CN106783795A - 封装基板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封装基板，其包括：一硬性介电材料层；一第一导线层，包含至少一第一金属走线，形成于该硬性介电材料层上；以及一第一柔性介电材料层，形成于该第一导线层上。

Description

封装基板
技术领域
本发明涉及一种封装基板的技术，可应用于铸模内铜连接(CopperConnection in Molding，简称C2iM)、印刷电路板(Printed-Circuit Board，简称PCB)、无核心层载板(Coreless substrate)等电路板的封装，属于半导体材料技术领域。
背景技术
新一代的电子产品不仅追求轻薄短小，更朝多功能与高性能的方向发展，因此，集成电路(Integrated Circuit，简称IC)技术不断地高密度化与微型化，以期在有限的晶片空间容纳更多的电子元件，而其后端的封装基板及其构装技术亦随之进展，以符合此新一代的电子产品趋势。
其中，以铸模(Molding)技术制作的封装基板可同时提供细线路及薄型化的优势，而适用于光学模组和移动装置等电子产品。然而，一般用于铸模技术的铸模化合物(Epoxy Molding Compound，简称EMC)在成形后为硬脆的刚性材质，而在铸模步骤的后续制程中，容易发生损伤或碎裂的状况。因此，有必要发展新的封装基板技术，以对应及改善上述的问题。
发明内容
为达成此目的，本发明提供一种封装基板，其包括：一硬性介电材料层；一第一导线层，包含至少一第一金属走线，形成于该硬性介电材料层上；以及一第一柔性介电材料层，形成于该第一导线层上。
在一实施例中，该硬性介电材料层选自环氧树脂铸模化合物、FR-4环氧树脂玻璃纤维、FR-5环氧树脂玻璃纤维、BT树脂及ABF树脂所组成的材料群中的任一种。
在一实施例中，该第一柔性介电材料层选自聚亚酰胺、PEN、液晶塑胶、聚对苯二甲酸乙二酯、或聚四氟乙烯所组成的材料群中的任一种。
在一实施例中，该封装基板进一步包含：一第二柔性介电材料层，形成于该硬性介电材料层下。
在一实施例中，该封装基板进一步包含：一第二导线层，包含至少一第二金属走线，形成于该硬性介电材料层与该第二柔性介电材料层之间。
在一实施例中，该封装基板进一步包含：一导电连接单元，穿过该硬性介电材料层，并连接该第一导线层与该第二导线层。
根据本发明另一实施例提供一种封装基板，其包括：一第一柔性介电材料层；一第一导线层，包含至少一第一金属走线，形成于该第一柔性介电材料层上；一多层介电层，形成于该第一导线层上；一第二导线层，包含至少一第二金属走线，形成于该多层介电层上；以及一第二柔性介电材料层，形成于该第二导线层上；其中，该多层介电层包含：一第一硬性介电材料层、一形成于该第一硬性介电材料层上的第三柔性介电材料层、及一形成于该第三柔性介电材料层上的第二硬性介电材料层。
在一实施例中，该封装基板进一步包含：一导电连接单元，穿过该多层介电层，并连接该第一导线层与该第二导线层。
在一实施例中，该第一及第二硬性介电材料层选自环氧树脂铸模化合物、FR-4环氧树脂玻璃纤维、FR-5环氧树脂玻璃纤维、BT树脂及ABF树脂所组成的材料群中的任一种。
在一实施例中，该第一、第二、及第三柔性介电材料层选自聚亚酰胺、PEN、液晶塑胶、聚对苯二甲酸乙二酯、或聚四氟乙烯所组成的材料群中的任一种。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的封装基板的剖面示意图。
图2为根据本发明第二实施例的封装基板的剖面示意图。
图3为根据第二实施例而以印刷电路板为基本架构的封装基板的剖面示意图。
图4为根据第二实施例而以无核心层载板为基本架构的封装基板的剖面示意图。
图5为根据本发明第三实施例的封装基板的剖面示意图。
附图标记说明：100、200、300-封装基板；110、210-硬性介电材料层；120、220、320-第一导线层；121、122-第一金属走线；130、230、310-第一柔性介电材料层；131-接线开口；140、240、350-第二柔性介电材料层；250、340-第二导线层；260、360-导电连接单元；330-多层介电层；332-第一硬性介电材料层；334-第三柔性介电材料层；336-第二硬性介电材料层。
具体实施方式
为使对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，兹配合图式详细说明本发明的实施例如后。在所有的说明书及图示中，将采用相同的元件编号以指定相同或类似的元件。
在各个实施例的说明中，当一元素被描述是在另一元素之「上方/上」或「下方/下」，指直接地或间接地在该另一元素之上或之下的情况，其可能包含设置于其间的其他元素；所谓的「直接地」指其间并未设置其他中介元素。「上方/上」或「下方/下」等的描述以图式为基准进行说明，但也包含其他可能的方向转变。所谓的「第一」、「第二」、及「第三」用以描述不同的元素，这些元素并不因为此类称谓而受到限制。为了说明上的便利和明确，图式中各元素的厚度或尺寸，以夸张或省略或概略的方式表示，且各元素的尺寸并未完全为其实际的尺寸。
本发明所提出的封装基板技术可应用于铸模内铜连接(C2iM)、印刷电路板(PCB)、无核心层载板等电路板的封装。以下将先描述各种可能的实施例的封装基板结构，之后会再说明如何将这些封装基板结构施加于铸模内铜连接(C2iM)、印刷电路板、及无核心层载板等电路板的封装。
图1为根据本发明第一实施例的封装基板100的剖面示意图。该封装基板100包含：一硬性介电材料层110、一第一导线层120、以及一第一柔性介电材料层130。该硬性介电材料层110用以支持或承载整个封装基板元件，例如，倘若此封装基板的结构建立在铸模内铜连接(C2iM)或无核心层载板的基础上，则该硬性介电材料层110的组成材质可以是环氧树脂铸模化合物(EMC)、BT(Bismaleimide Triazine)树脂、或ABF(Ajinomoto Build-up Film)树脂；而倘若此封装基板的结构建立在印刷电路板的基础上，则该硬性介电材料层110的组成材质可以是FR-4或FR-5环氧树脂玻璃纤维。上述的介电材料都有刚硬易脆的属性，因而可能会造成在封装基板元件制作及组装过程(例如，冲压及贴合)中的损伤、破裂。
该第一导线层120包含至少一第一金属走线121、122，其可借助于微影蚀刻(Photolithography)制程而图案化成该封装基板100的电路布局。例如，先在该硬性介电材料层110上以溅镀(Sputtering coating)或蒸镀(Evaporation)方式形成一金属层(例如，铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)及镍/金(Ni/Au)之组合或合金)，接着涂布一光阻层(未图示)于该金属层上，并以微影蚀刻制程将该光阻层的该等第一金属走线121、122之外的部分去除，使得该光阻层的剩余部分形成该金属层的蚀刻遮罩，则在施以蚀刻(Etching)制程之后，该金属层未被移除的剩余部分即可形成该等第一金属走线121、122。在第1图中，复数个第一金属走线121的宽度不同于复数个第一金属走线122的宽度；但不以此为限，该第一导线层120亦可包含另一种宽度的金属走线。
该第一柔性介电材料层130形成于该第一导线层120上，并且可依据该第一导线层120连接至外部电路的实际需要，而在该第一柔性介电材料层130中开设接线开口131。该第一柔性介电材料层130的组成材质可以是聚亚酰胺(PolyImide，简称PI)、PEN(polyethylene naphthalate)、液晶塑胶(Liquid CrystalPlastic，简称LCP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PolyEthylene Terephthalate，简称PET)、或聚四氟乙烯(PolyTetraFluoroEthylene，简称PTFE)等柔韧性的聚合物材料。由于上述的介电材料都有柔韧弹性的属性，因此可缓冲或减少封装基板元件可能的弯折或撞击，而不致造成上述封装基板元件制作过程中的损伤、破裂。该第一柔性介电材料层130形成于该封装基板100的最上层，并包覆该等第一金属走线121、122，用以保护该封装基板100免于受到来自外部环境或后续制程(例如，焊接)的可能伤害。
在另一实施例中，一第二柔性介电材料层140可进一步形成于该硬性介电材料层110之下，如图1所示，则该第一柔性介电材料层130与该第二柔性介电材料层140一上一下地将该硬性介电材料层110与该第一导线层120包夹于其中，如同三明治一般。该第二柔性介电材料层140的组成材质亦可以是聚亚酰胺(PI)、PEN、液晶塑胶(LCP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、或聚四氟乙烯(PTFE)等柔韧性的聚合物材料，其可选择与该第一柔性介电材料层130相同或不同的材料，本发明对此不加以限制。如此，上下两层的柔性层将可提高该封装基板100的可挠度。
图2为根据本发明第二实施例的封装基板200的剖面示意图。该封装基板200包含：一硬性介电材料层210、一第一导线层220、一第一柔性介电材料层230、一第二柔性介电材料层240、一第二导线层250、以及一导电连接单元260；也就是说，该封装基板200为双导线层的封装基板元件。在本实施例中，该硬性介电材料层210、该第一导线层220、该第一柔性介电材料层230以及该第二柔性介电材料层240的功能与组成材料基本上皆分别同于第一实施例的该硬性介电材料层110、该第一导线层120、该第一柔性介电材料层130以及该第二柔性介电材料层140，其相关描述请参阅上文，在此不再赘述。该第一导线层220包含至少一第一金属走线221、222，且由于制作程序的差异，本实施例的第一导线层220嵌置于该硬性介电材料层210的上表面，而不像第一实施例的第一导线层120完全设置于该硬性介电材料层110之上；但不以此为限，本实施例的第一导线层220亦可以完全设置于该硬性介电材料层110之上。
该第二导线层250包含至少一第二金属走线，其形成于该硬性介电材料层210与该第二柔性介电材料层240之间。该第二导线层250的功能与组成材料基本上类似于该第一导线层220(其相关描述请参阅上文，在此不再赘述)，惟二者的位置分别在该硬性介电材料层210之上与之下，而形成该双层封装基板200的上层与下层电路布局。
倘若该第一导线层220与该第二导线层250之间有电性连接的必要，则其间可增设该导电连接单元260。例如，倘若此封装基板的结构建立在铸模内铜连接(C2iM)的基础上，则该导电连接单元260可以是贯穿该硬性介电材料层210的金属柱状物(例如，铜柱)；而倘若此封装基板的结构系建立在印刷电路板或无核心层载板的基础上，则该导电连接单元260可以是在贯穿该硬性介电材料层210的通道内填满导电材料(例如，铜、铝、锡)的导电通道。
借助于本实施例，该封装基板200可发展出以下的例子。图3为根据本实施例而以印刷电路板为基本架构的封装基板的剖面示意图，其中，该硬性介电材料层210基本上就是一块印刷电路板，其组成材质可以是FR-4或FR-5环氧树脂玻璃纤维。此外，图4为根据本实施例而以无核心层载板为基本架构的封装基板的剖面示意图，其中，该硬性介电材料层210的组成材质可以是环氧树脂铸模化合物、BT树脂、或ABF树脂。
图5为根据本发明第三实施例的封装基板300的剖面示意图。该封装基板300包含：一第一柔性介电材料层310、一第一导线层320、一多层介电层330、一第二导线层340、以及一第二柔性介电材料层350；也就是说，该封装基板300为多导线层的封装基板元件，而本实施例以双导电层的案例。在本实施例中，该第一柔性介电材料层310、该第一导线层320、该第二导线层340、以及该一第二柔性介电材料层350的功能与组成材料基本上皆分别同于第二实施例的该第二柔性介电材料层240、该第二导线层250、该第一导线层220、以及该第一柔性介电材料层230，其相关描述请参阅上文，在此不再赘述。第二实施例的该硬性介电材料层210在本实施例中被该多层介电层330所取代，而该多层介电层330并非完全是由硬性介电材料所组成。在本实施例中，该多层介电层330可包含一第一硬性介电材料层332、一第三柔性介电材料层334、及一第二硬性介电材料层336；就其空间位置而言，该第三柔性介电材料层334形成于该第一硬性介电材料层332上，该第二硬性介电材料层336则形成于该第三柔性介电材料层334上，而形成多层结构的介电材料。该第一硬性介电材料层332及该第二硬性介电材料层336的功能与组成材料基本上皆同于第一实施例的该硬性介电材料层110，该第三柔性介电材料层334的功能与组成材料则基本上同于第一实施例的该第一柔性介电材料层130，其相关描述请参阅上文，在此不再赘述。藉此，上中下三层的柔性层将可更进一步提高该封装基板300的可挠度。
在另一实施例中，倘若该第一导线层320与该第二导线层340之间有电性连接的必要，则其间可增设一导电连接单元360。例如，倘若此封装基板的结构系建立在铸模内铜连接(C2iM)的基础上，则该导电连接单元360可以是贯穿该多层介电层330的金属柱状物(例如，铜柱)；而倘若此封装基板的结构系建立在印刷电路板或无核心层载板的基础上，则该导电连接单元360可以是在贯穿该多层介电层330的通道内填满导电材料(例如，铜、铝、锡)的导电通道。但本发明不以此为限制，该封装基板300可依据电路设计上的实际需要，设置更多的柔性介电材料层或是导线层，以在可达成其电路功能的前提下，同时能保证该封装基板300的可挠度。
以上这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种封装基板，其特征在于，包含：
一硬性介电材料层；
一第一导线层，包含至少一第一金属走线，形成于该硬性介电材料层上；以及
一第一柔性介电材料层，形成于该第一导线层上。
2.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该硬性介电材料层选自环氧树脂铸模化合物、FR-4环氧树脂玻璃纤维、FR-5环氧树脂玻璃纤维、BT(BismaleimideTriazine)树脂及ABF(Ajinomoto Build-up Film)树脂所组成的材料群中的任一种。
3.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，该第一柔性介电材料层选自聚亚酰胺(polyimide)、PEN(polyethylene naphthalate)、液晶塑胶(liquid crystal plastic)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、或聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)所组成的材料群中的任一种。
4.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，进一步包含：
一第二柔性介电材料层，形成于该硬性介电材料层下。
5.如权利要求4所述的封装基板，其特征在于，进一步包含：
一第二导线层，包含至少一第二金属走线，形成于该硬性介电材料层与该第二柔性介电材料层之间。
6.如权利要求5所述的封装基板，其特征在于，进一步包含：
一导电连接单元，穿过该硬性介电材料层，并连接该第一导线层与该第二导线层。
7.一种封装基板，其特征在于，包含：
一第一柔性介电材料层；
一第一导线层，包含至少一第一金属走线，形成于该第一柔性介电材料层上；
一多层介电层，形成于该第一导线层上；
一第二导线层，包含至少一第二金属走线，形成于该多层介电层上；以及
一第二柔性介电材料层，形成于该第二导线层上；
其中，该多层介电层包含：一第一硬性介电材料层、一形成于该第一硬性介电材料层上的第三柔性介电材料层、及一形成于该第三柔性介电材料层上的第二硬性介电材料层。
8.如权利要求7所述的封装基板，其特征在于，进一步包含：
一导电连接单元，穿过该多层介电层，并连接该第一导线层与该第二导线层。
9.如权利要求7所述的封装基板，其特征在于，该第一及第二硬性介电材料层选自环氧树脂铸模化合物、FR-4环氧树脂玻璃纤维、FR-5环氧树脂玻璃纤维、BT树脂及ABF树脂所组成的材料群中的任一种。
10.如权利要求7所述的封装基板，其特征在于，该第一、第二、及第三柔性介电材料层选自聚亚酰胺、PEN、液晶塑胶、聚对苯二甲酸乙二酯、或聚四氟乙烯所组成的材料群中的任一种。
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