天线封装模块及其制造方法

天线封装模块及其制造方法
【专利说明】天线封装模块及其制造方法
[0001 ]本申请是申请人于2013年2月8日提交的、申请号为“201310050856.5”的、发明名称为“天线封装模块及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明是有关于一种天线封装模块及其制造方法。
【背景技术】
[0003]在一些电子装置中，例如高电子迀移率晶体管(HEMTS)与异双极性晶体管(HBTS)等高速半导体元件的MMIC，须处理高频信号，必须使用高频波导管作为一接线线。
[0004]在一般技术中，乃对配置于封装基板上的塑模材料中进行鑽孔，然后以导电材料填充塑模材料的孔洞来形成波导管。然而，以这种方式形成的波导管品质不稳定，传送/接收高频信号会造成阻抗匹配不佳，降低传送至天线的功率，导致系统效率变差，发射功率降低，无法达到需求的通信效果。再者，钻孔与填充导电材料的工艺复杂且昂贵，导致产品生产良率与产能的降低。

【发明内容】

[0005]本发明有关于一种天线封装模块及其制造方法。制造方法简单、成本低。
[0006]根据本发明的一方案，提出一种天线封装模块，包括一封装基板、一天线基板与一波导结构。波导结构配置在封装基板与天线基板之间。波导结构具有一空腔。
[0007]根据本发明的一另方案，提出一种天线封装模块的制造方法，包括以下步骤。于一封装基板上配置一波导结构。然后，利用一塑模材料将波导结构封装在封装基板与一天线基板之间。
[0008]为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下:
【附图说明】
[0009]图1A绘示根据一实施例中天线封装模块的示意图。
[0010]图1B绘示图1A的部分上视图。
[0011]图2绘示根据一实施例中波导结构的横截面图。
[0012]图3绘示根据一实施例中波导结构的横截面图。
[0013]图4绘示根据一实施例中波导结构的横截面图。
[0014]图5A至图5E绘示根据一实施例中天线封装模块的制造方法。
[0015]符号说明:
[0016]102:封装基板；
[0017]104:介电膜；
[0018]106、108:接合垫；
[0019]110:导电膜；
[0020]112:晶粒；
[0021]114:黏着层；
[0022]116:焊线；
[0023]118:被动元件；
[0024]119:狭缝；
[0025]120、220、320、420:波导结构；
[0026]122、222、322、422:介电层；
[0027]124、224、324、424:导电层；
[0028]126、226、326:空腔；
[0029]128:塑模材料；
[0030]130:天线基板；
[0031]132:介电膜；
[0032]134:天线元件；
[0033]136:反射层；
[0034]140:黏着层；
[0035]142:模板；
[0036]144:黏着层；
[0037]146:模板；
[0038]338、438:穿孔。
【具体实施方式】
[0039]请参照图1A所示，图1A绘示根据一实施例中天线封装模块的示意图。本发明所揭示的天线封装模块包括一封装基板102、一波导结构120与一天线基板130。
[0040]封装基板102可包括配置在介电膜104上的接合垫106、108与导电膜110例如电路层。封装基板102可通过接合垫106、108耦接至接地信号，接合垫108之间形成一狭缝119，且狭缝119与波导结构120相对应设置。晶粒112可利用黏着层114贴附在封装基板102的上表面上，并利用焊线116电性连接至封装基板102的上表面上的接合垫108。被动元件118配置在封装基板102上并电性连接至接合垫108。
[0041]请参照图1A，波导结构120配置在封装基板102上。波导结构120可具有由介电层122或导电层124定义出的空腔126，较佳地，狭缝119对应于空腔126的中央位置，而设置于封装基板102的上表面。空腔126可以气体或真空填充。气体可包括空气等。如此，无线高频信号便可以经由狭缝119进行信号模态的转换，亦即信号电场方向的转换。
[0042]请参照图1A，可利用塑模材料128将波导结构120、晶粒112与被动元件118封装在封装基板102与天线基板130之间。天线基板130可包括配置在介电膜132上的天线元件134与反射层136，或其他适合的导线。天线元件134可包括例如天线阵列。反射层136的材质可包括金属。天线基板130可耦接至接地信号，而天线基板130的反射层136电性连接于导波结构120的导电层124。
[0043]请参照图1B，其绘示图1A中波导结构120部分的上视图。封装基板102上的狭缝119设置于导波结构120的空腔126内，且狭缝119与导电膜110从上视方向观之为正交。无线高频信号完成信号模态转换后，便可以经由天线基板130传送，而接收无线高频信号时，信号则是由天线基板130至狭缝119。
[0044]图2绘示根据一实施例中波导结构220的横截面图。波导结构220可具有一环形状的介电层222与一环形状的导电层224。导电层224配置在介电层222的一内侧壁上。导电层224的一内侧壁则定义出一空腔226。举例来说，空腔226可以切割、激光或其他合适的方式形成。导电层224可以电镀、溅镀或其他合适的方式形成，例如利用贴合导电薄膜的方式形成。
[0045]请参考图3，其绘示根据本发明一实施例中波导结构320的横截面图。图3的波导结构320与图2的波导结构220的差异在于，环形状的介电层322具有数个穿孔338于其中。此夕卜，导电层324是填充在介电层322的穿孔338中。介电层322的内侧壁则定义出空腔326。举例来说，空腔326与穿孔338可以切割、激光或其他合适的方式形成。导电层324可以电镀、溅镀或其他合适的方式形成。
[0046]请参考图4，其绘示根据本发明一实施例中波导结构420的横截面图。图4的波导结构420不具有空腔，介电层422具有数个穿孔438于其中。此外，导电层424是填充在介电层422的穿孔438中。举例来说，穿孔438可以切割、激光或其他合适的方式形成。导电层424可以电镀、溅镀或其他合适的方式形成。
[0047]各种波导结构可根据实施需求任意地搭配组合。于一实施例中，举例来说，波导结构可组合如图3与图4所示的波导结构320与波导结构420而构成。例如波导结构的下部分可具有如图3所示的横截面结构，亦即，介电层的下部分是介电环部分(例如图3的标号322)，而配置在下部分上的上部分(介电盖部分)可具有如图4所示的横截面结构，穿孔(例如图3的标号324与图4的标号424)是形成在介电环部分(例如图3的标号322)与介电盖部分(例如图4的标号422)中，此外，波导结构的下部分是具有空腔(例如图3的标号326)。空腔可以气体或真空填充。气体可包括空气等。
[0048]在实施例中，波导结构可利用半导体工艺来制造。制造方法简单且成本低，能够提高产品生产良率与产能。再者，波导结构的品质稳定，因此产品可具有较佳的效能。波导结构各元件的尺寸能够轻易地控制而具有预期的尺寸，因此波导结构的特性例如传导的频宽、截止频率、传导的损失、相位的差异、阻抗匹配等皆能良好地控制。举例来说，通过模拟软件的测试，得到实施例的波导结构造成的损失(0.125dB)比比较例(利用一般技术制得)的波导结构造成的损失(3?6dB)减少了2?4倍。因此相较于比较例，使用实施例的波导结构可降低高频信号经过转换(transit1n)的插入损失(insert1n loss)，能提升系统的效會K。
[0049]图5A至图5E绘示根据一实施例中天线封装模块的制造方法。
[0050]请参照图5A，在封装基板102上配置波导结构120。波导结构120可利用半导体工艺来制造。制造方法简单且成本低，能够提高产品生产良率与产能。于一实施例中，是以压合的方式将波导结构120配置在封装基板102上，配置的方法简单并且成本低。
[0051]请参照图5B，可利用表面黏着的方式，将配置晶粒112与被动元件118在封装基板102上。晶粒112可经由焊线116将信号电性连接至接合垫108。
[0052]请参照图5C，利用黏着层140将封装基板102贴附至模板142。在封装基板102上配置塑模材料128。举例来说，塑模材料128可包括环氧树脂粉末，其可利用烘烤的方式固化定形。将黏着层144配置在天线基板130上。在实施例中，天线基板130可利用半导体工艺来制造。制造方法简单且成本低，能够提高产品生产良率与产能。将模板146推向模板142，以压合天线基板130与封装基板102之间的塑模材料128，并将波导结构120、晶粒112与被动元件118封装在封装基板102与天线基板130之间，如图所示。
[0053]请参照图5E，将模板146与黏着层144移离天线基板130。此外，将模板142与黏着层140移离封装基板102。
[0054]综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【主权项】
1.一种天线封装模块，其特征在于，包括: 一载体； 一天线结构； 一波导结构，配置在所述载体与所述天线结构之间；以及 一狭缝，设置于所述载体所配置的接合垫之间且与所述波导结构相对应设置。2.如权利要求1所述的天线封装模块，其特征在于，所述波导结构包括: 一介电层，具有环形状；以及 一导电层，具有环形状，并配置在所述介电层的一内侧壁上，其中所述导电层的一内侧壁定义出一空腔。3.如权利要求1所述的天线封装模块，其特征在于，所述波导结构包括: 一介电层，具有至少一穿孔于其中，其中所述介电层的一内侧壁是定义出一空腔；以及 一导电层，填充在所述介电层的所述至少一穿孔中。4.如权利要求3所述的天线封装模块，其特征在于，所述介电层包括: 一介电环部分，其中是所述介电环部分的一内侧壁定义出所述空腔；以及 一介电盖部分，配置在所述介电环部分上，其中所述至少一穿孔是形成在所述介电环部分与所述介电盖部分中。5.如权利要求1所述的天线封装模块，其特征在于，所述天线结构包括配置在一介电膜上的一天线元件与一反射层，所述反射层电性连接所述波导结构的一导电层。6.如权利要求1所述的天线封装模块，其特征在于，所述天线结构耦接至一接地信号。7.如权利要求1所述的天线封装模块，其特征在于，所述载体，具有一導電膜，且所述狭缝与所述导电膜为正交。8.一种天线封装模块，其特征在于，包括: 一载体，具有一導電膜； 一天线结构； 一波导结构，配置在所述载体与所述天线结构之间；以及 一狭缝，设置于所述载体上且与所述波导结构相对应设置， 其中，所述狭缝与所述导电膜为正交。9.如权利要求8所述的天线封装模块，其特征在于，所述天线结构包括配置在一介电膜上的一天线元件与一反射层，所述反射层电性连接所述波导结构的一导电层。10.如权利要求8所述的天线封装模块，其特征在于，所述天线结构耦接至一接地信号。
【专利摘要】一种天线封装模块及其制造方法。天线封装模块包括一封装基板、一天线基板与一波导结构。波导结构配置在封装基板与天线基板之间。波导结构具有一空腔。
【IPC分类】H01L23/28, H01L21/50, H01P3/123, H01L23/31
【公开号】CN105590902
【申请号】CN201610152225
【发明人】林弈嘉, 锺启生, 竺炜棠
【申请人】日月光半导体制造股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2013年2月8日
【公告号】CN103151340A, CN103151340B