可整合微型天線的系統晶片的製作方法
2023-07-29 21:58:06 4
專利名稱：可整合微型天線的系統晶片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可整合微型天線的系統晶片(System on Chip，SOC)，尤指一種可將現有射頻模塊、電路板與天線元件施予整合封裝所組成的單一系統晶片。
背景技術：
晶片天線為近幾年來才發展出來的一種天線，此種天線是將金屬導體封裝於介電材料之內。當電磁波在介電常數越高的材料內傳播時，其波速會受到材料的影響而變的越慢，而波長亦隨之變的越短，而天線大小又取決于波長的長短，波長越長，則天線的尺寸需要越大，反之，波長越短，則天線尺寸就可以縮小，故只要封裝材料的介電常數越高，則天線的整體體積也就能做的越小。目前無線通訊的產品都朝向著微小化的目標前進，故晶片天線的出現對未來無線通訊的發展無疑的是一項重大幫助。
目前射頻的SOC技術都只有涵蓋射頻模塊，而並未涵蓋到天線的部分。這是由於天線的電磁輻射特性與根本的體積大小要求而難以整合在IC裡面，所以現有技術乃是將兩部份分開實施，因此無法達到整合製造與體積縮小化的功效。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種可整合微型天線的系統晶片，主要是包含一射頻模塊、一電路板及一天線元件而組成單一系統晶片，其中射頻模塊是依需求而選取各主、被動元件；電路板是印刷設有邏輯電路與天線元件，並供所述射頻模塊的各主、被動元件連結設置；天線元件是利用單一或多重輸入端及多重曲折線路組成一天線輻射導體線路，以構成一微型天線元件，並選取主、被動元件配合該天線元件及相關電路同時布設於電路板上，再施予埋入射出或膠注成型而封裝完成一包含射頻模塊及天線元件的單一系統晶片，由此達到整合製造及體積縮小化的功效。
圖1為本發明呈組合示意狀態的實施例圖。
圖2為本發明與封裝材料呈分解狀態的實施例示意圖。
圖3為發明的製作流程示意圖。
具體實施例方式
如圖1及圖2所示，本發明為「可整合微型天線的系統晶片」設計，其主要包含一射頻模塊1、一電路板2及一天線元件3而組成單一系統晶片，其中射頻模塊1，如圖2所示，其是依需求而選取各主、被動元件，包括低噪音放大器(Low noise amplifier，LNA)11a、功率放大器(Power amplifier，PA)11b、RF濾波器12、RF處理器13及一基頻處理器14等構成雙向無線傳輸的元件，其中並於天線元件3與射頻模塊1之間設有一組切換開關(Switch)151和152，以供變換資料傳輸路徑。射頻模塊1的各主、被動元件是包括低噪音放大器11a、功率放大器11b、帶通濾波器12(Bandpass filter)、當地振蕩器131(Local oscillator)、混頻器(Mixer)132、中頻濾波器(IF filter)141、調變器(Modulator)142、中頻放大器(IF amplifier)143及解調器(Demodulator)144等元件。
上述雙向無線傳輸中，其信號發射的主、被動元件是包括帶通濾波器12、低噪音放大器11a、當地振蕩器131、混頻器132、中頻放大器143及解調器144等元件，至於信號接收的主、被動元件是包括功率放大器11b、帶通濾波器12、當地振蕩器131、混頻器132、中頻濾波器141、調變器142等元件。
電路板(PCB)2是印刷設有邏輯電路與天線元件3，並供上述射頻模塊1的各主、被動元件連接設置；天線元件3是利用單一或多重輸入端及多重曲折線路組成一天線輻射導體線路，以構成一微型天線元件；利用上述構件時，其是於選取射頻IC及主、被動元件後，配合天線元件3及相關電路而布設於電路板2上，令電路板2經由埋入射出或膠注成型的封裝製造工藝，使電路板2上下兩面分別可包覆具有一封裝材料4，如圖2所示，發此而封裝製成一包含射頻模塊及天線元件的單一系統晶片。
上述電路板2的介電常數是選定介於2～30之間為較佳，且建構天線元件3的導體線路是以曝光、顯影、蝕刻、電鍍、無電鍍或網印燒結以及噴塗或印刷等各種組合方式而建構於該電路板2，以此形成微小化的天線，而該導體線路是包含了穿透此電路板2的焊點21(即饋入端)，也可以在電路板2中鑽孔並建構延伸的導體線路，以增加導體的長度。最後，再以另一容易微調其介電常數的封裝材料4，如樹脂-陶瓷複合材料，由埋入射出或膠注成型的封裝製造工藝，即可封裝成為一包含射頻模塊及天線元件的單一系統晶片。
上述封裝材料4是調配為不同成份與比例的熱塑性或熱固性高分子與陶瓷粉末或纖維，並利用成份與比例的調整改變其介電常數。
如圖3所示，為本發明的製作流程示意圖，依本發明製成的單一系統晶片，其功能需求包括具有系統整合晶片、射頻識別技術(RFID)、可變天線(Reconfigurable Antenna)等。實施時，並預先製造射出模具以提供埋入射出成型製造工藝使用，而成型後亦依序經由天線測試及晶片功能測試，始完成一成品，若有不符合者，即再退回天線製造工藝，予以重新設計或製造。
權利要求
1.一種可整合微型天線的系統晶片，主要是包含一射頻模塊、一電路板及一天線元件而組成單一系統晶片，其特徵在於，其中射頻模塊是依需求而選取各主、被動元件；電路板是印刷設有邏輯電路與天線元件，並供所述射頻模塊的各主、被動元件連結設置；天線元件是利用單一或多重輸入端及多重曲折線路組成一天線輻射導體線路，以構成一微型天線元件；利用上述構件時，其是於選取射頻IC及主、被動元件後，配合天線元件及相關電路而布設於電路板上，令電路板經由封裝製造工藝，使電路板上下兩面分別可包覆具有一封裝材料，以此而封裝製成一包含射頻模塊及天線元件的單一系統晶片。
2.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述天線元件與射頻模塊之間是設有一組切換開關，以雙向變換其資料傳輸路徑。
3.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述射頻模塊於雙向無線傳輸的資料發射的主、被動元件是包括帶通濾波器、低噪音放大器、當地振蕩器、混頻器、中頻放大器及解調器，而資料接收的主、被動元件是包括電源放大器、帶通濾波器、當地振蕩器、混頻器、中頻濾波器、調變器。
4.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述電路板是利用埋入射出方式而完成封裝製造工藝。
5.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述電路板是利用膠注成型而完成封裝製造工藝。
6.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述電路板的介電常數介於2～30之間。
7.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述天線元件的導體線路是以曝光、顯影、蝕刻、電鍍、無電鍍或網印燒結以及噴塗或印刷的各種組合方式而建構於該電路板，以此形成微小化的天線。
8.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述天線元件的導體線路是包含了穿透電路板的焊點。
9.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述天線元件的導體線路是在電路板中鑽孔並建構延伸的導體線路，以增加導體的長度。
10.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述封裝材料是調配為不同成份與比例的熱塑性或熱固性高分子與陶瓷粉末或纖維，並利用成份與比例的調整，以改變其介電常數。
11.如權利要求1所述的可整合微型天線的系統晶片，其特徵在於，所述封裝材料是樹脂-陶瓷複合材料。
全文摘要
一種可整合微型天線的系統晶片(SOC)，尤指一種將射頻模塊、電路板與天線元件整合封裝而組成的單一系統晶片設計，主要是利用單一或多重輸入端及多重曲折線路組成的天線輻射導體線路形成一微型天線元件，並選取主被動元件配合該天線及相關電路而同時布設於電路板上，使電路板上的主、被動元件及天線元件是經由埋入射出或膠注成型的封裝製造工藝，進而封裝為一包含射頻模塊及天線元件的單一系統晶片。
文檔編號H01L27/02GK1848430SQ200510064618
公開日2006年10月18日 申請日期2005年4月15日 優先權日2005年4月15日
發明者胡泉凌, 林舜天, 楊成發 申請人:詮欣股份有限公司