TWI795723B - 電路板及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種電路板，包括一複合結構層、至少一導電結構、一導熱基材以及一熱界面材料層。複合結構層具有一凹槽且包括一第一結構層、一第二結構層以及一連接結構層。第一結構層包括至少一第一導電構件，而第二結構層包括至少一第二導電構件。凹槽貫穿第一結構層、連接結構層而暴露出第二導電構件。導電結構至少貫穿連接結構層且電性連接至第一導電構件與第二導電構件。熱界面材料層配置於複合結構層與導熱基材之間，其中第二結構層透過熱界面材料層連接至導熱基材。

Description

電路板及其製作方法
本發明是有關於一種基板結構及其製作方法，且特別是有關於一種電路板及其製作方法。
一般來說，金屬基板多應用於發光二極體(light emitting diode,LED)的組裝。雖然，金屬材質的基板散熱佳，但操作的功率不高。再者，金屬基板的線路層僅有一層，因此組裝後的功能因線路不敷使用，致使其主要的應要僅限制於解決散熱問題。
本發明提供一種電路板，其具有複合結構層，可具有至少兩層以上的導電構件，且具有較佳的散熱效果。
本發明還提供一種電路板的製作方法，用以製作上述的電路板。
本發明的電路板，其包括一複合結構層、至少一導電結構、一導熱基材以及一熱界面材料層。複合結構層具有一凹槽且 包括一第一結構層、一第二結構層以及一連接結構層。連接結構層連接第一結構層與第二結構層。第一結構層包括至少一第一導電構件，而第二結構層包括至少一第二導電構件。凹槽貫穿第一結構層、連接結構層而暴露出第二結構層的至少一第二導電構件。導電結構至少貫穿連接結構層且電性連接至第一結構層的第一導電構件與第二結構層的第二導電構件。導熱基材配置於複合結構層的一側。熱界面材料層配置於複合結構層與導熱基材之間，其中第二結構層透過熱界面材料層連接至導熱基材。
在本發明的一實施例中，上述的第一結構層更包括一絕緣層，第一導電構件包括多層線路層，且多層線路層配置於絕緣層內以及絕緣層的相對兩側表面上。第二結構層更包括一絕緣樹脂，第二導電構件為一金屬板，且金屬板具有多個開口，而絕緣樹脂填滿開口。導電結構穿過連接結構層而電性連接多層線路層的一底線路層與金屬板。
在本發明的一實施例中，上述的第一結構層更包括一第一絕緣層，而第一導電構件為一第一線路層。第一線路層具有多個第一開口，而第一絕緣層位於第一開口內，且第一絕緣層切齊於第一線路層。第二結構層更包括一第二絕緣層，而第二導電構件為一第二線路層。第二線路層具有多個第二開口，而第二絕緣層位於第二開口內，且第二絕緣層切齊於第二線路層。導電結構穿過連接結構層而電性連接第一結構層的第一線路層與第二結構層的第二線路層。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構更穿過第一結構層的第一線路層。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層。樹脂層貫穿第一結構層的第一線路層與連接結構層。電鍍金屬層包覆樹脂層的所有表面。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構更穿過第一結構層的第一線路層、第二結構層的第二線路層、熱界面材料層以及部分導熱基材。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層。樹脂層貫穿第一結構層的第一線路層、連接結構層、第二結構層的第二線路層、熱界面材料層以及部分導熱基材。電鍍金屬層包覆樹脂層的所有表面。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層。樹脂層貫穿第一結構層的第一線路層、連接結構層、第二結構層的第二線路層、熱界面材料層以及部分導熱基材。電鍍金屬層包覆貫穿第二結構層的第二線路層、熱界面材料層以及部分導熱基材的樹脂層的表面。
在本發明的一實施例中，上述的電路板更包括一防銲層，配置於第一結構層上，且暴露出部分第一導電構件。凹槽穿過防銲層、第一結構層、連接結構層而暴露出第二結構層的第二導電構件的一上表面。
在本發明的一實施例中，上述的電路板更包括一表面處 理層，配置於防銲層所暴露出的第一導電構件上以及凹槽所暴露出的第二導電構件的上表面上。
在本發明的一實施例中，上述的表面處理層更配置於導熱基材相對遠離複合結構層的一表面上。
在本發明的一實施例中，上述的表面處理層的材質包括化鎳鈀浸金(ENEPIG)、無電鍍鎳浸金(Electroless Nickel Immersion Gold，ENIG)或有機保銲劑(organic solderability preservatives,OSP)。
在本發明的一實施例中，上述的連接結構層的材質包括聚丙烯(Polypropylene,PP)、味之素增層膜(Ajinomoto build-up film，ABF)、玻璃纖維(FR4)或熱界面材料(Thermal Interface Material，TIM)。
在本發明的一實施例中，上述的熱界面材料層的導熱率等於或大於8W/(m.K)。
在本發明的一實施例中，上述的導熱基材的材質包括金屬或陶瓷。
本發明的電路板的製作方法，其包括以下步驟。提供一複合結構層。複合結構層包括一第一結構層、一第二結構層以及一連接結構層。連接結構層連接第一結構層與第二結構層。第一結構層包括至少一第一導電構件，而第二結構層包括至少一第二導電構件。形成至少一導電結構以至少貫穿連接結構層且電性連接至第一結構層的第一導電構件與第二結構層的第二導電構件。 提供一導熱基材以及一熱界面材料層，其中熱界面材料層位於複合結構層與導熱基材之間。壓合複合結構層、熱界面材料層以及導熱基材，使第二結構層透過熱界面材料層連接至導熱基材。形成一凹槽以貫穿第一結構層、連接結構層而暴露出第二結構層的第二導電構件。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構形成在提供複合結構層時。提供複合結構層的步驟，包括：提供第一結構層。第一結構層更包括一絕緣層，第一導電構件包括多層線路層，而多層線路層配置於絕緣層內以及絕緣層的相對兩側表面上。提供第二導電構件，第二導電構件為一金屬板。金屬板具有彼此相對的一上表面以及一下表面、從上表面往下表面方向延伸的多個第一盲孔以及從下表面往上表面方向延伸的多個第二盲孔。第一盲孔分別對應第二盲孔。提供連接結構層於第一結構層與金屬板之間，其中導電結構穿過連接結構層，且連接結構層處於一B階段狀態。壓合第一結構層、連接結構層以及金屬板，以使導電結構連接至多層線路層以及金屬板，而連接結構層由B階段狀態轉變成一C階段狀態。移除部分金屬板而使第一盲孔連通第二盲孔，而定義出多個開口。填充一絕緣樹脂於開口內，其中絕緣樹脂填滿開口，且絕緣樹脂切齊於金屬板的兩表面，而金屬板與絕緣樹脂定義出第二結構層。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構形成在提供複合結構層時。提供複合結構層的步驟，包括提供一第一導電層以 及一第二導電層。提供連接結構層於第一導電層與第二導電層之間，其中導電結構穿過連接結構層，且連接結構層處於一B階段狀態。壓合第一導電層、連接結構層以及第二導電層，以使導電結構連接至第一導電層以及第二導電層，而連接結構層由B階段狀態轉變成一C階段狀態。圖案化第一導電層與第二導電層，而形成具有多個第一開口的一第一線路層以及具有多個第二開口的一第二線路層。第一導電構件為第一線路層，而第二導電構件為第二線路層。形成一第一絕緣層於第一開口內以及形成一第二絕緣層於第二開口內。第一絕緣層切齊於第一線路層，而第二絕緣層切齊於第二線路層。第一絕緣層與第一線路層定義出第一結構層，而第二絕緣層與第二線路層定義出第二結構層。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構形成在提供複合結構層時。提供複合結構層的步驟，包括提供一第一導電層以及一第二導電層。提供連接結構層於第一導電層與第二導電層之間，其中連接結構層處於一B階段狀態。壓合第一導電層、連接結構層以及第二導電層，以使連接結構層由B階段狀態轉變成一C階段狀態。形成導電結構以穿過第一導電層以及連接結構層，導電結構電性連接至第一導電層以及第二導電層。圖案化第一導電層與第二導電層，而形成具有多個第一開口的一第一線路層以及具有多個第二開口的一第二線路層。第一導電構件為第一線路層，而第二導電構件為第二線路層。形成一第一絕緣層於第一開口內以及形成一第二絕緣層於第二開口內。第一絕緣層切齊於第 一線路層，而第二絕緣層切齊於第二線路層。第一絕緣層與第一線路層定義出第一結構層，而第二絕緣層與第二線路層定義出第二結構層。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層。樹脂層貫穿第一結構層的第一線路層與連接結構層，而電鍍金屬層包覆樹脂層的所有表面。
在本發明的一實施例中，上述的提供複合結構層的步驟，包括提供一第一導電層以及一第二導電層。提供連接結構層於第一導電層與第二導電層之間，其中連接結構層處於一B階段狀態。壓合第一導電層、連接結構層以及第二導電層，以使連接結構層由B階段狀態轉變成一C階段狀態。圖案化第一導電層與第二導電層，而形成具有多個第一開口的一第一線路層以及具有多個第二開口的一第二線路層。第一導電構件為第一線路層，而第二導電構件為第二線路層。形成一第一絕緣層於第一開口內以及形成一第二絕緣層於第二開口內。第一絕緣層切齊於第一線路層，而第二絕緣層切齊於第二線路層。第一絕緣層與第一線路層定義出第一結構層，而第二絕緣層與第二線路層定義出第二結構層。
在本發明的一實施例中，上述的形成導電結構在壓合複合結構層、熱界面材料層以及導熱基材之後。導電結構穿過第一結構層的第一線路層、連接結構層、第二結構層的第二線路層、熱界面材料層以及部分導熱基材。
在本發明的一實施例中，上述的導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層。樹脂層貫穿第一結構層的第一線路層、連接結構層、第二結構層的第二線路層、熱界面材料層以及部分導熱基材，而電鍍金屬層包覆樹脂層的所有表面。
在本發明的一實施例中，上述的電路板的製作方法更包括：形成凹槽之前，移除位於第一結構層與連接結構層中的導電結構，而形成一孔洞。填充一另一樹脂層於孔洞中，另一樹脂層填滿孔洞且接觸剩餘的導電結構。
在本發明的一實施例中，上述的電路板的製作方法更包括於形成凹槽之前，形成一防銲層於第一結構層上。防銲層暴露出部分第一導電構件，而凹槽穿過防銲層、第一結構層、連接結構層而暴露出第二結構層的第二導電構件的一上表面。
在本發明的一實施例中，上述的電路板的製作方法更包括於形成防銲層之後，形成一表面處理層於防銲層所暴露出的第一導電構件上以及凹槽所暴露出的第二導電構件的上表面上。
在本發明的一實施例中，上述的表面處理層更形成在導熱基材相對遠離複合結構層的一表面上。
在本發明的一實施例中，上述的表面處理層的材質包括化鎳鈀浸金(ENEPIG)、無電鍍鎳浸金(Electroless Nickel Immersion Gold，ENIG)或有機保銲劑(organic solderability preservatives,OSP)。
在本發明的一實施例中，上述的連接結構層的材質包括 聚丙烯(Polypropylene,PP)、味之素增層膜(Ajinomoto build-up film，ABF)、玻璃纖維(FR4)或熱界面材料(Thermal Interface Material，TIM)。
在本發明的一實施例中，上述的熱界面材料層的導熱率等於或大於8W/(m.K)。
在本發明的一實施例中，上述的導熱基材的材質包括金屬或陶瓷。
基於上述，在本發明的電路板的設計中，複合結構層包括第一結構層、第二結構層以及連接結構層，其中第一結構層與第二結構層分別包括導電構件，而導電結構連接第一結構層與第二結構層的導電構件，且複合結構層的第二結構層透過熱界面材料層連接至導熱基材。如此一來，本發明的電路板除了可透過導熱基材來進行散熱之外，其亦具有至少兩層以上的導電構件(例如是線路層)，以提供使用。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10a、10b、10c、10d、10e:電路板
20a、20b、30a、30b、40a、40b:電子元件
22:打線
32:銲球
42:導線引腳
100a、100a’、100b、100b’、100c、100c’、100d、100d’:複合結構層
110a、110c、110d:連接結構層
111、113:表面
120a、120b、120c、120d:第一結構層
121、123:表面
122:絕緣層
122b、122c、122d:第一線路層
124、126、126a、128:線路層
124b、124c、124d:第一絕緣層
130a、130b、130c、130d:第二結構層
131、131b、131c、131d:上表面
132:金屬板
132b、132c、132d:第二線路層
133:下表面
134:第一盲孔
134b、134c、134d:第二絕緣層
135:開口
136:第二盲孔
137:絕緣樹脂
140a、140c1、140c2、140d、140e:導電結構
142c、142d、160:樹脂層
144c、144d:電鍍金屬層
150:防銲層
200:導熱基材
201:表面
300:熱界面材料層
C1、C2、C3、C4、C5:凹槽
CL1:第一導電層
CL2:第二導電層
O1:第一開口
O2:第二開口
S1、S2:表面處理層
T:孔洞
圖1A至圖1F是依照本發明的一實施例的一種電路板的製作方法的剖面示意圖。
圖2A至圖2G是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製 作方法的剖面示意圖。
圖2H至圖2J分別繪示至少一電子元件配置於圖2G的電路板上的剖面示意圖。
圖3A是本發明的一實施例的一種複合結構層與導電結構的剖面示意圖。
圖3B至圖3F是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製作方法的局部步驟的剖面示意圖。
圖4A至圖4D是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製作方法的剖面示意圖。
圖5A至圖5E是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製作方法的局部步驟的剖面示意圖。
圖1A至圖1F是依照本發明的一實施例的一種電路板的製作方法的剖面示意圖。關於本實施例的電路板的製作方法，首先，請先參考圖1C，提供一複合結構層100a’。複合結構層100a’包括一第一結構層120a、一第二結構層130a以及一連接結構層110a。連接結構層110a連接第一結構層120a與第二結構層130a。
詳細來說，提供複合結構層100a’的步驟，首先，請參考圖1A，提供第一結構層120a。第一結構層120a包括至少一第一導電構件以及一絕緣層122，其中第一導電構件例如是多層線路層124、126a、128，而多層線路層124、126a、128配置於絕緣層122 內以及絕緣層122的相對兩側表面121、123上。此處，線路層124、128分別為一圖案化線路層，而線路層126a為一未圖案化線路層，且完全覆蓋絕緣層122的表面121。意即，第一結構層120a實質上為一多層電路板，但不以此為限。接著，提供第二導電構件，其中第二導電構件為一金屬板132。此處，金屬板132例如是銅板或銅箔。金屬板132具有彼此相對的一上表面131以及一下表面133、從上表面131往下表面133方向延伸的多個第一盲孔134以及從下表面133往上表面131方向延伸的多個第二盲孔136。第一盲孔134分別對應第二盲孔136。之後，提供連接結構層110a於第一結構層120a與金屬板132之間，其中連接結構層110a的材質例如是聚丙烯(PP)、味之素增層膜(ABF)、玻璃纖維(FR4)或熱界面材料(TIM)，但不以此為限。此處，連接結構層110a的厚度例如是20微米至100微米。特別是，此時的連接結構層110a處於一B階段狀態，意即呈現未完全固化。最後，形成至少一導電結構(示意地繪示二個導電結構140a)以貫穿連接結構層110a。此時，導電結構140a突出於連接結構層110a的相對兩表面111、113。
接著，請參考圖1B，以熱壓合的方式，壓合第一結構層120a、連接結構層110a以及金屬板132，以使導電結構140a結構性且電性連接至線路層128以及金屬板132。此時，連接結構層110a可由B階段狀態轉變成一C階段狀態，意即呈現完全固化。緊接著，移除部分金屬板132而使第一盲孔134連通第二盲孔 136，而定義出多個開口135。此外，亦可對第一結構層120a的線路層126a進行一圖案化程序，而形成圖案化的線路層126。
接著，請參考圖1C，填充一絕緣樹脂137於開口135內，其中絕緣樹脂137填滿開口135，且絕緣樹脂137切齊於金屬板132的上表面131與下表面133，而金屬板132與絕緣樹脂137定義出第二結構層130a。至此，已完成複合結構層100a’及導電結構140a的製作。
接著，請再參考圖1C，提供一導熱基材200以及一熱界面材料層300，其中熱界面材料層300位於複合結構層100a’與導熱基材200之間。此處，熱界面材料層300的導熱率例如是等於或大於8W/(m.K)，而導熱基材200的材質例如是陶瓷或金屬，如鋁或銅，但不以此為限。此時，熱界面材料層300處於一B階段狀態，意即未完全固化。
接著，請同時參考圖1C與圖1D，壓合複合結構層100a’、熱界面材料層300以及導熱基材200，使第二結構層130a的金屬板132透過熱界面材料層300連接至導熱基材200。此時，熱界面材料層300可由B階段狀態轉變成一C階段狀態，意即呈現完全固化。
接著，請再參考圖1D，形成一防銲層150於第一結構層120a上。防銲層150暴露出部分第一導電構件(意即線路層126)。之後，請參考圖1E，形成一凹槽C1以貫穿防銲層150、第一結構層120a、連接結構層110a而暴露出第二結構層130a的第二導電 構件(意即金屬板132)的上表面131。
最後，請參考圖1F，形成一表面處理層S1於防銲層150所暴露出的第一導電構件(意即線路層126)上以及凹槽C1所暴露出的第二導電構件(意即金屬板132)的上表面131上。此處，若導熱基材200的材質為金屬，則可選擇性地讓表面處理層S1更形成在導熱基材200相對遠離複合結構層100a的一表面201上，以保護且避免導熱基材200的表面201受水氧侵襲。較佳地，表面處理層S1的材質例如是化鎳鈀浸金(ENEPIG)、無電鍍鎳浸金(ENIG)或有機保銲劑(OSP)。至此，已完成電路板10a的製作。
在結構上，請再參考圖1F，本實施例的電路板10a包括複合結構層100a、導電結構140a、導熱基材200以及熱界面材料層300。複合結構層100a具有凹槽C1且包括第一結構層120a、第二結構層130a以及連接結構層110a，其中連接結構層110a連接第一結構層120a與第二結構層130a。第一結構層120a包括第一導電構件(即多層線路層124、126、128)以及絕緣層122，其中多層線路層124、126、128配置於絕緣層122內以及絕緣層122的相對兩側表面121、123上。第二結構層130a包括第二導電構件(即金屬板132)以及絕緣樹脂137，其中金屬板132具有開口135，而絕緣樹脂137填滿開口135。導電結構140a貫穿連接結構層110a且結構性及電性連接至第一結構層120a的第一導電構件(即線路層128，可視為一底線路層)與第二結構層130a的第二導電構件(即金屬板132)。
再者，本實施例的電路板10a還包括防銲層150，配置於第一結構層120a上，且暴露出部分第一導電構件(即線路層126，可視為一頂線路層)。凹槽C1穿過防銲層150、第一結構層120a、連接結構層110a而暴露出第二結構層130a的第二導電構件(即金屬板132)的上表面131。導熱基材200配置於複合結構層100a的一側。熱界面材料層300配置於複合結構層100a與導熱基材200之間，其中第二結構層130a透過熱界面材料層300連接至導熱基材200。此外，本實施例的電路板10a還包括表面處理層S1，配置於防銲層150所暴露出的第一導電構件(即線路層126)上以及凹槽C1所暴露出的第二導電構件(即金屬板132)的上表面131上。此處，表面處理層S1還更配置於導熱基材200相對遠離複合結構層100a的表面201上。
簡言之，本實施例的複合結構層100a包括第一結構層120a、第二結構層130a以及連接結構層110a，其中第一結構層120a與第二結構層130a分別包括導電構件(即多層線路層124、126、128與金屬板132)，而導電結構140a連接第一結構層120a與第二結構層130a的導電構件，且複合結構層100a的第二結構層130a透過熱界面材料層300連接至導熱基材200。如此一來，本實施例的電路板10a除了可透過導熱基材200及金屬板132來進行散熱之外，其亦具有至少兩層以上的導電構件(例如是多層線路層124、126、128)，以提供使用。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件 標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2A至圖2G是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製作方法的剖面示意圖。圖2H至圖2J分別繪示至少一電子元件配置於圖2G的電路板上的剖面示意圖。請先同時參考圖1C與圖2D，本實施例的電路板10b(請參考圖2G)的製作方法與上述的電路板10a(請參考圖1F)的製作方法相似，兩者的差異在於：本實施例複合結構層100b’的第一結構層120b與第二結構層130b不同於上述複合結構層100a的第一結構層120a與第二結構層130a。
詳細來說，請參考圖2A，提供一第一導電層CL1以及一第二導電層CL2，其中第一導電層CL1與第二導電層CL2分別如是銅箔，其厚度介於210微米至525微米。接著，提供連接結構層110a於第一導電層CL1與第二導電層CL2之間，其中導電結構140a穿過連接結構層110a，且突出於連接結構層110a的相對兩表面111、113，而連接結構層110a處於B階段狀態。
接著，請同時參考圖2A與圖2B，以熱壓合的方式，壓合第一導電層CL1、連接結構層110a以及第二導電層CL2，以使導電結構140a連接至第一導電層CL1以及第二導電層CL2，而連接結構層110a由B階段狀態轉變成C階段狀態。緊接著，圖案化第一導電層CL1與第二導電層CL2，而形成具有多個第一開口O1 的一第一線路層122b以及具有多個第二開口O2的一第二線路層132b。也就是說，本實施例的第一導電構件實質上為第一線路層122b，而第二導電構件實質上為第二線路層132b。此處，第一開口O1與第二開口O2分別暴露出連接結構層110a的部分表面111、113。導電結構140a結構性且電性連接第一線路層122b與第二線路層132b。
接著，請參考圖2C，形成一第一絕緣層124b於第一開口O1內以及形成一第二絕緣層134b於第二開口O2內。此時，第一絕緣層124b切齊於第一線路層122b，且與第一線路層122b定義出第一結構層120b。第二絕緣層134b切齊於第二線路層132b，且與第二線路層132b定義出第二結構層130b。至此，已完成複合結構層100b’的製作。
接著，請參考圖2D，提供導熱基材200以及熱界面材料層300，其中熱界面材料層300位於複合結構層100b’與導熱基材200之間。接著，請同時參考圖2D與圖2E，壓合複合結構層100b’、熱界面材料層300以及導熱基材200，使第二結構層130b透過熱界面材料層300連接至導熱基材200。
接著，請再參考圖2E，形成防銲層150於第一結構層120b上。防銲層150暴露出部分第一導電構件(意即第一線路層122b)。之後，請參考圖2F，形成凹槽C2以貫穿防銲層150、第一結構層120b、連接結構層110a而暴露出第二結構層130b的第二導電構件(意即第二線路層132b)的上表面131b。
最後，請參考圖2G，形成表面處理層S1於防銲層150所暴露出的第一導電構件(意即第一線路層122b)上以及凹槽C2所暴露出的第二導電構件(意即第二線路層132b)的上表面131b上。此處，若導熱基材200的材質為金屬，則可選擇性地讓表面處理層S1更形成在導熱基材200相對遠離複合結構層100b的一表面201上，以保護且避免導熱基材200的表面201受水氧侵襲。至此，已完成電路板10b的製作。
在結構上，請同時參考圖1F與圖2G，本實施例的電路板10b與上述的電路板10a相似，兩者的差異在於：本實施例的第一結構層120b是由第一線路層122b與第一絕緣層124b所構成，其中第一線路層122b具有第一開口O1，而第一絕緣層124b位於第一開口O1內，且第一絕緣層124b切齊於第一線路層122b。第二結構層130b是由第二線路層132b與第二絕緣層134b所構成，其中第二線路層132b具有第二開口O2，而第二絕緣層134b位於第二開口O2內，且第二絕緣層134b切齊於第二線路層132b。導電結構140a穿過連接結構層110a而結構性及電性連接第一結構層120b的第一線路層122b與第二結構層130b的第二線路層132b。
在應用上，請參考圖2H，至少一電子元件(示意地繪示二個電子元件20a、20b)配置於電路板10b上，其中電子元件20a位於凹槽C2內且配置於表面處理層S1上，而電子元件20b位於防銲層150所暴露出的第一結構層120b的第一線路層122b上的 表面處理層S1上。此處，電子元件20a、20b分別以打線22與第一線路層122b電性連接，且電子元件20a、20b例如是尚未封裝的裸晶。於另一實施例中，請參考圖2I，電子元件30a、30b分別以銲球32與第一線路層122b電性連接。意即，電子元件30a、30b以覆晶的方式與電路板10b電性連接。於又一實施例中，請參考圖2J，電子元件40a、40b是以表面黏著技術(surface mounting technology，SMT)與第一線路層122b電性連接，其中電子元件40a以導線引腳42與第一線路層122b電性連接。意即，電子元件40a、40b具體化為一封裝體。
由於電子元件20a、30a、40a是位於凹槽C2內，因此其所產生的熱可直接透過表面處理層S1、第二結構層130b的第二線路層132b、熱界面材料層300及導熱基材200而快速地傳遞至外界。此外，由於本實例具有導熱基材200的電路板10b具有至少二層以上的線路層(即第一線路層122b與第二線路層132b)，因此於電子元件20a、20b、30a、30b、40a、40b進行組裝後可供利用，具有較佳地使用靈活度。
圖3A是本發明的一實施例的一種複合結構層及導電結構的剖面示意圖。圖3B至圖3F是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製作方法的局部步驟的剖面示意圖。請先同時參考圖2C與圖3A，本實施例的複合結構層100c’與導電結構140c1與上述的複合結構層100b’與導電結構140a的配置相似，兩者的差異在於：本實施例是在壓合第一導電層CL1(請參考圖2A)、連接 結構層110c以及第二導電層CL2(請參考圖2A)之後，形成導電結構140c1以穿過第一導電層CL1以及連接結構層110c，其中導電結構140c1電性連接至第一導電層CL1以及第二導電層CL2。此處，形成導電結構140c1的方式例如是先進行雷射或機械鑽孔，而後填入導電膠或電鍍金屬而完成，其中導電膠例如是銅膏(copper paste)，而電鍍金屬例如是銅(copper)。接著，同圖2B與圖2C的步驟，即圖案化第一導電層CL1與第二導電層CL2，而形成具有第一開口O1的第一線路層122c以及具有第二開口O2的第二線路層132c。緊接著，形成第一絕緣層124c於第一開口O1內以及形成第二絕緣層134c於第二開口O2內。第一絕緣層124c切齊於第一線路層122c，且與第一線路層122c定義出第一結構層120c。第二絕緣層134c切齊於第二線路層132c，且與第二線路層132c定義出第二結構層130c。至此，已完成複合結構層100c’以及導電結構140c1的製作。
於另一實施例中，請先同時參考圖3A與圖3B，本實施例的導電結構140c2與上述的導電結構140c1相似，兩者的差異在於：本實施例的導電結構140c2包括一電鍍金屬層144c以及一樹脂層142c。樹脂層142c貫穿第一結構層120c的第一線路層122c與連接結構層110c，而電鍍金屬層144c包覆樹脂層142c的所有表面。
在電路板10c(請參考圖3F)的製作上，接著，請參考圖3C，提供導熱基材200以及熱界面材料層300，其中熱界面材 料層300位於複合結構層100c’與導熱基材200之間。接著，請同時參考圖3C與圖3D，壓合複合結構層100c’、熱界面材料層300以及導熱基材200，使第二結構層130c透過熱界面材料層300連接至導熱基材200。
接著，請再參考圖3D，形成防銲層150於第一結構層120c上與導電結構140c2上。防銲層150暴露出部分第一導電構件(意即第一線路層122c)。之後，請參考圖3E，形成凹槽C3以貫穿防銲層150、複合結構層100c的第一結構層120c、連接結構層110c而暴露出第二結構層130c的第二導電構件(意即第二線路層132c)的上表面131c。
最後，請參考圖3F，形成表面處理層S2於防銲層150所暴露出的第一導電構件(意即第一線路層122c)上以及凹槽C3所暴露出的第二導電構件(意即第二線路層132c)的上表面131c上。至此，已完成電路板10c的製作。
在結構上，請同時參考圖2G以及圖3F，本實施例的電路板10c與上述的電路板10b相似，兩者的差異在於：在本實施例中，導電結構140c2更穿過第一結構層120c的第一線路層122c，且導電結構140c2的結構不同於導電結構140a。詳細來說，請參考圖3B，本實施例的導電結構140c2包括電鍍金屬層144c以及樹脂層142c。樹脂層142c貫穿第一結構層120c的第一線路層122c與連接結構層110c，而電鍍金屬層144c包覆樹脂層142c的所有表面。
圖4A至圖4D是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製作方法的剖面示意圖。請先同時參考圖3B與圖4A，本實施例的電路板10d(請參考圖4D)的製作方法與上述的電路板10c(請參考圖3F)的製作方法相似，兩者的差異在於：本實施例的導電結構140d的製作不同於上述的導電結構140c2的製作。詳細來說，本實施例的導電結構140d是在壓合複合結構層100d’(請參考圖4A)、熱界面材料層300以及導熱基材200之後而形成。本實施例的導電結構140d穿過複合結構層100d’的第一結構層120d的第一線路層122d、連接結構層110d、第二結構層130d的第二線路層132d、熱界面材料層300以及部分導熱基材200。進一步來說，導電結構140d包括一電鍍金屬層144d以及一樹脂層142d。樹脂層142d貫穿第一結構層120d的第一線路層122d、連接結構層110d、第二結構層130d的第二線路層132d、熱界面材料層300以及部分導熱基材200，而電鍍金屬層144d包覆樹脂層142d的所有表面。
接著，請再參考圖4B，形成防銲層150於第一結構層120d的部分第一線路層122d及第一絕緣層124d上與導電結構140d上。防銲層150暴露出部分第一導電構件(意即第一線路層122d)。之後，請參考圖4C，形成凹槽C4以貫穿防銲層150、第一結構層120d、連接結構層110d而暴露出第二結構層130d的第二導電構件(意即第二線路層132d)的上表面131d。換言之，第二結構層130d的第二絕緣層134d沒有被凹槽C4所暴露出來。
最後，請參考圖4D，形成表面處理層S2於防銲層150所暴露出的第一導電構件(意即第一線路層122d)上以及凹槽C4所暴露出的第二導電構件(意即第二線路層132d)的上表面131d上。至此，已完成電路板10d的製作。
在結構上，請同時參考圖3F以及圖4D，本實施例的電路板10d與上述的電路板10c相似，兩者的差異在於：在本實施例中，導電結構140d穿過第一結構層120d的第一線路層122d、連接結構層110d、第二結構層130d的第二線路層132d、熱界面材料層300以及部分導熱基材200。
圖5A至圖5E是依照本發明的另一實施例的一種電路板的製作方法的局部步驟的剖面示意圖。請先同時參考圖4A與圖5A，本實施例的電路板10e(請參考5E)的製作方法與上述的電路板10d(請參考圖4D)相似，兩者的差異在於：於圖4A的步驟之後，移除位於第一結構層120d與連接結構層110d中的導電結構140d(請參考圖4A)，而形成一孔洞T以及導電結構140e。
接著，請參考圖5B，填充一樹脂層160於孔洞T中，其中樹脂層160填滿孔洞T且接觸剩餘的導電結構140e。接著，請再參考圖5C，形成防銲層150於第一結構層120d上與樹脂層160上。防銲層150暴露出部分第一導電構件(意即第一線路層122d)。之後，請參考圖5D，形成凹槽C5以貫穿防銲層150、第一結構層120d、連接結構層110d而暴露出第二結構層130d的第二導電構件(意即第二線路層132d)的上表面131d。
最後，請參考圖5E，形成表面處理層S2於防銲層150所暴露出的第一導電構件(意即第一線路層122d)上以及凹槽C5所暴露出的第二導電構件(意即第二線路層132d)的上表面131d上。至此，已完成電路板10e的製作。
在結構上，請同時參考圖4D以及圖5E，本實施例的電路板10e與上述的電路板10d相似，兩者的差異在於：本實施例的導電結構140e僅位於第二結構層130d、熱界面材料層300以及部分導熱基材200內，而樹脂層160填滿從第一結構層120d、連接結構層110d延伸至導電結構140e的孔洞T且連接導電結構140e。也就是說，樹脂層142d(請參考圖4A)、160貫穿第一結構層120d的第一線路層122d、連接結構層110d、第二結構層130d的第二線路層132d、熱界面材料層300以及部分導熱基材200，而電鍍金屬層144d(請參考圖4A)包覆貫穿第二結構層130d的第二線路層132d、熱界面材料層200以及部分導熱基材200的樹脂層142d的表面。此處，導電結構140e僅與第二結構層130d及導熱基材300電性連接，可作為接地使用。
綜上所述，在本發明的電路板的設計中，複合結構層包括第一結構層、第二結構層以及連接結構層，其中第一結構層與第二結構層分別包括導電構件，而導電結構連接第一結構層與第二結構層的導電構件，且複合結構層的第二結構層透過熱界面材料層連接至導熱基材。如此一來，本發明的電路板除了可透過導熱基材來進行散熱之外，其亦具有至少兩層以上的導電構件(例 如是線路層)，以提供使用。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10a:電路板
100a:複合結構層
110a:連接結構層
120a:第一結構層
121、123:表面
122:絕緣層
124、126、128:線路層
130a:第二結構層
131:上表面
132:金屬板
135:開口
137:絕緣樹脂
140a:導電結構
150:防銲層
200:導熱基材
300:熱界面材料層
C1:凹槽
S1:表面處理層

Claims (31)

  1. 一種電路板，包括： 一複合結構層，具有一凹槽且包括一第一結構層、一第二結構層以及一連接結構層，該連接結構層連接該第一結構層與該第二結構層，該第一結構層包括至少一第一導電構件，而該第二結構層包括至少一第二導電構件，該凹槽貫穿該第一結構層、該連接結構層而暴露出該第二結構層的該至少一第二導電構件； 至少一導電結構，至少貫穿該連接結構層且電性連接至該第一結構層的該至少一第一導電構件與該第二結構層的該至少一第二導電構件； 一導熱基材，配置於該複合結構層的一側；以及 一熱界面材料層，配置於複合結構層與該導熱基材之間，其中該第二結構層透過該熱界面材料層連接至該導熱基材。
  2. 如請求項1所述的電路板，其中該第一結構層更包括一絕緣層，該至少一第一導電構件包括多層線路層，該多層線路層配置於該絕緣層內以及該絕緣層的相對兩側表面上，而該第二結構層更包括一絕緣樹脂，該至少一第二導電構件為一金屬板，該金屬板具有多個開口，而該絕緣樹脂填滿該些開口，該至少一導電結構穿過該連接結構層而電性連接該多層線路層的一底線路層與該金屬板。
  3. 如請求項1所述的電路板，其中該第一結構層更包括一第一絕緣層，該至少一第一導電構件為一第一線路層，該第一線路層具有多個第一開口，而該第一絕緣層位於該些第一開口內，且該第一絕緣層切齊於該第一線路層，該第二結構層更包括一第二絕緣層，該至少一第二導電構件為一第二線路層，該第二線路層具有多個第二開口，而該第二絕緣層位於該些第二開口內，且該第二絕緣層切齊於該第二線路層，該至少一導電結構穿過該連接結構層而電性連接該第一結構層的該第一線路層與該第二結構層的該第二線路層。
  4. 如請求項3所述的電路板，其中該至少一導電結構更穿過該第一結構層的該第一線路層。
  5. 如請求項4所述的電路板，其中該至少一導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層，該樹脂層貫穿該第一結構層的該第一線路層與該連接結構層，而該電鍍金屬層包覆該樹脂層的所有表面。
  6. 如請求項3所述的電路板，其中該至少一導電結構更穿過該第一結構層的該第一線路層、該第二結構層的該第二線路層、該熱界面材料層以及部分該導熱基材。
  7. 如請求項6所述的電路板，其中該至少一導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層，該樹脂層貫穿該第一結構層的該第一線路層、該連接結構層、該第二結構層的該第二線路層、該熱界面材料層以及部分該導熱基材，而該電鍍金屬層包覆該樹脂層的所有表面。
  8. 如請求項6所述的電路板，其中該至少一導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層，該樹脂層貫穿該第一結構層的該第一線路層、該連接結構層、該第二結構層的該第二線路層、該熱界面材料層以及部分該導熱基材，而該電鍍金屬層包覆貫穿該第二結構層的該第二線路層、該熱界面材料層以及部分該導熱基材的該樹脂層的表面。
  9. 如請求項1所述的電路板，更包括： 一防銲層，配置於該第一結構層上，且暴露出部分該至少一第一導電構件，其中該凹槽穿過該防銲層、該第一結構層、該連接結構層而暴露出該第二結構層的該至少一第二導電構件的一上表面。
  10. 如請求項9所述的電路板，更包括： 一表面處理層，配置於該防銲層所暴露出的該至少一第一導電構件上以及該凹槽所暴露出的該至少一第二導電構件的該上表面上。
  11. 如請求項10所述的電路板，其中該表面處理層更配置於該導熱基材相對遠離該複合結構層的一表面上。
  12. 如請求項10所述的電路板，其中該表面處理層的材質包括化鎳鈀浸金、無電鍍鎳浸金或有機保銲劑。
  13. 如請求項1所述的電路板，其中該連接結構層的材質包括聚丙烯、味之素增層膜、玻璃纖維或熱界面材料。
  14. 如請求項1所述的電路板，其中該熱界面材料層的導熱率等於或大於8W/(m.K)。
  15. 如請求項1所述的電路板，其中該導熱基材的材質包括金屬或陶瓷。
  16. 一種電路板的製作方法，包括： 提供一複合結構層，該複合結構層包括一第一結構層、一第二結構層以及一連接結構層，該連接結構層連接該第一結構層與該第二結構層，該第一結構層包括至少一第一導電構件，而該第二結構層包括至少一第二導電構件； 形成至少一導電結構以至少貫穿該連接結構層且電性連接至該第一結構層的該至少一第一導電構件與該第二結構層的該至少一第二導電構件； 提供一導熱基材以及一熱界面材料層，其中該熱界面材料層位於該複合結構層與該導熱基材之間； 壓合該複合結構層、該熱界面材料層以及該導熱基材，使該第二結構層透過該熱界面材料層連接至該導熱基材；以及 形成一凹槽以貫穿該第一結構層、該連接結構層而暴露出該第二結構層的該至少一第二導電構件。
  17. 如請求項16所述的電路板的製作方法，其中該至少一導電結構形成在提供該複合結構層時，提供該複合結構層的步驟，包括： 提供該第一結構層，該第一結構層更包括一絕緣層，該至少一第一導電構件包括多層線路層，該多層線路層配置於該絕緣層內以及該絕緣層的相對兩側表面上； 提供該至少一第二導電構件，該至少一第二導電構件為一金屬板，其中該金屬板具有彼此相對的一上表面以及一下表面、從該上表面往該下表面方向延伸的多個第一盲孔以及從該下表面往該上表面方向延伸的多個第二盲孔，該些第一盲孔分別對應該些第二盲孔； 提供該連接結構層於該第一結構層與該金屬板之間，其中該至少一導電結構穿過該連接結構層，且該連接結構層處於一B階段狀態； 壓合該第一結構層、該連接結構層以及該金屬板，以使該至少一導電結構連接至該多層線路層以及該金屬板，且該連接結構層由該B階段狀態轉變成一C階段狀態； 移除部分該金屬板而使該些第一盲孔連通該些第二盲孔，而定義出多個開口；以及 填充一絕緣樹脂於該些開口內，其中該絕緣樹脂填滿該些開口，且該絕緣樹脂切齊於該金屬板的兩表面，而該金屬板與該絕緣樹脂定義出該第二結構層。
  18. 如請求項16所述的電路板的製作方法，其中該至少一導電結構形成在提供該複合結構層時，提供該複合結構層的步驟，包括： 提供一第一導電層以及一第二導電層； 提供該連接結構層於該第一導電層與該第二導電層之間，其中該至少一導電結構穿過該連接結構層，且該連接結構層處於一B階段狀態； 壓合該第一導電層、該連接結構層以及該第二導電層，以使該至少一導電結構連接至該第一導電層以及該第二導電層，且該連接結構層由該B階段狀態轉變成一C階段狀態； 圖案化該第一導電層與該第二導電層，而形成具有多個第一開口的一第一線路層以及具有多個第二開口的一第二線路層，其中該至少一第一導電構件為該第一線路層，而該至少一第二導電構件為該第二線路層；以及 形成一第一絕緣層於該些第一開口內以及形成一第二絕緣層於該些第二開口內，其中該第一絕緣層切齊於該第一線路層，而該第二絕緣層切齊於該第二線路層，該第一絕緣層與該第一線路層定義出該第一結構層，而該第二絕緣層與該第二線路層定義出該第二結構層。
  19. 如請求項16所述的電路板的製作方法，其中該至少一導電結構形成在提供該複合結構層時，提供該複合結構層的步驟，包括： 提供一第一導電層以及一第二導電層； 提供該連接結構層於該第一導電層與該第二導電層之間，其中該連接結構層處於一B階段狀態； 壓合該第一導電層、該連接結構層以及該第二導電層，以使該連接結構層由該B階段狀態轉變成一C階段狀態； 形成該至少一導電結構以穿過該第一導電層以及該連接結構層，該至少一導電結構電性連接至該第一導電層以及該第二導電層； 圖案化該第一導電層與該第二導電層，而形成具有多個第一開口的一第一線路層以及具有多個第二開口的一第二線路層，其中該至少一第一導電構件為該第一線路層，而該至少一第二導電構件為該第二線路層；以及 形成一第一絕緣層於該些第一開口內以及形成一第二絕緣層於該些第二開口內，其中該第一絕緣層切齊於該第一線路層，而該第二絕緣層切齊於該第二線路層，該第一絕緣層與該第一線路層定義出該第一結構層，而該第二絕緣層與該第二線路層定義出該第二結構層。
  20. 如請求項19所述的電路板的製作方法，其中該至少一導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層，該樹脂層貫穿該第一結構層的該第一線路層與該連接結構層，而該電鍍金屬層包覆該樹脂層的所有表面。
  21. 如請求項16所述的電路板的製作方法，其中提供該複合結構層的步驟，包括： 提供一第一導電層以及一第二導電層； 提供該連接結構層於該第一導電層與該第二導電層之間，其中該連接結構層處於一B階段狀態； 壓合該第一導電層、該連接結構層以及該第二導電層，以使該連接結構層由該B階段狀態轉變成一C階段狀態； 圖案化該第一導電層與該第二導電層，而形成具有多個第一開口的一第一線路層以及具有多個第二開口的一第二線路層，其中該至少一第一導電構件為該第一線路層，而該至少一第二導電構件為該第二線路層；以及 形成一第一絕緣層於該些第一開口內以及形成一第二絕緣層於該些第二開口內，其中該第一絕緣層切齊於該第一線路層，而該第二絕緣層切齊於該第二線路層，該第一絕緣層與該第一線路層定義出該第一結構層，而該第二絕緣層與該第二線路層定義出該第二結構層。
  22. 如請求項21所述的電路板的製作方法，其中形成該至少一導電結構在壓合該複合結構層、該熱界面材料層以及該導熱基材之後，該至少一導電結構穿過該第一結構層的該第一線路層、該連接結構層、該第二結構層的該第二線路層、該熱界面材料層以及部分該導熱基材。
  23. 如請求項22所述的電路板的製作方法，其中該至少一導電結構包括一電鍍金屬層以及一樹脂層，該樹脂層貫穿該第一結構層的該第一線路層、該連接結構層、該第二結構層的該第二線路層、該熱界面材料層以及部分該導熱基材，而該電鍍金屬層包覆該樹脂層的所有表面。
  24. 如請求項23所述的電路板的製作方法，更包括： 形成該凹槽之前，移除位於該第一結構層與該連接結構層中的該至少一導電結構，而形成一孔洞；以及 填充一另一樹脂層於該孔洞中，該另一樹脂層填滿該孔洞且接觸剩餘的該至少一導電結構。
  25. 如請求項16所述的電路板的製作方法，更包括： 於形成該凹槽之前，形成一防銲層於該第一結構層上，該防銲層暴露出部分該至少一第一導電構件，該凹槽穿過該防銲層、該第一結構層、該連接結構層而暴露出該第二結構層的該至少一第二導電構件的一上表面。
  26. 如請求項25所述的電路板的製作方法，更包括： 於形成該防銲層之後，形成一表面處理層於該防銲層所暴露出的該至少一第一導電構件上以及該凹槽所暴露出的該至少一第二導電構件的該上表面上。
  27. 如請求項26所述的電路板的製作方法，其中該表面處理層更形成在該導熱基材相對遠離該複合結構層的一表面上。
  28. 如請求項26所述的電路板的製作方法，其中該表面處理層的材質包括化鎳鈀浸金、無電鍍鎳浸金或有機保銲劑。
  29. 如請求項16所述的電路板的製作方法，其中該連接結構層的材質包括聚丙烯、味之素增層膜、玻璃纖維或熱界面材料。
  30. 如請求項16所述的電路板的製作方法，其中該熱界面材料層的導熱率等於或大於8W/(m.K)。
  31. 如請求項16所述的電路板的製作方法，其中該導熱基材的材質包括金屬或陶瓷。
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