用于便攜式電子設(shè)備中的系統(tǒng)級封裝組件的屏蔽結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種被封裝到系統(tǒng)級封裝組件中的便攜式電子設(shè)備。該便攜式電子設(shè)備可包括基板(614)以及被安裝在該基板上并且被包括在一個或多個子系統(tǒng)中的多個部件。可通過在部件上方設(shè)置絕緣層(616)，在子系統(tǒng)之間形成窄溝槽(632)，以及利用金屬屏蔽層(640)共形包覆絕緣層和溝槽而減少或者消除子系統(tǒng)之間的或者來自外部源的干擾。在一些示例中，可使用激光源來形成子系統(tǒng)之間的溝槽。在一些示例中，子系統(tǒng)之間的溝槽可具有成角度的壁。在一些示例中，可使用電鍍、無電鍍、化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積中的至少一者來形成金屬屏蔽層。
【專利說明】
用于便攜式電子設(shè)備中的系統(tǒng)級封裝組件的屏蔽結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開總體上涉及緩解干擾，并且更具體地涉及有助于將系統(tǒng)級封裝組件中的部件與緊湊型便攜式電子設(shè)備中的干擾隔離開的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]緊湊型便攜式電子設(shè)備變得越來越普及。緊湊型便攜式電子設(shè)備的示例包括膝上型計算機、平板計算設(shè)備、蜂窩電話、媒體播放器、游戲設(shè)備、手持設(shè)備、微型設(shè)備(諸如垂飾設(shè)備和可穿戴設(shè)備)、以及其他設(shè)備。通常期望縮小緊湊型便攜式電子設(shè)備的尺寸;然而，這樣的設(shè)備通常包括需要電磁屏蔽的電路。例如，一些電子設(shè)備包括易受射頻干擾影響的射頻收發(fā)器電路。電子設(shè)備還可能包括存儲器以及在正常操作期間使用時鐘信號的其他部件。如果不小心，則來自一個電路的信號可能對另一電路的正常操作造成干擾。例如，落在射頻接收器的操作頻帶內(nèi)的時鐘信號或時鐘信號諧波可能對射頻收發(fā)器造成不期望的干擾。
[0003]為了保護設(shè)備不受電磁干擾的影響，可將電路諸如射頻收發(fā)器包封在金屬屏蔽罩內(nèi)，或者可在電路之間設(shè)置導(dǎo)電膏。該屏蔽罩的金屬或者導(dǎo)電膏可阻擋信號，并且可幫助被包封的部件屏蔽掉電磁干擾。為了降低緊湊型便攜式電子設(shè)備的尺寸，可將該電路集成到系統(tǒng)級封裝中。然而，屏蔽罩和導(dǎo)電膏可限制屏蔽效果，并且可能限制設(shè)備的尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開涉及一種緊湊型便攜式電子設(shè)備以及用于系統(tǒng)級封裝組件的屏蔽結(jié)構(gòu)。可將緊湊型便攜式電子設(shè)備組裝到單個封裝內(nèi)，以減小尺寸并增強形狀因數(shù)。包括多個裸片、無源部件以及機械部件或光學(xué)部件的幾十乃至數(shù)百個電部件、光學(xué)部件以及機械部件被封裝在印刷電路板上的單個系統(tǒng)中?？苫谄涔δ軄韺⒉考纸M或布置到子系統(tǒng)中?？赏ㄟ^在部件上方設(shè)置絕緣層，在子系統(tǒng)之間形成窄溝槽，以及使用金屬屏蔽層共形包覆絕緣層和溝槽而減少或者消除子系統(tǒng)之間的或者來自外部源的干擾。
【附圖說明】
[0005]圖1A-圖1D示出了可在其中實施本公開的示例的示例性系統(tǒng)。
[0006]圖2A示出了示例性便攜式電子設(shè)備的透視圖。
[0007]圖2B示出了示例性便攜式設(shè)備的框圖。
[0008]圖2C示出了被組裝到系統(tǒng)級封裝中的示例性便攜式設(shè)備的框圖。
[0009]圖3示出了包括若干個部件的示例性緊湊型便攜式電子設(shè)備的透視圖。
[0010]圖4示出了具有用于進行屏蔽的金屬罩的示例性便攜式電子設(shè)備。
[0011]圖5A示出了具有用于進行屏蔽的導(dǎo)電膏的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。
[0012]圖5B示出了用于形成具有用作屏蔽件的導(dǎo)電膏的示例性便攜式電子設(shè)備的流程圖。
[0013]圖6A-6G示出了被封裝到具有用作屏蔽件的鍍膜的系統(tǒng)級封裝組件中的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。
[0014]圖7A-7E示出了被封裝到具有用作屏蔽件的鍍膜的系統(tǒng)級封裝組件中的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。
[0015]圖8A-8E示出了被封裝到具有成角度的壁溝槽的系統(tǒng)級封裝組件中的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。
[0016]圖9示出了以基本上占據(jù)板的全部面積的配置布置的被封裝到系統(tǒng)級封裝組件中的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0017]在下文對示例的描述中，將參考附圖，在附圖中以舉例說明方式示出了可被實踐的具體示例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離各種示例的范圍的情況下，可使用其他示例并且可作出結(jié)構(gòu)性改變。
[0018]本公開涉及用于使用系統(tǒng)級封裝(SiP)技術(shù)組裝的便攜式電子設(shè)備中的電部件、機械部件和光學(xué)部件以及子系統(tǒng)的屏蔽結(jié)構(gòu)。該屏蔽結(jié)構(gòu)可包括但不限于射頻屏蔽結(jié)構(gòu)和/或磁屏蔽結(jié)構(gòu)。該屏蔽結(jié)構(gòu)可屏蔽在射頻頻帶內(nèi)操作的部件諸如集成電路(例如，收發(fā)器集成電路、存儲器電路以及其他電路)。部件還可包括由一個或多個分立部件諸如電感器、電容器、電阻器、開關(guān)等形成的電路。受到屏蔽的部件可以是侵害物(生成射頻或磁屏蔽干擾的部件)和/或受害物(對接收自外部源的干擾敏感的部件)。屏蔽結(jié)構(gòu)可有助于減少電磁干擾，并且因此有時可被稱為電磁干擾(EMI)屏蔽結(jié)構(gòu)。
[0019]近年來，便攜式電子設(shè)備諸如膝上型電腦、平板計算設(shè)備、蜂窩電話、媒體播放器、游戲設(shè)備、手持設(shè)備、微型設(shè)備等變得小巧、輕便且功能強大。促進這一尺寸減小的一個因素可歸因于制造商以越來越小的尺寸制造這些設(shè)備的各種部件，與此同時在某些情況下不斷提高此類部件的功率和/或操作速度的能力。促進尺寸減小的另一個因素在于從視覺的角度而言，用戶通常發(fā)現(xiàn)便攜式電子設(shè)備的緊湊型且精致的設(shè)計更具美觀性，并且因此產(chǎn)生對緊湊型且精致設(shè)計的需求。在便攜式電子設(shè)備及其相關(guān)部件的設(shè)計中，使之更小、更輕、更緊湊型并且更強大的趨勢不斷帶來挑戰(zhàn)。
[0020]實現(xiàn)小巧而緊湊型的設(shè)備的一個領(lǐng)域可以是內(nèi)部封裝。特定的設(shè)備可以具有預(yù)期的形狀因數(shù)和功能。該預(yù)期的形狀因數(shù)確定外殼的尺寸，提供預(yù)期功能的所有設(shè)備部件將被封裝到該外殼中。內(nèi)部封裝設(shè)計涉及使不通過任何方式對設(shè)備的功用起作用的未被使用的死空間最小化，同時仍然將必需的部件匹配到由形狀因數(shù)指定的分配空間中。
[0021]可使用系統(tǒng)級封裝(SiP)技術(shù)來將電部件、機械部件和光學(xué)部件包括在一個或多個子系統(tǒng)中并對其進行封裝。SiP是被組裝到單個封裝中的功能系統(tǒng)。包括多個裸片、無源部件以及機械部件或光學(xué)部件的幾十乃至數(shù)百個部件可被封裝在印刷電路板(PCB)上的單個系統(tǒng)中。PCB可由剛性PCB材料(諸如玻璃纖維填充的環(huán)氧樹脂(例如，F(xiàn)R4))、柔性印刷電路(例如，由柔性聚合物片材諸如聚酰亞胺形成的印刷電路)和剛性柔性電路(例如，包括剛性部分和柔性引線兩者的印刷電路)形成。在其上安裝部件諸如集成電路部件和分立部件的PCB有時可被稱為主邏輯板(MLB)?？墒褂煤附踊蚱渌m當(dāng)?shù)陌惭b方案來將部件安裝在PCB上。例如，該部件可以是直接被安裝到PCB上的表面安裝技術(shù)(SMT)部件。SiP可獲得更高的體積效率、卓越的可靠性、更高的性能以及更小的形狀因數(shù)。
[0022]可將具有受到屏蔽的部件的PCB用于電子設(shè)備中，該電子設(shè)備諸如臺式計算機、被構(gòu)建到計算機監(jiān)視器中的計算機、電視機頂盒、音頻-視頻設(shè)備、以及便攜式電子設(shè)備諸如膝上型計算機、平板計算設(shè)備、蜂窩電話、媒體播放器、游戲設(shè)備、手持設(shè)備、微型設(shè)備(例如，垂飾設(shè)備和腕表設(shè)備)、或者其他電子設(shè)備。
[0023]圖1A-圖1D示出了可在其中實施本公開的示例的系統(tǒng)。圖1A示出了包括被封裝在外殼150中的顯示屏124的示例性移動電話136。圖1B示出了包括被封裝在外殼160中的顯示屏126的示例性數(shù)字媒體播放器140。圖1C示出了包括被封裝在外殼170中的顯示屏128的示例性個人計算機144。圖1D示出了包括被封裝在外殼180中的顯示屏130的示例性平板計算設(shè)備148。
[0024]圖2A示出了示例性便攜式電子設(shè)備的透視圖。便攜式電子設(shè)備200可包括具有開口 208的外殼210?？蓪⒈豢蚣馨鼑娘@示器204定位在開口 208內(nèi)。顯示器204的顯示器電路可被定位在外殼210內(nèi)，諸如直接位于顯示器204下方。對顯示器電路的定位可能影響外殼210內(nèi)可用的內(nèi)部空間。
[0025]觸摸屏可與顯示器204相關(guān)聯(lián)。與觸摸屏相關(guān)聯(lián)的電路諸如觸摸屏控制器可被定位在外殼210內(nèi)?？山?jīng)由覆蓋玻璃(或者其他材料)206來密封該顯示器204。可將一個或多個輸入按鈕諸如輸入按鈕214定位在覆蓋玻璃206的開口中。與輸入按鈕214相關(guān)聯(lián)的檢測電路可被定位在外殼210內(nèi)。在一些示例中，可使用該輸入按鈕214來使設(shè)備200返回到特定狀態(tài)諸如home狀態(tài)。
[0026]若干個輸入/輸出機構(gòu)可被定位在外殼的邊緣周圍。例如，數(shù)據(jù)/電源連接器218和音頻插口 216可被定位在外殼210的底部邊緣上，并且電源開關(guān)210可被定位在外殼210的頂部邊緣上。外殼210還可包括用于揚聲器和/或麥克風(fēng)的開口。可將支持這些部件的電路內(nèi)部封裝在外殼210內(nèi)?？稍诒辉O(shè)置在外殼內(nèi)的各個電路板或者單個電路板上諸如系統(tǒng)級封裝組件中呈現(xiàn)該電路。
[0027]在圖2B中示出了設(shè)備200的示例性框圖。可通過MLB 255上的處理器來控制上文描述的部件。可提供允許數(shù)據(jù)在MLB 255和各種部件之間移動的各種內(nèi)部連接。對該內(nèi)部數(shù)據(jù)連接的路由可取決于各種部件是如何被封裝的，包括MLB 255被定位在外殼210內(nèi)的什么位置以及在定位各種內(nèi)部設(shè)備部件之后產(chǎn)生的可用內(nèi)部通路。
[0028]就數(shù)據(jù)連接而言，可以將MLB 255連接至顯示控制器260，該顯示控制器可被耦接至顯示器204(如圖2A所示)。此外，可將MLB 255耦接至音頻部件諸如揚聲器、音頻插口 216(如圖2A中所示)、包括音頻編解碼器的麥克風(fēng)或相關(guān)聯(lián)的音頻電路264。此外，可將MLB 255耦接至各種輸入設(shè)備，諸如耦接至觸摸屏控制器262的觸摸屏222、輸入按鈕電路和電源開關(guān)電路。此外，可將MLB 255連接至允許其接收以及發(fā)送外部數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)接口，諸如可包括天線266和數(shù)據(jù)/電源連接器218的無線控制器256。
[0029]除了數(shù)據(jù)連接之外，很多內(nèi)部設(shè)備部件可從內(nèi)部電源諸如電池230接收電力。例如，可將電池230耦接至MLB 255、顯示器204、顯示控制器260、觸摸屏控制器262、以及數(shù)據(jù)/電源連接器218。與數(shù)據(jù)連接類似，對電源連接的路由可取決于對各種內(nèi)部設(shè)備部件諸如電池230和外殼210內(nèi)的可用內(nèi)部通路的定位。
[0030]在圖2C中示出了設(shè)備200的示例性框圖。上文所述的被包括在設(shè)備200中的各種電路被封裝到單個封裝或SiP組件中。包括多個裸片、無源部件以及機械部件或光學(xué)部件的幾十乃至數(shù)百個電子部件被封裝在PCB上的單個系統(tǒng)中。天線266、音頻插口 216、音量開關(guān)212、數(shù)據(jù)/電源連接器218、無線控制器256、音頻電路264、輸入按鈕214、顯示控制器260、觸摸屏控制器222和電源開關(guān)210可被包括在MLB 255上。將部件封裝到SiP組件中可獲得更薄、更緊湊型并且更精致的設(shè)備200。
[0031]圖3示出了包括若干個部件的示例性緊湊型便攜式電子設(shè)備的透視圖。便攜式電子設(shè)備300可包括外殼313。外殼313可由金屬、塑料、纖維復(fù)合材料(諸如碳纖維材料)、玻璃、陶瓷、其他材料或這些材料的組合形成。外殼313可由單件機械加工的金屬形成(例如，使用單體類型構(gòu)造)，或者可由附接在一起的多個結(jié)構(gòu)形成，該多個結(jié)構(gòu)諸如內(nèi)部外殼框架、邊框或邊帶結(jié)構(gòu)、外殼側(cè)壁、平面外殼壁構(gòu)件等。設(shè)備300可包括被安裝在外殼313內(nèi)的PCB 314上的部件301-307。部件301-307可包括集成電路(諸如通用處理單元、專用集成電路)、射頻部件(諸如無線收發(fā)器)、時鐘發(fā)生和分配電路、或者其他部件諸如分立部件。PCB314可以是MLB或者其他類型的邏輯板。
[0032]部件301-307中的一些部件可能對EMI敏感。例如，無線收發(fā)器部件可能對來自系統(tǒng)時鐘發(fā)生部件的射頻諧波敏感。部件301-307中的一些部件可能生成射頻信號干擾(例如，蜂窩收發(fā)器可能發(fā)射影響設(shè)備300的其他部件的射頻信號)。其他部件可能生成磁干擾(例如，電源管理系統(tǒng)中的電感器可能生成磁場)。為了確保設(shè)備300的部件正常操作，可能期望使PCB 314上的一個或多個部件301-307相互電磁屏蔽(例如，通過使用屏蔽結(jié)構(gòu)覆蓋部件 301-307)。
[0033]可基于部件功能來將部件分組到不同的子系統(tǒng)中。例如，部件301-302可被包括在子系統(tǒng)320中，部件303-304可被包括在子系統(tǒng)322中，并且部件305-307可被包括在子系統(tǒng)324中。例如，子系統(tǒng)320可被指定用于無線通信，并且子系統(tǒng)322可被指定用于音頻?？赡芷谕麑Ρ欢ㄎ辉谧酉到y(tǒng)320中的無線通信集成電路進行屏蔽，以有助于確保系統(tǒng)噪聲(例如，來自時鐘或者其他噪聲源)不干擾正常的接收器操作。還可能期望對被定位在子系統(tǒng)322中的音頻電路進行屏蔽使得音頻電路不拾取來自設(shè)備300上的其他電路的噪聲，或者對存儲器電路和處理器部件進行屏蔽使得其時鐘不引起對其他部件的干擾。在一些示例中，可能期望對包含多個部件的群組進行屏蔽(例如，在部件對來自外部源的EMI敏感時)。
[0034]圖4示出了具有用于進行屏蔽的金屬屏蔽罩的示例性便攜式電子設(shè)備。便攜式電子設(shè)備400可包括被包封在外殼410內(nèi)的PCB 414。部件401-407可被安裝或設(shè)置在PCB 414上。部件401-402可被包括在子系統(tǒng)420中，部件402-403可被包括在子系統(tǒng)422中，并且部件404-407可被包括在子系統(tǒng)424中。可使用屏蔽罩430來覆蓋特定子系統(tǒng)內(nèi)的部件，使其免受內(nèi)部干擾、外部干擾或兩者的影響?？稍趯⒉考惭b到PCB 414期間或在此之后將屏蔽罩430焊接到PCB 414上。在一些示例中，屏蔽罩可以由金屬薄片或金屬箔構(gòu)成。
[0035]屏蔽罩的一個問題可能在于屏蔽罩可能占據(jù)板空間的很大部分。此外，用于屏蔽罩的材料的片材厚度以及所需的位于屏蔽罩上方的附加隙距可能導(dǎo)致更厚的、塊體更大的設(shè)備。
[0036]圖5A示出了具有用于進行屏蔽的導(dǎo)電膏的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。便攜式電子設(shè)備500可包括基板或PCB 514?？墒褂萌魏伟惭b技術(shù)來將部件501,503和505安裝或者設(shè)置在PCB 514上。屏蔽結(jié)構(gòu)可包括絕緣體或絕緣層516以及屏蔽件或屏蔽層518?？蓪⑵帘谓Y(jié)構(gòu)設(shè)置在部件501，503和505上，并且可選擇性地為部件501，503和505屏蔽掉內(nèi)部干擾和/或外部干擾?？墒褂媒^緣層516來避免屏蔽層518與PCB 514上的任何導(dǎo)電材料(例如，部件501，503和505的導(dǎo)電部分)之間的電短路。
[0037]絕緣層516可由環(huán)氧樹脂、包覆模制材料、底部填充材料、熱收縮護封、丙烯酸樹脂材料、電介質(zhì)材料、熱固材料、熱塑塑料、橡膠、塑料、或者提供電絕緣的其他預(yù)期材料形成。在一些示例中，絕緣層516可使用電絕緣但導(dǎo)熱的絕緣材料形成。例如，絕緣材料可包括導(dǎo)熱塑料、環(huán)氧樹脂、或者其他導(dǎo)熱材料?？墒褂脤?dǎo)熱的絕緣材料來將熱量從部件501，503和505吸走。例如，射頻收發(fā)器可能在正常操作期間不期望地變得很熱。在這種情形中，可能期望由導(dǎo)熱的絕緣材料來形成屏蔽結(jié)構(gòu)，以有助于保護射頻收發(fā)器不出現(xiàn)過熱的情況。在一些示例中，可使用絕緣層516來形成可包括針對基板上的所選擇的部件的子系統(tǒng)的構(gòu)造。在一些示例中，可使用絕緣層516來形成可為屏蔽層518提供結(jié)構(gòu)支撐的構(gòu)造。
[0038]可將屏蔽層518形成在絕緣層516上方，以為下層部件屏蔽掉EMI。屏蔽層518可包括導(dǎo)電材料(諸如銀漆、鉑漆、焊料)、金屬(諸如銅或鋁)、合金(諸如鎳鐵合金)、導(dǎo)電粘合劑、或者適于電磁屏蔽的其他材料?？砂凑崭鞣N構(gòu)造形成屏蔽層518，該屏蔽層包括壁、柵、片或?qū)?、這些構(gòu)造的組合、或者其他預(yù)期構(gòu)造。
[0039]PCB 514可包括金屬跡線542和接地層546。屏蔽層518可與金屬跡線542和接地層546電耦接，以形成包封每個子系統(tǒng)并且有助于保護部件501,503和505免受EMI(例如，來自外部源的干擾或者不同子系統(tǒng)的部件之間的干擾)影響的屏蔽結(jié)構(gòu)。在一些示例中，金屬跡線542可由保護PCB 514不受切割工具影響的導(dǎo)電材料形成。例如，金屬跡線542可反射由激光切割工具發(fā)射的激光。
[0040]圖5B示出了用于形成具有用作屏蔽件的導(dǎo)電膏的示例性便攜式電子設(shè)備的流程圖。工藝流程550包括在步驟552中提供基板或PCB。在步驟554中，將部件安裝在PCB的表面上。在步驟556中，可使用注入工藝或者沉積工藝來形成絕緣層。對于注入工藝而言，可使用模制工具來對絕緣材料進行模制，以形成絕緣層并將模制的絕緣層轉(zhuǎn)移到PCB。模制工具可包括注入模制工具、燒結(jié)工具、矩陣模制工具、壓縮模制工具、轉(zhuǎn)移模制工具、壓擠模制工具、以及適于將絕緣材料模制成預(yù)期構(gòu)造的其他工具。可使用模制工具來形成用于限定子系統(tǒng)的形狀和位置的結(jié)構(gòu)。對于沉積工藝而言，可使用沉積工具來在基板或PCB上的預(yù)期位置處沉積絕緣層。沉積工具可包括用于將絕緣材料(例如，環(huán)氧樹脂)注入模制工具中以形成屏蔽結(jié)構(gòu)的工具。沉積工具還可包括薄膜沉積工具(例如，化學(xué)沉積工具或物理沉積工具)或者期望用于形成屏蔽結(jié)構(gòu)的其他工具。
[0041]在步驟558中，可形成并限定子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)可包封其相應(yīng)的部件，并且在如上文所述的模制工藝期間形成或者通過使用切割源劃刻出或者蝕刻出溝道而形成。在使用模制工藝時，模制結(jié)構(gòu)(未示出)可具有孔，通過該孔可將絕緣材料注入到模制結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空間中。在注入過程之后(例如，在注入絕緣材料并使其充分冷卻之后)，可去除模制結(jié)構(gòu)?？稍谧⑷胫昂?或在注入期間使用加熱工具來對絕緣材料加熱。加熱工具可包括基于油的加熱工具、基于氣的加熱工具、基于電的加熱工具、或者其他適于對絕緣材料加熱的任何加熱工具。如果需要，可使用加熱工具來在形成期間對其絕緣層516施加壓力。在一些示例中，絕緣層可以是預(yù)先形成的，并且然后將其放置在部件上方的PCB上。在使用切割源來限定每個子系統(tǒng)時，可通過使用切割工具割穿絕緣層來形成溝道，以使各個子系統(tǒng)隔離。切割工具可包括鋸切工具、激光切割工具、磨具、鉆具、放電機加工工具、或者適于割穿絕緣層的機械加工工具或其他切割工具。
[0042]在步驟560中，可(例如，使用沉積工具)在絕緣層上方或者在溝道內(nèi)部沉積屏蔽層諸如銀膏層?？山佑|金屬跡線并且與接地層相結(jié)合的屏蔽層可形成有助于保護子系統(tǒng)中的部件免受EMI干擾的屏蔽結(jié)構(gòu)。在一些示例中，還可使用用于形成絕緣層的工具來沉積屏蔽層。
[0043]導(dǎo)電膏的一個可能存在的問題在于其屏蔽效能。導(dǎo)電膏可以是多孔的并且可能因低導(dǎo)電性而具有有限的屏蔽能力。此外，導(dǎo)電膏的粘滯性可能要求子系統(tǒng)之間的寬度更大，以便使導(dǎo)電膏填充溝道或者子系統(tǒng)之間的區(qū)域。例如，溝道的寬度W(參考圖5A)可為約100μm-lmm。此外，導(dǎo)電膏可能需要附加處理步驟諸如固化和焙燒，這可能導(dǎo)致長的制造時間。
[0044]圖6A-6G示出了被封裝到具有用作屏蔽件的鍍膜的系統(tǒng)級封裝組件中的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。便攜式電子設(shè)備600可包括基板或PCB 614，如圖6A所示。PCB614可包括金屬跡線642和接地層646。可使用金屬跡線642和接地層646來電連接至之后沉積的屏蔽層，以形成包封各個子系統(tǒng)并且有助于保護部件免受干擾的屏蔽結(jié)構(gòu)。
[0045]如圖6B所示，可使用任何安裝技術(shù)來將部件601，603和605安裝或者設(shè)置在PCB614上?？墒褂煤噶匣蛘呷魏芜m當(dāng)?shù)陌惭b材料來安裝部件601，603和605。如圖6C所示，可使用早前討論的模制工具或者沉積工具來在PCB 614上形成絕緣層616。絕緣層616可以是環(huán)氧樹脂、包覆模制材料、底部填充材料、熱收縮護封、丙烯酸樹脂材料、電介質(zhì)材料、熱固材料、熱塑塑料、橡膠、塑料、或者提供電絕緣的其他預(yù)期材料。在一些示例中，可通過將材料注入到模制結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間中來形成絕緣層616。在一些示例中，可使用沉積工具來沉積絕緣層 616。
[0046]激光切割源可在絕緣層616中形成溝槽632，如圖6D所示?？尚纬蓽喜?32隔離出并限定各個子系統(tǒng)620，622，624?？墒褂脺喜燮帘螌?34來填充溝槽632，如圖6E所示。溝槽屏蔽層634可以是鍍膜。示例性鍍膜可包括但不限于銅、鎳和鋁。可使用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或者電化學(xué)鍍覆技術(shù)來形成溝槽屏蔽層634。任選地，上表面650可能經(jīng)受研磨、拋光或干法蝕刻，以去除任何多余的溝槽屏蔽層，如圖6F所示。在一些示例中，溝槽屏蔽層634可在不對溝槽632進行填充的情況下覆蓋溝槽壁。
[0047]可在上表面650上方沉積共形金屬屏蔽層640。用于金屬屏蔽層的材料可包括但不限于銅、鎳和鋁。在一些示例中，金屬屏蔽層640可包括與溝槽屏蔽層634相同的材料。在一些示例中，金屬屏蔽層640可以是與溝槽屏蔽層634不同的材料。在一些示例中，金屬屏蔽層640可共形地覆蓋PCB 614的側(cè)面。
[0048]通過使用激光切割源并且使用鍍覆膜形成溝槽，可使溝槽的寬度更小(比圖5A的寬度W小)，由此減小覆蓋面積或者所需的板空間。例如，圖6D的溝槽的寬度可為約ΙΟμπι-ΙΟΟμπι。更小的溝槽不僅可導(dǎo)致所需的板空間減小，而且還可導(dǎo)致實現(xiàn)增強的美觀性以及改善的光學(xué)均勻性。此外，用于鍍膜的材料可具有較高的密度和較高的電導(dǎo)率，因而與導(dǎo)電膏相比較得到更好的屏蔽效率。
[0049]圖7Α-7Ε示出了被封裝到具有用作屏蔽件的鍍膜的系統(tǒng)級封裝組件中的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。便攜式電子設(shè)備700可包括基板或PCB 714，如圖7Α所示。PCB可包括金屬跡線742和接地層746。可使用金屬跡線742和接地層746來電連接至之后沉積的屏蔽層，以形成包封各個子系統(tǒng)并且有助于保護部件免受干擾的屏蔽結(jié)構(gòu)。
[0050]如圖7B所示，可使用任何安裝技術(shù)來將部件701,703和705安裝或者設(shè)置在PCB714上?？墒褂煤噶匣蜻m當(dāng)?shù)陌惭b來將部件701,703,705安裝到PCB 714的表面。如圖7C所示，可使用早前討論的工藝中的任何一種工藝諸如模制工藝或者沉積工藝來將絕緣層716形成在PCB 714上。如圖7D所示，可使用激光切割源來在絕緣層716中形成溝槽732。溝槽732可隔離并限定子系統(tǒng)720，722和724。在一些示例中，可使用其他切割工具。可沉積金屬屏蔽層740以填充溝槽732，并且金屬屏蔽層740可共形覆蓋子系統(tǒng)720，722和724，如圖7E所示。用于金屬屏蔽層740的材料可包括但不限于銅、鎳和鋁。在一些示例中，金屬屏蔽層740可在不對溝槽732進行填充的情況下覆蓋溝槽壁。
[0051]在一些示例中，可使用無電鍍來形成金屬屏蔽層740。無電鍍可生成統(tǒng)一且勻質(zhì)的共形涂層。此外，無電鍍可允許使用更加簡單的設(shè)置和工藝，從而降低制造成本。此外，可使用無電鍍來填充深溝槽。由無電鍍得到的鍍膜可具有更低的孔隙度，從而得到增強的屏蔽和更好的腐蝕防護。在一些示例中，可使用化學(xué)氣相沉積來形成金屬屏蔽層740?；瘜W(xué)氣相沉積可提供良好的厚度控制。
[0052]圖8A-8E示出了被封裝到具有用作屏蔽件的鍍膜的系統(tǒng)級封裝組件中的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。便攜式電子設(shè)備800可包括基板或PCB 814，如圖8A所示。PCB814可包括金屬跡線842和接地層846。
[0053]如圖8B所示，可使用任何安裝技術(shù)來將部件801，803和805安裝或者設(shè)置在PCB814上。可使用焊料或者任何適當(dāng)?shù)陌惭b材料來安裝部件801，803和805。如圖8C所示，可將絕緣層816設(shè)置在部件801，803，805上，以避免在之后形成的屏蔽層818與PCB 814上的任何導(dǎo)電材料(例如，部件801，803，805的導(dǎo)電部分)之間發(fā)生電短路?？蓪⒕哂凶銐虻慕^緣特性的任何材料用于絕緣層816，并且可使用任何數(shù)量的沉積或模制工藝來形成絕緣層816?？墒褂们懈钤粗T如激光器來在絕緣層816中形成溝槽832。溝槽832可隔離并限定子系統(tǒng)820，822和824。如圖8E所示，金屬屏蔽層840可被沉積以填充溝槽832并且可共形覆蓋絕緣層816。金屬屏蔽層840可以是具有高密度、高電導(dǎo)率和良好的耐腐蝕性的任何材料。在一些示例中，金屬屏蔽層840可在不對溝槽832進行填充的情況下覆蓋溝槽壁。
[0054]可使用物理氣相沉積工具來形成金屬屏蔽層840。由于物理氣相沉積(PVD)期間不存在化學(xué)物質(zhì)，因而可使得制造工藝更加簡單且廉價。此外，PVD可允許更寬的金屬選擇范圍、更好的膜厚度控制以及更高密度的膜。此外，可將絕緣層814和金屬屏蔽層840沉積在單個集成系統(tǒng)中。沉積絕緣層814和金屬屏蔽層840的能力可使得在層內(nèi)具有更低數(shù)量的缺陷或顆粒，繼而實現(xiàn)提尚的材料質(zhì)量、提尚的器件性能和更尚的成品率。在單個集成系統(tǒng)中沉積兩個層還允許對絕緣層814和金屬屏蔽層840中的一者或多者使用易失性材料。
[0055]在溝槽的深寬比高時，針對PVD的溝槽填充能力是有限的。一種緩解溝槽填充能力問題的方式可以是形成具有成角度的壁的溝槽832，如圖8D所示?？墒褂萌魏螖?shù)量的技術(shù)諸如激光切割工具、陰影掩?；蚋煞ㄎg刻來形成溝槽832的成角度的壁?？蓪喜?32形成為在PCB 814的表面附近具有第一寬度Wl，并且在上表面850的附近具有第二寬度W2。在一些示例中，第一寬度Wl可小于第二寬度W2。在一些示例中，第一寬度Wl可介于ΙΟμ??-ΙΟΟμπι之間。在一些示例中，第二寬度W2可介于ΙΟμηι-ΙΟΟΟμηι之間。在一些示例中，第二寬度W2可介于100ym-500ym 之間。
[0056]在一些示例中，可基于溝槽深度和溝槽填充來選擇用于沉積金屬屏蔽層840的沉積工具。沉積工具可包括但不限于磁控濺射、離子束沉積、高功率脈沖磁控濺射、或蒸鍍。在一些示例中，可改變沉積工藝參數(shù)諸如基板偏置功率，以提高溝槽填充能力。在一些示例中，沉積工藝可另外利用一個或多個準(zhǔn)直器。
[0057]為了節(jié)約空間，可按照基本上占據(jù)PCB的全部面積的配置對部件進行布置，與此同時使絕緣層和金屬屏蔽層隔開，由此使各個子系統(tǒng)電絕緣并且相互屏蔽。圖9示出了被封裝在系統(tǒng)級封裝組件中并且按照基本上占據(jù)板的全部面積的配置布置的示例性便攜式電子設(shè)備的橫截面視圖。設(shè)備900包括具有金屬跡線942和接地層946的PCB 914。將部件901-907安裝在PCB 914上，并且可以將絕緣層916設(shè)置在部件901-907上。在一些示例中，將部件901-907布置為緊密靠近其相應(yīng)的子系統(tǒng)中的部件。例如，部件901和902可被包括在子系統(tǒng)920中，并且被布置成彼此靠近。類似地，903和904可被包括在子系統(tǒng)922中，部件905-907可被包括在子系統(tǒng)924中，并且該部件基于其子系統(tǒng)而被布置。在絕緣層916內(nèi)形成溝槽932，以隔離子系統(tǒng)920，922，924?？蓪⒔饘倨帘螌?40設(shè)置在絕緣層916上。在給出了圖例的示例性配置中，將溝槽932形成為具有成角度的壁。在此類配置中，一種基本上占據(jù)板空間的全部區(qū)域的方式是將剖面較矮的部件放置在更加靠近溝槽932的位置。例如，與部件901相比，部件902具有更矮的剖面，并且因此將部件902布置為比部件901更加靠近溝槽932。在不使用此類布置的情況下，可能需要更大的覆蓋面積，以便實現(xiàn)溝槽932的成角度的壁的適當(dāng)?shù)慕嵌?。類似地，部?03可具有比部件904矮的剖面，并且部件905和907可以具有比部件906矮的剖面。因而，可將部件903，905和907布置為比部件904和906更加靠近溝槽932。
[0058]在上面的示例的一個或多個示例中，金屬跡線和/或接地層不被包括在基板或PCB中。在一些示例中，金屬跡線和接地層可與部件被定位在同一層上。在一些示例中，金屬跡線和接地層可被定位在設(shè)備的外邊緣上。
[0059]在一些示例中，公開了一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備可包括:基板；以及位于封裝組件中的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括被安裝在基板上的多個部件;一個或多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)包括多個部件中的一個或多個部件；以及被設(shè)置在一個或多個子系統(tǒng)之間的第一屏蔽件。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該基板進一步包括:一個或者多個金屬跡線；以及接地層，其中該一個或多個金屬跡線被電連接至接地層和第一屏蔽件。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，一個或多個子系統(tǒng)之間的間隔介于10微米-100微米之間。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該電子設(shè)備進一步包括被設(shè)置在第一屏蔽件和多個部件之間的絕緣體。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該電子設(shè)備進一步包括:被形成在所述絕緣體中的多個溝槽；以及被設(shè)置在溝槽中的第二屏蔽件，其中該第二屏蔽件是不同于第一屏蔽件的材料。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該電子設(shè)備進一步包括:被形成在所述絕緣體中的多個溝槽；以及被設(shè)置在溝槽中的第二屏蔽件，其中該第二屏蔽件基本上填充多個溝槽。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該電子設(shè)備進一步包括:被設(shè)置在第一屏蔽件和多個部件之間的絕緣體；以及被形成在絕緣體中的多個溝槽，該多個溝槽具有一個或多個成角度的壁。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子設(shè)備進一步包括:被設(shè)置在第一屏蔽件和多個部件之間的絕緣體；以及被形成在緣體中的多個溝槽，該多個溝槽具有一個或多個成角度的壁；以及第一寬度和第二寬度，其中該第一寬度被定位成相比于第二寬度更加靠近基板的表面。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該第一寬度介于10微米-100微米之間，并且該第二寬度介于100微米-1000微米之間。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該第一屏蔽件是包含銅、鎳和鋁中的至少一者的鍍膜。
[0060]在一些示例中，公開了一種用于形成電子設(shè)備的方法。該方法可包括:形成基板；在封裝組件中形成系統(tǒng)，包括:將多個部件安裝在基板上;形成被設(shè)置在一個或多個子系統(tǒng)之間的第一屏蔽件，該多個部件被包括在一個或多個子系統(tǒng)中。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，形成一個或多個子系統(tǒng)包括在多個部件之間形成絕緣體以及在絕緣體中形成多個溝槽。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該多個溝槽的寬度介于10微米-100微米之間。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該多個溝槽是使用激光源形成的。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，形成第一屏蔽件包括:在多個溝槽中沉積第二屏蔽件;去除第二屏蔽件的多余部分；以及在絕緣體上沉積第三屏蔽件。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，形成第一屏蔽件包括基本上填充多個溝槽。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，形成一個或多個子系統(tǒng)包括:在多個部件之間形成絕緣體；以及在絕緣體中形成具有一個或多個成角度的壁的多個溝槽，該一個或多個成角度的壁具有第一寬度和第二寬度，其中該第一寬度被定位成相比于第二寬度更加靠近基板的表面。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，該第一寬度介于10微米-100微米之間，并且該第二寬度介于100微米-1000微米之間。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，形成第一屏蔽件包括使用無電鍍、電鍍、化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積中的至少一者。作為對本文所公開的一個或多個示例的補充或替代，在其他示例中，形成第一屏蔽件包括共形覆蓋該組件的一個或多個側(cè)面。
[0061]盡管上文已描述了各種示例，但應(yīng)當(dāng)理解，它們僅是通過舉例的方式而非限制的方式來呈現(xiàn)的。盡管已參考附圖完整描述了示例，但各個圖示可針對本公開來描繪示例性架構(gòu)或其他配置，這樣做是為了輔助理解可被包括在本公開中的特征和功能。本公開不限于例示的示例性架構(gòu)或配置，但可使用多種另選的架構(gòu)和配置來實施。此外，盡管上文結(jié)合各種示例和實施方式描述了本公開，但應(yīng)當(dāng)理解，在一個或多個示例中描述的各種特征和功能并不局限于僅適用于用于對其進行描述的特定示例。相反，無論此類示例是否被描述，也無論此類特征是否被作為所描述的示例的一部分而被呈現(xiàn)，可將它們單獨或以某種組合應(yīng)用于本公開的其他示例中的一個或多個示例。因此，本公開的廣度和范圍不應(yīng)受到上述任何示例的限制。
【主權(quán)項】
1.一種電子設(shè)備，包括: 基板;和 位于封裝組件中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 被安裝在所述基板上的多個部件， 一個或多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)包括所述多個部件中的一個或多個部件，和 被設(shè)置在所述一個或多個子系統(tǒng)之間的第一屏蔽件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中所述基板進一步包括: 一個或多個金屬跡線;和 接地層，其中所述一個或多個金屬跡線被電連接至所述接地層和所述第一屏蔽件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中一個或多個子系統(tǒng)之間的間隔介于10微米-100微米之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，還包括: 被設(shè)置在所述第一屏蔽件和所述多個部件之間的絕緣體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，還包括: 被形成在所述絕緣體中的多個溝槽;和 被設(shè)置在所述溝槽中的第二屏蔽件，其中所述第二屏蔽件是不同于所述第一屏蔽件的材料。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，還包括: 被形成在所述絕緣體中的多個溝槽;和 被設(shè)置在所述溝槽中的第二屏蔽件，其中所述第二屏蔽件基本上填充所述多個溝槽。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，還包括: 被設(shè)置在所述第一屏蔽件和所述多個部件之間的絕緣體;和 被形成在所述絕緣體中的多個溝槽，所述多個溝槽具有一個或多個成角度的壁。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，還包括: 被設(shè)置在所述第一屏蔽件和所述多個部件之間的絕緣體;和 被形成在所述絕緣體中的多個溝槽，所述多個溝槽具有 一個或多個成角度的壁，和 第一寬度和第二寬度，其中所述第一寬度被定位成相比于所述第二寬度更加靠近所述基板的表面。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中所述第一寬度介于10微米-100微米之間，并且所述第二寬度介于100微米-1000微米之間。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中第一屏蔽件是包含銅、鎳和鋁中的至少一者的鍍膜。11.一種形成電子設(shè)備的方法，包括: 形成基板； 在封裝組件中形成系統(tǒng)，包括: 將多個部件安裝在所述基板上； 形成被設(shè)置在一個或多個子系統(tǒng)之間的第一屏蔽件，所述多個部件被包括在所述一個或多個子系統(tǒng)中。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述一個或多個子系統(tǒng)包括 在所述多個部件之間形成絕緣體以及 在所述絕緣體中形成多個溝槽。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述多個溝槽的寬度介于10微米-100微米之間。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述多個溝槽是使用激光源形成的。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中形成所述第一屏蔽件包括: 在所述多個溝槽中沉積第二屏蔽件； 去除所述第二屏蔽件的多余部分；以及 在所述絕緣體上沉積第三屏蔽件。16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成第一屏蔽件包括基本上填充所述多個溝槽。17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述一個或多個子系統(tǒng)包括: 在所述多個部件之間形成絕緣體；以及 在所述絕緣體中形成具有一個或多個成角度的壁的多個溝槽， 所述一個或多個成角度的壁具有第一寬度和第二寬度，其中所述第一寬度被定位成相比于所述第二寬度更加靠近所述基板的表面。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一寬度介于10微米-100微米之間，并且所述第二寬度介于100微米-1000微米之間。19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成第一屏蔽件包括使用無電鍍、電鍍、化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積中的至少一者。20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成第一屏蔽件包括共形覆蓋所述組件的一個或多個側(cè)面。
【文檔編號】H05K1/02GK106063389SQ201580011242
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年1月29日 公開號201580011242.3, CN 106063389 A, CN 106063389A, CN 201580011242, CN-A-106063389, CN106063389 A, CN106063389A, CN201580011242, CN201580011242.3, PCT/2015/13615, PCT/US/15/013615, PCT/US/15/13615, PCT/US/2015/013615, PCT/US/2015/13615, PCT/US15/013615, PCT/US15/13615, PCT/US15013615, PCT/US1513615, PCT/US2015/013615, PCT/US2015/13615, PCT/US2015013615, PCT/US201513615
【發(fā)明人】陳延鋒, S·S·潘納瑟爾
【申請人】蘋果公司