TWI693679B

TWI693679B - 電子封裝件

Info

Publication number: TWI693679B
Application number: TW107127441A
Authority: TW
Inventors: 方柏翔; 陳冠達; 賴佳助
Original assignee: 矽品精密工業股份有限公司
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-05-11
Also published as: US10840581B2; CN110828429B; TW202008516A; CN110828429A; US20200052393A1

Abstract

一種電子封裝件，係將具有第一天線部之第一基板藉由天線元件堆疊於具有第二天線部之第二基板上，以於封裝製程中，藉由該天線元件使該第一基板與該第二基板之間的距離保持不變，且該天線元件能視為該電子封裝件之第三天線部，因而即使該天線元件靠近該第一與第二天線部，該天線元件也不會對天線功能產生不良影響。

Description

電子封裝件

本發明係關於一種電子封裝件，特別是關於一種具有天線結構之電子封裝件。

目前無線通訊技術已廣泛應用於各式各樣的消費性電子產品以利接收或發送各種無線訊號，而為滿足消費性電子產品的外觀設計需求，無線通訊模組之製造與設計係朝輕、薄、短、小之需求作開發，其中，平面天線(Patch Antenna)因具有體積小、重量輕與製造容易等特性而廣泛利用在如手機(cell phone)之電子產品之無線通訊模組中。

惟傳統平面天線之頻寬過窄，故實際應用時常常於其正上方加入另一個平面天線，以提供額外的諧振頻率。經過適當的設計，將此額外的諧振頻率移到下方平面天線(lower antenna)附近，共兩個諧振點，藉以增加天線的頻寬。

如第1A及1B圖所示，係為習知無線通訊模組1之剖面示意圖。該無線通訊模組1係於一下側設有半導體晶片11之線路板10之上側藉由複數支撐凸塊18與導電凸塊13 (第1A圖省略)堆疊一具有天線層120之天線基板12，其中，該線路板10具有一形成於其上側之天線部100、一形成於其內之接地層101、及一連通該天線部100與該接地層101之天線回饋線路(antenna feed lines)102，並於該線路板10下側形成複數銲球19，其中，該支撐凸塊18未電性連接該線路板10與天線基板12，且該些導電凸塊13電性連接該線路板10與天線基板12。

針對較低頻段的應用，如5G行動通訊之28GHz時，該無線通訊模組1之天線層120與天線部100係以空氣作為介質，故該線路板10與該天線基板12之間需於特定區域定義為一空氣區A(即該些支撐凸塊18與複數導電凸塊13環繞之區域之內，其內部不可有點膠或模壓填入物)，且藉由控制該線路板10與該天線基板12之間的距離H，以確保該天線層120與該半導體晶片11之間的傳接訊號品質，並利用該支撐凸塊18的支撐以控制該距離H的精度。

惟，習知無線通訊模組1中，由於該支撐凸塊18含有金屬材且未電性連接該線路板10與天線基板12，因而會產生電磁干涉而影響天線的功能，致使該支撐凸塊18需遠離該空氣區A，如第1B圖所示，以避免該支撐凸塊18影響天線功能，故該線路板10之版面面積需考量該支撐凸塊18遠離該空氣區A之距離L，因而難以縮減該線路板10之版面面積，進而無法有效利用該無線通訊模組1之空間。

因此，如何克服上述習知技術的問題，實已成目前亟欲解決的課題。

鑑於上述習知技術之缺失，本發明係提供一種電子封裝件，係包括：第一基板，係具有相互電性隔絕之第一線路層與第一天線部；第二基板，係與該第一基板相堆疊，且該第二基板具有相互電性隔絕之第二線路層與第二天線部，其中，該第一基板與第二基板之間形成有一作用區，且令該第一天線部與該第二天線部位於該作用區之投影空間中，以供該第一天線部感應該第二天線部；以及天線元件，係設於該第一基板與第二基板之間，以固接該第一基板與第二基板，且該天線元件係位於該作用區內，但未電性連接該第一線路層與第二線路層。

前述之電子封裝件中，該第一基板與第二基板之間所包圍的區域由中心向外依序定義有該作用區及一導接區，且該導接區係設有複數電性連接該第一與第二線路層之導電元件。此外，該導電元件未電性連接該第一及第二天線部。

前述之電子封裝件中，形成該天線元件之材質係包含有金屬材。

前述之電子封裝件中，該天線元件係為凸塊狀。

前述之電子封裝件中，該第一基板係具有位於該作用區中之天線跡線，其結合該天線元件，令該天線元件與該天線跡線構成菊鍊(Daisy Chain)結構或諧振器。

前述之電子封裝件中，該第二基板係具有位於該作用區中之天線跡線，其結合該天線元件，令該天線元件與該天線跡線構成菊鍊(Daisy Chain)結構或諧振器。

前述之電子封裝件中，復包括電子元件，係設於該第二基板上。

前述之電子封裝件中，該第一基板為天線板，該第二基板為線路板。例如，該第二基板具有一接地層及一連通該第二天線部與該接地層之天線回饋線路(antenna feed lines)。

由上可知，本發明之電子封裝件中，係藉由將用以支撐該第一與第二基板的天線元件設於該作用區內，故相較於習知技術，該第二基板之版面面積無需考量該天線元件之位置，因而可依需求縮減該第二基板之版面面積，進而能有效利用該電子封裝件之空間。

再者，藉由將該天線元件結合該天線跡線，以作為諧振器，因而能視為該電子封裝件之第三天線部，故相較於習知技術，即使該天線元件靠近該第一與第二天線部，該天線元件也不會對天線功能產生不良影響。

1‧‧‧無線通訊模組

10‧‧‧線路板

100‧‧‧天線部

101,221‧‧‧接地層

102,223‧‧‧天線回饋線路

11‧‧‧半導體晶片

12‧‧‧天線基板

120‧‧‧天線層

13‧‧‧導電凸塊

18‧‧‧支撐凸塊

19,29‧‧‧銲球

2‧‧‧電子封裝件

20‧‧‧電子元件

200‧‧‧導電凸塊

21‧‧‧第一基板

210‧‧‧第一天線部

212‧‧‧第一線路層

22‧‧‧第二基板

22a‧‧‧第一側

22b‧‧‧第二側

220‧‧‧第二天線部

222‧‧‧第二線路層

23‧‧‧導電元件

28‧‧‧天線元件

280,281‧‧‧天線跡線

A‧‧‧空氣區

B‧‧‧導接區

F‧‧‧作用區

H,L‧‧‧距離

S‧‧‧區域

第1A圖係為習知無線通訊模組之剖面示意圖。

第1B圖係為第1A圖之線路板之上視示意圖。

第2A圖係為本發明之電子封裝件之剖面示意圖。

第2B圖係為第2A圖之第二基板之上視示意圖。

以下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輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“第一”、“第二”、及“一”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

第2A圖係為本發明之電子封裝件2之剖面示意圖。如圖所示，所述之電子封裝件2係包括：第一基板21、第二基板22、複數導電元件23、至少一設於該第二基板22上之電子元件20、以及複數天線元件28。

所述之第一基板21係為天線板，其具有第一天線部210及複數第一線路層212，且該第一天線部210係為線路型天線並與該第一線路層212係電性隔絕。應可理解地，該第一基板21亦可為其它類型之天線板，並不限於上述。

於本實施例中，該第一天線部210係為片狀，如矩形片。

所述之第二基板22係與該第一基板21相堆疊，且該第二基板22具有第二天線部220，使該第一基板21與第二基板22之間所包圍之區域S形成有一作用區F，且該第一天線部210與該第二天線部220係位於該作用區F之投影空間中。

於本實施例中，該第二基板22係為線路板，其寬度大於該第一基板21，並具有相對之第一側22a與第二側22b，且該第一基板21係堆疊於該第二基板22之第一側22a上。

再者，該第二基板22包含有一接地層221、一連通該第二天線部220與該接地層221之天線回饋線路(antenna feed lines)223、及第二線路層222。該第二天線部220係為線路型天線，其電性連接該接地層221，但該第二天線部220與該第二線路層222係電性隔絕。

又，該第二天線部220係為片狀，如對應該第一天線部210之矩形片，使該第一天線部210感應該第二天線部220，以傳輸訊號於兩者之間。

另外，於該第二基板22之第二側22b之第二線路層222上可形成有複數銲球29，以藉由回銲該些銲球29而供該第二基板22進一步結合至如電路板或另一線路板之電子結構。

所述之天線元件28係設於該第一基板21與第二基板22之間且位於該作用區F內。

於本實施例中，該天線元件28係為凸塊狀，用以固接該第一基板21與該第二基板22，且該天線元件28係以金屬材製成，如銅核球。

再者，於該第二基板22之第一側22a上形成有第三線路層，以供該天線元件28設於該第三線路層上。例如，該第三線路層係作為天線跡線280，其位於該作用區F內並環繞該第二天線部220。應可理解地，於該第一基板21下表面上亦可形成有天線跡線281，以結合該天線元件28，俾令該天線元件28與天線跡線280,281構成菊鍊(Daisy Chain)結構或諧振器(resonator)；藉由控制該天線元件28與其天線跡線280,281所構成之菊鍊結構或諧振器之長度及形狀，使其諧振頻率靠近第一與第二天線部210,220之諧振點，即能擴充本發明之電子封裝件2之諧振，進而能增加頻寬。

又，該天線跡線280,281係為連續或非連續之線路，且為如直線、弧形線段或其它形狀之線路。

所述之導電元件23係設於該第二基板22之第一側22a上，以夾置於該第一基板21與第二基板22間，並用以支撐該第一基板21於該第二基板22上。

於本實施例中，該些導電元件23係電性連接第一線路層212與第二線路層222，俾令該第一基板21電性連接該第二基板22。

再者，該導電元件23係例如為銅柱、銲錫材或其它構造，並無特別限制。

又，該導電元件23並未電性導通該第一天線部210及第二天線部220。

另外，如第2B圖所示，該第一基板21與該第二基板22之間所包圍的區域S由中心向外依序定義有作用區F及導接區B，且該作用區F內不可有點膠、模壓填入物或其它物體而保持空曠，以確保該第一與第二天線部210,220間傳接之訊號品質，該導接區B並用以供該些導電元件23佈設其上，以令該些導電元件23環繞該作用區F。

所述之電子元件20係設於該第二基板22之第二側22b上。

於本實施例中，該電子元件20係為主動元件、被動元件或其二者組合等；該主動元件係例如半導體晶片，且該被動元件係例如電阻、電容及電感。例如，該電子元件20係藉由複數如銲錫材料之導電凸塊200以覆晶方式電性連接該第二線路層222；或者，該電子元件20可藉由複數銲線(圖略)以打線方式電性連接該第二線路層222；亦或，該電子元件20可直接接觸該第二線路層222以電性連接該第二線路層222。然而，有關該電子元件20電性連接該第二基板22之方式不限於上述。

再者，該電子元件20雖未設於該第一基板21與該第二基板22之間，但有關該電子元件之配置方式繁多(如設於該第二基板22之第一側22a)，並不限於上述。

因此，本發明之電子封裝件2主要係將該天線元件28設於該作用區F內，並用以固接該第一與第二基板21,22，使該第一與第二基板21,22之間的距離保持不變，故相較於習知技術，該第二基板22之版面面積無需考量該天線元件28之位置，因而可依需求縮減該第二基板22之版面面積，進而能有效利用該電子封裝件2之空間。

再者，將該天線元件28結合如線路層型式之天線跡線280,281作為菊鍊結構或諧振器，因而能視為該電子封裝件2之第三天線部，故相較於習知技術，即使該天線元件28靠近該第一天線部210與第二天線部220，該天線元件28也不會對天線功能產生不良影響。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項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改。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。