USI | 穿戴式再微缩的关键一步：Fence + VPE 局部塑封

08/17/2026

穿戴式再微缩的关键一步：Fence + VPE 局部塑封

作者：Vincent Liao（廖国宪）, 微小化研发中心处长, AMS Group

电子产品「轻、薄、短、小」的竞赛从没停过。手表要更贴合手腕、耳机要塞进更小的腔体、智慧眼镜得挂在鼻梁上一整天还不能有存在感，这些需求最后都会回到同一个工程问题：如何在更小的面积里，把该保护的零件保护好，又不浪费任何一格空间？
在 USI 环旭电子，我们长年以系统级封装 (SiP, System in Package) 为核心，靠缩小零件布局间距、导入塑封 (molding) 提升可靠度，并把量产良率做到业界标竿。而这一次，我们想谈的是一个更「刁钻」的题目：局部塑封 (Selective Encapsulation)，以及我们如何用一组看似简单、实则巧妙的组合技，把它的设计间距从传统的1.2mm一路压到 0.15mm，真空印刷封装搭配围篱结构，兼顾微缩、良率与量产效率。

图 1｜USI 于软性电路板 (Flex PCB) 上完成的局部塑封实作样品──模组被精准封装，周边仍保留可弯折与接点的空间，正是穿戴式装置需要的形态。

为什么「只封一部分」这么困难？

很多穿戴式产品并不需要把整块板子都灌满封胶。有些区域要保护敏感的裸晶 (bare die) 与打线，有些区域却要保留天线、连接器或可弯折的软板结构。这种「只封住需要的地方」就是局部塑封。听起来单纯，难点却在于：塑封区「内部」的零件，和塑封区「外部」的零件，两者之间必须留出一段距离 (clearance)。这段距离愈短，代表布件密度愈高、产品可以做得愈小。业界过去主要有两条路，但各有硬伤：

Dam & Fill（坝填法）：以低流动性胶材点胶、烘干，先「围」出一圈坝体 (Dam)，再灌入高流动性胶材填满 (Fill)。工艺成熟、门槛低，但缺点也很直接：它是逐颗点胶，一片面板上有 300 颗封装就得跑 300 次，量产效率 (UPH) 很低；而且 Dam 的高宽比约为 0.5:1，1.0mm 的塑封高度就得预留约 2.0mm 宽，很难满足今天的微缩需求。
局部转注成型 (Selective Transfer Molding)：用客制化模具进行转注，可以批次作业、效率高。但它必须预留流道 (runner)，会连带把非塑封区也一起覆盖；同时为了脱模得保留脱模角 (draft angle)，导致塑封内外零件被迫拉开很大的距离。更别提一套客制模具的 NRE 费用约 26 万～30 万美元，并不是每个专案都负担得起。

图 2｜传统 Dam & Fill 的设计准则。坝体宽度 (W) 与高度 (H) 受限于点胶针头尺寸，零件愈高、要预留的宽度就愈大──这正是微缩的天花板。

USI 解决方案：用 Fence 取代 Dam，用 VPE 取代 Fill

研发团队的思路很直接：既然 Dam & Fill 的两个步骤各有痛点，那就分别换掉。因此，这个直接的思路开展出一项创新方案，以 Fence（围篱）取代 Dam 的围堵功能，以 VPE（真空印刷封装，Vacuum Printing Encapsulation）取代 Fill 的填充功能，一举解决了间距、成本、流道与量产效率四个老问题。

Fence 是什么？它是一个「预先成型」的实体零件，可以是金属或非金属材料，透过取放 (pick & place) 精准贴到载板上，直接圈出要塑封的范围。关键在于：Fence 的厚度只跟它自身的结构强度有关，与被封零件的高度完全脱钩。不论里面的零件是 0.5mm 还是 3.0mm 高，Fence 厚度都可以维持在 0.15mm。这一刀，直接把传统坝体「零件愈高、墙愈厚」的宿命切断了。

图 3｜Fence 概念示意：预先成型的围篱（图中环状结构）先贴上载板圈出区域，再由 VPE 完成填充封装，取代传统「点胶筑坝」的逐颗工序。

VPE 又补上什么？真空印刷封装以液态胶材搭配真空加压固化，在常温下印刷成型，过程中没有模流应力，对敏感元件与打线更友善；真空加压还能在固化时进一步排除孔洞 (void)。更重要的是，它以钢板 (stencil) 定义区域、整片一次作业，最大工作区可达 400 × 400mm，把批量效率一次拉满。

老方法 vs. 新方法：三个面向见真章

把两种传统方案与 USI 的 Fence + VPE 摊开来比，差距不只是「好一点」，而是设计规则层级的位移。

比较面向	传统作法（Dam & Fill／局部转注成型）	USI 新作法（Fence + VPE）
设计间距 (Clearance)	Dam 厚度约为零件高度的 2 倍；1.5mm 高零件需预留约 3.0mm。局部转注成型受模具夹持与脱模角影响，1.0mm 高零件约需 2.1mm。	Fence 为预先成型的零件，厚度只与自身强度有关，与被封零件高度无关。 0.5～3.0mm 高的零件，Fence 厚度一律仅 0.15mm。
量产效率 (UPH)	Dam & Fill 以点胶逐颗施作，一片内含 300 颗封装就得点胶 300 次， UPH 偏低。局部转注成型可批次，但最大工作区约 95 × 240mm。	整片一次成型，最大工作区可达 400 × 400mm，提供高 UPH 的大量生产能力。
模具与流道成本	局部转注成型需客制化模具， NRE 费用约 26 万～30 万美元，且必须预留流道（runner），会干扰非封区的零件与线路。	以钢板（stencil）定义封装区域，免昂贵客制模具、免流道设计，不干扰封装区外的元件与电路，胶材选择更多元。

双版本设计，同时整合分区 EMI 屏蔽能力

这套技术经过多次调整测试，逐步发展出两个版本以对应不同应用。Type 1 采用金属 Fence，搭配贴合式 EMI 屏蔽膜，能同时提供分区 (compartment) 电磁屏蔽，适合手机主板这类对干扰敏感的场景；以 1.5mm 高零件为例，整体 clearance 仅约 0.55mm。Type 2 采用非金属 Fence（如 LCP），适合含裸晶的系统板。两个版本都免除昂贵的客制模具，并让客户依产品自由选择合适的封装胶材。

图 4｜Type 1（金属围篱）与 Type 2（非金属围篱）的结构概念、间距需求与实体样品。金属版本可额外整合分区 EMI 屏蔽。

腾出来的空间，就是客户的产品竞争力

技术指标之外，这项成果真正的价值，在于它让 USI 的客户握有更大的设计自由度。以往受限于间距与模具成本而做不出来、或不敢尝试的紧凑设计，现在有了可量产的路径。

更小的面积：设计规则优于传统 Dam & Fill 与局部转注成型，让穿戴式产品的舒适性与外观领先一步。
更低的成本：免客制模具、免流道，量产效率高、工作区更大，导入时程与 NRE 门槛同步下降。
更广的弹性：金属／非金属双版本、多元胶材选择，并可整合分区 EMI 屏蔽，涵盖从 RF 模组到含裸晶系统板的广泛应用。

在供应链里，USI 扮演的不只是制造者，更是「把先进封装概念落地为可量产方案」的整合者。从材料验证、设计规则释出，到已完成金属与非金属 Fence 的评估与 VPE 胶材认证，我们把研发成果转化为客户可直接引用的设计参考 (POR)。下一步，我们正评估贴合式 EMI 屏蔽膜于 Fence 上的屏蔽效能，并将 VPE 进一步推向软板应用，例如智慧眼镜。当产业往更轻、更薄、更贴身的方向前进，USI 的研发团队已经把那 0.15mm 的空间，先帮客户省下来了。

＊本技术方案 Selective Encapsulation using VPE with Fence 已申请专利 (Patent Pending)。文中数据为工程参考值，实际规格依专案设计为准。

常见问答 Q&A

Q：什么是局部塑封 (Selective Encapsulation)？为什么穿戴式装置需要它？
A：局部塑封是指只在电路板的特定区域施加封胶保护，而非整片覆盖。穿戴式装置常有部分区域要保护裸晶与打线、部分区域却要保留天线、连接器或可弯折的软板，因此需要「只封需要的地方」，以在最小面积内兼顾可靠度与功能。

Q：VPE（真空印刷封装）与传统转注成型 (Transfer Molding) 有何不同？
A：VPE 以液态胶材搭配真空加压固化、常温印刷成型，过程没有模流应力，对敏感元件与打线更友善，并能在固化时排除孔洞。相较之下，转注成型需高温、客制模具与流道，且脱模角会拉大零件间距。VPE 工作区可达 400 × 400mm，量产效率更高。

Q：Fence（围篱）为什么能把设计间距做到 0.15mm？
A：因为 Fence 是预先成型、以取放贴装的实体零件，其厚度只与自身结构强度有关，与被封零件的高度无关。无论里面的零件是 0.5mm 还是 3.0mm 高，Fence 厚度都可维持 0.15mm，因此不会像传统坝体那样「零件愈高、墙愈厚」。

Q：和 Dam & Fill 相比，USI 的 Fence + VPE 主要优势是什么？
A：主要有二：一是量产效率大幅提升──Dam & Fill 需逐颗点胶，而 VPE 整片一次作业、工作区更大；二是胶材选择更多元，能依不同产品挑选合适材料，包含更多高 Tg 选项。

Q：和局部转注成型相比，Fence + VPE 能省下多少成本？
A：局部转注成型需客制化模具，NRE 费用约 26 万～30 万美元，且必须预留流道，会干扰非塑封区的零件与线路。Fence + VPE 以钢板定义区域，免昂贵模具、免流道，并提供更大的工作区 (400 × 400mm，相较转注的 95 × 240mm)。

Q：这项技术有金属与非金属两种版本，该如何选择？
A：Type 1 金属 Fence 可搭配 EMI 屏蔽膜提供分区电磁屏蔽，适合手机主板等对干扰敏感的应用（1.5mm 零件约需 0.55mm 间距）；Type 2 非金属 Fence（如 LCP）适合含裸晶的系统板。实际选择依产品的屏蔽需求、零件高度与成本考量而定。

Q：USI 环旭电子在这项技术的供应链中扮演什么角色？
A：USI 是把先进封装概念落地为可量产方案的整合者。我们从材料验证、设计规则制定到量产导入，将研发成果转化为客户可直接引用的设计参考，协助客户在最小面积内实现更轻薄、更舒适、更具竞争力的穿戴式与微缩产品。