专利名称：多层电路板装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个多层电路板装置。更详细地，本发明涉及一个其中具有电子元件的SIP(系统封装)。
背景技术：
最近，电子元件被安装在一种电路板上，以便改善电子特性，包括集成度、更小的封装尺寸以及更低的噪声影响。在电子元件被安装到一种电路板中之后，通过一个内建的方法将布线层(导电层)分层放在其上，以形成一个多层电路板装置。电子元件和布线层是用树脂模塑的。
但是，根据一个常规的多层电路板，从电子元件生成的热量难以从装置辐射并消散出来。因此，热阻抗增大，功耗也增加了。此外，装置可能由于这种不想要的热量而损坏，因此，产品的可靠性也降低了。
本发明的一个目标是提供一个多层电路板装置，其中能有效地散热。
本发明的另一个目标是提供一种制作一个多层电路板装置的方法，其中能有效地散热。
本发明的其他的目标、优点和新颖的特征一部分将在以下说明中阐明，一部分对于本领域技术熟练者在研究以下说明后将是显而易见的，或者可通过实现本发明来了解到。本发明的目标和优点可通过附录的权利要求书中特别指出的手段和组合的方法来实现和获得。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种电路板装置包括一个安装在装置之上或之内的电子元件；一个导电层，它电连接到电子元件；一种高温驱散树脂，它被配置为驱散装置中生成的热量；以及一个围绕电子元件的模塑树脂。
高温驱散树脂可以至少在导电层上形成。高温驱散树脂可形成为与电子元件接触。
一种电路板装置可进一步包括一个形成在模塑树脂中的通孔，其中高温驱散树脂填充在通孔中。
高温驱散树脂宜配置为形成一个热传导通路，装置中生成的热量通过它能良好地驱散。高温驱散树脂可由一种硅铝系统材料制成，该材料具有约0.92的发射率。
一种电路板装置可进一步包括一个在装置上形成的中心衬底，其中高温驱散树脂被覆盖在中心衬底的一个表面。高温驱散树脂可形成在中心衬底的两个表面。
一种电路板装置可进一步包括一个导电框架，它形成在装置中，并且延伸出装置，以电连接到一个外部板。导电框架可以是铜的。
根据本发明，在一种电路板装置的电子元件处生成的热量，是通过遍布装置的高温驱散材料传导和驱散的。因此，可防止热阻抗和功耗的增加。此外，装置可以不因为这种热量而损坏，从而产品的可靠性变高了。
根据本发明的另一个方面，一种用于制作一个多层电路板装置的方法，包括以下步骤提供一个中心衬底；在中心衬底的两个表面覆盖一种高温驱散材料；形成一个导电层；将电子元件安装在导电层上；并用树脂模塑电子元件。
图1是一幅描述根据本发明的一个第一首选实施方式的一个多层电路板装置的横截面图。
图2A-2F是描述图1所示的一个多层电路板装置的制作步骤的横截面图。
图3是一幅描述根据本发明的一个第二首选实施方式的一个多层电路板装置的横截面图。
图4A-4G是描述图3所示的一个多层电路板装置的制作步骤的横截面图。
具体实施例方式
在以下对首选实施方式的详细说明中，参考了附图，附图形成此处的一部分，并且其中通过描述的方式显示了可实现本发明的具体首选实施方式。以充分的细节说明了这些首选实施方式以使得本领域技术熟练者实现本发明，并且要理解可使用其他首选实施方式，并且可在不背离本发明的精神和范围的情况下，做出机械和电子的更改。因此，以下详细说明不是就限制意义来理解的，本发明的范围仅由附录的权利要求书来限制。
图1是一幅描述根据本发明的一个第一首选实施方式的一个多层电路板装置10的横截面图。多层电路板装置10包括安装在装置之上或之内的电子元件(14和16)；导电层(22)，它电连接到电子元件(14和16)；高温驱散树脂(26a、26b和26c)，这些树脂被配置为驱散装置10中生成的热量；以及一个围绕电子元件(14和16)的模塑树脂30。
多层电路板装置10进一步包括一个中心衬底12；电极18连接终端20以及用于电连接的通孔(通孔)24。连接终端20可为焊接球。
电子元件包括半导体芯片14和无源器件16。中心衬底12是由一种玻璃环氧材料制成的。模塑树脂30是一种环氧树脂，例如预浸料坯。高温驱散树脂26a覆盖在中心衬底12的两个表面上。高温驱散树脂26b覆盖在中间导电层22的一个表面上，这些中间导电层是在装置10内形成的。另一种高温驱散树脂26c填充在通孔中，不用于电连接，而是用于热传导。
半导体芯片14直接安装在高温驱散树脂26a上。半导体芯片14的连接终端电连接到导电层22。无源器件16直接安装在高温驱散树脂26b上。
高温驱散树脂26a、26b和26c被设计和配置为形成一个热传导通路，装置10中生成的热量可通过它良好地传导和驱散。高温驱散树脂26a、26b和26c可由一种发射率约为0.92的硅铝系统材料制成。高温驱散树脂是一种绝缘材料，是不导电的。
一般地，陶瓷比金属(例如铜)的导热率低；但是，陶瓷的发射率(0.92)比铜的(0.03)高。根据本发明，一种高温驱散材料仅在不短路的情况下传导热量。一个液态的陶瓷可被用作高温驱散材料(树脂)，它可为由日本东京的Ceramission有限公司生产的“Cerac-α”。
多层电路板装置10是在安装了电子元件14和16后用一种内建方法制成的。
图2A-2F是描述图1所示的多层电路板装置10的制作步骤的横截面图。首先，如图2A所示，一种高温驱散树脂被喷洒并覆盖在中心衬底12的两个表面上。接下来，如图2B所示，半导体芯片14的底面被直接安装到高温驱散树脂上。此后，树脂被热硬化以形成厚度约为30μm至200μm的高温驱散层26a。
然后，半导体芯片14被一种环氧树脂(例如预浸料坯)树脂模塑，并且树脂被热硬化以形成模塑树脂30，如图2C所示。模塑树脂层30具有延伸到高温驱散层26a的孔。这些孔被填充有一种高温驱散树脂，并且被加热以硬化。孔中的高温驱散树脂26c是一个热通路，以便将在装置中，尤其是在电子元件14和16处生成的热量传导到外面。
接下来，在一个阴极溅镀过程和一个电镀过程中形成导电模式(导电层)22，然后一种高温驱散树脂被覆盖在导电层22上。此后，树脂被加热以硬化，以形成高温驱散层26b，如图2D所示。半导体芯片14的电极电连接到导电层22。
然后，如图2E所示，无源器件16被安装到高温驱散层26b上，并且被树脂模塑。树脂被热硬化(加热而硬化)，以形成模塑树脂层30，它具有延伸到高温驱散层26b的孔(通孔)。这些孔填充有一种高温驱散树脂，并且树脂被加热以硬化。孔中的高温驱散树脂26c起一个热通路的作用，以便将装置中，尤其是电子元件14和16处生成的热量传导向外。在模塑树脂30中，形成通孔24以用于电连接。
如图2F所示，导电层22形成在装置的最上表面上，并且电子元件(14和16)安装在导电层22上。此后，如图1所示，用于外部连接的电极18形成在装置的底面上，并且在电极18上提供有连接终端20，例如焊接球。这样制作出的多层电路板装置10可被安装在一个主板上。
根据上述第一首选实施方式，在装置的电子元件处生成的热量，通过高温驱散树脂26a、26b和26c传导和驱散到中心衬底12以及连接终端20，以便热量在整个装置上驱散。因此，可防止热阻抗和功耗的增加。此外，装置可以不因为热量而损坏，从而产品的可靠性变高了。
此外，由于高温驱散树脂是绝缘材料的，因此不必考虑装置中的短路问题。按句话说，电路设计的自由不受高温驱散树脂的干扰。
图3是一幅描述根据本发明的一个第二首选实施方式的一个多层电路板装置100的横截面图。在图3中，与图1相同或相对应的元件由相同的参考数字表示，并且将不会重复相同的说明。多层电路板装置100包括安装在装置之上或之内的电子元件(14和16)；导电层(22)，它电连接到电子元件(14和16)；高温驱散树脂(26a、26b和26c)，这些树脂被配置为驱散装置100中生成的热量；以及一个围绕电子元件(14和16)的模塑树脂30。
多层电路板装置100进一步包括一个铜框架112；电极18连接终端20以及用于电连接的通孔24。连接终端20可为焊接球。
电子元件包括半导体芯片14和无源器件16。模塑树脂30是一种环氧树脂，例如预浸料坯。高温驱散树脂26b覆盖在中间导电层22的表面上，这些中间导电层是在装置100内形成的。一种高温驱散树脂26c填充在通孔中，用于非电连接。
半导体芯片14直接安装在铜框架112上。半导体芯片14的连接终端电连接到导电层22。一些无源器件16直接安装在高温驱散树脂26b上。
高温驱散树脂26b和26c被设计和配置为形成一个热传导通路，装置100中生成的热量可通过它良好地驱散。高温驱散树脂26b和26c可由一种发射率约为0.92的硅铝系统材料制成。高温驱散树脂是一种绝缘材料，是不导电的。一般地，陶瓷比金属(例如铜)的导热率低；但是，陶瓷的发射率(0.92)比铜的(0.03)高。根据本发明，一种高温驱散材料仅在不短路的情况下传导热量。
多层电路板装置100是在安装了电子元件14和16后用一种内建方法制成的。
铜框架112具有终端，这些终端被用作连接到一个主板(未显示)的导线。根据第二首选实施方式，可向铜框架112的终端施加一个衬底电压(电势)。
图4A-4G是描述图3所示的多层电路板装置100的制作步骤的横截面图。首先，如图4A所示，装备一个铜(金属)框架112。接下来，如图4B所示，半导体芯片14的底面被直接安装或粘结到铜框架112的两个表面上。此后，如图4C所示，半导体芯片14被一种环氧树脂(例如预浸料坯)树脂模塑，并且树脂被热硬化以形成模塑树脂30。模塑树脂层30具有延伸到铜框架112的孔。这些孔被填充有一种高温驱散树脂，并且被加热以硬化。孔中的高温驱散树脂26c起一个热通路的作用，以便将在装置中生成的热量传导向外。
接下来，在一个阴极溅镀过程和一个电镀过程中形成导电模式(导电层)22，然后一种高温驱散树脂被覆盖在导电层22上。此后，树脂被加热以硬化，以形成高温驱散层26b，如图4D所示。半导体芯片14的电极电连接到导电层22。
然后，如图4E所示，无源器件16被安装到高温驱散层26b上，并且被树脂模塑。树脂被热硬化(加热而硬化)，以形成模塑树脂层30，它具有延伸到高温驱散层26b的孔(通孔)。这些孔填充有一种高温驱散树脂，并且树脂被加热以硬化。孔中的高温驱散树脂26c起一个热通路的作用，以便将装置中，尤其是电子元件14和16处生成的热量传导向外。在模塑树脂30中，形成通孔24以用于电连接。
接下来，如图4F所示，导电层22形成在装置的最上表面上，并且电子元件(14和16)安装在导电层22上。此后，如图4G所示，用于外部连接的电极18形成在装置的底面上，并且在电极18上提供有连接终端20，例如焊接球。
此后，如图3所示，用一个模塑硬模或类似的东西弯曲向外延伸的铜框架112的终端，以便弯曲的终端被用作连接到一个主板的导线。
根据上述第二首选实施方式，在装置的电子元件处生成的热量，通过高温驱散树脂26b和26c传导和驱散到铜框架112以及连接终端20，以便热量在整个装置上驱散。因此，可防止热阻抗和功耗的增加。此外，装置可以不因为热量而损坏，从而产品的可靠性变高了。
此外，由于高温驱散树脂是绝缘材料的，因此不必考虑装置中的短路问题。按句话说，电路设计的自由不受高温驱散树脂的干扰。
权利要求
1.一种电路板装置，包括一个安装在所述装置之上或之内的电子元件；一个导电层，它电连接到所述电子元件；一种高温驱散树脂，它是绝缘材料的，并且被配置为驱散装置中生成的热量；以及一个围绕所述电子元件的模塑树脂。
2.根据权利要求1的一种电路板装置，其中高温驱散树脂至少覆盖在导电层上。
3.根据权利要求1的一种电路板装置，其中高温驱散树脂形成为与电子元件相接触。
4.根据权利要求1的一种电路板装置，进一步包括形成在模塑树脂中的一个通孔，其中高温驱散树脂填充在通孔中。
5.根据权利要求1的一种电路板装置，其中高温驱散树脂覆盖在导电层和电子元件上。
6.根据权利要求5的一种电路板装置，进一步包括形成在模塑树脂中的一个通孔，其中高温驱散树脂填充在通孔中。
7.根据权利要求6的一种电路板装置，其中高温驱散树脂被配置为形成一个热传导通路，所述装置中生成的热量可通过它良好地驱散。
8.根据权利要求1的一种电路板装置，其中高温驱散树脂由一种发射率约为0.92的硅铝系统材料制成。
9.根据权利要求1的一种电路板装置，进一步包括形成在装置中的一个中心衬底，其中高温驱散树脂覆盖在中心衬底的一个表面上。
10.根据权利要求9的一种电路板装置，其中高温驱散树脂覆盖在中心衬底的两个表面上。
11.根据权利要求9的一种电路板装置，其中高温驱散树脂覆盖在导电层上。
12.根据权利要求9的一种电路板装置，其中高温驱散树脂被形成为与电子元件接触。
13.根据权利要求9的一种电路板装置，进一步包括形成在模塑树脂中的一个通孔，其中高温驱散树脂填充在通孔中。
14.根据权利要求9的一种电路板装置，其中高温驱散树脂覆盖在导电层和电子元件上。
15.根据权利要求14的一种电路板装置，进一步包括形成在模塑树脂中的一个通孔，其中高温驱散树脂填充在通孔中。
16.根据权利要求15的一种电路板装置，其中高温驱散树脂被配置为形成一个热传导通路，所述装置中生成的热量可通过它良好地驱散。
17.根据权利要求9的一种电路板装置，其中高温驱散树脂由一种发射率约为0.92的硅铝系统材料制成。
18.根据权利要求1的一种电路板装置，进一步包括一个导电框架，它形成在装置中，并且延伸出装置，以电连接到一个外部板。
19.根据权利要求18的一种电路板装置，其中导电框架是铜制成的。
20.根据权利要求18的一种电路板装置，其中高温驱散树脂覆盖在导电层上。
21.根据权利要求18的一种电路板装置，其中高温驱散树脂被配置为与电子元件接触。
22.根据权利要求18的一种电路板装置，进一步包括形成在模塑树脂中的一个通孔，其中高温驱散树脂填充在通孔中。
23.根据权利要求18的一种电路板装置，其中高温驱散树脂覆盖在导电层和电子元件上。
24.根据权利要求23的一种电路板装置，进一步包括形成在模塑树脂中的一个通孔，其中高温驱散树脂填充在通孔中。
25.根据权利要求24的一种电路板装置，其中高温驱散树脂被配置为形成一个热传导通路，所述装置中生成的热量可通过它良好地驱散。
26.根据权利要求18的一种电路板装置，其中高温驱散树脂由一种发射率约为0.92的硅铝系统材料制成。
全文摘要
一个多层电路板装置包括一个安装在装置之上或之内的电子元件；一个导电层，它电连接到电子元件；一种高温驱散树脂，它是绝缘材料的，并且被配置为驱散装置中生成的热量；以及一个围绕电子元件的模塑树脂。在一种电路板装置的电子元件处生成的热量，通过遍布装置的高温驱散材料传导和驱散。此外，由于高温驱散树脂是一种绝缘材料，因此不必考虑装置中的短路问题。
文档编号H01L23/14GK1731915SQ200410055850
公开日2006年2月8日 申请日期2004年8月4日 优先权日2004年8月4日
发明者野口高 申请人:冲电气工业株式会社