TW201711145A - 具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板及其製備方法 - Google Patents

具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板及其製備方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201711145A
TW201711145A TW105124527A TW105124527A TW201711145A TW 201711145 A TW201711145 A TW 201711145A TW 105124527 A TW105124527 A TW 105124527A TW 105124527 A TW105124527 A TW 105124527A TW 201711145 A TW201711145 A TW 201711145A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
metal
moisture
metal block
layer
resin core
Prior art date
Application number
TW105124527A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI599003B (zh
Inventor
文強 林
王家忠
Original Assignee
鈺橋半導體股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/846,984 external-priority patent/US20150382444A1/en
Application filed by 鈺橋半導體股份有限公司 filed Critical 鈺橋半導體股份有限公司
Publication of TW201711145A publication Critical patent/TW201711145A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI599003B publication Critical patent/TWI599003B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

一種於樹脂芯層中內建金屬塊之線路板製備方法,其特徵在於,提供一防潮蓋,以覆蓋於金屬以及塑料間之介面。於一較佳實施態樣中,該金屬塊係藉由一黏著劑與該樹脂芯層連接,且該黏著劑係於平滑經研磨之頂面及底面處,與該金屬塊以及樹脂芯層相反兩側上之該些金屬層呈實質上共平面,從而可於平滑經研磨之底面處,沉積一金屬橋於黏著劑上,以完全覆蓋該金屬塊與周圍塑料間之介面。於本方法中,亦可於平滑經研磨之頂面處,沉積複數導線於該樹脂芯層上,以提供連接晶片之電性接點。

Description

具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板及其製備方法
本發明係有關於一種線路板,尤指一種具有防潮蓋之散熱增益型線路板及其製備方法,其中該防潮蓋係覆蓋金屬塊與周圍塑料間之介面。
半導體裝置容易受到效能退化以及短的使用壽命的影響,且於高溫操作溫度下,甚至會出現立即性的故障。因此,當組裝一半導體晶片於封裝體中時,為了其操作可靠度,通常需要一散熱增益之線路板,以提供有效的散熱途徑,使得晶片產生的熱能可傳導至周遭環境中。
良好且有效的散熱增益型線路板通常包括一金屬部以及一樹脂部,該金屬部提供散熱的通道,而該樹脂部則使得線路可沉積於其上以提供電性信號路由。然而,由於該兩種材料接觸的區域既小且脆弱,其熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion, CTE)亦大幅度的不匹配,於熱循環下,金屬/樹脂的介面容易產生裂紋或有脫層的現象,由於大量濕氣可能會滲過裂損的介面而損害組裝之晶片,故使得此類型的線路板於實際使用上相當不可靠。
本發明之主要目的係在於提供一種具有至少一防潮蓋之線路板,該防潮蓋係覆蓋熱膨脹係數不匹配之兩種材料間之介面,以避免由於熱膨脹係數不匹配而導致介面之裂損處滲入濕氣,從而改善該半導體組體之可靠度。
本發明之另一目的係在於提供一種於樹脂芯層中嵌入一金屬塊之線路板,使得該樹脂芯層可提供沉積導線之平台,且該金屬塊可做為最佳的導熱件,從而改善半導體組體之散熱性能,以及確保其操作的可靠度。
根據上述以及其他目的,本發明所提供之線路板係具有一金屬塊、一樹脂芯層、至少一防潮蓋、以及複數導線。該金屬塊提供一半導體晶片主要的熱傳導途徑,使得該晶片所產生的熱能可被傳導出去。提供該金屬塊、該防潮蓋、以及該些導線機械性支撐之該樹脂芯層,係覆蓋且圍繞該金屬塊之側壁,並作為該些導線以及該金屬塊之間的間隔件。自該金屬塊側向延伸至該樹脂芯層之防潮蓋,係密封金屬以及塑料間的介面,並作為濕氣屏障以避免濕氣經由介面上之裂損而滲入。於該樹脂芯層上側向延伸之該些導線,係提供連接晶片之電性接點,以及提供線路板之信號傳遞及電性路由。
於另一態樣中,本發明提供了一種散熱增益型線路板之製備方法,其步驟包含:提供一金屬塊,該金屬塊係於彼此相反之一第一方向以及一第二方向上分別具有平坦之一第一側以及一第二側;提供一堆疊結構,該堆疊結構包括一第一金屬層、一第二金屬層、一貼合膜、以及一第一開口,其中,該貼合膜係設置於該第一金屬層以及該第二金屬層之間,該第一開口係延伸穿過該第一金屬層、該貼合膜、以及該第二金屬層,該第一金屬層以及該第二金屬層係分別於該第一方向以及該第二方向上各自具有平坦之一外表面;將該金屬塊嵌入至該堆疊結構之該第一開口中,並於該堆疊結構以及該金屬塊之間保留一縫隙,接著固化該貼合膜以形成一樹脂芯層,該樹脂芯層包括連接至該第一金屬層之一第一側、以及連接至該第二金屬層並與該第一側相反之一第二側,其中,該堆疊結構係藉由自該貼合膜擠出而進入該堆疊結構以及該金屬塊間之該縫隙之一黏著劑,而貼附至該金屬塊之側壁上;移除被擠出之該黏著劑之一多餘部分,使得該黏著劑之兩相反之顯露表面於該第一方向以及該第二方向上,實質上與該金屬塊之該第一側以及該第二側、以及該第一金屬層及該第二金屬層之該些外表面共平面;形成複數導線,該些導線係於該樹脂芯層之該第二側上側向延伸;以及形成一第一防潮蓋,該第一防潮蓋係自該金屬塊之該第一側側向延伸至該樹脂芯層上之該第一金屬層,以自該第一方向完全覆蓋顯露之該黏著劑。
於又一態樣中,一散熱增益型線路板之製備方法,其步驟包括:貼附一金屬塊於一載膜上,其中,該金屬塊於彼此相反之一第一方向以及一第二方向上分別具有平坦之一第一側以及一第二側;形成一埋封塑料以覆蓋該金屬塊以及該載膜;移除一部分之該埋封塑料以形成一樹脂芯層,該樹脂芯層於該第一方向上具有一第一側,以及於該第二方向上具有實質上與該金屬塊之該第二側共平面之一第二側,並移除該載膜;形成複數導線,該些導線係於該樹脂芯層之該第二側上側向延伸;以及形成一第一防潮蓋,該第一防潮蓋係於該第一方向完全覆蓋該金屬塊與該樹脂芯層之間之介面。
除非特別描述、或步驟之間使用「接著」之用語、或必須依序發生之步驟,上述步驟之順序並無限制於以上所列,且可根據所需設計而變化或重新安排。
根據本發明之散熱增益型線路板具有多項優點。舉例而言,沉積該防潮蓋以密封金屬以及塑料間的介面,可建立一防潮屏障,使得該防潮蓋可避免濕氣經由介面上的裂損處,由外界環境滲入該半導體組體之內部,從而可改善該組體的可靠度。將該金屬塊接合至該樹脂芯層上可提供沉積電性路由的平台,且可提供半導體裝置貼附之熱傳導平面,從而可確保該組體之散熱效果以及其操作可靠度。
本發明之上述及其他特徵與優點可藉由下述較佳實施例之詳細敘述更加清楚明瞭。
在下文中,將提供實施例以詳細說明本發明之實施態樣。本發明之優點以及功效將藉由本發明所揭露之內容而更為顯著。在此說明所附之圖式係簡化過且做為例示用。圖式中所示之元件數量、形狀及尺寸可依據實際情況而進行修改,且元件的配置可能更為複雜。本發明中也可進行其他方面之實踐或應用,且不偏離本發明所定義之精神及範疇之條件下,可進行各種變化以及調整。
[實施例1]
圖1-11係根據本發明之一實施態樣中,一種散熱增益型線路板之製備方法示意圖,該散熱增益型線路板係包括一金屬塊、一樹脂芯層、複數個防潮蓋、以及複數導線。
圖1係一金屬塊10之剖面圖,該金屬塊10係具有相反的平坦之第一側101以及第二側102。該金屬塊10可由銅、鋁、鎳、或其他金屬材料所構成。於本實施態樣中,該金屬塊10為一厚度為0.4 mm之銅塊。
圖2係一堆疊結構20於一載膜31上之剖面圖,且該堆疊結構20具有一開口203。該堆疊結構20包括一第一金屬層212、一貼合膜214、以及一第二金屬層217。該開口203係藉由沖壓貫穿該第一金屬層212、該貼合膜214、以及該第二金屬層217而形成,且其大小係幾乎相同於或略大於該金屬塊10。此外,該開口203可藉由雷射切割或雷射切割與濕式蝕刻之組合而形成。該載膜31通常為一膠帶,且該第一金屬層212係藉由該載膜31之黏著性質而貼附至該載膜31上。於此堆疊結構20中,該貼合膜214係設置於該第一金屬層212以及該第二金屬層217之間。該第一金屬層212以及該第二金屬層217通常係由銅所構成,且各自具有兩個分別面朝向上方向以及向下方向之平坦表面。該貼合膜214可由多種有機或無機之電絕緣材料所形成之各種介電膜或預浸料(prepregs)所構成。舉例而言,該貼合膜214最初可為含浸一加強材之樹脂形態之熱固化環氧樹脂預浸料,且部分被固化至中間態。該環氧樹脂可為FR-4,但其他例如多官能以及雙馬來醯亞胺三嗪(bismaleimide triazine, BT)亦適用於此。在特定的應用中,亦適用氰酸酯(cyanate esters)、聚醯亞胺(polyimide)、以及聚四氟乙烯(PTFE)。該加強材可為E-玻璃,但其他如S-玻璃、D-玻璃、石英、芳倫(kevlar aramid)、以及紙皆可適用。該加強材亦可為紡織布、不織布、或不規則超細纖維。可加入如二氧化矽(粉狀熔融石英)之填充劑至該預浸料中以改善其導熱度、耐熱度、以及熱膨脹匹配。商用之預浸料亦適用於此,例如由W.L. Gore & Associates of Eau Claire, Wisconsin 生產之SPEEDBOARD prepreg。在此實施例中,該貼合膜214係B階未固化環氧樹脂之預浸材非固化片,而該第一金屬層212以及該第二金屬層217係分別為厚度0.2 mm以及0.025 mm之銅層。
圖3係貼附該金屬塊10於該載膜31上之結構剖面圖。該金屬塊10係與該堆疊結構20之開口203對齊,且該第一側101係面朝該載膜31,並嵌入該開口203但不與該堆疊結構20接觸。因此,該金屬塊10與該堆疊結構20間之開口203中具有一縫隙207,該縫隙207係側向圍繞該金屬塊10,且被該堆疊結構20側向圍繞。於此圖示中,該金屬塊10係藉由載膜31之黏著性質而貼附至該載膜31上。此外,該金屬塊10可藉由額外的黏著劑而貼附至該載膜31上。
圖4及圖5係分別為一黏著劑215自該貼合膜214擠出並填充該縫隙207之剖視圖以及上視立體圖。藉由熱及壓力,該貼合膜214被擠壓,且該貼合膜214中部分之黏著劑係流入該縫隙207中。該貼合膜214係藉由施加一向下的壓力至該第二金屬層217以及/或施加一向上的壓力至該載膜31而被擠壓,從而將該第一金屬層212以及該第二金屬層217朝彼此移動,並同時施加壓力至該貼合膜214上以及施加熱至該貼合膜214上。於熱及壓力下,該貼合膜214可任意成形。因此,夾設於該第一金屬層212以及該第二金屬層217之間之該貼合膜214被壓縮,被迫改變其原來的形狀,並流入該縫隙207中。該第一金屬層212以及該第二金屬層217持續地朝彼此移動,且該貼合膜214維持於該第一金屬層212與該第二金屬層217之間,並填充其間變小的空間。同時,自該貼合膜214被擠出之該黏著劑215填充該縫隙207。在此圖示中,自該貼合膜214擠出的該黏著劑215亦上升至稍微高過該開口203,且溢流至該金屬塊10以及該第二金屬層217之上表面。若該貼合膜214之厚度稍微大於所需之厚度,便可能發生此現象,因此,自該貼合膜214被擠出之黏著劑215係形成一薄的塗層於該金屬塊10以及該第二金屬層217之上表面。當該第二金屬層217與該金屬塊10之上表面共平面時,上述之動作將會停止,但會持續對該貼合膜214以及被擠出之該黏著劑215加熱,從而將B階之熔融未固化環氧樹脂轉變成C階之固化或硬化之環氧樹脂。
此時,該堆疊結構20係藉由自該貼合膜214被擠出之該黏著劑215而與該金屬塊10之側壁貼合。經固化之該貼合膜214係提供該第一金屬層212以及該第二金屬層217之間穩固的機械性連結。藉此,該金屬塊10與該樹脂芯層21係藉由夾設於其間之黏著劑215而結合。該樹脂芯層21具有連接至該第一金屬層212之一第一側201、以及連接至該第二金屬層217之相反之第二側202。
圖6及圖7係分別為將溢流至該金屬塊10以及該第二金屬層217上之多餘黏著劑移除之剖面圖以及上視立體圖。該多餘的黏著劑可藉由拋光/研磨的方法移除。於拋光/研磨之後,該金屬塊10、該第二金屬層217、以及自該貼合膜214被擠出之該黏著劑215係實質上於一平滑經拋光/研磨的上表面上共平面。
圖8係將該載膜31移除後之結構剖面圖。該載膜31係自該金屬塊10、該第一金屬層212、以及被擠出之該黏著劑215分離,以顯露該金屬塊10以及該第一金屬層212。據此,該黏著劑215具有相反的兩個顯露表面,且實質上分別於該向下方向以及該向上方向與該金屬塊10之該第一側101及第二側102、以及該第一金屬層212以及該第二金屬層217之平坦外表面共平面。
圖9、圖10、及圖11係分別為形成該第一防潮蓋42、該第二防潮蓋45、以及導線46之剖面圖、底視立體圖、以及上視立體圖。該結構之底表面可經金屬化以形成一底部披覆層41(通常為銅層),其可藉由如電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺鍍、或其組合之多種方法以形成單層或多層結構。舉例而言,該結構可先浸漬於一活化劑溶液中,使得該結構之底表面對於無電電鍍銅具有催化特性,接著無電電鍍一薄銅膜以作為第二銅膜電鍍於其上之晶種層,該第二銅膜隨後係於該晶種層上被電鍍至一所需厚度。或者,於該晶種層上電鍍銅層之前,該晶種層可藉由濺鍍如鈦/銅之薄膜於該結構之底表面。據此,由該第一金屬層212以及該底部披覆層41所構成之該第一防潮蓋42係包括一選定部分,該選定部分係自該金屬塊10之該第一側101延伸至該樹脂芯層21上之該第一金屬層212。在此圖示中,該第一防潮蓋42係一未經圖案化之金屬層,且於接觸被擠出之該黏著劑215之處具有一第一厚度T1(約0.5至50微米),於接觸該樹脂芯層21之處具有一第二厚度T2,其更包括該第一金屬層212之厚度故大於該第一厚度T1,以及具有一面朝該向下方向之一平坦表面。為了便於圖示,該金屬塊10、該第一金屬層212、以及該底部披覆層41係繪示成單一層。由於銅為同質披覆,該些金屬層間之界線(如虛線所示)可能不易或無法被察覺。然而,該底部披覆層41與被擠出之該黏著劑215間之界線則清楚可見。
另外,該結構之上表面可藉由相同之活化劑溶液、無電電鍍銅晶種層、以及電鍍銅層而被金屬化,藉以形成一頂部披覆層44,當達到所需厚度時,則執行一圖案化程序以形成該第二防潮蓋45以及導線46。由該頂部披覆層44以及該第二金屬層217所構成之該第二防潮蓋45係包括自該金屬塊10之該第二側102延伸至該樹脂芯層21上之該第二金屬層217,並於接觸被擠出之該黏著劑215處具有一第三厚度T3(約0.5至50微米),於接觸該樹脂芯層21之處具有一第四厚度T4,其更包括該第二金屬層217之厚度故大於該第三厚度T3,以及具有面朝向上方向之一平坦表面。由該頂部披覆層44以及該第二金屬層217所構成之該些導線46係接觸該樹脂芯層21之該第二側202,且於該樹脂芯層21之該第二側202上側向延伸,並具有該第二金屬層217以及該頂部披覆層44之合併厚度。金屬圖案化之技術手段係包括濕式蝕刻、電化學蝕刻、雷射輔助蝕刻、以及其組合,與其上之蝕刻光罩(圖未示)合併使用,以定義出該第二防潮蓋45以及該導線46。
據此,如圖9、圖10、以及圖11所示,所完成之散熱增益型線路板100包括一金屬塊10、一樹脂芯層21、被擠出之一黏著劑215、第一防潮蓋42、第二防潮蓋45、以及導線46。該樹脂芯層21係覆蓋且圍繞該金屬塊10之側壁,並藉由該金屬塊10與該樹脂芯層21之間被擠出之該黏著劑215而與該金屬塊10之側壁機械性地連接。該第一防潮蓋42以及該第二防潮蓋45係完全覆蓋介於該金屬塊10與該樹脂芯層21之間之黏著劑215、以及該金屬塊10與該黏著劑215間之介面,並分別於該樹脂芯層21上下相反兩側上側向延伸。該導線46係與該第二防潮蓋46間隔開來,並可於結構上方提供連接晶片以及外部連接之電性接點。
圖12係將一半導體裝置51電性連接至圖9所示之該散熱增益型線路板100之一半導體組體110之剖面圖。繪示為晶片之該半導體裝置51被裝設至該第二防潮蓋45上,且藉由打線61電性連接至該散熱增益型線路板100之該些導線46上。此外,一蓋體71係被安裝至該散熱增益型線路板100上,並由上方將該半導體裝置51密封於內。據此,即使因該金屬塊10與該黏著劑215間熱膨脹不匹配導致了裂痕,該線路板100之該第一防潮蓋42可防止外部環境之濕氣經由該裂痕而滲入該半導體組體110之內部。此外,由該半導體裝置51所產生的熱,可傳導至該金屬塊10,並進一步散佈至具有大於該金屬塊10之散熱面積之該第一防潮蓋42。
[實施例2]
圖13至圖17係根據本發明之另一實施態樣中,另一種散熱增益型線路板之製備方法示意圖,其中該散熱增益型線路板係藉由另一種堆疊結構以形成一樹脂芯層。
為了簡要說明之目的,上述實施例1中任何可作相同應用之敘述皆併於此,且無須再重複相同敘述。
圖13係一堆疊結構20於一載膜31上之結構剖面圖。該堆疊結構20包括一第一層壓板221、一貼合膜224、以及一第二層壓板226。該堆疊結構20具有一延伸穿過該第一層壓板221、該貼合膜224、以及該第二層壓板226之一開口203。於此圖示中,該第一層壓板221包括一第一金屬層222,其係設置於一第一介電層223上,而該第二層壓板226包括一第二金屬層227,其係設置於一第二介電層228上。該第一介電層223以及該第二介電層228通常係由環氧樹脂、玻璃環氧樹脂、聚醯亞胺、或其類似物所構成,並具有50微米之厚度。該第一金屬層222及該第二金屬層227通常係由銅所構成,並具有35微米之厚度。於該堆疊結構20中,該貼合膜224係被設置於該第一層壓板221與該第二層壓板226之間。且該第一層壓板221之該第一金屬層222及該第二層壓板226之該第二金屬層227係分別面朝向下方向以及向上方向。藉由該載膜31之黏著性質,該堆疊結構20係藉由與該載膜31接觸之該第一層壓板221之該第一金屬層222而貼附於該載膜31上。
圖14係將圖1所示之金屬塊10貼附於該載膜31上之結構剖面圖。該金屬塊10係被嵌入至該堆疊結構20之該開口203中,並以該第一側101面朝該載膜31,且於不接觸該堆疊結構20的情況下貼附於該載膜31上。因此,該金屬塊10及該堆疊結構20間之開口203中具有一縫隙207。
圖15係自該貼合膜224擠出之一黏著劑225填充於該縫隙207中之結構剖面圖。藉由施加熱及壓力以擠壓該貼合膜224,並使該貼合膜224中部分之該黏著劑流入該縫隙207中。於被擠出之黏著劑225填充該縫隙207之後,則固化該貼合膜224以及被擠出之該黏著劑225。因此,該金屬塊10藉由該縫隙207中被擠出之黏著劑225而與一樹脂芯層22連接。於此實施例中,該樹脂芯層22係包括該第一介電層223、固化之該貼合層224、以及該第二介電層228,且具有連接於該第一金屬層222之一第一側201,以及連接於該第二金屬層227之相反之一第二側202。經固化之該貼合膜224係與該第一層壓板221之該第一介電層223、以及該第二層壓板226之該第二介電層228一體化,且提供該第一層壓板221及該第二層壓板226間穩固的機械性連結。於該縫隙207中被擠出之黏著劑225係提供該金屬塊10及該樹脂芯層22間穩固的機械性連結。於此圖示中,自該貼合膜224被擠出之該黏著劑225係稍微高於該開口203,且溢流至該金屬塊10及該第二金屬層227之上表面。
圖16係移除多餘的黏著劑以及該載膜31之結構剖面圖。於該金屬塊10及該第二金屬層227上,該多餘的黏著劑係藉由拋光/研磨的方法移除,並形成經拋光/研磨之一平坦上表面。該載膜31係自該金屬塊10、該第一金屬層222、及被擠出之該黏著劑225分離,以顯露該金屬塊10及該第一金屬層222。據此,該黏著劑225具有兩個相反的顯露表面,其實質上分別於向下方向及向上方向與該金屬塊10之該第一及第二側101、102、及該第一及第二金屬層222、227之外表面共平面。
圖17係形成第一防潮蓋42、第二防潮蓋45、以及導線46之結構剖面圖。該第一防潮蓋42藉由沉積一底部披覆層41而形成,其係由該第一金屬層222之底部與其連結。據此,該第一防潮蓋42包括該第一金屬層222及該底部披覆層41,且接觸並自底部覆蓋該金屬層10、該樹脂芯層22、及被擠出之該黏著劑225。此外,藉由金屬化該結構之上表面以形成一頂部披覆層44,接著,藉由金屬圖案化的程序以形成該第二防潮蓋45及該些導線46。該第二防潮蓋12係接觸且由上方覆蓋該金屬塊10、該樹脂芯層22、及被擠出之該黏著劑225。該些導線46係接觸該樹脂芯層22之該第二側202,並於該樹脂芯層22之該第二側202上側向延伸。
因此,如圖17所示,所完成之散熱增益型線路板200包括一金屬塊10、一樹脂芯層22、被擠出之一黏著劑225、第一及第二防潮蓋42、45、以及導線46。該樹脂芯層22係藉由被擠出之該黏著劑225,機械性地與該金屬塊10連接。該第一及第二防潮蓋42、45係分別由上方及下方完全覆蓋該黏著劑225及該金屬塊10與該黏著劑225間之介面,並於該樹脂芯層22上側向延伸。該導線46係與該第二防潮蓋45間隔開,並於結構上方提供連接晶片及外部連接之電性接點。
[實施例3]
圖18至圖23係根據本發明之又一實施態樣中,又一種散熱增益型線路板之製備方法示意圖,其中該散熱增益型線路板具有側向覆蓋一金屬塊之一埋封塑料。
為了簡要說明之目的,上述實施例中任何可作相同應用之敘述皆併於此,且無須再重複相同敘述。
圖18係一金屬板242於一載膜31上之結構剖面圖。該金屬板242包括一開孔249,且藉由該載膜31之黏著性質而貼附至該載膜31上。該金屬板242可由銅、鋁、鎳、或其他金屬材料所構成。於本實施例中,該金屬板242可為厚度為0.2毫米之銅板。該開孔249可藉由沖孔、沖壓、蝕刻、或機械性處理而形成,且其尺寸係大致相同於或略大於隨後設置之一金屬塊10。
圖19係將圖1所示之該金屬塊10貼附於一載膜31上之結構剖面圖。該金屬塊10係部分被嵌入置該金屬板242之該開孔249中,且係以其第一側101接觸載膜31之方式貼附至該載膜31上。
圖20係提供一埋封塑料244之結構剖面圖。該埋封塑料244可藉由模封製程(molding process)而形成,或可藉由如層壓環氧樹脂或聚醯亞胺等其他方法而製備。該埋封塑料244係自上方覆蓋該金屬塊10以及該金屬板242,且側向覆蓋並同形披覆於該金屬塊10之側壁,以及自該金屬塊10側向延伸至該結構之外圍周緣。此外,該埋封塑料244係延伸進入該金屬塊10及該金屬板242間之縫隙,並與該載膜31接觸。
圖21係該金屬塊10之該第二側102自上方顯露之結構剖面圖。該埋封塑料244之上部分可藉由拋光而移除。於拋光後,該金屬塊10及該埋封塑料244係實質上於一平滑經拋光之上表面上與彼此共平面。據此,該金屬塊10係與該樹脂芯層24結合,且該樹脂芯層24具有貼合至該金屬板242之一第一側201以及相反之一第二側202,該第二側202係於向上方向上實質上與該金屬塊10之該第二側102共平面。
圖22係移除該載膜31後之結構剖面圖。該載膜31係自該金屬塊10及該金屬板242分離,以顯露該金屬塊10之該第一側101以及該金屬板242。
圖23係形成第一防潮蓋42、第二防潮蓋45、以及導線46之結構剖面圖。該第一及第二防潮蓋42、45、以及導線46可藉由一濺射程序接著一電解電鍍程序以沉積至一所需厚度。當達到其所需之厚度時,則執行一金屬圖案化程序以形成該第二防潮蓋45以及該導線46。該第一防潮蓋42係一未經圖案化之金屬層,其包括該金屬板242,並由下方完全覆蓋該金屬塊10與該埋封塑料244間之介面。於此圖示中,該第一防潮蓋42於鄰近於該金屬塊10與該埋封塑料244間之介面處具有一第一厚度T1(約為0.5至50微米),以及包括該金屬板242厚度之一第二厚度T2,從而該第二厚度T2係大於該第一厚度T1。該第二防潮蓋45係與該些導線46間隔開來,並由上方完全覆蓋該金屬塊10與該埋封塑料244間之介面,且具有0.5至50微米之厚度。該些導線46係於該樹脂芯層24之該第二側202上側向延伸,且具有0.5至50微米之厚度。
據此,如圖23所示,所完成之散熱增益型線路板300係包括一金屬塊10、一樹脂芯層24、第一及第二防潮蓋42、45、以及導線46。該樹脂芯層24覆蓋且圍繞該金屬塊10之側壁,且連結該金屬塊10。該第一防潮蓋42自該金屬塊10之該第一側101延伸至該線路板300之外圍邊緣,且具有不一致的厚度。另外,該結構可以不形成該金屬板242,從而該第一防潮蓋42可具有一致的厚度。該第二防潮蓋45係於該金屬塊10之該第二側102、以及該樹脂芯層24之該第二側202上側向延伸,且與該線路板300之外圍邊緣保持距離。該些導線46係與該第二防潮蓋45間隔開,並於結構上方提供連接晶片及外部連接之電性接點。
[實施例4]
圖24至圖30係根據本發明再一實施態樣中,另一種散熱增益型線路板之製備方法示意圖,該散熱增益型線路板具有作為垂直電性連接之金屬凸柱。
為了簡要說明之目的,上述實施例中任何可作相同應用之敘述皆併於此,且無須再重複相同敘述。
圖24係一堆疊結構20於一載膜31上之結構剖面圖。於本實施例中,除了該堆疊結構20具有延伸穿過該第一層壓板221、該貼合膜224、以及該第二層壓板226之第一及第二開口204、205外,該堆疊結構20係類似於圖13所示之結構,
圖25係將圖1所示之金屬塊10以及金屬凸柱80貼附至該載膜31上之結構剖面圖。該金屬塊10係被嵌入至該堆疊結構20之該第一開口204中,而該金屬凸柱80係被嵌入至該堆疊結構20之該些第二開口205中。每一金屬凸柱80具有相反的平坦第一側801及第二側802,其實質上分別與該金屬塊10之該第一側101及第二側102共平面。該金屬塊10以及該金屬凸柱80係以面朝該載膜31之該些第一側101、801而貼附至該載膜31上。該金屬凸柱80可由任一種導電材料所構成,在此實施例中,該金屬凸柱80係厚度為0.4 mm之銅柱。
圖26係一黏著劑225自該貼合膜224被擠出進入該金屬塊10及該堆疊結構20之間以及該金屬凸柱80及該堆疊結構20之間之縫隙207之結構剖面圖。藉由施加熱及壓力以擠壓該貼合膜224,並使該貼合膜224中之部分黏著劑流入該縫隙207中。當被擠出之黏著劑225填充該些縫隙207之後,接著固化該貼合膜224及被擠出之該黏著劑225。據此,該金屬塊10以及該金屬凸柱80係藉由縫隙207中被擠出之黏著劑225而接合至該樹脂芯層22。在此圖示中,該樹脂芯層22包括該第一介電層223、經固化之該貼合膜224、以及該第二介電層228,並具有接合至該第一金屬層222上之一第一側201、以及接合至該第二金屬層227上相反之一第二側202。位於縫隙207中被擠出之該黏著劑225提供了該金屬塊10與該樹脂芯層22之間、以及該金屬凸柱80與該樹脂芯層22之間穩固的機械性連接。自該貼合膜224被擠出之該黏著劑225亦稍微超過該第一及第二開口204、205,並溢流至該金屬塊10、該第二金屬層227、及該些金屬凸柱80之上表面上。
圖27係移除多餘的黏著劑以及該載膜31後之結構剖面圖。於該金屬塊10、該第二金屬層227、以及該些金屬凸柱80上之多餘的黏著劑係藉由拋光/研磨而移除,以形成一經拋光/研磨之平滑上表面。該載膜31係自該金屬塊10、該第一金屬層222、該些金屬凸柱80、以及被擠出之該黏著劑225分離。因此,該黏著劑225具有兩個相反的顯露表面,其係分別於向下方向及向上方向實質上與該金屬塊10之該第一側101及該第二側102、該些金屬凸柱80之該第一側801及該第二側802、以及該第一金屬層222及該第二金屬層227之外表面共平面。
圖28、圖29、及圖30係分別為形成第一及第二防潮蓋42、45、以及導線46之結構剖面圖、底視立體圖、及上視立體圖。該結構之底表面係經金屬化以形成一底部披覆層41,接著藉由金屬圖案化程序以形成複數個彼此分開之第一防潮蓋42。該些第一防潮蓋42之其中一者係包括一選定部分,其係自該金屬塊10之該第一側101側向延伸至該樹脂芯層22上之該第一金屬層222,且其它該些第一防潮蓋42係包括一選定部分,其係自該金屬凸柱80之該第一側801側向延伸至該樹脂芯層22上之該第一金屬層222。此外,該結構之上表面被金屬化以形成一頂部披覆層44,接著藉由一金屬圖案化程序以形成該第二防潮蓋45以及導線46。該第二防潮蓋45包括一選定部分,其係自該金屬塊10之該第二側102側向延伸至該樹脂芯層22上之該第二金屬層227。該導線46係接觸該樹脂芯層22至該第二側202,且於該樹脂芯層22之該第二側202上側向延伸,並具有一選定部分,其係自該些金屬凸柱80之該第二側802側向延伸至該樹脂芯層22上之該第二金屬層227。
據此,如圖28、圖29、及圖30所示,所完成之散熱增益型線路板400係包括一金屬塊10、金屬凸柱80、一樹脂芯層22、被擠出之一黏著劑225、第一防潮蓋42、第二防潮蓋45、以及導線46。該樹脂芯層22覆蓋且圍繞該金屬塊10及該些金屬凸柱80之側壁,並藉由於該金屬塊10與該樹脂芯層22間以及該些金屬凸柱80與該樹脂芯層22間被擠出之該黏著劑225,機械性地連接至該金屬塊10及該些金屬凸柱80。該第一防潮蓋42自下方完全覆蓋該黏著劑225、該金屬塊10與該黏著劑225之間之介面、以及該些金屬凸柱80與該黏著劑225之間之介面,且更於該樹脂芯層22上側向延伸。該第二防潮蓋45自上方完全覆蓋該金屬塊10與該樹脂芯層22間之該黏著劑225、以及該金屬塊10與該黏著劑225間之介面,且更於該樹脂芯層22上側向延伸。該些導線46係自上方於該樹脂芯層上22側向延伸,且更完全覆蓋該金屬凸柱80與該樹脂芯層22之間之該黏著劑225、以及該些金屬凸柱80與該黏著劑225之間之介面,並電性連接至該些金屬凸柱80。
[實施例5]
圖31至圖34係根據本發明之另一實施態樣中,一種散熱增益型線路板之製備方法示意圖,其中該散熱增益型線路板具有一埋封塑料,其側向覆蓋該金屬塊及該些金屬凸柱之側壁。
為了簡要說明之目的,上述實施例中任何可作相同應用之敘述皆併於此,且無須再重複相同敘述。
圖31係圖1所示之該金屬塊10以及金屬凸柱80於一載膜31上之結構剖面圖。該金屬塊10以及該些金屬凸柱80係以接觸該載膜31之該第一側101、801貼附至該載膜31上。
圖32係提供一埋封塑料244於該結構上之結構剖面圖。該埋封塑料244自上方覆蓋該金屬塊10以及該些金屬凸柱80,並側向覆蓋、圍繞、且同形披覆於該金屬塊10以及該些金屬凸柱80之側壁上。
圖33係將載膜31以及該埋封塑料244之上部分移除後之結構剖面圖。該埋封塑料244係經研磨,直到該埋封塑料244之上表面實質上與該金屬塊10之該第二側102、及該些金屬凸柱80之該第二側802共平面為止。因此,該金屬塊10與該些金屬凸柱80係與該樹脂芯層24接合,且該樹脂芯層24具有實質上分別與該金屬塊10及該些金屬凸柱80之該第一側101、801及該第二側102、802共平面之相反第一側201及第二側202。
圖34係形成該第一及第二防潮蓋42、45、以及導線46之結構剖面圖。該第一及第二防潮蓋42、45、以及導線46可藉由一濺射程序接著一電解電鍍程序以沉積至一所需厚度。當達到其所需之厚度時,則執行一金屬圖案化程序以形成該第一防潮蓋42、該第二防潮蓋45、以及該些導線46。該些第一防潮蓋42中之其中一者係由下方自該金屬塊10之該第一側101側向延伸至該樹脂芯層24之該第一側201,而其他第一防潮蓋42由下方自該些金屬凸柱80之該第一側801側向延伸至該樹脂芯層24之該第一側201。該第二防潮蓋45係與該些導線46間隔該來,且由上方自該金屬塊10之該第二側102側向延伸至該樹脂芯層24之該第二側202。該些導線46係由上方自該些金屬凸柱80之該第二側802側向延伸至該樹脂芯層24之該第二側202。
據此,如圖34所示,所完成之一散熱增益型線路板500包括一金屬塊10、金屬凸柱80、一樹脂芯層24、第一及第二防潮蓋42、45、以及導線46。該樹脂芯層24覆蓋且圍繞該金屬塊10及該些金屬凸柱80之側壁,且連接至該金屬塊10及該些金屬凸柱80。該些第一防潮蓋42係自下方於該樹脂芯層24上側向延伸,且更完全覆蓋該金屬塊10與該埋封塑料244及該些金屬凸柱80與該埋封塑料244之間之介面。該第二防潮蓋45係自上方於該樹脂芯層24上側向延伸,且自上方完全覆蓋該金屬塊10與該埋封塑料244之間之介面。該些導線46自上方於該樹脂芯層24上側向延伸,且完全覆蓋該些金屬凸柱80與該埋封塑料244之間之介面,並電性連接至該些金屬凸柱80。
如上述實施態樣所記載,本發明建構一種具有防潮蓋之獨特的散熱增益型線路板,其展現優異的可靠度。較佳地,該散熱增益型線路板包括一金屬塊、一樹脂芯層、一第一防潮蓋、導線、以及選擇性地包括一第二防潮蓋,其中(i)該金屬塊於相反之第一及第二方向上分別具有平坦的第一及第二側;(ii)該樹脂芯層覆蓋且圍繞該金屬塊之側壁,且於該第一方向上具有一第一側,以及於該第二方向上具有相反之第二側;(iii)該第一及選擇性的該第二防潮蓋係分別於該第一及該第二方向上自該金屬塊側向延伸至該樹脂芯層,並且完全覆蓋該金屬以及塑料之間之介面;以及(iv)該些導線係於該樹脂芯層之該第二側上側向延伸。
選擇性地,該散熱增益型線路板可更包括金屬凸柱,其中(i)每一該些金屬凸柱係於該第一及該第二方向上分別具有平坦之該第一側以及該第二側;(ii)該樹脂芯層亦圍繞且覆蓋該些金屬凸柱之側壁;以及(iii)該些導線係電性連接至該金屬凸柱。
該金屬塊可提供設置於其上之一半導體裝置之初步熱傳導,而該些選擇性的金屬凸柱可提供該線路板上相反兩側間之電性連接。據此,由該半導體裝置所產生的熱可藉由該金屬塊而被傳導出去,而該些選擇性的金屬凸柱可作為垂直的信號傳導途徑,或者提供能量傳遞及返回之接地/電源面。
該樹脂芯層可藉由層壓程序而與該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱接合。舉例而言,該金屬塊以及該些選擇性的金屬凸柱可分別被嵌入至一堆疊結構之第一及第二開口中,該堆疊結構係包括設置於一第一金屬層與一第二金屬層之間之貼合膜,接著於一層壓程序中施加熱以及壓力以固化該貼合膜。藉由該層壓程序,該貼合膜可提供該第一金屬層與該第二金屬層之間一穩固的機械性連接,且一黏著劑係自該貼合膜被擠出以覆蓋、圍繞、及同形披覆於該金屬塊以及該些選擇性的金屬凸柱之側壁上。因此,所形成之一樹脂芯層具有分別連接至該第一及該第二金屬層(通常為銅層)之相反的第一及第二側,且藉由被擠出之該黏著劑而貼附至該金屬塊以及該些選擇性的金屬凸柱的側壁上,被擠出之該黏著劑係介於該金屬塊與該樹脂芯層之間,以及介於該些選擇性的金屬凸柱與該樹脂芯層之間。較佳地,該黏著劑於該第一方向上具有實質上與該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱之該些第一側、以及該樹脂芯層上之第一金屬層之外表面共平面之一第一表面,並於該第二方向上具有實質上與該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱之該些第二側、以及該樹脂芯層上之第二金屬層之外表面共平面之一第二表面。
另一方面,本發明之該樹脂芯層可藉由模封製程,或者可藉由如層壓環氧樹脂或聚醯亞胺之其他方式以形成一埋封塑料,該埋封塑料係圍繞且同形披覆於該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱之側壁上,並且接觸該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱之側壁。此外,一金屬板可藉由上述之模封製程或樹脂層壓製程而連接至該樹脂芯層之一側上。舉例而言,該金屬塊以及該些選擇性的金屬凸柱可部分被嵌入至該金屬板之開孔,接著,形成一埋封塑料以覆蓋該金屬板以及該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱之側壁,並延伸進入該金屬塊與該金屬板之間以及該些選擇性的金屬凸柱與該金屬板之間之縫隙。因此,該樹脂芯層可具有連接於該金屬板之一第一側,以及實質上與該金屬塊以及該些選擇性的金屬凸柱之該些第二側共平面之第二側。較佳地,該金屬板係於該第一方向上實質上與該埋封塑料、該金屬塊、以及該些金屬凸柱共平面。
於上述之層壓或模封程序之前,可使用一載膜(通常為黏著膠帶)以提供暫時性的固定力。舉例而言,該載膜可暫時性地貼附於該金屬塊以及該選擇性的金屬凸柱之該些第一或第二側上,以及該堆疊結構之該第一或第二金屬層之外表面上,以分別固定位於該堆疊結構之該第一及第二開口中之該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱,接著再進行該堆疊結構之層壓程序。而至於模封程序,該載膜可貼附至該金屬塊、該選擇性的金屬凸柱、以及該選擇性的金屬板上,並接著形成該埋封塑料以覆蓋該載膜、該選擇性的金屬板、以及該金屬塊及該些選擇性的金屬凸柱之側壁上。如上所述將該金屬塊以及該些選擇性的金屬凸柱接合於該樹脂芯層之後,則於沉積該防潮蓋/該些導線之前,將該載膜自其分離。
該第一及第二防潮蓋可為金屬層(通常為銅層),且分別於第一及第二方向上完全覆蓋熱膨脹係數不匹配之兩材料間之介面。根據藉由堆疊結構之層壓程序而將該樹脂芯層與該金屬塊接合之態樣中,該第一及該選擇性的第二防潮蓋可分別於該第一及第二方向上接觸且完全覆蓋介於該金屬塊與該樹脂芯層之間之黏著劑、以及於該第一及第二方向上完全覆蓋該金屬塊與該黏著劑間之介面,並更分別於該樹脂芯層之該第一及第二側上側向延伸。於此態樣中,可藉由無電電鍍接著藉由電解電鍍方式,分別於該黏著劑之該第一及該第二表面、該金屬塊之該第一及該第二側、以及該第一及第二金屬層之該外表面上沉積一披覆層,藉此以形成該第一及該選擇性的第二防潮蓋。因此,該第一防潮蓋可包括一選定部分,該選定部分係自該金屬塊之該第一側延伸至該樹脂芯層上之該第一金屬層,而該選擇性的第二防潮蓋可包括一選定部分,該選定部分係自該金屬塊之該第二側延伸至該樹脂芯層上之該第二金屬層。更具體而言,該第一及選擇性的該第二防潮蓋係分別包括該堆疊結構之該第一及第二金屬層,且各自於接觸該黏著劑處有一第一厚度(相當於該披覆層之厚度,約為0.5至50微米)、於接觸該樹脂芯層處有大於該第一厚度之一第二厚度(相當於該披覆層以及該第一或第二金屬層相加之厚度)、以及面朝該第一或第二方向之一平坦表面。根據藉由形成該埋封塑料以形成該樹脂芯層與該金屬塊接合之另一態樣中,可藉由薄膜濺鍍方法,隨後藉由電解電鍍方法,以沉積披覆層於該金屬塊及埋封塑料之該第一及第二側上,藉此以形成該第一及該選擇性的第二防潮蓋。於此態樣,該第一及該選擇性的第二防潮蓋可分別於該樹脂芯層之該第一及第二側上側向延伸,並分別於該第一及第二方向上完全覆蓋該金屬塊與該埋封塑料之間之介面,且各自具有0.5至50微米之厚度。如上文所述,該樹脂芯層之該第一側可與一金屬板連接,從而該第一防潮蓋可具有不一致的厚度。更具體而言,該第一防潮蓋可於鄰接於該金屬塊與該埋封塑料間之介面處具有一第一厚度(相當於該披覆層厚度,約為0.5至50微米)、以及大於該第一厚度之一第二厚度(相當於該披覆層以及該金屬板相加之厚度)。同理,對於具有金屬凸柱作為垂直電性連接之線路板而言,較佳應形成額外的第一防潮蓋,該些額外的第一防潮蓋各自具有自該金屬凸柱之該第一側延伸至該堆疊結構之該第一金屬層、或自該金屬凸柱之該第一側延伸至該埋封塑料之第一側之選定部位。因此,該線路板可包括彼此間隔開之複數個第一防潮蓋,以於該第一方向上完全覆蓋熱膨脹係數不匹配之介面。更具體而言,藉由堆疊結構之層壓製程以形成樹脂芯層與金屬塊/金屬凸柱接合之態樣中,該些額外的第一防潮蓋可於該第一方向上接觸並完全覆蓋該些金屬凸柱與該樹脂芯層之間之黏著劑、以及該些金屬凸柱與該黏著劑間之介面,並於該樹脂芯層之該第一側上側向延伸。至於藉由形成該埋封塑料以形成樹脂芯層與金屬塊/金屬凸柱接合之另一態樣中,該些額外的第一防潮蓋可於該樹脂芯層之該第一側上側向延伸,並於該第一方向完全覆蓋該金屬凸柱與該埋封塑料間之介面。其他有關於該些額外的第一防潮蓋之細節係與前述之第一防潮蓋相同,且為了簡潔的目的則不再重複說明。
形成該第一及第二防潮蓋時所沉積之披覆層,可藉由金屬圖案化的程序而形成該些導線。該些導線係與該選擇性的第二防潮蓋間隔開來,並可提供半導體裝置的電性連接。此外,於利用該些金屬凸柱作為垂直電性連接之該線路板中,該些導線具有自該些金屬凸柱之該第二側上側向延伸至該堆疊結構之該第二金屬層上,或自該些金屬凸柱之該第二側上側向延伸至該埋封塑料第二側上之選定部分。因此,該些導線可電性連接至該些金屬凸柱,且於該第二方向上完全覆蓋金屬凸柱附近熱膨脹係數不匹配之介面。更具體而言,藉由該堆疊結構之層壓程序將金屬塊/金屬凸柱與樹脂芯層接合之態樣中,該些導線係於該第二方向上完全覆蓋該些金屬凸柱與該樹脂芯層間之黏著劑、以及該些金屬凸柱與該黏著劑之間之介面。於此態樣中,該些導線於接觸該黏著劑之處具有一第一厚度(相當於該披覆層之厚度,約為0.5至50微米)、以及於該樹脂芯層接觸之處具有大於該第一厚度之一第二厚度(相當於該披覆層以及該第二金屬層相加之厚度)。至於藉由形成該埋封塑料以形成樹脂芯層接合至金屬塊/金屬凸柱之另一態樣中,該些導線係於該第二方向完全覆蓋該些金屬凸柱與該埋封塑料間之介面。
本發明更提供了一種半導體組體,其中如晶片之半導體裝置係安裝至前述線路板之該金屬塊之該第二側上,且例如藉由打線以電性連接至該線路板之導線上。此外,可提供一蓋體以封裝其中之半導體裝置。據此,即使熱膨脹係數不匹配之兩種材料之間的介面產生裂痕,該線路板之該防潮蓋可防止來自外在環境之水氣通過該裂痕而進入該半導體組體。此外,由該半導體裝置所產生的熱能可傳導至該金屬塊,並散逸至比該金屬塊具有更大散熱面積之該防潮蓋。
該組體可為一第一階(first-level)或第二階(second-level)之單一晶片或多晶片之裝置,舉例而言,該組體可為包括一單一晶片或多晶片之第一階封裝結構。或者,該組體可為包含單一封裝體或多封裝體之第二階模組,且每一封裝體可包括單一晶片或多個晶片,該晶片可為經封裝或未經封裝之晶片。此外,該晶片可為裸晶、或晶圓級封裝晶片等。
「覆蓋」一詞意指於垂直及/或側面方向上不完全以及完全覆蓋。例如,當該第一防潮蓋於面朝向下方向時,該半導體裝置係由上方覆蓋該金屬塊,不論如黏著劑等之其他元件是否介於該半導體裝置與該金屬塊之間。
「設置於…上」及「貼附於…上」一詞包括與單一或多個元件間之接觸與非接觸。例如,該半導體裝置可被貼附於該第二防潮蓋上,不論該半導體裝置是否接觸該第二防潮蓋,或藉由一黏著劑與該第二防潮蓋隔開。
「電性連接」之詞意指直接或間接電性連接。例如,該半導體裝置係藉由打線而電性連接至該導線上,但並未接觸該導線。
「第一方向」及「第二方向」並非取決於線路板之定向,凡熟悉此項技藝之人士即可輕易瞭解其實際所指之方向。例如,該金屬塊之該第一側面朝該第一方向,以及該金屬塊之該第二側面朝該第二方向,不論此線路板是否倒置。因此,該第一及第二方向係彼此相反且垂直於側面方向,且側向對準之元件係與垂直於第一與第二方向之側向平面相交。此外,當該第一防潮蓋面朝向下方向時,該第一方向為向下方向,該第二方向為向上方向,而當該第一防潮蓋面朝向上方向時,該第一方向為向上方向,該第二方向為向下方向。
根據本發明之散熱增益型線路板具有多種優點,該金屬塊提供了從晶片至位於該金屬塊底下之該第一防潮蓋的散熱途徑。該樹脂芯層提供了機械性的支撐,並作為該些導線與該金屬塊之間、及該些金屬凸柱與該金屬塊之間之間隔物。該第一防潮蓋密封金屬與其周圍之塑料間之介面,並杜絕了介面上的裂痕作為水氣導入的途徑。該些導線提供了該線路板水平的電性路由,而該些金屬凸柱可提供該線路板垂直之電性路由。藉由此方法所製備之線路板為可靠的、成本低、且非常適合大量生產。
本發明之製作方法具有高度適用性,且係以獨特、進步之方式結合運用各種成熟之電性及機械性連接技術。此外,本發明之製作方法不需昂貴工具即可實施。因此,相較於傳統技術,此製作方法可大幅提升產量、良率、效能與成本效益。
在此所述之實施例係為例示之用,其中該些實施例可能會簡化或省略本技術領域已熟知之元件或步驟,以免模糊本發明之特點。同樣地,為使圖式清晰,圖式亦可能省略重覆或非必要之元件及元件符號。
10‧‧‧金屬塊
101、201、801‧‧‧第一側
102、202、802‧‧‧第二側
20‧‧‧堆疊結構
203‧‧‧開口
212、222‧‧‧第一金屬層
214、224‧‧‧貼合膜
217、227‧‧‧第二金屬層
215、225‧‧‧黏著劑
207‧‧‧縫隙
42‧‧‧第一防潮蓋
31‧‧‧載膜
46‧‧‧導線
45‧‧‧第二防潮蓋
T1‧‧‧第一厚度
41‧‧‧底部披覆層
T3‧‧‧第三厚度
T2‧‧‧第二厚度
21、22、24‧‧‧樹脂芯層
T4‧‧‧第四厚度
110‧‧‧半導體組體
44‧‧‧頂部披覆層
71‧‧‧蓋體
51‧‧‧半導體裝置
100、200、300、400、500‧‧‧散熱增益型線路板
223‧‧‧第一介電層
221‧‧‧第一層壓板
228‧‧‧第二介電層
226‧‧‧第二層壓板
249‧‧‧開孔
242‧‧‧金屬板
204‧‧‧第一開口
244‧‧‧埋封塑料
80‧‧‧金屬凸柱
205‧‧‧第二開口
61‧‧‧打線
參考隨附圖式,本發明可藉由下述較佳實施例之詳細敘述更加清楚明瞭,其中: 圖1係根據本發明之第一實施態樣中,一金屬塊之剖面圖; 圖2係根據本發明之第一實施態樣中,一堆疊結構於一載膜上之剖面圖; 圖3係根據本發明之第一實施態樣中,將圖1中之金屬塊貼附至圖2中之載膜之剖面圖; 圖4及5分別係根據本發明之第一實施態樣中,將圖3中之堆疊結構經層壓製程後之剖面圖及上視立體圖; 圖6及7分別係根據本發明之第一實施態樣中,將圖4及5所示結構中多餘的黏著劑移除之剖面圖及上視立體圖; 圖8係根據本發明之第一實施態樣中,將圖6所示結構中該載膜移除之剖面圖; 圖9、10、及11分別係根據本發明之第一實施態樣中,提供防潮蓋以及導線於圖8所示之結構中,以完成一線路板製備之剖面圖、底視立體圖、以及上視立體圖; 圖12係根據本發明之第一實施態樣中,將一晶片電性連接至圖9所示之線路板上之一半導體組體之剖面圖; 圖13係根據本發明之第二實施態樣中,一堆疊結構於一載膜上之剖面圖; 圖14係根據本發明之第二實施態樣中,將圖1所示之金屬塊貼附於圖13所示之載膜上之剖面圖; 圖15係根據本發明之第二實施態樣中,將圖14所示之堆疊結構經層壓製程後之剖面圖; 圖16係根據本發明之第二實施態樣中,將圖15所示結構中多餘的黏著劑以及載膜移除之剖面圖; 圖17係根據本發明之第二實施態樣中,提供防潮蓋以及導線至圖16所示之結構,以完成一線路板製備之剖面圖; 圖18係根據本發明之第三實施態樣中,一金屬板於一載膜上之剖面圖; 圖19係根據本發明之第三實施態樣中,將圖1所示之金屬塊貼附至圖18所示之載膜上之剖面圖; 圖20係根據本發明之第三實施態樣中,提供埋封塑料至圖19所示之結構中之剖面圖; 圖21係根據本發明之第三實施態樣中,將圖20所示結構中,該埋封塑料之上部分移除之剖面圖; 圖22係根據本發明之第三實施態樣中,將圖21所示結構之載膜移除之剖面圖; 圖23係根據本發明之第三實施態樣中,提供防潮蓋以及導線至圖22所示之結構中,以完成線路板製備之剖面圖; 圖24係根據本發明之第四實施態樣中,一堆疊結構於一載膜上之剖面圖; 圖25係根據本發明之第四實施態樣中,將圖1所示之金屬塊以及金屬凸柱貼附之圖24所示之載膜上之剖面圖; 圖26係根據本發明之第四實施態樣中,將圖25所示之堆疊結構經層壓製程後之剖面圖; 圖27係根據本發明之第四實施態樣中,將圖26所示結構中多餘的黏著劑以及載膜移除之剖面圖; 圖28、29、及30分別係根據本發明之第四實施態樣中,提供防潮蓋以及導線至圖27所示之結構上,以完成一線路板製備之剖面圖、底視立體圖、以及上視立體圖; 圖31係根據本發明之第五實施態樣中,圖1所示之金屬塊以及金屬凸柱於一載膜上之剖面圖; 圖32係根據本發明之第五實施態樣中,提供一埋封塑料於圖31所示之結構上之剖面圖; 圖33係根據本發明之第五實施態樣中,將圖32所示結構之該埋封塑料之上部分以及該載膜移除之剖面圖;以及 圖34係根據本發明之第五實施態樣中,提供防潮蓋以及導線於圖33所示之結構上,以完成一線路板製備之剖面圖。
10‧‧‧金屬塊
212‧‧‧第一金屬層
214‧‧‧貼合膜
217‧‧‧第二金屬層
215‧‧‧黏著劑
42‧‧‧第一防潮蓋
45‧‧‧第二防潮蓋
46‧‧‧導線
41‧‧‧底部披覆層
T1‧‧‧第一厚度
T2‧‧‧第二厚度
T3‧‧‧第三厚度
T4‧‧‧第四厚度
21‧‧‧樹脂芯層
44‧‧‧頂部披覆層
100‧‧‧散熱增益型線路板

Claims (12)

  1. 一種具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板之製備方法,其步驟包含:     提供一金屬塊,該金屬塊於彼此相反之一第一方向以及一第二方向上分別具有平坦之一第一側及一第二側;     提供一堆疊結構,該堆疊結構係包括一第一金屬層、一第二金屬層、一貼合膜、以及一第一開口,其中,該貼合膜係設置於該第一金屬層以及該第二金屬層之間,該第一開口係延伸穿過該第一金屬層、該貼合膜、以及該第二金屬層,該第一金屬層以及該第二金屬層係分別於該第一方向以及該第二方向上各自具有平坦之一外表面;     將該金屬塊嵌入至該堆疊結構之該第一開口中,並於該堆疊結構以及該金屬塊之間保留一縫隙,接著固化該貼合膜以形成一樹脂芯層,該樹脂芯層包括連接至該第一金屬層之一第一側、以及連接至該第二金屬層之一相反第二側,其中,該堆疊結構係藉由自該貼合膜擠出進入該堆疊結構以及該金屬塊之間之該縫隙之一黏著劑,而貼附至該金屬塊之側壁上;     移除被擠出之該黏著劑之一多餘部分,使得該黏著劑之兩相反之顯露表面係於該第一方向以及該第二方向上,實質上與該金屬塊之該第一側以及該第二側、及該第一金屬層及該第二金屬層之該些外表面共平面;     形成複數導線,該些導線係於該樹脂芯層之該第二側上側向延伸;以及     形成一第一防潮蓋,該第一防潮蓋係自該金屬塊之該第一側側向延伸至該第一金屬層,以自該第一方向完全覆蓋該黏著劑之該顯露表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製備方法,其中,一第二防潮蓋係藉由形成該些導線之該步驟而同時形成,且該第二防潮蓋係自該金屬塊之該第二側側向延伸至該樹脂芯層上之該第二金屬層,以自該第二方向完全覆蓋該黏著劑之該顯露表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製備方法,其步驟更包含:提供複數個金屬凸柱,該些金屬凸柱係各自於該第一方向以及該第二方向上分別具有平坦之一第一側以及一第二側,其中,(i) 該堆疊結構更包括複數個第二開口,該些第二開口係延伸穿過該第一金屬層、該貼合膜、以及該第二金屬層,(ii) 將該金屬塊嵌入至該堆疊結構之該第一開口中之該步驟係包括將該些金屬凸柱嵌入至該推疊結構之該些第二開口中,於是該黏著劑亦被擠入該堆疊結構以及該些金屬凸柱之間之縫隙,以及(iii) 該些導線係電性連接至該些金屬凸柱。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之製備方法,其中,該第一防潮蓋以及該第二防潮蓋為金屬層,該第一防潮蓋以及該第二防潮蓋係藉由無電電鍍後,接著進行電解電鍍而形成,且該第一防潮蓋及該第二防潮蓋於與被擠出之該黏著劑接觸處係具有介於0.5微米至50微米之厚度。
  5. 一種具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板之製備方法,其步驟包含:     貼附一金屬塊於一載膜上,其中該金屬塊於彼此相反之一第一方向以及一第二方向上分別具有平坦之一第一側及一第二側;     形成一埋封塑料以覆蓋該金屬塊以及該載膜;     移除一部分之該埋封塑料以形成一樹脂芯層,該樹脂芯層於該第一方向上具有一第一側,以及於該第二方向上具有實質上與該金屬塊之該第二側共平面之一第二側,並移除該載膜;     形成複數導線,該些導線係於該樹脂芯層之該第二側上側向延伸;以及     形成一第一防潮蓋,該第一防潮蓋係自該第一方向完全覆蓋該金屬塊及該樹脂芯層之間之介面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之製備方法,其中,一第二防潮蓋係藉由形成該些導線之該步驟而同時形成,以自該第二方向完全覆蓋該金屬塊以及該樹脂芯層之間之介面。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之製備方法,其步驟更包含:貼附複數個金屬凸柱於該載膜上,該些金屬凸柱係各自於該第一方向以及該第二方向上,分別包括平坦之一第一側以及一第二側,其中 (i) 於移除部分之該埋封塑料之該步驟後,該樹脂芯層之該第二側於該第二方向上亦實質上與該些金屬凸柱之該第二側共平面,以及(ii) 該些導線係與該些金屬凸柱電性連接。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之製備方法,其中,該第一防潮蓋以及該第二防潮蓋為金屬層,該第一防潮蓋以及該第二防潮蓋係藉由薄膜濺鍍後,接著進行電解電鍍而形成,且該第一防潮蓋及該第二防潮蓋鄰接於該金屬塊與該埋封塑料間之該些介面之處,具有介於0.5微米至50微米之厚度。
  9. 一種半導體組體,包含: 一散熱增益型線路板,包括:     一金屬塊,該金屬塊係於彼此相反之一第一方向以及一第二方向上分別具有平坦的一第一側以及一第二側;     一樹脂芯層,該樹脂芯層係覆蓋且圍繞該金屬塊之側壁,且於該第一方向上具有一第一側,以及於該第二方向上具有一相反第二側;     一黏著劑,該黏著劑係夾置於該金屬塊以及該樹脂芯層之間;     一第一防潮蓋,該第一防潮蓋係於該第一方向上完全覆蓋該黏著劑,其中,該第一防潮蓋於接觸該黏著劑處具有一第一厚度,以及於接觸該樹脂芯層處具有一第二厚度,該第二厚度係大於該第一厚度;以及     複數導線,該些導線係於該樹脂芯層之該第二側上側向延伸;以及 一半導體裝置,該半導體裝置係設置於該金屬塊之該第二側上,且係電性連接至該些導線。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體組體,其中,該散熱增益型線路板更包括一第二防潮蓋,該第二防潮蓋係自該第二方向完全覆蓋該黏著劑。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之半導體組體,其中,(i) 該散熱增益型線路板更包括複數個金屬凸柱,該些金屬凸柱係各自於該第一方向以及該第二方向上分別具有平坦之一第一側以及一第二側,(ii) 該樹脂芯層亦覆蓋且圍繞該些金屬凸柱之側壁,(iii) 該黏著劑亦夾置於該些金屬凸柱以及該樹脂芯層之間,以及(iv) 該些導線係電性連接至該些金屬凸柱。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之半導體組體,其中,該第一防潮蓋以及該第二防潮蓋為金屬層,且該第一防潮蓋以及該第二防潮蓋於與該黏著劑接觸處,係各自具有介於0.5微米至50微米之厚度。
TW105124527A 2015-09-07 2016-08-02 具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板及其製備方法 TWI599003B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/846,984 US20150382444A1 (en) 2014-03-07 2015-09-07 Thermally enhanced wiring board having metal slug and moisture inhibiting cap incorporated therein and method of making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201711145A true TW201711145A (zh) 2017-03-16
TWI599003B TWI599003B (zh) 2017-09-11

Family

ID=58291258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105124527A TWI599003B (zh) 2015-09-07 2016-08-02 具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板及其製備方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN106504999A (zh)
TW (1) TWI599003B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI657546B (zh) * 2017-05-25 2019-04-21 鈺橋半導體股份有限公司 設有電隔離件及基底板之線路板、其半導體組體及其製法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4488684B2 (ja) * 2002-08-09 2010-06-23 イビデン株式会社 多層プリント配線板
JP4688679B2 (ja) * 2003-09-09 2011-05-25 三洋電機株式会社 半導体モジュール
US8378372B2 (en) * 2008-03-25 2013-02-19 Bridge Semiconductor Corporation Semiconductor chip assembly with post/base heat spreader and horizontal signal routing
TWI419272B (zh) * 2009-12-19 2013-12-11 Bridge Semiconductor Corp 具有凸柱/基座之散熱座及訊號凸柱之半導體晶片組體
US8247269B1 (en) * 2011-06-29 2012-08-21 Fairchild Semiconductor Corporation Wafer level embedded and stacked die power system-in-package packages
TWI489918B (zh) * 2012-11-23 2015-06-21 Subtron Technology Co Ltd 封裝載板
CN104349593A (zh) * 2013-08-08 2015-02-11 钰桥半导体股份有限公司 具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI657546B (zh) * 2017-05-25 2019-04-21 鈺橋半導體股份有限公司 設有電隔離件及基底板之線路板、其半導體組體及其製法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI599003B (zh) 2017-09-11
CN106504999A (zh) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI569387B (zh) 具有隔離件之散熱增益型線路板製作方法
KR102071522B1 (ko) 극박의 매설식 다이 모듈 및 그 제조 방법
TWI529879B (zh) 中介層上設有面對面晶片之半導體元件及其製作方法
US10745819B2 (en) Printed wiring board, semiconductor package and method for manufacturing printed wiring board
JP3817453B2 (ja) 半導体装置
TWI611541B (zh) 具有內建電性隔離件以及防潮蓋之線路板製備方法及其半導體組體
US10420204B2 (en) Wiring board having electrical isolator and moisture inhibiting cap incorporated therein and method of making the same
US20150382444A1 (en) Thermally enhanced wiring board having metal slug and moisture inhibiting cap incorporated therein and method of making the same
TW201248744A (en) Package structure and manufacturing method thereof
JP2014503997A5 (zh)
CN213547921U (zh) 一种电路板
JP4875925B2 (ja) 多層配線板及びその製造方法
JP2021521628A (ja) パワーモジュール、及びパワーモジュールを製造する方法
TW201826451A (zh) 半導體裝置及其製造方法
TWI625080B (zh) 具有隔離件及橋接件之線路板及其製法
WO2014188632A1 (ja) 放熱構造を有する半導体装置および半導体装置の積層体
US20160211207A1 (en) Semiconductor assembly having wiring board with electrical isolator and moisture inhibiting cap incorporated therein and method of making wiring board
TWI599003B (zh) 具有內建金屬塊以及防潮蓋之散熱增益型線路板及其製備方法
TW201606964A (zh) 晶片封裝基板、晶片封裝結構及二者之製作方法
JP4875926B2 (ja) 多層配線板及びその製造方法
KR101494411B1 (ko) 반도체패키지 및 이의 제조방법
WO2018137559A1 (zh) 一种功率模块及其制造方法
JP2002043510A (ja) 半導体パワーモジュールおよびその製造方法
WO2018137556A1 (zh) 一种功率模块及其制造方法
JP3885169B2 (ja) 半導体装置製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees