TWI819923B

TWI819923B - 天線封裝結構

Info

Publication number: TWI819923B
Application number: TW111148072A
Authority: TW
Inventors: 陳冠能; 胡瀚文; 蔡逸杰; 王毓駒; 張立翰
Original assignee: 創未來科技股份有限公司
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2023-10-21
Also published as: TW202349582A

Abstract

本發明提供一種天線封裝結構。該天線封裝結構包含一玻璃基板、一互連結構、複數個半導體晶片，以及一天線陣列結構。該玻璃基板具有一第一表面及相對於該第一表面的一第二表面。該互連結構係設置於該玻璃基板的該第一表面上方。該些半導體晶片係安裝於該互連結構上方。該天線陣列結構係形成於該玻璃基板的該第二表面。進一步地，該些半導體晶片係通過該互連結構及該玻璃基板而耦接於該天線陣列結構。

Description

天線封裝結構

本發明所揭示內容係關於一種天線封裝結構。

在現代的無線通訊技術中，與傳統天線技術相比，相控陣列天線(phased array antenna)技術因為具有更高的增益、更高的可靠性和波束控制能力等優點，從而受到廣泛的關注。相控陣列天線技術係在良好的間距控制下，將天線以陣列方式排列，且因此佈署有陣列天線的基板的面積，會遠比設置傳統非陣列天線的基板的面積大得多。在開發成本合理的大面積天線陣列時，基板的平坦度即為其中重要的問題。另一方面而言，天線陣列也需要更高的電路密度和更低功耗的射頻(RF)電路來實現更好的訊號處理性能。

本發明在一個示範實施例中，提供一種天線封裝結構。該天線封裝結構包含一玻璃基板、一互連結構、複數個半導體晶片，以及一天線陣列結構。該玻璃基板具有一第一表面及相對於該第一表面的一第二表面。該互連結構係設置於該玻璃基板的該第一表面上方。該些半導體晶片係安裝於該互連結構上方。該天線陣列結構係形成於該玻璃基板的該第二表面。進一步地，該些半導體晶片係通過該互連結構及該玻璃基板而耦接於該天線陣列結構。

本發明在另一個示範實施例中，提供一種天線封裝結構。該天線封裝結構包含一基板、一半導體晶片，以及一天線。該基板具有一第一表面及相對於該第一表面的一第二表面。該半導體晶片係安裝於該基板的該第一表面上方。該天線係形成於該基板的該第二表面。另外，該半導體晶片係通過該基板而電磁耦接於該天線。

10:天線封裝結構

90:天線封裝結構

91:封裝基板

92:RF晶片

93:印刷電路板(PCB)

94:天線陣列

95:液晶聚合物(LCP)

96:可撓式印刷電路板(FPCB)

97:高密度互連(HDI)PCB

98:低溫共燒陶瓷(LTCC)基板

100:基板

100A:第一表面

100B:第二表面

102:半導體晶片

104:天線陣列結構

106:互連結構

108:第一介電層

110:第二介電層

110B:(第二)凹陷輪廓

112:第一重分佈層

114:第二重分佈層

116A:第一導電通孔

116B:(第一)凹陷輪廓

116C:延長部分

118:第三介電層

118B:凹陷輪廓

120:第三重分佈層

122:凸塊下金屬(UBM)層

124:孔徑

126A:第二導電通孔

128:第一混合鍵合介電層

130:導電線

132:第二混合鍵合介電層

134:導電墊片

136:導電介質

138:導電墊片

200:焊料凸塊

在閱讀了下文實施方式以及附隨圖式時，能夠最佳地理解本揭露的多種態樣。應注意到，根據本領域的標準作業習慣，圖中的各種特徵並未依比例繪製。事實上，為了能夠清楚地進行描述，可能會刻意地放大或縮小某些特徵的尺寸。

圖1A係依據本發明所揭示的一些比較實施例的天線封裝結構的剖視圖。

圖1B係依據本發明所揭示的一些比較實施例的天線封裝結構的立體示意圖。

圖1C係依據本發明所揭示的一些比較實施例的天線封裝結構的剖視圖。

圖1D係依據本發明所揭示的一些比較實施例的天線封裝結構的剖視圖。

圖2係依據本發明所揭示的一些實施例的天線封裝結構的剖視圖。

圖3係依據本發明所揭示的一些實施例的天線封裝結構的立體示意圖。

圖4係依據本發明所揭示的一些實施例的天線封裝結構的剖視圖。

圖5係依據本發明所揭示的一些實施例的天線封裝結構的剖視圖。

圖6係依據本發明所揭示的一些實施例的天線封裝結構的剖視圖。

圖7係依據本發明所揭示的一些實施例的天線封裝結構的剖視圖。

以下揭露內容提供用於實施本發明之不同特徵之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本發明。當然，此等僅為實例且不旨在限制。舉例而言，在下列描述中，第一構件形成於第二構件上方或第一構件形成於第二構件之上，可包含該第一構件及該第二構件直接接觸之實施例，且亦可包含額外構件形成在該第一構件與該第二構件之間之實施例，使該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的，且本身不代表所論述之各項實施例及/或組態之間的關係。

此外，為便於描述，可在本文中使用諸如「在...下面」、「在...下方」、「下」、「在...上方」、「上」及類似者之空間相對術語來描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中繪示。空間相對術語旨在涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。該裝置可以有其他定向(旋轉90度或按其他定向)，同樣可以相應地用來解釋本文中使用之空間相對描述詞。

如本文中所使用諸如「第一」、「第二」、和「第三」等用語說明各種元件、部件、區域、層、和/或區段，這些元件、部件、區域、層、和/或區段不應受到這些用語限制。這些用語可能僅係用於區別一個元件、部件、區域、層、或區段與另一個。當文中使用「第一」、「第二」、和「第三」等用語時，並非意味著順序或次序，除非由該上下文明確所指出。

圖1A所示的比較實施例係關於一種具有封裝基板91的天線封裝結構90。在該實施例中，天線封裝結構90是以封裝天線(Antenna-in-Package，AiP)技術而封裝。AiP技術是一種天線封裝方案，其能將一個或多個天線實施在一個可以承載RF裸晶片(收發器)的IC封裝當中。舉例而言，典型的AiP可以包含一個或多個RF晶片92，其藉由焊球而附接至封裝基板91上，以連接到印刷電路板(PCB)93，而天線陣列94也是形成於PCB 93上。在其他例子中，參考圖1B所示，RF晶片92可被內嵌在液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)層95當中，LCP 95係附接至一可撓式印刷電路板(flexible PCB，FPCB)96的一側，而天線陣列94係形成於FPCB 96的另一側上。

在圖1C所示的另一比較實施例中，在天線封裝結構90當中所使用的PCB可為高密度互連(high density interconnector，HDI)PCB 97，其相較於傳統PCB，其於每單位面積具有更高的佈線密度。一般而言，HDI PCB的定義係包含具備以下一種或各種特徵：包括微通孔、盲孔及埋孔；具有增層(built-up)的壓合結構；以及具備較佳的訊號表現。經由使用HDI技術，設計者可以在原始的PCB兩側放置更多的元件。通過使用多重通孔工藝-包含使用導通孔在墊(via-in-pad，VIP)及盲孔技術，元件可以被放置得更靠近，且在元件的尺寸縮小之際，仍能實現更多但具有更小幾何形狀的I/O。HDI PCB 97當中最多可以有大約16層金屬層。HDI PCB 97當中的寄生電容低，但是HDI PCB 97的熱膨脹係數係高到足以引起外型輪廓產生缺陷的情況，例如翹曲。

除了HDI PCB 97之外，圖1D當中所示的PCB可為低溫共燒陶瓷(low temperature co-fired ceramic，LTCC)基板98，其係玻璃陶瓷多層基板的一種替代型。LTCC係關於一種壓合技術，可應用於高頻模組、半導體封裝用基板以及對環境條件耐受性要求較高的基板。舉例而言，由於LTCC的材料包含陶瓷，因此其對於熱和濕度有較佳的耐受性，也不會發生除氣(outgassing)。LTCC基板98當中最多可以有大約60層金屬層。除此之外，由於LTCC基板98的熱膨脹係數與矽較接近，因此較有利於安裝裸晶片於其上。然而，基於成本高、精度低、層間對位的準確度不佳，以及燒結過程中發生收縮等問題，LTCC基板98的應用係存在限制。

參考圖2，在本發明的一些實施例中，係提供一種具有玻璃基板的天線封裝結構10。天線封裝結構10具有一基板100、複數個半導體晶片102，以及一天線陣列結構104。基板100包含一第一表面100A以及相對於第一表面100A的一第二表面100B。在一些實施例中，基板100包含一平坦輪廓，因此第一表面100A及第二表面100B實質上皆為平面，且兩者互相平行。從而，在選擇基板100的材料時，需要考量使用該材料應能確保基板100的兩個主要側面的平坦度。

也就是說，雖然矽基板(例如矽晶圓、矽基印刷電路板、或類似物)在當前的電子技術中是一個普遍的選擇，但當基板是實施於一些需要大面積的天線封裝結構的情況時，舉例而言，像是具有20公分見方的基板，此等矽基板因為成本和平坦度的問題，並不會被作為優先的選擇。詳言之，在製造天線封裝結構時，使用矽基板的平坦度也許是可被接受的，然而矽基板的成本卻會成為一道重大障礙。另外，矽晶圓的圓形形狀也不適合製作天線陣列結構。而除了矽晶圓之外，諸如典型的印刷電路板等基板也不適用，因為這些基板並不能提供實質平坦的大面積表面。

因此，在本發明一些實施例中，基板100是玻璃基板。由玻璃製成的基板係兼具有低成本和出色的平坦度等多面向的優勢。在一些實施例中，基板100具有四個直邊而為矩形形狀或是方形形狀。在一些實施例中，基板100的一側邊的長度(即基板的側邊長)不小於約20cm。在一些實施例中，基板的一側邊的長度不小於約40cm。在一些實施例中，基板的一側邊的長度不小於約80cm，使得天線封裝結構10可具有不小於約80cm *80cm的面積，此係遠大於一般的矽基板的規格。換言之，本發明所實現的基板100係具有面板級尺寸，而用於形成典型的半導體結構的基板則為晶圓級尺寸。在一些實施例中，本發明的基板100可由薄膜電晶體(TFT)面板技術所供應，例如由3.5代線設備提供。另外，透過使用TFT面板技術，天線封裝結構10的線寬可以明顯地窄於普通的PCB(例如HDI PCB、LTCC基板，或類似物)的線寬。舉例來說，該線寬可以窄到普通PCB線寬的1/8左右，因此可以減少寄生電容和訊號損耗。在一些實施例中，用於形成基板100的玻璃材料可以是類似於玻璃的透明材料，例如熔矽石(fused silica)、氧化矽、石英或類似物等。

由於本發明的基板100用於天線封裝結構的領域，因此基板100的面積必須對應於天線的結構。與用於形成半導體裝置的基板(例如半導體基板、矽晶圓等)相比，形成於這種基板上的半導體裝置的密度應盡可能的高，以降低半導體裝置的平均成本。換言之，半導體裝置是以密集排列的方式形成於基板上。相較之下，在本發明中，天線的結構並非以密集排列的方式形成於基板100上，因為天線的結構之間的間隔或間距係與天線的波長有關(例如1/2 λ)。此外，以密集排列的方式形成於基板上的半導體裝置最終會沿著基板的切割線而被切割，然而，本發明的基板100是用於將至少一個天線陣列定置於其上，且將會在毋需進一步分離這些天線結構的情況下實現最終產品。

另外，在一些實施例中，基板100的特徵並非僅為一種玻璃製成的大面積基板，而且是一種具有極薄厚度的玻璃基板。在一些實施例中，基板100的厚度係不大於約5mm。在一些實施例中，基板100的厚度係不大於約3mm。在一些實施例中，基板100的厚度係不大於約2mm。在一些實施例中，基板100的厚度係介於約0.5mm至約1.5mm的範圍內。在一些實施例中，基板100的厚度是考慮到天線結構的特定工作頻率所對應的基板的介電常數(Dk)和介電損耗(Df)參數。一般而言，由玻璃所製成的基板可具有一些諸如良好的絕緣性能和低電性損耗(特別是在高工作頻率)等優點。

在基板100為一種薄的大面積玻璃製基板的情況下，在本發明一些實施例中，基板100係一種無通孔玻璃基板。換言之，在此實施例中，並沒有導電通孔結構或是玻璃穿孔(through glass via，TGV)形成於基板100中。在半導體製造的領域，有些玻璃基板可被鑽出複數個穿孔用於半導體封裝、用於形成玻璃中介板、用於形成立體的積體式被動元件(Integrated passive device，IPD)，或是用於形成微機電結構或感測裝置等。這些在玻璃基板中的穿孔即稱為TGV，其可經由雷射鑽孔或是蝕刻等技術而形成。然而，由於形成TGV的成本很高，基板的良率和結構強度也都會跟著降低。因此在本發明一些實施例中，基板100的輪廓是完整的，其並沒有任何穿孔、溝槽、凹槽或類似結構。

如圖2所示，在一些實施例中，一互連結構106係形成在玻璃製的基板100的第一表面100A上。在一些實施例中，互連結構106包含一個或多個重分佈層(redistribution layer，RDL)。該些半導體晶片102係安裝在互連結構106上方。在一些實施例中，互連結構106包含多個介電層，而這些介電層包含複數個導電層(或稱此處才為重分佈層)以及導電通孔嵌於其內。在一些實施例中，重分佈層及導電通孔是由導電材料所形成，例如銅、鎢、鋁、鈦、鉭、其等的合金，或是類似物。

如圖2所示，在一些實施例中，互連結構106包含一第一介電層108設置於基板100的第一表面100A，以及一第二介電層110堆疊設置於第一介電層108上。另外，在這些複數個介電層的堆疊中，一第一重分佈層112係形成於基板100的第一表面100A上，以及一第二重分佈層114係形成於第一介電層108的一上表面上。在一些實施例中，第一重分佈層112係內嵌於第一介電層108中的一導電金屬圖案，以及第二重分佈層114係另一個導電金屬圖案，其係內嵌於第二介電層110中。在一些實施例中，第一重分佈層112及第二重分佈層114係通過互連結構106中的導電通孔而為電性連接。互連結構106中的介電層數量係取決於天線封裝結構的布局設計。舉例而言，在需要更多電源線的情況下，介電層的層數可達三層或是更多層。

在一些實施例中，第一介電層係形成於玻璃基板和第二介電層間。在一些實施例中，第一介電層108係配置為具有第一重分佈層112，用以形成複數個孔徑(aperature)，並藉孔徑而通過玻璃基板100以傳輸RF訊號至天線陣列結構104。在一些實施例中，第一重分佈層112係電性連接於一接地電位。在一些實施例中，第二介電層110係配置為具有第二重分佈層114用以導通於一供應電源。第二重分佈層114可被配置為訊號埠，用於向/從孔徑的對應位置傳輸訊號。

在一些實施例中，至少一定數量的導電通孔包含一凹陷輪廓，且因此形成於其上的介電層可在一定程度上複製這樣的凹陷輪廓。即如圖2所示，一第一導電通孔116A包含一凹陷輪廓116B，且因此一部份的第二介電層110係內嵌入在第一導電通孔116A的凹陷輪廓116B中。同時，第二介電層110可具有一凹陷輪廓110B，其係在一定程度上複製自凹陷輪廓116B。凹陷輪廓110B係直接形成在第一導電通孔116A的凹陷輪廓116B上方。同樣地，如果有更多的層形成於第二介電層110上方，則更多的凹陷輪廓(例如凹陷輪廓118B)可直接形成在凹陷輪廓110B上方。一般而言，第一導電通孔116A的凹陷輪廓116B會影響至少若干個形成在第一導電通孔116A上方的層的平坦度。

換言之，第二介電層110與第二重分佈層114的平坦度可因形成於其下方的第一導電通孔116A而降低。因此，在一些實施例中，由於導電通孔需要著陸(land)在平坦的導電材料上，因此從互連結構106與基板100間的投影方向來看，形成在互連結構106中導電通孔係彼此交錯。舉例而言，第二介電層110中的一第二導電通孔126A係與第一介電層108中的第一導電通孔116A錯開(即彼此在垂直方向上不對齊)，以避開凹陷輪廓116B。而第一導電通孔116A則係經由第一導電通孔116A的一延長部分116C而與第二重分佈層114相連接。也可以說，第一導電通孔116A的延長部分116C是第二重分佈層114的一部份。意即，第二重分佈層114能夠不受凹陷輪廓116B的影響，且第二重分佈層114具有一平坦頂表面以供第二導電通孔著陸於斯。

在一些實施例中，第三介電層118可被設置於第二介電層110上。在一些實施例中，第二介電層110係形成於第三介電層118及第一介電層108間。第三介電層係配置為具有一第三重分佈層120。在一些實施例中，第三重分佈層120係具有作為數位電路和RF訊號的扇出層。在一些實施例中，第三重分佈層120可被用於傳遞具有頻率為約10GHz至約28GHz的RF訊號。此外，第三介電層118為互連結構106中的頂層，因此第三介電層118也作為防焊層(阻焊層)使用，以在互連結構106上設置焊球。在一些實施例中，第三重分佈層120包含複數個暴露於第三介電層118的介電材料之外的導電線，而半導體晶片102係安裝於這些導電線上。換句話說，第三重分佈層120係配置為從/向半導體晶片102接收/發送數位訊號和RF訊號。

在一些實施例中，互連結構106當中所使用的介電材料為絕緣材料，例如聚醯亞胺、環氧樹脂等。在一些實施例中，互連結構106中的每個介電層都是聚醯亞胺薄膜。舉例而言，第一介電層108和第二介電層110的材料可包含聚醯亞胺。在一些實施例中，第三介電層118的材料可與被其所覆蓋的介電層的材料相同。互連結構106的介電材料的選擇，係與介電層所需要的厚度要求有關。也就是說，在本發明的一些實施例中，介電層(例如第一介電層108)的厚度係約50μm。在一些實施例中，介電層的厚度係不小於約30μm。在一些實施例中，介電層的厚度係不小於約10μm。在一些實施例中，第一介電層108的厚度係介於約20μm至約60μm間，且第二介電層110的厚度係約10μm。與本發明中所採用由聚醯亞胺製成的介電層相比，在典型的半導體元件中，介電層的厚度要薄得多。舉例而言，典型的半導體元件當中的介電層的厚度通常小於約5μm(例如，約2μm至3μm，或是更小)，而這些薄介電層通常是由二氧化矽所製成。換言之，由於形成天線封裝結構有厚度要求，因此一些常見用於半導體結構中的介電材料，於本發明中並不可行。

此外，互連結構106中的每個介電層的厚度可彼此不同。舉例而言，第一介電層108的厚度可不同於與第一介電層108相鄰接的第二介電層110的厚度。在一些實施例中，介電層的厚度係與通過的訊號傳輸有關。舉例而言，在一些實施例中，如圖2所示的實施例，第一介電層108係較第二介電層110來得厚，這是因為第一介電層108的厚度係與對應於傳輸通過的RF訊號。在介電層的厚度為約10μm或更小(例如6μm)的情況下，為了獲得較佳的訊號傳輸品質，其傳輸的RF訊號的頻率應為約50GHz或約60GHz。相反地，在通過介電層傳輸的RF訊號的頻率為約10GHz至約28GHz(或在約10GHz或在約28GHz)的情況下，介電層的厚度應增加到約50μm，以維持較佳的訊號傳輸品質。換言之，本發明中的介電層的厚度是可調整的，此係取決於天線封裝結構所設計的傳輸的RF訊號的頻率。另外，厚介電層(即用以實現具有10GHz及/至約28GHz的頻率的RF訊號傳輸)可為第一介電層108或第二介電層110，此係取決於是哪個層是設計作為傳輸路徑。在一些實施例中，第二介電層110的厚度係大於第三介電層118的厚度。

在一些實施例中，第一重分佈層112係配置為提供接地，並提供孔徑以供電磁耦合之用(這將在後續段落中說明)。孔徑可為形成於金屬層並具有特定圖案的一開口。在一些實施例中，第二重分佈層114係配置為連接電源及用於轉換。在一些實施例中，第三重分佈層120可被設置於第二介電層110上方，而如前所述，此第三重分佈層120係配置為提供RF及數位訊號的扇出。

在一些實施例中，互連結構106中不超過三個重分佈層。互連結構106的層數通常與安裝在互連結構106上的半導體晶片102的數量有關。在一個通常的PCB上安裝16*16或32*32個晶片或晶粒的情況下，此PCB需要七或八個金屬層，以藉由PCB當中的複雜佈線來連接這些晶片或晶粒。然而，在本發明一些實施例中，由於安裝於互連結構106上方的半導體晶片102可被互連結構106當中位於最頂處的重分佈層的特定圖案所連接，所以這些半導體晶片102係已經由複數個導電線130(見圖3)而實現互連，而導電線130則是靠近於互連結構106的上表面；從而互連結構106中的重分佈層的層數可以被簡化至約二層或三層，無需使用前述的複雜佈線。這些導電線130係暴露於互連結構106中的最頂層的介電層的介電材料外。

如前所述，介電層中的導電通孔可在其頂表面處具有凹陷輪廓。在一些實施例中，以結構的剖視角度而言，凹陷輪廓的深度係對應於導電通孔的深寬比。舉例而言，當第一介電層108的厚度大於第二介電層110的厚度時，第一導電通孔116A(其係被第一介電層108所側向環繞)的凹陷輪廓116B係大於第二介電層110中的一第二導電通孔126A的凹陷輪廓110B。在一些實施例中，由於第二介電層110的一部份係通過該凹陷輪廓而朝向第一介電層108突出，使得第二介電層110的一部分係內嵌於第一介電層108。換言之，肇因於凹陷輪廓116B所提供的凹槽結構，第二介電層110的底表面的一最低點(即凹陷輪廓116B的尖端邊緣)係低於第一介電層108的一頂表面(即相較於第一介電層108的頂表面，該最低點係更靠近於基板100)。

凹陷輪廓110B係直接形成在第一導電通孔116A的第一凹陷輪廓116B上方。與之類似的，如果有任何額外的層形成於第二介電層110上方，則第二凹陷輪廓110B上方可形成更多的凹陷輪廓。如前所述，導電通孔的凹陷輪廓會影響形成於其上的介電層的平坦度。儘管在導電通孔上形成的介電層能在一定程度上補償凹陷輪廓，然而，如果互連結構106當中僅有二層或三層介電層(例如本發明的一些實施例所記載)，則互連結構106的頂表面仍可能會有呈現出凹陷輪廓。因此，在一些實施例中，互連結構106中的每一個導電通孔都彼此交錯。

互連結構106及該等半導體晶片102係設置於基板100的第一表面100A上方的結構，而對應於這些結構，天線陣列結構104係設置於基板100的第二表面100B，因此基板100係被天線陣列結構104及互連結構106所夾設其中。

在一些實施例中，天線陣列結構104包含複數個相控陣列天線。相控陣列天線係一種陣列天線，其單個輻射器可以饋入不同的相移。在一些實施例中，天線陣列結構104中的相控陣列天線係通過互連結構106及基板100而無線耦接於半導體晶片102。相控陣列天線係與半導體晶片102逐一對應。意即，每一個半導體晶片102係通過基板100而電磁耦接於一個天線(即相控陣列天線)。在一個實施例中，每個半導體晶片 102係位於相對應的天線的正下方或正上方，並具有基板100及互連結構106位於其間。在其他實施例中，每個半導體晶片102並非位於相對應的天線的正下方或正上方。舉例而言，從天線陣列結構104的頂部觀察，半導體晶片102可以稍微偏離相應的天線的位置。

如前所述，本發明的一些實施例中，由玻璃製成的薄基板係無通孔，此意味著它不具有貫穿玻璃基板的通孔(例如形成複數個TGV)，因此基板100的第一表面100A以及第二表面100B是完全平坦且完整的。而當天線陣列結構104與半導體晶片102被設置於基板100相對的兩側時，為了要通過互連結構106及基板100而將天線陣列結構104及半導體晶片102無線耦接，電磁耦接技術即因此被應用。

也就是說，在一些實施例中，天線陣列結構104與半導體晶片102間的通訊是基於穿過透明的基板100的RF訊號。在一些實施例中，其中一個重分佈層係經佈置而在基板100的第一表面100A上形成一個或多個孔徑，而此孔徑係配置為傳輸或發射電磁訊號。在一些實施例中，被第一介電層108覆蓋的第一重分佈層112可提供複數個形成於基板100的第一表面100A上的孔徑124，用以引導RF訊號，包含將來自互連結構106的訊號耦接至天線陣列結構104，或是將來自天線陣列結構104的訊號耦接至互連結構106。舉例而言，每個孔徑124可作為透鏡以引導RF訊號通過基板100，以在天線陣列結構104及半導體晶片102間進行通訊。一般而言，孔徑124的寬度不能太窄，否則此孔徑124可能會引起RF訊號的繞射。因此，在一些實施例中，孔徑124的寬度係大於一下限值以避免產生繞射，且同時該寬度係小於一上限值，以確保該寬度係至少對應於執行訊號的電磁耦合(即以發射電磁訊號)。在一些實施例中，每個孔徑124可與一校正孔徑組成群組，該校正孔徑係用以伴隨著前述通過孔徑124的RF訊號而傳輸校正電磁訊號。在一些實施例中，每個孔徑124的寬度係與與之組成群組的校正孔徑的寬度相同。在一些實施例中，每個孔徑124係與與之組成群組的校正孔徑相鄰。由孔徑124和校正孔徑組成的群組可謂天線陣列結構104提供校正功能。具體而言，由於相控陣列天線係在基板100的第二表面100B佈置為一陣列，因此屬於不同相控陣列天線的訊號會相互干擾，因此透過使用孔徑的群組來進行自我校正的設計，可以確保天線陣列的工作品質。舉例而言，在適當的校正計算之下，陣列佈置下的相控陣列天線可以提供高質量的圓極化天線性能。

在一些替代實施例中，儘管存在一些諸如成本的考量因素，半導體晶片102和天線陣列結構並不通過經輻射RF訊號跨越透明、玻璃製的基板100進行通訊，而是讓訊號經由形成於基板中的實體線路進行傳輸，例如經由前述的TGV。這些替代實施例在一些罕見的情況下仍是可選擇的技術方案。

如圖4所示，在一些實施例中，可以使用複數個焊料凸塊200或焊球(圖4係展示其中之一)來將半導體晶片102鍵合在互連結構106上。複數個焊料凸塊200係形成於最頂層的介電層的開口中。舉例而言，即如圖式中所展示的第三介電層118。在一些實施例中，一凸塊下金屬(Under Bump Metallization，UBM)層122可形成於每個開口中的焊料凸塊200下方。相較於銅柱凸塊，形成這些無鉛的焊料凸塊200的成本較低。另外，與其他金屬凸塊結構相比，焊料凸塊200可以提供比共晶(eutectic，EU)凸塊更好的可靠性。

由於最頂層的介電層是作為防焊層，所以最頂層的介電層 (例如第三介電層118)可以覆蓋每個用以連接焊接材料的導電金屬(例如第三重分佈層120)的至少一部分，如圖所示，第三介電層118的每個開口的寬度係小於導電墊片的寬度(即最頂層的重分佈層，例如第三重分佈層120)。一般而言，防焊層係用於防止在導電線和導電墊片在和焊接過程以及後續的期間發生短路的風險。在本發明的一些實施例中，最頂層的介電層係作為防焊層，且最頂層的介電層的開口可暴露導電墊片，以形成UBM及/或焊料凸塊200。

本發明中的半導體晶片102可以根據天線封裝結構的類型而為RX晶片(例如接收器)或TX晶片(例如發射器)。意即，半導體晶片可包含複數個傳輸晶片，用以通過互連結構106及基板100而傳輸RF訊號至天線陣列結構104，或是包含複數個接收晶片，用以通過互連結構106及基板100而自天線陣列結構104接收RF訊號。另外，在天線封裝結構的單體當中，所有安裝於互連結構106上的半導體晶片102應皆為RX晶片或是皆為TX晶片，而非在一個天線封裝結構中混合使用RX晶片以及TX晶片。

整體而言，每個半導體晶片102是以覆晶的形式鍵合於玻璃的基板100上(通過夾設於其間的互連結構106)，以讓半導體晶片102與位於基板100另一側的天線陣列結構104中的每個天線進行通訊。如前所述，半導體晶片102可通過焊接而鍵合於互連結構106。而除了焊接以外，一些替代的鍵合技術亦屬可採。在一些實施例中，如圖5所示，半導體晶片102可經由金屬鍵合技術而被安裝於互連結構106上。在一些實施例中，如圖6所示，半導體晶片102可經由混合鍵合技術而被安裝於互連結構106上。舉例而言，互連結構106中的最頂層的介電層可貼合至半導體晶片102的一表面介電層，而在互連結構106中，分布於且共平面於該最頂層的介電層(例如一第一混合鍵合介電層128)的複數個導電墊片138以及表面介電層(例如一第二混合鍵合介電層132)及半導體晶片102的導電墊片134可通過退火程序而鍵合。在一些實施例中，如圖7所示，半導體晶片102可經由玻璃覆晶(chip-on-glass，COG)技術而被安裝於互連結構106上。舉例而言，半導體晶片102可經由諸如異向性導電膠膜(anisotropic conductive film，ACF)或是非導電性膠膜(non-conductive films，NCF)等導電介質136，而電性耦接於互連結構106的金屬墊片。基本上，所選擇的鍵合技術是開放的，因此將半導體晶片102安裝於基板100相對於具有天線陣列結構104的一側的鍵合技術，並不限於圖5至圖7所展示的例示性實施例。

根據本發明的實施例，本發明提供了一種具有玻璃基板的天線封裝結構。本發明出自於對基板表面平坦度的要求以及對基板的大面積的要求等面向，係因此選用玻璃製的基板，並且將天線陣列結構和半導體晶片分別形成與安裝在基板的不同側。此外，通過使用電磁耦合技術，天線陣列結構和半導體晶片可以通過經輻射電磁訊號(例如光訊號)跨越基板而進行通訊，並不需要在基板中使用實體的通孔結構。此外，與基於HDI技術或是基於LTCC技術的PCB或基板相比，本發明的瑱線封裝結構具有相當少的層數供佈線，此種簡化的佈線可以讓天線封裝結構更薄，並且具有更好和更快的性能，以及相當具有吸引力的良率及成本。

上文的敘述簡要地提出了本發明某些實施例之特徵，而使本發明所屬技術領域具有通常知識者能夠更全面地理解本發明內容的多種態樣。本發明所屬技術領域具有通常知識者當可明瞭，其可輕易地利用本發明內容作為基礎，來設計或更動其他製程與結構，以實現與此處之實施方式相同的目的和/或達到相同的優點。本發明所屬技術領域具有通常知識者應當明白，這些均等的實施方式仍屬於本發明內容之精神與範圍，且其可進行各種變更、替代與更動，而不會悖離本發明內容之精神與範圍。