專(zhuān)利名稱(chēng)：具有埋入被動(dòng)元件的基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別是關(guān)于一種具有埋入被動(dòng)元件的基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)埋電容元件結(jié)構(gòu)是一種按照模塊的電路特性與需求，采用多層線路板封裝(Multiple Stacked Package；MSP)技術(shù)將電容以介電材料內(nèi)埋在基板中的一種結(jié)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以按照電路特性與需求，采用具有不同介電數(shù)以及電阻的基板材料應(yīng)用于內(nèi)埋電容、電阻或高頻傳輸線等設(shè)計(jì)上。透過(guò)內(nèi)埋元件基板技術(shù)的構(gòu)裝整合，來(lái)縮短電路布局并縮短訊號(hào)傳輸距離來(lái)提高整體元件的工作性能，從而取代傳統(tǒng)離散式被動(dòng)元件例如電容器、電阻以及電感等。其優(yōu)點(diǎn)在于可減少離散式被動(dòng)元件的使用數(shù)量，從而降低產(chǎn)品的相關(guān)制作與檢測(cè)成本，減小基板厚度，減少元件的焊點(diǎn)數(shù)，并提高模塊的電氣高頻響應(yīng)以提高產(chǎn)品構(gòu)裝密度與可靠度。
以?xún)?nèi)埋式電容元件為例，現(xiàn)有的內(nèi)埋式電容元件主要有金屬/絕緣體/金屬(Mental-Insulator-Mental；MIM)電容與垂直指插電容(Vertically-Interdigitated-Capacitor；VIC)兩種，其中金屬/絕緣體/金屬電容器是利用位于多層線路板100之間的上下兩片金屬平板101a和101b來(lái)構(gòu)成的一種電容結(jié)構(gòu)(參圖1)。而垂直指插式電容器(參圖2)則是由位于多層線路板200間的多層金屬平板201a、201b、201c和201d互相交錯(cuò)疊置而成。為了改善內(nèi)埋式電容元件的電容特性，這兩種電容元件均需增加電容結(jié)構(gòu)(金屬平板以及多層線路板)的疊層數(shù)目，因此，不僅占據(jù)了有限的基板空間，而且還會(huì)使基板的厚度增加很多。

發(fā)明內(nèi)容
因此，亟需一種創(chuàng)新的內(nèi)埋式電容元件結(jié)構(gòu)及其制造方法，可以在不增加基板厚度的情況下增強(qiáng)內(nèi)埋式電容元件的電容特性，從而克服現(xiàn)有內(nèi)埋電容元件為了增加電容特性而導(dǎo)致基板厚度大幅增加這一缺陷。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有埋入被動(dòng)元件的基板，包括具有第一導(dǎo)電電路的夾層電路板、介電層、第一電極、第二電極以及第二導(dǎo)電電路。其中，介電層設(shè)于夾層電路板上，具有第一凹洞與第二凹洞。第一電極設(shè)于第一凹洞中；第二電極設(shè)于第二凹洞中。該第一與第二電極以及位于第一電極與第二電極間的介電層共同形成埋入被動(dòng)元件。第二導(dǎo)電電路電性連接第一電極與第二電極。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，包括下列步驟首先，提供具有第一導(dǎo)電電路的一夾層電路板(interlayercircuit board)。然后，在夾層電路板上形成一介電層。之后，在介電層中形成第一凹洞與第二凹洞。然后，將導(dǎo)電材料填入介電層的第一凹洞與第二凹洞中，以分別形成第一電極與第二電極。該第一電極、第二電極以及位于第一電極與第二電極之間的介電層共同形成埋入被動(dòng)元件。接著，在第一電極與第二電極上形成一第二導(dǎo)電電路。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，包括下列步驟首先，提供具有第一導(dǎo)電電路的一夾層電路板，再提供表面具有一介電層的一金屬片。接著，將金屬片層壓在夾層電路板上，使得介電層與夾層電路板上的第一導(dǎo)電電路接觸。隨后在金屬片與介電層中形成第一凹洞與第二凹洞。然后，將導(dǎo)電材料填入第一凹洞與第二凹洞，以形成第一電極與第二電極。該第一電極、第二電極以及位于第一電極與第二電極間的介電層共同形成埋入被動(dòng)元件。再在第一電極與第二電極上形成一第二導(dǎo)電電路。
本發(fā)明的技術(shù)特征在于采用嵌設(shè)在介電層同一側(cè)的兩個(gè)電極、位于兩電極之間的介電層，以及導(dǎo)通兩電極的電路來(lái)共同構(gòu)成一埋入被動(dòng)元件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可減少基板的疊層數(shù)目，縮短電路布局，縮短訊號(hào)傳輸距離，并節(jié)省布線空間，具有不會(huì)使基板的厚度增加的優(yōu)點(diǎn)，從而克服了現(xiàn)有內(nèi)埋被動(dòng)元件為了增加工作效能而必須大幅增加基板厚度這一缺陷。
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為現(xiàn)有的一種金屬/絕緣體/金屬電容的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)有的一種垂直指插式電容的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種內(nèi)埋有埋入式電容元件的基板的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖4A為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種內(nèi)埋有埋入式電容元件的基板的橫向結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖4B為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種內(nèi)埋有埋入式電容元件的基板的橫向結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的，制造如圖3所示的具有埋入被動(dòng)元件的基板的制造流程圖。
圖6為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的，制造如圖3所示的具有埋入被動(dòng)元件的基板的制造流程圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就結(jié)合

如下本發(fā)明的實(shí)施例在于提供一種具有埋入被動(dòng)元件的基板。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，特舉一內(nèi)埋有埋入式電容元件30的基板300作為較佳實(shí)施例來(lái)加以說(shuō)明。
圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種內(nèi)埋有埋入式電容元件30的基板300的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖。該基板300包括下壓合層313、具有第一導(dǎo)電電路301的夾層電路板302、介電層304、第一電極306、第二電極308以及第二導(dǎo)電電路310。
其中，夾層電路板302為一核心層(302)，位于下壓合層313上。第一導(dǎo)電電路301形成在核心層(302)上。下壓合層313為一介電層。另外，在本發(fā)明的一些較佳實(shí)施例中，還包括一第三導(dǎo)電電路303，形成在下壓合層313與核心層(302)之間。第一導(dǎo)電電路301和第三導(dǎo)電電路303則分別為形成在核心層(302)上下兩側(cè)的圖案化導(dǎo)電層。
介電層304設(shè)在夾層電路板302上，具有第一凹洞304a與第二凹洞304b，并且第一凹洞304a與第二凹洞304b相距有一段距離。第一電極306設(shè)于第一凹洞304a中；第二電極308設(shè)于第二凹洞304b中。
圖4A為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種內(nèi)埋有埋入式電容元件的基板的橫向結(jié)構(gòu)剖面圖。在本實(shí)施例中，圖4A為沿著圖3的切線S方向所作的橫向剖面圖。其中第一凹洞304a與第二凹洞304b為通過(guò)雷射鉆孔法或曝光顯影法所形成的溝槽或窄孔，該等溝槽或窄孔互相平行。導(dǎo)電材料則通過(guò)網(wǎng)板印刷法(screen printing)法或電鍍法填入第一凹洞304a與第二凹洞304b中，從而形成由兩個(gè)彼此平行的板狀結(jié)構(gòu)(platestructure)所構(gòu)成的第一電極306和第二電極308。
在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，第一凹洞304a與第二凹洞304b分別為梳子狀窄孔結(jié)構(gòu)。參考圖4B，圖4B為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種內(nèi)埋有埋入式電容元件的基板的橫向結(jié)構(gòu)剖面圖。在本實(shí)施例中，第一凹洞304a與第二凹洞304b為通過(guò)雷射鉆孔法或曝光顯影法所形成的一種梳狀溝槽結(jié)構(gòu)，該等梳狀溝槽結(jié)構(gòu)彼此叉合(interdigitated)。導(dǎo)電材料則通過(guò)網(wǎng)板印刷法法或電鍍法填入第一凹洞304a與第二凹洞304b中，從而分別形成由兩個(gè)彼此叉合的薄板梳狀結(jié)構(gòu)(plate comb structure)所構(gòu)成的第一電極306和第二電極308。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D3，第一電極306與第二電極308則通過(guò)第二導(dǎo)電電路310電性導(dǎo)通至其它線路層；而第一電極306、第二電極308以及位于第一電極306與第二電極308間的介電層304三者共同形成一埋入式電容元件30。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第二導(dǎo)電電路310形成在介電層304上，具有一導(dǎo)通回路的圖案化金屬層，用以電性導(dǎo)通第一電極306和第二電極308至其它線路，并且可以與基板300外部的其它電子元件(未圖示)，例如晶粒、電子元件或其它離散式被動(dòng)元件，通過(guò)打線(未圖示)電性連接。
值得注意的是，基板300還具有一第二電容元件31，形成在下壓合層313中。在本實(shí)施例中，埋入式被動(dòng)元件31由第三電極305、第四電極307以及位于第三電極305與第四電極307間的下壓合層313三者所共同構(gòu)成。其中第三電極305形成在下壓合層313中的第三凹洞303a中，第四電極307則形成在下壓合層313中的第四凹洞303b中。
第三凹洞303a和第四凹洞303b分別形成在下壓合層313與核心層(302)相接觸表面的一相對(duì)表面上，并且第三凹洞303a與第四凹洞303b相距有一段距離。其中第三電極305和第四電極307是通過(guò)電鍍或沉積的方式將導(dǎo)電材料分別填充在第三凹洞303a中和第二凹洞303b中所形成，并通過(guò)第四導(dǎo)電電路312彼此電性連接。在本實(shí)施例中，第四導(dǎo)電電路312為具有一導(dǎo)通回路的圖案化金屬層，形成在下壓合層313設(shè)有第三凹洞303a與第四凹洞303b的表面上，可用來(lái)導(dǎo)通第三電極305和第四電極307。
此外，基板300還包括有防焊層(solder mask)309和311，分別覆蓋在第二導(dǎo)電電路310以及第四導(dǎo)電電路312上，并使第二導(dǎo)電電路310以及第四導(dǎo)電電路312與外部電子元件(未圖示)電性連接的區(qū)域分別由防焊層309和311裸露出來(lái)。第二導(dǎo)電電路310以及第四導(dǎo)電電路312裸露的部分上方還分別覆蓋有一層金屬覆蓋層314和316，以作為后續(xù)打線或覆晶制程的焊墊(Pad)。
請(qǐng)參考圖5，圖5為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的，制造如圖3所示的具有埋入被動(dòng)元件的基板的制造流程圖。該制造流程包括下列步驟首先，如步驟S51所示，提供至少一個(gè)具有第一導(dǎo)電電路301的夾層電路板302。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，夾層電路板302包括下壓合層313以及核心層(302)，可用來(lái)作為多層線路板封裝結(jié)構(gòu)中的核心基材(Core Layer)，但在其它實(shí)施例中，夾層電路板302也可用來(lái)作為多層線路板封裝結(jié)構(gòu)中的層壓板(LaminatedLayer)。
如步驟S52所示，再在夾層電路板302上形成介電層304。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，介電層304是通過(guò)熱壓合所形成的上壓合層。
之后，如步驟S53所示，通過(guò)例如雷射鉆孔法或曝光顯影法在介電層304中形成第一凹洞304a與第二凹洞304b。該第一凹洞304a與第二凹洞304b的形狀與尺寸并不受限制，較佳的形式為兩條互相平行的溝槽或窄孔，或是兩個(gè)彼此叉合的梳狀溝槽結(jié)構(gòu)。
然后，如步驟S54所示，通過(guò)網(wǎng)板印刷法或電鍍法將導(dǎo)電材料填入介電層304的第一凹洞304a與第二凹洞304b，以分別形成第一電極306與第二電極308。該第一電極306、第二電極308以及位于第一電極306與第二電極308之間的介電層304共同形成埋入被動(dòng)元件。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一電極306和第二電極308由兩個(gè)互相平行的板狀結(jié)構(gòu)，或兩個(gè)彼此叉合的薄板梳狀結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。
接著，如步驟S55所示，在第一電極306與第二電極308上形成第二導(dǎo)電電路310。形成第二導(dǎo)電電路310的步驟包括在介電層304形成有凹洞304a和304b的一側(cè)沉積一導(dǎo)電層，接著圖案化該導(dǎo)電層以形成具有導(dǎo)通回路的圖案化金屬層，從而電性連接第一電極306以及第二電極308。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，導(dǎo)電層與第一電極306和第二電極308同時(shí)形成。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D6，圖6為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的制造如圖3所示的具有埋入被動(dòng)元件的基板的制造流程圖。該制造流程包括下列步驟首先，如步驟S61所示，提供具有第一導(dǎo)電電路301的一夾層電路板302，以及表面具有一介電層304的一金屬片。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，夾層電路板302包括下壓合層313以及核心層(302)，可用來(lái)作為多層線路板封裝結(jié)構(gòu)中的核心基材，但在其它實(shí)施例中，夾層電路板302也可用來(lái)作為多層線路板封裝結(jié)構(gòu)中的層壓板。介電層304由一預(yù)浸漬體(prepreg)所形成，是用來(lái)披覆金屬層的一覆蓋層。
接著，如步驟S62所示，將金屬片層壓在夾層電路板302上，使得介電層304與夾層電路板302的第一導(dǎo)電電路301接觸。
之后，如步驟S63所示，通過(guò)例如雷射鉆孔法或曝光顯影法在金屬片與介電層304中形成第一凹洞304a與第二凹洞304b。該第一凹洞304a與第二凹洞304b的形狀與尺寸并不受限制，較佳的形式為兩條互相平行的溝槽或窄孔，或是兩個(gè)彼此叉合的梳狀溝槽結(jié)構(gòu)。
然后，如步驟S64所示，通過(guò)網(wǎng)板印刷法或電鍍法將導(dǎo)電材料填入介電層304的第一凹洞304a與第二凹洞304b中，以分別形成第一電極306與第二電極308。該第一電極306、第二電極308以及位于第一電極306與第二電極308之間的介電層304共同形成埋入被動(dòng)元件。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一電極306和第二電極308由兩個(gè)互相平行的板狀結(jié)構(gòu)，或兩個(gè)彼此叉合的薄板梳狀結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。
接著，如步驟S65所示，形成一第二導(dǎo)電電路310以電性連接第一電極306與第二電極308。形成第二導(dǎo)電電路310的步驟包括圖案化金屬層以形成一導(dǎo)通回路，使第一電極306與第二電極308電性連接。
另外，形成如圖3所示的基板300的步驟還包括形成一防焊層309覆蓋在第二導(dǎo)電電路310上，并使第二導(dǎo)電電路310上與外部電子元件(未圖示)電性連接的區(qū)域由該防焊層309裸露出來(lái)。并在第二導(dǎo)電電路310的裸露部分上形成一金屬覆蓋層314，作為后續(xù)打線或覆晶制程的焊墊。
根據(jù)上述較佳實(shí)施例，可知本發(fā)明的技術(shù)特征在于通過(guò)將導(dǎo)電材料填充入形成在夾層電路板上的至少一個(gè)介電層中的兩個(gè)凹洞，從而形成兩個(gè)彼此分離的電極。該兩電極和位于兩電極之間的介電層，以及導(dǎo)通兩電極的電路直接共同構(gòu)成了一埋入被動(dòng)元件。由于該兩電極直接嵌設(shè)在單一介電層中，因此，即使為增強(qiáng)內(nèi)埋電容元件的電容特性而需增加導(dǎo)電電極的數(shù)量或密度時(shí)，也不需要增加夾層電路板的疊層數(shù)量，而使夾層電路板的厚度大幅增加。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明應(yīng)用上述的實(shí)施例，不僅可縮短封裝基板的電路布局，而且可縮短訊號(hào)傳輸距離，節(jié)省布線空間，具有不會(huì)使基板的厚度增加的優(yōu)點(diǎn)，可以克服現(xiàn)有內(nèi)埋被動(dòng)元件存在的為提高工作效能而必須大幅增加基板厚度的這一缺陷。此外，由于本發(fā)明形成埋入被動(dòng)元件的電極均形成在介電層的同一側(cè)，因此，與現(xiàn)有的內(nèi)埋被動(dòng)元件相比較，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，并可減少制程步驟，降低制程成本。
權(quán)利要求
1.一種制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的制程，其特征在于包括下列步驟提供一夾層電路板，所述夾層電路板具有一第一導(dǎo)電電路；在所述夾層電路板上形成一介電層；在所述介電層內(nèi)形成一第一凹洞與一第二凹洞；在所述介電層的所述第一凹洞與第二凹洞內(nèi)填入一導(dǎo)電材料，以形成一第一電極與一第二電極，所述第一電極、所述第二電極以及位于所述第一電極與所述第二電極之間的所述介電層共同構(gòu)成所述埋入被動(dòng)元件；以及在所述第一電極與所述第二電極上形成一第二導(dǎo)電電路。
2.如權(quán)利要求1所述的制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于進(jìn)一步包括形成一防焊層覆蓋在所述第二導(dǎo)電電路上，使得所述第二導(dǎo)電電路上用以電性連接至外部的區(qū)域由所述防焊層裸露出來(lái)；以及形成一金屬覆蓋層在所述第二導(dǎo)電電路的裸露部分。
3.如權(quán)利要求1所述的制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于所述第一電極與所述第二電極各具有一板狀結(jié)構(gòu)并且彼此平行。
4.如權(quán)利要求1所述的制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于所述第一電極具有若干個(gè)第一薄板梳子結(jié)構(gòu)，所述第二電極具有若干個(gè)第二薄板梳子結(jié)構(gòu)，并且所述第一薄板梳子結(jié)構(gòu)與所述第二薄板梳子結(jié)構(gòu)彼此叉合。
5.一種具有埋入被動(dòng)元件的基板，其特征在于包括一夾層電路板，所述夾層電路板具有一第一導(dǎo)電電路；一介電層，設(shè)于所述夾層電路板上，所述介電層具有一第一凹洞與一第二凹洞；一第一電極設(shè)于所述介電層的第一凹洞中；一第二電極，設(shè)于所述介電層的第二凹洞中，所述第一電極、所述第二電極以及位于所述第一電極與所述第二電極間的所述介電層共同構(gòu)成所述埋入被動(dòng)元件；以及一第二導(dǎo)電電路，設(shè)置在所述第一電極與所述第二電極上。
6.如權(quán)利要求5所述的具有埋入被動(dòng)元件的基板，其特征在于進(jìn)一步包括一防焊層覆蓋在所述第二導(dǎo)電電路上，使得所述第二導(dǎo)電電路上用以電性連接至外部的區(qū)域由所述防焊層裸露出來(lái)；以及一金屬覆蓋層，位于所述第二導(dǎo)電電路的裸露部分。
7.如權(quán)利要求5所述的具有埋入被動(dòng)元件的基板，其特征在于所述第一電極與所述第二電極各具有一板狀結(jié)構(gòu)并且彼此平行。
8.如權(quán)利要求5所述的具有埋入被動(dòng)元件的基板，其特征在于所述第一電極具有若干個(gè)第一薄板梳子結(jié)構(gòu)，所述第二電極具有若干個(gè)第二薄板梳子結(jié)構(gòu)，并且所述第一薄板梳子結(jié)構(gòu)與所述第二薄板梳子結(jié)構(gòu)彼此叉合。
9.一種制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于包括下列步驟提供一夾層電路板，所述夾層電路板具有一第一導(dǎo)電電路；提供一金屬片，所述金屬片表面具有一介電層；將所述金屬片層壓在所述夾層電路板上，使得所述介電層與所述夾層電路板上的所述第一導(dǎo)電電路接觸；在所述金屬片與所述介電層內(nèi)形成一第一凹洞與一第二凹洞；在所述第一凹洞與所述第二凹洞中填入導(dǎo)電材料，以形成一第一電極與一第二電極，所述第一電極、所述第二電極以及位于所述第一電極與所述第二電極間的所述介電層共同構(gòu)成所述埋入被動(dòng)元件；以及在所述第一電極與第二電極上形成一第二導(dǎo)電電路。
10.如權(quán)利要求9所述的制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于所述介電層為一預(yù)浸漬體。
11.如權(quán)利要求9所述的制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于進(jìn)一步包括形成一防焊層覆蓋在所述第二導(dǎo)電電路上，使得所述第二導(dǎo)電電路上用以電性連接至外部的區(qū)域由所述防焊層裸露出來(lái)；以及形成一金屬覆蓋層在所述第二導(dǎo)電電路的裸露部分。
12.如權(quán)利要求9所述的制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于所述第一電極與所述第二電極各具有一板狀結(jié)構(gòu)并且彼此平行。
13.如權(quán)利要求9所述的制造具有埋入被動(dòng)元件的基板的方法，其特征在于所述第一電極具有若干個(gè)第一薄板梳子結(jié)構(gòu)，所述第二電極具有若干個(gè)第二薄板梳子結(jié)構(gòu)，并且所述第一薄板梳子結(jié)構(gòu)與所述第二薄板梳子結(jié)構(gòu)彼此叉合。
全文摘要
一種具有埋入被動(dòng)元件的基板，包括具有第一導(dǎo)電電路的夾層電路板、介電層、第一電極、第二電極以及第二導(dǎo)電電路。其中，介電層設(shè)于夾層電路板上，具有第一凹洞與第二凹洞。第一電極設(shè)于第一凹洞中；第二電極設(shè)于第二凹洞中。該第一與第二電極以及位于第一電極與第二電極間的介電層共同形成一埋入被動(dòng)元件。第二導(dǎo)電電路電性連接第一電極與第二電極。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101051615SQ20071010496
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者王永輝, 歐英德, 洪志斌 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司