电子封装件及其制法的制作方法

1.本发明涉及一种电子封装件，尤其涉及一种具天线结构的电子封装件及其制法。


背景技术：

2.目前无线通讯技术已广泛应用于各式消费性电子产品(如手机、平板电脑等)，以利于接收或发送各种无线信号。此外，为满足消费性电子产品的携带和上网便利性，无线通讯模块的制造与设计朝着轻、薄、短、小的需求开发，其中，平面天线(patch antenna)因具有体积小、重量轻和制造容易等特性而广泛用于电子产品的无线通讯模块中。
3.目前5g的相关应用技术在未来将全面商品化，其应用频率范围约在1ghz～1000ghz之间的高频频段，其商业应用模式为5g搭配4g lte，并于户外架设蜂巢式基站以配合设于室内的小基站，故5g移动通讯会在基站内使用大量天线以符合5g系统的大容量快速传输且低延迟的要求。
4.图1为已知无线通讯模块的立体示意图。如图1所示，该无线通讯模块1包括：一基板10、设于该基板10上的多个电子元件11、一天线结构12和封装材料13。基板10为电路板并呈矩形体。电子元件11设于基板10上且电性连接基板10。天线结构12为平面型且具有一天线本体120和一导线121，天线本体120通过导线121电性连接电子元件11。封装材料13覆盖电子元件11和部分导线121。
5.然而，已知无线通讯模块1中，仅能配置单一天线结构12，因而限制该无线通讯模块1的天线功能，造成无线通讯模块1无法提供运行5g系统所需的电性功能，难以达到5g系统的天线运行的需求。
6.因此，如何克服上述已知技术的问题，已成目前亟欲解决的课题。


技术实现要素：

7.鉴于上述已知技术的种种缺陷，本发明提供一种电子封装件，包括：封装模块，在内部配置有多个馈入线路，其中，该多个馈入线路定义有第一天线层及第二天线层；绝缘间隔体，设于该封装模块的部分表面上；第一天线体，对应该第一天线层的位置设于该绝缘间隔体上，且使该第一天线体和该第一天线层位于该绝缘间隔体的相对两侧，以令该第一天线体与该第一天线层形成第一天线结构；以及第二天线体，对应该第二天线层的位置设于封装模块的部分表面上，且使该第二天线体与该第二天线层之间保持距离，以令该第二天线体与该第二天线层形成第二天线结构。
8.本发明还提供一种电子封装件的制法，包括：提供一封装模块，其内部配置有多个馈入线路，其中，该多个馈入线路定义有第一天线层及第二天线层；将绝缘间隔体设于该封装模块的部分表面上；对应该第一天线层的位置而在该绝缘间隔体上形成第一天线体，且使该第一天线体和该第一天线层位于该绝缘间隔体的相对两侧，以令该第一天线体与该第一天线层形成第一天线结构；以及对应该第二天线层的位置而在封装模块的部分表面上形成第二天线体，且使该第二天线体与该第二天线层之间保持距离，以令该第二天线体与该
第二天线层形成第二天线结构。
9.前述电子封装件及其制法中，该第一天线结构的适用频率为24～52吉赫。
10.前述电子封装件及其制法中，该第一天线体与该第一天线层以耦合方式传输信号。
11.前述电子封装件及其制法中，该绝缘间隔体为介电层。
12.前述电子封装件及其制法中，该绝缘间隔体的介电常数小于3。
13.前述电子封装件及其制法中，该第二天线结构的适用频率为410～7125兆赫。
14.前述电子封装件及其制法中，该第二天线体与该第二天线层以耦合方式传输信号。
15.前述电子封装件及其制法中，该封装模块包含至少一电子元件及一包覆该电子元件的包覆层，以令该第二天线体和该第二天线层位于该包覆层的相对两侧。例如，该包覆层的介电常数小于3.7。或者，该封装模块进一步包含埋设于该包覆层中的多个导电柱，以及配置于该包覆层相对两侧以通过该多个导电柱相互电性连接的承载结构和线路结构，以令该承载结构布设有该第一天线层，且该线路结构布设有该第二天线层，并使该绝缘间隔体和该第二天线体设于该承载结构的一表面上。
16.由上可知，本发明的电子封装件及其制法中，主要通过利用绝缘间隔体将该第一天线结构和第二天线结构整合在该封装模块上，且该第一天线结构的射频与该第二天线结构的射频不同，使该电子元件可依需求发出/接收不同的天线信号，以令应用该电子封装件的电子产品传接所需频率的信号，故相比于已知技术，该电子封装件配置多组天线结构，因而可提升该电子产品的天线功能，使该电子产品可提供运行5g系统所需的电性功能，以达到5g系统的天线运行的需求。
附图说明
17.图1为已知无线通讯模块的立体示意图。
18.图2a至图2e为本发明的电子封装件的制法的剖面示意图。
19.图2f为图2e的上视平面示意图。
20.附图标记说明
21.1:无线通讯模块
22.10:基板
23.11,21:电子元件
24.12:天线结构
25.120:天线本体
26.121:导线
27.13:封装材料
28.2:电子封装件
29.2a:封装模块
30.20:承载结构
31.20a:第一侧
32.20b:第二侧
33.200:第一绝缘层
34.201:第一线路层
35.21a:作用面
36.21b:非作用面
37.210:电极垫
38.211:保护膜
39.212:固晶层
40.22:导电体
41.23:导电柱
42.24:绝缘间隔体
43.25:包覆层
44.26:线路结构
45.260:第二绝缘层
46.261:第二线路层
47.27:导电元件
48.270:凸块底下金属层
49.28:第一天线结构
50.28a:第一天线层
51.28b:第一天线体
52.29:第二天线结构
53.29a:第二天线层
54.29b:第二天线体
55.9:支撑板
56.90:脱模层
57.91:粘合层。
具体实施方式
58.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所描述的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
59.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所描述的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所描述的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”和“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当视为本发明可实施的范畴。
60.图2a至图2e为本发明的电子封装件2的制法的剖面示意图。
61.如图2a所示，在一支撑板9上结合有承载结构20，承载结构20具有相对的第一侧20a和第二侧20b，且承载结构20以其第二侧20b结合至支撑板9上。接着，在承载结构20的第
一侧20a上形成多个电性连接承载结构20的导电柱23，且将至少一电子元件21设置在承载结构20的第一侧20a上。
62.所述承载结构20为线路构造或基板构造，该基板构造为具有核心层形式或无核心层形式，例如，具有核心层与线路结构的封装基板(substrate)或无核心层(coreless)的线路基板构造，其中，承载结构20包括至少一第一绝缘层200和设于第一绝缘层200上的第一线路层201，如线路重布层(redistribution layer，简称rdl)。
63.在本实施例中，形成第一线路层201的材料为铜，且形成第一绝缘层200的材料为如聚苯并恶唑(polybenzoxazole，简称pbo)、聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、预浸材料(prepreg，简称pp)等介电材料。
64.再者，承载结构20进一步配置有电性连接第一线路层201的第一天线层28a。例如，第一天线层28a和第一线路层201一起通过rdl工艺制作。
65.所述支撑板9例如为半导体材料(如硅或玻璃)板体，其上以涂布方式依序形成一脱模层90和一粘合层91，以供承载结构20设于粘合层91上。
66.所述导电柱23例如为柱状体、线状体或球状体，其立设于第一线路层201上并且电性连接第一线路层201。
67.在本实施例中，形成导电柱23的材料为如铜、金等金属材料或焊锡材料，但并不限于上述。
68.所述电子元件21为主动元件、被动元件或其二者组合，且主动元件为例如半导体芯片，而被动元件为例如电阻、电容及电感。
69.在本实施例中，电子元件21为半导体芯片，其具有相对的作用面21a和非作用面21b，电子元件21以其非作用面21b通过一固晶层212粘固于承载结构20的第一侧20a上，且作用面21a具有多个电极垫210，并于多个电极垫210上形成有多个导电体22以及覆盖多个电极垫210和多个导电体22的保护膜211。例如，保护膜211例如为聚苯并恶唑(pbo)等绝缘材料，且导电体22为如导电线路、焊球的圆球状、或如铜柱、焊锡凸块等金属材料的柱状、或焊线机制作的钉状(stud)，但不限于此。
70.如图2b所示，在承载结构20的第一侧20a上形成一包覆层25，以令包覆层25包覆电子元件21和多个导电柱23，再通过整平工艺，令包覆层25的上表面与保护膜211的上表面、多个导电柱23的端面及多个导电体22的端面共平面，使保护膜211的上表面、导电柱23的端面和导电体22的端面外露于包覆层25。
71.在本实施例中，包覆层25为绝缘材料，如聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、干膜(dry film)、环氧树脂(epoxy)或封装材料(molding compound)，其可用层压(lamination)或模压(molding)的方式形成在承载结构20的第一侧20a上。
72.再者，整平工艺为通过研磨方式，移除导电柱23、保护膜211、导电体22和包覆层25的部分材料，而使包覆层25的上表面与保护膜211的上表面、导电柱23的端面和导电体22的端面共平面。
73.如第2c图所示，在包覆层25上形成一线路结构26，使线路结构26堆叠在承载结构20上以形成一封装模块2a。
74.在本实施例中，线路结构26包含多个第二绝缘层260、和设于第二绝缘层260上的多个如rdl的第二线路层261，以令第二线路层261电性连接多个导电柱23和电子元件21上
的多个导电体22。或者，线路结构26也可仅包括单个第二绝缘层260和单个第二线路层261。
75.再者，形成第二线路层261的材料为铜，且形成第二绝缘层260的材料为如聚苯并恶唑(pbo)、聚酰亚胺(pi)、预浸材料(pp)等介电材料。
76.而且，线路结构26进一步配置有电性连接第二线路层261的第二天线层29a。例如，第二天线层29a和第二线路层261一起通过rdl工艺制作。
77.另外，在最外层的第二线路层261上形成多个如焊球的导电元件27。例如，可在最外层的第二线路层261上形成一凸块底下金属层(under bump metallurgy，简称ubm)270，以利于结合导电元件27。应可理解地，有关封装模块2a的种类繁多，并不限于上述，特此述明。
78.如图2d所示，移除支撑板9和脱模层90，再进行翻转，以在承载结构20的第二侧20b的粘合层91的部分表面上形成一绝缘间隔体24。
79.在本实施例中，绝缘间隔体24为介电层，如聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、干膜(dry film)或封装材料(molding compound)等介电材料，但并不限于上述。例如，先将一介电层涂布在粘着层91的全部表面上，再以蚀刻方式移除该介电层的部分材料，以形成绝缘间隔体24。
80.如图2e所示，在绝缘间隔体24上形成一对应第一天线层28a配置的第一天线体28b，以令第一天线体28b和第一天线层28a位于绝缘间隔体24的相对两侧而形成第一天线结构28，且在承载结构20的第二侧20b的粘合层91的部分表面上形成一对应第二天线层29a配置的第二天线体29b，以令第二天线体29b与第二天线层29a之间保持距离而形成第二天线结构29，并使第二天线体29b环绕第一天线体28b，如图2f所示。
81.在本实施例中，以6吉赫(ghz)频段为界线，第一天线结构28为高频段天线，即高于6ghz，且第二天线结构29为低频段天线，即6ghz以下(俗称sub-6ghz)。例如，电子元件21通过第一天线结构28收发24～53吉赫(ghz)频率的高频5g毫米波(mmwave)信号，且电子元件21通过第二天线结构29收发sub-6ghz(约410～7125兆赫(mhz))频率的低频5g毫米波信号。
82.再者，第一天线体28b与第一天线层28a以耦合方式传输信号，并使第一天线层28a作为第一天线结构28的馈入线路，且第二天线体29b与第二天线层29a也以耦合方式传输信号，并使第二天线层29a作为第二天线结构29的馈入线路。例如，该天线层与该天线体可由交变电压、交变电流或辐射变化产生辐射能量，且该辐射能量为电磁场，以令该天线层与该天线体能相互电磁耦合，使天线信号能在该天线层与该天线体之间传输。另外，第二天线层29a与第二天线体29b之间无其他金属层。
83.而且，配合该高频段天线的介质区域(如绝缘间隔体24和第一绝缘层200)，其介电常数需小于3，例如，silk、msq、pi(含纳米空气、氟基团)或其它适当材料；另一方面，配合该低频段天线的介质区域(如第一绝缘层200、包覆层25和第二绝缘层260)，其介电常数需小于3.7，例如，环氧树脂、pi或其它适当材料。
84.另外，可通过溅射(sputtering)、蒸镀(vaporing)、电镀、无电电镀、化学镀或贴膜(foiling)等方式制作第一天线体28b和第二天线体29b。
85.因此，本发明的制法主要通过绝缘间隔体24的配置，以利于将第一天线结构28和第二天线结构29整合在封装模块2a上而不相互干涉，使电子封装件2可依需求发出/接收不同的天线信号，故相比于已知技术，电子封装件2可配置包含多种频率的天线结构，使单个
电子封装件2即可对应多种频率的射频产品的需求，因而能提升该电子产品的天线功能，以致能提供运行5g系统所需的电性功能，以达到5g系统的天线运行的需求。
86.本发明进一步提供一种电子封装件2，其包括：一封装模块2a、绝缘间隔体24、第一天线体28b和第二天线体29b。
87.所述封装模块2a在内部配置有多个馈入线路，其中，该多个馈入线路定义有第一天线层28a和第二天线层29a。
88.所述绝缘间隔体24设于封装模块2a的部分表面上。
89.所述第一天线体28b对应第一天线层28a的位置而设于绝缘间隔体24上，且第一天线体28b和第一天线层28a位于绝缘间隔体24的相对两侧，以令第一天线体28b与第一天线层28a形成第一天线结构28。
90.所述第二天线体29b对应第二天线层29a的位置而设于封装模块2a的部分表面上，且第二天线体29b与第二天线层29a之间保持距离而相互分隔，以令第二天线体29b与第二天线层29a形成第二天线结构29。
91.在一个实施例中，第一天线结构28的适用频率为24～52吉赫。
92.在一个实施例中，第一天线体28b与第一天线层28a以耦合方式传输信号。
93.在一个实施例中，绝缘间隔体24为介电层。
94.在一个实施例中，绝缘间隔体24的介电常数小于3。
95.在一个实施例中，第二天线结构29的适用频率为410～7125兆赫。
96.在一个实施例中，第二天线体29b与第二天线层29a以耦合方式传输信号。
97.在一个实施例中，封装模块2a包含至少一电子元件21和一包覆电子元件21的包覆层25，以令第二天线体29b和第二天线层29a位于包覆层25的相对两侧。例如，包覆层25的介电常数小于3.7。进一步，封装模块2a进一步包含埋设于包覆层25中的多个导电柱23、和配置于包覆层25相对两侧以通过该多个导电柱23相互电性连接的承载结构20和线路结构26，以令承载结构20布设有第一天线层28a，且线路结构26布设有第二天线层29a，并使绝缘间隔体24和第二天线体29b均设于承载结构20的一表面上。
98.综上所述，本发明的电子封装件及其制法通过该绝缘间隔体的设计，以将该第一天线结构和第二天线结构整合至该封装模块，且该第一天线结构的射频与该第二天线结构的射频不同，使电子封装件包含两种频段(sub-6g或mmwave)的信号接收能力，故应用该电子封装件的电子产品能对应多种频率的射频产品的需求。
99.上述实施例用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书中所列。

技术特征：
1.一种电子封装件，包括：封装模块，在内部配置有多个馈入线路，其中所述多个馈入线路定义有第一天线层和第二天线层；绝缘间隔体，设于所述封装模块的部分表面上；第一天线体，对应所述第一天线层的位置设于所述绝缘间隔体上，且使所述第一天线体和所述第一天线层位于所述绝缘间隔体的相对两侧，以令所述第一天线体与所述第一天线层形成第一天线结构；以及第二天线体，对应所述第二天线层的位置设于封装模块的部分表面上，且使所述第二天线体与所述第二天线层之间保持距离，以令所述第二天线体与所述第二天线层形成第二天线结构。2.根据权利要求1所述的电子封装件，其中所述第一天线结构的适用频率为24～52吉赫。3.根据权利要求1所述的电子封装件，其中所述第一天线体与所述第一天线层以耦合方式传输信号。4.根据权利要求1所述的电子封装件，其中所述绝缘间隔体为介电层。5.根据权利要求1所述的电子封装件，其中所述绝缘间隔体的介电常数小于3。6.根据权利要求1所述的电子封装件，其中所述第二天线结构的适用频率为410～7125兆赫。7.根据权利要求1所述的电子封装件，其中所述第二天线体与所述第二天线层以耦合方式传输信号。8.根据权利要求1所述的电子封装件，其中所述封装模块包含至少一电子元件及一包覆所述电子元件的包覆层，以令所述第二天线体和所述第二天线层位于所述包覆层的相对两侧。9.根据权利要求8所述的电子封装件，其中所述包覆层的介电常数小于3.7。10.根据权利要求8所述的电子封装件，其中所述封装模块进一步包含埋设于所述包覆层中的多个导电柱，以及配置于所述包覆层相对两侧以通过所述多个导电柱相互电性连接的承载结构和线路结构，以令所述承载结构布设有所述第一天线层，且所述线路结构布设有所述第二天线层，并使所述绝缘间隔体和所述第二天线体设于所述承载结构的一表面上。11.一种电子封装件的制法，包括：提供一封装模块，其内部配置有多个馈入线路，其中所述多个馈入线路定义有第一天线层和第二天线层；将绝缘间隔体设于所述封装模块的部分表面上；对应所述第一天线层的位置而在所述绝缘间隔体上形成第一天线体，且使所述第一天线体与所述第一天线层位于所述绝缘间隔体的相对两侧，以令所述第一天线体与所述第一天线层形成第一天线结构；以及对应所述第二天线层的位置而在封装模块的部分表面上形成第二天线体，且使所述第二天线体与所述第二天线层之间保持距离，以令所述第二天线体与所述第二天线层形成第二天线结构。
12.根据权利要求11所述的电子封装件的制法，其中所述第一天线结构的适用频率为24～52吉赫。13.根据权利要求11所述的电子封装件的制法，其中所述第一天线体与所述第一天线层以耦合方式传输信号。14.根据权利要求11所述的电子封装件的制法，其中所述绝缘间隔体为介电层。15.根据权利要求11所述的电子封装件的制法，其中所述绝缘间隔体的介电常数小于3。16.根据权利要求11所述的电子封装件的制法，其中所述第二天线结构的适用频率为410～7125兆赫。17.根据权利要求11所述的电子封装件的制法，其中所述第二天线体与所述第二天线层以耦合方式传输信号。18.根据权利要求11所述的电子封装件的制法，其中，所述封装模块包含至少一电子元件及一包覆所述电子元件的包覆层，以令所述第二天线体和所述第二天线层位于所述包覆层的相对两侧。19.根据权利要求18所述的电子封装件的制法，其中，所述包覆层的介电常数小于3.7。20.根据权利要求18所述的电子封装件的制法，其中所述封装模块进一步包含埋设于所述包覆层中的多个导电柱，以及配置于所述包覆层相对两侧以通过所述多个导电柱相互电性连接的承载结构和线路结构，以令所述承载结构布设有所述第一天线层，且所述线路结构布设有所述第二天线层，并使所述绝缘间隔体和所述第二天线体设于所述承载结构的一表面上。

技术总结
本发明涉及一种电子封装件及其制法，在封装模块上整合第一天线结构和第二天线结构，且该第一天线结构的射频与该第二天线结构的射频不同，使该电子封装件可依需求发出/接收不同的天线信号，以使应用该电子封装件的电子产品收发所需频率的信号，提升该电子产品的天线功能。功能。功能。


技术研发人员：柯仲禹 陈亮斌
受保护的技术使用者：矽品精密工业股份有限公司
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2023/7/13