CN102256451A - 埋入片式器件的印刷电路板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的制作埋入片式器件的印刷电路板的方法及由此方法制得的电路板，主要改变了片式器件的植入方式，将现有技术中水平植入改为垂直插入，垂直插入时增大了片式器件可与外层电路导通的电极面积，从而降低了激光加工盲孔时与电极的对位要求，更易于加工并提高产品合格率，生产效率更高。依据本发明的制造方法，可快速生产制作出高质量，高合格率的埋入片式器件的印刷电路板。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板的制造技术领域，更具体地说，是涉及一种埋入片式器件的印刷电路板及其制造方法。
背景技术
近年来便携式移动电子产品，如手机，笔记本电脑，朝着高速化、多功能化和微型化方向加速发展，由于要求高频高速信号传输，电子元器件之间的互联距离也要求越来越小，传统的电子封装组装方式已经不能满足这些要求。而将有源和无源器件埋入印刷线路板是可满足这些要求的一种封装组装方式，近几年来有源或者无源器件埋入技术已引起广泛的研究和开发。
而有源或无源器件埋入技术中最关键的是在埋入芯板的外层采用激光器件于对应器件电极位置加工盲孔，再通过于盲孔内进行化学镀铜、电镀铜或填充导电膏来实现外层电路与器件电极导通。现有技术中埋入的无源器件(电容，电阻、电感)通常为片式器件。如图1、图2中所示为一种常见的型号为0402的片式器件91，所述片式器件91的水平上表面、下表面及左、右两端面上均设有金属电极911。其中图1为片式器件91的俯视图，其表面金属面积为(0.25×0.5)mm2，图2为图1中片式器件91的A-A剖视图，片式器件91的两端金属面积为(0.4×0.5)mm2，由此可见片式器件91两端金属电极面积比表面电极面积大60％。由于片式器件91一般水平放置于芯板的凹槽中，在将其与外部电路导通时，一般在对应于其上表面、下表面的金属电极911位置处进行钻孔，由于其上表面、下表面的金属电极911面积较小，在进行激光钻孔的对位要求比较高，加工难度大，易出现误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种制作埋入片式器件的印刷电路板的方法，采用这种方法有效解决了片式器件与盲孔的对位精度问题，降低了加工难度，提高了生产效率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，包括以下工艺步骤：
制备具有第一通孔的第一基板；
将一片式器件垂直固定于所述第一通孔内，所述片式器件的上、下两端分别具有上电极及下电极，所述上电极及下电极分别裸露于所述第一通孔的上开口及下开口处；
于所述第一基板的上表面及下表面分别叠放一单面具有第一铜箔层的第一半固化片，且使第一半固化片的第一铜箔层置于外侧；
加热加压所述第一基板及所述两个第一半固化片，使所述第一基板与第一半固化片粘结于一体；
于所述第一半固化片上且分别对应于所述片式器件的上电极及下电极位置开设可露出所述上电极及下电极的第一盲孔；
于所述第一盲孔内进行电镀，电镀形成的电镀层填充所述第一盲孔；
对所述两个第一半固化片外侧的第一铜箔层进行图形制作形成外导电层，所述外导电层与所述电镀层电连接。
进一步地，固定所述片式器件时，先于第一基板的下表面贴一胶带，将所述片式器件垂直插入所述第一通孔内，于第一通孔和片式器件的间隙间填充树脂，热固化所述第一基板后去除胶带。
进一步地，所述第一基板由一绝缘层及置于绝缘层上表面及下表面的第二铜箔层组成，在将所述片式器件固定于所述第一基板的第一通孔前先将所述第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
或者，所述第一基板为一绝缘层，在将所述片式器件固定于所述第一通孔后，对热固化于第一通孔内的树脂表面进行打磨，磨平树脂露出片式器件的上电极和下电极，然后于所述绝缘层的上表面及下表面上进行电镀形成第二铜箔层，并在第一基板与所述第一半固化片层叠前将第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
更进一步地，当所述第一基板厚度小于所述片式器件时，制备多个第一基板及第二半固化片，所述第二半固化片上开设有与所述第一通孔大小相匹配的第二通孔，层叠时根据片式器件的厚度于所述两个第一半固化片之间间隔层叠多个第一基板及第二半固化片，使各第一基板及各第二半固化片层叠后的厚度与片式器件的厚度相匹配。
本发明还提供了另一种埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，包括以下工艺步骤：
制备具有第一通孔的第一基板；
将片式器件垂直固定于所述第一通孔内且所述片式器件的上电极及下电极裸露于所述第一通孔的上开口及下开口处；
于所述第一基板的上表面及下表面分别叠放一单面具有第一铜箔层的第一半固化片，且使第一半固化片的第一铜箔层置于外侧；
加热加压所述第一基板及所述两个第一半固化片，使所述第一基板与第一半固化片粘结于一体；
于所述第一半固化片上且对应于所述片式器件的上电极及下电极位置开设可露出所述上电极及下电极的第一盲孔；
对所述两个第一半固化片外侧的第一铜箔层进行图形制作形成外导电层；
于所述第一盲孔内填充导电膏，所述导电膏与所述外导电层电连接。
进一步地，固定所述片式器件时，先于第一基板的下表面贴一胶带，将所述片式器件垂直插入所述第一通孔内，于第一通孔和片式器件的间隙间填充树脂，热固化所述第一基板后去除胶带。
进一步地，所述第一基板由一绝缘层及置于绝缘层上表面及下表面的第二铜箔层组成，在将所述片式器件固定于所述第一基板的第一通孔前先将所述第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
或者，所述第一基板为一绝缘层，在将所述片式器件固定于所述第一通孔后，对热固化于第一通孔内的树脂表面进行打磨，磨平树脂露出片式器件的上电极和下电极，然后于所述绝缘层的上表面及下表面上进行电镀形成第二铜箔层，并在第一基板与所述第一半固化片层叠前将第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
进一步地，当所述第一基板厚度小于所述片式器件时，制备多个第一基板及第二半固化片，所述第二半固化片上开设有与所述第一通孔大小相匹配的第二通孔，层叠时根据片式器件的厚度于所述两个第一半固化片之间间隔层叠多个第一基板及第二半固化片，使各第一基板及各第二半固化片层叠后的厚度与片式器件的厚度相匹配。
更进一步地，对所述第一铜箔层进行图形制作形成外导电层前采用干膜遮盖所述第一盲孔，外导电层形成后退去干膜。
采用上述方法制得的埋入片式器件的印刷电路板，包括：
第一基板及粘结于第一基板上表面及下表面的第一半固化片；
所述第一基板上开设有第一通孔，所述第一通孔内垂直设有一片式器件，所述片式器件的上电极及下电极裸露于所述第一通孔的上开口及下开口处；
所述两个第一半固化片的外表面均具有外导电层；
所述两个第一半固化片上且对应于所述片式器件的上电极及下电极位置开设有可露出所述上电极及下电极的第一盲孔，所述第一盲孔内填充有分别用于电连接所述外导电层与所述上电极和下电极的导电材料。
进一步地，所述导电材料为导电膏或电镀层。
更进一步地，所述第一基板为多个，各第一基板之间设有第二半固化片，所述第二半固化片上开设有与所述第一通孔大小相匹配的第二通孔，所述各第一基板及各第二半固化片间隔层叠的厚度与片式器件的厚度相匹配。
本发明提供的上述制作埋入片式器件的印刷电路板的方法及由此方法制得的电路板，主要改变了片式器件的植入方式，将现有技术中水平植入改为垂直插入，垂直插入时增大了片式器件可与外层电路导通的电极面积，从而降低了激光加工盲孔时与电极的对位要求，更易于加工并提高产品合格率，生产效率更高。依据本发明的制造方法，可快速生产制作出高质量，高合格率的埋入片式器件的印刷电路板。
附图说明
图1是本发明提供的片式器件的俯视图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3A至3J是本发明提供的第一实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图；
图4A至4J是本发明提供的第二实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图；
图5A至5J是本发明提供的第三实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图；
图6A至6J是本发明提供的第四实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
参照图3A至图3J为本发明提供的第一实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图。
图3A中，制备一第一基板，所述第一基板包括一绝缘层10及置于其上、下两表面的第二铜箔层11，所述绝缘层10为树脂玻璃布，铁氟龙、陶瓷板、双马来酰胺等常用来制作印刷电路板的基材中的任一种，所述第二铜箔层11的厚度在10微米至-3微米之间。
图3B中，于第一基板上采用激光设备加工穿透所述绝缘层10及第二铜箔层11的第一通孔20。
图3C中，将钻完第一通孔20的第一基板上、下表面的第二铜箔层11进行蚀刻出形成第一导电层111。
图3D中，于第一基板的下表面贴一胶带30，将一片式器件40垂直插入所述第一通孔20内，本实施例中，所述第一通孔20的尺寸稍大于所述片式器件40，以便能方便地将片式器件40直立于所述第一通孔20内。所述片式器件40的上、下两端分别具有上电极41及下电极42，下电极42粘于胶带30上。
图3E中，于所述第一通孔20与片式器件40的间隙填充树脂50，所述树脂50为热固性树脂，以保证在后续加工过程中片式器件40不会移动，其可以包括环氧树脂，酚醛树脂或异氰酸树脂中的至少一种，也可以添加一些无机的尺寸微米级别的陶瓷粉，如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或者氮化硼(BN)中至少一种。添加无机填料可以提高树脂50的热机械性能，使树脂50具有良好的导热性和较好的机械强度。树脂50填充时可以采用真空印刷方式，以保证填充后不残留气泡或者空洞。
图3F中，热固化所述第一基板，使树脂50融解固定所述片式器件40，同时，所述胶带30在热固化后失去粘性，将其从第一基板上撕下来而不会在第一导电层111或者片式器件40的下电极42上留下残胶。将热固化后的第一基板上、下表面分别叠加一第一半固化片60，所述第一半固化片60的一表面具有第一铜箔层61，叠加时使第一半固化片的第一铜箔层61置于外侧。
图3G中，加热加压所述第一基板及所述两个第一半固化片60，使所述第一基板与第一半固化片60粘结于一体。
图3H中，于所述第一半固化片60上且对应于所述片式器件40的上电极41及下电极42位置采用激光加工可露出所述上电极41及下电极42的第一盲孔70。本实施例中，由于片式器件40采用垂直插入，片式器件40上、下端的上电极41及下电极42面积较现有技术中片式器件的面积增大，因此在激光钻孔时，对位较容易，更容易加工。
图3I中，采用化学镀铜和电镀铜方法对第一盲孔70进行金属化，电镀形成的电镀层80填充所述第一盲孔70。
图3J中，对所述两个第一半固化片60外侧的第一铜箔层61进行图形制作形成外导电层611，所述外导电层611通过金属化孔内的电镀层80与片式器件40的上电极41及下电极42分别导通。
综上，本实施例提供的上述制作埋入式无源器件的电路板的方法中，改变了片式器件的植入方式，将现有技术中水平植入改为垂直插入，垂直插入时增大了片式器件可与外层电路导通的电极面积，从而降低了激光加工盲孔时与电极的对位要求，更易于加工并提高产品合格率，生产效率更高。依据本发明的制造方法，可快速生产制作出如图3J中所示高质量，高合格率的埋入片式器件的印刷电路板90。
实施例二
参照图4A至图4J为本发明提供的第二实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图。本实施例与第一实施例的不同之处在于，本实施例中，制备的第一基板仅为一绝缘层，因此采用这种基板结构制作埋入片式器件的印刷电路板步骤与第一实施例不完全相同。
图4A中，制备一第一基板，所述第一基板为一绝缘层10，所述绝缘层10为树脂玻璃布，铁氟龙、陶瓷板、双马来酰胺等常用来制作印刷电路板的基材中的任一种。
图4B中，于第一基板上采用激光设备加工穿透所述绝缘层10的第一通孔20。
图4C中，于第一基板的下表面贴一胶带30，将一片式器件40垂直插入所述第一通孔20内，本实施例中，所述第一通孔20的尺寸稍大于所述片式器件40，以便能方便地将片式器件40直立于所述第一通孔20内。所述片式器件40的上、下两端分别具有上电极41及下电极42，下电极42粘于胶带30上。
图4D中，于所述第一通孔20与片式器件40的间隙填充树脂50，所述树脂50为热固性树脂，以保证在后续加工过程中片式器件40不会移动，其可以包括环氧树脂，酚醛树脂或异氰酸树脂中的至少一种，也可以添加一些无机的尺寸微米级别的陶瓷粉，如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或者氮化硼(BN)中至少一种。添加无机填料可以提高树脂50的热机械性能，使树脂50具有良好的导热性和较好的机械强度。树脂50填充时可以采用真空印刷方式，以保证填充后不残留气泡或者空洞。
图4E中，热固化所述第一基板，使树脂50融解固定所述片式器件40。所述胶带30在热固化后失去粘性，将其从第一基板上撕下来而不会在第二铜箔层11或者片式器件40的下电极42上留下残胶。对树脂50表面进行打磨，磨平树脂50露出片式器件40的上电极41和下电极42。
图4F中，于所述绝缘层10的上表面及下表面上采用化学镀铜和电镀铜将绝缘层10的两表面金属化，使绝缘层10的上表面及下表面分别形成第二铜箔层11，第二铜箔层11的厚度可通过改变电镀铜的时间来控制。
图4G中，依次通过贴干膜、曝光、显影和蚀刻将绝缘层10的上表面及下表面的第二铜箔层11制作电路图形形成内导电层111。
图4H中，于所述第一基板上、下表面分别叠加一第一半固化片60，所述第一半固化片60的一表面具有第一铜箔层61，叠加时使第一半固化片60的第一铜箔层61置于外侧。
图4I中，于所述第一半固化片60上且对应于所述片式器件40的上电极41及下电极42位置采用激光加工可露出所述上电极41及下电极42的第一盲孔70。本实施例中，由于片式器件40采用垂直插入，片式器件40上、下端的上电极41及下电极42面积较现有技术中片式器件的面积增大，因此在激光钻孔时，对位较容易，更容易加工。采用化学镀铜和电镀铜方法对第一盲孔70进行金属化，电镀形成的电镀层80填充所述第一盲孔70。
图4J中，对所述两个第一半固化片60外侧的第一铜箔层61进行图形制作形成外导电层611，所述外导电层611通过金属化孔内的电镀层80与片式器件40的上电极41及下电极42分别导通。采用上述方法制得的埋入片式器件的印刷电路板90即如图4J中所示。
实施例三
参照图5A至图5J为本发明提供的第三实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图。本实施例与第一实施例的不同之处在于，本实施例中，将激光加工后的第一盲孔70内采用导电膏81塞孔的方法填充，然后固化。导电膏81可以是商用的包含金属锡，银或铜的微米级颗粒中的一种或者几种，导电膏中还包含其他的有机溶剂或树脂。由于采用了导电膏81填充，在导电膏81填充前必须制作好外层图形。如图5I中，将第一半固化片60外侧的第一铜箔层61进行图形制作形成外导电层611，制作外导电层611时必须采用干膜保护第一盲孔70，以防止第一盲孔70内片式器件40的电极受到污染或者蚀刻药水腐蚀。如图5J中，外导电层611制作完毕采用印刷方式填充导电膏81。由于本实施例，如图5A中，制备的所述第一基板的绝缘层10双面设有第二铜箔层11，其图5A至图5H的制作方法与第一实施例中图3A至图3H的方法，在此不作赘述。当然所述第一基板也可为不带有第二铜箔层11的绝缘层10，其图5A至图5H的制作方法同第二实施例中的图4A至图4H，在此不再作图例举。采用本实施例中方法制得的埋入片式器件的印刷电路板90即如图5J中所示。
实施例四
参照图6A至图6J，为按本发明提供的第四实施例生产埋入片式器件的印刷电路板的各工艺步骤的剖视图。
本实施例与第一实施例、第二实施例、第三实施例的方法不同之处在于，本实施例中，所述第一基板厚度小于所述片式器件40，参照图6D至6J，所述两个第一半固化片60之间间隔层叠多个第一基板及第二半固化片100，所述第二半固化片100上开设有与所述第一通孔111大小相匹配的第二通孔101，所述各第一基板及各第二半固化片111间隔层叠的厚度与片式器件的厚度相匹配。采用上述方法制得的埋入片式器件的印刷电路板90即如图6J中所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
制备具有第一通孔的第一基板；
将一片式器件垂直固定于所述第一通孔内，所述片式器件的上、下两端分别具有上电极及下电极，所述上电极及下电极分别裸露于所述第一通孔的上开口及下开口处；
于所述第一基板的上表面及下表面分别叠放一单面具有第一铜箔层的第一半固化片，且使第一半固化片的第一铜箔层置于外侧；
加热加压所述第一基板及所述两个第一半固化片，使所述第一基板与第一半固化片粘结于一体；
于所述第一半固化片上且分别对应于所述片式器件的上电极及下电极位置开设可露出所述上电极及下电极的第一盲孔；
于所述第一盲孔内进行电镀，电镀形成的电镀层填充所述第一盲孔；
对所述两个第一半固化片外侧的第一铜箔层进行图形制作形成外导电层，所述外导电层与所述电镀层电连接。
2.如权利要求1所述的埋入式片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：固定所述片式器件时，先于第一基板的下表面贴一胶带，将所述片式器件垂直插入所述第一通孔内，于第一通孔和片式器件的间隙间填充树脂，热固化所述第一基板后去除胶带。
3.如权利要求1或2所述的埋入式片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：所述第一基板由一绝缘层及置于绝缘层上表面及下表面的第二铜箔层组成，在将所述片式器件固定于所述第一基板的第一通孔前先将所述第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
4.如权利要求2所述的埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：所述第一基板为一绝缘层，在将所述片式器件固定于所述第一通孔后，对热固化于第一通孔内的树脂表面进行打磨，磨平树脂露出片式器件的上电极和下电极，然后于所述绝缘层的上表面及下表面上进行电镀形成第二铜箔层，并在第一基板与所述第一半固化片层叠前将第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
5.如权利要求1所述的埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：当所述第一基板厚度小于所述片式器件时，制备多个第一基板及第二半固化片，所述第二半固化片上开设有与所述第一通孔大小相匹配的第二通孔，层叠时根据片式器件的厚度于所述两个第一半固化片之间间隔层叠多个第一基板及第二半固化片，使各第一基板及各第二半固化片层叠后的厚度与片式器件的厚度相匹配。
6.一种埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
制备具有第一通孔的第一基板；
将片式器件垂直固定于所述第一通孔内且所述片式器件的上电极及下电极裸露于所述第一通孔的上开口及下开口处；
于所述第一基板的上表面及下表面分别叠放一单面具有第一铜箔层的第一半固化片，且使第一半固化片的第一铜箔层置于外侧；
加热加压所述第一基板及所述两个第一半固化片，使所述第一基板与第一半固化片粘结于一体；
于所述第一半固化片上且对应于所述片式器件的上电极及下电极位置开设可露出所述上电极及下电极的第一盲孔；
对所述两个第一半固化片外侧的第一铜箔层进行图形制作形成外导电层；
于所述第一盲孔内填充导电膏，所述导电膏与所述外导电层电连接。
7.如权利要求6中所述的埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：固定所述片式器件时，先于第一基板的下表面贴一胶带，将所述片式器件垂直插入所述第一通孔内，于第一通孔和片式器件的间隙间填充树脂，热固化所述第一基板后去除胶带。
8.如权利要求6或7所述的埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：所述第一基板由一绝缘层及置于绝缘层上表面及下表面的第二铜箔层组成，在将所述片式器件固定于所述第一基板的第一通孔前先将所述第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
9.如权利要求6或7所述的埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：所述第一基板为一绝缘层，在将所述片式器件固定于所述第一通孔后，对热固化于第一通孔内的树脂表面进行打磨，磨平树脂露出片式器件的上电极和下电极，然后于所述绝缘层的上表面及下表面上进行电镀形成第二铜箔层，并在第一基板与所述第一半固化片层叠前将第二铜箔层进行图形制作形成内导电层。
10.如权利要求6所述的埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：当所述第一基板厚度小于所述片式器件时，制备多个第一基板及第二半固化片，所述第二半固化片上开设有与所述第一通孔大小相匹配的第二通孔，层叠时根据片式器件的厚度于所述两个第一半固化片之间间隔层叠多个第一基板及第二半固化片，使各第一基板及各第二半固化片层叠后的厚度与片式器件的厚度相匹配。
11.如权利要求6所述的埋入片式器件的印刷电路板的制造方法，其特征在于：对所述第一铜箔层进行图形制作形成外导电层前采用干膜遮盖所述第一盲孔，外导电层形成后退去干膜。
12.一种埋入片式器件的印刷电路板，其特征在于：包括
第一基板及粘结于第一基板上表面及下表面的第一半固化片；
所述第一基板上开设有第一通孔，所述第一通孔内垂直设有一片式器件，所述片式器件的上电极及下电极裸露于所述第一通孔的上开口及下开口处；
所述两个第一半固化片的外表面均具有外导电层；
所述两个第一半固化片上且对应于所述片式器件的上电极及下电极位置开设有可露出所述上电极及下电极的第一盲孔，所述第一盲孔内填充有分别用于电连接所述外导电层与所述上电极和下电极的导电材料。
13.如权利要求12所述的埋入片式器件的印刷电路板，其特征在于：所述导电材料为导电膏或电镀层。
14.如权利要求12或13所述的埋入片式器件的印刷电路板，其特征在于：所述第一基板为多个，各第一基板之间设有第二半固化片，所述第二半固化片上开设有与所述第一通孔大小相匹配的第二通孔，所述各第一基板及各第二半固化片间隔层叠的厚度与片式器件的厚度相匹配。
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