TWI820992B - 毫米波天線模組封裝結構及其製造方法 - Google Patents
毫米波天線模組封裝結構及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI820992B TWI820992B TW111141455A TW111141455A TWI820992B TW I820992 B TWI820992 B TW I820992B TW 111141455 A TW111141455 A TW 111141455A TW 111141455 A TW111141455 A TW 111141455A TW I820992 B TWI820992 B TW I820992B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- circuit structures
- group
- circuit
- antenna module
- millimeter wave
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 52
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 102
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 21
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 101100242304 Arabidopsis thaliana GCP1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100412054 Arabidopsis thaliana RD19B gene Proteins 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 101150118301 RDL1 gene Proteins 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 101100412055 Arabidopsis thaliana RD19C gene Proteins 0.000 description 2
- 101100355967 Arabidopsis thaliana RDL3 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 101150054209 RDL2 gene Proteins 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- -1 combinations thereof Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002577 polybenzoxazole Polymers 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 101000966369 Rhizopus oryzae Lipase Proteins 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
一種毫米波天線模組封裝結構，包括第一組線路結構、第二組線路結構以及多個接合件。第一組線路結構包括至少一層第一線路層與多個第一導電連接件，且至少一層第一線路層包括天線圖案。第二組線路結構包括多層第二線路層與多個第二導電連接件。多個接合件設置於第一組線路結構與第二組線路結構之間。多個接合件連接多個第一導電連接件與多個第二導電連接件，以使第一組線路結構電性連接至第二組線路結構，構成多層重佈線結構。另提供一種毫米波天線模組封裝結構的製造方法。
Description
本發明是有關於一種毫米波天線模組封裝結構及其製造方法。
高頻的天線的封裝。其傳輸端及接收端和RFIC之間的距離需要最佳化。其傳輸銅線的表面粗糙度也需非常的平滑。若使用傳統的PC板(電路板)製程，無法對於天線與積體電路(IC)間的距離做精確的控制。而且製作PC板的蝕刻製程時會引起傳輸銅線的表面粗化。這些因素都會降低高頻的天線的效率。
本發明提供一種毫米波天線模組封裝結構及其製造方法，其可以在具有多層重佈線結構的同時擁有較佳的高頻的天線的效率。
本發明的一種毫米波模組天線封裝結構，包括第一組線路結構、第二組線路結構以及多個接合件。第一組線路結構包括至少一層第一線路層與多個第一導電連接件，且至少一層第一線
路層包括天線圖案。第二組線路結構包括多層第二線路層與多個第二導電連接件。多個接合件設置於第一組線路結構與第二組線路結構之間。多個接合件連接多個第一導電連接件與多個第二導電連接件，以使第一組線路結構電性連接至第二組線路結構，構成多層重佈線結構。
在本發明的一實施例中，每一上述的第一線路層包括多個第一導電通孔，每一第二線路層包括多個第二導電通孔，且第一導電通孔逐漸變細的方向與第二導電通孔逐漸變細的方向相反。
在本發明的一實施例中，上述的毫米波天線模組封裝結構更包括底膠。底膠至少填充部分多個接合件與第一組線路結構與第二組線路結構之間的間隙。
在本發明的一實施例中，部分上述的間隙未被底膠填充，以於第一組線路結構與第二組線路結構之間形成被底膠圍繞的空腔。
在本發明的一實施例中，上述的多個接合件位於空腔內，且多個接合件與底膠被分隔開。
在本發明的一實施例中，上述的間隙被填滿。
在本發明的一實施例中，上述的毫米波天線模組封裝結構更包括第一半導體裝置。第一半導體裝置設置於第二組線路結構上並與第二組線路結構電性連接。
在本發明的一實施例中，上述的第一半導體裝置設置為
多個，且部分第一半導體裝置設置於第二組線路結構的一表面上，另一部分第一半導體裝置設置於第二組線路結構的相對於表面的另一表面上。
在本發明的一實施例中，上述的毫米波天線模組封裝結構更包括第二半導體裝置。第二半導體裝置設置於第一組線路結構上並與第一組線路結構電性連接。
本發明的一種毫米波天線模組封裝結構的製造方法包括以下步驟。形成第一組線路結構於第一臨時載板上。第一組線路結構至少一層線路層與多個第一導電連接件，且至少一層線路層包括天線圖案。形成第二組線路結構於第二臨時載板上。第二組線路結構包括多層第二線路層與多個第二導電連接件。藉由多個接合件接合第一組線路結構與第二組線路結構，其中多個接合件連接多個第一導電連接件與多個第二導電連接件，以使第一組線路結構電性連接至第二組線路結構，構成多層重佈線結構。
在本發明的一實施例中，上述的第一組線路結構的介電層是藉由液態固化製程所形成。
在本發明的一實施例中，上述的第一組線路結構的介電層是藉由層壓製程所形成。
在本發明的一實施例中，上述的第一組線路結構的金屬線路是藉由薄膜製程所形成。
基於上述，本發明先將多組線路結構分別單獨製作於臨時載板上，再將前述多組線路結構直接接合組裝成多層重佈線結
構，如此一來，相較於一次性連續製作的多層重佈線結構而言，可以有效地降低翹曲程度，且可以對於天線與IC間的距離做較精確的控制，因此本發明的毫米波天線模組封裝結構，可以在具有多層重佈線結構的同時擁有較佳的高頻的天線的效率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10、20:臨時載板
12、22:離型層
100、100A、200、300、400:毫米波天線模組封裝結構
101:底膠
110、120:線路結構
110b、120b:底表面
111、121:線路層
111a:天線圖案
111b、121b:介電層
111c、121c:導電通孔
112、122:導電連接件
121a:導電圖案
130、130A、140:接合件
131:銅球
132:焊料層
141:銅柱
142:焊料凸塊
240:接墊
240c:中心區
240e:周邊區
250、250a、380:半導體裝置
260:密封體
260s:外表面
270:包覆層
C:空腔
H:間隙高度
RDL、RDL1、RDL2、RDL3:多層重佈線結構
S1、S2:表面
圖1A至圖1C是示出根據本發明的一些實施例的毫米波天線模組封裝結構的製造方法的部分示意性剖視圖。
圖1D是示出圖1C的替代性實施例的部分示意性剖視圖。
圖2A至圖2C是示出根據本發明的又一些實施例的毫米波天線模組封裝結構的製造方法的部分示意性剖視圖。
圖3A至圖3E是示出根據本發明的再一些實施例的毫米波天線模組封裝結構的製造方法的部分示意性剖視圖。
圖3F、圖3G是示出根據本發明的再一些實施例的毫米波天線模組封裝結構的部分示意性剖視圖。
圖4A、圖4C是示出圖1B的替代性實施例的部分示意性剖視圖。
圖4B是藉由圖4A的線路結構所形成的毫米波天線模組封裝結構的部分示意性剖視圖。
以下將參考圖式來全面地描述本發明的例示性實施例，但本發明還可按照多種不同形式來實施，且不應解釋為限於本文所述的實施例。在圖式中，為了清楚起見，各區域、部位及層的大小與厚度可不按實際比例繪製。為了方便理解，下述說明中相同的元件將以相同之符號標示來說明。
參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層或區域的厚度、尺寸或大小會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。
本文所使用之方向用語(例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部)僅作為參看所繪圖式使用且不意欲暗示絕對定向。
應當理解，儘管術語”第一”、”第二”、”第三”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。
除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。
圖1A至圖1C是示出根據本發明的一些實施例的毫米波天線模組封裝結構的製造方法的部分示意性剖視圖。圖1D是示出圖1C的替代性實施例的部分示意性剖視圖。請參考圖1A，於第一臨時載板10上形成第一組線路結構110，其中第一臨時載板10可以由玻璃、塑料、矽、金屬或其他合適的材料製成，只要該材料能夠承受後續製程並同時承載在其上形成的結構即可。
在一些實施例中，可選地可以在第一臨時載板10與第一組線路結構110之間塗敷第一離型層12(例如光熱轉換膜或其他合適的離型層)，以增強在後續過程中第一臨時載板10與第一組線路結構110之間的可剝離性且可以改善第一組線路結構110的平面度，但本發明不限於此。
在本實施例中，可以在第一臨時載板10上形成包括至少一層第一線路層111(圖1A示意地繪示出一層)與多個第一導電連接件112的第一組線路結構110，其中每一第一線路層111可以包括天線圖案111a、第一介電層111b及/或第一導電通孔111c。在此，天線圖案111a與第一導電通孔111c可以是嵌設於第一介電層111b內，但本發明不限於此。
在一些實施例中，天線圖案111a與第一導電通孔111c可以為第一組線路結構110的金屬線路，且前述金屬線路可以藉由薄膜(Thin film)製程所形成，因此利用半導體的晶圓薄膜製程製作的天線模組，在間距的控制，以及銅表面的平坦的控制均能有效地改進，如此一來，在後續完成的毫米波天線模組封裝結構的
厚度，大小都可以比用PC板製程做的更小巧，更適合於移動通信產品的用途，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一組線路結構110的第一介電層111b是藉由液態固化製程所形成，其材料例如是聚酰亞胺，但本發明不限於此，第一組線路結構110的第一介電層111b也可以是藉由層壓製程所形成，其材料例如是ABF。
在一些實施例中，可在第一臨時載板10上形成天線圖案111a，其中天線圖案111a可以是與第一離型層12直接接觸。接下來，可在第一臨時載板10上形成包括多個開口的第一介電層111b，其中開口暴露出天線圖案111a的至少一部分以用於電性連接。然後，可在第一介電層111b的開口內形成導電材料，以形成第一導電通孔111c。接著，可以使用合適的沉積製程形成第一導電連接件112。應當注意的是，圖1A中所示的第一組線路結構110僅為示例性的，可以根據電路設計要求形成更多層的第一組線路結構110，只要第一組線路結構110包括至少一層具有天線圖案111a的第一線路層111與第一導電連接件112皆屬於本發明的保護範圍。
在一些實施例中，天線圖案111a、第一導電通孔111c的材料可以包括銅、金、鎳、鋁、鉑、錫、其組合、其合金或其他合適的導電材料，而第一介電層111b的材料可以包括聚酰亞胺(polyimide,PI)、苯並環丁烯(benzocyclobutene,BCB)、聚苯並噁唑(polybenzoxazole,PBO)、無機介電材料(例如氧化矽，氮化矽等)、
ABF或其他合適的電性絕緣材料，但本發明不限於此。
在未繪示的實施例中，第一導電連接件112可以是由第一晶種層、第二晶種層(材料例如是鈦/銅(Ti/Cu))與電鍍層(材料例如是銅)依序堆疊所形成，但本發明不限於此，在另一些實施例中，第一導電連接件112可以包括其他合適的導電材料如銀、金、鎳或其合金，舉例而言，可以是Cu、Cu/Ni/Au、Cu/Ti、Cu/Ag或其類似者，如可以在導電墊(材料例如是銅)上形成黏著層(材料例如是鈦)，再藉由電鍍、濺鍍或其他合適的沉積方式於黏著層上形成金屬層(材料例如是銀)，其中黏著層的厚度可以小於金屬層的厚度。應說明的是，儘管圖式中第一導電連接件112繪示的皆是接墊(pad)形式，但本發明不限於此，第一接合件也可以是導電柱(pillar)形式。
在本實施例中，第一組線路結構110包括靠近第一臨時載板10的底表面110b，且在底表面110b處的天線圖案111a和第一介電層111b可基本上為齊平的。此外，第一導電通孔111c朝向第一導電連接件112的方向上逐漸變粗(如寬度或直徑逐漸變粗)，換句話說，第一導電通孔111c朝向第一臨時載板10的方向上逐漸變細(如寬度或直徑逐漸變細)，但本發明不限於此。
在一些實施例中，可以省略對第一導電連接件112進行平坦化製程，但本發明不限於此。
請參考圖1B，於第二臨時載板20上形成第二組線路結構120，其中第二組線路結構120包括多層第二線路層121(圖1B
示意地繪示出三層)與多個第二導電連接件122，且每一第二線路層121可以包括導電圖案121a、第二介電層121b及/或第二導電通孔121c。在此，導電圖案121a與第二導電通孔121c可以是嵌設於第二介電層121b內，但本發明不限於此。
在本實施例中，第二組線路結構120包括靠近第二臨時載板20的底表面120b，其中在底表面120b處的導電圖案121a和第二介電層121b可基本上為齊平的。此外，第二導電通孔121c朝向所述多個第二導電連接件122的方向上逐漸變粗(如寬度或直徑逐漸變粗)，換句話說，第二導電通孔121c朝向第二臨時載板20的方向上逐漸變細(如寬度或直徑逐漸變細)，但本發明不限於此。
應說明的是，靠近第二導電連接件122的第二線路層121的導電圖案121a密度與遠離第二導電連接件122的第二線路層121的導電圖案121a的密度的疏密分布可以是視實際設計上的需求進行設計，本發明不加以限制。
此外，導電圖案121a及/或第二導電通孔121c的材料類似於天線圖案111a及/或第一導電通孔111c，第一導電連接件112類似於第二導電連接件122，但第二介電層121b的材料不同於第一介電層111b，舉例而言，第二介電層121b的材料可以是ABF(Ajinomoto Build-up Film)、PP(Polypropylene)或其類似者。
請參考圖1C，將圖1A所繪示的結構上下翻面(flipped upside down)，藉由多個接合件130接合第一組線路結構110與第
二組線路結構120，其中多個接合件130連接多個第一導電連接件112與多個第二導電連接件122，以使第一組線路結構110電性連接至第二組線路結構120，構成多層重佈線結構RDL。在此，多個接合件130可以是焊料(solder)接合件。此外，可選地，可以於第一組線路結構110與第二組線路結構120之間設置底膠101，且底膠101可以填入第一導電連接件112與第二導電連接件122之間的間隙且間隙被填滿，因此底膠101可以圍繞第一導電連接件112、第二導電連接件122與接合件130，以進一步提升接合可靠度，但本發明不限於此。經由上述製作已經大致完成本實施例的毫米波天線模組封裝結構100。
在本實施例中，毫米波天線模組封裝結構100包括第一組線路結構110以及第二組線路結構120。第一組線路結構110包括至少一層第一線路層111(包括天線圖案111a)與多個第一導電連接件112。第二組線路結構120包括多層第二線路層121與多個第二導電連接件122。多個接合件130設置於第一組線路結構110與第二組線路結構120之間，其中多個接合件130連接多個第一導電連接件112與多個第二導電連接件122，以使第一組線路結構110電性連接至第二組線路結構120，構成多層重佈線結構RDL。據此，本實施例先將多組線路結構(第一組線路結構110與第二組線路結構120)分別單獨製作於臨時載板(第一臨時載板10與第二臨時載板20)上，再將多組線路結構直接接合組裝成多層重佈線結構(多層重佈線結構RDL)，如此一來，相較於一次性連續製作多
層重佈線結構而言，可以有效地降低翹曲程度，且可以對於天線與IC間的距離做較精確的控制，因此本實施例的毫米波天線模組封裝結構100，可以在具有多層重佈線結構RDL的同時擁有較佳的高頻的天線的效率。
進一步而言，由於製程上的限制，困難度與製作的層數會呈正相關，因此當要製作越多層時，在製造過程中使整個重佈線結構受到損壞的機率就越高，進而無法有效控管良率與成本的問題，而本實施例將多層重佈線結構RDL拆分成多組較少層數的線路結構分別單獨製作，因此可以避免連續堆疊多層無法有效控管良率與成本的問題，但本發明不限於此。
在一些實施例中，當線路的線距/間距(L/S)(例如是線寬)越細的時候，製程的要求會更加嚴苛，因此欲形成多層重佈線結構會遭遇到更多困難，而本實施例使用接合組裝多組線路結構的方式製作精細線距/間距結構相較於連續形成的結構在良率與電氣性能上可以具有更大的優勢，舉例而言，第一組線路結構110可以是具有至少小於7微米的精細線距/間距，而第二組線路結構120具有至少大於7微米的粗線距/間距，也就是說，在本實施例中，多層重佈線結構RDL可以是粗線距/間距線路結構與精細線距/間距線路結構的組合，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一導電通孔111c朝向第一導電連接件112的方向上逐漸變粗(如寬度或直徑逐漸變粗)，且第二導電通孔121c朝向第二導電連接件122的方向上逐漸變粗(如寬度或直徑
逐漸變粗)，換句話說，第一導電通孔111c朝向第一臨時載板10的方向上逐漸變細(如寬度或直徑逐漸變細)，且第二導電通孔121c朝向第二臨時載板20的方向上逐漸變細(如寬度或直徑逐漸變細)，也就是說，在接合製程之後，第一導電通孔111c逐漸變細的方向與第二導電通孔121c逐漸變細的方向相反。
應說明的是，依照實際應用上的需求，可以可選地移除第一臨時載板10及/或第二臨時載板20，以暴露出天線圖案111a及/或第二導電通孔121c並與其他元件進行電性連接。在此，可以藉由在線路結構的底表面和臨時載板之間施加外部能量以剝離離型層。
此外，第一組線路結構110與第二組線路結構120的具體層數與組數也可以是實際設計上的需求進行調整，本發明不加以限制，例如第一組線路結構110的第一線路層111與第二組線路結構120的第二線路層121的數量可以相同或不同，如圖1C所繪示的為第一組線路結構110的第一線路層111(一層)與第二組線路結構120的第二線路層121(三層)的數量不同的實施例，且多層重佈線結構RDL也可以包括更多組類似於第一組線路結構110及/或第二組線路結構120的其他線路結構。
在此必須說明的是，以下實施例沿用上述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明，關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖1D是示出圖1C的替代性實施例的部分示意性剖視圖。請參考圖1D，圖1D的毫米波天線模組封裝結構100A與圖1C的毫米波天線模組封裝結構100的差異在於：毫米波天線模組封裝結構100A的接合件130A的形式不同於毫米波天線模組封裝結構100的接合件130，且多層重佈線結構RDL1的接合件130A與第一組線路結構110與第二組線路結構120之間的部分間隙未被底膠101填充，以於第一組線路結構110與第二組線路結構120之間形成被底膠101圍繞的空腔C。進一步而言，接合件130A可以是複合結構，例如是以銅球131(在替代性的實施例中也可以是銅柱)作為核心並在銅球131外部形成焊料層132以包覆銅球131。此外，前述接合件130A可以位於空腔C內並與底膠101被分隔開，換句話說，接合件130A可以不接觸底膠101。
在一些實施例中，第一組線路結構110與第二組線路結構120之間的間隙高度H會影響裝置尺寸，製程技術、天線效能與裝置的應用性等，而具有複合結構的接合件130A可以用於控制第一組線路結構110與第二組線路結構120之間的間隙高度H，因此可以進一步提升毫米波天線模組封裝結構100A的電性表現，但本發明不限於此。
在一些實施例中，空腔C可以是空氣空腔，亦可以基於天線的應用在額外填入其他介電材料，本發明不加以限制。
圖2A至圖2C是示出根據本發明的又一些實施例的毫米波天線模組封裝結構的製造方法的部分示意性剖視圖。請參考圖
2A，接續圖1C，移除第二離型層22與第二臨時載板20，以暴露出第二組線路結構120的底表面120b的第二導電通孔121c與第二介電層121b。接著，於第二組線路結構120的底表面120b的第二導電通孔121c上形成多個接墊240。在此，接墊240可以是使用任何適宜的導電材料與方法所形成。
請參考圖2B，於第二組線路結構120的接墊240上設置多個第一半導體裝置250，且多個第一半導體裝置250電性連接至第二組線路結構120。此外，多個第一半導體裝置250可以藉由第二組線路結構120電性連接至第一組線路結構110的天線圖案111a。
在一些實施例中，接墊240的分布可以具有中心區240c與位於中心區二側的周邊區240e，而設置於中心區240c的第一半導體裝置250可以是RF(Radio Frequency)晶片(示意地繪示出一個)以及設置於周邊區240e的第一半導體裝置250可以為被動元件(示意地繪示出兩個)，亦即被動元件可以位於RF晶片的兩側，但本發明不限於此，第一半導體裝置250的數量、種類及設置位置皆可以是實際設計上的需求進行調整。
請參考圖2C，於第二組線路結構120的底表面120b上形成密封體260，以包封多個第一半導體裝置250，其中密封體260可以是藉由模塑製程(molding process)所形成的模塑化合物(molding compound)。在此，密封體260例如可以由環氧樹脂或其他適宜的樹脂等絕緣材料所形成的，但本發明不限於此。接著，
可以於密封體260上形成包覆層270，使毫米波天線模組封裝結構200可以具有良好的電磁干擾屏蔽(electromagnetic interference(EMI)shielding)，其中包覆層270可以共形(conformally)形成於密封體260的外表面260s上。然後，移除第一離型層12與第一臨時載板10，以完成本實施例的毫米波天線模組封裝結構200。在此，包覆層270的製程可以包括執行物理氣相沉積或電鍍製程，而材料可以包括銅、錫、鋁、鋼或其它適宜的材料。
在一些實施例中，圖2C的毫米波天線模組封裝結構200為封裝天線(Antenna-in-Package,AiP)，但本發明不限於此。
圖3A至圖3E是示出根據本發明的再一些實施例的毫米波天線模組封裝結構的製造方法的部分示意性剖視圖。圖3F、圖3G是示出圖3B的替代性實施例的部分示意性剖視圖。請參考圖3A，提供類似於圖1A的第一組線路結構110但更包括多個第二半導體裝置380設置於其上。在此，第二半導體裝置380例如是電感、電容或其類似者，且圖3A所繪示的數量及設置位置僅為示例性，第二半導體裝置380的數量、種類及設置位置可以依照實際設計上的需求進行選擇。
請參考圖3B，提供圖1B的第二組線路結構120且藉由如圖1D所示的接合件130A(在替代性實施例中也可以使用圖1C所示的接合件130)接合第一組線路結構110與第二組線路結構120，以使第一組線路結構110與第二組線路結構120具有足夠高度形成間隙，進而可以容置第一組線路結構110上的多個第二半
導體裝置380，也就是說，多個第二半導體裝置380可以設置於第一組線路結構110與第二組線路結構120之間。在此，多個第二半導體裝置380可以用適宜的方式接合在第一組線路結構110上，本發明不加以限制。此外，第一組線路結構110、接合件130A、第二組線路結構120、底膠101以及多個第二半導體裝置380可以構成多層重佈線結構RDL2。
此外，在本實施例中，底膠101可以填入第一導電連接件112與第二導電連接件122之間的間隙且間隙被填滿，因此底膠101可以圍繞第一導電連接件112、第二導電連接件122、接合件130A與多個第二半導體裝置380，以進一步提升接合可靠度，但本發明不限於此。
另一方面，在一些替代性實施例中，接合件130A還可以具有其他不同態樣，舉例而言，如圖3F所示，藉由接合件140接合第一組線路結構110與第二組線路結構120，其中接合件140可以由銅柱141與焊料凸塊142所組成。進一步而言，在圖3F的實施例中，銅柱141可以與第二組線路結構120直接接觸，而焊料凸塊142可以與第一組線路結構110直接接觸，但本發明不限於此，在另一替代性實施例中，如圖3G所示，銅柱141可以與第一組線路結構110直接接觸，而焊料凸塊142可以與第二組線路結構120直接接觸。
請參考圖3C，類似於圖2A，移除第二離型層22與第二臨時載板20，以暴露出第二組線路結構120的底表面120b的第二
導電通孔121c與第二介電層121b。接著，於第二組線路結構120的底表面120b的第二導電通孔121c上形成多個接墊240。
請參考圖3D，類似於圖2B，於第二組線路結構120的接墊240上設置多個第一半導體裝置250，且多個第一半導體裝置250電性連接至第二組線路結構120，其中多個第一半導體裝置250可以藉由第二組線路結構120電性連接至第一組線路結構110的天線圖案111a。
請參考圖3E，類似於圖2C，於第二組線路結構120的底表面120b上形成密封體260，以包封多個第一半導體裝置250，並於密封體260上形成包覆層270，使毫米波天線模組封裝結構200可以具有良好的電磁干擾屏蔽。然後，移除第一離型層12與第一臨時載板10，以完成本實施例的毫米波天線模組封裝結構300。
在一些實施例中，圖3E的毫米波天線模組封裝結構300為封裝天線(Antenna-in-Package,AiP)，但本發明不限於此。
圖4A是示出圖1B的替代性實施例的部分示意性剖視圖。圖4B是藉由圖4A的線路結構所形成的毫米波天線模組封裝結構的部分示意性剖視圖。圖4C是示出圖1B的替代性實施例的部分示意性剖視圖。請參考圖4A，提供類似於圖1B的第二組線路結構120但更包括其他第一半導體裝置250a設置於其上。在此，第一半導體裝置250a可以是RF晶片。此外，在一替代性實施例中，如圖4C所示，還可以更包括將由銅柱141與焊料凸塊
142所組成的接合件140設置於第二組線路結構120上且位於第一半導體裝置250a的二側，但本發明不限於此。
接著，請參考圖4B，提供類似於圖3A的第一組線路結構110(但僅設置一個第二半導體裝置380)且藉由如圖1D所示的接合件130A(在替代性實施例中也可以是圖1C所示的接合件130)接合第一組線路結構110與第二組線路結構120，其中第一組線路結構110、接合件130A、第二組線路結構120、底膠101、第一半導體裝置250a以及第二半導體裝置380可以構成多層重佈線結構RDL3。然後，藉由類似於圖3C至圖3E的步驟完成本實施例的毫米波天線模組封裝結構400。進一步而言，在本實施例中，部分第一半導體裝置250設置於第二組線路結構的表面S1上，另一部分第一半導體裝置250a設置於第二組線路結構120的相對於表面S1的另一表面S2上，且由於第一半導體裝置250a可以是RF晶片，因此設置於第二組線路結構的表面S1上位於中心區240c的第一半導體裝置250可以是其他IC晶片。此外，由於第一半導體裝置250a(例如是RF晶片)設置於第一組線路結構110與第二組線路結構120之間的間隙，因此第一半導體裝置250a(例如是RF晶片)可以是嵌入於底膠101內，但本發明不限於此。
應說明的是，上述毫米波天線模組封裝結構中的多層重佈線結構亦可以使用圖1D中的多層重佈線結構RDL1(具有空腔C)進行替代。此外，第一組線路結構110亦可以使用具有至少大於7微米的粗線距/間距且具有天線圖案的線路結構所替代，第二
組線路結構120也可以使用具有至少小於7微米的細線距/間距線路結構所替代。
綜上所述，本發明先將多組線路結構分別單獨製作於臨時載板上，再將前述多組線路結構直接接合組裝成多層重佈線結構，如此一來，相較於一次性連續製作的多層重佈線結構而言，可以有效地降低翹曲程度，且可以對於天線與IC間的距離做較精確的控制，因此本發明的毫米波天線模組封裝結構，可以在具有多層重佈線結構的同時擁有較佳的高頻的天線的效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、20:臨時載板
12、22:離型層
100:毫米波天線模組封裝結構
101:底膠
110、120:線路結構
111a:天線圖案
111c、121c:導電通孔
112、122:導電連接件
130:接合件
RDL:多層重佈線結構
Claims (13)
- 一種毫米波天線模組封裝結構，包括： 第一組線路結構，包括至少一層第一線路層與多個第一導電連接件，且至少一層第一線路層包括天線圖案； 第二組線路結構，包括多層第二線路層與多個第二導電連接件；以及 多個接合件，設置於所述第一組線路結構與所述第二組線路結構之間，其中所述多個接合件連接所述多個第一導電連接件與所述多個第二導電連接件，以使所述第一組線路結構電性連接至所述第二組線路結構，構成多層重佈線結構。
- 如請求項1所述的毫米波天線模組封裝結構，其中每一所述第一線路層包括多個第一導電通孔，每一所述第二線路層包括多個第二導電通孔，且所述第一導電通孔逐漸變細的方向與所述第二導電通孔逐漸變細的方向相反。
- 如請求項1所述的毫米波天線模組封裝結構，更包括底膠，至少填充部分所述多個接合件與所述第一組線路結構與所述第二組線路結構之間的間隙。
- 如請求項3所述的毫米波天線模組封裝結構，其中部分所述間隙未被所述底膠填充，以於所述第一組線路結構與所述第二組線路結構之間形成被所述底膠圍繞的空腔。
- 如請求項4所述的毫米波天線模組封裝結構，其中所述多個接合件位於所述空腔內，且所述多個接合件與所述底膠被分隔開。
- 如請求項3所述的毫米波天線模組封裝結構，其中所述間隙被填滿。
- 如請求項1所述的毫米波天線模組封裝結構，更包括： 第一半導體裝置，設置於第二組線路結構上並與所述第二組線路結構電性連接。
- 如請求項7所述的毫米波天線模組封裝結構，其中所述第一半導體裝置設置為多個，且部分所述第一半導體裝置設置於所述第二組線路結構的一表面上，另一部分所述第一半導體裝置設置於所述第二組線路結構的相對於所述表面的另一表面上。
- 如請求項1所述的毫米波天線模組封裝結構，更包括： 第二半導體裝置，設置於所述第一組線路結構上並與所述第一組線路結構電性連接。
- 一種毫米波天線模組封裝結構的製造方法，包括： 形成第一組線路結構於第一臨時載板上，其中所述第一組線路結構至少一層第一線路層與多個第一導電連接件，且所述至少一層第一線路層包括天線圖案； 形成第二組線路結構於第二臨時載板上，其中所述第二組線路結構包括多層第二線路層與多個第二導電連接件；以及 藉由多個接合件接合所述第一組線路結構與所述第二組線路結構，其中所述多個接合件連接所述多個第一導電連接件與所述多個第二導電連接件，以使所述第一組線路結構電性連接至所述第二組線路結構，構成多層重佈線結構。
- 如請求項10所述的毫米波天線模組封裝結構的製造方法，其中所述第一組線路結構的介電層是藉由液態固化製程所形成。
- 如請求項10所述的毫米波天線模組封裝結構的製造方法，其中所述第一組線路結構的介電層是藉由層壓製程所形成。
- 如請求項10所述的毫米波天線模組封裝結構的製造方法，其中所述第一組線路結構的金屬線路是藉由薄膜製程所形成。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17/980,536 US11876291B2 (en) | 2021-11-04 | 2022-11-03 | Millimeter-wave antenna module package structure and manufacturing method thereof |
| US18/511,976 US20240088552A1 (en) | 2021-11-04 | 2023-11-16 | Manufacturing method of millimeter-wave antenna module package structure |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163275914P | 2021-11-04 | 2021-11-04 | |
| US63/275,914 | 2021-11-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202320251A TW202320251A (zh) | 2023-05-16 |
| TWI820992B true TWI820992B (zh) | 2023-11-01 |
Family
ID=87379058
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111140307A TW202349517A (zh) | 2021-11-04 | 2022-10-24 | 半導體基板結構及其製造方法 |
| TW111141455A TWI820992B (zh) | 2021-11-04 | 2022-10-31 | 毫米波天線模組封裝結構及其製造方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111140307A TW202349517A (zh) | 2021-11-04 | 2022-10-24 | 半導體基板結構及其製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (2) | TW202349517A (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201715665A (zh) * | 2015-07-28 | 2017-05-01 | 鈺橋半導體股份有限公司 | 底部元件限制於介電材凹穴內之封裝疊加半導體組體 |
| TW201733058A (zh) * | 2016-03-15 | 2017-09-16 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 重佈線路結構 |
| TW201803043A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-16 | 英特爾公司 | 具有天線之半導體封裝體 |
| TW201806037A (zh) * | 2016-05-20 | 2018-02-16 | 蘭姆研究公司 | 達成整個重分佈層之均勻性的系統及方法 |
| TW201906023A (zh) * | 2017-06-20 | 2019-02-01 | 恆勁科技股份有限公司 | 製作晶片封裝結構之方法 |
| TW202023105A (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-16 | 南韓商三星電子股份有限公司 | 天線模組 |
| US10727083B1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-07-28 | Applied Materials, Inc. | Method for via formation in flowable epoxy materials by micro-imprint |
| TW202040784A (zh) * | 2019-04-17 | 2020-11-01 | 力成科技股份有限公司 | 堆疊式晶片封裝 |
| TW202114135A (zh) * | 2019-09-17 | 2021-04-01 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 封裝及其形成方法 |
| TW202129885A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-08-01 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 半導體器件的製造方法 |
| TW202129829A (zh) * | 2019-03-04 | 2021-08-01 | 新加坡商Ｐｅｐ創新私人有限公司 | 晶片封裝結構 |
| TW202139416A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-10-16 | 美商高通公司 | 被配置作為位於板腔之上的遮罩件的貼片基板 |
-
2022
- 2022-10-24 TW TW111140307A patent/TW202349517A/zh unknown
- 2022-10-31 TW TW111141455A patent/TWI820992B/zh active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201715665A (zh) * | 2015-07-28 | 2017-05-01 | 鈺橋半導體股份有限公司 | 底部元件限制於介電材凹穴內之封裝疊加半導體組體 |
| TW201733058A (zh) * | 2016-03-15 | 2017-09-16 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 重佈線路結構 |
| TW201806037A (zh) * | 2016-05-20 | 2018-02-16 | 蘭姆研究公司 | 達成整個重分佈層之均勻性的系統及方法 |
| TW201803043A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-16 | 英特爾公司 | 具有天線之半導體封裝體 |
| TW201906023A (zh) * | 2017-06-20 | 2019-02-01 | 恆勁科技股份有限公司 | 製作晶片封裝結構之方法 |
| TW202023105A (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-16 | 南韓商三星電子股份有限公司 | 天線模組 |
| US10727083B1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-07-28 | Applied Materials, Inc. | Method for via formation in flowable epoxy materials by micro-imprint |
| TW202129829A (zh) * | 2019-03-04 | 2021-08-01 | 新加坡商Ｐｅｐ創新私人有限公司 | 晶片封裝結構 |
| TW202040784A (zh) * | 2019-04-17 | 2020-11-01 | 力成科技股份有限公司 | 堆疊式晶片封裝 |
| TW202114135A (zh) * | 2019-09-17 | 2021-04-01 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 封裝及其形成方法 |
| TW202129885A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-08-01 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 半導體器件的製造方法 |
| TW202139416A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-10-16 | 美商高通公司 | 被配置作為位於板腔之上的遮罩件的貼片基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202320251A (zh) | 2023-05-16 |
| TW202320276A (zh) | 2023-05-16 |
| TW202349517A (zh) | 2023-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206992089U (zh) | 半导体装置 | |
| US10784232B2 (en) | Semiconductor package and fabricating method thereof | |
| US10312220B2 (en) | Semiconductor package and fabricating method thereof | |
| TWI610412B (zh) | 封裝結構及其形成方法 | |
| EP2798675B1 (en) | Method for a substrate core layer | |
| TWI713177B (zh) | 半導體封裝及其製造方法 | |
| TWI611534B (zh) | 適用於可堆疊式半導體組體之具有凹穴的互連基板、其製作方法及垂直堆疊式半導體組體 | |
| TWM601901U (zh) | 晶片封裝結構 | |
| US20090042336A1 (en) | Fabrication method of an organic substrate having embedded active-chips | |
| US10121736B2 (en) | Method of fabricating packaging layer of fan-out chip package | |
| TWI740219B (zh) | 載板及其製作方法 | |
| TW201804575A (zh) | 整合扇出型封裝 | |
| CN110148587B (zh) | 扇出型天线封装结构及封装方法 | |
| CN115132593B (zh) | 一种三维封装结构及其制备方法 | |
| US11948899B2 (en) | Semiconductor substrate structure and manufacturing method thereof | |
| CN112038305A (zh) | 一种多芯片超薄扇出型封装结构及其封装方法 | |
| KR102373804B1 (ko) | 반도체 패키지 및 그 제조 방법 | |
| CN107958844B (zh) | 封装结构及其制作方法 | |
| CN109727934B (zh) | 封装结构及其制备方法 | |
| US20200075554A1 (en) | Electronic package and method for fabricating the same | |
| CN218385219U (zh) | 半导体器件 | |
| TWI820992B (zh) | 毫米波天線模組封裝結構及其製造方法 | |
| CN118039572A (zh) | 电子封装件及其制法 | |
| US11876291B2 (en) | Millimeter-wave antenna module package structure and manufacturing method thereof | |
| CN111490025B (zh) | 电子封装件及其封装基板与制法 |