CN100459084C - 内埋元件的基板制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内埋元件的基板制造方法。该内埋元件的基板制造方法包括：提供一核心层，此核心层是由第一信号层、第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层以及第二信号层依序堆叠而成，其中第一绝缘层与第三绝缘层呈固化态，第二绝缘层呈半固化态；在核心层中形成埋孔，并将一至少具有一电极的内埋元件放入埋孔中；压合核心层，使第二绝缘层填入埋孔中，并且将内埋元件周围表面包覆住；在核心层的上表面以及下表面分别形成第一表面线路层以及第二表面线路层，并且使内埋元件与第一表面线路层电性连接。

Description

内埋元件的基板制造方法

技术领域

本发明涉及一种基板制造方法，特别是一种内埋元件(embeddedcomponent)的基板制造方法。

背景技术

一般而言，线路基板主要是由多层经过图案化线路层(patterned circuitlayer)以及绝缘层(dielectric layer)交替叠合所构成。其中，图案化线路层是由铜箔层(copper foil)经过微影与蚀刻制造过程形成，而绝缘层位于图案化线路层之间，用以隔离图案化线路层。此外，相迭的图案化线路层之间是透过贯穿绝缘层的镀通孔(Plating Through Hole，PTH)或导电通孔(conductive via)而彼此电性连接。最后，在线路基板的表面配置各种电子元件如有源元件、无源元件等，并通过内部线路的电路设计而达到电子信号传递(electrical signal propagation)的目的。

然而，随着市场对于电子产品需具有轻薄短小且携带方便的需求，因此在目前的电子产品中，将原先焊接于线路基板的电子元件设计为可埋设于线路基板内部的内埋元件，以增加基板表面的布局面积，并达到电子产品薄型化的目的。但是在现有使用内埋电子元件的技术中，在压合线路层以及绝缘层以形成基板时，由于绝缘层多为固化态，容易造成内埋元件与绝缘层之间仍有许多未填满的空隙，因而影响了压合时基板与内埋元件的结合性以及压合时内埋元件与接点的对位等诸多问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内埋元件的基板制造方法，该内埋元件的基板制造方法包括下列步骤：提供一核心层，此核心层是由一第一信号层、一第一绝缘层、一第二绝缘层、一第三绝缘层以及一第二信号层依序堆叠而成，其中第一绝缘层与第三绝缘层呈固化态，而第二绝缘层则是呈半固化态；在核心层中形成一埋孔，并将具有至少一电极的内埋元件置入埋孔中：配置一第一叠合层在第一信号层上，而第一叠合层包括一第一金属层以及一第四绝缘层：配置一第二叠合层于第二信号层上，而第二叠合层包括一第二金属层以及一第五绝缘层；压合第一叠合层、核心层以及第二叠合层，以使第二绝缘层填入于埋孔中，并包覆于内埋元件的周围表面；电性导通内埋元件以及第一金属层；图案化第一与第二金属层，以分别形成一第一表面线路层以及一第二表面线路层。

在本发明的一种优选方案中，其中提供该核心层的步骤包括：预先图案化位于第一绝缘层上的一金属层，从而在第一绝缘层上形成第一信号层；以及预先图案化位于第三绝缘层上的另一金属层，从而形成第二信号层于第三绝缘层上；然后将第二绝缘层放置于第一绝缘层与第三绝缘层之间，并相互堆叠以形成核心层。

在本发明的一种优选方案中，形成埋孔的方式例如是机械钻孔或激光成孔。

在本发明的一种优选方案中，用以置放内埋元件的埋孔例如是同时贯穿第一、第二与第三绝缘层的通孔。而在本发明的另一种优选方案中，用以置放内埋元件的埋孔例如是凹陷于第一、第二绝缘层或第二、第三绝缘层的凹孔。

在本发明的一种优选方案中，电性导通内埋元件以及第一金属层的步骤中，进一步包括形成多个贯穿第一叠合层、核心层以及第二叠合层的镀通孔，且镀通孔会与第一金属层以及与第二金属层电性连接。

在本发明的一种优选方案中，导通内埋元件与第一金属层的步骤如下：首先利用例如激光钻孔的方式以在核心层内至少形成一钻孔，并使内埋元件的电极暴露出来；然后利用例如电镀法以在钻孔中形成一导电柱，使内埋元件与第一金属层导通。

在本发明的一种优选方案中，内埋元件例如是有源元件或无源元件。

本发明在核心层内采用单层或多层的半固化态绝缘层，因此在将内埋元件置入核心层后，并且施行压合的步骤时，此半固化态的绝缘层会将内埋元件紧紧包覆住，且充分地填充内埋元件与基板间的空隙，以改善基板内的空隙填充率。

附图说明

图1至图10依次表示了本发明一较佳实施例的一种内埋元件的基板制造方法。

其中，附图标记说明如下：

102      第一绝缘层

104      第二绝缘层

106      第三绝缘层

110      核心层

112      第一金属层

114      第二金属层

116      通孔

122      第一信号层

124      第二信号层

130      内埋元件

132      第四绝缘层

133      第三金属层

134      第五绝缘层

135      第四金属层

136      第一叠合层

137      第二叠合层

138、139 电极

140      贯通孔

142      镀通孔

144      镀孔

146      导电柱

150      焊罩层

152      开口

154      抗氧化层

具体实施方式

图1至图10依次表示了本发明一较佳实施例的一种内埋元件的基板制造方法。首先如图1所示，提供固化态的第一绝缘层102以及第二绝缘层104，然后在第一绝缘层102以及第二绝缘层104上利用例如贴附以分别形成第一金属层112以及第二金属层114。在一较佳实施例中，第一金属层112以及第二金属层114的材质是例如铜(copper)，或是其它具有良好导电性的金属。

接下来如图2所示，分别对第一金属层112以及第二金属层114进行图案化的步骤，此图案化的步骤例如先对第一金属层112以及第二金属层114进行微影制造过程处理，然后进行蚀刻制造过程以移除第一金属层112与第二金属层114上剩余的光阻，使第一金属层112以及第二金属层114形成图案化的第一信号层122以及第二信号层124，而第一信号层122与第二信号层124用以在基板中传递电子信号。

然后如图3所示，将半固化态的第三绝缘层106置于第一绝缘层102以及第二绝缘层104之间，并相互堆叠第一绝缘层102、第二绝缘层104以及第三绝缘层106，使第一绝缘层102、第二绝缘层104、第三绝缘层106、第一信号层122以及第二信号层124形成核心层110。其中，第一绝缘层102以及第二绝缘层104的材质例如是玻璃氧基树脂(FR-4、FR-5)、双顺丁烯二酸酰亚胺(Bismaleimide-Triazine，BT)或者环氧树脂(epoxy resin)等浸渍(preprag)介电材料，而第三绝缘层106的材质可以是与第一绝缘层102或第二绝缘层104相同的介电材料，只是第三绝缘层106的型态例如是介于液体与固体之间的半固化态，因此半固化态的第三绝缘层106同时具有流体的形变特性以及固体的粒子凝聚特性。此外，第三绝缘层106会因为冷凝而凝固成型。

值得注意的是，本实施例是在第一绝缘层102以及第二绝缘层104之间使用一层的半固化态第三绝缘层106。而在其它的实施例中，可依照实际制造过程或产品所需，而使用多层的半固化态第三绝缘层106。另外，本实施例所述的提供核心层110的方法仅为举例，在其它较佳实施例中，亦可先在核心层110形成之后，再分别对第一金属层112以及第二金属层114进行图案化的步骤，以形成第一信号层122以及第二信号层124。或者，也可以依序堆叠并压合具有第一信号层122的第一绝缘层102、第三绝缘层106以及具有第二信号层124的第二绝缘层104，以形成核心层110。

接下来如图4所示，在核心层110中形成一埋孔，例如是贯穿核心层110的通孔116，此通孔116位于核心层110中，且通孔116是用以形成一可将内埋元件130(于图5中显示)置于其中的埋孔。在本实施例中，形成通孔116的方式可以是机械钻孔。在另一较佳实施例中，形成通孔116的方式可以是激光成孔。此外，在核心层110所形成的埋孔可以是未贯穿核心层110的凹孔(图中未显示)，此凹孔可以是凹陷于第一绝缘层102、第三绝缘层106或者是凹陷于第二绝缘层104、第三绝缘层106，且形成凹孔的方法可以是机械钻孔或是激光成孔。

之后如图5所示，将一具有电极138以及电极139的内埋元件130置入通孔116中，此内埋元件130可以是薄膜晶体管等有源元件，或是电阻、电容等无源元件。然后在第一信号层122以及第二信号层124上分别配置第一叠合层136以及第二叠合层137，其中第一叠合层136是例如由第四绝缘层132以及第三金属层133所构成，而第二叠合层137是例如由第五绝缘层134以及第四金属层135所构成，且第三金属层133以及第四金属层135是用以传递电子信号。值得注意的是，第四绝缘层132以及第五绝缘层134可与第三绝缘层106的材质以及型态相同，同为适于受到挤压而流动变形的半固化态。

然后如图6所示，对第一叠合层136、核心层110以及第二叠合层137进行压合，以使第一叠合层136、核心层110以及第二叠合层137能够密合堆叠，而半固化态的第三绝缘层106、第四绝缘层132以及第五绝缘层134受到挤压而产生流动变形，其中第三绝缘层106、第四绝缘层132以及第五绝缘层134填入通孔116中，并将内埋元件130的周围表面紧密包覆住，而第四绝缘层132以及第五绝缘层134亦会将内埋元件130以及第三金属层133与第四金属层135间的空隙填满，以改善基板的空隙填充率。而由于内埋元件130包覆于基板的核心层110内，因此可以减少基板与元件之间的焊点数。

接下来如图7所示，形成多个贯穿第一叠合层136、核心层110以及第二叠合层137的贯通孔140，而形成贯通孔140的方法是例如利用机械钻孔的方式贯穿第一叠合层136、核心层110以及第二叠合层137，其中贯通孔140的作用在于将具有良好导电性的金属材料填入其中，使第三金属层133以及第四金属层135之间能够电性相连，达到传递电子信号的目的。此外，在另一较佳实施例中，形成贯通孔140的方法例如是激光成孔。

之后如图8所示，在第一叠合层136中形成至少两个镀孔144，其中镀孔144贯穿第四绝缘层132。值得注意的是，本实施例的镀孔144例如是贯穿第四绝缘层132，且内埋元件130与第三金属层133电性连接。在其它较佳实施例中，镀孔144可例如是贯穿第五绝缘层134，且内埋元件130与第四金属层135电性相连。

然后如图9所示，将具有良好导电性的金属材料填入贯通孔140以及镀孔144中，此金属材料例如是铜，以形成能够使第三金属层133以及第四金属层135之间电性相连的镀通孔142，以及使内埋元件130的电极138以及电极139电性连接于第三金属层133的导电柱146。而在另一较佳实施例中，更可以将金属材料分别填入贯通孔140以及镀孔144的侧壁上。

最后如图10所示，于所有的内部线路组装完毕之后，更可形成一焊罩层150，使焊罩层150覆盖于最外层的第三金属层133的表面以及第四金属层135的表面，以提供保护线路的作用。其中，焊罩层150具有多个开口152，且开口152是用以定义出第三金属层133以及第四金属层135的接点位置，以做为线路基板电性连结外部电子装置或元件的接点。而在开口152中的第三金属层133以及第四金属层135上，可以形成一层抗氧化层154，此抗氧化层154的材质需为不易氧化的导电材料，例如是镍或是金，以避免第三金属层133以及第四金属层135因接触空气及水气而氧化，使基板损坏。

综上所述，在本发明的内埋元件之基板制造方法中，部分的绝缘层是呈半固化态，且这些半固化态的绝缘层具有流体的形变特性。当内埋元件置入核心层的埋孔，且对核心层进行压合的步骤以形成基板时，由于核心层中半固化态的绝缘层受到挤压，因此半固化态的绝缘层会产生流动以及变形。半固化态的绝缘层所产生的流动变形不但可以将内埋元件紧紧包覆于核心层中，更可以充分地将基板与元件间的空隙填满，以增加基板的可利用空间，以及减少焊点数等优点。

以上所述仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (10)

1、一种内埋元件的基板制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

提供一核心层，该核心层由一第一信号层、一第一绝缘层、一第三绝缘层、一第二绝缘层以及一第二信号层依序堆叠而成，其中该第一信号层与该第二信号层分别由一第一金属层与一第二金属层所形成，且该第一绝缘层与第二绝缘层呈固化态，该第三绝缘层呈半固化态；

在该核心层中形成一埋孔，并放置一内埋元件于该埋孔中，而该内埋元件具有至少一电极；

配置一第一叠合层于该第一信号层上，而该第一叠合层包括一第四绝缘层以及位于最外层的一第三金属层；

配置一第二叠合层于该第二信号层上，而该第二叠合层包括一第五绝缘层以及位于最外层的一第四金属层；

压合该第一叠合层、该核心层以及该第二叠合层，以使该第三绝缘层填入该埋孔中，并包覆在该内埋元件的周围表面；

电性导通该内埋元件以及该第三金属层；以及

图案化该第三金属层与该第四金属层，以分别形成一第一表面线路层以及一第二表面线路层。

2、如权利要求第1项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，在提供一核心层的步骤中，包括以下步骤：

预先图案化位于该第一绝缘层上的该第一金属层，以在该第一绝缘层上形成该第一信号层；

预先图案化位于该第二绝缘层上的该第二金属层，以在该第二绝缘层上形成该第二信号层；以及

在该第一绝缘层与该第二绝缘层之间放置该第三绝缘层，并相互堆叠以形成该核心层。

3、如权利要求第1项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，该埋孔为一通孔，其贯穿该第一、第三与第二绝缘层。

4、如权利要求第1项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，该埋孔系为一凹孔，其凹陷位于该第一、第三绝缘层或该第二与第三绝缘层。

5、如权利要求第1项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，该第四与第五绝缘层呈半固化态。

6、如权利要求第1项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，电性导通该内埋元件以及该第三金属层的步骤中，更包括形成多数个镀通孔，其贯穿该第一叠合层、该核心层以及该第二叠合层，并电性连接该第三金属层以及该第四金属层。

7、如权利要求第1项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，在导通该内埋元件与该第三金属层的步骤中，包括以下步骤：

形成至少一钻孔于该核心层，并暴露出该内埋元件的该电极；以及

形成一导电柱于该钻孔中，以导通该内埋元件与该第三金属层。

8、如权利要求第7项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，形成该钻孔的方式包括激光钻孔。

9、如权利要求第7项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，形成该导电柱的方式包括电镀。

10、如权利要求第1项所述的内埋元件的基板制造方法，其特征在于，该内埋元件包括有源元件以及无源元件。

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