CN102543426A - 一种内置电容及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于印制电路板领域，提供了一种内置电容及其制造方法，所述电容包括：下层电容电极；位于所述下层电容电极表面的介电层，所述介电层由介电材料采用喷墨打印技术喷印而成；位于所述介电层表面的导电种子层，所述导电种子层由导电靶材采用磁控溅射技术溅射而成；以及位于所述导电种子层表面的上层电容电极。本发明实施例采用喷墨打印技术喷印介电层，采用磁控溅射技术溅射导电种子层，提高了介电层的均匀度，降低了介电层的厚度，增强了介电层与电极间的结合力，从而减小了电容公差值，提高了内置电容的可靠性和比埋容值，工艺简单，满足高密度封装的需要。

Description

一种内置电容及其制造方法

技术领域

本发明属于印制电路板领域，尤其涉及一种内置电容及其制造方法。

背景技术

内置电容是利用印制电路板在压合过程中将电容制作、封装于电路板中，以节省电路板空间，提高电学性能。随着电子器件向小型化、多功能化的发展方向，电子封装技术已进入高密度封装阶段，而高密度封装要求内置电容具有较高的比埋容值(即单位面积的电容值)和优良的可靠性，并且工艺简单、成本低。

但是，目前多采用丝印或者辊涂工艺制作内置电容，其介电层厚度较厚，均匀度也不好，介电层与电极间的结合力差，工艺复杂，单位面积电容值较低，电容公差值(即产品电容值与预设电容值的差值)较大，可靠性也较差，无法适应高密度封装的需要。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种内置电容，旨在解决现有的内置电容单位面积电容值低、可靠性差以及电容公差值较大的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种内置电容，所述电容包括：

下层电容电极；

位于所述下层电容电极表面的介电层，所述介电层由介电材料喷印而成；

位于所述介电层表面的导电种子层，所述导电种子层由导电靶材磁控溅射而成；以及

位于所述导电种子层表面的上层电容电极。

本发明实施例的另一目的在于提供一种包括上述内置电容的埋入式电路板。

本发明实施例的另一目的在于提供一种内置电容的制造方法，所述方法包括下述步骤：

制备下层电容电极；

将介电材料喷印于所述下层电容电极表面，形成介电层；

将导电靶材磁控溅射于所述介电层表面，形成导电种子层；

在所述导电种子层表面制备上层电容电极。

本发明实施例采用喷墨打印技术喷印介电层，采用磁控溅射技术溅射导电种子层，提高了介电层的均匀度，降低了介电层的厚度，增强了介电层与电极间的结合力，从而减小电容公差值，提高了内置电容的可靠性和比埋容值，工艺简单，满足高密度封装的需要。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的内置电容刻蚀形成下层电容电极后的结构图；

图2为本发明一个实施例提供的喷印介电层后的内置电容结构图；

图3为本发明一个实施例提供的溅射导电种子层后的内置电容结构图；

图4为本发明一个实施例提供的电镀上层电容电极后的内置电容结构图；

图5为本发明一实施例提供的封装后的内置电容的结构图；

图6为本发明另一实施例提供的喷印介电层后的内置电容结构图；

图7为本发明另一实施例提供的溅射导电种子层后的内置电容结构图；

图8为本发明另一实施例提供的电镀上层电容电极后的内置电容结构图；

图9为本发明另一实施例提供的封装后的内置电容的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

本发明实施例采用喷墨打印技术和磁控溅射技术制成介电层和导电种子层，提高了内置电容的比埋容值和可靠性，减小了内置电容的电容公差值。

本发明实施例是这样实现的，一种内置电容，所述电容包括：

下层电容电极；

位于所述下层电容电极表面的介电层，所述介电层由介电材料喷印而成；

位于所述介电层表面的导电种子层，所述导电种子层由导电靶材磁控溅射而成；以及

位于所述导电种子层表面的上层电容电极。

一种内置电容的制造方法，所述方法包括下述步骤：

制备下层电容电极；

将介电材料喷印于所述下层电容电极表面，形成介电层；

将导电靶材磁控溅射于所述介电层表面，形成导电种子层；

在所述导电种子层表面制备上层电容电极。

本发明实施例通过喷印制备介电层，通过磁控溅射制备导电种子层，提高了介电层的均匀度，降低了介电层的厚度，增强了介电层与电极间的结合力，工艺简单，满足高密度封装的需要。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细说明。

图1为内置电容电极图形刻蚀后的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

埋入式电路板的基板1上具有经过图形刻蚀的下层电容电极2，该下层电容电极2的图形可根据埋入式电路板的功能要求预先设定，并且由覆盖在基板表面上的金属导电层经过酸性刻蚀制成。

在本发明实施例中，可以使用铜箔作为下层电容电极材料。

图2为喷印介电层后的内置电容结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

下层电容电极2表面和外露基板的表面均具有一层均匀的介电层3，该介电层3由介电材料采用喷墨打印技术喷印而成，介电层3厚度可以根据需要的电容值控制喷印，介电层3越薄，内置电容的单位面积电容值越高；介电层3越均匀内置电容的电容公差值越小。

在本发明实施例中，可以使用高介电系数的高介电墨水作为介电材料，介电材料的介电系数越高，内置电容的比埋容值越高。

图3为溅射导电种子层后的内置电容结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

介电层3的表面具有一层导电种子层4，由导电靶材采用磁控溅射技术溅射而成，该导电种子层4作为生长上层电容电极的过渡层，与介电层3和上层电容电极6紧密结合，该导电种子层结合力越强，内置电容的可靠性越高。

作为本发明一实施例，可以使用金属镍作为导电靶材溅射导电种子层4，还可以使用碳、铜等导电材料作为导电靶材。

图4为电镀上层电容电极后的内置电容结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

上层电容电极6位于外露的导电种子层4表面，具有与下层电容电极2相同并且相重叠的预设图形。

作为本发明一实施例，上层电容电极6使用铜箔电镀生长而成。

图5为封装后的内置电容的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

上层电容电极6制备完成后，干膜5和非电容区的导电种子层4依次通过碱性去干膜溶液和蚀刻药水被刻蚀掉，利用金属导电层8和半固化片7将内置电容层压封装于埋入式线路板中。

该实施例提供的内置电容的制作方法具体如下：

制备下层电容电极2；

将基板1上的金属导电层进行刻蚀图形，形成下层电容电极2，刻蚀的图形可以预先设定，并可以使用铜箔作为下层电容电极材料，其结构如图1所示。

将介电材料喷印于下层电容电极2表面，形成介电层3；

采用喷墨打印技术均匀地喷印一层介电材料在下层电容电极2表面以及外露的基板1表面，喷印的厚度可根据需要的电容值来确定，喷印的介电层越薄，单位面积的电容值越高；喷印的越均匀，电容的电容公差值越小；介电材料的介电系数越高，内置电容的比埋容值越高，其结构如图2所示。

作为本发明一实施例，可以使用高介电墨水作为介电材料喷印介电层3。

将导电靶材磁控溅射于所述介电层3表面，形成导电种子层4；

采用磁控溅射技术溅射一层导电靶材于介电层3表面，作为生长上层电容电极的过渡层，与介电层3和上层电容电极6紧密结合，该导电种子层的结合力越强，内置电容的可靠性越高，其结构如图3所示。

作为本发明一实施例，可以使用金属镍作为导电靶材溅射导电种子层4。

制备上层电容电极6；

首先在导电种子层4表面贴一层干膜5，通过显影去掉部分干膜5，使导电种子层4外露出与下层电容电极2相同且重叠的预设电极图形。

之后，于外露的导电种子层4表面电镀生长一层金属材料形成上层电容电极6，其结构如图4所示。

在本发明实施例中，将导电靶材磁控溅射于所述介电层3表面，形成导电种子层4的步骤还可以具体为：

于介电层3表面贴一层干膜5，通过显影去掉部分干膜5，使介电层3外露出与下层电容电极2相同且重叠的预设电极图形，采用磁控溅射技术溅射一层导电靶材于介电层3表面，作为生长上层电容电极的过渡层。

制备上层电容电极6的步骤还可以具体为：

于导电种子层4表面电镀生长一层金属材料形成上层电容电极6。

作为本发明一实施例，可以使用铜箔电镀上层电容电极6。

最后，通过碱性去干膜溶液和蚀刻药水依次刻蚀掉干膜5以及非电容区的导电种子层4，并依次覆盖半固化片7和金属导电层8，将内置电容压合封装于埋入式电路板中，其结构如图5所示。

本发明实施例先采用喷墨打印技术喷印介电层，降低了介电层的厚度，增强了介电层的均匀度，从而提高了内置电容的比埋容值并且减小了电容公差值；再采用磁控溅射技术溅射导电种子层，加强了介电层与电极之间结合力，从而提高了内置电容的可靠性，满足了高密度封装的需要。

图6至图9示出了本发明实施例提供的另一种内置电容的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

经过预设图形刻蚀的下层电容电极2表面具有一层均匀的介电层3，参见图6。

介电层3的表面以及外露基板1的表面均具有一层导电种子层4，参见图7。

上层电容电极6位于外漏的导电种子层4表面，具有与下层电容电极2相同并且相重叠的预设图形，参见图8。

作为本发明一实施例，可通过金属导电层8和半固化片7将内置电容层压封装于埋入式线路板中，参见图9。

该实施例提供的另一种埋入分立式器件线路板的制作方法如下：

制备下层电容电极2；

采用喷墨打印技术，将介电材料仅喷印于下层电容电极2表面，形成介电层3，其结构参见图6；

采用磁控溅射技术，将导电靶材溅射于介电层3表面，形成导电种子层4，其结构参见图7；

于导电种子层4表面制备上层电容电极6，使该上层电容电极6具有与下层电容电极2相同且重叠的预设电极图形。

此处不再赘述该实施例提供的另一种内置电容的具体实现过程。

本发明实施例采用喷墨打印技术，将介电材料仅喷印于下层电容电极2表面，形成介电层3，可以节省介电材料，进一步减小电容的介电损耗，提高工艺的效率。

本发明实施例提供的内置电容可以应用于任何种类的埋入式电路板中。

本发明实施例先采用喷墨打印技术喷印介电层，降低了介电层的厚度，增强了介电层的均匀度，从而提高了内置电容的比埋容值并且减小了电容公差值；再采用磁控溅射技术溅射导电种子层，加强了介电层与电极之间结合力，从而提高了内置电容的可靠性，工艺简单，满足了高密度封装的需要，并且利用局部喷印介电层，节省介电材料，进一步减小电容的介电损耗，提高工艺的效率。

以上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 (10)

1.一种内置电容，其特征在于，所述电容包括：

下层电容电极；

位于所述下层电容电极表面的介电层，所述介电层由介电材料喷印而成；

位于所述介电层表面的导电种子层，所述导电种子层由导电靶材磁控溅射而成；以及

位于所述导电种子层表面的上层电容电极。

2.如权利要求1所述的电容，其特征在于，所述介电材料为高介电墨水。

3.如权利要求1所述的电容，其特征在于，所述导电靶材为金属镍。

4.一种埋入式电路板，其特征在于，所述电路板包括如权利要求1至3任一项所述的内置电容。

5.一种内置电容的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

制备下层电容电极；

将介电材料喷印于所述下层电容电极表面，形成介电层；

将导电靶材磁控溅射于所述介电层表面，形成导电种子层；

在所述导电种子层表面制备上层电容电极。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述制备下层电容电极通过对基板上的金属导电层进行刻蚀图形而成；

所述介电层通过将介电材料喷印于所述下层电容电极表面以及外露的基板表面而成。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述制备上层电容电极的步骤具体为：

在所述导电种子层表面贴一层干膜；

通过显影去掉部分所述干膜，使所述导电种子层外露出与所述下层电容电极相同且重叠的预设电极图形；

于外露的所述导电种子层表面电镀生长一层金属材料形成所述上层电容电极。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述形成导电种子层的步骤具体为：

于所述介电层表面贴一层干膜；

通过显影去掉部分所述干膜，使所述介电层外露出与所述下层电容电极相同且重叠的预设电极图形；

磁控溅射一层导电靶材于所述介电层表面；

所述制备上层电容电极通过在所述导电种子层表面电镀生长一层金属材料形成。

9.如权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，所述介电材料为高介电墨水。

10.如权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，所述导电靶材为金属镍。

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