具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板的制作方法

具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板的制作方法
【专利摘要】一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其包含金属块、金属柱、图案化内连接基板、黏着剂、增层电路及选择性包含被覆穿孔。金属块和金属柱延伸进入图案化内连接基板的穿孔，并电性连接至增层电路。增层电路覆盖金属块、金属柱及图案化内连接基板并可提供讯号路由。金属块可提供热接触表面，且金属柱可作为电性/接地平台或讯号垂直传导路径。
【专利说明】具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板

【技术领域】
[0001]本发明是关于一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，尤其指一种具有用于导热的金属块及用于电性路由的金属柱的散热增益型线路板。

【背景技术】
[0002]半导体组件具有高电压、高频率及高性能应用，其需要高功率以执行该些特定功能。由于功率增加，半导体组件产生更多热能。对于可携式电子设备，其高封装密度及小外观尺寸将缩减其散热的表面积，可能会使热能的累积更加严重。热能不仅会使芯片劣化，同时会因热膨胀不匹配而将热压力施加于芯片与周围组件。因此，芯片必须组装至散热板，使产生的热能可以快速及有效地从芯片扩散至散热板再到周围环境，以确保有效及可靠的操作情形。
[0003]作为一种良好有效的散热板设计，一般需要导热并散热至比芯片更大的表面积、或散热至设置于其上的散热座。此外，散热板需要提供半导体组件的电性路由及机械性支撑。由此，散热板通常包含:用于移除热能的散热件或散热座；以及用于讯号路由的内连接基板，内连接基板包含用于电性连接至半导体组件的连接垫、及用于电性连接至另一层级组体的端子。
[0004]Juskey等人的美国专利6，507，102公开一种组体板，其中具有纤维玻璃和热固化树脂的复合物基板，该基板包含一中央开口 ；一相似于该中央开口的方形或矩形散热座是于该中央开口的侧壁附着至基板；顶部和底部导电层附着至该基板的顶部和底部，并由贯穿基板的被覆穿孔而互相电性连接；芯片设置于散热座上，并经由打线连结至顶部导电层；封装层设置在芯片上；且在底部导电层上设置锡球。此结构是由散热座使热能从芯片传导至周围环境。然而，由于散热座仅从侧壁附着至外围基板，因支撑不足而易碎，并可能在热循环时破裂，使电路板在实际使用上非常不可靠。
[0005]Ding等人的美国专利6，528，882和Yokozuka等人的美国专利7，554，039公开一种散热增益型球门阵列封装，其基板包含一金属芯层。芯片设置于金属芯层顶面的芯片垫区，绝缘层形成于金属芯层底面，盲孔是延伸穿过绝缘层至金属芯层，散热球填充于盲孔内，且锡球设置于基板上，并对齐散热球。芯片的热能流动通过金属芯层至散热球再达印刷电路板(PCB)。然而，由于金属芯层是一连续平板，其限制了电力传输能力，需要大片导电金属连接顶部和底部的图案化线路层。
[0006]Woodall等人的美国专利7，038, 311及Zhao等人的美国专利8，310, 067公开一种散热增益型球门阵列封装(BGA)，其中一具有倒放T型的散热座设置于基板的开口上，以提供有效的散热性，使热能从芯片通过基座至延伸基底再传至印刷电路板(PCB)。然而，较相似于其他内插外露式(drop-1n)散热座类型，电路板不具任何促进电力传输功能，且易碎、不平衡，并在组装时可能会弯曲；此点在可靠性上有较多疑虑并造成低产率。
[0007]此外，若半导体组件在执行高频传输或接收时容易发生电力短缺问题，对于这些组件的讯号完整性将有不利影响。综观现今用于高功率及高性能装置的线路板，仍存在多种发展阶段及限制，目前亟需一种具有适当散热性、通过固态传导通道而达成优异讯号完整性、且于制造时维持低成本的线路板。


【发明内容】

[0008]本发明的目的是提供一种具有散热垫和电性突柱的散热增益型线路板，其可提供附着于其上的半导体组件的热传导路径和电性路由。散热垫和电性突柱延伸进入图案化内连接基板的通孔，且更由增层电路加以延伸。图案化内连接基板可提供机械性支撑及讯号路由。增层电路热性连接至散热垫且通过导电盲孔电性连接至电性突柱。并且，增层电路可通过被覆穿孔或/及导电盲孔更电性连接至图案化内连接基板。总结来说，形成于增层电路中的散热垫及导电盲孔提供了线路板的导热路径，其中增层电路系直接接触散热垫。线路板的电性连接可由电性突柱、图案化内连接基板及增层电路而保持灵活讯号路由或电力传输及返回。
[0009]为实现上述目的，本发明提供的散热增益型线路板，包含图案化内连接基板、金属块、金属柱、黏着剂、增层电路及选择性包含被覆穿孔。
[0010]金属块和金属柱分别延伸进入图案化内连接基板的第一通孔及第二通孔，且分别作为散热垫和电性突柱。在一较佳实施例中，散热垫和电性突柱于第二垂直方向与图案化内连接基板大致共平面。散热垫的一表面可自第二垂直方向显露，用以提供一用于连接半导体组件的导热平台。因此，产生的热能可以快速及有效地从芯片扩散至散热板再到周围环境，以确保有效及可靠的操作情形。散热垫亦可作为电性或接地平台，以提供电力传输及接地返回路径。此外，电性突柱可为电性/接地突柱或讯号突柱，并可包含用于电性连接的自第二垂直方向显露的内连接垫。散热垫和电性突柱可由铜或铝制成，且厚度较佳介于25微米至2毫米的范围内，更佳为介于100微米至I毫米的范围内，再更佳为介于200微米至500微米的范围内。根据实际需求，复数个散热垫或电性突柱可内建于线路板中。例如，线路板可包含复数个金属块作为散热垫、及复数个金属柱分别作为电性/接地突柱及讯号突柱。用于电性及接地平台的金属块和金属柱可有效缩短电力传输及接地返回路径，进而降低电阻及寄生电容。再者，金属块及金属柱可藉由调整电性平台及接地平台的数量、厚度、形状及位置而达成弹性设计。例如，金属块可具有方形或矩形的外围并具有约5x5毫米至10x10毫米的尺寸，且金属柱可具有圆柱形状并具有0.5毫米至I毫米的直径。
[0011]图案化内连接基板在其一或二表面可包含用于电性路由的图案化线路层。例如，图案化内连接基板可包含位于其第一表面的第一图案化线路层及位于其第二表面的第二图案化线路层，第一图案化线路层面朝第一垂直方向且第二图案化线路层面朝第二垂直方向。第一及第二图案化线路层可由一个以上的延伸穿过图案化内连接基板的被覆穿孔、或由内建于内连接基板中的连接件(例如导电穿孔及内建导电层)而互相电性连接。图案化内连接基板可延伸至线路板的外围边缘，且提供机械性支撑以防止线路板弯曲变形。图案化内连接基板可由有机材料制成，例如环氧树脂、聚酰亚胺或铜覆层压板；图案化内连接基板亦可由陶瓷或其他各种无机材料所制成，例如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(SiN)、硅(Si)、玻璃等。
[0012]黏着剂从第一垂直方向覆盖图案化内连接基板，且可从金属块和金属柱侧向延伸至线路板的外围边缘。此外，黏着剂可自第二垂直方向延伸进入金属块和图案化内连接基板间、及金属柱和图案化内连接基板间的间隙。因此，黏着剂可侧向覆盖及环绕金属块和金属柱的外围边缘以及图案化内连接基板的通孔内壁，与金属块和金属柱的外围边缘以及图案化内连接基板的通孔内壁同型披覆，并接触金属块和金属柱的外围边缘以及图案化内连接基板的通孔内壁。在一较佳实施例中，黏着剂于第二垂直方向与金属块、金属柱及图案化内连接基板大致共平面，并于第一垂直方向与金属块、金属柱共平面。黏着剂在邻接图案化内连接基板的第一表面处可具有第一厚度(于第一 /第二垂直方向)，以及间隙中具有第二厚度(于与第一 /第二垂直方向垂直的侧向方向，第二厚度不同于第一厚度。此外，本发明的线路板可包含一图案化金属层，其自该黏着剂朝第二垂直方向延伸，并分别电性耦合散热垫和图案化内连接基板、及电性突柱和图案化内连接基板。较佳地，图案化金属层于第二垂直方向与图案化内连接基板、散热垫及电性突柱共平面。
[0013]增层电路自第一垂直方向覆盖金属块、金属柱及黏着剂。增层电路可包含第一介电层、第一盲孔及一个以上的第一导线。例如，第一介电层于第一垂直方向覆盖并接触金属块、金属柱及黏着剂，且可延伸至线路板的外围边缘；以及第一导线自第一介电层朝第一垂直方向延伸。
[0014]第一介电层中的第一盲孔对准该金属块及该金属柱且选择性对准图案化内连接基板。例如，对准金属块及金属柱的第一盲孔可延伸穿过第一介电层且邻接金属块及金属柱，而对准图案化内连接基板的第一盲孔可延伸穿过第一介电层及黏着剂并邻接图案化内连接基板。一个以上的第一导线自第一介电层朝第一垂直方向延伸，于第一介电层上侧向延伸，并于第二垂直方向延伸穿过第一盲孔以形成第一导电盲孔，其可提供金属块的热性连接、及电性连接金属柱和图案化内连接基板。尤其，第一导线可直接接触金属块、金属柱及选择性直接接触图案化内连接基板。因此，金属块和增层电路间的热传导路径及增层电路和金属突柱间、及增层电路和内连接基板间的电性连接可不需使用其他材料(例如焊料)。金属块和第一导电盲孔可提供线路板的热传导路径，金属柱和金属块及第一导线可提供线路板的电力传输及接地返回路径，以最小化由被覆穿孔引起的压降问题(voltagedrop)。
[0015]若有额外的信号路由，增层电路可包括额外的介电层、额外的盲孔层、以及额外的导线层。增层电路的最外层导线可分别包含一个以上的端子接垫，以提供电子组件(如半导体芯片、塑料封装、或另一半导体组体)的电性连接。端子接垫可包含面朝第一垂直方向的外露接触面。因此，线路板可包含电性连接点(例如图案化内连接基板的内连接垫及增层电路的端子接垫)，其互相电性连接并位于面朝相反垂直方向的相反表面，如此一来，线路板可被堆叠且电子组件可由各种媒介(包含打线或焊锡凸块)作为电性接点而电性连接至线路板。
[0016]被覆穿孔可垂直延伸穿过黏着剂，以电性连接图案化内连接基板和增层电路。例如，被覆穿孔于第一端可延伸至增层电路的外导电层或内导电层并电性连接至增层电路的外导电层或内导电层，于第二端可延伸至图案化内连接基板的第二图案化线路层并电性连接至图案化内连接基板的第二图案化线路层，以提供增层电路和图案化内连接基板间的垂直方向讯号路由。
[0017]本发明还提供一种半导体组体，其中半导体组体(如芯片)设置在散热垫上且电性连接至图案化内连接基板与电性突柱。半导体组件可利用各种导热材料(例如导电黏着剂或焊料)而设置在散热垫上，并利用各种连接媒介(包含焊锡凸块、金线)而电性连接至图案化内连接基板和电性突柱。因此，通过由散热垫和直接接触散热垫的第一导线所提供的热传导路径，可促进组体板的热性能。通过由作为电性/接地平台的电性突柱与直接接触电性/接地平台的第一导线所提供的电路传输与接地返回路径，可将压降问题最小化。
[0018]本发明具有多项优点。内建散热垫可提供半导体组件附着的热接触平台，并还可作为接地/电性平台。内建电性突柱可作为单一垂直传导路径或接地/电性平台，用以有效缩短电力传输及接地返回路径，因而减少电阻和寄生电容。图案化内连接基板可提供机械性支撑，并通过被覆穿孔或/及增层电路中的导电盲孔(直接接触图案化内连接基板)而电性连接至增层电路，以提供讯号路由。增层电路中的导电盲孔可提供散热垫和增层电路间的直接热性连接，且利于高热传导路径。并且，增层电路中的导电盲孔可更提供电性突柱的电性连接，使导电盲孔和电性突柱可提供电力传输及返回路径，进而防止由被覆穿孔引起的显著压降问题。增层电路及图案化基板连同作为讯号突柱的电性突柱可提供讯号路由，且因增层电路具有高路由可行性，利于展现高I/o值以及高性能。黏着剂可提供散热垫和图案化内连接基板间、电性突柱和图案化基板间、增层电路和图案化基板间的稳固机械性连结，因而提升线路板的可靠性。线路板和使用其的半导体组体可靠度高、价格低廉、且非常适合大量制造生产。
[0019]本发明的上述优点及功效与其他优点及功效将由参照下述实施方式内容而详加描述且更为显著。

【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1-图7是本发明一较佳实施例的散热增益型线路板的制造方法剖视图，线路板包含图案化内连接基板、散热垫、复数个电性突柱、黏着剂、增层电路及被覆穿孔；其中图2A及图3A分别为对应图2及图3的俯视图，以及图3B为图案化内连接基板的仰视图。
[0021]图8及图8A分别是本发明一较佳实施例的半导体组体的剖视图及简化的局部俯视图，半导体组体包含贴附至线路板散热垫的半导体组件。
[0022]图9A及图9B分别是本发明另一较佳实施例的另一散热增益型线路板的俯视图及仰视图，线路板具有自外围边缘显露的被覆穿孔。
[0023]图10是本发明再一实施例的再一散热增益型线路板的剖视图，线路板具有直接接触图案化内连接基板的第一导线。
[0024]附图中符号说明；
[0025]100,200,300线路板；301图案化内连接基板；110半导体组体；311第一通孔；11金属板；312第二通孔；13金属块；331第一图案化线路层；15金属柱；351绝缘层；18黏着剂；37第二金属层；181第一开口 ；37’第二被覆层；182第二开口 ；371第二图案化线路层；201增层电路;401穿孔;211第一介电层；403连接层；213第一盲孔；411被覆穿孔；23第一金属层；511防焊材料；23’第一被覆层；518防焊开口 ；231第一导线；61半导体组件；233第一导电盲孔；71打线。

【具体实施方式】
[0026]请参阅附图，本发明可由下述较佳实施例的详细叙述更加清楚明了。
[0027]在下文中，将提供实施例以详细说明本发明的实施态样。本发明的其他优点以及功效将由本发明所揭示的内容而更为显著。应当注意的是，该些附图为简化的示图，图中所示的组件数量、形状、以及大小可根据实际条件而进行修改，且组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，且不背离本发明所定义的精神与范畴的条件下，可进行各种变化以及调整。
[0028]实施例1
[0029]图1-图7是本发明一实施例的散热增益型线路板的制造方法剖视图，线路板包含图案化内连接基板、散热垫、复数个电性突柱、黏着剂、增层电路及被覆穿孔。
[0030]如图7所示，散热增益型线路板100包含金属块13、金属柱15、黏着剂18、增层电路201、图案化内连接基板301及被覆穿孔411。金属块13和金属柱15延伸进入图案化内连接基板301的通孔，且分别作为散热垫和电性突柱。黏着剂18夹置于金属块13和图案化内连接基板301之间、金属柱15和图案化内连接基板301之间及增层电路201及图案化内连接基板301之间，并提供金属块13和图案化内连接基板301之间、金属柱15和图案化内连接基板301之间及增层电路201及图案化内连接基板301之间稳固地机械性连结。增层电路201从向下方向覆盖金属块13、金属柱15及黏着剂18，且通过第一导线233而电性连接至金属块13及金属柱15，以提供热传导路径及电力传输与返回路径。被覆穿孔411延伸穿过图案化内连接基板301、黏着剂18及增层电路201，并可提供增层电路201及图案化内连接基板301间的讯号传导路径。
[0031]图1为具有金属板11、第一介电层211及第一金属层23的层压基板的结构剖视图。金属板11自向上方向覆盖第一介电层211，且绘示为未经图案化的厚度0.3毫米的铜板。第一金属层23自向下方向覆盖第一介电层211，且绘示为未经图案化的厚度17微米的铜层。第一介电层211通常为环氧树脂、玻璃环氧树脂、聚酰亚胺、及其类似物所制成，其夹置于金属板11和第一金属层23之间且具有50微米的厚度。
[0032]图2及图2A分别为具有形成于第一介电层211上的金属块13和金属柱15的结构剖视图和俯视图。可利用微影技术及湿式蚀刻移除金属板11的选定部位而定义出金属板11的剩余部分，以作为金属块13及金属柱15。在此实施例中，金属块13绘示为矩形铜块，其尺寸为3毫米乘3毫米，且金属柱15绘示为铜圆柱，其直径为0.5毫米。
[0033]图3及图4为将图案化内连接基板301利用黏着剂18层压至第一介电层211上的流程剖视图，图3A为对应图3的俯视图，及图3B为图案化基板301的仰视图。将金属块13插入图案化内连接基板301的第一通孔311和黏着剂18的第一开口 181，以及将金属柱15插入图案化内连接基板301的第二通孔312和黏着剂18的第二开口 182，进行压合制程。图案化内连接基板301绘示为一包含第一图案化线路层331、绝缘层351及第二金属层37的层压板，其设置在第一介电层211上，其中第一图案化线路层331面朝第一介电层211。绝缘层351绘示为一罗杰斯核心(Rogers core),其厚度为0.1毫米,且可为各种有机或无机电性绝缘体。第一图案化线路层331绘示为厚度35微米的图案化铜层，且自绝缘层351朝向下方向延伸。第二金属层37绘示为厚度35微米的未经图案化铜层，且自绝缘层351朝向上方向延伸。黏着剂18绘示为一罗杰斯胶片(Rogers prepreg),其厚度为0.1毫米，且可为各种介电膜或由多种有机或无机电性绝缘体形成的胶片。由激光切割穿过图案化内连接基板301而形成第一及第二通孔311，312，其亦可经由其他技术如冲压和机械性钻孔而形成。相同地，由激光切割穿过黏着剂18而形成第一及第二开口 181，182，其亦可经由其他技术如冲压和机械性钻孔而形成。
[0034]于加热及加压下，介于图案化内连接基板301和第一介电层211间的黏着剂18是被融熔且被挤入金属块13和图案化基板301之间、及图案化基板301和金属柱15之间的间隙。金属块13和金属柱15由黏着剂18而与图案化内连接基板301间隔开来，并于向上方向与图案化内连接基板301共平面。固化的黏着剂18提供金属块13和图案化基板301之间、金属柱15和图案化内连接基板301之间、及第一介电层211和图案化内连接基板301之间安全稳固的机械性连结，并于向上方向与金属块13、金属柱15及图案化内连接基板301共平面。
[0035]图5为具有穿孔401的结构剖视图。穿孔401从垂直方向延伸穿过第一金属层23、第一介电层211、黏着剂18及图案化内连接基板301。穿孔401可藉由机械性钻孔而形成，也可经由其他技术如激光钻孔以及湿式或非湿式的等离子体蚀刻而形成。
[0036]图6为具有第一盲孔213的结构剖视图。第一盲孔213延伸穿过第一金属层23及第一介电层211,以从向下方向显露金属块13和金属柱15的选定部分。第一盲孔213可经由各种技术形成，包括激光钻孔、等离子体蚀刻及微影技术，且一般具有50微米的厚度。可使用脉冲激光提高激光钻孔效能，或者，可使用金属光罩以及扫描式激光束。举例来说，可先蚀刻铜板以制造一金属窗口后再照射激光。
[0037]参照图7,藉由在第一金属层23上沉积第一被覆层23’及沉积进入第一盲孔213,然后图案化第一金属层23及其上的第一被覆层23’，于第一介电层211上形成第一导线231。或者，在部分实施例中，提供一不具第一金属层23的层压基板，第一介电层211可被直接金属化以形成第一导线231。并且，在第二金属层37上沉积第二被覆层37’，然后图案化第二金属层37及其上的第二被覆层37’，于绝缘层351上形成第二图案化线路层371。
[0038]同样参照图7，第二被覆层37’还沉积在黏着剂18、金属块13及金属柱15上，且于穿孔401中沉积连接层403以提供被覆穿孔411。沉积于黏着剂18上的第二被覆层37’是一图案化金属层，其电性耦合厚金属块13与第二图案化线路层371、以及厚金属柱15与第二图案化线路层371。连接层403为中空管柱，其于侧面方向覆盖穿孔401的侧壁，并垂直延伸使第一金属层23及其上的第一被覆层23’电性连接至第二金属层37及其上的第二被覆层37’，且穿孔401中的剩余空间可选择性地填充绝缘填料。或者，连接层403可填充穿孔401，在此情况下，被覆穿孔411为金属突柱，且穿孔401中不具有绝缘填料的空间。
[0039]第一被覆层23’、第二被覆层37’及连接层403较佳为以相同方式同时沉积相同材料并具有相同厚度。第一被覆层23’、第二被覆层37’及连接层403可由各种技术沉积形成单层或多层结构，其包括电镀、无电电镀、蒸镀、溅镀及其组合。举例来说，其结构首先由将该结构浸入活化剂溶液中，使绝缘层与无电镀铜产生触媒反应，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，该晶种层可由溅镀方式形成如钛/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导线231及第二图案化线路层371，其包括湿蚀刻、电化学蚀刻、激光辅助蚀刻及其与蚀刻光罩(图未示)的组合，以分别定义出第一导线231及第二图案化线路层371。
[0040]为了便于说明，第一金属层23、第二金属层37、第一被覆层23’、第二被覆层37’、连接层403、金属块13及金属柱15是以单一层表示，由于铜为同质被覆，金属层间的界线(均以虚线绘示)可能不易察觉甚至无法察觉，然而第一被覆层23’与第一介电层211之间、第二被覆层37’与黏着剂18之间、连接层403与第一介电层211之间、连接层403与黏着剂18之间、及连接层403与绝缘层351之间的界线则清楚可见。
[0041]据此，如图7所示，完成的散热增益型线路板100包含金属块13、金属柱15、黏着齐U 18、增层电路201、图案化内连接基板301及被覆穿孔411。在此实施例中，增层电路201包含第一介电层211及第一导线231，而图案化基板301包含第一图案化线路层221、绝缘层351及第二图案化线路层371。金属块13及金属柱15延伸进入图案化内连接基板301的第一通孔311及第二通孔312，并从向上方向与图案化内连接基板301及黏着剂18上的第二被覆层37’共平面，且从向下方向与黏着剂18共平面。金属块13可作为散热垫，以提供附着于其上的半导体组件的热传导路径，并亦可作为接地/电性平台。在此实施例中，金属块13同时作为散热垫和接地平台。金属柱15可作为用于讯号路由或电性/接地连接的电性突柱。例如，金属柱15可包含讯号柱、电性柱、及接地柱。在此实施例中，金属柱15作为电性突柱，以提供电力平台。第一导线231自第一介电层211朝向下方向延伸，于第一介电层211上侧向延伸，并于向上方向延伸进入第一盲孔213以形成第一导电盲孔233,其直接接触金属块13及金属柱15，因而提供金属块13的热传导及金属柱15的电性路由。因此，线路板100的热传导路径是由金属块13及直接接触金属块13的形成于增层电路201中的第一导电盲孔233所提供，且电路传输及接地返回路径可由金属块13、金属柱15及直接接触金属块13、金属柱15的形成于增层电路201中的第一导电盲孔233所提供。被覆穿孔411实质上由图案化内连接基板301、黏着剂18及增层电路201共享，并从垂直方向延伸穿过第一介电层211、黏着剂18及绝缘层351，以电性连接第一导线231及第二图案化线路层371用于讯号路由。
[0042]图8为半导体组体110的结构剖视图，其中半导体组件61焊接至金属块13，并通过打线71电性连接至图案化内连接基板301和金属柱15，且图8A为对应图8的简化的局部俯视图。在此说明书中，半导体组件61的讯号接垫以打线连接至第二图案化线路层371的选定部位A，其通过被覆穿孔411而电性连接至增层电路201用于讯号路由；半导体组件61的接地接垫是打线连接至第二图案化线路层371的选定部位B，其通过自黏着剂18朝向上方向延伸的金属层而电性连接至金属块13，并电性耦合金属块13及第二图案化线路层371用于接地；以及半导体组件61的电力接垫是打线连接至金属柱15的显露部分用于电力连接。
[0043]同样参照图8，防焊材料511设置于增层电路201和图案化内连接基板301上方。金属块13、金属柱15、第一导线231及第二图案化线路层371的选定部分由防焊开口 518显露。第一导线231的显露部分可容纳连接媒介(例如锡球)进而电性连接至另一组体或外部组件。
[0044]实施例2
[0045]图9A及图9B分别是散热增益型线路板200的俯视图及仰视图，线路板200具有自外围边缘显露的被覆穿孔411。
[0046]在此实施例中，线路板200使用相似于实施例1所述方法所制造，除了更进行一切割工艺，其是沿着横断被覆穿孔411的切割线所进行。因此，被覆穿孔411为具有半圆圆周的半管状，而非具有圆形圆周的管状。被覆穿孔411的显露连接层403可作为电性接触表面。
[0047]实施例3
[0048]图10为本发明再一实施例的散热增益型线路板300的剖视图，线路板300具有接触图案化内连接基板301的第一导线231。
[0049]在此实施例中，线路板300是使用相似于实施例1所述方法所制造，除了第一导线231延伸进入额外第一盲孔214,穿过第一介电层211和黏着剂18以形成额外第一导电盲孔234，其直接接触图案化内连接基板301的第一图案化线路层331。因此，图案化内连接基板301通过被覆穿孔411和接触第一图案化线路层331的第一导电盲孔234而电性连接至增层电路201，第一图案化线路层331可由嵌埋的连接组件(图未示)而电性连接至图案化内连接基板301的第二图案化线路层371。
[0050]上述散热增益型线路板及半导体组体仅为说明范例，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。例如，图案化内连接基板可包含陶瓷材料或环氧树脂层压板，且可具有嵌埋的单一层级导线或复数个层级导线。图案化内连接基板可包含额外第一通孔及第二通?L，以容纳额外金属块及金属柱，且增层电路可包含额外导电盲孔，以容纳额外金属块及金属柱。
[0051]如上述实施例，半导体组件可与另一半导体组件共享或不共享金属块。举例说明，单一半导体组件可被设置在金属块上，或者，复数个半导体组件可被设置在金属块上。例如，可将四个2x2矩阵小芯片附着至金属块，且图案化内连接基板可包含额外的内连接垫，以接收、规划额外的芯片垫。和提供金属块给各个芯片的情况相比，这种方式可能更有利于降低成本。
[0052]半导体组件可为已封装或未封装芯片。此外，该半导体组件可为裸芯片或园片级封装芯片(wafer level packaged die)等。半导体组件可利用各种连接媒介(例如金、锡球)进而机械性及热性连接至金属块、及利用打线电性连接至图案化内连接基板。金属块可客制化以容纳半导体组件，举例来说，金属块的显露表面可为正方形或矩形，与半导体组件的热接触点的形状相同或相似。
[0053]在本文中，「邻接」一词意指组件是一体成型(形成单一个体)或相互接触(彼此无间隔或未隔开)。例如，第一导线邻接于金属块及金属柱，但并未邻接于图案化内连接基板的第二图案化线路层。
[0054]「接触」一词意指直接接触。例如，第一导线接触金属块及金属柱，但并未接触图案化内连接基板的第二图案化线路层。
[0055]「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，在增层电路面朝向上方向的状态下，黏着剂于向下方向覆盖图案化内连接基板且侧向覆盖金属块和金属柱，但于向上及向下方向未覆盖金属块和金属柱。相同地，增层电路于向下方向覆盖图案化内连接基板，不论是否有另一组件(如:黏着剂)位于内连接基板与增层电路之间。
[0056]「层」字包含图案化及未图案化的层体。例如，当第一金属层设置于第一介电层上时，第一金属层可为一空白未经光刻及湿式蚀刻的平板。此外，「层」可包含复数个个迭合层。
[0057]「开口」、「通孔」与「穿孔」等词同指贯穿孔洞。例如，当增层电路面朝向上方向时，金属块和金属柱被插入图案化内连接基板的通孔中，并于向上方向由图案化内连接基板中显露出来。
[0058]「插入」一词意指组件间的相对移动。例如，「将金属块和金属柱插入通孔中」是不论图案化内连接基板为固定不动而金属块和金属柱朝图案化内连接基板移动；金属块和金属柱固定不动而由图案化内连接基板朝金属块和金属柱移动；或金属块/柱与图案化内连接基板两者彼此靠合。此外，将金属块和金属柱插入(或延伸至)通孔内，不论是否贯穿(穿入并穿出)通孔或未贯穿(穿入但未穿出)通孔。
[0059]「对准」、「对齐」一词意指组件间的相对位置，不论组件之间是否彼此保持距离或邻接，或一组件插入且延伸进入另一组件中。例如，第一盲孔对准金属块和金属柱，且金属块和金属柱对准通孔。
[0060]「设置」、「位于」、「层压」一语包含接触与非接触单一或多个支撑组件。例如，半导体组件是设置于金属块上，不论半导体组件是否接触金属块或以焊料与金属块相隔。
[0061]「间隙中的黏着剂」一语表示黏着剂位于间隙中。例如，黏着剂在间隙中可具有不同于第一厚度的第二厚度，表示在间隙中的黏着剂可具有不同于第一厚度的第二厚度。
[0062]「电性连接」一词意指直接或间接电性连接。例如，第一导线可电性连接端子接垫和图案化内连接基板，其不论第一导线是否邻接端子接垫、或经由增层电路的额外导线而电性连接至端子接垫。
[0063]「上方」一词意指向上延伸，且包含邻接与非邻接组件以及重迭与非重迭组件。例如，当增层电路面朝向下方向时，金属块和金属柱于其上方延伸，邻接第一介电层并自第一介电层突伸而出。
[0064]「下方」一词意指向下延伸，且包含邻接与非邻接组件以及重迭与非重迭组件。例如，当增层电路面朝向下方向时，增层电路于图案化内连接基板下方朝向下方向延伸，不论增层电路是否邻接图案化内连接基板。
[0065]「第一垂直方向」及「第二垂直方向」并非取决于线路板的定向，凡熟悉此项技术的人士即可轻易了解其实际所指的方向。例如，增层电路面朝第一垂直方向，且图案化内连接基板面朝第二垂直方向，此与线路板是否倒置无关。同样地，第一介电层可于一侧向平面「侧向」延伸至线路板的外围边缘，此与线路板是否倒置、旋转或倾斜无关。再者，当增层电路面朝向下方向时，第一垂直方向为向下方向，且第二垂直方向为向上方向；当增层电路面朝向上方向时，第一垂直方向为向上方向，第二垂直方向为向下方向。
[0066]本发明的散热增益型线路板及使用其的半导体组体具有多项优点。线路板及半导体组体的可靠度高、价格平实且极适合量产。金属块和增层电路的导电盲孔可提供热传导路径。金属柱当内连接至增层电路时，可提供电力传输及返回路径且可将压降最小化。因增层电路的高路由可行性，增层电路提供的讯号路由利于高I/o值以及高性能的应用。图案化内连接基板可提供机械性支撑和讯号路由。散热增益型线路板和使用其的半导体组体可靠度高、价格平实且极适合量产。
[0067]本发明的制作方法具有高度适用性，且是以独特、进步的方式结合运用各种成熟的电性连结及机械性连结技术。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、良率、效能与成本效益。
[0068]在此所述的实施例为例示之用，其中该些实施例可能会简化或省略本【技术领域】已熟知的组件或步骤，以免模糊本发明的特点。同样地，为使图式清晰，亦可能省略重复或非必要的组件及组件符号。
[0069]本领域技术人员针对本文所述的实施例当可轻易思及各种变化及修改的方式。例如，前述的材料、尺寸、形状、大小、步骤的内容与步骤的顺序皆仅为范例。本领域技术人员可于不悖离如申请的权利要求范围所定义的本发明精神与范畴的条件下，进行变化、调整与均等技艺。
[0070]虽然本发明已于较佳实施态样中说明，然而应当了解的是，在不悖离本发明申请的权利范围的精神以及范围的条件下，可对于本发明进行可能的修改以及变化。
【权利要求】
1.一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，包括: 一图案化内连接基板，其具有复数个第一通孔和复数个第二通孔； 一作为散热垫的金属块，其延伸进入该图案化内连接基板的该第一通孔； 一作为电性突柱的金属柱，其延伸进入该图案化内连接基板的该第二通孔； 一黏着剂，其自一第一垂直方向覆盖该图案化内连接基板，于与该第一垂直方向相反的一第二垂直方向延伸进入该金属块和该图案化内连接基板间的间隙及该金属柱和该图案化内连接基板间的间隙； 一增层电路，其自该第一垂直方向覆盖该金属块、该金属柱及该黏着剂，该增层电路包含一第一介电层、复数个第一盲孔及一第一导线，其中该第一介电层中的该些第一盲孔对准该金属块及该金属柱，且该第一导线自该第一介电层朝该第一垂直方向延伸，并于该第二垂直方向延伸穿过该些第一盲孔且分别直接接触该金属块及该金属柱；以及 一被覆穿孔，其延伸穿过该黏着剂并电性连接该图案化内连接基板及该增层电路。
2.根据权利要求1所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，该散热垫及该电性突柱于该第二垂直方向与该图案化内连接基板平面，于该第一垂直方向与该黏着剂共平面。
3.根据权利要求1所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，该散热垫的一表面是自该第二垂直方向显露出来，用以连接一半导体组件。
4.根据权利要求1所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，包括一图案化金属层，其自该黏着剂朝该第二垂直方向延伸，并分别电性耦合该散热垫和该图案化内连接基板、及该电性突柱和该图案化内连接基板。
5.根据权利要求4所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，该图案化金属层于该第二垂直方向与该图案化内连接基板、该散热垫及该电性突柱共平面。
6.一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，包括: 一图案化内连接基板，其具有复数个第一通孔和复数个第二通孔； 一作为散热垫的金属块，其延伸进入该图案化内连接基板的该第一通孔； 一作为电性突柱的金属柱，其延伸进入该图案化内连接基板的该第二通孔； 一黏着剂，其自一第一垂直方向覆盖该图案化内连接基板，于与该第一垂直方向相反的一第二垂直方向延伸进入该金属块和该图案化内连接基板间的间隙及该金属柱和该图案化内连接基板间的间隙；以及 一增层电路，其自该第一垂直方向覆盖该金属块、该金属柱及该黏着剂，该增层电路包含一第一介电层、复数个第一盲孔、一额外第一盲孔及一第一导线，其中该第一介电层中的该些第一盲孔对准该金属块及该金属柱，该额外第一盲孔延伸穿过该第一介电层及该黏着剂并对准该图案化内连接基板，且该第一导线自该第一介电层朝该第一垂直方向延伸，并于该第二垂直方向延伸穿过该些第一盲孔及该额外第一盲孔且分别直接接触该金属块、该金属柱及该图案化内连接基板。
7.根据权利要求6所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，包括一被覆穿孔，其延伸穿过该黏着剂并电性连接该图案化内连接基板及该增层电路。
【文档编号】H05K1/02GK104349593SQ201410382875
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】潘伟光, 林文强, 王家忠 申请人:钰桥半导体股份有限公司