電子裝置和電子設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電子裝置和電子設(shè)備，電子裝置包括：第一元件載具封裝部，其包括嵌入在第一元件載具封裝部中的第一電子元件和至少一個第一外部端子；第二元件載具封裝部，其包括嵌入在第二元件載具封裝部中的第二電子元件和至少一個第二外部端子，其中第二元件載具封裝部通過將至少一個第一外部端子與至少一個第二外部端子電氣地和機械地連接安裝在第一元件載具封裝部上，其中第一元件載具封裝部進一步包括特別是形成為導(dǎo)電涂層的第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)，第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)被配置用于至少部分地屏蔽電磁輻射在第一元件載具封裝部的外部和內(nèi)部之間傳播。
【專利說明】
電子裝置和電子設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種電子裝置和電子設(shè)備。此外，公開了一種電子裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]照慣例，兩個電子元件在它們一起PCB-封裝之前被直接一個堆疊在另一個的頂部以形成所謂的堆疊封裝(PoP)模塊。兩個電子元件(例如處理器元件和存儲器元件)通過設(shè)置在兩個電子元件之間的焊膏來組裝。以這種方式組裝的PoP模塊通常與由一方面在使用PoP模塊期間導(dǎo)致可靠性問題以及另一方面在生產(chǎn)中導(dǎo)致成品率損失導(dǎo)致的共面性和翹曲問題有關(guān)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是使具有高魯棒性的電子元件緊湊封裝同時克服翹曲問題，從而具有可靠設(shè)計。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，提供了根據(jù)獨立權(quán)利要求的電子裝置和電子設(shè)備。此外，公開了作為本實用新型的另一示例性實施例的電子裝置的制造方法。
[0005]根據(jù)本實用新型的示例性實施例，提供了一種電子裝置，其包括:第一元件載具封裝部，其包括嵌入在第一元件載具封裝部中的第一電子元件并包括至少一個第一外部端子；以及第二元件載具封裝部，其包括嵌入在第二元件載具封裝部中的第二電子元件并包括至少一個第二外部端子，其中第二元件載具封裝部通過將至少一個第一外部端子與至少一個第二外部端子電氣地或機械地(直接地或間接地)連接安裝在第一元件載具封裝部上，其中第一元件載具封裝部進一步包括特別是形成為導(dǎo)電涂層的第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)，第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)被配置用于至少部分地屏蔽電磁輻射在第一元件載具封裝部的外部和內(nèi)部之間傳播。
[0006]根據(jù)本實用新型的另一示例性實施例，提供一種電子設(shè)備，其包括具有上述特征的電子裝置和安裝底座，特別是印刷電路板，在安裝底座上安裝電子裝置使得至少一個第二外部端子的至少一部分特別是通過焊料結(jié)構(gòu)提供電子裝置和安裝底座之間的電連接。
[0007]根據(jù)本實用新型的另一示例性實施例，提供一種電子裝置的制造方法，其中方法包括將第一電子元件嵌入在包括至少一個第一外部端子的第一元件載具封裝部中、將第二電子元件嵌入在包括至少一個第二外部端子的第二元件載具封裝部中以及通過電氣地或機械地連接至少一個第一外部端子和至少一個第二外部端子將第二元件載具封裝部安裝在第一元件載具封裝部上，其中第一元件載具封裝部進一步包括特別形成為導(dǎo)電涂層的第一電磁福射屏蔽結(jié)構(gòu)，第一電磁福射屏蔽結(jié)構(gòu)被配置用于至少部分地屏蔽電磁福射在第一元件載具封裝部的外部和內(nèi)部之間傳播。
[0008]在本申請的上下文中，術(shù)語“元件載具封裝部”可具體表示能夠在其中容納一個或多個電子元件的用于提供機械支撐和電連接的任何封裝部或殼體。
[0009]在本申請的上下文中，術(shù)語“外部端子”可具體表示暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)特征，其可提供能夠?qū)㈦娦盘枏囊粋€元件傳輸至另一個元件的導(dǎo)電連接。外部端子可形成為墊，其可以導(dǎo)電的方式焊接或膠接至作為例如印刷電路板的一部分的另一接觸墊或另一(特別是第二)外部端子。具體地說，外部端子可以是提供電聯(lián)接和機械連接配備有外部端子的元件與另一個元件的可能性的任何結(jié)構(gòu)特征。當(dāng)兩個元件連接至彼此時，每一個元件可包括各自的外部端子。兩個各自的外部端子在形狀和性能上可相同或不同。
[0010]在本申請的上下文中，術(shù)語“電氣地和機械地連接”可具體表示第一外部端子和第二外部端子彼此直接(即它們之間沒有材料)或間接(即，即它們之間有中間材料)連接使得第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部被抑制彼此相對移動。第一外部端子和第二外部端子的連接可通過附加結(jié)構(gòu)特別是焊料結(jié)構(gòu)建立。
[0011]根據(jù)本實用新型的示例性實施例，提供一種電子裝置，其形成第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的整體結(jié)構(gòu)，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的每一個具有在其中嵌入的各自的電子元件并且通過配合端子電氣地和機械地連接至彼此。利用這種板堆疊(board-on-board)結(jié)構(gòu)，有可能可靠地保護嵌入的電子元件同時獲得緊湊的電子裝置。同時，嵌入在元件載具封裝部中的電子元件之間和/或關(guān)于電子環(huán)境的功能性配合可通過暴露的端子利用電耦合時機啟用。此外，電磁干擾(EMI)可通過電磁輻射屏蔽有效地防止。
[0012]在下文中，將解釋電子裝置、電子設(shè)備和方法的進一步示例性實施例。
[0013]在本實用新型的示例性實施例中，第一電子元件和第二電子元件可彼此不同，例如可以是不同種類的電子元件。例如，第一電子元件可以是處理器，第二電子元件可以是存儲器元件。第一電子元件和第二電子元件的尺寸也可不同。因此，有可能建立PoP模塊，在其中具有限定尺寸的存儲器可連接至可具有相對較小尺寸的處理器。這允許實現(xiàn)甚至復(fù)雜的電子功能。
[0014]通過依據(jù)熱膨脹和熱傳導(dǎo)性適當(dāng)調(diào)整元件載具封裝部的性質(zhì)及其組成，由于第一電子元件和第二電子元件的熱膨脹不同導(dǎo)致的翹曲、破損或連接故障可有效地抑制和避免。
[0015]第一電子元件的端子和第二電子元件的端子可在使用兩種不同類型的電子元件時彼此不同，例如在形狀、種類、尺寸或數(shù)量方面不同。然而，第一元件載具封裝部的第一外部端子和第二元件載具封裝部的第二外部端子可適應(yīng)彼此使得第一外部端子和第二外部端子之間的連接以及第一電子元件和第二電子元件之間的連接可以完成。
[0016]在實施例中，電子元件可包括粘接結(jié)構(gòu)，粘接結(jié)構(gòu)被配置為將至少一個第一外部端子與至少一個第二外部端子電氣地和機械地連接。在本申請的上下文中，“粘接結(jié)構(gòu)”可具體地表示可涂抹在至少一個第一外部端子或至少一個第二外部端子或兩者上的粘接層(或其他形狀的主體)。此外，優(yōu)選的粘接結(jié)構(gòu)可特別地由膠或膜制成并且可以是導(dǎo)電的使得粘接結(jié)構(gòu)能夠在通過粘接結(jié)構(gòu)固定在一起的至少一個第一外部端子與至少一個第二外部端子之間傳導(dǎo)電流、功率或信號。此外，粘接結(jié)構(gòu)可在固化后提供至少一個第一外部端子與至少一個第二外部端子之間的機械連接使得可防止第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部彼此相對移動。因此，應(yīng)用粘接結(jié)構(gòu)在同時提供機械連接和電聯(lián)接方面可以是簡單、快速且可靠的。
[0017]在實施例中，粘接結(jié)構(gòu)包括由各向異性導(dǎo)電膜(ACF)和各向異性導(dǎo)電膠(ACP)組成的組中的至少一種。ACF是形狀為膜的用于建立電連接和機械連接的粘接互連系統(tǒng)。ACF可選地可以被稱為ACP的膠的形式使用。雖然各向異性導(dǎo)電膜通常是優(yōu)選的，但是也可以使用其他膠粘劑。各向異性導(dǎo)電膜可以是包括由銅組成的顆粒的部分導(dǎo)電的膠粘劑。不同幾何尺寸的至少一個第一外部端子和至少一個第二外部端子之間的連接可能是困難的。各向異性導(dǎo)電膜中的銅顆粒允許存在于例如至少一個第一外部端子中的非常小的外部端子和存在于例如至少一個第二外部端子中的大的外部端子之間的連接固定到彼此。
[0018]在實施例中，第一電磁福射屏蔽結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電涂層。
[0019]在實施例中，第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)圍繞第一元件載具封裝部的至少一部分，特別是至少部分地覆蓋第一元件載具封裝部的橫向側(cè)壁。因此，它可能足以將導(dǎo)電材料至少部分地鍍在第一元件載具封裝部的橫向側(cè)壁上以提供電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)。因此，只利用第一元件載具封裝部的尺寸和重量的不明顯增加，高效的電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)可以形成。
[0020]在實施例中，第二元件載具封裝部進一步包括特別包括導(dǎo)電涂層的第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)，第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)被配置用于屏蔽電磁輻射在第二元件載具封裝部的外部和內(nèi)部之間傳播。
[0021]在本申請的上下文中，“電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)”可具體地表示包括導(dǎo)電材料例如金屬或由導(dǎo)電材料例如金屬組成的屏蔽結(jié)構(gòu)。雖然金屬是用于屏蔽結(jié)構(gòu)的優(yōu)選材料，但是能夠屏蔽電磁輻射從第一元件載具封裝部裝的外部傳播至其內(nèi)部特別是傳播至第一電子元件或從第一元件載具封裝部裝的內(nèi)部傳播至外部特別是傳播至其他電子元件的任何其他材料也可應(yīng)用。因此，不同電子元件之間的電磁干擾(EMI)可被有效地防止。另外地，電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)可抑制因電磁輻射導(dǎo)致的內(nèi)部電子裝置失真(distort1ns)。然而，另外地或可選地，在相同的印刷電路板上設(shè)置的數(shù)個電子元件之間的電磁干擾也可通過相對應(yīng)地配置的電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)抑制(即抑制內(nèi)部電子裝置失真)。
[0022]在本申請的上下文中，術(shù)語“包括導(dǎo)電涂層”可具體表示電磁輻射屏蔽形成為設(shè)置在各自元件載具封裝部的封裝結(jié)構(gòu)上的一層導(dǎo)電材料。
[0023]在實施例中，第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)圍繞第二元件載具封裝部的至少一部分，特別是至少部分地覆蓋第二元件載具封裝部的橫向側(cè)壁。因此，它可能足以將導(dǎo)電材料至少部分地鍍在第二元件載具封裝部的橫向側(cè)壁上以提供電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)。因此，只利用第二元件載具封裝部的尺寸和重量的不明顯增加，高效的電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)可以形成。
[0024]在實施例中，第一電磁福射屏蔽結(jié)構(gòu)和第二電磁福射屏蔽結(jié)構(gòu)被配置成配合，特別是連接至彼此使得電子裝置被第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)和第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)完全或至少基本上完全包圍。在本申請的上下文中，術(shù)語“完全包圍”可具體表示第一元件載具封裝部裝和第二元件載具封裝部可一起處在由第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)和第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)形成的屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，沒有或基本上沒有非屏蔽的間隙。第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)和第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)可形成密閉外殼使得電磁輻射不可能從內(nèi)部傳播至外部，反之亦然。
[0025]在實施例中，電子裝置進一步包括用于提供電子裝置的密閉電子屏蔽的整體電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)，其中電子裝置被電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)完全包圍。第一元件載具封裝部裝和第二元件載具封裝部可首先通過至少一個第一外部端子和至少一個第二外部端子連接在一起。隨后，電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)可在一個屏蔽形成工序中應(yīng)用于這樣形成的電子裝置使得電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)完全包圍電子裝置，而不需要提供電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)的不同部件之間的連接。因此，電磁輻射的任何潛在泄漏可被有效地避免。
[0026]在實施例中，電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)通過化學(xué)鍍制成。
[0027]在實施例中，由第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部組成的組中的至少一個包括至少一個電絕緣層結(jié)構(gòu)和/或至少一個導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的堆疊或由至少一個電絕緣層結(jié)構(gòu)和/或至少一個導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的堆疊組成。例如，元件載具封裝部可以是提到的電絕緣層結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)特別是通過施加機械壓力，必要時由熱能支持形成的層壓板。提到的堆疊可提供板狀的第一元件載具封裝部和板狀的第二元件載具封裝部，板狀的第一元件載具封裝部和板狀的第二元件載具封裝部能夠提供用于嵌入各自電子元件的足夠大的嵌入體積和用于連接高數(shù)量的第一外部端子和第二外部端子的大的組裝表面。術(shù)語“層結(jié)構(gòu)”可具體表示連續(xù)層、圖案化層和/或在共同平面內(nèi)的多個非連續(xù)島狀物(islands)。
[0028]在實施例中，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的至少一個的至少一個導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)包括由銅、鋁和鎳組成的組中的至少一種。雖然銅通常是優(yōu)選的，但是也有可能使用其它材料。
[0029]在實施例中，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的至少一個的至少一個電絕緣層結(jié)構(gòu)包括由樹脂特別是雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、氰酸酯、玻璃特別是玻璃纖維預(yù)浸材料、聚酰胺、液晶聚合物、環(huán)氧基積聚膜(BuiId-Up film)、FR4材料、FR5材料、陶瓷和金屬氧化物組成的組中的至少一種。雖然預(yù)浸材料或FR4和/或FR5通常是優(yōu)選的，但是也有可能使用其它材料。
[0030]在實施例中，由第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部組成的組中的至少一個的形狀為板狀，特別是平板。這有助于元件載具封裝部的緊湊設(shè)計，其中第一元件載具封裝部仍然為第二元件載具封裝部提供了大基礎(chǔ)，反之亦然。另外，即使是非常薄的嵌入的電子元件由于其厚度薄可方便地嵌入至薄板中。
[0031]在實施例中，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的至少一個的封裝結(jié)構(gòu)包括由印刷電路板和基板組成的組中的一個或由由印刷電路板和基板組成的組中的一個組成。
[0032]在本申請的上下文中，術(shù)語“印刷電路板(PCB)”可具體表示板狀的元件載具，板狀的元件載具通過將數(shù)個導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)與數(shù)個電絕緣層結(jié)構(gòu)例如通過施加壓力必要時伴隨熱能的供應(yīng)層壓形成。作為用于PCB技術(shù)的優(yōu)選的材料，導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)由銅制成，而電絕緣層結(jié)構(gòu)可包含樹脂和/或玻璃纖維、所謂的預(yù)浸材料或FR4材料。各種導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)可以期望的方式通過形成通過層壓板的通孔，例如通過激光鉆孔或機械鉆孔并且通過填充導(dǎo)電材料(特別是銅)從而形成作為通孔連接的過孔連接至彼此。一個或多個電子元件可嵌入在印刷電路板中。
[0033]在本申請的上下文中，術(shù)語“基板”可具體表示具有與在其中安裝的電子元件的尺寸大體上相同的尺寸的小的元件載具。
[0034]在實施例中，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的至少一個的封裝結(jié)構(gòu)包括層壓板，特別是層壓板型元件載具封裝部或由層壓板，特別是層壓板型元件載具封裝部組成。在這個實施例中，元件載具封裝部是通過施加壓力，必要時伴有熱量堆疊并連接在一起的多個層結(jié)構(gòu)的復(fù)合體。
[0035]在實施例中，由第一電子元件和第二電子元件組成的組中的至少一個選自由有源電子元件、無源電子元件、電子芯片、存儲裝置、濾波器、集成電路、信號處理元件、功率管理元件、光電接口元件、電壓轉(zhuǎn)換器、密碼元件、發(fā)射器和/或接收器、機電換能器、傳感器、致動器、微機電系統(tǒng)、微處理器、電容器、電阻器、電感、電池、開關(guān)、攝像機、天線以及邏輯芯片組成的組。例如，磁性元件可用作電子元件。這種磁性元件可以是永磁性元件(諸如鐵磁性元件、反鐵磁性元件或亞鐵磁性元件，例如鐵氧體磁芯)或者可以是順磁性元件。然而，其他電子元件，特別是產(chǎn)生和發(fā)射電磁輻射和/或?qū)沫h(huán)境傳播至電子元件的電磁輻射敏感的那些電子元件可嵌入在電子裝置中。
[0036]在實施例中，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部具有不同的尺寸。至少一個第一外部端子和至少一個第二外部端子連接在一起使得第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部之間的連接是可提供的。因此，具有不同尺寸的第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的連接必要時可容易地提供。因此，可提供用于連接具有不同尺寸的電子元件的增加的靈活性，其中不同尺寸的電子元件影響元件載具封裝部的外部尺寸。
[0037]在實施例中，第一電子元件和第二電子元件具有不同的尺寸。即使當(dāng)?shù)谝浑娮釉偷诙娮釉哂胁煌某叽鐣r，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部可具有相同的尺寸使得第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部之間的連接可容易地提供。因此，簡易連接可存在于具有嵌入的不同尺寸的電子元件的第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部之間。
[0038]在實施例中，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部關(guān)于由層結(jié)構(gòu)的數(shù)量以及外部端子的數(shù)量組成的組中的至少一個不同。包括不同數(shù)量的層結(jié)構(gòu)當(dāng)?shù)谝浑娮釉偷诙娮釉哂胁煌穸群?或尺寸時可能是有利的。因此，電子元件的不同厚度和/或尺寸可通過提供導(dǎo)致第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的相等厚度和/或相等尺寸的一定數(shù)量的層結(jié)構(gòu)而相等。通過提供不同數(shù)量的第一外部端子和第二外部端子，需要例如用于它們的各自扇出(fan-out)的不同數(shù)量的端子的電子元件可特別地利用導(dǎo)電膠膜(ACF)連接在一起。
[0039]在實施例中，電子裝置進一步包括第三元件載具封裝部，第三元件載具封裝部包括嵌入在第三元件載具封裝部中的第三電子元件并包括至少兩個第三外部端子，其中至少兩個第三外部端子的第一個設(shè)置在第三元件載具封裝部的第一主表面，其中至少兩個第三外部端子的第二個設(shè)置在第三元件載具封裝部的第二主表面，與第三元件載具封裝部的第一主表面相對，以及其中第三元件載具封裝部通過將至少兩個第三外部端子的第一個與至少一個第二外部端子電力地和機械地連接以及通過將至少兩個第三外部端子的第二個與至少一個第一外部端子電力地和機械地連接安裝在第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部之間。第三元件載具封裝部可包括設(shè)置在第三元件載具封裝部的兩個主表面上的第三外部端子。因此，兩個以上的(即三個或更多個)電子元件可被堆疊在彼此的頂部。在第三元件載具封裝部的兩個主表面上的第三外部端子可分別單獨地適應(yīng)于第一外部端子和第二外部端子的要求。
[0040]在實施例中，電子裝置進一步包括諸如焊料結(jié)構(gòu)特別是焊料球等電接觸設(shè)備(provis1ns)，電接觸設(shè)備被設(shè)置在至少一個第二外部端子的至少部分上并且被配置用于將電子裝置安裝在安裝底座上，特別是安裝在印刷電路板上。雖然焊料球可以是優(yōu)選的，但是也可使用其它焊料結(jié)構(gòu)。焊料球可設(shè)置在電子裝置的主表面，利用焊料球?qū)㈦娮友b置焊接至安裝底座上。焊料球優(yōu)選已經(jīng)設(shè)置在主表面上特別是相對于第一外部端子的表面上。當(dāng)各自的元件載具封裝部的安裝底座和封裝部分都由印刷電路板(PCB)材料制成時，因不同材料的不同熱膨脹引起的熱應(yīng)力可在電子裝置安裝在安裝底座上時抑制或甚至防止。[0041 ]在實施例中，第一元件載具封裝部和/或第二元件載具封裝部在第二元件載具封裝部安裝在第一元件載具封裝部上之前被容易地制造。因此，第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部在組裝現(xiàn)場的停留時間可減少，電子裝置的交付率是可增加的。
[0042]本實用新型的上述方面和另外的方面從以下待描述的實施例的示例是顯而易見的并參照實施例的這些示例進行解釋。
[0043]以下參照實施例的示例將更詳細地描述本實用新型，但是本實用新型并不限于此。
【附圖說明】
[0044]圖1示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的通過執(zhí)行電子裝置的制造方法獲得的電子裝置的剖視圖。
[0045]圖2示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的包括電子裝置和安裝底座的電子設(shè)備的剖視圖。
[0046]圖3示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的在彼此組裝單獨的元件載具封裝部之前的電子裝置的預(yù)成型件的剖視圖，電子裝置的預(yù)成型件額外地包括安裝在第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部之間的第三元件載具封裝部。
[0047]圖4示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的在電力和機械地連接至少一個第一外部端子和至少一個第二外部端子之前的第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的剖視圖。
[0048]圖5示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的包括大體上完全包圍電子裝置的電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)的電子裝置的剖視圖。
【具體實施方式】
[0049]附圖中的說明是示意性的。在不同的附圖中，相似或相同的元件設(shè)有相同的參考
ο
[0050]在參照附圖將進一步詳細描述示例性實施例之前，將總結(jié)基于其已經(jīng)開發(fā)了本實用新型的示例性實施例的一些基本考慮因素。
[0051]根據(jù)本實用新型的示例性實施例，提供了在堆疊封裝架構(gòu)中實施的電子裝置?？筛鶕?jù)本實用新型的示例性實施例有利地組合的技術(shù)包括嵌入、導(dǎo)電膠膜(ACF)連接和邊緣電鍍技術(shù)，以提供EMI保護。這些技術(shù)的組合允許創(chuàng)建具有高可靠性的PoP模塊和完全屏蔽的電子元件。通過這種技術(shù)，印刷電路板(PCB)的制造可執(zhí)行封裝并且利用晶片級組件直接創(chuàng)建帶有屏蔽(即電磁輻射屏蔽)的嵌入式封裝部。這種電子元件的制造可通過首先分別創(chuàng)建待嵌入的兩個模塊(即第一電子元件和第二電子元件)和兩個單獨的嵌入式封裝部(即第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部)，優(yōu)選地在側(cè)部上具有邊緣鍍層(即用作電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu))。可選地，可使用全銅屏蔽。然后，嵌入式封裝部可結(jié)合在一起，例如利用ACF(即構(gòu)成粘接結(jié)構(gòu))，以創(chuàng)建嵌入式封裝部和在其中的電子模塊之間的連接。此外，該方法可包括添加焊料球以完成PoP模塊(即電子裝置)。這可完成封裝過程。
[0052]在主板(即安裝底座)上創(chuàng)建PoP模塊(即電子裝置)，這種技術(shù)提供了可避免或至少抑制在PoP模塊組裝過程中的共面性和翹曲問題的方法。利用PoP模塊的組裝問題產(chǎn)生生產(chǎn)中的成品率損失并且額外地導(dǎo)致之后的可靠性問題。這種問題可通過本實用新型的簡單實施例來克服。示例性實施例的附加的優(yōu)點在于模塊(即嵌入式電子元件)可被完全屏蔽。
[0053]傳統(tǒng)上，PoP模塊與焊膏一起組裝。處理器元件和存儲器元件然后直接放置在彼此的頂部。這由于翹曲和連接故障可能導(dǎo)致PoP模塊的成品率損失。
[0054]根據(jù)本實用新型的示例性實施例的電子裝置具有電子裝置包括無翹曲問題的可靠設(shè)計的益處。此外，電子裝置不存在可干擾模塊附近的其他裝置或信號的電磁輻射的泄漏冋題。
[0055]在圖1中，示出了根據(jù)示例性實施例的電子裝置100。電子裝置100包括第一元件載具封裝部110，第一元件載具封裝部110包括嵌入在第一元件載具封裝部110中的第一電子元件111并包括多個第一外部端子112。此外，電子裝置100包括第二元件載具封裝部120，第二元件載具封裝部120包括嵌入在第二元件載具封裝部120中的第二電子元件121并包括多個第二外部端子122。第一元件載具封裝部110通過將第一外部端子112與第二外部端子122的一部分電氣地或機械地連接安裝在第二元件載具封裝部120上。然而，第二外部端子122的另一部分保持暴露在電子裝置100的底面上，如圖1所示。更具體地說，第一元件載具封裝部110包括五個第一外部端子112，第二元件載具封裝部120包括兩組第二外部端子122。這些組中的每一組包括七個第二外部端子122。一組設(shè)置在第二元件載具封裝部120的主表面上而另一組設(shè)置在第二元件載具封裝部120的另一主表面上。用于將元件載具封裝部110、120連接至彼此的五個第一外部端子112和一組七個第二外部端子122的每一個分別設(shè)置在第一元件載具封裝部110和第二元件載具封裝部120的一個主表面上使得它們彼此相對。另一組七個第二外部端子122設(shè)置在與第二元件載具封裝部120的一個主表面相對的第二元件載具封裝部120的另一個主表面上。所有五個第一外部端子112和第二元件載具封裝部120的一個主表面上的七個第二外部端子122中的五個通過諸如各向異性導(dǎo)電膜(ACF)等粘接結(jié)構(gòu)150電力地和機械地連接至彼此。
[0056]雖然五個第一外部端子112和對應(yīng)的五個第二外部端子122的一對一關(guān)系被示于圖1中，但是不同數(shù)量的第一外部端子112和第二外部端子122可以與粘接結(jié)構(gòu)150功能性配合的方式設(shè)置。因此，第一元件載具封裝部110和第二元件載具封裝部120可例如由于嵌入在第一元件載具封裝部110中的第一電子元件111和嵌入在第二元件載具封裝部120中的第二電子元件121的不同扇出而具有不同數(shù)量的外部端子112、122。圖1中的第一電子元件111可以是存儲器，圖1中的第二電子元件121可以是處理器。有利的是設(shè)置處理器(第二電子元件121)與作為安裝底座的印刷電路板直接接觸，因為處理器(第二電子元件121)可比存儲器(第一電子元件111)需要更多的至安裝底座(在圖1中未示出但是在圖2中詳細地示出)的球柵連接。
[0057]第一元件載具封裝部110通過全部具有相同厚度并限定在其中嵌入第一電子元件111的凹部或容納體積的三個第一層結(jié)構(gòu)119來形成。第二元件載具封裝部120通過全部具有相同厚度并限定在其中嵌入第二電子元件121的凹部或容納體積的三個第二層結(jié)構(gòu)129來形成。第一層結(jié)構(gòu)119和第二層結(jié)構(gòu)129的每一個可以是電絕緣層結(jié)構(gòu)或?qū)щ妼咏Y(jié)構(gòu)。
[0058]圖1中示出的電子裝置100進一步包括多個焊料結(jié)構(gòu)160，在本文中呈現(xiàn)為焊料球，其設(shè)置在位于根據(jù)圖1的第二元件載具封裝部120的下主表面上的七個第二外部端子122的每一個之上。焊料結(jié)構(gòu)160被配置用于將電子裝置100安裝在安裝底座270上，如圖2所示。焊料球160可在完成電子裝置100的制造之后并在將電子裝置100安裝至安裝底座270之前設(shè)置在第二外端子122上。
[0059]如可從圖1看出，第一元件載具封裝部110另外包括第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)113，其被配置為屏蔽電磁輻射在第一元件載具封裝部110的外部和內(nèi)部之間傳播。第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)113被設(shè)置為在第一元件載具封裝部110的一個主表面上和平行的且垂直于第一元件載具封裝部110的主表面延伸的兩個橫向表面114上的導(dǎo)電涂層。因此，電磁輻射從第一電子元件111至第一元件載具封裝部110的外部的傳播被抑制。因此，第一電子元件111不會干擾存在于電子裝置100的周圍的信號。與此同時，第一電子元件111免受外部源發(fā)射的電磁輻射的影響。
[0060]此外，第二元件載具封裝部120包括第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)123，其被配置為屏蔽電磁輻射在第二元件載具封裝部120的外部和內(nèi)部之間傳播。第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)123被設(shè)置為在平行的且垂直于第二元件載具封裝部120的主表面延伸的兩個橫向表面124上的導(dǎo)電涂層。因此，電磁輻射從第二電子元件121至第二元件載具封裝部120的外部的傳播被抑制。因此，第二電子元件121不會干擾存在于電子裝置100的周圍的信號。與此同時，第二電子元件121免受外部源發(fā)射的電磁輻射的影響。
[0061]如可從圖2看出，不出了電子設(shè)備200。電子設(shè)備200包括上文結(jié)合圖1所述的電子裝置100以及安裝底座270，在安裝底座270上安裝電子裝置100使得一些第二外部端子122通過焊料結(jié)構(gòu)160提供電子裝置100和安裝底座270之間的電連接。安裝底座270可以是印刷電路板(PCB)。第二元件載具封裝部120的一個主表面面向第一元件載具封裝部110的一個主表面。安裝底座270設(shè)有端子(在該圖中未示出)，端子被設(shè)計用于與暴露在與第二元件載具封裝部120的一個主表面相對的第二元件載具封裝部120的先前未連接的主表面上的七個第二外部端子122連接。安裝底座270的端子可以是耐熱的使得在圖2中示出的第二元件載具封裝部120的下主表面上的七個第二外部端子122可通過焊料結(jié)構(gòu)160焊接至安裝底座270。如可從圖2看出，在將電子裝置100連接至安裝底座270后，焊料結(jié)構(gòu)160可具有與連接之前不同的另一形狀。連接在加熱的條件下進行，必要時在壓力條件下進行，使得焊料球160開始熔化并與安裝底座270的端子形成連接。在冷卻和/或去除壓力后，焊料結(jié)構(gòu)160固化，然后在電子裝置100和安裝底座270之間提供強大的機械連接和電連接。焊料結(jié)構(gòu)160由保證焊料結(jié)構(gòu)160在空間上限定于安裝底座270的外部端子的材料制成。因此，由將安裝底座270上的其他電子部件而不是安裝底座270的外部端子和第二元件載具封裝部120的第二外部端子122電連接建立的短路被有效避免。
[0062]在圖3中，示出了根據(jù)本實用新型的另一示例性實施例的電子裝置100的預(yù)成型件，其包括結(jié)合圖1詳細地描述的第一元件載具封裝部110、第二元件載具封裝部120和第三元件載具封裝部330。第三元件載具封裝部330包括嵌入在第三元件載具封裝部330中的第三電子元件331并包括兩種第三外部端子332和333。第三元件載具封裝部330包括七個第三外部端子332。七個第三外部端子332設(shè)置在第三元件載具封裝部330的第一主表面334上。此外，第三元件載具封裝部330包括七個第三外部端子333。七個第三外部端子333設(shè)置在第三元件載具封裝部330的第二主表面335上，與第三元件載具封裝部330的第一主表面334相對。圖3中的第三元件載具封裝部330位于第一元件載具封裝部110和第二元件載具封裝部120之間并且通過電氣地和機械地連接七個第三外部端子332中的五個與五個第一外部端子112和電氣地和機械地連接七個第三外部端子333中的五個與五個第二外部端子122在第一元件載具封裝部110和第二元件載具封裝部120之間安裝第三元件載具封裝部330之前被示出。圖3中的第三元件載具封裝部330具有比第一元件載具封裝部110和第二元件載具封裝部120的寬度更大的寬度，因此其可具有比第一元件載具封裝部110或第二元件載具封裝部120的外部端子數(shù)量更多的分別在第一主表面334和第二主表面335上形成的第三外部端子332、333。通過設(shè)置第三元件載具封裝部330，可導(dǎo)致電子裝置300的性能增加的額外的存儲器(或任何其他電子元件)可應(yīng)用在電子裝置300中。
[0063]圖3中的第一元件載具封裝部110類似于圖1中的第一元件載具封裝部110實施。圖3中的第二元件載具封裝部120包括第二電子元件121和八個第二外部端子122。八個第二外部端子122中的五個設(shè)置在面向第三元件載具封裝部330的第二主表面335的第二元件載具封裝部120的一個主表面上。焊料結(jié)構(gòu)160形成在其他三個第二外部端子122上用于通過第二元件載具封裝部120將電子元件300安裝至安裝底座(未在圖3中示出，但是在圖2中詳細地示出)。
[0064]雖然第三元件載具封裝部330具有與第三外部端子333相同數(shù)量的第三外部端子332，但是第三外部端子332和第三外部端子333的數(shù)量可以不同。
[0065]圖4示出了根據(jù)示例性實施例的在電氣地和機械地連接第一外部端子112和相應(yīng)的第二外部端子122之前的第一元件載具封裝部100和第二元件載具封裝部120，因此它們?nèi)匀槐舜朔指糸_。第一電子元件111被嵌在進一步包括五個第一外部端子112的第一元件載具封裝部110中。第二電子元件121被嵌在進一步包括十四個第二外部端子122的第二元件載具封裝部120中，在第二元件載具封裝部120的每一個主表面上各有七個。此外，第二電子元件載具封裝部120包括第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)123，其覆蓋第二元件載具封裝部120的垂直于第二元件載具封裝部120的主表面的橫向側(cè)壁124。另外地，第一元件載具封裝部110包括第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)113，其覆蓋第一元件載具封裝部110的橫向側(cè)壁114和背向第二元件載具封裝部120的第一元件載具封裝部110的一個主表面。
[0066]如可從圖5中看出，示出了根據(jù)本實用新型的示例性實施例的包括大體上完全包圍電子裝置100的電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)540的電子裝置100。電子裝置100進一步包括上文特別是結(jié)合圖1詳細地描述的嵌入在第一元件載具封裝部110中的第一電子元件111。此外，電子裝置100包括上文特別是結(jié)合圖1詳細地描述的嵌入在第二元件載具封裝部120中的第二電子元件121。另外地，第一元件載具封裝部110包括五個第一外部端子112，第二元件載具封裝部120包括十四個第二外部端子122，在第二元件載具封裝部120的每一個主表面上各形成有七個，其中的五個第二外部端子122通過粘接結(jié)構(gòu)150電氣地和機械地連接至五個第一外部端子112。粘接結(jié)構(gòu)可具體地由導(dǎo)電膠膜(ACF)形成。
[0067]電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)540提供電子裝置100的密閉電子屏蔽。如可從圖5中看出，電子裝置100被用于提供電子裝置100的大體上密閉電磁屏蔽的電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)540完全包圍。圖5中的電子裝置100被大體上密閉屏蔽以免受存在于電子裝置100的外部的任何電磁輻射，且電子裝置100的內(nèi)部被大體上密閉屏蔽，反之亦然。電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)540可具有第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)113(未在圖5中示出，但是例如結(jié)合圖1被詳細地解釋了)和第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)123(未在圖5中示出，但是例如結(jié)合圖1被詳細地解釋了)之間的單獨形成和連接可以是非必須的益處。另外地，電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)540圍繞位于第二元件載具封裝部120的下主表面上的七個第二外部端子122，而不需要與在下主表面上的七個外部端子122中的一個物理接觸。因此，在第二元件載具封裝部120的下主表面上七個外部端子122通過電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)540防止彼此短路。因此，通過提供如圖5中示出的這種大體上密閉屏蔽的電子裝置100，防止電磁輻射的高可靠性是可提供的。
[0068]此外，公開了本實用新型的以下方面:
[0069]第一方面:一種電子裝置的制造方法，其包括:
[0070]將第一電子元件嵌入在包括至少一個第一外部端子的第一元件載具封裝部中；[0071 ]將第二電子元件嵌入在包括至少一個第二外部端子的第二元件載具封裝部中；
[0072]特別地，隨后通過電氣地和機械地連接至少一個第一外部端子和至少一個第二外部端子，將第二元件載具封裝部安裝在第一元件載具封裝部上。
[0073]第二方面:根據(jù)第一方面所述的方法，其中第一元件載具封裝部是容易制造的元件載具封裝部，其在將第二元件載具封裝部安裝在第一元件載具封裝部上之前被容易制造。
[0074]第三方面:根據(jù)第一方面或第二方面所述的方法，其中第二元件載具封裝部是容易制造的元件載具封裝部，其在將第二元件載具封裝部安裝在第一元件載具封裝部上之前被容易制造。
[0075]第四方面:根據(jù)第一方面至第三方面中任一項所述的方法，其中方法進一步包括特別是通過化學(xué)鍍在第一元件載具封裝部和第二元件載具封裝部的至少一個的外部表面的至少一部分上形成電磁福射屏蔽結(jié)構(gòu)。
[0076]應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語“包括”不排除其他元件或步驟，“一個(a)”或“一個(an)”并不排除多個。結(jié)合不同實施例描述的元件也可以組合。
[0077]還應(yīng)當(dāng)注意的是，權(quán)利要求中的參考標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。
[0078]本實用新型的實施不限于圖中所示和上面描述的優(yōu)選的實施例。相反，使用示出的解決方案和根據(jù)本實用新型的原理的多種變型即使在根本不同的實施例的情況下也是有可能的。
【主權(quán)項】
1.一種電子裝置(100; 300)，其特征在于，所述電子裝置(100 ； 300)包括: 第一元件載具封裝部(110)，其包括嵌入在所述第一元件載具封裝部(110)中的第一電子元件(111)并包括至少一個第一外部端子(112); 第二元件載具封裝部(120)，其包括嵌入在所述第二元件載具封裝部(120)中的第二電子元件(121)并包括至少一個第二外部端子(122); 其中第二元件載具封裝部(120)通過將所述至少一個第一外部端子(112)與所述至少一個第二外部端子(122)電氣地和機械地連接被安裝在所述第一元件載具封裝部(110)上； 其中所述第一元件載具封裝部(110)進一步包括第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(113)，所述第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(113)被配置用于至少部分地屏蔽電磁輻射在所述第一元件載具封裝部(110)的外部和內(nèi)部之間傳播。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述電子裝置(100;300)包括粘接結(jié)構(gòu)(150)，所述粘接結(jié)構(gòu)(150)被配置為將所述至少一個第一外部端子(112)與所述至少一個第二外部端子(122)電氣地和機械地連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述粘接結(jié)構(gòu)(150)包括導(dǎo)電膠粘劑。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述粘接結(jié)構(gòu)(I50)包括由各向異性導(dǎo)電膜和各向異性導(dǎo)電膠組成的組中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(I 13)圍繞所述第一元件載具封裝部(110)的至少一部分。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第二元件載具封裝部(120)進一步包括第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(123)，所述第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(123)被配置用于至少部分地屏蔽電磁輻射在所述第二元件載具封裝部(120)的外部和內(nèi)部之間傳播。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(123)圍繞所述第二元件載具封裝部(120)的至少一部分。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(113)和所述第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(123)被配置成配合，使得所述電子裝置(100;300)被所述第一電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(113)和所述第二電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(123)完全包圍。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述電子裝置(100;300)包括: 電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)(540)，其被配置用于提供所述電子裝置(100;300)關(guān)于電磁輻射的大體上密閉的屏蔽， 其中所述電子裝置(100; 300)被所述電磁福射屏蔽結(jié)構(gòu)(540)大體上完全包圍。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，由所述第一元件載具封裝部(110)和所述第二元件載具封裝部(120)組成的組中的至少一個包括至少一個電絕緣層結(jié)構(gòu)和/或至少一個導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的堆疊。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，由所述第一元件載具封裝部(110)和所述第二元件載具封裝部(120)組成的組中的至少一個的形狀為板狀。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第一元件載具封裝部(110)和所述第二元件載具封裝部(120)的至少一個的封裝結(jié)構(gòu)包括由印刷電路板和基板組成的組中的一個或由印刷電路板和基板組成的組中的一個組成。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第一元件載具封裝部(110)和所述第二元件載具封裝部(120)的至少一個的封裝結(jié)構(gòu)包括層壓板或由層壓板組成。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，由所述第一電子元件(111)和所述第二電子元件(121)組成的組中的至少一個選自由以下組成的組:有源電子元件、無源電子元件、電子芯片、存儲裝置、濾波器、集成電路、信號處理元件、功率管理元件、光電接口元件、電壓轉(zhuǎn)換器、密碼元件、發(fā)射器和/或接收器、機電換能器、傳感器、致動器、微機電系統(tǒng)、微處理器、電容器、電阻器、電感、電池、開關(guān)、攝像機、天線、磁性元件以及邏輯芯片。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第一元件載具封裝部(110)和所述第二元件載具封裝部(120)具有不同的尺寸。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第一電子元件(111)和所述第二電子元件(121)具有不同的尺寸。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述第一元件載具封裝部(110)和所述第二元件載具封裝部(120)關(guān)于由層結(jié)構(gòu)的數(shù)量以及外部端子(112、122)的數(shù)量組成的組中的至少一個不同。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述電子裝置(100; 300)進一步包括: 第三元件載具封裝部(330)，其包括嵌入在所述第三元件載具封裝部(330)中的第三電子元件(331)并包括至少兩個第三外部端子(332、333); 其中所述至少兩個第三外部端子的第一個(332)設(shè)置在所述第三元件載具封裝部(330)的第一主表面(334)上； 其中所述至少兩個第三外部端子的第二個(333)設(shè)置在所述第三元件載具封裝部(330)的第二主表面(335)上，所述第二主表面(335)與所述第三元件載具封裝部(330)的第一主表面(334)相對； 其中所述第三元件載具封裝部(330)通過將所述至少兩個第三外部端子的第一個(332)與所述至少一個第二外部端子(122)電力地和機械地連接以及通過將所述至少兩個第三外部端子的第二個(333)與所述至少一個第一外部端子(112)電力地和機械地連接被安裝在所述第一元件載具封裝部(110)和所述第二元件載具封裝部(120)之間。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置(100;300)，其特征在于，所述電子裝置(100; 300)進一步包括導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)(160)，所述導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)(160)被設(shè)置在所述至少一個第二外部端子(122)的至少部分上并且被配置用于將所述電子裝置(100;300)安裝在安裝底座(270)上。20.—種電子設(shè)備(200 )，其特征在于，所述電子設(shè)備(200)包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-19中的任一項的電子裝置(100;300); 安裝底座(270)，在其上安裝所述電子裝置(100;300)使得所述至少一個第二外部端子(122)的至少一部分提供所述電子裝置(100; 300)和所述安裝底座(270)之間的電連接。
【文檔編號】H01L23/552GK205542769SQ201520975278
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年11月30日
【發(fā)明人】米卡埃爾·圖奧米寧
【申請人】奧特斯(中國)有限公司