天线封装装置及其制造方法与流程

1.本公开涉及天线封装装置技术领域，具体涉及天线封装装置及其制造方法。


背景技术：

2.在天线封装结构中，指向性天线一般搭配参考接地面以隔绝电磁信号对芯片的干扰，同时也可以在指向性天线与参考接地面之间形成共振腔，用来增加电磁信号的增益。
3.为了达到一定的电磁信号增益，可以通过增加指向性天线与参考接地面之间的距离来增大共振腔的体积，进而提高电磁信号传输的效果。但是，上述方式会增加天线封装结构的整体厚度，进而对天线封装结构应用于电子设备带来不便。


技术实现要素：

4.本公开提供了天线封装装置及其制造方法。
5.第一方面，本公开提供了一种天线封装装置，包括天线、基板和电磁波集中面；
6.所述天线设置于所述基板的第一表面；
7.所述电磁波集中面设置于所述基板的内部，所述电磁波集中面用于汇聚电磁波，所述天线位于所述电磁波集中面的汇聚方向。
8.在一些可选的实施方式中，所述电磁波集中面为凹面。
9.在一些可选的实施方式中，所述电磁波集中面形成于电磁波反射层上。
10.在一些可选的实施方式中，所述电磁波反射层为金属层。
11.在一些可选的实施方式中，所述电磁波反射层形成于腔体表面。
12.在一些可选的实施方式中，所述腔体周围设置有接地层，所述电磁波反射层与所述接地层电连接。
13.在一些可选的实施方式中，所述电磁波反射层和所述接地层一体成型。
14.在一些可选的实施方式中，所述电磁波反射层的厚度大于所述接地层的厚度。
15.在一些可选的实施方式中，所述接地层通过导电柱电连接至所述基板的第二表面上的导电衬垫。
16.在一些可选的实施方式中，所述基板包括第一介电层，所述电磁波集中面位于所述第一介电层上。
17.在一些可选的实施方式中，所述基板包括第二介电层，所述第二介电层位于所述天线和所述电磁波集中面之间。
18.在一些可选的实施方式中，所述第二介电层为低介电常数/耗散因数材料。
19.在一些可选的实施方式中，所述第二介电层包括预成型部分和模塑部分，所述预成型部分的形状与所述电磁波集中面的形状相对应，所述预成型部分位于所述模塑部分的第一表面，所述天线位于所述模塑部分的第二表面。
20.在一些可选的实施方式中，所述电磁波集中面为圆弧面。
21.在一些可选的实施方式中，所述电磁波集中面为非对称曲面。
22.在一些可选的实施方式中，所述基板的第一表面还设置有保护层，所述保护层包覆所述天线。
23.第二方面，本公开提供了一种天线封装装置的制造方法，包括：
24.利用弧形模具形成电磁波反射层，其中，所述电磁波反射层的内表面形成电磁波集中面，所述电磁波集中面用于汇聚电磁波；
25.通过模塑方法，在所述电磁波反射层两侧形成基板；
26.在所述基板的第一表面形成天线，以得到所述天线封装装置，其中，所述天线位于所述电磁波集中面的汇聚方向。
27.在一些可选的实施方式中，所述利用弧形模具形成电磁波反射层，包括：
28.提供一载体；
29.将弧形模具固定在所述载体上；
30.通过电镀方法，在所述弧形模具上形成所述电磁波反射层。
31.在一些可选的实施方式中，所述利用模塑方法，在所述电磁波反射层两侧形成基板，包括：
32.在所述电磁波反射层的外表面侧进行模塑，形成第一介电层；
33.去除所述载体，在所述电磁波反射层的内表面侧进行模塑，以得到第二介电层，其中，所述第一介电层和所述第二介电层共同形成所述基板。
34.在一些可选的实施方式中，所述方法还包括：
35.在所述基板的第一表面设置聚酰亚胺材料，以形成保护层。
36.为了解决提高现有天线封装装置的增益，本公开提供的天线封装装置及其制造方法，通过在基板内部设置电磁波集中面，并将天线设置在地磁波集中面的汇聚方向，使得电磁波集中面将电磁信号汇聚至天线，增强了天线接收信号的质量，在不增大结构厚度的情况下提高了天线的增益。
附图说明
37.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
38.图1是根据本发明实施例的天线封装装置的第一示意图；
39.图2是根据本发明实施例的天线封装装置的第二示意图；
40.图3是根据本发明实施例的天线封装装置的第三示意图；
41.图4是根据本发明实施例的天线封装装置的第四示意图；
42.图5是根据本发明实施例的天线封装装置的第五示意图；
43.图6是根据本发明实施例的天线封装装置的第六示意图；
44.图7-图11是根据本发明实施例的天线封装装置的制造过程的示意图。
45.符号说明：
46.100
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基板
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101
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第一介电层
47.102
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第二介电层
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1021
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预成型部分
48.1022
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模塑部分
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200
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天线
49.201
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第一导电柱
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202
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第一导电衬垫
50.301
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电磁波集中面
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302
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电磁波反射层
51.303
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接地层
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304
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第二导电柱
52.305
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第二导电衬垫
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306
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导电凸块
53.400
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保护层
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500
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载体
54.600
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芯片
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700
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主基板
55.701
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焊料
具体实施方式
56.下面结合附图和实施例对说明本公开的具体实施方式，通过本说明书记载的内容本领域技术人员可以轻易了解本公开所解决的技术问题以及所产生的技术效果。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
57.需要说明的是，说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书所记载的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，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，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开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”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本公开可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，应当也视为本公开可实施的范畴。
58.另外，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
59.图1是根据本发明实施例的天线封装装置的第一示意图。如图1所示，本实施例中的天线封装装置包括天线200、基板100和电磁波集中面301。
60.在本实施例中，基板100包括第一介电层101和第二介电层102。其中，第二介电层102包括预成型部分1021和模塑部分1022。其中，预成型部分1021位于模塑部分1022的下表面。预成型部分1021可以用来形成电磁波集中面301。模塑部分1022可以在电磁波集中面301之后形成。
61.在本实施例中，如图1所示，天线200设置于基板100的上表面。具体来看，天线200位于模塑部分1022的上表面。
62.在本实施例中，天线200例如是贴片天线，可用于发射或者接收信号。天线200的形状可以是矩形、“t”形、圆形或者三角形等。天线200的材料可以是金属，例如铜或铝等。
63.在本实施例中，如图1所示，电磁波集中面301设置于基板100的内部。在一个例子中，电磁波集中面位于第一介电层101内，第二介电层102位于天线200和电磁波集中面301之间。
64.在一个例子中，预成型部分1021的形状与电磁波集中面301的形状相对应，例如，电磁波集中面301与预成型部分1021的底面相贴合。
65.在本实施例中，电磁波集中面301可以用于汇聚电磁波。电磁波集中面301可以具有一汇聚方向，例如是图1中带有箭头的虚线所示的方向。电磁波集中面301可以接收多个方向的电磁波并集中至上述汇聚方向，或者，电磁波集中面301可以将来自该汇聚方向的电
磁波发射至多个方向。
66.在本实施例中，电磁波集中面301可以是凹面。在一个例子中，电磁波集中面301也可以是圆弧面。例如，电磁波集中面301可以是球面的一部分，还可以是圆柱侧面的一部分。
67.在本实施例中，如图1所示，电磁波集中面301可以形成于电磁波反射层302上。例如，电磁波集中面301可以是电磁波反射层302的内表面。其中，电磁波反射层302可以是具有一定厚度的空间结构，例如壳状结构、碗状结构等。
68.在一个例子中，电磁波反射层302可以是金属层。如此，有利于提高电磁波集中面301对电磁信号的反射能力。
69.在一个例子中，电磁波反射层302可以形成于腔体表面。例如，电磁波反射层302可以形成于球状腔体表面，或者，电磁波反射层302可以形成于圆柱状腔体表面。
70.在一个例子中，如图1所示，形成电磁波反射层302的腔体周围可以设置有接地层303。电磁波反射层302可以与该接地层303连接。接地层303的材料可以是金属。接地层303与电磁波反射层302的材料可以相同也可以不同。通过设置接地层303，可以增强电磁波集中面301对电磁信号的反射效果。
71.在一个例子中，电磁波反射层302可以与接地层303一体制成。例如，可以通过电镀等方式，在第一介电层101或者第二介电层102的表面同时形成电磁波反射层302和接地层303，使二者成为一个整体。如此，有利于提高制程的效率、减小电磁波反射层302和接地层303之间的电阻和增强相关结构的强度。
72.在一个例子中，电磁波反射层302的厚度可以大于接地层303的厚度。如此，有利于防止电磁波穿过电磁波反射层302，避免电磁波干扰天线结构之外的线路。
73.在一个例子中，如图1所示，接地层303可以通过第二导电柱304与基板100的第二表面(即图1中的下表面)电连接至基板100的第二表面(即图1中的下表面)上的导电衬垫306。导电衬垫306可以用于连接外部线路，从而将接地层303连接参考地。
74.在本实施例中，天线200位于电磁波集中面301的汇聚方向。因此，天线200可以接收由电磁波集中面301汇聚的信号。
75.在本实施例中，通过在基板内部设置电磁波集中面，并将天线设置在电磁波集中面的汇聚方向，使得电磁波集中面将电磁信号汇聚至天线，增强了天线接收信号的质量，在不增大结构厚度的情况下提高了天线的增益。
76.在一些可选的实施方式中，第二介电层102可以是低介电常数/耗散因数材料。如此，有利于降低第二介电层102对电磁信号的消耗，进一步提高天线的增益。
77.在一些可选的实施方式中，基板100的第一表面(即图1中的上表面)还设置有保护层400。保护层400包覆天线200。保护层400的材料可以是聚酰亚胺(polyimide，有时简称为pi)。保护层400一方面可以起到绝缘作用，另一方面可以防止天线200直接暴露于外。
78.图2是根据本发明实施例的天线封装装置的第二示意图。图2中天线封装装置与图1中天线封装装置的区别在于，图2中的电磁波集中面为非对称曲面。
79.如图2所示，电磁波集中面301为非对称曲面(在图2中体现为非对称曲线)。其中，电磁波集中面301的左侧部分曲率较大，电磁波集中面301的右侧部分曲率较小。相应地，电磁波集中面301对电磁波的汇聚方向也不同于图1中的例子，其方向为右上方，如图2中带有箭头的虚线所示。
80.容易理解，该例子中，与电磁集中面301形状相对应的电磁波反射层302、预成型部分1021以及形成电磁波反射层302的腔体均具有不对称性。
81.在另一个例子中，电磁波集中面301可以是左侧部分曲率较大，右侧部分曲率较小。相应地，电磁波集中面301对电磁波的汇聚方向为左上方。
82.通过对电磁波集中面的301的形状进行不同设计，可以获得不同的电磁波汇聚方向，从而使得天线200的位置有更多地选择，有利于满足多样化的设计需求。
83.图3是根据本发明实施例的天线封装装置的第三示意图。从图3中可以看出本实施例中天线封装装置的立体结构。
84.如图3所示，天线封装装置包括基体100、天线200和电磁波集中面301。其中，基板100整体上为长方体状。天线200为“t”形贴片天线，其位于基板100的上表面。电磁波集中面301位于基板100的内部，其形成于电磁波反射层302上。
85.在图3中，电磁波集中面301为圆弧面，具体为圆柱侧面的一部分。相应地，电磁波反射层302为圆柱壳体的一部分。电磁波反射层302还与接地层303连接。接地层303为矩形导电层，其通过相应线路(图3中未示出)连接参考地。
86.图4是根据本发明实施例的天线封装装置的第四示意图，其示出了图3中的天线封装装置在第一方向(如图3中带箭头的虚线所示)上的剖切结构。如图4所示，在该方向上，电磁波集中面301为圆弧形。相应地，电磁波反射层302为扇环。预成型部分1021和模塑部分1022的材料相同，但是由于预成型部分1021先于模塑部分1022制作，因此预成型部分1021和模塑部分1022并未形成一整体，二者之间存在分界(如图4中的实线所示)。
87.图5是根据本发明实施例的天线封装装置的第五示意图，其示出了图3中的天线封装装置在垂直于第一方向上的剖切结构。如图5所示，在该方向上，电磁波集中面301为直线。相应地，电磁波反射层302为矩形。其中，电磁波集中面301在上下方向的位置与剖切位置有关。
88.图6是根据本发明实施例的天线封装装置的第六示意图。图6中的封装结构除了包括图1中的天线封装装置外，还包括芯片600、主基板700和焊料701。其中，芯片600也位于主基板700的上表面。芯片600和主基板700之间设置有焊料701，从而二者通过焊接方式连接。天线封装装置也位于主基板700的上表面，二者也通过焊接方式连接。天线封装装置和芯片600可以通过主基板700实现电连接。天线封装装置采集的电磁信号可以传输至芯片600进行处理。
89.主基板700上可以设置其他芯片或者功能单元，从而实现与天线相关的更多功能。
90.本公开还提供一种天线封装装置的制造方法。如图7-图11所示，该方法包括以下步骤：
91.首先，利用弧形模具形成电磁波反射层，其中，电磁波反射层的内表面形成电磁波集中面，电磁波集中面用于汇聚电磁波。
92.例如，先如图7所示，在载体500上放置弧形模具(即最终结构中的预成型部分1021)并将其固定在载体500上。再如图8所示，在预成型部分1021表面进行电镀形成电磁波反射层302，其中电磁波反射层302的内表面即为电磁波集中面301。上述电镀过程还可以同时在载体500的表面形成接地层303。此外，还可以在接地层303的表面制作出第二导电柱304。第二导电柱304可用于接地。
93.其次，通过模塑方法，在电磁波反射层两侧形成基板。
94.例如，先如图9所示，在电磁波反射层302、接地层303和载体500的上方(即电磁波反射层302的外表面侧)注塑封装材，形成第一介电层101。再如图10所示，移除载体500并将结构翻转后，在第一介电层101、接地层303和预成型部分1021的上方(即电磁波反射层302的内表面侧)注塑封装材，形成模塑部分1022。预成型部分1021和模塑部分1022共同形成了第二介电层102。第一介电层101和第二介电层102共同形成了基板100。
95.最后，在基板的第一表面形成天线，以得到天线封装装置，其中，天线位于电磁波集中面的汇聚方向。
96.例如，如图11所示，在基板100的第一表面(即图11中的上表面)贴装天线200。此外，还可以通过钻孔、光刻、电镀等方式形成第一导电柱201。第一导电柱201可用于天线200的对外连接。
97.在一些可选的实施方式中，可以在基板100的第一表面(即图11中的上表面)进一步设置聚酰亚胺材料，以形成保护层。
98.通过本实施例中天线封装装置的制造方法，能够得到前述天线封装装置，因此能够实现类似的技术效果，这里不再赘述。
99.尽管已参考本公开的特定实施例描述并说明本公开，但这些描述和说明并不限制本公开。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效元件而不脱离如由所附权利要求书限定的本公开的真实精神和范围。图示可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等等，本公开中的技术再现与实际设备之间可能存在区别。可存在未特定说明的本公开的其它实施例。应将说明书和图式视为说明性的，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公开的目标、精神以及范围。所有此些修改都落入在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本公开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，否则操作的次序和分组并不限制本公开。