具有隔離件的散熱增益型線路板制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種線路板的制作方法，尤指一種散熱增益型線路板的制作方法，其是將隔離件結(jié)合于樹(shù)脂芯層中，并使該隔離件得以熱傳導(dǎo)至散熱件。
【背景技術(shù)】
[0002]如功率模塊、微處理器或發(fā)光二極管(LED)的高電壓或高電流應(yīng)用，通常需使用高效能線路板，以使特定功能的電性信號(hào)互連。然而，當(dāng)功率增加時(shí)，半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的大量熱將使元件效能劣化，且亦會(huì)對(duì)芯片造成熱應(yīng)力。據(jù)此，由于陶瓷材料(如氧化鋁或氮化鋁)為具有低熱膨脹系數(shù)(CTE)的電絕緣體，故常被視為適作為半導(dǎo)體芯片互連基底的材料。美國(guó)專(zhuān)利案號(hào)8，895，998及7，670，872已揭露各種互連結(jié)構(gòu)，其是使用陶瓷作為隔離材料，以達(dá)到較佳的可靠度。雖然陶瓷材料具有適用于與半導(dǎo)體芯片接置的低熱膨脹系數(shù)，但于高功率應(yīng)用時(shí)，由于必須于運(yùn)作過(guò)程中將大量的熱有效率地散出，故其熱導(dǎo)率對(duì)于高功率應(yīng)用來(lái)說(shuō)仍太低(如，Al2O3約為20W/m.k，而AIN約為150W/m.k)。
[0003]為了上述理由及以下所述的其他理由，目前亟需發(fā)展一種新的散熱增益型線路板，以解決元件可靠度問(wèn)題，并同時(shí)提供高的熱傳導(dǎo)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是提供一種線路板，其是將低CTE隔離件埋置于樹(shù)脂芯層中，以解決芯片與線路板間熱膨脹系數(shù)不匹配的問(wèn)題，因而改善半導(dǎo)體組體的機(jī)械可靠度。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種線路板，其可通過(guò)金屬橋，將隔離件熱性傳導(dǎo)至周?chē)纳峒?，以使傳?dǎo)至隔離件的熱可進(jìn)一步向外散逸至整個(gè)線路板，進(jìn)而改善半導(dǎo)體組體的散熱性。
[0006]本發(fā)明的再一目的是提供一種線路板，其隔離件上的路由電路延伸至樹(shù)脂芯層，以便使具有細(xì)微墊間距(Pitch)的元件(如覆晶芯片)可接置于隔離件上，并互連至樹(shù)脂芯層處的外部環(huán)境。
[0007]依據(jù)上述及其他目的，本發(fā)明提出一種具有隔離件、樹(shù)脂芯層、線路層、金屬接層及散熱件的線路板。該隔離件可對(duì)半導(dǎo)體芯片提供CTE補(bǔ)償?shù)慕佑|界面，并可對(duì)芯片提供初步的熱傳導(dǎo)途徑，以將芯片所產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)出去，隨后再進(jìn)一步散逸至散熱件。該樹(shù)脂芯層可對(duì)隔離件、散熱件及線路層提供機(jī)械支撐力，并可作為線路層與散熱件間的分隔件。該散熱件可通過(guò)線路板底面的金屬接層，與隔離件熱傳導(dǎo)，以提供面積大于隔離件的散熱平臺(tái)，以便使傳導(dǎo)至隔離件的熱可進(jìn)一步向外散逸。該線路層是設(shè)置于隔離件及樹(shù)脂芯層的頂部表面上，以提供線路板的信號(hào)傳輸及電性路由。
[0008]于一態(tài)樣中，本發(fā)明提供一種散熱增益型線路板的制作方法，其包括下述步驟:提供一隔離件，其具有呈相對(duì)平面的第一側(cè)及第二側(cè)，其中該隔離件是由導(dǎo)熱且電絕緣材料所制成；于該隔離件的第一側(cè)及第二側(cè)上分別沉積第一及第二金屬膜，以提供一金屬化隔離件；提供一堆疊結(jié)構(gòu)，其包括第一及第二金屬層、一設(shè)置于第一與第二金屬層間的黏結(jié)膜、以及形成于該堆疊結(jié)構(gòu)中的一開(kāi)口，其中該第一金屬層及該第二金屬層各自具有一平面表面；將該金屬化隔離件插入該堆疊結(jié)構(gòu)的該開(kāi)口，并使該隔離件上的第一金屬膜及該堆疊結(jié)構(gòu)的第一金屬層面向相同方向，接著固化該黏結(jié)膜，以形成一樹(shù)脂芯層，其第一側(cè)是與第一金屬層接合，而其相對(duì)第二側(cè)則與第二金屬層接合，同時(shí)該堆疊結(jié)構(gòu)是通過(guò)黏著劑貼附至該金屬化隔離件的側(cè)壁，其中該黏著劑是由該黏結(jié)膜擠出，并進(jìn)入該堆疊結(jié)構(gòu)與該金屬化隔離件間的間隙；將擠出的黏著劑多余部分移除，以使該黏著劑的第一表面與隔離件上的第一金屬膜及堆疊結(jié)構(gòu)的第一金屬層呈實(shí)質(zhì)上共平面，且該黏著劑的相對(duì)第二表面則與隔離件上的第二金屬膜及堆疊結(jié)構(gòu)的第二金屬層呈實(shí)質(zhì)上共平面；于黏著劑的第一表面、第一金屬膜及第一金屬層上沉積一連續(xù)且導(dǎo)熱的接合層，以連接隔離件上的第一金屬膜至樹(shù)脂芯層上的第一金屬層；以及于隔離件的第二側(cè)上形成接觸墊，并于樹(shù)脂芯層的第二側(cè)上形成端子墊，同時(shí)形成路由電路，以將所述接觸墊電性連接至所述端子墊。
[0009]于另一態(tài)樣中，本發(fā)明提供另一種散熱增益型線路板的制作方法，其包括下述步驟:提供一隔離件，其具有呈相對(duì)平面的第一側(cè)及第二側(cè)，其中該隔離件是由導(dǎo)熱且電絕緣材料所制成；于該隔離件的第一側(cè)及第二側(cè)上分別沉積第一金屬膜及第二金屬膜，以提供一金屬化隔離件；提供一層壓基板，其包括一樹(shù)脂芯層、分別設(shè)置于該樹(shù)脂芯層相對(duì)第一側(cè)及第二側(cè)上的第一金屬層及第二金屬層、以及形成于該層壓基板中的一開(kāi)口，其中該第一金屬層及該第二金屬層各自具有一平面表面；將該金屬化隔離件插入該層壓基板的該開(kāi)口，并使該隔離件上的第一金屬膜及該層壓基板的第一金屬層面向相同方向，接著于該開(kāi)口中的該金屬化隔離件與該層壓基板間的間隙中涂布一黏著劑，以將該金屬化隔離件的側(cè)壁貼附至該開(kāi)口側(cè)壁；將黏著劑的多余部分移除，以使該黏著劑的第一表面與隔離件上的第一金屬膜及該層壓基板的第一金屬層呈實(shí)質(zhì)上共平面，且該黏著劑的相對(duì)第二表面則與隔離件上的第二金屬膜及該層壓基板的第二金屬層呈實(shí)質(zhì)上共平面；于該黏著劑的第一表面、該第一金屬膜及該第一金屬層上沉積一連續(xù)且導(dǎo)熱的接合層，以連接隔離件上的第一金屬膜至樹(shù)脂芯層上的第一金屬層；以及于隔離件的第二側(cè)上形成接觸墊，并于樹(shù)脂芯層的第二側(cè)上形成端子墊，同時(shí)形成路由電路，以將所述接觸墊電性連接至所述端子墊。
[0010]于再一態(tài)樣中，本發(fā)明提供再一種散熱增益型線路板的制作方法，其包括下述步驟:將一隔離件貼附于一載膜上，其中該隔離件是由導(dǎo)熱且電絕緣材料所制成，且具有呈相對(duì)平面的第一側(cè)及第二側(cè)；形成一介電層，以覆蓋該隔離件及該載膜；移除該介電層的一部分，以形成一樹(shù)脂芯層，并移除該載膜，其中該樹(shù)脂芯層具有一第一側(cè)以及與隔離件的第二側(cè)呈實(shí)質(zhì)上共平面的一相對(duì)第二側(cè)；于隔離件的第一側(cè)及樹(shù)脂芯層的第一側(cè)上沉積一連續(xù)且導(dǎo)熱的接合層；以及于隔離件的第二側(cè)上形成接觸墊，并于樹(shù)脂芯層的第二側(cè)上形成端子墊，同時(shí)形成路由電路，以將所述接觸墊電性連接至所述端子墊。
[0011]除非特別描述或必須依序發(fā)生的步驟，上述步驟的順序并無(wú)限制于以上所列，且可根據(jù)所需設(shè)計(jì)而變化或重新安排。
[0012]本發(fā)明散熱增益型線路板的制作方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，沉積接合層以將隔離件連接至周?chē)峒淖鞣山⒋笥诟綦x件的散熱表面積，由此可無(wú)須進(jìn)行將大片且厚的銅板熔接至隔離件的繁瑣工藝，進(jìn)而可將工藝的復(fù)雜度降至最低，并減少成本。將樹(shù)脂芯層接合至隔離件的作法可提供一平臺(tái)，使高分辨率電路可形成于該平臺(tái)上，進(jìn)而使具有細(xì)微墊間距的元件，如覆晶芯片及表面黏著元件(surface mount component)，得以組接于該線路板上。
[0013]本發(fā)明的上述及其他特征與優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)下述較佳實(shí)施例的詳細(xì)敘述更加清楚明了。
【附圖說(shuō)明】
[0014]參考隨附附圖，本發(fā)明可通過(guò)下述較佳實(shí)施例的詳細(xì)敘述更加清楚明了，其中:
[0015]圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，隔離件的剖視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，金屬化隔離件的剖視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，將堆疊結(jié)構(gòu)置于載膜上的剖視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，將圖2金屬化隔離件貼附于圖3載膜上的剖視圖；
[0019]圖5及6分別為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，圖4堆疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行層壓步驟后的剖視及頂部立體視圖；
[0020]圖7及8分別為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，移除圖6及7中多余黏著劑后的剖視及頂部立體視圖；
[0021]圖9為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，移除圖7載膜后的剖視圖；
[0022]圖10及11分別為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，于圖9中提供接合層及線路層以完成線路板制作的剖視及頂部立體視圖；
[0023]圖12為本發(fā)明的第一實(shí)施態(tài)樣中，將芯片接置于圖10線路板上的組體剖視圖；
[0024]圖13為本發(fā)明的第二實(shí)施態(tài)樣中，將堆疊結(jié)構(gòu)置于載膜上的剖視圖；
[0025]圖14為本發(fā)明的第二實(shí)施態(tài)樣中，將圖2金屬化隔離件貼附于圖13載膜上的剖視圖；
[0026]圖15為本發(fā)明的第二實(shí)施態(tài)樣中，圖14堆疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行層壓步驟后的剖視圖；
[0027]圖16為本發(fā)明的第二實(shí)施態(tài)樣中，移除圖15的多余黏著劑及載膜后的剖視圖；
[0028]圖17及18分別為本發(fā)明的第二實(shí)施態(tài)樣中，于圖16中提供接合層及線路層以完成線路板制作的剖視及頂部立體視圖；
[0029]圖19為本發(fā)明的第三實(shí)施態(tài)樣中，將層壓基板置于載膜上的剖視圖；
[0030]圖20為本發(fā)明的第三實(shí)施態(tài)樣中，將圖2金屬化隔離件貼附于圖19載膜上的剖視圖；
[0031]圖21為本發(fā)明的第三實(shí)施態(tài)樣中，于圖20中提供黏著劑后的剖視圖；
[0032]圖22為本發(fā)明的第三實(shí)施態(tài)樣中，移除圖21的多余黏著劑及載膜后的剖視圖；
[0033]圖23及24分別為本發(fā)明的第三實(shí)施態(tài)樣中，于圖22中提供接合層及線路層以完成線路板制作的剖視及頂部立體視圖；
[0034]圖25為本發(fā)明的第四實(shí)施態(tài)樣中，將金屬板置于載膜上的剖視圖；
[0035]圖26為本發(fā)明的第四實(shí)施態(tài)樣中，將隔離件貼附于圖25載膜上的剖視圖；
[0036]圖27為本發(fā)明的第四實(shí)施態(tài)樣中，于圖26中提供介電層后的剖視圖；
[0037]圖28為本發(fā)明的第四實(shí)施態(tài)樣中，將圖27的介電層上部移除后的剖視圖；
[0038]圖29為本發(fā)明的第四實(shí)施態(tài)樣中，將圖28的載膜移除后的剖視圖；
[0039]圖30及31分別為本發(fā)明的第四實(shí)施態(tài)樣中，于圖29中提供接合層及線路層以完成線路板制作的剖視及頂部立體視圖。
[0040]符號(hào)說(shuō)明
[0041]隔離件10金屬化隔離件10’
[0042]第一側(cè)101、201 第二側(cè) 102、202
[0043]第一金屬膜112 第二金屬膜117
[0044]堆棧結(jié)構(gòu)20層壓基板20’
[0045]開(kāi)口203間隙