量测结构的制作方法

本发明关于一种量测结构，特别是关于一种用以量测介电常数的量测结构。

背景技术：

因应下一世代电讯传输频率的第五代移动通信系统(5thgenerationmobilenetworks或5thgenerationwirelesssystems，简称5g)，其传输频率介于23至40ghz之间，故对于半导体封装件的线路结构的布设中，其所用的介电材的介电常数的准确性要求极高，否则制得的半导体封装件无法达到传输频率介于23至40ghz之间的需求，也就是该半导体封装件无法达到5g电子产品的需求。

此外，目前封装厂于使用介电材料时，一定会考量该介电材料的特性，如介电常数，且该介电材料的特性均由材料供应商定义，而该定义仅为该介电材料于特定温度下的数值(如该介电材料于液态时的介电常数)，并未呈现该介电材料于其它温度下的数值(如该介电材料于固态时的介电常数)。

然而，于制作半导体封装件的过程中，该介电材料会从液态(或熔融态)转变成固态，其介电常数的数值会大幅变动，故若参考该材料供应商所定义的液态介电常数，则制作出的半导体封装件的线路结构的传输频率容易受干扰而无法有效传输讯号，进而导致5g电子产品无法符合高频的需求。

因此，封装厂通常会自行量测该介电材料于固态时的介电常数，再依据该自行量测的介电常数判断该介电材料是否符合需求。

如图1a至图1b所示，封装厂将欲判断是否符合需求的介电材料来模拟欲制的线路结构1a(如图1c所示的产品介电层10a与线路层11a)，而制作出一仿制结构1(不含图1c所示的线路层11a)，其包括至少一量测介电层10及一设于该量测介电层10上的震荡量测部11，该量测介电层10的材质特性相同于该产品介电层10a的材质特性，且该震荡量测部11具有一圆形环线111及两传输线113,114。具体地，该圆形环线111间隔地位于该两传输线113,114之间，使该圆形环线111与该两传输线113,114之间具有间隙e，且令该圆形环线111与该两传输线113,114能产生电性耦合，其中，该圆形环线111对应该间隙e的周面范围l可定义该电性耦合的耦合量的大小，而该震荡量测部11的预设传输频率(如28ghz)可定义出该圆形环线111的周长(或该圆形环线111的外径r)，即该预设传输频率的波长可为该圆形环线111的周长(如1/28纳米)。

此外，于制作该线路结构1a前，会先量测该仿制结构1的量测介电层10于固态时的介电常数，以判断该产品介电层10a是否能采用。具体地，于量测该量测介电层10于固态时的介电常数时，先调整环境温度，使该量测介电层10维持固体状态，再将一量测仪器(图未示)的电流依序耦合通过其中一传输线113、圆形环线111及另一传输线114，以得到该预设传输频率(如28ghz)的峰值，之后电脑借由该峰值依据现有物理公式演算出该量测介电层10(即该产品介电层10a)于固态时的介电常数的数值。

因此，封装厂可将该量测介电层10于固态时介电常数的数值输入模拟软体中，以进行半导体封装件1’(如图1d所示，其包含半导体晶片12、线路结构1a及封装材13)的模拟作业，借此判断该产品介电层10a是否符合该线路结构1a的需求，也就是当符合需求时，才会开始进行该线路结构1a的制作。

然而，现有仿制结构1的量测震荡部11，其传输线113,114的端部为直线端，因而该圆形环线111仅于极小的周面范围l之处产生电性耦合，致使于进行量测作业时，该电流的耦合量极小，因而量测讯号容易受杂讯干扰，特别是当量测仪器的动态范围不足时，其所得的量测讯号大多为杂讯，故将影响所撷取的峰值或频带的准确度。

此外，现有仿制结构1的量测震荡部11仅能用于量测单一频带(该预设传输频率)的介电常数，若需量测多个频带(如预设传输频率为38ghz及23.75ghz)的介电常数，则需设计多组该仿制结构1(不同的量测震荡部11的圆形环线111的周长)，因而耗时及耗成本。

因此，如何克服上述现有技术中的种种问题，实已成目前亟欲解决的课题。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的缺失，本发明遂提供一种量测结构，能减少制作该量测结构的数量。

本发明的量测结构包括：介电层；第一导线，其设于该介电层上且具有第一端部；第二导线，其设于该介电层上且具有对应该第一端部的第二端部；第一环体，其设于该介电层上并间隔地位于该第一端部与该第二端部之间，且电性耦合该第一端部与该第二端部；以及第二环体，其设于该介电层上并间隔地环绕于第一环体外，且间隔地包围该第一端部与该第二端部，并与该第一端部及该第二端部电性耦合。

前述的量测结构中，该第一端部的形状对应该第一环体或第二环体的侧面轮廓。

前述的量测结构中，该第二端部的形状对应该第一环体或第二环体的侧面轮廓。

前述的量测结构中，该第一端部与第二端部构成一框体，使该第一环体位于该框体中。例如，该框体的形状对应该第一环体的侧面轮廓。

前述的量测结构中，该第一环体与该第一端部之间及该第二端部之间分别形成间隙，且令该第一环体对应该间隙的侧面范围定义该第一环体所产生的电性耦合的耦合量。

前述的量测结构中，该第二环体与该第一端部之间及该第二端部之间分别形成间隙，且令该第二环体对应该间隙的侧面范围定义该第二环体所产生的电性耦合的耦合量。

前述的量测结构中，该量测结构用以量测该介电层的介电常数，且该介电常数对应讯号的传输频率。例如，该第一环体或该第二环体的边长对应该传输频率的波长。

由上可知，本发明的量测结构，主要借由两环体(第一环体与第二环体)的设计，以于单一次量测介电常数的作业中，能量测出两个频率峰值，故相较于现有仿制结构，若使用本发明的量测结构量测多个频带的介电常数时，能减少制作该量测结构的数量，因而能减少材料成本，且能大幅缩短量测作业的时间。

此外，该导线的端部形状对应该环体的侧面轮廓，以增加该环体用以产生电性耦合的侧面范围，故相较于现有技术，于进行量测作业时，能增加该电流的耦合量，以避免杂讯干扰，且即使该量测仪器的动态范围不足，能大幅减少所得的杂讯，因而能提高所撷取的频率峰值或频带的准确度。

附图说明

图1a为现有仿制结构的平面示意图；

图1b为现有仿制结构的剖面示意图；

图1c为现有线路结构的剖面示意图；

图1d为现有半导体封装件的剖面示意图；

图2a为本发明的量测结构的平面示意图；

图2b为图2a的b-b剖面线的剖面示意图；

图3为对应图2a的实际封装基板的剖面示意图；以及

图4为图2a的量测结构于量测作业中所测得的频率点的图表。

符号说明：

1仿制结构1’半导体封装件

1a线路结构10量测介电层

10a产品介电层11震荡量测部

11a,31线路层111圆形环线

113,114传输线12半导体晶片

13封装材2量测结构

2a震荡量测组2b承载体

20介电层21第一环体

22第二环体22a,22b环部

23第一导线230第一端部

24第二导线240第二端部

25接地层3实际封装基板

30实际介电层a框体

a,d1,d2,t1,t2,e间隙f1,f2频率点

h厚度l周面范围

l1,l2侧面范围r外径

r1第一外径r2第二外径

w线宽。

具体实施方式

以下借由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揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，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揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等的用语，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，当也视为本发明可实施的范畴。

请参阅图2a及图2b，其为本发明的量测结构2的示意图，所述的量测结构2包括：一包含至少一介电层20及其它选择性配件的承载体2b、以及设于同一层介电层20上的震荡量测组2a，其中，该震荡量测组2a包含一第一导线23、一第二导线24、一第一环体21及一第二环体22。

于本实施例中，该量测结构2为仿制目标成品的结构，如简易基板结构(其可布设介电层20而未布设线路层)，其中，该目标成品如图3所示的实际封装基板3(其布设有实际介电层30与多个线路层31)，且该量测结构2用于量测一参数(如介电常数)，以令电脑借由该参数演算出所需的目标值。

换言之，欲得知该实际封装基板3的实际介电层30的介电常数时，不会直接量测该实际封装基板3的实际介电层30，以避免破坏该线路层31，故借由仿照该实际封装基板3但不布设线路层31的量测结构2作为量测物，因而只要量测该量测结构2的介电层20的介电常数，即可得知该实际介电层30的介电常数。

此外，该实际封装基板3例如为具有核心层与线路结构的基板(substrate)或无核心层(coreless)的线路结构，其于介电材上形成线路层31，如扇出(fanout)型重布线路层(redistributionlayer，简称rdl)。

所述的介电层20的材质组成与厚度h等于该实际介电层30的材质组成与厚度h。于本实施例中，该介电层20作为量测目标物，使经由该量测结构2所测得的传输频率作为该参数，再令电脑借由该参数进行演算后，可得到一目标值(即该介电层20的介电常数或该实际介电层30的介电常数)。

所述的第一导线23设于该介电层20上且具有一第一端部230。

于本实施例中，该第一导线23为图案化制程所制的金属线(如铜线)，其作为输入埠(即测试讯号的输入端)，且该第一导线23的线宽w等于该线路层31的线宽w。

此外，该第一端部230的形状对应该第一环体21部分外侧面轮廓，如弧形圈或半圆圈。

所述的第二导线24设于该介电层20上且具有对应该第一端部230的第二端部240。

于本实施例中，该第二导线24为图案化制程所制的金属线(如铜线)，其作为输出埠(即测试讯号的输出端)，且该第二导线24的线宽w等于该线路层31的线宽w。

此外，该第二端部240的形状对应该第一环体21部分外侧面轮廓，如弧形圈或半圆圈。

所述的第一环体21设于该介电层20上并间隔地设于该第一端部230与该第二端部240之间，使该第一环体21与该第一端部230之间及该第二端部240之间分别形成间隙d1,d2，并令该第一环体21得以分别电性耦合该第一端部230与该第二端部240。

于本实施例中，该第一环体21为图案化制程所制的金属线(如铜线)，其为圆形环，且该第一环体21的线宽w等于该线路层31的线宽w。

此外，该第一端部230与第二端部240为相对配置(如分离式面对面)以构成一具有间隙a的框体a，使该第一环体21位于该框体a中。应可理解地，该第一环体21可为其它几何形状的环体，且该第一端部230与第二端部240(即该框体a)的形状可依据该第一环体21的外侧面轮廓作变化(即该框体的形状对应该第一环体21的侧面轮廓)。

又，该第一环体21对应该间隙d1,d2的侧面范围l1定义该第一环体21所产生的电性耦合的耦合量的大小。

所述的第二环体22设于该介电层20上并间隔地同心环绕于第一环体21外，且间隔地包围该第一端部230与该第二端部240，使该第二环体22与该第一端部230之间及该第二端部240之间分别形成间隙t1,t2，且令该第二环体22得以分别电性耦合该第一端部230与该第二端部240。

于本实施例中，该第二环体22为图案化制程所制的金属线(如铜线)，且该第二环体22的线宽w等于该线路层31的线宽w。

此外，该第二环体22因与该第一环体21之间配置有该第一导线23与该第二导线24，而呈现两段式(不连续)的环体，如包含两个相分离的弧形环部22a,22b。

又，该些环部22a,22b为相对配置(如分离式面对面)，使该框体a与该第一环体21位于该第二环体22中。应可理解地，该第二环体22可为其它几何形状的环体，且该第二环体22的形状可依据该第一环体21或该框体a的外侧面轮廓作变化。

另外，该第二环体22对应该间隙t1,t2的侧面范围l2定义该第二环体22所产生的电性耦合的耦合量。

另一方面，于图2a的圆形环体用于5g频率的实施例中，该第一环体21的周长(由该第一环体21的第一外径r1定义)对应第一传输频率(预设传输频率)的波长的长度，且该第二环体22的周长(由该第二环体22的第二外径r2定义)对应第二传输频率(预设传输频率)的波长的长度。例如，该第一传输频率例如为39吉赫(ghz)(38×10⁹赫兹)，其波长的长度为1/39纳米，使该第一环体21的周长为4.608㎜(第一外径r1为0.733㎜)；及该第二传输频率例如为28吉赫，其波长的长度为1/28纳米，使该第二环体22的周长为6.428㎜(第二外径r2为1.023㎜)。应可理解地，该环体的传输频率越小，其波长越大，则其周长越大。

所述的量测结构2可依需求于另一介电层20上形成一接地层25。

当进行量测该介电层20于成品状态(固态)时的介电常数时，先将一量测仪器(图未示)的电流通过该第一导线23，使该第一导线23的第一端部230同时与该第一环体21及该第二环体22产生电性耦合，令该电流导通至该第一环体21及该第二环体22，之后，该第一环体21及该第二环体22会先后与该第二导线24的第二端部240产生电性耦合，令该电流导通至该第二导线24而回流至该量测仪器，使该量测仪器先后得到两组频率峰值，如图4所示的第一传输频率(38ghz)的频率点f1(其数值为-6.02)及第二传输频率(23.75ghz)的频率点f2(其数值为-8.85)。

之后，将图4所得的频率峰值(即频率点f1,f2)输入电脑(图未示)中进行演算，以得到对应各频率峰值的介电常数。

于本实施例中，该电脑内建置该真实封装基板3的模型，以进行参数的量测(如频率点f1,f2，即频率峰值)及相关尺寸的量测(如该实际介电层30的厚度h、该线路层31的线宽w、及该第一与第二环体21,22的周长等)等。

此外，该电脑依据如下所示的物理公式(1)及(2)：

，以演算出两个频段(第一传输频率及第二传输频率)的介电常数。具体地，将量测到的频率点f1,f2(频率峰值)的数值作为公式(1)的f值，且λ为该些环体(该第一环体21与第二环体22)的实际边长(如周长)，以借由公式(1)计算出一常数εe，再将实际量测出的介电层20(或实际介电层30)的厚度h作为公式(2)的h值，且将该震荡量测组2a的线宽w(即该线路层31的线宽w)作为公式(2)的w值，并将公式(1)所导出的常数εe带入公式(2)，以得到该介电层20(或实际介电层30)于固态下或特定传输频率(第一传输频率或第二传输频率)下的介电常数的数值εr。

最后，将该介电层20于固态时介电常数的数值输入模拟软体(如hfss、ads等)中，以进行一配置该实际封装基板3的半导体封装件模型的模拟作业，借此判断该介电层30是否符合该实际封装基板3的需求，也就是当符合需求时，才会开始进行该实际封装基板3的制作。换言之，于制作该实际封装基板3前，会先量测该介电层20于固态时的介电常数，以判断该实际介电层30是否能采用。

因此，本发明的量测结构2依据该实际封装基板3的结构设计出该介电层20的材质组成与厚度h等于该实际介电层30的材质组成与厚度h，且该震荡量测组2a的线宽w等于该线路层31的线宽w，以计算出符合特定阻抗(如50欧姆(ohm)阻抗)的线宽w，使量测作业的讯号传递更加顺畅。

此外，该第一导线23的第一端部230的形状(如半圆形)与该第二导线24的第二端部240的形状(如半圆形)对应该第一环体21的外侧面轮廓或该第二环体22的内侧面轮廓，以增加该第一环体21或第二环体22用以产生电性耦合的侧面范围l1,l2，故相较于现有技术，于进行量测作业时，能增加该电流的耦合量，以避免杂讯干扰，且即使该量测仪器的动态范围不足，能大幅减少所得的杂讯，因而能提高所撷取的频率峰值(即频率点f1,f2)或频带的准确度。

又，该量测结构2的震荡量测组2a包含内圈第一环体21与外圈第二环体22，且该第一环体21的第一外径r1(周长或边长)对应第一传输频率的波长的长度，而该第二环体22的第二外径r2(周长或边长)对应第二传输频率的波长的长度，以于单一次量测作业，能量测出两个频率峰值(即频率点f1,f2)，故相较于现有仿制结构的量测震荡部，若使用本发明的量测结构2量测多个频带的介电常数时，能减少制作该量测结构2的数量，因而能减少材料成本，且能大幅缩短量测作业的时间。

上述实施例仅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。任何所属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，应如权利要求书所列。