本发明关于一种封装载板及其制造方法,特别关于一种整合有磁性元件结构的封装载板及其制造方法。
背景技术:
1、近年来电子产品需要的功能愈来愈多元化,性能要求不断提升之下,半导体ic封装因应电子产品高功能的需求下,尤其是fcbga封装整合了为数众多的被动元件。其中,在被动元件中又以电感器因为尺寸较大而需要占据较多空间,使得封装体无法做到薄型化及微型化。
2、请参阅图1,现有的一种解决方案是将一电感器120直接贯穿并嵌埋于fcbga封装载板的核心层110。此种方案与直接将电感器安装于核心层之上的方案相较,虽然能够稍微减少封装体的厚度,然而受限于一般电感器的构造,若要达到较佳电感值及电气表现,其尺寸仍然无法缩小至能够完全内埋于核心层中,因此对于薄型化及微型化的效果有限。
3、另外,应用于网通伺服器、高速运算、ai人工智慧等ic的电子元件伴随着高功能的需求下需要整合更多的晶片,而使得fcbga封装朝向高迭层数(16l或22l)、高密度、高i/o数、高脚数的大型封装尺寸发展。而大尺寸fcbga封装所遭遇的问题则是产生严重的板翘进而影响到品质可靠度及系统组装的加工。现有技术为了克服板翘问题而采行的解决方法是增加fcbga封装的核心层的厚度例如由0.8mm增厚至1.6mm,如此虽抑制了板翘,却又衍生了其他问题包括:
4、(1)整个封装体更难以达到半导体工业的微型化及薄型化的需求;
5、(2)因厚度更厚而难以达到导通孔细间距;
6、(3)因厚度更厚而使导电阻值变高,造成电性变差;
7、(4)因厚度更厚而使散热效果变差;
8、(5)因厚度更厚而使导通孔加工成本随着核心层加厚而变高。
9、因此,如何提供一种整合有磁性元件结构的封装载板及其制造方法以解决上述问题,实属当前重要课题之一。
技术实现思路
1、有鉴于上述,本发明的一目的在于提供一种封装载板,其能够将磁性元件整合于核心层,以确实使得封装载板达成薄型化及微型化,并通过特殊结构提升磁性元件的电气效能。
2、为达上述目的,本发明的一种整合有磁性元件结构之的封装载板包括一核心层、一磁性元件结构以及一导电连接元件。核心层具有相对的一第一表面及一第二表面,且该第一表面及该第二表面各设有一图案化导电线路层。磁性元件结构包括多个图案化导磁金属层以及多个图案化导电线圈层。图案化导磁金属层相互间隔堆叠设置且内埋于核心层,并分别具有至少一导磁金属,部分的这些导磁金属构成一阵列区块。图案化导电线圈层设置内埋于核心层,部分的图案化导电线圈层框围住阵列区块。导电连接元件贯穿设置于核心层,并导通核心层的第一表面与第二表面的该图案化导电线路层。
3、于一实施例中,整合有磁性元件结构的封装载板还包括内埋于核心层的多个刚性支撑层,其比邻于这些图案化导电线圈层而设置。另外,刚性支撑层的至少一支撑件与图案化导磁金属层的至少一导磁金属件呈块状、条状或鳍片状的多个支撑件或多个导磁金属件。
4、于一实施例中,图案化导磁金属层的材质为铁(fe)、镍(ni)、钴(co)、锌(zn)或含有其中之二(含以上)的合金,或合金中掺有锰(mn)、钼(mo)、硼(b)、铜(cu)或钒(v)。
5、于一实施例中,核心层包括层叠的多个绝缘层,其材质包括有机感光型介电材料、有机非感光型介电材料及/或无机氧化物材料。
6、于一实施例中,多个图案化导电线圈层呈螺旋线圈状电感线路、螺线管线圈状电感线路或环形线圈状电感线路。
7、于一实施例中,图案化导电线圈层的材质为铜、铜合金、镍或银。
8、于一实施例中,刚性支撑层的材质为铜(cu)、不锈钢、陶瓷、塑钢、铁(fe)、镍(ni)、钴(co)、锌(zn)或含有其中之二(含以上)的合金,或合金中掺有锰(mn)、钼(mo)、硼(b)、铜(cu)或钒(v)。
9、于一实施例中,封装载板更包括一第一线路增层结构以及一第二线路增层结构。第一线路增层结构设置于核心层的第一表面上,并具有多个第一绝缘层及多个第一导电线路层,其中这些第一导电线路层为堆叠设置,而这些第一绝缘层包覆这些第一导电线路层。第二线路增层结构设置于核心层的第二表面上,并具有多个第二绝缘层及多个第二导电线路层,其中这些第二导电线路层为堆叠设置,而这些第二绝缘层包覆这些第二导电线路层。
10、于一实施例中,于第一线路增层结构及/或第二线路增层结构还内埋另一磁性元件结构。
11、另外,为达上述目的,本发明的一种整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法包括下列步骤。首先于一绝缘层的一上表面分别电镀形成比邻设置的一图案化导磁金属层及一图案化导电线圈层。接着形成另一绝缘层以包覆图案化导磁金属层以及图案化导电线圈层,并重复执行上述步骤。在经过重复执行步骤后所形成的这些绝缘层构成一核心层,而这些图案化导磁金属层与这些图案化导电线圈层构成一磁性元件结构。接着于核心层形成多个导电连接元件,以导通核心层的一第一表面与一第二表面。接着分别于核心层的第一表面及第二表面各形成一图案化导电线路层,以电性连接导电连接元件。
12、于一实施例中,整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法还包括于该核心层的该第一表面上形成一第一线路增层结构,以及于该核心层的该第二表面上形成一第二线路增层结构。
13、于一实施例中,第一线路增层结构及该第二线路增层结构的形成采用半加成法。
14、于一实施例中,形成该导电连接元件的步骤还包括于该核心层形成一通孔,以及于该通孔中电镀形成一导电柱。
15、于一实施例中,封装载板的制造方法还包括于该绝缘层的该上表面电镀形成一刚性支撑层。其中,刚性支撑层可与图案化导磁金属层一同电镀成形或分次制成。
16、本发明的有益效果是:
17、本发明提供的整合有磁性元件结构的封装载板及其制造方法是将磁性元件结构整合内埋于封装载板的核心层中,其中磁性元件结构通过图案化导磁金属层以及图案化导电线圈层所构成,并且通过图案化导磁金属层中呈块状、条状,或鳍片状的导磁金属件作为磁芯,而可达到较低的磁性损耗、较低的阻抗、较小寄生电容、较低的涡流效应以得到较高的电感值、较佳的品质因数(quality factor),进而降低磁性元件能耗并提升效能,以达到良好的电气特性,也能够进一步缩小封装结构的尺寸而适用于薄型化及微型化的设计。
1.一种整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,各图案化导磁金属层具有呈块状、条状或鳍片状的多个导磁金属件。
3.根据权利要求1所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,该图案化导磁金属层的材质为铁、镍、钴、锌或含有其中之二或含其中之二以上的合金,或合金中掺有锰、钼、硼、铜或钒。
4.根据权利要求1所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,该核心层包括层叠的多个绝缘层,其材质包括有机感光型介电材料、有机非感光型介电材料及/或无机氧化物材料。
5.根据权利要求1所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,这些图案化导电线圈层呈螺旋线圈状电感线路、螺线管线圈状电感线路或环形线圈状电感线路。
6.根据权利要求1所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,这些图案化导电线圈层的材质为铜、铜合金、镍或银。
7.根据权利要求1所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,还包括:
8.根据权利要求7所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,各刚性支撑层具有呈块状、呈条状或呈鳍片状或其组合的多个支撑件。
9.根据权利要求7所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,各刚性支撑层的材质为铜、不锈钢、陶瓷、塑钢、铁、镍、钴、锌或含有其中之二或含其中之二以上的合金,或合金中掺有锰、钼、硼、铜或钒。
10.根据权利要求1或7所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,还包括:
11.根据权利要求10所述的整合有磁性元件结构的封装载板,其特征在于,于该第一线路增层结构及/或该第二线路增层结构还内埋另一磁性元件结构。
12.一种整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法,其特征在于,包括:
13.根据权利要求12所述的整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法,其特征在于,还包括:
14.根据权利要求13所述的整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法,其特征在于,该第一线路增层结构及该第二线路增层结构的形成采用半加成法。
15.根据权利要求12所述的整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法,其特征在于,形成该导电连接元件的步骤,包括:
16.根据权利要求12所述的整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法,其特征在于,形成该导电连接元件的步骤,包括:
17.根据权利要求12所述的整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法,其特征在于,还包括于该绝缘层的该上表面电镀形成一刚性支撑层。
18.根据权利要求17所述的整合有磁性元件结构的封装载板的制造方法,其特征在于,该刚性支撑层与该图案化导磁金属层同时或分次制成。
