專利名稱：電路基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種電路基板，且特別是有關一種利用激光切割鉆孔技術以形成內建電感結構的電路基板。
背景技術：
請參照圖1A及圖1B，圖1A是傳統(tǒng)螺旋狀電感的俯視圖，圖1B是傳統(tǒng)螺旋狀電感的側視剖面圖。傳統(tǒng)螺旋狀電感10是平面配置于基板14表面上，且借助微孔(micro-via)12，螺旋狀電感10電性連接接地層16。磁力線18垂直于接地層16，且為接地層16所反射。這是因為接地層16可以改變電場/磁場的分布情況，發(fā)揮屏蔽的功效。但是，螺旋狀電感10下方至接地層16間所覆蓋的空間將無法使用。此外，電感值與電感的線圈圈數平方成正比，平面配置的螺旋狀電感10因受制于有限的布局(layout)空間，電感值與品質系數(quality factor，Q)均無法有有效提高。
傳統(tǒng)螺旋狀電感10在設計時，一般會以所需工作頻率下的最大品質系數來設計螺旋狀電感，以便在基板的可用區(qū)域上提供所需的電感值。但是為了降低基板層的漩渦電流損耗，并減少耦合到基板的電容，傳統(tǒng)螺旋狀電感必須離半導體基板愈遠愈好。因此，傳統(tǒng)螺旋狀電感10與接地層16(參考面)之間必須維持一定的高度H，不能無限制的壓縮，這有違整合元件微小化的趨勢。另一方面，接地層卻是不能省略的，否則電磁會耦合并干擾到相鄰的元件。此外，微孔12的孔徑過大以及螺旋狀電感10均會占用基板表面的布局空間。
值得一提的是，一般常用電感值與品質系數(Q)來衡量一個電感的好壞。Q值是電感的一項重要特性。Q是用以衡量一電感的″純度″。對一電感而言，Q值愈高，損失的能量愈低。
更進一步說明，以一個簡易LRC電路20為例，如圖2所示，電感22、電阻24與電容26為相互串連。在此電路中，由于儲存的能量來回于電感22與電容26之間，因此產生震蕩現象。此時，品質系數Q即用于衡量此震蕩現象的衰減，Q值愈高，衰減的幅度愈小。Q值與電感值關系如下列數學式所示Q＝ωL/R，換句話說，電感值L愈高，Q值也愈大。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電路基板，此種電路基板具有內建的電感結構，不但能增加布局空間、并能產生較大的電感值及Q值。
根據本發(fā)明的一種高效率的電路基板，其具有磁力線與參考面平行的電感結構。此種電路基板具有第一微孔與第二微孔，分別貫穿電路基板上相對的第一表面及第二表面。電路基板包括有電感結構及參考面。電感結構則包括有第一柱形導體、第二柱形導體、第一走線及第二走線。第一柱形導體具有相互隔開的左導電柱與右導電柱，配置于第一微孔中，而第二柱形導體配置于第二微孔之中，并鄰近第一柱形導體。第一柱形導體與第二柱形導體分別電性連接第一表面及第二表面。第一柱形導體借助激光切割技術切割出一激光切割區(qū)，而此激光切割區(qū)會使得第一柱形導體分隔成左導電柱與右導電柱。第一柱形導體于第一表面形成第一頂部，且于第二表面形成第一底部。第二柱形導體于第一表面形成第二頂部，且于第二表面形成第二底部。第一走線位于第二表面上，用以電性連接左導電柱的第一底部與第二柱形導體的第二底部。第二走線位于第一表面上，用以電性連接右導電柱的第一頂部與第二柱形導體的第二頂部。
前述的本發(fā)明電路基板還包含有多個第一柱形導體、多個第二柱形導體以及多個第三柱形導體，分別排列成一直線且形成相互平行的三列柱形導體群。其中該第一柱形導體、第二柱形導體以及第三柱形導體分別配置于電路基板的第一微孔、第二微孔及第三微孔中。再者，該第一柱形導體均分別以激光切割成左導電柱與右導電柱，且該右導電柱分別與對應的左導電柱相互隔開。其中該第一柱形導體的左導電柱底部以多條第一走線分別電性連接對應的第二柱形導體底部，而該第一柱形導體的左導電柱頂部分別以多條第四走線電性連接對應的第三柱形導體頂部。另一方面，該第一柱形導體的該右導電柱頂部分別以多條第二走線電性連接對應的第二柱形導體頂部，而該第一柱形導體的該右導電柱底部以多條第三走線分別電性連接對應的該第三柱形導體底部。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖進行詳細說明。


圖1A是傳統(tǒng)螺旋電感的俯視圖。
圖1B是傳統(tǒng)螺旋電感的側視剖面圖。
圖2是簡易LRC電路的示意圖。
圖3A是本發(fā)明第一實施例的電路基板的部分微孔側視剖面圖。
圖3B是本發(fā)明第一實施例的電路基板的部分側視剖面圖。
圖3C是本發(fā)明第一實施例的電路基板的另一部分側視剖面圖。
圖3D是本發(fā)明第一實施例的電路基板中的部分電感立體圖。
圖4A是本發(fā)明第二實施例的電路基板的微孔陣列的俯視圖。
圖4B是本發(fā)明第二實施例的電路基板的第一表面的俯視圖。
圖4C是本發(fā)明第二實施例的電路基板的第二表面的俯視圖。
圖4D是本發(fā)明第二實施例的電路基板中的部分電感立體圖。
具體實施例方式
實施例一請參照圖3A，其是是本發(fā)明第一實施例的電路基板的部分微孔側視剖面圖。電路基板300具有相對的一第一表面314及一第二表面316。借助激光切割鉆孔技術所形成的第一微孔303與第二微孔305分別由此電路基板300的第一表面314貫穿至第二表面316。
請同時參照圖3B、圖3C以及圖3D，圖3B是本發(fā)明第一實施例的電路基板的部分側視圖，圖3C是本發(fā)明第一實施例的電路基板的另一部分側視圖，圖3D是本發(fā)明第一實施例的電路基板中的部分電感立體圖。
電路基板300包括一電感結構302及一參考面。電感結構302包含有一第一柱形導體304、一第二柱形導體306、一第一走線308及一第二走線310。第一柱形導體304配置于第一微孔303中，而第二柱形導體306配置于第二微孔305之中，并鄰近第一柱形導體304。第一柱形導體304與第二柱形導體306分別貫穿電路基板300。其中，借助激光切割技術，于第一柱形導體304中央部位形成一激光切割區(qū)312，并使得第一柱形導體304因此激光切割區(qū)312而分隔成左導電柱3042與右導電柱3041。此外，第二柱形導體306鄰近第一柱形導體304的一側。
第一走線308系位于第二表面316上，用以電性連接第一柱形導體304的左導電柱3042的第一底部3044與對應的第二柱形導體306的第二底部3062。另一方面，第二走線310位于第一表面上，用以電性連接第一柱形導體304的右導電柱3041的第一頂部3043與對應的第二柱形導體306的第二頂部3061。另一方面，參考面，例如是接地層317，配置于第二表面316上，用以局限磁力線的場形，達到屏蔽的效果。
借助上述走線電性連結相鄰的二柱形導體，可形成一個開放式環(huán)狀結構的內埋式線圈，使得磁力線的方向為沿著電路基板300與接地層317的水平方向。如此一來，電路基板300不但可薄形化，在與其他基板形成積層基板后，還可提供更大的布局空間。圖式中箭頭的方向表示電流的方向，反向亦可。
此電路基板300還可包括一第三柱形導體322，且此第三柱形導體322貫穿第一表面314及第二表面316。其中，此第一柱形導體304設置于第二柱形導體306與第三柱形導體322之間。此第三柱形導體322于第一表面314形成一第三頂部3221，且于第二表面316形成一第三底部3222。第三走線324位于第二表面316上，用以電性連接右導電柱的第一底部3044與第二柱形導體306的第二底部3222。使得第二柱形導體306、第二走線310、右導電柱3041、第三走線324及第三柱形導體322相互電性連接而形成一S形結構。
本發(fā)明電路基板300的第一柱形導體304、第二柱形導體306及第三柱形導體322分別具有第一貫通孔318、第二貫通孔320及第三貫通孔328，且該貫通孔徑可小至10μm至15μm。
另一方面，第一柱形導體304的激光切割區(qū)312可利用同樣的激光切割鉆孔技術切割而成。本發(fā)明所述的激光切割鉆孔技術使用二氧化碳激光或紫外線激光，其中，紫外線激光由于波長較短，比較不會產生繞射現象，因此可產生孔徑較小的微孔。
電路基板300的第一柱形導體304、第二柱形導體306與第三柱形導體322的內壁表面化學電鍍有一層銅導電層。另一種作法是，先將該微孔填充一銅的導電膏，再行切割第一柱形導體。換句話說，該微孔無論是實心或空心，均可發(fā)揮相同的功用。
實施例二請參照圖4A，其是是本發(fā)明第二實施例的電路基板的微孔陣列的俯視圖。借助激光切割鉆孔技術，形成分別排列成行的多個第一微孔403、多個第二微孔405及多個第三微孔407于基板402。
請同時參照圖4B以及圖4C，圖4B是本發(fā)明第二實施例的電路基板的第一表面的俯視圖，圖4C是本發(fā)明第二實施例的電路基板的第二表面的俯視圖。
電路基板400包括一電感結構402及一參考面。電感結構302包含有多個第一柱形導體404、多個第二柱形導體406、多個第三柱形導體408、多條第一走線412、多條第二走線414、多條第三走線416及多條第四走線418。電路基板400具有第一表面4021及第二表面4022，且第二表面4022相對于第一表面4021。
前述的多個柱形導體配置于電路基板400內并分別垂直貫穿電路基板400。其中，數個第一柱形導體404配置于該第一微孔403中并成一直線排列，用以貫穿第一表面4021及第二表面4022。該第一柱形導體404還包括數個左導電柱4042及數個右導電柱4041，該右導電柱4041分別與對應的左導電柱4042相互隔開?？山柚す馇懈钽@孔技術，分別于該第一柱形導體404上形成激光切割區(qū)410，用以間隔該右導電柱4041與該左導電柱4042。
多個第二柱形導體406，配置于相對應的第二微孔405并平行排列于該第一柱形導體404的前側，其中該第一柱形導體404的左導電柱4042底部以多條第一走線412分別電性連接對應的第二柱形導體406底部，而該第一柱形導體404的右導電柱4041頂部分別以多條第二走線414電性連接對應的第二柱形導體406頂部。
多個第三柱形導體408，配置于相對應的第三微孔407并平行排列于第一柱形導體404的后側，其中該第一柱形導體404的右導電柱4041底部以多條第三走線416分別電性連接對應的第三柱形導體408底部，而該第一柱形導體404的左導電柱4042頂部分別以多條第四走線418電性連接對應的第三柱形導體408頂部。
另一方面，參考面，例如是接地層4024，配置于第二表面4022上，用以局限磁力線的場形，達到屏蔽的效果。再者，當通入電流后，電感結構402所產生的磁力線會與接地層4024平行。
請參照圖4C，圖4C是本發(fā)明第二實施例的電路基板中的部分電感立體圖。該電路基板的柱形導體內分別具有第一貫通孔420、第二貫通孔422以及第三貫通孔424。在本發(fā)明的第二實施例中，在一定頻率下電感值的計算公式可由法拉第定律推導如下L1＝μN2A/l＝μN(2wh)/(1/N)＝2μNwh/d其中L1電感值μ核心材質(core material)的磁導率(magnetic permeability)N由柱形導體及走線所圍成線圈的圈數A線圈面積，l電感的長度w一柱形導體至另一對應柱形導體間的走線距離h柱形導體的高度，d一線圈至相鄰線圈的間距由于現今電子元件均朝微小化發(fā)展，因此對本發(fā)明的電感而言，必須盡量縮小相鄰柱形導體間的走線距離w以及柱形導體的高度h。另一方面，為了使電感值愈大，線圈的圈數愈多愈好，而相鄰線圈之間距則愈小愈好。借助現今的激光鉆孔以及切割技術，微孔孔徑已經可以微小只有數十微米，恰可解決機械鉆孔所遇到的瓶頸。圖式中箭頭的方向表示電流的方向，反向亦可。
與第一實施例相同的是，電路基板400的貫通孔孔徑可小至約為10μm至15μm。另一方面，該第一柱形導體404的激光切割區(qū)410是利用同樣的激光切割鉆孔技術切割而成。本發(fā)明所述的激光切割鉆孔技術使用二氧化碳激光或紫外線激光，其中，紫外線激光由于波長較短，比較不會產生繞射現象，因此可產生孔徑較小的微孔。
電路基板400的多個第一柱形導體404、多個第二柱形導體406以及多個第三柱形導體408的內壁表面分別化學電鍍有一層銅導電層。另一種作法是，先將于該微孔填充一銅的導電膏，再行切割第一柱形導體。因此，該微孔無論是實心或空心，均發(fā)揮相同的功用。
本發(fā)明上述實施例所揭示的電路基板，其特色是借助激光切割鉆孔技術，于基板內鉆出三組相互平行的微孔，再于該微孔內配置多個柱形導體。借助走線電性連接各個對應的柱形導體以形成一類似線圈交錯的電感元件。本發(fā)明的電路基板由于磁力線的方向為平行于基板與參考面。如此一來，基板無論于其表面或垂直空間上，均可增加許多布局空間，亦可更薄形化。另一特色是借助激光切割鉆孔技術，本發(fā)明的電路基板的多個第一柱形導體分別其上形成左右兩個導電柱，該導電柱再分別利用走線與對應的微孔電性連接。此方式不但可有效減少微孔的數量，還可使得相鄰線圈之間距愈小、線圈的圈數愈多。根據前述的在一定頻率下電感值的計算公式可知，本發(fā)明的電路基板可以在更小的布局空間中獲得較大的電感值與較大的Q值。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟系本技術的人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作出各種的等效的改變或替換，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的本申請權利要求范圍所界定的為準。
權利要求
1.一種電路基板，具有相對的第一表面及第二表面，并具有一第一微孔與一第二微孔，貫穿該第一表面及第二表面，該電路基板包括一電感結構，包括一第一柱形導體，具有相互隔開的一左導電柱與一右導電柱，配置于該第一微孔中，該第一柱形導體于該第一表面形成一第一頂部，且于該第二表面形成一第一底部；一第二柱形導體，配置于該第二微孔的中，并鄰近該第.一柱形導體，該第二柱形導體于該第一表面形成一第二頂部，且于該第二表面形成一第二底部；一第一走線，位于該第二表面上，用以電性連接第一柱形導體的該左導電柱的該第一底部與該第二柱形導體的該第二底部；及一第二走線，位于該第一表面表面上，用以電性連接該第一柱形導體的該右導電柱的該第一頂部與該第二柱形導體的該第二頂部；以及一參考面，配置于該第二表面上，用以使該電感結構所產生的磁力線與該參考面平行。
2.如權利要求1所述的電路基板，其特征在于該左導電柱、該第一走線、該第二柱形導體、該第二走線及該右導電柱形成一開放式環(huán)狀結構。
3.如權利要求1所述的電路基板，其特征在于該參考面為一接地層。
4.如權利要求1所述的電路基板，其特征在于該電路基板還具有一第三微孔，貫穿該第一表面及該第二表面，且該電路基板還包括一第三柱形導體，配置于該第三微孔之中，該第三柱形導體于該第一表面形成一第三頂部，且于該第二表面形成一第三底部；及一第三走線，位于該第二表面上，用以電性連接該右導電柱的該第一底部與該第二柱形導體的該第二底部。
5.如權利要求4所述的電路基板，其特征在于該第一柱形導體設置于該第二柱形導體與該第三柱形導體之間。
6.如權利要求4所述的電路基板，其特征在于該第二柱形導體、該第二走線、該右導電柱、該第三走線及該第三柱形導體形成一S形結構。
7.如權利要求4所述的電路基板，其特征在于該第一柱形導體具有一激光切割區(qū)，設置于該右導電柱及該左導電柱之間，用以間隔該右導電柱與該左導電柱。
8.如權利要求7所述的電路基板，其特征在于該第一柱形導體、該第二柱形導體及該第三柱形導體分別具有一第一貫通孔、一第二貫通孔及一第三貫通孔，且該激光切割區(qū)、該第一貫通孔、該第二貫通孔及該第三貫通孔是利用激光切割鉆孔技術鉆孔而成。
9.如權利要求8所述的電路基板，其特征在于該激光切割鉆孔技術是使用二氧化碳激光。
10.如權利要求8所述的電路基板，其特征在于該激光切割鉆孔技術是使用紫外線激光。
11.如權利要求8所述的電路基板，其特征在于該第一貫通孔、該第二貫通孔及該第三貫通孔的孔徑大小10μm至15μm之間。
12.如權利要求8所述的電路基板，其特征在于該第一柱形導體、該第二柱形導體及該第三柱形導體是以化學電鍍而形成的銅導電層。
13.一種電路基板，包括一基板，具有相對設置的一第一表面及一第二表面，并具有多個第一微孔、多個第二微孔及多個第三微孔配置于該基板，該第一微孔、該第二微孔及該第三微孔均貫穿該第一表面及該第二表面；一電感結構，包括多個第一柱形導體，配置于該第一微孔中并成一直線排列，用以電性連接該第一表面及該第二表面，該第一柱形導體還包括多個左導電柱；及多個右導電柱，該右導電柱分別與對應的該左導電柱相互隔開；多個第二柱形導體，配置于該第二微孔中并平行排列于該第一柱形導體的前側，其中該第一柱形導體的該左導電柱底部以多條第一走線分別電性連接對應的該第二柱形導體底部，而該第一柱形導體的該右導電柱頂部以多條第二走線分別電性連接對應的該第二柱形導體頂部；多個第三柱形導體，配置于該第三微孔中并平行排列于該第一柱形導體的后側，用以電性連接該第一表面及該第二表面，其中該第一柱形導體的該右導電柱底部以多條第三走線分別電性連接對應的該第三柱形導體底部，而該第一柱形導體的該左導電柱頂部以多條第四走線分別電性連接對應的該第三柱形導體頂部；以及一參考面，配置于該第二表面上，用以使該電感結構所產生的磁力線與該參考面平行。
14.如權利要求13所述的電路基板，其特征在于該電感具有一螺旋雙連環(huán)結構。
15.如權利要求13所述的電路基板，其特征在于該第一柱形導體具有多個激光切割區(qū)，設置于該右導電柱及該左導電柱之間，用以間隔該右導電柱與該左導電柱。
16.如權利要求13所述的電路基板，其特征在于該第一柱形導體、該第二柱形導體及該第三柱形導體分別具有多個第一貫通孔、多個第二貫通孔及多個第三貫通孔，且該激光切割區(qū)、該第一貫通孔、該第二貫通孔及該第三貫通孔是利用激光切割鉆孔技術鉆孔而成。
17.如權利要求13所述的電路基板，其特征在于該參考面為一接地層。
18.如權利要求16所述的電路基板，其特征在于該激光切割鉆孔技術是使用二氧化碳激光。
19.如權利要求16所述的電路基板，其特征在于該激光切割鉆孔技術是使用紫外線激光。
20.如權利要求16所述的電路基板，其特征在于該第一貫通孔、該第二貫通孔及該第三貫通孔的孔徑大小10μm至15μm之間。
21.如權利要求13所述的電路基板，其特征在于該第一柱形導體、該第二柱形導體及該第三柱形導體是以化學電鍍而分別形成的銅導電層。
全文摘要
一種電路基板，此電路基板具有電感結構及參考面。電感結構包含第一柱形導體、第二柱形導體、第一走線及第二走線。第一柱形導體與第二柱形導體分別設置于電路基板中并貫穿此電路基板上相對的第一表面及第二表面。第一柱形導體具有相互隔開的左導電柱與右導電柱。第二柱形導體是鄰近第一柱形導體的一側。第一走線電性連接第一柱形導體的左導電柱的第一底部與第二柱形導體的第二底部。第二走線電性連接第一柱形導體的右導電柱的第一頂部與第二柱形導體的第二頂部。參考面配置于第二表面上，用以使電感結構所產生的磁力線與此參考面平行。
文檔編號H05K3/30GK1735316SQ200410056728
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月11日 優(yōu)先權日2004年8月11日
發(fā)明者邱基綜 申請人:日月光半導體制造股份有限公司