TWI901213B

TWI901213B - 天線裝置

Info

Publication number: TWI901213B
Application number: TW113123075A
Authority: TW
Inventors: 張宗隆; 鄭琇尹; 林意惠
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2023-12-06
Filing date: 2024-06-21
Publication date: 2025-10-11
Also published as: TWI880770B; TW202524759A; TW202524756A; TW202524751A; TW202524757A; TWI896140B; TW202524754A; CN118712731A; CN118712730A; TW202524755A; TWI888227B; TWI881855B; TW202524758A; TWI900075B

Abstract

一種透明天線裝置，包括透明基板、天線電極層、主動元件層、重佈線結構以及晶片。天線電極層位於透明基板的第一面上，且包括位於透明天線裝置的線路佈局區中的天線電極。主動元件層位於透明基板的第二面之上，且包括位於線路佈局區中的主動元件。重佈線結構位於主動元件層上，且包括位於線路佈局區中的訊號線以及接墊。晶片接合至重佈線結構的接墊，且位於線路佈局區中。透明天線裝置具有位於線路佈局區旁邊的透光區。

Description

天線裝置

本發明是有關於一種天線裝置。

無線通訊技術在現代生活中的應用無所不在。舉例來說，智慧型手機通常配備廣域無線網路系統（Wireless Wide Area Network, WWAN）、數位電視廣播系統（Digital Television Broadcasting System, DTV）、衛星定位導航系統（Global Positioning System, GPS）、無線通訊區域網路系統（Wireless Local Area Network, WLAN）、近場通訊傳輸系統（Near Field Communication, NFC）、長程演進系統（Long Term Evolution, LTE）以及無線個人網路系統（Wireless Personal Network, WLPN）等無線通訊技術系統。此外，在重要城市或公共空間中，提供無線區域網路環境已經成為必要的設施，甚至有許多人在家中也會建立自己的無線區域網路。

無線通訊設備使用其內建的天線來傳送或接收無線訊號。隨著無線通訊技術的進步，許多廠商致力於開發更高效能的天線裝置。

本發明提供了一種天線裝置，其具有透光區，因此，使用者可以透過天線裝置看到其背後的景觀。

本發明的至少一實施例提供一種透明天線裝置，其包括透明基板、天線電極層、主動元件層、重佈線結構以及晶片。透明基板具有第一面以及相反於第一面的第二面。天線電極層位於透明基板的第一面上，且包括位於透明天線裝置的線路佈局區中的天線電極。主動元件層位於透明基板的第二面之上，且包括位於線路佈局區中的主動元件。重佈線結構位於主動元件層上，且包括位於線路佈局區中的訊號線以及接墊。晶片接合至重佈線結構的接墊，且位於線路佈局區中。透明天線裝置具有位於線路佈局區旁邊的透光區，且透光區的穿透率為35%至85%。

圖1是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1A的剖面示意圖。請參考圖1，天線裝置1A包括透明基板100、天線電極層110、主動元件層TL、重佈線結構RL以及晶片250。在本實施例中，天線裝置1A還包括導電層120、保護層140B、緩衝層150以及底部填充材260。天線裝置1A具有線路佈局區LR以及透光區TR。線路佈局區LR內包括晶片以及各種線路，導致光線難以穿過線路佈局區LR。在本實施例中，透光區TR中不包含任何金屬或其他不透光的材料，且穿透率為70%至85%，但本發明不以此為限。在其他實施例中，透光區TR內設置有可供光線穿透的金屬網。在本實施例中，線路佈局區LR與透光區TR整體的視覺透光率為25%至55%。

透明基板100的材料包括玻璃、有機聚合物或是其他可適用的材料。玻璃例如為派熱克斯玻璃（Pyrex®）、石英（例如熔融石英玻璃）、鈉鈣玻璃（soda-lime glass）、鋁矽酸鹽玻璃（aluminosilicate glass）、硼矽酸鹽玻璃（borosilicate glass）、鋁硼矽酸鹽玻璃（aluminoborosilicate glass）或其他合適的材料或上述材料的組合。

透明基板100具有第一面S1以及相反於第一面S1的第二面S2。在一些實施例中，透明基板100的厚度大於或等於0.3毫米，較佳小於或等於0.7毫米。

導電通孔130A設置在透明基板100內，並從透明基板100的第一面S1延伸至第二面S2。導電通孔130A位於線路佈局區LR中。在一些實施例中，導電通孔130A的材料包括銅（Cu）、鋁（Al）、金（Au）、銀（Ag）、鈦（Ti）、鎳（Ni）、鎢（W）、導電氧化物（例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物等）或其他合適的材料或上述材料的組合。在本實施例中，導電通孔130A包括形成在透明基板100之基板穿孔的表面的晶種層132A以及形成在晶種層132A上的金屬層134A，但本發明不以此為限。在其他實施例中，晶種層132A可以被省略。

天線電極層110以及保護層140B位於透明基板100的第一面S1上。天線電極層110的材料包括銅（Cu）、鋁（Al）、金（Au）、銀（Ag）、鈦（Ti）、鎳（Ni）、鎢（W）、導電氧化物（例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物等）或其他合適的材料或上述材料的組合。在本實施例中，天線電極層110包括形成在透明基板100的表面的晶種層112以及形成在晶種層112上的金屬層114，但本發明不以此為限。在其他實施例中，晶種層112可以被省略。天線電極層110包括位於線路佈局區LR中的天線電極AP。

保護層140B覆蓋天線電極層110。保護層140B可用於保護天線電極層110，避免天線電極層110在製程中氧化或受損。在一些實施例中，保護層140B包括有機材料（例如聚醯亞胺（polyimide）、環氧樹脂等）或無機材料（例如氮化矽、氧化矽等）或其他合適的材料或上述材料的組合。

導電層120、緩衝層150、主動元件層TL、重佈線結構RL、底部填充材260以及晶片250位於透明基板100的第二面S2之上。

導電層120以及緩衝層150位於透明基板100的第二面S2與主動元件層TL之間。導電層120的材料包括銅（Cu）、鋁（Al）、金（Au）、銀（Ag）、鈦（Ti）、鎳（Ni）、鎢（W）、導電氧化物（例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物等）或其他合適的材料或上述材料的組合。在本實施例中，導電層120包括形成在透明基板100的表面的晶種層122以及形成在晶種層122上的金屬層124，但本發明不以此為限。在其他實施例中，晶種層122可以被省略。

導電層120包括位於線路佈局區LR中的接地電極GND以及連接電極CE。接地電極GND至少部分重疊於天線電極AP，且接地電極GND環繞連接電極CE。在一些實施例中，連接電極CE通過導電通孔130A而電性連接至天線電極AP。在一些實施例中，接地電極GND的寬度W _G大於天線電極AP的寬度W _A。

緩衝層150覆蓋導電層120。在一些實施例中，緩衝層150包括有機材料（例如聚醯亞胺等）或無機材料（例如氮化矽、氧化矽等）或上述材料的組合。

主動元件層TL位於緩衝層150上，且包括位於線路佈局區LR中的主動元件T。在本實施例中，主動元件層TL包括半導體層160、第一介電層170、第一線路層180、第二介電層190以及第二線路層200。

半導體層160位於緩衝層150上。半導體層160具有單層結構或多層結構，其包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、有機半導體材料、氧化物半導體材料（例如：銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物或是其他合適的材料、或上述材料之組合）或其他合適的材料或上述材料之組合。在本實施例中，半導體層160包括多個半導體通道結構CH。

第一介電層170位於半導體層160上。

第一線路層180位於第一介電層170上，且包括重疊於半導體通道結構CH的多個閘極G。在圖1中繪示了第一線路層180中的閘極G，但本發明並不限制第一線路層180中僅包含閘極G。在一些實施例中，第一線路層180中除了閘極G以外還包括其他導電結構。

第二介電層190位於第一線路層180以及第一介電層170上，且覆蓋閘極G。

第二線路層200位於第二介電層190上，且包括多個源極/汲極SD以及多條訊號線SL1。源極/汲極SD穿過第一介電層170以及第二介電層190，並電性連接至對應的半導體通道結構CH。每個主動元件T包括對應的半導體通道結構CH、對應的閘極G以及對應的源極/汲極SD。在一些實施例中，透過訊號線SL1傳輸晶片250所需的數位訊號。

在一些實施例中，主動元件層TL內包括各種主動元件T，這些主動元件T彼此配合以構成電路。通過在主動元件層TL中設置電路，可以減少需要設置在晶片中的電路，藉此減少晶片的尺寸與成本。

在一些實施例中，第一介電層170與第二介電層190的材料包括有機聚合物（例如聚醯亞胺等）或無機材料（例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鉿或其他合適的材料或上述材料的組合）。在一些實施例中，第一線路層180與第二線路層200的材料包括銅（Cu）、鋁（Al）、金（Au）、銀（Ag）、鈦（Ti）、鎳（Ni）、鎢（W）、導電氧化物（例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物等）或其他合適的材料或上述材料的組合。

重佈線結構RL位於主動元件層TL上。在本實施例中，重佈線結構RL包括第一有機絕緣層210、第一重佈線層220、第二有機絕緣層230以及第二重佈線層240。

第一有機絕緣層210位於主動元件層TL的第二介電層190上。

第一重佈線層220位於第一有機絕緣層210上。在一些實施例中，部分的第一重佈線層220穿過第一有機絕緣層210並電性連接至主動元件層TL的第二線路層200，另一部分的第一重佈線層220穿過第一有機絕緣層210、主動元件層TL以及緩衝層150，並電性連接至導電層120的接地電極GND以及連接電極CE。在一些實施例中，第一重佈線層220還包括重疊於主動元件T的遮蔽電極SE。在一些實施例中，遮蔽電極SE上施加有接地訊號，可以減少外界訊號對主動元件T的干擾。

第一重佈線層220的材料包括銅（Cu）、鋁（Al）、金（Au）、銀（Ag）、鈦（Ti）、鎳（Ni）、鎢（W）、導電氧化物（例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物等）或其他合適的材料或上述材料的組合。在本實施例中，第一重佈線層220包括晶種層222以及形成在晶種層222上的金屬層224，但本發明不以此為限。

第二有機絕緣層230位於第一有機絕緣層210以及第一重佈線層220上。

第二重佈線層240位於第二有機絕緣層230上，且包括位於線路佈局區LR中的訊號線SL2以及接墊P。在一些實施例中，部分的第二重佈線層240穿過第二有機絕緣層230並電性連接至第一重佈線層220。在一些實施例中，訊號線SL2例如包括直流電壓線、射頻（Radio Frequency，RF）訊號輸入線、RF訊號輸出線等。

第二重佈線層240的材料包括銅（Cu）、鋁（Al）、金（Au）、銀（Ag）、鈦（Ti）、鎳（Ni）、鎢（W）、導電氧化物（例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物等）或其他合適的材料或上述材料的組合。在本實施例中，第二重佈線層240包括晶種層242以及形成在晶種層242上的金屬層244，但本發明不以此為限。

在一些實施例中，第二有機絕緣層230的材料包括聚醯亞胺或其他合適的材料，且具有高穿透率以及低介電損耗（dissipation factor，Df）。舉例來說，第二有機絕緣層230針對波長為400 nm至800nm的光線的穿透率大於90%。在一些實施例中，第二有機絕緣層230的介電常數（dielectric constant，Dk）低於4，且介電損耗低於0.004。在一些實施例中，第一重佈線層220及/或第二重佈線層240包括用於傳輸高頻率的RF訊號的訊號線，採用厚度較大且低介電損耗的第二有機絕緣層230有利於減少因高頻操作時傳輸訊號的損耗。在一些實施例中，第二有機絕緣層230的厚度大於主動元件層TL中的第一介電層170的厚度與第二介電層190的厚度。舉例來說，第二有機絕緣層230的厚度為50微米至100微米，且第一介電層170的厚度與第二介電層190的厚度為30奈米至500奈米。在一些實施例中，第一有機絕緣層210是使用塗佈方式形成，其厚度範圍在3微米以下，且可作為第二線路層200的平坦層。在一些實施例中，重佈線結構RL中的第一重佈線層220的厚度及第二重佈線層240的厚度大於主動元件層TL中的第一線路層180的厚度以及第二線路層200的厚度。

晶片250位於線路佈局區LR中，且通過表面黏著技術（Surface-mount technology，SMT）接合至重佈線結構RL的接墊P。在一些實施例中，接地電極GND、連接電極CE、主動元件T電性連接至晶片250。

在一些實施例中，晶片250透過導電連接結構252而接合至接墊P。導電連接結構252例如為焊料、導電膠或其他合適的結構。在一些實施例中，底部填充材260位於晶片250與重佈線結構RL之間，且環繞晶片250與重佈線結構RL之間的接點（即導電連接結構252）。在一些實施例中，底部填充材260可以包括熱介面材料（Thermal interface material，TIM），以利晶片250散熱。舉例來說，底部填充材260的導熱係數大於0.3 W/Mk。

在一些實施例中，晶片250包括波束成形器積體電路（Beamformer Integrated Circuit，BFIC）或其他主動/被動元件。

天線裝置1A包括陣列的多個天線單元10A，以下將配合圖2A至圖2L說明天線裝置1A中的天線單元10A的製造方法。

請參考圖2A，提供透明基板100。透明基板100經鑽孔而具有從第一面S1延伸至第二面S2的通孔TH。在一些實施例中，形成通孔TH的方法包括雷射燒蝕（laser ablation）、濕蝕刻、乾蝕刻、準分子雷射燒蝕（excimer laser ablation）或其他合適的方法或上述方法的組合。在本實施例中，通孔TH包括與第一面S1以及第二面S2垂直的側壁，但本發明不以此為限。在其他實施例中，通孔TH包括傾斜的側壁。舉例來說，通孔TH的形狀可為正梯形或倒梯形。

請參考圖2B，在透明基板100上沉積導電材料。導電材料層110’以及導電材料層120’分別形成於第一面S1以及第二面S2上，而導電通孔130A形成於通孔TH中。

舉例來說，先通過濺鍍、化學鍍或其他合適的製程在透明基板100的第一面S1上以及第二面S2上分別形成晶種材料層112’、122’，並於通孔TH中形成晶種層132A。接著，利用電鍍製程在晶種材料層112’、122’以及晶種層132A上分別形成金屬材料層114’、124’以及金屬層134A。在其他實施例中，晶種材料層112’、122’以及晶種層132A可以被省略，且導電材料層110’、導電材料層120’以及導電通孔130A可採用化學鍍、物理氣相沉積（例如濺鍍、熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法（e-beam evaporation）等）、化學氣相沉積、原子層沉積或其他合適的方法或上述方法的組合來形成。在其他實施例中，導電材料層110’、導電材料層120’以及導電通孔130A可包括固化後的導電膠，其中導電材料層110’以及導電材料層120’可利用塗佈、印刷等製程形成，而導電通孔130A可利用填孔製程形成。在一些實施例中，導電材料層110’以及導電材料層120’的材料可不同於導電通孔130A的材料。當導電材料層110’以及導電材料層120’是利用印刷製程形成時，可以省略後面對導電材料層110’以及導電材料層120’進行的圖案化製程。

請參考圖2C，將暫時性膜TF貼於導電材料層120’上，並於導電材料層110’上形成光阻圖案層PR1。

請參考圖2D，以光阻圖案層PR1為遮罩蝕刻導電材料層110’，以形成包含天線電極AP的天線電極層110。在執行蝕刻製程後，通過灰化製程、剝離製程或其他合適的製程移除光阻圖案層PR1。

請參考圖2E，在天線電極層110上形成保護層140B。

請參考圖2F，移除暫時性膜TF，並圖案化導電材料層120’，以獲得接地電極GND以及連接電極CE。舉例來說，形成光阻圖案層（未繪出）在導電材料層120’上，並以光阻圖案層為遮罩蝕刻導電材料層120’。接著，通過灰化製程、剝離製程或其他合適的製程移除光阻圖案層。

請參考圖2G，形成緩衝層150於接地電極GND以及連接電極CE上。

請參考圖2H，形成半導體層160、第一介電層170以及第一線路層180於緩衝層150之上。在一些實施例中，通過物理氣相沉積、化學氣相沉積、原子層沉積或其他合適的製程形成半導體層160、第一介電層170以及第一線路層180。在一些實施例中，可選的通過離子植入製程或其他合適的製程對半導體層160進行摻雜。

請參考圖2I，形成第二介電層190以及第二線路層200於第一介電層170之上。在一些實施例中，通過物理氣相沉積、化學氣相沉積、原子層沉積或其他合適的製程形成第二介電層190以及第二線路層200。

請參考圖2J，形成第一有機絕緣層210於第二介電層190以及第二線路層200之上。接著，通過雷射鑽孔或其他合適的製程在第一有機絕緣層210中形成多個開口，部分開口還延伸穿過第二介電層190、第一介電層170以及緩衝層150。然後，在第一有機絕緣層210的表面以及前述開口中形成第一重佈線層220。

舉例來說，先在第一有機絕緣層210表面以及前述開口中形成毯覆的晶種材料層（未繪出）。接著，於晶種材料層上形成光阻圖案層（未繪出）。利用電鍍製程在晶種材料層被光阻圖案層所暴露出來的部分上形成金屬層224。接著，移除光阻圖案層以及位於其下方的晶種材料層。殘留的晶種材料層即為晶種層222。

請參考圖2K，形成第二有機絕緣層230於第一有機絕緣層210上。在一些實施例中，形成第二有機絕緣層230的方法包括將乾膜貼在第一有機絕緣層210上或將液態的有機材料（例如液態聚醯亞胺（Polyimide，PI）材料）塗佈在第一有機絕緣層210上。

接著，通過雷射鑽孔或其他合適的製程在第二有機絕緣層230中形成多個開口。然後，在第二有機絕緣層230的表面以及前述開口中形成第二重佈線層240。

舉例來說，先在第二有機絕緣層230表面以及第二有機絕緣層230的開口中形成毯覆的晶種材料層（未繪出）。接著，於晶種材料層上形成光阻圖案層（未繪出）。利用電鍍製程在晶種材料層被光阻圖案層所暴露出來的部分上形成金屬層244。接著，移除光阻圖案層以及位於其下方的晶種材料層。殘留的晶種材料層即為晶種層242。

最後，請參考圖2L，將晶片250接合至第二重佈線層240，並於晶片250與第二重佈線層240之間形成底部填充材260。在一些實施例中，可對接墊P的表面進行無電鍍鎳浸金（Electroless Nickel Immersion Gold，ENIG）、浸銀電鍍（Immersion silver plating）等處理，以提高晶片接合製程的良率。在一些實施例中，在晶片接合製程前，可以在接墊P上形成有機保焊膜（Organic Solderability Preservative，OSP）等有機材料，其可以保護金屬接墊不因與空氣接觸而生鏽（例如硫化或氧化），以提高晶片接合製程的良率。

圖3A是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖3A的天線裝置類似於圖1的天線裝置1A，差異在於：在圖3A的實施例中，導電通孔130A在靠近天線電極AP的一側的寬度不同於導電通孔130A在靠近連接電極CE的一側的寬度。在圖3A的實施例中，導電通孔130A在靠近天線電極AP的一側的寬度大於導電通孔130A在靠近連接電極CE的一側的寬度，但本發明不以此為限。在其他實施例中，導電通孔130A在靠近天線電極AP的一側的寬度小於導電通孔130A在靠近連接電極CE的一側的寬度，如圖3B所示。

圖4是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1B的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖1的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，在此不贅述。

圖4的天線裝置1B與圖1的天線裝置1A的差異在於：在天線裝置1B中，在形成第二有機絕緣層230之後才形成導電通孔130B以及天線電極層110。導電通孔130B穿過第二有機絕緣層230、第一有機絕緣層210、第二介電層190、第一介電層170、緩衝層150以及透明基板100，並從重佈線結構RL的接墊P延伸至透明基板100的第一面S1，以電性連接接墊P與天線電極AP。

天線裝置1B包括陣列的多個天線單元10B，以下將配合圖5A至圖5H說明天線裝置1B中的天線單元10B的製造方法。

請參考圖5A，先通過濺鍍、化學鍍或其他合適的製程在透明基板100的第二面S2上形成毯覆的晶種材料層122’。接著，於晶種材料層122’上形成光阻圖案層PR2。利用電鍍製程在晶種材料層122’被光阻圖案層所暴露出來的部分上形成金屬層124。

接著請參考圖5B，移除光阻圖案層PR2以及位於其下方的晶種材料層。殘留的晶種材料層即為晶種層122。在其他實施例中，形成晶種材料層112’的步驟可以被省略，且導電層120可採用化學鍍、物理氣相沉積（例如濺鍍、熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法等）、化學氣相沉積、原子層沉積或其組合來形成。

請參考圖5C，形成緩衝層150、半導體層160、第一介電層170、第一線路層180、第二介電層190、第二線路層200、第一有機絕緣層210、第一重佈線層220以及第二有機絕緣層230，前述層別的形成方法與圖2G至圖2K的實施例類似，於此不再贅述。

請參考圖5D，在形成第二有機絕緣層230之後，進行鑽孔製程，以於第二有機絕緣層230中形成暴露出第一重佈線層220的多個開口O1。此外，還形成了穿過第二有機絕緣層230、第一有機絕緣層210、第二介電層190、第一介電層170、緩衝層150以及透明基板100的通孔TH。鑽孔製程例如包括雷射燒蝕、濕蝕刻、乾蝕刻、準分子雷射燒蝕或其他合適的方法或上述方法的組合。

請參考圖5E，在第二有機絕緣層230以及透明基板100上沉積導電材料。導電材料層110’以及導電材料層240’分別形成於透明基板100的第一面S1上以及第二有機絕緣層230上，而導電通孔130B形成於通孔TH中。導電通孔130B穿過重佈線結構RL、主動元件層TL、緩衝層150以及透明基板100。

舉例來說，先通過濺鍍、化學鍍或其他合適的製程在透明基板100的第一面S1上以及第二有機絕緣層230上分別形成晶種材料層112’、242’，並於通孔TH中形成晶種層132B。接著，利用電鍍製程在晶種材料層112’、242’以及晶種層132B上分別形成金屬材料層114’、244’以及金屬層134B。在其他實施例中，晶種材料層112’、242’以及晶種層132B可以被省略，且導電材料層110’、導電材料層240’以及導電通孔130B可採用化學鍍、物理氣相沉積（例如濺鍍、熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法（e-beam evaporation）等）、化學氣相沉積、原子層沉積或其組合來形成。在其他實施例中，導電材料層110’、導電材料層240’以及導電通孔130B可包括固化後的導電膠，其中導電材料層110’以及導電材料層240’可利用塗佈、印刷等製程形成，而導電通孔130B可利用填孔製程形成。在一些實施例中，導電材料層110’以及導電材料層240’的材料可不同於導電通孔130B的材料。當導電材料層110’以及導電材料層240’是利用印刷製程形成時，可以省略後面對導電材料層110’以及導電材料層240’進行的圖案化製程。

在導電材料層240’上形成光阻圖案層PR3，並在導電材料層110’上形成光阻圖案層PR4。

請參考圖5F，以光阻圖案層PR3以及光阻圖案層PR4為罩幕，對導電材料層240’以及導電材料層110’執行蝕刻製程，以形成天線電極層110以及第二重佈線層240。

請參考圖5G，在天線電極層110上形成保護層140B。

請參考圖5H，將晶片250接合至第二重佈線層240，並於晶片250與第二重佈線層240之間形成底部填充材260。

圖6A是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖6A的天線裝置類似於圖4的天線裝置1B，差異在於：在圖6A的實施例中，導電通孔130B在靠近接墊P的一側的寬度不同於導電通孔130A在靠近天線電極AP的一側的寬度。在圖6A的實施例中，導電通孔130B在靠近接墊P的一側的寬度大於導電通孔130B在靠近天線電極AP的一側的寬度。在一些實施例中，導電通孔130B在靠近透明基板100與緩衝層150的交界處具有斷差ST，使部分的導電通孔130B接觸透明基板100的第二面S2。舉例來說，在進行鑽孔製程時（請參考圖5D），由於不同材料對雷射吸收率不同，在一次性挖穿緩衝層150（例如為聚醯亞胺）與透明基板100（例如為玻璃）時，兩者的交界處會形成斷差，藉此可使得導電通孔130B在緩衝層150處的寬度大於導電通孔130B在透明基板100處的寬度，而這樣的斷差衍生額外的優點是可減少後續製程因熱應力產生的問題。

圖6B是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖6B的天線裝置類似於圖4的天線裝置1B，差異在於：在圖6B的實施例中，具有上下兩側寬而中間窄的結構。舉例來說，導電通孔130B在靠近透明基板100與緩衝層150的交界處具有最小的寬度。

在一些實施例中，在進行鑽孔製程時（請參考圖5D），先從透明基板100的第一側S1進行雷射鑽孔，此時的雷射鑽孔約停在透明基板100與緩衝層150的交界處。接著，從第二有機絕緣層230進行雷射鑽孔，所產生的鑽孔與前面從第一側S1處形成的鑽孔相連，以獲得上下兩側寬而中間窄的通孔。最後於通孔中填入導電材料，以獲得上下兩側寬而中間窄的導電通孔130B。在圖6B的實施例中，導電通孔130B在透明基板100與緩衝層150的交界處不具有斷差，但本發明不以此為限。在其他實施例中，導電通孔130B在透明基板100與緩衝層150的交界處具有斷差ST，如圖6C與圖6D所示。

圖7是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1C的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖7的實施例沿用圖1的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，在此不贅述。

圖7的天線裝置1C與圖1的天線裝置1A的差異在於：在天線裝置1C中，利用訊號耦合的方式驅動天線電極AP。

在本實施例中，接地電極GND具有重疊於天線電極AP的開口。重佈線結構RL的第一重佈線層220包括驅動電極DP，其中驅動電極DP重疊於接地電極GND的開口以及天線電極AP。

天線裝置1C包括陣列的多個天線單元10C，以下將配合圖8A至圖8C說明天線裝置1C中的天線單元10C的製造方法。

請參考圖8A，形成導電層120、緩衝層150、半導體層160、第一介電層170、第一線路層180、第二介電層190、第二線路層200、第一有機絕緣層210、第一重佈線層220以及第二有機絕緣層230，前述層別的形成方法與圖5A至圖5C的實施例類似，差異僅在於本實施例的第一重佈線層220包括驅動電極DP。

請參考圖8B，通過雷射鑽孔或其他合適的製程在第二有機絕緣層230中形成多個開口。然後，在第二有機絕緣層230的表面以及前述開口中形成第二重佈線層。

舉例來說，先在第二有機絕緣層230表面以及第二有機絕緣層230的開口中形成毯覆的晶種材料層242’。接著，於晶種材料層242’上形成光阻圖案層PR5。利用電鍍製程在晶種材料層242’被光阻圖案層PR5所暴露出來的部分上形成金屬層244。

請參考圖8C，移除光阻圖案層PR5以及位於其下方的晶種材料層242’。殘留的晶種材料層即為晶種層242。

最後，將晶片250接合至第二重佈線層240，並於晶片250與第二重佈線層240之間形成底部填充材260。

圖9是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。圖9顯示了天線裝置的導電層120、主動元件層中的第一線路層180與第二線路層200、天線電極AP，並省略其他元件。關於其他元件的描述可以參考前述任一實施例，於此不再贅述。

請參考圖9，在本實施例中，天線裝置包括其中未設置金屬結構的透光區TR。在本實施例中，主動元件層TL中包括電路CR，其中電路CR中包含多個主動元件（未繪出）。在本實施例中，主動元件並不重疊於天線電極AP。

圖10是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1D的天線單元10D的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖10的實施例沿用圖1的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，在此不贅述。

圖10的天線裝置1D與圖1的天線裝置1A的差異在於：在天線裝置1D中，天線電極AP及/或導電層120嵌入透明基板100中。舉例來說，先在透明基板100上形成可容納天線電極AP及/或導電層120的凹槽，接著才在前述凹槽中形成天線電極AP及/或導電層120。通過這樣的設計，使天線裝置1D可具有較平整的表面。

圖11是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1E的天線單元10E的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖11的實施例沿用圖2A至圖2L的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，在此不贅述。

在本實施例中，天線裝置1E的天線電極層110包括天線電極AP以及第一金屬網MM1。第一金屬網MM1連接天線電極AP。在本實施例中，天線電極AP設置於線路佈局區LR中，而第一金屬網MM1從線路佈局區LR延伸至透光區TR中，使第一金屬網MM1的第一部分位於線路佈局區LR中，且第一金屬網MM1的第二部分位於透光區TR中。在一些實施例中，第一金屬網MM1僅設置於透光區TR中，而不設置於線路佈局區LR內。在一些實施例中，在透光區TR中包含金屬網時，透光區TR的穿透率介於35%至83%。

在一些實施例中，天線電極AP的面積與晶片250的面積大致上相同。舉例來說，天線電極AP的面積為晶片250的面積的0.8倍至1.2倍，以防止製程中出現精度失準的問題。

在一些實施例中，第一金屬網MM1的線寬Y1比上線距Y2為1:1至1:50，例如1:1、1:10、1:20、1:30、1:40或1:50。

導電層120包括接地電極GND、連接電極CE以及第二金屬網MM2。第二金屬網MM2連接接地電極GND。在本實施例中，接地電極GND設置於線路佈局區LR中，而第二金屬網MM2從線路佈局區LR延伸至透光區TR中，使第二金屬網MM2的第一部分位於線路佈局區LR中，且第二金屬網MM2的第二部分位於透光區TR中。在一些實施例中，第二金屬網MM2僅設置於透光區TR中，而不設置於線路佈局區LR內。

接地電極GND的面積與晶片250的面積大致上相同。舉例來說，接地電極GND的面積為晶片250的面積的0.8倍至1.2倍，以防止製程中出現精度失準的問題。

在一些實施例中，第二金屬網MM2的線寬X1比上線距X2為1:1至1:50，例如1:1、1:10、1:20、1:30、1:40或1:50。在一些實施例中，第一金屬網MM1中的金屬線平行並重疊於第二金屬網MM2中的金屬線，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一金屬網MM1中的金屬線的延伸方向交錯於第二金屬網MM2中的金屬線的延伸方向。

在本實施例中，通過使第一金屬網MM1以及第二金屬網MM2設置在透光區TR中，可以使天線裝置1E的穿透率更均勻，避免使用者輕易的察覺到線路佈局區LR的存在。此外，還可以增加天線裝置1E的開口率，並降低天線裝置1E的翹曲問題。

在一些實施例中，第一金屬網MM1與第二金屬網MM2中的金屬線的線寬與線距會對透光區TR的穿透率造成影響。不含任何金屬構件的透光區TR的穿透率以及透光區TR中包含第一金屬網MM1與第二金屬網MM2中的一者時的穿透率如表1所示。表1

	透光區TR的穿透率
不含任何金屬構件	70%	85%
金屬線的線寬:線距=1:1	35%	43%
金屬線的線寬:線距=1:5	56%	68%
金屬線的線寬:線距=1:50	69%	83%

圖12是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1F的天線單元10F的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖12的實施例沿用圖5A至圖5H的實施例以及圖11的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，在此不贅述。

請參考圖12，天線裝置1F的天線電極層110包括天線電極AP以及第一金屬網MM1。第一金屬網MM1連接天線電極AP。在本實施例中，天線電極AP設置於線路佈局區LR中，而第一金屬網MM1從線路佈局區LR延伸至透光區TR中，使第一金屬網MM1的第一部分位於線路佈局區LR中，且第一金屬網MM1的第二部分位於透光區TR中。在一些實施例中，第一金屬網MM1僅設置於透光區TR中，而不設置於線路佈局區LR內。

導電層120包括接地電極GND以及第二金屬網MM2。第二金屬網MM2連接接地電極GND。在本實施例中，接地電極GND設置於線路佈局區LR中，而第二金屬網MM2從線路佈局區LR延伸至透光區TR中，使第二金屬網MM2的第一部分位於線路佈局區LR中，且第二金屬網MM2的第二部分位於透光區TR中。在一些實施例中，第二金屬網MM2僅設置於透光區TR中，而不設置於線路佈局區LR內。

在本實施例中，通過使第一金屬網MM1以及第二金屬網MM2設置在透光區TR中，可以使天線裝置1F的穿透率更均勻，避免使用者輕易的察覺到線路佈局區LR的存在。此外，還可以增加天線裝置1F的開口率，並降低天線裝置1F的翹曲問題。

圖13是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1G的天線單元10G的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖13的實施例沿用圖8A至圖8C的實施例以及圖11的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，在此不贅述。

請參考圖13，天線裝置1G的天線電極層110包括天線電極AP以及第一金屬網MM1。第一金屬網MM1連接天線電極AP。在本實施例中，天線電極AP設置於線路佈局區LR中，而第一金屬網MM1從線路佈局區LR延伸至透光區TR中，使第一金屬網MM1的第一部分位於線路佈局區LR中，且第一金屬網MM1的第二部分位於透光區TR中。在一些實施例中，第一金屬網MM1僅設置於透光區TR中，而不設置於線路佈局區LR內。

在本實施例中，通過使第一金屬網MM1以及第二金屬網MM2設置在透光區TR中，可以使天線裝置1G的穿透率更均勻，避免使用者輕易的察覺到線路佈局區LR的存在。此外，還可以增加天線裝置1G的開口率，並降低天線裝置1G的翹曲問題。

圖14是依照本發明的一實施例的一種天線單元的上視示意圖。圖14顯示了天線裝置的天線電極層（包括天線電極AP與第一金屬網MM1）、導電層（包括接地電極GND與第二金屬網MM2）以及晶片250，並省略其他元件。關於其他元件的描述可以參考前述任一實施例，於此不再贅述。

請參考圖14，在本實施例中，天線電極層110中的天線電極AP以及導電層120中的接地電極GND設置於線路佈局區LR中，且重疊於晶片250。天線電極層110中的第一金屬網MM1以及導電層120中的第二金屬網MM2彼此重疊，且設置於透光區TR中。通過第一金屬網MM1以及第二金屬網MM2的設置，可以減少線路佈局區LR與透光區TR之間的穿透率差異，避免使用者輕易的察覺到線路佈局區LR的存在。

1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G:天線裝置 10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G:天線單元 100:透明基板 110:天線電極層 110’,120’,240’:導電材料層 112,122,132A,132B,222,242:晶種層 112’、122’,242’:晶種材料層 114,124,134A,134B,224,244:金屬層 114’、124’,244’:金屬材料層 120:導電層 130A,130B:導電通孔 140B:保護層 150:緩衝層 160:導體層 170:第一介電層 180:第一線路層 190:第二介電層 200:第二線路層 210:第一有機絕緣層 220:第一重佈線層 230:第二有機絕緣層 240:第二重佈線層 250:晶片 252:導電連接結構 260:底部填充材 AP:天線電極 CE:連接電極 CH:半導體通道結構 DP:驅動電極 GND:接地電極 LR:線路佈局區 MM1:第一金屬網 MM2:第二金屬網 O1:開口 P:接墊 PR1,PR2,PR3,PR4,PR5:光阻圖案層 RL:重佈線結構 S1:第一面 S2:第二面 SD:源極/汲極 SE:遮蔽電極 SL1,SL2:訊號線 ST:斷差 T:主動元件 TF:暫時性膜 TH:通孔 TL:主動元件層 TR:透光區 W _A,W _G:寬度 X1,Y1:線寬 X2,Y2:線距

圖1是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的剖面示意圖。圖2A至圖2L是依照本發明的一實施例的一種天線單元的製造流程的各個階段的剖面示意圖。圖3A是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖3B是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖4是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的剖面示意圖。圖5A至圖5H是依照本發明的一實施例的一種天線單元的製造流程的各個階段的剖面示意圖。圖6A是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖6B是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖6C是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖6D是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的局部剖面示意圖。圖7是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的剖面示意圖。圖8A至圖8C是依照本發明的一實施例的一種天線單元的製造流程的各個階段的剖面示意圖。圖9是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。圖10是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的剖面示意圖。圖11是依照本發明的一實施例的一種天線單元的剖面示意圖。圖12是依照本發明的一實施例的一種天線單元的剖面示意圖。圖13是依照本發明的一實施例的一種天線單元的剖面示意圖。圖14是依照本發明的一實施例的一種天線單元的上視示意圖。

1A:天線裝置

10A:天線單元

100:透明基板

110:天線電極層

112,122,132A,222,242:晶種層

114,124,134A,224,244:金屬層

120:導電層

130A:導電通孔

140B:保護層

150:緩衝層

160:導體層

170:第一介電層

180:第一線路層

190:第二介電層

200:第二線路層

210:第一有機絕緣層

220:第一重佈線層

230:第二有機絕緣層

240:第二重佈線層

250:晶片

252:導電連接結構

260:底部填充材

AP:天線電極

CE:連接電極

CH:半導體通道結構

GND:接地電極

LR:線路佈局區

P:接墊

RL:重佈線結構

S1:第一面

S2:第二面

SD:源極/汲極

SE:遮蔽電極

SL1,SL2:訊號線

T:主動元件

TL:主動元件層

TR:透光區

W_A,W_G:寬度

Claims

一種透明天線裝置，包括：一透明基板，具有一第一面以及相反於該第一面的一第二面；一天線電極層，位於該透明基板的該第一面上，且包括：一天線電極，位於該透明天線裝置的一線路佈局區中；；一第一介電層，位於該透明基板的該第二面之上；一重佈線結構，位於該第一介電層之上，且包括：一訊號線以及一接墊，位於該線路佈局區中；以及一晶片，接合至該重佈線結構的該接墊，且位於該線路佈局區中，其中該透明天線裝置具有位於該線路佈局區旁邊的一透光區，且該透光區的穿透率為35%至85%；以及一導電層，位於該透明基板的該第二面與該第一介電層之間，且包括：一接地電極，至少部分重疊於該天線電極，且電性連接至該晶片，其中該接地電極包括重疊於該天線電極的一開口；其中該重佈線結構更包括一驅動電極，該驅動電極重疊於該開口以及該天線電極。
如請求項1所述的透明天線裝置，其中該天線電極層更包括：一第一金屬網，電性連接至該天線電極，其中該第一金屬網的第一部分位於該線路佈局區中，且該第一金屬網的第二部分位於該透光區中。
如請求項2所述的透明天線裝置，其中該第一金屬網的線寬比上線距為1:1至1:50。
如請求項1所述的透明天線裝置，其中該導電層更包括：一第二金屬網，連接該接地電極，其中該第二金屬網至少部分位於該透光區中。
如請求項4所述的透明天線裝置，其中該第二金屬網的線寬比上線距為1:1至1:50。
如請求項1所述的透明天線裝置，其中該接地電極的寬度大於該天線電極的寬度。
如請求項1所述的透明天線裝置，更包括：一半導體通道結構，其中該第一介電層位於該半導體通道結構上；一閘極，重疊於該半導體通道結構；多個源極/汲極，電性連接至該半導體通道結構，其中一主動元件包括該半導體通道結構、該閘極以及該些源極/汲極。
如請求項1所述的透明天線裝置，其中該重佈線結構包括：一第一有機絕緣層，位於該第一介電層之上；一第一重佈線層，位於該第一有機絕緣層上；一第二有機絕緣層，位於該第一有機絕緣層上，其中該第二有機絕緣層的厚度大於該第一介電層的厚度；以及一第二重佈線層，位於該第二有機絕緣層上，且包括該接墊與該訊號線。
一種透明天線裝置，包括：一透明基板，具有一第一面以及相反於該第一面的一第二面；一天線電極層，位於該透明基板的該第一面上，且包括：一天線電極，位於該透明天線裝置的一線路佈局區中；一第一介電層，位於該透明基板的該第二面之上；一重佈線結構，位於該第一介電層之上，且包括：一訊號線以及一接墊，位於該線路佈局區中；一晶片，接合至該重佈線結構的該接墊，且位於該線路佈局區中，其中該透明天線裝置具有位於該線路佈局區旁邊的一透光區，且該透光區的穿透率為35%至85%；以及一導電層，位於該透明基板的該第二面與該第一介電層之間，且包括：一接地電極，至少部分重疊於該天線電極，且電性連接至該晶片；以及一連接電極，電性連接至該晶片，其中該接地電極環繞該連接電極；以及一導電通孔，從該透明基板的該第一面延伸至該第二面，且連接該天線電極與該連接電極，其中該導電通孔在靠近該天線電極的一側的寬度不同於該導電通孔在靠近該連接電極的一側的寬度。
如請求項9所述的透明天線裝置，其中該導電通孔從該重佈線結構的該接墊延伸至該透明基板的該第一面，其中該導電通孔穿過該第一介電層以及該透明基板，並電性連接該天線電極與該接墊。