专利名称：整合周边电路的模块结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种整合周边电路的模块结构及其制造方法，特别指一 种将周边电路整合于载板之中的模块结构及其制造方法。
背景技术：
近几年来，科技的快速成长，使得各种产品纷纷朝向结合科技的应 用，并且也不断地在进步发展当中。而也就由于产品的功能越来越多， 使得目前大多数的产品都是采用模块化的方式来整合设计。然而，在产 品中整合多种不同功能的模块，虽然得以使产品的功能大幅增加，但是 在现今讲究产品小型化及精美外观的需求之下，要如何设计出兼具产品 体积小且多功能的产品，便是目前各行各业都在极力研究的目标。
而在半导体制造方面，便是不断地透过制程技术的演进以越来越高 阶的技术来制造出体积较小的芯片或组件，以使应用的模块厂商相对得 以设计出较小的功能模块，进而可以让终端产品作为更有效的利用及搭 配。
而目前的习知技术来看，大部分的应用模块仍是以印刷电路板
(PCB)、环氧树脂(FR-4)基板或BT基板等不同材质的基板来作为模 块的主要载板，而所有芯片、组件等零件再透过表面黏着技术(SMT) 等打件方式来黏着于载板的表面。于是载板纯粹只是用以当载具而形成 电路连接之用，其中的结构也只是用以作为线路走线布局的分层结构。 而以射频系统模块为例，为了朝向多功能的发展，往往无线网络
(WLAN)会同时整合蓝牙(Bluetooth)或卫星导航(GPS)等模块。但 是，相对之下所需使用的周边电路也就变多，而若将这些电路各别的零 件都黏着于载板之上的话，则势必会增加整个模块的体积尺寸。同时， 要在有限的载板范围之中进行讯号抗干扰的设计，便也就大大增加设计 者在设计时的困难度，以致于可能会在电路特性上造成不定的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，透过使用不同的载板， 并且结合半导体制程的技术来将周边电路整合于载板之中的设计，以达 到有效縮小整个模块的体积尺寸的目的。此外，由于周边电路在设计上 得以与主电路相当靠近，因而能大幅地提升模块应用上的电路特性。
为了达到上述目的，根据本发明所提出的一方案，提供一种整合周
边电路的模块结构，其包括 一硅芯片载板、至少一周边电路单元及至 少一主电路单元。其中周边电路单元透过一半导体制程方式整合于该硅 芯片载板之中，而主电路单元黏着于该硅芯片载板的表面，并电性连接 该周边电路单元，以进行讯号的传递。
为了达到上述目的，根据本发明所提出的另一方案，提供一种整合 周边电路的模块结构的制造方法，其步骤包括首先，提供至少一周边 电路单元，接着以一半导体制程方式将该周边电路单元整合成一硅芯片 载板，最后黏着至少一主电路单元于该硅芯片载板的表面，以与该周边 电路单元形成电性连接，并完成该模块结构。藉此，以达到縮小整个模 块的体积尺寸的目的。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本 发明为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其它
目的及优点，将在后续的说明及图式中加以阐述。
图1为本发明整合周边电路的模块结构的立体示意图； 图1A为频率讯号电路与硅芯片载板的连接架构方块图； 图2A为本发明整合周边电路的模块结构的穿孔结构俯视图； 图2B为图2A的穿孔结构剖面图；及
图3为本发明整合周边电路的模块结构的制造方法实施例流程图。
图式符号说明 硅芯片载板1 讯号线10 屏蔽接地结构11 镀金属穿孔111 中空平行穿孔112 周边电路单元2 阻抗匹配电路201 滤波电容电路202 电压转换电路203 频率讯号电路204
频率讯号2040 相位频率检测器2041 电荷泵2042
低通滤波器2043 压控振荡器2044 除频器2045
外部参考振荡器2046 主电路单元具体实施例方式
请参考图1，为本发明整合周边电路的模块结构的立体示意图。如图 所示，本发明提供一种整合周边电路的模块结构，其包括 一硅芯片载
板l、至少一周边电路单元2及至少一主电路单元3。其中，周边电路单 元2是透过一半导体制程方式整合于硅芯片载板1之中，而主电路单元3 则是例如以表面黏着技术(SMT)方式打件黏着于硅芯片载板1的表面， 并且电性连接已整合于硅芯片载板1中的周边电路单元2，以进行相互之 间的讯号传递。
而上述的周边电路单元2除了可如图1中所举例的阻抗匹配电路 201、滤波电容电路202、电压转换电路203及频率讯号电路204之外， 更可例如有内存储存电路、电源管理电路、接口转换电路及天线相位转 换电路等。而为了进一步说明周边电路单元2整合于硅芯片载板1的实 际连接关系，请参考图1A为频率讯号电路与硅芯片载板的连接架构方块 图。如图所示，本实施例是将频率合成器的频率讯号电路204中可固定 不变的组件整合于硅芯片载板1中，而原本频率讯号电路204是包含一 相位频率检测器2041、 一电荷泵2042、 一低通滤波器2043、 一压控振荡 器2044、 一除频器2045及一外部参考振荡器2046。本实施例是将相位 频率检测器2041、电荷泵2042、低通滤波器2043、压控振荡器2044及
除频器2045皆整合于硅芯片载板1中以连接形成所谓的锁相回路来输出频率讯号2040。此外，产生此锁相回路所需参考频率的外部参考振荡器 2046可能因不同的应用而会有所差异，因此设计于硅芯片载板1的表面， 以让设计者在做不同的设计时才来进行外部打件黏着。
而为因应不同应用领域的模块的设计，周边电路的种类并非局限于 上述的电路，并且可选择其中的一种或者一个以上的不同的电路来做应 用设计。此外，周边电路的种类不同也并非用来限制本发明的申请范围。
而由于本发明是已将周边电路单元2先以半导体制程的方式整合于 硅芯片载板1中，因此在进行主电路单元3与周边电路单元2之间的电 路布线方面可例如透过线路重布技术(Redistribution Layer， RDL)来进 行电路布线设计，以将黏着于硅芯片载板1上的主电路单元3与整合于 硅芯片载板1中的周边电路单元2透过调整组件的输入/输出位置的方式， 以完成主电路单元3与周边电路单元2之间的电路连接，并提升组件之 间的讯号质量及稳定性。
而在硅芯片载板1中为了防止讯号在主电路单元3及周边电路单元2 之间传递受到噪声干扰，或者防止讯号形成衰减，以能维持讯号的稳定 性及正确性。其例如高频无线射频电路的讯号线走线就是非常容易受 到周遭环境的干扰，而且高频讯号也容易产生辐射而造成讯号的衰减， 因此对于高频讯号而言是需要一个干净无噪声的路径来传输。针对于此， 请再参考图2A及图2B，为本发明整合周边电路的模块结构的穿孔结构 俯视图及其剖面图。其中在硅芯片载板1中若需要较干净无噪声的讯号 线IO走线的设计时，则可透过一屏蔽接地结构11来围设于讯号线10的 周围，藉此，除了可以进行隔绝讯号线10以外的噪声产生干扰之外，也 可有效抑制本身讯号的泄。而如图2A及图2B中所示，屏蔽接地结构11是以镀金属穿孔111及中空平行穿孔112两层的方式来屏蔽讯号线10， 而在实际应用设计时，也可单独使用镀金属穿孔111或中空平行穿孔112 来进行屏蔽。而若是设计两种不同的屏蔽接地结构ll的话，其里外层次 所形成的屏蔽顺序也不加以限制。
请再参考图3，为本发明整合周边电路的模块结构的制造方法实施例 流程图。如图所示，本发明提供一种整合周边电路的模块结构的制造方 法，其步骤包括首先，依据模块设计需求，提供所欲进行整合用的周
边电路单元2 (S301)，接着再依据所提供的周边电路单元2对讯号质量 的要求而提供用以进行围设讯号线10的屏蔽接地结构11 (S303)。于是， 利用半导体制程方式来整合周边电路单元2及相对所需的屏蔽接地结构 11以制作成型为硅芯片载板l (S305)。最后，进行黏着主电路单元3于 硅芯片载板1的表面，以与硅芯片载板1中的周边电路单元2形成电性 连接(S307)，进而完成具有讯号抗干扰、抑制讯号衰减并且同时拥有多 功能及小型化的模块。
附带一提的是，上述所提及的半导体制程方式，可例如是由硅晶圆 开始重复经过一连串制程步骤，包括光学显影、快速高温制程、化学气 相沉积、离子植入及蚀刻等步骤来堆栈而成本发明所使用具有电路的硅 芯片载板1。
综上所述，本发明透过不同的载板使用，并且结合半导体制程的技 术来将周边电路整合于载板之中，以达到有效縮小整个模块的体积尺寸
的目的。此外，更拥有下列几项优点
1、提升模块的电路特性透过本发明使得周边电路单元在设计上得 以与主电路单元相当靠近，因此能防止较长距离走线时的讯号衰减，而 大幅地提升模块的电路特性。
2、 降低模块温度由于硅芯片载板具有良好的导热特性，因此藉由 硅芯片载板作为载具可有效降低整个模块所产生的温度。
3、 降低成本由于已将部分或全部的周边电路单元整合于硅芯片载 板之中，而硅芯片载板相对而言是具有较大的面积范围，因此不需使用 较高阶的制程技术，而所有的周边电路单元在硅芯片载板中使用相同的 较低阶制程(如0.5微米制程)即可全部达成，于是可大幅地节省成本。
但，以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明及图式而己， 并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以申请专利范围为准，任何 熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖 在本发明所界定的专利范围。
权利要求
1、一种整合周边电路的模块结构，其特征在于，包括一硅芯片载板；至少一周边电路单元，透过一半导体制程方式整合于该硅芯片载板之中；及至少一主电路单元，黏着于该硅芯片载板的表面，并电性连接该周边电路单元，以进行讯号的传递。
2、 如权利要求1所述的整合周边电路的模块结构，其特征在于所 述的周边电路单元为阻抗匹配电路、滤波电容电路、电压转换电路、内 存储存电路、电源管理电路、接口转换电路、频率讯号电路及天线相位 转换电路的其中之一或一个以上的电路。
3、 如权利要求l所述的整合周边电路的模块结构，其特征在于所述的主电路单元及该周边电路单元之间透过线路重布技术(Redistribution Layer)来连接。
4、 如权利要求1所述的整合周边电路的模块结构，其特征在于在该硅芯片载板中，该主电路单元及该周边电路单元之间的讯号线更进一 步围设一屏蔽接地结构。
5、 如权利要求4所述的整合周边电路的模块结构，其特征在于所述的屏蔽接地结构为镀金属穿孔及/或中空平行穿孔。
6、 一种如权利要求1所述的整合周边电路的模块结构的制造方法，其特征在于，其步骤包括 提供该周边电路单元；透过该半导体制程方式来整合该周边电路单元以成型为该硅芯片载 板；及 黏着该主电路单元于该硅芯片载板的表面，以与该周边电路单元形 成电性连接。
7、 如权利要求6所述的整合周边电路的模块结构的制造方法，其特 征在于所述的周边电路单元为阻抗匹配电路、滤波电容电路、电压转 换电路、内存储存电路、电源管理电路、接口转换电路、频率讯号电路 及天线相位转换电路的其中之一或一个以上的电路。
8、 如权利要求6所述的整合周边电路的模块结构的制造方法，其特 征在于所述的主电路单元及该周边电路单元之间透过线路重布技术(Redistribution Layer)来连矛妾。
9、 如权利要求6所述的整合周边电路的模块结构的制造方法，其特 征在于在整合该周边电路单元以成型为该硅芯片载板的步骤中，进一 步围设一屏蔽接地结构于该周边电路单元与该主电路单元之间所连接的 讯号线。
10、 如权利要求9所述的整合周边电路的模块结构的制造方法，其 特征在于所述的屏蔽接地结构为镀金属穿孔及/或中空平行穿孔。
全文摘要
一种整合周边电路的模块结构，其包括一硅芯片载板、至少一周边电路单元及至少一主电路单元。其中周边电路单元透过一半导体制程方式整合于该硅芯片载板之中，而主电路单元黏着于该硅芯片载板的表面，并电性连接该周边电路单元，以进行讯号的传递。藉此，以达到缩小模块体积尺寸的目的。
文档编号H05K9/00GK101378624SQ20071014259
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者李岳政, 黄忠谔 申请人:海华科技股份有限公司