[發明專利]一種嵌埋在玻璃介質中的無源器件結構及其制造方法

有效

• 申請號: 202010819722.5
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112312654B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳先明;洪業杰;黃本霞;馮磊
• 申請（專利權）人: 珠海越亞半導體股份有限公司
• 主分類號: H05K1/16
• 分類號: H05K1/16;H05K3/46
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李翔

本申請公開了一種嵌埋在玻璃介質中的無源器件結構，所述結構包括玻璃基板和嵌埋在所述玻璃基板中的至少一個電容器，所述電容器包括上電極、電介質層和下電極，其中在所述玻璃基板的上表面開設有凹槽，所述電介質層覆蓋在所述凹槽的表面上并且所述電介質層的面積大于所述凹槽的面積，所述上電極設置在所述電介質層上，所述電介質層與所述下電極通過貫穿所述玻璃基板的金屬通孔柱連接。還公開了一種嵌埋在玻璃介質中的無源器件結構的制造方法。

技術領域

本發明涉及器件封裝，具體涉及具有低損耗低延遲的嵌埋在玻璃介質中的無源器件結構及其制造方法。

背景技術

隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品也逐漸進入多功能、微型化和高性能的時代。越來越多的高密度、多功能和小型化的需求給封裝和基板都帶來了新的挑戰，很多新的封裝技術應運而生，包括嵌入式封裝技術。

嵌入式封裝技術是把電阻、電容器、電感器等無源器件甚或IC等有源器件嵌埋到封裝基板內部，這種做法可以縮短元件相互之間的線路長度，改善電氣特性，而且還能提高有效的印制電路板封裝面積，減少大量的印制電路板板面的焊接點，從而提高封裝的可靠性，并降低成本，是一種非常理想的高密度封裝技術。

中國專利公報CN103985698B公開了一種復合電子結構，其中嵌入在聚合物基質中的至少一個電容器和至少一個電容器通過直立的銅通孔柱耦合連接，實現了嵌入式濾波器結構。

然而，上述結構存在以下缺點：1)電容器與電感器分布于垂直方向的不同疊層中，使得元器件尺寸小型化受到限制；2)電容器和電感器嵌埋在普通聚合物基質中，由于聚合物基質難以做到具有極低的介電常數Dk和介電損耗Df，導致存在信號損耗較大且電信號傳輸延遲時間較長的問題，不適合應用于高頻產品；3)作為薄膜電容器，此類常規電容器結構往往會由于介電層較薄使得在惡劣工作環境中容易損壞，甚至上下電極間會發生離子遷移導致短路，使用壽命和可靠性較低；4)生產工藝需要反復層壓聚合物電介質以形成嵌埋電容器和電感器的絕緣層，工藝復雜，流程繁瑣，成本高。

因此，當前迫切需要具有低損耗、低延遲、小體積、高密度的無源器件嵌埋結構以應用于高頻應用的電子、通訊等產業。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種嵌埋在玻璃介質中的無源器件結構及其制造方法，以克服現有技術中的技術缺陷。

在本發明的第一方面，提供一種嵌埋在玻璃介質中的無源器件結構，所述結構包括玻璃基板和嵌埋在所述玻璃基板中的至少一個電容器，所述電容器包括上電極、電介質層和下電極，其中在所述玻璃基板的上表面開設有凹槽，所述電介質層覆蓋在所述凹槽表面上并且所述電介質層的面積大于所述凹槽的面積，所述上電極設置在所述電介質層上，所述電介質層與所述下電極通過貫穿所述玻璃基板的金屬通孔柱導通連接。

優選地，所述上電極的面積大于所述電介質層的面積。優選地，所述下電極的面積等于所述電介質層的面積。

在一些實施方案中，所述電介質層選自包括Ta₂O₅、TiO₂、BaO₄SrTi和 Al₂O₃的組別，但不限于此。

在一些實施方案中，所述上電極和所述下電極包括銅層，但不限于此，也可以包括例如鋁、銀、金、鈦、鉑等金屬層。

優選地，所述金屬通孔柱包括銅通孔柱。

在一些實施方案中，在所述玻璃基板的上下表面分別形成有第一線路層和第二線路層。優選地，所述第一線路層和所述第二線路層通過貫穿所述玻璃基板的銅通孔柱連通。

在一些實施方案中，所述封裝結構還包括嵌埋在所述玻璃基板中的至少一個電感器。優選地，所述至少一個電感器包括嵌埋在所述玻璃基板內的環形銅柱。優選地，所述至少一個電容器和所述至少一個電感器通過所述第一線路層和/或所述第二線路層互連。