本发明是关于一种线路板的制作方法,尤指一种可堆叠式线路板的制作方法,其中该线路板是将电性元件限制于介电基层的凹穴中,而此元件嵌设于凹穴中的结构周围由一系列金属柱或披覆穿孔所环绕,以提供线路板的垂直连接用。
背景技术:
多媒体装置的市场趋势倾向于更迅速且更薄型化的设计需求。其中一种方法是将电性元件嵌埋于线路板中,以使线路板的电性效能可获得改善及/或使另一元件得以设置于线路板上以形成3D堆叠结构。美国专利案号8,193,034、8,354,746、8,383,457及8,525,337即是基于此目的而揭露各种具有嵌埋式元件及金属柱的线路板。然而,如美国专利案号8,536,715及8,501,544中所述,若电性元件利用黏着剂贴附至介电层,则欲将电性元件置放于预定位置时,是极难将元件的置放位置控制于微米等级的准确度,而元件因黏着剂固化或接合强度不足所导致的些微位移都可能导致无法连接到I/O,进而导致元件失效且生产合格率低。或者,可如美国专利案号8,072,059及6,955,948中所述,将电性元件设置于介电层上的金属电路上,以避免元件偏移。由于焊接过程可自对位,故此作法可大幅改善元件偏移错位的问题。然而,由于嵌埋元件的凸块会使线路板厚度增加,故焊接方法通常无法满足对便携设备的苛刻要求。
为了上述理由及以下所述的其他理由,目前亟需发展一种具有嵌埋式电性元件的新式线路板,以达到超高封装密度、高信号完整度、薄型化且高生产合格率的要求。
技术实现要素:
本发明的主要目的是提供一种可堆叠式线路板,其于介电基层中设有容置电性元件的凹穴,以降低可堆叠式线路板的厚度。
本发明的另一目的是提供一种可堆叠式线路板,其可通过凹穴侧壁以 控制电性元件避免于凹穴中发生位移,以确保元件设置的准确度。
本发明的再一目的是提供一种可堆叠式线路板,其具有一凹穴及一系列金属柱,且金属柱及凹穴皆是通过同一金属载板所形成,借此可确保金属柱与电性元件的电性垫/凸块间保持一预定距离,并维持两者间相对位置。
依据上述及其他目的,本发明提出一种可堆叠式线路板的制作方法,其包括下述步骤:提供一金属载板,其于相对的第一及第二方向上分别具有实质上相互平行的第一及第二表面;自该金属载板的该第一表面形成一金属凸层;形成一介电基层,其覆盖该金属凸层及该金属载板剩余的该第一表面,其中该介电基层的一第一表面背向该金属载板且实质上平行于该金属载板的该第一表面及该第二表面,而该介电基层的一相对第二表面则邻接该金属载板;移除该金属载板的一部分,以于该介电基层的该第二表面上形成一系列金属柱;移除该金属凸层及该金属载板的一对应部位,以于该介电基层中形成一凹穴,其中该凹穴具有一底板及一周缘,该底板实质上平行于该介电基层的该第一表面,而该周缘定义出内侧壁,其自该底板延伸至该介电基层的该第二表面;利用一黏着剂,将一电性元件贴附至该介电基层的该凹穴中,其中该电性元件自该凹穴凸伸而出,并且于该第二方向上与该些金属柱呈实质上共平面,同时该凹穴的该些侧壁限制该电性元件的侧向位移;以及自该第一方向形成一第一增层电路于该介电基层的该第一表面上,且自该第二方向形成一第二增层电路于该电性元件及该些金属柱上,其中该第一增层电路与该第二增层电路中的其中一个电性耦接至该电性元件,且该第一增层电路电性连接至该第二增层电路,并包含多个导电盲孔于该介电基层中。
于另一方面中,本发明提供另一可堆叠式线路板的制作方法,其包括下述步骤:提供一金属载板,其于相对的第一及第二方向上分别具有实质上相互平行的第一及第二表面;自该金属载板的该第一表面形成一金属凸层;形成一介电基层,其覆盖该金属凸层及该金属载板剩余的该第一表面,其中该介电基层的一第一表面背向该金属载板且实质上平行于该金属载板的该第一表面及该第二表面,而该介电基层的一相对第二表面则邻接该金属载板;移除该金属凸层及该金属载板的一对应部位,以于该介电基层中形成一凹穴,其中该凹穴具有一底板及侧壁,且该些侧壁自该底板延伸 至该介电基层的该第二表面;利用一黏着剂,将一电性元件贴附至该介电基层的该凹穴中,其中该电性元件自该凹穴凸伸而出,且该凹穴的该些侧壁限制该电性元件的侧向位移;自该第一方向形成一第一增层电路于该介电基层的该第一表面上,且自该第二方向形成一第二增层电路于该电性元件上,其中该第一增层电路与该第二增层电路中的其中一个电性耦接至该电性元件;以及形成多个披覆穿孔,其自该第一增层电路延伸至该第二增层电路,并提供该第一增层电路与该第二增层电路间的垂直电性连接。
除非特别描述或必须依序发生的步骤,上述步骤的顺序并无限制于以上所列,且可根据所需设计而变化或重新安排。
本发明的可堆叠式线路板制作方法具有许多优点。举例来说,将电性元件插入介电基层的凹穴中的作法是特别具有优势的,其原因在于,用于垂直连接电性元件相对两侧上双重增层电路的金属柱,其可利用凹穴的深度以降低金属柱所需的最小高度。此外,该凹穴可确保电性元件设置的准确度,以避免后续增层电路的微盲孔未连接至电性元件的接垫。
本发明的上述及其他特征与优点可通过下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了。
附图说明
参考随附附图,本发明可通过下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了,其中:
图1及2分别为本发明第一实施方面中,于金属载板上形成金属凸层的剖视图及底部立体示意图;
图3为本发明第一实施方面中,图1结构上形成介电基层的剖视图;
图4及5分别为本发明第一实施方面中,将图3结构中金属载板的一选定部位移除的剖视图及顶部立体示意图;
图6为本发明第一实施方面中,图4结构上形成加强层的剖视图;
图7及8分别为本发明第一实施方面中,图6结构形成凹穴的剖视图及顶部立体示意图;
图9为本发明第一实施方面中,图7结构上设置电性元件,以制作完成将元件嵌设于凹穴中的次组件剖视图;
图10为本发明第一实施方面中,图9结构上形成介电层的剖视图;
图11为本发明第一实施方面中,图10结构上形成盲孔的剖视图;
图12为本发明第一实施方面中,图11结构上形成导线的剖视图;
图13为本发明第一实施方面中,图12结构上形成介电层的剖视图;
图14为本发明第一实施方面中,图13结构上形成盲孔的剖视图;
图15为本发明第一实施方面中,图14结构上形成导线,以制作完成线路板的剖视图;
图16为本发明第一实施方面中,图15的线路板上设置电子元件的剖视图;
图17及18分别为本发明第二实施方面中,于介电基层上形成金属柱的剖视图及顶部立体示意图;
图19为本发明第二实施方面中,图17结构上设置电性元件,以制作完成将元件嵌设于凹穴中的次组件剖视图;
图20为本发明第二实施方面中,图19结构上形成介电层的剖视图;
图21为本发明第二实施方面中,图20结构上形成盲孔的剖视图;
图22为本发明第二实施方面中,图21结构上形成导线,以制作完成线路板的剖视图;
图23为本发明第二实施方面中,图22的线路板上设置电子元件的剖视图;
图24为本发明第三实施方面中,于金属载板上形成金属凸层及辅助金属垫的剖视图;
图25为本发明第三实施方面中,图24结构上形成介电基层的剖视图;
图26为本发明第三实施方面中,图25结构形成凹穴的剖视图;
图27为本发明第三实施方面中,图26结构形成金属层的剖视图;
图28为本发明第三实施方面中,图27结构上设置电性元件,以制作完成将元件嵌设于凹穴中的次组件剖视图;
图29为本发明第三实施方面中,图28结构上形成介电层的剖视图;
图30为本发明第三实施方面中,图29结构上形成盲孔的剖视图;
图31为本发明第三实施方面中,图30结构上形成导线的剖视图;
图32为本发明第三实施方面中,图31结构上形成介电层的剖视图;
图33为本发明第三实施方面中,图32结构上形成盲孔的剖视图;
图34为本发明第三实施方面中,图33结构上形成导线,以制作完成线路板的剖视图;
图35为本发明第四实施方面中,于介电基层上形成金属屏障及金属柱的剖视图;
图36为本发明第四实施方面中,图35结构形成开孔的剖视图;
图37为本发明第四实施方面中,图36结构上设置电性元件,以制作完成将元件嵌设于凹穴中的次组件剖视图;
图38为本发明第四实施方面中,图37结构上形成介电层的剖视图;
图39为本发明第四实施方面中,图38结构上形成盲孔的剖视图;
图40为本发明第四实施方面中,图39结构上形成导线,以制作完成线路板的剖视图;
图41为本发明第四实施方面中,另一线路板方面的剖视图;
图42为本发明第五实施方面中,加强层形成于介电基层上且环绕金属块的剖视图;
图43为本发明第五实施方面中,图42结构形成凹穴的剖视图;
图44为本发明第五实施方面中,图43结构上设置电性元件,以制作完成将元件嵌设于凹穴中的次组件剖视图;
图45为本发明第五实施方面中,图44结构上形成介电层的剖视图;
图46为本发明第五实施方面中,图45结构上形成盲孔的剖视图;
图47为本发明第五实施方面中,图46结构上形成导线的剖视图;
图48为本发明第五实施方面中,图47结构上形成介电层的剖视图;
图49为本发明第五实施方面中,图48结构上形成盲孔及穿孔的剖视图;
图50为本发明第五实施方面中,图49结构上形成导线及披覆穿孔,以制作完成线路板的剖视图;
图51为本发明第六实施方面中,介电基层上形成金属屏障的剖视图;
图52为本发明第六实施方面中,图51结构上设置电性元件,以制作完成将元件嵌设于凹穴中的次组件剖视图;
图53为本发明第六实施方面中,图52结构上形成通孔的剖视图;
图54为本发明第六实施方面中,图53结构上形成介电层的剖视图;
图55为本发明第六实施方面中,图54结构上形成盲孔及穿孔的剖视图;
图56为本发明第六实施方面中,图55结构上形成导线及披覆穿孔的剖视图;
图57为本发明第六实施方面中,图56结构上形成介电层及盲孔的剖视图;以及
图58为本发明第六实施方面中,图57结构上形成导线,以制作完成线路板的剖视图。
【符号说明】
次组件 10、20、30、40、50、60
线路板 100、200、300、400、600
第一表面 101、132、142、105、107、182
第二表面 102、134、144、106、108、184
侧壁 103、118、138、148
平坦表面 104
金属载板 11
开口 110、140
金属块 111
金属柱 113
金属屏障 115
金属凸层 121
辅助金属垫 123
介电基层 13
凹穴 130
第一盲孔 133、134
底板 136
开孔 137
加强层 14
置放区域 150
黏着剂 16
金属层 17
电性元件 18
接触垫 185
凸块 186
第一增层电路 210
第二增层电路 220
第一导线 215
第一导电盲孔 217、218
第二介电层 221
第二盲孔 223、224
第二导线 225
金属罩层 226
第二导电盲孔 227、228
第三介电层 231
第三盲孔 233
第三导线 235
第三导电盲孔 237
第四介电层 241
第四盲孔 243
第四导线 245
第四导电盲孔 247
通孔 301
穿孔 302
连接层 303
半导体封装件 31
披覆穿孔 311
焊球 41
具体实施方式
在下文中,将提供一实施例以详细说明本发明的实施方面。本发明的优点以及功效将通过本发明所揭露的内容而更为显著。在此说明所附的附图是简化过且作为例示用。附图中所示的元件数量、形状及尺寸可依据实际情况而进行修改,且元件的配置可能更为复杂。本发明中也可进行其他方面的实践或应用,且不偏离本发明所定义的精神及范畴的条件下,可进行各种变化以及调整。
[实施例1]
图1-15为本发明第一实施方面中,一种线路板的制作方法图,该线路板包括一介电基层、金属柱、一加强层、一电性元件及双重增层电路。
图1及2分别为金属载板11上形成金属凸层121的剖视图及底部立体示意图。金属载板11及金属凸层121通常由铜、铝、镍、或其他金属或合金制成。金属凸层121的材料可与金属载板11相同或相异。金属载板11的厚度可为0.05毫米至0.5毫米(优选为0.1毫米至0.2毫米),而金属凸层121的厚度可为10微米至100微米。于本实施方面中,该金属载板11由铜所制成并具有0.125毫米厚度,而金属凸层121由铜所制成并具有50微米厚度。金属载板11具有实质上相互平行且相反的第一表面101及第二表面102,其分别面朝向下方向及向上方向。金属凸层121可通过图案化沉积法形成于金属载板11的第一表面101上,如电镀、无电电镀、蒸镀、溅射或其组合,或者通过刻蚀或机械刻蚀(carving)而形成。金属凸层121具有一周缘及一平坦表面104,其中该周缘定义出外侧壁103,而平坦表面104则与金属载板11的第一及第二表面101、102呈实质上相互平行。
图3为金属载板11与金属凸层121上形成介电基层13的剖视图。该介电基层13通常是通过层压或涂布方式形成,其可由环氧树脂、玻璃环氧树脂、聚酰亚胺、或其类似物所制成。介电基层13接触金属载板11剩余的第一表面101及金属凸层121的平坦表面104,并由下方覆盖并侧向延伸于金属载板11剩余的第一表面101及金属凸层121的平坦表面104上,同时于侧面方向上环绕且同形披覆金属凸层121的侧壁103。据此,介电基层13的第一表面132背向金属载板11并实质上平行于金属载板11 的第一表面101及第二表面102,且其相对的第二表面134则邻接金属载板11并与金属载板11接触。
图4及5分别为形成一金属块111及阵列式金属柱113的剖视图及顶部立体示意图。在此,可通过如光刻技术及湿法刻蚀方式,移除金属载板11的选定部分,以形成金属块111及金属柱113。金属块111由上方覆盖金属凸层121,而金属柱113则位于介电基层13的第二表面134上。
图6为介电基层13所显露的第二表面134上形成加强层14的剖视图。加强层14通常是通过树脂密封材的印刷或模封(molding)工艺而形成,以由上方覆盖介电基层13的第二表面134,并于侧面方向上环绕、同形披覆且覆盖金属块111及金属柱113的侧壁。于此图中,该加强层14的厚度与金属块111及金属柱113的厚度相同。因此,加强层14的第一表面142于向下方向上与金属块111及金属柱113的第一表面105呈实质上共平面,而其第二表面144则于向上方向上与金属块111及金属柱113的第二表面106呈实质上共平面。
图7及8分别为移除金属块111及金属凸层121的剖视图及顶部立体示意图。金属块111及金属凸层121可通过各种技术移除,包括湿法刻蚀、电化学刻蚀或激光,以形成由凹穴130及开口140所构成的置放区域150。介电基层13中的凹穴130具有一底板136,其实质上平行于介电基层13的第一表面132,且凹穴130的周缘定义出自底板136延伸至介电基层13第二表面134的内侧壁138。开口140的侧壁148由加强层14的第一表面142延伸至第二表面144,并且与凹穴130的侧壁138齐平。
图9为将电性元件18置于置放区域150中的剖视图。该电性元件18插入该置放区域150中,并通过黏着剂16而贴附至凹穴130的底板136。凹穴130及开口140的侧壁138、148侧向对准并靠近电性元件18的外围边缘,得以限制电性元件18侧向位移。于本实施方面中,该电性元件18绘示成一裸晶,且具有第一表面182、第二表面184及位于第二表面184处的接触垫185,其中第一表面182面向介电基层13并与黏着剂16接触,而第二表面184则于向上方向上与金属柱113的第二表面106及加强层14的第二表面144呈实质上共平面。
此阶段已制作完成元件嵌设于凹穴中的次组件10,其包含一介电基层 13、阵列式金属柱113、一加强层14及一电性元件18。于一实例中,该元件嵌设于凹穴中的次组件10可如下所述进一步制成具有双重增层电路的线路板。
图10为第二介电层221由上方层压/涂布于金属柱113、加强层14及电性元件18上的剖视图。第二介电层221接触金属柱113的第二表面106、加强层14的第二表面144及电性元件18的第二表面184,且覆盖并侧向延伸于金属柱113的第二表面106、加强层14的第二表面144及电性元件18的第二表面184上。于此实施方面中,该第二介电层221通常具有50微米的厚度,且可由环氧树脂、玻璃环氧树脂、聚酰亚胺、或其类似物所制成。
图11为形成第一盲孔133及第二盲孔223的剖视图。第一盲孔133延伸穿过介电基层13,并对准金属柱113的选定部位,以于向下方向上显露金属柱113的选定部位。第二盲孔223延伸穿过第二介电层221,并对准金属柱113的选定部位及电性元件18的接触垫185,以于向上方向上显露金属柱113的选定部位及电性元件18的接触垫185。第一及第二盲孔133、223可通过各种技术形成,其包括激光钻孔、等离子体刻蚀、及光刻技术,且通常具有50微米的直径。可使用脉冲激光提高激光钻孔效能。或者,可使用扫描激光束,并搭配金属掩模。
参考图12,通过金属沉积及金属图案化工艺,分别于介电基层13及第二介电层221上形成第一导线215及第二导线225。第一导线215自金属柱113的第一表面105朝下延伸,并填满第一盲孔133,以形成直接接触金属柱113的第一导电盲孔217,同时侧向延伸于介电基层13上。第二导线225自金属柱113的第二表面106及电性元件18的接触垫185朝上延伸,并填满第二盲孔223,以形成直接接触金属柱113及接触垫185的第二导电盲孔227,同时侧向延伸于第二介电层221上。因此,第一及第二导线215、225可提供X及Y方向的水平信号路由以及穿过第一及第二盲孔133、223的垂直路由,以作为金属柱113及电性元件18的电性连接。
第一及第二导线215、225可通过各种技术沉积为单层或多层,如电镀、无电电镀、蒸镀、溅射或其组合。举例来说,首先通过将该结构浸入活化剂溶液中,使介电基层13及第二介电层221与无电镀铜产生催化剂 反应,接着以无电电镀方式被覆一薄铜层作为晶种层,然后以电镀方式将所需厚度的第二铜层形成于晶种层上。或者,于晶种层上沉积电镀铜层前,该晶种层可通过溅射方式形成如钛/铜的晶种层薄膜。一旦达到所需的厚度,即可使用各种技术图案化被覆层,以形成第一及第二导线215、225,其包括湿法刻蚀、电化学刻蚀、激光辅助刻蚀及其组合,并使用刻蚀掩模(图未示),以定义出第一及第二导线215、225。
图13为形成第三介电层231及第四介电层241的剖视图,其中第三介电层231由下方层压/涂布于介电基层13及第一导线215上,而第四介电层241由上方层压/涂布于第二介电层221及第二导线225上。第三介电层231接触介电基层13及第一导线215,并由下方覆盖并侧向延伸于介电基层13及第一导线215上。第四介电层241接触第二介电层221及第二导线225,并由上方覆盖并侧向延伸于第二介电层221及第二导线225上。第三及第四介电层231、241可由环氧树脂、玻璃环氧树脂、聚酰亚胺、或其类似物所制成,且通常具有50微米的厚度。
图14为形成第三及第四盲孔233、243的剖视图。第三盲孔233延伸穿过第三介电层231,并对准第一导线215的选定部位,以于向下方向上显露第一导线215的选定部位。第四盲孔243延伸穿过第四介电层241,并对准第二导线225的选定部位,以于向上方向上显露第二导线225的选定部位。如第一及第二盲孔133、223所述,第三及第四盲孔233、243亦可通过各种技术形成,其包括激光钻孔、等离子体刻蚀、及光刻技术,且通常具有50微米的直径。
图15为形成第三及第四导线235、245的剖视图,其中第三及第四导线235、245可通过金属沉积及金属图案化工艺分别形成于第三及第四介电层231、241上。第三导线235自第一导线215向下延伸,并填满第三盲孔233,以形成直接接触第一导线215的第三导电盲孔237,同时侧向延伸于第三介电层231上。第四导线245自第二导线225向上延伸,并填满第四盲孔243,以形成直接接触第二导线225的第四导电盲孔247,同时侧向延伸于第四介电层241上。
据此,如图15所示,已完成的线路板100包括金属柱113、一介电基层13、一加强层14、一电性元件18、一第一增层电路210及一第二增层 电路220。于此图中,第一增层电路210包括第一导线215、一第三介电层231及第三导线235,而第二增层电路220包括一第二介电层221、第二导线225、一第四介电层241及第四导线245。
该电性元件18以面朝上方式设置于介电基层13的凹穴130中,并且突伸出凹穴130,同时电性元件18的第二表面184与金属柱113的第二表面106及加强层14的第二表面144呈实质上共平面。电性元件18与凹穴130侧壁138及开口410侧壁148间的间隙约于5微米至50微米的范围内。如此一来,凹穴130的侧壁138及开口410的侧壁148可精准控制电性元件18的置放位置,其中凹穴130的侧壁138朝向上方向延伸超过电性元件18的第一表面182。第一增层电路210设置于介电基层13的第一表面132上,且通过与金属柱113第一表面105直接接触的第一导电盲孔217,而电性耦接至金属柱113。第二增层电路220设置于金属柱113的第二表面106、加强层14的第二表面144及电性元件的第二表面184上,且通过与电性元件18接触垫185及金属柱113第二表面106直接接触的第二导电盲孔227,而电性耦接至金属柱113及电性元件18。据此,第一增层电路210通过介电基层13中的第一导电盲孔217及加强层14中的金属柱113,电性连接至第二增层电路220,而第二增层电路220则可对电性元件18提供一扇出路由(fan-out routing)。
图16为将半导体封装件31设置于图15线路板100上的剖视图。该半导体封装件31通过焊球41,电性耦接至线路板100的第一增层电路210。
[实施例2]
图17-22为本发明第二实施方面的线路板制作方法图,其中第二增层电路与电性元件热性导通。
为了简要说明的目的,上述实施例1中任何可作相同应用的叙述皆并于此,且无须再重复相同叙述。
图17及18分别为介电基层13上形成金属柱113的剖视图及顶部立体示意图。此结构与图7所示结构相似,只是差异处在于,本实施方面未形成加强层。
图19为电性元件18置于介电基层13的凹穴130中的剖视图。该电性元件18插入该凹穴130中,并通过黏着剂16而贴附至凹穴130的底板 136。于本实施方面中,该电性元件18绘示成一裸晶,且其第一表面182处具有接触垫185。电性元件18的第一表面182面向介电基层13并与黏着剂16接触,而电性元件18的第二表面184则与金属柱113的第二表面106呈实质上共平面。此外,凹穴130的侧壁138侧向对准并靠近电性元件18的外围边缘,得以限制电性元件18侧向位移。
此阶段已制作完成元件嵌设于凹穴中的次组件20,其包含金属柱113、一介电基层13及一电性元件18。于一实例中,该元件嵌设于凹穴中的次组件20可如下所述进一步制成具有双重增层电路的线路板。
图20为第二介电层221由上方层压/涂布于介电基层13、金属柱113及电性元件18上的剖视图。第二介电层221接触介电基层13的第二表面134、金属柱113的第二表面106及电性元件18的第二表面184,且由上方覆盖并侧向延伸于介电基层13的第二表面134、金属柱113的第二表面106及电性元件18的第二表面184上,同时第二介电层221亦于侧面方向上环绕并同形披覆金属柱113及电性元件18的侧壁。
图21为形成第一盲孔133、134及第二盲孔223的剖视图。第一盲孔133延伸穿过介电基层13,并对准金属柱113的选定部位,以于向下方向上显露金属柱113的选定部位,而第一盲孔134则延伸穿过介电基层13及黏着剂16,并对准电性元件18的接触垫185,以于向下方向上显露电性元件18的接触垫185。第二盲孔223延伸穿过第二介电层221,并对准金属柱113的选定部位及电性元件18的第二表面184,以于向上方向上显露金属柱113的选定部位及电性元件18的第二表面184。
参考图22,通过金属沉积及金属图案化工艺,分别于介电基层13及第二介电层221上形成第一导线215及第二导电225。第一导线215自电性元件18的接触垫185及金属柱113的第一表面105朝下延伸,并填满第一盲孔133、134,以形成直接接触金属柱113及电性元件18接触垫185的第一导电盲孔217、218,同时侧向延伸于介电基层13上。第二导线225自金属柱113的第二表面106及电性元件18的第二表面184朝上延伸,并填满第二盲孔223,以形成直接接触金属柱113及电性元件18的第二导电盲孔227,同时侧向延伸于第二介电层221上。
据此,如图22所示,已完成的线路板200包括金属柱113、一介电基 层13、一电性元件18、一第一增层电路210及一第二增层电路220。于此图中,第一增层电路210包括第一导线215,而第二增层电路220包括一第二介电层221及第二导线225。
该电性元件18以面朝下方式设置于介电基层13的凹穴130中,并且突伸出凹穴130,同时电性元件18的第二表面184与金属柱113的第二表面106呈实质上共平面。第一增层电路210设置于介电基层13的第一表面132上,且通过第一导电盲孔217、218而电性耦接至金属柱113及电性元件18,其中第一导电盲孔217、218分别与金属柱113的第一表面105及电性元件18的接触垫185直接接触。第二增层电路220设置于金属柱113的第二表面106、介电基层13的第二表面134及电性元件18的第二表面184上,且通过与第二导电盲孔227,电性耦接至金属柱113并与电性元件18热性导通,其中第二导电盲孔227与金属柱113的第二表面106及电性元件18的第二表面184直接接触。
图23为将半导体封装件31设置于图22线路板200上的剖视图。该半导体封装件31通过焊球41,电性耦接至线路板200的第一增层电路210。
[实施例3]
图24-34为本发明第三实施方面的线路板制作方法图,其于凹穴内设有一金属层。
为了简要说明的目的,上述实施例中任何可作相同应用的叙述皆并于此,且无须再重复相同叙述。
图24为金属载板11上形成金属凸层121及阵列式辅助金属垫123的剖视图。金属凸层121及辅助金属垫123自金属载板11的第一表面101朝向下方向延伸。于此图中,每一辅助金属垫123与金属凸层121于其第一及第二表面107、108处呈实质上共平面。辅助金属垫123的材料可与金属凸层121的材料相同,且可通过图案化沉积法形成,如电镀、无电电镀、蒸镀、溅射或其组合,或者通过刻蚀或机械刻蚀而形成。
图25为金属载板11、金属凸层121及辅助金属垫123上形成介电基层13的剖视图。介电基层13接触金属载板11、金属凸层121及辅助金属垫123,并由下方覆盖金属载板11、金属凸层121及辅助金属垫123,同时于侧面方向上环绕且同形披覆金属凸层121及辅助金属垫123的侧壁。
图26为形成一凹穴130及阵列式金属柱113的剖视图。在此,该凹穴130及该些金属柱113通过移除金属载板11的选定部分及金属凸层121而形成。金属柱113对准辅助金属垫123,并于向上方向上覆盖辅助金属垫123,同时金属柱113的第一表面105直接接触辅助金属垫123。金属柱113第一表面105处的直径可与辅助金属垫123第二表面108处的直径相同或相异。此外,凹穴130的深度实质上相等于辅助金属垫123的厚度。
图27为凹穴130的底板136上形成一金属层17的剖视图。金属层17通常是由铜所制成,且可通过各种技术沉积形成,如电镀、无电电镀、蒸镀、溅射或其组合。
图28为电性元件18置于介电基层13的凹穴130中的剖视图。该电性元件18插入该凹穴130中,并通过黏着剂16而贴附至金属层17,其中该黏着剂16与电性元件18的第一表面182及金属层17接触。于本实施方面中,该电性元件18绘示成一裸晶,且其第二表面184处具有接触垫185,其中电性元件18的第二表面184与金属柱113的第二表面106呈实质上共平面。
此阶段已制作完成元件嵌设于凹穴中的次组件30,其包含金属柱113、辅助金属垫123、一介电基层13、一金属层17及一电性元件18。于一实例中,该元件嵌设于凹穴中的次组件30可如下所述进一步制成具有双重增层电路的线路板。
图29为第二介电层221由上方层压/涂布于介电基层13、金属柱113及电性元件18上的剖视图。第二介电层221接触介电基层13、金属柱113及电性元件18,且由上方覆盖介电基层13、金属柱113及电性元件18,同时第二介电层221亦于侧面方向上环绕并同形披覆金属柱113及电性元件18的侧壁。
图30为形成第一盲孔133及第二盲孔223的剖视图。第一盲孔133延伸穿过介电基层13,并对准辅助金属垫123及金属层17的选定部位,以于向下方向上显露辅助金属垫123及金属层17的选定部位。第二盲孔223延伸穿过第二介电层221,并对准金属柱113的选定部位及电性元件18的接触垫185,以于向上方向上显露金属柱113的选定部位及电性元件18的接触垫185。
参考图31,通过金属沉积及金属图案化工艺,分别于介电基层13及第二介电层221上形成第一导线215及第二导电225。第一导线215自辅助金属垫123及金属层17朝下延伸,并填满第一盲孔133,以形成第一导电盲孔217,同时侧向延伸于介电基层13上。第二导线225自金属柱113及电性元件18的接触垫185朝上延伸,并填满第二盲孔223,以形成第二导电盲孔227,同时侧向延伸于第二介电层221上。
图32为形成第三介电层231及第四介电层241的剖视图,其中第三介电层231由下方层压/涂布于介电基层13及第一导线215上,而第四介电层241由上方层压/涂布于第二介电层221及第二导线225上。第三介电层231接触介电基层13及第一导线215,并由下方覆盖并侧向延伸于介电基层13及第一导线215上。第四介电层241接触第二介电层221及第二导线225,并由上方覆盖并侧向延伸于第二介电层221及第二导线225上。
图33为形成第三及第四盲孔233、243的剖视图。第三盲孔233延伸穿过第三介电层231,以于向下方向上显露第一导线215的选定部位。第四盲孔243延伸穿过第四介电层241,以于向上方向上显露第二导线225的选定部位。
图34为形成第三及第四导线235、245的剖视图,其中第三及第四导线235、245可通过金属沉积及金属图案化工艺分别形成于第三及第四介电层231、241上。第三导线235自第一导线215向下延伸,并填满第三盲孔233,以形成直接接触第一导线215的第三导电盲孔237,同时侧向延伸于第三介电层231上。第四导线245自第二导线225向上延伸,并填满第四盲孔243,以形成直接接触第二导线225的第四导电盲孔247,同时侧向延伸于第四介电层241上。
据此,如图34所示,已完成的线路板300包括金属柱113、辅助金属垫123、一介电基层13、一金属层17、一电性元件18、一第一增层电路210及一第二增层电路220。于此图中,第一增层电路210包括第一导线215、一第三介电层231及第三导线235,而第二增层电路220包括一第二介电层221、第二导线225、一第四介电层241及第四导线245。
该电性元件18以面朝上方式设置于介电基层13的凹穴130中,并与金属层17热性导通。该电性元件18凸伸于凹穴130外的凸出高度实质上 相等于金属柱113的厚度,而凹穴130的深度则实质上相等于辅助金属垫123的厚度。第一增层电路210通过第一导电盲孔217,电性耦接至辅助金属垫123且与金属层17热性导通,其中第一导电盲孔217直接接触辅助金属垫123及金属层17。第二增层电路220则电性耦接至金属柱113及电性元件18的接触垫185。金属柱113与辅助金属垫123可共同提供第一与第二增层电路210、220间的垂直电性连接。
[实施例4]
图35-40为本发明第四实施方面的线路板制作方法图,其于电性元件周围处设有一金属屏障,且于电性元件上方设有一金属罩层。
为了简要说明的目的,上述实施例中任何可作相同应用的叙述皆并于此,且无须再重复相同叙述。
图35为介电基层13上形成金属柱113及金属屏障115的剖视图。此结构可通过移除图3中金属载板11的选定部位及金属凸层121而制成。据此,可形成由开口110及凹穴130所构成的置放区域150。于此图中,开口110与凹穴130呈中心对准,且开口110直径大于凹穴130直径。或者,开口110直径亦可与凹穴130直径相同,此时,开口110的侧壁118会与凹穴130的侧壁138齐平。金属屏障115侧向环绕开口110,并与金属柱113保持距离,且于第一及第二表面105、106处与金属柱113呈实质上共平面。
图36为介电基层13中形成开孔137的剖视图。该些开孔137对准于凹穴130,并且延伸穿过介电基层13。
图37为电性元件18置于置放区域150中的剖视图。于本实施方面中,该电性元件18绘示成一裸晶,其第一表面182处具有接触垫185,且接触垫185上设有凸块186。凸块186可为铜柱、锡柱、金柱或其他导电凸块。电性元件18通过黏着剂16而贴附至凹穴130的底板136,而凸块186插入开孔137,并自开孔137显露,同时电性元件18的第二表面184于向上方向上与金属柱113及金属屏障115的第二表面106呈实质上共平面。
此阶段已制作完成元件嵌设于凹穴中的次组件40,其包含金属柱113、一金属屏障115、一介电基层13及一电性元件18。于一实例中,该元件嵌设于凹穴中的次组件40可如下所述进一步制成具有双重增层电路的线 路板。
图38为第二介电层221由上方层压/涂布于介电基层13、金属柱113、金属屏障115及电性元件18上的剖视图。第二介电层221接触介电基层13、金属柱113、金属屏障115及电性元件18,且由上方覆盖介电基层13、金属柱113、金属屏障115及电性元件18,同时第二介电层221亦环绕并同形披覆金属柱113及金属屏障115的侧壁,且填入电性元件18与金属屏障115间位于开口110中的间隙。
图39为形成第一盲孔133、134及第二盲孔223、224的剖视图。第一盲孔133、134延伸穿过介电基层13,并分别对准金属柱113及金属屏障115的选定部位,以于向下方向上显露金属柱113及金属屏障115的选定部位。第二盲孔223、224延伸穿过第二介电层221,并分别对准金属柱113及金属屏障115的选定部位,以于向上方向上显露金属柱113及金属屏障115的选定部位。
参考图40,通过金属沉积及金属图案化工艺,分别于介电基层13及第二介电层221上形成第一导线215及第二导电225/金属罩层226。第一导线215自电性元件18的凸块186、金属柱113及金属屏障115朝下延伸,并填满第一盲孔133、134,以分别形成直接接触金属柱113及金属屏障115的第一导电盲孔217、218,同时侧向延伸于介电基层13上。第二导线225自金属柱113朝上延伸,并填满第二盲孔223,以形成直接接触金属柱113的第二导电盲孔227,同时侧向延伸于第二介电层221上。金属罩层226自金属屏障115朝上延伸,并侧向延伸于第二介电层221上,以填满第二盲孔224,进而通过额外的第二导电盲孔228而电性连接至金属屏障115。
据此,如图40所示,已完成的线路板400包括一介电基层13、金属柱113、一金属屏障115、一电性元件18、一第一增层电路210及一第二增层电路220。于此图中,第一增层电路210包括第一导线215,而第二增层电路220包括一第二介电层221、第二导线225及一金属罩层226。
该电性元件18以面朝下方式设置于介电基层13的凹穴130中,且凹穴130的侧壁138靠近电性元件18的外围边缘,同时电性元件18的凸块186插入开孔137。金属屏障115于侧面方向上侧向包围且覆盖电性元件 18,并且电性连接至第一增层电路210的第一导线215及第二增层电路220的金属罩层226。金属罩层226侧向延伸超过电性元件18的外围边缘,以于向上方向上完全覆盖电性元件18。此外,第一及第二增层电路210、220通过第一导电盲孔217、218、第二导电盲孔227、228、金属柱113及金属屏障115而彼此相互电性连接。据此,金属柱113可使线路板400具备堆叠功能,而金属屏障115及金属罩层226可通过第一导线215而电性连接至电性元件18的接地接触垫,以对电性元件18提供水平及垂直电磁屏蔽效果。
图41为另一线路板方面的剖视图,其与图40所示结构相似,只是差异处在于,此方面中的电性元件18以面朝上方式设置于凹穴130中,且第一增层电路210包含有电性耦接至金属柱113的第一导线215、以及电性耦接至金属屏障115的金属罩层216,而第二增层电路220包含有电性耦接至凸块186、金属柱113及金属屏障115的第二导线225。
[实施例5]
图42-50为本发明第五实施方面的线路板制作方法图,本实施方面的线路板以延伸穿过加强层的披覆穿孔作为垂直连接。
为了简要说明的目的,上述实施例中任何可作相同应用的叙述皆并于此,且无须再重复相同叙述。
图42为加强层14形成于介电基层13上并环绕金属块111的剖视图。此结构与图6所示结构相似,只是不同处在于,本实施方面未形成金属柱,且金属块111侧向延伸超过金属凸层121的外围边缘。
图43为移除金属块111及金属凸层121以形成置放区域150的剖视图。该置放区域150由凹穴130及开口140所组成,其中开口140延伸穿过加强层14,并与凹穴130呈中心对准,而凹穴130则延伸进入介电基层13,且其直径小于开口140直径。
图44为电性元件18置于置放区域150中的剖视图。于本实施方面中,该电性元件18绘示成一裸晶,并通过黏着剂16而贴附至凹穴130的底板136,其中该黏着剂16与电性元件18的第一表面182及底板136直接接触。电性元件18的第二表面184处具有接触垫185,且凹穴130的侧壁138靠近电性元件18的外围边缘,以将电性元件18限制于预定位置上。 此外,电性元件18的第二表面184于向上方向上与加强层14的第二表面144呈实质上共平面。
此阶段已制作完成一种元件嵌设于凹穴中的次组件50,其包含一介电基层13、一加强层14及一电性元件18。于一实例中,该元件嵌设于凹穴中的次组件50可如下所述进一步制成具有双重增层电路的线路板。
图45为第二介电层221由上方层压/涂布于加强层14及电性元件18上的剖视图。第二介电层221接触加强层14及电性元件18,并由上方覆盖加强层14及电性元件18,同时第二介电层221亦填入电性元件18与加强层14间位于开口140中的间隙。
图46为形成第一盲孔133及第二盲孔223的剖视图。第一盲孔133延伸穿过介电基层13及黏着剂16,并对准电性元件18的第一表面182选定部位,以于向下方向上显露电性元件18的第一表面182选定部位。第二盲孔223延伸穿过第二介电层221,并对准电性元件18的接触垫185,以于向上方向上显露电性元件18的接触垫185。
参考图47,通过金属沉积及金属图案化工艺,分别于介电基层13及第二介电层221上形成第一导线215及第二导电225。第一导线215自电性元件18的第一表面182朝下延伸,并填满第一盲孔133,以形成第一导电盲孔217,同时侧向延伸于介电基层13上。第二导线225自电性元件18的接触垫185朝上延伸,并填满第二盲孔223,以形成第二导电盲孔227,同时侧向延伸于第二介电层221上。
图48为形成第三介电层231及第四介电层241的剖视图,其中第三介电层231由下方层压/涂布于介电基层13及第一导线215上,而第四介电层241由上方层压/涂布于第二介电层221及第二导线225上。第三介电层231接触介电基层13及第一导线215,并由下方覆盖并侧向延伸于介电基层13及第一导线215上。第四介电层241接触第二介电层221及第二导线225,并由上方覆盖并侧向延伸于第二介电层221及第二导线225上。
图49为形成第三及第四盲孔233、243及穿孔302的剖视图。第三盲孔233延伸穿过第三介电层231,以于向下方向上显露第一导线215的选定部位。第四盲孔243延伸穿过第四介电层241,以于向上方向上显露第二导线225的选定部位。穿孔302则于垂直方向上延伸穿过介电基层13、 加强层14、第二介电层221、第三介电层231及第四介电层241。穿孔302通过机械钻孔形成,但亦可通过其他技术制作,例如激光钻孔、等离子体刻蚀、或等离子体刻蚀与湿法刻蚀的组合。
参考图50,通过金属沉积及金属图案化工艺,分别于第三介电层231及第四介电层241上形成第三导线235及第四导电245。第三导线235自第一导线215向下延伸,并填满第三盲孔233,以形成第三导电盲孔237,同时侧向延伸于第三介电层231上。第四导线245自第二导线225向上延伸,并填满第四盲孔243,以形成第四导电盲孔247,同时侧向延伸于第四介电层241上。
图50亦揭示沉积连接层303于穿孔302中,以形成披覆穿孔311。连接层303的形状为中空管,其覆盖穿孔302的内侧壁,并且朝垂直方向延伸以电性连接第三导线235及第四导线245。
据此,如图50所示,已完成的线路板500包括一介电基层13、一加强层14、一电性元件18、一第一增层电路210、一第二增层电路220及披覆穿孔311。于此图中,第一增层电路210包括第一导线215、一第三介电层231及第三导线235,而第二增层电路220包括一第二介电层221、第二导线225、一第四介电层241及第四导线245。第一增层电路210通过第一导电盲孔217,而与面朝上设置的电性元件18热性导通,并且通过披覆穿孔311而与第二增层电路220电性连接。披覆穿孔311实质上是由介电基层13、加强层14、第一增层电路210及第二增层电路220所共享,并提供第一增层电路210与第二增层电路220间的电性与热性连接。
[实施例6]
图51-58为本发明第六实施方面的线路板制作方法图,其中该线路板中的披覆穿孔延伸穿过金属屏障。
为了简要说明的目的,上述实施例中任何可作相同应用的叙述皆并于此,且无须再重复相同叙述。
图51为介电基层13上形成金属屏障115的剖视图。此结构可通过移除图3的金属凸层121及其金属载板11对应部位而制成。据此,可形成由开口110及凹穴130所构成的置放区域150。于此图中,开口110与凹穴130呈中心对准,且开口110直径大于凹穴130直径。金属屏障115环 绕开口110,并侧向延伸至结构的外围边缘。
图52为电性元件18置于置放区域150中的剖视图。于本实施方面中,该电性元件18绘示成一裸晶,其第一表面182处具有接触垫185。电性元件18通过黏着剂16而贴附至凹穴130的底板136,且电性元件18的第二表面184于向上方向上与金属屏障115的第二表面106呈实质上共平面。
此阶段已制作完成元件嵌设于凹穴中的次组件60,其包含一介电基层13、一金属屏障115及一电性元件18。于一实例中,该元件嵌设于凹穴中的次组件60可如下所述进一步制成具有双重增层电路的线路板。
图53为形成通孔301的剖视图。通孔301于垂直方向上延伸穿过介电基层13及金属屏障115,且可通过机械钻孔而形成。
图54为第二介电层221由上方层压/涂布于金属屏障115及电性元件18上的剖视图。第二介电层221接触金属屏障115的第二表面106及电性元件18的第二表面184,并由上方覆盖金属屏障115的第二表面106及电性元件18的第二表面184,同时第二介电层221亦填满通孔301及电性元件18与金属屏障115间位于开口110中的间隙。
图55为形成第一及第二盲孔133、223及穿孔302的剖视图。第一盲孔133延伸穿过介电基层13及黏着剂16,以于向下方向上显露电性元件18的接触垫185。第二盲孔223延伸穿过第二介电层221,以于向上方向上显露电性元件18的第二表面184选定部位。穿孔302对准通孔301,并于垂直方向上延伸穿过金属屏障115、介电基层13及第二介电层221。
参考图56,通过金属沉积及金属图案化工艺,分别于介电基层13及第二介电层221上形成第一导线215及第二导电225。第一导线215自电性元件18的接触垫185朝下延伸,并填满第一盲孔133,以形成第一导电盲孔217,同时侧向延伸于介电基层13上。第二导线225自电性元件18的第二表面184朝上延伸,并填满第二盲孔223,以形成第二导电盲孔227,同时侧向延伸于第二介电层221上。图56亦揭示沉积连接层303于穿孔302中,以形成披覆穿孔311。连接层303朝垂直方向延伸,以电性连接第一导线215及第二导线225。
图57为形成第三及第四介电层231、241与第三及第四盲孔233、243的剖视图。第三介电层231由下方层压/涂布于介电基层13及第一导线215 上,而第四介电层241由上方层压/涂布于第二介电层221及第二导线225上。此外,第三介电层231及第四介电层241亦填入穿孔302的剩余空间。第三盲孔233延伸穿过第三介电层231,以于向下方向上显露第一导线215的选定部位。第四盲孔243延伸穿过第四介电层241,以于向上方向上显露第二导线225的选定部位。
图58为形成第三导线235及第四导线245的剖视图,其中第三导线235及第四导线245可通过金属沉积及金属图案化工艺分别形成于第三介电层231及第四介电层241上。第三导线235自第一导线215向下延伸,并填满第三盲孔233,以形成第三导电盲孔237,同时侧向延伸于第三介电层231上。第四导线245自第二导线225向上延伸,并填满第四盲孔243,以形成第四导电盲孔247,同时侧向延伸于第四介电层241上。
据此,如图58所示,已完成的线路板600包括一金属屏障115、一介电基层13、一电性元件18、一第一增层电路210、一第二增层电路220及披覆穿孔311。于此图中,第一增层电路210包括第一导线215、一第三介电层231及第三导线235,而第二增层电路220包括一第二介电层221、第二导线225、一第四介电层241及第四导线245。披覆穿孔311电性耦接至第一及第二导线215、225,以提供线路板600的堆叠能力。
上述将元件嵌设于凹穴中的次组件及可堆叠式线路板仅为说明范例,本发明尚可通过其他多种实施例实现。此外,上述实施例可基于设计及可靠度的考虑,彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用。举例来说,介电基层可包括多个排列成阵列形状的凹穴,且每一凹穴中可设置一电性元件。此外,第一及第二增层电路亦可包括额外的导线,以接收并连接额外电性元件的额外接触垫或凸块。
如上述实施方面所示,本发明建构出一种将元件嵌设于凹穴中的独特次组件,其包括一介电基层、一凹穴、一系列金属柱及一电性元件,其中(i)介电基层于相对的第一及第二方向上分别具有实质上相互平行的第一及第二表面;(ii)凹穴从介电基层的第二表面延伸进入介电基层,并且具有一底板及侧壁,其中侧壁由底板延伸至介电基层的第二表面;(iii)金属柱设置于介电基层的第二表面上,并且与凹穴保持距离,其中每一金属柱具有邻近于介电基层的第一表面,及背向介电基层的相对第二表面;且(iv) 电性元件设置于凹穴内,并且自凹穴凸伸出,该电性元件的一表面优选是于第二方向上与金属柱的第二表面呈实质上共平面,且凹穴的侧壁限制电性元件的位移。
此外,该元件嵌设于凹穴中的次组件可用于制作一种可堆叠式线路板,其以金属柱作为垂直连接。在此,该可堆叠式线路板包括上述将元件嵌设于凹穴中的次组件、一第一增层电路及一第二增层电路,其中第一增层电路由第一方向设置于介电基层的第一表面上,而第二增层电路由第二方向设置于电性元件与金属柱上,且第一及第二增层电路中的其中一个电性耦接至电性元件,同时第一增层电路通过介电基层中的导电盲孔而电性连接至第二增层电路。
此外,本发明亦可制成另一方面的可堆叠式线路板,其以披覆穿孔作为垂直连接。在此,该方面的可堆叠式线路板包括一介电基层、一凹穴、一电性元件、一第一增层电路、一第二增层电路及披覆穿孔,其中(i)介电基层于相对的第一及第二方向上分别具有实质上相互平行的第一及第二表面;(ii)凹穴从介电基层的第二表面延伸进入介电基层,并且具有一底板及侧壁,其中侧壁由底板延伸至介电基层的第二表面;(iii)电性元件设置于凹穴内,并且自凹穴凸伸出,同时凹穴的侧壁限制电性元件的位移;(iv)第一增层电路由第一方向设置于介电基层的第一表面上;(v)第二增层电路由第二方向设置于电性元件上,且第一及第二增层电路中的其中一个电性耦接至电性元件;且(vi)披覆穿孔提供第一增层电路与第二增层电路间的电性连接。
选择性地,该元件嵌设于凹穴中的次组件及可堆叠式线路板更可包括一金属屏障、一加强层、一金属层或/及一系列辅助金属垫,其中(i)金属屏障形成于介电基层的第二表面上,且可与金属柱于第一及第二表面处呈实质上共平面,其中第一及第二表面分别面向第一及第二方向;(ii)加强层覆盖介电基层的第二表面、金属柱的侧壁及选择性的金属屏障侧壁;(iii)金属层形成于凹穴的底板上,且位于电性元件与介电基层之间;(iv)辅助金属垫接触并覆盖金属柱的第一表面,且其侧壁被介电基层所围绕并覆盖。
电性元件的一表面处可包含用于电性连接的接触垫,且其接触垫上更 可包含凸块。例如,电性元件的接触垫可位于其面向第二方向的第二表面处,借此,该电性元件以面朝上方式设置于凹穴内。或者,电性元件的接触垫可位于其面向第一方向的第一表面处,借此,该电性元件以面朝下方式设置于凹穴内。电性元件可通过黏着剂贴附至凹穴的底板或贴附至凹穴内的金属层,同时电性元件由凹穴凸伸出。黏着剂接触底板/金属层与电性元件的第一表面,并且夹置于底板/金属层与电性元件的第一表面之间,以提供电性元件与介电基层/金属层间的机械连接。于一优选实施方面中,电性元件凸伸于凹穴外的凸出高度实质上相等于金属柱、选择性金属屏障及选择性加强层的厚度。此外,凹穴的侧壁侧向对准并靠近电性元件的外围边缘,借此可精准控制电性元件的置放位置。由于凹穴的侧壁自底板朝第二方向延伸超过电性元件的第一表面,故凹穴侧壁可限制电性元件的侧向位移。电性元件可为半导体元件,如已封装或未封装的芯片。举例来说,电性元件可为裸芯片,或是晶圆级封装晶粒等。或者,电性元件可为堆叠芯片。
金属柱及选择性的金属屏障可通过移除金属载板(其上设有一金属凸层)的选定部位而形成,并且可具有相同厚度。金属柱可接触介电基层或辅助金属垫的第二表面,并且可设置于介电基层或辅助金属垫的第二表面上,以提供第一及第二增层电路间的垂直电性连接。金属屏障可设置于介电基层的第二表面上,并且位于凹穴入口周围,以侧向环绕电性元件,进而对电性元件提供水平电磁屏蔽效果。
加强层的开口可与凹穴呈中心对准,且加强层与金属柱优选是于分别面向第一及第二方向的第一及第二表面处呈实质上共平面。根据一优选实施方面,可于移除金属载板的选定部位(以形成金属柱及金属块)后,接着形成一加强层,其中金属块于第二方向上覆盖金属凸层,而加强层则覆盖金属块及金属柱的侧壁,最后再将金属块及金属凸层移除,即可形成开口及凹穴。加强层可侧向环绕并覆盖电性元件与金属柱的侧壁,并可侧向延伸至次组件或可堆叠式线路板的外围边缘。加强层可由任何具有足够机械强度的材料制成,以对可堆叠式线路板提供机械支撑,进而防止线路板发生弯翘现象。此外,加强层的开口直径可实质上相等于介电基层的凹穴直径,或者稍大于介电基层的凹穴直径。据此,电性元件可穿过加强层的 开口并插入于介电基层的凹穴,借此,可利用凹穴侧壁作为抗位移控制件,使电性元件保持于预定位置处。
选择性的辅助金属垫及金属凸层可由铜、铝、镍或其他金属或合金所制成,且可同时沉积于金属载板的第一表面上。于一优选实施方面中,介电基层覆盖、接触并同形披覆选择性辅助金属垫与金属凸层的侧壁及第一表面,同时介电基层与选择性辅助金属垫及金属凸层于面朝第二方向的第二表面处呈实质上共平面。由于辅助金属垫与金属凸层可具有相同厚度,故凹穴深度可实质上相等于辅助金属垫的厚度。于具有辅助金属垫的次组件及可堆叠式线路板方面中,该些金属柱于第二方向上接触并覆盖辅助金属垫的第二表面,且电性元件的总厚度优选是实质上相等于金属柱与辅助金属垫的相加厚度。此外,金属柱第一表面处的直径可相等于或不同于辅助金属垫第二表面处的直径。
第一及第二增层电路分别设置于电性元件、金属柱、介电基层、选择性加强层及选择性金属屏障的相对两侧处,其可提供扇出路由/互连。第一增层电路于第一方向上覆盖并接触介电基层的第一表面,而第二增层电路于第二方向上覆盖并接触电性元件与金属柱的第二表面。第一增层电路可包括一或多条第一导线,而第二增层电路可包括一第二介电层及一或多条第二导线。于不具加强层的可堆叠式线路板方面中,第二增层电路更进一步接触介电基层。例如,第二介电层可于第二方向上覆盖并接触电性元件、金属柱、介电基层及选择性金属屏障的第二表面,同时侧向覆盖且同形披覆金属柱、电性元件及选择性金属屏障的侧壁。于具有加强层的堆叠式线路板方面中,第二增层电路则通过加强层而与介电基层保持距离。例如,第二介电层可于第二方向上覆盖且接触电性元件、金属柱及加强层的第二表面。第一导线侧向延伸于介电基层上,并可通过第一导电盲孔而电性耦接至面朝下设置的电性元件的接触垫,其中第一导电盲孔延伸穿过介电基层及黏着剂,并且与接触垫直接接触。或者,第一导线可接触并侧向延伸于面朝下设置的电性元件的凸块上,其中介电基层具有对准凹穴且贯穿介电基层的开孔,而电性元件的该些凸块插入该些开孔,并且自开孔显露。第二导线侧向延伸于第二介电层上,并可通过第二导电盲孔而电性耦接至面朝上设置的电性元件的接触垫或凸块,其中该些第二导电盲孔直接接触 电性元件的接触垫或凸块。据此,第一或第二导线可直接接触接触垫或凸块,以提供电性元件的信号路由,故电性元件与第一或第二增层电路间的电性连接无须使用焊接材料。
此外,于形成金属屏障以作为侧向电磁屏蔽的方面中,当元件是面朝上设置时,第一增层电路更可包括一侧向延伸于介电基层上的金属罩层;或者,当元件面朝下设置时,则第二增层电路更可包括一侧向延伸于第二介电层上的金属罩层。该金属罩层优选为一连续金属层,其与电性元件呈中心对准,并至少侧向朝外延伸至电性元件的外围边缘。举例来说,金属罩层可侧向延伸至与电性元件的外围边缘于侧面方向上呈共平面,或侧向朝外延伸超过电性元件的外围边缘。据此,自第一或第二方向完全覆盖电性元件的金属罩层,其可将垂直方向的电磁干扰降至最低。
第一及第二增层电路可通过金属柱相互电性连接。例如,第一导线可延伸穿过介电基层中的第一盲孔,以形成第一导电盲孔,其中第一导电盲孔与金属柱或辅助金属垫的第一表面直接接触,以作为信号路由或电源/接地连接。同样地,第二导线可延伸穿过第二介电层中的第二盲孔,以形成第二导电盲孔,其中第二导电盲孔与金属柱的第二表面直接接触,以作为信号路由或电源/接地连接。据此,金属柱可提供第一与第二增层电路间的垂直电性连接。或者,可提供一或多个披覆穿孔,以作为第一及第二增层电路间的垂直电性连接。在此,可于形成第一及第二增层电路的外侧导电层或内侧导电层的同时,于穿孔内侧壁上沉积形成一连接层,进而形成披覆穿孔。此外,穿孔可于形成第二介电层及选择性加强层后形成,其中穿孔可延伸穿过选择性加强层、介电基层、第二介电层及选择性穿过第一及第二增层电路的一或多层介电层。因此,披覆穿孔的第一端可延伸且电性连接至第一增层电路的外侧导线、内侧导线或金属罩层,并且第二端可延伸且电性连接至第二增层电路的外侧导线、内侧导线、或金属罩层。
为提供有效的侧向电磁波屏蔽,当元件面朝下设置时,金属屏障可通过第一增层电路,以电性连接至电性元件的至少一接地用接触垫;或者,当元件面朝上设置时,金属屏障则可通过第二增层电路,以电性连接至电性元件的至少一接地用接触垫,借此即可将侧面方向的电磁干扰降至最低。举例来说,于元件面朝下设置的方面中,该金属屏障可通过金属柱或披覆 穿孔,或者通过与金属屏障第一表面电性接触的额外第一导电盲孔,以电性连接至第一增层电路。或者,于元件面朝上设置的方面中,该金属屏障可通过金属柱或披覆穿孔,或者通过与金属屏障第二表面电性接触的额外第二导电盲孔,以电性连接至第二增层电路。同样地,为提供有效的垂直电磁波屏蔽,当元件面朝下设置时,金属罩层可通过第一增层电路,以电性连接至电性元件的至少一接地用接触垫;或者,当元件面朝上设置时,金属罩层则可通过第二增层电路,以电性连接至电性元件的至少一接地用接触垫,借此即可将垂直方向的电磁干扰降至最低。举例来说,于元件面朝下设置的方面中,第二增层电路的金属罩层可通过电性耦接至第一增层电路的至少一金属柱或披覆穿孔,以电性连接至第一增层电路,进行接地连接。或者,第二增层电路的金属罩层可通过与金属屏障第二表面电性接触的额外第二导电盲孔,以电性连接至金属屏障,同时再通过与金属屏障第一表面电性接触的额外第一导电盲孔,以电性连接至第一增层电路。于元件面朝上设置的方面中,第一增层电路的金属罩层可通过电性耦接至第二增层电路的至少一金属柱或披覆穿孔,以电性连接至第二增层电路,进行接地连接。或者,第一增层电路的金属罩层可通过与金属屏障第一表面电性接触的额外第一导电盲孔,以电性连接至金属屏障,同时再通过与金属屏障第二表面电性接触的额外第二导电盲孔,以电性连接至第二增层电路。
为达散热效果,第一增层电路更可通过额外的第一导电盲孔,而与面朝上设置的电性元件或金属层热性导通,其中该些额外的第一导电盲孔与电性元件的第一表面或金属层直接接触。或者,第二增层电路更可通过额外的第二导电盲孔,而与面朝下设置的电性元件热性导通,其中该些额外的第二导电盲孔与电性元件的第二表面直接接触。由于与电性元件直接接触的第一或第二导电盲孔可作为散热管,因此电性元件所产生的热可通过第一或第二导电盲孔,散逸至第一或第二增层电路的外侧导线。
假如需要更多的信号路由,第一及第二增层电路可进一步包括额外的介电层、额外的盲孔、以及额外的导线。第一及第二增层电路的最外侧导线可分别容置导电接点,例如焊球,以与另一电性装置电性传输及机械性连接。
「覆盖」一词意指于垂直及/或侧面方向上不完全以及完全覆盖。例如,在凹穴向上的状态下,介电基层可于下方覆盖电性元件,不论另一元件例如黏着剂是否位于介电基层与电性元件之间。
「金属载板的对应部位」一词意指于金属载板的一选定部位,其是于第二方向上覆盖金属凸层。例如,在凹穴向上的状态下,金属载板的对应部位可于由上方完全覆盖金属凸层,不论金属载板的对应部位是否侧向延伸超过金属凸层的外围边缘,或者是否侧向延伸至与金属凸层的外围边缘齐平。
「对准」一词意指元件间的相对位置,不论元件之间是否彼此保持距离或邻接,或一元件插入且延伸进入另一元件中。例如,当假想的水平线与凹穴侧壁及电性元件相交时,凹穴侧壁即侧向对准于电性元件,不论凹穴侧壁与电性元件之间是否具有其他与假想的水平线相交的元件,且不论是否具有另一与电性元件相交但不与凹穴侧壁相交、或与凹穴侧壁相交但不与电性元件相交的假想水平线。同样地,盲孔对准于电性元件的接触垫或凸块。
「靠近」一词意指元件间的间隙的宽度不超过最大可接受范围。如本领域现有通识,当凹穴侧壁以及电性元件间的间隙不够窄时,电性元件于间隙中的侧向位移而导致的位置误差可能会超过可接受的最大误差限制。在某些情况下,一旦电性元件的位置误差超过最大极限时,则不可能使用激光束对准电性元件的预定位置,而导致电性元件以及增层电路间的电性连接失败。根据电性元件的接触垫的尺寸,于本领域的技术人员可经由试误法以确认电性元件以及凹穴侧壁间的间隙的最大可接受范围,以确保导电盲孔与电性元件的接触垫对准。由此,「凹穴侧壁靠近电性元件的外围边缘」的用语是指电性元件的外围边缘与凹穴侧壁间的间隙窄到足以防止电性元件的位置误差超过可接受的最大误差限制。举例来说,电性元件与凹穴侧壁间的间隙可约于5微米至50微米的范围内。
「电性连接」、以及「电性耦接」的词意指直接或间接电性连接。例如,在元件面朝下设置的状态下,第一导线直接接触并且电性连接至电性元件的接触垫或凸块,而第二导线与电性元件的接触垫或凸块保持距离,并且通过第一导线及金属柱或披覆穿孔而电性连接至电性元件的接触垫 或凸块。
「第一方向」及「第二方向」并非取决于元件嵌设于凹穴中的次组件或线路板的定向,凡本领域技术人员即可轻易了解其实际所指的方向。例如,介电基层的第一表面面朝第一方向,而介电基层的第二表面面朝第二方向,此与次组件或线路板是否倒置无关。因此,该第一及第二方向彼此相反且垂直于侧面方向。再者,在凹穴向上的状态,第一方向为向下方向,第二方向为向上方向;在凹穴向下的状态,第一方向为向上方向,第二方向为向下方向。
本发明的线路板具有许多优点。举例来说,可利用凹穴的深度以降低金属柱的最小高度,借此得以设置更多的金属柱。凹穴侧壁可用来控制电性元件置放的准确度。电性元件与第一或第二增层电路直接电性连接,且无须使用焊料,因此有利于展现高I/O值以及高性能。双重增层电路可提供具有简单电路图案的信号路由,或具有复杂电路图案的可挠性多层信号路由。披覆穿孔可提供双重增层电路间的垂直信号路由,以使该线路板具有堆叠功能。通过此方法制备成的线路板为可靠度高、价格低廉、且非常适合大量制造生产。
本发明的制作方法具有高度适用性,且以独特、进步的方式结合运用各种成熟的电性及机械性连接技术。此外,本发明的制作方法不需昂贵工具即可实施。因此,相较于传统技术,此制作方法可大幅提升产量、合格率、效能与成本效益。
在此所述的实施例是为例示之用,其中该些实施例可能会简化或省略本技术领域已熟知的元件或步骤,以免模糊本发明的特点。同样地,为使附图清晰,附图亦可能省略重复或非必要的元件及元件符号。