TW201436684A - 嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法 - Google Patents

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Chih-Jung Chen
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Abstract

一種嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法，該線路板結構係包括基板、第一介電層、電子元件、第二介電層、複數導電盲孔與第二線路層；該基板之至少一表面上形成有第一線路層，該第一介電層則形成於該基板之該表面上，且具有複數外露該第一線路層之介電層開口，供該電子元件設於該介電層開口中，並藉由金屬接合物電性連接該第一線路層，該第二介電層則形成於該第一介電層與電子元件上，且具有複數用以外露該電子元件之介電層盲孔，供該導電盲孔形成於該介電層盲孔中，該第二線路層係形成於該第二介電層上，且藉由該導電盲孔電性連接該電子元件。本發明可有效增進線路板的設計靈活度。

Description

嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法
　　本發明係有關於一種線路板結構及其製法，尤指一種嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法。
　　隨著半導體封裝技術的演進，除傳統打線式(wire bonding)及覆晶(flip chip)之半導體封裝技術外，目前半導體裝置(semiconductor device)已開發出不同的封裝型態，例如直接在一封裝基板(package substrate) 中嵌埋並電性整合一電子元件，此種封裝件能縮減整體線路板結構之體積並提昇電性功能，遂成為一種封裝的趨勢。
　　第1A至1G圖所示者，係習知之嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法的剖視圖。
　　如第1A圖所示，提供一具有相對之第一表面10a與第二表面10b、及貫穿該第一表面10a與第二表面10b之開口100的基板10。
　　如第1B圖所示，於該第二表面10b上設置封蓋該開口100一端的黏著片11。
　　如第1C圖所示，於該第一表面10a上設置定位框體12，以定位該基板10。
　　如第1D圖所示，於該黏著片11上與該開口100中設置電子元件13，該電子元件13係具有相對之第一作用面13a與第二作用面13b，該第一作用面13a與第二作用面13b上分別設有第一電極墊131a與第二電極墊131b，並使該第一作用面13a及其上的第一電極墊131a外露於該第一表面10a。
　　如第1E圖所示，移除該黏著片11與定位框體12，並於該第一表面10a與第二表面10b上分別依序壓合第一介電層14a、第一金屬層15a與第二介電層14b、第二金屬層15b。
　　如第1F圖所示，於該第一介電層14a與第二介電層14b中分別形成第一導電盲孔141a與第二導電盲孔141b，並圖案化該第一金屬層15a與第二金屬層15b，以分別形成第一線路層151a與第二線路層151b。
　　如第1G圖所示，於該第一介電層14a與第二介電層14b上分別形成第一增層結構16a與第二增層結構16b。
　　惟，習知之嵌埋有電子元件的線路板結構僅能嵌埋單層之電子元件，且線路層之總層數為偶數，對多元功能性之電子產品的設計產生限制，且不易達到現今電子產品之輕、薄、短、小之需求，故通常僅能應用於低階（low end）產品上。
　　因此，如何避免上述習知技術中之種種問題，實已成為目前亟欲解決的課題。
　　有鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種嵌埋有電子元件的線路板結構，係包括：基板，其至少一表面上形成有第一線路層；第一介電層，係形成於該基板之該表面上，且具有複數外露該第一線路層之介電層開口；複數電子元件，係設於該等介電層開口中，且藉由金屬接合物電性連接該第一線路層，部分該等電子元件係直立地設於該介電層開口中，其餘該等電子元件係平放地設於該介電層開口中；第二介電層，係形成於該第一介電層與電子元件上，且具有複數外露該電子元件之介電層盲孔，對應外露該直立之電子元件之介電層盲孔的深度係小於對應外露該平放之電子元件之介電層盲孔的深度；複數導電盲孔，係形成於該介電層盲孔中，對應該直立之電子元件之導電盲孔的深度係小於對應該平放之電子元件之導電盲孔的深度；以及第二線路層，係形成於該第二介電層上，藉由該導電盲孔使該第二線路層電性連接該電子元件。
　　本發明復提供一種嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，係包括：於基板之至少一表面上形成第一介電層，該基板表面具有第一線路層，該第一介電層具有複數外露該第一線路層之介電層開口；將複數電子元件設置於該等介電層開口中，並令該等電子元件係藉由金屬接合物電性連接該第一線路層，部分該等電子元件係直立地設置於該介電層開口中，其餘該等電子元件係平放地設置於該介電層開口中；以及於該第一介電層與電子元件上依序形成第二介電層、第二線路層及形成於該第二介電層中之複數導電盲孔，該第二線路層係藉由該導電盲孔電性連接該電子元件，對應該直立之電子元件之導電盲孔的深度係小於對應該平放之電子元件之導電盲孔的深度。
　　由上可知，因為本發明係可將複數各式各樣之電子元件個別垂直與水平方向地埋設在線路板中，且該等電子元件可彼此堆疊，所以本發明能夠達成並聯與串聯該等電子元件之效果，進而增進線路板的設計靈活度，滿足高複雜度、強功能性與客製化外形之產品的設計需求。
10、2、3．．．基板
10a．．．第一表面
10b．．．第二表面
100．．．開口
11．．．黏著片
12．．．定位框體
13、24、36．．．電子元件
13a．．．第一作用面
13b．．．第二作用面
131a．．．第一電極墊
131b．．．第二電極墊
14a、22、34．．．第一介電層
14b、25、37．．．第二介電層
141a．．．第一導電盲孔
141b．．．第二導電盲孔
15a．．．第一金屬層
15b．．．第二金屬層
151a、21、33．．．第一線路層
151b、261、381．．．第二線路層
16a．．．第一增層結構
16b．．．第二增層結構
20、30．．．核心承載板
201．．．導電通孔
220、340．．．介電層開口
23、35．．．金屬接合物
26、38．．．金屬層
251、371．．．導電盲孔
300．．．開口
31．．．內埋電子元件
32．．．核心介電層
　　第1A至1G圖所示者係習知之嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法的剖視圖；
　　第2A至2G圖所示者係本發明之嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法之第一實施例的剖視圖，其中，第2G’圖係為第2G圖之另一實施態樣；以及
　　第3A至3G圖所示者係本發明之嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法之第二實施例的剖視圖，其中，第3G’圖係為第3G圖之另一實施態樣。
　　以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
　　須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「內埋」、「中」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。
第一實施例
　　第2A至2G圖所示者，係本發明之嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法之第一實施例的剖視圖，其中，第2G’圖係為第2G圖之另一實施態樣。
　　如第2A圖所示，提供一基板2，其係包括：核心承載板20；複數導電通孔201，係貫穿該核心承載板20之兩表面；以及第一線路層21，係形成於該核心承載板20之相對兩表面上，且電性連接該導電通孔201。
　　如第2B圖所示，於該基板2之相對兩表面上形成第一介電層22，該第一介電層22之材質可為預浸材 （prepreg）。
　　如第2C圖所示，藉由雷射燒灼方式移除部分該第一介電層22，以形成複數外露該第一線路層21之介電層開口220。
　　如第2D圖所示，藉由網印方式於外露之該第一線路層21上形成金屬接合物23，該金屬接合物23之材質可為銅膏、銀膏或導電金屬黏性物。
　　如第2E圖所示，於該等介電層開口220中設置複數電子元件24，並令該等電子元件24藉由該金屬接合物23電性連接該第一線路層21，且以並聯或串聯方式電性連接該第一線路層21，部分該等電子元件24係直立地設置於該介電層開口220中，其餘該等電子元件24係平放地設置於該介電層開口220中，且各該介電層開口220之長度與寬度係對應其所容置的電子元件24。於本實施例中，該電子元件24之數量為複數，但不以此為限。於本實施例中，該電子元件24可為電容，且該電容可為積層陶瓷電容器（Multi-layer Ceramic Capacitor，簡稱MLCC），但不以此為限。
　　如第2F圖所示，於該第一介電層22與電子元件24上依序形成第二介電層25與金屬層26。
　　如第2G圖所示，於該第二介電層25中形成複數導電盲孔251，並圖案化該金屬層26，以形成第二線路層261，該第二線路層261係藉由該第二介電層25中的導電盲孔251電性連接該電子元件24，對應該直立之電子元件24之導電盲孔251的深度係小於對應該平放之電子元件24之導電盲孔251的深度，至此即完成本發明之嵌埋有電子元件的線路板結構。
　　或者，如第2G’圖所示，僅於該基板2之一側形成該金屬接合物23與設置該電子元件24，惟此係所屬技術領域中具有通常知識者依本說明書而能理解者，故不在此贅述。
第二實施例
　　第3A至3G圖所示者，係本發明之嵌埋有電子元件的線路板結構及其製法之第二實施例的剖視圖，其中，第3G’圖係為第3G圖之另一實施態樣。
　　如第3A圖所示，提供一基板3，其係包括：核心承載板30，係具有貫穿其相對兩表面之開口300；內埋電子元件31，係設於該開口300中；核心介電層32，係形成於該核心承載板30之該兩表面與內埋電子元件31上；以及第一線路層33，係形成於該核心介電層32上，且電性連接該內埋電子元件31。於本實施例中，該內埋電子元件31可為電容，且該電容可為積層陶瓷電容器（Multi-layer Ceramic Capacitor，簡稱MLCC），但不以此為限。
　　如第3B圖所示，於該基板3之相對兩表面上形成第一介電層34，該第一介電層34之材質可為預浸材 （prepreg）。
　　如第3C圖所示，藉由雷射燒灼方式移除部分該第一介電層34，以形成複數外露該第一線路層33之介電層開口340。
　　如第3D圖所示，藉由網印方式於外露之該第一線路層33上形成金屬接合物35，該金屬接合物35之材質可為銅膏、銀膏或導電金屬黏性物。
　　如第3E圖所示，於該等介電層開口340中設置複數電子元件36，並令該等電子元件36藉由該金屬接合物35電性連接該第一線路層33，且以並聯或串聯方式電性連接該第一線路層33，部分該等電子元件36係直立地設置於該介電層開口340中，其餘該等電子元件36係平放地設置於該介電層開口340中，且各該介電層開口340之長度與寬度係對應其所容置的電子元件36。於本實施例中，該電子元件36之數量為複數，但不以此為限。於本實施例中，該電子元件36可為電容，且該電容可為積層陶瓷電容器（Multi-layer Ceramic Capacitor，簡稱MLCC），但不以此為限。
　　如第3F圖所示，於該第一介電層34與電子元件36上依序形成第二介電層37與金屬層38。
　　如第3G圖所示，於該第二介電層37中形成複數導電盲孔371，並圖案化該金屬層38，以形成第二線路層381，該第二線路層381係藉由該第二介電層37中的導電盲孔371電性連接該電子元件36，至此即完成本發明之嵌埋有電子元件的線路板結構。
　　或者，如第3G’圖所示，僅於該基板3之一側形成該金屬接合物35與設置該電子元件36，惟此係所屬技術領域中具有通常知識者依本說明書而能理解者，故不在此贅述。
　　本發明復提供一種嵌埋有電子元件的線路板結構，係包括：基板2,3，其至少一表面上形成有第一線路層21,33；第一介電層22,34，係形成於該基板2,3之該表面上，且具有複數外露該第一線路層21,33之介電層開口220,340；複數電子元件24,36，係設於該等介電層開口220,340中，且藉由金屬接合物23,35電性連接該第一線路層21,33，部分該等電子元件24,36係直立地設於該介電層開口220,340中，其餘該等電子元件24,36係平放地設於該介電層開口220,340中；第二介電層25,37，係形成於該第一介電層22,34與電子元件24,36上，且具有複數外露該電子元件24,36之介電層盲孔，對應外露該直立之電子元件24,36之介電層盲孔的深度係小於對應外露該平放之電子元件24,36之介電層盲孔的深度；複數導電盲孔251,371，係形成於該介電層盲孔中，對應該直立之電子元件24,36之導電盲孔251,371的深度係小於對應該平放之電子元件24,36之導電盲孔251,371的深度；以及第二線路層261,381，係形成於該第二介電層25,37上，藉由該導電盲孔251,371使該第二線路層261,381電性連接該電子元件24,36。
　　於本發明之嵌埋有電子元件的線路板結構中，該基板2可包括：核心承載板20；複數導電通孔201，係貫穿該核心承載板20之相對兩表面；以及該第一線路層21，係形成於該核心承載板20之至少一表面上，且電性連接該導電通孔201。或者，該基板3可包括：核心承載板30，係具有貫穿其相對兩表面之開口300；內埋電子元件31，係設於該開口300中；核心介電層32，係形成於該核心承載板30之該兩表面與內埋電子元件31上；以及該第一線路層33，係形成於該核心介電層32上，且電性連接該內埋電子元件31。
　　依前所述之嵌埋有電子元件的線路板結構，該電子元件24,36係以並聯或串聯方式電性連接該第一線路層21,33，該電子元件24,36係為電阻、電容、電感或晶片，且該金屬接合物23,35係為銅膏、銀膏或導電金屬黏性物，各該介電層開口220,340之長度與寬度係對應其所容置的電子元件24,36。
　　綜上所述，相較於習知技術，由於本發明係可將複數各式各樣之電子元件個別垂直與水平方向地埋設在線路板中，且該等電子元件可彼此堆疊，故本發明能夠達成並聯與串聯該等電子元件之效果，進而增進線路板的設計靈活度，滿足高複雜度、強功能性與客製化外形之產品的設計需求。
　　上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
20．．．核心承載板
201．．．導電通孔
21．．．第一線路層
22．．．第一介電層
220．．．介電層開口
23．．．金屬接合物
24．．．電子元件
25．．．第二介電層
251．．．導電盲孔
261．．．第二線路層

Claims (14)

  1. 一種嵌埋有電子元件的線路板結構，係包括：
    　　基板，其至少一表面上形成有第一線路層；
    　　第一介電層，係形成於該基板之該表面上，且具有複數外露該第一線路層之介電層開口；
    　　複數電子元件，係設於該等介電層開口中，且藉由金屬接合物電性連接該第一線路層，部分該等電子元件係直立地設於該介電層開口中，其餘該等電子元件係平放地設於該介電層開口中；
    　　第二介電層，係形成於該第一介電層與電子元件上，且具有複數外露該電子元件之介電層盲孔，對應外露該直立之電子元件之介電層盲孔的深度係小於對應外露該平放之電子元件之介電層盲孔的深度；
    　　複數導電盲孔，係形成於該介電層盲孔中，對應該直立之電子元件之導電盲孔的深度係小於對應該平放之電子元件之導電盲孔的深度；以及
    　　第二線路層，係形成於該第二介電層上，藉由該導電盲孔使該第二線路層電性連接該電子元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構，其中，該基板係包括：
    　　核心承載板；
    　　複數導電通孔，係貫穿該核心承載板之相對兩表面；以及
    　　該第一線路層，係形成於該核心承載板之至少一表面上，且電性連接該導電通孔。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構，其中，該基板係包括：
    　　核心承載板，係具有貫穿其相對兩表面之開口；
    　　內埋電子元件，係設於該開口中；
    　　核心介電層，係形成於該核心承載板之該兩表面與內埋電子元件上；以及
    　　該第一線路層，係形成於該核心介電層上，且電性連接該內埋電子元件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構，其中，該電子元件係以並聯或串聯方式電性連接該第一線路層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構，其中，該電子元件係為電阻、電容、電感或晶片。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件的線路板 結構 ，其中，該金屬接合物係為銅膏、銀膏或導電金屬黏性物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構，其中，各該介電層開口之長度與寬度係對應其所容置的電子元件。
  8. 一種嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，係包括：
    　　於基板之至少一表面上形成第一介電層，該基板表面具有第一線路層，該第一介電層具有複數外露該第一線路層之介電層開口；
    　　將複數電子元件設置於該等介電層開口中，並令該等電子元件係藉由金屬接合物電性連接該第一線路層，部分該等電子元件係直立地設置於該介電層開口中，其餘該等電子元件係平放地設置於該介電層開口中；以及
    　　於該第一介電層與電子元件上依序形成第二介電層、第二線路層及形成於該第二介電層中之複數導電盲孔，該第二線路層係藉由該導電盲孔電性連接該電子元件，對應該直立之電子元件之導電盲孔的深度係小於對應該平放之電子元件之導電盲孔的深度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，其中，該基板係包括：
    　　核心承載板；
    　　複數導電通孔，係貫穿該核心承載板之相對兩表面；以及
    　　該第一線路層，係形成於該核心承載板之至少一表面上，且電性連接該導電通孔。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，其中，該基板係包括：
    　　核心承載板，係具有貫穿其相對兩表面之開口；
    　　內埋電子元件，係設於該開口中；
    　　核心介電層，係形成於該核心承載板之該兩表面與內埋電子元件上；以及
    　　該第一線路層，係形成於該核心介電層上，且電性連接該內埋電子元件。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，其中，該電子元件係以並聯或串聯方式電性連接該第一線路層。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，其中，該電子元件係為電阻、電容、電感或晶片。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，其中，該金屬接合物係為銅膏、銀膏或導電金屬黏性物。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之嵌埋有電子元件的線路板結構之製法，其中，各該介電層開口之長度與寬度係對應其所容置的電子元件。
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