CN116669278A - 电路板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电路板结构，包括介电基板、至少一嵌入块、至少一电子元件、至少一第一增层线路层、至少一第二增层线路层、至少一导电通孔以及微细重布线路层。嵌入块固定于介电基板的穿槽内。电子元件配置于嵌入块的开孔内。第一增层线路层配置于介电基板的顶表面上且电性连接电子元件。第二增层线路层配置于介电基板的底表面上且覆盖嵌入块。导电通孔配置于嵌入块的穿孔内，并电性连接第一增层线路层与第二增层线路层。微细重布线路层配置于第一增层线路层上且电性连接至第一增层线路层。本发明的电路板结构，其可以内埋电子元件，以提升模块密度及降低信号损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路板结构，尤其涉及一种具有嵌入块的电路板结构。
背景技术
目前，内埋有电子元件的电路板通常无法有效地将电子元件所产生的热排除，因而导致有散热不佳的问题。虽然将电路板的核心层改为金属材料可以改善上述散热不佳的问题，但却会因为核心层的散热效果太好，而导致有组装不易的问题。举例来说，非内埋式的电子元件或芯片封装结构通常可通过焊球来接合至电路板上，然而核心层为金属材料的电路板却会因为电路板的散热效果太好而导致焊锡不易附着在电路板上，因而无法形成焊球，进而无法顺利地将非内埋式的电子元件或芯片封装结构接合至电路板。
发明内容
本发明是针对一种电路板结构，其可以内埋电子元件，以提升模块密度及降低信号损耗。
根据本发明的实施例，电路板结构包括介电基板、至少一嵌入块、至少一电子元件、至少一第一增层线路层、至少一第二增层线路层、至少一导电通孔以及微细重布线路层。介电基板具有彼此相对的顶表面与底表面以及贯穿介电基板且连接顶表面与底表面的至少一穿槽。嵌入块固定于穿槽内，且具有彼此相对的上表面与下表面、至少一开孔以及贯穿嵌入块且连接上表面与下表面的至少一穿孔。电子元件配置于嵌入块的开孔内。第一增层线路层配置于介电基板的顶表面上且覆盖嵌入块。第一增层线路层与电子元件电性连接。第二增层线路层配置于介电基板的底表面上且覆盖嵌入块。导电通孔配置于嵌入块的穿孔内，并电性连接第一增层线路层与第二增层线路层。微细重布线路层配置于第一增层线路层上且电性连接至第一增层线路层。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的第一增层线路层包括至少一连接垫，而微细重布线路层包括至少一连接件。连接件连接连接垫，而使微细重布线路层电性连接至第一增层线路层。连接件包括至少一凸块或至少一金属柱。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的电路板结构还包括第一无电镀金属层以及第二无电镀金属层。第一无电镀金属层配置于连接垫上且包覆连接垫。第二无电镀金属层配置于连接件上且包覆盖连接件。第一无电镀金属层直接接触第二无电镀金属层。第一无电镀金属层与第二无电镀金属层位于连接垫与连接件之间。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的电路板结构还包括底胶，配置于微细重布线路层与第一增层线路层之间，且覆盖第一无电镀金属层与第二无电镀金属层。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的微细重布线路层最小的线宽/线距小于1微米。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的微细重布线路层包括多个重布线路、多个导电孔、多个介电层以及多个接垫。重布线路与介电层交替堆叠，且导电孔电性连接相邻两重布线路。接垫通过导电孔与重布线路电性连接。介电层中的至少一层为光敏介电层。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的电路板结构还包括防焊层，配置于微细重布线路层，且暴露出部分接垫。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的电路板结构还包括热界面材料层。嵌入块的至少一开孔为至少一盲孔。热界面材料层配置于盲孔内，且位于电子元件与盲孔的底部之间。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的电路板结构还包括介电材料，填充于穿孔与盲孔内，且覆盖位于穿孔内的导电通孔以及位于盲孔内的电子元件。
在根据本发明的实施例的电路板结构中，上述的电路板结构还包括介电材料。嵌入块的至少一开孔为至少一通孔。介电材料填充于穿孔与通孔内，且覆盖位于穿孔内的导电通孔以及位于通孔内的电子元件。
基于上述，在本发明的电路板结构中，嵌入块是固定于介电基板的穿槽内，而电子元件是配置于嵌入块的开孔内，意即将电子元件内埋于介电基板内，而微细重布线路层配置于第一增层线路层上且电性连接至第一增层线路层。因此，可使本发明的电路板结构具有较小的尺寸与厚度，且可提升模块密度。此外，导电通孔是配置于嵌入块的穿孔内，并电性连接第一增层线路层与第二增层线路层，因而可保护导电通孔的信号不被噪声干扰，进而可以降低信号的耗损。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的一种电路板结构的剖面示意图；
图2是依照本发明的一实施例的一种电路板结构的剖面示意图。
附图标记说明
100a、100b:电路板结构；
110:介电基板；
110a:顶表面；
110b:底表面；
112:穿槽；
114:通孔；
116:导电通孔；
118:介电材料层；
120:嵌入块；
120a:上表面；
120b:下表面；
121、122、125、126:开孔；
123、124:穿孔；
130、131、132、133:电子元件；
130a:主动表面；
130b:背表面；
130c:接垫；
135:导电端子；
140:第一增层线路层；
141:介电层；
143:线路层；
145:导通孔；
147:连接垫；
150:第二增层线路层；
151:介电层；
153:线路层；
154:外部接垫；
155:导通孔；
160、161:导电通孔；
170:介电材料；
180、181:防焊层；
185:底胶；
190:微细重布线路层；
191:介电层；
193:重布线路；
195:导电孔；
197:连接件；
199:接垫；
B1、B2:底部；
E1:第一无电镀金属层；
E2:第二无电镀金属层；
G1、G2、G3:间隙；
T:热介面材料层。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是依照本发明的一实施例的一种电路板结构的剖面示意图。请参考图1，在本实施例中，电路板结构100a包括介电基板110、至少一嵌入块120、至少一电子元件130、131、至少一第一增层线路层140、至少一第二增层线路层150、至少一导电通孔160、161以及微细重布线路层190。介电基板110具有彼此相对的顶表面110a与底表面110b以及贯穿介电基板110且连接顶表面110a与底表面110b的至少一穿槽112。嵌入块120于穿槽112内，且具有彼此相对的上表面120a与下表面120b、至少一开孔121、122以及贯穿嵌入块120且连接上表面120a与下表面120b的至少一穿孔123、124。电子元件130、131配置于嵌入块120的开孔121、122内。第一增层线路层140配置于介电基板110的顶表面110a上且覆盖嵌入块120，其中第一增层线路层140与电子元件130、131电性连接。第二增层线路层150配置于介电基板110的底表面110b上且覆盖嵌入块120。导电通孔160、161配置于嵌入块120的穿孔123、124内，并电性连接第一增层线路层140与第二增层线路层150。微细重布线路层190配置于第一增层线路层140上且电性连接至第一增层线路层140。
详细来说，在本实施例中，介电基板110还包括通孔114、导电通孔116以及介电材料层118。穿槽112与通孔114分别贯穿介电基板110，其中穿槽112的口径大与通孔114的口径。穿槽112与通孔114可连接介电基板110的顶表面110a与底表面110b。导电通孔116可设置于通孔114内。介电材料层118可设置通孔114内，以填充导电通孔116与介电基板110之间的间隙。于一实施例中，介电基板110的材料可包括具阻燃自熄性(FR-4)的环氧玻纤布(Epoxy Glass Cloth)或BT树脂(Bismaleimide Triazine Resin)，但不以此为限。
嵌入块120是固定于穿槽112内，其中嵌入块120的上表面120a可大致上与介电基板110的顶表面110a齐平，且嵌入块120的下表面120b可大致上与介电基板110的底表面110b齐平，但不以此为限。于一实施例中，嵌入块120可以由导电材料制成，因而可使电子元件130、131所产生的热可以通过嵌入块120而传递，进而可提升整体的散热效果。所述导电材料可包括金属(例如铜)、合金或混合有非金属材料的金属。于一实施例中，嵌入块120可以由非金属材料，例如是钻石(diamond)或石墨烯(graphene)制成，但不以此为限。于一实施例中，嵌入块120可以由非导电材料制成，其中所述非导电材料可包括玻璃、陶瓷或其他有机材料，但不以此为限。
电子元件130、131是配置于嵌入块120的开孔121、122内，此处，嵌入块120的开孔121、122具体化为具有底部B1、B2的盲孔。意即，开孔121、122没有贯穿嵌入块120。电子元件130、131与嵌入块120之间具有间隙G1。电子元件130、131可以为主动元件和/或被动元件。所述主动元件可例如是裸晶(bare die)或封装模块，且所述被动元件例如是电容、电感或电阻，但不以此为限。于一实施例中，电子元件130例如是主动元件且设置于开孔121内，而电子元件131例如是被动元件且设置于开孔122内。电子元件130具有主动表面130a、与主动表面130a相对的背表面130b、以及设置于主动表面130a的接垫130c。主动表面130a可大致上与嵌入块120的上表面120a齐平，但不以此为限。
在本实施例中，电路板结构100a还可包括热界面材料层T。热界面材料层T配置于开孔121、122(即盲孔)内，且位于电子元件130、131与开孔121、122(即盲孔)的底部B1、B2之间，可填补电子元件130、131与开孔121、122(即盲孔)的底部B1、B2之间的空隙，以增进热传递效率并降低界面热阻。此处，热界面材料层T例如是具有导电材质(如：导电粒子)的导热胶、导热膏、导热胶膜或导热胶带，但不以此为限。
第一增层线路层140可包括至少一介电层141、至少一线路层143、至少一导通孔145以及至少一连接垫147。介电层141与线路层143依序堆叠于介电基板110的顶表面110a上与嵌入块120上。连接垫147配置于远离介电基板110的介电层141上。导通孔145贯穿介电层141，且电性连接相邻两层的线路层143、电性连接线路层143与导电通孔116、电性连接线路层143与导电通孔160、161以及电性连接线路层143与电子元件130、131。于此，虽然第一增层线路层140中的介电层141是以三层为例，且线路层143是以两层为例，但本发明并不对介电层141与线路层143的层数加以限制。也就是说，于一实施例中，介电层141的层数也可以为一层、两层或四层以上，而线路层143的层数也可以为一层或三层以上。
第二增层线路层150可包括至少一介电层151、至少一线路层153、至少一外部接垫154以及至少一导通孔155。介电层151与线路层153依序堆叠于介电基板110的底表面110b上与嵌入块120上。外部接垫154设置于远离介电基板110的介电层151上。导通孔155贯穿介电层151，且电性连接相邻两层的线路层153、电性连接外部接垫154与线路层153、电性连接线路层153与导电通孔116以及电性连接线路层153与导电通孔160、161。于此，虽然第二增层线路层150中的介电层151是以三层为例，且线路层153是以二层为例，但本发明并不对介电层151与线路层153的层数加以限制。也就是说，于一实施例中，介电层151的层数也可以为一层、两层或四层以上，而线路层153的层数也可以为一层或三层以上。
导电通孔160、161可分别设置于嵌入块120的穿孔123、124内，其中导电通孔160、161与嵌入块120之间具有间隙G3。导电通孔160、161可接触导通孔145与导通孔155，以使导电通孔160、161可电性连接第一增层线路层140与第二增层线路层150。于一本实施例中，导电通孔160、161的周围可以被含有导电材料的嵌入块120环绕，因而可以保护导电通孔160、161的信号不被噪声干扰，进而可以降低信号的耗损并使得信号的完整性较佳。此处，导电通孔160、161的材质例如是铜，但不以此为限。
在本实施例中，介电材料170可填充于穿孔123、124与开孔121、122(即盲孔)内，且覆盖位于穿孔123、124内的导电通孔160、161以及位于开孔121、122(即盲孔)内的电子元件130、131。介电材料170可设置于电子元件130、131与嵌入块120之间的间隙G1内，以及导电通孔160、161与嵌入块120之间的间隙G3内。当嵌入块120含有导电材料时，介电材料170的设置可避免导电通孔160、161与嵌入块120之间发生短路(short circuit)。此处，介电材料可包括预浸料(prepreg)或凝胶，但不以此为限。于一实施例中，导电通孔160、161、含有导电材料的嵌入块120以及介电材料170可形成同轴穿孔(coaxial via)。
请再参考图1，本实施例的微细重布线路层190包括多个介电层191、多个重布线路193、多个导电孔195、至少一连接件197以及多个接垫199。重布线路193与介电层191交替堆叠，且导电孔195电性连接相邻两重布线路193。连接件197可连接连接垫147，而使微细重布线路层190电性连接至第一增层线路层140。此处，连接件197例如是至少一凸块或至少一金属柱。接垫199通过导电孔195与重布线路193电性连接。介电层191中的至少一层为光敏介电层。意即，图1中的三层介电层191可以都是光敏介电层；或者是，一部分为光敏介电层，而另一部分为非光敏介电层于一实施例中，微细重布线路层190的线宽/线距可例如是小于8微米。于一实施例中，微细重布线路层190最小的线宽/线距可小于1微米。
在本实施例中，电路板结构100a还包括第一无电镀金属层E1以及第二无电镀金属层E2。第一无电镀金属层E1配置于连接垫147上且包覆连接垫147。第二无电镀金属层E2配置于连接件197上且包覆盖连接件197。第一无电镀金属层E1直接接触第二无电镀金属层E2，其中第一无电镀金属层E1与第二无电镀金属层E2位于连接垫147与连接件197之间，可提高微细重布线路层190与第一增层线路层150之间的接合力。第一无电镀金属层E1与第二无电镀金属层E2可例如是无电镀铜层或无电镀合金，但不以此为限。
再者，电路板结构100a还包括底胶185，配置于微细重布线路层190与第一增层线路层140之间，且覆盖第一无电镀金属层E1与第二无电镀金属层E2，用以保护连接垫147、连接件197、第一无电镀金属层E1以及第二无电镀金属层E2。此外，电路板结构100a还可包括防焊层180、防焊层181、电子元件132以及电子元件133。其中，防焊层180配置于微细重布线路层190，且暴露出部分接垫199。防焊层181设置于第二增层线路层150上，且覆盖介电层151并暴露出外部接垫154。电子元件132与电子元件133可分别设置于微细重布线路层190上。电子元件132可直接接触且电性连接由防焊层180所暴露出的接垫199。电子元件133可通过导电端子135电性连接至由防焊层180暴露出的接垫199。
借由将电子元件130、131内埋于介电基板110内，且微细重布线路层190配置且电性连接至第一增层线路层140上，除了可以提升电路板结构100a的模块密度，还可缩小电路板结构100a整体的尺寸(例如体积、面积)。此外，相较于以水平的方式配置以及以水平的方式信号传输的多个电子元件，内埋的电子元件130、131可与非内埋的电子元件132、133以垂直的方式进行信号传输，以缩短信号传输的距离并提升电气效应。再者，若嵌入块120是由导电材料制成时，内埋的电子元件130、131所产生的热则可以通过嵌入块120而传递，进而可以提升整体的散热效果。此外，借由将导电通孔160、161设置于嵌入块120的穿孔123、124内，可以使得导电通孔160、161的周围可以被含有导电材料的嵌入块120环绕，因而可以保护导电通孔160、161的信号不被噪声干扰，进而可以降低信号的耗损并使得信号的完整性较佳。
以下将列举其他实施例以作为说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图2是依照本发明的一实施例的一种电路板结构的剖面示意图。请同时参照图1与图2，本实施例的电路板结构100b与图1中的电路板结构100a相似，惟二者主要差异之处在于：在本实施例中，嵌入块120的至少一开孔125、126具体化为至少一通孔，意即开孔125、126贯穿嵌入块120。介电材料170填充于穿孔123、124与开孔125、126(即通孔)内，且覆盖位于穿孔123、124内的导电通孔160、161以及位于开孔125、126(即通孔)内的电子元件130、131。
综上所述，在本发明的电路板结构中，嵌入块是固定于介电基板的穿槽内，而电子元件是配置于嵌入块的开孔内，意即将电子元件内埋于介电基板内，而微细重布线路层配置于第一增层线路层上且电性连接至第一增层线路层。因此，可使本发明的电路板结构具有较小的尺寸与厚度，且可提升模块密度。此外，导电通孔是配置于嵌入块的穿孔内，并电性连接第一增层线路层与第二增层线路层，因而可保护导电通孔的信号不被噪声干扰，进而可以降低信号的耗损，以提高信号的完整性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电路板结构，其特征在于，包括：
介电基板，具有彼此相对的顶表面与底表面以及贯穿所述介电基板且连接所述顶表面与所述底表面的至少一穿槽；
至少一嵌入块，固定于所述至少一穿槽内，所述至少一嵌入块具有彼此相对的上表面与下表面、至少一开孔以及贯穿所述至少一嵌入块且连接所述上表面与所述下表面的至少一穿孔；
至少一电子元件，配置于所述至少一嵌入块的所述至少一开孔内；
至少一第一增层线路层，配置于所述介电基板的所述顶表面上，且覆盖所述至少一嵌入块，其中所述至少一第一增层线路层与所述至少一电子元件电性连接；
至少一第二增层线路层，配置于所述介电基板的所述底表面上，且覆盖所述至少一嵌入块；
至少一导电通孔，配置于所述至少一嵌入块的所述至少一穿孔内，并电性连接所述至少一第一增层线路层与所述至少一第二增层线路层；以及
微细重布线路层，配置于所述至少一第一增层线路层上且电性连接至所述至少一第一增层线路层。
2.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于，所述至少一第一增层线路层包括至少一连接垫，而所述微细重布线路层包括至少一连接件，所述至少一连接件连接所述至少一连接垫，而使所述微细重布线路层电性连接至所述至少一第一增层线路层，所述至少一连接件包括至少一凸块或至少一金属柱。
3.根据权利要求2所述的电路板结构，其特征在于，还包括：
第一无电镀金属层，配置于所述至少一连接垫上，且包覆所述至少一连接垫；以及
第二无电镀金属层，配置于所述至少一连接件上，且包覆盖至少一连接件，其中所述第一无电镀金属层直接接触所述第二无电镀金属层，且所述第一无电镀金属层与所述第二无电镀金属层位于所述至少一连接垫与所述至少一连接件之间。
4.根据权利要求3所述的电路板结构，其特征在于，还包括：
底胶，配置于所述微细重布线路层与所述至少一第一增层线路层之间，且覆盖所述第一无电镀金属层与所述第二无电镀金属层。
5.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于，所述微细重布线路层的最小线宽/线距小于1微米。
6.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于，所述微细重布线路层包括多个重布线路、多个导电孔、多个介电层以及多个接垫，所述多个重布线路与所述多个介电层交替堆叠，且所述多个导电孔电性连接相邻两所述多个重布线路，所述多个接垫通过所述多个导电孔与所述多个重布线路电性连接，而所述多个介电层中的至少一层为光敏介电层。
7.根据权利要求6所述的电路板结构，其特征在于，还包括：
防焊层，配置于所述微细重布线路层，且暴露出部分所述多个接垫。
8.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于，还包括：
热界面材料层，所述至少一嵌入块的所述至少一开孔为至少一盲孔，而所述热界面材料层配置于所述至少一盲孔内，且位于所述至少一电子元件与所述至少一盲孔的底部之间。
9.根据权利要求8所述的电路板结构，其特征在于，还包括：
介电材料，填充于所述至少一穿孔与所述至少一盲孔内，且覆盖位于所述至少一穿孔内的所述至少一导电通孔以及位于所述至少一盲孔内的所述至少一电子元件。
10.根据权利要求1所述的电路板结构，其特征在于，还包括：
介电材料，所述至少一嵌入块的所述至少一开孔为至少一通孔，所述介电材料填充于所述至少一穿孔与所述至少一通孔内，且覆盖位于所述至少一穿孔内的所述至少一导电通孔以及位于所述至少一通孔内的所述至少一电子元件。
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