TWI776819B - 利用具有用於高頻通訊系統的分布式堆疊天線的柔性封裝基板設計之微電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的實施例包含一種微電子裝置，該微電子裝置包含一第一基板，該第一基板具有：有機介電材料、導電層、以及一分布式天線單元的一第一部分。該第一基板支承至少一射頻(Radio Frequency；簡稱RF)組件。一第二基板被耦合到該第一基板。該第二基板被與該微電子裝置的一外殼整合，且包含用於傳輸及接收大約4 GHz或更高的頻率下的通訊之該分布式天線單元的一第二部分。

Description

利用具有用於高頻通訊系統的分布式堆疊天線的柔性封裝基板設計之微電子裝置
本發明的實施例係大致有關半導體裝置的製造。本發明的實施例尤係有關利用具有用於高頻通訊系統的分布式堆疊天線的柔性毫米波(millimeter wave)封裝基板設計之微電子裝置。
未來的無線產品將目標針對比目前使用的較低吉赫(GHz)範圍高許多的工作頻率。例如，預期5G(第5代行動網路或第5代無線系統)通訊將在高於或等於15 GHz的頻率下操作。此外，現行無線千兆聯盟(Wireless Gigabit Alliance；簡稱WiGig)的產品在大約60 GHz(例如，在世界各地為57-66 GHz)下操作。包括汽車雷達及醫療成像的其他應用利用毫米波頻率(例如，24 GHz-300 GHz)中之無線通訊技術。 　　WiGig系統及下一代的行動及無線通訊標準(5G)需要用於補償自由空間路徑損耗及低電晶體輸出功率的相位陣列天線(phased array antenna)。該等天線的一種可能實施方式是堆疊貼片天線(stacked patch antenna)，其中連同一主貼片(main patch)而使用一寄生貼片(parasitic patch)，以便在與其他天線比較時，增加頻寬，且保持高增益。相同基板上的射頻晶片及天線之共整合將導致裝置外殼內之損耗。
及
本發明說明了利用具有用於高頻通訊系統的分布式天線單元的柔性封裝基板(例如，柔性毫米波封裝基板)設計之微電子裝置。在下文的說明中，將使用熟悉此項技術者將其工作之內涵傳遞給熟悉此項技術的其他人士之常用術語說明該等實施例的各種觀點。然而，熟悉此項技術者將可了解：可以只利用該等所述觀點中之某些觀點實施本發明的實施例。為了解說之目的，將述及特定的數目、材料、及組態，以便提供對該等實施例的徹底了解。然而，熟悉此項技術者將可了解：可在無須該等特定細節的情形下實施本發明的實施例。在其他的情形中，將省略或簡化習知的特徵，以便不會模糊了該等實施例。 　　然後，將以一種最有助於了解本發明的該等例示實施例之方式，而以多個分立式操作之形式說明各操作；然而，不應將說明的順序理解為意味著這些操作必然是與順序相依的。尤其，不需要按照呈現的順序執行這些操作。 　　對於毫米波(例如，1-10毫米波、任何毫米波、或更高的毫米波)通訊系統的高頻(例如，5G、WiGig)無線應用而言，本發明的設計利用一種具有一柔性基板及一天線整合方案的新封裝架構，該新封裝架構減少外殼內損耗，且維持堆疊貼片天線提供的高增益。 　　本發明的設計將該毫米波天線實施例分割於一柔性封裝基板與諸如該微電子裝置之外殼等的一次級基板之間。不同的耦合機構被用於耦合該等兩個天線部分之間的信號。此外，本發明的設計可整合單極天線、雙極天線、韋瓦第輻射器(Vivaldi radiator)、以及其他類型的天線中的側面輻射天線元件(side radiating antenna element)。 　　該微電子裝置外殼上的天線的至少一部分之實施例減少了與通過傳統的外殼材料的信號衰減相關聯之損耗。該柔性基板能夠將該RF模組的主動部分整合在一超薄基板上，且因而促進將其用於其中包括在裝置(例如，細胞式電話、個人數位助理(PDA)、平板電腦、穿戴式裝置、超輕薄筆記本電腦等的裝置)的形狀因數(form factor)是一限制時的不同的應用。在某些實施例中，該等天線元件之間有氣隙，因而導致較高的效率，這是因為較少的功率被困限在低電場中。該基板的可撓性能夠將天線定向在朝向最大信號強度的任何所需方向。 　　在一例子中，本發明的設計能夠實現一種在高頻率(例如，至少20 GHz、至少25 GHz、至少28 GHz、至少30 GHz、39 GHz、60 GHz、73 GHz等的高頻率)下操作且亦可具有至終點的大約1-50 Gbps(Gbps：每秒10億位元)連接之5G架構。在另一例子中，本發明的設計在較低的頻率(例如，至少4 GHz、大約4 GHz)下操作。 　　第1圖示出根據一實施例的具有一堆疊貼片天線之一微電子裝置。該微電子裝置100包含一可選的基板120以及具有至少一天線單元192的一封裝基板150，天線單元192具有一主貼片193(例如，具有一第一共振頻率(resonant frequency)的主貼片)以及一寄生貼片194(例如，具有一第二共振頻率的寄生貼片)。或者，該至少一天線單元192或一額外的天線單元可整合單極天線、雙極天線、以及其他類型的天線中的側面輻射天線元件。該主貼片與寄生貼片之間的層間介電材料(interlayer dielectric material)是封裝基板150的有機介電材料102。主貼片或底部天線元件193可被直接連接到射頻晶粒180。封裝基板150包含至少一天線單元192、導電層(例如，193-195)、介電材料102(例如，有機材料、低溫共燒陶瓷(low temperature co-fired ceramic)材料、液晶聚合物等的介電材料)、以及不同層的導電連接197-198。基板120的組件122-123、以及整合式被動裝置(Integrated Passive Device；簡稱IPD)140可使用連接163-164及第二層互連(例如，銲球、銅柱、金凸塊、錫膏(solder paste)、液態金屬、電容或電磁耦合器(electromagnetic coupler))160-161而與基板150的組件或第1圖中並未示出的其他組件連接。IPD 140可包含其中包括電感器、變壓器、電容器、及電阻器之任何類型的被動組件。在一例子中，該IPD晶粒上的電容器可被用於電力輸送。在另一例子中，相同或不同的IPD上的電阻器可被用於數位信號等化。在另一例子中，基板120是一印刷電路板。在基板製造期間，可作出該主貼片及寄生貼片，作為基板150的增層或核心層(core layer)的一部分。 　　在該例子中，第1圖示出一毫米波無線裝置100的一橫斷面圖。一較厚的封裝基板150被用於實施一平面相位陣列。除非基板120(例如，主機板)有空腔(cavity)或晶粒180非常薄，否則一堆疊貼片天線大幅增加封裝厚度，且使用大型第二層互連(Second Level Interconnect；簡稱SLI)160-161(例如，銲球柵陣列(BGA))。裝置100具有小於1毫米的厚度182。第2圖示出根據一實施例的具有一柔性基板及一分布式天線單元之一微電子裝置。微電子裝置200包含一柔性封裝基板250，該柔性封裝基板250有具有天線元件295-296(例如，第2圖所示的主貼片295-296)的至少一分布式天線單元292之一第一部分。該至少一分布式堆疊天線單元292之一第二部分包含被定位在一不同的基板270(例如，一裝置外殼)上之天線元件293-294(例如，第2圖所示的寄生貼片293-294)。該等天線元件(例如，主貼片及寄生貼片)被電容式耦合。或者，該至少一分布式天線單元292或一額外的天線單元可整合單極天線、雙極天線、以及其他類型的天線中的側面輻射天線元件。可根據無線應用而有不同的高度或厚度之支承柱240-241(例如，介電質支承柱、非介電質支承柱)將基板250及270分離。在某些實施例中，可使用非介電質柱240-241。可由金屬或材料複合物(material composite)構成這些柱。該等柱可被設計成充當用於增強整體天線方向性(antenna directivity)及效率的反射器(reflector)。 　　在一例子中，對於大約30 GHz的頻率而言，該等柱240-241可具有200至300微米的高度或厚度。在另一例子中，對於大約90 GHz的頻率而言，該等柱240-241可具有大約80至100微米的高度或厚度。該等支承柱240-241(例如，銲球、陶瓷或塑膠柱)可被用於維持基板250與270之間的分離。可改變該等柱的高度，以便適應天線的工作頻率(例如，可根據將使用裝置的目標國家而改變頻帶)。亦可以低損耗介電材料填充該等主貼片與寄生貼片之間的間隙。此外，可在基板250與270之間使用不同的支承柱(例如，間隔物材料)。該等間隔物可被連接到每一基板，或只是被插入該等基板之間。當該間隔物材料不與該等天線元件重疊時，可實現所需的性能。 　　主貼片或底部天線元件295-296可被直接連接到射頻晶粒280。柔性封裝基板250可在多個區域中被彎曲、折疊、或扭轉，而作出不同的區段250a-250c、或這些區段的任何所需定位。封裝基板250包含一分布式天線單元292的至少一元件、一些導電層(例如，傳輸線298)、介電材料202(例如，有機材料、低溫共燒陶瓷材料、液晶聚合物等的介電材料)、以及不同層的導電連接。在一例子中，封裝基板250具有用於超薄微電子裝置的50至100微米之厚度。區段250c包含一超薄多層有機封裝基板，且係使用打線接合(wire bonding)或覆晶構裝(flip chip assembly)將至少一半導體晶粒280連接到該超薄多層有機封裝基板上。半導體晶粒280包含諸如在GHz頻率範圍中操作的一收發器等的至少一射頻電路。以模材料230將半導體晶粒280包覆成型，以便提供機械穩定性。模材料230及區段250c可具有100至200微米的厚度232。封裝基板250的區段250a包含一或多個分布式天線單元292。該等天線可以是個別的，或按照相位陣列組態安排的。在該實施例中，該天線單元是堆疊貼片微帶貼片天線(microstrip patch antenna)。在封裝基板250上實施主貼片295-296，且係使用低損耗受控阻抗線(controlled impedance line)298(例如，接地共面波導(Grounded Coplanar Waveguide；簡稱GCPW)、共面波導(CPW)、微帶或帶線傳輸線)將主貼片295-296直接連接到晶粒280。在一次級低損耗基板270上實施貼片293-294。在一典型平台中，第二基板270將是裝置外殼的一部分，以便減少平台內損耗。基板270可被以膠黏合到或被以螺釘固定到該等支承柱。可利用次級層互連(SLI)260將裝置200耦合到一可選的基板(例如，基板120、主機板、印刷電路板)。 　　第3圖示出根據一實施例的具有一柔性基板及一分布式堆疊貼片天線的一微電子裝置300之一上視圖。微電子裝置300包含與裝置200的組件類似之組件。裝置300示出一間隔物材料340(例如，介電質柱240-241、非介電質柱240-241)與至少一天線單元的天線元件393-396間之相對位置。間隔物材料340分離各基板(例如，基板250及270)，且不與該等天線元件重疊。在某些實施例中，可以金屬或複合材料構成該間隔物材料。該間隔物材料可被設計成充當用於增強整體天線方向性及效率的反射器。第4圖示出根據一實施例的具有一柔性基板及一分布式天線單元之一微電子裝置。微電子裝置400包含一柔性封裝基板450，該柔性封裝基板450有具有天線元件495-496的至少一分布式天線單元492之一第一部分。該至少一分布式天線單元292之一第二部分包含被定位在一不同的基板470(例如，一裝置外殼)上之天線元件493-494。以天線元件493與495之間的直接接觸以及天線元件494與496之間的直接接觸執行該等天線元件(例如，第4圖所示的貼片天線元件)之間的耦合。在一例子中，封裝基板450上的天線元件495及496顯著地小於基板470的天線元件493及494。 　　在另一例子中，該至少一分布式天線單元492或一額外的天線單元可整合單極天線、雙極天線、視軸天線、端射天線、以及其他類型的天線中的側面輻射天線元件。在另一例子中，可使用一槽孔共振天線(slot resonant antenna)。 　　主貼片或底部天線元件495-496可被直接連接到射頻晶粒480。柔性封裝基板450可在多個區域中被彎曲、折疊、或扭轉，而作出不同的區段450a-450c、或這些區段的任何所需定位。封裝基板450包含至少一分布式堆疊天線單元492、一些導電層(例如，傳輸線498)、介電材料402(例如，有機材料、低溫共燒陶瓷材料、液晶聚合物等的介電材料)、以及不同層的導電連接。在一例子中，封裝基板450具有用於超薄微電子裝置的50至100微米之厚度。區段450c包含一超薄多層有機封裝基板，且係使用打線接合或覆晶構裝將至少一半導體晶粒480連接到該超薄多層有機封裝基板上。半導體晶粒480包含諸如在GHz頻率範圍中操作的一收發器等的至少一射頻電路。以模材料430將微電子晶粒480包覆成型，以便提供機械穩定性。模材料430及區段450c可具有100至200微米的厚度432。封裝基板450的區段450a包含一或多個分布式天線單元492。該等天線可以是個別的，或按照相位陣列組態安排的。在該實施例中，該天線單元是一堆疊貼片微帶貼片天線。在封裝基板450上實施主貼片495-496，且可使用低損耗受控阻抗線498(例如，接地共面波導(GCPW)、共面波導(CPW)、微帶或帶線傳輸線)將主貼片495-496直接連接到晶粒480。在一次級低損耗基板470上實施天線元件493-494。在一典型平台中，第二基板470將是裝置外殼的一部分，以便減少平台內損耗。可以次級層互連(SLI)460將裝置400耦合到一可選的基板(例如，基板420、主機板、印刷電路板)。 　　該等封裝基板、天線元件、及模材料可具有與本發明所揭露及示出的那些封裝基板、天線元件、及模材料不同的厚度、長度、及寬度尺寸。該模材料可以是一種低損耗的非導電介電材料。 　　在另一實施例中，該等裝置或組件中之任何裝置或組件可被相互耦合。 　　應當理解：在一系統單晶片實施例中，該晶粒可包含一處理器、記憶體、及通訊電路等的組件。雖然圖中示出單一晶粒，但是在晶圓的相同區域中可以不包含任何晶粒，或可包含一個或數個晶粒。 　　在一實施例中，該微電子裝置可以是使用一塊狀矽(bulk silicon)或一絕緣層上覆矽次結構形成的一結晶基材。在其他實施例中，可使用可與或可不與矽結合的替代材料形成該微電子裝置，該等替代材料包括但不限於鍺、銻化銦(indium antimonide)、碲化鉛(lead telluride)、砷化銦(indium arsenide)、磷化銦(indium phosphide)、砷化鎵(gallium arsenide)、砷化銦鎵(indium gallium arsenide)、銻化鎵(gallium antimonide)、或III-V族材料或IV族材料的其他組合。雖然本說明書說明了可用於形成該基材的材料之一些例子，但是可被用來作為可在其上建造一半導體裝置的基礎之任何材料都在本發明的實施例之範圍內。 　　第5圖示出根據一實施例之計算裝置900。計算裝置900中安裝了一電路板902。該電路板(例如，主機板、印刷電路板等的電路板)可包含其中包括但不限於至少一處理器904以及至少一通訊模組或晶片906的一些組件。該至少一處理器904在實體上及電氣上被耦合到電路板902。在某些實施例中，該至少一通訊模組或晶片906也在實體上及電氣上被耦合到電路板902。在進一步的實施例中，通訊模組或晶片906是處理器904的一部分。在一例子中，通訊模組或晶片906(例如，微電子裝置100、200、300、400等的微電子裝置)包含一分布式天線單元920(例如，分布式天線單元192、292、492等的分布式天線單元)。 　　計算裝置900根據其應用，可包含可在或可不在實體上及電氣上被耦合到電路板902之其他組件。這些其他的組件包括但不限於揮發性記憶體(例如，動態隨機存取記憶體(DRAM 910、911))、非揮發性記憶體(例如，唯讀記憶體(ROM)912)、快閃記憶體、一圖形處理器916、一數位信號處理器、一密碼處理器(crypto processor)、一晶片組914、一天線單元920、一顯示器、一觸控式螢幕顯示器930、一觸控式螢幕控制器922、一電池932、一音訊編碼解碼器、一視訊編碼解碼器、一功率放大器915、一全球衛星定位系統(Global Positioning System；簡稱GPS)裝置926、一羅盤924、一陀螺儀(gyroscope)、一喇叭、一相機950、以及一大量儲存裝置(諸如硬碟機、光碟(Compact Disk；簡稱CD)、及數位多功能光碟(Digital Versatile Disk；簡稱DVD)等的大量儲存裝置)。 　　通訊模組或晶片906能夠執行無線通訊，而將資料傳輸進出計算裝置900。術語"無線"及其派生詞可被用於描述可利用通過非固體介質之調變電磁輻射而傳送資料之電路、裝置、系統、方法、技術、通訊通道等的術語。該術語並不意味著相關聯的裝置不包含任何導線，但是在某些實施例中，該等相關聯的裝置可能不包含任何導線。通訊模組或晶片906可實施其中包括但不限於Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列)、WiGig、IEEE 802.20、長期演進技術(Long Term Evolution；簡稱LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍牙(Bluetooth)、以上各項的衍生標準或協定、以及被稱為3G、4G、5G、及更新的世代之任何其他無線協定的一些無線標準或協定中之任何標準或協定。計算裝置900可包含複數個通訊模組或晶片906。例如，第一通訊模組或晶片906可被專用於諸如Wi-Fi、WiGig、及藍牙等的較短距離之無線通訊，且第二通訊模組或晶片906可被專用於諸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO、5G、及其他無線通訊標準等的較長距離之無線通訊。 　　計算裝置900之該至少一處理器904包含被封裝在該至少一處理器904內之一積體電路晶粒。在本發明的某些實施例中，該處理器封裝包含諸如具有根據本發明的實施例的實施方式之微電子裝置(例如，微電子裝置100、200、300、400等的微電子裝置)等的一或多個裝置。術語"處理器"可意指用於處理來自暫存器及／或記憶體的電子資料而將該電子資料轉換為可被儲存在暫存器及／或記憶體的其他電子資料之任何裝置或裝置的一部分。 　　通訊模組或晶片906也包含被封裝在通訊模組或晶片906內之一積體電路晶粒。根據本發明的實施例之另一實施方式，該通訊模組或晶片包含一或多個微電子裝置(例如，微電子裝置100、200、300、400等的微電子裝置)。 　　下列的例子係有關進一步的實施例。例子1是一種微電子裝置，該微電子裝置包含一第一基板，該第一基板具有：有機介電材料、導電層、以及一分布式天線單元的一第一部分。該第一基板支承至少一射頻(RF)組件。一第二基板被耦合到該第一基板。該第二基板被與該微電子裝置的一外殼整合，且包含用於傳輸及接收大約4 GHz或更高的頻率下的通訊之該分布式天線單元的一第二部分。 　　在例子2中，例子1之標的在可選的情形下可包含用於形成可提供該第一基板與第二基板之間的分離的支承柱之間隔物材料。 　　在例子3中，例子1-2中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元的該第一部分包含被電容式耦合到該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件。 　　在例子4中，例子1-3中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該第一基板具有用於形成該微電子裝置的50至100微米之厚度。 　　在例子5中，例子1-4中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元包含一堆疊貼片天線、一單極天線、一雙極天線、一視軸天線、一端射天線、一韋瓦第輻射器、及一槽孔共振天線中之至少一者。 　　在例子6中，例子1-5中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元的該第一部分包含接觸該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件，其中在該第二基板內形成該等第二天線元件。 　　在例子7中，例子1-6中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元被連接到至少一射頻(RF)組件，該至少一RF組件包含用於形成用於5G通訊的一5G封裝架構的一相位陣列天線模組之至少一收發器晶粒。 　　例子8是一種微電子裝置，該微電子裝置包含一第一柔性基板，該第一柔性基板具有：有機介電材料、導電層、以及一分布式天線單元的一第一部分。該第一柔性基板包含第一及第二區段，其中該第一區段支承被模材料包覆成型的至少一射頻(RF)組件。一第二基板被耦合到該第一基板。該第二基板包含用於傳輸及接收大約4 GHz或更高的頻率下的通訊之該分布式天線單元的一第二部分。 　　在例子9中，例子8之標的在可選的情形下可包含用於形成可提供該第一基板與第二基板之間的分離的支承柱之間隔物材料。 　　在例子10中，例子8-9中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元的該第一部分包含被電容式耦合到該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件。 　　在例子11中，例子8-10中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該第一基板具有用於形成該微電子裝置的50至100微米之厚度。 　　在例子12中，例子8-11中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元包含一堆疊貼片天線、一單極天線、一雙極天線、一視軸天線、一端射天線、一韋瓦第輻射器、及一槽孔共振天線中之至少一者。 　　在例子13中，例子8-12中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元的該第一部分包含接觸該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件，其中在與該微電子裝置的一外殼整合的該第二基板內形成該等第二天線元件。 　　在例子14中，例子8-13中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該柔性基板被彎曲而形成該第一及第二區段，其中該第二區段包含該分布式天線單元的該第一部分。 　　例子15是一種計算裝置，該計算裝置包含用於處理資料的至少一處理器、以及被耦合到該至少一處理器的一通訊模組或晶片。該通訊模組或晶片包含一第一基板，該第一基板具有：有機介電材料、導電層、以及一分布式天線單元的一第一部分。該第一基板支承至少一射頻(RF)組件以及被連接到一被耦合到該第一基板的第二基板之一外殼。該第二基板包含用於傳輸及接收大約4 GHz或更高的頻率下的通訊之該分布式天線單元的一第二部分。 　　在例子16中，例子15之標的在可選的情形下可包含用於形成可提供該第一基板與第二基板之間的分離的支承柱之間隔物材料。 　　在例子17中，例子15-16中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元的該第一部分包含被電容式耦合到該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件。 　　在例子18中，例子15-17中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該第一基板具有用於形成該微電子裝置的50至100微米之厚度。 　　在例子19中，例子15-18中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元包含一堆疊貼片天線、一單極天線、一雙極天線、一視軸天線、一端射天線、一韋瓦第輻射器、及一槽孔共振天線中之至少一者。 　　在例子20中，例子15-19中之任一例子之標的在可選的情形下可包含：該分布式天線單元的該第一部分包含接觸該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件，其中在該第二基板內形成該等第二天線元件。
100、200、300、400‧‧‧微電子裝置120、270、420、470‧‧‧基板150‧‧‧封裝基板192‧‧‧天線單元193‧‧‧主貼片194‧‧‧寄生貼片102‧‧‧有機介電材料180、280、480‧‧‧射頻晶粒195‧‧‧導電層197、198‧‧‧導電連接122、123‧‧‧組件140‧‧‧整合式被動裝置163、164‧‧‧連接160、161、260、460‧‧‧第二層互連182‧‧‧厚度250、450‧‧‧柔性封裝基板293、294、295、296、393、394、395、396、493、494、495、496‧‧‧天線元件292、492、920‧‧‧分布式天線單元240、241‧‧‧支承柱250a、250b、250c、450a、450b、450c‧‧‧區段298、498‧‧‧傳輸線202、402‧‧‧介電材料230、430‧‧‧模材料232、432‧‧‧厚度340‧‧‧間隔物材料900‧‧‧計算裝置902‧‧‧電路板904‧‧‧處理器906‧‧‧通訊模組或晶片910、911‧‧‧動態隨機存取記憶體912‧‧‧唯讀記憶體916‧‧‧圖形處理器914‧‧‧晶片組930‧‧‧觸控式螢幕顯示器922‧‧‧觸控式螢幕控制器932‧‧‧電池915‧‧‧功率放大器926‧‧‧全球衛星定位系統裝置924‧‧‧羅盤950‧‧‧相機
第1圖示出具有一堆疊貼片天線之一微電子裝置。 　　第2圖示出根據一實施例的具有一柔性基板及一分布式天線單元之一微電子裝置。 　　第3圖示出根據一實施例的具有一柔性基板及一分布式堆疊貼片天線的一微電子裝置300之一上視圖。 　　第4圖示出根據一實施例的具有一柔性基板及一分布式天線單元之一微電子裝置。 　　第5圖示出根據一實施例之一計算裝置900。
200‧‧‧微電子裝置
270‧‧‧基板
280‧‧‧射頻晶粒
250‧‧‧柔性封裝基板
293、294、295、296‧‧‧天線元件
292‧‧‧分布式天線單元
240、241‧‧‧支承柱
298‧‧‧傳輸線
202‧‧‧介電材料
230‧‧‧模材料
232‧‧‧厚度
260‧‧‧第二層互連

Claims (20)

  1. 一種微電子裝置，包含：第一基板，該第一基板具有：有機介電材料、導電層、以及一分布式天線單元的第一部分，該第一基板支承至少一射頻(RF)組件；以及被耦合到該第一基板的第二基板，該第二基板被整合至該微電子裝置的外殼，且包含以大約4GHz或更高的頻率傳輸及接收通訊之該分布式天線單元的第二部分。
  2. 如申請專利範圍第1項之微電子裝置，進一步包含用於形成可提供該第一基板與第二基板之間的分離的支承柱之間隔物材料。
  3. 如申請專利範圍第2項之微電子裝置，其中該分布式天線單元的該第一部分包含被電容式耦合到該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件。
  4. 如申請專利範圍第1項之微電子裝置，其中該第一基板具有用於形成該微電子裝置的50至100微米之厚度。
  5. 如申請專利範圍第1項之微電子裝置，其中該分布式天線單元包含一堆疊貼片天線、一單極天線、一雙極天線、一視軸天線、一端射天線、一韋瓦第輻射器、及一槽 孔共振天線中之至少一者。
  6. 如申請專利範圍第1項之微電子裝置，其中該分布式天線單元的該第一部分包含接觸該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件，其中在該第二基板內形成該等第二天線元件。
  7. 如申請專利範圍第1項之微電子裝置，其中該分布式天線單元被連接到至少一射頻(RF)組件，該至少一RF組件包含用於形成用於5G通訊的一5G封裝架構的一相位陣列天線模組之至少一收發器晶粒。
  8. 一種微電子裝置，包含：一第一柔性基板，該第一柔性基板具有：有機介電材料、導電層、以及一分布式天線單元的一第一部分，該第一柔性基板包含第一及第二區段，其中該第一區段支承被模材料包覆成型的至少一射頻(RF)組件；以及被耦合到該第一柔性基板的一第二基板，該第二基板包含用於傳輸及接收大約4GHz或更高的頻率下的通訊之該分布式天線單元的一第二部分。
  9. 如申請專利範圍第8項之微電子裝置，進一步包含用於形成可提供該第一柔性基板與該第二基板之間的分離的支承柱之間隔物材料。
  10. 如申請專利範圍第9項之微電子裝置，其中該分布式天線單元的該第一部分包含被電容式耦合到該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件。
  11. 如申請專利範圍第8項之微電子裝置，其中該第一柔性基板具有用於形成該微電子裝置的50至100微米之厚度。
  12. 如申請專利範圍第8項之微電子裝置，其中該分布式天線單元包含一堆疊貼片天線、一單極天線、一雙極天線、一視軸天線、一端射天線、一韋瓦第輻射器、及一槽孔共振天線中之至少一者。
  13. 如申請專利範圍第8項之微電子裝置，其中該分布式天線單元的該第一部分包含接觸該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件，其中在與該微電子裝置的一外殼整合的該第二基板內形成該等第二天線元件。
  14. 如申請專利範圍第8項之微電子裝置，其中該柔性基板被彎曲而形成該第一及第二區段，其中該第二區段包含該分布式天線單元的該第一部分。
  15. 一種計算裝置，包含：用於處理資料的至少一處理器；以及被耦合到該至少一處理器的一通訊模組或晶片，該通訊模組或晶片包含：一第一基板，該第一基板具有：有機介電材料、導電層、以及一分布式天線單元的一第一部分，該第一基板支承至少一射頻(RF)組件；以及被連接到一被耦合到該第一基板的第二基板之一外殼，該第二基板包含用於傳輸及接收大約4GHz或更高的頻率下的通訊之該分布式天線單元的一第二部分。
  16. 如申請專利範圍第15項之計算裝置，進一步包含用於形成可提供該第一基板與第二基板之間的分離的支承柱之間隔物材料。
  17. 如申請專利範圍第16項之計算裝置，其中該分布式天線單元的該第一部分包含被電容式耦合到該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件。
  18. 如申請專利範圍第16項之計算裝置，其中該第一基板具有用於形成該微電子裝置的50至100微米之厚度。
  19. 如申請專利範圍第16項之計算裝置，其中該分布式天線單元包含一堆疊貼片天線、一單極天線、一雙極天線、 一視軸天線、一端射天線、一韋瓦第輻射器、及一槽孔共振天線中之至少一者。
  20. 如申請專利範圍第15項之計算裝置，其中該分布式天線單元的該第一部分包含接觸該分布式天線單元的該第二部分的第二天線元件之第一天線元件，其中在該第二基板內形成該等第二天線元件。
TW106136685A 2016-12-30 2017-10-25 利用具有用於高頻通訊系統的分布式堆疊天線的柔性封裝基板設計之微電子裝置 TWI776819B (zh)

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