TW201725674A - 電子封裝件 - Google Patents

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Abstract

一種電子封裝件，係包括：具有第一金屬層之線路結構、形成於該線路結構上之封裝層、以及形成於該封裝層上之第二金屬層，該第二金屬層與該第一金屬層之間相隔一距離，使該第一金屬層及該第二金屬層構成一天線結構，故藉由該第二金屬層形成於該封裝層之部分表面上，使該第一金屬層所發出之傳遞波僅能通過未覆蓋有該第二金屬層之封裝層表面而無法通過該第二金屬層，以將該傳遞波傳送至預定目標，故該電子封裝件具有天線之功能。

Description

電子封裝件
本發明係有關一種電子封裝件，尤指一種具天線結構之電子封裝件。
隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品也逐漸邁向多功能、高性能的趨勢。目前無線通訊技術已廣泛應用於各式各樣的消費性電子產品以利接收或發送各種無線訊號。為了滿足消費性電子產品的外觀設計需求，無線通訊模組之製造與設計係朝輕、薄、短、小之需求作開發，其中，平面天線(Patch Antenna)因具有體積小、重量輕與製造容易等特性而廣泛利用在手機(cell phone)、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)等電子產品之無線通訊模組中。
第1圖係習知無線通訊模組之立體示意圖。如第1圖所示，該無線通訊模組1係包括：一封裝基板10、複數電子元件14、一天線結構11以及封裝膠體12。該封裝基板10係為電路板並呈矩形體。該電子元件14係設於該封裝基板10上且電性連接該封裝基板10。該天線結構11係為平面型且具有一天線本體110與一導線111，該天線本體 110藉由該導線111電性連接該電子元件14。該封裝膠體12係覆蓋該電子元件14與該部分導線111。
惟，習知無線通訊模組1中，該天線結構11係為平面型，故基於該天線結構11與該電子元件14之間的電磁輻射特性及該天線結構11之體積限制，而於製程中，該天線本體110難以與該電子元件14整合製作，亦即該封裝膠體12僅覆蓋該電子元件14，並未覆蓋該天線本體110，致使封裝製程之模具需對應該些電子元件14之佈設區域，而非對應該封裝基板10之尺寸，因而不利於封裝製程。
再者，因該天線結構11係為平面型，故需於該封裝基板10之表面上增加佈設區域(未形成封裝膠體12之區域)以形成該天線本體110，致使該封裝基板10之寬度難以縮減，因而難以縮小該無線通訊模組1的寬度，而使該無線通訊模組1無法達到微小化之需求。
因此，如何克服上述習知技術之種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。
鑑於上述習知技術之種種缺失，本發明係揭露一種電子封裝件，係包括：線路結構，係具有用以承載傳遞波源或提供傳遞波之發出或反射的第一金屬層；封裝層，係形成於該線路結構上，其中，該封裝層係具有相對之第一表面與第二表面，使該封裝層以其第一表面結合該線路結構，且該封裝層之第二表面定義有洩漏區與反射區；以及至少一第二金屬層，係形成於該封裝層之第二表面之反射 區上並與該第一金屬層之間相隔一距離，使該第一金屬層及該第二金屬層構成一天線結構。
前述之電子封裝件中，該線路結構復包含有接地層，其與該第一金屬層位於該線路結構之同一層或不同層。
前述之電子封裝件中，該第一金屬層係嵌埋於該線路結構中或接觸該封裝層。
前述之電子封裝件中，該封裝層之洩漏區係定義為該第二表面未覆蓋有該第二金屬層之區域，以供該第一金屬層上所發出之傳遞波直接通過、或經該第二金屬層與該第一金屬層一次或多次反射之傳遞波通過。
前述之電子封裝件中，該第二金屬層係用以反射該傳遞波、或反射經該第一金屬層一次或多次反射之傳遞波。
前述之電子封裝件中，該第二金屬層係包含複數金屬片，且各該金屬片之間具有間隙，以令該間隙位於該洩漏區上。例如，該第二金屬層復包含連接該些金屬片之延伸部，以令該些金屬片與該延伸部形成框架狀。
前述之電子封裝件中，該第二金屬層係凸出或未凸出該封裝層之第二表面。
前述之電子封裝件中，復包括設於該線路結構上之電子元件，且該封裝層包覆該電子元件。
前述之電子封裝件中，復包括形成於該封裝層之第二表面上並覆蓋該第二金屬層的絕緣層。
由上可知，本發明之電子封裝件中，係藉由該第二金屬層形成於該封裝層之第二表面之反射區上，使該第一金 屬層上所發出之傳遞波及經該第二金屬層與第一金屬層一次或多次反射之傳遞波僅能通過該洩漏區而無法通過該反射區上之第二金屬層，藉此成為一共振腔結構，其可將通過該洩漏區之每一洩露波調整成同相位，以形成建設性干涉而成為高增益天線。
再者，藉由將該第一金屬層與該第二金屬層分別位於該封裝層之相對兩表面，以於製程中，該天線結構之佈設範圍對應該封裝層之範圍，使封裝製程之模具能對應該線路結構之尺寸，而有利於封裝製程。
又，由於該天線結構形成於對應該封裝層之範圍，因而無需於該線路結構之表面上增加佈設區域，故相較於習知技術，本發明之線路結構之寬度較短，因而有效縮減該電子封裝件的寬度，而使該電子封裝件達到微小化之需求。
1‧‧‧無線通訊模組
10‧‧‧封裝基板
11,2a‧‧‧天線結構
110‧‧‧天線本體
111‧‧‧導線
12‧‧‧封裝膠體
14,24‧‧‧電子元件
2,2’,2”,3,3’,4‧‧‧電子封裝件
20‧‧‧線路結構
20a,23a,23a’,23a”‧‧‧表面
200‧‧‧介電體
21,21’‧‧‧第一金屬層
210‧‧‧發射部
210a‧‧‧槽孔
211‧‧‧接地層
22‧‧‧封裝層
22a‧‧‧第一表面
22b‧‧‧第二表面
220‧‧‧凹槽
23,23’,23”,33‧‧‧第二金屬層
230‧‧‧金屬片
24‧‧‧電子元件
330‧‧‧延伸部
45‧‧‧絕緣層
a,a’,a”‧‧‧傳遞波
D‧‧‧距離
R‧‧‧反射區
S,S’‧‧‧洩漏區
t,t’‧‧‧間隙
第1圖係為習知無線通訊模組之立體示意圖；第2圖係為本發明之電子封裝件之剖面示意圖；第2’及2”圖係為第2圖之另一實施例；第2A圖係為第2’圖之局部立體示意圖；第3圖係為第2圖之立體示意圖；第3’及3”圖係為第3圖之另一實施例；第4圖係為第3、3’及3”圖之其它實施例；以及第5圖係為第2、2’及2”圖之其它實施例。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方 式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“上”、“第一”、“第二”、及“一”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。
第2及3圖係為本發明之電子封裝件2之示意圖。如第2及3圖所示，所述之電子封裝件2係至少由一線路結構20、一第一金屬層21、一封裝層22、一第二金屬層23、以及一接地層211所構成。
於本實施例中，該電子封裝件2係為系統級封裝(System in package,SiP)之無線通訊模組。
所述之線路結構20係為由至少一圖未示之線路層組成，且該線路結構20上設有電性連接該線路層之至少一電子元件24。
於本實施例中，該電子元件24係為主動元件、被動元件、或其二者之組合。該主動元件係例如半導體晶片，而 該被動元件係例如電阻、電容及電感。
再者，應可理解地，有關該線路結構20之種類繁多，並不限於圖示者。
所述之第一金屬層21係結合該線路結構20，並用以承載傳遞波源或提供傳遞波a之發出或反射。
於本實施例中，該第一金屬層21係為金屬材，且具有至少一用以發出該傳遞波a之發射(radiation)部210。
再者，該第一金屬層21係形成於該線路結構20上以外露於該線路結構20之表面20a；或者，如第2’圖所示之電子封裝件2’，該第一金屬層21’亦可嵌埋於該線路結構20中而未外露於該線路結構20之表面20a。
又，該發射部210係為具有槽孔(slot)210a之偶極(dipole)，以產生輻射源，如第2A圖所示。然而，有關該發射部210之種類繁多，並不限於上述。
所述之接地層211係為金屬層並結合該線路結構20。於本實施例中，該第一金屬層21及該接地層211係位於該線路結構20之不同層，如第2圖所示之上、下層。
應可理解地，於其它實施例中，該第一金屬層21’(或該發射部210)及該接地層211係位於該線路結構20之同一層，如第2’及2A圖所示。
所述之封裝層22係形成於該線路結構20上，用以包覆該電子元件24及覆蓋該第一金屬層21,21’。
於本實施例中，該封裝層22係具有相對之第一表面22a與第二表面22b，使該封裝層22以其第一表面22a結 合該線路結構20，且該封裝層22之第二表面22b係定義有一洩漏區S與複數反射區R。
再者，該封裝層22接觸該第一金屬層21，如第2圖所示；或者，該封裝層22亦可未接觸該第一金屬層21’，如第2’圖所示。
又，該洩漏區S係定義為該第二表面22b未覆蓋有該第二金屬層23之區域，且該反射區R係定義為該第二表面22b覆蓋有該第二金屬層23之區域。
另外，形成該封裝層22之材質係為絕緣材，例如，聚醯亞胺(polyimide，簡稱PI)、乾膜(dry film)、環氧樹脂(expoxy)或封裝膠體(molding compound)。
所述之第二金屬層23係形成於該封裝層22之第二表面22b之反射區R上，且該第二金屬層23與該第一金屬層21之間至少相隔該封裝層22而保持一距離D，使該第一金屬層21、該第二金屬層23及該接地層211構成一天線結構2a。
於本實施例中，該第二金屬層23係作為該天線結構2a之部分反射表面(partially reflective surface，簡稱PRS)，以反射該傳遞波a”(即反射經該第一金屬層21一次或多次反射之傳遞波a”)，且該第二金屬層23與該第一金屬層21之間的距離D係與該傳遞波之波長相關，例如，該距離D可為λ/2至λ/32，且λ為該傳遞波於封裝體內之等效波長。
再者，該第二金屬層23係包含複數金屬片230，如第 3圖所示之矩形，且各該金屬片230之間具有間隙t，使該些間隙t位於該洩漏區S上。
又，該第二金屬層23之表面23a係凸出該封裝層22之第二表面22b，如第2圖所示。
另外，該第二金屬層23’,23”亦可未凸出該封裝層22之第二表面22b，如第2’及2”圖所示之電子封裝件2’,2”。例如，該第二金屬層23’,23”嵌埋於該封裝層22中而外露於該封裝層22之第二表面22b。具體地，如第2’圖所示，該第二金屬層23’之表面23a’係齊平該封裝層22之第二表面22b；或如第2”圖所示，該第二金屬層23”之表面23a”係低於該封裝層22之第二表面22b。因此，於製作時，可先於該封裝層22之第二表面22b上形成複數凹槽220，再使用濺射塗覆(sputter coating)、鍍覆(plating)、噴覆(spray)、印刷(printing)等方式形成金屬材於該凹槽220中，以作為該第二金屬層23’,23”。
然而，於其它實施例中，該第二金屬層23可先用金屬板或金屬框方式製作出所需預製件，再將該金屬預製件直接黏貼於該封裝層22之第二表面22b上。
本發明之電子封裝件2,2’,2”之天線結構2a於運作時，該第一金屬層21,21’上所發出之傳遞波a及經該第二金屬層23與第一金屬層21,21’一次或多次反射之傳遞波a’僅能從該洩漏區S通過，而無法通過該第二金屬層23,23’,23”，故該電子封裝件2,2’,2”之訊號可傳送至預定目標。
例如，該第一金屬層21,21’之發射部210所發出之傳遞波a直接通過該洩漏區S，如第2圖所示；或者，該傳遞波a”經由該第二金屬層23反射至該第一金屬層21之其它部位，再由該第一金屬層21反射後而使該傳遞波a’通過該洩漏區S，如第2圖所示；或者，該傳遞波a”可經由該接地層211反射後而使該傳遞波a’通過該洩漏區S，如第2”圖所示；或者，該傳遞波經由多次反射後，才通過該洩漏區S。該傳遞波a’係為該傳遞波a經該第二金屬層23及第一金屬層21,21’一次或多次反射後之洩露傳遞波，且該傳遞波a”係為該傳遞波a經該第二金屬層23及第一金屬層21,21’一次或多次反射之腔內反射波。
因此，藉由該第一金屬層21,21’與第二金屬層23,23’,23”之設計，使該第一金屬層21,21’上所發出之傳遞波a及經該第二金屬層23,23’,23”與第一金屬層21,21’一次或多次反射之傳遞波a’僅能通過該洩漏區S而無法通過該反射區R上之第二金屬層23,23’,23”，且該封裝層22作為波之共振腔，藉此成為一共振腔結構，使每一個由該洩漏區S通過的傳遞波a,a’調整成同相位，以形成建設性干涉，而不會相互干涉消除，因而成為高增益天線。
再者，本發明之電子封裝件2,2’,2”係於該封裝層22之相對兩側形成一立體化天線結構2a，即該第一金屬層21,21’(或該接地層211)與該第二金屬層23,23’,23”分別位於該封裝層22之第一表面22a與第二表面22b上，以於製程中，該天線結構2a之佈設範圍對應該封裝層22之範 圍，故封裝製程用之模具能對應該線路結構20之尺寸，因而有利於封裝製程。
又，該第一金屬層21,21’(或該接地層211)與該第二金屬層23,23’,23”分別位於該封裝層22之第一表面22a與第二表面22b上而呈立體式天線，亦即該天線結構2a係佈設於該線路結構20用以形成該封裝層22之區域，因而無需於該線路結構20之表面20a上增加佈設區域，故相較於習知技術，本發明之線路結構20之寬度較短，因而能縮小該電子封裝件2,2’,2”的寬度，而使該電子封裝件2,2’,2”達到微小化之需求。
於另一實施例中，如第3’圖所示之電子封裝件3，該第二金屬層33復包含複數連接該些金屬片230之延伸部330，以令該些金屬片230與該延伸部330形成框架狀，且令該些洩漏區S’(或該些間隙t’)位於該金屬片230與延伸部330構成之框架所圍限出之開口中，使該第一金屬層21、該第二金屬層33及該些間隙t’(或該些洩漏區S’)構成一天線結構。此外，該金屬片230之材質與該些延伸部330之材質相同，故兩者可一體製作成該第二金屬層33。應可理解地，該些洩漏區S’之位置及尺寸係可依需求改變或調整，如第3”圖所示之電子封裝件3’及其第二金屬層33’。
另外，於上述各實施例中，復可形成一絕緣層45於該封裝層22之第二表面22b上，以覆蓋該第二金屬層23,23’,23”,33(與該些延伸部33)及填滿該些間隙t,t’，如 第4圖所示之電子封裝件4。具體地，形成該絕緣層45之材質係為絕緣材，例如，聚醯亞胺(簡稱PI)、乾膜、環氧樹脂或封裝膠體，故該絕緣層45之材質與該封裝層22之材質可相同或不相同。
另一方面，應可理解地，該些金屬片230及該些洩漏區S’(或該些間隙t’)亦可具有其它形狀，如圓形、三角形、梯形、不規則形或其它幾何形狀。
另一方面，該第二金屬層23可為複數層，如第5圖所示。
綜上所述，本發明之電子封裝件中，主要藉由該第二金屬層形成於該封裝層之第二表面之反射區上，使該第一金屬層上所發出之傳遞波及經該第二金屬層與第一金屬層一次或多次反射之傳遞波僅能通過該洩漏區而無法通過該第二金屬層，藉此共振腔結構以達到高增益天線之功能。
再者，藉由以立體式天線結構取代習知平面式天線結構，故能將該天線結構佈設於該封裝層所形成之線路結構區域上，以縮小該電子封裝件的寬度而達到微小化之需求。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
2‧‧‧電子封裝件
2a‧‧‧天線結構
20‧‧‧線路結構
20a,23a‧‧‧表面
21‧‧‧第一金屬層
210‧‧‧發射部
211‧‧‧接地層
22‧‧‧封裝層
22a‧‧‧第一表面
22b‧‧‧第二表面
23‧‧‧第二金屬層
24‧‧‧電子元件
a,a’,a”‧‧‧傳遞波
D‧‧‧距離
R‧‧‧反射區
S‧‧‧洩漏區
t‧‧‧間隙

Claims (12)

  1. 一種電子封裝件，係包括：線路結構，係包含有用以承載傳遞波源或提供傳遞波之發出或反射的第一金屬層；封裝層，係形成於該線路結構上並具有相對之第一表面與第二表面，使該封裝層以其第一表面結合該線路結構，且該封裝層之第二表面定義有洩漏區與反射區；以及至少一第二金屬層，係形成於該封裝層之第二表面之反射區上並與該第一金屬層之間相隔一距離，使該第一金屬層及該第二金屬層構成一天線結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該線路結構復包含有接地層，其與該第一金屬層位於該線路結構之同一層或不同層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第一金屬層係嵌埋於該線路結構中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第一金屬層係接觸該封裝層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該封裝層之洩漏區係定義為該第二表面未覆蓋有該第二金屬層之區域，以供該第一金屬層上所發出之傳遞波直接通過、或經該第二金屬層與該第一金屬層一次或多次反射之傳遞波通過。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第 二金屬層係用以反射該傳遞波。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第二金屬層係包含複數金屬片，且各該金屬片之間具有間隙，以令該間隙位於該洩漏區上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子封裝件，其中，該第二金屬層復包含連接該些金屬片之延伸部，以令該些金屬片與該延伸部形成框架狀。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第二金屬層係凸出該封裝層之第二表面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第二金屬層係未凸出該封裝層之第二表面。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括設於該線路結構上之電子元件，且該封裝層包覆該電子元件。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括形成於該封裝層之第二表面上並覆蓋該第二金屬層的絕緣層。
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