TWI672840B - 電子封裝件暨基板結構與製法 - Google Patents

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TWI672840B
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Abstract

一種基板結構，係包括絕緣層、埋設於該絕緣層中且包含有濾波器線路之第一線路層、以及埋設於該絕緣層中且結合該第一線路層之第二線路層，以於運作時，該濾波器線路能濾除天線訊號的雜訊，使應用該基板結構之電子封裝件能適用於高頻之通訊裝置。

Description

電子封裝件暨基板結構與製法
本發明係有關一種基板結構，尤指一種具有濾波器之基板結構及其封裝件與製法。
行動通訊裝置之發展，除了對於效能之增進、元件尺寸的縮小外，亦已發展出諸如具有低雜訊特性之晶片，用以達到半導體元件之平衡，其達到平衡在於射頻(Radio frequency，簡稱RF)層面上具有一種表面聲波(Surface acoustic wave)或體聲波(Bulk acoustic wave)。
表面聲波濾波器可提供較佳的頻率響應在通帶與截止帶上，隨著行動通訊系統與頻帶愈來愈多對於表面聲波濾波器的需求也越來越多。表面聲波濾波器在作動上需要一空間，供壓電材料作動藉此可將電磁信號轉換成聲波信號。
傳統通訊產品內所使用的陶瓷元件濾波器，是用陶瓷相關製程所製作的電感與電容，並串聯及並聯來組合成濾波器以供通訊產品使用，但頻率越高，電容與電感很難維持其特性。
如第1圖所示，習知具濾波器之封裝結構1係將一已完成封裝的表面聲波濾波器11與其它如特殊應用積體電路(Application-specific integrated circuit，簡稱ASIC)之晶片12結合至一封裝基板10上並藉由銲錫凸塊14電性連接該封裝基板10之線路102上，再以封裝膠體15包覆該晶片12，並以屏蔽體16遮蓋該表面聲波濾波器11與晶片12，其中，該封裝基板10具有一對應該表面聲波濾波器11之聲孔100，以作為外界與該表面聲波濾波器11之間傳輸聲波之路徑。
惟，隨著近年來無線通訊需求的通訊頻寬越來越寬且通訊頻率越來越高(如：5G行動通訊頻率目前使用為28~60GHz)，由於現今所使用的頻率越來越高，已經無法採用電容與電感組合成濾波器，例如，習知封裝結構1或傳統通訊產品所使用陶瓷元件濾波器，必須考慮使用其它方式製作濾波器。
再者，習知封裝結構1於封裝後的厚度T極厚，且其製作成本過高。
因此，如何克服上述習知技術的種種問題，實為業界迫切待開發之方向。
鑑於上述習知技術之缺失，本發明提供一種基板結構，係包括：絕緣層；第一線路層，係埋設於該絕緣層中並包含有濾波器線路；以及第二線路層，係埋設於該絕緣層中並結合於該第一線路層上。
本發明提供一種基板結構之製法，係包括：形成第一線路層於承載件上，其中，該第一線路層包含有濾波器線路；形成第二線路層於該第一線路層上；形成絕緣層於該承載件上以包覆該第一與第二線路層；以及移除該承載件。
前述之基板結構及其製法中，該絕緣層係具有相對之第一表面與第二表面，且該第一線路層嵌埋於該絕緣層之第一表面中，該第二線路層嵌埋於該絕緣層之第二表面中。
前述之基板結構及其製法中，該濾波器線路係包含複數相分離之諧振器。例如，該諧振器之形狀係為U形、直條狀、或C形。進一步，該諧振器的長度係為工作頻率的波長的一半。較佳者，該濾波器線路係包含至少三個該諧振器。
前述之基板結構及其製法中，復包括至少一增層線路部，係形成於該絕緣層上且電性連接該第一線路層及/或第二線路層。例如，該增層線路部係包含接地線路。較佳者，該濾波器線路與該增層線路部之間的距離係至少50微米。
前述之基板結構及其製法中，復包括天線，係設於該絕緣層上且電性連接該第一線路層及/或該第二線路層。例如，該濾波器線路係包含連接該天線之訊號輸入埠。
本發明復提供一種電子封裝件，係包括：如前述之基板結構；以及電子元件，係設於該絕緣層上且電性連接該第一線路層及/或該第二線路層。
本發明亦提供一種電子封裝件之製法，係包括：提供一如前述之基板結構；以及設置電子元件於該絕緣層上， 使該電子元件電性連接該第一線路層及/或該第二線路層。
前述之電子封裝件及其製法中，該濾波器線路係包含連接該電子元件之訊號輸出埠。
前述之電子封裝件及其製法中，復包括形成用以包覆該電子元件之封裝層。
由上可知，本發明之電子封裝件暨基板結構與製法，主要藉由該第一線路層包含該濾波器線路之設計，以當來自該天線的訊號進入該濾波器線路時，多個諧振器之間藉由振盪以傳遞訊號而能濾除訊號的雜訊，故相較於習知技術，本發明之電子封裝件能適用於高頻之通訊裝置。
再者，藉由該第一線路層包含該濾波器線路之設計，使該基板結構外部無需額外增設聲波濾波器，故相較於習知技術，本發明之電子封裝件於封裝後的厚度得以降低。
1‧‧‧封裝結構
10‧‧‧封裝基板
100‧‧‧聲孔
102‧‧‧線路
11‧‧‧表面聲波濾波器
12‧‧‧晶片
14‧‧‧銲錫凸塊
15‧‧‧封裝膠體
16‧‧‧屏蔽體
2‧‧‧電子封裝件
2a‧‧‧基板結構
20‧‧‧承載件
21‧‧‧第一線路層
210‧‧‧濾波器線路
210a‧‧‧諧振器
211‧‧‧第一導電跡線
22‧‧‧第二線路層
221‧‧‧第二導電跡線
23‧‧‧絕緣層
23a‧‧‧第一表面
23b‧‧‧第二表面
24‧‧‧增層線路部
240‧‧‧介電層
241‧‧‧第三線路層
241a‧‧‧接地線路
242‧‧‧導電柱
25‧‧‧電子元件
250‧‧‧導電凸塊
26‧‧‧封裝層
27‧‧‧天線
270‧‧‧天線本體
271‧‧‧支撐體
310‧‧‧訊號輸入埠
311‧‧‧訊號輸出埠
L‧‧‧長度
t‧‧‧距離
T‧‧‧厚度
第1圖係為習知具濾波器之封裝結構之剖面示意圖；第2A至2C圖係為本發明之基板結構之製法的剖面示意圖；第2D圖係為本發明之電子封裝件之剖面示意圖；以及第3A至3C圖係為本發明之基板結構之濾波器線路之不同態樣的平面上視示意圖。
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“第一”、“第二”、“上”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2A至2C圖係為本發明之基板結構2a之製法的剖面示意圖。
如第2A圖所示，形成一第一線路層21於一承載件20上，再形成一第二線路層22於該第一線路層21上。
於本實施例中，該第一線路層21係為銅材並具有至少一濾波器線路210與電性連接該濾波器線路210之第一導電跡線211，且該第二線路層22係為銅材並具有至少一堆疊接觸該第一導電跡線211之第二導電跡線221，例如，該第二導電跡線221包含如銅柱之導電柱。
再者，該濾波器線路210之佈設形狀可依需求設計，如第3A至3C圖所示。具體地，該濾波器線路210係包含複數諧振器210a、連接其中一該諧振器210a之訊號輸入埠 310、以及連接另一該諧振器210a之訊號輸出埠311，其中，各該諧振器210a係相分離而不相連，且該諧振器210a之形狀可如第3A圖所示之U形、如第3B圖所示之直條狀、如第3C圖所示之C形或其它形狀。
又，該諧振器210a的長度係為工作頻率的波長的一半。例如，以工作頻率28GHz為例，其波長為5200um，則第3A圖所示之諧振器210a的U形結構長度L為2600um。
另外，較佳者，該濾波器線路210係包含至少三個諧振器210a，以於高頻運作時，得以提升雜訊濾除效果。
應可理解地，該濾波器線路210與該第一導電跡線211係可使用相同之材質與製作方式，但該第一線路層21於圖式中係以不同剖面線繪示該濾波器線路210與該第一導電跡線211，以區隔兩者。
如第2B圖所示，形成一具有第一表面23a與第二表面23b之絕緣層23於該承載件20上，以令該絕緣層23包覆該第一線路層21與該第二線路層22，且令該絕緣層23之第一表面23a結合該承載件20，並藉由整平製程(如移除該絕緣層23之第二表面23b之部分材質)，以令該第二線路層22之端部外露於該絕緣層23之第二表面23b。
於本實施例中，形成該絕緣層23之材質係為環氧樹脂(epoxy)、封裝化合物(molding compound)或如聚醯亞胺(polyimide，簡稱PI)、乾膜(dry film)等之介電材。
再者，該整平製程係以例如研磨、切除、蝕刻或其它方式移除該絕緣層23之第二表面23b之部分材質，使該第 二線路層22之端部表面齊平該絕緣層23之第二表面23b。或者，亦可選擇於該絕緣層23之第二表面23b形成開口以外露出該第二線路層22之端部。
如第2C圖所示，形成一增層線路部24於該絕緣層23之第二表面23b上，再移除該承載件20，以外露該第一線路層21與該絕緣層23之第一表面23a，且該第一線路層21之端部表面齊平該絕緣層23之第一表面23a，進而形成本發明之基板結構2a。
於本實施例中，該增層線路部24係包含至少一介電層240、形成於該介電層240中之第三線路層241及導電柱242，且該第三線路層241結合及電性連接該第二線路層22，該第三線路層241並包含一接地線路241a。
再者，形成該介電層240之材質係為聚醯亞胺(polyimide，簡稱PI)、乾膜(dry film)或其它介電材。
又，該絕緣層23之材質與該介電層240之材質可相同或不相同。
另外，較佳者，該濾波器線路210與該增層線路部24之間的距離t係至少50um，以利於製程。
第2D圖係為本發明之電子封裝件2之剖面示意圖。於本實施例中，係接續第2C圖之製程進行封裝製程。
如第2D圖所示，將至少一電子元件25設於該絕緣層23之第一表面23a上且電性連接該濾波器線路210之訊號輸出埠311與該第一導電跡線211。接著，形成一封裝層26於該絕緣層23之第一表面23a上，以包覆該電子元件 25。
於本實施例中，該電子元件25係為封裝件、主動元件、被動元件或其三者組合等，其中，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，且該被動元件係例如電阻、電容及電感。例如，該電子元件25係利用覆晶(flip chip)方式藉由複數導電凸塊250設於該第一線路層21上並電性連接該第一線路層21；或者，該電子元件25係黏置於該絕緣層23上並利用打線(wire bonding)方式藉由複數銲線(圖未示)電性連接該第一線路層21；亦或，該電子元件25可直接接觸該第一線路層21。因此，有關該電子元件25電性連接該第一線路層21之方式並無特別限制。
再者，形成該封裝層26之材質係為聚醯亞胺(PI)、乾膜(dry film)、環氧樹脂(epoxy)或模塑料(molding compound)等，但不限於上述。
又，可於該絕緣層23之第一表面23a上形成一天線27，且該天線27電性連接該濾波器線路210之訊號輸入埠310。具體地，該天線27係包含一設於該封裝層26上之天線本體270、及設於該封裝層26中以連接該天線本體270與該訊號輸入埠310之支撐體271。例如，先於該絕緣層23之第一表面23a上形成該天線27與設置該電子元件25，再使該封裝層26包覆該天線27與該電子元件25；或者，先於該絕緣層23之第一表面23a上設置該電子元件25，再使該封裝層26包覆該電子元件25，之後利用鑽孔、塗 佈等製程形成該天線27於該封裝層26上與該封裝層26中。應可理解，有關該天線27之製作方式種類繁多，並不限於上述。
因此，本發明之電子封裝件2或基板結構2a之製法，主要藉由於製作該第一線路層21時一併製作該濾波器線路210，以於運作時，當來自該天線27的訊號經由該訊號輸入埠310進入該濾波器線路210之諧振器210a時，多個諧振器210a之間藉由振盪以傳遞訊號而能濾除訊號的雜訊，故相較於習知技術，本發明之電子封裝件2能適用於高頻之通訊裝置，例如，5G行動通訊裝置所用之頻率28~60GHz。
再者，藉由該第一線路層21包含該濾波器線路210之設計，使該基板結構2a外部無需額外增設聲波濾波器，故相較於習知技術，本發明之電子封裝件2於封裝後的厚度得以降低，且能降低製作成本。
本發明提供一種基板結構2a係包括：一絕緣層23、一第一線路層21以及一第二線路層22。
所述之絕緣層23係具有相對之第一表面23a與第二表面23b。
所述之第一線路層21係埋設於該絕緣層23之第一表面23a中且具有濾波器線路210。
所述之第二線路層22係埋設於該絕緣層23之第二表面23b中並結合於該第一線路層21上。
於一實施例中，該濾波器線路210係包含複數相分離 之諧振器210a。例如，該諧振器210a之形狀係為U形、直條狀、或C形，且該諧振器210a的長度L係為工作頻率的波長的一半。較佳者，該濾波器線路210係包含至少三個該諧振器210a。
於一實施例中，該基板結構2a復包括至少一增層線路部24，係設於該絕緣層23上且電性連接該第一線路層21及/或第二線路層22。例如，該增層線路部24係包含接地線路241a。較佳者，該濾波器線路210與該增層線路部24之間的距離t係至少50微米。
於一實施例中，該基板結構2a復包括一天線27，係設於該絕緣層23上且電性連接該第一線路層21及/或該第二線路層22，其中，該濾波器線路210係包含連接該天線27之訊號輸入埠310。
本發明復提供一種電子封裝件2，係包括：如前述之基板結構2a之其中一實施例、以及至少一設於該絕緣層23上且電性連接該第一線路層21及/或第二線路層22之電子元件25。
於一實施例中，該濾波器線路210係包含連接該電子元件25之訊號輸出埠311。
於一實施例中，該電子封裝件2復包括一包覆該電子元件25之封裝層26。
綜上所述，本發明之電子封裝件及其製法暨基板結構及其製法，係藉由該第一線路層包含該濾波器線路之設計，使該濾波器線路能濾除該天線訊號的雜訊，故該電子 封裝件能適用於高頻之通訊裝置，且因該基板結構外部無需額外增設濾波器，而其厚度得以降低。
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 (25)

  1. 一種基板結構，係包括：絕緣層，係具有相對之第一表面與第二表面；第一線路層，係埋設於該絕緣層之第一表面中並包含有濾波器線路與第一導電跡線，其中，該濾波器線路包含複數相分離之諧振器，且該濾波器線上表面與該第一導電跡線之上表面共平面；以及第二線路層，係埋設於該絕緣層之第二表面中並結合於該第一線路層上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中，該諧振器之形狀係為U形、直條狀、或C形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中，該諧振器的長度係為工作頻率的波長的一半。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中，該濾波器線路係包含至少三個該諧振器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，復包括至少一增層線路部，係形成於該絕緣層上且電性連接該第一線路層及/或第二線路層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之基板結構，其中，該增層線路部係包含接地線路。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之基板結構，其中，該濾波器線路與該增層線路部之間的距離係至少50微米。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，復包括係設於該絕緣層上且電性連接該第一線路層及/或該第二線路 層之天線。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之基板結構，其中，該濾波器線路係包含連接該天線之訊號輸入埠。
  10. 一種電子封裝件，係包括：如申請專利範圍第1至9項之其中一者所述之基板結構；以及電子元件，係設於該絕緣層上且電性連接該第一線路層及/或該第二線路層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電子封裝件，其中，該濾波器線路係包含連接該電子元件之訊號輸出埠。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之電子封裝件，復包括包覆該電子元件之封裝層。
  13. 一種基板結構之製法，係包括：形成第一線路層於一承載件上，其中，該第一線路層包含有濾波器線路與第一導電跡線，其中，該濾波器線路之上表面與該第一導電跡線之上表面共平面；形成第二線路層於該第一線路層上；形成絕緣層於該承載件上以包覆該第一線路層與該第二線路層，該絕緣層係具有相對之第一表面與第二表面，且該第一線路層嵌埋於該絕緣層之第一表面中，該第二線路層嵌埋於該絕緣層之第二表面中；以及移除該承載件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之基板結構之製法，其中，該濾波器線路係包含複數相分離之諧振器。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之基板結構之製法，其中，該諧振器之形狀係為U形、直條狀、或C形。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之基板結構之製法，其中，該諧振器的長度係為工作頻率的波長的一半。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之基板結構之製法，其中，該濾波器線路係包含至少三個該諧振器。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之基板結構之製法，復包括於該絕緣層上形成電性連接該第一線路層及/或第二線路層之至少一增層線路部。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之基板結構之製法，其中，該增層線路部係包含接地線路。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之基板結構之製法，其中，該濾波器線路與該增層線路部之間的距離係至少50微米。
  21. 如申請專利範圍第13項所述之基板結構之製法，復包括於該絕緣層上形成電性連接該第一線路層及/或該第二線路層之天線。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之基板結構之製法，其中，該濾波器線路係包含連接該天線之訊號輸入埠。
  23. 一種電子封裝件之製法，係包括：提供一如申請專利範圍第13至22項之其中一者所述之基板結構；以及設置電子元件於該絕緣層上，並令該電子元件電性連接該第一線路層及/或該第二線路層。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之電子封裝件之製法，其中，該濾波器線路係包含連接該電子元件之訊號輸出埠。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之電子封裝件之製法，復包括形成用以包覆該電子元件之封裝層。
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