具有電磁屏蔽結構的電子模組及其制造方法與流程

本發明涉及電子模組技術領域，特別涉及一種具有電磁屏蔽結構的電子模組及其制造方法。

背景技術：

電磁屏蔽(electromagnetic shielding)是電子模組中不可或缺的設計，其目的是用以隔離高頻電磁信號對鄰近電路元件的干擾。尤其在電子模組越發輕薄短小的時代，電路元件之間的間距也是快速縮小中。因此，在極小的間距中完成電磁屏蔽的設計也是越發困難。

電磁屏蔽(electromagnetic shielding)以應用的領域來進行區分，可以分為電路板等級的屏蔽(Board-level Shielding)以及封裝等級的屏蔽(Package-level Shielding)。其中由于封裝等級的屏蔽的空間更小，于是順形屏蔽(Conformal Shielding)或是隔間屏蔽(compartment shielding)等技術手段被發展出來，其目的就是在狹小的空間中，達到電磁屏蔽的效果。而如何利用簡單可靠的制程手段來達到在狹小的空間中完成電磁屏蔽的效果，是為發展本發明的主要目的。

技術實現要素：

故本發明主要是改善現有技術中封裝技術的缺失，通過構造上與制程上的巧思來達到在狹小的空間中完成電磁屏蔽的效果。

本發明主要目的在于提供一種具有電磁屏蔽結構的電子模組，其包含：一第一基板，其至少一表面上設置有至少一電子元件以及至少一接線墊；以及一第二基板，其中包含有一導體薄膜以及至少一微小導電凸塊，該微小導電凸塊位于該導體薄膜的表面上并接觸至該接線墊而完成電性連接。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該電子元件是使用表面粘著技術來安裝在該第一基板的上表面上之前， 該接線墊已完成在該第一基板的上表面上，而該接線墊直接地或間接地電性連接至第一基板的下表面的一接地接腳。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該第一基板還包含至少一層間導線結構，是設置于該第一基板的材料中，該至少一個接線墊通過該層間導線結構與該接地接腳電性連接。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該第一基板還包含一接地電位層，是設置于該第一基板的上表面或其材料中，該至少一個接線墊通過該層間導線結構和/或該接地電位層直接或間接地與該接地接腳電性連接。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該導體薄膜的內表面的該微小導電凸塊為導電材料，而利用印刷方法來完成于該導體薄膜的表面，該第一基板與該第二基板之間填充有一底部填充膠。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該第二基板中還包含一粘合片，該粘合片鋪在該導體薄膜的內表面，該粘合片上的該接線墊的相對應位置具有至少一孔洞，用以讓該微小導電凸塊透出。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該第二基板中還包含一絕緣層，該絕緣層鋪在該導體薄膜的外表面。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該微小導電凸塊緊密地在該電子模組的至少一周圍處式排列，且彼此之間的距離小于1mm。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中在該電子模組的至少一周圍處式排列的該微小導電凸塊的截切面在電子模組的側邊露出，且由一保護層包覆。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組，其中該微小導電凸塊在該導體薄膜的內表面的寬度大于該微小導電凸塊遠離該導體薄膜的內表面處的寬度。

本發明的另一方面是為一種具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中包含下列步驟：提供一第一基板，其至少一表面上設置有至少 一電子元件以及至少一接線墊；提供一第二基板，其中包含有一導體薄膜以及至少一微小導電凸塊，該微小導電凸塊相對應該接線墊的位置而設置于該導體薄膜的表面上；以及接合該第一基板與該第二基板，使該微小導電凸塊接觸至該接線墊而完成電性連接。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中該電子元件是使用表面粘著技術來安裝在該第一基板的上表面上之前，該接線墊是已完成在該第一基板的上表面上，而該接線墊直接地或間接地電性連接至第一基板的下表面的一接地接腳。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中該第一基板還包含至少一層間導線結構，是設置于該第一基板的材料中，該至少一個接線墊通過該層間導線結構與該接地接腳電性連接。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中該第一基板還包含一接地電位層，是設置于該第一基板的上表面或其材料中，該至少一個接線墊通過該層間導線結構和/或該接地電位層直接或間接地與該接地接腳電性連接。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中壓合該第一基板與該第二基板的方法，是包含下列步驟：通過與該接線墊電性連接的該接地接腳來對該接線墊進行預加熱而達到讓接線墊預先軟化；以及將該第一基板與該第二基板進行對準后完成壓合，用以使該微小導電凸塊可以與相對應的該接線墊完成電性接觸。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中壓合該第一基板與該第二基板的方法還包含下列步驟：于該第一基板與該第二基板間填充一底部填充膠。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中該導體薄膜表面上的該微小導電凸塊是為導電材料，而利用印刷方法來完成于該導體薄膜的表面。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中提供該第二基板的制造方法是包含下列步驟：提供一第一粘合片鋪在該導體薄膜的表面，該第一粘合片上的相對應位置留有至少一孔 洞，用以讓該微小導電凸塊透出。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中提供該第二基板的制造方法是包含下列步驟：提供一第二粘合片或一絕緣材料，該第二粘合片或絕緣材料鋪在該導體薄膜的外表面，形成一絕緣層。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中該微小導電凸塊緊密地在該電子模組的至少一周圍處式排列，且彼此之間的距離小于1mm。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中還包含下列步驟：對該電子模組的周圍處的該微小導電凸塊截切，使在周圍處式的該微小導電凸塊的截切面在該電子模組的側邊露出；以及在該電子模組的側表面涂抹一保護層，該保護層包覆周圍處式的該微小導電凸塊的截切面。

根據上述構想，本發明所述的具有電磁屏蔽結構的電子模組制造方法，其中該微小導電凸塊在該導體薄膜的內表面的寬度大于該微小導電凸塊遠離該導體薄膜的內表面處的寬度。

附圖說明

圖1a～1c，其是本發明為改善現有技術問題所提出的關于一種具有電磁屏蔽結構的電子模組的制造方法示意圖。

圖1d，其是本發明另一電子模組裝置的結構示意圖。

圖2a～2b，其是本發明中關于微小導電凸塊的布局示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

第一基板11 上表面110

下表面110b 微小導電凸塊122a,122b

電子元件111 接線墊112

導體薄膜12 層間導線結構1120

接地電位層1121 模組接腳119a～119f

微小導電凸塊122 球狀焊料130

焊料131 功能性接線墊132

內表面120 黏合片123

孔洞1230 外部表面121

絕緣層124 第二基板21

底部填充膠30 模組元件4,4b

接地接線墊41a 接線墊41b～41f

系統PCB主板40 保護層50

具體實施方式

體現本案特征與優點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的樣態上具有各種的變化，其皆不脫離本案的范圍，且其中的說明及圖式在本質上是當作說明之用，而非用以限制本案。

請參見圖1a～1c，其是本案為改善現有技術問題所發展出來，關于一種具有電磁屏蔽(electromagnetic shielding)結構的電子模組(裝置)的制造方法示意圖，其中主要包含下列步驟：首先，圖1a中表示出本案是提供一第一基板11，并于第一基板11至少一表面上完成有電子模組所需的電子元件111，而一個或多個的電子元件111是可以用表面粘著技術(Surface-mount technology，簡稱為SMT)來安裝在該第一基板11的上表面110上，使電子元件111的接腳焊接于該第一基板11的上表面110上的功能性接線墊132。而在進行表面粘著技術(SMT)之前，第一基板11的上表面110上已可完成后續制程所需的接線墊112。而該接線墊112較佳的設計是可以通過層間導線結構1120而電性連接至一接地電位層1121，即多個接線墊112的至少其中一個接線墊112通過層間導線結構1120或/及接地電位層1121直接或間接地與接地接腳(例如圖中的模組接腳119a)電性連接，其中接地電位層1121可以設置于第一基板11的上表面110或其材料中，而該第一基板11是可為常見的硬式印刷電路板、可撓印刷電路板或是其他電路承載基板。第一基板11的底部完成有多個模組接腳(module pin)119a～119f，例如電源接腳、資料接腳、接地接腳，而其中部份模組接腳通過層間導線結構1120可與接線墊112完成直接或間接地電性接觸，用以當作整個模組所需的接地接腳(例如圖中的模組接腳 119a)。

接著如圖1b的所示，其是先提供有一導體薄膜12，例如常見的銅箔等金屬薄膜，當然也可以是其它可以加工成薄膜的導體材料。而該導體薄膜12的尺寸大概與上述第一基板11的尺寸相仿，然后再于導體薄膜12形成微小導電凸塊(bump)，主要可視第一基板11的上表面110上接線墊112的位置分布來相對應設置微小導電凸塊122，該微小導電凸塊122可以是以銀膠的導電材料，再利用印刷方法來完成于導體薄膜12的內表面120。另外，為能確保該導體薄膜12不會不當地與電子元件111接觸，更可以于導體薄膜12的內表面120鋪上粘合片(Prepreg，簡稱PP)123，但可以在黏合片123上的相對應位置留有孔洞1230，用以讓微小導電凸塊122可以透出。于本實施例中，微小導電凸塊122在導體薄膜12的內表面120的寬度大于微小導電凸塊122遠離導體薄膜12的內表面120處的寬度，可以使其在準壓合制程時，微小導電凸塊122較容易與接線墊112對準，且結構強度較佳。黏合片的材料為可軟化的膠材，例如單純的樹酯(環氧樹酯(epoxy)、聚酰亞胺(polyimide))、樹酯與玻璃纖維(fiber)的摻合物、陶瓷材料(ceramic)、或玻璃(glass)。當然，也可以在導體薄膜12的外部表面121上也鋪上例如黏合片或絕緣材料形成絕緣層124，用以將導體薄膜12完整包覆而形成一第二基板21，確保與外界的物體絕緣。而于一些實施例中，當然也可以先形成絕緣層124與導體薄膜12，然后再于導體薄膜12形成微小導電凸塊122，其相對應該接線墊的位置而設置，接續在導體薄膜12的內表面120鋪上粘合片123，其中導體薄膜12與粘合片123是利用熱壓的方式粘合。于一些實施例中，加熱后軟化的粘合片123可以不預留孔洞1230，直接壓合，利用微小導電凸塊122來穿透粘合片123，進而產生粘合片123的孔洞1230。

再請參見圖1c，其是將上述的第一基板11與第二基板21進行對準壓合制程，用以使通過孔洞1230透出的微小導電凸塊122可以與相對應的接線墊112完成電性接觸。而上述的對準壓合制程可以利用印刷電路板壓合制程來完成。另外，利用印刷微小導電凸塊122的同時，也可以印刷出用以完成隔間的導電凸塊墻(其剖面構造與微小導電凸塊122相近，故不再另外畫出)，如此一來，也可以應用在隔間屏蔽(compartment shielding)的技術手段中。再者，由于接線墊112最后都會通過層間導線結構1120，例如孔洞(via)，而共同電性連接至一接地電位層1121，因此，在壓合過程中便可以利用接地電位層1121來對該接線墊112進行預加熱而達到讓接線墊112預先軟化以利接合之便，例如利用加熱器與第一基板11下方處的接地接腳(例如圖中的模組接腳119a)接觸，使加熱器的熱能經由接地接腳(例如圖中的模組接腳119a)、層間導線結構1120、接地電位層1121等傳遞到第一基板11上方處的接線墊112。而為了能讓接合效果與隔離效果更完善，本案還可以在使用焊料131將電子元件111焊接(接合)到第一基板11的上表面110上之后，接續進行填膠制程，在第一基板11與第二基板21之間填充底部填充膠(Underfill)30，該底部填充膠30可以利用環氧樹脂(Epoxy)為主要材料。于本實施例中，模組接腳119a～119f的下方處更包含球狀焊料130，例如錫、錫銀、錫銅等錫合金的焊料，在對準壓合制程之后，進行植球制程，將球狀焊料130接合于每一個模組接腳119a～119f的下表面110b。該電子模組焊在系統PCB主板40時，該電子模組的接地接腳(例如圖中的模組接腳119a)會對應與系統PCB主板40的接地接線墊(grounding pad)41a連性接合，模組接腳(module pin)中其他的非接地接腳119b～119f，例如電源接腳、資料接腳、接地接腳，會與系統PCB主板40的對應功能的接線墊41b～41f電性接合。

請參見圖1d，其是本案另一電子模組(裝置)的結構示意圖，于上述步驟之后，為使電子模組更小，其制造方法更包含切割步驟，用以對電子模組的周圍處的微小導電凸塊122a,122b截切，使電子模組的周圍處邊線向內縮小，電子模組的側邊露出被截切的該微小導電凸塊122a,122b。接續步驟：在電子模組的上表面、側表面涂抹保護層50。選用保護層50的厚度小于微小導電凸塊122a,122b時，所以電子模組的整體尺寸可以更小。于一些實施例中，導體薄膜12的外部表面121可以不包含絕緣層124(圖中未示出)。

另外，再請參見圖2a，其是本案技術手段中關于微小導電凸塊122的布局上視示意圖，主要表示出在模組元件4的周圍處，微小導電凸塊122是以緊密的方式完成排列，例如周圍處的微小導電凸塊122彼此之間的距離小于1mm，如此將可使得電磁波不會在模組元件4的側邊處傳遞 進出，達成側邊屏蔽的效果。模組元件4內側更可以利用微小導電凸塊122緊密的方式排列，區隔出至少兩個區域。請參見圖2b，其是本案技術手段中關于微小導電凸塊122的另一布局上視示意圖，圖2b與圖2a不同之處在于，圖2b所示的周圍處的微小導電凸塊122未全部排滿，因為該模組元件4b中只有局部區域需要有電磁屏蔽的功效。

綜上所述，本文提出的具有電磁屏蔽結構的電子模組及其制造方法，其所達成的功效增進將可以利用簡單可靠的制程手段來達到在狹小的空間中完成電磁屏蔽的效果，進而達到發展本案的主要目的。另外，本案可由本領域技術人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫隨附的權利要求書所欲保護者。