專利名稱：可整合微型天線的系統(tǒng)芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可整合微型天線的系統(tǒng)芯片(System on Chip，SOC)，尤指一種可將現(xiàn)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(tǒng)芯片。
背景技術(shù)：
芯片天線為近幾年來才發(fā)展出來的一種天線，此種天線是將金屬導(dǎo)體封裝于介電材料之內(nèi)。當(dāng)電磁波在介電常數(shù)越高的材料內(nèi)傳播時(shí)，其波速會(huì)受到材料的影響而變的越慢，而波長(zhǎng)亦隨之變的越短，而天線大小又取決于波長(zhǎng)的長(zhǎng)短，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，則天線的尺寸需要越大，反之，波長(zhǎng)越短，則天線尺寸就可以縮小，故只要封裝材料的介電常數(shù)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(chǎn)品都朝向著微小化的目標(biāo)前進(jìn)，故芯片天線的出現(xiàn)對(duì)未來無線通訊的發(fā)展無疑的是一項(xiàng)重大幫助。
目前射頻的SOC技術(shù)都只有涵蓋射頻模塊，而并未涵蓋到天線的部分。這是由于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里面，所以現(xiàn)有技術(shù)乃是將兩部份分開實(shí)施，因此無法達(dá)到整合制造與體積縮小化的功效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，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(tǒng)芯片，其中射頻模塊是依需求而選取各主、被動(dòng)元件；電路板是印刷設(shè)有邏輯電路與天線元件，并供所述射頻模塊的各主、被動(dòng)元件連結(jié)設(shè)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(dǎo)體線路，以構(gòu)成一微型天線元件，并選取主、被動(dòng)元件配合該天線元件及相關(guān)電路同時(shí)布設(shè)于電路板上，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(tǒng)芯片，由此達(dá)到整合制造及體積縮小化的功效。


圖1為本發(fā)明呈組合示意狀態(tài)的實(shí)施例圖。
圖2為本發(fā)明與封裝材料呈分解狀態(tài)的實(shí)施例示意圖。
圖3為發(fā)明的制作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1及圖2所示，本發(fā)明為“可整合微型天線的系統(tǒng)芯片”設(shè)計(jì)，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(tǒng)芯片，其中射頻模塊1，如圖2所示，其是依需求而選取各主、被動(dòng)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(gòu)成雙向無線傳輸?shù)脑?，其中并于天線元件3與射頻模塊1之間設(shè)有一組切換開關(guān)(Switch)151和152，以供變換資料傳輸路徑。射頻模塊1的各主、被動(dòng)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(dāng)?shù)卣袷幤?31(Local oscillator)、混頻器(Mixer)132、中頻濾波器(IF filter)141、調(diào)變器(Modulator)142、中頻放大器(IF amplifier)143及解調(diào)器(Demodulator)144等元件。
上述雙向無線傳輸中，其信號(hào)發(fā)射的主、被動(dòng)元件是包括帶通濾波器12、低噪音放大器11a、當(dāng)?shù)卣袷幤?31、混頻器132、中頻放大器143及解調(diào)器144等元件，至于信號(hào)接收的主、被動(dòng)元件是包括功率放大器11b、帶通濾波器12、當(dāng)?shù)卣袷幤?31、混頻器132、中頻濾波器141、調(diào)變器142等元件。
電路板(PCB)2是印刷設(shè)有邏輯電路與天線元件3，并供上述射頻模塊1的各主、被動(dòng)元件連接設(shè)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(dǎo)體線路，以構(gòu)成一微型天線元件；利用上述構(gòu)件時(shí)，其是于選取射頻IC及主、被動(dòng)元件后，配合天線元件3及相關(guān)電路而布設(shè)于電路板2上，令電路板2經(jīng)由埋入射出或膠注成型的封裝制造工藝，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(fā)此而封裝制成一包含射頻模塊及天線元件的單一系統(tǒng)芯片。
上述電路板2的介電常數(shù)是選定介于2～30之間為較佳，且建構(gòu)天線元件3的導(dǎo)體線路是以曝光、顯影、蝕刻、電鍍、無電鍍或網(wǎng)印燒結(jié)以及噴涂或印刷等各種組合方式而建構(gòu)于該電路板2，以此形成微小化的天線，而該導(dǎo)體線路是包含了穿透此電路板2的焊點(diǎn)21(即饋入端)，也可以在電路板2中鉆孔并建構(gòu)延伸的導(dǎo)體線路，以增加導(dǎo)體的長(zhǎng)度。最后，再以另一容易微調(diào)其介電常數(shù)的封裝材料4，如樹脂-陶瓷復(fù)合材料，由埋入射出或膠注成型的封裝制造工藝，即可封裝成為一包含射頻模塊及天線元件的單一系統(tǒng)芯片。
上述封裝材料4是調(diào)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，并利用成份與比例的調(diào)整改變其介電常數(shù)。
如圖3所示，為本發(fā)明的制作流程示意圖，依本發(fā)明制成的單一系統(tǒng)芯片，其功能需求包括具有系統(tǒng)整合芯片、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、可變天線(Reconfigurable Antenna)等。實(shí)施時(shí)，并預(yù)先制造射出模具以提供埋入射出成型制造工藝使用，而成型后亦依序經(jīng)由天線測(cè)試及芯片功能測(cè)試，始完成一成品，若有不符合者，即再退回天線制造工藝，予以重新設(shè)計(jì)或制造。
權(quán)利要求
1.一種可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，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(tǒng)芯片，其特征在于，其中射頻模塊是依需求而選取各主、被動(dòng)元件；電路板是印刷設(shè)有邏輯電路與天線元件，并供所述射頻模塊的各主、被動(dòng)元件連結(jié)設(shè)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(dǎo)體線路，以構(gòu)成一微型天線元件；利用上述構(gòu)件時(shí)，其是于選取射頻IC及主、被動(dòng)元件后，配合天線元件及相關(guān)電路而布設(shè)于電路板上，令電路板經(jīng)由封裝制造工藝，使電路板上下兩面分別可包覆具有一封裝材料，以此而封裝制成一包含射頻模塊及天線元件的單一系統(tǒng)芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述天線元件與射頻模塊之間是設(shè)有一組切換開關(guān)，以雙向變換其資料傳輸路徑。
3.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述射頻模塊于雙向無線傳輸?shù)馁Y料發(fā)射的主、被動(dòng)元件是包括帶通濾波器、低噪音放大器、當(dāng)?shù)卣袷幤?、混頻器、中頻放大器及解調(diào)器，而資料接收的主、被動(dòng)元件是包括電源放大器、帶通濾波器、當(dāng)?shù)卣袷幤?、混頻器、中頻濾波器、調(diào)變器。
4.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述電路板是利用埋入射出方式而完成封裝制造工藝。
5.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述電路板是利用膠注成型而完成封裝制造工藝。
6.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述電路板的介電常數(shù)介于2～30之間。
7.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述天線元件的導(dǎo)體線路是以曝光、顯影、蝕刻、電鍍、無電鍍或網(wǎng)印燒結(jié)以及噴涂或印刷的各種組合方式而建構(gòu)于該電路板，以此形成微小化的天線。
8.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述天線元件的導(dǎo)體線路是包含了穿透電路板的焊點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述天線元件的導(dǎo)體線路是在電路板中鉆孔并建構(gòu)延伸的導(dǎo)體線路，以增加導(dǎo)體的長(zhǎng)度。
10.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述封裝材料是調(diào)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，并利用成份與比例的調(diào)整，以改變其介電常數(shù)。
11.如權(quán)利要求1所述的可整合微型天線的系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述封裝材料是樹脂-陶瓷復(fù)合材料。
全文摘要
一種可整合微型天線的系統(tǒng)芯片(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(tǒng)芯片設(shè)計(jì)，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(dǎo)體線路形成一微型天線元件，并選取主被動(dòng)元件配合該天線及相關(guān)電路而同時(shí)布設(shè)于電路板上，使電路板上的主、被動(dòng)元件及天線元件是經(jīng)由埋入射出或膠注成型的封裝制造工藝，進(jìn)而封裝為一包含射頻模塊及天線元件的單一系統(tǒng)芯片。
文檔編號(hào)H01L27/02GK1848430SQ200510064618
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者胡泉凌, 林舜天, 楊成發(fā) 申請(qǐng)人:詮欣股份有限公司