本发明涉及电子模块，且更明确地说，涉及柔性电子模块。
背景技术：
终端用户比以往任何时候都具有更多电子装置选择。目前存在大量卓越的技术趋向(例如，移动电子装置、小型电子装置、增加的用户连接性等)，且这些趋向正改变电子装置环境。技术趋向之一是可由用户穿戴的电子装置，有时被称作可穿戴电子装置。为开发可穿戴电子装置，使用柔性基板来封装半导体装置和/或模块。然而，安置在柔性基板上方的其它结构(例如相对刚性结构，诸如介电层、模制化合物等)仍可能受到损坏。因此，需要开发柔性电子模块。
技术实现要素：
在本发明的一或多个实施例中，电子模块包含第一子模块和第二子模块。第一子模块包含第一衬底、安置于第一衬底上的第一电子组件以及第一电极。第二子模块包含第二衬底、安置于第二衬底上的第二电子组件以及与第一电极间隔开的第二电极。第二电极面向第一电极，形成用于在第一子模块与第二子模块之间发射交流电(ac)信号的电容器。
在本发明的一或多个实施例中，半导体封装装置包含衬底、第一电子组件、第一封装主体以及第一电极。所述衬底包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。所述第一电子组件安置于衬底的第一表面上。第一封装本体安置于衬底的第一表面上并覆盖第一电子组件。第一电极安置于第一封装主体的第一侧表面上。第一电极配置成形成电容器的电极以发射或接收ac信号。
在本发明的一或多个实施例中，柔性电子模块包含第一子模块、第二子模块以及带状物(band)。第一子模块包含第一电子组件和电连接到所述第一电子组件的第一电极。第二子模块包含第二电子组件和电连接到所述第二电子组件的第二电极。所述带状物覆盖第一子模块和第二子模块。ac信号通过ac耦合在第一子模块的第一电极与第二子模块的第二电极之间发射。
附图说明
图1a说明根据本发明的一些实施例的电子装置的示意图。
图1b说明根据本发明的一些实施例的半导体封装装置的横截面视图。
图1c说明根据本发明的一些实施例的半导体封装装置的横截面视图。
图2a说明根据本发明的一些实施例的电子装置的示意图。
图2b说明根据本发明的一些实施例的半导体封装装置的横截面视图。
图3a说明根据本发明的一些实施例的电子装置的示意图。
图3b说明根据本发明的一些实施例的半导体封装装置的横截面视图。
图4a、图4b、图4c、图4d、图4e及图4f说明根据本发明的一些实施例的半导体制造方法。
图5a及图5b说明根据本发明的一些实施例的半导体制造方法。
图6a、图6b、图6c及图6d说明根据本发明的一些实施例的半导体制造方法。
图7a、图7b及图7c说明根据本发明的一些实施例的半导体制造方法。
贯穿图式和具体实施方式使用共同参考编号来指示相同或类似组件。从以下结合附图作出的详细描述，本发明将会更显而易见。
具体实施方式
图1a是根据本发明的一些实施例的电子装置1的示意图。电子装置1包含多个半导体封装裝置10a、10b、10c、10d、10e。半导体封装装置的数目可基于设计偏好而变化。举例来说，电子装置1可包含两个到四个半导体封装装置或超过五个半导体封装装置。
半导体封装装置10a包含安置在其一侧上的电极140a和安置在相对侧上的电极141a。如图1a中所示，电极140a及141a安置于半导体封装装置10a的侧表面上。在其它实施例中，电极140a及141a可安置于半导体封装装置10a的顶表面上。在一些实施例中，在半导体封装装置10a的每一侧表面上有一个电极。在其它实施例中，单一侧表面上的电极的数目(例如超过一个)可基于设计偏好而变化。
半导体封装装置10b包含安置在其一侧上的电极140b和安置在相对侧上的电极141b。电极140b及141b安置于半导体封装装置10b的侧表面上。在其它实施例中，电极140b及141b可安置于半导体封装装置10b的顶表面上。在一些实施例中，在半导体封装装置10b的每一侧表面上有一个电极。在其它实施例中，单一侧表面上的电极的数目(例如超过一个)可基于设计要求而变化。
半导体封装装置10b的电极140b邻近半导体封装装置10a的电极141a。半导体封装装置10b的电极140b及半导体封装装置10a的电极141a彼此间隔开并面向彼此以形成电容器。举例来说，电极141a及电极140b形成电容器的两个电极。交流电(ac)信号或功率可通过耦合由电极141a及电极140b形成的电容器在半导体封装装置10a与半导体封装装置10b之间发射。如图1a中所示，电极141a与电极140b之间的介电材料是空气。在其它实施例中，其它介电材料可安置在电极141a与电极140b之间以增大或减小电容器的介电常数。
在一些实施例中，直流电(dc)信号或功率可通过半导体封装装置10a内的dc-ac转换器转换成ac信号或功率，且随后经转换信号或功率可通过电容器的耦合发射。类似地，经转换ac信号或功率可被接收，且随后通过半导体封装装置10b内的ac-dc转换器转换成dc信号或功率。
在一些实施例中，柔性电子装置(诸如(但不限于)可穿戴电子装置)可包含两个或多个两个分离模块，其通过缆线电连接以在其间发射信号。然而，由于缆线的金属疲劳，可能降低柔性电子装置的可靠性。如图1a中所示，个别电子模块(例如，半导体封装装置10a、10b、10c、10d及10e)通过电容器的耦合效应而彼此连通。通过使用一或多个电容器在两个电子模块之间发射信号，不使用额外缆线，这将增加电子装置1的柔性。此外，使用电容器可防止电子装置1由于电缆破裂而发生故障，以便改进电子装置1的可靠性。
在一些实施例中，电子装置1可由罩盖或带状物覆盖。罩盖或带状物用来保护电子装置1免于损伤或污染。在一些实施例中，其上覆盖罩盖或带状物的电子装置1可以是手表、腕带、项链或其它可穿戴配件。
图1b说明根据本发明的一些实施例的图1a中所示的半导体封装装置10a的横截面视图。半导体封装装置10a包含衬底100a、电子组件111a、112a、封装主体或第一封装主体120a、电极140a、141a以及通孔130a。
衬底100a可包含(例如)印刷电路板，例如，纸基铜箔层合物、复合铜箔层合物或聚合物浸渍的玻璃纤维基铜箔层合物。在一些实施例中，衬底100a为柔性的。衬底100a可包含互连结构，例如再分布层(rdl)或接地元件。衬底100a包含表面101a和与表面101a相对的表面102a。衬底100a包含安置于衬底100a的表面101a上的导电衬垫105a及106a。在一些实施例中，衬底100a的表面101a被称为顶表面或第一表面，且衬底100a的表面102a被称为底表面或第二表面。
电子组件111a、112a安置于衬底100a的顶表面101a。电子装置111a可以是无源电组件，诸如电容器、电阻器或电感器。电子组件112a可以是有源组件，诸如集成电路(ic)芯片或裸片。每一电子组件111a、112a可电连接到一或多个另一种电子组件(例如电子组件111a、112a)，并电连接到衬底100a(例如，电连接到rdl)，且可借助于倒装芯片或导线接合技术实现电连接。
封装主体120a安置于衬底100a的顶表面101a上，以覆盖电子组件111a、112a并暴露导电衬垫105a的一部分。在一些实施例中，封装主体120a包含具有分散在其中的填充物的环氧树脂。
电极141a安置于封装主体120a的侧表面121a上。电极141a电连接到导电衬垫105a的暴露部分，以接收来自电子组件111a或112a的信号，并将信号发射到另一半导体封装装置的相邻电极(例如，发射到半导体封装装置10b的电极140b)。电极141a还可接收来自另一半导体封装装置的相邻电极的信号(例如到半导体封装装置10b的电极140b的信号)，并通过导电衬垫105a将所接收的信号发射到电子组件111a或112a。
通孔130a穿透封装主体120a并电接触衬底100a上的导电衬垫106a。通孔130a是从封装主体120a的顶表面123a暴露。
电极140a安置于封装主体120a的侧表面122a及顶表面123a上。电极140a电连接到通孔130a的暴露部分，以接收来自电子组件111a或112a的信号，并将信号发射到另一半导体封装装置的相邻电极。电极140a还可接收来自另一半导体封装装置的相邻电极的信号，并通过通孔130a及导电衬垫106a将所接收的信号发射到电子组件111a或112a。
图1c说明根据本发明的一些实施例的半导体封装装置10a'的横截面视图。半导体封装装置10a'类似于图1b中所示的半导体封装装置10a，不同之处在于半导体封装装置10a'进一步包含电子组件113a、114a及封装主体或第二封装主体125a。
电子组件113a、114a安置于衬底100a的底表面102a上。电子装置113a可以是无源电组件，诸如电容器、电阻器或电感器。电子组件114a可以是有源组件，诸如，ic芯片或裸片。每一电子组件113a、114a可电连接到一或多个另一种电子组件(例如电子组件111a、112a、113a、114a)，并电连接到衬底100a(例如，电连接到rdl)，且可借助于倒装芯片或导线接合技术实现电连接。
封装主体125a安置于衬底100a的底表面102a上以覆盖电子组件113a、114a。在一些实施例中，封装主体125a包含具有分散在其中的填充物的环氧树脂。封装主体125a包含基本上与衬底100a的侧表面和封装主体120a的侧表面121a共面的侧表面126a。封装主体125a进一步包含基本上与衬底100a的侧表面和封装主体120a的侧表面122a共面的侧表面127a。
电极141a'安置于封装主体120a的侧表面121a、衬底100a的侧表面和封装主体125a的侧表面126a上。举例来说，与图1b中所示的电极141a相比，电极141a'进一步从封装主体120a的侧表面121a延伸到封装主体125a的侧表面126a。
电极140a'安置于封装主体120a的侧表面122a及顶表面123a、衬底100a的侧表面和封装主体125a的侧表面127a上。举例来说，与图1b中的电极140a相比，电极140a'进一步延伸到封装主体125a的侧表面127a。
通过将额外电子组件113a、114a安置在衬底100a的底表面102a上，更多电子组件可集成到单一半导体封装装置中，这又将减小半导体封装装置的总面积。
图2a是根据本发明的一些实施例的电子装置2的示意图。电子装置2类似于图1中的电子装置1，不同之处在于电子装置2的半导体封装装置20a、20b、20c、20d及20e通过铰链250进一步电连接。
如图2a中所示，半导体封装装置20a及半导体封装装置20b通过铰链250电连接。在一些实施例中，铰链250通过半导体封装装置20a及20b的开口将半导体封装装置20a内的触点电连接到半导体封装装置20b内的触点。
如上文所提及，半导体封装装置20a的电极141a和半导体封装装置20b的电极140b用于在其间发射ac信号或功率。dc信号或功率通过铰链250在半导体封装装置20a与半导体封装装置20b之间发射。通过在两个个别模块(例如半导体封装装置20a及20b)之间使用电容器的耦合来发射ac信号或功率并使用铰链250来发射dc信号或功率，不使用ac-dc转换器或dc-ac转换器，这又将减小电子装置2的制造成本和面积。
在一些实施例中，电子装置2可由罩盖或带状物覆盖。罩盖或带状物用来保护电子装置2免于损伤或污染。在一些实施例中，其上覆盖罩盖或带状物的电子装置2可以是手表、腕带、项链或其它可穿戴配件。
图2b说明根据本发明的一些实施例的如图2a中所示的半导体封装装置20a的横截面视图。半导体封装装置20a类似于图1b中所示的半导体封装装置10a，不同之处在于半导体封装装置20a进一步包含导电触点230a、231a、开口230h、231h和导电衬垫205a、206a。
导电触点230a安置于导电衬垫205a上并由封装主体120a囊封。开口230h形成在封装主体120a的侧表面121a处或附近，以暴露导电触点230a的一部分，从而提供对于将半导体封装装置20a连接到相邻半导体封装装置(例如半导体封装装置20b)的铰链的电连接。
导电触点231a安置于导电衬垫206a上并由封装主体120a囊封。开口231h形成在封装主体120a的侧表面122a处或附近，以暴露导电触点231a的一部分，从而提供对于将半导体封装装置20a连接到相邻半导体封装装置的铰链的电连接。
图3a是根据本发明的一些实施例的电子装置3的示意图。电子装置3类似于图1中的电子装置1，不同之处在于电子装置3的半导体封装装置30a、30b、30c及30d通过导电线350进一步电连接。
如图3a中所示，半导体封装装置30a及半导体封装装置30b通过导电线350电连接。在一些实施例中，导电线350通过半导体封装装置30a及30b的开口将半导体封装装置30a内的触点电连接到半导体封装装置30b内的触点。
如上文所提及，半导体封装装置30a的电极141a和半导体封装装置30b的电极140b用于在其间发射ac信号或功率。dc信号或功率通过导电线350在半导体封装装置30a与半导体封装装置30b之间发射。通过在两个个别模块(例如半导体封装装置30a及30b)之间使用电容器的耦合来发射ac信号或功率并使用铰链350来发射dc信号或功率，不使用ac-dc转换器或dc-ac转换器，这又将减小电子装置3的制造成本和面积。
在一些实施例中，电子装置3可由罩盖或带状物覆盖。罩盖或带状物用来保护电子装置3免于损伤或污染。在一些实施例中，其上覆盖罩盖或带状物的电子装置3可以是手表、腕带、项链或其它可穿戴配件。
图3b说明根据本发明的一些实施例的如图3a中所示的半导体封装装置30a的横截面视图。半导体封装装置30a类似于图2b中所示的半导体封装装置20a，不同之处在于为半导体封装装置30a包含插口360和导电线350。
插口360安置于导电衬垫205a上并由封装主体120a囊封。开口形成在封装主体120a的侧表面121a处或附近，以暴露插口360的一部分，从而提供对于将半导体封装装置30a与相邻半导体封装装置(例如半导体封装装置30b)连接的导电线350的电连接。在一些实施例中，导电线350可直接连接到导电衬垫206a，以提供半导体封装装置30a与相邻半导体封装装置之间的电连接。
导电线350连接到导电衬垫205a、206a，并由封装主体120a囊封。导电线350的一部分(part/portion)延伸到封装主体120a之外，以提供半导体封装装置30a与相邻半导体封装装置之间的电连接。
图4a到4f说明根据本发明的一些实施例的制造半导体封装装置的方法。
参考图4a，提供可从其形成多个衬底的衬底条带400，且衬底条带400允许同时制造多个半导体封装装置。衬底条带400可以例如是印刷电路板，诸如，纸基铜箔层合物、复合铜箔层合物或聚合物浸渍的玻璃纤维基铜箔层合物。衬底条带400可以包含互连结构，诸如rdl或接地元件。
电子组件411、412安置于衬底条带400的顶表面401上。电子组件411可以是无源元件，诸如电容器、电阻器或电感器。电子组件412可以是有源元件，诸如ic芯片或裸片。每一电子组件411、412可电连接到一或多个另一种电子组件(例如电子组件411、412)，并电连接到衬底条带400(例如，电连接到rdl)，且可借助于倒装芯片或导线接合技术实现电连接。在一些实施例中，电子组件411、412电连接到衬底条带400上的导电衬垫405。
参考图4b，封装主体420形成于衬底条带400的顶表面401上并囊封衬底400的顶表面401的一部分和电子组件411、412。在一些实施例中，封装主体420包含具有分散在其中的填充物的环氧树脂。封装主体420可以通过模制技术(例如传递模制或压缩模制)形成。
参考图4c，可执行单体化来将个别半导体封装装置分开。举例来说，通过封装主体420及从其形成多个衬底节段的衬底条带400来执行单体化。举例来说，可以通过使用切割锯、激光或其它合适的切割技术执行单体化。在单体化之后，形成衬底条带400的多个衬底节段，且从封装主体420的侧表面423暴露导电衬垫405的一部分。举例来说，导电衬垫405的侧表面与封装主体420的侧表面423基本上共面。
参考图4d，形成保护层440以覆盖封装主体420的顶表面421、封装本体420的侧表面423、424的一部分以及衬底条带400的节段的侧表面403、404和底表面402。封装主体420的侧表面423、424的一部分从保护层440暴露。在一些实施例中，保护层440为胶带或油墨。
参考图4e，金属层441形成于封装主体420的侧表面423、424的暴露部分上。金属层441接触导电衬垫405的暴露部分。在一些实施例中，金属层441可以通过溅镀或喷涂形成。
参考图4f，移除保护层440以形成半导体封装装置4。半导体封装装置4类似于图1中所示的半导体封装装置1，不同之处在于半导体封装装置4并不包含穿透封装主体420以将金属层441(或电极140a)连接到导电衬垫405的通孔。
图5a及5b说明根据本发明的一些实施例的制造半导体封装装置的方法。
图5a中所示的操作类似于图4a中所示的操作，不同之处在于，在图5a中，提供金属盖540以将衬底条带400上的导电衬垫405连接到衬底条带400上的相邻导电衬垫。举例来说，金属盖540将由衬底条带400形成的第一衬底节段的导电衬垫405连接到由衬底条带400形成的相邻的第二衬底节段的导电衬垫(例如在执行单体化之后)。
参考图5b，封装主体520形成于衬底条带400的顶表面401上，并囊封衬底条带400的顶表面401的一部分、电子组件411、412以及金属盖540。在一些实施例中，封装主体520包含具有分散在其中的填充物的环氧树脂。封装主体520可以通过模制技术(例如，传递模制或压缩模制)形成。
随后，可执行单体化来将个别半导体封装装置分开(例如在封装主体520形成在衬底条带400的顶表面401上之后)。举例来说，通过封装主体520及从其形成多个衬底节段的衬底条带400来执行单体化。举例来说，可以通过使用切割锯、激光或其它合适的切割技术执行单体化。在单体化之后，金属盖540的一部分从封装主体520的侧表面523暴露。举例来说，金属盖540的侧表面与封装主体520的侧表面523基本上共面。
图6a到6d说明根据本发明的一些实施例的制造半导体封装装置的方法。图6a中所示的操作在图4b中所示的操作之后。
参考图6a，多个孔洞620h经形成为穿透封装主体420以暴露衬底条带400上的导电衬垫405。孔洞620h可以通过(例如但不限于)激光钻孔或蚀刻技术形成。
参考图6b，导电孔洞或通孔630通过将导电材料注入到孔洞620h中来填充孔洞620h而形成。随后，可执行单体化以分出个别半导体封装装置。举例来说，通过封装主体420及从其形成多个衬底节段的衬底条带400来执行单体化。举例来说，可以通过使用切割锯、激光或其它合适的切割技术执行单体化。
参考图6c，形成保护层640以覆盖封装主体420的顶表面421的一部分和在单体化之后形成的衬底条带400的节段的底表面402。保护层640并未形成于导电孔洞630上方。举例来说，保护层640不与导电孔洞630重叠。在一些实施例中，保护层640为胶带或油墨。
金属层641随后形成于封装主体420的顶表面421的暴露部分及封装主体420的侧表面和衬底条带400的节段上。金属层641接触通孔630的顶表面。在一些实施例中，金属层641可以通过溅镀或喷涂形成。
参考图6d，移除保护层640以形成半导体封装装置6。半导体封装装置6类似于图1中所示的半导体封装装置1，不同之处在于，半导体封装装置6包含穿透封装主体420以将金属层641连接到相对应的导电衬垫405的两个通孔630。
图7a到7c说明根据本发明的一些实施例的制造半导体封装装置的方法。
图7a中所示的操作类似于图5a中所示的操作，不同之处在于，在图7a中，衬底条带400的节段的导电衬垫405上的金属触点740并未连接到衬底条带400的相邻段的导电衬垫上的金属触点。
参考图7b，封装主体720形成于衬底条带400的顶表面401上，并囊封衬底条带400的顶表面401的一部分、电子组件411、412以及金属触点740。在一些实施例中，封装主体720包含具有分散在其中的填充物的环氧树脂。封装主体720可以通过模制技术(例如，传递模制或压缩模制)形成。
参考图7c，可执行单体化以将位于衬底条带400的节段上的个别半导体封装装置分开。举例来说，通过封装主体720及从其形成多个衬底节段的衬底条带400来执行单体化。举例来说，可以通过使用切割锯、激光或其它合适的切割技术执行单体化。
随后，开口720h形成于封装主体720上以形成半导体封装装置7。开口720h暴露金属触点740的一部分。在一些实施例中，开口720h可以通过激光钻孔或蚀刻形成。在一些实施例中，半导体封装装置7的金属触点740的暴露部分可以通过铰链或导电线电连接到相邻半导体封装装置的金属触点的暴露部分。
如本文中所使用，术语“大致”、“基本上”、“基本”和“约”用于描述和解释小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可以指代事件或情形明确发生的情况以及事件或情形极接近于发生的情况。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如，小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％，或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“基本上”相同。举例来说，“基本上”平行可指代相对于0°的小于或等于±10°的角度变化范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°、或小于或等于±0.05°。术语“基本上共面”可指位于沿着相同平面的在数微米(μm)内的两个表面，例如位于沿着相同平面的在40μm内、在30μm内、在20μm内、在10μmμm内、在5μm内、在2μm内、在1μm内或在0.5μm内。
另外，有时在本文中按范围格式呈现量、比率及其它数值。应理解，此类范围格式是为了便利和简洁而使用，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围极限的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值和子范围一般。
如本文所使用，术语“导电(conductive)”、“导电(electricallyconductive)”和“电导率”指代传送电流的能力。导电材料通常指示对于电流流动展现极少或零对抗的那些材料。电导率的一个量度为西门子/米(s/m)。通常，导电材料为电导率大于约104s/m(例如至少105s/m或至少106s/m)的一种材料。材料的电导率有时可随温度而变化。除非另外规定，否则是在室温下测量材料的电导率。
在一些实施例的描述中，提供于另一组件“上”或“上方”的组件可涵盖前一组件直接在后一组件上(例如，与后一组件物理接触)的情况，以及一或多个介入组件位于前一组件与后一组件之间的情况。
虽然已参考本发明的特定实施例描述及说明本发明，但这些描述及说明并不限制本发明。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内取代等效组件而不脱离如由所附权利要求书定义的本发明的真实精神和范围。所述说明可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变化等等，本发明中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未特定说明的本发明的其它实施例。应将本说明书及图式视为说明性的而非限制性的。可作出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应于本发明的目标、精神和范围。所有所述修改都既定在所附权利要求书的范围内。虽然本文揭示的方法已参考按特定次序执行的特定操作加以描述，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序及分组并非本发明的限制。