具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板制造技术

一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其包含金属块、金属柱、图案化内连接基板、黏着剂、增层电路及选择性包含被覆穿孔。金属块和金属柱延伸进入图案化内连接基板的穿孔，并电性连接至增层电路。增层电路覆盖金属块、金属柱及图案化内连接基板并可提供讯号路由。金属块可提供热接触表面，且金属柱可作为电性/接地平台或讯号垂直传导路径。

【技术实现步骤摘要】
具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板
本专利技术是关于一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，尤其指一种具有用于导热的金属块及用于电性路由的金属柱的散热增益型线路板。
技术介绍
半导体组件具有高电压、高频率及高性能应用，其需要高功率以执行该些特定功能。由于功率增加，半导体组件产生更多热能。对于可携式电子设备，其高封装密度及小外观尺寸将缩减其散热的表面积，可能会使热能的累积更加严重。热能不仅会使芯片劣化，同时会因热膨胀不匹配而将热压力施加于芯片与周围组件。因此，芯片必须组装至散热板，使产生的热能可以快速及有效地从芯片扩散至散热板再到周围环境，以确保有效及可靠的操作情形。 作为一种良好有效的散热板设计，一般需要导热并散热至比芯片更大的表面积、或散热至设置于其上的散热座。此外，散热板需要提供半导体组件的电性路由及机械性支撑。由此，散热板通常包含:用于移除热能的散热件或散热座；以及用于讯号路由的内连接基板，内连接基板包含用于电性连接至半导体组件的连接垫、及用于电性连接至另一层级组体的端子。 Juskey等人的美国专利6，507，102公开一种组体板，其中具有纤维玻璃和热固化树脂的复合物基板，该基板包含一中央开口 ；一相似于该中央开口的方形或矩形散热座是于该中央开口的侧壁附着至基板；顶部和底部导电层附着至该基板的顶部和底部，并由贯穿基板的被覆穿孔而互相电性连接；芯片设置于散热座上，并经由打线连结至顶部导电层；封装层设置在芯片上；且在底部导电层上设置锡球。此结构是由散热座使热能从芯片传导至周围环境。然而，由于散热座仅从侧壁附着至外围基板，因支撑不足而易碎，并可能在热循环时破裂，使电路板在实际使用上非常不可靠。 Ding等人的美国专利6，528，882和Yokozuka等人的美国专利7，554，039公开一种散热增益型球门阵列封装，其基板包含一金属芯层。芯片设置于金属芯层顶面的芯片垫区，绝缘层形成于金属芯层底面，盲孔是延伸穿过绝缘层至金属芯层，散热球填充于盲孔内，且锡球设置于基板上，并对齐散热球。芯片的热能流动通过金属芯层至散热球再达印刷电路板(PCB)。然而，由于金属芯层是一连续平板，其限制了电力传输能力，需要大片导电金属连接顶部和底部的图案化线路层。 Woodall等人的美国专利7，038, 311及Zhao等人的美国专利8，310, 067公开一种散热增益型球门阵列封装(BGA)，其中一具有倒放T型的散热座设置于基板的开口上，以提供有效的散热性，使热能从芯片通过基座至延伸基底再传至印刷电路板(PCB)。然而，较相似于其他内插外露式(drop-1n)散热座类型，电路板不具任何促进电力传输功能，且易碎、不平衡，并在组装时可能会弯曲；此点在可靠性上有较多疑虑并造成低产率。 此外，若半导体组件在执行高频传输或接收时容易发生电力短缺问题，对于这些组件的讯号完整性将有不利影响。综观现今用于高功率及高性能装置的线路板，仍存在多种发展阶段及限制，目前亟需一种具有适当散热性、通过固态传导通道而达成优异讯号完整性、且于制造时维持低成本的线路板。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有散热垫和电性突柱的散热增益型线路板，其可提供附着于其上的半导体组件的热传导路径和电性路由。散热垫和电性突柱延伸进入图案化内连接基板的通孔，且更由增层电路加以延伸。图案化内连接基板可提供机械性支撑及讯号路由。增层电路热性连接至散热垫且通过导电盲孔电性连接至电性突柱。并且，增层电路可通过被覆穿孔或/及导电盲孔更电性连接至图案化内连接基板。总结来说，形成于增层电路中的散热垫及导电盲孔提供了线路板的导热路径，其中增层电路系直接接触散热垫。线路板的电性连接可由电性突柱、图案化内连接基板及增层电路而保持灵活讯号路由或电力传输及返回。 为实现上述目的，本专利技术提供的散热增益型线路板，包含图案化内连接基板、金属块、金属柱、黏着剂、增层电路及选择性包含被覆穿孔。 金属块和金属柱分别延伸进入图案化内连接基板的第一通孔及第二通孔，且分别作为散热垫和电性突柱。在一较佳实施例中，散热垫和电性突柱于第二垂直方向与图案化内连接基板大致共平面。散热垫的一表面可自第二垂直方向显露，用以提供一用于连接半导体组件的导热平台。因此，产生的热能可以快速及有效地从芯片扩散至散热板再到周围环境，以确保有效及可靠的操作情形。散热垫亦可作为电性或接地平台，以提供电力传输及接地返回路径。此外，电性突柱可为电性/接地突柱或讯号突柱，并可包含用于电性连接的自第二垂直方向显露的内连接垫。散热垫和电性突柱可由铜或铝制成，且厚度较佳介于25微米至2毫米的范围内，更佳为介于100微米至I毫米的范围内，再更佳为介于200微米至500微米的范围内。根据实际需求，复数个散热垫或电性突柱可内建于线路板中。例如，线路板可包含复数个金属块作为散热垫、及复数个金属柱分别作为电性/接地突柱及讯号突柱。用于电性及接地平台的金属块和金属柱可有效缩短电力传输及接地返回路径，进而降低电阻及寄生电容。再者，金属块及金属柱可藉由调整电性平台及接地平台的数量、厚度、形状及位置而达成弹性设计。例如，金属块可具有方形或矩形的外围并具有约5x5毫米至10x10毫米的尺寸，且金属柱可具有圆柱形状并具有0.5毫米至I毫米的直径。 图案化内连接基板在其一或二表面可包含用于电性路由的图案化线路层。例如，图案化内连接基板可包含位于其第一表面的第一图案化线路层及位于其第二表面的第二图案化线路层，第一图案化线路层面朝第一垂直方向且第二图案化线路层面朝第二垂直方向。第一及第二图案化线路层可由一个以上的延伸穿过图案化内连接基板的被覆穿孔、或由内建于内连接基板中的连接件(例如导电穿孔及内建导电层)而互相电性连接。图案化内连接基板可延伸至线路板的外围边缘，且提供机械性支撑以防止线路板弯曲变形。图案化内连接基板可由有机材料制成，例如环氧树脂、聚酰亚胺或铜覆层压板；图案化内连接基板亦可由陶瓷或其他各种无机材料所制成，例如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(SiN)、硅(Si)、玻璃等。 黏着剂从第一垂直方向覆盖图案化内连接基板，且可从金属块和金属柱侧向延伸至线路板的外围边缘。此外，黏着剂可自第二垂直方向延伸进入金属块和图案化内连接基板间、及金属柱和图案化内连接基板间的间隙。因此，黏着剂可侧向覆盖及环绕金属块和金属柱的外围边缘以及图案化内连接基板的通孔内壁，与金属块和金属柱的外围边缘以及图案化内连接基板的通孔内壁同型披覆，并接触金属块和金属柱的外围边缘以及图案化内连接基板的通孔内壁。在一较佳实施例中，黏着剂于第二垂直方向与金属块、金属柱及图案化内连接基板大致共平面，并于第一垂直方向与金属块、金属柱共平面。黏着剂在邻接图案化内连接基板的第一表面处可具有第一厚度(于第一 /第二垂直方向)，以及间隙中具有第二厚度(于与第一 /第二垂直方向垂直的侧向方向，第二厚度不同于第一厚度。此外，本专利技术的线路板可包含一图案化金属层，其自该黏着剂朝第二垂直方向延伸，并分别电性耦合散热垫和图案化内连接基板、及电性突柱和图案化内连接基板。较佳地，图案化金属层于第二垂直方向与图案化内连接基板、散热垫及电性突柱共平面。 增层电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，包括：一图案化内连接基板，其具有复数个第一通孔和复数个第二通孔；一作为散热垫的金属块，其延伸进入该图案化内连接基板的该第一通孔；一作为电性突柱的金属柱，其延伸进入该图案化内连接基板的该第二通孔；一黏着剂，其自一第一垂直方向覆盖该图案化内连接基板，于与该第一垂直方向相反的一第二垂直方向延伸进入该金属块和该图案化内连接基板间的间隙及该金属柱和该图案化内连接基板间的间隙；一增层电路，其自该第一垂直方向覆盖该金属块、该金属柱及该黏着剂，该增层电路包含一第一介电层、复数个第一盲孔及一第一导线，其中该第一介电层中的该些第一盲孔对准该金属块及该金属柱，且该第一导线自该第一介电层朝该第一垂直方向延伸，并于该第二垂直方向延伸穿过该些第一盲孔且分别直接接触该金属块及该金属柱；以及一被覆穿孔，其延伸穿过该黏着剂并电性连接该图案化内连接基板及该增层电路。

【技术特征摘要】
2013.08.08 US 13/962,2481.一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，包括: 一图案化内连接基板，其具有复数个第一通孔和复数个第二通孔； 一作为散热垫的金属块，其延伸进入该图案化内连接基板的该第一通孔； 一作为电性突柱的金属柱，其延伸进入该图案化内连接基板的该第二通孔； 一黏着剂，其自一第一垂直方向覆盖该图案化内连接基板，于与该第一垂直方向相反的一第二垂直方向延伸进入该金属块和该图案化内连接基板间的间隙及该金属柱和该图案化内连接基板间的间隙； 一增层电路，其自该第一垂直方向覆盖该金属块、该金属柱及该黏着剂，该增层电路包含一第一介电层、复数个第一盲孔及一第一导线，其中该第一介电层中的该些第一盲孔对准该金属块及该金属柱，且该第一导线自该第一介电层朝该第一垂直方向延伸，并于该第二垂直方向延伸穿过该些第一盲孔且分别直接接触该金属块及该金属柱；以及 一被覆穿孔，其延伸穿过该黏着剂并电性连接该图案化内连接基板及该增层电路。2.根据权利要求1所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，该散热垫及该电性突柱于该第二垂直方向与该图案化内连接基板平面，于该第一垂直方向与该黏着剂共平面。3.根据权利要求1所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，该散热垫的一表面是自该第二垂直方向显露出来，用以连接一半导体组件。4.根据权利要求1所述具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，其中，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘伟光，林文强，王家忠，
申请(专利权)人：钰桥半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71