TWI873845B - 電子封裝模組及其製造方法 - Google Patents

Abstract

提供一種電子封裝模組及其製造方法，此電子封裝模組包含具有一平面的線路基板以及位於線路基板上的電子元件。電子元件包含輸入端，位於線路基板的平面上，並且電性連接線路基板。電子元件還包含位於輸入端上的主體部以及位於主體部上的接地端。輸入端與接地端分別位於主體部的相對兩側，且輸入端與主體部位於接地端以及線路基板之間。輸入端、主體部以及接地端沿著平面的法線方向而排列。如此一來，可以減少電子元件連接於線路基板的面積，進而縮減電子封裝模組的尺寸。

Description

電子封裝模組及其製造方法

本發明有關於一種電子封裝模組，特別是指一種具有被動元件的電子封裝模組及其製造方法。

電子封裝模組中包含了各種類型的被動元件（passive element），例如電容。在利用表面黏著技術（surface mount technology，SMT）設置這些被動元件時，是通過線路基板表面的焊料，將被動元件的輸入端以及接地端分別連接於線路基板上。由於部分被動元件，例如電容與電感，具有較大的尺寸，故電子封裝模組的尺寸受限於這些被動元件而難以縮小。另一方面，在電子封裝模組的尺寸無法增加的情況下，這些被動元件的裝設數量也會受限。

因此，本發明提供了一種電子封裝模組以及其製造方法，利於增加電子封裝模組中電子元件（例如被動元件）的設置數量。

本發明提供了一種電子封裝模組，此電子封裝模組包含具有一平面的線路基板以及電子元件。電子元件位於線路基板上，並且包含輸入端，位於線路基板的平面上，並且電性連接線路基板；主體部，位於輸入端上；以及接地端，位於主體部上。輸入端與接地端分別位於主體部的相對兩側，且輸入端與主體部位於接地端以及線路基板之間。輸入端、主體部以及接地端沿著平面的法線方向而排列。

本發明還提供一種電子封裝模組的製造方法，包含提供一線路基板，且線路基板具有一平面；提供一電子元件，其包含一主體部以及分別位於主體部兩側的輸入端以及接地端；以及在線路基板的平面上，直立設置電子元件，以使輸入端連接線路基板。沿著平面的法線方向，將接地端遠離線路基板而設置，且接地端在法線方向上與輸入端重疊。

基於上述，本發明將被動元件直立設置在線路基板上，並且將電子元件的輸入端以及接地端分別電性連接線路基板以及金屬層。如此，便能減少電子元件佔據線路基板的面積，進而提升電子元件的設置密度，有助於達成縮減電子封裝模組尺寸的功效。

請參考圖1A，本發明的至少一實施例揭露一種電子封裝模組10，此電子封裝模組10包含線路基板100以及電子元件120。電子元件120位於線路基板100上，並且包含輸入端122、主體部124以及接地端126。如圖1A所示，線路基板100具有平面100f，而輸入端122位於線路基板100的平面100f上，並且電性連接線路基板100。

主體部124位於輸入端122上，而接地端126則位於主體部124上。具體而言，輸入端122與接地端126分別位於主體部124的相對兩側，且只有輸入端122與線路基板100連接。換言之，輸入端122與主體部124位於接地端126以及線路基板100之間，且輸入端122、主體部124以及接地端126是沿著平面100f的法線方向N1而排列。

在本實施例中，電子元件120可以是例如電容（capacitor）或者電感（inductor）等被動元件。舉例而言，電子元件120可以是尺寸規格為01005的多層陶瓷電容。請參考圖2，電子元件120具有側表面120s，此側表面120s包含了輸入端122的其中一側面（未標示）、主體部124的其中一側面（未標示）以及接地端126的其中一側面（未標示）。此外，位於電子元件120其中一端的接地端126包含了接地面126g。在本發明各式各樣的實施例中，接地面126g的面積小於側表面120s的面積。

特別一提的是，本發明中電子元件120的數量不限於本實施例，亦即電子元件120的數量可以是一個以上，例如三個。請繼續參考圖1A，電子封裝模組10還可以包含電子元件130。電子元件130是通過多個焊接材料106電性連接至線路基板100。在本實施例中，電子元件130可以是例如電晶體（transistor）等主動元件，然而，在本發明的其他實施例中，電子元件120以及電子元件130的種類並不受限於此。

電子封裝模組10還包含密封層140，此密封層140部分覆蓋電子元件120。具體而言，密封層140包覆電子元件120以及電子元件130，並且暴露電子元件120的接地端126的一部分，即暴露接地面126g的一部分。密封層140的材料可以包含有機樹脂（如環氧樹脂）等絕緣材料或其相似物。

除此之外，電子封裝模組10還包含金屬層160。金屬層160位於密封層140上，並且電性連接電子元件120的接地端126。金屬層160完全覆蓋密封層140的表面（包含頂表面以及側表面），且金屬層160還覆蓋電子元件120。金屬層160的材料可以包含例如銅、銀、鋁或者類似的金屬材料。

另一方面，電子封裝模組10還包含導電柱180。導電柱180位於金屬層160以及線路基板100之間，並且電性連接金屬層160以及線路基板100。導電柱180可以包含金屬材料，例如銅、鎳或者類似的金屬合金。在其他實施例中，電子封裝模組10也可以不包含任何導電柱180。

詳細來說，金屬層160不僅覆蓋電子元件120，還直接接觸被密封層140暴露的部分接地端126。換言之，金屬層160直接接觸接地面126g的一部分而與接地端126電性連接。然而本發明不限於此，舉例而言，在圖3所示的實施例中，電子封裝模組30還可以包含導電材料370，且導電材料370設置於接地端126上。導電材料370的兩端分別連接於金屬層160以及接地端126，故接地端126是通過導電材料370而電性連接至金屬層160。此外，導電柱180亦通過導電材料370電性連接至金屬層160。導電材料370可以包含金屬（例如銅或銀）、導電膠或其他類似的材料。

請回到圖1A所示的電子封裝模組10，密封層140包含至少兩個開口102，且這些開口102分別位於接地端126與導電柱180上。另一方面，金屬層160延伸至開口102中，並分別經由開口102連接接地端126與導電柱180。詳細來說，金屬層160重疊於開口102的部分形成至少兩個凹槽區162。其中一個凹槽區162連接電子元件120的接地端126，而另一個凹槽區162則連接導電柱180。換句話而言，一個凹槽區162與一個電子元件120或者一個導電柱180相連接。因此，在包含一個電子元件120以及一個導電柱180的實施例中，凹槽區162的數量至少為兩個。特別一提的是，金屬層160的凹槽區162是通過直接接觸接地端126而達到電性連接的效果。

然而本發明不限於此，請參考圖1B，在此實施例中，密封層140包含開口102，且開口102位於接地端126以及導電柱180上。金屬層160延伸至開口102中，並且經由開口102連接接地端126以及導電柱180。詳細來說，金屬層160重疊於開口102的部分形成一個凹槽區162，而此凹槽區162連接接地端126以及導電柱180。一個凹槽區162會覆蓋於電子元件120的接地端126上，並且覆蓋於導電柱180的其中一端上。除此之外，同一個凹槽區162也可以覆蓋（並且連接）兩個以上的電子元件120。特別一提的是，在此實施例中金屬層160的凹槽區162是通過直接接觸接地端126以及導電柱180而達到電性連接的效果。

請參考圖4中的另一實施例的電子封裝模組40，電子封裝模組40相似於電子封裝模組10。兩者之間的差異在於，電子封裝模組40還包含導電層450。如圖4所示，導電層450位於密封層140中，並且覆蓋電子元件120以及導電柱180。在本實施例中，金屬層160與導電層450之間存有密封層140的一部分。因此，雖然此實施例的導電柱180也位於金屬層160以及線路基板100之間，但導電柱180與金屬層160不直接接觸。

在本實施例中，導電層450是直接接觸電子元件120的接地端126，並且直接接觸導電柱180的其中一端。因此，導電層450電性連接接地端126以及導電柱180。值得一提的是，金屬層160的一部分160p會覆蓋密封層140的側表面140s，而導電層450與金屬層160的此部分160p直接接觸。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，導電層450也可以完全不直接接觸金屬層160的此部分160p。

請參考圖5中的另一實施例的電子封裝模組50，電子封裝模組50亦相似於電子封裝模組10。兩者之間的差異在於，電子封裝模組50還包含絕緣膜590。絕緣膜590位於密封層140以及金屬層160之間，並且部分遮蓋電子元件120。詳細來說，絕緣膜590位於密封層140的頂表面（未標示）上，並且遮蓋每一個電子元件120的接地端126的一部分，而接地端126上未被絕緣膜590遮蓋的其他部分則與金屬層160直接接觸。然而，在其他實施例中，絕緣膜590也可以不遮蓋到電子元件120。

特別一提的是，電子封裝模組50的導電層450是位於絕緣膜590中，並且部分遮蓋電子元件120。在本實施例中，雖然導電層450遮蓋電子元件120的接地端126的一部分，但卻未直接接觸電子元件120的接地端126。此外，接地端126上未被絕緣膜590遮蓋的部分可以完全重疊於接地端126上未被導電層450遮蓋的部分。導電層450的材料可以包含金屬（例如銅、鎳或合金）、導電膠或其他類似的材料，而絕緣膜590可以包含例如晶片背面保護膠帶（Backside Coating Tape）等膠膜。

在此實施例中，絕緣膜590包含開口502，且開口502位於接地端126上。金屬層160延伸至開口502中，並且經由開口502連接導電層450以及接地端126。詳細來說，金屬層160重疊於開口502的部分形成凹槽區162，而此凹槽區162連接導電層450以及電子元件120的接地端126。由於金屬層160的凹槽區162亦與導電層450連接，故凹槽區162電性連接導電層450以及接地端126。換句話而言，凹槽區162從接地端126沿著法線方向N1而延伸至導電層450，並且電性連接導電層450以及接地端126。如圖5所示，金屬層160的凹槽區162是通過直接接觸導電層450以及接地端126而達到電性連接的效果。

特別一提的是，電子元件130、凹槽區162、導電柱180以及導電材料370的數量不限於上述各實施例。在其他實施例中，電子元件130、凹槽區162、導電柱180以及導電材料370的數量也可以是一個以上。除此之外，導電層450的數量也可以是一層以上，例如兩層。

本發明至少一實施例揭露一種電子封裝模組的製造方法，由圖6A至圖6B中的一系列步驟來說明本發明的至少一實施例。請參考圖6A，首先，提供線路基板100，且此線路基板100具有平面100f。另一方面，提供電子元件120，其包含主體部124以及分別位於主體部124兩側的輸入端122以及接地端126。

接著，在線路基板100的平面100f上，直立設置電子元件120，以使輸入端122連接線路基板100。如圖6A所示，沿著平面100f的法線方向N1，將接地端126遠離線路基板100而設置。此外，雖然未繪示於圖中，電子元件120是通過位於平面100f上的多個焊墊（未繪示）而焊接於線路基板100上，以使電子元件120與線路基板100電性連接。這些焊墊可以包含例如銅膏、銀膏等焊接材料。此外，線路基板100還可包含至少一層防焊層（solder mask，未繪示），此防焊層可以覆蓋線路基板100的平面100f，並且暴露出上述焊墊。

上述的直立設置電子元件120表示：電子元件120的接地端126在平面100f的法線方向N1上與輸入端122重疊。如此一來，僅有輸入端122會直接接觸線路基板100，而主體部124以及接地端126則不與線路基板100直接接觸。

請接著參考圖6B，在設置電子元件120之後，在線路基板100上形成密封層140。在此步驟中，密封層140的頂表面（未標示）凸出於電子元件120的接地面126g，並且完全覆蓋電子元件120的接地面126g。

接下來，可以通過例如雷射切割或雷射鑽孔的方式，在密封層140上形成多個開口602，這些開口602暴露出接地端126的接地面126g。詳細而言，每一個開口602會暴露出一個接地端126的接地面126g（或者導電柱180的端面180e）。雖然在本實施例中，各開口602僅暴露出接地面126g的一部分，但本發明不限於此。在其他實施例中，每一個開口602也可以完全暴露出一個接地面126g。

在形成開口602之後，可以通過物理氣相沉積，例如濺鍍（sputtering），在密封層140上沉積金屬層160（請參考圖1A），此金屬層160會覆蓋這些開口602，並且直接接觸接地端126的接地面126g。至此，得以形成如圖1A所示的電子封裝模組10。特別一提的是，在沉積金屬層160之前，可以先通過例如機械切割、雷射切割或離子束切割等方式，將線路基板100（以及線路基板100上方的密封層140）分割為多個單體。

除此之外，在形成密封層140之前，本實施例還可以包含在線路基板100的平面100f上，設置導電柱180。如圖6B所示，在後續形成密封層140以及開口602之後，密封層140的頂表面會凸出於導電柱180的端面180e，而開口602則會暴露出端面180e。如此一來，在後續沉積金屬層160的製程中，金屬層160可以直接接觸到端面180e，使得導電柱180能電性連接金屬層160以及線路基板100。

在本發明的另一實施例中，還可以包含在形成開口602之後，在開口602內設置導電材料370（繪示於圖3）。接著，在密封層140上沉積金屬層160，並且使得金屬層160直接接觸導電材料370。

圖7A至圖7B繪示本發明另一實施例的部分步驟。圖7A的步驟可接續於前述實施例的圖6A之後。舉例而言，在線路基板100的平面100f上設置電子元件120（以及導電柱180）之後，可以在線路基板100上形成密封層140，而此密封層140的頂表面（未標示）則與接地端126的接地面126g齊平。

舉例而言，可以先在線路基板100上形成初始密封層（未繪示），並且通過例如機械研磨等方式，研磨初始密封層，以形成如圖7A所示的密封層140。特別一提的是，在本發明的部分實施例中，電子元件130的頂表面（未標示）可以凸出於電子元件120的接地面126g。因此，在進行研磨之後，也可以使得電子元件130的頂表面切齊電子元件120的接地面126g。

請參考圖7B，在形成與接地面126g齊平的密封層140之後，在密封層140上設置絕緣膜590。絕緣膜590覆蓋密封層140的頂表面（未標示）、電子元件120的接地面126g以及導電柱180的端面180e。值得一提的是，在本實施中，導電層450位於絕緣膜590中，故此步驟亦包含了在密封層140上設置導電層450。導電層450遮蓋密封層140的頂表面（未標示）、電子元件120的接地面126g以及導電柱180的端面180e。

除此之外，在本發明的其中一實施例中，也可以在形成與接地面126g齊平的密封層140之後，通過例如噴塗、濺鍍、化學鍍膜或類似的方式設置一導電層450（繪示於圖4）。此導電層450覆蓋密封層140的頂表面，並且直接接觸電子元件120的接地面126g以及導電柱180的端面180e。在設置導電層450之後，在導電層450上方形成另一密封層（未繪示），以完全覆蓋導電層450。接著，才在此密封層（未繪示）上沉積金屬層160，以形成如圖4所示的電子封裝模組40。

請回到圖7B，在設置絕緣膜590之後，在絕緣膜590上形成多個開口702，而這些開口702分別重疊於電子元件120以及導電柱180。詳細而言，每一個開口702分別與一個電子元件120或者一個導電柱180重疊，並且暴露出電子元件120的接地面126g或者導電柱180的端面180e。

形成開口702之後，在絕緣膜590上沉積金屬層160（請參考圖5），此金屬層160會覆蓋這些開口702，並且直接接觸接地端126的接地面126g（以及導電柱180的端面180e）。至此，得以形成如圖5所示的電子封裝模組50。特別一提的是，在沉積金屬層160之前，可以先通過例如機械切割、雷射切割或離子束切割等方式，將線路基板100（以及線路基板100上方的密封層140與絕緣膜590）分割為多個單體。

由於是在將線路基板100（以及密封層140與絕緣膜590）分割為單體之後才形成金屬層160，金屬層160可以完全覆蓋密封層140的頂表面（未標示）以及側表面140s（標示於圖4），以使電子元件120能受到金屬層160的電磁屏蔽，而免於受電子封裝模組10外的訊號干擾。

綜上所述，相較於將電子元件的輸入端以及接地端都連接於線路基板上（即電子元件平躺設置於線路基板），將電子元件直立設置在線路基板上的方式，僅需要將輸入端連接於線路基板上，故能減少電子元件佔據線路基板的面積。換言之，在同樣面積的線路基板表面上，以直立設置的方式來裝設電子元件，可以提升電子元件的設置數量。

除此之外，由於金屬層以及線路基板分別位於電子封裝模組的兩側，且電子元件通過輸入端以及接地端分別電性連接線路基板以及金屬層。因此，電子元件可以在金屬層以及線路基板之間形成一個電磁屏蔽的結構，用以阻擋電子封裝模組內部各元件之間的信號干擾，故有助於節省模組內電磁屏蔽的材料成本，並且省下在模組內設置電磁屏蔽的空間。另一方面，除了通過位於金屬層以及線路基板之間的導電柱來增加接地路徑外，也可以通過電性連接於接地端的導電層增加接地路徑，進而提升接地效率。

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，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10,30,40,50:電子封裝模組 100:線路基板 100f:平面 102,502,602,702:開口 106:焊接材料 120,130:電子元件 120s,140s:側表面 122:輸入端 124:主體部 126:接地端 126g:接地面 140:密封層 160:金屬層 160p:部分 162:凹槽區 180:導電柱 180e:端面 370:導電材料 450:導電層 590:絕緣膜 N1:法線方向

圖1A繪示本發明一實施例的電子封裝模組的剖視圖。 圖1B繪示本發明另一實施例的電子封裝模組的剖視圖。 圖2繪示本發明一實施例的電子元件的立體圖。 圖3繪示本發明另一實施例的電子封裝模組的剖視圖。 圖4繪示本發明另一實施例的電子封裝模組的剖視圖。 圖5繪示本發明另一實施例的電子封裝模組的剖視圖。 圖6A至圖6B繪示本發明一實施例的電子封裝模組製造方法的剖視圖。 圖7A至圖7B繪示本發明另一實施例的電子封裝模組製造方法的剖視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:電子封裝模組

100:線路基板

102:開口

100f:平面

106:焊接材料

120,130:電子元件

122:輸入端

124:主體部

126:接地端

126g:接地面

140:密封層

160:金屬層

162:凹槽區

180:導電柱

N1:法線方向

Claims (8)

1. 一種電子封裝模組，包含：一線路基板，具有一平面；一電子元件，位於所述線路基板上，並且包含：一輸入端，位於所述線路基板的所述平面上，並且電性連接所述線路基板；一主體部，位於所述輸入端上；一接地端，位於所述主體部上，其中所述輸入端與所述接地端分別位於所述主體部的相對兩側；一密封層，部分覆蓋所述電子元件；一金屬層，位於所述密封層上，並且電性連接所述接地端；一絕緣膜，位於所述密封層以及所述金屬層之間，其中所述絕緣膜部分遮蓋所述電子元件；以及一導電層，位於所述絕緣膜中，並且部分遮蓋所述電子元件，其中所述絕緣膜包含至少一開口，且所述開口位於所述接地端上，其中所述金屬層延伸至所述開口中，並且經由所述開口連接所述導電層以及所述接地端；其中所述輸入端與所述主體部位於所述接地端以及所述線路基板之間，且所述輸入端、所述主體部以及所述接地端沿著所述平面的一法線方向而排列。
2. 如請求項1所述的電子封裝模組，還包含：一導電柱，位於所述金屬層以及所述線路基板之間，其 中所述導電柱電性連接所述金屬層以及所述線路基板。
3. 如請求項2所述的電子封裝模組，其中所述開口分別位於所述接地端與所述導電柱上，其中所述金屬層延伸至所述開口中，並分別經由所述開口連接所述接地端與所述導電柱。
4. 如請求項2所述的電子封裝模組，還包含：一導電材料，設置於所述接地端上，其中所述導電材料的兩端分別連接於所述金屬層以及所述接地端，且所述導電柱通過所述導電材料電性連接所述金屬層。
5. 如請求項2所述的電子封裝模組，其中所述導電層電性連接所述接地端以及所述導電柱。
6. 一種如請求項1所述之電子封裝模組的製造方法，包含：提供所述線路基板，且所述線路基板具有所述平面；提供所述電子元件，其包含所述主體部以及分別位於所述主體部兩側的所述輸入端以及所述接地端；以及在所述線路基板的所述平面上，直立設置所述電子元件，以使所述輸入端連接所述線路基板，其中沿著所述平面的所述法線方向，將所述接地端遠離所述線路基板而設置，其中所述接地端在所述法線方向上與所述輸入端重疊。
7. 如請求項6所述的方法，還包含：在設置所述電子元件之後，在所述線路基板上形成所述密封層，且所述密封層暴露出所述接地端的一接地面；在密封層上設置一絕緣膜，且所述絕緣膜覆蓋所述密封層的頂表面、所述電子元件的所述接地面；在設置所述絕緣膜之後，在所述絕緣膜上形成所述開口，其中所述開口重疊於所述電子元件；以及在形成所述開口之後，在所述密封層上沉積所述金屬層，其中所述金屬層覆蓋所述開口，並且直接接觸所述接地端的所述接地面。
8. 如請求項7所述的方法，還包含：在形成所述密封層之前，在所述線路基板的所述平面上，設置一導電柱，其中所述導電柱電性連接所述金屬層以及所述線路基板。

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