TW201542053A - 嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法 - Google Patents

Abstract

一種嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，包含提供具有第一區域和第二區域的線路板，其中第一區域和第二區域設置有電極圖案，形成第一開口於第一區域，形成第二開口於第二區域，將第一電子元件和第二電子元件分別置放於第一開口和第二開口，其中第一區域內的金屬柱露出於第一開口並與第一電子元件之第一電極電性連接，第二區域內之部份電極圖案露出於第二開口並與第二電子元件之第二電極電性連接。本製作方法將不同的封裝型態的電子元件嵌埋於一封裝基板中。

Description

嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法

本發明是關於一種封裝基板之製作方法，尤指一種嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法。

現行嵌埋有電子元件的封裝基板發展趨勢中，存在多種封裝技術，例如覆晶(flip chip)及傳統打線式(wire bonding)之封裝技術。覆晶接合具有最短連接長度、最佳電器特性等，已被看好為未來極具潛力的封裝方式。隨著近年來其他技術的興起，簡易及便捷的傳統打線接合技術正受到挑戰，其市場佔有比例亦正逐漸減少當中。

不同的封裝型態往往需要搭配其各自的製造程序、機台等，這使得技術的汰換有許多成本上的阻礙，例如由於打線接合技術長久以來與配合的機具、設備及相關技術皆以十分成熟，因此短期內打線接合技術似乎仍不大容易為其他技術所淘汰。若能融合多個不同的封裝型態於同一基板上，在封裝基板發展趨勢中，將可以漸進的淘汰舊有技術，以減少機具、設備等的浪費。

本發明提供一種嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，透過適當的配置開口和電極，可以將不同的封裝型態融合於一封裝基板中。

本發明之一態樣提供了一種嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，包含提供線路板，線路板包含兩表面線路層、中間線路層、與連接至表面線路層之一的金屬柱，表面線路層與中間線路層分別具有複數個電極圖案，線路板包含第一區域與第二區域，其中金屬柱位於第一區域，而中間線路層之部份電極圖案位於第二區域；形成第一開口於線路板之第一區域，其中第一開口露出金屬柱之一端；形成第二開口於線路板之第二區域，第二開口露出中間線路層之部份電極圖案；將第一電子元件置放於第一開口，第一電子元件具有第一電極，第一電極與金屬柱電性連接；將第二電子元件置放於第二開口，第二電子元件具有第二電極，第二電極與中間線路層之部份電極圖案電性連接；以及填入封裝膠於第一開口和第二開口中，使封裝膠固定第一電子元件和第二電子元件，且封住第一開口和第二開口。

於本發明之一或多個實施例中，第一開口或第二開口的形成方法，包含將銑刀對位於第一區域或第二區域，以及銑削第一區域或第二區域以形成第一開口或第二開口。

於本發明之一或多個實施例中，形成金屬柱之步驟包含在第一區域進行雷射鑽孔以形成多個通孔連接至對應的表面線路層，以及在通孔內鍍金屬層，以形成金屬柱。

於本發明之一或多個實施例中，嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，更包含形成第三開口於線路板之第二區域，第三開口露出中間線路層之另一部份電極圖案，再形成凹槽位於第三開口內，凹槽的寬度小於第三開口的寬度，並將第三電子元件置於凹槽內。

於本發明之一或多個實施例中，第三開口與凹槽的形成方法包含將銑刀對位於第二區域，銑削第二區域以形成第三開口，以及將銑刀對位於第三開口並銑削以形成凹槽。

於本發明之一或多個實施例中，其中第三電子元件具有第三電極，第三電極透過複數個焊線與第三開口中之部份電極圖案電性連接。

於本發明之一或多個實施例中，其中置放第一電子元件之步驟包含設置複數個焊球於金屬柱上，再熔化焊球，以及放置第一電子元件於第一開口中，以藉由焊球連接第一電極與金屬柱。

於本發明之一或多個實施例中，其中線路板包含複數個導電盲孔，導電盲孔連接表面線路層與中間線路層的電極圖案，部份的導電盲孔環繞第一區域與第二區域。

於本發明之一或多個實施例中，其中環繞第一區域與第二區域之導電盲孔為垂直排列。

本發明之另一態樣提供了一種嵌埋有電子元件之封裝基板，包含線路板、第一電子元件、第二電子元件、第三電子元件。線路板包含第一介電層與第二介電層、中間線路層、表面線路層、複數個金屬柱、第一開口、第二開口、第三開口、凹槽和複數個導電盲孔。中間線路層位於第一介電層和第二介電層之間，表面線路層分別位於第一介電層和第二介電層的外側，表面線路層與中間線路層分別具有複數個電極圖案。金屬柱設置於第二介電層且連接至表面線路層之一，第一開口位於第一介電層，金屬柱之一端外露於第一開口。第二開口與第三開口位於第一介電層，分別露出中間線路層之部份電極圖案。凹槽位於第三開口內，凹槽的寬度小於第三開口的寬度。導電盲孔貫穿第一介電層與第二介電層，並連接表面線路層與中間線路層的電極圖案，其中部份的導電盲孔環繞第一開口、第二開口和第三開口。第一電子元件位於第一開口內，第一電子元件具有第一電極，第一電極與金屬柱透過焊球電性連接。第二電子元件位於第二開口內，第二電子元件具有第二電極，第二電極與中間線路層之部份電極圖案電性連接。第三電子元件位於凹槽內，第三電子元件具有第三電極，第三電極與中間線路層之部份電極圖案透過複數個焊線電性連接。

本發明提供一種嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，透過適當的配置開口和電極圖案，可以將不同的封裝型態的電子元件製作於一封裝基板中。

100‧‧‧線路板

110‧‧‧表面線路層

112‧‧‧電極圖案

120‧‧‧中間線路層

122‧‧‧電極圖案

170‧‧‧第一介電層

180‧‧‧第二介電層

210‧‧‧第一電子元件

212‧‧‧第一電極

220‧‧‧第二電子元件

130‧‧‧金屬柱

142‧‧‧第一開口

144‧‧‧通孔

152‧‧‧第二開口

154‧‧‧第三開口

156‧‧‧凹槽

160‧‧‧導電盲孔

222‧‧‧第二電極

230‧‧‧第三電子元件

232‧‧‧第三電極

310‧‧‧焊線

320‧‧‧焊球

400‧‧‧封裝膠

第1A圖至第1F圖繪示本發明之一實施例中嵌埋有被動式電子元件之封裝結構之製作方法不同階段的示意圖。

第2A圖至第2E圖繪示本發明之另一實施例中嵌埋有被動式電子元件之封裝結構之製作方法不同階段的示意圖。

第3圖繪示本發明之一實施例中嵌埋有被動式電子元件之封裝結構之剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1A圖至第1F圖為本發明之一實施例中嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法不同階段的示意圖。本發明之一態樣提供了一種嵌埋有電子元件之封裝結構之製作方法，參照第1A圖，提供線路板100，線路板100包含兩表面線路層110、中間線路層120、與連接至表面線路層110之一的金屬柱130，其中表面線路層110平行且位於線路板 100之兩側，中間線路層120平行表面線路層110且埋設於線路板100內。表面線路層110與中間線路層120分別具有複數個電極圖案112、122，其中電極圖案112、122和金屬柱130可因應不同的元件進行預先佈設。線路板100包含第一區域140與第二區域150，金屬柱130位於第一區域140，而中間線路層120之部份電極圖案122位於第二區域150。

參照第1B圖，形成第一開口142於線路板100之第一區域140，其中第一開口142之底部齊於金屬柱130以露出金屬柱130之一端。如此一來，金屬柱130貫通第一開口142之底部與表面線路層110。於本發明之一或多個實施例中，金屬柱130之一端連接至線路板100之一側之表面線路層110，金屬柱130從線路板100之一側往線路板100之另一側延伸。

參照第1C圖，形成第二開口152和第三開口154於線路板100之第二區域150，第二開口152和第三開口154露出中間線路層120之部份電極圖案122，第二開口152和第三開口154之底部齊於中間線路層120之電極圖案122。

參照第1D圖，形成凹槽156於第三開口154內，凹槽156的寬度小於第三開口154的寬度，因此於凹槽156周圍仍保留中間線路層120之部份電極圖案122。

於本發明之一或多個實施例中，第一開口142、第二開口152或第三開口154的形成方法，包含將銑刀對位 於第一區域140或第二區域150，以及銑削第一區域140或第二區域150以形成第一開口142、第二開口152或第三開口154。根據線路板100中電極圖案122和金屬柱130的預先配置，第一開口142對應於第一區域140，第二開口152或第三開口154則對應於第二區域150。凹槽156的形成方法包含將銑刀對位於第三開口154並銑削以形成凹槽156。亦即，藉由第一次銑削製程可以在線路板100上形成第一開口142、第二開口152與第三開口154，接著透過第二次銑削製程在第三開口154中形成凹槽156。

接著，參照第1E圖，將第一電子元件210置放於第一開口142，第一電子元件210具有第一電極212，第一電極212與金屬柱130電性連接。將第二電子元件220置放於第二開口152，第二電子元件220具有第二電極222，第二電極222與中間線路層120之部份電極圖案122電性連接。將第三電子元件230置於凹槽156內，其中第三電子元件230具有第三電極232，第三電極232透過複數個焊線310與中間線路層120之部份電極圖案122電性連接。

於本發明之一或多個實施例中，置放第一電子元件210之步驟包含設置複數個焊球320於金屬柱130上，其後熔化焊球320，放置第一電子元件210於第一開口142中，並將第一電子元件210之第一電極212對位於金屬柱130上的焊球320，以藉由焊球320連接第一電極212與金屬柱130。

參照第1F圖，填入封裝膠400於第一開口142、 第二開口152和第三開口154中，使封裝膠400固定第一電子元件210、第二電子元件220和第三電子元件230，且封住第一開口142、第二開口152和第三開口154，以防灰塵進入開口。在此封裝膠400亦可以固定連接第三電極232和電極圖案122之焊線310以防止脫落。

於本發明之一或多個實施例中，線路板100包含複數個導電盲孔160，導電盲孔160連接表面線路層110與中間線路層120的電極圖案112、122，部份的導電盲孔160環繞第一區域140與第二區域150，環繞第一區域140與第二區域150之導電盲孔160可為垂直排列，用以屏蔽元件之間的雜訊影響。於本發明之一或多個實施例中，導電盲孔160係於一般盲孔之孔壁上形成金屬，使盲孔具有導電之功用而稱之，導電盲孔160亦可由一般盲孔內填導電材料所形成。

第2A圖至第2E圖為本發明之另一實施例中嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法不同階段的示意圖。本實施例為與第1A圖至第1F圖相似之實施例，差異在於提供之線路板型態，第1A圖至第1F圖中所提供之線路板100中，金屬柱130預先形成於所提供之線路板100內，而第2A圖至第2E圖所提供之線路板100僅包含表面線路層110、中間線路層120和導電盲孔160。

參照第2A圖，本發明之一態樣提供了一種嵌埋有電子元件之封裝結構之製作方法，包含提供線路板100，線路板100包含兩表面線路層110和中間線路層120，表面線 路層110平行且位於線路板100之兩側，中間線路層120平行表面線路層110且埋設於線路板100內，表面線路層110與中間線路層120分別具有複數個電極圖案112、122，電極圖案112、122可因應不同的元件進行預先佈設和線路留位，線路板100包含第一區域140與第二區域150，其中表面線路層110之一之部份電極圖案112位於第一區域140，而中間線路層120之部份電極圖案122位於第二區域150。

參照第2B圖，形成第一開口142於線路板100之第一區域140，由於表面線路層110之一之部份電極圖案112位於第一區域140，因此第一開口142對應的表面線路層110具有部份電極圖案112。

參照第2C圖，於第一開口142內進行雷射鑽孔以形成多個通孔144，通孔144連接至對應的表面線路層110之部份電極圖案112。通孔144形成之位置與間距需搭配其後欲置放之電子元件之電極設置。

參照第2D圖，在通孔144內鍍金屬層，以形成金屬柱130，其中金屬柱130的形成方法包含於通孔144中填入導電材料。如此一來，金屬柱130連接第一開口142之底部與表面線路層110之部份電極圖案112。

參照第2E圖，形成第二開口152和第三開口154於線路板100之第二區域150，第二開口152和第三開口154露出中間線路層120之部份電極圖案122，第二開口152和第三開口154之底部齊於中間線路層120之電極圖案 122。

根據以上步驟，可於線路板100上形成金屬柱130、第一開口142、第二開口152和第三開口154，其中金屬柱130之一端外露於第一開口142，電極圖案122外露於第二開口152和第三開口154。接著，可於第一開口142、第二開口152和第三開口154內置入第一電子元件210、第二電子元件220和第三電子元件230，並將第一電子元件210、第二電子元件220和第三電子元件230之電極分別與金屬柱130和電極圖案122電性連接，以進行封裝基板的製作，如同第1A圖至第1F圖之實施例之步驟。由於本實施例之封裝基板之製作方法之餘下步驟大致上與第1A圖至第1F圖之實施例相同，因此在此不再贅述，可參照第1D圖至第1F圖之步驟。

參照第3圖，本發明之另一態樣提供了一種嵌埋有電子元件之封裝基板，包含線路板100、第一電子元件210、第二電子元件220、第三電子元件230，其中第一電子元件210、第二電子元件220和第三電子元件230埋設於線路板100，以下就線路板100的結構與電子元件的埋設配置分別敘述。

線路板100包含第一介電層170與第二介電層180、中間線路層120、表面線路層110、複數個金屬柱130、第一開口142、第二開口152、第三開口154、凹槽156和複數個導電盲孔160。第一介電層170與第二介電層180相對設置，中間線路層120位於第一介電層170和第二介 電層180之間，表面線路層110分別位於第一介電層170和第二介電層180的外側，表面線路層110與中間線路層120分別具有複數個電極圖案112、122。

第一開口142位於第一介電層170，金屬柱130設置於第二介電層180內且金屬柱130之一端外露於第一開口142，金屬柱130之另一端連接至表面線路層110之一之電極圖案112。第二開口152與第三開口154位於第一介電層170，分別露出中間線路層120之部份電極圖案122。凹槽156位於第三開口154內，凹槽156的寬度小於第三開口154的寬度。導電盲孔160貫穿第一介電層170與第二介電層180，並連接表面線路層110與中間線路層120的電極圖案112、122，部份的導電盲孔160環繞第一開口142、第二開口152和第三開口154，用以屏蔽元件之間的雜訊影響，其中環繞第一開口142、第二開口152和第三開口154的部份導電盲孔160更可為垂直排列，以增強屏蔽作用。於本實施例中，線路板100的結構為兩層板的設計，但這不應用以限制本發明。

關於電子元件於線路板100中的埋設配置，主要將各電子元件置於對應之開口或凹槽中，並將各電子元件之電極與線路板100之各開口內之電極圖案112、122或金屬柱130連接。第一電子元件210位於第一開口142內，第一電子元件210具有一對第一電極212，第一電極212與金屬柱130透過多個焊球320電性連接。第二電子元件220位於第二開口152內，第二電子元件220具有一對第二電 極222，第二電極222與中間線路層120之部份電極圖案122電性連接。第三電子元件230位於凹槽156內，第三電子元件230具有一對第三電極232，第三電極232與中間線路層120之部份電極圖案122透過多個焊線310電性連接。

於本發明之一或多個實施例中，嵌埋有電子元件之封裝基板更包含封裝膠400，封裝膠400可填入第一開口142、第二開口152、第三開口154和凹槽156，以固定第一電子元件210、第二電子元件220、第三電子元件230並封住開口以免灰塵進入。

本發明提供一種嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，透過適當的配置開口和電極，可以將不同的封裝型態的電子元件整合於一封裝基板中。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧線路板

110‧‧‧表面線路層

112‧‧‧電極圖案

120‧‧‧中間線路層

122‧‧‧電極圖案

130‧‧‧金屬柱

142‧‧‧第一開口

152‧‧‧第二開口

154‧‧‧第三開口

156‧‧‧凹槽

160‧‧‧導電盲孔

170‧‧‧第一介電層

180‧‧‧第二介電層

210‧‧‧第一電子元件

212‧‧‧第一電極

220‧‧‧第二電子元件

222‧‧‧第二電極

230‧‧‧第三電子元件

232‧‧‧第三電極

310‧‧‧焊線

320‧‧‧焊球

400‧‧‧封裝膠

Claims (10)

1. 一種嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，包含：提供一線路板，包含兩表面線路層、一中間線路層、與連接至該些表面線路層之一的複數個金屬柱，該些表面線路層與該中間線路層分別具有複數個電極圖案，該線路板包含一第一區域與一第二區域，其中該些金屬柱位於該第一區域，而該中間線路層之部份電極圖案位於該第二區域；形成一第一開口於該線路板之第一區域，其中該第一開口露出該些金屬柱之一端；形成一第二開口於該線路板之第二區域，該第二開口露出該中間線路層之部份電極圖案；將一第一電子元件置放於該第一開口，該第一電子元件具有一對第一電極，該些第一電極與該些金屬柱電性連接；將一第二電子元件置放於該第二開口，該第二電子元件具有一對第二電極，該些第二電極與該中間線路層之部份電極圖案電性連接；以及填入封裝膠於該第一開口和該第二開口中，使該封裝膠固定該第一電子元件和該第二電子元件，且封住該第一開口和該第二開口。
2. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，其中該第一開口或該第二開口的形成 方法，包含：將銑刀對位於該第一區域或該第二區域；以及銑削該第一區域或該第二區域以形成該第一開口或該第二開口。
3. 如申請專利範圍第2項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，其中形成該些金屬柱之步驟包含：在該第一區域進行雷射鑽孔以形成複數個通孔連接至對應的該表面線路層；以及在該些通孔內鍍金屬層，以形成該些金屬柱。
4. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，更包含：形成一第三開口於該線路板之第二區域，該第三開口露出該中間線路層之另一部份電極圖案；形成一凹槽位於該第三開口內，該凹槽的寬度小於該第三開口的寬度；以及將一第三電子元件置於該凹槽內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，其中該第三開口與該凹槽的形成方法包含：將銑刀對位於該第二區域；銑削該第二區域以形成該第三開口；以及 將銑刀對位於該第三開口並銑削以形成該凹槽。
6. 如申請專利範圍第5項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，其中該第三電子元件具有一對第三電極，該些第三電極透過複數個焊線與該第三開口中之部份電極圖案電性連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，其中置放該第一電子元件之步驟包含：設置複數個焊球於該些金屬柱上；熔化該些焊球；以及放置該第一電子元件於該第一開口中，以藉由該些焊球連接該些第一電極與該些金屬柱。
8. 如申請專利範圍第1項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，其中該線路板包含複數個導電盲孔，該些導電盲孔連接該些表面線路層與該中間線路層的該些電極圖案，部份的該些導電盲孔環繞該第一區域與該第二區域。
9. 如申請專利範圍第8項所述之嵌埋有電子元件之封裝基板之製作方法，其中環繞該第一區域與該第二區域之該些導電盲孔為垂直排列。
10. 一種嵌埋有電子元件之封裝基板，包含：一線路板，包含：一第一介電層與一第二介電層；一中間線路層，位於該第一介電層和該第二介電層之間；二表面線路層，分別位於該第一介電層和該第二介電層的外側，該些表面線路層與該中間線路層分別具有複數個電極圖案；複數個金屬柱，設置於該第二介電層且連接至該些表面線路層之一；一第一開口，位於該第一介電層，該些金屬柱之一端外露於該第一開口；一第二開口與一第三開口，位於該第一介電層，分別露出該中間線路層之部份電極圖案；一凹槽，位於該第三開口內，該凹槽的寬度小於該第三開口的寬度；以及複數個導電盲孔，貫穿該第一介電層與該第二介電層，並連接該些表面線路層與該中間線路層的該些電極圖案，其中部份的該些導電盲孔環繞該第一開口、該第二開口和該第三開口；一第一電子元件，位於該第一開口內，該第一電子元件具有一對第一電極，該些第一電極與該些金屬柱透過複數個焊球電性連接；一第二電子元件，位於該第二開口內，該第二電子元 件具有一對第二電極，該些第二電極與該中間線路層之部份電極圖案電性連接；以及一第三電子元件，位於該凹槽內，該第三電子元件具有一對第三電極，該些第三電極與該中間線路層之部份電極圖案透過複數個焊線電性連接。