TWI748805B - 具有埋入式銅塊結構的電路板 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種具有埋入式銅塊結構的電路板，其包括內層電路板、散熱銅塊、及油墨樹脂。內層電路板形成有容置結構。散熱銅塊設置於容置結構中。散熱銅塊與容置結構之間形成有填充間隙。油墨樹脂填充至填充間隙中，並且油墨樹脂經固化，從而形成埋入式銅塊結構。

Description

具有埋入式銅塊結構的電路板

本發明涉及一種電路板，特別是涉及一種具有埋入式銅塊結構的電路板。

在印刷電路板的技術領域中，為了提升電路板的散熱效果，可以在電路板中塞入散熱銅塊。現有的塞銅塊流程大部分為壓合法塞孔銅塊，其流程依序包含：內層、L00層預熔合、撈銅塊開凹槽、Core/PP/PI/PFG重新組合、PinLam（塞銅塊）、後續進行鑽孔、電鍍、外層、S/M、成型等步驟，以完成電路板的製作。然而，此工藝流程複雜，並且銅塊尺寸與板子開槽位置精度、板厚均勻性三者匹配性等，容易出現銅塊對位影響及信賴性等問題。

故，如何提供一種具有埋入式銅塊結構的電路板，來克服上述的缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種具有埋入式銅塊結構的電路板。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種具有埋入式銅塊結構的電路板，其包括內層電路板、散熱銅塊、及油墨樹脂。內層電路板形成有容置結構。散熱銅塊設置於容置結構中。散熱銅塊與容置結構之間形成有填充間隙。油墨樹脂填充至填充間隙中，並且油墨樹脂經固化，從而形成埋入式銅塊結構。

本發明的有益效果在於，本發明所提供的具有埋入式銅塊結構，其能通過“內層電路板形成有容置結構”以及“散熱銅塊設置於容置結構中，散熱銅塊與容置結構之間形成有填充間隙”以及“油墨樹脂填充至填充間隙中，並且油墨樹脂經固化，從而形成埋入式銅塊結構”的技術方案，以提升散熱銅塊與油墨樹脂之間的信賴性，且具有工藝流程相對簡單的優點。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[具有埋入式銅塊結構的電路板]

如圖1所示，本發明實施例公開一種具有埋入式銅塊結構的電路板E。所述電路板E包含一內層電路板1、一容置結構2、一散熱銅塊3、及一油墨樹脂4。以下將分別說明本實施例電路板的各個元件具體構造，而後再適時說明電路板的各個元件間的連接關係。需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現電路板的局部構造，以便於清楚地呈現電路板的各個元件構造與連接關係。

所述內層電路板1形成有一容置結構2。所述散熱銅塊3設置於容置結構2中。所述散熱銅塊3的外側壁與容置結構2的內側壁之間形成有一填充間隙G。再者，所述油墨樹脂4填充至填充間隙G中，並且所述油墨樹脂4經固化，從而形成所述埋入式銅塊結構。

所述內層電路板1包含有多個內層基板11，所述內層電路板1是由多個所述內層基板11通過一內層壓合作業所形成，多個所述內層基板11的一頂面定義為一第一表面101，並且多個所述內層基板11的一底面定義為一第二表面102。

所述容置結構2是通過貫穿多個內層基板11所形成，所述容置結構2具有凹設於第一表面101的一第一凹槽21及凹設於所述第二表面102的一第二凹槽22。其中，所述第一凹槽21在空間上連通於第二凹槽22，並且所述第一凹槽21的一第一寬度W1是大於第二凹槽22的一第二寬度W2。

所述散熱銅塊3具有一基部31及自所述基部31一端延伸的一延伸部32，並且所述延伸部32的寬度小於基部31的寬度。所述第一凹槽21用以容置散熱銅塊3的基部31，並且所述第二凹槽22用以容置散熱銅塊3的延伸部32。

所述散熱銅塊3進一步具有自所述基部31向外突出的至少兩個凸肋33（本實施例為四個）。所述基部31的外側壁與容置結構2的內側壁之間形成所述填充間隙G，並且所述散熱銅塊3的至少兩個所述凸肋33是朝向容置結構2的內側壁的方向凸出。

所述散熱銅塊3的至少兩個凸肋33經配置抵頂於容置結構2的內側壁，以使得所述散熱銅塊3能通過至少兩個凸肋33、而固定於所述容置結構2中。

再者，位於所述填充間隙G中的油墨樹脂4與所述內層電路板1的第一表面101或第二表面102彼此齊平，從而形成一平坦的平面。

請參閱圖3所示，在本發明的另一實施例中，電路板E’的容置結構2具有凹設於第一表面101的一第一凹槽21，並且所述第一凹槽21貫穿多個內層基板11的至少部分內層基板11。其中，所述第一凹槽21為一盲孔結構（blind hole structure），並且所述第一凹槽21經配置容置散熱銅塊3。

請參閱圖4所示，在所述第一凹槽21被散熱銅塊3塞入後，所述散熱銅塊3的外側壁與第一凹槽21的內側壁形成填充間隙G，用以提供油墨樹脂4填充至其中。再者，所述散熱銅塊3的底部是接觸於第一凹槽21的底壁，也就是說，所述散熱銅塊3的底部與第一凹槽21的底壁之間未包含有油墨樹脂，但本發明不受限於此。值得一提的是，在本發明的一實施例中，所述第一凹槽21的底壁為金屬化表面，例如：銅面。藉此，所述散熱銅塊3的底部接觸於第一凹槽21的底壁，能提供散熱效果，但本發明不受限於此。

[電路板的製造方法]

以上為本實施例的電路板具體構造的說明，而以下接著說明本實施例的電路板的製造方法。必須說明的是，雖然上述電路板是通過本實施例電路板的製造方法所製成，但本發明不受限於此。也就是說，本發明的電路板也可以是通過其它的電路板的製造方法所製成。

本發明實施例提供一種具有埋入式銅塊結構的電路板製造方法，其包含步驟S110、步驟S120、步驟S130、步驟S140、及步驟S150。必須說明的是，本實施例所載之各步驟的順序與實際的操作方式可視需求而調整，並不限於本實施例所載。

電路板的製造方法可在各個步驟之前、在其間、及在其之後提供額外操作，並且所描述之一些操作可以經替代、消除、或重新安置以實現方法之額外實施方式。下文結合圖2A至圖2E描述電路板的製造方法。

如圖2A所示，圖2A為本發明實施例電路板製造方法步驟S110的示意圖。所述步驟S110為一準備步驟（preparation step），並且所述準備步驟包含：提供一內層電路板1，其中，所述內層電路板1具有位於相反側的一第一表面101及一第二表面102。

在本實施例中，所述內層電路板1包含多個內層基板11，每個所述內層基板11具有板結構及形成於所述板結構上的內層線路（圖未標號）。

進一步地說，所述內層電路板1是由多個內層基板11彼此疊合、且通過一內層壓合作業所形成。其中，多個所述內層基板11的一頂面定義為所述第一表面101，並且多個所述內層基板11的一底面定義為所述第二表面102。其中，多個所述內層基板的數量可以例如是四個、六個、八個、十個、或十個以上，也就是說，所述內層電路板1為多層線路板。

需說明的是，本文中針對各元件或結構所描述的「第一」及「第二」，如：第一表面、第二表面、第一凹槽、第二凹槽，只是為了方便說明及方便區分不同的元件或結構，但是並沒有用於限制各元件或結構的設置順序或上下位置關係的意涵。舉例來說，本實施例雖然是以第一表面101為內層電路板1的上表面、且第二表面102為內層電路板1的下表面為例作說明，但於實際應用時，所述第一表面101也可以為內層電路板1的下表面、而所述第二表面102也可以為內層電路板1的上表面，本發明並不予以限制。

如圖2B所示，圖2B為本發明實施例電路板製造方法步驟S120的示意圖。所述步驟S120為一盲撈步驟（blind hole forming step），並且所述盲撈步驟包含：利用一盲撈成型機對所述內層電路板1實施一盲撈作業，以使得所述內層電路板1形成有一容置結構2。其中，所述容置結構2是用以提供一散熱銅塊塞入於其內。

值得一提的是，所述內層電路板1的形狀及尺寸在通過所述內層壓合作業後即已大致固定，因此在後續的盲撈步驟中，所述盲撈成型機能配合後續塞入的散熱銅塊尺寸，良好地控制盲撈的深度及精度，從而製作出尺寸合適的容置結構。

在本實施例中，所述容置結構2是通過貫穿多個內層基板11所形成，所述容置結構2包含有凹設於所述第一表面101的一第一凹槽21及凹設於所述第二表面102的一第二凹槽22。其中，所述第一凹槽21在空間上連通於第二凹槽22，並且所述第一凹槽21的一第一寬度W1是大於所述第二凹槽22的一第二寬度W2（請一併參閱圖3）。

請繼續參閱圖2B並請一併參閱圖3所示，於所述容置結構2中，所述第一凹槽21的第一寬度W1是介於所述第二凹槽22的第二寬度W2的120%至140%之間，並且所述第一凹槽21的一第一深度H1是介於所述第二凹槽22的一第二深度H2的600%至700%之間，但本發明不受限於此。

在形成方式上，所述第一凹槽21是通過盲撈成型機朝著內層電路板1的第一表面101進行盲撈而形成，並且所述第二凹槽22是通過盲撈成型機朝著內層電路板1的第二表面102進行盲撈而形成。

請參閱圖3所示，在本發明的另一實施例中，所述容置結構2具有凹設於第一表面101的一第一凹槽21，並且所述第一凹槽21貫穿多個內層基板11的至少部分內層基板11。其中，所述第一凹槽21為一盲孔結構（blind hole structure），並且所述第一凹槽21用以容置下述散熱銅塊3。

如圖2C所示，圖2C為本發明實施例電路板製造方法步驟S130的示意圖。所述步驟S130為一銅塊塞入步驟（copper block inserting step）。所述銅塊塞入步驟包含：提供一散熱銅塊3，並且將所述散熱銅塊3塞入容置結構2中。其中，所述散熱銅塊3的外側壁與所述容置結構2的內側壁之間形成有一填充間隙G（filling gap），並且所述填充間隙G用以提供油墨樹脂填充於其中。

在本實施例中，所述散熱銅塊3可以選用具有熱傳導係數介於350 W/mk至400 W/mk、且導熱率介於80 %至99 %的紅銅，其可以提供較佳的導熱效果。

在本實施例中，所述散熱銅塊3的外側壁與所述容置結構2的內側壁之間所形成的所述填充間隙G具有介於500微米至1000微米之間的一寬度。也就是說，所述散熱銅塊3的外側壁與所述容置結構2的內側壁之間的距離是介於500微米至1000微米之間，但本發明不受限於此。藉此，在油墨樹脂填充至填充間隙G且經過平坦化後，油墨樹脂與散熱銅塊3之間能具有良好的信賴性。

進一步地說，請繼續參閱圖2C所示，所述散熱銅塊3具有一基部31及自所述基部31一端延伸的一延伸部32，並且所述延伸部32的寬度小於基部31的寬度，以使得所述散熱銅塊3整體呈倒凸字型。

再者，所述散熱銅塊3進一步具有自所述基部31的相反兩側分別向外突出的至少兩個凸肋33。在本實施例中，所述凸肋33的數量為四個，但本發明不受限於此。其中，在所述散熱銅塊3塞入容置結構2中後，所述基部31的外側壁與所述容置結構2的內側壁形成所述填充間隙G，並且所述散熱銅塊3的至少兩個凸肋33是朝向容置結構2的內側壁的方向突出。

在本實施例中，所述散熱銅塊3的至少兩個凸肋33是抵頂於容置結構2的內側壁，以使得所述散熱銅塊3能通過至少兩個凸肋33而固定於容置結構2中。

於所述容置結構2中，所述第一凹槽21及第二凹槽22共同形成一階梯狀結構，並且所述階梯狀結構中平行於第一表面101或第二表面102的部位定義一抵頂部23。其中，所述抵頂部23位於第一凹槽21及第二凹槽22之間。當所述容置結構2容置所述散熱銅塊3時，所述容置結構2是通過所述抵頂部23而抵頂散熱銅塊3。

再者，當所述容置結構2容置散熱銅塊3時，所述第一凹槽21能容置散熱銅塊3的基部31及凸肋33，並且所述第二凹槽22能容置散熱銅塊3的延伸部32。在本實施例中，所述基部31的頂面與內層電路板1的第一表面101彼此齊平，並且所述延伸部32的底面與內層電路板1的第二表面102彼此齊平，但本發明不受限於此。

如圖2D所示，圖2D為本發明實施例電路板製造方法步驟S140的示意圖。所述步驟S140為一樹脂填充步驟（resin filling step），所述樹脂填充步驟包含：將一油墨樹脂4填充至填充間隙G中，並且將所述油墨樹脂4進行固化，從而形成一埋入式銅塊結構（embedded copper block structure）。

所述油墨樹脂4的主要成分可以例如是環氧樹脂（expoxy resin）、聚亞醯胺（polyimide）、氰脂（cyanate ester）、雙順丁烯二酸醯亞胺（bismaleimide triazine）、或上述之組合，也可為高分子複合材料。

進一步地說，在所述樹脂填充步驟中，所述填充間隙G中的空氣是通過一真空塞孔機被排除，接著，所述油墨樹脂4是通過真空塞孔機被填充至填充間隙G中。更具體來說，所述油墨樹脂4是填滿於填充間隙G，以使得所述填充間隙G中實質上不具有空氣。

再者，如圖2D所示，所述油墨樹脂4是部分地溢流至所述內層電路板1的第一表面101及第二表面102上，該些溢流的油墨樹脂需要在後續的步驟中被移除。

值得一提的是，在所述油墨樹脂4填充至填充間隙G後，所述油墨樹脂4包覆住散熱銅塊3的基部31、延伸部32、及至少兩個凸肋33。並且，在所述油墨樹脂4固化後，所述散熱銅塊3與油墨樹脂4成為彼此嵌合的結構，以使得所述散熱銅塊3更加固定於所述容置結構2中。

如圖2E所示，圖2E為本發明實施例電路板製造方法步驟S150的示意圖。所述步驟S150為一平坦化步驟（planarization step）。所述平坦化步驟包含：對所述油墨樹脂4進行研磨、拋光、或刷磨，以使得位於所述填充間隙G中的油墨樹脂4與內層電路板1的第一表面101或第二表面102彼此齊平，從而形成一平坦的平面。

其中，所述平坦化步驟是採用一研磨機或一刷磨機對所述油墨樹脂4進行研磨或刷磨，以移除溢流至所述內層電路板1的第一表面101或第二表面102上的油墨樹脂4。在本發明的一較佳實施例中，所述平坦化步驟是採用八軸陶瓷研磨拋光機對所述油墨樹脂4進行研磨，以移除溢流至所述內層電路板1的第一表面101或第二表面102上的油墨樹脂4。

在本發明未繪式的實施例中，在所述平坦化步驟後，所述電路板的製造方法進一步包含依序實施一鑽孔步驟（drilling step）、一電鍍步驟（electroplating step）、一外層線路形成步驟（outer circuit forming step）、一防焊步驟（solder mask step）、及一成型步驟（molding step），從而完成電路板E的製作。關於上述步驟，皆屬於現有技術的範疇，在此便不予以墜述。

根據上述配置，本發明實施例的電路板的製造方法，在散熱銅塊的周圍以樹脂油墨填充，其代替的PP半固化片填充；並且，以盲撈機良好地控制盲撈深度及精度，以撈出搭配於散熱銅塊尺寸的容置凹槽；並且，搭配真空塞孔機在塞孔時排除空氣，並塞入樹脂油墨，經八軸陶瓷研磨拋光機實現平坦化，其保證了散熱銅塊與油墨樹脂之間的信賴性，並且具有工藝流程相對簡單的優點。

本發明的有益效果在於，本發明所提供的具有埋入式銅塊結構，其能通過“內層電路板形成有容置結構”以及“散熱銅塊設置於容置結構中，散熱銅塊與容置結構之間形成有填充間隙”以及“油墨樹脂填充至填充間隙中，並且油墨樹脂經固化，從而形成埋入式銅塊結構”的技術方案，以提升散熱銅塊與油墨樹脂之間的信賴性，且具有工藝流程相對簡單的優點。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

E、E’:電路板 1:內層電路板 101:第一表面 102:第二表面 11:內層基板 2:容置結構 21:第一凹槽 W1:第一寬度 H1:第一深度 22:第二凹槽 W2:第二寬度 H2:第二深度 23:抵頂部 3:散熱銅塊 31:基部 32:延伸部 33:凸肋 4:油墨樹脂 G:填充間隙

圖1為本發明實施例電路板的示意圖。

圖2A為本發明實施例電路板製造方法步驟S110的示意圖。

圖2B為本發明實施例電路板製造方法步驟S120的示意圖。

圖2C為本發明實施例電路板製造方法步驟S130的示意圖。

圖2D為本發明實施例電路板製造方法步驟S140的示意圖。

圖2E為本發明實施例電路板製造方法步驟S150的示意圖。

圖3為本發明實施例容置結構另一實施態樣的示意圖。

圖4為本發明實施例電路板另一實施態樣的示意圖。

E:電路板

1:內層電路板

101:第一表面

102:第二表面

11:內層基板

2:容置結構

21:第一凹槽

W1:第一寬度

H1:第一深度

22:第二凹槽

W2:第二寬度

H2:第二深度

23:抵頂部

3:散熱銅塊

31:基部

32:延伸部

33:凸肋

4:油墨樹脂

G:填充間隙

Claims (5)

1. 一種具有埋入式銅塊結構的電路板，其包括：一內層電路板，其形成有一容置結構；其中，所述內層電路板包含有多個內層基板，所述內層電路板是由多個所述內層基板通過一內層壓合作業所形成，多個所述內層基板的一頂面定義為一第一表面，並且多個所述內層基板的一底面定義為一第二表面；其中，所述容置結構是通過貫穿多個所述內層基板所形成，所述容置結構具有凹設於所述第一表面的一第一凹槽及凹設於所述第二表面的一第二凹槽；其中，所述第一凹槽在空間上連通於所述第二凹槽，所述第一凹槽的一第一寬度是介於所述第二凹槽的一第二寬度的120%至140%之間，並且所述第一凹槽的一第一深度是介於所述第二凹槽的一第二深度的600%至700%之間；一散熱銅塊，其設置於所述容置結構中；其中，所述散熱銅塊的外側壁與所述容置結構的內側壁之間形成有一填充間隙；其中，所述散熱銅塊具有一基部、自所述基部一端延伸的一延伸部及自所述基部向外突出的至少兩個凸肋；其中，所述延伸部的寬度小於所述基部的寬度，所述第一凹槽用以容置所述散熱銅塊的所述基部及至少兩個所述凸肋，並且所述第二凹槽用以容置所述散熱銅塊的所述延伸部；其中，所述散熱銅塊的至少兩個所述凸肋經配置抵頂於所述容置結構的所述內側壁，以使得所述散熱銅塊能通過至少兩個所述凸肋、而固定於所述容置結構中；以及一油墨樹脂，其填充至所述填充間隙中，並且所述油墨樹脂經固化，從而形成所述埋入式銅塊結構。
2. 如請求項1所述的具有埋入式銅塊結構的電路板，其中，所述散熱銅塊的所述外側壁與所述容置結構的所述內側壁之間 所形成的所述填充間隙是介於500微米至1000微米之間。
3. 如請求項1所述的具有埋入式銅塊結構的電路板，其中，所述第一凹槽貫穿多個所述內層基板的至少部分所述內層基板，所述第一凹槽為一盲孔結構，並且所述第一凹槽經配置容置所述散熱銅塊。
4. 如請求項3所述的具有埋入式銅塊結構的電路板，其中，所述散熱銅塊的底部接觸於所述第一凹槽的底壁，並且所述散熱銅塊的所述底部與所述第一凹槽的所述底壁之間未包含有油墨樹脂。
5. 如請求項1所述的具有埋入式銅塊結構的電路板，其中，位於所述填充間隙中的所述油墨樹脂與所述內層電路板的所述第一表面或所述第二表面彼此齊平，從而形成一平坦的平面。

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