CN103489841A - 同时埋入电容、电感、电阻的pcb板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种同时埋入电容、电感、电阻的PCB板及其制备方法，其包括芯片体；芯片体的下方设置第一信号层、地线连接层、电源连接层以及第二信号层；第一信号层与地线连接层间隔第一内层芯板；地线连接层与电源连接层间设置埋容材料层，电源连接层与第二信号层间设置第二内层芯板及埋阻材料层，埋阻材料层位于第二内层芯板与第二信号层之间，第二内层芯板位于埋阻材料层与电源连接层之间；电源连接层通过窗口图形形成电感体，且与地线连接层及埋容材料层间形成电容体，埋阻材料层形成电阻体；芯片体通过连接电极与所述电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。本发明结构紧凑，工艺步骤方便，集成度高，降低制造成本，适应范围广，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种PCB板及其制备方法，尤其是一种同时埋入电容、电感、电阻的PCB板及其制备方法，属于印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）的技术领域。
背景技术
随着电子工业的飞速发展，在PCB板内需要置入电容等器件。目前，在PCB板内埋入所述器件的集成度低，工艺复杂，制造成本高，难以满足现代工艺发展的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种同时埋入电容、电感、电阻的PCB板及其制备方法，其结构紧凑，工艺步骤方便，集成度高，降低制造成本，适应范围广，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述同时埋入电容、电感、电阻的PCB板，包括芯片体；所述芯片体的下方设置第一信号层、地线连接层、电源连接层以及第二信号层；所述第一信号层与地线连接层间隔第一内层芯板；地线连接层与电源连接层间设置埋容材料层，电源连接层与第二信号层间设置第二内层芯板及埋阻材料层，所述埋阻材料层位于第二内层芯板与第二信号层之间，第二内层芯板位于埋阻材料层与电源连接层之间；电源连接层通过窗口图形形成电感体，且与地线连接层及埋容材料层间形成电容体，埋阻材料层形成电阻体；芯片体通过连接电极与所述电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
所述芯片体位于第一信号层上，芯片体通过第三连接电极与地线连接层电连接，并通过第四连接电极与电源连接层电连接，且芯片体通过第一连接电极、第二连接电极与电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
所述地线连接层上设置第一窗口图形，电源连接层上设置第二窗口图形，且电源连接层通过第二窗口图形形成电感体；第一信号层上设置第三窗口图形，埋阻材料层及第二信号层上设置第四窗口图形。
所述第一信号层、地线连接层、电源连接层及第二信号层的材料均包括铜。
一种同时埋入电容、电感、电阻的PCB板的制备方法，所述PCB板的制备方法包括如下步骤：
a、提供所需的埋容芯板及埋阻芯板，所述埋容芯板包括第一导电层及第二导电层，第一导电层与第二导电层间设置埋容材料层；埋阻芯板包括第三导电层及位于所述第三导电层上的埋阻材料层；
b、选择性地掩蔽刻蚀第二导电层，以在所述第二导电层上得到所需的第一窗口图形；
c、提供第一内层芯板以及第四导电层，并将所述第四导电层通过第一内层芯板叠合在上述具有第一窗口图形的第二导电层上；
d、选择性地掩蔽刻蚀上述第一导电层及第四导电层，在第一导电层上形成第二窗口图形，并在第四导电层上形成第三窗口图形；
e、提供第二内层芯板，上述具有第二窗口图形的第一导电层通过第二内层芯板叠合在埋阻芯板的埋阻材料层上；
f、选择性地掩蔽刻蚀埋阻芯板的第三导电层及埋阻材料层，得到贯通所述第三导电层及埋阻材料层的第四窗口图形，埋阻材料层通过第四窗口图形得到所需的电阻形状；
g、选择性地掩蔽刻蚀上述第三导电层，并在上述第三导电层上形成第五窗口图形，并通过所述第五窗口图形使得埋阻材料层形成电阻体；
h、对上述第一导电层、第二导电层、第三导电层及第四导电层制作所需的通孔，并电镀形成所需的连接电极，以将第一导电层、第二导电层、第三导电层及第四导电层进行所需的连接；
i、在上述第四导电层上贴装芯片体，所述芯片体通过连接电极连接形成的第一信号层、地线连接层、电源连接层及第二信号层。
所述第一导电层、第二导电层、第三导电层及第四导电层的材料均包括铜。
所述埋容材料层包括陶瓷。
所述连接电极包括第一连接电极、第二连接电极、第三连接电极及第四连接电极；芯片体通过第三连接电极与地线连接层电连接，并通过第四连接电极与电源连接层电连接，且芯片体通过第一连接电极、第二连接电极与电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
所述埋容材料层的厚度为5~20μm，埋阻材料层的厚度为0.1~2μm。所述第一导电层通过第二窗口图形形成电感体。
本发明的优点：电源连接层通过第二窗口图形形成电感体，且与地线连接层及埋容材料层间形成电容体，埋阻材料层形成电阻体，从而在第一导电层、第二导电层、第三导电层及第八导电层的四层板内同时埋入电容、电阻及电感，通过单面刻蚀，压合工艺，能有效避免埋容材料层及埋阻材料层较薄导致的卡板、断板以及翘曲，降低了制造成本，提高了产品合格率，结构紧凑，工艺步骤方便，集成度高，适应范围广，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2~图13为本发明的具体实施工艺步骤剖视图，其中：
图2为本发明埋容芯板的结构示意图。
图3为本发明埋阻芯板的结构示意图。
图4为本发明第二导电层上得到第一窗口图形后的剖视图。
图5为本发明提供第一内层芯板及第四导电层，并进行工艺叠合的示意图。
图6为本发明第四导电层通过第一内层芯板叠合在第二导电层后的剖视图。
图7为本发明对第一导电层及第四导电层进行刻蚀后的剖视图。
图8为本发明提供第二内层芯板，并将第一导电层通过第二内层芯板进行工艺叠合在埋阻芯板上的示意图。
图9为本发明第一导电层通过第二内层芯板叠合在埋阻芯板后的剖视图。
图10为本发明对埋阻芯板进行刻蚀后的剖视图。
图11为本发明对第三导电层进行再次刻蚀形成电阻体后的剖视图。
图12为本发明形成所需的连接电极后的剖视图。
图13为本发明进行芯片体贴装后的剖视图。
图14为本发明埋阻材料层形成电阻体的结构示意图。
图15为本发明电源连接层通过第二窗口图形形成电感体后的结构示意图。
附图标记说明：1-第一导电层、2-埋容材料层、3-第二导电层、4-第三导电层、5-埋阻材料层、6-第一窗口图形、7-第一内层芯板、8-第四导电层、9-第二窗口图形、10-第三窗口图形、11-第二内层芯板、12-第四窗口图形、13-第五窗口图形、14-第一连接电极、15-第二连接电极、16-第三连接电极、17-第四连接电极、18-芯片体、19-第一信号层、20-地线连接层、21-电源连接层及22-第二信号层。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图13所示：为了能够同时埋入电容、电感及电阻，以满足PCB板的使用要求，降低工艺复杂度，本发明包括芯片体18；所述芯片体18的下方设置第一信号层19、地线连接层20、电源连接层21以及第二信号层22；所述第一信号层19与地线连接层20间隔第一内层芯板7；地线连接层20与电源连接层21间设置埋容材料层2，电源连接层21与第二信号层22间设置第二内层芯板11及埋阻材料层5，所述埋阻材料层5位于第二内层芯板11与第二信号层22之间，第二内层芯板11位于埋阻材料层5与电源连接层21之间；电源连接层21通过窗口图形形成电感体，且与地线连接层20及埋容材料层2间形成电容体，埋阻材料层5形成电阻体；芯片体18通过连接电极与所述电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
具体地，所述芯片体18为现有常规的芯片，芯片体18通过连接电极与电容体、电感体以及电阻体匹配连接是指芯片体18在使用时可以根据需要连接电容体、电感体以及电阻体，本发明实施例中，电容体为包括至少一个的电容，电阻体为包括至少一个的电阻，电感体为包括至少一个的电感。所述芯片体18位于第一信号层19上，芯片体18通过第三连接电极16与地线连接层20电连接，并通过第四连接电极17与电源连接层21电连接，且芯片体18通过第一连接电极14、第二连接电极15与电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。第一连接电极14及第二连接电极15与第一信号层19及第二信号层22连接，通过第一连接电极14、第二连接电极15能够使得电容、电感和/或电阻与芯片体18的匹配连接。
所述地线连接层20上设置第一窗口图形6，电源连接层21上设置第二窗口图形9，且电源连接层21通过第二窗口图形9形成电感体；第一信号层19上设置第三窗口图形10，埋阻材料层5及第二信号层22上设置第四窗口图形12。
所述第一信号层19、地线连接层20、电源连接层21及第二信号层22的材料均包括铜，当然也可以采用其他常用的材料，如铝等。
如图2~图13所示，所述同时埋入电容、电感、电阻的PCB板可以通过下述制备工艺步骤得到，具体地，所述PCB板的制备方法包括如下步骤：
a、提供所需的埋容芯板及埋阻芯板，所述埋容芯板包括第一导电层1及第二导电层3，第一导电层1与第二导电层3间设置埋容材料层2；埋阻芯板包括第三导电层4及位于所述第三导电层4上的埋阻材料层5；
如图2和图3所示：所述第一导电层1、第二导电层3及第三导电层4均为金属铜层，埋容材料层2的材料可以为陶瓷材料，第一导电层1、埋容材料层2及第二导电层3间形成电容结构，所述埋容材料层2的厚度为5~20μm，埋阻材料层5的厚度为0.1~2μm。
b、选择性地掩蔽刻蚀第二导电层3，以在所述第二导电层3上得到所需的第一窗口图形6；
如图4所示：在对第二导电层3进行刻蚀时，需要对第一导电层1进行遮挡，避免埋容材料层2过薄引起的工艺问题，并能够得到第一窗口图形6，通过第一窗口图形6能够使得第二导电层3形成所需的形状。
c、提供第一内层芯板7以及第四导电层8，并将所述第四导电层8通过第一内层芯板7叠合在上述具有第一窗口图形6的第二导电层3上；
如图5和图6所示：为了能够对第一导电层1进行图形化，且避免由于埋容材料层2厚度较薄引起的卡板、断板以及多种材料混合压合带来的基板翘曲问题，在第二导电层3上叠合第一内层芯板7，第一内层芯板7的材料包括环氧树脂和玻璃纤维，第四导电层8也为金属铜层，第四导电层8通过第一内层芯板7叠合在第二导电层3的工艺与常规的制备工艺相一致。
d、选择性地掩蔽刻蚀上述第一导电层1及第四导电层8，在第一导电层1上形成第二窗口图形9，并在第四导电层8上形成第三窗口图形10；
如图7所示：在第四导电层8通过第一内层芯板7叠合在第二导电层3上后，通过对第一导电层1及第四导电层8同时进行刻蚀，在第四导电层8上形成第三窗口图形10，第四导电层8上形成第三窗口图形10后便于形成第一信号层19；第一导电层1上形成第二窗口图形9，第二窗口图形9如图15所示，第一导电层1通过第二窗口图形9能够形成电感体，同时也能作为电容体的一个极板。
e、提供第二内层芯板11，上述具有第二窗口图形9的第一导电层1通过第二内层芯板11叠合在埋阻芯板的埋阻材料层5上；
如图8和图9所示：所述第二内层芯板11的材料与第一内层芯板7相同，将上述第一导电层1叠合在埋阻芯板上，利用第二内层芯板11对埋阻芯板进行工艺处理，能够解决埋阻材料层5较薄引起的问题，与上述对埋容材料层2的作用相一致。
f、选择性地掩蔽刻蚀埋阻芯板的第三导电层4及埋阻材料层5，得到贯通所述第三导电层4及埋阻材料层5的第四窗口图形12，埋阻材料层5通过第四窗口图形12得到所需的电阻形状；
如图10所示：第四窗口图形12贯通第三导电层4及埋阻材料层5，其中，埋阻材料层5的形状如图14所示，对第三导电层4及埋阻材料层5进行刻蚀采用常规的工艺步骤；
g、选择性地掩蔽刻蚀上述第三导电层4，并在上述第三导电层4上形成第五窗口图形13，并通过所述第五窗口图形13使得埋阻材料层5形成电阻体；
如图11所示：本发明实施例中，在中间的第三导电层4上再次进行刻蚀，得到第五窗口图形13，以让埋阻材料层5形成电阻体，同时，能让第三导电层4形成所需的第二信号层22。
h、对上述第一导电层1、第二导电层3、第三导电层4及第四导电层8制作所需的通孔，并电镀形成所需的连接电极，以将第一导电层1、第二导电层3、第三导电层4及第四导电层8进行所需的连接；
如图12所示：本发明实施例中，利用钻孔形成通孔，电镀形成的连接电极包括第一连接电极14、第二连接电极15、第三连接电极16及第四连接电极17；芯片体18通过第三连接电极16与地线连接层20电连接，并通过第四连接电极17与电源连接层21电连接，且芯片体18通过第一连接电极14、第二连接电极15与电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
i、在上述第四导电层8上贴装芯片体18，所述芯片体18通过连接电极连接形成的第一信号层19、地线连接层20、电源连接层21及第二信号层22。
如图13所示：当将芯片体19贴装在上述第四导电层8上后，形成所需的PCB板，同时，第四导电层8形成第一信号层19，第二导电层3形成地线连接层20，第一导电层1形成电源连接层21，第三导电层4形成第二信号层22。
本发明电源连接层21通过第二窗口图形9形成电感体，且与地线连接层20及埋容材料层2间形成电容体，埋阻材料层5形成电阻体，从而在第一导电层1、第二导电层3、第三导电层4及第八导电层8的四层板内同时埋入电容、电阻及电感，通过单面刻蚀，压合工艺，能有效避免埋容材料层2及埋阻材料层5较薄导致的卡板、断板以及翘曲，降低了制造成本，提高了产品合格率，结构紧凑，工艺步骤方便，集成度高，适应范围广，安全可靠。
Claims (10)
1.一种同时埋入电容、电感、电阻的PCB板，包括芯片体（18）；其特征是：所述芯片体（18）的下方设置第一信号层（19）、地线连接层（20）、电源连接层（21）以及第二信号层（22）；所述第一信号层（19）与地线连接层（20）间隔第一内层芯板（7）；地线连接层（20）与电源连接层（21）间设置埋容材料层（2），电源连接层（21）与第二信号层（22）间设置第二内层芯板（11）及埋阻材料层（5），所述埋阻材料层（5）位于第二内层芯板（11）与第二信号层（22）之间，第二内层芯板（11）位于埋阻材料层（5）与电源连接层（21）之间；电源连接层（21）通过窗口图形形成电感体，且与地线连接层（20）及埋容材料层（2）间形成电容体，埋阻材料层（5）形成电阻体；芯片体（18）通过连接电极与所述电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
2.根据权利要求1所述的同时埋入电容、电感、电阻的PCB板，其特征是：所述芯片体（18）位于第一信号层（19）上，芯片体（18）通过第三连接电极（16）与地线连接层（20）电连接，并通过第四连接电极（17）与电源连接层（21）电连接，且芯片体（18）通过第一连接电极（14）、第二连接电极（15）与电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
3.根据权利要求2所述的同时埋入电容、电感、电阻的PCB板，其特征是：所述地线连接层（20）上设置第一窗口图形（6），电源连接层（21）上设置第二窗口图形（9），且电源连接层（21）通过第二窗口图形（9）形成电感体；第一信号层（19）上设置第三窗口图形（10），埋阻材料层（5）及第二信号层（22）上设置第四窗口图形（12）。
4.根据权利要求1所述的同时埋入电容、电感、电阻的PCB板，其特征是：所述第一信号层（19）、地线连接层（20）、电源连接层（21）及第二信号层（22）的材料均包括铜。
5.一种同时埋入电容、电感、电阻的PCB板的制备方法，其特征是，所述PCB板的制备方法包括如下步骤：
（a）、提供所需的埋容芯板及埋阻芯板，所述埋容芯板包括第一导电层（1）及第二导电层（3），第一导电层（1）与第二导电层（3）间设置埋容材料层（2）；埋阻芯板包括第三导电层（4）及位于所述第三导电层（4）上的埋阻材料层（5）；
（b）、选择性地掩蔽刻蚀第二导电层（3），以在所述第二导电层（3）上得到所需的第一窗口图形（6）；
（c）、提供第一内层芯板（7）以及第四导电层（8），并将所述第四导电层（8）通过第一内层芯板（7）叠合在上述具有第一窗口图形（6）的第二导电层（3）上；
（d）、选择性地掩蔽刻蚀上述第一导电层（1）及第四导电层（8），在第一导电层（1）上形成第二窗口图形（9），并在第四导电层（8）上形成第三窗口图形（10）；
（e）、提供第二内层芯板（11），上述具有第二窗口图形（9）的第一导电层（1）通过第二内层芯板（11）叠合在埋阻芯板的埋阻材料层（5）上；
（f）、选择性地掩蔽刻蚀埋阻芯板的第三导电层（4）及埋阻材料层（5），得到贯通所述第三导电层（4）及埋阻材料层（5）的第四窗口图形（12），埋阻材料层（5）通过第四窗口图形（12）得到所需的电阻形状；
（g）、选择性地掩蔽刻蚀上述第三导电层（4），并在上述第三导电层（4）上形成第五窗口图形（13），并通过所述第五窗口图形（13）使得埋阻材料层（5）形成电阻体；
（h）、对上述第一导电层（1）、第二导电层（3）、第三导电层（4）及第四导电层（8）制作所需的通孔，并电镀形成所需的连接电极，以将第一导电层（1）、第二导电层（3）、第三导电层（4）及第四导电层（8）进行所需的连接；
（i）、在上述第四导电层（8）上贴装芯片体（18），所述芯片体（18）通过连接电极连接形成的第一信号层（19）、地线连接层（20）、电源连接层（21）及第二信号层（22）。
6.根据权利要求5所述同时埋入电容、电感、电阻的PCB板的制备方法，其特征是：所述第一导电层（1）、第二导电层（3）、第三导电层（4）及第四导电层（8）的材料均包括铜。
7.根据权利要求5所述同时埋入电容、电感、电阻的PCB板的制备方法，其特征是：所述埋容材料层（2）包括陶瓷。
8.根据权利要求5所述同时埋入电容、电感、电阻的PCB板的制备方法，其特征是：所述连接电极包括第一连接电极（14）、第二连接电极（15）、第三连接电极（16）及第四连接电极（17）；芯片体（18）通过第三连接电极（16）与地线连接层（20）电连接，并通过第四连接电极（17）与电源连接层（21）电连接，且芯片体（18）通过第一连接电极（14）、第二连接电极（15）与电容体、电感体以及电阻体匹配电连接。
9.根据权利要求5所述同时埋入电容、电感、电阻的PCB板的制备方法，其特征是：所述埋容材料层（2）的厚度为5~20μm，埋阻材料层（5）的厚度为0.1~2μm。
10.根据权利要求5所述同时埋入电容、电感、电阻的PCB板的制备方法，其特征是：所述第一导电层（1）通过第二窗口图形（9）形成电感体。
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Effective date of registration: 20191202 Address after: Room A107, research building a, high tech think tank center, Nanhai software technology park, Shishan town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee after: Guangdong fozhixin microelectronics technology research Co.,Ltd. Address before: 214000 Jiangsu New District of Wuxi, Taihu international science and Technology Parks Linghu Road No. 200 Chinese Sensor Network International Innovation Park building D1 Patentee before: National Center for Advanced Packaging Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: PCB board embedded with capacitor, inductor and resistor and its preparation method Effective date of registration: 20201224 Granted publication date: 20160824 Pledgee: Guangdong Nanhai Rural Commercial Bank branch branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: Guangdong fozhixin microelectronics technology research Co.,Ltd. Registration number: Y2020980009995 |
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Granted publication date: 20160824 Pledgee: Guangdong Nanhai Rural Commercial Bank branch branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: Guangdong Xinhua Microelectronics Technology Co.,Ltd.|Guangdong fozhixin microelectronics technology research Co.,Ltd. Registration number: Y2020980009995 |
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