TWI768947B - 天線封裝體的製作方法以及天線封裝體 - Google Patents

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韋文竹
王艷艷
何明展
沈芾雲
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大陸商鵬鼎控股（深圳）股份有限公司
大陸商慶鼎精密電子（淮安）有限公司
鵬鼎科技股份有限公司
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Abstract

一種天線封裝體的製作方法，包括以下步驟：提供第一中間體，所述第一中間體包括層疊設置的第一線路基板、饋線層以及第二線路基板，所述第二線路基板背離所述饋線層的表面開設有空腔，所述第一線路基板包括天線層；提供第二中間體，所述第二中間體包括第三線路基板以及晶片，所述晶片位於所述第三線路基板的表面；將所述晶片與所述空腔對應設置，壓合所述第一中間體與所述第二中間體，形成所述天線封裝體。本申請還提供一種天線封裝體。

Description

天線封裝體的製作方法以及天線封裝體
本申請涉及天線封裝領域，尤其涉及一種天線封裝體的製作方法以及天線封裝體。
隨著5G高速率通信時代的來臨，毫米波通信逐步成為焦點，毫米波天線的設計和應用需求也越來越旺盛。由於毫米波頻段傳輸路徑長短對信號幅度損耗影響非常大，且毫米波天線的加工精度要求非常高，因此具有極短天線饋線路徑和高加工精度的封裝天線技術成為毫米波天線領域的主流技術之一。
通常的天線封裝技術包括：先以模壓樹脂包覆晶片後，再進一步加工重佈線層(RDL)，或者在載具上形成RDL並與晶片暫時結合，再壓模成型。上述製作方法通常需要多次配線，會因熱效應的產生而提高剝離或歪斜風險；所使用的暫時性結合材料，需要具有高粘度、高耐溫、高耐化等特性，材料的使用和貼合製程增加了成本。
因此，有必要提供一種減少壓合製程、減少成本的天線封裝體的製作方法，以解決上述問題。
另，還有必要提供一種天線封裝體。
一種天線封裝體的製作方法，包括以下步驟：提供第一中間體，所述第一中間體包括層疊設置的第一線路基板、饋線層以及第二線路基板，所述第二線路基板背離所述饋線層的表面開設有空腔，所述第一線路基板包括天線層；提供第二中間體，所述第二中間體包括第三線路基板以及晶片，所述晶片位於所述第三線路基板的表面；將所述晶片與所述空腔對應設置，壓合所述第一中間體與所述第二中間體，形成所述天線封裝體。
在一些實施方式中，形成所述第二中間體的步驟包括：提供所述第三線路基板，所述第三線路基板包括層疊設置的第三介質層以及第三線路層；以及在所述第三線路基板的一表面電連接所述晶片。
在一些實施方式中，所述第三線路層包括銅層，所述銅層沿所述第三線路基板的層疊方向的面積大於所述晶片的面積，所述晶片位於所述銅層的投影面積內。
在一些實施方式中，所述第三線路基板背離所述第一中間體的表面為所述第三介質層。
在一些實施方式中，所述第一線路基板與所述饋線層通過導電膏電連接，所述導電膏在所述第一中間體的層疊方向上重合。
一種天線封裝體，包括第一線路基板、饋線層、第二線路基板、第三線路基板以及晶片；第一線路基板包括天線層；饋線層位於所述第一線路基板的一表面；第二線路基板位於所述饋線層背離所述第一線路基板的表面；第三線路基板位於所述第二線路基板背離所述饋線層的表面；晶片內埋於所述第二線路基板中並與所述第三線路基板電連接。
在一些實施方式中，所述第一線路基板還包括第一介質層以及第一線路層；所述第一介質層與所述第一線路層層疊設置，所述天線層的至少部分位於所述第一介質層背離所述饋線層的表面。
在一些實施方式中，所述天線層包括激勵輻射貼片與主輻射貼片，所述激勵輻射貼片位於所述第一介質層背離所述饋線層的表面，所述主輻射貼片埋設於所述第一介質層中。
在一些實施方式中，所述饋線層包括中間介質層以及中間線路層，所述中間線路層位於所述中間介質層相對兩表面並通過貫穿所述中間介質層的導電孔電連接；所述第二線路基板包括層疊設置的第二介質層以及第二線路層，所述第二線路層與所述中間線路層電連接。
在一些實施方式中，所述第一線路基板包括第一介質層，所述饋線層包括中間介質層，所述第二線路基板包括第二介質層，其中，所述第一介質層與所述第二介質層的介電常數小於所述中間介質層的介電常數，所述第一介質層與所述第二介質層的介質損耗因素小於所述中間介質層的介質損耗因素。
在一些實施方式中，所述第一介質層與所述第二介質層的材質為熱塑性樹脂；所述中間介質層的材質為熱固性樹脂。
在一些實施方式中，所述第三線路基板突出於所述第二線路基板。
本申請提供的天線封裝體的製作方法，可以僅通過一次壓合形成所述天線封裝體，減少壓合製程，節約成本，同時減少壓合製程帶來的風險，例如天線封裝體的各個部分剝離或者歪斜；另外，本申請的製作方法，無需採用暫時性結合材料，進一步簡化製程，節約成本；再者，本申請將各個元件(包括天線層、接地層、線路層、晶片等)整合在同一天線封裝體中，降低了天線封裝體中各個元件之間的信號損耗。
100:天線封裝體
10:第一中間體
12:第一線路基板
122:第一介質層
124:第一線路層
126:天線層
1262:激勵輻射貼片
1264:主輻射貼片
14:饋線層
142:中間介質層
143:導電孔
144:中間線路層
1442:接地層
146、2242:銅層
16:第二線路基板
162:第二介質層
164:第二線路層
166:空腔
20:第二中間體
22:第三線路基板
222:第三介質層
224:第三線路層
24:晶片
30:導電膏
L1:層疊方向
L2:延伸方向
圖1為本申請實施例提供的第一線路基板的截面示意圖。
圖2為本申請實施例提供的饋線層的截面示意圖。
圖3為本申請實施例提供的第二線路基板的截面示意圖。
圖4為本申請實施例提供的包括第一線路基板、饋線層以及第二線路基板的第一中間體的截面示意圖。
圖5為本申請實施例提供的第二中間體的截面示意圖。
圖6為本申請實施例提供的壓合圖4所示的第一中間體與圖5所示的第二中間體得到的天線封裝體的截面示意圖。
為了能夠更清楚地理解本申請的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本申請進行詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施方式及實施方式中的特徵可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本申請，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本申請。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的所有的和任意的組合。
在本申請的各實施例中，為了便於描述而非限制本申請，本申請專利申請說明書以及申請專利範圍中使用的術語“連接”並非限定於物理的或者機械的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“上方”、“下方”、“左”、“右”等僅用於表示相對位置關係，當被描述物件的絕對位置改變後，則該相對位置關係也相應地改變。
請參閱圖1至圖6，本申請實施例提供一種天線封裝體100的製作方法，包括以下步驟：
步驟S1：請參閱圖1至圖4，提供第一中間體10，所述第一中間體10包括層疊設置的第一線路基板12、饋線層14以及第二線路基板16，所述第二線路基板16背離所述饋線層14的表面開設有空腔166。
請參閱圖1，所述第一線路基板12包括天線層126、第一介質層122以及第一線路層124。所述第一介質層122與所述第一線路層124層疊設置。所述天線層126的至少部分位於所述第一介質層122背離所述饋線層14的表面。
請參閱圖2，所述饋線層14包括中間介質層142以及中間線路層144，所述中間線路層144位於所述中間介質層142相對兩表面並通過貫穿所述中間介質層142的導電孔143電連接。所述中間線路層144與所述第一線路層124電連接。
請參閱圖3，所述第二線路基板16包括層疊設置的第二介質層162以及第二線路層164，所述第二線路層164與所述中間線路層144電連接。
所述空腔166貫穿所述第二介質層162的至少部分。在本實施方式中，所述空腔166還貫穿所述第二線路層164的至少部分。所述空腔166的大小可以根據後續容置的晶片24的體積以及數量進行設置。
所述第一介質層122與所述第二介質層162的材質為熱塑性樹脂；所述中間介質層142的材質為熱固性樹脂。所述第一介質層122與所述第二介質 層162的Dk小於中間介質層142的Dk，所述第一介質層122與所述第二介質層162的Df(介質損耗因素)小於中間介質層142的Df，可以降低信號損耗。
所述中間介質層142在固化後的模量大於所述第一介質層122以及第二介質層162固化後的模量，所述中間介質層142在後續壓合步驟之前固化，可以為後續的壓合製程提供剛性支撐，保證壓合製程後所得到的天線封裝體100的平整度；另外，中間介質層142的厚度選擇範圍廣，可以根據所述天線封裝體100滿足特定頻段需要，調整所述中間介質層142的厚度，從而減小所述第一線路基板12的層疊數，減小加工成本。
請參閱圖4，形成所述第一中間體10的步驟可以由第一線路基板12、饋線層14以及第二線路基板16依次疊加後壓合而成。在一些實施方式中，壓合第一線路基板12、饋線層14以及第二線路基板16的步驟也可以在後續與所述第二中間體20同時壓合形成所述天線封裝體100，即採用一步壓合形成所述天線封裝體100。
步驟S2：請參閱圖5，提供第二中間體20，所述第二中間體20包括第三線路基板22以及晶片24，所述晶片24位於所述第三線路基板22的表面。
所述第三線路基板22包括層疊設置的第三介質層222以及第三線路層224。所述晶片24與所述第三線路基板22電連接。所述晶片24突出於所述第三線路基板22的表面。
所述第三介質層222的材質可以與所述第二介質層162的材質相同，例如均選擇熱塑性樹脂。
所述晶片24的數量可以為一個或多個。當所述晶片24的數量為多個時，多個所述晶片24位於所述第三線路基板22的同一表面。
在一些實施方式中，所述第二中間體20可以通過以下步驟形成：
步驟S201：提供一第三線路基板22，所述第三線路基板22包括層疊設置的第三介質層222以及第三線路層224。
所述第三介質層222與所述第三線路層224的層數並不限制。所述第三線路基板22既用於與所述第一中間體10電連接，又用於與外電路電連接。所述第三線路基板22沿所述第三線路基板22的延伸方向L2(垂直於第三介質層222以及第三線路層224的層疊方向L1)的長度大於所述第一中間體10的長度。
步驟S202：在所述第三線路基板22的一表面電連接晶片24。
所述晶片24通過導電膏30與所述第三線路層224電連接。在本實施方式中，所述導電膏30貫穿位於所述第三線路基板22表面的一層第三介質層222，從而與所述晶片24電連接。其中，所述導電膏30可以是銅膏或者錫膏。
步驟S3：請參閱圖6，將所述晶片24與所述空腔166對應設置，壓合所述第一中間體10與所述第二中間體20，形成所述天線封裝體100。
在一些實施方式中，所述晶片24與第二線路層164以及第三線路層224中線路密度較高的區域錯開，防止壓合製程中晶片24以及線路層(包括第二線路層164以及第三線路層224)產生偏移。另外，所述中間線路層144與第三線路層224包括大面積的銅層146、2242與所述晶片24相對應，其中，沿層疊方向L1，所述銅層146、2242的面積大於所述晶片24的面積，壓合製程中，所述晶片24位於所述銅層146、2242的投影面積內，防止晶片24以及線路層(包括第二線路層164以及第三線路層224)產生偏移。
請參閱圖6，本申請還提供一種天線封裝體100，包括第一中間體10與第二中間體20，所述第一中間體10與所述第二中間體20層疊設置。
所述第一中間體10包括層疊設置的第一線路基板12、饋線層14與第二線路基板16。
所述第一線路基板12包括天線層126、第一介質層122以及第一線路層124。所述第一介質層122與所述第一線路層124層疊設置。所述天線層126的至少部分位於所述第一介質層122背離所述饋線層14的表面。
在一些實施方式中，所述天線層126包括激勵輻射貼片1262與主輻射貼片1264，所述激勵輻射貼片1262位於所述第一介質層122背離所述饋線層14的表面，所述主輻射貼片1264埋設於所述第一介質層122中，所述主輻射貼片1264與所述激勵輻射貼片1262相距設置，所述主輻射貼片1264與所述第一線路層124電連接。
所述饋線層14包括中間介質層142以及中間線路層144，所述中間線路層144位於所述中間介質層142相對兩表面並通過貫穿所述中間介質層142的導電孔143電連接。所述中間線路層144與所述第一線路層124電連接。其中，所述中間線路層144包括接地層1442，所述接地層1442位於所述中間介質層142背離所述第一線路基板12的表面。
在一些實施方式中，所述主輻射貼片1264與所述激勵輻射貼片1262之間的距離可以為100μm-500μm；所述激勵輻射貼片1262與所述接地層1442之間的距離可以為300μm-900μm。
所述第二線路基板16包括層疊設置的第二介質層162以及第二線路層164，所述第二線路層164與所述中間線路層144電連接。
在一些實施方式中，所述第一線路層124、中間線路層144以及第二線路層164之間通過導電膏30電連接，均無需設置其他用於電連接的連接頭，可以降低信號損失。所述導電膏30可以是銅膏或者錫膏。
在一些實施方式中，用於電連接第一線路層124以及中間線路層144的導電膏30在層疊方向L1上重合(即採用疊孔的方式)，可以減少第一中間體10的寄生參數。
所述第一介質層122與所述第二介質層162的材質為熱塑性樹脂；所述中間介質層142的材質為熱固性樹脂。所述第一介質層122與所述第二介質層162的Dk小於中間介質層142的Dk，所述第一介質層122與所述第二介質層162的Df小於中間介質層142的Df，可以降低信號損耗。
所述中間介質層142在固化後的模量大於所述第一介質層122以及第二介質層162固化後的模量，所述中間介質層142在後續壓合步驟之前固化，可以為後續的壓合製程提供剛性支撐，保證壓合製程後所得到的天線封裝體100的平整度；另外，中間介質層142的厚度選擇範圍廣，可以根據所述天線封裝體100滿足特定頻段需要，調整所述中間介質層142的厚度，從而減小所述第一線路基板12的層疊數，減小加工成本。
所述第二中間體20與所述第二線路基板16鄰接。所述第二中間體20包括第三線路基板22與晶片24，所述晶片24位於所述第三線路基板22的表面並內埋於所述第二線路基板16中。
所述第三線路基板22的所述第三線路基板22的延伸方向L2的長度大於所述第一中間體10的長度，即所述第三線路基板22突出於所述第一中間體10。所述第三線路基板22可以直接用於與外電路進行電連接，無需再額外設置用於電連接的連接頭等，可以降低信號損失。
所述第三線路層224可以通過導電膏30與所述晶片24以及所述第二線路層164電連接。
在一些實施方式中，所述第三線路基板22背離所述第一中間體10的表面為所述第三介質層222，位於最外層的第三介質層222可以作為絕緣保護層，可以減少形成其他保護層的步驟。
本申請提供的天線封裝體100的製作方法，可以僅通過一次壓合形成所述天線封裝體100，減少壓合製程，節約成本，同時減少壓合製程帶來的風 險，例如天線封裝體100的各個部分剝離或者歪斜；另外，本申請的製作方法，無需採用暫時性結合材料，進一步簡化製程，節約成本；再者，本申請將各個元件(包括天線層126、接地層1442、線路層、晶片24等)整合在同一天線封裝體100中，降低了天線封裝體100中各個元件之間的信號損耗。
以上實施方式僅用以說明本申請的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施方式對本申請進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本申請的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本申請技術方案的精神和範圍。
100:天線封裝體
10:第一中間體
12:第一線路基板
122:第一介質層
124:第一線路層
126:天線層
1262:激勵輻射貼片
1264:主輻射貼片
14:饋線層
142:中間介質層
143:導電孔
144:中間線路層
1442:接地層
146、2242:銅層
16:第二線路基板
162:第二介質層
164:第二線路層
20:第二中間體
22:第三線路基板
222:第三介質層
224:第三線路層
24:晶片
30:導電膏
L1:層疊方向
L2:延伸方向

Claims (10)

  1. 一種天線封裝體的製作方法，其改良在於，包括以下步驟：提供第一中間體，所述第一中間體包括層疊設置的第一線路基板、饋線層以及第二線路基板，所述第一線路基板包括第一介質層，所述饋線層包括中間介質層，所述第二線路基板包括第二介質層，所述中間介質層在固化後的模量大於所述第一介質層以及所述第二介質層固化後的模量，所述第二線路基板上背離所述饋線層的表面開設有空腔，所述第一線路基板包括天線層；提供第二中間體，所述第二中間體包括第三線路基板以及晶片，所述晶片位於所述第三線路基板的表面；以及將所述晶片與所述空腔對應設置，壓合所述第一中間體與所述第二中間體，形成所述天線封裝體。
  2. 如請求項1所述之天線封裝體的製作方法，其中形成所述第二中間體的步驟包括：提供所述第三線路基板，所述第三線路基板包括層疊設置的第三介質層以及第三線路層；以及在所述第三線路基板的一表面電連接所述晶片。
  3. 如請求項2所述之天線封裝體的製作方法，其中所述第三線路層包括銅層，所述銅層沿所述第三線路基板的層疊方向的面積大於所述晶片的面積，所述晶片位於所述銅層的投影面積內。
  4. 如請求項2所述之天線封裝體的製作方法，其中所述第三線路基板背離所述第一中間體的表面為所述第三介質層。
  5. 如請求項1所述之天線封裝體的製作方法，其中所述第一線路基板與所述饋線層通過導電膏電連接，所述導電膏在所述第一中間體的層疊方向上重合。
  6. 一種天線封裝體，其改良在於，包括：第一線路基板，包括天線層以及第一介質層；饋線層，位於所述第一線路基板的一表面，所述饋線層包括中間介質層；第二線路基板，位於所述饋線層背離所述第一線路基板的表面，所述第二線路基板包括第二介質層，所述中間介質層的模量大於所述第一介質層以及所述第二介質層的模量；第三線路基板，位於所述第二線路基板背離所述饋線層的表面；以及晶片，內埋於所述第二線路基板中並與所述第三線路基板電連接。
  7. 如請求項6所述之天線封裝體，其中所述第一線路基板還包括第一線路層；所述第一介質層與所述第一線路層層疊設置，所述天線層的至少部分位於所述第一介質層背離所述饋線層的表面。
  8. 如請求項7所述之天線封裝體，其中所述天線層包括激勵輻射貼片與主輻射貼片，所述激勵輻射貼片位於所述第一介質層背離所述饋線層的表面，所述主輻射貼片埋設於所述第一介質層中。
  9. 如請求項6所述之天線封裝體，其中所述饋線層還包括中間線路層，所述中間線路層位於所述中間介質層相對兩表面並通過貫穿所述中間介質層的導電孔電連接；所述第二線路基板還包括與所述第二介質層層疊設置的第二線路層，所述第二線路層與所述中間線路層電連接。
  10. 如請求項6所述之天線封裝體，其中，所述第一介質層與所述第二介質層的介電常數小於所述中間介質層的介電常數，所述第一介質層與所述第二介質層的介質損耗因素小於所述中間介質層的介質損耗因素。
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