基板及其所适用的制造方法及功率模块技术

本公开为一种基板及其所适用的制造方法及功率模块，该基板包含：第一绝缘层，具上表面及下表面；无源元件，内埋于第一绝缘层内，且具有第一导接端；第一通孔，形成于第一绝缘层内，并贯穿第一绝缘层，其中第一通孔包含导电部与设置在导电部内的绝缘部，且第一通孔的导电部与第一导接端连接而形成第一电极；第二绝缘层，设置于第一通孔靠近第一绝缘层的下表面的一端的导电部的下方；以及第二电极，至少部分设置于第二绝缘层的下方，并与第一绝缘层接触；其中，第二电极的投影与第一电极的投影在垂直上表面的方向上至少部分重叠，且第二电极为与第一电极不同的电极。

Substrate and its applicable manufacturing method and power module

【技术实现步骤摘要】
基板及其所适用的制造方法及功率模块
本公开涉及一种基板，特别涉及一种将无源元件内埋于绝缘层内，且可减少整体厚度并提高散热效果的基板及其所适用的制造方法及功率模块。
技术介绍
随着人类智慧化生活要求的提升以及对智能型产品制造要求的提高、物联网等的兴起，社会对信息传输以及数据处理的需求也日益旺盛。其中针对集中式的数据处理中心而言，服务器可谓其最主要的关键单元，而此类服务器的主板则通常由中央处理单元(CPU)、芯片组(Chipsets)、内存等等数据处理数字芯片和其供电电源及必要外围元件所组成。然而随着单位体积内服务器处理能力的提升，也意味着这类数字芯片的数量、集成度亦需随之提升，进而导致空间占用率和功率耗损的提升。因此，为这些数字芯片所提供的电源的电源转换器就被期望有更高的效率，更高的功率密度和更小的体积，来支持整个服务器乃至整个数据中心的节能和占用面积的缩减。通常电源转换器会包含磁性元件、无源元件、裸功率芯片、电容元件等元件，且为了提升电源性能要求，会将磁性元件、无源元件、裸功率芯片、电容元件等元件集成于主要印刷电路板上，以形成功率模块。又为了再进一步提升电源转换器的转换效率及功率密度，遂有从例如无源元件(如磁性元件，电容元件)，裸功率芯片等角度进行独立优化。然而随着技术进步，单一组件独立优化已经逐渐达到了极致，无法进一步实现高效率、高功率密度及高散热能力。因此，如何发展一种基板及其所适用的制造方法及功率模块，来解决现有技术所面临的问题，实为本领域所需面对的课题。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种基板及其所适用的制造方法及功率模块，其中基板可达到避免系统主板上空间的浪费、厚度较薄、减少连接阻抗及提升散热效率的技术效果。为达上述目的，本公开的一优选实施方式为提供一种基板，包含：第一绝缘层，具上表面及下表面；至少一无源元件，内埋于第一绝缘层内，且具有第一导接端；至少一第一通孔，形成于第一绝缘层内而与无源元件的一侧相邻，并贯穿第一绝缘层，其中第一通孔包含导电部与设置在导电部内的绝缘部，且第一通孔的导电部与第一导接端连接而形成第一电极；第二绝缘层，设置于第一通孔靠近第一绝缘层的下表面的一端的导电部的下方；以及第二电极，至少部分设置于第二绝缘层的下方，并与第一绝缘层接触；其中，第二电极的投影与第一电极的投影在垂直上表面的方向上至少部分重叠，且第二电极为与第一电极不同的电极。为达上述目的，本公开的另一优选实施方式为提供一种基板的制造方法，包含：(S1)提供有至少一第一导接端的无源元件；(S2)压合第一绝缘层于无源元件的周边，使无源元件嵌埋到第一绝缘层中；(S3)在第一绝缘层内形成至少一第一过孔，其中第一过孔穿过第一导接端；(S4)在第一绝缘层的上表面、下表面及第一过孔的内壁形成第一金属层；(S5)对第一过孔进行塞孔而填充绝缘材料，且执行去除程序，以去除部分第一金属层，使第一过孔形成第一通孔，第一通孔包含导电部和设置在导电部内部的绝缘部，同时形成与第一通孔的导电部断开并位于第一绝缘层的下表面的布线层，且第一通孔的导电部与第一导接端连接而形成第一电极；(S6)在第一通孔靠近第一绝缘层的下表面一端的导电部的下方设置第二绝缘层，其中第二绝缘层覆盖导电部；以及(S7)在第二绝缘层的下方设置第二金属层，第二金属层加厚了布线层，并形成第二电极，第二电极与第一绝缘层接触，其中第二电极的投影与第一电极的投影在垂直上表面的方向上至少部分重叠，且第二电极为与第一电极不同的电极。为达上述目的，本公开的又一优选实施方式为提供一种功率模块，包含：一基板，包含：第一绝缘层，具上表面及下表面；至少一无源元件，内埋于第一绝缘层内，且具有第一导接端；至少一第一通孔，形成于第一绝缘层内而与无源元件的一侧相邻，并贯穿第一绝缘层，其中第一通孔包含导电部与设置在导电部内的绝缘部，且第一通孔的导电部与第一导接端连接而形成第一电极；第二绝缘层，设置于第一通孔靠近第一绝缘层的下表面的一端的导电部的下方；以及第二电极，至少部分设置于第二绝缘层的下方，并与第一绝缘层接触；其中，第二电极的投影与第一电极的投影在垂直上表面的方向上至少部分重叠，且第二电极为与第一电极不同的电极；以及至少一功率单元，设置于基板，其中功率单元包含至少一个半桥电路，半桥电路包含串联连接的第一功率开关管及第二功率开关管，第一功率开关管的第二端及第二功率开关管的第一端连接于连接点，连接点连接于第一电极。附图说明图1为本公开第一优选实施例的基板的剖面结构示意图；图2为图1所示的基板所适用的电压转换电路的电路结构示意图；图3为本公开第二优选实施例的基板的剖面结构示意图；图4为本公开第三优选实施例的基板的剖面结构示意图；图5为本公开第四优选实施例的基板的剖面结构示意图；图6为本公开第五优选实施例的基板的剖面结构示意图；图7为本公开第六优选实施例的基板的剖面结构示意图；图8为本公开第七优选实施例的基板的剖面结构示意图；图9为本公开第八优选实施例的基板的剖面结构示意图；图10为本公开第九优选实施例的基板的剖面结构示意图；图11为本公开第十优选实施例的基板的剖面结构示意图；图12A至图12E为本公开优选实施例的基板的制造方法的步骤流程图；图13为本公开的制造方法的第二去除步骤中的第一种钻孔方式所形成的基板的横截面示意图；图14为本公开的制造方法的第二去除步骤中的第二种钻孔方式所形成的基板的横截面示意图；图15A、图15B为本公开的制造方法的第二去除步骤中的第三种钻孔方式所形成的基板的截面示意图；图16为本公开第一优选实施例的功率模块的结构示意图；图17为本公开第二优选实施例的功率模块的结构示意图；图18A为图17所示的功率模块沿A-A’方向的剖面示意图；图18B为图17的功率模块沿A-A’方向的另一实施方式的剖面示意图；图19为图17所示的功率模块所构成的电压转换电路的电路结构示意图；图20为本公开第三优选实施例的功率模块的结构示意图；图21为本公开第四优选实施例的功率模块的结构示意图；图22为本公开第五优选实施例的功率模块的结构示意图；图23为本公开第六优选实施例的功率模块的结构示意图；图24为本公开第七优选实施例的功率模块的结构示意图；图25为本公开第八优选实施例的功率模块的结构示意图；图26A是为本公开第九优选实施例的功率模块的结构示意图；图26B为图26A所示的功率模块沿B-B’方向剖面后的俯视图。附图标记说明：1、2、3、4、5、6、7、8、9、21：基板10：第一绝缘层11：无源元件12：第一通孔13：第二绝缘层14：第二电极100：上表面101：下表面110：本体111：第一导接端112：第二导接端120、150：导电部121、151本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基板，包含：/n一第一绝缘层，具一上表面及一下表面；/n至少一无源元件，内埋于该第一绝缘层内，且具有一第一导接端；/n至少一第一通孔，形成于该第一绝缘层内而与该无源元件的一侧相邻，并贯穿第一绝缘层，其中该第一通孔包含一导电部与设置在该导电部内的一绝缘部，且该第一通孔的该导电部与该第一导接端连接而形成一第一电极；/n一第二绝缘层，设置于该第一通孔靠近该第一绝缘层的该下表面的一端的该导电部的下方；以及/n一第二电极，至少部分设置于该第二绝缘层的下方，并与该第一绝缘层接触；/n其中，该第二电极的投影与该第一电极的投影在垂直该上表面的方向上至少部分重叠，且该第二电极为与该第一电极不同的电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种基板，包含：
一第一绝缘层，具一上表面及一下表面；
至少一无源元件，内埋于该第一绝缘层内，且具有一第一导接端；
至少一第一通孔，形成于该第一绝缘层内而与该无源元件的一侧相邻，并贯穿第一绝缘层，其中该第一通孔包含一导电部与设置在该导电部内的一绝缘部，且该第一通孔的该导电部与该第一导接端连接而形成一第一电极；
一第二绝缘层，设置于该第一通孔靠近该第一绝缘层的该下表面的一端的该导电部的下方；以及
一第二电极，至少部分设置于该第二绝缘层的下方，并与该第一绝缘层接触；
其中，该第二电极的投影与该第一电极的投影在垂直该上表面的方向上至少部分重叠，且该第二电极为与该第一电极不同的电极。


2.如权利要求1所述的基板，其中该导电部包含一侧壁金属层和与该侧壁金属层相连接的至少一表面金属层。


3.如权利要求2所述的基板，其中该第一通孔位于该第一绝缘层的该下表面一端具有该表面金属层，且该第二绝缘层覆盖该第一通孔位于该第一绝缘层的该下表面的一端的该表面金属层。


4.如权利要求2所述的基板，其中该第二绝缘层覆盖该第一通孔靠近该第一绝缘层的该下表面一端的该侧壁金属层。


5.如权利要求4所述的基板，其中该第二绝缘层与该侧壁金属层之间的一接触面位于该第一绝缘层的该上表面及该下表面之间。


6.如权利要求4所述的基板，其中该第二绝缘层位于该第一绝缘层的该下表面。


7.如权利要求1所述的基板，其中该无源元件更具有一本体及一第二导接端，该第二导接端与该第一导接端连接该本体，并分别由该本体内部而往该本体的两相对侧或该本体的两相邻侧或该本体的同一侧延伸而出。


8.如权利要求7所述的基板，其中该基板还包含：
至少一第二通孔，形成于该第一绝缘层内而与该无源元件的另一侧相邻，并贯穿该第一绝缘层，其中该第二通孔还包含一导电部与设置在该第二通孔的该导电部内的一绝缘部，且该第二通孔的该导电部与该第二导接端连接而形成一第四电极；
一第三绝缘层，设置于该第二通孔靠近该第一绝缘层的该上表面的一端的该导电部的上方；以及
一第三电极，该第三电极至少部分设置于该第三绝缘层的上方，并与该第一绝缘层接触；
其中，该第四电极的投影与该第三电极的投影在垂直该第一绝缘层的该上表面的方向上至少部分重叠，且该第四电极为与该第三电极不同的电极。


9.如权利要求7所述的基板，其中该基板还包含：
至少一第二通孔，形成于该第一绝缘层内而与该无源元件的另一侧相邻，并贯穿该第一绝缘层，其中该第二通孔还包含一导电部与设置在该第二通孔的该导电部内的一绝缘部，且该第二通孔的该导电部与该第二导接端连接；以及
一第三绝缘层，设置于该第二通孔靠近该第一绝缘层的该上表面的一端的该导电部的上方；
其中，该第一电极沿该第一绝缘层的该上表面延伸到该第二通孔上方并覆盖该第三绝缘层，该第二电极沿该第一绝缘层的该下表面延伸到该第二通孔的下方并与该第二通孔的该导电部连接。


10.如权利要求7所述的基板，其中该第一导接端位于该本体外的部分往该第一绝缘层的该上表面折弯。


11.如权利要求7所述的基板，其中该第一导接端位于该本体外的部分的厚度大于该第一导接端位于该本体内的部分的厚度。


12.如权利要求1所述的基板，其中该第一绝缘层还包含位于该上表面及该下表面之间的多个侧壁，该第二电极更至少部分由该第一绝缘层的该下表面沿相邻的该侧壁延伸至该第一绝缘层的该上表面。


13.如权利要求1所述的基板，其中该无源元件为一电感，且该第一导接端为该电感的绕组的一部分。


14.一种基板的制造方法，包含：
(S1)提供有至少一第一导接端的一无源元件；
(S2)压合一第一绝缘层于该无源元件的周边，使该无源元件嵌埋到该第一绝缘层中；
(S3)在该第一绝缘层内形成至少一第一过孔，其中该第一过孔穿过该第一导接端；
(S4)在该第一绝缘层的一上表面、一下表面及该第一过孔的内壁形成一第一金属层；
(S5)对该第一过孔进行塞孔而填充一绝缘材料，且执行一去除程序，以去除部分该第一金属层，使该第一过孔形成一第一通孔，该第一通孔包含一导电部和设置在该导电部内部的一绝缘部，同时形成与该第一通孔的该导电部断开并位于该第一绝缘层的该下表面的一布线层，且该第一通孔的该导电部与该第一导接端连接而形成一第一电极；
(S6)在该第一通孔靠近该第一绝缘层的该下表面一端的该导电部的下方设置一第二绝缘层，其中该第二绝缘层覆盖该导电部；以及
(S7)在该第二绝缘层的下方设置一第二金属层，该第二金属层加厚了该布线层，并形成一第二电极，该第二电极与该第一绝缘层接触，其中该第二电极的投影与该第一电极的投影在垂直该上表面的方向上至少部分重叠，且该第二电极为与该第一电极不同的电极。


15.如权利要求14所述的基板的制造方法，其中在该步骤(S5)的该去除程序中，包含去除位于该第一绝缘层的该下表面上且对应于该第一过孔的位置的该第一金属层。


16.如权利要求14所述的基板的制造方法，其中在该步骤(S5)中，该导电部包含一侧壁金属层和与该侧壁金属层相连接的至少一表面金属层，其中在该步骤(S5)及该步骤(S6)之间还包含一第一去除步骤(S51)，去除位于该第一绝缘层的该下表面上且对应于该第一通孔的位置的至少部分该表面金属层。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪守玉，陈庆东，邹欣，张明准，黄娇平，周锦平，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31