天线封装件

1.本发明涉及一种天线封装件。具体地，本发明涉及一种通过配置薄的厚度来提高柔性的天线封装件。


背景技术：

2.20ghz或更高的超高频(即，毫米波段的频率)被用作下一代信息和通信服务的主要频率资源。通过使用宽带特性，毫米波段的频率可以高速传输大量信息。
3.在毫米波段，天线与ic芯片之间的电连接距离非常重要。即，由于损耗随着天线与ic芯片之间的距离的增加而增加，因此优选将毫米波段(特别是60ghz波段)的天线电连接至ic芯片附近。
4.在韩国专利公开第2014
‑
0015607号(半导体封装件及其制造方法)中包括：半导体芯片、用于封装半导体芯片的封装部、包括形成在封装部的上表面上的上基板以及形成在封装部的下表面上的下基板的基板部，形成在封装部或基板部中并电连接到半导体芯片的天线部、以及穿过封装部而形成的通孔连接部等。
5.然而，在韩国专利公开第2014
‑
0015607号中天线部形成在上基板的外表面上。此外，上基板较厚，并且上基板由多层基板构成。结果，天线部和半导体芯片(ic芯片)之间的连接距离长。但是，在减小它们的连接距离方面有局限性。


技术实现要素：

6.技术问题
7.本发明旨在解决现有技术的问题，本发明的天线封装件旨在通过减小天线形成区域的厚度来缩短天线与ic芯片之间的连接距离。
8.其次，本发明的天线封装件减小了天线形成区域的厚度。通过这种方式，天线封装件的柔性增加，结果，可以实现容易地应用于可折叠装置等。
9.技术方案
10.用于实现上述目的的本发明的天线封装件可以包括基板、配线图案、第一有机绝缘膜、天线图案、导电通孔、第二有机绝缘膜等。
11.基板可以包括ic芯片、连接垫等。
12.配线图案形成在基板上，并且可以与连接垫等结合。
13.第一有机绝缘膜可以形成在基板上，同时密封该配线图案。
14.天线图案可以形成在第一有机绝缘膜上。
15.导电通孔可以穿过第一有机绝缘膜以连接配线图案和天线图案。
16.第二有机绝缘膜可以形成在第一有机绝缘膜上，同时密封该天线图案。
17.在本发明的天线封装件中，第一有机绝缘膜和第二有机绝缘膜可以是包含碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的感光性树脂组合物的固化层。
18.在本发明的天线封装件中，第一有机绝缘膜和第二有机绝缘膜可以各自具有0.1
至2.5μm的厚度。
19.在本发明的天线封装件中，导电通孔和天线图案可以是同一电极。
20.在本发明的天线封装件中，基板可以包括ic芯片。
21.在本发明的天线封装件中，导电通孔可以具有锥形形状。
22.根据本发明的天线封装件的制造方法包括以下步骤：在基板上形成配线图案；在基板上形成密封配线图案的第一有机绝缘膜；通过光刻法在第一有机绝缘膜中形成用于对配线图案开口的接触孔；在接触孔中形成导电通孔；在第一有机绝缘膜上形成连接至导电通孔的天线图案；以及在第一有机绝缘膜上形成密封天线图案的第二有机绝缘膜。
23.在根据本发明的天线封装件的制造方法中，形成导电通路的步骤和形成天线图案的步骤可以在单个工艺中执行。
24.在根据本发明的天线封装件的制造方法中，形成第一有机绝缘膜和第二有机绝缘膜的步骤可以包括：涂覆和固化包含碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的感光性树脂组合物。
25.在根据本发明的天线封装件的制造方法中，在形成第一有机绝缘膜和第二有机绝缘膜的步骤中，第一有机绝缘膜和第二有机绝缘膜可以形成为各自具有0.1至2.5μm的厚度。
26.发明效果
27.在具有这种构造的本发明的天线封装件中，使用有机绝缘薄膜通过光刻法形成导电通孔和天线图案等。结果，本发明可以减小天线图案与ic芯片之间的连接距离。通过这种方式，本发明可以使超高频通信中的信号损失最小化。
28.此外，本发明的天线封装件可以通过天线形成区域的薄膜化来减小天线封装件的整体厚度。结果，本发明可以增加天线封装件的灵活性。此外，本发明易于应用于可折叠装置。
附图说明
29.图1是根据本发明的天线封装件的截面图。
30.图2a至图2i是示出根据本发明的天线封装件的制造方法的截面图。
具体实施方式
31.在下文中，将参考附图详细描述本发明。
32.图1是根据本发明的天线封装件的截面图。
33.参照图1，本发明的天线封装件包括基板110、配线图案140、第一有机绝缘膜121、天线图案130、导电通孔150和第二有机绝缘膜123等。
34.基板110可以是柔性基板。基板110可以使用柔性基板，诸如pi(聚酰亚胺)、mpi(改性聚酰亚胺)、lcp(液晶聚合物)、cop(环烯烃聚合物)、tac(三乙酸纤维素)、pet(聚对苯二甲酸乙二酯)、pc(聚碳酸酯)、pct(聚环己二烯二亚甲基对苯二甲酸酯)等。
35.基板110可以包括ic芯片111、连接垫113、封装部115等。
36.ic芯片111可以通过与天线图案130的电连接来执行与外部的无线通信。
37.连接垫113可以连接至配线图案140，以在ic芯片111和天线图案130之间传输无线
信号、电力等。除了垫形状之外，连接垫113可以具有焊料凸块(solder bump)形状等。
38.封装部115可以通过将ic芯片111内置在内部并密封而保护ic芯片111免受外部冲击。封装部115可以通过诸如模制等方法形成。封装部115可以使用环氧模塑料(emc)等。
39.如图1所示，基板110也可以形成为将ic芯片111内置在内部的形态。此外，基板110可以以ic芯片111、连接垫113等结合到表面的形态构成。
40.配线图案140可以形成在基板110和有机绝缘膜120上。配线图案140可以与连接垫113和天线图案130等结合。此外，配线图案140可以结合到外部电源、外部设备等以传输电力和数据信号等。
41.第一有机绝缘膜121可以形成在基板110上，同时密封配线图案140。
42.第一有机绝缘膜121可以由可以应用光刻法的材料形成。第一有机绝缘膜121可以是包含碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的感光性树脂组合物的固化层。
43.碱溶性树脂通常在光或热的作用下具有反应性。碱溶性树脂是在形成图案时在显影步骤中对碱显影剂赋予溶解性的成分。
44.碱溶性树脂可以通过选择酸值为10至200(koh mg/g)的树脂来使用。酸值是作为中和1克聚合物所需的氢氧化钾量(mg)测量的值，并且涉及溶解性。如果碱溶性树脂的酸值小于上述范围，则可能难以确保足够的显影速度。相反，如果碱溶性树脂的酸值超过上述范围，则与基板110的密合性降低，并且容易发生图案短路。此外，如果碱溶性树脂的酸值超过上述范围，则整个组合物的储存稳定性可能降低并且粘度可能增加。
45.此外，碱溶性树脂的重均分子量可以为3000至200000da，优选为5,000至100,000da。碱溶性树脂可以直接聚合或购买和使用，以使分子量分布在1.5至6.0的范围内，优选为在1.8至4.0的范围内。当使用分子量和分子量分布在此范围内的碱溶性树脂时，硬度提高，残留膜速率高，未曝光部分在显影剂中的溶解性优异，并且可以提高分辨率。
46.碱溶性树脂可以通过使具有羧基和不饱和键的单体以及具有能够与之共聚的不饱和键的单体共聚来制备。
47.具有羧基和不饱和键的单体包括：一元羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸和巴豆酸等；二羧酸，例如富马酸、中康酸和衣康酸等；这些二羧酸的酸酐；两端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯，例如ω
‑
羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。
48.可以共聚的单体可以是从由下列项组成的组中选择的一种：芳族乙烯基化合物、不饱和羧酸酯化合物、不饱和羧酸氨基烷基酯化合物、不饱和羧酸缩水甘油酯化合物、羧酸乙烯基酯化合物、不饱和醚化合物、乙烯基氰化合物、不饱和酰亚胺化合物、脂肪族共轭二烯化合物、在分子链末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大分子单体、大体积单体及其组合。
49.碱溶性树脂的含量没有特别限制，以感光性树脂组合物的总固体成分的100重量％为基准，其含量可以为2至80重量％，优选为10至70重量％。当碱溶性树脂的含量在上述范围内时，容易形成图案层。此外，当碱溶性树脂的含量在上述范围内时，可以防止显影时的曝光部的膜减少，因此可以提高未曝光部的遗漏。
50.可光聚合化合物可以在制造过程中增加交联密度并增强可光固化膜的机械性能。
51.光聚合性化合物是可以通过光和后述的光聚合引发剂的作用而聚合的化合物，包括单官能单体、双官能单体和其他多官能单体等。
52.作为单官能单体，可以使用丙烯酸壬基苯基卡必醇酯、丙烯酸2
‑
羟基
‑3‑
苯氧基丙基酯、丙烯酸2
‑
乙基己基卡必醇酯、丙烯酸2
‑
羟基乙基酯、n
‑
乙烯基吡咯烷酮等。
53.作为双官能单体，可以使用1,6
‑
己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚a的双(丙烯酰基)乙氧基醚、3
‑
甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
54.作为多官能单体，可以使用三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
55.光聚合性化合物的含量没有特别限制，但相对于感光性树脂组合物中的全部固体成分100重量％，可以以5至45重量％的范围的含量含有。当光聚合性化合物以上述含量含有时，耐久性好并且可显影性提高。
56.可以使用光聚合引发剂，而对其种类没有任何特别限制，只要其可以聚合可光聚合化合物即可。从聚合性质、引发效率、吸收波长、可获得性和价格等的角度来看，光聚合引发剂可以使用从由下列项组成的组中选择的一种或多种化合物：基于苯乙酮的化合物、基于二苯甲酮的化合物、基于三嗪的化合物，基于联咪唑的化合物，基于肟的化合物和基于噻吨酮的化合物。
57.此外，光聚合引发剂可以进一步包含光聚合引发助剂以提高感光性树脂组合物的灵敏度。感光性树脂组合物包含光聚合引发助剂，由此灵敏度进一步提高并且可以提高生产率。
58.作为光聚合引发助剂，可以使用从由下列项组成的组中选择的一种或多种化合物：胺化合物、羧酸化合物和具有硫醇基的有机硫化合物。
59.相对于100重量份的碱溶性树脂和光聚合性化合物的总量，光聚合引发剂的含量可以为0.1至40重量份，优选为1至30重量份。当光聚合引发剂包含在上述范围内时，由于光敏树脂组合物是高度敏感的，因此缩短了曝光时间，结果，可以提高生产率。
60.此外，当进一步使用光聚合引发助剂时，相对于100重量份的碱溶性树脂和光聚合性化合物的总量，光聚合引发助剂的含量可以为0.1至40重量份，优选为1至30重量份。当光聚合引发助剂的量在上述范围内时，感光性树脂组合物的灵敏度变高，并且可提高光固化膜的生产率。
61.对溶剂没有特别限制，可以使用本领域中通常使用的有机溶剂。作为溶剂，可以使用醚、芳族烃、酮、醇、酯或酰胺等。
62.考虑到涂布性能和干燥性能，在上述溶剂中，优选沸点为100℃至200℃的有机溶剂。作为有机溶剂，可以使用丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、环己酮、3
‑
乙氧基丙酸乙酯、3
‑
甲氧基丙酸甲酯等。这些溶剂可以单独使用或两种以上组合使用。
63.相对于全部感光性树脂组合物100重量％，溶剂的含量可以为40至95重量％，优选为45至85重量％。在溶剂的含量在上述范围内的情况下，当用辊涂机、旋涂机、狭缝旋涂机、狭缝涂布机(有时称为模涂机)或喷墨等涂布装置涂布时，可以提高涂布性。
64.在本发明的实施例中，可以将聚合物材料用作第一有机绝缘膜121的材料。聚合物材料可以使用从由下列项组成的组中选择的一种或多种物质：聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(例如pmma)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯醇、聚酰胺酸、聚烯烃(例如pe、pp)、聚苯乙烯、聚
降冰片烯、苯基马来酰亚胺共聚物、聚偶氮苯、聚苯二甲酰胺、聚酯(例如pet、pbt)、聚芳酯，肉桂酸酯聚合物，香豆素聚合物，邻苯二甲酰亚胺聚合物，查尔酮聚合物和芳族乙炔聚合物。
65.下表1示出了根据第一有机绝缘膜121的厚度的挠度测试的结果。在挠度测试中，当在每个曲率半径弯曲100000次时，检查是否发生裂纹。如果发生裂纹，则标记为x(不良)，如果没有发生裂纹，则标记为
○
(正常)。
66.【表1】
[0067][0068][0069]
从上表1中可以看出，当第一有机绝缘膜121的厚度为2.7μm或更小时，其通过了3r曲率测试。当第一有机绝缘膜121的厚度为2.5μm或更小时，其通过了2r曲率测试。另一方面，当第一有机绝缘膜121形成为小于0.1μm时，由于配线图案140和第一天线图案131的厚度，在密封配线图案140和天线图案130等时发生困难。
[0070]
考虑到以上实验结果和实现产品的困难，优选地将第一有机绝缘膜121的厚度配置在0.1至2.7μm的范围内。考虑到将来将2r曲率产物投放市场，可能期望将第一有机绝缘膜121构造为具有0.1至2.5μm的厚度。
[0071]
第一天线图案131可以形成在第一有机绝缘膜121上。第一天线图案131作为辐射器，可以包括微带天线、贴片天线、偶极子、单极子、环形天线等种类。第一天线图案131可以具有各种形状，诸如线形、多边形和圆形等。
[0072]
导电通孔150可以穿透第一有机绝缘膜121以连接配线图案140和第一天线图案131，并且可以连接上下分开布置的配线图案140和配线图案140。导电通孔150可以具有锥形形状。锥形形状可以是正/反向锥形形状，但是正锥形形状可以是更优选的。锥形形状可以稳定地连接与导电通孔150连接的电路而不会发生短路。锥形形状可以实现抗静电放电(esd)的电路。锥角优选为5至70
°
，更优选为15至50
°
。
[0073]
第二有机绝缘膜123可以形成在第一有机绝缘膜121上，同时将形成在第一有机绝缘膜121上的第一天线图案131和配线图案140等密封。
[0074]
与第一有机绝缘膜121类似，第二有机绝缘膜123可以包含碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的感光性树脂组合物的固化层构成，或者可以由高分子材料构成。
[0075]
下表2示出了在第一有机绝缘膜121和第二有机绝缘膜123具有相同的厚度的情况下根据该厚度的挠曲测试的结果。在挠度测试中，类似于第一有机绝缘膜121的挠度测试，当在每个曲率半径处弯曲100000次时，检查是否发生裂纹。如果发生裂纹，则标记为x(不良)，如果没有发生裂纹，则标记为
○
(正常)。
[0076]
【表2】
[0077]
各个有机绝缘膜厚度\测试曲率2r3r5r3.5μmxx
○
3.0μmxx
○
2.8μmxx
○
2.7μmxx
○
2.6μmxx
○
2.5μmx
○○
2.4μmx
○○
2.3μmx
○○
2.2μm
○○○
[0078]
从上面的表2中可以看出，当第一有机绝缘膜121和第二有机绝缘膜123的厚度分别为2.5μm或更小时，其通过了3r曲率测试。当第一有机绝缘膜121和第二有机绝缘膜123的厚度分别为2.2μm或更小时，其通过了2r曲率测试。因此，当将有机绝缘膜堆叠为两层时，优选将第一有机绝缘膜121和第二有机绝缘膜123的厚度分别设置在0.1至2.5μm的范围内。考虑到将来将2r曲率产物投放市场，第一有机绝缘膜121和第二有机绝缘膜123的厚度分别优选为0.1至2.2μm。
[0079]
在图1中，天线图案130和导电通孔150可以通过单独的工艺分别形成，或者可以通过同一工艺同时形成以形成一体型电极，即，一同电极。
[0080]
在图1中，在第二有机绝缘膜123上，类似于上述的第一天线图案131、导电通孔150和第二有机绝缘膜123的组合结构，第二天线图案133、导电通路150和第三有机绝缘膜125可以形成为具有两个或更多个天线图案。通过这种堆叠结构，可以配置多信道天线封装件。
[0081]
图2a至图2i是示出根据本发明的天线封装件的制造方法的截面图。
[0082]
在根据本发明的天线封装件的制造方法中，首先在第一步骤中，例如，如图2a所示，可以制备基板110，在该基板110中，ic芯片111被密封至封装部115，并且连接垫113的一
部分被暴露。
[0083]
在第二步骤中，如图2b所示，可以在基板110上形成配线图案140。配线图案140可以连接到连接垫113。
[0084]
在第三步骤中，如图2c所示，可以形成第一有机绝缘膜121，其同时密封所述基板110上的配线图案140。第一有机绝缘膜121可以通过诸如涂覆的方法通过涂布并固化感光性树脂组合物来形成。涂布步骤可包括预干燥所涂布的感光性树脂组合物。由此，可以通过除去溶剂等挥发性成分而得到平滑的涂膜。此时，涂膜的厚度可以为0.1至2.5μm。可以使用uv光源或热源等进行固化。
[0085]
在第四步骤中，如图2d所示，可以通过选择性地曝光和显影感光性树脂组合物的部分区域来形成用于形成导电通路150的第一接触孔ch1。
[0086]
在曝光步骤中，可以使用图案掩模、紫外线照射器等。
[0087]
在显影步骤中，可以通过使作为显影剂的碱水溶液通过紫外线照射与固化的涂膜接触来溶解和去除未曝光区域来形成第一接触孔ch1。显影后，根据需要可以在150至230℃下干燥10至60分钟后进行干燥。
[0088]
在第五步骤中，如图2e所示，通过在第一接触孔ch1和第一有机绝缘膜121的顶表面上沉积导电材料，可以形成导电通孔150、第一天线图案131、配线图案140等。在该步骤中，可以通过同一工艺同时形成导电通孔150、第一天线图案131以及与第一天线图案131形成在同一层的配线图案140。可以通过分离工艺来形成导电通孔150，然后可以顺序地形成第一天线图案131或与第一天线图案131形成在同一层的配线图案140。
[0089]
在第六步骤中，如图2f所示，可以形成第二有机绝缘膜123，其同时将第一天线图案131和配线图案140等密封在第一有机绝缘膜121上。与第一有机绝缘膜121类似，第二有机绝缘膜123可以通过诸如涂覆等方法通过涂布和固化感光性树脂组合物来形成。第二有机绝缘膜123可以形成为0.1至2.5μm的厚度。
[0090]
同时，可以通过在第二有机绝缘膜123上另外形成第二天线图案133来形成多层(多通道)天线结构。在这种情况下，如图2g至图2i所示，可以另外执行如下的步骤：在第二有机绝缘膜123中形成第二接触孔ch2；形成第二天线图案133和配线图案140等；在密封第二天线图案133的同时在第二有机绝缘膜123上形成第三有机绝缘膜125。由于图2g至图2i的步骤与上述图2d至图2f的步骤相同，因此对图2g至图2i的步骤的详细描述将用图2d至图2f的相关描述代替。
[0091]
以上，以示例的方式描述了本发明，这些示例旨在说明本发明。本领域普通技术人员将能够以其他形式变换或修改这些实施例。但是，由于本发明的范围由所附权利要求书限定，因此这些变形例可以解释为包含在本发明的范围内。
[0092]
【附图标记说明】
[0093]
110：基板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
111：ic芯片
[0094]
113：连接垫
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
115：封装部
[0095]
120：有机绝缘膜
ꢀꢀꢀꢀꢀ
121、123、125：第一有机绝缘膜至第三有机绝缘膜
[0096]
130：天线图案
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
131、133：第一天线图案、第二天线图案
[0097]
140：配线图案
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
150：导电通孔
[0098]
ch1，ch2：接触孔。