[发明专利]整合元件及导线架的线路板及其制法

说明书

本发明的线路板包含有电性元件、导线架、第一增层电路及第二增层电路，其中导线架侧向环绕电性元件，且第一及第二增层电路设于导线架所侧向环绕的空间外，并延伸至导线架上。电性元件包含有整合为一体的一半导体元件、一第一路由电路、一密封材，并可选择性地还包括一系列垂直连接件及一第二路由电路。第一路由电路可对半导体元件提供初级路由，而第一及第二增层电路不仅提供进一步路由，其也可使电性元件与导线架机械接合。导线架则提供第一增层电路与第二增层电路间的电性连接。

技术领域

本发明关于一种线路板，尤指一种整合元件及导线架的线路板及其制作方法。

背景技术

为了整合行动、通讯以及运算功能，半导体封装产业面临极大的散效能及尺寸的挑战。现已广泛地发展各种封装技术，如球栅数组封装(BGA)、四方平面无引脚封装(QFN)及晶圆级封装(WLP)，但却尚未有任何技术能够按成本满足高效能的需求。举例来说，微型球栅数组封装(microBGA)或四方平面无引脚封装(QFN)的设计概念使用坚固的金属架结合现有技术的打线技术，以达到降低尺寸及成本目的。由于刻蚀形成的金属引线的绕线能力受限，因此QFN或microBGA封装并不适用于高效能、高输入/输出(I/O)元件。

将电性元件(如电阻器、电容器、电感器、存储芯片或逻辑芯片)整合于电路板中可大幅改善半导体组体的电性效能并缩小尺寸。美国专利案号8,453,323、8,525,337、8,618,652及8,836,114即是基于此目的而公开各种线路板。然而，由于树脂类的线路板缺少刚强的支撑力，因此热膨胀系数不匹配的嵌埋式元件反而会导致不佳的结果，且于弯翘控制及错位议题上导致严重问题。此外，由于这些线路板的垂直连接件通常是导电通孔或交错设置的金属化盲孔，所以会产生如信号传输中断及可靠度变差等重大问题。

为了上述理由及以下所述的其他理由，目前亟需发展一种具有嵌埋式元件的新式线路板，其将嵌埋式元件与周围的导线架整合，以确保超高封装密度、高信号完整度及低弯翘的需求。

发明内容

本发明的主要目的提供一种线路板的核心基板，其设有环绕电性元件的导线架，且电性元件包括一第一路由电路、一嵌埋元件及一密封材，且可选择性地还包括一系列垂直连接件及一第二路由电路。由于周围导线架的金属引线可提高核心基板的钢度，因此可降低板弯翘问题，因而改善生产良率及元件级(device-level)可靠度。

本发明的线路板还包括一第一增层电路及一第二增层电路，其分别设置于核心基板的两侧上。第一路由电路及第一增层电路可对嵌埋元件提供两阶段的水平路由，而导线架的金属引线则可对第一及第二增层电路提供垂直连接信道，进而可改善半导体组体的设计灵活度、信号完整度及电特性。

依据上述及其他目的，本发明提供一种线路板，其包括一第一路由电路、一半导体元件、一密封材、选择性的一系列垂直连接件、选择性的一第二路由电路、一导线架、一第一增层电路及一第二增层电路。在此，将第一路由电路、半导体元件、密封材、选择性的垂直连接件及选择性的第二路由电路整合成一电性元件，并使该导线架环绕该电性元件。在一优选具体实施例中，位于电性元件外围边缘周围的导线架可提供金属引线，以作为第一增层电路与第二增层电路间的垂直连接信道；覆晶接置于第一路由电路上的半导体元件封埋于密封材中；邻接密封材一侧的第一路由电路可对半导体元件提供初级路由/互连；邻接密封材另一侧的选择性第二路由电路可提供进一步路由/互连；位于第一路由电路与第二路由电路间的选择性垂直连接件可提供第一路由电路与第二路由电路间的电性连接；分别设于电性元件与导线架相反两侧上的第一增层电路及第二增层电路可通过导线架的金属引线，相互电性连接，且可将电性元件机械接合至导线架，并提供进一步的扇出路由。