专利名称：内埋式印刷电路板结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种印刷电路板结构，且特别涉及一种内埋式印刷电路板结构。
背景技术：
近年来，电子产品已常见于娱乐、通信、功率转换、网络、电脑及消费产品领域。电子产品也可见于军事应用、航空、汽车、工业控制器、与办公室设备。例如记忆卡、内存模块、手机电路板、电脑(或笔记本电脑)主板或显示适配器等电子装置，无不朝向高效、微小化与薄化发展。现今的电子产品讲求轻薄短小，除了需要维持高效且稳定的质量，更需节省空间以达到轻薄短小的目的。用户对于系统加快处理速度(processing speed)与缩小尺寸的需求也日益增加。在以往的电子装置中，当半导体封装件与印刷电路板(PCB)结合时，是将半导体封装件以焊锡高温接合于印刷电路板的表面。由于半导体封装件黏着印刷电路板表面上，所以，会因为产品内部高度的限制，则必须选用高度较低的零件，或采用较薄的印刷电路板及较薄的外壳。
实用新型内容本实用新型提供一种内埋式印刷电路板结构，在内埋式印刷电路板结构中，半导体封装件是设置于电路基板的开口内，且半导体封装件上表面可暴露于该电路基板上表面，借助于贴附于该半导体封装件上表面的第一导热片热耦接至形成于该电路基板上表面的第一散热层，从而降低产品内部高度。本实用新型提出一种内埋式印刷电路板结构，包括电路基板、半导体封装件、第一散热层以及第一导热片。电路基板具有开口，开口贯通电路基板上表面与电路基板下表面。电路基板上表面与电路基板下表面系相反设置，而电路基板配置有至少一电路层。半导体封装件设置于开口内，且半导体封装件电性连接于电路层，其中半导体封装件上表面暴露于电路基板上表面。第一散热层形成于电路基板上表面的至少局部，第一导热片贴附于半导体封装件上表面，且第一导热片热耦接于第一散热层。换句话说，本实用新型提供一种内埋式印刷电路板结构，包括:电路基板，具有开口，该开口贯通该电路基板上表面与该电路基板下表面，该电路基板上表面与该电路基板下表面为相反设置，其中该电路基板配置有至少一电路层；半导体封装件，设置于该开口内，且该半导体封装件电性连接于该电路层，其中该半导体封装件上表面暴露于该电路基板上表面；第一散热层，形成于该电路基板上表面的至少局部；以及第一导热片，贴附于该半导体封装件上表面，且该第一导热片热耦接于该第一散热层。较佳地，该半导体封装件上表面平齐于该电路基板上表面。较佳地，该第一散热层位于该开口周围。较佳地，该半导体封装件接合于该开口的内壁。较佳地，该开口的内壁具有阶梯形状，且该半导体封装件的底部具有阶梯形状，以配合于该开口的内壁。较佳地，该电路层埋设于该电路基板，且该开口的内壁暴露该电路层局部。较佳地，该内埋式印刷电路板结构还包括第二散热层，埋设于该电路基板，且该开口的内壁暴露该第二散热层局部，而该半导体封装件热耦接于该暴露的第二散热层。较佳地，该内埋式印刷电路板结构还包括间隙物，设置于该开口内，且位于该半导体封装件与该电路基板之间。较佳地，该半导体封装件下表面暴露于该电路基板下表面，该半导体封装件上表面与该半导体封装件下表面为相反设置，且该内埋式印刷电路板结构还包括:第三散热层，形成于该电路基板下表面的至少局部；以及第二导热片，贴附于该半导体封装件下表面，且该第二导热片热耦接于该第三散热层。除此之外，本实用新型还提出另一种内埋式印刷电路板结构，包括电路基板、半导体封装件、第一散热层以及第一导热片。电路基板具有开口，开口开设于电路基板上表面，而电路基板配置有至少一电路层。半导体封装件设置于开口内，且半导体封装件电性连接于电路层，其中半导体封装件上表面暴露于电路基板上表面。第一散热层形成于电路基板上表面的至少局部，第一导热片贴附于半导体封装件上表面，且第一导热片热耦接于第一散热层。换 句话说，本实用新型提供的另一种内埋式印刷电路板结构，包括:电路基板，具有开口，该开口开设于该电路基板上表面，其中该电路基板配置有至少一电路层；半导体封装件，设置于该开口内，且该半导体封装件电性连接于该电路层，其中该半导体封装件上表面暴露于该电路基板上表面；第一散热层，形成于该电路基板上表面的至少局部；以及第一导热片，贴附于该半导体封装件上表面，且该第一导热片热耦接于该第一散热层。本实用新型由于半导体封装件是设置于开口内，可以降低产品内部高度，并且半导体封装件上表面可暴露于该电路基板上表面，借助于贴附于该半导体封装件上表面的第一导热片连接至形成于该电路基板上表面的第一散热层，可以增加有效的散热面积为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1为本实用新型实施例一内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图2为本实用新型实施例二内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图3为本实用新型实施例三内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图4为本实用新型实施例四内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图5为本实用新型实施例五内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图6为本实用新型实施例六内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图7为本实用新型实施例七内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图8为本实用新型实施例八内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图；图9为本实用新型实施例九内埋式印刷电路板结构的侧视剖面示意图。主要元件附图标记说明1、2内埋式印刷电路板结构[0030]110电路基板101电路基板上表面102电路基板下表面111开口103内壁120电路层130第一散热层140半导体封装件140a半导体封装件底部141半导体封装件上表面142半导体封装件下表面143引脚144导电球150第一导热片160第二散热层170间隙物180第三散热层190第二导热片200电子零组件
具体实施方式
为了充分了解本实用新型，于下文将例举实施例并配合附图作详细说明，且其并非用以限定本实用新型。实施例一请参照图1，图1为本实用新型一实施例内埋式印刷电路板结构I的侧视剖面示意图。如图1所示，内埋式印刷电路板结构I包括电路基板110、半导体封装件140、第一散热层130以及第一导热片150。电路基板110具有开111，开111贯通电路基板110上表面101与电路基板110下表面102，电路基板110上表面101与电路基板110下表面102为相反设置，其中电路基板110配置有至少一电路层120。电路基板110例如包括绝缘基板以及配置于绝缘基板上的电路层120。绝缘基板具有电绝缘性，且绝缘基板的材料例如为环氧树脂、聚酰亚胺(PI，polyimide)、双马来酰亚胺三嗪树脂(BT树脂，bismaleimide triazine resin)或烯丙基化苯醚树脂(A-PPE树脂，Allylated Polyphenylene ether resin)。另外，在其他实施例中，绝缘基板可作为核心层(core)，并且可以在绝缘基板上用增层法(build-up)交替地形成绝缘层与电路层120。绝缘基板也可以是包含加强材的纤维强化基板，所述加强材例如为已硬化的树脂与玻璃布、玻璃不织布或芳族聚酰胺不织布等。电路基板110具有上表面101以及下表面102，电路基板110上表面101与电路基板110下表 面102为相反设置。整体而目，电路基板110的厚度(即电路基板110上表面101与电路基板110下表面102的垂直距离)是本领域普通技术人员可依据实际需求而定，而电路基板110的厚度较佳例为介于0.6毫米至1.6毫米之间，但不以此为限。在本实施例中，开111的内壁103大致垂直于电路基板110上表面101，且开111的内壁103大致垂直于电路基板110下表面102。开口 111的尺寸以及形状，与半导体封装件140的尺寸以及形状大致配合。在本实施例中，开口 111的尺寸略大于半导体封装件140的尺寸。值得一提的是，开口 111的大小与形状是依据实际需求而设计，本发明的实施例并不限制。开口 111贯通电路基板110上表面101与电路基板110下表面102。在本实施例中，形成开口 111的方法例如采用雷射钻孔制造方法(laser drilling process),对电路基板110进行钻孔，以移除部分电路基板110而形成开口 111，其中，雷射能量束垂直入射上表面101，上述雷射钻孔制造方法所使用的雷射可以是二氧化碳雷射、紫外光亚格雷射(UV-YAG laser)或是其他适当的雷射。另外，也可采用其他移除部分电路基板110的方法，例如电浆蚀刻、化学蚀刻或机械钻孔等，以形成开口 111。电路基板110配置有至少一电路层120。在本实施例中，电路基板110下表面102配置有电路层120，且电路层120位于开口 111周围，以提供半导体封装件140电性连接。半导体封装件140设置于开口 111内，且半导体封装件140电性连接于电路层120，其中半导体封装件140上表面141暴露于电路基板110上表面101。举例而言，半导体封装件140为芯片封装，例如四面薄型扁平封装(Thin Quad Flat Package, TQFP)或者薄缩小型轮廓封装(Thin Shrink Small Outline Package, TSSOP),半导体封装件140可包含芯片载体、芯片、封胶体以及多个引脚143。芯片设置于芯片载体上，芯片载体可为小型印刷电路板、电路薄膜或导线架，并可利用多个焊线或凸块使芯片的焊垫电性连接至芯片载体，并以封胶体密封芯片。在本实施例中，芯片可为内存芯片，如闪存芯片或是动态随机存取内存芯片。半导体封装件140具有上表面141以及相对于上表面141的下表面142。整体而言，半导体封装件140的厚度(即上表面141与下表面142的垂直距离)是本领域普通技术人员可依据实际需求而定，而半导体封装件140的厚度较佳例为介于0.65毫米至1.6毫米之间，但不以此为限。所述多个引脚143设置于半导体封装件140的两侧，半导体封装件140借助引脚143接合于电路基板110，且电性连接于电路基板110的电路层120。再者，半导体封装件140设置于开口 111内，借此，开口 111能增加半导体封装件140的嵌埋深度。半导体封装件140上表面141暴露于电路基板110上表面101，具体而言，半导体封装件140上表面141平齐于电路基板110上表面101。半导体封装件140下表面142暴露于电路基板110下表面102，而半导体封装件140下表面142略凸出于电路基板110下表面102。如图1所不，半导体封装件140的最大厚度可接近电路基板110的厚度。第一散热层130形成于电路基板110上表面101的至少局部，且第一散热层130位于该开口 111周围。第一散热层130可由沉积导热材料的方式形成，例如为喷镀(spray coating)、电镀(electroplating)、无电电镀(electroless plating)、蒸镀或派镀(sputtering)等制造方法。举例而言,第一散热层130可为图案化的金属层。第一散热层130的厚度依材料不同而不同，且其可由例如金属材料、合金材料、高分子材料或上述材料的组合沉积多层导热材料所形成。形成第一散热层130的材料例如为铜、锡、银、等金属材料、合金材料、高分子材料、石墨材质或上述材料的组合沉积多层导热材料。[0060]值得一提的是,在本实施例中，第一散热层130可为配置于电路基板110表面的铜箔、铝箔或其他导热金属所构成，详细而言，形成第一散热层130时，可利用原先配置于电路基板110表面以作为导电线路的铜箔，所述导电线路表面覆盖有一整层绿漆，可先除去部分绿漆，使得底部的铜箔的部分表面裸露在外而形成裸铜，以形成第一散热层130。所述裸铜的形状可为多个彼此分离的圆、椭圆或多边形，例如三角形、正方形。多个彼此分离且直径相等的圆可形成第一散热层130。在本实施例中，第一散热层130为连续的层状构造且位于开口 111周围。第一导热片150为导热效果良好的材质所制成,例如娃利康(Silicone)或相变化材。第一导热片150贴附于半导体封装件140上表面141，且第一导热片150热耦接于第一散热层130。在本实施例中,第一导热片150位于开口 111上方且覆盖半导体封装件140上表面141以及第一散热层130。由于半导体封装件140上表面141暴露于电路基板110上表面101，且由于第一导热片150为软性材质，因此第一导热片150可紧密贴附于半导体封装件140上表面141以及位于开口 111周围的第一散热层130,以热I禹接于第一散热层130。此举能消除第一散热层130和半导体封装件140之间可能存在的热耦接热阻，进而加强第一散热层130对半导体封装件140的散热作用。第一导热片150热耦合至第一散热层130，以快速导散半导体封装件140发出的热量。半导体封装件140所发出的热可传导至第一导热片150，再借助于第一散热层130以及流经第一散热层130上方的冷空气将热量带走。实施例二请参照图2，图2为本实用新型实施例二内埋式印刷电路板结构I的侧视剖面示意图。本实施例的内埋式印刷电路板结构I与上述实施例相似之处不再描述，而以下仅针对本实施例与上述实施例之间的不同之处进行详细说明。如图2所示，半导体封装件140接合于开口 111的内壁103，且开口 111的内壁103具有阶梯形状，而电路层120为设置于内壁103的至少局部，以提供半导体封装件140电性连接。半导体封装件140设置于开口 111内，半导体封装件140借助引脚143接合于电路基板110于开口 111内壁103，且电性连接于电路层120。借此，具有阶梯形状内壁103的开口 111能增加半导体封装件140的嵌埋深度。在本实施例中，半导体封装件140上表面141平齐于电路基板110上表面101，且半导体封装件140下表面142平齐于电路基板110下表面102。如图2所示，半导体封装件140的最大厚度可大致等于电路基板110的厚度。实施例三请参照图3，图3为本实用新型实施例三的内埋式印刷电路板结构I的侧视剖面示意图。本实施例的内埋式印刷电路板结构I与上述实施例相似之处不再描述，而以下仅针对本实施例与上述实施例之间的不同之处进行详细说明。如图3所示，半导体封装件140的引脚143的形状为大致平直形状，且引脚143的延伸方向与电路基板110上表面101或下表面102大致平行。半导体封装件140借助引脚143接合于电路基板110于开口 111内壁103，且电性连接于电路层120。借此，具有阶梯形状内壁103的开口 111能增加半导体封装件140的嵌埋深度。如图3所示，半导体封装件140的最大厚度可略小于电路基板110的厚度。[0069]实施例四请参照图4，图4为本实用新型实施例四的内埋式印刷电路板结构I的侧视剖面示意图。本实施例的内埋式印刷电路板结构I与上述实施例相似之处不再描述，而以下仅针对本实施例与上述实施例之间的不同之处进行详细说明。如图4所示，半导体封装件140例如为球型数组封装(Ball Grid Array, BGA)，半导体封装件140借助导电球144接合于电路基板110，且电性连接于设置于内壁103的电路层120。值得一提的是，半导体封装件140的底部140a具有阶梯形状，以配合于内壁103，而所述多个导电球144设置于半导体封装件140的底部140a。不同公知球型数组封装，该些导电球144设置于半导体封装件140的阶梯状底部140a，以接合至阶梯状的开口 111内壁103，借此增进该半导体封装件140的嵌埋深度。在本实施例中，半导体封装件140上表面141平齐于电路基板110上表面101，且半导体封装件140下表面142平齐于电路基板110下表面102。如图4所示，半导体封装件140的最大厚度可大致等于电路基板110的厚度。另外，半导体封装件140还可包括第三散热层180以及第二导热片190。第三散热层180形成于电路基板110下表面102的至少局部，相似地，在本实施例中，第三散热层180同样可为配置于电路基板110表面的铜箔、铝箔或其他导热金属所构成，且第三散热层180位于开口 111周围。而第二导热片190贴附于半导体封装件140下表面142，且第二导热片190热耦接于第三散热层180。第二导热片190为导热效果良好的材质所制成，在本实施例中，第二导热片190位于开口 111下方且覆盖半导体封装件140下表面142以及第三散热层180。由于半导体封装件140下表面142暴露于电路基板110下表面102,且由于第二导热片190为软性材质，因此第二导热片190可紧密贴附于半导体封装件140下表面142以及位于开口 111周围的第三散热层180，以热耦接于第三散热层180。另外，内埋式印刷电路板结构I可还包括间隙物170，间隙物170设置于开口 111内，且位于半导体封装件140与电路基板110之间。举例而言，间隙物170可为液态填充胶，例如底部填充胶(underfill material)或液态环氧树脂(liquid epoxyresin)。间隙物170填充于该半导体封装件140与开口 111内壁103之间的空隙。间隙物170能加强半导体封装件140与电路基板110的接合。间隙物170可用以支撑于半导体封装件140以及电路基板110之间，借助间隙物170可分散电路基板110所受的压力，而可避免电路基板110凹陷或半导体封装件140崩坏。实施例五请参照图5，图5为本实用新型实施例五的内埋式印刷电路板结构I的侧视剖面示意图。本实施例的内埋式印刷电路板结构I与上述实施例相似之处不再描述，而以下仅针对本实施例与上述实施例之间的不同之处进行详细说明。如图5所示，在本实施例中，电路基板110可为硬质多层板，而电路基板110配置有多个电路层120，所述多个电路层120埋设于电路基板110。在其他实施例中，电路基板110例如可包括核心层、多个电路层120、多个介电层。这些电路层120与这些介电层分别配置于核心层的相对两侧。此外，这些电路层120可借助通孔或盲孔电性导通，初始基板可作为核心层(core),并且可以在基板110上用增层法(build-up)来交替地形成介电层与电路层120。[0078]值得一提的是，阶梯形状的内壁103可暴露电路层120局部，以提供半导体封装件140电性连接。半导体封装件140设置于开口 111内，半导体封装件140借助导电球144接合于电路基板110，且电性连接于暴露于内壁103的电路层120。借此，具有阶梯形状内壁103的开口 111能增加半导体封装件140的嵌埋深度。在本实施例中，半导体封装件140上表面141平齐于电路基板110上表面101,且半导体封装件140下表面142平齐于电路基板110下表面102。如图5所不，半导体封装件140的最大厚度可大致等于电路基板110的厚度。另外，内埋式印刷电路板结构I还可包括第二散热层160，第二散热层160埋设于电路基板110。开口 111的内壁103暴露第二散热层160的局部，而半导体封装件140热耦接于暴露的第二散热层160。第二散热层160例如为埋设于电路基板110内的铜箔、铝箔或其他导热金属所构成，且阶梯形状的内壁103暴露第二散热层160的局部。而半导体封装件140可热耦接于暴露的第二散热层160，借此，半导体封装件140所发出的热可传导至第二散热层160。此外，还可形成多个焊球于开口 111内壁103，并使半导体封装件140经由这些焊球热耦接至第二散热层160。
_0] 实施例六至实施例九请参照图6至图9，图6至图9为本实用新型实施例六至实施例九的内埋式印刷电路板结构2的侧视剖面示意图。内埋式印刷电路板结构2与上述实施例相似之处不再描述，而以下仅针对本实施例与上述实施例之间的不同之处进行详细说明。如图6至图9所示，这些实施例的内埋式印刷电路板结构2的开口 111仅开设于电路基板110上表面101，而电路层120为设置于内壁103的至少局部。举例而言，如图6所示，在实施例六中，电路层120设置于开口 111的内壁103底部，半导体封装件140接合于开口 111的内壁103底部，且借助接脚143电性连接于电路层120。另外，内埋式印刷电路板结构2还可包括电子零组件200，例如被动元件。被动元件可设置于开口 111内且电性连接于电路层120。综上所述，根据本实用新型的实施例，上述的内埋式印刷电路板结构1、2由于半导体封装件140是设置于开口 111内，可减少产品内部的高度；且半导体封装件140上表面141可暴露于该电路基板110上表面101,借助于贴附于该半导体封装件140上表面141的第一导热片150连接至形成于该电路基板110上表面101的第一散热层130,可增加有效的散热面积。以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以限定本实用新型的保护范围。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神与范围内，所作的修改及修饰的等效替换，仍在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种内埋式印刷电路板结构，其特征在于，包括: 电路基板，具有开口，该开口贯通该电路基板上表面与该电路基板下表面，该电路基板上表面与该电路基板下表面为相反设置，其中该电路基板配置有至少一电路层； 半导体封装件，设置于该开口内，且该半导体封装件电性连接于该电路层，其中该半导体封装件上表面暴露于该电路基板上表面； 第一散热层，形成于该电路基板上表面的至少局部；以及 第一导热片，贴附于该半导体封装件上表面，且该第一导热片热耦接于该第一散热层。
2.如权利要求1所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，该半导体封装件上表面平齐于该电路基板上表面。
3.如权利要求1所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，该第一散热层位于该开口周围。
4.如权利要求1所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，该半导体封装件接合于该开口的内壁。
5.如权利要求4所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，该开口的内壁具有阶梯形状，且该半导体封装件的底部具有阶梯形状，以配合于该开口的内壁。
6.如权利要求4所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，该电路层埋设于该电路基板，且该开口的内壁暴露该电路层局部。
7.如权利要求4所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，还包括第二散热层，埋设于该电路基板，且该开口的内壁暴露该第二散热层局部，而该半导体封装件热耦接于该暴露的第二散热层。
8.如权利要求1所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，还包括间隙物，设置于该开口内，且位于该半导体封装件与该电路基板之间。
9.如权利要求1所述的内埋式印刷电路板结构，其特征在于，该半导体封装件下表面暴露于该电路基板下表面，该半导体封装件上表面与该半导体封装件下表面为相反设置，且该内埋式印刷电路板结构还包括: 第三散热层，形成于该电路基板下表面的至少局部；以及 第二导热片，贴附于该半导体封装件下表面，且该第二导热片热耦接于该第三散热层。
10.一种内埋式印刷电路板结构，其特征在于，包括: 电路基板，具有开口，该开口开设于该电路基板上表面，其中该电路基板配置有至少一电路层； 半导体封装件，设置于该开口内，且该半导体封装件电性连接于该电路层，其中该半导体封装件上表面暴露于该电路基板上表面； 第一散热层，形成于该电路基板上表面的至少局部；以及第一导热片，贴附于该半导体封装件上表面，且该第一导热片热耦接于该 第一散热层。
专利摘要本实用新型提供的内埋式印刷电路板结构包括电路基板、半导体封装件、第一散热层以及第一导热片；电路基板具有开口，开口贯通电路基板上表面与电路基板下表面，而电路基板配置有至少一电路层；半导体封装件设置于开口内，且电性连接于电路层；再者，半导体封装件上表面暴露于电路基板上表面；第一散热层形成于电路基板上表面的至少局部；第一导热片贴附于半导体封装件上表面，且热耦接于第一散热层。本实用新型由于半导体封装件是设置于开口内，可降低产品内部的高度。
文档编号H05K1/18GK203086852SQ20132004534
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者傅建钧 申请人:精英电脑股份有限公司