[发明专利]埋置有源元件的基板及埋置方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子行业封装技术领域，尤其涉及一种埋置有源元件的基板及埋置方法。

背景技术

伴随轻薄短小、高性能便携电子设备的急速增加，将电子元器件埋入基板内部的所谓后表面贴装(post-SMT)技术已初见端倪。目前，虽然是以埋置电阻、电感、电容等无源元件为主，但近年来，将芯片等有源元件，连同无源元件全部埋置于基板内部的终极三维封装技术也在迅速进展之中。以Intel公司发表的无凸点积层多层(Bumpless Build-Up Layer，BBUL)为代表的埋入有源元件的多层印制线路板问世，可以算是在基板中埋入有源元件实现系统集成封装的开始。

由于有源元件的内部组成与结构比起无源元件来要复杂得多，因此埋置有源元件比起埋置无源元件要困难得多。按埋置有源元件的先后顺序，可以分为“先”埋置有源元件，“中间”埋置有源元件和“最后”埋置有源元件。

Intel公司发表的无凸点积层多层技术是“先”埋置有源元件的一种典型，目前绝大多数有源元件埋入的专利都集中在这一块，这与晶圆级封装“扇出”(Fan-Out)的理念是相似的，基本上都是先在一支撑板上实现有源元件的连接，然后加入绝缘层，再在上面“积层”后，将有源元件的信号线连接到外部，实现有源元件的埋入过程。美国专利NO.2010/0012364A1涉及一种电子元件埋入到基板中的方法，如图1所示，基板主体主要包括支撑层36，绝缘层30和电子元件20。这里电子元件20采用倒装焊技术连接到第一支撑层36的电路图形15a上，然后加一层绝缘层20，最后再压一层带有电路图形15b的支撑层36在上面，实现了电子元件20在基板中的埋置。

“中间”埋置有源元件是指在部分“积层”的基板上安装有源元件后再“积层”连接实现有源元件的埋入过程，这方面的专利也有很多，但是所采用的方法基本上与“先”埋置有源元件的方法一致。

“先”埋置有源元件和“中间”埋置有源元件这两种方法都存在着一些缺点。首先，由于有源元件的一系列埋置工艺和相关的“积层”连接加工是很费时费力的，必然导致低的生产效率和高成本；其次，由于采用多次高压力的“积层”连接埋置有源元件的层压工艺，容易引起埋置有源元件的破裂；再次，在通常的埋置封装结构中，有故障的有源元件是很难返修的，因此必须要求更高级别更高性能的好芯片；最后，在连接的埋置有源元件和基板材料界面之间的加压加热的工艺过程中，由于存在着热匹配，也就是不同的热膨胀系数而带来的热应力问题，容易发生连接处的连接故障。采用“最后”埋置有源元件的方法可以解决以上所述的“先”埋置有源元件和“中间”埋置有源元件所带来的问题，传统的“最后”埋置有源元件是在基板完成“积层”连接以后才埋置有源元件的，然而该法工艺过于繁复，比较耗时。

在实现本发明的过程中，申请人意识到现有技术在基板中埋置有源元件的方法存在如下技术缺陷：由于需要一系列的埋置工艺和相关的积层连接步骤，其生产效率低，成本高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述缺陷，本发明提供了一种埋置有源元件的基板及埋置方法，以提高生产效率，降低成本。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种在基板中埋置有源元件的方法。该方法包括：在第一承载板的导电层上形成第一内层电路图形；将有源元件连接至第一承载板上的第一内层电路图形；在介质板上有源元件的对应位置加工空穴，空穴的长度和宽度均等于或大于有源元件的长度和宽度；将第二承载板、带有空穴的介质板和带有有源元件的第一承载板依次对准堆叠，形成有源元件埋入模块，第一承载板上的有源元件位于有源元件埋入模块的内部，置入介质板上的空穴；将有源元件埋入模块进行热压，形成埋置有源元件的基板，热压的温度大于等于介质板的玻璃转化温度。

优选地，本发明在基板中埋置有源元件方法的技术方案中，介质板为一层或多层，一层或多层的介质板的总厚度大于有源元件的厚度。

优选地，本发明在基板中埋置有源元件方法的技术方案中，介质板采用以下材料中的一种制备：聚酰亚胺、聚丙烯、液晶聚合物、双马来醯亚胺-三嗪树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯或者苯丙环丁烯。

优选地，本发明在基板中埋置有源元件方法的技术方案中，在介质板上有源元件的对应位置加工空穴的步骤中，加工的方式为以下方法中的一种：光刻法、等离子体刻蚀法或激光加工法。