TWI803114B - 內埋元件電路板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種內埋元件電路板及其製造方法，方法係包含塗佈膠層在基板上，並設置電子元件於膠層上。接著，設置介質層於電子元件及膠層上之後，移除基板及膠層，以形成內埋層。然後，形成線路層在電子元件上及形成導電連接件在介質層內。接著，貼合覆蓋膜在介質層及線路層上。藉此，可獲得使電子元件內埋於介質層內的內埋層，且與電子元件電性連接的線路層可精準地定位在內埋層之表面上。

Description

內埋元件電路板及其製造方法

本發明是關於一種內埋元件電路板及其製造方法。

近年來，電子設備的發展快速，多功能化、高線路密度及小型化是主要的研究方向。因此，為了達到前述需求，必須在空間有限的基板上設計較高的線路密度，並設置更多電子元件，例如被動元件(passive component)及主動元件(active component)。為了達到上述目的，將電子元件埋入基板的介電層內的內埋元件技術便成為滿足前述需求的一種技術手段。

本發明之一態樣是提供一種內埋元件電路板，其係包含內埋於介質層內的電子元件。

本發明之另一態樣是提供一種上述內埋元件電路板的製造方法。

根據本發明之一態樣，提供一種內埋元件電路板的製造方法，其係包含先提供基板，然後塗佈膠層在基板的頂表面上。接著，設置多個電子元件在所述膠層上。每一個電子元件具有功能面及多個裸露於功能面的接墊，且所述膠層覆蓋所述功能面。然後，設置介質層在電子元件及膠層上。在設置介質層後，移除基板與膠層，以形成內埋層，並暴露出前述功能面。在形成內埋層之後，形成線路層在功能面上。線路層係電性連接電子元件。形成多個導電連接件在介質層內。內埋層具有相對於功能面的底面，而導電連接件係連接線路層，且導電連接件的一端係裸露於內埋層之底面。在形成導電連接件之後，貼合覆蓋膜在介質層及線路層上。

根據本發明之一實施例，上述膠層為紫外線膠層。上述設置電子元件在膠層上之操作更包含自基板之底表面照射紫外光，以固化紫外線膠層，並固定電子元件。底表面係相對於上述基板之頂表面。

根據本發明之一實施例，在設置介質層之前，上述形成導電連接件之操作包含設置複數個導電柱於所述膠層上及在所述電子元件之間。

根據本發明之一實施例，在移除基板與膠層之前，上述形成導電連接件之操作包含形成多個導通孔於介質層中。導通孔係貫穿介質層及膠層。然後，填充導電材料於導通孔內。

根據本發明之一實施例，上述內埋元件電路板的製造方法更包含在設置介質層於電子元件及膠層上之前，設置載座在基板之底表面上。底表面係相對於上述基板之頂表面。然後，移除基板及膠層之操作包含移除載座。

根據本發明之一實施例，上述設置線路層之操作包含印刷導電材料於所述內埋層上。然後，固化導電材料。

根據本發明之一實施例，上述介質層包含樹脂材料。樹脂材料係選自於由聚亞醯胺、改質聚亞醯胺、全氟烷氧基樹脂及可溶性液晶高分子樹脂所組成之一群組。

根據本發明之一實施例，上述介質層更包含多個空心玻璃微珠，且所述空心玻璃微珠係與所述樹脂材料混合。

根據本發明之另一態樣，提供一種內埋元件電路板，其係包含介質層、內埋於介質層內的多個電子元件、在介質層之頂表面上的線路層、貫穿介質層的多個導電連接件及覆蓋膜。每一個電子元件具有功能面及多個裸露於功能面的接墊。線路層電性係連接電子元件。導電連接件係設置在電子元件之間，並電性連接線路層。導電連接件的一端係裸露於所述介質層的底面。覆蓋膜係在前述介質層、線路層及導電連接件上。

根據本發明之一實施例，上述介質層包含樹脂材料，且樹脂材料係選自於由聚亞醯胺、改質聚亞醯胺、全氟烷氧基樹脂及可溶性液晶高分子樹脂所組成之群組。

根據本發明之一實施例，上述介質層更包含多個空心玻璃微珠，且所述空心玻璃微珠係與所述樹脂材料混合。

根據本發明之一實施例，上述空心玻璃微珠的平均粒徑為5 μm至100 μm。

應用本發明之內埋元件電路板及其製造方法，其係在電子元件埋入介質層後，再形成線路層於介質層上，並使線路層電性連接電子元件，且線路層可精準地定位在內埋層表面上。

本發明提供許多不同實施例或例示，以實施發明的不同特徵。以下敘述之組件和配置方式的特定例示是為了簡化本發明。這些當然僅是做為例示，其目的不在構成限制。舉例而言，第一特徵形成在第二特徵之上或上方的描述包含第一特徵和第二特徵有直接接觸的實施例，也包含有其他特徵形成在第一特徵和第二特徵之間，以致第一特徵和第二特徵沒有直接接觸的實施例。除此之外，本揭露在各種具體例中重覆元件符號及/或字母。此重覆的目的是為了使說明簡化且清晰，並不表示各種討論的實施例及/或配置之間有關係。

再者，空間相對性用語，例如「下方(beneath)」、「在…之下(below)」、「低於(lower)」、「在…之上(above)」、「高於(upper)」等，是為了易於描述圖式中所繪示的零件或特徵和其他零件或特徵的關係。空間相對性用語除了圖式中所描繪的方向外，還包含元件在使用或操作時的不同方向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或在其他方向)，而本發明所用的空間相對性描述也可以如此解讀。

承上所述，本發明提供內埋元件電路板及其製造方法，其係在電子元件埋入介質層後，再形成線路層於介質層上，並使線路層電性連接電子元件，且線路層可精準地定位在內埋層的表面上。

以下利用圖1至圖8說明本發明之內埋元件電路板的製造方法之一些實施例的步驟。首先，請參閱圖1，提供基板110，並塗佈膠層120於基板之頂表面112上。在一些實施例中，對可見光而言，基板110可為透明基板或不透明基板，而膠層120可為紫外線(UV)膠層。若膠層120為紫外線膠層時，則基板110須選擇紫外光較易穿透的材料，例如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)，其中基板110可以是對可見光不透明，但對紫外光是透明。

圖2係繪示根據本發明之一些實施例之設置電子元件130之操作後的部分剖面示意圖。在一些實施例中，設置至少一個電子元件130於膠層120上。以圖2為例，可設置多個電子元件130於膠層120上。在一些實施例中，這些電子元件130可包含主動元件(例如電晶體及積體電路等)、被動元件(例如電阻器、電容器及電感器等)或前述元件之組合。每一個電子元件130都包含功能面132及裸露於功能面132的接墊(pad) 135。接墊135係用來使電子元件130電性連接線路。在一些實施例中，膠層120係覆蓋功能面132，如圖2所示。

在上述實施例中，若膠層120為紫外線膠層，則在貼裝電子元件130在膠層120上之後，可自基板110之底表面114照射紫外光，以固化紫外線膠層，進而固定電子元件130。前述基板110之底表面114係相對於上述基板110之頂表面112。

圖3係繪示根據本發明之一些實施例之設置載座140之操作後的部分剖面示意圖。在設置電子元件130在膠層120上之後，可選擇性地設置載座140在基板110之底表面114上。也就是說，承載這些電子元件130的基板110可以設置於載座140上。基板110可平放於載座140上，以提升基板110的表面平整度，有利於後續進行設置介質層150的操作。

圖4係繪示根據本發明之一些實施例之設置介質層150之操作後的部分剖面示意圖。如圖4所示，設置介質層150於電子元件130及膠層120上，其中介質層150覆蓋電子元件130及膠層120，以使電子元件130內埋於介質層150中。在一些實施例中，介質層150包含樹脂材料，樹脂材料可選自於由聚亞醯胺(polyimide，PI)、改質聚亞醯胺(modified PI，MPI)、全氟烷氧基樹脂(perfluoroalkoxy alkane，PFA)及可溶性液晶高分子樹脂(liquid crystal polymer，LCP)所組成之一群組。

在另一些實施例中，介質層150還可更包含多個空心玻璃微珠，其中樹脂材料中摻雜這些空心玻璃微珠，以使空心玻璃微珠分布於樹脂材料中。如此，有助於減少樹脂材料之用量及減少所製得之內埋元件電路板發生收縮和翹曲。另外，空心玻璃微珠的介電常數可為1.2至2.2，故可改善介質層150的介電性質，有利於傳輸高頻訊號。在一些例示中，空心玻璃微珠的最高耐壓強度為30000 psi，故可增加介質層150的剛性，其中空心玻璃微珠之平均粒徑可為5 μm至100 μm。

請參閱圖5，其係繪示在製作導通孔162之操作後的部分剖面示意圖。導通孔162用於製作後續的導電連接件。在一些實施例中，導通孔162可藉由雷射或電漿來形成。

圖6係繪示根據本發明之一些實施例之移除基板110及膠層120(及可選擇性的載座140)之操作後的部分剖面示意圖。在一些實施例中，圖6所示之操作是在圖5所示的操作之後所進行。在圖6所示的步驟中，可翻轉圖5中的基板110，並移除基板110、膠層120與載座140，以形成包含電子元件130及介質層150的內埋層100，以及暴露出上述電子元件130的功能面132，其中電子元件130之功能面132係與內埋層100之上表面152齊平。此外，上述翻轉的步驟可以省略。

接著，如圖7所示，其係繪示根據本揭露一些實施例之形成線路層160之操作後的部分剖面示意圖。線路層160係形成於電子元件130之功能面132上，以電性連接電子元件130的接墊135。由於在上述移除基板110及膠層120的操作後，電子元件130的接墊135已裸露於介質層150的表面，故線路層160可精準地定位在介質層150的表面上。在一些實施例中，線路層160可藉由濺射法或噴墨印刷法來形成。舉例而言，噴墨印刷法包含先進行印刷導電材料於內埋層100上。之後，進行燒結，以固化導電材料，進而在功能面132上形成線路層160。本發明所製得之線路層160可為細線，且可控制深度精準度在1μm以下。在一些實施例中，線路層160(或上述導電材料)可包含銅、銀、鎳、鉻、鈦等金屬及/或包含前述金屬的合金。

上述形成線路層160包含填充導電材料於導通孔162內，以形成導電連接件167，且可與線路層160同步形成。在一些實施例中，填充導電材料於導通孔162內的方法可包括電鍍、化學電鍍、濺鍍及銅膏填孔等技術。在一些實施例中，前述導電材料可包含銅、銀、鎳、鉻、鈦等金屬及/或包含前述金屬的合金。導電連接件167係連接線路層160。再者，導電連接件167的一端係裸露於內埋層100的底面154，底面154係相對於功能面132。在一些實施例中，電性接墊170亦可一併形成於內埋層100之底面154，以電性連接外部的電路板，例如印刷電路板或軟式電路板。

請參閱圖8，其係繪示根據本發明一些實施例之內埋元件電路板200的部分剖面示意圖。在圖7所示之內埋層100上貼合覆蓋膜180。至此，一種內埋元件電路板200基本上已製造完成。覆蓋膜180係覆蓋在內埋層100之介質層150及線路層160上，以做為保護膜，用來保護元件(例如電子元件130、線路層160及導電連接件167)免於外界汙染及氧化。

在另一些實施例中，可選擇在設置電子元件130之操作時一併設置作為導電連接件的導電柱165，以下利用圖9至圖11說明。請參閱圖9，其係繪示根據本發明另一些實施例之在圖1所示之膠層120上設置電子元件130之操作後的部分剖面示意圖。如圖9所示，設置電子元件130及導電柱165於膠層120上，其中導電柱165可製作為後續的導電連接件，例如前述實施例中的導電連接件167。圖9至圖11所示的實施例的優勢是可減少鑽孔次數或省略鑽孔流程，以幫助簡化製程。在一些實施例中，導電柱165係包含銅、銀、鎳、鉻、鈦等金屬及/或包含前述金屬的合金。

在設置電子元件130及導電柱165於膠層120上之後，可選擇性地設置載座140在基板110之底表面114上。然後，如圖10所示，設置介質層150在電子元件130、導電柱165及膠層120上。接著，請參閱圖11，移除基板110、膠層120及載座140，以形成包含電子元件130、導電柱165及介質層150的內埋層300，其中電子元件130之功能面132係與內埋層100之上表面152齊平。

之後，可依序執行圖7與圖8所揭露的步驟，形成線路層160於電子元件130之功能面132上。在一些實施例中，電性接墊170亦可一併形成於內埋層300之底面(未標示)，以電性連接外部的電路板，例如印刷電路板或軟式電路板。然後，貼合覆蓋膜180，從而基本上完成內埋元件電路板的製造。須理解的是，圖4、圖5及圖10所示之基板110皆設置於載座140上，但本發明不限制須設置載座140。

應用本發明之內埋元件電路板及其製造方法，其係將電子元件及導電連接件內埋於介質層內，接著將基板移除以獲得內埋層，由於電子元件的接墊係裸露於內埋層的表面，故與電子元件電性連接的線路層可精準地定位在介質層(或內埋層)之表面上。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，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。

100,300:內埋層

110:基板

112:頂表面

114:底表面

120:膠層

130:電子元件

132:功能面

135:接墊

140:載座

150:介質層

152:上表面

154:底面

160:線路層

162:導通孔

165:導電柱 167:導電連接件 170:電性接墊 180:覆蓋膜 200:內埋元件電路板

根據以下詳細說明並配合附圖閱讀，使本揭露的態樣獲致較佳的理解。需注意的是，如同業界的標準作法，許多特徵並不是按照比例繪示的。事實上，為了進行清楚討論，許多特徵的尺寸可以經過任意縮放。 [圖1]係繪示根據本發明一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之提供基板及膠層後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖2]係繪示根據本發明之一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之設置電子元件之操作後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖3]係繪示根據本發明之一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之設置載座之操作後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖4]係分別繪示根據本發明之一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之設置介質層之操作後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖5]係繪示圖4之裝置在製作導通孔後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖6]係分別繪示根據本發明之一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之移除基板及膠層之操作後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖7]係繪示根據本揭露一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之形成線路層在電子元件之功能面上後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖8]係繪示根據本發明一些實施例之內埋元件電路板的部分剖面示意圖。 [圖9]係分別繪示根據本發明之另一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之設置電子元件及導電柱之操作後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖10]係分別繪示根據本發明之另一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之設置介質層之操作後之裝置的部分剖面示意圖。 [圖11]係分別繪示根據本發明之另一些實施例之內埋元件電路板的製造方法之移除基板及膠層之操作後之裝置的部分剖面示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

130:電子元件

132:功能面

135:接墊

167:導電連接件

150:介質層

160:線路層

170:電性接墊

180:覆蓋膜

200:內埋元件電路板

Claims (11)

1. 一種內埋元件電路板的製造方法，包括：提供一基板；塗佈一膠層在所述基板之一頂表面上；設置複數個電子元件在所述膠層上，其中所述電子元件每一者具有一功能面以及複數個裸露於所述功能面的接墊，且所述膠層覆蓋所述功能面；設置一介質層在所述電子元件及所述膠層上；在設置所述介質層後，移除所述基板與所述膠層，以形成一內埋層，並暴露出所述功能面；在形成所述內埋層之後，形成一線路層在所述功能面上，其中所述線路層電性連接所述電子元件；形成複數個導電連接件在所述介質層內，其中所述內埋層具有一相對於所述功能面的底面，而所述導電連接件連接所述線路層，且所述導電連接件的一端裸露於所述內埋層的所述底面；以及在形成所述導電連接件之後，貼合一覆蓋膜在所述介質層與所述線路層上。
2. 如請求項1所述之內埋元件電路板的製造方法，其中所述膠層為紫外線膠層，且設置所述電子元件在所述膠層上之操作更包含：自所述基板之一底表面照射紫外光，以固化所述紫外線膠層及固定所述電子元件，其中所述底表面係相對於所述 基板之所述頂表面。
3. 如請求項1所述之內埋元件電路板的製造方法，其中形成所述導電連接件之操作包含：在設置所述介質層之前，設置複數個導電柱於所述膠層上及在所述電子元件之間。
4. 如請求項1所述之內埋元件電路板的製造方法，其中形成所述導電連接件之操作包含：在移除所述基板與所述膠層之前，形成複數個導通孔於所述介質層中，其中所述導通孔係貫穿所述介質層及所述膠層；以及填充一導電材料於所述導通孔內。
5. 如請求項1所述之內埋元件電路板的製造方法，更包含：在設置所述介質層於所述電子元件及所述膠層上之前，設置一載座在所述基板之一底表面上，其中所述底表面係相對於所述基板之所述頂表面；以及移除所述基板與所述膠層之操作包含移除所述載座。
6. 如請求項1所述之內埋元件電路板的製造方法，其中設置所述線路層之操作包含：印刷一導電材料於所述內埋層上；以及 固化所述導電材料。
7. 如請求項1所述之內埋元件電路板的製造方法，其中所述介質層包含一樹脂材料，且所述樹脂材料係選自於由聚亞醯胺、改質聚亞醯胺、全氟烷氧基樹脂及可溶性液晶高分子樹脂所組成之一群組。
8. 如請求項7所述之內埋元件電路板的製造方法，其中所述介質層更包含複數個空心玻璃微珠，且所述空心玻璃微珠係與所述樹脂材料混合。
9. 一種內埋元件電路板，包含一介質層，其中所述介質層包含一樹脂材料及複數個空心玻璃微珠，且所述空心玻璃微珠係與所述樹脂材料混合；複數個電子元件，內埋於所述介質層內，其中所述電子元件每一者具有一功能面及多個裸露於所述功能面的接墊；一線路層，設置於所述介質層之一頂表面上，其中所述線路層電性連接所述電子元件；複數個導電連接件，貫穿所述介質層，並設置在所述電子元件之間，其中所述導電連接件電性連接所述線路層，且所述導電連接件的一端裸露於所述介質層的一底面；以及 一覆蓋膜，設置於所述介質層、所述線路層及所述導電連接件上。
10. 如請求項9所述之內埋元件電路板，其中所述樹脂材料係選自於由聚亞醯胺、改質聚亞醯胺、全氟烷氧基樹脂及可溶性液晶高分子樹脂所組成之一群組。
11. 如請求項9所述之內埋元件電路板，其中所述空心玻璃微珠的平均粒徑為5μm至100μm。

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