CN102548235A - 一种制造电子元件嵌入式刚-柔性印刷电路板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明致力于提供一种制造刚-柔性印刷电路板的方法，其中在该刚-柔性印刷电路板的制造过程中，在柔性区域里形成一个具有空腔的虚拟区域，以简化在该柔性区域里该虚拟区域的移除，从而提高印刷电路板的可靠性和产量。

Description

一种制造电子元件嵌入式刚-柔性印刷电路板的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年12月20日向韩国知识产权局提交的、题为“Manufacturing Method of Electronic Components Embedded theRigid-Flexible Substrate”的韩国专利申请No.10-2010-0131006的权益，其整体通过引用并入本申请中。
技术领域
本发明涉及一种制造电子元件嵌入式刚-柔性印刷电路板的方法。
背景技术
近来，由于半导体器装置的集成度的提高，增加了排列在半导体装置中以连接半导体装置和外部电路的连接端(垫片)的数量，其排列密度也趋于增长。例如，如果由硅等等构成的半导体装置的最小的进行处理的尺寸大约为0.2μm，则需要在半导体装置中在约10mm大小的区域内排列约1000个连接端。
此外，半导体设备，如半导体封装，其中将安装有半导体装置，为了提高安装密度，该半导体封装必须紧凑并且薄。特别地，为了适应便携式信息设备，如膝上型个人电脑(PC)、个人数字助理(PDA)，或手机，制造紧凑并且薄的半导体封装是很重要的。
封装半导体装置，除了将半导体装置安装在布线衬底上外，还需将半导体装置的连接端和排列在布线衬底上的连接端连接起来。然而，如果在约10mm大小的区域内有约1000个连接端排列在半导体装置周围，那么其排列间距(pitch)就非常微小，例如，排列间距大约为40μm。由于在布线衬底上形成布线或为了形成布线连接以便将具有如此小的间距排列着的连接端与排列在布线衬底上的连接端连接需要非常高的精度，因此，难以使用根据常规技术的引线接合技术或带式自动键合(TAB)技术。
为了解决上述问题，一种刚-柔性印刷电路板正被越来越多地使用，如图1所示，该印刷电路板具有一种结构，其中，在没有额外的连接器的情况下，刚性区域和柔性区域通过在结构上结合刚性衬底和柔性衬底以与彼此相连接。特别地，为满足关于电子元件的要求，例如由于移动装置高级功能产生的高集成度和细小间距，刚-柔性印刷电路板没有多余的空间来使用连接器，因此主要用于需要高集成度的紧凑型终端中，如移动电话。
然而，在电子元件嵌入式刚-柔性印刷电路板的制造过程中，由于使用一般预浸料(PPG)来填充电子元件的外围部分，会产生许多问题。首先，移除制造刚-柔性印刷电路板需要的柔性区域中的虚拟区域的加工成本因柔性区域表面积的增加而增加。其次，如果虚拟区域没有被完全移除而留下了剩余材料，那么印刷电路板的可靠性和其功能的精度就会降低。最后，因刚-柔性印刷电路板的制造而导致生产周期延长，从而会降低印刷电路板的大规模生产。
发明内容
本发明致力于提供一种制造刚-柔性印刷电路板的方法，其中在该刚-柔性印刷电路板的制造过程中，在柔性区域里形成一个具有空腔的虚拟区域，以简化在该柔性区域里该虚拟区域的移除，从而提高印刷电路板的可靠性和产量。
根据本发明的第一优选实施方式，提供了一种制造电子元件嵌入式刚-柔性印刷电路板的方法，该方法包括：提供基座衬底；在所述基座衬底中沿该基座衬底厚度方向空腔；将电子元件嵌入所述空腔中；形成第一绝缘层，所述第一绝缘层被堆叠在所述基座衬底的一个表面上，同时填充所述空腔；在与刚性区域对应的所述基座衬底的另一个表面的区域上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层上堆叠柔性基座衬底，以与包括柔性区域和刚性区域的区域相对应；以及移除虚拟区域，所述虚拟区域包含在所述柔性区域形成的空腔。
所述基座衬底由覆铜箔层压板制成。
所述基座衬底是双面印刷电路板。
所述第二绝缘层的流动性比所述第一绝缘层的小。
所述虚拟区域的移除包括使用深度刳刨机(router)对所述虚拟区域的边缘进行处理。
附图说明
图1是刚-柔性印刷电路板的示意图；以及
图2至图8是根据本发明实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法图。
具体实施方式
通过下面参考附图对实施方式的描述，本发明的各种特征和优点将会更加显而易见。
在本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为局限于其典型含义或字典定义，而应基于发明者能够适当地定义术语的概念来最合适地描述他/她知晓的实施本发明的最好方法的规则被解释为具有与本发明技术领域相关的含义或概念。
通过下列结合附图的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会更清楚地得到理解。在说明书中，向全部附图的部件添加了附图标记，需要注意的是，相同的附图标记表示相同的部件，即使各部件显示于不同的附图中。在说明书中，术语“第一”、“第二”、“一个表面”、“另一个表面”等用来将一个组件区别于另一个组件，而这些组件并没有用上述术语来定义。在描述本发明时，为了不模糊本发明的主旨，将会省略对相关的公知功能或配置的详细说明。
下文中，将参考附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。
图2至图8是根据本发明实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法图。根据本发明当前实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法包括：提供基座衬底10；在所述基座衬底10中沿其厚度方向形成空腔20；将电子元件30嵌入所述空腔20中；形成第一绝缘层41，所述第一绝缘层41被堆叠在所述基座衬底10的一个表面上，同时填充所述空腔20；堆叠第二绝缘层50，其中所述第二绝缘层50仅对应于将形成刚性区域(区域R)的所述基座衬底10的另一表面的区域，其中空腔71被形成在柔性区域(区域F)将被形成的区域；在所述第二绝缘层50上堆叠柔性基座衬底60，以于包括所述柔性区域(区域F)和所述刚性区域(区域R)的区域相对应；以及移除虚拟区域70，所述虚拟区域70在所述柔性区域(区域F)内形成，并且该虚拟区域70包括所述空腔71。
图2是提供基座衬底10的操作说明图。如图2所示，基座衬底10包括绝缘衬底11。基座衬底10可由覆铜箔层压板构成，在这种情况下，铜箔层12a和铜箔层12b在绝缘衬底11的另一个表面或两个表面上形成。然而，显而易见的是，基座衬底10的材料不限于覆铜箔层压板，基座衬底10还可以由双面印刷电路板构成，或者可以使用另一个由其他各种材料构成基座衬底10以开始刚-柔性印刷电路板的制造过程。因此，不仅可以使用图2所示的包括在绝缘衬底11的两个表面上形成铜箔层12a和铜箔层12b的覆铜箔层压板，还可以使用包括基座衬底10的双面印刷电路板，该基座衬底10包括形成在两个表面的每一个上表面的电路层。
图3示出了形成空腔20以将电子元件30嵌入到基座衬底10中的操作。如图3所示，在基座衬底10中沿其厚度方向形成空腔20，来将电子元件30安装在基座衬底10内。考虑到电子元件30的大小来处理空腔20，将电子元件30安装在空腔20中时，通常通过向空腔20内填充绝缘材料来固定电子元件30。这里，电子元件30不仅指被面朝上或面朝下安装的有源装置，也指无源装置。
图4示出了将电子元件30嵌入基座衬底10的空腔20中的操作。此操作可进一步包括形成支撑胶带以将电子元件30安装在形成空腔20的基座衬底10上，以及将电子元件30牢固地安装在支撑胶带上。这里，支撑胶带是临时部件用于固定电子元件30，直到绝缘层被堆叠在该电子元件30上以埋藏(bury)电子元件30为止，支撑胶带可以优选是在移除支撑胶时不会在基座衬底10或电子元件30上留下剩余材料的粘合剂。而且，当堆叠绝缘层以固定电子元件30时，进行加热，因此，支撑胶可优选地具有高耐热性。具体地说，支撑胶带可以是聚酰亚胺(PI)胶带、热泡沫胶带、特氟龙胶带、或者紫外线胶带，但不仅限于此。
图5示出了在所述基座衬底10的一个表面上形成第一绝缘层41以固定嵌入至基座衬底10的空腔20内的电子元件30的操作。这里，第一绝缘层41可由印刷电路板常用的绝缘材料构成。例如，可使用预浸料或环氧树脂等等来形成第一绝缘层41。当第一绝缘层41形成后，能够形成电路层。显然，为与嵌入的电子元件30实现电连接，电路层具有可以成型的通路(via)，这样电路层和电子元件30的电极相连接。当支撑胶带被用于将电子元件30牢固地安装在基座衬底10的空腔20中时，首先，根据当前操作，可以使用第一绝缘层41来埋藏电子元件30，然后可以移除支撑胶带。尽管在附图中省略了，但是很显然，利用减去法(subtractive)或增加(additive)法，能够在第一电镀层42上形成具有通路的电路层。例如，根据减去法，通过向第一电镀层42上涂覆用于电路图案的防蚀涂层可形成电路层，蚀刻涂覆防蚀涂层的第一电镀层42，以及移除防蚀涂层。
图6示出了堆叠第二绝缘层50和柔性基座衬底60的操作。在基座衬底10的另一面上堆叠第二绝缘层50时，第二绝缘层50可由比上述构成第一绝缘层41的绝缘材料的流动性小的绝缘材料构成。因为具有相对小的流动性的绝缘材料能够牢固地安装并且同时支撑电子元件30，因此使用具有相对小的流动性的绝缘材料，如预浸料或其他具有小流动性的材料构成第二绝缘层50。这样，第二绝缘层50的材料区别于第一绝缘层41的材料，其中第一绝缘层41的绝缘材料具有良好的流动性，以埋藏嵌入在基座衬底10的空腔20内的电子元件30。第二绝缘层50仅在与刚性区域(区域R)相对应的区域形成，并且堆叠，这样，空腔71被形成在柔性区域(区域F)。通过仅在基座衬底10的刚性区域(区域R)上形成第二绝缘层50，包含空腔71在内的虚拟区域70就可以容易地通过使用简单的方法移除。
柔性基座衬底60被堆叠在第二绝缘层50上。柔性基座衬底60可由柔性覆铜箔层压板构成，但并不限于此；也可用其他材料形成柔性基座衬底60，只要这些材料的性质和功能与柔性覆铜箔层压板的性质和功能相同。当柔性基座衬底60由覆铜箔层压板构成时，电路层可以被形成在在绝缘基座衬底上形成的铜箔上。这里，很显然可以形成具有为与内部电路实现电连接的通路的电路层。特别地，当电路层被形成在柔性区域(区域F)的柔性基座衬底60上时，除端部外，可用柔性薄膜(如聚酰亚胺薄膜)作为保护膜紧密地涂覆电路图案，以便保护电路图案不被外界环境所侵蚀。
图7示出了移除包括空腔71的虚拟区域70的操作，以及图8示出了移除虚拟区域70后的刚-柔印刷电路板的剖视图。如图7所示，由于包括空腔71的虚拟区域70是在柔性区域(区域F)形成，因此对虚拟区域70的处理能够更加精确和更加简便。详细地，通过使用空腔71通过仅对虚拟区域70的边缘部分进行切割处理，能够简便地将虚拟区域70移除。当虚拟区域70完全移除时，刚-柔性印刷电路板也就制造出来了，并且这样可以解决例如因移除柔性区域(区域F)的虚拟区域70后留下的剩余材料的污染问题，以及可以解决根据传统技术的印刷电路板可靠性降低的问题。此外，通过提高印刷电路板的可靠性，可以提供印刷电路板的操作精度。特别地，在当前操作中对虚拟区域70的边缘进行处理时，可使用深度刳刨机来有效地移除虚拟区域70，但是移除虚拟区域70的方法和设备不仅限于此。
根据本发明的优选实施方式，可以简便地移除在刚-柔印刷电路板的柔性区域形成的虚拟区域，从而降低加工成本和时间。
同时，由于柔性区域内的虚拟区域能够被简便地移除，降低了根据产品的生产周期，从而增加印刷电路板的大规模生产。
另外，可以在不留下任何剩余材料的情沉下移除在刚-柔性印刷电路板的柔性区域内形成的虚拟区域，从而提高印刷电路板的可靠性和操作精度。
尽管出于说明本发明的目的，公开了本发明的优选的实施方式，但是根据本发明优选实施方式的一种制造电子元件嵌入式刚-柔印刷电路板的方法不限于此，在不脱离附属权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员能够进行各种修改、和替换。
因此，任何修改和替换应当理解为落入本发明的保护范围。本发明的具体保护范围将由所附的权利要求书定义。

Claims (5)

1.一种制造电子元件嵌入式刚-柔性印刷电路板的方法，该方法包括：
提供基座衬底；
在所述基座衬底中沿该基座衬底厚度方向形成空腔；
将电子元件嵌入所述空腔中；
形成第一绝缘层，该第一绝缘层被堆叠在所述基座衬底的一个表面上，同时填充所述空腔；
堆叠第二绝缘层，该第二绝缘层仅对应于其上将形成刚性区域的所述基座衬底的另一表面的区域，其中所述空腔被形成在其上将形成柔性区域的区域中；
在所述第二绝缘层上堆叠柔性基座衬底，以与包括所述柔性区域和所述刚性区域的区域相对应；以及
移除虚拟区域，该虚拟区域包括在所述柔性区域上形成的所述空腔。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基座衬底由覆铜箔层压板构成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基座衬底为双面印刷电路板。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二绝缘层的流动性比所述第一绝缘层的小。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟区域的移除包括使用深度刳刨机对所述虚拟区域的边缘进行处理。
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