电路基板及电路基板组件的制作方法

电路基板及电路基板组件的制作方法
【专利摘要】公开一种电路基板，其包括：第一导热用结构体，由导热性物质形成，且至少一部分插入到绝缘部；第一过孔，一面接触到所述第一导热用结构体；第一金属图案，与所述第一过孔的另一面接触；以及第一结合部件，连接到所述第一金属图案。所述电路基板可以具有以下效果中的至少一个：提高散热性能、轻薄短小化、提高可靠性、减少噪声、提高制造效率。
【专利说明】
电路基板及电路基板组件
技术领域
[0001 ]本发明的一实施例涉及一种电路基板和电路基板组件。
【背景技术】
[0002]为了应对电子设备的轻量化、小型化、高速化、多功能化、高性能化趋势，开发了一种用于在印刷电路基板(Printed Circuit Board;PCB)等的电路基板形成多个布线层的所谓多层基板技术，进而，还开发了将有源元件或无源元件搭载于多层基板的技术。
[0003]另外，随着连接到多层基板的应用处理器(Applicat1nprocessor;AP)等的多功能化及高性能化，目前的实情为其发热量显著增加。
[0004][现有技术文献]
[0005](专利文献1)KR 10-0976201B1
[0006](专利文献2)JP2000-349435A1
[0007](专利文献3)JP 1999-284300A1

【发明内容】

[0008]技术问题
[0009]本发明的一方面可以提供一种对于电路基板能够实现以下效果中的至少一种的技术，提高散热性能、轻薄短小化、提高可靠性、减少噪声、提高制造效率。
[0010]本发明所要实现的技术问题不限于上文中提到的技术问题，在本发明的所属技术领域中具有基本知识的人员能够从以下的记载中明确地理解没有被提到的其他技术问题。
[0011]技术方案
[0012]根据本发明的示例性实施例的电路基板包括第一导热用结构体，并且第一导热用结构体由导热性高的材质形成。
[0013]—实施例中，第一导热用结构体可以由铜等金属材质形成，在另一实施例中，第一导热用结构体可以由石墨、石墨烯等导热性高的非金属材质形成。
[0014]另外，在第一导热用结构体的表面配备有紧贴力提升部，因此可以提高与绝缘部的紧贴性。
[0015]有益效果
[0016]根据本发明的一实施例，可以实现电路基板的轻薄短小化并提高散热性能。
[0017]并且，可以确保电路基板的可靠性并提高散热性能，因此可以有效地应对由电子广品的尚性能化引起的发热冋题。
[0018]并且，一实施例中，可以减少电源噪声等问题，并解决由热点等局部区域的发热引起的问题。
【附图说明】
[0019]图1是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板的剖视图。
[0020]图2是概略地示出根据本发明的另一实施例的电路基板的剖视图。
[0021]图3是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板的平面形状的图。
[0022]图4是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板的水平剖视图。
[0023]图5是概略地示出根据本发明的另一实施例的电路基板的水平剖视图。
[0024]图6是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板的主要部分的局部提取剖视图。
[0025]图7是用于说明根据本发明的一实施例的第二导热用结构体的图。
[0026]图8是用于说明根据本发明的另一实施例的第二导热用结构体的图。
[0027]图9是用于说明根据本发明的又一实施例的第二导热用结构体的图。
[0028]图1Oa是概略地示出在导热用结构体的表面配备底漆(primer)层的状态下进行回流焊测试的结果的图。
[0029]图1Ob是概略地示出在导热用结构体的表面配备底漆层的状态下进行锡炉测试的结果的图。
[0030]图1la是概略地示出在将绝缘部直接接触到导热用结构体的状态下进行回流焊测试的结果的图。
[0031]图1lb是概略地示出在将绝缘部直接接触到导热用结构体的状态下进行锡炉测试的结果的图。
[0032]图12是用于说明根据本发明的一实施例的导热用结构体的制造过程的图。
[0033]图13是用于说明根据本发明的另一实施例的导热用结构体的制造过程的图。
[0034]图14是用于说明根据本发明的一实施例的芯部的处理过程的图。
[0035]符号说明
[0036]100:电路基板110:第一导热用结构体
[0037]111:底漆层120:绝缘部
[0038]121:第一上部绝缘层121’:第一下部绝缘层
[0039]122:第二上部绝缘层122’:第二下部绝缘层
[0040]131:第一金属图案133:第三金属图案[0041 ]134:第七金属图案 Hl:第二金属图案
[0042]H2:第四金属图案143:第五金属图案
[0043]H4:第六金属图案S:焊料
[0044]200:第二电子部件V1:第一过孔
[0045]V2:第二过孔V4:第四过孔
[0046]V5:第五过孔V6:第六过孔
[0047]V7:第七过孔V8:第八过孔
[0048]10:芯部11:第一芯层
[0049]12:第二芯层13:第三芯层
[0050]14:绝缘膜Pl:第一电路图案[0051 ]P2:第二电路图案 TV:通道
[0052]500:第一电子部件800:附加基板
[0053]810:接触焊盘L1:第三导热用结构体
[0054]L2:散热部Cl:第一空穴
[0055]C2:第二空穴
【具体实施方式】
[0056]以下，参照附图对本发明的构成及作用效果进行更详细的说明。
[0057]图1是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板100的剖视图，图2是概略地示出根据本发明的另一实施例的电路基板100的剖视图，图3是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板100的平面形状的图，图4是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板100的水平剖视图，图5是概略地示出根据本发明的另一实施例的电路基板100的水平剖视图，图6是概略地示出根据本发明的一实施例的电路基板100的主要部分的局部提取剖视图，图7是用于说明根据本发明的一实施例的第二导热用结构体的图，图8是用于说明根据本发明的另一实施例的第二导热用结构体的图，图9是用于说明根据本发明的又一实施例的第二导热用结构体的图。
[0058]根据本发明的一实施例的电路基板100包括第一导热用结构体110，第一导热用结构体110的至少一部分插入到绝缘部120。此时，第一导热用结构体110由导热性高的材料形成。并且，第一导热用结构体110形成为块状。一实施例中，第一导热用结构体110可以形成为包括上表面和下表面的圆柱或棱柱形状。并且，第一导热用结构体110可以由铜(Cu)等金属材质形成。在另一实施例中，第一导热用结构体110可以由石墨、石墨烯等导热性优良的非金属材质形成。
[0059]—实施例中，绝缘部120由一个绝缘层形成，或者由多个绝缘层形成。其中，在图1中示出了绝缘部120由三个绝缘层10、121、121’形成，且位于中心部的绝缘层为芯部10的情形，但不限于此。
[0060]一实施例中，第一导热用结构体110位于绝缘部120的中间。如图所示，在配备有芯部10的情况下，形成有贯通芯部10的空穴Cl而能够使第一导热用结构体110插入到空穴Cl内。
[0061 ] 一实施例中，形成于绝缘部120的过孔可以与第一导热用结构体110接触。以下，将位于第一导热用结构体110的上部的过孔称为第一过孔VI，将位于下部的过孔称为第二过孔V2。此时，绝缘部120可以配备有至少一个金属图案，以下，将接触到第一过孔Vl的金属图案称为第一金属图案131，将接触到第二过孔V2的金属图案称为第二金属图案141。并且，绝缘部120可以配备有第四过孔V4和第五过孔V5，并将接触到第四过孔V4的一端的金属图案称为第三金属图案133，将接触到第五过孔V5的另一端的金属图案称为第四金属图案142。
[0062]一实施例中，第一导热用结构体110可以起到保存热的功能，这种功能随着第一导热用结构体110的体积增大而增加。因此，如图1等所示，第一导热用结构体110可以形成为柱状。通过如上所述地形成为柱状，当下表面的面积相同时，可以最大化第一导热用结构体110的体积。并且，如果第一导热用结构体110的下表面及上表面的形状形成多边形尤其是四边形，则相比第一导热用结构体110的下表面和上表面形状为圆形或椭圆形的情形，可以顺应第一电子部件500的小型化趋势、或电路基板100的小型化、图案间距的微细化等。并且，如图所示，第一导热用结构体110相比第一过孔Vl至第七过孔V7等通常的过孔，体积更大。因此，第一导热用结构体110的表面尤其上表面或下表面可接触有多个过孔。即，第一导热用结构体110的上表面和下表面的面积本身大于通常的过孔，而且整体体积也大2倍以上。因此，可以从热源迅速吸收热而分散到与第一导热用结构体110连接的其他路径。并且，如果增加第一导热用结构体110的厚度，则第一导热用结构体110和热点之间的距离减少，因此可以进一步减少移动至第一导热用结构体110的时间。
[0063]一实施例中，在电路基板100的一方可以贴装有第一电子部件500。并且，电路基板100可以贴装于主板等附加基板800的一方。其中，第一电子部件500可以是应用处理器(Applicat1n processor;AP)等部件，其在工作时可以发热。
[0064]另外，随着第一电子部件500工作而发热，如果感测从电子部件500产生的热，则存在因比其他区域相对发热严重而测量出高温的区域。也可以将这种区域称为热点(Hotspot)。这种热点可以形成于电路基板100中的预定区域，尤其可以以第一电子部件500的一个地点或多个地点为中心而形成热点。并且，这种热点也会形成于第一电子部件500的电源端子附近或者开关元件相对密集的区域。
[0065]另外，第一电子部件500可以分别包括相对具有高性能参数的区域以及相对具有低性能参数的区域。例如，连接有时钟频率(Clock speed)为1.8GHz的芯的处理器以及连接有时钟频率为1.2GHz的芯的处理器可以在第一电子部件500配备于不同区域。参照图3，一实施例中，第一电子部件500可以包括第一单位区域510和第二单位区域520。此时，第一单位区域510将比第二单位区域520以更快的速度执行运算过程，因此，第一单位区域510将会比第二单位区域520消耗更多的电力，并且，第一单位区域510可以比第二单位区域520产生更多的热。
[0066]根据本发明的一实施例的电路基板100在靠近热点的区域布置有第一导热用结构体110。因此，可以迅速接收从热点产生的热并将热迅速分散至电路基板100的其他区域或者结合有电路基板100的主板(例如，图1的附加基板800)等其他设备。
[0067]—实施例中，第一导热用结构体110的至少一部分位于第一电子部件500的垂直下方区域。
[0068]另外，在根据本发明的一实施例的电路基板100还可以配备有第二电子部件200。此时，电容器、电感器、电阻等元件可以相当于第二电子部件200。
[0069]在第一电子部件500为应用处理器的情况下，电容器等可以连接到第一电子部件500以减少电源噪声。此时，电容器和第一电子部件500之间的路径越短，电源噪声的减少效果越好。
[0070]因此，第二电子部件200的至少一部分可以位于第一电子部件500的垂直下方区域，据此，可以提高电源噪声的减少效果。
[0071]—实施例中，第一导热用结构体110的大部分可以位于第一电子部件500的垂直下方区域。并且，第一导热用结构体110上表面的面积可以小于第一电子部件500上表面的面积。进而，第一导热用结构体110的上表面的面积可以对应于第一电子部件500的热点区域的宽度。
[0072]因此，热点的热可以迅速移动至第一导热用结构体110。并且，这有利于电路基板100的轻量化和减少翘曲(warpage)。并且，可以提高将第一导热用结构体110布置于电路基板100的工序的效率性。
[0073]另外，第二电子部件200的大部分可以位于第一电子部件500的垂直下方区域。此时，在第一电子部件500的垂直下方区域中，在没有布置上述第一导热用结构体110的区域可以布置有第二电子部件200。并且，第一导热用结构体110可以比第二电子部件200位于更靠近热点的区域。
[0074]参照图1至图4，可以理解到，在配备于芯部10的空穴C1、C2的内部可以插入有第一导热用结构体110和第二电子部件200。即，在芯部10配备有第一空穴Cl和第二空穴C2，从而第一导热用结构体110可插入到第一空穴Cl，第二电子部件200可插入到第二空穴C2。并且，可以理解到，第一导热用结构体110与第二电子部件200可以相邻地布置在第一电子部件500的垂直下方区域，尤其，第一导热用结构体110可以集中布置在图3中示出的热点附近。另外，图5中概略地示出了在绝缘部120没有芯部10的情况下的平面形状。
[0075]因此，可以最大化借助于第二电子部件200的电源噪声减少效果并使热点的热迅速移动。
[0076]一实施例中，第一电子部件500可以借助于焊料S等而结合到电路基板100。此时，第一电子部件500可以借助于焊料S而结合到上述第一金属图案131、第三金属图案133、第七金属图案134等。
[0077]并且，电路基板100的第二金属图案141、第四金属图案142、第五金属图案143、第六金属图案144等可以将焊料S作为媒介而连接到主板等附加基板800。一实施例中，在第二金属图案141和附加基板800之间可以配备有由类似于第一导热用结构体110的材质和形状形成的第三导热用结构体LI，而非配备有一般焊料。即，为了将第一导热用结构体110的热迅速地传递到附加基板800，可以利用由导热性比一般焊料S高的物质形成块形状的第三导热用结构体LI而连接第二金属图案141和附加基板800。并且，可以在附加基板800配备散热部L2以迅速接收第三导热用结构体LI的热之后使其分散或发散。该散热部L2从附加基板800的上表面方向暴露，并且可以根据需要而向下表面方向暴露以提高散热效率。
[0078]另外，可以将配备于基板的最外廓并与其他电子部件，如上述第一电子部件500或附加基板800等连接的金属图案称为焊盘(Pad)。此时，除了焊盘，各种电路图案等可以配备于最外廓的金属层，并且可以配备阻焊层(未示出)而使这种电路图案或绝缘部120等受保护。其中，需要与外部设备连接的焊盘中有至少一部分可以暴露到阻焊层的外部。并且，在如上所述地暴露到阻焊层的外部的焊盘与外部设备的端子之间可以配备有焊料S或者引线(未示出)等的结合部件，从而实现物理结合。
[0079]其中，如图1所示，在第一至第七金属图案以暴露到绝缘部120外表面的方式配备的情况下，第一至第七金属图案可以被理解成上述焊盘。并且，在暴露到阻焊层外部的金属图案的表面可以配备有镍-金镀覆层等多种表面处理层。
[0080]并且，虽未被示出，但是还配备有覆盖第一金属图案131的外表面的绝缘层以及形成于该绝缘层的外表面的焊盘，第一金属图案131与焊盘可以借助于贯通所述绝缘层的过孔而连接。即，意味着根据需要而还可以配备有包括绝缘层和金属层的增强(build up)层。在此情况下，上述第一金属图案131不是焊盘，并且可以通过过孔而与形成于电路基板的最外廓金属层的焊盘连接。
[0081]据此，从热点产生的热可以经过第一金属图案131-第一过孔Vl-第一导热用结构体110-第二过孔V2-第二金属图案141的路径而被迅速传递至附加基板800。
[0082]另外，第一电子部件500的端子中的连接到第一金属图案131的端子为信号收发用端子的情况下，包括第一过孔V1、第一导热用结构体110、第二过孔V2、第二金属图案141的路径可以起到信号传输功能。此时，连接到第二金属图案141的附加基板800的连接焊盘或端子也可以执行信号传输功能。
[0083]相反，第一电子部件500的端子中的连接到第一金属图案131的端子不是信号收发用端子的情况下，包括第一过孔V1、第一导热用结构体110、第二过孔V2、第二金属图案141的路径可以电连接到未示出的专门的接地端子(Ground terminal)。此时，连接到第二金属图案141的附加基板800的连接焊盘或者端子也可以电连接到未示出的专门的接地端子。其中，接地端子可以配备于电路基板100或附加基板800中的至少一个。
[0084]并且，第一电子部件500的端子中的连接到第一金属图案131的端子为电源端子的情况下，包括第一过孔V1、第一导热用结构体110、第二过孔V2、第二金属图案141的路径可以电连接到未示出的专门的电源提供电路。此时，接到第二金属图案141的附加基板800的连接焊盘或者端子也可以电连接到未示出的专门的电源提供电路。其中，电源提供电路可以配备于电路基板100或附加基板800中的至少一个。
[0085]并且，第一电子部件500的端子中的连接到第一金属图案131的端子可以是虚拟端子。此时，虚拟端子可以只执行将第一电子部件500的热传递到第一电子部件500的外部的通路的功能。
[0086]如上所述，第一电子部件500的端子可以被分为信号输入输出用、电源输入输出用以及散热用端子。此时，特定端子不一定分别只执行一种功能。即，在输入输出信号或电源的同时，也可以应用于散热。但是，如果配备于第一电子部件500的热点区域的端子能够执行散热功能，则热点的热可以更迅速地排出。如此，可以通过使上述第一结合部件与执行散热功能的端子接触，并使第一金属图案141与所述第一结合部件接触，从而使热点和第一导热用结构体110之间的热移动更顺利。
[0087]一实施例中，电连接到第一导热用结构体100的第一电子部件500的至少一个端子可以是只执行散热功能的虚拟端子。此时，在第一电子部件500的端子中的仅用于传输信号的其他端子连接到第一导热用结构体110的情况下，可能产生信号损失现象。因此，可以使第一电子部件500的端子中的仅用于传输信号的端子不电连接到第一导热用结构体110。即，连接到第一电子部件500的端子中的仅用于传输信号的端子的焊盘所连接的过孔或电路图案等可以不电连接到第一导热用结构体110。
[0088]参照图1至图9，根据本发明的一实施例的电路基板100可以包括芯部1。芯部1可以通过加强电路基板100的刚性而起到缓和由翘曲引起的问题的作用。并且，可以通过使芯部10包括导热性优良的物质，从而将产生于上述热点等局部区域的热迅速分散至电路基板100的其他部分，由此缓和由过热引起的问题。
[0089]另外，在芯部10的上表面可以配备第一上部绝缘层121，在芯部10的下表面可以配备第一下部绝缘层121’。并且，根据需要还可以配备第二上部绝缘层122和第二下部绝缘层122，。
[0090]一实施例中，芯部10可以包括第二导热用结构体。例如，芯部10可以包括由石墨或石墨烯形成的第一芯层11。其中，对于石墨等而言，朝向XY平面方向的导热度相当高，因此，可以有效并迅速地散热。
[0091]—实施例中，第二导热用结构体可以直接接触到第一导热用结构体110的侧面。例如，第二导热用结构体的侧面可以朝配备于芯部10的第一空穴Cl暴露，且第一导热用结构体110可以与第一空穴Cl接触。另一实施例中，在第二导热用结构体与第一导热用结构体110之间的区域可以配备有导热性优良的物质。此时，可以将热界面材料(ThermalInterface Material; TIM)用作导热性优良的物质。该TIM中可以包括高分子-金属复合材料、陶瓷复合材料以及碳系复合材料等。例如，混合有环氧树脂和碳纤维填充剂的物质(导热度约为660W/mk)、氮化娃(Silicon Nitride; Si3N4，导热度约为200?320W/mk)、环氧树脂和氮化硼(Boron Ni tride; BN，导热度约为19W/mk)可以被用作热界面材料。因此，流入第一导热用结构体110的热不仅可以沿垂直方向移动，也可以通过第二导热用结构体而向水平方向迅速分散。
[0092]如上所述，随着第一导热用结构体110与第二导热用结构体直接接触或者以??Μ为媒介而连接，相比于第一电子部件500等的热迅速移动至第一导热用结构体110之后只向下方传递的情形，可以更迅速地散热。并且，从电路基板100的观点来看，相比温度只在热点等特定区域过度上升的情形，随着热均匀地分散至电路基板100的整体，可以缓和搭载于电路基板100的各种部件或要素各自的温度偏差，因此可以提高可靠性。并且，因为热可以迅速分散至电路基板100整体，所以电路基板100整体起到一种散热板的作用，其结果可以实现散热面积增加的效果。
[0093]—实施例中，在芯部10的表面可以配备有第一电路图案Pl和第二电路图案P2等，第一电路图案Pl和第二电路图案P2可以借助于贯通芯部10的通道(through via)TV而电连接。并且，第一电路图案Pl可以借助于第四过孔V4而连接到第三金属图案133，第二电路图案P2可以借助于第五过孔V5而连接到第四金属图案142。并且，第三金属图案133可以借助于焊料S而连接到第一电子部件500，第四金属图案142可以借助于焊料S而连接到附加基板800的接触焊盘810。因此，还可以在第一电子部件500和附加基板800之间确保能够收发电信号的路径。
[0094]另外，在第一芯层11的一面可以配备有第二芯层12，在第一芯层11的另一面可以配备有第三芯层13。一实施例中，第二芯层12和第三芯层13中的至少一个可以由PPG等绝缘物质形成。另一实施例中，第二芯层12和第三芯层13可以由铜或者因瓦合金(Invar)等金属形成。在又一实施例中，第一芯层11可以由因瓦合金(Invar)形成，第二芯层12和第三芯层13可以由铜形成。其中，在第二芯层12和第三芯层13中的至少一个由导电性物质形成的情况下，随着在芯部10的表面配备有第一电路图案Pl或第二电路图案P2等，可能产生信号通过不期望的路径而被传输的问题，因此在芯10的表面可以配备有用于确保绝缘性的单元。
[0095]一实施例中，第二电子部件200插入到芯部10的第二空穴C2。并且，第二电子部件200借助于第六过孔V6而连接到第七金属图案134，且可以借助于第七过孔V7而连接到第六金属图案144。另外，第二电子部件200可以是电感器、电容器等无源元件，且根据需要也可以使IC等有源元件作为第二电子部件200而被搭载。尤其，在第二电子部件200为电容器的情况下，与第七金属图案134连接的第一电子部件500的端子可以是电源端子。即，第二电子部件200可以作为去耦电容器而被搭载，从而起到减少第一电子部件500的电源噪声的作用。
[0096]在此情况下，第二电子部件200和第一电子部件500之间的路径越短，噪声减少效果越好，为此，在根据本发明的一实施例的电路基板100中，第二电子部件200的至少一部分布置在第一电子部件500的垂直下方区域。
[0097]虽未被示出，可以配备有芯部10的一部分凹陷而成的凹槽部，以代替贯通芯部10的空穴，而且在该凹槽部中插入第一导热用结构体110或第二电子部件200。
[0098]另外，参照图1，第一导热用结构体110的厚度可以厚于从第二电路图案P2的下表面到第一电路图案Pl的上表面的厚度。进而，第一导热用结构体110的上表面可以比第一电路图案Pl上表面更靠近电路基板100的上表面。因此，第一导热用结构体110的热容量增加而能够提高保存热的功能。并且，可以通过减少第一导热用结构体110和热点之间的距离而缩短热点的热移动到第一导热用结构体110的时间。
[0099]—实施例中，第一导热用结构体110的底面可以位于与第二电路图案P2的下表面相同的水平面上。在此情况下，可以通过使第一导热用结构体110的厚度大于从第二电路图案P2的下表面到第一电路图案Pl的上表面的厚度，从而进一步增加第一导热用结构体的热容量，并减少与热点之间的距离。
[0?00] 虽未被不出，在另一实施例中，第一导热用结构体110的上表面可以位于与第一电路图案Pl上表面相同的水平面上。在此情况下，可以通过使第一导热用结构体110的厚度大于从第二电路图案P2的下表面到第一电路图案Pl的上表面的厚度，从而进一步增加第一导热用结构体的热容量。以上对理论性或理想的几何学关系进行了说明，但是在将这种结构反应到实际设计而体现到产品的情况下，会产生在制造过程中反应的各种偏差。例如，芯部的两面可能无法形成完整的平面，在芯部形成电路图案的过程中可能产生电路图案之间的厚度偏差。因此，在对本发明的权利范围进行解释时，需要考虑现实中的工艺偏差等。并且，在响应于电子产品的纤薄化及布线图案的高密度化等趋势而制造电路基板的过程中，可能产生某种程度的翘曲现象(Warpage)。如果这种翘曲现象变得严重，则会引发布线的短路或破裂等问题，因此正努力尝试着最小化翘曲现象。但是，在现实中难以完全排除翘曲现象，并且即使在预定公差内产生了翘曲现象，也可以视为良品。因此，根据本发明的一实施例的电路基板在实际实现时，允许预定范围内的翘曲现象，并且在理解对上述第一导热用结构体110的厚度或位置的说明时，也需要考虑到翘曲现象的公差。
[0101]并且，参照图2，可以了解到，虽然在第一上部绝缘层121上可以形成有第二上部绝缘层122，然而在此情况下，可以通过使配备于电路基板100的外表面与第一导热用结构体110之间的第一过孔Vl或第二过孔V2的高度小于连接电路基板100的外表面与内层图案P1’、P2’之间的过孔的高度，从而在增加第一导热用结构体110的热容量的同时提高热分散速度。虽未图示，但是第一导热用结构体的上表面可以被第一上部绝缘层覆盖。并且，在一面接触到第一导热用结构体的过孔的另一面可以与配备于第一上部绝缘层的电路图案接触。并且，可以经过贯通第二上部绝缘层的另一过孔以及配备于第二上部绝缘层表面的另一电路图案以及焊料球而连接到第一电子部件。即，形成于第一导热用结构体110上的增强层的数量可以根据需要而改变，但是应当理解到，至少从热容量的角度考虑，第一导热用结构体的厚度越厚越有利。
[0102]参照图6，绝缘膜14可以配备于芯部10的表面。一实施例中，第一芯层11至第三芯层13不仅可以具有导热性，还可以具有导电性。因此，当在芯部10的表面配备第一电路图案Pl等时，有必要防止因芯部10而通电到不期望的路径的现象。其中，绝缘膜14可以通过将二萘联苯(Perylene)等气相沉积到芯部10的表面而形成。即，在芯部10加工出图6中示出的用于形成通道TV的通道孔的状态下，向芯部10的表面提供绝缘物质，据此在通道TV孔的内部也可形成绝缘膜14。因此，可以确保通道TV或第一电路图案P1、第二电路图案P2等与芯部10之间的绝缘性。
[0103]另外，一实施例中，可以形成有贯通第二芯层12和第三芯层13而暴露第一芯层11的一部分的芯通孔。由在芯通孔配备导电性物质而形成的第八过孔可以直接与第一芯层11接触。其中，当在配备有芯通孔的状态下在芯部10的表面形成绝缘膜14时，在暴露的第一芯层11的表面也形成绝缘膜14，因此第一芯层11和第八过孔V8可以之间隔着绝缘膜14而接触。如上所述，在热移动至与第一芯层11直接(或者在有绝缘膜14的情况下间接)接触的第八过孔V8的情况下，热可以沿着第一芯层11向与电路基板100水平的方向迅速分散。
[0104]—实施例中，第二导热用结构体可以由石墨或石墨烯形成。在此情况下，石墨或者石墨烯等的层间结合力相对低。因此，可能在制造电路基板100的过程中导致结构体破损，或者在完成电路基板100后，层间结合力被弱化而引发可靠性问题。
[0105]如图6所示，在第一芯层11配备有贯通孔11c，第二芯层12和第三芯层13通过贯通孔IlC而一体地连接，从而能够牢固地支撑第一芯层11。因此，即使第一芯层11由石墨等形成，也可以加强层间结合力。
[0106]另外，参照图7，示出了在第一芯层11的外表面配备有底漆(primer)层111的示例。即，可以通过在石墨片的外表面配备底漆层111，提高层间结合力。此时，底漆层11不仅可以提高石墨之间的层间结合力，也可以发挥提高第一芯层11和第二芯层12之间，以及第一芯层11和第三芯层13之间的层间结合力的功能。
[0107]另一实施例中，参照图8，可以通过将在石墨的表面配备底漆层111而形成的单位体11-1、11-2、11-3、11-4沿垂直方向层叠而实现第一芯层11。在此情况下，可以最小化第一芯层11的水平散热功能的减少并缓和第一芯层11的垂直方向的剥离问题。
[0108]又一实施例中，参照图9，可以通过将在石墨的表面配备底漆层111而形成的单位体11-1’、11-2’、11-3’、11-4’沿水平方向结合而实现第一芯层11。其中，石墨的XY平面可以被布置成与垂直方向平行。在此情况下，虽然水平方向的散热功能有所减少，但是可以提高利用第一芯层11的垂直散热性能。
[0109]另外，根据本发明的一实施例的电路基板100中包括的第一导热用结构体110配备有用于提高与绝缘部120的紧贴力的紧贴力提升部。
[0110]在第一导热用结构体110的表面与绝缘部120直接接触的情况下，在进行回流焊(Reflow)工序或者锡炉(Solder pot)工序等的过程中，可能产生第一导热用结构体110与绝缘部120之间张开的现象，并且可以将这种现象称为层离(Delaminat1n)现象。此时，可以包括配备于第一导热用结构体110的表面的底漆层111，以提高与绝缘部120的紧贴力。一实施例中，底漆层111可以由包括异丙醇(Iso Propyl alcohol)及丙稀酸(Acryl)系娃烧(Silan)的底漆层形成。
[0111]并且，底漆层lll可以由MPS(3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(3-(t;rimethoxysilyl)propylmethacrylate))形成，且在底漆层lll中可以添加有娃烧系添加剂。
[0112]图1Oa是概略地示出在导热用结构体的表面配备底漆层111的状态下进行回流焊测试的结果的图，图1Ob是概略地示出在导热用结构体的表面配备底漆层111的状态下进行锡炉测试的结果的图。并且，图1la是概略地示出在将绝缘部120直接接触到导热用结构体的状态下进行回流焊测试的结果的图，图1lb是概略地示出在将绝缘部120直接接触到导热用结构体的状态下进行锡炉测试的结果的图。
[0113]参照图1Oa至图11b，可以理解，如果在没有底漆层111的情况下执行回流焊工序或者锡炉工序，则会在导热用结构体与绝缘部120之间形成翘起的空间D，但是随着在导热用结构体的表面配备底漆层，可以提高导热用结构体与绝缘部120之间的紧贴力。其中，导热用结构体可以表示上述第一导热用结构体110或第二导热用结构体中的至少一个。
[0114]另外，根据在第一导热用结构体110的表面进行黑化处理或者粗面化处理等表面处理，也可以提高第一导热用结构体110与绝缘部120之间的紧贴力。
[0115]但是，如果在第一导热用结构体110的表面进行上述表面处理，则可能在制造工序中产生一部分问题。例如，第一导热用结构体110的颜色可能因表面处理而改变，在此情况下，在将第一导热用结构体110等贴装到绝缘部120上的预定位置的自动化装置可能在识别第一导热用结构体110的过程中，出现较多的错误。
[0116]因此，根据本发明的一实施例的电路基板100可以减少第一导热用结构体110和绝缘部120之间的层离现象。
[0117]另外，再次参照图1等，在第一导热用结构体110的表面配备有底漆层111的情况下，上述第一过孔Vl或第二过孔V2依然可以贯通底漆层111而直接与第一导热用结构体110接触。因此，可以最小化由底漆层111引起的导热性能的减少。其中，为了助于理解底漆层111，存在在附图中夸张示出底漆层111的厚度的情形。但是，底漆层111可以以薄膜形态实现，因此可以在实际实现的电路基板中具有比图示的底漆层111明显薄的厚度。因此，在理解本发明时，也应当考虑到附图的夸张的表现。尤其，在图1中示出了底漆层111的下表面位于与第二电路图案P2相同平面的情形，因此，图中，除了底漆层111之外的第一导热用结构体110的底面位于比第二电路图案P2略微高的位置。但是，底漆层111的厚度比第二电路图案P2的厚度或第一导热用结构体110的厚度小很多，因此在理解第一导热用结构体110与第二电路图案P2的位置关系时，可以忽略底漆层111的厚度。
[0118]图12是用于说明根据本发明的一实施例的第一导热用结构体110的制造过程的图。
[0119]参照图12，提供由铜等金属材质形成的金属板110-1，然后在金属板110-1上形成抗蚀层R。然后，将抗蚀层R图案化成与第一导热用结构体110的形状对应，从而形成开口部Hl-1、Η1-2，然后通过进行蚀刻工序而形成蚀刻孔El、E2。此时，在希望用一个金属板110-1形成多个第一导热用结构体110的情况下，为了方便后续工序的进行，使蚀刻工序进行到只残留有连接部CN的状态。然后去除抗蚀层R之后，将被蚀刻的金属板110-1布置在专门的板P上，然后去除连接部CN。据此可以制造第一导热用结构体110。此时，如图12所示，在所述第一导热用结构体110的侧面可能残留有蚀刻后的痕迹。即，第一导热用结构体110的侧面可以形成向第一导热用结构体110的内侧凹入的凹陷的形状。
[0120]图13是用于说明根据本发明的另一实施例的第一导热用结构体110的制造过程的图。
[0121]参照图13，在籽晶层SE上形成抗蚀层R之后，对抗蚀层R进行图案化以使对应于第一导热用结构体110的形状的部分被开放(open)。然后，进行一次以上的镀覆金属而形成第一导热用结构体110，然后可以去除抗蚀层R和残余籽晶层而制造第一导热用结构体110。此时，为了增加第一导热用结构体110的厚度，可以分为多段而进行几次到几百次的镀覆金属，在如上所述地进行多段镀覆金属的情况下，可以在其截面上确认到层状结构。其中，I是用于支撑籽晶层SE的要素，可以是由金属或非金属材质形成的一种板。
[0122]根据参照图12而说明的实施例，第一导热用结构体110的厚度的均一性得到提高，与此相反，第一导热用结构体110的侧面部的形状却变得相对不规则。并且，其结果为第一导热用结构体110的横向、纵向宽度的偏差相对变大。因此，在第一导热用结构体110的厚度控制较为重要的情况下，可以通过根据本实施例的方法而制造第一导热用结构体110。
[0123]相反，根据参照图13而说明的实施例，可以提高第一导热用结构体110的宽度的均一性，但是因镀覆金属工艺的偏差而可能导致厚度偏差相对地增加。因此，在第一导热用结构体110的宽度控制较为重要的情况下，可以通过根据本实施例的方法制造第一导热用结构体110。
[0124]图14是用于说明根据本发明的一实施例的芯部10的处理过程的图。
[0125]参照图14，可以在包括第一芯层11、第二芯层12、和第三芯层13的芯形成通孔VHl，并包括通孔VHl的内表面在内在芯的表面形成绝缘膜14之后，形成第一电路图案P1、通道TV、第二电路图案P2。因此，可以确保第一电路图案Pl等与芯部10之间的绝缘性。
【主权项】
1.一种电路基板，包括: 多个绝缘层；以及 过孔，贯通形成于所述多个绝缘层的多个金属层以及所述多个绝缘层中的至少一个绝缘层而连接所述多个金属层中的至少两个金属层， 并且，在最外廓表面的金属层形成有能够连接第一电子部件的焊盘，所述第一电子部件包括第一区域以及工作时的温度高于所述第一区域的第二区域， 其中，所述电路基板包括: 第一导热用结构体，由导热性物质形成，且至少一部分插入到绝缘部； 第一过孔，一面与所述第一导热用结构体接触； 第一金属图案，与所述第一过孔的另一面接触；以及 第一结合部件，连接到所述第一金属图案。2.如权利要求1所述的电路基板，其中， 所述第一结合部件以能够连接到所述第一电子部件的方式形成。3.如权利要求2所述的电路基板，其中， 所述第一导热用结构体的至少一部分位于所述第一电子部件的垂直下方。4.如权利要求3所述的电路基板，其中，还包括: 第二电子部件，配备于所述绝缘部内，且至少一部分位于所述第一电子部件的垂直下方。5.如权利要求2所述的电路基板，其中， 从所述第二区域到所述第一结合部件的距离小于从所述第一区域到所述第一结合部件的距离。6.如权利要求1所述的电路基板，其中， 所述焊盘包括:第一焊盘，使热通过;第二焊盘，使电信号通过， 所述第一结合部件以能够连接到所述第一焊盘的方式形成。7.如权利要求6所述的电路基板，其中， 连接到所述第二焊盘的导体没有连接到所述第一导热用结构体。8.如权利要求1所述的电路基板，其中， 在所述第一导热用结构体的表面配备有:紧贴力提升部，用于提高所述第一导热用结构体与所述绝缘部之间的紧贴力。9.如权利要求1所述的电路基板，其中， 所述第一导热用结构体借助于多段镀覆金属而具有层状结构，或者除了所述第一导热用结构体的上表面和下表面之外的侧面中，至少一个表面形成为凹陷的形状。10.如权利要求1所述的电路基板，其中， 在所述第一金属图案和所述第一结合部件之间还配备有至少一个过孔以及至少一个金属图案。11.如权利要求1所述的电路基板，其中， 所述第一导热用结构体形成为包括上表面和下表面的六面体，所述第一导热用结构体的表面中，在同一面接触有多个过孔。12.如权利要求1所述的电路基板，其中， 所述第一导热用结构体形成为包括上表面和下表面的六面体，且所述第一过孔的一面与所述第一导热用结构体的上表面接触， 且所述电路基板还包括: 第二过孔，一面与所述第一导热用结构体的下表面接触； 第二金属图案，与所述第二过孔的另一面接触；以及 第二结合部件，连接到所述第二金属图案。13.如权利要求12所述的电路基板，其中， 所述第二结合部件以能够连接到附加基板的方式形成。14.如权利要求13所述的电路基板，其中， 从所述第二区域到所述第一结合部件的距离小于从所述第一区域到所述第一结合部件的距离。15.如权利要求13所述的电路基板，其中， 所述附加基板包括:散热部，由导热性物质形成，且贯通所述附加基板而使上表面和下表面暴露； 所述第二结合部件与所述散热部接触，所述第二结合部件是由导热性物质形成的圆柱或棱柱形状。16.—种电路基板，该电路基板能够贴装第一电子部件，包括: 芯部，配备有第一空穴； 第一导热用结构体，由导热性物质形成，且至少一部分插入到所述第一空穴；以及 绝缘层，覆盖所述第一导热用结构体和所述芯部， 其中，所述芯部包括: 第一芯层，包括由导热性物质形成的第二导热用结构体； 第二芯层，配备于所述第一芯层的一面；以及 第三芯层，配备于所述第一芯层的另一面。17.如权利要求16所述的电路基板，其中， 所述第二导热用结构体包括:第一单位体，在石墨或石墨烯的表面配备有底漆层。18.如权利要求17所述的电路基板，其中， 所述第二导热用结构体还包括:第二单位体，结合于所述第一单位体的上表面，且在石墨或石墨稀的表面配备有底漆层。19.如权利要求17所述的电路基板，其中， 所述第二导热用结构体还包括:第二单位体，在所述第一单位体的除了上下表面之外的侧面结合，且在石墨或石墨烯的表面配备有底漆层。20.如权利要求16所述的电路基板，其中， 所述第二导热用结构体由石墨或石墨烯形成。21.如权利要求16所述的电路基板，其中， 在所述第一芯层配备有贯通孔， 所述贯通孔的内部、所述第二芯层以及所述第三芯层由相同的材质形成。22.如权利要求21所述的电路基板，其中， 所述芯部包括贯通所述芯部的通道孔， 在包括所述通道孔的所述芯部的表面配备有绝缘膜。23.如权利要求22所述的电路基板，其中， 所述芯部包括:芯通孔，分别贯通所述第二芯层和所述第三芯层而暴露所述第一芯层。24.如权利要求16所述的电路基板，其中， 在所述芯部和所述第一导热用结构体之间的区域配备有导热性绝缘材料。25.如权利要求16所述的电路基板，其中， 所述第一导热用结构体的至少一部分与所述第二导热用结构体接触。26.如权利要求16所述的电路基板，其中，还包括: 第一电路图案，配备于所述芯部的上表面； 第二电路图案，配备于所述芯部的下表面， 所述第一导热用结构体的厚度厚于从所述第二电路图案的下表面到所述第一电路图案的上表面的厚度。27.如权利要求16所述的电路基板，其中， 在所述芯部还配备有第二空穴， 所述电路基板还包括:第二电子部件，至少一部分插入到所述第二空穴， 所述第一导热用结构体和所述第二电子部件各自的至少一部分位于所述第一电子部件的垂直下方区域。28.—种电路基板，由导热性物质形成的第一导热用结构体的至少一部分插入到绝缘部，在所述第一导热用结构体的表面配备有用于提高所述第一导热用结构体与所述绝缘部之间的紧贴力的紧贴力提升部。29.如权利要求28所述的电路基板，其中，所述紧贴力提升部包括硅烷。30.如权利要求28所述的电路基板，其中，所述硅烷是丙烯酸系。31.如权利要求28所述的电路基板，其中， 所述绝缘部包括: 芯部，包括由导热性物质形成的第二导热用结构体；以及 绝缘层，配备于所述芯部的至少一面。32.—种电路基板组件，包括: 附加基板；以及 电路基板，贴装有第一电子部件，并且贴装到所述附加基板， 所述电路基板包括:绝缘部;第一导热用结构体，由导热性物质形成，且至少一部分插入到所述绝缘部。33.如权利要求32所述的电路基板组件，其中， 所述第一电子部件包括: 第一区域；以及 第二区域，温度在第一电子部件工作时变得比所述第一区域高， 所述第一导热用结构体连接到所述第二区域而将所述第二区域的热传递到所述附加基板。34.如权利要求33所述的电路基板组件，其中， 所述电路基板还包括: 第一过孔，一面与所述第一导热用结构体的上表面接触； 第一金属图案，与所述第一过孔的另一面接触； 第一结合部件，一面连接到所述第一金属图案，另一面接触到比所述第二区域更靠近所述第一区域的位置， 第二过孔，一面与所述第一导热用结构体的下表面接触； 第二金属图案，与所述第二过孔的另一面接触；以及 第二结合部件，一面连接到所述第二金属图案，另一面与所述附加基板接触。
【文档编号】H05K3/46GK106031315SQ201580008665
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年6月22日
【发明人】闵太泓, 姜明杉, 李政韩, 高永宽
【申请人】三星电机株式会社