CN103096646A - 内埋元件的多层基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内埋元件的多层基板的制造方法。此方法包含下列步骤。提供具有对位标记的第一基板。第一基板包含绝缘层与位于绝缘层相对两表面的第一金属层及第二金属层。第一金属层及第二金属层分别具有接触窗及开口，且接触窗大致对准开口。根据对位标记固设元件的导电端子于接触窗上。压合第二基板于元件与绝缘层上。根据对位标记，在开口中形成开孔以露出元件的导电端子。形成电路层于第二金属层及开孔中，使电路层电性连接导电端子。

Description

内埋元件的多层基板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板中内埋元件的多层基板的制造方法。

背景技术

随着电子产品走向尺寸轻薄短小及具备有多种功能的特性，如何提供满足上述需求的印刷电路板成为一重要课题。以往是将各种元件直接设置于电路板的表面。当需求的元件越多时，则需要有面积更大的电路板来承载元件。但这种方式并不符上述特性需求。因此近年来开发出各种将元件内埋于基板中的结构与制作工艺，并搭配尺寸更小的元件，以期能提高印刷电路板的构装密度。

举例来说，目前已开发出以表面粘着技术(Surface mount technology)将锡电极的无源元件(被动元件)打件于内层线路上。接着，进行电路板压合、增层及其相关电路板制作工艺，以形成内埋元件的印刷电路板。但由于上述方式需经过印刷锡膏及过回焊炉的制作工艺，因此对于元件来说有信赖性的风险。

此外，以现有的方式来制作内埋元件的基板，因制作工艺中所产生的对位误差，使得元件尺寸上的选择有了限制，而无法适用于内埋更小的元件。

因此，需开发一种内埋元件的基板的制造方法，以期能解决上述问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种内埋元件的多层基板的制造方法。

在一实施方式中，制造方法包含下列步骤：(a)提供第一基板，第一基板具有至少一对位标记，且包含第一绝缘层、具有至少一接触窗的第一金属层与具有至少一开口的第二金属层，第一金属层及第二金属层位于第一绝缘层的相对两表面，接触窗大致对准开口，且开口的一最大宽度大于或等于接触窗的一最大宽度；(b)根据对位标记固设元件于第一金属层上，元件包含至少一导电端子，且导电端子位于接触窗上方；(c)压合第二基板于第一绝缘层上，以覆盖元件以及第一金属层；(d)根据对位标记，在开口中形成开孔贯穿第一绝缘层，以露出导电端子；以及(e)形成第一电路层于第二金属层上以及开孔中，使第一电路层电性连接导电端子。

在另一实施方式中，制造方法包含下列步骤：(a)提供第一基板，第一基板包含第一金属层、第二金属层及第一绝缘层，第一金属层及第二金属层位于第一绝缘层之相对两表面；(b)形成至少一对位标记于第一基板上，至少一接触窗于第一金属层上，至少一开口于第二金属层上，接触窗大致对准开口；(c)根据对位标记固设元件于第一金属层上，元件包含至少一导电端子，且导电端子位于接触窗上方；(d)压合第二基板于第一绝缘层上，以覆盖元件以及第一金属层；(e)形成通孔贯穿第二基板及第一基板；(f)根据对位标记形成开孔贯穿第一绝缘层，以露出导电端子的一部分；以及(g)于第一绝缘层的外侧表面、第二基板的外侧表面以及通孔中分别形成第一电路层、第二电路层以及导电层，使导电端子经第一电路层及导电层电性连接第二电路层。

由此可知，通过对位标记以及相互大致对准的接触窗及开口可用以帮助减少形成开孔时的对位误差。所以可应用于内埋更小元件至基板中的制作工艺。此外，由于制造方法中没有锡膏等相关制作工艺，因此不会有过锡炉时对元件信赖性的风险等问题发生。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1A-图9为本发明一实施方式的一种内埋元件的基板的制造方法的各制作工艺阶段示意图。

主要元件符号说明

100：第一基板

102：图案化的第一基板

110：第一金属层

110a：接触窗

110b：第一对位标记

120：第一绝缘层

130：第二金属层

130a：开口

130b：第二对位标记

140：接着剂层

150：元件

151：导电端子

152：本体

160a：开孔

170：导电层

172：第一电路层

174：第二电路层

200：第二基板

210：第二绝缘层

220：第三金属层

220a：通孔

1101：图案化第一金属层

1102a：接触窗之最大宽度

1302a：开口的最大宽度

具体实施方式

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无需进一步的记载或说明。

在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本发明之实施例。在其他情况下，为简化图式，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。

本发明的一态样在于提供一种内埋元件的多层基板的制造方法。图1A-图9绘示依照本发明一实施方式的一种内埋元件的基板的制造方法的各制作工艺阶段示意图。图1A为由第一基板100的上视示意图。图2A、图3A与图4A为由图案化的第一基板102的上视示意图。图2B、图3B与图4B分别为图2A、图3A与图4A中沿着A至A’的剖面示意图。

如图1A及图1B所示，提供具有双面金属层的第一基板100。第一基板100可包含第一金属层110、第一绝缘层120及第二金属层130。第一金属层110及第二金属层130位于第一绝缘层120的相对两表面。第一金属层110及第二金属层130可为铜箔。第一绝缘层120可为包含有环氧树脂及玻纤布的预浸材。

如图2A及图2B所示，提供具有对位标记110b、130b的图案化的第一基板102。图案化的第一基板102包含有第一绝缘层120、具有两接触窗110a的第一金属层110以及具有两开口130a的第二金属层130。接触窗110a大致对准开口130a，且开口130a的最大宽度1302a大于接触窗110a的最大宽度1102a。

在一实施方式中，对位标记可包含第一对位标记110b及第二对位标记130b。第一金属层110的一部分形成第一对位标记110b，第二金属层130的一部分形成第二对位标记130b，且第一对位标记110b对准第二对位标记130b。

在一实施方式中，对位标记可为贯穿图案化的第一基板102的对位孔(未绘示)。对位孔与上述第一对位标记110b及第二对位标记130b的功能相同，为用以帮助固设元件及形成开孔步骤进行对位用。

以下将说明接触窗110a以及开口130a的尺寸关系。在一实施方式中，开口130a的最大宽度1302a大于或等于接触窗110a的最大宽度1102a。此外，接触窗110a的最大宽度1102a需小于元件的导电端子的最大宽度。例如，选用0402芯片无源元件时，接触窗110a的最大宽度1102a可为20至50μm，开口130a的最大宽度1302a可约为50至150μm。

以下将说明接触窗110a以及开口130a的位置关系。接触窗110a需要大致对准开口130a。上述「大致对准」用语是指接触窗110a在第一绝缘层120的垂直投影与开口130a在第一绝缘层120的垂直投影重迭。较佳可为接触窗110a的投影落于开口130a的垂直投影内。

当使用的元件尺寸越小时，更需注重对位误差的问题。上述对位标记可帮助减少对位误差。上述第一对位标记110b需要对准第二对位标记130b。也就是说，第一对位标记110b的形状可与第二对位标记130b的形状相同，且两个标记的位置相对于第一绝缘层120为上下对称。或者，对位标记可为贯穿图案化的第一基板102的对位孔。因此，在进行后续固设元件及形成开孔步骤时，分别藉由第一对位标记110b与第二对位标记130b来对位，可减少对位的误差。

在一实施方式中，包含使用光刻蚀刻制作工艺，以同时形成对位标记、接触窗110a与开口130a，或者形成上述其中至少一者。在另一实施方式中，包含使用紫外光激光，以形成对位标记、接触窗110a或开口130a的其中至少一者。以下将例示说明第一对位标记110b、第二对位标记130b、接触窗110a以及开口130a的形成方法。可先以光刻蚀刻方式于第二金属层130中形成图2B的开口130a，在第一金属层110中形成图2A的图案化第一金属层1101。光刻蚀刻制作工艺例如可包含有形成光致抗蚀剂层、曝光、显影、蚀刻及去光致抗蚀剂等步骤。然后，使用紫外光激光在第二金属层130中形成第二对位标记130b，在图案化第一金属层1101中形成第一对位标记110b及接触窗110a。或者，可使用紫外光激光直接形成贯穿图案化的第一基板102的对位孔。在一实施方式中，可先以紫外光激光于第一金属层110中形成第一对位标记110a，然后以第一对位标记110a继续激光来形成对位孔。

如图3A及图3B所示，在第一金属层110上以及接触窗110a中形成接着剂层140。也就是在欲设置元件的位置上形成接着剂层140。接着剂需具备有高粘度的特性，以减少接着剂的流动。举例来说，接着剂的粘度可大于10Pa·s。此外，粘着剂也需具备有低热膨胀系数的特性。举例来说，粘着剂在玻璃转移温度以下的温度的热膨胀系数可小于80ppm。在玻璃转移温度以上的热膨胀系数可小于160ppm。

接着，根据第一对位标记110b固设元件150在第一金属层110上，如图4A及图4B所示。第一对位标记110b用以作为固设元件时的定位基准。元件150可包含至少一个导电端子151，且导电端子151设置的位置位于接触窗110a上方。接触窗110a是用来对应欲设置元件150的导电端子151的位置。因此，可视元件150的导电端子151的数目决定接触窗110a的数目。上述元件150可为有源元件或无源元件。无源元件可为0402芯片无源元件、贴片电阻、贴片电容或其他尺寸更小的芯片无源元件。在此例示的元件150包含本体152及两个导电端子151。元件150固设的方式可先经由第一对位标记110b为基准对位后，再将元件150的两个导电端子151分别粘着于两个接触窗110a的上方。由此可知，本制造方法可以使用粘着剂140来粘着元件150，而不需使用到锡膏及其相关制作工艺。

固设元件150之后，压合第二基板200于第一绝缘层120上，以覆盖元件150以及第一金属层110，如图5所示。第二基板200可包含有一第二绝缘层210及一第三金属层220。或者，第二基板200可为多层基板。第二绝缘层210可为环氧树脂与玻纤布的预浸材。当第二绝缘层210压合于第一绝缘层120上时，通过温度提高以及压力增大的情况下，使第二绝缘层210进入半固化的状态，而可填充于元件150周遭的孔隙中。接着，随着温度下降，第二绝缘层210逐渐转为固态，以达到粘接第一绝缘层120的目的。因此，元件150的周围可被第二绝缘层210所包覆。第三金属层220可用以制作电路。

然后，形成一通孔220a贯穿第二基板200及图案化的第一基板102，如图6所示。可利用机械钻孔的方式来形成通孔220a。

如图7所示，根据第二对位标记130b于开口中形成开孔160a贯穿第一绝缘层120，使开口130a经由开孔160a而连通接触窗110a，而露出导电端子151的一部分。第二对位标记130b用以作为形成开孔时的定位基准。在一实施方式中，可通过二氧化碳激光来形成开孔160a。由于二氧化碳激光属于长波长的激光，因此可烧灼掉第一绝缘层120及接着剂层140，而不会烧灼掉第一金属层110及第二金属层130。形成开孔160a的方式可先利用第二对位标记130b来定位二氧化碳激光光的位置，使二氧化碳激光能够准确地去除掉开口130a中露出的第一绝缘层120及位于接触窗110a中的接着剂层140。由于在此步骤中，需由开口130a移除露出的第一绝缘层120，以露出元件150的导电端子151，因此必须使接触窗110a大致对准开口130a。接触窗110a旁的第一金属层110可用来阻挡激光，以在激光处理后能够准确地暴露出导电端子151的一部分。

随后，如图8所示，形成导电层170于开孔160a中、露出部分的导电端子151上以及通孔220a的侧壁，以使导电端子151可电性连接第二金属层130。可以使用电镀方式来形成导电层170。导电层170的材质可例如为铜。导电层170可用以使各电路层之间相互导通。

然后，以光刻蚀刻制作工艺来图案化导电层170，而形成第一电路层172及第二电路层174，如图9所示。也就是说，第一绝缘层120的外侧表面、第二基板200的外侧表面以及通孔220a中分别具有第一电路层172、第二电路层174以及导电层170，使导电端子151经第一电路层172及导电层170电性连接第二电路层174。此外，第一金属层110也可设计具有另一电路层。

综合上述可知，通过上下对准的对位标记以及相互大致对准的接触窗及开口可用以帮助减少形成开孔时的对位误差。所以，可应用于内埋更小元件至基板中的制作工艺。此外，由于制造方法中没有锡膏相关制作工艺，因此不会有过锡炉时对元件信赖性的风险等问题发生。

虽然结合以上实施方式揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种内埋元件的多层基板的制造方法，包含：

(a)提供一第一基板，该第一基板具有至少一对位标记，且包含：

第一绝缘层；

第一金属层，具有至少一接触窗；以及

第二金属层，具有至少一开口；

其中该第一金属层及该第二金属层位于该第一绝缘层的相对两表面，该接触窗大致对准该开口，且该开口的最大宽度大于或等于该接触窗的最大宽度；

(b)根据该对位标记固设一元件于该第一金属层上，该元件包含至少一导电端子，且该导电端子位于该接触窗上方；

(c)压合一第二基板于该第一绝缘层上方，以覆盖该元件以及该第一金属层；

(d)根据该对位标记，在该开口中形成一开孔贯穿该第一绝缘层，使该开口经由该开孔而连通该接触窗，而露出该导电端子；以及

(e)形成一第一电路层于该第二金属层上以及该开孔中，使该第一电路层电性连接该导电端子。

2.如权利要求1所述的制造方法，其中该至少一对位标记包含第一对位标记以及第二对位标记，且其中该第一金属层的一部分形成该第一对位标记，该第二金属层的一部分形成该第二对位标记，且该第一对位标记对准该第二对位标记。

3.如权利要求1所述的制造方法，其中步骤(a)包含使用一光刻蚀刻制作工艺，以形成该对位标记、该接触窗及该开口的其中至少一者。

4.如权利要求1所述的制造方法，其中步骤(a)包含使用一紫外光激光，以形成该对位标记、该接触窗及该开口的其中至少一者。

5.如权利要求1所述的制造方法，其中该对位标记为贯穿该第一基板的对位孔。

6.如权利要求5所述的制造方法，其中步骤(a)包含使用一紫外光激光，以形成该对位孔。

7.如权利要求1所述的制造方法，其中步骤(d)包含使用一二氧化碳激光以形成该开孔。

8.如权利要求1所述的制造方法，其中步骤(b)包含：

形成一接着剂层于该第一金属层上及该接触窗中；以及

将该元件粘着于该接着剂层上。

9.如权利要求8所述的制造方法，其中步骤(d)包含贯穿该接触窗中的该接着剂层。

10.如权利要求1所述的制造方法，其中在步骤(c)后，还包含形成一通孔贯穿该第二基板及该第一基板。

11.如权利要求10所述的制造方法，还包含形成一导电层于该通孔的一侧壁。

12.如权利要求11所述的制造方法，还包含形成一第二电路层于该第二基板的外侧表面，使该第二电路层经由该导电层及该第一电路层电性连接该导电端子。

13.一种内埋元件的多层基板的制造方法，包含：

(a)提供一第一基板，该第一基板包含第一金属层、第二金属层及第一绝缘层，该第一金属层及该第二金属层位于该第一绝缘层的相对两表面；

(b)形成至少一对位标记于该第一基板上，至少一接触窗于该第一金属层上，至少一开口于该第二金属层上，该接触窗大致对准该开口；

(c)根据该对位标记固设一元件于该第一金属层上，该元件包含至少一导电端子，且该导电端子位于该接触窗上方；

(d)压合一第二基板于该第一绝缘层上，以覆盖该元件以及该第一金属层；

(e)形成一通孔贯穿该第二基板及该第一基板；

(f)根据该对位标记形成一开孔贯穿该第一绝缘层，以露出该导电端子之一部分；以及

(g)于该第一绝缘层的一外侧表面、该第二基板的一外侧表面以及该通孔中分别形成一第一电路层、一第二电路层以及一导电层，使该导电端子经该第一电路层及该导电层电性连接该第二电路层。

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