CN104219883A - 具有内埋元件的电路板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有内埋元件的电路板，包括线路板、第一和第二胶片、电子元件及第三和第四线路层。线路板两侧分别具有第一和第二线路层，该线路板开设有第三开口。第一胶片与第一线路层相邻，且开设有与第三开口相连通的第二开口。电子元件收容于第二和第三开口所限定的空间内，电子元件具有两个电极，且两个电极均从第二开口远离第二胶片的一侧露出。第二胶片与第二线路层相邻，第二胶片覆盖电子元件远离第一胶片的一侧。第三线路层形成于第一胶片远离线路板的一侧，且第三线路层与两个电极直接接触。第四线路层形成于该第二胶片上。本发明还涉及一种上述电路板的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及电路板制作领域，尤其涉及一种具有内埋元件的电路板及其制作方法。
背景技术
印刷电路板因具有装配密度高等优点而得到了广泛的应用。关于电路板的应用请参见文献Takahashi, A. Ooki, N. Nagai, A. Akahoshi, H. Mukoh, A. Wajima, M. Res. Lab, High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880，IEEE Trans. on Components, Packaging, and Manufacturing Technology, 1992, 15(4): 1418-1425。
现有技术的多层电路板为了要达到轻薄短小的目的，并增加产品的电性品质水平，各制造商开始致力于将原来焊接于多层电路板表面的电子元件改为内埋于多层电路板内部，以此来增加电路板表面的布线面积从而缩小电路板尺寸并减少其重量和厚度，该电子元件可以为主动或被动元件。
现有的内埋于多层电路板内部的电子元件的电极与线路层之间设置有非导电胶体或介电层，且电子元件通过形成于非导电胶体或介电层内的导电盲孔电连接于该电路层。然而，该非导电胶体和介电层会使整个多层电路板的厚度增加；而且，该导电盲孔采用激光蚀孔工艺和电镀工艺形成，当电子元件的电极较小或激光蚀孔的对位能力不佳时，有可能造成产品开路，造成产品良率的降低。
发明内容
因此，有必要提供一种导电线路层厚度较小且品质较高的具有内埋元件的电路板及其制作方法。
一种制作具有内埋元件的电路板的方法，包括步骤：提供依次层叠设置的承载片、双面离型膜及第一铜箔层，该第一铜箔层上开设有第一开口以使离型膜从该第一开口露出；将电子元件粘接于从该第一开口露出的离型膜上，该电子元件具有两个电极，且该两个电极均粘接于露出于该第一开口的离型膜上；在该第一铜箔层侧依次层叠并压合第一胶片、线路板、第二胶片及第二铜箔层，其中该第一胶片开设有第二开口，该线路板开设有第三开口，该第二开口和第三开口均与该第一开口相连通并中心对准，从而使该电子元件收容于该第一开口、第二开口及第三开口形成的空间内，该第二胶片覆盖该线路板及该电子元件远离该离型膜的一侧；去除该离型膜和承载片，形成多层基板；及在该第一铜箔层侧分别形成第三导电线路层，该第三层电线路层与该两个电极直接电接触，及在第四层电线路层第二铜箔层侧，从而形成多层电路板，其中该第三层电线路层电接触该两个电极的部分采用电镀工艺形成。
一种具有内埋元件的电路板，包括线路板、第一胶片、电子元件、第二胶片、第三线路层及第四线路层。该线路板的相对两侧分别具有第一线路层和第二线路层，该线路板开设有该第三开口。该第一胶片与该第一线路层相邻设置，该第一胶片开设有与该第三开口相连通且中心对准的第二开口。该电子元件收容于该第二开口和第三开口所限定的空间内，该电子元件具有两个电极，且该两个电极均从该第二开口远离该第二胶片的一侧露出。该第二胶片与该第二线路层相邻设置，该第二胶片覆盖该电子元件远离该第一胶片的一侧。该第三线路层形成于该第一胶片远离该线路板的一侧，且该第三线路层与该两个电极直接接触并电连接。该第四线路层形成于该第二胶片远离该线路板的一侧。
相对于现有技术，本实施例的电子元件与该第三导电线路层通过直接接触的方式实现电连接，减少了非导电胶体或介电层的厚度，使多层电路板的整体厚度变得更薄。而且，本实施例采用在电子元件的电极上直接电镀形成该第三导电线路层的连接于电极的部分，避免由于电极较小或激光蚀孔的对位能力不佳造成的产品开路，提升产品良率。本实施例的具有内埋元件的电路板也可应用于HDI高密度积层板。
附图说明
图1是本发明实施例提供的依次层叠承载片、离型膜及第一铜箔层的剖视图。
图2是将图1中的第一铜箔层开设第一开口并将电子元件设置于该开口的剖视图。
图3是本发明实施例提供的具有通孔的第一介电层、具有通孔的线路板、第二介电层及第二铜箔层的剖视图。
图4是将图3中的第一介电层、线路板、第二介电层及第二铜箔层依次堆叠并压合于图2中的第一铜箔层后形成的多层基板的剖视图。
图5是将图4的多层基板翻转并去除该离型膜和承载片后的示意图。
图6是将第一铜箔层和第二铜箔层制作分别形成线路层并覆盖保护层后形成的多层电路板的剖视图。
主要元件符号说明
多层电路板 200
承载片 10
离型膜 12
第一铜箔层 14
第一开口 141
电子元件 16
电极 161
第一胶片 18
线路板 20
第二胶片 22
第二铜箔层 24
绝缘层 204
第一线路层 206
第二线路层 208
导通孔 210
第二开口 182
第三开口 202
收容槽 26
多层基板 100
第一导电盲孔 184
第二导电盲孔 224
第三线路层 142
第四线路层 242
第一保护层 28
第二保护层 30
第一电性接触垫 282
第二电性接触垫 302
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1至图6，本发明实施例提供一种具有内埋元件的多层电路板200的制作方法，包括如下步骤：
第一步，请参阅图1，提供依次层叠设置的承载片10、离型膜12及第一铜箔层14。
该承载片10用于支撑和保护该离型膜12和第一铜箔层14，该承载片10的材料可以为PI、玻璃纤维层压布或金属如铜等。该离型膜12为双面离型膜，其可以为PET离型膜，该离型膜12用于与该承载片10和第一铜箔层14粘接，且利于后续制程中该承载片10和离型膜12与该第一铜箔层14的分离。
第二步，请参阅图2，在该第一铜箔层14上开设第一开口141，并将一电子元件16穿过该第一开口141并粘接于露出于该第一开口141的离型膜12上。
该第一开口141可以通过激光蚀孔或蚀刻工艺形成，其大小与沿平行于该第一铜箔层14平面截取该电子元件16的所得截面的形状相同，且大小相同或略大于该截面，从而可以使该电子元件16完全穿过，本实施例中，该第一开口141略大于该截面。该电子元件16可以为主动或被动元件，本实施例中，该电子元件16为电容，该电子元件16具有设置于相对两端的两个电极161，且两个电极161均与从该第一开口141露出的离型膜12相粘接。
第三步，请参阅图3和图4，在第一铜箔层14上依次压合第一胶片18、线路板20、第二胶片22及第二铜箔层24。
该第一胶片18和第二胶片22可以采用半固化胶片。本实施例中，该线路板20为双面线路板，其包括绝缘层204及形成于绝缘层204相对两侧的第一线路层206和第二线路层208，该第一线路层206和第二线路层208通过导通孔210实现电连接，该第一线路层206与该第一胶片18相邻，该第二线路层208与该第二胶片22相邻。该第一胶片18开设有第二开口182，该线路板20开设有第三开口202，该第二开口182和第三开口202与该第一开口141形状和大小相同，且该第二开口182和第三开口202均与该第一开口141中心对准，从而使该第一开口141、第二开口182及第三开口202相配合形成一收容槽26，该电子元件16收容于该收容槽26内。
本实施例中，可以采用将承载片10、粘接有电子元件16的离型膜12、第一铜箔层14、第一胶片18、线路板20、第二胶片22及第二铜箔层24依次层叠并一次压合形成。压合后，该第一胶片18的相对两侧分别粘接该第一铜箔层14和第一线路层206并在压合力的作用下充满该第一线路层206的导电线路间的空隙，该第二胶片22的相对两侧分别粘接该第二线路层208和第二铜箔层24并在压合力的作用下充满该第二线路层208的导电线路间的空隙，该第一胶片18和第二胶片22的材料进一步在压合力的作用下充满该收容槽26内的空隙。
可以理解的是，该线路板20也可以为线路层多于两层的多层线路板。本实施例中，经压合后，该第一铜箔层14、第一胶片18及线路板20的厚度之和与该电子元件16在垂直于该第一铜箔层14的方向上的高度基本相同。
第四步，请参阅图5，去除该离型膜12及承载片10，形成多层基板100。可以通过剥膜工艺将离型膜12和承载片10剥除，使该第一铜箔层14和电子元件16的两个电极161暴露出。
第五步，请参阅图6，在该第一胶片18内形成第一导电盲孔184，在第二胶片22内形成第二导电盲孔224；在多层基板100的第一铜箔层14侧和第二铜箔层24侧分别制作形成第三线路层142和第四线路层242；并在该第三线路层142和第四线路层242侧形成第一保护层28和第二保护层30，从而形成多层电路板200。
本实施例中，该第一导电盲孔184和第三线路层142可以通过电镀工艺和蚀刻工艺形成，具体方法如下：
首先，采用激光蚀孔的方法从该第一铜箔层14一侧蚀出贯穿该第一铜箔层14和第一胶片18的盲孔。
其次，在盲孔内壁、该第一铜箔层14表面、该电子元件16的表面及填充于该收容槽26内的胶片材料的表面形成铜晶种层。
然后，通过电镀的方法填充盲孔以形成第一导电盲孔184，并在铜晶种层表面形成电镀铜层。此时，电子元件16的表面也形成了铜晶种层和电镀铜层。
进一步地，在该电镀铜层表面覆盖具有预定图案的光致抗蚀剂层，预形成线路的部分被该光致抗蚀剂层所遮蔽，然后通过铜蚀刻液将露出于该光致抗蚀剂层的铜层蚀刻去除，从而形成该第三线路层142。最后，移除该光致抗蚀剂层。
需要说明的是，在本实施方式电镀工艺和蚀刻工艺中，覆盖该电镀铜层的光致抗蚀剂层遮蔽该电子元件16的两个电极161部分或全部，并遮蔽与该两个电极161紧邻的该收容槽26内的胶片材料的表面和部分该第一胶片18的表面，从而使第一铜箔层14经蚀刻形成的第三线路层142电连接于该电子元件16的两个电极161。
该第一导电盲孔184和第三线路层142也可以采用图案化工艺制作，具体方法如下：
（1）通过铜蚀刻液蚀刻部分厚度的第一铜箔层14，使第一铜箔层14的厚度变薄，形成薄铜层。本步骤中可以通过控制蚀刻时间来控制蚀刻第一铜箔层14的厚度。
（2）采用激光蚀孔的方法从该薄铜层一侧蚀出贯穿该薄铜层和第一胶片18的盲孔。
（3）在盲孔内壁、该薄铜层表面、该电子元件16的表面及填充于该收容槽26内的胶片材料的表面形成铜晶种层。
（4）在该铜晶种层表面覆盖具有预定图案的光致抗蚀剂层，预形成线路的部分从该光致抗蚀剂层露出，然后通过电镀的方法在露出的铜晶种层表面通过电镀的方法形成电镀铜层。该电镀铜层的厚度大于该薄铜层的厚度。
（5）移除该光致抗蚀剂层，将步骤（4）中被该光致抗蚀剂层遮蔽部分的铜晶种层和薄铜层蚀刻去除，得到该第一导电盲孔184和第三线路层142。本实施方式中采用对该电镀铜层一侧整面蚀刻的方式来蚀刻去除步骤（4）中被该光致抗蚀剂层遮蔽部分的铜晶种层和薄铜层，由于该电镀铜层的厚度大于该薄铜层的厚度，因此可以通过控制蚀刻时间来保证该第三线路层142不被蚀刻去除。
需要说明的是，在本实施方式图案化工艺中，该电子元件16的两个电极161部分或全部以及与该两个电极161紧邻的该收容槽26内的胶片材料的表面和部分该第一胶片18的表面从该光致抗蚀剂层露出，从而使第一铜箔层14经蚀刻形成的第三线路层142电连接于该电子元件16的两个电极161。
当然，该第一导电盲孔184和第三线路层142还可以采用半加成法制作，具体方法如下：
（一）将该第一铜箔层14全部蚀刻去除。
（二）采用激光蚀孔的方法蚀出贯穿该第一胶片18的盲孔。
（三）在盲孔内壁、该第一胶片18的表面、该电子元件16的表面及填充于该收容槽26内的胶片材料的表面形成铜晶种层。
（四）在该铜晶种层表面覆盖具有预定图案的光致抗蚀剂层，预形成线路的部分从该光致抗蚀剂层露出，然后通过电镀的方法在露出的铜晶种层表面通过电镀的方法形成电镀铜层。
（五）移除该光致抗蚀剂层，将步骤（四）中被该光致抗蚀剂层遮蔽部分的铜晶种层蚀刻去除，得到该第一导电盲孔184和第三线路层142。本实施方式中采用对该电镀铜层一侧整面蚀刻的方式来蚀刻去除步骤（四）中被该光致抗蚀剂层遮蔽部分的铜晶种层。
当然，该第一导电盲孔184和第三线路层142还可以采用其它的制作方法，如将第一铜箔层14全部蚀刻去除然后采用全加成法制作，并不限于本实施例的上述三种实施方式。
该第二导电盲孔224和第四线路层242可以采用与所述第一导电盲孔184和第三线路层142相同的制作方法同时制作。
该第一保护层28和第二保护层30可以通过印刷防焊油墨的方法形成，且该第一保护层28覆盖该第三线路层142及从该第三线路层142露出的第一胶片18的表面，该第二保护层30覆盖该第四线路层242及从该第四线路层242露出的第二胶片22的表面。于该第一和第二保护层28和30形成有多个开口区，以定义该第一保护层28的开口区中裸露的第三线路层142的铜面为第一电性接触垫282，及该第二保护层30开口区中裸露的第四线路层242的铜面为第二电性接触垫302。
可以理解的是，还可以在第三线路层142和第四线路层242制作完成后及形成第一和第二保护层28和30之前继续进行增层作业，以形成具有更多线路层的多层电路板。
如图6所示，本实施例的多层电路板200包括线路板20、第一胶片18、第二胶片22、第三线路层142、第四线路层242、第一保护层28、第二保护层30及电子元件16。该线路板20为双面线路板，其包括绝缘层204及形成于绝缘层204相对两侧的第一线路层206和第二线路层208，该第一胶片18与该第一线路层206相邻设置，第二胶片22与该第二线路层208相邻设置。该第一胶片18开设有第二开口182，该线路板20开设有与该第二开口182中心对准且相连通的第三开口202，该电子元件16收容于该第二开口182和第三开口202所限定的空间内，该电子元件16具有两个电极161，且该两个电极161均从该第二开口182远离该第二胶片22的一侧露出。该第三线路层142形成于该第一胶片18远离该线路板20的一侧，且该第三线路层142与该两个电极161直接接触并电连接；该第四线路层242形成于该第二胶片22远离该线路板20的一侧。该第一保护层28覆盖该第三线路层142及露出于该第三线路层142的第一胶片18的表面，于该第一保护层28形成有多个开口区，以定义该第一保护层28的开口区中裸露的第三线路层142的铜面为第一电性接触垫282；该第二保护层30覆盖该第四线路层242及露出于该第四线路层242的第二胶片22的表面，于该第二保护层30形成有多个开口区，以定义该第二保护层30的开口区中裸露的第四线路层242的铜面为第二电性接触垫302。该第一线路层206通过导通孔210与该第二线路层208电连接，该第一线路层206与该第三线路层142以及第二线路层208与该第四线路层242之间分别通过第一导电盲孔184和第二导电盲孔224实现电导通。
相对于现有技术，本实施例的电子元件16与该第三线路层142通过直接接触的方式实现电连接，减少了非导电胶体或介电层的厚度，使多层电路板200的整体厚度变得更薄。而且，本实施例采用在电子元件16的电极161上直接电镀形成该第三线路层142的连接于电极161的部分，避免由于电极较小或激光蚀孔的对位能力不佳造成的产品开路，提升产品良率。可以理解的是，本实施例的具有内埋元件的电路板也可应用于HDI高密度积层板。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种制作具有内埋元件的电路板的方法，包括步骤：
提供依次层叠设置的承载片、双面离型膜及第一铜箔层，该第一铜箔层上开设有第一开口以使离型膜从该第一开口露出；
将电子元件粘接于从该第一开口露出的离型膜上，该电子元件具有两个电极，且该两个电极均粘接于露出于该第一开口的离型膜上；
在该第一铜箔层侧依次层叠并压合第一胶片、线路板、第二胶片及第二铜箔层，其中该第一胶片开设有第二开口，该线路板开设有第三开口，该第二开口和第三开口均与该第一开口相连通并中心对准，从而使该电子元件收容于该第一开口、第二开口及第三开口形成的空间内，该第二胶片覆盖该线路板及该电子元件远离该离型膜的一侧；
去除该离型膜和承载片，形成多层基板；及
在该第一铜箔层侧分别形成第三导电线路层，该第三层电线路层与该两个电极直接电接触，及在第四层电线路层第二铜箔层侧，从而形成多层电路板，其中该第三层电线路层电接触该两个电极的部分采用电镀工艺形成。
2.如权利要求1所述的制作具有内埋元件的电路板的方法，其特征在于，进一步包括在该第一胶片内形成将该第一线路层和第三线路层电导通的第一导电盲孔，该第一导电盲孔和第三线路层的制作方法包括：
从该第一铜箔层一侧形成贯穿该第一铜箔层和第一胶片的盲孔；
在该盲孔内壁、该第一铜箔层表面及该电子元件的表面形成铜晶种层；
通过电镀的方法在铜晶种层表面形成电镀铜层，该电镀铜层形成于该盲孔内的部分形成第一导电盲孔；
在该电镀铜层表面覆盖具有预定图案的光致抗蚀剂层，预形成线路的部分被该光致抗蚀剂层所遮蔽，然后通过蚀刻工艺将露出于该光致抗蚀剂层的铜层蚀刻去除，从而形成该第三线路层；
移除该光致抗蚀剂层。
3.如权利要求1所述的制作具有内埋元件的电路板的方法，其特征在于，进一步包括在该第一胶片内形成将该第一线路层和第三线路层电导通的第一导电盲孔，该第一导电盲孔和第三线路层的制作方法包括：
通过蚀刻的方法使该第一铜箔层的厚度变薄，形成薄铜层；
从该薄铜层一侧形成贯穿该薄铜层和第一胶片的盲孔；
在盲孔内壁、该薄铜层表面及该电子元件的表面形成铜晶种层；
在该铜晶种层表面覆盖具有预定图案的光致抗蚀剂层，预形成线路的部分从该光致抗蚀剂层露出，然后通过电镀的方法在露出的铜晶种层表面通过电镀的方法形成电镀铜层，该电镀铜层的厚度大于该薄铜层的厚度；
移除该光致抗蚀剂层，并将被该光致抗蚀剂层遮蔽部分的铜晶种层和薄铜层蚀刻去除，得到该第一导电盲孔和第三线路层。
4.如权利要求1所述的制作具有内埋元件的电路板的方法，其特征在于，进一步包括在该第一胶片内形成将该第一线路层和第三线路层电导通的第一导电盲孔，该第一导电盲孔和第三线路层的制作方法包括：
蚀刻去除该第一铜箔层；
形成贯穿该第一胶片的盲孔；
在该盲孔内壁、该第一胶片的表面及该电子元件的表面形成铜晶种层；
在该铜晶种层表面覆盖具有预定图案的光致抗蚀剂层，预形成线路的部分从该光致抗蚀剂层露出，然后通过电镀的方法在露出的铜晶种层表面通过电镀的方法形成电镀铜层；
移除该光致抗蚀剂层，将被该光致抗蚀剂层遮蔽部分的铜晶种层蚀刻去除，得到该第一导电盲孔和第三线路层。
5.如权利要求1所述的制作具有内埋元件的电路板的方法，其特征在于，该第一开口、第二开口及第三开口的大小与沿平行于该第一铜箔层的平面截取该电子元件的所得截面的形状相同，且大小相同或略大于该截面。
6.如权利要求1所述的制作具有内埋元件的电路板的方法，其特征在于，在该第一铜箔层侧依次层叠并压合第一胶片、线路板、第二胶片及第二铜箔层后，该第一铜箔层、第一胶片及线路板的厚度之和与该电子元件在垂直于该第一铜箔层的方向上的高度相同。
7.一种具有内埋元件的电路板，包括：
线路板，该线路板的相对两侧分别具有第一线路层和第二线路层，该线路板开设有第三开口；
第一胶片，与该第一线路层相邻设置，该第一胶片开设有与该第三开口相连通且中心对准的第二开口；
电子元件，收容于该第二开口和第三开口所限定的空间内，该电子元件具有两个电极，且该两个电极均从该第二开口远离该第二胶片的一侧露出；
第二胶片，与该第二线路层相邻设置，该第二胶片覆盖该电子元件远离该第一胶片的一侧；
第三线路层，形成于该第一胶片远离该线路板的一侧，且该第三线路层与该两个电极直接接触并电连接；及
第四线路层，形成于该第二胶片远离该线路板的一侧。
8.如权利要求7所述的具有内埋元件的电路板，其特征在于，该第一铜箔层、第一胶片及线路板的厚度之和与该电子元件在垂直于该第一铜箔层的方向上的高度相同。
9.如权利要求7所述的具有内埋元件的电路板，其特征在于，该第三线路层与该两个电极直接接触并电连接的部分包括晶种层及形成于晶种层上的电镀铜层。
10.如权利要求7所述的具有内埋元件的电路板，其特征在于，该线路板为双面线路板或多层线路板。
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