射频模块的选择性屏蔽转让专利
申请号 : CN201780030744.X
文献号 : CN109155303B
文献日 : 2020-05-22
发明人 : H·M·阮 , A·J·洛比安科 , G·E·巴布科克 , D·R·弗雷内特 , G·库利 , R·罗德里格兹
申请人 : 天工方案公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种封装射频模块,包括:
封装衬底;
射频屏蔽结构,在所述封装衬底上方延伸,所述射频屏蔽结构包括与所述封装衬底平行的屏蔽层;
射频部件,位于所述封装衬底上方且位于所述射频屏蔽结构的内部中,所述射频部件设置在所述屏蔽层与所述封装衬底之间;
保护层,位于所述屏蔽层上方,所述屏蔽层设置在所述保护层与所述射频部件之间;以及天线,在所述射频屏蔽结构外部位于所述封装衬底上,所述射频屏蔽结构还包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁以在所述天线和所述射频部件之间提供屏蔽,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对。
2.如权利要求1所述的封装射频模块,其中所述焊线壁和所述保形结构在它们的顶部与所述屏蔽层电连接。
3.如权利要求1所述的封装射频模块,其中所述焊线壁设置在所述射频部件至少两个侧面周围。
4.如权利要求1所述的封装射频模块,其中所述屏蔽层包括铜。
5.如权利要求1所述的封装射频模块,其中所述保护层包括钛。
6.如权利要求1所述的封装射频模块,其中所述射频部件包括前端集成电路。
7.如权利要求6所述的封装射频模块,其中所述射频部件还包括晶体。
8.如权利要求6所述的封装射频模块,其中所述前端集成电路包括绝缘体上半导体晶片,其包括低噪声放大器或功率放大器中的至少一个。
9.如权利要求1所述的封装射频模块,其中所述射频部件附接到所述封装衬底,且所述天线印制在所述封装衬底上。
10.一种封装射频模块,包括:
封装衬底;
射频屏蔽结构,在所述封装衬底上方延伸,所述射频屏蔽结构包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对;
射频部件,位于所述封装衬底上方且位于所述射频屏蔽结构的内部中;以及天线,在所述射频屏蔽结构外部位于所述封装衬底上,所述射频屏蔽结构配置为在所述天线和所述射频部件之间提供屏蔽,所述焊线壁在所述封装衬底上方延伸得比所述天线更远。
11.如权利要求10所述的封装射频模块,其中所述射频屏蔽结构包括平行于所述封装衬底的屏蔽层,且所述射频部件设置在所述屏蔽层和所述封装衬底之间。
12.如权利要求11所述的封装射频模块,还包括位于所述屏蔽层上方的保护层,所述屏蔽层设置在所述保护层和所述射频部件之间。
13.一种封装射频模块,包括:
封装衬底;
射频屏蔽结构,在所述封装衬底上方延伸;
射频部件,位于所述封装衬底上方且位于所述射频屏蔽结构的内部中;以及天线,在所述射频屏蔽结构外部位于所述封装衬底上,所述射频屏蔽结构配置为在所述天线和所述射频部件之间提供屏蔽,所述射频部件包括低噪声放大器和配置为将所述低噪声放大器选择性地电连接到所述天线的开关,所述射频屏蔽结构包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁,以在所述天线和所述射频部件之间提供屏蔽,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对。
14.如权利要求13所述的封装射频模块,其中所述射频屏蔽结构还包括屏蔽层,所述屏蔽层在所述射频部件上方提供屏蔽,并且使得所述封装射频模块在所述天线上方未被屏蔽。
15.如权利要求14所述的封装射频模块,其中所述焊线壁和所述保形结构在它们的顶部与所述屏蔽层电连接。
16.一种系统板组件,包括:
封装部件,包括位于封装衬底上的射频部件、围绕所述射频部件的射频屏蔽结构、和位于所述封装衬底上且在所述射频屏蔽结构外的天线,所述射频屏蔽结构包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁,以在所述天线和所述射频部件之间提供屏蔽,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对;
系统板,其上设置有所述封装部件,所述系统板包括电连接到所述封装部件的射频屏蔽结构的接地焊盘;以及电子部件,位于所述系统板上,所述屏蔽结构在所述射频部件和所述电子部件之间提供射频隔离。
17.如权利要求16所述的系统板组件,其中所述射频屏蔽结构包括设置在所述天线和所述射频部件之间的焊线。
18.一种前端模块,包括:
位于封装衬底上的射频部件,所述射频部件包括低噪声放大器和开关;
射频屏蔽结构,其设置在所述射频组件周围;以及
位于所述封装衬底上的天线,所述天线位于所述射频屏蔽结构外部,且所述开关配置为将所述低噪声放大器与所述天线选择性地电连接,所述射频屏蔽结构包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁,以在所述天线和所述射频部件之间提供屏蔽,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对。
19.如权利要求18所述的前端模块,还包括旁路路径,所述开关配置为在第一状态下将所述低噪声放大器和所述天线电连接,且在第二状态下将所述旁路路径和所述天线电连接。
20.如权利要求19所述的前端模块,还包括功率放大器,所述开关配置为在第三状态下将所述功率放大器和所述天线电连接。
21.如权利要求20所述的前端模块,其中所述低噪声放大器和所述功率放大器电路实现在单个绝缘体上半导体晶片之上。
22.一种选择性屏蔽射频模块的方法,所述方法包括:
提供包括射频部件、天线、以及设置在所述射频部件和所述天线之间的焊线的射频模块;
用遮罩材料来遮盖所述射频模块的位于所述天线上方的第一部分,使得所述射频模块的位于所述射频部件上方的第二部分未被所述遮罩材料遮盖;以及在所述遮盖之后,在所述射频模块上方形成屏蔽层,使得(i)所述射频部件被所述屏蔽层屏蔽,且所述天线未被所述屏蔽层屏蔽,以及(ii)所述屏蔽层与所述焊线相接触,以在所述射频部件和所述天线之间提供屏蔽。
23.如权利要求22所述的方法,其中所述形成包括移除所述天线上方的遮罩材料。
24.如权利要求22所述的方法,其中所述遮盖包括用遮罩材料来遮盖所述射频模块并且激光切割所述遮罩材料的选定区域。
25.如权利要求22所述的方法,其中所述形成包括溅射导电材料且所述屏蔽层包括所述导电材料。
26.如权利要求25所述的方法,其中所述导电材料包括铜。
27.如权利要求25所述的方法,还包括在所述屏蔽层上方形成保护层,使得所述屏蔽层设置在所述保护层和所述射频部件之间。
28.如权利要求27所述的方法,其中所述保护层包括钛。
29.如权利要求22所述的方法,还包括在所述形成之前将所述射频模块单颗化。
30.如权利要求22所述的方法,还包括在所述形成之后将所述射频模块单颗化。
31.如权利要求22所述的方法,其中所述射频模块包括封装衬底,其上设置有所述射频部件和所述天线,且所述屏蔽层形成为平行于所述封装衬底。
32.如权利要求22所述的方法,其中所述提供包括提供具有沿所述射频模块的边缘设置的附加焊线的射频模块。
33.一种选择性地屏蔽射频模块的方法,所述方法包括:
提供包括射频部件和天线的射频模块;
在模制材料上方使用遮罩材料来遮盖所述射频模块的位于所述天线上方的一部分,使得所述射频模块的位于所述射频部件上方的另一部分未被所述遮罩材料遮盖;
在所述射频模块的所述一部分和所述射频模块的所述另一部分上方形成导电层;以及移除所述遮罩材料,使得一屏蔽层在所述射频部件上方且所述天线未被所述屏蔽层屏蔽,所述屏蔽层包括所述导电层的导电材料。
34.如权利要求33所述的方法,其中所述遮盖包括激光切割所述遮罩材料的选定区域。
35.如权利要求33所述的方法,其中在所述移除之后,所述屏蔽层与设置在所述射频部件和所述天线之间的焊线接触。
36.如权利要求33所述的方法,其中在所述移除之后,所述模制材料在所述天线上方与在所述射频部件上方具有相同的厚度。
37.如权利要求33所述的方法,其中所述遮罩材料包括胶带。
38.如权利要求33所述的方法,其中所述提供包括提供具有沿所述射频模块的边缘设置的焊线的射频模块。
39.如权利要求33所述的方法,其中在所述移除之后,所述屏蔽层与设置在所述射频部件和所述天线之间的焊线接触。
40.如权利要求33所述的方法,还包括在所述形成之前将所述射频模块单颗化。
41.如权利要求33所述的方法,还包括在所述形成之后将所述射频模块单颗化。
42.如权利要求33所述的方法,还包括在所述屏蔽层上方形成保护层,使得所述屏蔽层设置在所述保护层和所述射频部件之间。
43.如权利要求42所述的方法,其中所述保护层包括钛。
44.一种封装射频模块,包括:
封装衬底;
在所述封装衬底上的射频部件;
多层天线,包括第一部分和第二部分,所述第一部分在与所述第二部分不同的层,所述第一部分电连接到所述第二部分;以及射频屏蔽结构,其配置为在所述多层天线和所述射频部件之间提供屏蔽,所述射频屏蔽结构包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁,以在所述多层天线和所述射频部件之间提供屏蔽,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对。
45.如权利要求44所述的封装射频模块,其中所述多层天线的第一部分包括在所述封装衬底的第一侧面上的第一导电迹线,所述多层天线的第二部分包括在所述封装衬底的第二侧面上的第二导电迹线,所述第一侧面与所述第二侧面相对。
46.如权利要求45所述的封装射频模块,还包括在所述封装衬底中的通孔,所述第一导电迹线经由所述通孔连接到所述第二导电迹线。
47.如权利要求45所述的封装射频模块,还包括在所述第二导电迹线上的焊盘,所述焊盘配置为用于连接到系统板。
48.如权利要求44所述的封装射频模块,其中所述多层天线的第一部分在所述封装衬底的第一侧面上,所述多层天线的第二部分在所述封装衬底的第二侧面上,所述第一侧面与所述第二侧面相对。
49.如权利要求44所述的封装射频模块,其中所述多层天线的第一部分和所述多层天线的第二部分实现在所述封装衬底的同一侧面上。
50.如权利要求44所述的封装射频模块,其中所述多层天线的第一部分包括在所述封装衬底上的迹线,所述多层天线的第二部分包括在模制材料上方的图案化导电材料。
51.如权利要求50所述的封装射频模块,其中所述迹线由焊线电连接到所述图案化导电材料。
52.如权利要求50所述的封装射频模块,其中所述射频屏蔽结构还包括所述射频部件上方的屏蔽层,所述屏蔽层和所述多层天线的图案化导电材料离所述封装衬底相同的距离。
53.如权利要求44所述的封装射频模块,还包括耦接到所述多层天线的匹配电路,所述匹配电路包括位于所述射频屏蔽结构外部的无源阻抗元件。
54.如权利要求44所述的封装射频模块,其中所述多层天线为折叠单极天线。
55.如权利要求44所述的封装射频模块,其中所述射频部件包括前端集成电路、晶体和片上系统。
56.如权利要求52所述的封装射频模块,其中所述焊线壁在其顶部与所述屏蔽层电连接。
57.如权利要求44所述的封装射频模块,其中所述射频屏蔽结构包括设置在所述多层天线和所述射频部件之间的导电保形结构。
58.如权利要求57所述的封装射频模块,还包括具有倾斜侧壁的穿模通孔,且所述导电保形结构位于所述倾斜侧壁上方。
59.一种系统板组件,包括:
封装部件,其包括封装衬底上的射频部件、多层天线、和围绕所述射频部件的射频屏蔽结构,所述射频屏蔽结构配置为在所述射频部件和所述多层天线之间提供屏蔽,所述射频屏蔽结构包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁,以在所述多层天线和所述射频部件之间提供屏蔽,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对;以及系统板,其上设置有所述封装部件,所述系统板包括电连接到所述射频屏蔽结构的接地焊盘。
60.如权利要求59所述的系统板组件,其中所述多层天线包括在所述封装衬底的第一侧面上的第一迹线和在所述封装衬底的第二侧面上的第二迹线,所述第一侧面与所述第二侧面相对。
61.如权利要求60所述的系统板组件,还包括位于所述第二迹线上的焊盘,其焊接到所述系统板上的另一焊盘。
62.一种无线通信装置,包括:
封装射频模块,其包括在封装衬底上的射频部件、多层天线、和射频屏蔽结构,所述多层天线包括在不同层中并且彼此电连接的两个部分,所述射频屏蔽结构包括设置在所述射频部件的第一侧面周围的焊线壁,以在所述多层天线和所述射频部件之间提供屏蔽,以及设置在所述射频部件的第二侧面周围的保形结构,所述第二侧面与所述第一侧面相对;以及与所述射频部件通信的收发器。
63.如权利要求62所述的无线通信装置,其中所述射频部件配置为将无线个人区域网络信号或无线局域网络信号中的至少一个提供至所述多层天线。
说明书 :
射频模块的选择性屏蔽
临时申请第62/324,768号的优先权权益,特此通过引用而将其公开内容全部合并于此。本
申请依据35 U.S.C.§119(e)要求2016年4月19日提交的、发明名称为“METHODS FOR
SELECTIVELY SHIELDING RADIO FREQUENCY MODULES”(选择性地屏蔽射频模块的方法)的
美国临时申请第62/324,750号的优先权权益,特此通过引用而将其公开内容全部合并于
此。
技术领域
背景技术
外部的电路元件屏蔽由射频部件发出的电磁辐射。由于在射频模块中更多部件彼此集成在
一起,因此以紧凑且高效方式将部件彼此屏蔽可具有挑战性。
发明内容
(wire bond)。
所述射频部件至少两个侧面周围的焊线壁。所述射频屏蔽结构可包括设置在所述射频部件
至少三个侧面周围的焊线壁。所述射频屏蔽结构可包括围绕所述射频部件的焊线壁。
射频屏蔽结构可包括设置在所述射频部件第一侧面周围的焊线壁,以及设置在所述射频部
件另一侧面周围的保形结构。
步包括位于所述屏蔽层上方的保护层,使得所述屏蔽层设置在所述保护层和所述射频部件
之间。所述保护层可包括钛。
的第一部分和所述封装衬底第二侧面上的第二部分,其中所述第一侧面与所述第二侧面相
对。根据一些实施例,所述天线可包括所述封装衬底上的迹线和在模制材料上方的图案化
导电材料,其中所述迹线由焊线连接到所述图案化导电材料。
模块在所述天线上方未被屏蔽的屏蔽层。
板包括电连接到所述封装部件的所述射频屏蔽结构的接地焊盘。
成天线电连接。
单个晶片上。所述晶片可为绝缘体上半导体晶片。
频部件和所述天线之间提供屏蔽的一个或多个导电特征相接触。
块的所述部分可包括用遮罩将所述RF模块遮盖并且激光切割所述遮罩的一选择区域。
在所述保护层和所述RF部件之间。所述保护层可包括钛。
蔽层和所述封装衬底之间。
方延伸至所述屏蔽层的导电特征。所述导电特征可包括焊线。所述导电特征可包括焊线和
保形层。所述屏蔽结构可包括多个设置在所述天线和所述RF部件之间的焊线,且配置为在
所述天线和所述RF部件之间提供RF屏蔽。
焊线壁,以及设置在所述RF部件的相对侧面周围的保形结构。所述屏蔽结构可包括设置在
所述RF部件的至少两个侧面周围的焊线壁。所述屏蔽结构可包括设置在所述RF部件的至少
三个侧面周围的焊线壁。所述屏蔽结构可包括围绕所述RF部件的焊线壁。所述屏蔽结构可
包括设置在所述天线和所述RF部件之间的多个焊线壁,且配置为在所述天线和所述RF部件
之间提供RF屏蔽。
RF模块上方形成导电层;以及移除所述遮罩,使得一屏蔽层位于所述RF部件上方且所述天
线未被所述屏蔽层屏蔽,所述屏蔽层包括所述导电层的导电材料。
上方的导电材料,使得一屏蔽层位于所述RF部件上方且所述天线未被所述屏蔽层屏蔽。
述封装基板的第一侧面上的第一导电迹线和所述封装基板的第二侧面上的第二导电迹线,
其中所述第一侧面与所述第二侧面相对。所述封装射频模块可包括位于所述封装衬底中的
通孔(via)。所述第一导电迹线可经由所述通孔连接到所述第二导电迹线。所述封装射频模块可进一步包括位于所述第二导电迹线上的焊盘,其中所述焊盘配置为用于连接到系统
板。
由焊线电连接到所述图案化导电材料。所述射频屏蔽结构可包括位于所述射频部件上方的
屏蔽层,其中所述屏蔽层和所述封装衬底间隔开与所述多层天线的图案化导电材料基本相
同的距离。
所述导电保形结构可位于所述倾斜侧壁上方。
部件和所述多层天线之间提供屏蔽的射频屏蔽结构。所述封装部件设置在所述系统板上。
所述系统板包括电连接到所述射频屏蔽结构的接地焊盘。
可焊接到所述系统板上的另一焊盘。
层天线之间的导电特征的射频屏蔽结构。所述收发器与所述射频部件通信。
附图说明
具体实施方式
比例绘制。此外,应理解,某些实施例可包括比附图中所显示的元件和/或附图中显示的元件子集更多的元件。进而,一些实施例可合并来自两个或更多个附图的特征的任何合适组
合。
这可为RF电路提供RF隔离,且还允许天线在没有屏蔽结构干扰的情况下接收和/或发射信
号。因此,可能期望具有选择性屏蔽的产品。此外,可能期望在模块的一选择部分的上方形成屏蔽的精确且可重复的方法,以用于大批量制造。
模块的射频电路,且使得射频模块的天线未被屏蔽。屏蔽层可通过加成法或减成法而形成。
比如,可通过利用遮罩将射频模块的部分进行遮盖,形成屏蔽层,且移除该遮罩以便使得之前被遮盖的区域未被屏蔽来形成屏蔽层。作为另一示例,可通过在模块上方形成导电层,且移除射频模块的一部分上方的导电层来形成屏蔽层。可使用激光来移除射频模块的一部分
上方的导电层。
以及于RF屏蔽结构外部在封装衬底上的天线。
12的焊线18。RF模块10的天线14位于围绕RF部件12的RF屏蔽结构的外部。因此,天线14可在未被围绕RF部件12的屏蔽结构屏蔽的情况下无线接收和/或发射RF信号。同时,屏蔽结构可在RF部件12和天线14和/或其它电子部件之间提供RF隔离。
6GHz的范围内,介于约700MHz至约2.5GHz的范围内,或介于约2.4GHz至约2.5GHz的范围内。
在某些实施方式中,RF部件12可根据诸如蓝牙、ZigBee、Z-Wave、无线USB、INSTEON、IrDA或个人区域网络的无线个人区域网络(WPAN)标准来接收和/或提供信号。在某些其它实施方
式中,RF部件可根据诸如Wi-Fi的无线局域网络(WLAN)标准来接收和/或提供信号。
量的面积。比如,在某些实施方式中,天线14可占据封装衬底16的约10%至75%的面积。
可为微带天线。由于例如印制天线的2维实体几何形状,可相对低成本且紧凑地制造印制天线。印制天线可具有相对高的机械耐久性。
防止这些部件之间的电磁干扰显著影响天线14或RF部件12的性能。焊线18可如图示包围RF
部件12。焊线18可以任何合适的布置围绕RF部件12设置,其可为如图示的矩形或在一些其
它实施方式中为非矩形。在图1所示的RF模块10,焊线18围绕RF部件形成四个壁。焊线18可设置为使得相邻的焊线彼此间隔开一距离,以在RF部件12和其它电子部件之间提供充分的
RF隔离。
模制材料22的包覆成型(overmold)结构的上表面24上方。焊线18可在上表面24上方延伸到
焊线18的顶点25。可在形成模制材料22的包覆成型结构之后通过移除模制材料来暴露焊线
18的上部部分23。如图2所示将焊线18的上部部分23暴露可允许模制材料22上方的导电层
接触焊线18从而提供电连接。图2还示出封装衬底16中的通孔26。焊线18可经由通孔26电连接到封装衬底16的接地平面27。焊线18可经由通孔26电连接到其上设置有模块10的系统板
的接地触点。
32,该包覆成型结构位于RF部件12上方。屏蔽层32形成于RF模块10′的被屏蔽部分的上方,且RF模块10′的未被屏蔽部分保持为在与封装衬底16相对方向上不被屏蔽。如图示,天线14包含在RF模块10′的未被屏蔽部分中。屏蔽层32由导电材料形成。如图3所示,屏蔽层32与焊线18接触。
屏蔽层形成在RF模块上方之前,RF模块可具有位于天线和焊线上方的模制材料,该焊线具
有延伸超出模制材料的包覆成型结构的表面的暴露的上部部分(例如,如图2所示)。形成此屏蔽层的示例方法将参照图4A至图8I进行论述。本文论述的RF模块可包括通过这些方法中
的任何适当一个和/或参照这些方法中任何一个进行论述的任何合适操作来形成的屏蔽
层。屏蔽层可通过加成法或减成法形成在RF模块的一选择部分的上方。本文论述的形成屏
蔽层的方法可实施在大批量制造中。可以精确且可重复的方式将这样的方法自动化。
在工艺40中,屏蔽层可同时形成在多个RF模块上方,诸如RF模块的带(RF modules of a
strip)。导电层可形成在RF模块上方,且可使用激光将每个RF模块的一选择部分上方的导
电层移除。涉及激光移除导电层的一部分的形成屏蔽层的方法可有利于制造尺寸相对较小
的RF模块。图4B至4E说明根据一实施例的对应于图4A的工艺的各个阶段的示例模块或模块
带。
层更光滑的导电层。导电材料层可包括用于RF屏蔽的任何合适的导电材料。例如,导电材料可为铜。铜可提供期望的电磁干扰屏蔽,且铜还相对便宜。用于导电层的另一示例导电材料为钨镍。保护层可形成在导电层上方。这可防止导电层的腐蚀。作为示例,可在铜导电层上方提供钛层以保护铜。图4C显示RF模块带43,其中导电层41形成在RF模块带43的整个上表
面上方。
电层的多个部分。在一些情形下,激光束可按顺序地应用于RF模块组的不同RF模块。利用激光移除导电层的一部分可将一些特征留在RF模块上。例如,诸如晕环的烧损特征可在激光
移除导电层的一部分之后呈现在RF部件上。相对于形成部分被屏蔽的RF模块的一些其它方
法,诸如涉及遮盖的方法,激光移除可导致天线上方更粗糙的表面光洁度。
在工艺50中,遮盖材料可应用在带的多个RF模块的所选择部分上方,导电层可形成在RF模
块和遮盖材料上方,且可移除遮盖材料。涉及遮盖的形成屏蔽层的方法可同时有利于制造
具有相对较大尺寸的RF模块,和/或形成用于相对较少数目的RF模块的屏蔽层。图5B至5F说明根据一实施例的对应于图5A的工艺的各个阶段的示例模块或模块带。
构。图5B示出可在方框51处提供的示例RF模块10A。RF模块10A可对应于图1和图2的RF模块
10。图5B的RF模块10A也可对应于图4B的RF模块10A。如图示,图5B的RF模块10A包括RF模块
12,其包括部件12A、12B和12C。还如图5B所示,焊线18可围绕RF部件。
RF模块的一选择部分上方。
52′。
构可包含于围绕RF部件的屏蔽结构中。保形结构实现为沿RF部件的一个或多个侧面替换焊
线。图6A、7A和8A为包括在RF模块单颗化之后形成屏蔽层的示例工艺。
在工艺60中,可将遮盖材料应用于带的多个RF模块的所选择部分上方,可将RF模块单颗化,可将导电层形成在RF模块和遮盖材料上方,且可移除遮盖材料。图6B至6F示出根据一实施
例的对应于图6A的工艺的各个阶段的示例模块、模块带、或单颗化模块的组。
构。图6B示出可在方框61处提供的示例RF模块10B。RF模块10B可大体上对应于图1和图2的
RF模块10以及图4B和图5B的RF模块10A。RF模块10B包括与RF模块10、10A相比围绕RF部件12的更少侧面的焊线18。如图6B中所示,焊线18设置在RF部件和天线14之间。图示的焊线18在RF部件12和天线14之间形成焊线壁。还如图示,图6B的RF模块10B包括RF部件12,其包括组件12A、12B和12C。
模块带52,其中遮盖材料54形成在带52的每个RF模块的一选择部分上方。
的组。
化的模块66′的组。导电层基本上平行于RF模块的封装衬底。
绕RF部件的一个侧面的焊线18、围绕RF部件的三个侧面的保形导电层、以及位于RF部件上
方的屏蔽层。在其它实施例中,焊线可沿着RF部件的两个或三个侧面设置,且保形导电层可沿着RF部件的其它侧面设置。这样的实施例的示例对应于图9E和9F。
比如,可使用工艺70中的激光而不是通过图6的工艺60中的遮盖来移除单颗化的RF模块的
导电层的一选择部分。工艺70涉及在单颗化的RF模块上方形成导电层,且接着移除导电层
的一选择部分。图7B至7F示出根据一实施例的对应于图7A的工艺的各个阶段的示例模块或
单颗化的模块的组。
构。图7B示出可在方框71处提供的RF模块10B。RF模块10B可大体上对应于图1和图2的RF模
块10及图4B和图5B的RF模块10A。图7B的RF模块10B可对应于图6B的RF模块10B。如图示,图
7B的RF模块10B包括RF部件12,其包括部件12A、12B和12C。还如图7B图示,焊线18设置在RF部件12和天线14之间。图示的焊线18在RF部件12和天线14之间形成焊线壁。
化的RF模块74′的组。导电层基本上平行于RF模块的封装衬底。
绕RF部件的一个侧面的焊线18、围绕RF部件的三个侧面的保形导电层、以及位于RF部件上
方的屏蔽层。在其它实施例中,焊线可沿RF部件的两个或三个侧面设置,且保形导电层可沿RF部件的其它侧面设置。这样的实施例的示例对应于图9E和9F。
成部分被屏蔽的RF模块的一些其它方法,诸如涉及遮盖的方法,激光移除可导致天线上方
更粗糙的表面光洁度。激光移除可涉及如应用于激光移除一个或多个单颗化的RF模块的导
电层的一选择部分的参照工艺40的方框46论述的原理中的任一个。在工艺70中,在单颗化
之后执行激光移除。与之相比,在工艺40中,在单颗化之前执行导电层的一选择部分的激光移除。
可将遮盖材料应用于RF模块的面板上方,可切割遮盖材料且可移除遮盖材料的一部分,可
形成导电层,且可移除剩余的遮盖材料。图8B至图8I说明根据一实施例的对应于图8A的工
艺的各个阶段的示例模块、模块带、或者单颗化模块的组。
构。图8B说明可在方框81处提供的示例RF模块10B。RF模块10B可大体上对应于图1和图2的
RF模块10及图4B和图5B的RF模块10A。图8B的RF模块10B可对应于图6B的RF模块10B及图7B
的RF模块10B。如图示,图8B的RF模块10B包括RF部件12,其包括部件12A、12B和12C。如图8B中所示,焊线18设置在RF部件10B和天线14之间。图示的焊线18在RF部件10B和天线14之间
形成焊线壁。
的整个顶表面上方,但在一些其它实施例中,遮盖材料可形成在RF模块的顶表面的任何合
适部分上方。
不同图案的图6D的RF模块66。
法中的任一个来形成导电层。图8H显示其上面形成有导电层的单颗化的RF模块90′的组。每个RF模块的导电层基本上平行于RF模块的封装衬底。
围绕RF部件的一个侧面的焊线18、围绕RF部件的三个侧面的保形导电层,和位于RF部件上
方的屏蔽层。在其它实施例中,焊线可沿着RF部件的两个或三个侧面设置,且保形导电层可沿着RF部件的其它侧面设置。这些实施例的示例对应于图9E和9F。
蔽。
和/或本文论述的视为合适的其它实施例得到实现。类似于图1,图9A至9F的RF模块为在没
有顶部屏蔽层的情况下显示在平面视图中。例如,可根据参考4A、图5A、图6A、图7A或图8A的工艺中的一个或多个所论述的原理和优点中的任一个来形成顶部屏蔽层。屏蔽层可形成在
这些RF模块中的每一个的RF部件上方,且这些RF模块中的每一个的天线可未被屏蔽。这些
模块中的每一个的焊线可与屏蔽层接触,使得焊线和屏蔽层两者为围绕RF部件的屏蔽结构
的部分。尽管图9A至9F示出具有单个天线的RF模块,但本文所论述的任何合适的原理和优
点可被应用于包括两个或更多个集成天线的RF模块。
各种RF部件,可实现各种屏蔽结构,天线可具有各种形状和/或定位,或其任何合适的组合。
比如,图9A显示包括三个不同元件的RF部件的示例。可替代或附加地实现其它部件。图9B、
9C、9E和9F显示屏蔽结构可包括一个、两个或三个焊线壁,且导电保形结构可沿RF模块的其它侧面设置以屏蔽RF部件。在屏蔽层形成在RF模块的单颗化之前的实施例中,焊线可包围
RF模块的RF部件。在屏蔽层形成在RF模块的单颗化之后的实施例中,保形层可沿RF模块的
RF部件的至少一个侧面设置。保形结构可包括任何合适的导电材料。例如,在某些应用中,保形结构可包括与屏蔽层相同的导电材料。图9D、9E和9F显示示例天线定位和形状。本文论述的RF模块中的任一个可包括以合适方式定位且具有任何合适的尺寸及形状以适于特定
应用的天线。
4A的工艺40和/或图5A的工艺50中的RF模块的示例。
1的RF模块10B,除了焊线18没有围绕RF部件12。在图9B中,焊线18设置在RF部件12和天线14之间。围绕图9B中的RF部件的剩余侧面不含焊线。
屏蔽结构包括设置在RF部件12和天线之间的焊线18、以及包括沿RF模块10B′的边缘的三个保形导电侧面的导电保形结构98。焊线18和保形导电表面可与设置在RF部件12上方的屏蔽
层32接触。图9B和9C中图示的焊线18设置为一壁。在一些其它情形,导电保形结构还可沿着在天线14周围的模块10B′的各边缘。屏蔽层可形成在RF部件12上方,且天线14可在与封装衬底16相对的方向上未被屏蔽。
蔽层可包含于屏蔽结构中。天线14B具有不同于图1的天线14的位置和形状。图9E中显示的
天线14B设置在RF部件12的四个侧面中的三个周围。与封装衬底16相对的屏蔽层可屏蔽RF
部件12,且使得天线14B未被屏蔽。
包含于屏蔽结构中。天线14C具有不同于图1的天线14的位置和形状。图9F中显示的天线14C设置在RF部件12的四个侧面中的两个周围。与封装衬底16相对的屏蔽层可屏蔽RF部件12,
且使得天线14C未被屏蔽。
划,和/或移除遮盖以移除导电材料。图案可具有任何合适的形状和/或尺寸。比如,此图案能覆盖图9A至9F中的任一个中所示的RF部件。
视图中的一条或多条线和/或一个或多个区块的形状。在一些情形下,射频模块的未被屏蔽部分可将射频模块的不同的被屏蔽部分相分离。
在某些应用中,可将屏蔽结构分段以防止射频模块的一部分干扰射频模块的另一部分。
和/或本文论述的视为合适的其它实施例得到实现。比如,可根据参照图4A、图5A、图6A、图
7A或图8A中的一个或多个所论述的任何合适的原理和优点来形成图9G至9J的顶部屏蔽层。
的一些模制材料(例如,约5微米的模制材料)。在某些应用中,图示的烧蚀图案的宽度可在约40至150微米的范围内,诸如约100微米。
供接地连接。第一屏蔽结构可还包括在相邻于未被屏蔽部分47A的第四侧面上的焊线。这些焊线可与顶部屏蔽层32A接触。替代地,导电保形结构可沿第四侧面形成且与顶部屏蔽层
32A接触。第二屏蔽结构可向另一电子部件,诸如另一RF部件,提供屏蔽。图示的第二屏蔽结构包括顶部屏蔽层32B和三个保形侧面。三个保形侧面可基本上正交于顶部屏蔽层32B。保
形侧面可连接至地,且向顶部屏蔽层32B提供接地连接。第二屏蔽结构可还包括在相邻于未被屏蔽部分47A的第四侧面上的焊线。这些焊线可与顶部屏蔽层32B接触。替代地,导电保形结构可沿第四侧面形成,且与顶部屏蔽层32B接触。在某些应用中,第一屏蔽结构和第二屏蔽结构均在基本上正交于顶部屏蔽层的方向上在未被屏蔽部分47A的相对侧面上敞开。
度,诸如约500微米。未被屏蔽部分47A可具有用于特定应用的任何合适尺寸。
第一RF部件12-1和第二RF部件12-2之间的干扰。第一RF部件12-1位于第一屏蔽结构的顶部
屏蔽层32A和封装衬底之间。第二RF部件12-2位于第二屏蔽结构的顶部屏蔽层32B和封装衬
底之间。
开。在一些情形下,一个或多个导电特征可设置在第一RF部件12-1和第二RF部件12-B之间。
例如,第一屏蔽结构可包括设置在RF部件12-1和未被屏蔽部分47A之间的一个或多个焊线,其中该一个或多个焊线与顶部屏蔽层32A接触。替代或附加地,第二屏蔽结构可包括设置在RF部件12-2和未被屏蔽47A之间的一个或多个焊线,其中该一个或多个焊线与顶部屏蔽层
32B接触。作为另一示例,第一屏蔽结构可包括在RF部件12-1和未被屏蔽部分47A之间的保
形结构,和/或第二屏蔽结构可包括设置在RF部件12-2和未被屏蔽部分47A之间的保形结
构。可根据例如参照图13A和13B所论述的任何合适的原理和优点形成此保形结构。在一些
应用中,激光刻划可移除穿模通孔内的导电材料,从而穿模通孔的底部可对应于未被屏蔽
部分47A。
2A和12-2B及12-3。可使用例如激光刻划,通过烧蚀模块上方的导电材料来形成未被屏蔽部分47B。如图9J图示,未被屏蔽部分47B可将屏蔽结构分段成两个以上分开的屏蔽结构。射频模块10I′为3个不同部件被封装在一起(SoC 12-1、前端12-2A和SOC12-2,及晶体12-3)且由未被屏蔽部分47B彼此分隔的示例。在一些实施例中,与顶部屏蔽层接触的一个或多个导电特征可位于未被屏蔽部分47B中的一些或全部的一个或两个侧面。一个或多个导电特征可
包括一个或多个焊线和/或保形结构。
装衬底的第二侧面上,其中第一侧面和第二侧面相对。作为另一示例,集成天线的一部分可印制在封装衬底的第一侧面上,且集成天线的另一部分可实现在射频模块的模制层上方。
在一些应用中,多层天线可在相对于类似的单层天线以较小占用面积(foot print)来实现
天线。这可减少天线的占用面积,且因此减少包括天线的射频模块的占用面积。
100的任何合适的原理和优点。天线可包括封装衬底的相对侧面上的迹线。图10A为射频模
块100的俯视图。图10B为射频模块100的仰视图。
衬底16的一个或多个通孔电连接到天线的第二部分104B。第一部分104A和第二部分104B可
一起实现RF模块100的天线。
104A上。还如图10B中所示,焊盘108A至108E可与天线的第二部分104A接触。可暴露焊盘
108A至108E,用于在天线和上面设置有RF模块110的系统板之间提供连接。可将焊盘108A至
108E焊接至系统板。焊盘108A至108E中的一个或多个可充当锚定点,以将RF模块100的天线与系统板对准。
匹配。匹配电路可包括任何合适的匹配电路元件,诸如一个或多个电容器和/或一个或多个电感器。如图示,匹配电路106包括三个无源电路元件106A、106B和106C。在其它应用中,匹配电路106可包括更多或更少电路元件。比如,在某些应用中,匹配电路可包括两个电感器。
匹配电路106可具有相对较高活动因子。因此,在屏蔽结构外部实现匹配电路106可允许与
匹配电路106相关联的热耗散到屏蔽结构的外部。
的任何合适的原理和优点。图11A显示为说明目的而省略模制材料的RF模块110的局部视
图。图11B显示具有模制材料22的RF模块110的视图。在图11A和11B中,天线包括第一部分
114A和第二部分114B。第一部分114A可为封装衬底16上的导电迹线。第二部分114B可设置
在RF模块110的模制材料22上方。第二部分114B可包括位于模制材料22上方的图案化的导
电材料。第二部分114B可由与RF模块110的屏蔽结构的屏蔽层32相同的材料实现。可在屏蔽层32形成的期间形成第二部分114B。天线的第二部分114B和屏蔽层32可大致与封装衬底16
间隔相同的距离。一个或多个焊线116可将天线的第一部分114A和天线的第二部分114B电
连接。
模块120。可结合本文论述的其它实施例中的任一个来实现RF模块120的任何合适的原理和
优点。采用天线124,RF模块120可相对于一些其它天线设计具有减少大约15至20%的长度。
因此,RF模块120可具有较这些其它天线设计的更小的占用面积。
孔。激光刻划可移除模制材料以形成此穿模通孔。之后可通过溅射或其它合适的方式将导
电层形成在RF模块上方。这可在模制材料上方和穿模通孔内形成导电层,包括沿穿模通孔
的侧壁。之后可移除集成天线上方的导电层,使得RF模块的天线在封装衬底上方未被屏蔽。
可根据本文论述的任何合适的原理和优点执行此移除,诸如激光移除天线上方的导电材料
和/或移除天线上方的遮盖材料。在移除天线上方的导电层之后,导电保形结构可保留在穿模通孔内。此导电保形结构可与RF部件上方的屏蔽层接触,且可包含在围绕RF部件的屏蔽
结构中。因此,此导电保形结构可在RF模块的RF部件和天线之间提供屏蔽。
够在RF部件12和天线14之间形成导电保形结构。采用倾斜侧壁,可在天线14和RF部件12之
间形成具有期望的台阶覆盖的导电保形结构。
保形结构136。导电保形结构136设置为在RF部件12和天线14之间提供屏蔽。RF部件12的其
它侧面也可通过导电保形结构屏蔽。比如,RF模块130′的RF部件12可被导电保形结构包围。
载板140可为封装衬底,诸如层压衬底。载板可相比于上文描述的封装衬底16具有更少层。
例如,在某些应用中,载板140可包括两个层,而封装衬底16可包括四个层。RF部件12可由屏蔽结构142屏蔽,其可为如图示的保形屏蔽结构。封装部件144可自天线14横向设置在载板
140上。因此,天线14可在没有屏蔽结构142干扰的情况下发射和/或接收信号。封装部件144可设置在载板140上,使得载板140上的接地焊盘电连接至保形屏蔽结构。封装部件144可包括具有保形屏蔽结构的封装中的系统。封装部件144可包括具有自身封装衬底的封装中的
模制系统。
信号路径中的电路,其中混频器配置为将信号调制为RF或将RF信号解调。如上文论述的RF
部件可包括前端系统或前端系统的一部分。
它部件,诸如晶体和/或片上系统。前端模块为RF模块的示例。在某些实施方式中,前端模块可包括基于相对低成本的层压的前端模块,其将低噪声放大器和功率噪声放大器和/或RF
开关组合。在图15A、15B和15C的系统中,天线与前端模块中的RF前端集成。前端模块可根据本文论述的原理和优点中的任一个实现。前端电路可设置在封装衬底上且被屏蔽结构包
围。天线可在屏蔽结构的外部位于封装衬底上。具有集成天线的前端模块可为封装系统中
的天线。
一个来实现。图示的前端系统150包括第一多掷开关152、第二多掷开关153、包括低噪声放大器(LNA)154的接收信号路径、包括旁路网络155的旁路信号路径、包括功率放大器156的
发射信号路径、以及控制与偏置电路157。低噪声放大器154可为任何合适的低噪声放大器。
旁路网络155可包括用于匹配和/或旁路接收信号路径和发射信号路径的任何合适的网络。
旁路网络155可通过无源阻抗网络和/或通过导电迹线或引线实现。功率放大器156可通过
任何合适的功率放大器实现。可根据本文论述的原理和优点中的任一个通过屏蔽结构的焊
线将LNA 154、开关152和153以及功率放大器156与天线14相屏蔽。屏蔽结构可包括位于LNA
154、开关152和153以及功率放大器156上方的屏蔽层。屏蔽层可使得天线14未被屏蔽。屏蔽层可根据本文论述的原理和优点中的任一个来实现。
天线14,且在第三状态下将发射信号电连接至天线14。第二多掷开关153可将特定信号路径选择性地电连接至前端系统150的输入/输出端口,其中特定信号路径为通过第一多掷开关
152电连接至天线14的相同信号路径。因此,第二多掷开关153连同第一多掷开关152可在天线14和前端系统150的输入/输出端口之间提供信号路径。片上系统(SOC)可电连接至前端
系统150的输入/输出端口。
掷开关152和153少一个掷。图示的前端系统150A包括接收信号路径和旁路信号路径,而不
包括发射信号路径。
前端系统150B包括用于耦接至多掷开关152和153中的每一个的分别的掷的输入/输出端
口。在前端系统150B外部的功率放大器可电连接在这些输入/输出端口之间,从而功率放大器包含于多掷开关152和153之间的发射信号路径中。功率放大器可作为图15C中图示的RF
前端系统150B的元件包含在共同屏蔽结构内,且包含在不同于图15C中图示的RF前端系统
150B的元件的晶片中。在一些情形下,功率放大器可实现在不同于图15C中图示的RF前端系统150B的元件的不同封装模块中。
161为配置为处理与个人区域网络(PANs)相关联的RF信号的RF前端系统。WPAN系统161可配
置为发射和接收与一个或多个WPAN通信标准相关联的信号,诸如与蓝牙、ZigBee、Z-Wave、无线USB、INSTEON、IrDA或个人区域网络(Body Area Network)中的一个或多个相关联的信号。在另一实施例中,无线通信装置可包括无线局域网络(WLAN)系统而非图示的WPAN系统,且WLAN系统可处理无线局域网络信号,诸如Wi-Fi信号。在某些应用中,可根据本文论述的关于部分被屏蔽的模块的原理和优点中的任一个来实现RF前端系统167。
天线14、WPAN系统161、收发器162A、处理器163以及存储器164。可根据本文论述的关于部分被屏蔽的模块的原理和优点中的任一个来实现WPAN系统161。RF模块可包括位于封装衬底
上的WPAN系统161以及位于封装衬底上的天线14。在另一实施例中,无线通信装置可包括无线局域网络(WLAN)系统而非图16B中图示的WPAN系统161,且WLAN系统可处理无线局域网络
信号,诸如Wi-Fi信号。
进行描述,但本文描述的一个或多个特征也可用于涉及非RF部件的封装应用中。类似地,本文中描述的一个或多个特征还可在无电磁隔离功能性的情况下用于封装应用中。此外,虽
然本文论述的实施例包括RF屏蔽结构以及位于屏蔽结构外部的天线,但其它电子部件可代
替天线或附加地位于模块的封装衬底上且位于封装衬底上的RF屏蔽结构外部。本文论述的
原理和优点可应用于围绕封装衬底上的电子部件的两个或更多个屏蔽结构,以及封装衬底
上位于两个或更多个屏蔽结构中的每一个的外部的天线。所论述的实施例的原理和优点中
的任一个可用于受益于本文所论述的选择性屏蔽特征中的任一个的任何其它系统或装置
中。
些方法或过程方框。本文描述的方法和过程也不局限于任何特定的顺序,并且与其相关的
方框或状态可以按照其它适当的顺序来执行。例如,所描述的方框或状态可以以不同于具
体公开的顺序来执行,或者多个方框或状态可以在单个方框或状态中进行组合。示例性方
框或状态可以串行地、并行地或以某种其他方式执行。方框或状态可以添加到所公开的示
例性方面或者从其中移除。这里描述的示例性系统和部件可以不同于所描述的进行配置。
例如,与所公开的示例性方面相比,可以添加、移除或重新排列元素。多种实施例可应用不同技术用于制备不同类型的电子设备。
电话的移动电话,诸如智能手表或耳机的可穿戴计算设备,物联网(IoT)设备,电话,电视,计算机监视器,计算机,调制解调器,手持计算机,膝上型计算机,平板计算机,个人数字助理(PDA),车载电子系统,微波炉,冰箱,诸如汽车电子系统的车载电子系统,立体声系统,DVD播放器,CD播放器,诸如MP3播放器的数字音乐播放器,收音机,摄像机,诸如数码相机的相机,便携式存储器芯片,洗衣机,烘干机,洗衣机/烘干机,外围设备,时钟等。此外,电子设备包括未完成的产品。
“连接”是指两个或更多元件可以直接地连接、或者借助于一个或多个中间元件来连接。另外,当在本申请中使用时,术语“在这里”、“上面”、“下面”和相似含义的术语应该是指作为整体的本申请,而不是本申请的任何具体部分。在上下文允许时,使用单数或复数的以上某些实施例的详细描述中的术语也可以分别包括复数或单数。提及两个或更多项目的列表时
的术语“或”,这个术语涵盖该术语的以下解释中的全部:列表中的任何项目、列表中的所有项目、和列表中项目的任何组合。
新颖装置、方法和系统;此外,可以做出本文描述的方法和系统的形式上的各种省略、替换和改变,而没有脱离本公开的精神。例如,尽管以给定布置呈现了方框,但是替换的实施例可以利用不同部件和/或电路拓扑执行类似的功能,并且一些方框可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。这些块中的每一个可以以各种不同的方式实现。可以组合上述各种实施例的元件和动作的任何合适的组合以提供另外的实施例。随附权利要求及其等同物旨
在涵盖如将落入本公开的范围和精神内的这些形式或修改。