TWI641095B - 散熱基板的結構及製造方法與封裝結構與方法 - Google Patents
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Abstract
一種散熱基板的結構及製造方法與封裝結構與方法，所述散熱基板結構包括一多層電路板、導熱層、凹穴結構、焊墊以及導通孔。多層電路板包括一核心板以及多數增層板。導熱層是設置於核心板與多數增層板中之一層內或一表面上。凹穴結構則相對導熱層而形成於多層電路板中，並暴露出導熱層的第一表面。焊墊設置於上述導熱層的第二表面側的多層電路板上的表面。導通孔則是形成於多層電路板中，其中部分導通孔連接部分焊墊與導熱層。因此，熱流可經由焊墊、導通孔至導熱層的散熱路徑散發。
Description
本發明是有關於一種散熱基板的製作與其設計，且特別是有關於一種散熱基板的結構及製造方法與封裝結構與方法。
現今電子產品為符合輕薄化與多功的趨勢，在線路基板的設計上往往需在有限的面積內整合數個IC元件，如何散去IC元件運作時產生的廢熱成為重要議題。
目前已有的改良方式是設計具有凹穴結構之封裝基板，並將IC元件置於凹穴結構內並配合使用散熱材料來達到基板散熱之目的；或者，使用具有內建散熱座及增層電路之散熱增益型線路板，以便將IC元件置於散熱座結構上達到散熱目的。
本發明提供一種散熱基板結構，能快速地導出發熱元件的熱流至環境中，避免熱量大量堆積於元件及多層電路板內，影響電子產品運作。
本發明再提供一種封裝結構，能有效地散熱。
本發明另提供一種散熱基板的製造方法，可製作出散熱效果優異的散熱基板且適於量產(mass production)。
本發明又提供一種封裝方法，能簡單地與上述散熱基板結構接合而達到有效地散熱的效果。
本發明的散熱基板結構，包括一多層電路板、至少一導熱層、至少一凹穴結構、數個焊墊以及數個導通孔。多層電路板包括一核心板以及多數增層板，每一增層板分別設置於核心板的兩面。導熱層則設置於核心板與多數增層板中之一層內或一表面上，且導熱層具有一第一表面以及與其相對的一第二表面。凹穴結構相對上述導熱層而形成於多層電路板中，並暴露出導熱層的第一表面。焊墊設置於上述導熱層的第二表面側的多層電路板上的表面。至於導通孔是形成於多層電路板中，其中至少一部分導通孔連接部分焊墊與導熱層的第二表面。
在本發明的一實施例中，上述凹穴結構的大小與上述導熱層的第一表面的面積相同。
在本發明的一實施例中，上述導熱層的第一表面的面積大於上述凹穴結構的大小。
在本發明的一實施例中，上述導熱層可為單層結構或多層結構。
在本發明的一實施例中，上述導熱層是內嵌於核心板與多數增層板中之一層內。
在本發明的一實施例中，上述導熱層是形成於核心板與多數增層板中之一表面上。
在本發明的一實施例中，上述導熱層與凹穴結構可為一個導熱層搭配多個凹穴結構。
在本發明的一實施例中，上述導熱層與凹穴結構可為多個導熱層搭配多個凹穴結構，且每一個導熱層搭配一個凹穴結構。
在本發明的一實施例中，上述每一個增層板包括一介電材料層以及一導電材料層。
本發明的封裝結構包括上述散熱基板結構、至少一元件與數個焊材。元件相對散熱基板結構的凹穴結構設置於導熱層的第二表面側的多層電路板上。焊材則設置於元件面對所述多層電路板的表面，並與焊墊連結。
在本發明的再一實施例中，上述元件與凹穴結構包括多個元件搭配一個凹穴結構。
在本發明的再一實施例中，上述元件與凹穴結構包括多個元件搭配多個凹穴結構，且每一個元件搭配一個凹穴結構。
在本發明的再一實施例中，上述封裝結構還可包括一載板，介於所述元件與所述焊材之間，用以乘載多個所述元件並通過所述焊材連結至所述焊墊。
本發明的散熱基板的製造方法，包括形成一多層電路板，其包括於一核心板的兩面分別形成多數增層板，其中在形成多層電路板期間會於核心板與多數增層板中之一層內或一表面設置至少一導熱層；於多層電路板的一表面形成數個焊墊，再形成貫通多層電路板的上述表面並連接導熱層的第二表面的數個導通孔；相對導熱層於多層電路板中形成至少一凹穴結構，以暴露出導熱層的第一表面，其中第一表面相對於第二表面。
在本發明的另一實施例中，形成上述導通孔的方法包括盲孔製程或通孔製程。
在本發明的另一實施例中，形成上述凹穴結構包括暴露出導熱層的整個第一表面。
在本發明的另一實施例中，形成上述凹穴結構包括暴露出導熱層的部分第一表面。
在本發明的另一實施例中，設置上述導熱層的方法包括於核心板與多數增層板中之一層內嵌入單層結構或多層結構的導熱層。
在本發明的另一實施例中，設置上述導熱層的方法包括於核心板與多數增層板中之一表面上形成單層結構或多層結構的導熱層。
本發明的封裝方法是使用上述的散熱基板結構，包括將形成有數個焊材的至少一元件，通過焊接所述焊材與所述焊墊，以形成自元件經由所述焊材、所述焊墊與所述導通孔至所述導熱層的散熱路徑。
在本發明的又一實施例中，上述元件為多個元件時，焊接焊材與焊墊的方法包括利用量產方式同時將多個元件焊接到多層電路板的焊墊上。
在本發明的又一實施例中，上述元件為多個元件時，焊接焊材與焊墊的方法包括先將多個元件焊接到一載板，載板具有數個焊球；再將焊球焊接到多層電路板的焊墊上。
在本發明的以上實施例中，上述焊材包括焊球。
基於上述，本發明藉由特別的設計，將發熱的元件產生之熱流由多層電路板中的導通孔傳至導熱層，再由導熱層傳遞至環境中，如此不僅可縮短熱流傳遞距離，導熱層可快速地導出熱流至環境中，避免熱量大量堆積於元件及多層電路板內，影響電子產品運作。而且，若採用剛性較高的材料作為導熱層，則此結構亦能達到提升具凹穴結構設計的多層電路板之機械強度之效果。此外，由於元件放置處與凹穴結構分別位於多層電路板的不同面，並搭配如焊球的焊材結構，所以本發明的散熱基板應用於LED之類的顯示面板時，除了具備散熱的效果，因為元件(如LED元件)放置面平整無凹穴，所以還有顯示亮度均勻的效果。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
下文列舉一些實施例並配合所附圖式來進行詳細地說明，但所提供的實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為了方便理解，下述說明中相同的元件將以相同之符號標示來說明。另外，關於文中所使用「包含」、「包括」、「具有」等等用語，均為開放性的用語；也就是指包含但不限於。而且，文中所提到的方向性用語，例如：「上」、「下」等，僅是用以參考圖式的方向。因此，使用的方向性用語是用來說明，而並非用來限制本發明。
圖1A是依照本發明的第一實施例的一種封裝結構的剖面圖。
請參照圖1A，第一實施例中的散熱基板結構100a包括一多層電路板102、一導熱層104、一凹穴結構106、數個焊墊112以及數個導通孔114。第一實施例的封裝結構則包括上述散熱基板結構100a與其上的元件108，所述元件108通過焊材110與焊墊112連結。所述多層電路板102一般包括核心板116以及多數增層板118a-d，其中增層板118a和118b設置於核心板116的一面、增層板118c和118d設置於核心板116的另一面，且圖中雖顯示有4個增層板118a-d，但本發明並不限於此，增層板的數目可依照設計需求而增減。導熱層104的位置可設置於核心板116與多數增層板118a-d中之一層內或一表面上；在第一實施例中，導熱層104是形成於核心板116之表面116a上，且導熱層104具有一第一表面104a以及與其相對的一第二表面104b。凹穴結構106則相對上述導熱層104而形成於多層電路板102中，並暴露出導熱層104的第一表面104a。在第一實施例中，凹穴結構106的大小與導熱層104的第一表面104a的面積相同。焊墊112設置於導熱層104的第二表面104b側之多層電路板102的表面。至於導通孔114是形成於多層電路板102中，其中導通孔114連接部分焊墊112與導熱層104的第二表面104b。在本實施例中，元件108相對凹穴結構106設置於導熱層104的第二表面104b側的多層電路板102上；焊材110則設置於元件108面對所述多層電路板102的表面。當發熱的元件108藉由焊材110與焊墊112連結，可得到自元件108經由焊材110、焊墊112與導通孔114至導熱層104的散熱路徑120。
請再度參照圖1A，所述核心層116可為一種絕緣性材料，如：陶瓷材料、環氧樹脂、改質環氧樹脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亞苯基氧化物、聚醯亞胺、酚醛樹脂、矽素聚合物、BT樹脂、氰酸聚酯、聚乙烯或前述之高分子的組合。每一個增層板118a-d例如有一介電材料層122以及一導電材料層124。所述介電材料層122可為一種絕緣性材料，如：陶瓷材料、環氧樹脂、改質環氧樹脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亞苯基氧化物、聚醯亞胺、酚醛樹脂、矽素聚合物、BT樹脂、氰酸聚酯、聚乙烯或前述之高分子的組合。導電材料層124可為一種包含銅或其他具導電性質之金屬或非金屬材料。至於導通孔114的材料也可為一種包含銅或其他具導電性質之金屬或非金屬材料。此外，導通孔114依照製程可包括盲孔或通孔，且以本實施例來說，導通孔114較佳是盲孔。舉例來說，導通孔114可以在增層板118a與118b進行增層期間，與導電材料層124一起製作，例如在形成增層板118a的導電材料層124之後，可藉由雷射打穿增層板118a之介電材料層122，但不打穿導熱層104，然後於穿孔部位形成銅或其他具導電性質的材料，接著在焊墊112之後，藉由雷射打穿增層板118b之介電材料層122，但不打穿導電材料層124，再於穿孔部位形成銅或其他具導電性質的材料，所以導通孔114如圖1A所示為以數個位於不同介電材料層之單一層盲孔堆疊而成之疊孔。
在本實施例中，導熱層104為單層結構，且導熱層104可為具導電與導熱特性之材料，如金、銀、鋁、銅、鎳等可導電金屬或碳系化合物等材料；導熱層104亦可為具絕緣與導熱特性之材料，如氮化硼、碳化矽、氮化鋁、氧化鋁、鑽石薄膜、鑽石鋁複合材、石墨鋁複合材、碳纖維鋁複合材或碳化矽鋁複合材或以上材料複合材。另外，在本實施例中，於每一個焊墊112的表面還可具有一抗氧化層126，用以防止焊墊112氧化。在散熱基板結構100a還可包括一防焊層128覆蓋多層電路板102面對元件108的表面102a並露出每一個焊墊112的表面，且可於多層電路板102具有凹穴結構106的另一表面也設置防焊層128，以覆蓋除凹穴結構106以外的多層電路板102表面102b。
由於第一實施例中將會發熱的元件108產生之熱流經由焊材110傳至多層電路板102中的導通孔114再傳至導熱層104散熱，因此不僅可縮短熱流傳遞距離，導熱層104還可快速地導出熱流至環境中，避免熱量大量堆積於元件108及多層電路板102內，影響電子產品運作。而且，元件108也可透過部分焊材110(如焊球)連至多層電路板102中的線路，並藉由其中的導電材料層124與導通孔130達到訊號傳輸的功能；譬如圖1A中有五個焊材440，其中只有三個連至導熱層104形成散熱路徑120，其餘兩個則是為了訊號傳輸而經由焊墊112連至多層電路板102內的線路(未繪示)。
圖1B是第一實施例的另一種封裝結構的剖面圖，其中採用與圖1A相同的元件符號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。
在圖1B的散熱基板結構100b中，導熱層104是形成於增層板118a之二表面中較接近元件108之一側之表面上。因此，導通孔132是形成於多層電路板102內的增層板118b中，並連接焊墊112與導熱層104的第二表面104b，而得到較圖1A更短的散熱路徑120。
圖1C是第一實施例的又一種封裝結構的剖面圖，其中採用與圖1A相同的元件符號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。
在圖1C的散熱基板結構100c中，導熱層134是形成於增層板118d內並位於增層板118d之二表面之中較接近元件108之一側之表面上。因此，導通孔136是形成於多層電路板102內的增層板118a、118b、118c與核心板116中，並連接焊墊112與導熱層134，而得到較圖1A更長的散熱路徑120，且導熱層134可以是較厚的結構。
圖2是圖1A的散熱基板的另一例之結構剖面圖，其中採用與圖1A相同的元件符號來表示相同的元件，並且省略了相同技術內容的說明。在圖2的散熱基板結構200中，導熱層202的第一表面202a的面積大於凹穴結構106的大小。若採用剛性較高的材料作為導熱層202，則此結構亦能達到提升具凹穴結構106設計的多層電路板102之機械強度之效果。
圖3A是依照本發明的第二實施例的一種封裝結構的剖面圖。
請參照圖3A，第二實施例中的散熱基板結構300a包括一多層電路板302、一導熱層304、一凹穴結構306、數個焊墊312以及數個導通孔314。第二實施例的封裝結構則包括上述散熱基板結構300a與其上的元件308，所述元件308可通過焊材310與焊墊312連結。所述多層電路板302包括一核心板316以及多數增層板318a-d。在第二實施例中，導熱層304是內嵌於核心板316中，且導熱層304具有一第一表面304a以及與其相對的一第二表面304b。凹穴結構306相對上述導熱層304而形成於多層電路板302中，並暴露出導熱層304的第一表面304a。焊墊312設置於導熱層204的第二表面304b側之多層電路板302的表面。至於導通孔314是形成於多層電路板302中，其中導通孔314連接部分焊墊312與導熱層304的第二表面304b。在本實施例中，元件308相對凹穴結構306設置於導熱層304的第二表面304b側的多層電路板302上；焊材310則設置於元件308面對所述多層電路板302的表面。當發熱的元件308藉由焊材310與焊墊312連結，可得到自元件308經由焊材310、焊墊312與導通孔314至導熱層304的散熱路徑320。
在第二實施例中，導熱層304為多層結構，如包含一第一材料層322、一第二材料層324與一第三材料層326的結構層，其中第一、第二、第三材料層322、324與326可為具導電與導熱特性之材料，如金、銀、鋁、銅、鎳等可導電金屬或碳系化合物等材料；第一、第二、第三材料層322、324與326亦可為具絕緣與導熱特性之材料，如氮化硼、碳化矽、氮化鋁、氧化鋁、鑽石薄膜、鑽石鋁複合材、石墨鋁複合材、碳纖維鋁複合材或碳化矽鋁複合材或以上材料複合材。第一、第二、第三材料層322、324與326可相同也可不同；譬如第二材料層324至少與第一材料層322或第三材料層326不同，但本發明並不限於此。在第二實施例中也可將上述多層結構的導熱層304改用第一實施例的單層結構。
請再度參照圖3A，所述凹穴結構306的大小與導熱層304的第一表面304a的面積相同。所述核心層316可為一種絕緣性材料，如：陶瓷材料、環氧樹脂、改質環氧樹脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亞苯基氧化物、聚醯亞胺、酚醛樹脂、矽素聚合物、BT樹脂、氰酸聚酯、聚乙烯或前述之高分子的組合。每一個增層板318a-d包括一介電材料層328以及一導電材料層330，其中介電材料層328可為一種絕緣性材料，如：陶瓷材料、環氧樹脂、改質環氧樹脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亞苯基氧化物、聚醯亞胺、酚醛樹脂、矽素聚合物、BT樹脂、氰酸聚酯、聚乙烯或前述之高分子的組合；導電材料層330可為一種包含銅或其他具導電性質之金屬或非金屬材料。
在第二實施例中，導通孔314包括盲孔或通孔，且圖3A是以數個位於不同介電材料層之單一層盲孔堆疊而成之疊孔為例。而導通孔314的材料可為一種包含銅或其他具導電性質之金屬或非金屬材料。此外，散熱基板結構300a還可包括一抗氧化層332，設置於每一個焊墊312的表面。在本實施例中，散熱基板結構300a還可包括一防焊層334，覆蓋多層電路板302面對元件308的表面並露出焊墊312的表面與抗氧化層332。由於第二實施例中將會發熱的元件308產生之熱流經由焊材310傳至多層電路板302中的導通孔314再傳至導熱層304散熱，因此導熱層304能迅速將熱流導出至環境中，避免熱量大量堆積於元件308及多層電路板302內。而且，元件308也可透過部分焊材310(如焊球)連至多層電路板302中的線路，並藉由其中的導電材料層330與導通孔336達到訊號傳輸的功能。
圖3B是第二實施例的另一種封裝結構的剖面圖，其中採用與圖3A相同的元件符號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。
在圖3B的散熱基板結構300b中，導熱層304是內嵌於增層板318a中。因此，導通孔338是形成於多層電路板302內的增層板318b中的單一層盲孔，並連接焊墊312與導熱層304，而得到較圖3A更短的散熱路徑320。
圖3C是第二實施例的又一種封裝結構的剖面圖，其中採用與圖3A相同的元件符號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。
在圖3C的散熱基板結構300c中，導熱層304是內嵌於增層板318d中。因此，導通孔340是形成於多層電路板302內的增層板318a、318b和318c以及核心板316中，並連接焊墊312與導熱層304，而得到較圖3A更長的散熱路徑320。
圖4是依照本發明的第三實施例的一種封裝結構的剖面圖。
在圖4中，散熱基板結構400包括一多層電路板402、一導熱層404、一凹穴結構406、數個焊墊412以及數個導通孔414。第三實施例的封裝結構包括散熱基板結構400和數個元件408，其通過焊材410與焊墊412連結。多層電路板402包括一核心板416以及多數增層板418a-d，增層板418a-d分別設置於核心板416的兩面。導熱層404是內嵌於核心板416中，但本發明並不限於此，導熱層404也可設置於核心板416與增層板418a-d中之一層內或一表面上。凹穴結構406相對導熱層404而形成於多層電路板402中，並暴露出導熱層404的第一表面404a。焊墊412設置於導熱層404的第二表面404b側之多層電路板402的表面402a。至於導通孔414是形成於多層電路板402中以數個位於不同介電材料層之單一層盲孔堆疊而成之疊孔，其中導通孔414連接部分焊墊412與導熱層404的第二表面404b。在本實施例中，數個元件408相對凹穴結構406設置於導熱層404的第二表面404b側的多層電路板402上；焊材410則設置於元件408面對所述多層電路板402的表面。當元件408藉由焊材310與焊墊312連結，可得到自元件408經由焊材410、焊墊412與導通孔414至導熱層404的散熱路徑。
在第三實施例中，凹穴結構406的大小與導熱層404的面積相同；導熱層404為多層結構。其餘相近或相同於上述實施例的構件的說明可參考前述實施例，如介電材料層422、導電材料層424、抗氧化層426、防焊層428等，本實施例不再重複贅述。
由於第三實施例之元件408放置處與凹穴結構406分別位於多層電路板402的不同面，並搭配如焊球的焊材410結構，所以散熱基板結結構400應用於LED之類的顯示面板時，除了具備散熱的效果，因為元件408(如LED元件)放置面(即表面402a)平整無凹穴，所以與凹穴與元件設置於同一面的其他設計相比，本實施例彼此接近的元件408設計還能有顯示亮度均勻的效果。
圖5是依照本發明的第四實施例的一種封裝結構的剖面圖，其中沿用第三實施例的元件符號與部分內容，其中採用相同的元件符號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複贅述。
請參照圖5，與第三實施例的差異在於其中的散熱基板結構500具有多個凹穴結構502a、502b和502c。凹穴結構502a、502b和502c分別對應多個元件408，且每一個元件408搭配一個凹穴結構502a、502b或502c，而導熱層404仍保持單一個。
圖6是依照本發明的第五實施例的一種封裝結構的剖面圖，其中沿用第四實施例的元件符號與部分內容，其中採用相同的元件符號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複贅述。
請參照圖6，與第四實施例的差異在於其中的散熱基板結構600是由多個導熱層602搭配多個凹穴結構502a-c，且每一個導熱層602搭配一個凹穴結構502a-c。多個凹穴結構502a-c可搭配多個元件408，且每一個元件408搭配一個凹穴結構502a-c。在本實施例中，導熱層602為單層結構並且是形成於核心板416的表面上。
圖7是依照本發明的第六實施例的一種封裝結構的剖面圖，其中為了簡潔起見，省略部分非必要構件的繪製。
在圖7中，散熱基板結構700包括一多層電路板702、多個導熱層704、多個凹穴結構706、數個焊墊712以及數個導通孔714。第六實施例的封裝結構則包括上述散熱基板結構700與其上的多個元件708，且於元件708和散熱基板結構700之間設有載板716，用以乘載多個元件708並通過焊材710連結至焊墊712。因此第六實施例適用於量產(mass production)。也就是說，若是要設置大量元件708於多層電路板702的表面702a上，可先將數個元件708通過接點718連接在載板716上。載板716如同小型的電路板具有線路與如焊球的焊材710。然後，可將一塊塊已安裝好元件708的載板716焊接到多層電路板702的表面702a上。至於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複贅述。
本發明的散熱基板的製造方法則需先形成一多層電路板，並在其中的核心板與多數增層板中之一層內或一表面設置至少一導熱層，譬如圖8A至圖8I顯示的是依照本發明的第七實施例之形成散熱基板結構的製造流程剖面示意圖；圖8J顯示的是使用第七實施例之散熱基板結構的封裝示意圖。
請先參照圖8A，準備一個核心板800，其具有相對的表面800a和800b，並對開口區802利用機械鑽孔、雷射或其他方式形成開口。
然後，請參照圖8B，於核心板800中內嵌入多層結構的導熱層804。導熱層804可為包含一第一材料層806、一第二材料層808與一第三材料層810的結構層，其中第一、第二、第三材料層806、808與810可為具導電與導熱特性之材料，如金、銀、鋁、銅、鎳等可導電金屬或碳系化合物等材料；第一、第二、第三材料層806、808與810亦可為具絕緣與導熱特性之材料，如氮化硼、碳化矽、氮化鋁、氧化鋁、鑽石薄膜、鑽石鋁複合材、石墨鋁複合材、碳纖維鋁複合材或碳化矽鋁複合材或以上材料複合材。第一、第二、第三材料層806、808與810可相同也可不同；譬如第二材料層808至少與第一材料層806或第三材料層810不同，但本發明並不限於此。
接著，請參照圖8C，於核心板800相對的表面800a和800b上形成導電材料層812。導電材料層812可為一種包含銅或其他具導電性質之金屬或非金屬材料。
隨後，請參照圖8D，利用圖案化製程搭配盲孔製程或通孔製程於核心板800表面800a和800b形成線路814，並於核心板800內形成導通孔816。在本圖的步驟中可運用既有技術來製作。
接著，請參照圖8E，利用介電材料層818與導電材料層820進行增層，而形成多數增層板822。在圖中的箭頭指向代表增層的方向，且增層的方式例如先形成介電材料層818，再如圖8D所示進行圖案化製程以及/或是盲孔製程或通孔製程，故不再贅述。
然後，請參照圖8F，完成的多層電路板824具有一導熱層804內嵌於核心板800內。當然若是導熱層804的位置有變更，也可按照以上圖8A至圖8E的流程，在其中適時地加入內嵌導熱層804的步驟，且導熱層804也可為單層結構。由於增層期間會同時進行盲孔製程或通孔製程，所以形成導通孔828的方法包括於增層過程中堆疊數個位於不同層之單一層盲孔。因此增層後除了形成多層電路板824內部的線路814，也會在增層板822內形成貫通多層電路板824的表面824a並連接導熱層804的第二表面804b的數個導通孔828。所述導通孔828的材料可為一種包含銅或其他具導電性質之金屬或非金屬材料。然後，於多層電路板824的表面824a形成數個焊墊826。
隨後，請參照圖8G，可視情況形成一防焊層830覆蓋多層電路板824的表面824a，並露出每一個焊墊826的表面。在另一實施例中，可省略此一步驟而直接進行下一步驟。
接著，請參照圖8H，以雷射或機械鑽孔等方式，於多層電路板824中形成相對導熱層804之凹穴結構832，以暴露出導熱層804的整個第一表面804a。在另一實施例中，凹穴結構832也可只暴露出導熱層804的部分第一表面804a。
然後，請參照圖8I，可視情況於每一個焊墊826的表面形成一抗氧化層834。在另一實施例中，可省略此一步驟而直接進行下一步驟。
最後，請參照圖8J，將形成有焊材836的一元件838通過焊接焊材836與焊墊826，以形成自元件838經由焊材836、焊墊826與導通孔828至導熱層804的散熱路徑840。所述焊材836例如焊球。
由於第七實施例中將會發熱的元件838產生之熱流經由焊材836傳至多層電路板824中的導通孔828再傳至導熱層804散熱，因此導熱層804能迅速將熱流導出至環境中，避免熱量大量堆積於元件838及多層電路板824內。而且，元件838也可透過部分焊材836連至多層電路板824中的線路，達到訊號傳輸的功能。
圖9A至圖9G是依照本發明的第八實施例的一種散熱基板結構的製造流程剖面示意圖；圖9H顯示的是使用第八實施例的散熱基板結構的封裝示意圖。
請先參照圖9A，準備一個核心板900，並於其表面900a和900b分別增層導電材料層902。導電材料層902可為一種包含銅或其他具導電性質之金屬或非金屬材料。
接著，請參照圖9B，利用圖案化製程搭配盲孔製程或通孔製程於核心板900表面900a和900b形成線路904，並於核心板900內形成導通孔906。在本圖的步驟中可運用既有技術來製作。
然後，請參照圖9C，於核心板900的表面900a上形成單層結構的導熱層908，且露出導熱層908的第二表面908b，而導熱層908的第一表面908a是與核心板900的表面900a接觸。導熱層908可為具導電與導熱特性之材料，如金、銀、鋁、銅、鎳等可導電金屬或碳系化合物等材料；導熱層908亦可為具絕緣與導熱特性之材料，如氮化硼、碳化矽、氮化鋁、氧化鋁、鑽石薄膜、鑽石鋁複合材、石墨鋁複合材、碳纖維鋁複合材或碳化矽鋁複合材或以上材料複合材。此外，導熱層908也可為第七實施例中的多層結構，故不再贅述。
接著，請參照圖9D，利用介電材料層910與導電材料層912進行增層，而形成多數增層板914。在圖中的箭頭指向代表增層的方向，且增層過程中可包含如圖9B所示的圖案化製程以及/或是盲孔製程或通孔製程，故不再贅述。
然後，請參照圖9E，完成的多層電路板916具有一導熱層908形成於核心板900之表面900a上。當然若是導熱層908的位置有變更，也可按照以上圖9A至圖9D的流程，在其中適時地加入形成導熱層908的步驟。由於形成導通孔920的方法包括於增層過程中堆疊數個位於不同層之單一層盲孔。因此增層後即形成貫通多層電路板916的表面916a並連接導熱層908的第二表面908b的數個導通孔920。接著，於多層電路板916的表面916a形成數個焊墊918。
隨後，請參照圖9F，可視情況形成一防焊層924覆蓋多層電路板916的表面，並露出每一個焊墊918的表面。在另一實施例中，可省略此一步驟而直接進行下一步驟。接著，以雷射或機械鑽孔等方式，於多層電路板916中形成相對導熱層908之凹穴結構922，以暴露出導熱層908的部分第一表面908a。若採用剛性較高的材料作為導熱層908，則此結構亦能達到提升具凹穴結構922設計的多層電路板916之機械強度的效果。
然後，請參照圖9G，可視情況於每一個焊墊918的表面形成一抗氧化層926。在另一實施例中，可省略此一步驟而直接進行下一步驟。
最後，請參照圖9H，將形成有焊材928的元件930通過焊接焊材928與焊墊918，以形成自元件930經由焊材928、焊墊918與導通孔920至導熱層908的散熱路徑932。
圖10A至圖10B是依照本發明的第九實施例的一種封裝流程剖面示意圖，且為了簡潔起見，其中省略部分非必要構件的繪製。
請先參照圖10A，其中的多層電路板1000具有核心板1002以及多數增層板1004，且一導熱層1006已內嵌於核心板1002內。而形成在多層電路板1000表面的焊墊1008透過增層板1004中的貫通孔1010與導熱層1006之第一表面1006a耦接，並在多層電路板1000中形成相對導熱層1006之凹穴結構1012，以暴露出導熱層1006的第二表面1006b。然後，可利用量產(mass production)方式，以一微型元件傳送設備1014同時將多個元件1016的焊材1018焊接到多層電路板1000的焊墊1008上。所製得的散熱基板結構顯示於圖10B，其中多個元件1016搭配一個凹穴結構1012與一個導熱層1006，但本發明並不限於此；第九實施例的製造流程亦可應用於圖5或圖6的散熱基板結構之製造中。
圖11A至圖11B是依照本發明的第十實施例的一種封裝流程剖面示意圖，且為了簡潔起見，其中省略部分構件的繪製。
請先參照圖11A，將多個元件1100通過接點1104焊接到一載板1102的一面上，載板1102的另一面具有數個焊材1106。載板1102如同小型的電路板，因此內部可具有線路(未繪出)以及如焊球的焊材1106。
然後，請參照圖11B，將焊球1106焊接到多層電路板1108的焊墊1110上。由於多層電路板1108內已形成有凹穴結構1112、導熱層1114以及貫通孔1116，所以根據本實施例的方式能將較繁雜的元件端製程與後端封裝製程分開進行，再藉由簡單的封裝技術進行接合，如球柵陣列封裝（Ball Grid Array，BGA）。
綜上所述，本發明於多層線路板內部加入一導熱層，並將發熱的元件以焊材與位於該多層線路板表面之焊墊進行接合，且焊墊與導熱層之間以貫通孔進行導通，同時在元件的相對面形成露出導熱層表面的凹穴結構，使導熱層藉由此凹穴結構全部或部份暴露於環境中。因此，本發明的結構可將元件產生之熱流由上述焊材、焊墊與貫通孔傳至導熱層，再由導熱層傳遞至環境中，如此不僅可縮短熱流傳遞距離，導熱層還可快速地導出熱流至環境中，避免熱量大量堆積於元件及多層電路板內，影響電子產品運作。另外，若使用剛性較高之導熱層材料搭配導熱層部分暴露於環境中之設計，此結構亦能達到提升具凹穴結構設計多層電路板剛性之效果。此外，由於元件放置處與凹穴結構分別位於多層電路板的不同面，所以本發明的散熱基板應用於LED之類的顯示面板時，除了具備散熱的效果，因為元件(如LED元件)放置面平整無凹穴，所以可使元件密集地排列在同一面上而有顯示亮度均勻的效果。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100a、100b、100c、200、300a、300b、300c、400、500、600、700‧‧‧散熱基板結構
102、302、402、702、824、916、1000、1108‧‧‧多層電路板
102a、102b、116a、402a、800a、800b、900a、900b‧‧‧表面
104、202、304、404、602、704、804、908、1006、1114‧‧‧導熱層
104a、202a、304a、404a、804a、908a‧‧‧第一表面
104b、202b、304b、404b、804b、908b‧‧‧第二表面
106、306、406、502a、502b、502c、706、832、922、1012、1112‧‧‧凹穴結構
108、308、408、708、838、930、1016、1100‧‧‧元件
110、310、410、710、836、918、928、1018、1106‧‧‧焊材
112、312、412、712、826、1008、1110‧‧‧焊墊
114、130、314、336、338、340、414、714、816、828、906、920、1010、1116‧‧‧導通孔
116、316、416、800、900、1002‧‧‧核心板
118a、118b、118c、118d、318a、318b、318c、318d、418a、418b、418c、418d、822、914、1004‧‧‧增層板
120、320、420、840、932‧‧‧散熱路徑
122、328、422、818、910‧‧‧介電材料層
124、330、424、812、820、902、912‧‧‧導電材料層
126、332、426、834、926‧‧‧抗氧化層
128、334、428、830、924‧‧‧防焊層
322、806‧‧‧第一材料層
324、808‧‧‧第二材料層
326、810‧‧‧第三材料層
716、1102‧‧‧載板
718、1104‧‧‧接點
802‧‧‧開口區
814、904‧‧‧線路
1014‧‧‧微型元件傳送設備
圖1A、圖1B與圖1C是依照本發明的第一實施例的三種封裝結構的剖面圖。 圖2是圖1A的散熱基板的另一例之結構剖面圖。 圖3A、圖3B與圖3C是依照本發明的第二實施例的三種封裝結構剖面圖。 圖4是依照本發明的第三實施例的一種封裝結構的剖面圖。 圖5是依照本發明的第四實施例的一種封裝結構的剖面圖。 圖6是依照本發明的第五實施例的一種封裝結構的剖面圖。 圖7是依照本發明的第六實施例的一種封裝結構的剖面圖。 圖8A至圖8I是依照本發明的第七實施例的一種散熱基板結構的製造流程剖面示意圖。 圖8J是使用第七實施例的散熱基板結構的封裝示意圖。 圖9A至圖9G是依照本發明的第八實施例的一種散熱基板結構的製造流程剖面示意圖。 圖9H是使用第八實施例的散熱基板結構的封裝示意圖。 圖10A至圖10B是依照本發明的第九實施例的一種封裝流程剖面示意圖。 圖11A至圖11B是依照本發明的第十實施例的一種封裝流程剖面示意圖。
Claims (23)
- 一種散熱基板結構，包括：一多層電路板，包括一核心板以及多數增層板，每一所述增層板分別設置於所述核心板的兩面；至少一導熱層，設置於所述核心板與所述多數增層板中之一層內或一表面上，且所述導熱層具有一第一表面以及與其相對的一第二表面；至少一凹穴結構，相對所述至少一導熱層而形成於所述多層電路板中，並暴露出所述至少一導熱層的所述第一表面；多數個焊墊，設置於所述至少一導熱層的所述第二表面側的所述多層電路板上的表面；以及多數個導通孔，形成於所述多層電路板中，其中至少一部分所述導通孔連接部分所述焊墊與所述至少一導熱層的所述第二表面。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述導通孔包括盲孔或通孔。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述至少一凹穴結構的大小與所述至少一導熱層的所述第一表面的面積相同。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述至少一導熱層的所述第一表面大於所述至少一凹穴結構的大小。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述至少一導熱層為單層結構或多層結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述至少一導熱層內嵌於所述核心板與所述多數增層板中之一層內。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述至少一導熱層形成於所述核心板與所述多數增層板中之一表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述至少一導熱層與所述至少一凹穴結構包括一個所述導熱層搭配多個所述凹穴結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述至少一導熱層與所述至少一凹穴結構包括多個所述導熱層搭配多個所述凹穴結構，且每一個所述導熱層搭配一個所述凹穴結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板結構，其中所述多數增層板中的每一個包括一介電材料層以及一導電材料層。
- 一種封裝結構，包括：如申請專利範圍第1~10項中任一項所述的散熱基板結構；至少一元件，相對所述散熱基板結構的所述至少一凹穴結構設置於所述至少一導熱層的所述第二表面側的所述多層電路板上；以及多數個焊材，設置於所述至少一元件面對所述多層電路板的表面，並與所述多數個焊墊連結。
- 如申請專利範圍第11項所述的封裝結構，其中所述至少一元件與所述至少一凹穴結構包括多個所述元件搭配一個所述凹穴結構。
- 如申請專利範圍第11項所述的封裝結構，其中所述至少一元件與所述至少一凹穴結構包括多個所述元件搭配多個所述凹穴結構，且每一個所述元件搭配一個所述凹穴結構。
- 如申請專利範圍第11項所述的封裝結構，更包括一載板，介於多個所述元件與所述焊材之間，用以乘載多個所述元件並通過所述焊材連結至所述多數個焊墊。
- 一種散熱基板的製造方法，包括：形成一多層電路板，其包括於一核心板的兩面分別形成多數增層板，其中在形成所述多層電路板期間更包括：於所述核心板與所述多數增層板中之一層內或一表面設置至少一導熱層；於所述多層電路板的一表面形成多數個焊墊；形成貫通所述多層電路板的所述表面並連接所述至少一導熱層的一第二表面的多數個導通孔；以及相對所述至少一導熱層於所述多層電路板中形成至少一凹穴結構，以暴露出所述至少一導熱層的一第一表面，其中所述第一表面相對於所述第二表面。
- 如申請專利範圍第15項所述的散熱基板的製造方法，其中形成所述多數個導通孔的方法包括盲孔製程或通孔製程。
- 如申請專利範圍第15項所述的散熱基板的製造方法，其中形成所述至少一凹穴結構包括暴露出所述至少一導熱層的整個所述第一表面。
- 如申請專利範圍第15項所述的散熱基板的製造方法，其中形成所述至少一凹穴結構包括暴露出所述至少一導熱層的部分所述第一表面。
- 如申請專利範圍第15項所述的散熱基板的製造方法，其中設置所述至少一導熱層的方法包括於所述核心板與所述多數增層板中之一層內嵌入單層結構或多層結構的所述導熱層。
- 如申請專利範圍第15項所述的散熱基板的製造方法，其中設置所述至少一導熱層的方法包括於所述核心板與所述多數增層板中之一表面上形成單層結構或多層結構的所述導熱層。
- 一種使用如申請專利範圍第1~10項中任一項所述的散熱基板結構的封裝方法，包括：將形成有多數個焊材的至少一元件，通過焊接所述多數個焊材與所述多數個焊墊，以形成自所述至少一元件經由所述焊材、所述焊墊與所述導通孔至所述至少一導熱層的散熱路徑。
- 如申請專利範圍第21項所述的封裝方法，其中所述至少一元件為多個元件時，焊接所述多數個焊材與所述多數個焊墊的方法包括：利用量產方式同時將所述多個元件焊接到所述多層電路板的所述多數個焊墊上。
- 如申請專利範圍第21項所述的封裝方法，其中所述至少一元件為多個元件時，焊接所述多數個焊材與所述多數個焊墊的方法包括：將所述多個元件焊接到一載板，所述載板具有多數個焊球；以及將所述多數個焊球焊接到所述多層電路板的所述多數個焊墊上。
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| CN114430614A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-03 | 珠海方正科技多层电路板有限公司 | 线路板及其制作方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002043500A (ja) * | 2000-05-17 | 2002-02-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板 |
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| US20170194300A1 (en) * | 2015-05-27 | 2017-07-06 | Bridge Semiconductor Corporation | Thermally enhanced semiconductor assembly with three dimensional integration and method of making the same |
| KR20160013706A (ko) * | 2014-07-28 | 2016-02-05 | 삼성전기주식회사 | 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 제조 방법 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2004214428A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Hitachi Ltd | 厚膜多層配線基板 |
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