TWI851015B - 內埋陶瓷基板之電路板結構及其製程 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種內埋陶瓷基板之電路板結構。電路基板包含絕緣基材、第一銅箔及貫通部。陶瓷基板設置在貫通部中，包含陶瓷基材及第二銅箔。複數定位部設置在絕緣基材及陶瓷基材之間。接著層設置在絕緣基材及陶瓷基材之間並封合貫通部。金屬層設置在第一銅箔及第二銅箔上並覆蓋外露出貫通部的接著層，且經過圖案化而形成電路層。本發明另提供一種內埋陶瓷基板之結構的製程。

Description

內埋陶瓷基板之電路板結構及其製程

本發明係有關於電路板，尤指一種內埋陶瓷基板之電路板結構及其製程。

隨著電子產品不斷地朝向輕薄短小及多功能化的發展趨勢，相對地，應用在電子產品中的電路板的設計也逐漸朝向體積小、電路分佈密度高及傳輸效能佳等方向。

再者，電子元件的發熱量會隨著性能提升而遞增。為提高電路板的散熱性能，採用具有良好散熱效率的陶瓷基板作為電路載板為目前電路板的設計選項之一。又，由於陶瓷基板的成本較高，為達到降低成本的目的，故將陶瓷基板埋入傳統電路板並搭載電子元件，進而形成內埋陶瓷基板之電路板。

然而，現有的陶瓷基板在利用治具埋入電路板時容易發生移位及重工等問題，導致製程較為耗時且良率較低等缺點。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人改良之目標。

本發明之一目的，在於提供一種內埋陶瓷基板之電路板結構及其製程，以縮短製程時間並提高製造良率。

為了達成上述之目的，本發明係為一種內埋陶瓷基板之電路板結構，包括電路基板、陶瓷基板、複數定位部、接著層及金屬層。電路基板包含絕緣基材及設置在絕緣基材的第一銅箔，絕緣基材設置有貫通部。陶瓷基板設置在貫通部中，陶瓷基板包含陶瓷基材及設置在陶瓷基材上的第二銅箔。複數定位部設置在絕緣基材及陶瓷基材之間。接著層設置在絕緣基材及陶瓷基材之間並封合貫通部。金屬層設置在第一銅箔及第二銅箔上並覆蓋外露出貫通部的接著層，且金屬層經過圖案化而形成電路層。

在本發明的ㄧ實施例中，該絕緣基材為玻璃纖維構成，該陶瓷基材為氧化鋯增韌氧化鋁、氮化鋁、氧化鋁和氮化矽中的至少一種的合成陶瓷材料構成。

在本發明的ㄧ實施例中，該些定位部係與該陶瓷基材一體成型並設置在該陶瓷基材面向該絕緣基材的周緣面，該些定位部及該絕緣基材之間存在有一間隙，該間隙中係設置有該接著層。

在本發明的ㄧ實施例中，該些定位部係ㄧ體成型在該電路基板面向該陶瓷基板的周緣面上。

在本發明的ㄧ實施例中，各定位部為一凸塊，各該定位部具有ㄧ凸出寬度，該凸出寬度的尺寸不大於50µm。

在本發明的ㄧ實施例中，該絕緣基材設置有至少ㄧ絕緣通孔，該絕緣通孔的壁面設置有該第一銅箔。

在本發明的ㄧ實施例中，該陶瓷基板設置有至少ㄧ陶瓷通孔，該陶瓷通孔的壁面設置有該第二銅箔。

在本發明的ㄧ實施例中，內埋陶瓷基板之電路板結構更包括ㄧ晶片，該晶片設置在該陶瓷基板的電路層上。

為了達成上述之目的，本發明係為一種內埋陶瓷基板之電路板結構的製程，包括:a)提供一電路基板，包含一絕緣基材、設置在絕緣基材的一第一銅箔及一貫通部；b)提供一陶瓷基板，包含一陶瓷基材及設置在陶瓷基材的一第二銅箔，且絕緣基材及陶瓷基材之間設置有複數定位部；c)取陶瓷基板並置入貫通部；d)在絕緣基材及陶瓷基材之間設置接著層以封合貫通部；e)在第一銅箔及第二銅箔上形成一金屬層；以及f)圖案化金屬層以形成一電路層。

在本發明的ㄧ實施例中，a)步驟包括在絕緣基材設置絕緣通孔，絕緣通孔中設置有第一銅箔；以及b)步驟包括在陶瓷基板設置陶瓷通孔，陶瓷通孔中設置有第二銅箔。

在本發明的ㄧ實施例中，e)步驟中的金屬層係透過電鍍製程而形成。

相較於習知，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構包括電路基板、陶瓷基板、複數定位部、接著層及金屬層，在電路板的製作過程中，將陶瓷基板置入電路基板的貫通部中不需使用治具，此外，陶瓷基板及電路基板之間透過定位部的設置而能夠定位且不致在後續製程中發生偏移，省卻傳統製程中的治具使用，故能簡化製程並縮短製程時間，另可提高製程良率，增加使用上的實用性。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參照圖1，係為本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法流程圖。另請同時參考圖2至圖7，以對應說明本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構1的製程。然圖2至圖7所繪示者僅為對於本發明實施之示意圖，並非為對於本案元件相對尺寸之限制。

如圖2所示，其係顯示本發明之電路板的剖視圖。復配合參見圖1，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法包括步驟a)，提供一電路基板10，該電路基板10包含一絕緣基材11及設置在絕緣基材11上的一第一銅箔12，且該電路基板10設置有一貫通部100。該貫通部100係貫通該絕緣基材11及該第一銅箔12而形成一貫通孔。

本實施例中，該絕緣基材11為玻璃纖維(Epoxy Glass Fiber Unclad Laminate)所構成，但不以此限制。此外，該絕緣基材11設置有絕緣通孔111。該第一銅箔12除了設置於該電路基板10之上表面及下表面外，也設置於該絕緣通孔111中。

如圖3所示，其係顯示本發明之陶瓷基板的剖視圖。復配合參見圖1，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法更包括步驟b)，提供一陶瓷基板20，該陶瓷基板20包含一陶瓷基材21及設置在陶瓷基材21上的一第二銅箔22。該陶瓷基材21為氧化鋯增韌氧化鋁、氮化鋁、氧化鋁和氮化矽中的至少一種的合成陶瓷材料構成。

此外，該絕緣基材11及該陶瓷基材21之間設置有複數定位部30。在圖3所示之實施例中，該些定位部30係與該陶瓷基材21一體成型，並設置在該陶瓷基材21面向該絕緣基材11的周緣面（配合參見圖4）。此外，依據本發明一實施方式，各定位部30設置為一凸塊。又，各該定位部30具有ㄧ凸出寬度W，該凸出寬度W的尺寸不大於50µm。於本實施例中，該陶瓷基板21設置有陶瓷通孔210。該第二銅箔22除了設置於該陶瓷基材21之上表面及下表面外，也設置於該陶瓷通孔210。

請參照圖4，其係顯示本發明之陶瓷基板置入電路板的剖視圖。復配合參見圖1，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法更包括步驟c)，取陶瓷基板20並置入該電路基板10的貫通部100中。

再者，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構1係在該絕緣基材11及該陶瓷基材21之間設置複數定位部30。因此，該陶瓷基板20置入貫通部100時不需使用治具而能夠作定位，並使該陶瓷基板20不致在後續製程中發生偏移，藉以縮短製程時間。

請再參照圖5，係為本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構設置接著層的剖視圖。復配合參見圖1，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法更包括步驟d)，在該絕緣基材11及該陶瓷基材21之間設置接著層40以封合貫通部100，該接著層40充分地填充在絕緣基材11及陶瓷基材21之間。本實施例中，該接著層40為ㄧ黏著劑。

值得注意的是，該些定位部30及該絕緣基材11之間存在有一間隙(詳見後述說明)，該間隙中係設置有該接著層40，據此令該絕緣基材11及該陶瓷基材21之間形成密封連接。進一步地說，前述定位部30的設置可避免該陶瓷基板21及該絕緣基材11之間產生全面性地接觸，進而導致黏著劑結合不良。此外，該陶瓷基板21及該絕緣基材11之熱膨脹係數不同。藉由在該絕緣基材11及該陶瓷基材21之間設置定位部30，可避免該絕緣基材11直接接觸該陶瓷基材21，及避免後續高溫製程中由於熱膨脹係數不同的擠壓問題。

請另參照圖6，係為本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構設置金屬層的剖視圖。復配合參見圖1，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法更包括步驟e)，在該第一銅箔12及該第二銅箔22上形成一金屬層50。該金屬層50為一金屬薄膜，如銅箔等。具體而言，該金屬層50設置在該第一銅箔12及該第二銅箔22上並覆蓋外露出該貫通部100的接著層40。又，依據本發明一實施方式，該金屬層50係透過電鍍製程而形成。

請續參照圖7，係為本發明之金屬層圖案化的剖視圖。復配合參見圖1，本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法更包括步驟f)，圖案化該金屬層50、該第一銅箔12及該第二銅箔22以形成一電路層60。具體而言，該金屬層50、該第一銅箔12及該第二銅箔22經過光罩及蝕刻等圖案化製程而形成所需的電路圖案，據此完成本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構1的製程。

請另參照圖8及圖9，係分別為本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的使用剖視圖及上視圖。如圖8所示，內埋陶瓷基板之電路板結構1a包括ㄧ電路基板10a、一陶瓷基板20a、複數定位部30a、一接著層40a、一電路層60a及ㄧ晶片70a。該陶瓷基板20a設置在該電路基板10a中。該電路基板10a及該陶瓷基板20a之間設置有複數定位部30a。該電路層60a設置在該電路基板10a及該陶瓷基板20a上。該晶片70a則是設置在位於該陶瓷基板20a的電路層60a上。

圖8所示之結構為使用圖7之內埋陶瓷基板之電路板結構1的應用示意，主要為在依據圖2-7所製作之電路板1上安置晶片，以實現最終產品所需用途。由於圖2-7所示為說明本發明內埋陶瓷基板之電路板結構的示意圖，本領域人員可知依據產品不同需求，可對最後元件之佈線及結構進行調整。因此在圖8中，係對於與圖2-7所示的相關元件採取類似之圖號。如圖8所示，在電路基板10a及該陶瓷基板20a之間係設置有複數定位部30a。如圖9所示，為對應圖8之上視圖。依據本發明一實施例，該陶瓷基板20a為ㄧ矩形體。該些定位部30a係ㄧ體式地成型在該陶瓷基板20a面向該電路基板10a的周緣面上。又，各定位部30a設置為ㄧ凸塊。此外，各定位部30a外形並不限制，例如設置為三角形或半圓形等。復參見圖3，該定位部30a之凸出寬度W的尺寸不大於50µm。因此在圖9所示結構中，定位部30a的凸出寬度W係定義為在對應圖8的定位部30a側面最大延伸寬度。該陶瓷基板20a透過該些定位部30a的設置而不致在製程中發生移動或偏轉等位移，藉此控制該內埋陶瓷基板之電路板結構1a的製造精度，進而提高製造良率。更具體而言，藉由設置定位部30a且限制定位部30a的凸出寬度W不大於50µm，可以在定位部30a及該電路基板10a的絕緣基材之間至少形成一間隙。藉由此間隙，可避免該陶瓷基板20a及該電路基板10a的絕緣基材之間產生全面性地接觸，進而導致黏著劑結合不良。

請再參照圖10，係為依據本發明另一實施例之內埋陶瓷基板之電路板結構的使用剖視圖。此實施例之電路板1b可利用如圖1所示流程製作，且具有與圖2-7類似結構，但是係將圖3-7所示之定位部30一體成型在該電路基板10b面向該陶瓷基板20b的周緣面上。換言之，係在圖2所示結構中於電路基板10面向貫通部100（用以置入陶瓷基板20）的周緣面上設置定位部。如圖10所示，內埋陶瓷基板之電路板結構1b包括ㄧ電路基板10b、一陶瓷基板20b、複數定位部30b、一接著層40b、一電路層60b及ㄧ晶片70b。類似於先前實施例，定位部30b的凸出寬度不大於50µm。該陶瓷基板20b透過該些定位部30b的設置而不致在製程中發生移動或偏轉等位移，藉此控制該內埋陶瓷基板之電路板結構1b的製造精度，進而提高製造良率。更具體而言，藉由設置定位部30b且限制定位部30b的凸出寬度不大於50µm，可以在定位部30b及該電路基板10b的絕緣基材之間至少形成一間隙。藉由此間隙，可避免該陶瓷基板20b及該電路基板10b的絕緣基材之間產生全面性地接觸，進而導致黏著劑結合不良。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

1、1a、1b:內埋陶瓷基板之電路板結構 10、10a、10b:電路基板 100:貫通部 11:絕緣基材 111:絕緣通孔 12:第一銅箔 20、20a、20b:陶瓷基板 21:陶瓷基材 210:陶瓷通孔 22:第二銅箔 30、30a、30b:定位部 40:接著層 50:金屬層 60、60a、60b:電路層 70a:晶片 W:凸出寬度

圖1係本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的製法流程圖。

圖2係本發明之電路基板的剖視圖。

圖3係本發明之陶瓷基板的剖視圖。

圖4係本發明之陶瓷基板置入電路基板的剖視圖。

圖5係本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構設置接著層的剖視圖。

圖6係本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構設置金屬層的剖視圖。

圖7係本發明之金屬層圖案化的剖視圖。

圖8係本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的使用剖視圖。

圖9係本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的上視圖。

圖10係本發明之內埋陶瓷基板之電路板結構的另一使用剖視圖。

1:內埋陶瓷基板之電路板結構

10:電路基板

100:貫通部

11:絕緣基材

12:第一銅箔

20:陶瓷基板

21:陶瓷基材

22:第二銅箔

30:定位部

40:接著層

60:電路層

Claims (11)

1. 一種內埋陶瓷基板之電路板結構，包括：一電路基板，包含一絕緣基材、設置在絕緣基材上的一第一銅箔及一貫通部；一陶瓷基板，設置在該貫通部中，該陶瓷基板包含一陶瓷基材及設置在該陶瓷基材上的一第二銅箔；複數定位部，設置在該絕緣基材及該陶瓷基材之間，各定位部為一凸塊；一接著層，設置在該絕緣基材及該陶瓷基材之間並封合該貫通部；以及一金屬層，設置在該第一銅箔及該第二銅箔上並覆蓋外露出該貫通部的接著層，且該金屬層經過圖案化而形成一電路層。
2. 如請求項1所述之內埋陶瓷基板之電路板結構，其中該絕緣基材為玻璃纖維構成，該陶瓷基材為氧化鋯增韌氧化鋁、氮化鋁、氧化鋁和氮化矽中的至少一種的合成陶瓷材料構成。
3. 如請求項1所述之內埋陶瓷基板之電路板結構，其中該些定位部係與該陶瓷基材一體成型並設置在該陶瓷基材面向該絕緣基材的周緣面，該些定位部及該絕緣基材之間存在有一間隙，該間隙中係設置有該接著層。
4. 如請求項1所述之內埋陶瓷基板之電路板結構，其中該些定位部係一體成型在該電路基板面向該陶瓷基板的周緣面上。
5. 如請求項1所述之內埋陶瓷基板之電路板結構，其中各該定位部具有一凸出寬度，該凸出寬度的尺寸不大於50μm。
6. 請求項1所述之內埋陶瓷基板之電路板結構，其中該絕緣基材設置有至少一絕緣通孔，該絕緣通孔的壁面設置有該第一銅箔。
7. 如請求項1所述之內埋陶瓷基板之電路板結構，其中該陶瓷基板設置有至少一陶瓷通孔，該陶瓷通孔的壁面設置有該第二銅箔。
8. 如請求項1所述之內埋陶瓷基板之電路板結構，其更包括一晶片，該晶片設置在該陶瓷基板的電路層上。
9. 一種內埋陶瓷基板之電路板結構的製程，包括：a)提供一電路基板，包含一絕緣基材、設置在絕緣基材的一第一銅箔及一貫通部；b)提供一陶瓷基板，包含一陶瓷基材及設置在陶瓷基材的一第二銅箔，且絕緣基材及陶瓷基材之間設置有複數定位部，各定位部為一凸塊；c)取陶瓷基板並置入貫通部；d)在絕緣基材及陶瓷基材之間設置接著層以封合貫通部；e)在第一銅箔及第二銅箔上形成一金屬層；以及f)圖案化金屬層以形成一電路層。
10. 如請求項9所述之內埋陶瓷基板之電路板結構的製程，其中a)步驟包括在絕緣基材設置絕緣通孔，絕緣通孔中設置有第一銅箔；以及b)步驟包括在陶瓷基板設置陶瓷通孔，陶瓷通孔中設置有第二銅箔。
11. 如請求項9所述之內埋陶瓷基板之電路板結構的製程，其中e)步驟中的金屬層係透過電鍍製程而形成。

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