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TWI663781B - 多頻天線封裝結構 - Google Patents

多頻天線封裝結構 Download PDF

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TWI663781B
TWI663781B TW106145791A TW106145791A TWI663781B TW I663781 B TWI663781 B TW I663781B TW 106145791 A TW106145791 A TW 106145791A TW 106145791 A TW106145791 A TW 106145791A TW I663781 B TWI663781 B TW I663781B
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Taiwan
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layer
metal
integrated circuit
dielectric
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管延城
梁嘉仁
蔣靜雯
余建德
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國家中山科學研究院
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本發明係提供一種多頻天線封裝結構，該結構係包括一第一重佈線層、一積體電路層、第二重佈線層及一天線單元層，於該第一重佈線層、一積體電路層、第二重佈線層及一天線單元層上設置有複數可相互連通之開孔，且各該開孔內填充導電材料，藉以達到各層間電性相互連接，及縮小多頻天線封裝結構之目的。

Description

多頻天線封裝結構
本發明係有關於一種天線封裝結構，更詳而言之，尤指一種多頻天線封裝結構。
天線是通信設備的重要組成部分，可以輻射射頻信號。用於將天線系統與晶片系統電連接的一種現有連接方式是引線接合，其中天線包括設置在基板上的天線和設置在晶片上的另一個天線。然而，引線接合不僅會顯著地導致射頻信號的功耗，而且由於用於獲得高品質之輸入/輸出的電極焊盤而佔用大的空間。
為了減少引線接合的使用，在封裝結構中集成天線的設計已經由公開論文公開。然而，封裝結構不是將多頻天線與系統電連接的疊層封裝結構，與現有的先進製造工藝相比，封裝結構的製造工藝並不穩定，模具複合過孔不一致，並且由於翹曲的影響而發生非接觸接合。
鑒於上述習知技術之缺點，本發明主要之目的在於提供一種縮小結構之多頻天線封裝結構。
本發明另一目的在於提供一種可同時使用不同 頻率之多頻天線封裝結構。
本發明再一目的在於提供一種製作多頻天線之製作方法。
本發明又一目的在於提供一種使用多頻天線之通訊裝置。
為達上述目的，本發明係提供一種多頻天線封裝結構，該結構係包括一第一重佈線層、一積體電路層、第二重佈線層及一天線單元層，該第一重佈線層係包括一具有複數開口的第一介電材料層，及設置於該第一介電材料層的複數開口中的複數金屬層，該積體電路層係設置於該第一重佈線層上，具有至少一金屬通孔(via)、至少一金屬柱(pillar)、一積體電路晶片和一模製(molding)層，該第二重佈線層係設置於該積體電路層上，包括一第二介電材料層和形成在該第二介電材料層的多個開口中的多個第二金屬層，該第一天線單元層係設置於該第二重佈線層上，包括一第一介電層和形成在該第一介電層的複數開口中的複數第三金屬層，其中，該金屬柱以及該積體電路晶片設置在該第一重佈線層上，該金屬柱電連接該積體電路晶片與該等第一金屬層的其中一者，該等第三金屬層中的至少一者電連接該等第二金屬層的其中一者，並且該等第三金屬層形成一第一天線單元，其中該第一天線單元為一多輸入多輸出相位天線，且該積體電路晶片層的高度相同於或小於該金屬通孔的高度，藉以達到縮小多頻天 線封裝結構之目的。
100‧‧‧積體電路晶片
101‧‧‧凸塊球
102‧‧‧第一保護層
103‧‧‧第一重佈線層
104‧‧‧積體電路層
105‧‧‧第二重佈線層
106‧‧‧第一屏蔽層
107‧‧‧第一天線層
108‧‧‧第二保護層
109‧‧‧第一介電材料層
110‧‧‧第一金屬層
111‧‧‧金屬柱
112‧‧‧第二天線單元
113‧‧‧導電墊
114‧‧‧積體電路
115‧‧‧半導體材料
116‧‧‧模製層
117‧‧‧金屬通孔
118‧‧‧第二介電材料層
119‧‧‧第二金屬層
120‧‧‧第二介電層
121‧‧‧第四金屬層
122‧‧‧第三金屬層
123‧‧‧第一介電層
第1圖係為本發明多頻天線封裝結構示意圖。
以下係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瞭解本發明之其他優點與功效。
請參閱第1圖，係為本發明多頻天線封裝結構示意圖，如圖所示，該結構係包括一第一重佈線(redistribution)層103、一積體電路層104、一第二重佈線層105、一第一屏蔽層106、一第一天線層107、一第一保護層102、一第二保護層108及多個凸塊球(bump balls)101，該第一重佈線層103包括一第一介電材料層109，和形成在該第一介電材料層109的複數開口中的複數第一金屬層110，該積體電路層104形成於該第一重佈線層上103，該積體電路層104包括至少一金屬通孔(via)117、至少一金屬柱(pillar)111、積體電路晶片100和模製(molding)層116，其中，該模製層116用以填充該金屬通孔117形成的複數開口，該金屬柱111以及該積體電路晶片100設置在該第一重佈線層上103，該金屬通孔117電連接各該第一金屬層110，該金屬柱111電連接該積體電路晶片100，及複數第一金屬層110， 該積體電路晶片100包括位於該積體電路晶片100之積體電路上114的第二天線單元112、及複數導電墊113。
該第二重佈線層105形成於該積體電路層104上，該第二重佈線層105包括一第二介電材料層118，及形成在該第二介電材料層118的各該開口中的第二金屬層119，其中，該金屬通孔117電性連接複數第二金屬層119，該第一屏蔽層106設置於該第一天線單元層107，及該第二重佈線層105之間，該第一屏蔽層106包括一第一介電層120，及形成於該第二介質層120的複數開口中的複數第四金屬層121，其中，各該第四金屬層121電連接該第一天線單元層107的複數第三金屬層122，及部分的第二金屬層119。
上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此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飾與變化。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 (15)

  1. 一種多頻天線封裝結構，該結構係包括：一第一重佈線層，係包括一具有複數開口的第一介電材料層，及設置於該第一介電材料層的複數開口中的複數第一金屬層；一積體電路層，係設置於該第一重佈線層上，該積體電路層包括至少一金屬通孔(via)、至少一金屬柱(pillar)、一積體電路晶片和一模製(molding)層，其中該模製層用以填充於該金屬通孔形成的複數開口內，該金屬柱以及該積體電路晶片設置在該第一重佈線層上，該金屬通孔電連接該等第一金屬層的其中一者，該金屬柱電連接該積體電路晶片與該等第一金屬層的其中一者；一第二重佈線層，形成在該積體電路層上，該第二重佈線層包括一第二介電材料層和形成在該第二介電材料層的多個開口中的多個第二金屬層，其中該金屬通孔電連接該等第二金屬層中的其中一者；以及一第一天線單元層，包括一第一介電層和形成在該第一介電層的複數開口中的複數第三金屬層，其中該等第三金屬層中的至少一者電連接該等第二金屬層的其中一者，並且該等第三金屬層形成一第一天線單元，其中該第一天線單元為一多輸入多輸出相位天線，且該積體電路晶片的高度相同於或小於該金屬通孔的高度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線封裝結構，其中，該積體電路晶片係包括位於該積體電路晶片之一積體電路上的一第二天線單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線封裝結構，更包括：一第一屏蔽層，形成於該第一天線單元層與該第二重佈線層之間，該第一屏蔽層包括形一第一介電層與成於該第二介質層的多個開口中的多個第四金屬層，其中該等第四金屬層電連接該等第三金屬層與部分的該等第二金屬層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之多頻天線封裝結構，更包括：一第一保護層，其中該第一重佈線層設置於該第一保護層上；一第二保護層，形成在該第一天線單元層上；以及多個凸塊球(bump balls)，其中該多頻天線封裝結構透過過該等凸塊球安裝在一基板上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線封裝結構，更包括：一第二天線單元層，包括一第二介電層和形成在該第二介電層的多個開口中的多個第四金屬層，其中該等第四金屬層中的至少一者電連接到該等第一金屬層中的其中一者，該等第四金屬層形成該第二天線單元，且該第一重佈線層形成在該第二天線單元層上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多頻天線封裝結構，更包括：一第一屏蔽層，形成於該第一天線單元層與該第二重佈線層之間，該第一屏蔽層包括一第三介電層與形成於該第三介電層的多個開口中的多個第五金屬層，其中該等第五金屬層電連接該等第三金屬層與部分的該等第二金屬層；以及一第二屏蔽層，形成於該第二天線單元層與該第一重佈線層之間，該第二屏蔽層包括一第四介電層與形成於該第四介質層的多個開口中的多個第六金屬層，該等第六金屬層電連接該等第四金屬層與部分的該等第一金屬層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之多頻天線封裝結構，更包括：一第一保護層，其中該第一重佈線層位於該第一保護層上；一第二保護層，形成在該第一天線單元層上；以及多個凸塊球，其中該多頻天線封裝結構透過該等凸塊球安裝在一基板上。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之多頻天線封裝結構，其中，該第二天線單元為一多輸入多輸出相位天線。
  9. 一種多頻天線封裝結構的製造方法，係包括：提供具有一第一膠層的一第一臨時基板；在該第一膠層上形成一第一介電材料層，以及在該第一介電材料層的多個開口中形成多個第一金屬圖案；在該等第一金屬圖案的其中一者上形成至少一金屬通孔；在部分的該等第一金屬圖案的上形成至少一金屬柱，以及在該金屬柱上設置一積體電路晶片；形成一模製層以覆蓋該金屬柱、該金屬通孔與該積體電路晶片；薄化(thinning down)該模製層以暴露該金屬通孔，以形成包括該模製層、該金屬通孔、該金屬柱和該積體電路晶片的一積體電路晶片層；在該積體電路晶片層上形成一第一重佈線層，其中該第一重佈線層包括一第二介電材料層和多個第二金屬圖案，其中該等第二圖案形成在該第二介電材料層的多個開口中；在該第一重佈線層上形成一第一天線單元層，其中該第一天線單元層包括一第一介電層和形成在該第一介電層的多個開口中的多個第三金屬圖案，其中該等第三金屬圖案中的至少一個電連接該該等第二金屬圖案的其中一者，且該等第三金屬圖案形成一第一天線單元；在該第一天線單元層上形成一第一保護層，以形成一第一堆疊結構；移除具有該第一膠層的該第一臨時基板，並且翻轉該第一堆疊結構以將該第一堆疊結構粘附到具有一第二膠層的一第二臨時基板上；通過處理該第一介電材料層和該等第一金屬圖案來形成一第二重佈線層，其中該第二重佈線層包括經處理的該第一介電材料層和經處理的該等第一金屬圖案；在該第二重佈線層上形成一第二保護層；在該第二保護層上形成多個凸塊球，從而形成一第二堆疊結構；以及移除具有該第二膠層的該第二臨時基板，翻轉該第二堆疊結構，以通過該等凸塊球將該第二堆疊結構安裝在一基板上；其中該第一天線單元為一多輸入多輸出相位天線，且該積體電路晶片的高度相同於或小於該金屬通孔的高度。
  10. 如請求項第9項所述之多頻天線封裝結構的製造方法，其中該積體電路晶片包括位於該積體電路晶片之一積體電路上的一第二天線單元。
  11. 如請求項第10項所述之多頻天線封裝結構的製造方法，更包括：在形成該第一天線單元層之前，在該第一重佈線層上形成一第一屏蔽層，該第一屏蔽層包括一第二介質層和形成於該第二介質層的多個開口中的多個第四金屬圖案，該等第四金屬圖案電性連接該等第三金屬圖案和部分的該等第二金屬圖案。
  12. 如請求項第9項所述之多頻天線封裝結構的製造方法，更包括：在形成該第二保護層之前，在該第二重佈線層上形成一第二天線單元層，其中該第二天線單元層包括一第二介質層和形成在該第二介質層的多個開口中的多個第四金屬圖案，其中該等第四金屬圖案電連接該等第一金屬圖案的其中一者，且該等第四金屬圖案形成一第二天線單元。
  13. 如請求項第12項所述之多頻天線封裝結構的製造方法，更包括：在形成該第一天線單元層之前，在該第一重佈線層上形成一第一屏蔽層，該第一屏蔽層包括一第三介質層和形成於該第三介質層的多個開口中的多個第五金屬圖案，該等第五金屬圖案電性連接該等第三金屬圖案和部分的該等第二金屬圖案的；以及在該第二天線單元層形成之前，在該第二重佈線層上形成一第二屏蔽層，該第二屏蔽層包括一第四介質層和形成於該第四介質層的多個開口中的多個第六金屬圖案，該等第六金屬圖案電性連接該等第四金屬圖案和部分的該等第一金屬圖案。
  14. 一種通訊裝置，包括：一多頻天線封裝結構，包括：一第一重佈線層，包括一第一介電材料層和形成在該第一介電材料層的多個開口中的多個第一金屬圖案；一積體電路層，形成於該第一重佈線層上，該積體電路層包括至少一金屬通孔、至少一金屬柱、一積體電路晶片和一模製層，其中該模製層用以填充該金屬通孔形成的多個開口，該金屬柱以及該積體電路晶片設置在該第一重佈線層上，該金屬通孔電連接該等第一金屬圖案的其中一者，該金屬柱電連接該積體電路芯片與該等第一金屬圖案的其中一者；一第二重佈線層，形成在該積體電路層上，該第二重佈線層包括一第二介電材料層和形成在該第二介電材料層的多個開口中的多個第二金屬圖案，其中該金屬通孔電連接該等第二金屬圖案中的其中一者；以及一第一天線單元層，包括一第一介電層和形成在該第一介電層的多個開口中的多個第三金屬圖案，其中該等第三金屬圖案中的至少一者電連接該等第二金屬圖案的其中一者，並且該等第三金屬圖案形成一第一天線單元；其中該積體電路晶片具有作為一處理電路的一積體電路，且該積體電路晶片具有位於該積體電路上的一第二天線單元，或者該該積體電路晶片不包括有該第二天線單元，但該多頻天線封裝結構更包括：一第二天線單元層，包括一第二介電層和形成在該第二介電層的多個開口中的多個第四金屬圖案，其中該等第四金屬圖案中的至少一者電連接到該等第一金屬圖案中的其中一者，該等第四金屬圖案形成該第二天線單元，且該第一重佈線層形成在該第二天線單元層上；其中該第一天線單元為一多輸入多輸出相位天線，且該積體電路晶片的高度相同於或小於該金屬通孔的高度。
  15. 如請求項第14項所述之通訊裝置，其中該通訊裝置係為一加密通訊裝置或一頻率轉換裝置。
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