专利名称：内埋式组件基板结构及其制作方法
内埋式组件基板结构及其制作方法
技术领 域本发明是有关于一种电路板及其制作方法，特别是有关于一种内埋式组件基板结 构及其制作方法。
背景技术：
近年来，随着电子技术的日新月异，更人性化、功能更佳的电子产品不断地推陈出 新，并朝向轻、薄、短、小的趋势设计。在这些电子产品内通常会配置电路板，用以承载单个 芯片或多个芯片，以作为电子产品的数据处理单元，然而芯片配置于电路板表面上会造成 承载面积增加，因而将芯片或组件内嵌于电路基板中的内埋式组件基板，已成为当前的技 术趋势。图1所示的是现有内埋式组件基板的剖面示意图。如图1所示，现有内埋式组件基 板400主要由核心板410、外层线路板420及外层线路板430压合而成，在核心板410中设 有一开孔410a用来容置一内埋式组件500，其中，内埋式组件500是以锡膏表面贴装(SMT) 上件，也就是说，在外层线路板430上必须预作面积较大的SMT铜垫432，并且必须确保锡膏 440不会溢流，例如预作阻锡膏流动的沟槽或其它结构。此外，现有内埋式组件基板400的导通孔460通常为充填银颗粒与树脂复合材料 所组成的银胶，由于仅利用细小银颗粒之间的物理接触作为电性传导，故其电导通性较差， 加上导通孔与铜垫的接口无金属结合，造成现有内埋式组件基板的信赖性较差。由此可知，该领域目前仍需要一种改良的内埋式组件基板结构及其工艺方法，以 解决上述现有技术的不足与缺点。
发明内容
本发明主要目的在提供一种改良的内埋式组件基板结构及其制作方法。本发明一优选实施例提供一种内埋式组件基板结构的制作方法。首先提供一核心 电路板，包含有一开孔及多个连接铜垫，其上设有多个第一导电凸块；提供一载板，包含一 基材及一表面铜层，其上设有多个第二导电凸块，以及一内埋式组件，置于导电凸块上并与 其接合；提供一中间接合材，在相对应于该核心电路板的该开孔处，设有一贯穿孔；以及进 行一压合工艺，将该核心电路板、该中间接合材及该载板压合在一起，使该第一导电凸块穿 过该中间接合材而与该表面铜层电连接，并形成一合金接口。本发明另一优选实施例提供一种内埋式组件基板结构，包含有一核心电路板，其 包含有一开孔及多个连接铜垫；一内埋式组件，置于该开孔内；以及多个合金插塞，分别设 于该多个连接铜垫上，并与一外层线路电连接，且各该合金插塞与该外层线路之间具有一 合金接口。为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并 配合所附图式，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与图式仅供参考与说明用，并非 用来对本发明加以限制者。
图1所示的是现有内埋式组件基板的剖面示意图。图2至图9为依据本发明优选实施例所绘示的内埋式组件基板结构制作方法示意 图。其中，附图标记说明如下1核心电路板Ia 上表面Ib 下表面10 核心基板IOa 导线图案IOb 导线图案12a 连接铜垫12b 连接铜垫14a 细线路14b 细线路16 导电通孔结构 18 开孔112 导电凸块112a 合金插塞2 载板20 基材22 表面铜层212 导电凸块212a 合金插塞220 电路图案222 铜垫224 细线路3 载板30 基材32 表面铜层300 内埋式组件312 导电凸块312a 合金凸块320 电路图案322 铜垫324 细线路332 铜垫4 中间接合材48 贯穿孔5 中间接合材60 合金界面70 防焊阻剂层70a 防焊开孔72 锡球80 防焊阻剂层80a 防焊开孔82 保护层400 内埋式组件基板 410 核心板410a 开孔420 外层线路板430 外层线路板432 SMT铜垫440 锡膏460 导通孔500 内埋式组件
具体实施例方式请参阅图2至图9，其为依据本发明优选实施例所示的内埋式组件基板结构制作方法示意图。需注意的是，图2至图9中仅以「1+2+1」四层线路板为例示范说明，但本发明 不限于此种多层电路板结构，本领的技术人员应能理解本发明也可以被应用于核心板、连 结板及其它多层板结构或者其工艺。首先，如图2所示，提供一核心电路板1，包括一核心基板10，例如，绝缘材，其中，核心基板10包含有一上表面Ia以及一下表面lb，且在核心基板10的上表面Ia及下表面 Ib已分别形成导线图案IOa及10b。例如，导线图案IOa至少可以包括连接铜垫12a以及 细线路14a，导线图案IOb至少可以包括连接铜垫12b以及细线路14b。此外，在核心基板10中已形成有多个连通上表面Ia及下表面Ib的导线图案IOa 及IOb的导电通孔结构16，例如，导电通孔结构16电连接形成在核心基板10上表面Ia的 连接铜垫12a以及形成在核心基板10下表面Ib的连接铜垫12b。 举例来说，形成上述的核心电路板1的步骤可以包括有(1)提供一核心层薄板或 一铜箔基板；(2)进行机械或激光钻通孔工艺；(3)铜电镀通孔；及(4)线路蚀刻。如图3所示，在核心电路板1的预定位置进行开孔工艺，例如，以激光或者机械成 型机具，在核心电路板1的预定位置形成一贯穿核心基板10上表面Ia及下表面Ib的开孔 18。此开孔18是用来在后续步骤中容置一内埋式组件。如图4A所示，接着，至少在核心电路板1的上表面Ia的连接铜垫12a上，利用 印刷方式形成锥形的导电凸块112，其中，导电凸块112可以是铜-铋-锡(Cu/Bi/Sn)、 铜-银-铋-锡(Cu/Ag/Bi/Sn)、铜-铋-锌-锡(Cu/Bi/Zn/Sn)等铜膏或铜合金胶，其熔 点应低于210°C，甚至低于200°C以下。根据本发明的优选实施例，导电凸块112较佳为铜-铋-锡(Cu/Bi/Sn)配方铜合 金胶，其熔点为190°C左右。在印刷步骤后，接着进行一烘烤工艺，在作业温度约90-120°C 的环境下，使导电凸块112硬化。如图4B所示，另外提供一载板2，其包含一基材20以及一表面铜层22。例如，载 板2可以是一可撕离铜箔，或是金属载板上电镀12 μ m铜层。同样的，利用印刷方式，在 载板2的表面铜层22上的预定位置形成锥形的导电凸块212，其中，导电凸块212可以是 铜-铋-锡(Cu/Bi/Sn)、铜-银-铋-锡(Cu/Ag/Bi/Sn)、铜-铋-锌-锡(Cu/Bi/Zn/Sn) 等铜膏或铜合金胶，其熔点应低于210°C，甚至低于200°C以下。根据本发明的优选实施例，导电凸块212较佳为铜-铋-锡(Cu/Bi/Sn)配方铜膏 或铜合金胶所构成者，其熔点较佳为190°C左右。在印刷步骤后，接着进行一烘烤工艺，在作 业温度约90-120°C下，使导电凸块212硬化。如图4C所示，另外提供一载板3，其包含一基材30以及一表面铜层32。例如，载 板3可以是一可撕离铜箔，或是金属载板上电镀12μπι铜层。同样的，利用印刷方式在载板 3的表面铜层32上的预定位置形成导电凸块312，其中，导电凸块312可以是铜-铋-锡 (Cu/Bi/Sn)、铜-银-铋-锡(Cu/Ag/Bi/Sn)、铜-铋-锌-锡(Cu/Bi/Zn/Sn)等铜膏或铜 合金胶，其熔点应低于210°C，甚至低于200°C以下。根据本发明的优选实施例，导电凸块312较佳为铜-铋-锡(Cu/Bi/Sn)配方铜合 金胶，其熔点为190°C左右。在印刷步骤后，接着将一内埋式组件300置于导电凸块312上 并与其接合。随后进行一烘烤工艺，在作业温度约90-120°C下，使导电凸块312硬化。前述 的内埋式组件300可以是半导体集成电路芯片或被动组件等等。如图4D所示，另外提供一中间接合材4，例如，片状胶片(Pr印reg)、FR5或 ABF(Ajinomoto build-up film)介电层膜等材质，在相对应于核心电路板1的开孔18的预 定位置上，形成一预设贯穿孔48。如图5A及图5B所示，接着将图4A所示的核心电路板1、图4B所示的载板2及图4C所示的载板3在一低压下以及相对低温下层迭并压合在一起，其中，核心电路板1被夹在 载板2与载板3之间，核心电路板1与载板3之间是图4D所示的中间接合材4，其预设贯 穿孔48相对应于核心电路板1的开孔18，用来容置内埋式组件300，核心电路板1与载板 2之间则是另一中间接合材5。根据本发明的优选实施例，前述的低压约为0. 5Mpa 3Mpa，而前述的相对低温约 为180-200°C，例如，190°C左右。前述的相对低温范围是用来使中间接合材4及中间接合材 5固化的温度范围。在进行前述的压合工艺时，核心电路板1上的导电凸块112会穿过中间接合材4， 直接与载板3的表面铜层32电连接，并且在前述的相对低温环境下，导电凸块112会与载 板3的表面铜层32反应形成合金接口 60，例如，铜-铋-锡(Cu/Bi/Sn)合金，形成良好的 电性接触，而导电凸块112本身也会转变成合金插塞112a。同样的，载板2上的导电凸块212会穿过中间接合材5，与核心电路板1上的连接 铜垫12b电连接，并且在前述的相对低温环境下，导电凸块212会与连接铜垫12b反应形成 合金接口，例如，铜-铋-锡(Cu/Bi/Sn)合金，形成良好的电性接触，而导电凸块212本身 也会转变成合金插塞212a。此外，在前述的压合过程中，载板3上的导电凸块312也会转变 成合金凸块312a，与内埋 式组件300之间形成良好的电性接触。如图6所示，接着进行载板剥离工艺，利用蚀刻或手动方式，分别将载板2的基材 20及载板3的基材30剥除，仅留下表面铜层22及32。如图7所示，在剥除载板2的基材20及载板3的基材30后，随后进行一外层线路 蚀刻工艺，将表面铜层22及32分别蚀刻成所要的电路图案220及320，其中，电路图案220 至少包括铜垫222及细线路224，电路图案320至少包括铜垫322、332及细线路324。根据 本发明的优选实施例，铜垫222与核心电路板1上的连接铜垫12b之间为合金插塞212a， 铜垫322与核心电路板1上的连接铜垫12a之间为合金插塞112a，铜垫332与内埋式组件 300之间为合金凸块312a。如图8所示，在完成外层线路蚀刻工艺后，接着分别在电路图案220及320上覆盖 一防焊阻剂层70以及一防焊阻剂层80，并在防焊阻剂层70形成防焊开孔70a，在防焊阻剂 层80形成防焊开孔80a，使其分别曝露出部分的铜垫322及铜垫222。如图9所示，在形成防焊阻剂层70、80及防焊开孔70a、80a后，接着，进行后 段锡球加工及表面处理步骤，在防焊开孔70a曝露出的铜垫322上形成锡球72，而在 防焊开孔80a曝露出的铜垫222上形成保护层82，例如，化镍金、有机保焊剂(organic solderability preservative, 0SP)等0以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修 饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于包含有提供核心电路板，其包含有开孔以及多个连接铜垫，设于该核心电路板的第一面上，其 中该多个连接铜垫上设有以铜膏印刷而成的多个第一导电凸块；提供载板，包含基材以及表面铜层，其中该表面铜层上设有以铜膏印刷而成的多个第 二导电凸块，以及内埋式组件置于导电凸块上并与其接合；提供中间接合材，在相对应于该核心电路板的该开孔处，设有贯穿孔；以及 进行压合工艺，将该核心电路板、该中间接合材及该载板压合在一起，使该第一导电凸 块穿过该中间接合材而与该表面铜层电连接，并使该第一导电凸块与该表面铜层之间在该 压合工艺过程中形成合金界面。
2.如权利要求1所述的内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于另包含进行烘 烤工艺，使该多个第一导电凸块及该第二导电凸块硬化。
3.如权利要求1所述的内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于该铜膏包含 铜-铋-锡、铜_银-铋_锡或铜_铋-锌-锡。
4.如权利要求1所述的内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于该压合工艺的作 业温度在150-200°C之间，且该合金接口在该压合工艺的该作业温度下形成。
5.一种内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于包含有提供核心电路板，其包含有开孔、多个第一连接铜垫，设于该核心电路板的第一面上， 及多个第二连接铜垫，设于该核心电路板的第二面上，其中该多个第一连接铜垫上设有以 铜膏印刷而成的多个第一导电凸块；提供第一载板，包含第一基材以及第一表面铜层，其中该第一表面铜层上设有以铜膏 印刷而成的多个第二导电凸块，以及内埋式组件置于导电凸块上并与其接合；提供第二载板，包含第二基材以及第二表面铜层，其中该第二表面铜层上设有以铜膏 印刷而成的多个第三导电凸块；提供中间接合材，在相对应于该核心电路板的该开孔处，设有贯穿孔；以及 进行压合工艺，将该核心电路板、该中间接合材及该第一、第二载板压合在一起，使该 第一导电凸块穿过该中间接合材而与该第一载板的该第一表面铜层电连接，并使该第三导 电凸块分别与设于该核心电路板的该第二表面上的该多个第二连接铜垫电连接，其中该第 一导电凸块与该第一表面铜层以及该第三导电凸块与该第二连接铜垫之间均形成合金界 面。
6.如权利要求5所述的内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于另包含进行烘 烤工艺，使该多个第一、第二及第三导电凸块硬化。
7.如权利要求5所述的内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于该铜膏包含 铜-铋-锡、铜-银-铋-锡或铜-铋-锌-锡。
8.如权利要求5所述的内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于该压合工艺的作 业温度在150-200°C之间，且该合金接口在该压合工艺的该作业温度下形成。
9.如权利要求5所述的内埋式组件基板结构的制作方法，其特征在于在该压合工艺 后，另包含有剥除该第一基材及该第二基材。
10.一种内埋式组件基板结构，其特征在于包含有 核心电路板，其包含有开孔及多个连接铜垫；内埋式组件，置于该开孔内；以及多个合金插塞，分别设于该多个连接铜垫上，并与外层线路电连接，且各该合金插塞与 该外层线路之间具有合金界面。
11.如权利要求10所述的内埋式组件基板结构，其特征在于该合金接口包含 铜-铋-锡合金。
12.如权利要求1所述的内埋式组件基板结构的制作方法所形成的内埋式组件基板结构。
全文摘要
一种内埋式组件基板结构的制作方法。首先提供一核心电路板，包含有一开孔及多个连接铜垫，其上设有多个第一导电凸块；提供一载板，包含一基材及一表面铜层，其上设有多个第二导电凸块，以及一内埋式组件，置于导电凸块上并与其接合；提供一中间接合材，在相对应于该核心电路板的该开孔处，设有一贯穿孔；以及进行一压合工艺，将该核心电路板、该中间接合材及该载板压合在一起，使该第一导电凸块穿过该中间接合材而与该表面铜层电连接，并形成一合金接口。
文档编号H05K3/32GK102036498SQ200910177389
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者陈宗源 申请人:欣兴电子股份有限公司