CN101951733A - 绝缘层、具有电子元件的印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌有电子元件的印刷电路板及该印刷电路板的制造方法。根据本发明的实施例，该方法包括：提供具有形成在其表面上的电路图案的芯板，其中该芯板被空腔贯穿；将粘合层粘结至芯板的下表面以覆盖空腔；将电子元件设置在粘合层的上表面的对应于空腔的位置；通过将第一绝缘层堆叠在芯板的上表面上而覆盖电路图案，使得空腔被填充，第一绝缘层不具有填充于其中的支撑材料；以及将第二绝缘层堆叠在芯板的上侧和下侧上，其中第二绝缘层具有填充于其中的支撑材料。

Description

绝缘层、具有电子元件的印刷电路板及其制造方法 

相关申请的参考 

本申请要求分别于2009年7月8日和2009年11月24日向韩国知识产权局递交的第10-2009-0062095号和第10-2009-0114119号韩国专利申请的优先权，其公开的全部内容通过引证结合于此。 

技术领域

本发明涉及一种绝缘层、一种嵌有电子元件的印刷电路板和该印刷电路板的制造方法。 

背景技术

随着电子工业的发展，对更小型化和更高功能的电子元件的需求日益增加。具体地说，基于更轻、更薄、更短和更小的个人移动设备的市场趋势已导致了更薄的印刷电路板。结果，出现了不同于传统方法的元件安装方法。一个实例是嵌入型印刷电路板，其中将诸如IC的有源器件或诸如MLCC电容器的无源器件安装到印刷电路板内部，通过这些器件的系统性组合使得器件密度更高以及封装本身的可靠性或性能改善。 

本发明被设计用于解决下述的在制造元件嵌入型印刷电路板的过程中由于嵌入厚电子元件所引起的问题。 

在现有技术中，当将厚度为200μm～1000μm或者更小的电子元件(例如，多层陶瓷电容器(MLCC))嵌入到芯板中时，通过使用粘合层20将电子元件30嵌入在芯板10(其中形成有空腔14和电路12)中，如图1所示，然后堆叠由填充有玻璃纤维44的树脂42制成的绝缘层40以改善该板的翘曲性。然而，在这种情况下，如图2所示，电子元件30变得更厚，并且电子元件周围的空间和通孔没有完全被绝缘层的树脂42填充。这会在该板中形成孔隙(void)50，从而导致较差的可靠性，因此需要进行改进。 

为了解决上述问题，如图3所示，已经提出了一种使用包括厚树脂42’的绝缘层40’的方法，但是，如图4所示，该方法增加了印刷电路板的整体厚度。 

发明内容

本发明提供了一种绝缘基板、一种嵌有电子元件的印刷电路板以及该印刷电路板的制造方法，其即使在通过使用薄的绝缘层来执行覆层(lay-up)处理的情况下，也能够避免由于树脂含量的减少导致在电子元件周围和电路图案之间产生的孔隙，并能解决在覆层处理过程中由填充在绝缘层中的支撑材料引起的电子元件变形的问题。 

本发明的一个方面提供了一种嵌有电子元件的印刷电路板的制造方法，该方法包括：提供具有形成在其表面上的电路图案的芯板，其中该芯板被空腔贯穿；将粘合层粘结至芯板的下表面以覆盖空腔；将电子元件设置在粘合层的上表面上的对应于该空腔的位置；通过将第一绝缘层堆叠在芯板的上表面上而覆盖电路图案，使得空腔被填充，第一绝缘层不具有填充于其中的支撑材料；以及将第二绝缘层堆叠在芯板的上侧和下侧上，其中第二绝缘层具有填充于其中的支撑材料。 

本发明的另一方面提供了一种嵌有电子元件的印刷电路板，该印刷电路板包括：芯板，具有形成在其表面上的内层电路，并且该芯板被空腔贯穿；电子元件，嵌入在空腔中；第一绝缘层，堆叠在芯板的上表面上以填充空腔并覆盖内层电路，并且第一绝缘层不具有填充于其中的支撑材料；第二绝缘层，堆叠在芯板的上侧和下侧上，并且第二绝缘层具有填充于其中的支撑材料；以及电路图案，形成在第二绝缘层上。 

这里，第二绝缘层的树脂和第一绝缘层可以由相同的材料制成。 

本发明的又一个方面提供了一种嵌有电子元件的印刷电路板的制造方法，该方法包括：提供具有形成在其表面上的电路图案的芯板，其中该芯板被空腔贯穿；将粘合层粘结至芯板的下表面，其中粘合层覆盖空腔；将电子元件设置在粘合层的上表面的对应于该空腔的位置；以及将绝缘层堆叠在芯板的上表面上以填充空腔，其中该绝缘层具有分别形成在增强材料的上表面和下表面上的上树脂层和下树脂层。这里，该绝缘层具有下树脂层比上树脂层厚的非对称结构。 

本发明的又一个方面提供了一种在制造印刷电路板中使用的绝缘层。根据本发明的一个实施例，该绝缘层包括分别堆叠在增强材料的上表面和下表面上的上树脂层和下树脂层。这里，下树脂层比上树脂层厚。 

下树脂层的厚度可以是上树脂层的2～5倍。 

本发明的一部分的其它方面和优点将在随后的说明书中阐述，而一部分根据说明书将是显而易见的，或者可通过实施本发明而获知。 

附图说明

图1～图4示出了根据现有技术制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法。 

图5是示出了根据本发明的一个实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法的流程图。 

图6～图10示出了根据本发明的一个实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法。 

图11是示出了根据本发明的另一实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法的流程图。 

图12～图16示出了根据本发明的另一实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法。 

具体实施方式

由于本发明有各种变化和许多实施例，因此将在图中示出并在说明书中详细描述特定的实施例。然而，这并不旨在将本发明限制于具体的实施方式，应当理解的是，在不背离本发明的精神和技术范围的情况下，所有改变、等价物和替代物均被包含在本发明中。 

以下将参照附图更详细地描述根据本发明的某些实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法。那些相同或相应的部件均被赋予相同的参考标号而与图号无关，并省略了重复的描述。 

图5是示出了根据本发明的一个实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法的流程图，图6～图10示出了根据本发明的一个实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法。 

首先，如图6所示，制备芯板110(S110)，该芯板被空腔114贯穿并且具有形成在其上的内层电路112。随后，将粘合层120粘结至芯板110的下表面以覆盖空腔114(S120)。例如覆铜箔层压板(CCL)可用作芯板110，还可使用填充有玻璃纤维的环氧树脂来增强硬度。在芯板110的表面上形成内层电路112。 

在覆铜箔层压板用作芯板110的情况下，通过无电镀的方式可以在覆铜箔层压板的两个表面上形成晶种层(seed layer)以在其两个表面上形成内层电路112，然后，通过电镀的方式可以选择性地形成电路图案。在另一个实例中，内层电路112可以通过对形成在覆铜箔层压板的两个表面上的铜膜的一部分进行蚀刻来形成。 

在芯板110的特定部分(例如，中心部分)中形成空腔114。空腔114是嵌入电子元件140的空间，其可以通过使用机械钻机或者激光钻机来形成。这样处理的空腔114的下侧可被粘合层120密封。 

随后，将电子元件140设置在对应于空腔114的粘合层120的上表面上(S130，参照图6)。通过以这种方式设置电子元件140，能够将电子元件140粘结并固定至通过空腔114暴露的粘合层120的上表面。 

接下来，将没有支撑材料支撑的第一绝缘层130堆叠在芯板110的上表面上以填充空腔114，从而将内层电路112覆盖(S140，参照图6和图7)。 

这样，如果通过将没有支撑材料支撑的第一绝缘层130(即，底漆树脂(primer resin))堆叠在芯板110的上表面(其上形成有内层电路112)上而在芯板110的上部区域中形成平坦表面，则不仅 空腔114的剩余空间可以被第一绝缘层130填充而使得电子元件140可以被固定，而且通孔的内部也可以被第一绝缘层130填充。 

形成在芯板110的上表面上的内层电路112也被第一绝缘层130覆盖。此外，如果将电子元件140的电极(未示出)面向上设置(即，如果以面朝上的方式嵌入电子元件140)，则电子元件140的电极(未示出)也可以被树脂覆盖。 

这样，如果在执行使用由支撑材料支撑的第二绝缘层150(如图9所示)来增强结构硬度的覆层处理之前，将没有由额外的支撑材料支撑的第一绝缘层130堆叠在芯板110上，则空腔114内部的所有剩余空间、通孔内部的空间、电路图案112之间的空间以及电路图案和电子元件140的电极之间的空间均可以被填充。因此，即使在以以下的过程将具有较少树脂含量的薄的第二绝缘层150进行堆叠的情况下，也可使得在空腔114、通孔、电路图案112之间的空间以及电路图案112和电子元件140的电极(未示出)之间的空间中没有孔隙形成。 

接下来，去除粘合层120(S150，参照图8)，然后将由支撑材料154支撑的第二绝缘层150堆叠在芯板110的上侧和下侧上(S160，参照图9)。这里，第二绝缘层150的树脂152可以由与第一绝缘层130相同的材料制成。即，可以使用包括与用来填充空腔114和通孔的第一绝缘层130的材料相同的材料的第二绝缘层150。通过使用这种相同材料的绝缘层，由第一绝缘层130和第二绝缘层150的表面之间的热膨胀系数的差异所导致的翘曲的几率很小，从而在第一绝缘层130和第二绝缘层150之间提供了足够的粘附力。这解决了由各层之间的分层而导致的问题。 

此外，由于空腔114内部、通孔内部和电路图案112之间的所有孔隙均被第一绝缘层130填充，因此能够使用具有较少树脂含量 的薄的第二绝缘层150而不会产生孔隙，从而获得更薄的印刷电路板。此外，第一绝缘层130能够在填充到第二绝缘层150中的支撑材料154与电子元件140的电极和/或电路图案112之间执行缓冲的功能。这可以解决在第二绝缘层150内部的支撑材料154与电子元件140的电极(未示出)和/或电路图案112相接触时，电子元件140和/或电路图案112可能变形的问题。 

随后，在第二绝缘层150的上表面上形成另一电路图案162(参照图10)。如图10所示，形成在第二绝缘层150的上表面上的电路图案162可以由阻焊剂160保护。当然，如果要制造具有更多层的印刷电路板，则可以执行另外的覆层过程而不用立即形成阻焊剂160。 

图11是示出了根据本发明的另一实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法的流程图，图12～图16示出了根据本发明的另一实施例制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法。 

首先，如图12所示，制备芯板110(S210)，该芯板被空腔114贯穿并且具有形成在其表面上的内层电路112。随后，将粘合层120粘结至芯板110的下表面上以覆盖空腔114(S220)。例如覆铜箔层压板(CCL)可用作芯板110，还可使用注入有玻璃纤维的环氧树脂来增强硬度。在芯板110的表面上形成内层电路112。 

在覆铜箔层压板用作芯板110的情况下，通过无电镀的方式可以在覆铜箔层压板的两个表面上形成晶种层以在其两个表面上形成内层电路112，然后，通过电镀的方式可以选择性地形成电路图案。在另一个实例中，内层电路112可以通过对形成在覆铜箔层压板的两个表面上的铜膜的一部分进行蚀刻来形成。 

在芯板110的特定部分(例如，中心部分)中形成空腔114。空腔114是用于安装电子元件140的空间，其可以通过使用机械钻机或者激光钻机来形成。空腔114的下侧可被粘合层120覆盖。 

随后，将电子元件140设置在对应于空腔114的粘合层120的上表面上(S230，参照图12)。通过以这种方式设置电子元件140，能够将电子元件140粘结并固定至通过空腔114暴露的粘合层120的上表面。 

接下来，将第一绝缘层230堆叠在芯板110的上表面上以填充空腔114(S240，参照图13和图14)，该第一绝缘层具有分别形成在增强材料232的上表面和下表面上的上树脂层236和下树脂层234。这里，堆叠在芯板110的上表面上的第一绝缘层230具有下树脂层234比上树脂层236厚的不对称结构。 

通过将下树脂层234比上树脂层236厚的第一绝缘层230堆叠在芯板110的上表面(其上形成有内层电路112)上，不但由于空腔114的剩余空间被相对较厚的下树脂层234填充而将电子元件140固定，而且通孔的内部也能被下树脂层234填充。形成在芯板110的上表面上的内层电路112也被下树脂层234覆盖。 

此外，如果将电子元件140的电极(未示出)面向上设置(即，如果以面朝上的方式安装电子元件140)，则电子元件140的电极(未示出)也可以被下树脂层234覆盖。 

这样，如果使用下树脂层234比上树脂层236厚的不对称结构的第一绝缘层230，则空腔114内部的所有剩余空间、通孔内部的空间、内层电路112之间的空间以及内层电路112与电子元件140的电极之间的空间均可以被填充，从而防止在空腔114、通孔、内 层电路112之间的空间以及内层电路112和/或电子元件140的电极(未示出)之间的空间中形成任何孔隙。 

这里，优选的是下树脂层234的厚度是上树脂层236的2～5倍。如果下树脂层234的厚度是上树脂层236的2～5倍，则存在由树脂量不足导致的孔隙的几率很小。同时，能够防止印刷电路板的整体厚度不合需要地增加。 

如图15所示，在去除粘合层129之后(S250)，将第二绝缘层230’堆叠在芯板110的下侧上(S260)，如图16所示。这里，可在第二绝缘层230’中注入或不注入诸如玻璃纤维的增强材料232’。如图16所示，如果在第二绝缘层230’中填充增强材料232’，则堆叠在增强材料232’的任一表面上的树脂层234’和236’可以具有相同的厚度，也可根据需要具有不同的厚度。 

随后，如图16所示，在第一绝缘层230的表面上和第二绝缘层的230’的表面上形成电路图案162。形成在第一绝缘层230和第二绝缘层230’的表面上的电路图案162可以由阻焊剂160保护。当然，如果要制造具有更多层的印刷电路板，则可以执行另外的覆层过程而不用立即形成阻焊剂160。 

虽然已经参照具体实施例详细地描述了本发明的精神，但是这些实施例仅用于示例目的，而不应限制本发明。可以理解，在不背离本发明的范围和精神的情况下，本领域的技术人员可以对这些实施例进行改变或修改。 

这样，在所附权利要求中可以发现许多不同于以上描述的那些实施例的实施例。 

Claims (8)

1.一种制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法，所述方法包括：

提供具有形成在其表面上的电路图案的芯板，所述芯板被空腔贯穿；

将粘合层粘结至所述芯板的下表面以覆盖所述空腔；

将电子元件设置在所述粘合层的上表面的对应于所述空腔的位置；

通过将第一绝缘层堆叠在所述芯板的上表面上而覆盖所述电路图案，使得所述空腔被填充，所述第一绝缘层不具有填充于其中的支撑材料；以及

将第二绝缘层堆叠在所述芯板的上侧和下侧上，所述第二绝缘层具有填充于其中的支撑材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述所述第二绝缘层的树脂和第一绝缘层由相同的材料制成。

3.一种嵌有电子元件的印刷电路板，包括：

芯板，具有形成在其表面上的内层电路，所述芯板被空腔贯穿；

电子元件，被嵌入在所述空腔中；

第一绝缘层，堆叠在所述芯板的上表面上以填充所述空腔并覆盖所述内层电路，所述第一绝缘层不具有填充于其中的支撑材料；

第二绝缘层，堆叠在所述芯板的上侧和下侧上，所述第二绝缘层具有填充于其中的支撑材料；以及

电路图案，形成在所述第二绝缘层上。

4.根据权利要求3所述的嵌有电子元件的印刷电路板，其中，所述第二绝缘层的树脂和所述第一绝缘层由相同的材料制成。

5.一种制造嵌有电子元件的印刷电路板的方法，所述方法包括：

提供具有形成在其表面上的电路图案的芯板，所述芯板被空腔贯穿；

将粘合层粘结至所述芯板的下表面，所述粘合层覆盖所述空腔；

将电子元件设置在所述粘合层的上表面的对应于所述空腔的位置；以及

将绝缘层堆叠在所述芯板的上表面上以填充所述空腔，所述绝缘层具有分别形成在增强材料的上表面和下表面上的上树脂层和下树脂层；

其中，所述绝缘层具有所述下树脂层比所述上树脂层厚的非对称结构。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述下树脂层的厚度是所述上树脂层的2～5倍。

7.一种在制造印刷电路板中使用的绝缘层，所述绝缘层包括分别堆叠在增强材料的上表面和下表面上的上树脂层和下树脂层，

其中，所述下树脂层比所述上树脂层厚。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述下树脂层的厚度是所述上树脂层的2～5倍。

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