CN102196667B - 具有埋入电子零件的结合式多层电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结合式多层电路板及其制造方法，包含数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，该内部腔室充满空气，该埋入电子零件位于该内部腔室中；及至少一黏胶层位于各多层板之间，该黏胶层结合该数个多层板。本发明通过整合更多的电子零件，提供了多种具有复杂功能且体型更精巧的电子产品，提升了多层电路板的结构与制造方法。

Description

具有埋入电子零件的结合式多层电路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电路板及其制造方法，特别涉及一种具有埋入电子零件的结合式多层电路板及其制造方法。

背景技术

将各种电子零件整合于印刷电路板中已是近几年来众所瞩目的发展技术。先进半导体技术的发展更是不断造就多种具复杂功能且体型更精巧的电子产品。因应这种趋势，人们对电路板功能的需求日益增加，且要求整合更多的电子零件。为满足这种需求，需要持续不断地提升多层电路板的结构与制造方法。

发明内容

本发明提供多种具有埋入电子零件的结合式多层电路板及其制造方法。

在一方面，本发明提供一种结合式多层电路板，包含数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，该埋入电子零件位于该内部腔室中；及至少一黏胶层位于各个多层板的间，该黏胶层用以结合该数个多层板，其中该内部腔室充满空气，且封闭不与外界大气相通。

在另一方面，本发明提供一种结合式多层电路板，包含数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，该埋入电子零件位于该内部腔室中；至少一黏胶层位于各个多层板之间，该黏胶层用以结合该数个多层板；及至少一通气孔设于该结合式多层电路板的一外表面，该通气孔连通该内部腔室用以使该内部腔室与外界大气相通。

此外，本发明提供上述结合式多层电路板的各种制造方法。

本发明提供的一种结合式多层电路板的制造方法，包含：提供数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，该埋入电子零件位于该内部腔室中；提供至少一黏胶层置于各个多层板之间；压合该黏胶层与该各个多层板以结合该数个多层板；及形成至少一通气孔于该结合的多层电路板的一外表面，该通气孔连通该内部腔室。

本发明提供的另一种结合式多层电路板的制造方法，包含：提供数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，该内部腔室充满空气且封闭不与外界大气相通，该埋入电子零件位于该内部腔室中；提供至少一黏胶层置于各个多层板之间；及压合该黏胶层与该各个多层板以结合该数个多层板。

而且，本发明尚包含其它方面以解决其它问题并合并上述的各方面详细揭示于以下实施方式中。

本发明提供的具有埋入电子零件的结合式多层电路板及其制造方法，通过整合更多的电子零件提供了多种具有复杂功能且体型更精巧的电子产品，提升了多层电路板的结构与制造方法。

附图说明

图1为依据本发明第一实施例显示的多层板100的制作过程剖面图。

图2为依据本发明第一实施例显示的多层板200的制作过程剖面图。

图3为依据本发明第一实施例显示的多层板100与多层板200结合的制作过程剖面图。

图4为依据本发明第一实施例显示的形成结合式多层电路板400的制作过程剖面图。

图5为依据本发明第二实施例显示的结合式多层电路板500的剖面图。

图6为依据本发明第三实施例显示的结合式多层电路板600制作过程剖面图。

图7为依据本发明第四实施例显示的结合式多层电路板700制作过程剖面图。

图8为图2的图案化导电布线层23的剖面放大图。

附图标记：

多层板100；      多层板200；      结合式多层电路板400；

印刷电路板10；   印电路板20；     结合式多层电路板500；

接触窗口111；    接触窗口211；    结合式多层电路板600；

FR4基板12；      薄铜板22；       导电布线层13

导电布线层23；   绝缘覆盖层14；   绝缘覆盖层24；

电子零件31；     电子零件32；     电子零件231；

电子零件232；    开口41；         开口241；

内部腔室411；    胶片50；         胶片250；

导电层60；       导电层260；      内导通孔71；

内导通孔271；    黏胶层380；      外电通孔472；

通气孔481；      通气孔482；      绝缘保护层490；

通气孔483；      通气孔581；      通气孔582；

通气孔583；      通气孔584；      通气孔681；

通气孔682；      通气孔683；      通气孔684。

具体实施方式

以下将参考所附图式示范本发明的较佳实施例。所附图式中相似组件采用相同的组件符号。应注意为清楚呈现本发明，所附图式中的各组件并非按照实物的比例绘制，而且为避免模糊本发明的内容，以下说明亦省略习知的零组件、相关材料、及其相关处理技术。图1至图4为依据本发明一第一实施例的剖面图，显示具有埋入电子零件的结合式多层电路板400及其制造方法。首先，参考图1显示经由步骤a11至a 16制造多层板100。于步骤a 11，准备一单层印刷电路板10，其包含一FR4基板12，一图案化导电布线层13及一绝缘覆盖层14。绝缘覆盖层14具有接触窗口111露出底下的导电布线层13。位于接触窗口111的导电布线层13可包含镀镍及/或金的接触垫(未显示)。FR4基板为印刷电路板业常用术语，代表含玻纤及树脂的基板。

参考图1的步骤a12，提供电子零件31及32置放于印刷电路板10上方。电子零件32为不与导电布线层13电相连的组件；电子零件31则为与导电布线层13透过接触窗口111电相连的组件。此实施例电相连以打线连接接触垫为例但不以此为限，其它合适方式譬如焊锡球连接也包含在本发明中。电子零件31及32可选自如磁性组件、石英芯片、振动芯片、MEMs芯片，及其它合适的各种电子零件包含机械电子零件。对于电子零件31，可提供黏胶(未显示)使电子零件31固定于绝缘覆盖层14上。对于电子零件32，可将其固定于绝缘覆盖层14上，或可放置其上而未固定。于此实施例电子零件32系放置于绝缘覆盖层14上但并未固定。

参考图1的步骤a13，黏接具有数个开口41的一介电框架40于印刷电路板10上方。可使用具有相似的开口的一般胶片(图未示)来进行黏接。数个开口41分别对应至电子零件31及32，以使电子零件31及32分别位于各开口41中。开口41的一端开放以收纳电子零件31或32；另一端则可视需要为封闭或开放。此实施例开口41的另一端以开放为例但不以此为限。

参考图1的步骤a14，提供一胶片50黏接于介电框架40上方。胶片50为经过真空热压后不会产生明显胶液的胶片。这种胶片又称为不流动胶片(non-flowing prepreq)。接着，参考图1的步骤a15，真空热压一导电层60于胶片50上方。导电层60可为含铜材料层，例如不含玻纤的覆树脂铜皮RCC(resin coated copper)或其它合适导电材料的层。实施此步骤将形成内含电子零件31或32的封闭内部腔室411，此实施例于此步骤完成的时，此封闭内部腔室411内充满空气且不与外界大气相通。因为使用不流动胶片50，内部腔室411中不会有胶液，或即使有数量也不会明显。然而，请注意，若在开口41的另一端为封闭的实施例，此封闭内部腔室411已经于步骤a 13形成。然后，参考图1的步骤a16，形成内导通孔71穿透以上所述各层。内导通孔71电连接导电层60及导电布线层13。

参考图2显示经由步骤a21至a27制造另一多层板200。多层板200与多层板100的主要差别在于，多层板200利用一薄铜板22为基底来制作，而且制作过程中薄铜板22会移除而露出预先做的线路或整面导体。除此以外，制造多层板200使用材料及技术均可参考上述的多层板100的制作。参考图2，于步骤a21，准备一铜基印刷电路板20，其包含一薄铜板22，一图案化导电布线层23及一绝缘覆盖层24。图案化导电布线层23可为多层结构。如图8的放大图所示，图案化导电布线层23可包含下布线层23a、上布线层23c、及一介电夹层23b于下布线层23a与上布线层23c之间。介电夹层23b中可有内盲孔或导通下布线层23a及上布线层23c的导通孔23d。下布线层23a、上布线层23c可为电镀铜，介电夹层23b可为一般胶片。参考图2，图案化导电布线层23与薄铜板22的间可包含一镍层的蚀刻中止层(未显示)。绝缘覆盖层24具有接触窗口211露出底下的导电布线层23。位于接触窗口211的导电布线层13可包含镀镍及/或金的接触垫(未显示)。参考图2的步骤a22，提供电子零件231及232置放于印刷电路板10上方，两者皆固定于绝缘覆盖层14上。参考图2的步骤a23，黏接具有数个开口241的一介电框架240于印刷电路板20上方。可使用具有相似的开口的一般胶片(图未示)来进行黏接。数个开口241分别对应至电子零件231及232，以使电子零件231及232分别位于各开口241中。参考步骤a24，提供一胶片250黏接于介电框架240上方。胶片250也可为不流动胶片(non-flowing prepreq)。参考步骤a25，真空热压一导电层260于胶片250上方。然后，参考步骤a26，使用蚀刻或任何及它合适方式将薄铜板22移除。参考步骤a27，形成内导通孔271穿透上述所述各层。内导通孔271电连接导电层260及导电布线层23。

图3显示将多层板100及200结合的步骤。此步骤包含步骤b1：翻转多层板200，使其导电布线层23的一面朝向多层板100的FR4基板12；及步骤b2，提供一黏胶层380于导电布线层23及FR4基板12的间并进行真空热压以使多层板100及200结合。

接着参考图4，形成结合式多层电路板400的最后步骤。此步骤包含步骤c：形成外电通孔472穿透多层板100、黏胶层380及多层板200，外电通孔472电连接导电层60、导电布线层13、导电布线层23及导电层260。此步骤包含步骤d：图案化蚀刻导电层60及260，并涂布绝缘保护层490覆盖图案化导电层60及260。涂布绝缘保护层490时会保留一部份导电层60及260使其外露，用以作为对外接触点。此步骤更包含步骤e：形成通气孔481、482及483穿入多层电路板400连通至内部腔室411。通气孔用来使连通内部腔室411与外界环境等压以避免后续的其它制作过程产生爆板。通气孔的内径较佳在以下范围在0.05mm至0.2mm之间。形成通气孔可用习知的雷射钻孔或其它合适技术。通气孔的位置可有多种变化，但较佳是位于结合式多层电路板400露出的外表面。如通气孔481是从露出的绝缘保护层490往内穿；通气孔482是从露出的导电层260往内穿；而通气孔483则是从露出的胶片250往内穿。此外，此实施例也包含没有通气孔的内部腔室411，其系系充满空气且封闭不与外界大气相通。没有通气孔的内部腔室411适用于腔室内压力不大而整体结构可以接受的状况。由于电子零件32并没有固定在绝缘覆盖层14上(可视为内部腔室411的一内表面)，因此若摇动结合式多层电路板400，电子零件32将会在内部腔室411中移动，有时可听到这些移动的声音。此实施例的封闭不与外界大气相通的内部腔室411包含固定于绝缘覆盖层14上的电子零件31。于另一实施例，封闭不与外界大气相通的内部腔室411也可包含可于其中摇动的电子零件32。

图5为本发明的第二实施例的剖面图，显示结合两个多层板100的结合式多层电路板500。结合式多层电路板500具有位于不同位置的通气孔581、582、583及584。注意图5电子零件32并没有固定在绝缘覆盖层14上，因此下层多层板100其翻转时电子零件32会落在胶片50表面上。图6为本发明的第三实施例的剖面图，显示结合两个多层板200的结合式多层电路板600。结合式多层电路板600具有位于不同位置的通气孔681、682、683及684。第一、第二及第三实施例所揭示的多层板均具有埋入电子零件。本发明也包含使含埋入电子零件的多层板与不含埋入电子零件的多层板结合的实施例。

图7为依据本发明第四实施例显示的结合式多层电路板700制作过程剖面图。第一实施例与第四实施例相似，差别在于第四实施例是以一磁性电子零件81取代电子零件32；并以一多层框架82取代介电框架40。了解第四实施例可同时参考图1及图7。

如图所示，以图7的步骤a12’取代图1的步骤a12，提供不与导电布线层13电相连的磁性电子零件81固定于绝缘覆盖层14上。然后，以图7的步骤a 13’取代图1的步骤a13，黏接具有数个开口41的一多层框架82于印刷电路板10上方。数个开口41分别对应至放置电子零件31及磁性电子零件81的位置，以使电子零件31及81分别位于各开口41中。在另一实施例，可以先执行步骤a13’再执行步骤a12’。

本发明的多层框架包含至少一线路层及一介电层，形成方法可参考习知材料与制造技术。第四实施例以多层框架82作示范说明，多层框架82包含三个线路层821，822及823与三个介电层824，825及826。各线路层可视设计需要有各种线路图案，举例而言，可具有线圈82A，82B及82C的线路图案环绕磁性电子零件81。

然后，可接着参考图1及前述执行步骤a14，a15及a16，其中有关电子零件32以磁性电子零件81取代；介电框架40则以多层框架82取代，如此可获得如图7的a16’步骤所示的多层电路板700。然后，可参考图7所示的多层电路板700，将其应用于前述的各个结合多层板的实施例中。

以上揭示含有结合两个多层板的较佳实施例，本领域的技术人员在研读过本发明上述说明后应了解本发明也包含结合三个以上多层板的较佳实施例。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所申请专利范围内。

Claims (15)

1.一种结合式多层电路板，包含：

数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，具有该埋入电子零件的该多层板包含一导电层，该导电层覆盖该内部腔室的上方，该内部腔室充满空气且封闭不与外界大气相通，该埋入电子零件位于该内部腔室中；及

至少一黏胶层位于各个多层板之间，该黏胶层用以结合该数个多层板。

2.如权利要求1所述的结合式多层电路板，其中通过摇动该结合式多层电路板，该埋入电子零件能在该内部腔室中移动。

3.如权利要求1所述的结合式多层电路板，其中该多层板还包含一多层框架定义该内部腔室，该多层框架具有一线圈线路环绕该埋入电子零件。

4.一种结合式多层电路板，包含：

数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，具有该埋入电子零件的该多层板包含一导电层，该导电层覆盖该内部腔室的上方，该内部腔室充满空气，该埋入电子零件位于该内部腔室中；

至少一黏胶层位于各个多层板之间，该黏胶层用以结合该数个多层板；及

至少一通气孔设于该结合式多层电路板的一外表面，该通气孔连通该内部腔室。

5.如权利要求4所述的结合式多层电路板，其中具有该埋入电子零件的该多层板更包含一胶片位于该内部腔室上方，该外表面为该胶片的一部分，该通气孔经由该胶片的该部分通往该内部腔室。

6.如权利要求4所述的结合式多层电路板，其中具有该埋入电子零件的该多层板还包含一胶片及一导体层依序迭设位于该内部腔室上方，该外表面为该导体层的一部分，该通气孔经由该导体层的该部分通往该内部腔室。

7.如权利要求4所述的结合式多层电路板，其中具有该埋入电子零件的该多层板更包含一胶片、一导体层及一绝缘保护层依序迭设位于该内部腔室上方，该外表面为该绝缘保护层的一部分，该通气孔经由该绝缘保护层的该部分通往该内部腔室。

8.如权利要求4所述的结合式多层电路板，其中该通气孔的内径在0.05mm至0.2mm范围之间。

9.一种结合式多层电路板的制造方法，包含：

提供数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，具有该埋入电子零件的该多层板包含一导电层，该导电层覆盖该内部腔室的上方，该内部腔室充满空气，该埋入电子零件位于该内部腔室中；

提供至少一黏胶层置于各个多层板之间；

压合该黏胶层与该各个多层板以结合该数个多层板；及

形成至少一通气孔于该结合的多层电路板的一外表面，该通气孔连通该内部腔室。

10.如权利要求9所述的结合式多层电路板的制造方法，其中具有该埋入电子零件的该多层板还包含一胶片位于该内部腔室上方，该外表面为该胶片的一部分，该通气孔经由该胶片的该部分通往该内部腔室。

11.如权利要求9所述的结合式多层电路板的制造方法，其中具有该埋入电子零件的该多层板还包含一胶片及一导体层依序迭设位于该内部腔室上方，该外表面为该导体层的一部分，该通气孔经由该导体层的该部分通往该内部腔室。

12.如权利要求9所述的结合式多层电路板的制造方法，其中具有该埋入电子零件的该多层板更包含一胶片、一导体层及一绝缘保护层依序迭设位于该内部腔室上方，该外表面为该绝缘保护层的一部分，该通气孔经由该绝缘保护层的该部分通往该内部腔室。

13.如权利要求9所述的结合式多层电路板的制造方法，其中该埋入电子零件并未固定于该内部腔室的一内表面上。

14.如权利要求9所述的结合式多层电路板的制造方法，其中该内部腔室由一多层框架所形成，该多层框架具有一线圈线路环绕该埋入电子零件。

15.一种结合式多层电路板的制造方法，包含：

提供数个多层板，该数个多层板的至少其中之一具有一埋入电子零件及一内部腔室，具有该埋入电子零件的该多层板包含一导电层，该导电层覆盖该内部腔室的上方，该内部腔室充满空气且封闭不与外界大气相通，该埋入电子零件位于该内部腔室中；

提供至少一黏胶层置于各个多层板之间；及

压合该黏胶层与该各个多层板以结合该数个多层板。