TW201728238A - 基板結構及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種基板結構及其製作方法。基板結構包含一金屬載板、一介電材料層、一第一導線層、一第二導線層以及一導電柱層。第一導線層設置於金屬載板之一表面。介電材料層設置於第一導線層之一表面。導電柱層設置於介電材料層內並設置於第一導線層以及第二導線層之間，其具有至少一導電柱。第一導線層以及第二導線層藉由至少一導電柱電性連接。
Description
本發明係關於一種基板結構及其製作方法。更詳細地說，本發明係關於一種半導體基板結構及其製作方法。
在新一代的電子產品中，使用者不但追求更輕薄短小，更要求其具有多功能以及高性能。因此，電子產品製造商必須在積體電路(integrated circuit；IC)之有限的區域中，容納更多電子元件以達成高密度與微型化之要求。據此，電子產品製造商開發了不同地新型封裝技術。舉例來說，一種是將印刷電路板(printed circuit board；PCB)與軟板(flex board)以壓合方式進行結合而形成一軟硬結合板的封裝技術；另一種則是分別將印刷電路板與軟板製作完成後，再以接合方式進行結合而形成一軟硬接合板的封裝技術。
由於軟硬結合板的製程複雜且導線層數量較多，因此造成了其線路製作的複雜性以及厚度皆相當高的缺陷。雖然軟硬接合板改善了軟硬結合板的缺陷，並降低了線路製作的複雜性以及厚度；但由於軟硬接合板需要以熱壓熔錫(hot bar)焊接進行接合或是藉由異方性導電膠(anisotropic conductive film；ACF)進行接合，同時受限於材料之剛性的影響，進而導致其製作良率相當低的缺陷。
此外，在軟硬結合板或軟硬接合板的最底層，還需要進行相當大面積的鍍金處理，以達成軟硬結合板或軟硬接合板具有接地以及散熱之功能的目的；同時，軟硬結合板或軟硬接合板與主電路板進行組裝時，軟硬結合板或軟硬接合板必須藉由導電膠片(EMI film)黏合至主電路板上。據此，前述處理過程與材
料都大幅提高了使用軟硬結合板或軟硬接合板作為封裝技術的製作成本。
有鑑於此，如何提供一種具有剛性與散熱性且滿足細密線路間距、高密度、薄型化、低成本化以及高導電特性的基板結構，乃是業界亟待解決的問題。
本發明之一目的在於提供一種基板結構。該基板結構包含一金屬載板、一介電材料層、一第一導線層、一第二導線層以及一導電柱層。該第一導線層設置於該金屬載板之一表面。該介電材料層設置於該第一導線層之一表面。該導電柱層設置於該介電材料層內並設置於該第一導線層以及該第二導線層之間，其具有至少一導電柱。該第一導線層以及該第二導線層則藉由該至少一導電柱電性連接。
本發明之另一目的在於提供一種基板結構之製作方法。該製作方法包括下列步驟：提供一金屬載板；形成一第一導線層於該金屬載板之一表面；形成一導電柱層於該第一導線層之一表面；形成一介電材料層，使其包覆該第一導線層以及該導電柱層，並露出該導電柱層之一端；以及形成一第二導線層於露出之該導電柱層之一端與該介電材料層之一表面，俾使該第一導線層以及該第二導線層藉由該導電柱層電性連接。
綜上所述，本發明之基板結構及其製作方法係利用金屬載板製作的基板結構來取代習知的軟硬結合板或軟硬接合板；同時，以較簡易的製作流程形成導線層、導電柱層與介電材料層。據此，本發明之基板結構及其製作方法可達成基板薄型化的要求，同時滿足高導電特性，並兼具剛性與散熱性。如此一來，將可縮短基板結構之加工時間並大幅降低製作成本。
在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，所屬技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其它目的、優點以及本發明之技術手段及實施態樣。
1、2、3、4、5‧‧‧基板結構
101‧‧‧金屬載板
103‧‧‧第一導線層
105‧‧‧導電柱層
107‧‧‧介電材料層
109‧‧‧第二導線層
111、303‧‧‧絕緣保護層
201、501‧‧‧第一導電柱層
203、503‧‧‧第一介電材料層
205、505‧‧‧第二介電材料層
207‧‧‧第二導電柱層
301、511‧‧‧第三導線層
401‧‧‧第三介電材料層
403‧‧‧第三導電柱層
507‧‧‧軟性電路板
509A、509B、509C‧‧‧導電柱
1011、1031、1091、2031、2051、3011、5031、50515071‧‧‧軟性電路板導線層
第1圖係為本發明之第一實施例之基板結構之示意圖。
第2圖係為本發明之第二實施例之基板結構之示意圖。
第3圖係為本發明之第三實施例之基板結構之示意圖。
第4圖係為本發明之第四實施例之基板結構之示意圖。
第5圖係為本發明之第五實施例之基板結構之示意圖。
第6圖係為本發明之第六實施例之基板結構之製作方法之流程圖。
第7A圖至第7F圖係為本發明之第六實施例之基板結構之製作示意圖。
第8圖係為本發明之第七實施例之基板結構之製作方法之流程圖。
第9A圖至第9B圖係為本發明之第七實施例之基板結構之製作示意圖。
第10圖係為本發明之第八實施例之基板結構之製作方法之流程圖。
第11A圖至第11D圖係為本發明之第八實施例之基板結構之製作示意圖。
第12圖係為形成介電材料層之流程圖。
以下將透過實施例來解釋本發明內容，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明。須說明者，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示；且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。
本發明之第一實施例如第1圖所示，係為一基板結構1之示意圖。基板結構1包含一金屬載板101、一第一導線層103、一導電柱層105、一介電材料層107、一第二導線層109以及一絕緣保護層111。導電柱層105具有複數個導電柱。介電材料層107係為
一鑄模化合物(Molding Compound)層，其具有酚醛基樹脂(Novolac-based Resin)、環氧基樹脂(Epoxy-based Resin)、矽基樹脂(Silicone-based Resin)或其它適當之鑄模化合物，但不以此為限。在本實施例中，導電柱層105具有二個導電柱。然而，在其它實施例中，依據基板結構1之不同用途與類型，導電柱層105可分別具有任意數目之導電柱，並不以本實施例所述之導電柱的數量為限。
金屬載板101具有一表面1011。第一導線層103具有一表面1031。第一導線層103設置於金屬載板101之表面1011。介電材料層107設置於第一導線層103之表面1031。第二導線層109設置於介電材料層107上；同時，第二導線層109部分地覆蓋介電材料層107。導電柱層105設置於介電材料層107內，並設置於第一導線層103以及第二導線層109之間；同時，導電柱層105電性連接第一導線層103以及第二導線層109。絕緣保護層111設置於介電材料層107以及第二導線層109上；同時，絕緣保護層111部分地覆蓋介電材料層107以及第二導線層109。
本發明之第二實施例如第2圖所示，係為一基板結構2之示意圖。基板結構2之一結構類似於本發明之第一實施例所述之基板結構1之結構，其差異在於基板結構2係以一第一導電柱層201取代導電柱層105，並以一第一介電材料層203取代介電材料層107；同時，基板結構2更包含一第二介電材料層205以及一第二導電柱層207。第一導電柱層201具有複數個導電柱。類似地，第二導電柱層207亦具有複數個導電柱。
第一介電材料層203或第二介電材料層205係為一鑄模化合物層，其具有酚醛基樹脂、環氧基樹脂、矽基樹脂或其它適當之鑄模化合物，但不以此為限。在本實施例中，第一導電柱層201具有二個導電柱；第二導電柱層207具有三個導電柱。然而，在其它實施例中，依據基板結構2之不同用途與類型，第一導電柱層201以及第二導電柱層207可分別具有任意數目之導電柱，並不以本實施例所述之導電柱的數量為限。
第一介電材料層203具有一表面2031。第二導線層109具有一表面1091。第二介電材料層205設置於第二導線層109之表面1091以及第一介電材料層203之表面2031。第二導電柱層207設置於第二介電材料層205內，且部份地電性連接第二導線層109。詳細地說，第二導電柱層207之導電柱具有一第一端以及相對於第一端之一第二端，第二導電柱層207之導電柱的第一端電性連接第二導線層109；第二導電柱層207之導電柱的第二端露出於第二介電材料層205外。
本發明之第三實施例如第3圖所示，係為一基板結構3之示意圖。基板結構3之一結構類似於本發明之第二實施例所述之基板結構2之結構，其差異在於基板結構3更包含一第三導線層301以及一絕緣保護層303。
第二介電材料層205具有一表面2051。第一導線層103設置於金屬載板101之表面1011。第三導線層301設置於第二介電材料層205之表面2051；同時，第三導線層301部分地覆蓋第二介電材料層205。第二導電柱層207設置於第二介電材料層205內，並設置於第二導線層109以及第三導線層301之間；同時，第二導電柱層207電性連接第二導線層109以及第三導線層301。絕緣保護層303設置於第二介電材料層205以及第三導線層301上；同時，絕緣保護層303部分地覆蓋第二介電材料層205以及第三導線層301。
本發明之第四實施例如第4圖所示，係為一基板結構4之示意圖。基板結構4之一結構類似於本發明之第三實施例所述之基板結構3之結構，其差異在於基板結構4更包含一第三介電材料層401以及一第三導電柱層403。第三導電柱層403具有複數個導電柱。
第三介電材料層401係為一鑄模化合物層，其具有酚醛基樹脂、環氧基樹脂、矽基樹脂或其它適當之鑄模化合物，但不以此為限。在本實施例中，第三導電柱層403具有四個導電柱。然而，在其它實施例中，依據基板結構4之不同用途與類型，第三導電柱層403可分別具有任意數目之導電柱，並不以本實施例所述
之導電柱的數量為限。
第三導線層301具有一表面3011。第三介電材料層401設置於第三導線層301之表面3011以及第二介電材料層205之表面2051。第三導電柱層403設置於第三介電材料層401內，且部份地電性連接第三導線層301。詳細地說，第三導電柱層403之導電柱具有一第一端以及相對於第一端之一第二端，第三導電柱層403之導電柱的第一端電性連接第三導線層301；第三導電柱層403之導電柱的第二端露出於第三介電材料層401外。
本發明之第五實施例如第5圖所示，係為一基板結構5之示意圖。基板結構5之一結構類似於本發明之第一實施例所述之基板結構1之結構，其差異在於基板結構5係以一第一導電柱層501取代導電柱層105，並以一第一介電材料層503取代介電材料層107；同時，基板結構5更包含一第二介電材料層505、一軟性電路板507、一第二導電柱層以及一第三導線層511。第一導電柱層501具有複數個導電柱。類似地，第二導電柱層亦具有複數個導電柱509A、509B、509C。
第一介電材料層503或第二介電材料層505係為一鑄模化合物層，其具有酚醛基樹脂、環氧基樹脂、矽基樹脂或其它適當之鑄模化合物，但不以此為限。在本實施例中，第一導電柱層501具有二個導電柱；第二導電柱層具有五個導電柱509A、509B、509C。然而，在其它實施例中，依據基板結構5之不同用途與類型，第一導電柱層501以及第二導電柱層可分別具有任意數目之導電柱，並不以本實施例所述之導電柱的數量為限。
第一介電材料層503具有一表面5031。第二導線層109具有一表面1091。第二介電材料層505具有一表面5051。軟性電路板507具有一軟性電路板導線層5071。第二介電材料層505設置於第二導線層109之表面1091以及第一介電材料層503之表面5031。軟性電路板507設置於第二介電材料層505之表面5051。第三導線層511設置於軟性電路板507上。第二導電柱層設置於第二介電材料層505以及軟性電路板507內，並設置於第二導線層109以
及第三導線層511之間；同時，第二導電柱層經由軟性電路板507電性連接第二導線層109以及第三導線層511。
詳細地說，第二導電柱層之導電柱509A電性連接第二導線層109以及第三導線層511；第二導電柱層之導電柱509B電性連接第二導線層109、第三導線層511以及軟性電路板導線層5071；第二導電柱層之導電柱509C電性連接第三導線層511以及軟性電路板導線層5071。
需說明的是，前段所述之基板結構1、2、3、4、5之金屬載板101係由鋁、銅、不銹鋼或其組合製成之一金屬板。同時，基板結構1、2、3、4、5分別包含二或三個導線層，且其導線層分別電性連接導電柱層之導電柱。然而，在其它實施例中，基板結構1、2、3、4、5可包含任意數目之導線層以及導電柱層，且其導線層電性連接導電柱層之導電柱。所屬技術領域具有通常知識者可透過前述之說明了解基板結構1、2、3、4、5之導線層的數量以及導線層電性連接導電柱層之導電柱的方式，故在此不再贅述。
本發明之第六實施例如第6圖所示，其係為一種基板結構之製作方法之流程圖。本實施例所述之製作方法可用於製作一基板結構，例如：第一實施例所述基板結構1。以下將透過第6圖以及第7A圖至第7F圖進一步說明本實施例之基板結構之製作方法的步驟。
首先，於步驟601中，提供如第7A圖繪示之一金屬載板101。其中，金屬載板101係由鋁、銅、不銹鋼或其組合製成之一金屬板。接著，於步驟603中，如第7B圖所示，形成一第一導線層103於金屬載板101之一表面1011。
於步驟605中，如第7C圖所示，形成一導電柱層105於第一導線層103之一表面1031。於步驟607中，如第7D圖所示，形成一介電材料層107，使其包覆第一導線層103以及導電柱層105，並露出導電柱層105之一端。接著，於步驟609中，如第7E圖所示，形成一第二導線層109於露出之導電柱層105之一端與介電材料層107上。最後，於步驟611中，如第7F圖所示，形成一絕緣
保護層111於介電材料層107以及第二導線層109上，使其部分地覆蓋介電材料層107以及第二導線層109。
本發明之第七實施例如第8圖所示，其係為一種基板結構之製作方法之流程圖。本實施例所述之製作方法可用於製作一基板結構，例如：第二實施例所述基板結構2。其中，第8圖所示之第七實施例之步驟801至步驟809與本發明之第六實施例之步驟601至步驟609相同，故在此不再贅述。
需說明的是，第七實施例之步驟805係形成與第六實施例之步驟605之導電柱層105相同之第一導電柱層201；第七實施例之步驟807係形成與第六實施例之步驟607之介電材料層107相同之第一介電材料層203。以下將透過第8圖以及第9A圖至第9B圖進一步說明本實施例之基板結構之製作方法的後續步驟。
於步驟811中，如第9A圖所示，形成一第二導電柱層207於第二導線層109之一表面1091。最後，於步驟813中，如第9B圖所示，形成一第二介電材料層205，使其包覆第二導線層109以及第二導電柱層207，並露出第二導電柱層207之一端。
本發明之第八實施例如第10圖所示，其係為一種基板結構之製作方法之流程圖。本實施例所述之製作方法可用於製作一基板結構，例如：第五實施例所述基板結構5。其中，第10圖所示之第八實施例之步驟1001至步驟1009與本發明之第六實施例之步驟601至步驟609相同，故在此不再贅述。
需說明的是，第八實施例之步驟1005係形成與第六實施例之步驟605之導電柱層105相同之第一導電柱層501；第八實施例之步驟1007係形成與第六實施例之步驟607之介電材料層107相同之第一介電材料層503。以下將透過第10圖以及第11A圖至第11D圖進一步說明本實施例之基板結構之製作方法的後續步驟。
於步驟1011中，如第11A圖所示，形成一第二介電材料層505，使其包覆第二導線層109。接著，於步驟1013中，如第11B圖所示，將具有一軟性電路板導線層5071之一軟性電路板507設置於第二介電材料層505之一表面5051。於步驟1015中，如第11C
圖所示，於第二介電材料層505以及軟性電路板507內，形成具有複數個導電柱509A、509B、509C之第二導電柱層，並露出導電柱509A、509B、509C之一端。最後，於步驟1017中，如第11D圖所示，形成一第三導線層511於露出之導電柱509A、509B、509C之一端與軟性電路板507上。
此外，於形成介電材料層之步驟607、步驟813以及步驟1011中，更包含如第12圖繪示之步驟。首先，於步驟1201中，提供一鑄模化合物。其中，鑄模化合物可為酚醛基樹脂、環氧基樹脂、矽基樹脂或其它適當之鑄模化合物。於步驟1203中，加熱鑄模化合物至一液體狀態。接著，於步驟1205中，注入呈現液體狀態之鑄模化合物，使呈現液體狀態之鑄模化合物包覆導線層或導電柱層。最後，於步驟1207中，固化呈現液體狀態之鑄模化合物以形成一鑄模化合物層。
綜上所述，本發明之基板結構及其製作方法係利用金屬載板製作的基板結構來取代習知的軟硬結合板或軟硬接合板；同時，以較簡易的製作流程形成導線層、導電柱層與介電材料層。據此，本發明之基板結構及其製作方法可達成基板薄型化的要求，同時滿足高導電特性，並兼具剛性與散熱性。如此一來，將可縮短基板結構之加工時間並大幅降低製作成本。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
4‧‧‧基板結構
101‧‧‧金屬載板
103‧‧‧第一導線層
109‧‧‧第二導線層
201‧‧‧第一導電柱層
203‧‧‧第一介電材料層
205‧‧‧第二介電材料層
207‧‧‧第二導電柱層
301‧‧‧第三導線層
401‧‧‧第三介電材料層
403‧‧‧第三導電柱層
1011、1031、1091、2031、2051、3011‧‧‧表面
Claims (10)
- 一種基板結構，包含：一金屬載板；一第一導線層，設置於該金屬載板之一表面；一第一介電材料層，設置於該第一導線層之一表面；一第二導線層；以及一第一導電柱層，設置於該第一介電材料層內並設置於該第一導線層以及該第二導線層之間，具有至少一第一導電柱；其中，該第一導線層以及該第二導線層藉由該至少一第一導電柱電性連接。
- 如請求項1所述之基板結構，更包含：一第二介電材料層，設置於該第二導線層之一表面以及該第一介電材料層之一表面；一第三導線層；以及一第二導電柱層，設置於該第二介電材料層內並設置於該第二導線層以及該第三導線層之間，具有至少一第二導電柱；其中，該第二導線層以及該第三導線層藉由該至少一第二導電柱電性連接。
- 如請求項2所述之基板結構，更包含：一第三介電材料層，設置於該第三導線層之一表面以及該第二介電材料層之一表面；以及一第三導電柱層，設置於該第三介電材料層內，具有至少一第三導電柱；其中，該至少一第三導電柱具有一第一端以及相對於該第一端之一第二端，該至少一第三導電柱之第一端電性連接該第三導線層，該至少一第三導電柱之第二端露出於該第三介電材料層外。
- 如請求項1所述之基板結構，更包含：一第二介電材料層，設置於該第二導線層之一表面以及該第一介電材料層之一表面；以及 一第二導電柱層，設置於該第二介電材料層內，具有至少一第二導電柱；其中，該至少一第二導電柱具有一第一端以及相對於該第一端之一第二端，該至少一第二導電柱之第一端電性連接該第二導線層，該至少一第二導電柱之第二端露出於該第二介電材料層外。
- 如請求項1所述之基板結構，更包含：一第二介電材料層，設置於該第二導線層之一表面以及該第一介電材料層之一表面；以及一軟性電路板，設置於該第二介電材料層之一表面，具有一軟性電路板導線層。
- 如請求項1、2、3、4或5所述之基板結構，其中，該第一介電材料層、該第二介電材料層或該第三介電材料層係分別為一鑄模化合物(Molding Compound)層，該鑄模化合物層具有酚醛基樹脂(Novolac-based Resin)、環氧基樹脂(Epoxy-based Resin)以及矽基樹脂(Silicone-based Resin)其中之一。
- 一種基板結構之製作方法，包含下列步驟：提供一金屬載板；形成一第一導線層於該金屬載板之一表面；形成一第一導電柱層於該第一導線層之一表面；形成一第一介電材料層，使其包覆該第一導線層以及該第一導電柱層，並露出該第一導電柱層之一端；以及形成一第二導線層於露出之該第一導電柱層之一端與該第一介電材料層上；其中，該第一導線層以及該第二導線層藉由該第一導電柱層電性連接。
- 如請求項7所述之製作方法，更包含下列步驟：形成一第二導電柱層於該第二導線層之一表面；以及形成一第二介電材料層，使其包覆該第二導線層以及該第二導電柱層，並露出該第二導電柱層之一端。
- 如請求項7所述之製作方法，更包含下列步驟：形成一第二介電材料層，使其包覆該第二導線層；以及將一軟性電路板設置於該第二介電材料層之一表面。
- 如請求項7、8或9所述之製作方法，其中，形成一第一介電材料層之步驟或形成一第二介電材料層之步驟更包含下列步驟：提供一鑄模化合物；加熱該鑄模化合物至一液體狀態；注入呈現該液體狀態之鑄模化合物，使呈現該液體狀態之鑄模化合物包覆該第一導線層、該第一導電柱層、該第二導線層以及該第二導電柱層其中之一；以及固化呈現該液體狀態之鑄模化合物以形成一鑄模化合物層。
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