TWM653249U - 具內埋元件的電路板 - Google Patents
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Abstract
提供一種具內埋元件的電路板，包含線路基板、電子元件、磁性密封層以及金屬層。電子元件嵌設於線路基板內，並且電性連接線路基板。磁性密封層嵌設於線路基板內，並且包覆電子元件。金屬層覆蓋磁性密封層的側壁以及一端面，其中金屬層以及電子元件之間存有磁性密封層。
Description
本新型是有關於一種電路板，特別是指一種具有內埋式電子元件的電路板。
隨著三維的系統封裝（3D SIP）的發展，整合在線路結構中的主動元件以及被動元件的種類大幅增加，其中還包含了電磁波輻射源元件（例如，天線、電感與電容）以及易受電磁波影響的敏感元件。在電子設備朝向輕薄化發展的趨勢下，必須在有限的空間中裝設相當多數量的電子元件。隨著電子設備內的電子元件的數量不斷增加，線路板的封裝密度亦須隨之提升。因此，當封裝系統內具有高頻電子元件時，元件之間受到彼此的電磁干擾（EMI）而引起的串擾現象（Crosstalk）將更加嚴重，進而導致整體系統效能降低甚至失效。
因此，本新型一實施例提供一種具內埋元件的電路板，以降低電路板內各個電子元件之間的電磁干擾。
本新型至少一實施例所提供的具內埋元件的電路板包含一線路基板、一電子元件、一磁性密封層以及一金屬層。電子元件嵌設於線路基板內，並且電性連接線路基板。磁性密封層嵌設於線路基板內，並且包覆電子元件。金屬層覆蓋磁性密封層的一側壁以及一第一端面，其中金屬層以及電子元件之間存有磁性密封層。
在本新型至少一實施例中，具內埋元件的電路板還包含多個位於電子元件上的接墊。這些接墊暴露於磁性密封層的一第二端面，其中第一端面與第二端面分別位於磁性密封層的相對兩側。
在本新型至少一實施例中，其中磁性密封層包含一金屬氧化物材料，且金屬氧化物材料選自於由鐵氧化物、鎳氧化物及鈷氧化物所組成的群組。
在本新型至少一實施例中，其中線路基板包含多層線路層，且磁性密封層嵌設於相鄰兩層線路層之間。
在本新型至少一實施例中，其中線路基板包含多層線路層，且磁性密封層貫穿線路層的至少一層。
在本新型至少一實施例中，其中位於磁性密封層的第一端面上的部分金屬層呈網狀結構。
在本新型至少一實施例中，具內埋元件的電路板還包含嵌設於線路基板的內埋結構。內埋結構圍繞電子元件、磁性密封層以及金屬層而設置，且內埋結構包含一金屬氧化物材料，且金屬氧化物材料選自於由鐵氧化物、鎳氧化物及鈷氧化物所組成的群組。
在本新型至少一實施例中，其中內埋結構包含一絕緣材料核層以及一金屬殼層。絕緣材料核層包含該金屬氧化物材料，且金屬殼層覆蓋絕緣材料核層的表面。
在本新型至少一實施例中，其中內埋結構覆蓋磁性密封層的第一端面。
在本新型至少一實施例中，其中金屬殼層的一區塊連接金屬層，且金屬殼層與線路基板之間無電性連接。
在本新型至少一實施例中，其中內埋結構分隔於金屬層，且內埋結構的金屬殼層與線路基板之間無電性連接。
基於上述，本新型在內埋的電子元件外側設置具高磁導率材料（例如鐵氧體材料）的磁性密封層，並且在磁性密封層的外側設置具高導電率材料（例如銅）的金屬層。如此一來，可以透過金屬層來屏蔽電場，並且透過磁性密封層來屏蔽磁場，進而有助於提升電磁屏蔽的效果。
在以下的內文中，為了清楚呈現本案的技術特徵，圖式中的元件（例如層、膜、基板以及區域等）的尺寸（例如長度、寬度、厚度與深度）會以不等比例的方式放大，且有的元件數量會減少。因此，下文實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件數量以及元件所呈現的尺寸與形狀，而應涵蓋如實際製程及/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。所以，本案圖式所呈示的元件主要是用於示意，並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀，也非用於限制本案的申請專利範圍。
其次，本案內容中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍，而且也涵蓋新型所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍，其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定，而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。此外，「約」可表示在上述數值的一個或多個標準偏差內，例如±5％、±3％或±1％內。本案文中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字可依光學性質、蝕刻性質、機械性質或其他性質來選擇可以接受的偏差範圍或標準偏差，並非單以一個標準偏差來套用以上光學性質、蝕刻性質、機械性質以及其他性質等所有性質。
請參閱圖1，具內埋元件的電路板10包含線路基板100、電子元件120、磁性密封層140以及金屬層160。電子元件120嵌設於線路基板100內，並且電性連接線路基板100，其中電子元件120可以是已封裝的晶片（chip）或者未經封裝的晶粒（die）。
另一方面，磁性密封層140嵌設於線路基板100內，並且包覆電子元件120。詳細來說，磁性密封層140覆蓋於電子元件120的部分表面120s，以使電子元件120與線路基板100之間不直接接觸。磁性密封層140包含側壁140w、端面140a與端面140b，其中端面140a與端面140b分別位於磁性密封層140的相對兩側。在本實施例中，磁性密封層140可以包含例如鐵氧化物（Ferrite-Iron Oxide）、鎳氧化物（Ferrite-Nickel Oxide）、鈷氧化物（Ferrite-Cobalt Oxide）等不具導電性的導磁性金屬氧化物的至少一種或其相似物，並且包含熱固性樹脂、熱塑性樹脂或者兩者之混和物，例如環氧樹脂、壓克力樹脂、酚醛樹脂、聚胺脂、三聚氰胺、聚醯亞胺、聚醯胺、聚乙炔或其衍生物的至少一種或其混合物。
如圖1所示，具內埋元件的電路板10還包含多個接墊130，這些接墊130位於電子元件120上，且接墊130暴露於磁性密封層140的端面140b。在本實施例中，電子元件120可以通過多個焊點101而焊接於接墊130上，而接墊130則通過線路基板100中的多個導電盲孔105而電性連接至線路基板100的線路層（例如線路層102e），以使電子元件120與線路基板100電性連接。焊點101可以是錫球、銅柱或適用於電性連接的各種連接結構。
金屬層160覆蓋磁性密封層140的側壁140w以及端面140a，其中金屬層160以及電子元件120之間存有磁性密封層140。詳細來說，電子元件120的表面120s被磁性密封層140包覆，而磁性密封層140的表面（即側壁140w、端面140a與端面140b）則被金屬層160包覆。金屬層160可以包含具有高導電率的金屬材料，例如銅。此外，在本新型的部分實施例中，金屬層160也可以包含具有高熱傳導率的金屬材料。如此一來，可以提升將內埋的電子元件120所產生的熱傳遞至外界的效率。
雖然在本實施例中，金屬層160暴露磁性密封層140的另一端面140b，但本新型不限於此。換言之，金屬層160也可以覆蓋磁性密封層140的端面140b。在本新型的各實施例中，金屬層160與電子元件120之間無電性連接。值得一提的是，在部分實施例中，位於磁性密封層140的端面140a的部分金屬層160可以呈網狀結構，此網狀結構可以透過例如微影蝕刻的方式而形成。
雖然在本實施例中，僅繪示出一個電子元件120作為說明，然而本新型不限於此，電子元件120的數量可以是一個以上，例如兩個。特別一提的是，當電子元件120的數量為一個以上時，相鄰的電子元件120之間還包含至少一層金屬層160，以阻絕相鄰電子元件120之間的電磁干擾。
在本實施例中，線路基板100可以包含多層線路層102a、線路層102b、線路層102c線路層102d與線路層102e，且上述線路層之間藉由多個導電通孔107而互相電性連接。特別一提的是，磁性密封層140（以及電子元件120）嵌設於線路層102d以及線路層102e之間。換句話而言，磁性密封層140僅設置於相鄰兩層線路層之間。但本新型不限於此，舉例而言，請參閱圖2中另一實施例的具內埋元件的電路板20，磁性密封層140可以貫穿至少一層線路層。詳細來說，磁性密封層140從線路層102f貫穿線路層102e，並且延伸至線路層102d。
請回到圖1，具內埋元件的電路板10還包含多個設置於線路基板100的表面100s上的電子元件150。電子元件150可以包含主動元件（例如電晶體），此外，還可以包含被動元件（例如電容、電感）或者天線。在本實施例中，僅繪示出兩個電子元件150作為說明，然而本新型不限於此，電子元件150可以是一個以上的任意數量。
在部分的實施例中，線路基板100還可包含至少一層防焊層（solder mask，未繪示），此防焊層可以覆蓋線路基板100的表面100s，並且暴露出多個接墊（pad，未繪示）。電子元件150是藉由多個焊點101而焊接於接墊上，以使電子元件150與線路基板100電性連接。特別一提的是，雖然本實施例是以覆晶（flip chip）的方式將電子元件150（以及電子元件120）與線路基板100電性連接。然而，在其他實施例中，還可以利用打線（wire-bonding）的方式將電子元件150與線路基板100電性連接。
請參閱圖3，本新型另一實施例的具內埋元件的電路板30的結構相似於具內埋元件的電路板10。兩者之間的差異在於：具內埋元件的電路板30還包含內埋結構310，且此內埋結構310嵌設於線路基板100內。內埋結構310圍繞電子元件120、磁性密封層140以及金屬層160而設置。特別一提的是，內埋結構310可以包含例如鐵氧化物、鎳氧化物、鈷氧化物等不具導電性的導磁性金屬氧化物材料的至少一種或其相似物。
詳細來說，內埋結構310可以呈一環狀體，且此環狀體係沿著磁性密封層140的側壁140w而圍繞於金屬層160、磁性密封層140與電子元件120的外側。特別一提的是，內埋結構310包含絕緣材料核層312以及金屬殼層314。金屬殼層314覆蓋絕緣材料核層312的表面312s。絕緣材料核層312的材料可以包含樹脂以及鐵氧體材料，進一步而言，絕緣材料核層312的材料實質上可以相同於磁性密封層140。
如圖3所示，金屬殼層314是完全覆蓋絕緣材料核層312的表面312s。金屬殼層314的一區塊314r位於內埋結構310的頂表面（未標示），並且與金屬層160連接。因此，金屬殼層314的區塊314r實質上為金屬層160的延伸，且金屬殼層314與線路基板100的線路層102d之間無電性連接。
請參閱圖4，本新型另一實施例的具內埋元件的電路板40的結構相似於具內埋元件的電路板30。兩者之間的差異在於：具內埋元件的電路板40所包含的內埋結構410覆蓋磁性密封層140的端面140a。詳細來說，內埋結構410可以呈一蓋狀體，且此蓋狀體係沿著磁性密封層140的側壁140w而圍繞於金屬層160、磁性密封層140與電子元件120的外側，並且覆蓋磁性密封層140的端面140a以及金屬層160的頂部區塊160r。
在此實施例中，覆蓋於區塊160r的部分內埋結構410分隔於金屬層160。另一方面，內埋結構410包含絕緣材料核層412以及金屬殼層414，其中金屬殼層414與線路基板100之間無電性連接，且金屬殼層414覆蓋絕緣材料核層412的表面412s。然而，在本實施例中，金屬殼層414並未完全覆蓋絕緣材料核層412的表面412s。詳細來說，絕緣材料核層412的表面412s的一部分（未標示）暴露於線路基板100的線路層102d。
特別一提的是，具內埋元件的電路板40還包含接合材料480，此接合材料480設置於電子元件120以及金屬層160之間，並且被磁性密封層140所圍繞。接合材料480可以包含例如樹脂，並且用以固定電子元件120。
本新型中具內埋元件的電路板的製造方法可以包含如圖5A至圖5D所示的數個步驟，其中圖5A至圖5D所揭示的製造方法是以圖1中的具內埋元件的電路板10作為舉例說明。請參閱圖5A，首先，提供基板500。在本實施例中，基板500可以是包含有機高分子或者玻璃的絕緣基板。然而，本新型不限於此，在其他實施例中，基板500也可以是具有線路層結構的線路基板。
接著，藉由例如鑽孔（drilling）或外型切割（routing）的方式，移除基板500的一部分，以形成凹槽501t，並且形成多個通孔503v，其中凹槽501t的底面（未標示）凹陷於基板500的表面500s。請參閱圖5B，藉由例如電鍍（electroplating）的方式，在凹槽501t的內壁上沉積金屬材料515，以形成金屬層160的一部分。並且在通孔503v內側沉積金屬材料515，以形成接墊130以及導電盲孔105。其中金屬材料515可以包含銅。
請參閱圖5C，在沉積金屬材料515之後，可以藉由例如焊接的方式，在凹槽501t內設置電子元件120。詳細來說，電子元件120是透過焊點101而連接於接墊130上。接著，請參閱圖5D，在設置電子元件120之後，在凹槽501t內填入磁性密封材料（未標示）。特別一提的是，在填入磁性密封材料之後，可以藉由例如化學研磨的方式，對磁性密封材料進行研磨，以形成磁性密封層140，此磁性密封層140的端面140a切齊基板500的表面500s。
在形成磁性密封層140之後，可以藉由電鍍的方式，在表面500s上沉積初始金屬層（未繪示）。接著，藉由微影以及蝕刻的方式，圖案化初始金屬層，以形成線路層102d以及金屬層562（即金屬層160的另一部分）。值得一提的是，此金屬層562未電性連接線路層102d。
在圖案化初始金屬層之後，可以透過電路板增層的方式，在基板500上形成至少一層線路結構層110（標示於圖1）。詳細來說，可以藉由壓合的方式，在基板500的表面500s上設置一層包含絕緣層104以及金屬層（未繪示）的基板，例如銅箔基板。接著，透過微影以及蝕刻的方式圖案化基板中的金屬層，以形成線路層102c。除此之外，在形成至少一層線路結構層110之後，還可以藉由例如焊接的方式，在線路結構層110上設置電子元件150。至此，已基本上完成具內埋元件的電路板10的製作。
另一方面，具內埋元件的電路板30的製造方法相似於上述實施例，如圖6所示，兩者之間的差異在於：具內埋元件的電路板30的製造方法還包含移除基板500的另一部分，以形成凹槽605t。此凹槽605t的底面凹陷於基板500的表面500s，且凹槽605t圍繞凹槽501t。
除此之外，形成凹槽605t之後的步驟還包含：在凹槽605t的內壁上沉積金屬材料515。接著，在凹槽605t內填入磁性密封材料（未標示），以形成絕緣材料核層312。由於在形成凹槽605t之後的一系列步驟相似於圖5B至圖5D，故不在此重複贅述。
具內埋元件的電路板40的製造方法相似於上述實施例，請參閱圖7A至圖7B，與具內埋元件的電路板10的製造方法之間的差異在於：本實施例還包含在形成凹槽501t之前，移除基板500的另一部分，以形成凹槽707t。如圖7A所示，此凹槽707t的底面（未標示）凹陷於基板500的表面500f，且凹槽707t圍繞凹槽501t（參閱圖7B）。值得一提的是，表面500f與表面500s分別位於基板500的相對兩側。
此外，形成凹槽707t之後的步驟還包含：在凹槽707t的內壁上沉積金屬材料715。接著，在凹槽707t內填入磁性密封材料（未標示），以形成絕緣材料核層412。由於在形成凹槽707t之後的一系列步驟相似於圖5B至圖5D，故不在此重複贅述。
綜上所述，本新型在內埋的電子元件外側設置具高磁導率材料（例如鐵氧體材料）的磁性密封層，並且在磁性密封層的外側設置具高導電率材料（例如銅）的金屬層。由於電磁波中兼具電場與磁場的干擾，上述的設計不僅透過金屬層來屏蔽電場，還透過磁性密封層來屏蔽磁場，故能提升電磁屏蔽的效果，藉以降低內埋的電子元件受到封裝系統內部或者外部的電磁波干擾的情形。除此之外，亦減少內埋的電子元件所發出的電磁波對其他電子元件的干擾。
雖然本新型已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，本新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本新型保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10, 20, 30, 40:具內埋元件的電路板
100:線路基板
100s, 120s, 312s, 412s, 500s, 500f:表面
101:焊點
102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f:線路層
104:絕緣層
105:導電盲孔
107:導電通孔
110:線路結構層
120, 150:電子元件
130:接墊
140:磁性密封層
140w:側壁
140a, 140b:端面
160, 562:金屬層
310, 410:內埋結構
312, 412:絕緣材料核層
314, 414:金屬殼層
314r, 160r:區塊
480:接合材料
500:基板
501t, 605t, 707t:凹槽
503v:通孔
515, 715:金屬材料
從以下詳細敘述並搭配圖式檢閱，可理解本新型的態樣。應注意，多種特徵並未以產業上實務標準的比例繪製。事實上，為了討論上的清楚易懂，各種特徵的尺寸可以任意地增加或減少。
圖1繪示本新型至少一實施例的具內埋元件的電路板的剖視圖。
圖2繪示本新型至少一實施例的具內埋元件的電路板的剖視圖。
圖3繪示本新型至少一實施例的具內埋元件的電路板的剖視圖。
圖4繪示本新型至少一實施例的具內埋元件的電路板的剖視圖。
圖5A至圖5D繪示本新型至少一實施例的具內埋元件的電路板製造方法的剖視圖。
圖6繪示本新型至少一實施例的具內埋元件的電路板製造方法的剖視圖。
圖7A至圖7B繪示本新型至少一實施例的具內埋元件的電路板製造方法的剖視圖。
10:具內埋元件的電路板
100:線路基板
100s,120s:表面
101:焊點
102a,102b,102c,102d,102e:線路層
104:絕緣層
105:導電盲孔
107:導電通孔
110:線路結構層
120,150:電子元件
130:接墊
140:磁性密封層
140w:側壁
140a,140b:端面
160:金屬層
Claims (11)
- 一種具內埋元件的電路板，包含: 一線路基板； 一電子元件，嵌設於該線路基板內，並且電性連接該線路基板； 一磁性密封層，嵌設於該線路基板內，並且包覆該電子元件；以及 一金屬層，覆蓋該磁性密封層的一側壁以及一第一端面，其中該金屬層以及該電子元件之間存有該磁性密封層。
- 如請求項1所述之具內埋元件的電路板，還包含： 多個接墊，位於該電子元件上，且該些接墊暴露於該磁性密封層的一第二端面，其中該第一端面與該第二端面分別位於該磁性密封層的相對兩側。
- 如請求項1所述之具內埋元件的電路板，其中該磁性密封層包含一金屬氧化物材料，且該金屬氧化物材料選自於由鐵氧化物、鎳氧化物及鈷氧化物所組成的群組。
- 如請求項1所述之具內埋元件的電路板，其中該線路基板包含多層線路層，且該磁性密封層嵌設於該些線路層的相鄰兩層之間。
- 如請求項1所述之具內埋元件的電路板，其中該線路基板包含多層線路層，且該磁性密封層貫穿該些線路層的至少一層。
- 如請求項1所述之具內埋元件的電路板，其中位於該磁性密封層的該第一端面的部分該金屬層呈網狀結構。
- 如請求項1所述之具內埋元件的電路板，還包含： 一內埋結構，嵌設於該線路基板，其中該內埋結構圍繞該電子元件、該磁性密封層以及該金屬層而設置，且該內埋結構包含一金屬氧化物材料，且該金屬氧化物材料選自於由鐵氧化物、鎳氧化物及鈷氧化物所組成的群組。
- 如請求項7所述之具內埋元件的電路板，其中該內埋結構包含： 一絕緣材料核層，且該絕緣材料核層包含該金屬氧化物材料；以及 一金屬殼層，覆蓋該絕緣材料核層的表面。
- 如請求項8所述之具內埋元件的電路板，其中該內埋結構覆蓋該磁性密封層的該第一端面。
- 如請求項9所述之具內埋元件的電路板，其中該金屬殼層的一區塊連接該金屬層，且該金屬殼層與該線路基板之間無電性連接。
- 如請求項9所述之具內埋元件的電路板，其中該內埋結構分隔於該金屬層，且該內埋結構的該金屬殼層與該線路基板之間無電性連接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112213748U TWM653249U (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 具內埋元件的電路板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112213748U TWM653249U (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 具內埋元件的電路板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM653249U true TWM653249U (zh) | 2024-03-21 |
Family
ID=91269332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112213748U TWM653249U (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 具內埋元件的電路板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM653249U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI889561B (zh) * | 2024-09-30 | 2025-07-01 | 大陸商慶鼎精密電子（淮安）有限公司 | 內埋元件電路板及其製造方法 |
-
2023
- 2023-12-15 TW TW112213748U patent/TWM653249U/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI889561B (zh) * | 2024-09-30 | 2025-07-01 | 大陸商慶鼎精密電子（淮安）有限公司 | 內埋元件電路板及其製造方法 |
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