TWI672783B

TWI672783B - 電子封裝件

Info

Publication number: TWI672783B
Application number: TW106101181A
Authority: TW
Inventors: 張峻源; 蔡明汎; 林河全; 盧盈維; 馬光華
Original assignee: 矽品精密工業股份有限公司
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2019-09-21
Also published as: TW201813035A

Abstract

一種電子封裝件，係包括：承載結構、以及設於該承載結構上之天線結構，且該天線結構包含複數天線板與連接該些天線板之連接線，以令導通電流會分成多條路徑流通，使電流電磁輻射發散而出，以形成高頻寬。

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，簡稱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剖面示意圖。如第1圖所示，該無線通訊模組1係包括：一基板10、一電子元件11、封裝膠體12以及一天線結構13。該電子元件11係設於該基板10上且電性連接該基板10，該封裝膠體12覆蓋該電子元件11，該天線結構13係設於該封裝膠體12上，且該天線結構13具有一架設於該封裝膠體12上之支撐架 130、一自該支撐架130向上延伸之延伸部133、及一連接該延伸部133之天線部131。

惟，習知無線通訊模組1中，該天線部131係為完整矩形板，如第1’圖所示，故該天線部131之電磁輻射特性將以低頻寬(2.4GHz至5.8GHz)運作，而無法以高頻寬運作。

再者，因電磁輻射分散發出會影響其它電子元件運作，故常使該無線通訊模組1運作不易。

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：承載結構；以及天線結構，係設於該承載結構上且包含複數天線板與連接該些天線板之連接線。

前述之電子封裝件中，該天線結構係定義有複數天線區域，以供該複數天線板分別設於該天線區域中。

前述之電子封裝件中，該天線板係具有第一天線部、第二天線部、及位於該第一天線部與該第二天線部之間的隔離部。例如，該隔離部係為孔洞構造，亦或，該隔離部之材質不同於該第一與第二天線部之材質；該隔離部係環繞該第一天線部；該第二天線部係環繞該第一天線部。

前述之電子封裝件中，復包括環繞該天線結構之屏蔽結構。例如，該屏蔽結構係為柱狀或牆狀。

前述之電子封裝件中，復包括電子元件，係結合該承載結構。

前述之電子封裝件中，復包括封裝層，係形成於該承載結構上。例如，該天線結構係接觸地設於該封裝層上；於一實施例中，復包括屏蔽結構，係嵌埋於該封裝層中並環繞該天線結構。例如，該屏蔽結構係為柱狀或牆狀。

前述之電子封裝件中，該天線結構復包含金屬板，該金屬板係位於接近該承載結構之一側，且該天線板及該連接線係位於遠離該承載結構之一側。例如，該金屬板具有外露該承載結構部分表面之開口，使該承載結構藉由該開口電性感應耦合該天線板；再者，該金屬板復可電性連接該承載結構以作為接地之用。

由上可知，本發明之電子封裝件中，係藉由該天線結構包含複數天線板之設計，以令導通電流會分成多條路徑流通，使電流電磁輻射發散而出，以形成高頻寬。

再者，本發明之電子封裝件藉由該屏蔽結構作為電磁輻射隔離，以避免電磁輻射分散發出而影響其它電子元件運作之問題。

又，利用複數個天線區域上之天線的增益加乘，以達到高增益的天線陣列。

1‧‧‧無線通訊模組

10‧‧‧基板

11,21‧‧‧電子元件

12‧‧‧封裝膠體

13‧‧‧天線結構

130‧‧‧支撐架

131‧‧‧天線部

133‧‧‧延伸部

2,3,4,5‧‧‧電子封裝件

20‧‧‧承載結構

20a‧‧‧第一表面

20b‧‧‧第二表面

200‧‧‧線路層

21a‧‧‧作用面

21b‧‧‧非作用面

210‧‧‧電極墊

22‧‧‧封裝層

22a‧‧‧側面

22b‧‧‧上表面

22c‧‧‧下表面

23,53,63‧‧‧天線結構

23a,53a‧‧‧天線板

23b‧‧‧連接線

23c,23c’,23c”‧‧‧延伸線

230,530‧‧‧隔離部

231‧‧‧第一天線部

232‧‧‧第二天線部

32‧‧‧導電穿孔

34,34’,44,54‧‧‧屏蔽結構

55‧‧‧絕緣保護層

600‧‧‧感應部

63c‧‧‧金屬板

630‧‧‧開口

A‧‧‧天線區域

h‧‧‧距離

t‧‧‧寬度

第1圖係為習知無線通訊模組之剖面示意圖；第1’圖係為第1圖之局部上視圖；第2圖係為本發明之電子封裝件之第一實施例的立體示意圖；第2’圖係為第2圖的局部上視圖；第3A圖係為本發明之電子封裝件之第二實施例的剖面示意圖；第3B圖係為第3A圖的局部上視圖；第3C圖係為第3B圖之立體示意圖；第3C’圖係為第3C圖之另一實施例；第4圖係為第2圖之另一實施例的立體示意圖；第5圖係為本發明之電子封裝件之第三實施例的局部上視示意圖；第5’圖係為第5圖之另一實施例的剖面示意圖；第6A圖係為本發明之電子封裝件之第四實施例的局部剖面示意圖；以及第6B圖係為第6A圖之局部立體示意圖。

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圖係為本發明之電子封裝件2之第一實施例之立體示意圖。

如第2圖所示，所述之電子封裝件2係為系統級封裝(System in package，簡稱SiP)之無線通訊模組，且該電子封裝件2係包括：一承載結構20、至少一電子元件21、一封裝層22以及一天線結構23。

所述之承載結構20係為具有核心層之線路結構或無核心層(coreless)之線路板，且具有相對之第一表面20a與第二表面20b，並於該承載結構20中設有複數線路層(圖略)。應可理解地，該承載結構20亦可為其它承載晶片之承載件，如導線架(leadframe)、晶圓(wafer)、或其他具有金屬佈線(routing)之載板，並不限於上述。

所述之電子元件21係設於該承載結構20之第一表面20a上並電性連接該承載結構20之線路層。

於本實施例中，該電子元件21係為封裝件、主動元件、被動元件、或其三者之組合。具體地，該封裝件係例如晶片級封裝(Chip Scale Package，簡稱CSP)，該主動元件係例如半導體晶片，該被動元件係例如電阻、電容及電感。

所述之封裝層22係形成於該承載結構20之第一表面 20a上，以包覆該電子元件21。

於本實施例中，該電子元件21未露出該封裝層22，且形成該封裝層22之材質係為聚醯亞胺(polyimide，簡稱PI)、乾膜(dry film)、環氧樹脂(expoxy)或封裝膠體(molding compound)。

所述之天線結構23係接觸設於該承載結構20之第一表面20a上，且包含複數天線板23a與連接該些天線板23a之連接線23b。

於本實施例中，該些天線板23a係呈現規則排設之樹枝狀，如第2圖所示之矩形排設。例如，該天線結構23係定義有四個天線區域A，且各該天線區域A具有四個該天線板23a。應可理解地，該天線結構23之排設方式可依需求作設計，例如呈現圓形排設或不規則排設，並不限於上述。

再者，該天線板23a係為矩形金屬板，且如第2’圖所示，各該天線板23a係具有一第一天線部231、一第二天線部232、及位於該第一與第二天線部231,232之間的一隔離部230。具體地，該隔離部230係例如為孔洞構造(如溝槽)，該第二天線部232(或該隔離部230)係環繞該第一天線部231，例如，該第一天線部231呈矩形片狀，且該第二天線部232呈環狀，並令該第一與該第二天線部231,232相交於一側。於製作時，係於一金屬板上沿其三側邊形成一溝槽(即該隔離部230)，以形成該第一天線部231與第二天線部232。

又，該天線結構23復包含一連接該電子元件21的延伸線23c。例如，該延伸線23c之一端係連接於該連接線23b，而另一端連接至該電子元件21。

另外，該封裝層22未覆蓋該隔離部230、第一天線部231與第二天線部232，而僅覆蓋部分該延伸線23c。

本發明之電子封裝件2藉由該天線結構23包含複數天線板23a之設計，以令導通電流會分成多條路徑流通，使電流電磁輻射發散而出，以形成高頻寬。具體地，如第2圖所示，假設電流為I，自該延伸線23c流入各該天線區域A後分成1/4電流I，再流入各該天線板23a後變成1/16電流I，故分成16條電流路徑。

再者，該天線板23a藉由該第一天線部231與該第二天線部232之設計，以令導通電流會分成兩條路徑流通，使電流電磁輻射發散而出，以形成高頻寬。

因此，利用複數個天線區域A上之天線的增益加乘，以達到高增益的天線陣列。

第3A至3C圖係為本發明之電子封裝件3之第二實施例之示意圖。本實施例與第一實施例之差異在於新增屏蔽結構，其它結構大致相同，故以下不再贅述相同處。

如第3A圖所示，所述之電子封裝件3係包括：一承載結構20、一電子元件21、一封裝層22、一天線結構23以及一屏蔽結構34。

所述之承載結構20係具有線路層200，該線路層200外露於該第一表面20a與第二表面20b。

所述之電子元件21係設於該承載結構20之第一表面20a上並電性連接該線路層200。

於本實施例中，該電子元件21係具有相對之作用面21a與非作用面21b，且該作用面21a具有複數電極墊210，以令該作用面21a結合至該承載結構20之第一表面20a上，使各該電極墊210電性連接該線路層200。

所述之封裝層22係形成於該承載結構20之第一表面20a上，以包覆該電子元件21。

於本實施例中，該電子元件21之非作用面21b外露於該封裝層22。應可理解地，該封裝層22亦可覆蓋該電子元件21之非作用面21b。

再者，於該封裝層22中形成有電性連接該線路層200之導電穿孔32以結合如銲球之導電元件(圖略)，俾供堆疊其它如封裝件、承載結構或電路板之電子裝置(圖略)。

所述之天線結構23係接觸設於該封裝層22上，且具有外露該封裝層22表面之隔離部230。

於本實施例中，該天線結構23之延伸線23c’係具有另一段向下延伸之延伸線23c”，其經過該封裝層22而連接至該承載結構20(或線路層200)，故該延伸線23c’,23c”未連接至該電子元件21。例如，該延伸線23c”可位於該封裝層22中；或者該延伸線23c”可沿該封裝層22之外側表面22a延伸至該承載結構20(如第5’圖所示)。

所述之屏蔽結構34係環繞該天線結構23，如第3B圖所示。

於本實施例中，該屏蔽結構34係由複數導電柱所組成，如第3C圖所示之實心柱體，其嵌埋於該封裝層22中，且該些導電柱之端面外露於該封裝層22。

再者，該屏蔽結構34’亦可為嵌埋於該封裝層22中之導電牆，如第3C’圖所示，且該些導電牆之頂面外露於該封裝層22。

又，於其它實施例中，例如，以第一實施例為例，該電子封裝件4亦可形成屏蔽結構44，如第4圖所示，使該導電柱(或該導電牆)嵌埋於該承載結構20中，且該屏蔽結構44之端面外露於該承載結構20之第一表面20a。

本發明之電子封裝件3,4藉由該屏蔽結構34,34’,44環繞該天線結構23之設計，以形成電磁輻射隔離(electromagnetic shield)，故能避免電磁輻射分散發出而影響其它電子元件運作之問題。

再者，利用複數個天線區域A上之天線的增益加乘，以達到高增益的天線陣列。

第5及5’圖係為本發明之電子封裝件之第三實施例之示意圖。本實施例與第二實施例之差異在於天線板之改變，其它結構大致相同，故以下不再贅述相同處。

如第5圖所示之天線板53a，該隔離部530之材質不同於該第一與第二天線部231,232之材質。例如，該第一與第二天線部231,232係為金屬體，且該隔離部530係為絕緣體。

或者，如第5’圖所示，該電子封裝件5復包括一絕緣保護層55，係設於該封裝層22上以覆蓋該電子元件21之非作用面21b、該天線結構53與該屏蔽結構54。

於本實施例中，該屏蔽結構54係為空心柱體，即通孔(via)。

再者，該絕緣保護層55係填入該天線結構53之孔洞(原隔離部230)以作為隔離部530。

第6A及6B圖係為本發明之電子封裝件之第四實施例之示意圖。本實施例與第二及第三實施例之差異在於天線結構之電性連接方式，其它結構大致相同，故以下不再贅述相同處。

如第6A及6B圖所示，所述之天線結構63係包含複數天線板23a、複數連接線23b與一金屬板63c，該金屬板63c係位於接近該承載結構20之一側，且該天線板23a及該連接線23b係位於遠離該承載結構20之一側。例如，該些天線板23a與該些連接線23b設於該封裝層22之上表面22b，且該金屬板63c設於該封裝層22之下表面22c。

於本實施例中，該金屬板63c具有至少一開口630，以令該承載結構20(線路板)之線路層200外露於該開口630，俾供作為感應部600。

再者，該金屬板63c復可電性連接該線路層200以作為接地之用。

於運作時，該感應部600藉由該開口630電性感應耦合該天線板23a與該連接線23b，以令該天線結構63電性連接該承載結構20，故本實施例之天線結構23無需形成如第二及第三實施例之實體延伸線23c’,23c”，如此，可降低製程成本及金屬損耗。

再者，由於該天線結構63採用電性感應耦合方式電性連接該承載結構20，故可藉由改變該開口630之寬度t，以調整電性感應耦合值之大小，同時較易達到天線匹配。

應可理解地，該天線板23a(或該連接線23b)與該金屬板63c之間的距離h將影響該電性感應耦合之有效性。

綜上所述，本發明之電子封裝件中，主要藉由天線結構包含複數天線板之設計，以令導通電流會分成多條路徑流通，使電流電磁輻射發散而出，以形成高頻寬。

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。

Claims

一種電子封裝件，係包括：承載結構；封裝層，係形成於該承載結構上；天線結構，係接觸設於該封裝層上，且包含複數天線板與連接該些天線板之連接線，其中，該天線板係具有第一天線部、第二天線部、及位於該第一天線部與該第二天線部之間的隔離部，且該隔離部係為孔洞構造；屏蔽結構，係環設於該天線結構周圍，其中，該屏蔽結構係為柱狀；以及絕緣保護層，係設於該封裝層上，以填入該天線結構之該孔洞構造。
如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該天線結構係定義有複數天線區域，以供該複數天線板分別設於該天線區域中。
如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該隔離部之材質不同於該第一與第二天線部之材質。
如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該隔離部係環設於該第一天線部外圍。
如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第二天線部係環設於該第一天線部外圍。
如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括設於該承載結構上之電子元件。
如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該屏蔽結構係嵌埋於該封裝層中並環設於該天線結構周圍。
如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該天線結構復包含金屬板，該金屬板係位於接近該承載結構之一側，且該天線板及該連接線係位於遠離該承載結構之一側。
如申請專利範圍第8項所述之電子封裝件，其中，該金屬板具有外露該承載結構部分表面之開口，使該承載結構藉由該開口電性感應耦合該天線板。
如申請專利範圍第8項所述之電子封裝件，其中，該金屬板係電性連接該承載結構以作為接地之用。