TW201537702A - 用於可攜式電子裝置中之系統封裝總成之屏蔽結構 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種經封裝成一系統封裝總成之可攜式電子裝置。該可攜式電子裝置可包括一基板，及安裝於該基板上且包括於一或多個子系統中之複數個組件。可藉由在該等組件上方安置一絕緣層、在子系統之間形成窄渠溝且運用一金屬屏蔽層來保形地塗佈該絕緣層及該等渠溝，而縮減或消除子系統之間或來自外部源的干擾。在一些實例中，可使用一雷射源來形成子系統之間的渠溝。在一些實例中，子系統之間的渠溝可具有傾斜壁。在一些實例中，可使用電鍍、無電極電鍍、化學氣相沈積及物理氣相沈積中之至少一者來形成該金屬屏蔽層。

Description

用於可攜式電子裝置中之系統封裝總成之屏蔽結構
本發明大體上係關於減輕干擾，且更特定而言，係關於幫助在精巧可攜式電子裝置中隔離系統封裝總成中之組件以免於干擾之電磁屏蔽結構。
精巧可攜式電子裝置正變得愈來愈風行。精巧可攜式電子裝置之實例包括膝上型電腦、平板運算裝置、蜂巢式電話、媒體播放器、遊戲裝置、手持型裝置、諸如懸掛式及可穿戴式裝置之微型裝置，以及其他裝置。通常需要縮減精巧可攜式電子裝置之大小；然而，此等裝置常常包括需要電磁屏蔽之電路系統。舉例而言，一些電子裝置包括易受射頻干擾之射頻收發器電路。電子裝置亦可包括記憶體，及在正常操作期間使用時脈信號之其他組件。若不小心，則來自一個電路之信號可干擾另一電路之適當操作。舉例而言，屬於射頻接收器之操作頻帶的時脈信號或時脈信號諧波可造成針對射頻收發器之不良干擾。
為了保護裝置以免於電磁干擾，可將諸如射頻收發器之電路圍封於金屬屏蔽罩內，或可將導電膏安置於該等電路之間。屏蔽罩或導電膏之金屬可阻擋信號，且可幫助屏蔽圍封式組件以免於電磁干擾。為了縮減精巧可攜式電子裝置之大小，可將電路系統整合成封裝內系 統。然而，屏蔽罩及導電膏可限制屏蔽之有效性，且可限制裝置之大小。
本發明係關於一種精巧可攜式電子裝置及用於系統封裝總成之屏蔽結構。該精巧可攜式電子裝置可被組裝成一單一封裝以縮減大小且增強外觀尺寸。包括多個晶粒、被動組件、機械或光學組件之數十個或數百個電、光學及機械組件可封裝於一印刷電路板上之一單一系統中。組件可基於其功能性而分組及配置成子系統。可藉由在該等組件上方安置一絕緣層、在子系統之間形成窄渠溝且運用一金屬屏蔽層來保形地塗佈該絕緣層及該等渠溝，而縮減或消除子系統之間或來自外部源的干擾。
124‧‧‧顯示螢幕
126‧‧‧顯示螢幕
128‧‧‧顯示螢幕
130‧‧‧顯示螢幕
136‧‧‧行動電話
140‧‧‧數位媒體播放器
144‧‧‧個人電腦
148‧‧‧平板運算裝置
150‧‧‧外殼
160‧‧‧外殼
170‧‧‧外殼
180‧‧‧外殼
200‧‧‧可攜式電子裝置
204‧‧‧顯示器
206‧‧‧防護玻璃罩
208‧‧‧開口
210‧‧‧外殼/電源開關
212‧‧‧音量開關
214‧‧‧輸入按鈕
216‧‧‧音訊插口
218‧‧‧資料/電源連接器
222‧‧‧觸控式螢幕
230‧‧‧電池
255‧‧‧主邏輯板(MLB)
256‧‧‧無線控制器
260‧‧‧顯示控制器
262‧‧‧觸控式螢幕控制器
264‧‧‧音訊電路系統
266‧‧‧天線
300‧‧‧可攜式電子裝置
301‧‧‧組件
302‧‧‧組件
303‧‧‧組件
304‧‧‧組件
305‧‧‧組件
306‧‧‧組件
307‧‧‧組件
313‧‧‧外殼
314‧‧‧印刷電路板(PCB)
320‧‧‧子系統
322‧‧‧子系統
324‧‧‧子系統
400‧‧‧可攜式電子裝置
401‧‧‧組件
402‧‧‧組件
403‧‧‧組件
404‧‧‧組件
405‧‧‧組件
406‧‧‧組件
407‧‧‧組件
410‧‧‧外殼
414‧‧‧印刷電路板(PCB)
420‧‧‧子系統
422‧‧‧子系統
424‧‧‧子系統
430‧‧‧屏蔽罩
500‧‧‧可攜式電子裝置
501‧‧‧組件
503‧‧‧組件
505‧‧‧組件
514‧‧‧印刷電路板(PCB)
516‧‧‧絕緣層
518‧‧‧屏蔽層
520‧‧‧子系統
522‧‧‧子系統
524‧‧‧子系統
530‧‧‧通道
542‧‧‧金屬跡線
546‧‧‧接地平面
550‧‧‧製程流程
552‧‧‧步驟
554‧‧‧步驟
556‧‧‧步驟
558‧‧‧步驟
560‧‧‧步驟
600‧‧‧可攜式電子裝置
601‧‧‧組件
603‧‧‧組件
605‧‧‧組件
614‧‧‧印刷電路板(PCB)
616‧‧‧絕緣層
620‧‧‧子系統
622‧‧‧子系統
624‧‧‧子系統
632‧‧‧渠溝
634‧‧‧渠溝屏蔽層
640‧‧‧金屬屏蔽層
642‧‧‧金屬跡線
646‧‧‧接地平面
650‧‧‧上部表面
700‧‧‧可攜式電子裝置
701‧‧‧組件
703‧‧‧組件
705‧‧‧組件
714‧‧‧印刷電路板(PCB)
716‧‧‧絕緣層
720‧‧‧子系統
722‧‧‧子系統
724‧‧‧子系統
732‧‧‧渠溝
740‧‧‧金屬屏蔽層
742‧‧‧金屬跡線
746‧‧‧接地平面
800‧‧‧可攜式電子裝置
801‧‧‧組件
803‧‧‧組件
805‧‧‧組件
814‧‧‧印刷電路板(PCB)
816‧‧‧絕緣層
820‧‧‧子系統
822‧‧‧子系統
824‧‧‧子系統
832‧‧‧渠溝
840‧‧‧金屬屏蔽層
842‧‧‧金屬跡線
846‧‧‧接地平面
850‧‧‧上部表面
900‧‧‧裝置
901‧‧‧組件
902‧‧‧組件
903‧‧‧組件
904‧‧‧組件
905‧‧‧組件
906‧‧‧組件
907‧‧‧組件
914‧‧‧印刷電路板(PCB)
916‧‧‧絕緣層
920‧‧‧子系統
922‧‧‧子系統
924‧‧‧子系統
932‧‧‧渠溝
940‧‧‧金屬屏蔽層
942‧‧‧金屬跡線
946‧‧‧接地平面
W‧‧‧寬度
W1‧‧‧第一寬度
W2‧‧‧第二寬度
圖1A至圖1D說明可供實施本發明之實例之實例系統。
圖2A說明例示性可攜式電子裝置之透視圖。
圖2B說明例示性可攜式裝置之方塊圖。
圖2C說明經組裝成封裝內系統之例示性可攜式裝置之方塊圖。
圖3說明包括組件之例示性精巧可攜式電子裝置之透視圖。
圖4說明具有用於屏蔽之金屬罩之例示性可攜式電子裝置。
圖5A說明具有用於屏蔽之導電膏之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。
圖5B說明用於形成具有用作屏蔽之導電膏之例示性可攜式電子裝置的流程圖。
圖6A至圖6G說明經封裝成具有用作屏蔽之電鍍膜之系統封裝總成之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。
圖7A至圖7E說明經封裝成具有用作屏蔽之電鍍膜之系統封裝總成之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。
圖8A至圖8E說明經封裝成具有傾斜壁渠溝之系統封裝總成之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。
圖9說明經封裝成以實質上佔據板之完全區域的組態而配置之系統封裝總成之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。
在實例之以下描述中，參考作為說明而展示可被實踐之特定實例的隨附圖式。應理解，在不脫離各種實例之範疇的情況下，可使用其他實例，且可進行結構改變。
本發明係關於用於使用封裝內系統(SiP)技術而組裝之可攜式電子裝置中之電、機械及光學組件及子系統的屏蔽結構。該等屏蔽結構可包括但不限於射頻屏蔽結構及/或磁屏蔽結構。屏蔽結構可屏蔽諸如在射頻頻帶中操作之積體電路(例如，收發器積體電路、記憶體電路及其他電路)的組件。組件亦可包括由諸如電感器、電容器、電阻器、開關等等之一或多個離散組件形成的電路系統。被遮蔽之組件可為侵略者(產生射頻或磁屏蔽干擾之組件)，及/或受害者(對自外部源接收之干擾敏感的組件)。屏蔽結構可幫助縮減電磁干擾，且可因此有時被稱為電磁干擾(EMI)屏蔽結構。
近年來，諸如膝上型電腦、平板運算裝置、蜂巢式電話、媒體播放器、遊戲裝置、手持型裝置、微型裝置等等之可攜式電子裝置已變得小、輕及強大。促成此大小縮減之一個因素可歸因於製造商以愈來愈小的大小來製作此等裝置之各種組件同時在一些狀況下增加此等組件之功率及/或操作速度的能力。促成大小縮減之另一因素為：根據視覺觀點，使用者常常發現可攜式電子裝置之精巧且圓滑之設計更具美觀吸引力，且因此需求精巧且圓滑之設計。較小、較輕、較精巧及強大之趨勢在可攜式電子裝置及其關聯組件之設計方面呈現持續的挑戰。
實現小且精巧之裝置之一個區域可為內部封裝。特定裝置可具有所要外觀尺寸及功能性。所要外觀尺寸判定封裝提供所要功能性之所有裝置組件的外殼之大小。內部封裝設計涉及最小化不以某一方式促成裝置起作用之任何未使用死空間，同時仍使所需組件適配於由外觀尺寸規定之分配空間中。
電、機械及光學組件可包括於一或多個子系統中，且使用封裝內系統(SiP)技術而封裝。SiP為經組裝成單一封裝之功能系統。包括多個晶粒、被動組件及機械或光學組件之數十個或數百個組件可封裝於印刷電路板(PCB)上之單一系統中。PCB可由諸如玻璃纖維填充環氧樹脂(例如，FR4)之剛性PCB材料、可撓性印刷電路(例如，由諸如聚醯亞胺之聚合物之可撓性薄片形成的印刷電路)及軟硬複合板電路(例如，含有剛性部分及可撓性尾部之印刷電路)形成。被安裝有諸如積體電路組件及離散組件之組件的PCB可有時被稱為主邏輯板(main logic board,MLB)。組件可使用焊料或其他合適安裝配置而安裝於PCB上。舉例而言，組件可為直接地安裝至PCB上之表面黏著技術(surface-mount technology,SMT)組件。SiP可導致較高體積效率、優良可靠性、較高效能及較小外觀尺寸。
具有經屏蔽組件之PCB可用於諸如以下各者之電子裝置中：桌上型電腦、建置至電腦監視器中之電腦、電視機上盒、音訊-視訊設備，及可攜式電子裝置，諸如，膝上型電腦、平板運算裝置、蜂巢式電話、媒體播放器、遊戲裝置、手持型裝置、諸如懸掛式及腕錶裝置之微型裝置，或其他電子設備。
圖1A至圖1D說明可供實施本發明之實例之系統。圖1A說明包括封裝於外殼150中之顯示螢幕124的例示性行動電話136。圖1B說明包括封裝於外殼160中之顯示螢幕126的例示性數位媒體播放器140。圖1C說明包括封裝於外殼170中之顯示螢幕128的例示性個人電腦144。 圖1D說明包括封裝於外殼180中之顯示螢幕130的例示性平板運算裝置148。
圖2A說明例示性可攜式電子裝置之透視圖。可攜式電子裝置200可包括具有開口208之外殼210。由框架環繞之顯示器204可定位於開口208內。用於顯示器204之顯示電路系統可定位於外殼210內，諸如，在顯示器204正下方。顯示電路系統之定位可影響外殼210內可用之內部空間。
觸控式螢幕可與顯示器204相關聯。與觸控式螢幕相關聯之電路系統(諸如，觸控式螢幕控制器)可定位於外殼210內。顯示器204可經由防護玻璃罩(或其他材料)206而密封。一或多個輸入按鈕(諸如，輸入按鈕214)可定位於防護玻璃罩206之開口中。與輸入按鈕214相關聯之偵測電路系統可定位於外殼210內。在一些實例中，輸入按鈕214可用以將裝置200返回至特定狀態，諸如，本位狀態(home state)。
數個輸入/輸出機構可定位於外殼之邊緣周圍。舉例而言，資料/電源連接器218及音訊插口216可定位於外殼210之底部邊緣上，且電源開關210可定位於外殼210之頂部邊緣上。外殼210亦可包括用於揚聲器及/或麥克風之開口。支撐此等組件之電路系統可在內部封裝於外殼210內。該電路系統可體現於安置於該外殼內之各種電路板上，或體現於安置於該外殼內之單一電路板上，諸如，在系統封裝總成中。
圖2B中展示裝置200之例示性方塊圖。上文所描述之組件可由MLB 255上之處理器控制。可提供允許資料在MLB 255與各種組件之間移動的各種內部連接。內部資料連接之佈線可取決於如何封裝各種組件(包括MLB 255可在外殼210內定位於何處)，及在定位各種內部裝置組件之後引起的可用內部路徑。
關於資料連接，MLB 255可連接至顯示控制器260，顯示控制器 260可耦接至顯示器204(圖2A所展示)。另外，MLB 255可耦接至音訊組件，諸如，揚聲器、音訊插口216(圖2A所展示)、麥克風，或包括音訊編解碼器之關聯音訊電路系統264。另外，MLB 255可耦接至各種輸入裝置，諸如，耦接至觸控式螢幕控制器262之觸控式螢幕222、輸入按鈕電路系統，及電源開關電路系統。另外，MLB 255可連接至允許其接收及發送外部資料之各種資料介面，諸如，可包括天線266之無線控制器256，及資料/電源連接器218。
除了資料連接以外，許多內部裝置組件亦可自諸如電池230之內部電源接收電力。舉例而言，電池230可耦接至MLB 255、顯示器204、顯示控制器260、觸控式螢幕222，及資料/電源連接器218。類似於資料連接，電源連接之佈線可取決於各種內部裝置組件(諸如，電池230)之定位，及外殼210內之可用內部路徑。
圖2C中展示裝置200之例示性方塊圖。包括於如上文所描述之裝置200中的各種電路系統可被封裝成單一封裝或SiP總成。包括多個晶粒、被動組件及機械或光學組件之數十個或數百個電子組件可封裝於PCB上之單一系統中。天線266、音訊插口216、音量開關212、資料/電源連接器218、無線控制器256、音訊電路系統264、輸入按鈕214、顯示控制器260、觸控式螢幕控制器262及電源開關210可包括於MLB 255上。將組件封裝成SiP總成可導致較薄、較精巧且較圓滑之裝置200。
圖3說明包括組件之例示性精巧可攜式電子裝置之透視圖。可攜式電子裝置300可包括外殼313。外殼313可由金屬、塑膠、諸如碳纖維材料之纖維複合物材料、玻璃、陶瓷、其他材料或此等材料之組合形成。外殼313可由經加工金屬之單一片件形成(例如，使用單體式構造)，或可由附接在一起之多個結構(諸如，內部外殼框架、帶槽框或帶狀物結構、外殼側壁、平坦外殼壁構件等等)形成。裝置300可包括 安裝於外殼313內之PCB 314上的組件301至307。組件301至307可包括：積體電路，諸如，一般用途處理單元、特殊應用積體電路；射頻組件，諸如，無線收發器；時脈產生及散佈電路；或其他組件，諸如，離散組件。PCB 314可為MLB，或其他類型之邏輯板。
組件301至307中之一些可對EMI敏感。舉例而言，無線收發器組件可對來自系統時脈產生組件之射頻諧波敏感。組件301至307中之一些可產生射頻信號干擾(例如，蜂巢式收發器可發射影響裝置300之其他組件的射頻信號)。其他組件可產生磁干擾(例如，電力管理系統中之電感器可產生磁場)。為了確保裝置300之組件適當地操作，可需要將PCB 314上之一或多個組件301至307彼此電磁屏蔽(例如，藉由運用屏蔽結構來覆蓋組件301至307)。
組件可基於其功能性而被分組成不同子系統。舉例而言，組件301至302可包括於子系統320中，組件303至304可包括於子系統322中，且組件305至307可包括於子系統324中。作為一實例，子系統320可經指定用於無線通信，且子系統322可經指定用於音訊。可需要屏蔽定位於子系統320中之無線通信積體電路以幫助保證系統雜訊(例如，來自時脈或其他雜訊源)不干擾適當接收器操作。亦可需要屏蔽定位於子系統322中之音訊電路，使得音訊電路不自裝置300上之另一電路拾取雜訊，或可需要屏蔽記憶體電路及處理器組件，使得其時脈不造成對其他組件之干擾。在一些實例中，可需要屏蔽含有多個組件之群組(例如，當該等組件對來自外部源之EMI敏感時)。
圖4說明具有用於屏蔽之金屬屏蔽罩之例示性可攜式電子裝置。可攜式電子裝置400可包括圍封於外殼410內之PCB 414。組件401至407可安裝或安置於PCB 414上。組件401至402可包括於子系統420中，組件402至403可包括於子系統422中，且組件404至407可包括於子系統424中。屏蔽罩430可用以覆蓋特定子系統內之組件以免於內部 干擾、外部干擾，抑或此兩者。屏蔽罩430可在將組件安裝至PCB 414期間抑或之後焊接至PCB 414上。在一些實例中，屏蔽罩可由金屬薄片或箔製成。
關於屏蔽罩之一個問題可為：屏蔽罩可佔據板空間之顯著部分。另外，用於屏蔽罩之材料的薄片厚度及屏蔽罩上方所需要之額外間隙可導致較厚的較龐大之裝置。
圖5A說明具有用於屏蔽之導電膏之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。可攜式電子裝置500可包括基板或PCB 514。組件501、503及505可使用任何安裝技術而安裝或安置於PCB 514上。屏蔽結構可包括絕緣體或絕緣層516，及屏蔽或屏蔽層518。屏蔽結構可安置於組件501、503及505上，且可選擇性地屏蔽組件501、503及505以免於內部及/或外部干擾。絕緣層516可用以防止屏蔽層518與PCB 514上之任何導電材料(例如，組件501、503及505之導電部分)之間的電短路。
絕緣層516可由環氧樹脂、包覆模製材料、底部填充材料、熱收縮夾套、丙烯酸材料、介電材料、熱固性材料、熱塑性塑膠、橡膠、塑膠或提供電絕緣之其他理想材料形成。在一些實例中，絕緣層516可使用為電絕緣且導熱之絕緣材料而形成。舉例而言，絕緣材料可包括導熱塑膠、環氧樹脂，或其他導熱材料。為導熱之絕緣材料可用以自組件501、503及505吸掉熱。舉例而言，射頻收發器可在正常操作期間變得不良地熱。在此情境中，可需要由為導熱之絕緣材料形成屏蔽結構來幫助保護射頻收發器以免於過熱。在一些實例中，絕緣層516可用以形成可包括用於基板上之選定組件之子系統的組態。在一些實例中，絕緣層516可用以形成提供針對屏蔽層518之結構支撐的組態。
屏蔽層518可形成於絕緣層516上方來屏蔽下伏組件以免於EMI。屏蔽層518可包括導電材料，諸如，銀漆、鉑漆、焊料、諸如銅或鋁 之金屬、諸如鎳-鐵合金之金屬合金、導電黏接劑，或適合於電磁屏蔽之其他材料。屏蔽層518可以各種組態而形成，該等組態包括壁、柵欄、薄片或層、此等組態之組合，或其他所要組態。
PCB 514可包括金屬跡線542及接地平面546。屏蔽層518可與金屬跡線542及接地平面546電耦接以形成圍封每一子系統且幫助保護組件501、503及505以免於EMI(例如，來自外部源或不同子系統之組件之間的干擾)之屏蔽結構。在一些實例中，金屬跡線542可由幫助保護PCB 514以免於切割工具之導電材料形成。舉例而言，金屬跡線542可反射由雷射切割工具發射之雷射。
圖5B說明用於形成具有用作屏蔽之導電膏之例示性可攜式電子裝置的流程圖。製程流程550包括在步驟552中提供基板或PCB。在步驟554中，可在PCB之表面上安裝組件。在步驟556中，可使用注入製程或沈積製程來形成絕緣層。對於注入製程，可使用模製工具來模製絕緣材料以形成絕緣層且將經模製絕緣層轉印至PCB。模製工具可包括射出模製工具、燒結工具、基質模製工具、壓縮模製工具、轉印模製工具、擠出模製工具，及適合於將絕緣材料模製成所要組態之其他工具。可使用模製工具來形成界定子系統之形狀及位置的結構。對於沈積製程，可使用沈積工具以在基板或PCB上之所要位置處沈積絕緣層。沈積工具可包括用於將絕緣材料(例如，環氧樹脂)注入至射出模製工具中以形成屏蔽結構之工具。沈積工具亦可包括薄膜沈積工具(例如，化學或物理氣相沈積工具)，或對於形成屏蔽結構為理想之其他工具。
在步驟558中，可形成及界定子系統。每一子系統可圍封其各別組件，且可在如上文所描述之模製製程期間形成，抑或藉由使用切割源來刻劃或蝕刻通道而形成。當使用模製製程時，模製結構(未圖示)可具有可將絕緣材料注入至模製結構內部之空間中所通過的孔。在注 入製程之後(例如，在注入且充分地冷卻絕緣材料之後)，可移除模製結構。可在注入之前及/或期間使用加熱工具來加熱絕緣材料。加熱工具可包括基於油之加熱工具、基於氣體之加熱工具、基於電之加熱工具，或適合於加熱絕緣材料之任何其他加熱工具。視需要，可使用加熱工具以在形成期間將壓力施加至絕緣層516。在一些實例中，可預形成絕緣層，且接著將絕緣層置放於PCB上之組件上方。當使用切割源以界定每一子系統時，可藉由使用切割工具來切穿絕緣層而形成通道以隔離子系統。切割工具可包括鋸切工具、雷射切割工具、研磨工具、鑽孔工具、放電加工工具，或適合於切穿絕緣層之其他加工或切割工具。
在步驟560中，可在絕緣層上方及在通道內部沈積(例如，使用沈積工具)諸如銀膏層之屏蔽層。屏蔽層可接觸金屬跡線，且結合接地平面而可形成幫助保護子系統中之組件以免於EMI的屏蔽結構。在一些實例中，用於形成絕緣層之工具亦可用於沈積屏蔽層。
關於導電膏之一個可能問題可為其屏蔽有效性。導電膏可為多孔的，且可歸因於低電導率而具有有限屏蔽能力。另外，導電膏之黏度可要求子系統之間的寬度寬，以便使導電膏填充通道或子系統之間的區域。舉例而言，通道之寬度W(參見圖5A)可為約100μm至1mm。此外，導電膏可需要可導致長製造時間的諸如固化及烘烤之額外處理步驟。
圖6A至圖6G說明經封裝成具有用作屏蔽之電鍍膜之系統封裝總成之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。可攜式電子裝置600可包括基板或PCB 614，如圖6A所展示。PCB 614可包括金屬跡線642及接地平面646。金屬跡線642及接地平面646可用以電連接至隨後沈積之屏蔽層，以形成圍封子系統且幫助保護組件以免於干擾之屏蔽結構。
如圖6B所展示，組件601、603及605可使用任何安裝技術而安裝 或安置於PCB 614上。組件601、603及605可使用焊料或其他合適安裝材料而安裝。如圖6C所展示，絕緣層616可使用如早先所論述之模製工具抑或沈積工具而形成於PCB 614上。絕緣層616可為環氧樹脂、包覆模製材料、底部填充材料、熱收縮夾套、丙烯酸材料、介電材料、熱固性材料、熱塑性塑膠、橡膠、塑膠，或提供電絕緣之其他理想材料。在一些實例中，可藉由將材料注入至模製結構內部之空間中來形成絕緣層616。在一些實例中，可使用沈積工具來沈積絕緣層616。
雷射切割源可在絕緣層616中形成渠溝632，如圖6D所展示。可形成渠溝632以隔離及界定子系統620、622及624。可使用渠溝屏蔽層634來填充渠溝632，如圖6E所展示。渠溝屏蔽層634可為電鍍膜。例示性電鍍膜可包括但不限於銅、鎳及鋁。渠溝屏蔽層634可使用化學氣相沈積、物理氣相沈積或電化學電鍍技術而形成。視情況，上部表面650可經歷研光、拋光或乾式蝕刻以移除任何過量渠溝屏蔽層，如圖6F所展示。在一些實例中，渠溝屏蔽層634可在不填充渠溝632的情況下覆蓋渠溝之壁。
保形金屬屏蔽層640可沈積於上部表面650上方。用於金屬屏蔽層之材料可包括但不限於銅、鎳及鋁。在一些實例中，金屬屏蔽層640可為與渠溝屏蔽層634相同之材料。在一些實例中，金屬屏蔽層640可為與渠溝屏蔽層634不同之材料。在一些實例中，金屬屏蔽層640可保形地覆蓋PCB 614之側。
藉由使用雷射切割源且使用電鍍膜來形成渠溝，可使渠溝之寬度較小(相比於圖5A之寬度W)，藉此縮減所需要之佔據面積或板空間。舉例而言，圖6D之渠溝之寬度可為約10μm至100μm。較小渠溝不僅可導致縮減之所需板空間，而且可導致增強之美觀吸引力及改良之光學均一性。另外，與導電膏相比較，用於電鍍膜之材料可具有較 高密度及較高電導率，從而引起較好屏蔽效率。
圖7A至圖7E說明經封裝成具有用作屏蔽之電鍍膜之系統封裝總成之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。可攜式電子裝置700可包括基板或PCB 714，如圖7A所展示。PCB可包括金屬跡線742及接地平面746。金屬跡線742及接地平面746可用以電連接至隨後沈積之屏蔽層，以形成圍封子系統且幫助保護組件以免於干擾之屏蔽結構。
如圖7B所展示，組件701、703及705可使用任何安裝技術而安裝或安置於PCB 714上。焊料或合適安裝可用以將組件701、703及705安裝至PCB 714之表面。如圖7C所展示，絕緣層716可使用早先所論述之製程中之任一者(諸如，模製製程或沈積製程)而形成於PCB 714上。如圖7D所展示，雷射切割源可用以在絕緣層716中形成渠溝732。渠溝732可隔離及界定子系統720、722及724。在一些實例中，可使用其他切割工具。金屬屏蔽層740可經沈積以填充渠溝732且保形地覆蓋子系統720、722及724，如圖7E所展示。用於金屬屏蔽層740之材料可包括但不限於銅、鎳及鋁。在一些實例中，金屬屏蔽層740可在不填充渠溝732的情況下覆蓋渠溝之壁。
在一些實例中，金屬屏蔽層740可使用無電極電鍍而形成。無電極電鍍可產生為均一且均質之保形塗層。另外，無電極電鍍可允許較簡單之設置及製程，從而導致較低製造成本。此外，無電極電鍍可用以填充深渠溝。由無電極電鍍引起之電鍍膜可為較不多孔的，從而導致增強之屏蔽及較好之腐蝕保護。在一些實例中，金屬屏蔽層740可使用化學氣相沈積而形成。化學氣相沈積可提供良好厚度控制。
圖8A至圖8E說明經封裝成具有用作屏蔽之電鍍膜之系統封裝總成之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。可攜式電子裝置800可包括基板或PCB 814，如圖8A所展示。PCB 814可包括金屬跡線842及接地平面846。
如圖8B所展示，組件801、803及805可使用任何安裝技術而安裝或安置於PCB 814上。組件801、803及805可使用焊料或其他合適安裝材料而安裝。如圖8C所展示，絕緣層816可安置於組件801、803及805上以防止隨後形成之屏蔽層818與PCB 814上之任何導電材料(例如，組件801、803及805之導電部分)之間的電短路。具有充分絕緣性質之任何材料可用於絕緣層816，且任何數目個沈積或模製製程可用以形成絕緣層816。諸如雷射之切割源可用以在絕緣層816中形成渠溝832。渠溝832可隔離及界定子系統820、822及824。如圖8E所展示，金屬屏蔽層840可經沈積以填充渠溝832且保形地覆蓋絕緣層816。金屬屏蔽層840可為具有高密度、高電導率及良好耐腐蝕性之任何材料。在一些實例中，金屬屏蔽層840可在不填充渠溝832的情況下覆蓋渠溝之壁。
金屬屏蔽層840可使用物理氣相沈積工具而形成。物理氣相沈積(PVD)可歸因於在沈積製程期間不存在化學品而導致較簡單且較便宜之製造製程。另外，PVD可允許金屬之較寬選擇、膜厚度之較好控制，及較高密度之膜。此外，絕緣層814及金屬屏蔽層840可沈積於單一整合式系統中。沈積絕緣層814及金屬屏蔽層840之能力可在該等層中導致較低數目個缺陷或粒子，且因此導致改良之材料品質、改良之裝置效能，及較高之良率。在單一整合式系統中沈積兩個層亦可允許針對絕緣層814及金屬屏蔽層840中之一或多者使用揮發性材料。
當渠溝之縱橫比高時，對於PVD，渠溝填充能力可受到限制。一種用以緩解渠溝填充能力問題之方式可為形成具有傾斜壁之渠溝832，如圖8D所展示。渠溝832之傾斜壁可使用諸如雷射切割工具、蔽蔭遮罩或乾式蝕刻之任何數目種技術而形成。渠溝832可被形成有定位於PCB 814之表面附近之第一寬度W1，及定位於上部表面850附近之第二寬度W2。在一些實例中，第一寬度W1可小於第二寬度 W2。在一些實例中，第一寬度W1可介於10μm至100μm之間。在一些實例中，第二寬度W2可介於10μm至1000μm之間。在一些實例中，第二寬度W2可介於100μm至500μm之間。
在一些實例中，可基於渠溝深度及渠溝填充來選擇用以沈積金屬屏蔽層840之沈積工具。沈積工具可包括但不限於磁控濺鍍、離子束沈積、高功率脈衝磁控濺鍍，或蒸鍍。在一些實例中，可使諸如基板偏功率(substrate bias power)之沈積製程參數變化，以便改良渠溝填充能力。在一些實例中，沈積製程可另外利用一或多個準直儀。
為了節約空間，可以實質上佔據PCB之完全區域的組態來配置組件，同時使絕緣層及金屬屏蔽層隔開，使得子系統彼此電隔離及屏蔽。圖9說明經封裝成系統封裝總成且以實質上佔據板之完全區域的組態而配置之例示性可攜式電子裝置的橫截面圖。裝置900包含具有金屬跡線942及接地平面946之PCB 914。組件901至907安裝於PCB 914上，且絕緣層916可安置於組件901至907上。在一些實例中，組件901至907極近接於其各別子系統中之組件而配置。舉例而言，組件901及902包括於子系統920中，且彼此極近接地配置。類似地，組件903及904包括於子系統922中，組件905至907包括於子系統924中，且該等組件係基於其子系統而配置。渠溝932形成於絕緣層916中以隔離子系統920、922及924。金屬屏蔽層940可安置於絕緣層916上。在所說明之例示性組態中，渠溝932被形成有傾斜壁。在此組態中，一種用以實質上佔據板空間之完全區域的方式可為較接近於渠溝932而置放較低剖面組件。舉例而言，組件902相比於組件901具有較低剖面，且因此，組件902相比於組件901較接近於渠溝932而配置。在無此配置的情況下，可需要較大佔據面積，以便達成適合於渠溝932之傾斜壁的角度。類似地，組件903相比於組件904可具有較低剖面，且組件905及907相比於組件906可具有較低剖面。因此，組件903、905及907 相比於組件904及906可較接近於渠溝932而配置。
在上述實例中之一或多者中，金屬跡線及/或接地平面不包括於基板或PCB中。在一些實例中，金屬跡線及接地平面可定位於與組件相同之層上。在一些實例中，金屬跡線及接地平面可定位於裝置之外部邊緣上。
在一些實例中，揭示一種電子裝置。該電子裝置可包含：一基板；及一系統封裝總成，其包括：複數個組件，其安裝於該基板上；一或多個子系統，每一子系統包括該複數個組件中之一或多者；及一第一屏蔽，其安置於該一或多個子系統之間。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該基板進一步包含：一或多個金屬跡線；及一接地平面，其中該一或多個金屬跡線電連接至該接地平面及該第一屏蔽。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，一或多個子系統之間的一間距介於10微米至100微米之間。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該電子裝置進一步包含一絕緣體，其安置於該複數個組件與該第一屏蔽之間。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該電子裝置進一步包含：複數個渠溝，其形成於該絕緣體中；及一第二屏蔽，其安置於該等渠溝中，其中該第二屏蔽為不同於該第一屏蔽之一材料。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該電子裝置進一步包含：複數個渠溝，其形成於該絕緣體中；及一第二屏蔽，其安置於該等渠溝中，其中該第二屏蔽實質上填充該複數個渠溝。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該電子裝置進一步包含：一絕緣體，其安置於該複數個組件與該第一屏蔽之間；及複數個渠溝，其形成於 該絕緣體中，該複數個渠溝具有一或多個傾斜壁。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，技術方案1之電子裝置進一步包含：一絕緣體，其安置於該複數個組件與該第一屏蔽之間；及複數個渠溝，其形成於該絕緣體中，該複數個渠溝具有一或多個傾斜壁，及一第一寬度及一第二寬度，其中該第一寬度相比於該第二寬度較接近於該基板之表面而定位。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該第一寬度介於10微米至100微米之間，且該第二寬度介於100微米至1000微米之間。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該第一屏蔽為包含銅、鎳及鋁中之至少一者的一電鍍膜。
在一些實例中，揭示一種用於形成一電子裝置之方法。該方法可包含：形成一基板；形成一系統封裝總成，其包含：在該基板上安裝複數個組件；形成安置於一或多個子系統之間的一第一屏蔽，該複數個組件包括於該一或多個子系統中。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，形成該一或多個子系統包含在該複數個組件之間形成一絕緣體，及在該絕緣體中形成複數個渠溝。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該複數個渠溝之一寬度介於10微米至100微米之間。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該複數個渠溝係使用一雷射源而形成。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，形成該第一屏蔽包含：在該複數個渠溝中沈積一第二屏蔽；移除該第二屏蔽之一過量部分；及在該絕緣體上沈積一第三屏蔽。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，形成該第一屏蔽包括實 質上填充該複數個渠溝。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，形成該一或多個子系統包含：在該複數個組件之間形成一絕緣體；及在該絕緣體中形成具有一或多個傾斜壁之複數個渠溝，該一或多個傾斜壁具有一第一寬度及一第二寬度，其中該第一寬度相比於該第二寬度較接近於該基板之表面而定位。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，該第一寬度介於10微米至100微米之間，且該第二寬度介於100微米至1000微米之間。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，形成該第一屏蔽包括使用無電極電鍍、電鍍、化學氣相沈積及物理氣相沈積中之至少一者。除了上文所揭示之一或多個實例以外或替代上文所揭示之一或多個實例，在其他實例中，形成該第一屏蔽包括保形地覆蓋該總成之一或多個側。
雖然上文已描述各種實例，但應理解，該等實例已作為實例而非作為限制予以呈現。儘管已參看隨附圖式而充分地描述實例，但各種圖解可描繪用於本發明之實例架構或其他組態，其經進行以輔助理解可包括於本發明中之特徵及功能性。本發明並不限於所說明之例示性架構或組態，而是可使用多種替代性架構及組態予以實施。另外，儘管上文依據各種實例及實施方案而描述本發明，但應理解，該等實例中之一或多者中描述之各種特徵及功能性在其對於描述該等特徵及功能性所運用之特定實例的適用性方面並不受到限制。取而代之，該等特徵及功能性可單獨地或以某一組合形式應用於本發明之其他實例中之一或多者，而無論是否描述此等實例，無論是否將此等特徵呈現為所描述實例之部分。因此，本發明之廣度及範疇應不受到任何上述實例限制。
600‧‧‧可攜式電子裝置
601‧‧‧組件
603‧‧‧組件
605‧‧‧組件
614‧‧‧印刷電路板(PCB)
616‧‧‧絕緣層
634‧‧‧渠溝屏蔽層
640‧‧‧金屬屏蔽層
642‧‧‧金屬跡線
646‧‧‧接地平面

Claims (20)

  1. 一種電子裝置，其包含：一基板；及一系統封裝總成，其包括複數個組件，其安裝於該基板上，一或多個子系統，每一子系統包括該複數個組件中之一或多者，及一第一屏蔽，其安置於該一或多個子系統之間。
  2. 如請求項1之電子裝置，其中該基板進一步包含：一或多個金屬跡線；及一接地平面，其中該一或多個金屬跡線電連接至該接地平面及該第一屏蔽。
  3. 如請求項1之電子裝置，其中一或多個子系統之間的一間距介於10微米至100微米之間。
  4. 如請求項1之電子裝置，其進一步包含：一絕緣體，其安置於該複數個組件與該第一屏蔽之間。
  5. 如請求項4之電子裝置，其進一步包含：複數個渠溝，其形成於該絕緣體中；及一第二屏蔽，其安置於該等渠溝中，其中該第二屏蔽為不同於該第一屏蔽之一材料。
  6. 如請求項4之電子裝置，其進一步包含：複數個渠溝，其形成於該絕緣體中；及一第二屏蔽，其安置於該等渠溝中，其中該第二屏蔽實質上填充該複數個渠溝。
  7. 如請求項1之電子裝置，其進一步包含： 一絕緣體，其安置於該複數個組件與該第一屏蔽之間；及複數個渠溝，其形成於該絕緣體中，該複數個渠溝具有一或多個傾斜壁。
  8. 如請求項1之電子裝置，其進一步包含：一絕緣體，其安置於該複數個組件與該第一屏蔽之間；及複數個渠溝，其形成於該絕緣體中，該複數個渠溝具有一或多個傾斜壁，及一第一寬度及一第二寬度，其中該第一寬度相比於該第二寬度較接近於該基板之表面而定位。
  9. 如請求項8之電子裝置，其中該第一寬度介於10微米至100微米之間，且該第二寬度介於100微米至1000微米之間。
  10. 如請求項1之電子裝置，其中該第一屏蔽為包含銅、鎳及鋁中之至少一者的一電鍍膜。
  11. 一種形成一電子裝置之方法，其包含：形成一基板；形成一系統封裝總成，其包含：在該基板上安裝複數個組件；形成安置於一或多個子系統之間的一第一屏蔽，該複數個組件包括於該一或多個子系統中。
  12. 如請求項11之方法，其中形成該一或多個子系統包含：在該複數個組件之間形成一絕緣體；及在該絕緣體中形成複數個渠溝。
  13. 如請求項12之方法，其中該複數個渠溝之一寬度介於10微米至100微米之間。
  14. 如請求項12之方法，其中該複數個渠溝係使用一雷射源而形成。
  15. 如請求項12之方法，其中形成該第一屏蔽包含：在該複數個渠溝中沈積一第二屏蔽；移除該第二屏蔽之一過量部分；及在該絕緣體上沈積一第三屏蔽。
  16. 如請求項11之方法，其中形成該第一屏蔽包括：實質上填充該複數個渠溝。
  17. 如請求項11之方法，其中形成該一或多個子系統包含：在該複數個組件之間形成一絕緣體；及在該絕緣體中形成具有一或多個傾斜壁之複數個渠溝，該一或多個傾斜壁具有一第一寬度及一第二寬度，其中該第一寬度相比於該第二寬度較接近於該基板之表面而定位。
  18. 如請求項17之方法，其中該第一寬度介於10微米至100微米之間，且該第二寬度介於100微米至1000微米之間。
  19. 如請求項11之方法，其中形成該第一屏蔽包括：使用無電極電鍍、電鍍、化學氣相沈積及物理氣相沈積中之至少一者。
  20. 如請求項11之方法，其中形成該第一屏蔽包括：保形地覆蓋該總成之一或多個側。
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