TWI407846B - 電子裝置 - Google Patents

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TWI407846B
TWI407846B TW096133851A TW96133851A TWI407846B TW I407846 B TWI407846 B TW I407846B TW 096133851 A TW096133851 A TW 096133851A TW 96133851 A TW96133851 A TW 96133851A TW I407846 B TWI407846 B TW I407846B
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Fujii Tomoharu
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Shinko Electric Ind Co
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Description

電子裝置
本申請案主張2006年9月27日在日本專利局所提出之日本專利申請案第2006－263083號的優先權。以提及方式併入該優先權申請案之全部。
本揭露係有關於一種電子裝置，該電子裝置包括在其中所安裝之一電子組件及一天線。
例如：具有各種型態之電子裝置，該等電子裝置包括在其中所安裝之像主動元件及被動元件的電子組件。近幾年來，例如：具有一無線電通信模組(包括一射頻(RF)通信單元、一MCU(微電腦)單元、一石英振盪器等)之電子裝置經常使用於各種情況中。
圖1係顯示一種具有一無線電通信模組之電子裝置的概要之圖式。參考圖1，在此圖式中所示之電子裝置具有下面結構：在一佈線基板1上安裝構成該無線電通信模組之複數個電子組件2及3。
再者，該電子裝置藉由一天線之使用以實施無線電通信。因此，在該佈線基板1上形成一由一圖案化導電層所構成之天線4。
另外，在圖2所示之電子裝置中，安裝一晶片天線5以取代圖1所示之天線4。在該佈線基板1上，將用於該晶片天線5之天線匹配組件6安裝在該晶片天線5之附近中。
[專利文件1]日本專利未審查公告第2004－159287號。
[專利文件2]日本專利未審查公告第2005－191827號。
[專利文件3]日本專利未審查公告第10－93332號。
然而，對於該電子裝置而言，該天線佔用該安裝基板有大的面積，此可能不利地造成有關該電子裝置之尺寸縮小的問題。
例如：在圖1所示之電子裝置的情況中，為了實施該天線4之圖案化，以便該電子裝置具有一指定效能，在該佈線基板1上所佔用之面積增加了，導致該電子裝置之尺寸縮小的困難度。
再者，在圖2所示之電子裝置的情況中，雖然該晶片天線5小於該天線4(天線圖案)，但是需要與該等天線匹配組件6一起使用。基於此理由，考量該晶片天線與該等天線匹配組件，在該佈線基板上所佔用之面積不利地增加了。
本發明之示範性具體例提供一種新穎且有用之電子裝置。
本發明之示範性具體例提供一種電子裝置，該電子裝置包括在該電子裝置中所安裝之一電子組件及一天線，其中該電子裝置之尺寸被縮小。
一種依據一個或多個示範性具體例之電子裝置包括：一基板；一電子組件，被安裝在該基板上；一天線，被安裝在該基板上；以及一樹脂材料，包含一在該樹脂材料中所加入之介電常數調整材料且密封該電子組件及該天線。
依據本發明之一個或多個示範性具體例，變成可縮小一電子裝置之尺寸，其中該電子裝置包括在該電子裝置中所安裝之一電子組件及一天線。
再者，亦可接受該介電常數調整材料包括碳化矽(SiC)及氮化矽(SiN)。
又另外，亦可接受該介電常數調整材料包括一金屬化合物。
再者，亦可接受一構成該金屬化合物之金屬包括鋁(Al)、鈦(Ti)、鉭(Ta)及鋯(Zr)中之任何金屬。
然而，亦可接受該金屬化合物包括三氧化二鋁(Al2 O3 )或氮化鋁(AlN)。
另外，亦可接受加入該介電常數調整材料，以便該樹脂之介電常數在該天線之附近比在該電子組件之附近高。
依據本發明之一個或多個示範性具體例，變成可縮小該電子裝置之尺寸，該電子裝置包括在該電子裝置中所安裝之一電子組件及一天線。
從下面詳細描述，所附圖式及請求項可以明顯易知其它特徵及優點。
一種依據本發明之示範性具體例的電子裝置包括：一基板；一電子組件，被安裝在該基板上；一天線，被安裝在該基板上；以及一樹脂材料，包含一在該樹脂材料中所加入之介電常數調整材料且密封該電子組件及該天線。
例如：加入一高介電常數之金屬化合物(金屬氧化物或金屬氮化物)的粉末至該樹脂材料，以能使該樹脂材料之介電常數增加。再者，可以使用SiC或SiN做為該介電常數調整材料。上述配置能使由該具有高介電常數之樹脂材料所包圍之天線的尺寸縮小。再者，能使該電子裝置之尺寸縮小，其中該電子裝置包括在該電子裝置中所安裝之一電子組件及一天線。
然後，將參考所附圖式以描述該電子裝置之結構的特定實施例。
[實施例1]
圖3係綱要性地顯示依據本發明之實施例1的一電子裝置10的圖式。參考圖3，依據本發明之電子裝置10的略圖係配置成如下。在一佈線基板11上安裝電子組件12－15及一天線16。再者，以一樹脂材料17密封該等電子組件12－15及該天線16。
例如：該電子組件12包括一主動元件，以及該等電子組件13－15包括被動元件。然而，該等電子組件之數目及該等主動元件與該等被動元件之比率並非侷限於此。因此，對於該配置可以實施各種變更(增加或減少)。
例如：當在該佈線基板11上之電子組件構成一無線電通信模組時，在該佈線基板11上安裝該對應於一射頻(RF)通信單元或一MCU(微電腦)單元之電子組件12及該等像石英振盪器及電容器之電子組件13－15。
在依據此實施例之電子裝置中，將一用以調整該樹脂材料17之介電常數的介電常數調整材料加至該樹脂材料17。例如：藉由使用一具有比相關技藝環氧樹脂材料(具有約4之介電常數)高之介電常數的材料做為該介電常數調整材料，可增加該樹脂材料17之介電常數。
結果，以一高介電常數材料(具有約8－20之介電常數)包圍該天線16之周圍。因此，該天線16之小尺寸足以獲得相同於該相關技藝之特性。此能使該電子裝置10之尺寸縮小。
再者，當例如使用一金屬化合物於該介電常數調整材料時，可容易地增加該樹脂材料之介電常數。例如可使用鋁(Al)、鈦(Ti)、鉭(Ta)及鋯(Zr)之任何金屬做為用以形成該金屬化合物之金屬。在另一情況中，亦可以以混合方式使用這些金屬或金屬化合物。
例如：金屬氧化物Al2 O3 及金屬氮化物AlN一般做為該金屬化合物之特定實施例，以及容易獲得且可以低成本來製造，因而比較好。特別地，Al2 O3 具有高介電常數，以及容易以粉末(粒子)狀來形成，以便被加入該樹脂材料。因為這些理由，Al2 O3 做為該介電常數調整材料係更好的。再者，該介電常數調整材料不侷限於這些材料。例如：可以使用被表示成Tix Oy 、Tam On 及Zrp Oq (其中x、y、m、n、p及q之每一個係一整數)之材料。
然而，例如亦可使用一像SiC或SiN之矽化合物做為該介電常數調整材料。例如：一模樹脂(環氧或聚亞醯胺樹脂)可以包含一含有被稱為矽石之SiO2 的材料，該SiO2 做為一被加入該模樹脂中以做為一填充物之主要成分。然而，SiO2 具有約4之介電常數。因此，藉由使用一像SiC或SiN之具有高於矽石之介電常數的矽化合物做為該介電常數調整材料，可增加該樹脂材料之介電常數。
藉由加入一適當量之介電常數調整材料至例如一般模樹脂，變成可調整(增加)該樹脂材料之介電常數至一期望值。
然而，當該所要加入之介電常數調整材料之數量太小時，無法獲得使該介電常數增加之充分效果。另一方面，當該添加量太大時，喪失該樹脂之物理特性，以致於該樹脂之硬化變得困難。因此，最好以約70體積百分比至80體積百分比之量將該介電常數調整材料加至該樹脂材料。再者，當該樹脂材料之介電常數太低時，該等效果係小的。然而，該樹脂材料之太高介電常數造成低無線電波輻射效率。因此，最好設定該介電常數為約6－20。
圖4係顯示在該電子裝置10中所使用之天線16的立體圖。藉由彎曲一例如銅之板狀導電材料形成該天線16。因此，它具有一所謂倒F型天線之形狀。此一倒F型天線係一使用共振之天線。因此，最好以使阻抗成為一指定值之形狀(尺寸)來形成該天線16。因而，在該相關技藝中很難保證該倒F型天線之安裝空間。再者，關於一相關技藝通信單元，可以採用一種使該天線及該通信模組彼此分離及分別安裝之方法。
在此情況下，在此實施例中，此一倒F型天線被安裝在一安裝有一通信模組之基板上，以及以一樹脂材料與用以構成該通信模組之電子組件一起被密封。由於此理由，可整合地安裝該等電子組件及該天線，並以縮小該電子裝置之尺寸。
再者，如以上所述，整合地密封該天線及該等元件。因此，亦可配置該電子裝置10，以便該天線16之一部分與該等安裝電子組件在平面配置中重疊，此有利於該電子裝置之尺寸的縮小。
圖5顯示圖3之電子裝置10沿著X－X’的剖面圖。參考圖5，完成安裝，以便該天線16之至少一部分位於在該佈線基板11上所安裝之電子組件(例如：電子組件12)上方。完成該配置，以便該等電子組件與該天線之至少一部分在平面配置中重疊。
基於此理由，例如：相較於一先前有關圖1或2所述之相關技藝電子裝置，其中需要將該等電子組件及該天線安裝在該佈線基板上之相同平面上，依據此實施例之電子裝置可將該天線及該等電子組件配置在一較窄空間中。因此，依據此實施例，變成可縮小該電子裝置之尺寸，其中該電子裝置包括在其中所安裝之電子組件及天線兩者。
另外，本發明並非侷限於該示範性實施例。如下面實施例2－4所示，可以多方面地變更及修改實施例1。
[實施例2]
圖6係顯示依據本發明之實施例2的一電子裝置之圖式，以及一對應於實施例1之圖5的圖示。然而，先前所述之元件係給予相同元件符號及記號，因而可以省略其描述。再者，未特別描述之元件具有相同於實施例1之電子裝置的元件之結構。
參考圖6，依據本發明之電子裝置係其中一對應於實施例1之樹脂材料17的樹脂材料17A包括具有不同的介電常數之一樹脂材料17a及一樹脂材料17b。
亦即，在此實施例之情況中，加入一介電常數調整材料，以便用以密封該等電子組件12－15(圖3所示)及該天線16之樹脂材料17A的介電常數在該天線16之附近中(樹脂材料17a)比在該等電子組件12－15之附近中(樹脂材料17b)高。
此使下面描述成為可能。將在該等電子組件之附近中設定低的介電常數(例如，大約4)，以便減少在該等電子組件與佈線上所施加之寄生電容。因此，在保持該通信模組之操作速度的同時，實施該天線之尺寸的縮小。
在此實施例之情況中，採用下面結構(雙模結構)。形成該樹脂材料17a(包含一在其中所加入之介電常數調整材料及具有一高介電常數)，以便覆蓋該天線16之周圍。進一步以該樹脂材料17b來密封被該樹脂材料17a所覆蓋之天線16。
當形成依據此實施例之電子裝置時，基本上只可以實施下面程序。首先，在該佈線基板11上安裝被該樹脂材料17a所覆蓋之天線16。藉由具有低於該樹脂材料17a之介電常數的樹脂材料17b之使用，密封被該樹脂材料17a所覆蓋之天線16。在另一情況中，當形成被該樹脂材料17a所覆蓋之天線16時，藉由例如靜電吸附以該樹脂材料17a覆蓋該天線16。
[實施例3]
然而，圖7係顯示依據本發明之實施例3的一電子裝置之圖式，以及一對應於實施例1之圖5的圖式。可是，先前所述之元件係給予相同元件符號及記號，因而可以省略其描述。再者，未特別描述之元件具有相同於實施例1之電子裝置的元件之結構。
在此圖式中所示之情況中，如同實施例2(圖6)所示之情況，加入一介電常數調整材料，以便用以密封該等電子組件12－15(圖3所示)及該天線16之樹脂材料17B的介電常數在該天線16之附近中(樹脂材料17a)比在該等電子組件12－15之附近中(樹脂材料17b)高。基於此理由，產生相同於實施例2之情況的效果。然而，在此實施例之情況中，特徵在於該樹脂材料17B具有一2－層結構，其中使具有不同介電常數之樹脂材料彼此堆疊。
亦即，對於該下層(該等電子組件12－15及該佈線基板11之附近)而言，形成具有一低介電常數之樹脂材料17b。然而，對於該上層(在該天線16之周圍)而言，形成該包含被加入之介電常數調整材料且具有一高介電常數之樹脂材料17a。
由於此理由，相較於實施例2，可比較容易形成一從一部分至另一部分具有不同介電常數之樹脂材料。附帶地，當形成上述結構時，例如：基本上只依該樹脂材料17b及該樹脂材料17a之順序實施密封。
[實施例4]
圖8係顯示依據本發明之實施例4的一電子裝置之圖式，以及一對應於實施例1之圖5的圖式。然而，先前所述之元件係給予相同元件符號及記號，因而可以省略其描述。另外，未特別描述之元件具有相同於實施例1之電子裝置的元件之結構。
在此實施例之情況中，如同該樹脂材料17B之情況，該樹脂材料17C具有一2－層結構，該2－層結構係由具有一低介電常數之樹脂材料17b與一包含被加入之介電常數調整材料且具有一高介電常數之樹脂材料17a所構成。
在此實施例之情況中，特徵在於藉由圖案化來形成一對應於實施例1之天線16的天線16A。例如：當製造此圖式中所示之電子裝置時，基本上只實施下面程序。
首先，在該佈線基板11上安裝該等電子組件12－15(圖3所示)。然後，以該具有一低介電常數之樹脂材料17b密封這些電子組件12－15。
接著，在該樹脂材料17b上堆疊一包含被加入之介電常數調整材料且具有一高介電常數之樹脂材料17a。在此，形成一穿過該等樹脂材料17a及17b之介層孔。再者，例如以一電鍍法填滿該介層孔，以形成一介層插塞16B。
然後，在該樹脂材料17a上藉由圖案化來形成要連接至該介層插塞16B之天線16A。該天線16A可藉由例如使用一罩幕圖案之濺鍍、CVD或沉積所形成。在另一情況中，該天線16A可以下列方式來形成。形成一覆蓋該樹脂材料17a之導電膜，以及然後，使該導電膜經歷圖案蝕刻。接著，再次形成該樹脂材料17a，以覆蓋該形成天線16A。
在此方式中，可形成被該樹脂材料17a所覆蓋之天線16A。
依據此實施例，可容易微加工該天線之圖案形狀。此進一步能使該電子裝置之尺寸微型化及縮小。
直到目前，已描述本發明之較佳具體例。然而，本發明並非侷限於此等特定具體例，以及在所附請求項所述之主旨的範圍內可允許各種修改/變更。
依據本發明，變成可縮小一電子裝置之尺寸，該電子裝置包括在其中所安裝之一電子組件及一天線。
1．．．佈線基板
2．．．電子組件
3．．．電子組件
4．．．天線
5．．．晶片天線
6．．．天線匹配組件
10．．．電子裝置
11．．．佈線基板
12．．．電子組件
13．．．電子組件
14．．．電子組件
15．．．電子組件
16．．．天線
16A．．．天線
16B．．．介層插塞
17．．．樹脂材料
17A．．．樹脂材料
17B．．．樹脂材料
17C．．．樹脂材料
17a．．．樹脂材料
17b．．．樹脂材料
圖1係顯示一相關技藝電子裝置之圖式(第一)；圖2係顯示一相關技藝電子裝置之圖式(第二)；圖3係顯示依據實施例1之一電子裝置的圖式；圖4係在圖3之電子裝置中所使用之一天線的立體圖；圖5係圖3之電子裝置的剖面圖；圖6係依據實施例2之一電子裝置的剖面圖；圖7係依據實施例3之一電子裝置的剖面圖；以及圖8係依據實施例4之一電子裝置的剖面圖。
10．．．電子裝置
11．．．佈線基板
12．．．電子組件
13．．．電子組件
14．．．電子組件
15．．．電子組件
16．．．天線
17．．．樹脂材料

Claims (6)

  1. 一種電子裝置，包括：基板；電子組件，被安裝在上述基板上；天線，被安裝在上述基板上；以及樹脂材料，包含在該樹脂材料中所加入之介電常數調整材料，且密封上述電子組件及上述天線；而上述介電常數調整材料，其介電常數較上述樹脂材料本身為高。
  2. 如申請專利範圍第1項之電子裝置，其中上述介電常數調整材料包括碳化矽(SiC)或氮化矽(SiN)。
  3. 如申請專利範圍第1項之電子裝置，其中上述介電常數調整材料包括金屬化合物。
  4. 如申請專利範圍第3項之電子裝置，其中用以形成上述金屬化合物之金屬包括鋁(Al)、鈦(Ti)、鉭(Ta)及鋯(Zr)中之任何金屬。
  5. 如申請專利範圍第4項之電子裝置，其中上述金屬化合物包括三氧化二鋁(Al2 O3 )或氮化鋁(AlN)。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之電子裝置，其中上述介電常數調整材料被加入，以便使上述樹脂材料之介電常數在上述天線之附近中比在上述電子組件之附近中為高。
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