具200’可以改善图3所使用的治具200因下压力过大，使电子器件100倾斜而造成的严重溢镀问题。

具体来说，在电子器件100的每个侧表面处设置有框架206a或206b，由于第一区191不需要被溅镀并且遮盖部220设置在第一区191的侧表面处，因此，第一区191的侧表面处的框架206b的上表面是低的，低于框架206a的上表面，并且低于RF基板120的下表面。框架206b可以部分地位于RF基板120下方。而电子器件100的其他三个侧表面处的框架206a的高度均是高的，框架206a的上表面高于框架206b的上表面，并高于RF基板120的下表面，即框架206a并未部分地位于RF基板120下方。与关于图6A描述类似的，将邻近第二区192的框架206a的上表面的延伸线到RF基板120的下表面之间的距离定义为深度H’，并且通过H’/S3来确定深宽比。可以通过改变框架206a的高度来调整深度H’，以达到设定的深宽比。框架206a与RF基板120之间的间隔S3为非零间距，即框架206a与RF基板120不接触，非零间距的间隔S3也可以用于达到设定的深宽比。另一方面，框架206a与RF基板120不接触也可以避免因溅镀期间各组件晃动而造成溢镀。图7所示的治具200’的其他方面可以与图3所示的治具200类似。

在一些情况下，通过使用治具200’，不会在RF基板120的下表面的边缘处发生溢镀，即，没有电屏蔽层130形成在RF基板120的下表面上。并且，也不会在天线基板110的上表面处发生溢镀，即，没有电屏蔽层130形成在天线基板110的上表面上。在一些情况下，RF基板120的下表面和天线基板110的上表面处的溢镀量均符合规格(小于85μm)，从而溅镀的电屏蔽层130(见图1)不会与焊接部件160短接。通过使用图7所示的治具200’，良率可以达到100％。

另外，参考图1、图3和图7所示，治具200、200’的遮盖部220的一端会接触RF基板120的上表面，并且由于溅镀制程为热制程，因此可能由于遮盖部220的一端处的空气蓄热，而在RF基板120的上表面的与遮盖部220接触的位置附近产生烧痕(burn mark)。烧痕可以位于第一区191与第二区192之间的界线194(见图1)附近。在一些实施例中，烧痕可以更邻近连接器170。在一些实施例中，电屏蔽层130可以在烧痕处终止。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子器件，其特征在于，包括：

天线基板；

射频基板，设置在所述天线基板上方，并且与所述天线基板之间具有间隔；

电屏蔽层，至少设置在所述间隔中。

2.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，

所述电屏蔽层设置在所述射频基板的底部的周围边缘处。

3.根据权利要求2所述的电子器件，其特征在于，

所述电屏蔽层还设置在所述天线基板的顶部的周围边缘处。

4.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，

所述电屏蔽层还设置在所述射频基板的侧表面上。

5.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述射频基板包含横向相邻的第一区和第二区，其中所述电子器件还包括：

连接器，设置在所述第一区上方，其中所述第一区没有被所述电屏蔽层覆盖。

6.根据权利要求5所述的电子器件，其特征在于，

所述第一区包含所述射频基板的部分上表面和部分侧表面。

7.根据权利要求5所述的电子器件，其特征在于，

所述电屏蔽层设置在所述第二区中。

8.根据权利要求7所述的电子器件，其特征在于，

所述第二区包含所述射频基板的部分侧表面和部分下表面。

9.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，

所述天线基板与所述射频基板通过焊接部件电性连接，其中，所述电屏蔽层与所述焊接部件间隔开。

10.根据权利要求9所述的电子器件，其特征在于，

设置在所述射频基板的底部的所述电屏蔽层的末端与所述射频基板的侧边之间的距离小于相邻的所述焊接部件之间的间距。

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