TWI625080B - 具有隔離件及橋接件之線路板及其製法 - Google Patents

Abstract

本發明之線路板是藉由黏著劑，將具有低熱膨脹係數及高導熱性之隔離件接合於樹脂層板中，並於隔離件與樹脂層板上設置橋接件，使橋接件電性耦接至隔離件上之第一路由電路及樹脂層板上之第二路由電路。該隔離件可對後續接置於上的半導體晶片提供熱膨脹係數補償之接觸介面，且亦可對晶片提供初步的熱傳導，而隔離件則提供可靠的連接通道，以將隔離件上之接觸墊互連至樹脂層板上之端子墊。

Description

具有隔離件及橋接件之線路板及其製法

本發明是關於一種線路板及其製法，尤指一種將隔離件接合於樹脂層板中之線路板，且該線路板於隔離件及樹脂層板上設有一橋接件。

電源模組或發光二極體(LED)等高電壓或高電流之應用通常需要配置高導熱且電絕緣之低熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)板，以傳輸信號。為此目的，美國專利號第8,895,998號及第7,670,872號即揭露各種使用陶瓷材料之互連結構。由於陶瓷材料易碎且容易於操作時產生裂痕，故於陶瓷外圍邊緣處設置樹脂板可大幅改善機械穩定性。然而，由於陶瓷與樹脂板間會有CTE不匹配的問題，故設於陶瓷/樹脂界面上之路由電路容易於熱循環下發生裂痕或產生剝離，使得此類型的線路板於實際使用上相當不可靠。

本發明之目的係提供一種線路板，其將具有低熱膨脹係數(CTE)及高導熱性之隔離件嵌埋至樹脂層板中，以解決晶片/基板間熱膨脹係數不匹配的問題，從而改善該半導體組體的機械可靠度及散熱性。

本發明之另一目的係提供一種線路板，其藉由橋接件，將隔離件上之路由電路電性連接至樹脂層板上之另一路由電路，進而於隔離件與樹脂層板間之界面上構成可靠的電連接路徑。

依據上述及其他目的，本發明提供一種線路板，其具有一隔離件、一樹脂層板、一第一路由電路、一第二路由電路、及一橋接件。該隔離件可對一半導體晶片提供CTE補償之接觸界面，且可對該晶片提供初級的熱傳導途徑，使得該晶片所產生的熱可被傳導出去。該樹脂層板設置於隔離件之外圍邊緣周圍，並藉由黏著劑貼附至隔離件，以對線路板提供機械支撐。第一路由電路設置於隔離件之頂面上，並提供接置晶片之電性接點。第二路由電路設置於樹脂層板之頂面上，並提供外部連接用之電性接點。橋接件設置於隔離件與樹脂層板上，並提供第一路由電路與第二路由電路間之電性連接。

於另一態樣中，本發明提供一種具有隔離件及橋接件之線路板，其包括：一樹脂層板，其具有一平坦頂面、一平坦底面及一開口，其中該開口具有於該頂面與該底面間延伸貫穿該樹脂層板之內部側壁；一隔離件，其具有一平坦頂面及一平坦底面，並設置於該樹脂層板之該開口中，其中該隔離件之外圍邊緣藉由一黏著劑，貼附至該樹脂層板之該些內部側壁；一第一路由電路，其設置於該隔離件之該頂面上；一第二路由電路，其設置於該樹脂層板之該頂面上，其中該第一路由電路與該第二路由電路相互間隔開；以及一橋接件，其設置於該隔離件與該樹脂層板上，並電性連接該第一路由電路及該第二路由電路。此外，本發明更提供一種半導體組體，其包括一半導體元件，其接置於上述線路板之隔離件上，並電性連接至隔離件上之第一路由電路。

於再一態樣中，本發明提供一種具有隔離件及橋接件之線路板製作方法，其包括下述步驟：形成一第一路由電路於一隔離件之一平坦面上；形成一第二路由電路於一樹脂層板之一平坦面上；將設有該第一路由電路之該隔離件插置於該樹脂層板之一開口中，並使該第一路由電路之外表面與該第二路由電路之外表面朝同一方向，其中該開口具有延伸貫穿該樹脂層板之內部側壁，且該些內部側壁側向環繞該隔離件之外圍邊緣；提供一黏著劑於該樹脂層板內部側壁與該隔離件外圍邊緣間位於該開口中之一間隙中；以及將一橋接件接置於該隔離件與該樹脂層板上，並使該橋接件電性耦接該第一路由電路及該第二路由電路。

除非特別描述或步驟間使用”接著”字詞，或者是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。

本發明之線路板及其製作方法具有多項優點。舉例而言，將樹脂層板接合至隔離件可提供一平台，使高解析度電路可形成於該平台上，從而可使得具有細微間距之組體，如覆晶晶片及表面貼裝構件(surface mount component)可接置於該線路板上。將橋接件設置於隔離件與樹脂層板上可提供可靠的連接途徑，以將隔離件上之接觸墊互連至樹脂層板上之端子墊。

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，將提供一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1-12為本發明第一實施態樣中，一種線路板之製作方法圖，其包括一隔離件、一樹脂層板、一黏著劑、一底部金屬膜、一底部金屬層、一第一路由電路、一第二路由電路及橋接元件。

圖1為金屬化塊體11之剖視圖，其具有分別沉積於隔離件12平坦頂面121及底面122上之頂部金屬膜132及底部金屬膜137。該隔離件12通常具有高彈性模數以及低熱膨脹係數(例如為2 x 10 ^-6K ^-1至10 x 10 ^-6K ^-1)，可例如為陶瓷、玻璃、絕緣半導體或其他具導熱特性之電絕緣材料。在此實施例中，該隔離件12為厚度0.4 mm之陶瓷板。該頂部金屬膜132及該底部金屬膜137各自具有一平坦的外表面，且通常為銅層，並各自具有35微米之厚度。

圖2及3分別為隔離件12頂面121上形成第一路由電路133之金屬化塊體11剖視圖及頂部立體示意圖，其中該第一路由電路133是藉由對頂部金屬膜132進行金屬圖案化製程而形成。金屬圖案化之技術包括濕式蝕刻、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，以定義出第一路由電路133。如圖3所示，第一路由電路133包括有相互電性連接之接合墊135及接觸墊136。

圖4為金屬化板體21之剖視圖，其具有分別沉積於樹脂層板22平坦頂面221及底面222上之頂部金屬層232及底部金屬層237。該樹脂層板22通常由環氧樹脂、玻璃-環氧樹脂、聚醯亞胺或其類似物所製成，並且具有0.4毫米之厚度。該頂部金屬層232及該底部金屬層237各自具有一平坦的外表面，且通常為銅層，並各自具有35微米之厚度。

圖5及6分別為樹脂層板22上形成第二路由電路233之金屬化板體21剖視圖及頂部立體示意圖。藉由對對頂部金屬層232進行金屬圖案化製，即可於樹脂層板22之頂面221上形成第二路由電路233。如圖6所示，第二路由電路233包括有相互電性連接之端子墊235及互連墊236。

圖7為形成有開口205之金屬化板體21剖視圖。該開口205具有內部側壁209，其於樹脂層板22之頂面221及底面222間延伸貫穿樹脂層板22，並進一步貫穿底部金屬層237。該開口205可藉由各種技術形成，如沖壓或雷射切割。

圖8及9分別為將金屬化塊體11容置於金屬化板體21開口205中之剖視圖及頂部立體示意圖。將金屬化塊體11對準並插入金屬化板體21之開口205中，並使第一路由電路133及第二路由電路233之外表面皆朝上並相互呈實質上共平面。開口205之內部側壁209側向環繞金屬化塊體11之外圍邊緣109，並與金屬化塊體11之外圍邊緣109保持距離。因此，金屬化塊體11外圍邊緣109與金屬化板體21內部側壁209間具有一位於開口205內之間隙206。該間隙206側向環繞金屬化塊體11，同時被金屬化板體21側向包圍。

圖10為黏著劑31塗佈於間隙206中之剖視圖。將黏著劑31填充於間隙206，俾於金屬化塊體11與金屬化板體21間提供牢固的機械性連結。

圖11及12分別為提供接合線411接觸第一路由電路133及第二路由電路233之剖視圖及頂部立體示意圖。通常可藉由金或銅球形接合(ball bonding)或金或鋁楔型接合(wedge bonding)方式，使接合線411電性耦接至隔離件12上之接觸墊136及樹脂層板22上之端子墊235。據此，該些接合線411可作為橋接件41，其橫跨接觸墊136外圍邊緣與端子墊235外圍邊緣間之間隙，以電性連接第一路由電路133及第二路由電路233。

據此，如圖11及12所示，已完成之線路板110包括一隔離件12、一第一路由電路133、一底部金屬膜137、一樹脂層板22、一第二路由電路233、一底部金屬層237、一黏著劑31及橋接件41。該隔離件12設置於樹脂層板22之開口205中，且隔離件12之外圍邊緣109是藉由黏著劑31貼附至樹脂層板22之內部側壁209，其中黏著劑31接觸隔離件12之外圍邊緣109及樹脂層板22之內部側壁209。第一路由電路133及第二路由電路233為圖案化金屬層，其分別沉積於隔離件12及樹脂層板22上。底部金屬膜137及底部金屬層237為未圖案化金屬板，其分別設置於隔離件12與樹脂層板22底部。第一路由電路133包括有用於接置晶片之接合墊135及用於連接橋接件之接觸墊136，而第二路由電路233包括有用於連接橋接件之端子墊235及用於外部連接之互連墊236。橋接件41接置於第一路由電路133及第二路由電路233，並電性連接接觸墊136及端子墊235。據此，可藉由接觸墊136、端子墊235及橋接件41，使接合墊135電性連接至互連墊236。

圖13為本發明第一實施例中另一線路板態樣之剖視圖。該線路板120與圖11所示結構相似，不同處在於，該線路板120設有表面貼裝構件(surface mounted device, SMD)413作為橋接件41。可藉由焊接材料，使表面貼裝構件413接置於第一路由電路133之接觸墊136及第二路由電路233之端子墊235。

圖14為本發明第一實施例中再一線路板態樣之剖視圖。該線路板130與圖11所示結構相似，不同處在於，該線路板130設有金屬板414作為橋接件41。可藉由焊接材料，使金屬板414接置於第一路由電路133之接觸墊136及第二路由電路233之端子墊235。

圖15為本發明第一實施例中又一線路板態樣之剖視圖。該線路板140與圖11所示結構相似，不同處在於，該線路板140設有焊接材料415作為橋接件41。焊接材料415接觸第一路由電路133之接觸墊136及第二路由電路233之端子墊235，並橫跨接觸墊136外圍邊緣與端子墊235外圍邊緣間之間隙。

圖16及17分別為半導體元件61電性連接至圖11線路板110之半導體組體剖視圖及頂部立體示意圖。該些半導體元件61(繪示成LED晶片)是藉由凸塊71，以覆晶方式耦接至隔離件12上之接合墊135。據此，該些半導體元件61可藉由接合墊135、接觸墊136及橋接件41，電性連接至樹脂層板22上之第二路由電路233。

圖18為更設有圍框(dam)81及封膠材91之半導體組體剖視圖。該圍框81設置於線路板110上，而封膠材91則塗佈於圍框81所包圍之區域中，以包覆半導體元件61。

[實施例2]

圖19-23為本發明第二實施態樣中，另一種線路板之製作方法圖，其是使用堆疊結構以進行層壓製程。

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19為隔離件12兩相反側上分別設有第一路由電路133及底部金屬膜137之金屬化塊體11剖視圖。第一路由電路133為設置於隔離件12頂面之圖案化金屬層，而底部金屬膜137則為由下方覆蓋隔離件12之未圖案化金屬板。

圖20係具有金屬化板體21、貼合膜26及底板27之堆疊結構剖視圖。貼合膜26設置於金屬化板體21與底板27間，並具有開孔203，其對準金屬化板體21及底板27之開口207、208。於此圖中，該金屬化板體21包括有設置於第一樹脂層板25上之第二路由電路233，而該底板27包括有設置於第二樹脂層28底部之底部金屬層237。第一樹脂層板25及第二樹脂層板28通常由環氧樹脂、玻璃-環氧樹脂、聚醯亞胺或其類似物所製成。第二路由電路233為設置於第一樹脂層板25頂面251上之圖案化金屬層，而底部金屬層237為由下方覆蓋第二樹脂層板28之未圖案化金屬板。該貼合膜26可由多種有機或無機之電絕緣材料所形成之各種介電層或預浸料(prepregs)所構成。舉例而言，該貼合膜26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，但其他例如多功能樹脂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、以及熱膨脹匹配度。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26為B階未固化環氧樹脂之預浸材非固化片。

圖21為圖19金屬化塊體11插入金屬化板體21開口207、208及貼合膜26開孔203中之剖視圖。於此圖中，第一路由電路133與第二路由電路233之外表面皆朝上。

圖22為金屬化塊體11貼附至金屬化板體21及底板27之剖視圖，其是藉由金屬化塊體11與金屬化板體21間及金屬化塊體11與底板27間之間隙206中黏著劑31進行貼附。藉由施加熱及壓力，使該貼合膜26受到擠壓，且貼合膜26中之部分黏著劑流入間隙206中。在此，可於金屬化塊體21上施加向下壓力及/或於底板27上施加向上壓力，以擠壓該貼合膜26，使金屬化塊體21及底板27相對壓合，藉此對貼合膜26施壓，並同時對貼合膜26加熱。受熱之貼合膜26可在壓力下任意成形。因此，夾置於金屬化塊體21與底板27間之貼合膜26受到擠壓後，改變其原始形狀並流入間隙206。金屬化塊體21與底板27持續朝彼此壓合，且貼合膜26仍位於金屬化塊體21與底板27之間，並持續填滿金屬化塊體21與底板27間縮小之空隙。同時，從貼合膜26擠出的黏著劑31將填滿間隙206。當第二路由電路233外表面與第一路由電路133外表面呈共平面時，即會停止移動，但仍持續對貼合膜26及擠出的黏著劑31加熱，藉此將已熔化而未固化之乙階(B-stage)環氧樹脂轉變為丙階(C-stage)固化或硬化之環氧樹脂。

圖23為提供橋接件41於第一路由電路133及第二路由電路233上之剖視圖。該些橋接件41接觸第一路由電路133及第二路由電路233，並橫跨第一路由電路133外圍邊緣與第二路由電路233外圍邊緣間之間隙。於此態樣中，該些橋接件41是繪示成接合線411。但如圖13、14及15所示，該些橋接件41亦可為SMD、金屬板或焊接材料。

據此，如圖23所示，已完成之線路板210包括一隔離件12、一第一路由電路133、一底部金屬膜137、一第二路由電路233、一第一樹脂層板25、一貼合膜26、一第二樹脂層板28、一底部金屬層237、一黏著劑31及橋接件41。第一樹脂層板25及第二樹脂層板28環繞隔離件12之外圍邊緣，並藉由黏著劑31機械連接至隔離件12，其中黏著劑31是從第一樹脂層板25與第二樹脂層板28間之貼合膜26擠出。第一路由電路133及第二路由電路233分別沉積於隔離件12頂面及第一樹脂層板25頂面，並相互保持距離。底部金屬膜137及底部金屬層237由下方分別覆蓋隔離件12及第二樹脂層板28。橋接件41橫跨第一路由電路133與第二路由電路233間之間隙，以提供第一路由電路133與第二路由電路233間之電性連接。

圖24為半導體元件61電性連接至圖23線路板210之半導體組體剖視圖。該些半導體元件61(繪示成LED晶片)是藉由凸塊71，以覆晶方式接置於第一路由電路133上。此外，更於線路板210上提供圍框81，並於圍框81所包圍之區域中塗佈封膠材91，以包覆半導體元件61。

圖25為本發明第二實施例中另一線路板態樣之剖視圖。該線路板220與圖23所示結構相似，不同處在於，隔離件12及第二樹脂層板28下方未覆蓋底部金屬膜及底部金屬層。

[實施例3]

圖26-31為本發明第三實施態樣中，一種導熱基座側向延伸超過隔離件外圍邊緣之線路板製作方法圖。

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26為將圖19金屬化塊體11可設置於底板27上之剖視圖。該底板27包括一底部金屬層237、一介電層29及一定位件238。該介電層29通常由環氧樹脂、玻璃-環氧樹脂、聚醯亞胺或其類似物所製成，並且具有0.15毫米之厚度。該底部金屬層237由下方覆蓋介電層29，而定位件238自介電層29頂面凸出，且厚度可為5至200微米。定位件238可經由各種技術進行圖案化沉積而形成，如電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺鍍或其組合，並同時使用微影技術，或者藉由金屬圖案化步驟。於此圖中，該定位件238是側向延伸至底板27之外圍邊緣，並具有內周圍邊緣204 ，其環繞金屬化塊體11之放置區域。然而，定位件之圖案不限於此，其可具有防止隨後設置之金屬化塊體發生不必要位移之其他各種圖案。舉例來說，定位件238可由複數個凸柱或一連續或不連續之凸條所組成，並與隨後設置之金屬化塊體11的四側邊、兩對角、或四角相符。據此，定位件238可控制金屬化塊體11置放之準確度。金屬化塊體11設置於該放置區域，且通常藉由導熱黏著劑24貼附至底板27，其中導熱黏著劑24接觸金屬化塊體11之底部金屬膜137及底板27之介電層29。由於定位件238向上延伸超過金屬化塊體11之貼附面，並側向對準且靠近金屬化塊體11之外圍邊緣，故其可避免金屬化塊體11於黏著劑固化時發生任何不必要的位移。此外，金屬化塊體11之貼附步驟亦可不使用定位件238。

圖27為貼合膜26及金屬化板體21設於底板27上之剖視圖。該貼合膜26設置於金屬化板體21與底板27間，而金屬化塊體11插置於金屬化板體21開口207及貼合膜26開孔203中。於此圖中，該金屬化板體21包括一樹脂層板22及一第二路由電路233，其中第二路由電路233位於樹脂層板22之頂面。

圖28為金屬化塊體11貼附至金屬化板體21之剖視圖，其是藉由隔離件12外圍邊緣109與樹脂層板22內部側壁209間之間隙中黏著劑31進行貼附。藉由施加熱及壓力，使該貼合膜26受到擠壓，且貼合膜26中之部分黏著劑流入金屬化塊體11與金屬化板體21間之間隙。據此，樹脂層板22可藉由黏著劑31機械連接至隔離件12，同時藉由貼合膜26機械連接至底板27。

圖29為形成盲孔271於底板27中之剖視圖。該些盲孔271可藉由各種技術形成，如雷射鑽孔、電漿蝕刻、及微影技術，且通常具有50微米之直徑。可使用脈衝雷射提高雷射鑽孔效能。或者，可使用掃描雷射光束，並搭配金屬光罩。該些盲孔271延伸穿過底部金屬層237、介電層29及導熱黏著劑24，並對準金屬化塊體11之底部金屬膜137選定部位。

圖30為沉積被覆層27’於底部金屬層237上及盲孔271中之剖視圖，其中被覆層27’可藉由各種技術形成，如電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺鍍或其組合。被覆層27’自底部金屬膜137朝下延伸，並填滿盲孔271，以形成直接接觸底部金屬膜137之金屬化盲孔273，同時側向延伸於底部金屬層237上。據此，被覆層27’與底部金屬層237可共同作為一導熱基座，以提供面積大於隔熱件12之散熱表面。或者，若底板27未設有金屬層，則可直接對介電層29進行金屬化，以形成被覆層27’作為導熱基座。

於此圖中，為便於圖示，底部金屬層237及被覆層27’是以單一層表示。由於銅為同質披覆，故金屬層間之界線(以虛線表示)可能不易察覺甚至無法察覺。

圖31為提供橋接件41於第一路由電路133及第二路由電路233上之剖視圖。該些橋接件41接觸第一路由電路133及第二路由電路233，並橫跨第一路由電路133外圍邊緣與第二路由電路233外圍邊緣間之間隙。於此態樣中，該些橋接件41是繪示成接合線411。但如圖13、14及15所示，該些橋接件41亦可為SMD、金屬板或焊接材料。

據此，如圖31所示，已完成之線路板310包括一隔離件12、一第一路由電路133、一底部金屬膜137、一樹脂層板22、一第二路由電路233、一貼合膜26、一底板27、一被覆層27’、一黏著劑31及橋接件41。隔離件12設置於底板27上，且被樹脂層板22側向環繞，並藉由黏著劑31貼附至樹脂層板22，其中黏著劑31是從樹脂層板22與底板27間之貼合膜26擠出。第一路由電路133及第二路由電路233分別沉積於隔離件12頂面及樹脂層板22頂面，並藉由橋接件41相互電性連接。被覆層27’由下方覆蓋底板27，且包括有金屬化盲孔273，其接觸隔離件12底面處之底部金屬膜137。

如上述實施態樣所記載，本發明建構一種可展現優異可靠度之獨特線路板。較佳為，該線路板主要包括一隔離件、一樹脂層板、一第一路由電路、一第二路由電路及一橋接件，其中(i)該隔離件設置於該樹脂層板之一開口中；(ii)該樹脂層板環繞隔離件之外圍邊緣，且樹脂層板之內部側壁藉由黏著劑貼附至隔離件之外圍邊緣；(iii)第一路由電路設置於隔離件之頂面，且具有背對隔離件頂面之一外表面；(iv)第二路由電路設置於樹脂層板之頂面上，並與第一路由電路保持距離，且具有背對樹脂層板頂面之一外表面，其中第二路由電路之外表面與與第一路由電路之外表面呈實質上共平面；(v)該橋接件設置於第一路由電路及第二路由電路之外表面上，且橫跨第一路由電路外圍邊緣與第二路由電路外圍邊緣間之間隙，並電性連接第一路由電路及第二路由電路。

該隔離件可提供作為接置晶片之平台，且可由具導熱特性之電絕緣材料所構成。較佳為，該隔離件具有高彈性模數、及低熱膨脹係數(例如為2 x 10 ^-6K ^-1至10 x 10 ^-6K ^-1)。因此，該隔離件之熱膨脹係數可與接置其上之半導體晶片相互匹配，進而可對半導體晶片提供熱膨脹係數補償之接觸介面，從而可大幅減少或彌補熱膨脹係數不匹配所導致的內部壓力。此外，該隔離件亦可對該晶片提供初步的熱傳導，使得該晶片所產生的熱能被傳導出去。

該樹脂層板可藉由層壓方式或黏著劑塗佈方式與隔離件接合。舉例說明，可將一金屬化塊體插入一金屬化板體之開口中，其中金屬化塊體具有第一路由電路及選擇性底部金屬膜分別位於隔離件之頂面及底面，而金屬化板體具有第二路由電路及選擇性底部金屬層分別位於樹脂層板之頂面及底面，接著將黏著劑塗佈於金屬化塊體外圍邊緣與金屬化板體開口側壁間，使黏著劑接觸金屬化塊體外圍邊緣及金屬化板體開口側壁。或者，可於金屬化板體與底板間提供一貼合膜，以形成一堆疊結構，並將金屬化塊體插入金屬化板體之開口及貼合膜之開孔中，接著再於層壓製程中施加熱與壓力。藉此，透過該層壓製程，該貼合膜可於金屬化板體之樹脂層板與底板間提供牢固之機械性連結，同時從貼合膜擠出之部分黏著劑會流入金屬化板體之樹脂層板與金屬化塊體之隔離件間的間隙。從貼合膜擠出的黏著劑將側向覆蓋、環繞且同形披覆隔離件之外圍邊緣及樹脂層板之開口側壁，以於隔離件與樹脂層板間提供牢固之機械性連結。於本發明之一實施態樣中，該底板可具有一開口，而金屬化塊體則插置於金屬化板體之開口、底板之開口及貼合膜之開孔中。據此，於進行層壓製程後，該金屬化板體即可藉由該貼合膜機械連接至底板，而金屬化塊體之外圍邊緣則可藉由貼合膜所擠出之黏著劑，貼附至金屬化板體與底板之開口側壁。或者，於本發明之另一實施態樣中，較佳可藉由導熱黏著劑，將金屬化塊體貼附於底板上，藉此金屬化板體將環繞金屬化塊體之外圍邊緣，且金屬化板體可藉由貼合膜機械連接至底板，同時其也藉由貼合膜所擠出之黏著劑機械連接至金屬化塊體。於此另一實施態樣中，該底板可包括有一介電層及位於介電層底面處之選擇性底部金屬層，且較佳是形成一被覆層(通常為銅層)於底板之底部，其中該被覆層包含有金屬化盲孔，該些金屬化盲孔延伸穿過底板及導熱黏著劑，並接觸金屬化塊體。據此，該被覆層可與選擇性之底部金屬層共同作為一導熱基座，以與隔離件熱性導通。於一較佳實施例中，由於導熱基座側向延伸超過隔離件外圍邊緣，並延伸至樹脂層板之外圍邊緣，故介電層底部之導熱基座可提供面積大於隔離件之散熱表面，進而提高散熱效率。再者，可於介電層上形成定位件，以確保金屬化塊體置放於介電層上的準確度。更具體地說，定位件是由介電層之頂面凸起，而金屬化塊體是利用定位件側向對準金屬化塊體外圍邊緣的方式貼附至介電層頂面上。由於定位件是朝背向介電層頂面之方向延伸超過金屬化塊體之貼附面，並且靠近金屬化塊體之外圍邊緣，因而可避免金屬化塊體發生不必要位移。

定位件可具有防止金屬化塊體發生不必要位移之各種圖案。舉例來說，定位件可包括一連續或不連續之凸條、或是凸柱陣列。或者，定位件可側向延伸至底板之外圍邊緣，且其內周圍邊緣與金屬化塊體之外圍邊緣相符。具體來說，定位件可側向對準金屬化塊體之四側邊，以定義出與金屬化塊體形狀相同或相似之區域，並且避免金屬化塊體之側向位移。舉例來說，定位件可對準並符合金屬化塊體之四側邊、兩對角、或四角，以限制金屬化塊體發生側向位移。此外，定位件(位於金屬化塊體之貼附面周圍)較佳具有5至200微米之高度。

於進行隔離件貼附至樹脂層板之步驟前，將第一路由電路及第二路由分別形成於隔離件及樹脂層板之頂面上。較佳為，該第一路由電路包括用於接置晶片之接合墊及用於連接橋接件之接觸墊，而第二路由電路包括用於連接橋接件之端子墊及用於外部連接之互連墊。接合墊及接觸墊可藉由金屬圖案化製程，同時形成於隔離件上，且接合墊與接觸墊相互電性連接，並具有相互呈實質上共平面之外表面。同樣地，端子墊及互連墊可藉由金屬圖案化製程，同時形成於樹脂層板上，且端子墊與互連墊相互電性連接，並具有相互呈實質上共平面之外表面。樹脂層板上之端子墊及互連墊外圍邊緣，與隔離件上之接觸墊及接合墊外圍邊緣保持距離。據此，當未將橋接件接置於第一及第二路由電路時，樹脂層板上之第二路由電路與隔離件上之第一路由電路間會呈電性隔離。

橋接件可提供隔離件上接觸墊與樹脂層板上端子墊間之電性連接。於一較佳實施例中，第一路由電路與第二路由電路是分開形成，而橋接件是作為第一路由電路與第二路由電路間唯一的電性連接通道。更具體地說，橋接件可延伸超過接觸墊與端子墊之外表面，並橫跨接觸墊外圍邊緣與端子墊外圍邊緣間之間隙。在此，橋接件舉例可包括，但不限於，SMD、金屬板或焊接材料。例如，可藉由金或銅球形接合(ball bonding)或金或鋁楔型接合(wedge bonding)方式，將接合線電性耦接至接觸墊及端子墊；或者，藉由焊接材料，將SMD或金屬板接置於接觸墊及端子墊之外表面上；或者，接置焊接材料，使焊接材料橫跨接觸墊與端子墊間之間隔，並與接觸墊及端子墊接觸。

本發明更提供了一種半導體組體，其中如晶片之半導體元件是接置於前述線路板之隔離件上，並電性連接至第一路由電路。例如，該半導體元件可藉由多種連接介質(如於線路板之接合墊上設置金或焊料凸塊等)，以覆晶方式耦接至線路板。據此，藉由橋接件接觸端子墊與接觸墊，可使設置於隔離件上之半導體元件電性連接至樹脂層板(位於隔離件周圍)上之互連墊。此外，結合至該線路板之該隔離件可對該半導體元件提供熱膨脹係數匹配的接觸介面，且該半導體元件產生的熱可傳導至該隔離件，並進一步向外散逸。

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，當第一及第二路由電路之外表面朝上時，該選擇性導熱基座可由下方覆蓋隔離件、黏著劑及貼合膜，不論該介電層等之其他元件是否介於隔離件與導熱基座間、黏著劑與導熱基座間、及貼合膜與導熱基座間。

「設置於…上」、「貼附至…上」、「貼附於…上」、「接置於…上」一詞包括與單一或多個元件間之接觸與非接觸。例如，該金屬化塊體可貼附於底板上，不論該金屬化塊體是否接觸該底板，或藉由導熱黏著劑與該底板間隔開。

「對準」一詞意指元件間之相對位置，不論元件之間是否彼此保持距離或鄰接，或一元件插入且延伸進入另一元件中。例如，當假想之水平線與定位件及金屬化塊體相交時，定位件即側向對準於金屬化塊體，不論定位件與金屬化塊體之間是否具有其他與假想之水平線相交之元件，且不論是否具有另一與金屬化塊體相交但不與定位件相交、或與定位件相交但不與金屬化塊體相交之假想水平線。同樣地，選擇性導熱基座之金屬化盲孔是對準於金屬化塊體。

「靠近」一詞意指元件間之間隙的寬度不超過最大可接受範圍。如本領域習知通識，當金屬化塊體與定位件間之間隙不夠窄時，則無法準確地將金屬化塊體限制於預定位置。可依金屬化塊體設置於預定位置時所希望達到的準確程度，來決定金屬化塊體與定位件間之間隙最大可接受限值。由此，「定位件靠近金屬化塊體之外圍邊緣」之敘述係指金屬化塊體之外圍邊緣與定位件間之間隙係窄到足以防止金屬化塊體之位置誤差超過可接受之最大誤差限值。舉例來說，金屬化塊體與定位件間之間隙可約於25微米至100微米之範圍內。

「電性連接」或「電性耦接」之詞意指直接或間接電性連接。例如，第一路由電路是藉由橋接件電性連接至第二路由電路，但第一路由電路不與第二路由電路接觸。

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。

110、120、130、140、210、220、310‧‧‧線路板

109‧‧‧外圍邊緣

11‧‧‧金屬化塊體

12‧‧‧隔離件

121、221、251‧‧‧頂面

122、222‧‧‧底面

132‧‧‧頂部金屬膜

133‧‧‧第一路由電路

135‧‧‧接合墊

136‧‧‧接觸墊

137‧‧‧底部金屬膜

203‧‧‧開孔

204‧‧‧內周圍邊緣

205、207、208‧‧‧開口

206‧‧‧間隙

209‧‧‧內部側壁

21‧‧‧金屬化板體

22‧‧‧樹脂層板

232‧‧‧頂部金屬層

233‧‧‧第二路由電路

235‧‧‧端子墊

236‧‧‧互連墊

237‧‧‧底部金屬層

238‧‧‧定位件

24‧‧‧導熱黏著劑

25‧‧‧第一樹脂層板

26‧‧‧貼合膜

27‧‧‧底板

27’‧‧‧被覆層

271‧‧‧盲孔

273‧‧‧金屬化盲孔

28‧‧‧第二樹脂層

29‧‧‧介電層

31‧‧‧黏著劑

41‧‧‧橋接件

411‧‧‧接合線

413‧‧‧表面貼裝構件

414‧‧‧金屬板

415‧‧‧焊接材料

61‧‧‧半導體元件

71‧‧‧凸塊

81‧‧‧圍框

91‧‧‧封膠材

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為本發明第一實施態樣中，金屬化塊體之剖視圖； 圖2及3分別為本發明第一實施態樣中，隔離件上形成第一路由電路之金屬化塊體剖視圖及頂部立體示意圖； 圖4為本發明第一實施態樣中，金屬化板體之剖視圖； 圖5及6分別為本發明第一實施態樣中，樹脂層板上形成第二路由電路之金屬化板體剖視圖及頂部立體示意圖； 圖7為本發明第一實施態樣中，圖5金屬化板體中形成開口之剖視圖； 圖8及9分別為本發明第一實施態樣中，圖2金屬化塊體插入圖7金屬化板體開口中之剖視圖及頂部立體示意圖； 圖10為本發明第一實施態樣中，圖8結構上提供黏著劑之剖視圖； 圖11及12分別為本發明第一實施態樣中，圖10結構上接置橋接件，以製作完成線路板之剖視圖及頂部立體示意圖； 圖13為本發明第一實施態樣中，另一線路板態樣之剖視圖； 圖14為本發明第一實施態樣中，再一線路板態樣之剖視圖； 圖15為本發明第一實施態樣中，又一線路板態樣之剖視圖； 圖16及17分別為本發明第一實施態樣中，圖11及12線路板上接置半導體元件之半導體組體剖視圖及頂部立體示意圖； 圖18為本發明第一實施態樣中，圖16結構上提供圍框及封膠材之剖視圖； 圖19為本發明第二實施態樣中，隔離件上形成第一路由電路之金屬化塊體剖視圖； 圖20為本發明第二實施態樣中，具有金屬化板體、貼合膜及底板之堆疊結構剖視圖； 圖21為本發明第二實施態樣中，圖20堆疊結構環繞圖19金屬化塊體之剖視圖； 圖22為本發明第二實施態樣中，圖21結構經層壓製程後之剖視圖； 圖23為本發明第二實施態樣中，圖22結構上接置橋接件，以製作完成線路板之剖視圖； 圖24為本發明第二實施態樣中，圖23線路板上接置半導體元件之半導體組體剖視圖； 圖25為本發明第二實施態樣中，另一線路板態樣之剖視圖； 圖26為本發明第三實施態樣中，金屬化塊體貼附於底板上之剖視圖； 圖27為本發明第三實施態樣中，圖26結構上設置貼合膜及金屬化板體之剖視圖； 圖28為本發明第三實施態樣中，圖27結構經層壓製程後之剖視圖； 圖29為本發明第三實施態樣中，圖28結構上形成盲孔之剖視圖； 圖30為本發明第三實施態樣中，圖28結構上形成被覆層之剖視圖；及 圖31為本發明第三實施態樣中，圖30結構上接置橋接件，以製作完成線路板之剖視圖。

Claims (10)

1. 一種具有隔離件及橋接件之線路板，其包括：一樹脂層板，其具有一平坦頂面、一平坦底面及一開口，其中該開口具有於該頂面與該底面間延伸貫穿該樹脂層板之內部側壁；一隔離件，其具有一平坦頂面及一平坦底面，並設置於該樹脂層板之該開口中，其中該隔離件之外圍邊緣藉由一黏著劑，貼附至該樹脂層板之該些內部側壁；一第一路由電路及一第二路由電路，該第一路由電路設置於該隔離件之該頂面上，而該第二路由電路設置於該樹脂層板之該頂面上，其中該第一路由電路與該第二路由電路相互間隔開；及一橋接件，其設置於該隔離件與該樹脂層板上，並電性連接該第一路由電路及該第二路由電路，其中該橋接件包括一接合線、一表面貼裝構件、一金屬板或一焊接材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之線路板，其中，該接合線包括金或銅球形接合、或金或鋁楔型接合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之線路板，其中，當該橋接件為該表面貼裝構件或該金屬板時，該橋接件係藉由一焊接材料，貼附至該第一路由電路及該第二路由電路。
4. 如申請專利範圍第1項所述之線路板，其中，當該橋接件為該焊接材料時，該焊接材料係與該第一路由電路及該第二路由電路直接接觸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之線路板，其中，該隔離件具導熱性，且其熱膨脹係數為10ppm/K以下。
6. 如申請專利範圍第1項所述之線路板，其中，該隔離件包括一陶瓷、一玻璃或一絕緣半導體。
7. 一種半導體組體，其包括：如申請專利範圍第1項所述之該線路板；以及一半導體元件，其接置於該隔離件上，並電性連接至該第一路由電路。
8. 一種具有隔離件及橋接件之線路板製作方法，其包括下述步驟：形成一第一路由電路於一隔離件之一平坦面上；形成一第二路由電路於一樹脂層板之一平坦面上；將設有該第一路由電路之該隔離件插置於該樹脂層板之一開口中，並使該第一路由電路之外表面與該第二路由電路之外表面朝同一方向，其中該開口具有延伸貫穿該樹脂層板之內部側壁，且該些內部側壁側向環繞該隔離件之外圍邊緣；提供一黏著劑於該樹脂層板內部側壁與該隔離件外圍邊緣間位於該開口中之一間隙中；以及將一橋接件接置於該隔離件與該樹脂層板上，並使該橋接件電性耦接該第一路由電路及該第二路由電路。
9. 如申請專利範圍第8項所述之製作方法，更包括一步驟：於該樹脂層板與一底板間提供一貼合膜，其中(i)將該隔離件插置該樹脂層板之該開口中之該步驟包括：將該隔離件插入該貼合膜之一開孔，及(ii)該黏著劑是從該貼合膜擠出，並進入該樹脂層板內部側壁與該隔離件外圍邊緣間之該間隙中。
10. 如申請專利範圍第8項所述之製作方法，其中，該橋接件包括一接合線、一表面貼裝構件、一金屬板或一焊接材料。