电子装置的制作方法

本发明涉及一种电子装置，尤指一种具导磁件(ferromagnetic material)的电子装置。

背景技术：

随着电子产业的蓬勃发展，电子产品也逐渐迈向多功能、高性能的趋势。为了满足半导体封装件微小化(miniaturization)的封装需求，正朝着降低承载晶片的封装基板的厚度发展。电子产品能否达到轻、薄、短、小、快的理想境界，取决于晶片在高记忆容量，宽频及低电压化需求的发展，惟晶片能否持续提高记忆容量与操作频率并降低电压需求，端视晶片上电子电路与积体化的程度，以及作为提供电子电路讯号与电源传递媒介所用的输入/输出接脚(I/O Connector)密度而定。

一般半导体应用装置，例如通讯或高频半导体装置中，常需要将电阻器、电感器、电容器及振荡器(oscillator)等多数射频(radio frequency)被动元件电性连接至所封装的半导体晶片，以使该半导体晶片具有特定的电流特性或发出讯号。

以球栅阵列(Ball Grid Array，简称BGA)半导体装置为例，多数被动元件虽安置于基板表面，而为了避免该等被动元件阻碍半导体晶片与多数焊垫间的电性连结及配置，传统上多将该等被动元件安置于基板角端位置或半导体晶片接置区域以外基板的额外布局面积上。

然而，限定被动元件的位置将缩小基板线路布局(Routability)的灵活性；同时此举需考量焊垫位置会导致该等被动元件布设数量受到局限，不利半导体装置高度集积化的发展趋势；甚者，被动元件布设数量随着半导体封装件高性能的要求而相对地遽增，如采现有方法该基板表面必须同时容纳多数半导体晶片以及较多被动元件而造成封装基板面积加大，进而迫使封装件体积增大，也不符合半导体封装件轻 薄短小的发展潮流。

基于上述问题，遂将该多数被动元件制作成集总元件(如晶片型电感)整合至半导体晶片与焊垫区域间的基板区域上。如图1所示的半导体封装件1，其于一具有线路层11的基板10上设置一半导体晶片13及多个电感元件12，且该半导体晶片13藉由多个焊线130电性连接该线路层11的焊垫110。

惟，随着半导体装置内单位面积上输出/输入连接端数量的增加，焊线130的数量也随之提升，且一般电感元件12的高度(0.8毫米)高于该半导体晶片13的高度(0.55毫米)，故焊线130容易碰触该电感元件12而造成短路。

此外，若欲避免上述短路问题，需将该焊线130的弧度拉高并横越该电感元件12的上方，但此方式将提高焊接的困难度并增加制程复杂性，且增加该焊线130的弧线(Wire Loop)的长度，故将大幅提升该焊线130的制作成本，且该焊线130本身具有重量，若拉高的焊线130缺乏支撑，易因该焊线130本身重力崩塌(Sag)而碰触该电感元件12，因而导致短路。

又，该电感元件12为晶片型，故其所需体积大，特别是电源电路所需的电感元件12，且寄生(parasitic)效应随着该电感元件12远离该半导体晶片13而增加。

另外，以线圈型电感12’取代该电感元件12，如图1’所示，以避免上述问题，但该线圈型电感12’仅设在该基板10上，使该线圈型电感12’所产生的电感模拟值为17Nh(于2.0㎜×1.25㎜的面积上)，致使该线圈型电感12’的电感值过小而不符合需求。

因此，如何克服上述现有技术的种种问题，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种种缺失，本发明提供一种电子装置，可产生较高磁通量，进而增加电感量。

本发明的电子装置包括：导磁件，其具有相对的第一表面与第二表面、邻接该第一与第二表面的外侧面、及至少一连通该第一与第二 表面的穿孔；导体结构，其设于该导磁件的第一表面、第二表面与外侧面并延伸入该穿孔中，使该导磁件与该导体结构能产生磁通量；以及基体，其包覆该导磁件与该导体结构。

前述的电子装置中，该基体包含基板与封装层，其中该导磁件与该导体结构设于该基板上，以令该封装层覆盖该导磁件与该导体结构。

前述的电子装置中，该导磁件为铁素体、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、铁氧体或上述材料的合金所构成的群组的其中一者。

前述的电子装置中，该导体结构包含设于该导磁件的第一表面的线路层及多个跨越该导磁件的第二表面的导线，且各该导线的两端部电性连接该线路层，例如，该线路层具有多个导电迹线，供各该导线的相对两端部分别连接至二不同的该导电迹线。

此外，该导体结构还包含多个设于该导磁件的第二表面上的转接垫，使各该导线分成两段连接一对应的该转接垫，其中一段自该穿孔中连接该对应的转接垫，而另一段自该外侧面连接该对应的转接垫。

又，该导体结构还包含多个设于该穿孔中的线路层上的导电柱，以供各该导线的一端部结合至一对应的该导电柱。

另外，该导体结构还包含多个设于该外侧面的线路层上的导电柱，以供各该导线的一端部结合至一对应的该导电柱，或者，该导体结构还包含多个设于该穿孔中的线路层上的导电柱，以供各该导线的另一端部结合至一对应的该导电柱。

此外，前述的穿孔可为封闭式穿孔或开放式穿孔，其中，该开放式穿孔具有至少一缺口。

由上可知，本发明的电子装置中，主要藉由该导体结构环绕该具有穿孔的导磁件，使该导磁件与该导体结构产生的磁通量增加，以增加电感量，进而增加电感值。

此外，藉由该导磁件的设计，可增加单一线圈的电感值，故相较于现有无导磁件的线圈型电感，本发明可用较少的线圈数量达到相同的电感值，因而能微小化电感的体积。

附图说明

图1及图1’为现有半导体封装件的剖视示意图；

图2为本发明的电子装置的第一实施例的剖视示意图；其中，图2’为图2的局部立体图；

图3为本发明的电子装置的第二实施例的剖视示意图；

图4A至图4C为本发明的电子装置的第三实施例的不同实施例的剖视示意图；

图5为本发明的电子装置的第四实施例的上视示意图；以及

图6A至图6G为本发明的电子装置的第五实施例的不同实施例的上视示意图。

符号说明

1 半导体封装件

10,200 基板

11,220 线路层

110 焊垫

12 电感元件

12’ 线圈型电感

13 半导体晶片

130 焊线

2,3,4,4’,4” 电子装置

20 基体

201 封装层

21,51,61 导磁件

21a 第一表面

21b 第二表面

21c 外侧面

21d 内侧面

210,510,610,610’ 穿孔

22,32,42,42’,42” 导体结构

220a,220b 导电迹线

221,321 导线

221a,221b 端部

320 转接垫

321a 第一段

321b 第二段

420,420’,420” 导电柱

610a 缺口。

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士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，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用于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”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用于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2及图2’，其为本发明的电子装置2的第一实施例的示意图。

如图2及图2’所示，该电子装置2包括：一导磁件21、围绕该导磁件21的导体结构22、以及包覆该导磁件与该导体结构的基体20。

所述的导磁件21为高磁导率(permeability)的导磁件，例如为铁素体(ferrite)或铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、铁氧体等材料或上述材料的合金所构成的群组的其中一者，其具有相对的第一表面21a与第二表面21b、邻接该第一与第二表面21a,21b的外侧面21c、及连通该第一与第二表面21a,21b的穿孔210，使该导磁件21呈环体，其中，该穿孔210的壁面为该导磁件21的内侧面21d。

所述的导体结构22设于该导磁件21的第一表面21a、第二表面21b与外侧面21c周围并延伸入该穿孔210中，以令该导体结构22与 该导磁件21产生磁通量，并使该导体结构22与该导磁件21构成电感。

所述的基体20包含一基板200与一封装层201，且该导磁件21与该导体结构22设于该基板20上，该封装层201覆盖该导磁件21与该导体结构22，使该基体20包覆该导磁件21与该导体结构22。具体地，该基板200为陶瓷基板、金属板、铜箔基板、线路板、晶圆、晶片或封装件等，且该封装层201以模压(molding)制程制作的封装胶体并流入该穿孔210中。又，该基板200可包含内部线路(图略)及多个位于各介电层中以电性连接该内部线路的导电盲孔(图略)。

另外，于该基体20的基板200上可接置电子元件，该电子元件为主动元件、被动元件或其组合者，且该主动元件为例如半导体晶片，而该被动元件为例如电阻、电容及电感。

于本实施例中，该导体结构22包含设于该导磁件21的第一表面21a的线路层220、及跨越该导磁件21的第二表面21b的导线221，且该导线221的相对两端部221a,221b分别电性连接该线路层220，使该导体结构22构成多个线圈，令该些线圈串接成绕圈状而套设该导磁件21的环体。

具体地，该导线221为打线制程的焊线，如金线，且该线路层220为铜材并以如溅镀(Sputtering)、涂布(coating)或电镀(plating)等布线(routing)制程制作于该基板200的介电层上，以电性连接该基板200的内部线路与导电盲孔。

此外，于单一打线处包含两条导线221，也可仅包含一条或其它数量的导线。

又，该线路层220具有多个导电迹线220a,220b，使同一条导线221的相对两端部221a,221b分别连接至不同的导电迹线220a,220b。

另外，该导线221从该外侧面21c周围的线路层220上经过该导磁件21的第二表面21b上方而伸入该穿孔210中的线路层220上。

于其它实施例中，该基体20也可为介电层(图略)，以令该介电层材料填入该穿孔210中，使该导磁件21嵌埋于该介电层中，且该线路层220分布于介电层中。

请参阅图3，其为本发明的电子装置3的第二实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差异在于导体结构32的实施例，在此仅 说明相异处，而其它相同处不再赘述。

如图3所示，该导体结构32还包含设于该导磁件21的第二表面21b上的转接垫320，使该导线321分成连接该转接垫320的第一段321a与第二段321b，该第一段321a自该穿孔210中连接该转接垫320，而第二段321b自该外侧面21c周围连接该转接垫320。

于本实施例中，该转接垫320为铜材并以布线(routing)制程制作。

请参阅图4A至图4C，其为本发明的电子装置4的第三实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差异在于导体结构42,42’,42”的实施例，在此仅说明相异处，而其它相同处不再赘述。

如图4A所示，相较于第一实施例，该导体结构42还包含设于该穿孔210中的线路层220上的导电柱420，令该导线221的一端部221a结合该导电柱420。

如图4B所示，相较于第一实施例，该导体结构42’还包含设于该导磁件21的外侧面21c周围的线路层220上的导电柱420’，令该导线221的一端部221b结合该导电柱420’。

如图4C所示，相较于第一实施例，该导体结构4”还包含设于该穿孔210中与设于该外侧面21c周围的线路层220上的多个导电柱420”，令该导线221的相对两端部221a,221b分别结合该些导电柱420”。

于本实施例中，该些导电柱420,420’,420”为铜材，且以布线(routing)制程制作。

透过前述说明可知，本发明的电子装置2,3,4,4’,4”藉由该导磁件21具有穿孔210的设计，使该导体结构22,32,42,42’,42”环绕该导磁件21，而磁场将趋向于集中在低磁阻的铁磁路径(ferromagnetic path)，因而得以增加磁通量，进而增加电感量，使本发明的电感值可提高至75nH(Henry)(远大于现有技术的17nH)。

此外，本发明藉由该导磁件21具有穿孔210的设计，可增加单一线圈的电感值，故相较于现有无磁铁的线圈型电感，本发明可用较少的线圈数量达到相同的电感值。例如，现有线圈型电感需三圈线圈才能达到17nH，而本发明的线圈仅需一圈即可达到17nH。

又，本发明的电子装置由该导体结构22,32,42,42’,42”与该导磁件21所构成，故能依需求微小化电感的体积。例如，欲达到相同的电感值，本发明的线圈的圈数少于现有线圈型电感的圈数圈，因而减少电感的体积，且该导磁件21内部可无需设计线路(即纯导磁材质)，因而其体积可依需求减少，故本发明的电感符合微小化的需求。

因此，相较于现有技术，本发明的电子装置2,3,4,4’,4”能以更小的布设范围制作电感并产生更大的电感值。

另外，请参阅图5及图6A至图6D，其为本发明的电子装置的第四及第五实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差异在于导磁件的实施例，在此仅说明相异处，而其它相同处不再赘述。

如图5所示，相较于第一实施例，该导磁件51形成有多个穿孔510，于本实施例中为2个，而使该导磁件51的上视图呈现「日」字型。当然该穿孔也可为多个，而使该导磁件的上视图呈现「田」字型。

如图6A至图6G所示，相较于第一实施例所揭示的导磁件21的穿孔210为封闭式穿孔，本实施例中该导磁件61的穿孔610’为开放式穿孔，也就是该穿孔610’具有至少一缺口610a，例如：于图6A中，该导磁件61具有一穿孔610’，该穿孔610’为开放式穿孔且具有一缺口610a；于图6B及图6C中，该导磁件61具有一穿孔610’，该穿孔610’为开放式穿孔且具有多个缺口610a；于图6D及图6E中，该导磁件61具有多个穿孔610’，该些穿孔610’为开放式穿孔且具有多个缺口610a；于图6F中，该导磁件61具有二穿孔610’，该二穿孔610’为开放式穿孔且具有一连通的缺口610a；于图6G中，该导磁件61具有多个穿孔610,610’，其中该穿孔610为封闭式穿孔，该穿孔610’为开放式穿孔且具有一缺口610a。

上述实施例仅用于例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技艺的人士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。