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TWI849559B - 電路板組件及其製造方法、封裝結構 - Google Patents

電路板組件及其製造方法、封裝結構 Download PDF

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TWI849559B
TWI849559B TW111141467A TW111141467A TWI849559B TW I849559 B TWI849559 B TW I849559B TW 111141467 A TW111141467 A TW 111141467A TW 111141467 A TW111141467 A TW 111141467A TW I849559 B TWI849559 B TW I849559B
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祝長赫
李洋
王建
劉立坤
李艷祿
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大陸商宏啟勝精密電子（秦皇島）有限公司
大陸商鵬鼎控股（深圳）股份有限公司
鵬鼎科技股份有限公司
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Abstract

本申請公開一種電路板組件之製造方法，包括步驟：提供一封裝基板，封裝基板包括基材層、線路層、以及中空導電柱，線路層設置於基材層，中空導電柱之一端設置於線路層。於中空導電柱內設置發熱元件，發熱元件電性連接線路層。於中空導電柱內填入導熱介質，導熱介質浸沒發熱元件。於中空導電柱之另一端設置導電蓋體，導電蓋體封閉中空導電柱，獲得電路板組件。另外，本申請還提供一種電路板組件、封裝結構。

Description

電路板組件及其製造方法、封裝結構
本申請涉及一種電路板的散熱和封裝，尤其涉及一種電路板組件及其製造方法、封裝結構。
於封裝領域中，封裝基板多採用銅柱互連之方式實現電性連接，該連接方式不僅有利於封裝結構之小型化，且還有利於減少焊盤間之距離並提高各類元件與線路之設置密度。
然而，由於各類元件設置之越來越緊凑，其産生之大量廢熱難以快速散發，導致溫度快速升高，不但會影響各類元件之工作效率與品質，且還可能發生爆炸；同時，由於各類元件設置之越來越緊凑，導致相鄰元件之間電磁干擾之風險增加，進而影響信號傳輸之品質。
有鑒於此，有必要提供一種電路板組件，提高散熱效率並改善電磁遮罩。
另外，還有必要提供一種電路板組件之製造方法。
另外，還有必要提供一種電路板組件。
一種電路板組件之製造方法，包括步驟：提供一封裝基板，所述封裝基板包括基材層、線路層、以及中空導電柱，所述線路層設置於所述基材層，所述中空導電柱之一端設置於所述線路層；於所述中空導電柱內設置發熱元件，所述發熱元件電性連接所述線路層； 於所述中空導電柱內填入導熱介質，所述導熱介質浸沒所述發熱元件；於所述中空導電柱之另一端設置導電蓋體，所述導電蓋體封閉所述中空導電柱，獲得所述電路板組件。
進一步地，所述封裝基板之製造方法包括步驟：提供一覆銅基板，所述覆銅基板包括所述基材層及設置於所述基材層之銅箔層；於所述銅箔層電鍍形成所述中空導電柱；以及蝕刻所述銅箔層以形成所述線路層，獲得所述封裝基板。
進一步地，所述封裝基板之製造方法包括步驟：提供一覆銅基板，所述覆銅基板包括所述基材層及設置於所述基材層之銅箔層；於所述銅箔層電鍍形成實心導電柱；蝕刻所述銅箔層以形成所述線路層；以及掏空所述實心導電柱以形成所述中空導電柱，獲得所述封裝基板。
進一步地，步驟“於所述中空導電柱之另一端設置導電蓋體”包括：於所述導熱介質之界面設置導電薄膜，所述導電薄膜電性連接所述中空導電柱之內壁；以及於所述導電薄膜電鍍形成所述導電蓋體。
進一步地，還包括步驟：於所述線路層設置黏接層；以及於所述黏接層設置保護層。
一種電路板組件，包括：封裝基板，所述封裝基板包括基材層、線路層、以及中空導電柱，所述線路層設置於所述基材層，所述中空導電柱之一端設置於所述線路層；發熱元件，所述發熱元件設置於所述中空導電柱內，所述發熱元件電性連接所述線路層； 導熱介質，所述導熱介質填充所述中空導電柱，所述導熱介質浸沒所述發熱元件；以及導電蓋體，所述導電蓋體設置於所述中空導電柱之另一端，所述導電蓋體封閉所述中空導電柱。
進一步地，所述線路層包括多個導電墊，所述導電墊於所述中空導電柱之底部露出，所述發熱元件包括元件本體及元件引脚，所述元件引脚連接所述導電墊。
進一步地，所述導電蓋體包括第一部分與第二部分，所述第一部分插入所述中空導電柱，所述第二部分凸出所述中空導電柱，所述第二部分之高度不小於10微米。
進一步地，所述電路板組件還包括導通體，所述導通體設置於所述封裝基板，所述導通體一端連接所述導電墊，另一端露出於所述基材層。
一種封裝結構，包括：封裝蓋板，所述封裝蓋板包括絕緣體及設置於所述絕緣體內之內側線路層，所述封裝蓋板設有開槽，部分所述內側線路層於所述開槽之底部露出；電路板組件，所述電路板組件包括封裝基板、發熱元件、導熱介質、以及導電蓋體，所述封裝基板包括基材層、線路層、以及中空導電柱，所述線路層設置於所述基材層，所述中空導電柱之一端設置於所述線路層，所述發熱元件設置於所述中空導電柱內，所述發熱元件電性連接所述線路層，所述導熱介質填充所述中空導電柱，所述導熱介質浸沒所述發熱元件，所述導電蓋體設置於所述中空導電柱之另一端，所述導電蓋體封閉所述中空導電柱；所述封裝基板對應所述絕緣體設置，部分所述中空導電柱容置於所述開槽，所述導電蓋體電性連接所述內側線路層。
相比於習知技術，本申請提供之電路板組件之製造方法具有以下優點：(一)藉由於中空導電柱上設置導電蓋體，該導電蓋體既可以封塞中空導電柱內之導熱介質，還可以作為電連接墊連接其他電路板，有利於提高電路板組件內部之空間利用率，提高發熱元件及導通體(第一導通體、第二導通體)之設置密度。(二)藉由於中空導電柱內填入導熱介質，該導熱介質可以浸沒 發熱元件，從而提高發熱元件之散熱效率，減少因熱量聚集而導致之溫度快速升高之風險。(三)藉由導電蓋體、所述中空導電柱、以及所述第一線路層共同形成電磁遮罩，該發熱元件設於所述電磁遮罩內，從而實現對電磁遮罩內之發熱元件之電磁遮蔽，減少相鄰發熱元件之間之磁干擾，進而提高信號傳輸之品質。
100:電路板組件
10:覆銅基板
11:基材層
12:第一銅箔層
13:第二銅箔層
14:第一導通體
15:第二導通體
16:第一線路層
161:第一線路
162:連接墊
17:第二線路層
19:第二保護膜
191:第二黏接層
192:第二保護層
18:第一保護膜
181:第一黏接層
182:第一保護層
183:開窗
20:實心導電柱
21:中空導電柱
22:封裝基板
211:容置腔
30:發熱元件
31:元件本體
32:元件引脚
33:導熱介質
40:導電蓋體
41:第一部分
42:第二部分
50:電磁遮罩
60:封裝蓋板
61:絕緣體
62:內側線路層
63:開槽
200:封裝結構
D1:高度
H1:深度
D2:厚度
W1、W2:截面寬度
S:間隙
圖1為本申請一實施例提供之覆銅基板之截面示意圖。
圖2為圖1所示之覆銅基板設置實心導電柱後之截面示意圖。
圖3為蝕刻圖2所示之第一銅箔層與第二銅箔層後之截面示意圖。
圖4為掏空圖3所示之實心導電柱後之截面示意圖。
圖5為圖4所示之中空導電柱內設置發熱元件後之截面示意圖。
圖6為圖5所示之中空導電柱內填充導熱介質後之截面示意圖。
圖7為圖6所示之中空導電柱之端部設置導電蓋體後之截面示意圖。
圖8為本申請另一實施例提供之中空導電柱之端部設置導電蓋體後之截面示意圖。
圖9為本申請一實施例提供之電路板組件之截面示意圖。
圖10為本申請一實施例提供之封裝蓋板之截面示意圖。
圖11為本申請一實施例提供之封裝結構之截面示意圖。
下面將結合本申請實施例中之附圖，對本申請實施例中之技術方案進行描述，顯然，所描述之實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部之實施例。
需要說明的是，當一個組件被認為是“設置於”另一個組件，它可以是直接設置於另一個組件上或者可能同時存於居中組件。
本申請一實施例提供一種電路板組件100之製造方法，包括步驟：
S1：請參見圖1，提供一覆銅基板10，所述覆銅基板10為雙面覆銅基板，所述覆銅基板10包括基材層11、第一銅箔層12、第二銅箔層13、第一導通體14、以及第二導通體15。
所述第一銅箔層12與所述第二銅箔層13分別設置於所述基材層11之相對兩側面。
所述第一導通體14穿過所述第一銅箔層12與所述基材層11，所述第一導通體14大致呈“T”形，所述第一導通體14之一端連接所述第二銅箔層13，另一端覆蓋部分所述第一銅箔層12。
所述第二導通體15穿過所述第二銅箔層13與所述基材層11，所述第二導通體15大致呈圓柱體狀，所述第二導通體15之一端連接所述第一銅箔層12，另一端覆蓋部分所述第二銅箔層13。
S2：請參見圖2，於所述第一銅箔層12設置實心導電柱20，所述實心導電柱20對應所述第二導通體15設置。其中，所述實心導電柱20可以藉由焊接、黏接、電鍍、化學沉銅等多種方式設置於所述第一銅箔層12。於本實施例中，所述實心導電柱20之形狀為圓柱形，於申請之其他實施例中，所述實心導電柱20亦可以是多棱柱形、圓臺形等。
S3：請參見圖3，蝕刻未被實心導電柱20覆蓋之部分所述第一銅箔層12以形成多個第一線路161，以及蝕刻所述第二銅箔層13以形成第二線路層17。
S4：請參見圖4，藉由蝕刻之方式掏空所述實心導電柱20以形成中空導電柱21，所述中空導電柱21具有容置腔211，同時蝕刻於所述容置腔211底部露出之另外部分之所述第一銅箔層12以形成多個連接墊162，獲得封裝基板22。其中，多個所述第一線路161與多個所述連接墊162構成第一線路層16，所述連接墊162連接所述第二導通體15，所述第二導通體15可以用於導熱或者導電，所述中空導電柱21具有截面寬度W2。
於本申請之另一實施例中，所述中空導電柱21亦可以藉由選擇性電鍍之方式直接形成於所述第一線路層16。具體包括：首先，於所述第一線路層16設置乾膜(未標示)，然後，曝光顯影所述乾膜以形成感光圖樣(未標示)， 所述感光圖樣於預定位置形成有環形凹槽(未標示)；最後，於所述環形凹槽內電鍍形成所述中空導電柱21。
S5：請參見圖5，於所述容置腔211內設置至少一個發熱元件30，所述發熱元件30包括元件本體31及連接所述元件本體31之元件引脚32，所述元件引脚32連接所述連接墊162，所述發熱元件30之整體高度D1小於所述容置腔211之深度H1。具體地，所述深度H1比所述高度D1大約20微米。所述發熱元件30包括芯片，所述元件引脚32可以藉由焊接之方式連接所述連接墊162。
S6：請參見圖6，於所述容置腔211內填入導熱介質33，所述導熱介質33浸沒所述發熱元件30，且部分所述導熱介質33填入多個所述連接墊162之間的隙中，所述導熱介質33為高比熱容之絕緣液態物質，例如氟化液，該氟化液需要吸收較多之熱量以升高1℃。具體地，所述導熱介質33填入量可以保證所述導熱介質33之界面高出所述發熱元件30之端面至少為10微米，從而保證發熱元件30完全被導熱介質33所包裹，有利於提高散熱效果。
S7：請參見圖7，於所述中空導電柱21之另一端設置導電蓋體40，所述導電蓋體40封閉所述容置腔211。具體地，所述導電蓋體40包括第一部分41與連接所述第一部分41之第二部分42。所述第一部分41插入所述容置腔211內，從而堵塞所述導熱介質33，防止所述導熱介質33流出。所述第二部分42凸出於所述容置腔211並設置於所述中空導電柱21之外側，所述第二部分42用於電性連接其他部件，所述第二部分42之厚度D2至少為10微米，從而保證良好之電連接性能。
於本實施例中，所述導電蓋體40、所述中空導電柱21、以及部分所述第一線路層16共同形成電磁遮罩50，從而實現對電磁遮罩50內之發熱元件30之電磁遮蔽。
於本實施例中，所述導電蓋體40為錫膏，所述導電蓋體40藉由印刷之方式形成於所述中空導電柱21之另一端。於本申請之另一實施例中，請參見圖8，所述導電蓋體40亦可以為銅、錫等導電金屬，所述導電蓋體40可以藉由電鍍、化學沉積之方式形成於所述中空導電柱21之另一端。設置所述導電蓋體40具體包括：首先，於所述導熱介質33之界面設置導電薄膜(未標示)，所述導 電薄膜電性連接所述中空導電柱21之內壁；然後，於所述導電薄膜電鍍形成所述導電蓋體40。
於本實施例中，所述電路板組件100之製造方法還包括步驟：
S8：請參見圖9，於所述第一線路層16設置第一保護膜18，以及於所述第二線路層17設置第二保護膜19，獲得所述電路板組件100。所述第一保護膜18及所述第二保護膜19均可以起到絕緣保護之作用。其中，所述第一保護膜18包括第一黏接層181與第一保護層182，所述第一黏接層181設置於所述第一保護層182與所述第一線路層16之間。所述第二保護膜19包括第二黏接層191與第二保護層192，所述第二黏接層191設置於所述第二保護層192與所述第二線路層17之間。可以理解於本申請之其他實施例中，所述第一保護層182與/或所述第二保護層192亦可以不用設置。
相比於習知技術，本申請提供之電路板組件100之製造方法具有以下優點：
(一)藉由於中空導電柱21上設置導電蓋體40，該導電蓋體40既可以封塞中空導電柱21內之導熱介質33，還可以作為電連接墊連接其他電路板，有利於提高電路板組件100內部之空間利用率，提高發熱元件30及導通體(第一導通體14、第二導通體15)之設置密度。
(二)藉由於中空導電柱21內填入導熱介質33，該導熱介質33可以浸沒發熱元件30，從而提高發熱元件30之散熱效率，減少因熱量聚集而導致之溫度快速升高之風險。
(三)藉由設置所述導電蓋體40、所述中空導電柱21、以及所述第一線路層16，且所述導電蓋體40、所述中空導電柱21、以及所述第一線路層16相互電性連接，從而圍成形成電磁遮罩50，該發熱元件30設於所述電磁遮罩50內，從而實現對電磁遮罩50內之發熱元件30之電磁遮蔽，減少相鄰之所述發熱元件30之間之磁干擾，進而提高信號傳輸之品質。
本申請一實施例還提供一種電路板組件100，所述電路板組件100包括封裝基板22、發熱元件30、導熱介質33、以及導電蓋體40。所述封裝基板包括基材層11、線路層(第一線路層16、第二線路層17)、以及中空導電柱21。 所述第一線路層16設置於所述基材層11，所述中空導電柱21之一端設置於所述第一線路層16。所述發熱元件30設置於所述中空導電柱21內，所述發熱元件30電性連接所述第一線路層16。所述導熱介質33填充所述中空導電柱21，所述導熱介質33浸沒所述發熱元件30。所述導電蓋體40設置於所述中空導電柱21之另一端，所述導電蓋體40封閉所述中空導電柱21。
於本實施例中，所述電路板組件100還包括第一保護膜18，所述第一保護膜18設置於所述第一線路層16，所述第一保護膜18貫穿設有開窗183，所述開窗183可以供所述中空導電柱21穿過。
本申請實施例還提供一種封裝結構200之製造方法，具體包括步驟：
S9：請參見圖10，提供一個封裝蓋板60，所述封裝蓋板60包括絕緣體61及多個內側線路層62，多個所述內側線路層62間隔設置於所述絕緣體61內。所述封裝蓋板60設有開槽63，部分所述內側線路層62於所述開槽63之底部露出，所述開槽63具有截面寬度W1。
S10：請參見圖11，將所述封裝蓋板60與所述電路板組件100進行壓合，使得所述中空導電柱21進入所述開槽63內，且所述導電蓋體40與所述內側線路層62相連接，獲得所述封裝結構200。
於本實施例中，步驟S10中，所述開槽63之截面寬度W1大於中空導電柱21之截面寬度W2，使得所述開槽63之內壁與所述中空導電柱21之外壁之間形成有間隙S，所述間隙S之寬度大於50微米。步驟壓合所述封裝蓋板60與所述電路板組件100之過程中，部分所述絕緣體61填入所述間隙S中，從而加強所述封裝蓋板60與所述電路板組件100之結合力。
請參見圖11，本申請實施例還提供一種封裝結構200，所述封裝結構200包括所述封裝蓋板60以及所述電路板組件100。所述封裝蓋板60包括絕緣體61及設置於所述絕緣體61內之內側線路層62，所述封裝蓋板60設有開槽63，部分所述內側線路層62於所述開槽63之底部露出。所述電路板組件100包括封裝基板22、發熱元件30、導熱介質33、以及導電蓋體40，所述封裝基板22包括基材層11、第一線路層16、以及中空導電柱21。所述第一線路層16設置於所述基材層11之側面，所述中空導電柱21之一端設置於所述第一線路層16，所述發熱 元件30設置於所述中空導電柱21內，所述發熱元件30電性連接所述第一線路層16，所述導熱介質33填充所述中空導電柱21，所述導熱介質33浸沒所述發熱元件30。所述導電蓋體40設置於所述中空導電柱21之另一端，所述導電蓋體40封閉所述中空導電柱21。所述封裝基板22對應所述絕緣體61設置，部分所述中空導電柱21容置於所述開槽63，所述導電蓋體40電性連接所述內側線路層62。
本技術領域之普通技術人員應當認識到，以上之實施例僅是用以說明本申請，而並非用作為對本申請之限定，僅要於本申請之實質精神範圍內，對以上實施例所作之適當改變與變化均落於本申請公開之範圍內。
100:電路板組件
30:發熱元件
40:導電蓋體
33:導熱介質
21:中空導電柱
183:開窗
16:第一線路層
18:第一保護膜
181:第一黏接層
182:第一保護層
11:基材層
19:第二保護膜
191:第二黏接層
192:第二保護層
17:第二線路層
15:第二導通體
162:連接墊
14:第一導通體
211:容置腔

Claims (10)

  1. 一種電路板組件之製造方法，其中，包括步驟：提供一封裝基板，所述封裝基板包括基材層、線路層、以及中空導電柱，所述線路層設置於所述基材層，所述中空導電柱之一端設置於所述線路層；於所述中空導電柱內設置發熱元件，所述發熱元件電性連接所述線路層；於所述中空導電柱內填入導熱介質，所述導熱介質浸沒所述發熱元件；於所述中空導電柱之另一端設置導電蓋體，所述導電蓋體包括第一部分與連接所述第一部分之第二部分，所述第一部分插入所述中空導電柱，從而堵塞所述導熱介質，所述第二部分凸出於所述容置腔並設置於所述中空導電柱之外側，所述第二部分用於電性連接其他部件，獲得所述電路板組件。
  2. 如請求項1所述之製造方法，其中，所述封裝基板之製造方法包括步驟：提供一覆銅基板，所述覆銅基板包括所述基材層及設置於所述基材層之銅箔層；於所述銅箔層電鍍形成所述中空導電柱；以及蝕刻所述銅箔層以形成所述線路層，獲得所述封裝基板。
  3. 如請求項1所述之製造方法，其中，所述封裝基板之製造方法包括步驟：提供一覆銅基板，所述覆銅基板包括所述基材層及設置於所述基材層之銅箔層；於所述銅箔層電鍍形成實心導電柱；蝕刻所述銅箔層以形成所述線路層；以及掏空所述實心導電柱以形成所述中空導電柱，獲得所述封裝基板。
  4. 如請求項1所述之製造方法，其中，步驟“於所述中空導電柱之另一端設置導電蓋體”包括：於所述導熱介質之界面設置導電薄膜，所述導電薄膜電性連接所述中空導電柱之內壁；以及於所述導電薄膜電鍍形成所述導電蓋體。
  5. 如請求項1所述之製造方法，其中，還包括步驟：於所述線路層設置黏接層；以及於所述黏接層設置保護層。
  6. 一種電路板組件，其中，包括：封裝基板，所述封裝基板包括基材層、線路層、以及中空導電柱，所述線路層設置於所述基材層，所述中空導電柱之一端設置於所述線路層；發熱元件，所述發熱元件設置於所述中空導電柱內，所述發熱元件電性連接所述線路層；導熱介質，所述導熱介質填充所述中空導電柱，所述導熱介質浸沒所述發熱元件；以及導電蓋體，所述導電蓋體包括第一部分與連接所述第一部分之第二部分，所述第一部分插入所述中空導電柱，從而堵塞所述導熱介質，所述第二部分凸出於所述容置腔並設置於所述中空導電柱之外側，所述第二部分用於電性連接其他部件。
  7. 如請求項6所述之電路板組件，其中，所述線路層包括多個導電墊，所述導電墊於所述中空導電柱之底部露出，所述發熱元件包括元件本體及元件引脚，所述元件引脚連接所述導電墊。
  8. 如請求項6所述之電路板組件，其中，所述第二部分之高度不小於10微米。
  9. 如請求項7所述之電路板組件，其中，所述電路板組件還包括導通體，所述導通體設置於所述封裝基板，所述導通體一端連接所述導電墊，另一端露出於所述基材層。
  10. 一種封裝結構，其中，包括：封裝蓋板，所述封裝蓋板包括絕緣體及設置於所述絕緣體內之內側線路層，所述封裝蓋板設有開槽，部分所述內側線路層於所述開槽之底部露出；電路板組件，所述電路板組件包括封裝基板、發熱元件、導熱介質、以及導電蓋體，所述封裝基板包括基材層、線路層、以及中空導電柱，所述線路層設置於所述基材層，所述中空導電柱之一端設置於所述線路層，所述發熱元件設 置於所述中空導電柱內，所述發熱元件電性連接所述線路層，所述導熱介質填充所述中空導電柱，所述導熱介質浸沒所述發熱元件，所述導電蓋體設置於所述中空導電柱之另一端，所述導電蓋體封閉所述中空導電柱；所述封裝基板對應所述絕緣體設置，部分所述中空導電柱容置於所述開槽，所述導電蓋體電性連接所述內側線路層。
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