CN112153883B - 电路板制造方法以及电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够简化制程并降低成本的电路板的制造方法，其包括如下步骤：提供一电路基板，所述电路基板包括第一外侧导电线路；将多个电子元件分别安装在所述第一外侧导电线路；提供多个电磁屏蔽单元，每一电磁屏蔽单元包括一电磁屏蔽层以及凸设于所述电磁屏蔽层上的导电柱，所述电磁屏蔽层以及所述导电柱形成一收容空间；将所述多个电磁屏蔽单元分别安装于所述第一外侧导电线路上，使得每一所述电子元件收容于其中一所述电磁屏蔽单元所形成的收容空间中；在所述电磁屏蔽层与安装有所述多个电子元件的所述第一外侧导电线路之间形成胶层，从而得到中间体；切割所述中间体得到所述电路板。本发明还提供一种通过该制造方法制造出的电路板。

Description

电路板制造方法以及电路板
技术领域
本发明涉及一种电路板制造方法以及利用该方法制造的电路板。
背景技术
随着电子设备的日益小型化和轻薄化，搭载于电子设备中的电路板结构日益集成化。而随着信号传输越来越高速高频，电路板上的线路与电子元件之间，元件与元件之间的电磁干扰越发强烈。为了降低电路板上的电磁干扰，通常需要在电路板上罩设电磁屏蔽罩。然而，现有的电磁屏蔽罩的侧壁需要开设多个安装脚，对应的，电路板相应的侧壁上也需要开设容纳槽，然后将屏蔽罩的安装脚对应伸入容纳槽内并与容纳槽的侧壁相贴合固定。由于这种电磁屏蔽罩需要在电路板上额外制作凹槽，增加了电路板的制作工序，提高了制造成本。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供能够简化制程并降低成本的电路板制造方法以及利用该方法制造的具有良好电磁屏蔽效果的电路板。
本发明的一实施方式的一种电路板的制造方法，其包括如下步骤：
提供一电路基板，所述电路基板包括第一外侧导电线路；将多个电子元件分别安装在所述第一外侧导电线路；提供多个电磁屏蔽单元，每一电磁屏蔽单元包括一电磁屏蔽层以及凸设于所述电磁屏蔽层上的导电柱，所述电磁屏蔽层以及所述导电柱形成一收容空间；将所述多个电磁屏蔽单元分别安装于所述第一外侧导电线路上，使得每一所述电子元件收容于其中一所述电磁屏蔽单元所形成的收容空间中；在所述电磁屏蔽层与安装有所述多个电子元件的所述第一外侧导电线路之间形成胶层，从而得到中间体；切割所述中间体得到所述电路板。另外，本发明的一实施方式的一种电路板，其包括：电路基板单元、安装于所述电路基板单元的第一外侧导电线路上的多个电子元件和所述电磁屏蔽层、以及形成于所述电磁屏蔽层与安装有所述多个电子元件的所述第一外侧导电线路之间的胶层，每一电磁屏蔽单元包括一电磁屏蔽层以及凸设于所述电磁屏蔽层上的导电柱，所述电磁屏蔽层以及所述导电柱形成一收容空间，每一所述电子元件收容于其中一所述电磁屏蔽单元所形成的收容空间中。
本发明的电路板制造方法通过形成具有多个电磁屏蔽单元的电路基板，并通过切割该电路基板再封装获得所需要的单个电路板，能够简化电路板制程、降低制造成本，同时能够提高具有屏蔽结构的电路板制造的灵活性和制造良率。此外，本发明的电磁屏蔽单元通过导电柱连接于电路基板的外层导电线路上，将所述电子元件收容于电磁屏蔽单元内，提高屏蔽结构的导电连续性，从而提高电磁屏蔽效果。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的电路板的制造方法的提供一覆铜板的剖面示意图。
图2是在图1的覆铜板上形成第一镀铜层以及第一导电孔的剖面示意图。
图3是将图2的第一镀铜层图案化为内侧导电线路层的剖面示意图。
图4是在图3的线路板上形成第二介电层、第二镀铜层以及第二导电孔的剖面示意图。
图5A是在图4的线路板母板上形成第一外侧导电线路以及第二外侧导电线路的剖面示意图，图5B是线路板母板的俯视图。
图6是在图5A的线路板母板上安装电子元件的剖面示意图。
图7是电磁屏蔽单元的制造方法中，在覆铜板上形成介电层以及导电柱的剖面示意图。
图8A是在图7中除去介电层并分割为单个电磁屏蔽单元的剖面示意图，图8B是制造出的多个电磁屏蔽单元的俯视图。
图9是将图8A的电磁屏蔽单元安装于图6的线路板母板的剖面示意图。
图10是对图9的线路板母板进行注胶的剖面示意图。
图11是切割图10的线路板母板形成单个电路板的剖面示意图。
附图标记
电路基板 1
电路基板单元 1a
电子元件 2
焊球 3
电磁屏蔽单元 4
收容空间 4a
胶层 5
覆铜板 10
第一导电孔 10a
第一镀铜层 11
内侧导电线路 11a
第二介电层 12
第二导电通孔 12a
第二镀铜层 13
第一外侧导电线路 13a
防焊层 20
电极 21
电磁屏蔽基板 40
电磁屏蔽层 41
导电柱 42
第二保护膜 43
电路板 100
铜箔层 101
第二外侧导电线路 101a
第一介电层 102
第一保护膜 103
焊垫 131
第三介电层 403
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
请参照图1～图11，本发明第一实施方式提供一种电路板100的制造方法，根据不同需求，所述制备方法的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。所述制造方法包括如下步骤：
S1：参考图5A、图5B以及图6，提供一电路基板1，将多个电子元件2分别安装在该电路基板1表面。本实施例中，该电子元件2可以为电阻或电容，其具有多个电极21，每一电极21通过一个焊球3焊接在电路基板1表面的一个导电接垫上。本实施例中，该焊球3的材料可以为但不限于锡膏、导电银浆或导电铜浆等。
该电路基板1具有多层导电线路，其可以通过以下方法制造：
S11：参考图1，提供一覆铜板10，所述覆铜板10包括第一介电层102(即，基材)、设置于第一介电层102表面的铜箔层101以及设置于铜箔层101的与第一介电层102相反表面、用于防止铜箔层101氧化的第一保护膜103。
S12：参考图2，在该第一介电层102远离该铜箔层101的表面形成第一镀铜层11。
在本实施方式中，所述第一镀铜层11通过电镀工艺形成。在形成所述第一镀铜层11之前，还于所述第一介电层102中开设多个盲孔(图未标)，所述第一镀铜层11还填充于所述盲孔中以形成电连接第一镀铜层11与覆铜板10的铜箔层101的多个第一导电孔10a。
该覆铜板10为单面覆铜板，所述覆铜基板10可为柔性基板。其中，所述第一介电层102可为树脂或玻璃等绝缘材质。例如，所述第一介电层102的材质可选自聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)等树脂中的至少一种。
其中，所述盲孔可通过机械钻孔或激光蚀孔的方法形成，所述盲孔贯穿该第一介电层102而未贯穿铜箔层101。
在本实施方式中，在向该多个盲孔中填充导电浆料或电镀铜以形成所述第一镀铜层11之前，先对所述盲孔进行表面金属化处理。例如，可先通过化学镀的方式在所述盲孔的内壁形成一导电层(图未示)，然后再在所述导电层上形成所述第一镀铜层11。
S13：参考图3～图4，蚀刻第一镀铜层11得到内侧导电线路11a，之后，在内侧导电线路11a侧压合第二介电层12，在第二介电层12表面形成与所述内侧导电线路11a电性连接的第二镀铜层13。
在本实施方式中，在形成所述第二镀铜层13之前，先在第二介电层12中形成至少一盲孔(图未标)，所述第二镀铜层13还填充于所述盲孔内以形成电连接第二镀铜层13与内侧导电线路11a的第二导电孔12a。
内侧导电线路11a可通过曝光显影工艺获得。具体地，在本实施方式中，首先在所述第一镀铜层11表面覆盖第一感光层(图未示)，通过曝光显影技术在所述第一感光层中形成所需的图案，并以具有所述图案的所述第一感光层为光罩蚀刻所述第一镀铜层11，以形成所述内侧导电线路11a，然后移除所述第一感光层。其中，所述第一感光层可为干膜。
第二镀铜层13经过第二导电孔12a与内侧导电线路11a电连接。形成第二镀铜层13和第二导电孔12a的方法与S11中相同，因此省略说明。并且，第二导电孔12a之间的孔间距小于第一导电孔10a之间的孔间距。
S14：参考图5A，除去第一保护膜103，分别蚀刻第二镀铜层13和铜箔层101形成第一外侧导电线路13a以及第二外侧导电线路101a，并在第二外侧导电线路101a表面形成防焊层20。第一外侧导电线路13a包括多个焊垫131。多个焊垫131通过第二导电孔12a与内侧导电线路11a电连接。参考图5B，线路板模板1包括呈矩阵排列的线路板单元A1。每个线路板单元A1之间存在间隔以便后续切割。
通过上述S11～S14得到步骤S1中的电路基板1，再通过S1，得到安装有多个电子元件2的电路基板1。
虽然本实施方式中的覆铜板10为单面覆铜板，但在本发明其他实施方式中也可以采用双面覆铜板。采用双面覆铜板时，只需适当调整S11～S13即可获得步骤S1中的电路基板1。
步骤S2：参考图8A、图8B和图9，提供多个电磁屏蔽单元4，将多个电磁屏蔽单元4分别安装于电路基板1上，每一电磁屏蔽单元4遮蔽一个电子元件2。具体地，电磁屏蔽单元4包括一电磁屏蔽层41和沿电磁屏蔽层41边缘凸设于其表面的多个导电柱42，多个导电柱42通过焊膏3连接于电路基板1表面的焊垫131。
与多个导电柱42连接的焊垫131设置在与电子元件2的连接的焊垫131外周，从而电磁屏蔽单元4将电子元件2收容于其收容空间4a内。电磁屏蔽单元4彼此之间具有一定空隙以便后续对母板进行切割。
步骤S2中的电磁屏蔽单元4可以通过以下方法制造：
S21：参考图7、图8A以及图8B，提供一电磁屏蔽基板40，在一电磁屏蔽基板40的电磁屏蔽层41表面形成一第三介电层403，通过机械钻孔或激光蚀孔在该第三介电层403中形成多个盲孔，向该多个盲孔中填充导电浆料或电镀铜，形成多个导电柱42，除去第三介电层403获得多个电磁屏蔽单元4。对该电磁屏蔽基板40在适当的位置进行切割，得到单个电磁屏蔽单元4。
如图8B所示，电磁屏蔽基板40被划分为多个呈矩阵排列的电磁屏蔽单元4，每个电磁屏蔽单元4包括电磁屏蔽层41、设置于电磁屏蔽层41边缘部的多个导电柱42以及设置于电磁屏蔽层41与设置有导电柱42的表面相反一侧表面的第二保护膜43。电磁屏蔽层41以及多个导电柱42形成一收容空间40a。该导电柱42可以是圆柱，也椭圆柱还可以是棱柱等。多个导电柱42的排列方式可以是规则排列也可以是随即排列，其排列密度可根据不同组件辐射电磁波波长大小调整，为了达到更好的屏蔽效果，导电柱42之间的间距优选小于辐射电磁波的波长。
步骤S3：参考图10～图11，向安装有电子元件2和电磁屏蔽单元4的电路基板1注入塑胶并使其固化形成胶层5，该胶层5填充电磁屏蔽单元4的收容空间4a，即电磁屏蔽单元4与电子元件2之间的空隙，以及电磁屏蔽单元4彼此之间的空隙。之后，切割电路基板1为单个电路板，并在单个电路板中除去电磁屏蔽单元4的第二保护膜43，在单个电路板表面形成覆盖胶层5以及电磁屏蔽单元4表面的防焊层20得到电路板100。
本发明的电路板制造方法通过形成具有多个电磁屏蔽单元的电路基板，并通过切割该电路基板再封装获得所需要的单个电路板，能够简化电路板制程，降低制造成本，同时提高具有屏蔽结构的电路板制造的灵活性和制造良率。
通过该制造方法制造出的电路板通过导电柱连接于电路基板的外层导电线路上，将所述电子元件收容于电磁屏蔽单元内，提高屏蔽结构的导电连续性，从而提高电磁屏蔽效果。此外，通过在屏蔽单元与导电线路之间填充树脂，将电子元件与屏蔽单元埋入线路板内，能够增强屏蔽效果。
本实施方式虽然举例示出了具有三层导电线路的多层电路板的制造方法，该多层电路板也可以包含四层、六层、八层以及十层以上等的电路。当然，本发明的电路板制造方法也可以适用于具有一层、两层导电线路的电路板。
另外，本实施方式的电路板的制造方法虽然举例示出了在多层电路板的顶层设置电子元件以及电磁屏蔽单元的结构，但该电子元件以及电磁屏蔽单元也可以设置在多层电路板的底层设置中间线路层。
参考图11，本发明一实施方式的电路板100能够广泛应用于LCD液晶模块、通信设备、仪器仪表、工业电源、数码、医疗电子、工控设备、LED模组、电力能源、交通运输、科教研发、汽车、航天航空等高科技领域。电路板100包括电路基板单元1a、利用焊膏3安装于电路基板单元1a上的多个电子元件2和多个电磁屏蔽单元4，覆盖电路基板单元1a和多个电磁屏蔽单元4表面的胶层5以及设置于电路基板单元1a以及电磁屏蔽单元4和胶层5表面的防焊层20。每一个电磁屏蔽单元4收容并遮蔽一个电子元件2，胶层5填充于电磁屏蔽单元4与电子元件2之间的空隙以及电磁屏蔽单元4彼此之间的空隙。
电路基板单元1a包括内侧导电线路11a、分别位于内侧导电线路11a上下两侧的第一外侧导电线路13a和第二外侧导电线路101a、夹设于内侧导电线路11a与第一外侧导电线路13a之间的第二介电层12、夹设于内侧导电线路11a与第二外侧导电线路13a之间的第一介电层102(基材层)，第一介电层102和第二介电层12中分别形成有第一导电孔10a和第二导电孔12a。第一外侧导电线路13a包括多个焊垫131。
内侧导电线路11a与第一外侧导电线路13a经由第二导电孔12a电连接，内侧导电线路11a与第二外侧导电线路101a经由第一导电孔10a电连接。第二导电孔12a之间的孔间距小于第一导电孔10a之间的孔间距。其结果，内侧导电线路11a的布线密度小于第一外侧导电线路13a的布线密度，在后续安装电子元件2和屏蔽单元4的时候能够使内侧导电线路11a的布线面积缩小，有利于电路板的小型化和集成化。
其中，所述第一介电层102可为树脂或玻璃等绝缘材质。例如，所述第一介电层102的材质可选自聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)等树脂中的至少一种。内侧导电线路11a、第一外侧导电线路13a以及第二外侧导电线路101a可以由铜形成。所述第二介电层可以是由聚丙烯(PP)构成。
多个电子元件2通过焊球3焊接在焊垫131上，该电子元件2可以为电阻或电容，其具有多个电极21，每一电极21通过一个焊球3焊接在电路基板1表面的一个焊垫131上。本实施例中，该焊球3的材料可以为但不限于锡膏、导电银浆或导电铜浆等。
多个电磁屏蔽单元4彼此之间空出一定间隔设置。电磁屏蔽单元4包括一电磁屏蔽层41和沿电磁屏蔽层41边缘凸设于其表面的多个导电柱42，电磁屏蔽层41以及多个导电柱42形成一收容空间40a。多个导电柱42通过焊膏3连接于电路基板1表面的焊垫131。与多个导电柱42连接的焊垫131设置在与电子元件2的连接的焊垫131外周，从而电磁屏蔽单元4将电子元件2收容于其收容空间4a内。电磁屏蔽单元4彼此之间具有一定空隙。该电磁屏蔽层41可以使用常见的屏蔽材料制成，例如钢板、铝板、铝箔、铜板、铜箔等。该导电柱42可以是圆柱，也椭圆柱还可以是棱柱等。多个导电柱42的排列方式可以是规则排列也可以是随即排列，其排列密度可根据不同组件辐射电磁波波长大小调整，为了达到更好的屏蔽效果，导电柱42之间的间距优选小于辐射电磁波的波长。
防焊层20来保护线路避免氧化及焊接短路，例如是绿漆或者白色防焊油墨。
电路板在通电工作时：电子元件2产生辐射波，该辐射波被屏蔽单元4反射或者吸收屏蔽。由于对每一电子元件配置一电磁屏蔽单元，每一电磁屏蔽单元通过焊锡电连接至线路板，提高屏蔽结构导电连续性，从而提高电磁屏蔽效果。此外，通过在屏蔽单元与导电线路之间填充胶层，将电子元件与屏蔽单元埋入线路板内，能够增强屏蔽效果。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电路板制造方法，其包括如下步骤：
提供一电路基板，所述电路基板包括第一外侧导电线路；
将多个电子元件分别安装在所述第一外侧导电线路；
提供多个电磁屏蔽单元，每一电磁屏蔽单元包括一电磁屏蔽层以及凸设于所述电磁屏蔽层上的导电柱，所述电磁屏蔽层以及所述导电柱形成一收容空间；
将所述多个电磁屏蔽单元分别安装于所述第一外侧导电线路上，使得每一所述电子元件收容于其中一所述电磁屏蔽单元所形成的收容空间中；
在所述电磁屏蔽层与安装有所述多个电子元件的所述第一外侧导电线路之间形成胶层，从而得到中间体；
切割所述中间体得到所述电路板，
所述电磁屏蔽单元通过以下步骤制造：
提供一屏蔽金属层作为所述电磁屏蔽层，在所述屏蔽金属层表面形成第一介电层，在所述第一介电层中形成多个盲孔，向所述多个盲孔中填充金属形成多个所述导电柱，从而形成凸设于所述电磁屏蔽层的表面上的多个所述导电柱，除去所述第一介电层获得所述多个电磁屏蔽单元，切割得到单个所述电磁屏蔽单元。
2.如权利要求1所述的电路板制造方法，其特征在于：安装于线路板表面的所述电磁屏蔽单元彼此之间空出间隔。
3.如权利要求1所述的电路板制造方法，其特征在于：所述第一外侧导电线路包括多个焊垫，与多个所述导电柱连接的所述焊垫设置在与所述电子元件的连接的所述焊垫外周。
4.如权利要求1所述的电路板制造方法，其特征在于：
所述电路基板通过以下方法制造：
提供一覆铜板，在所述覆铜板的非铜表面形成第一金属层，并在所述覆铜板内形成电连接所述第一金属层与所述覆铜板的铜箔层的多个第一导电孔；
蚀刻所述第一金属层为内侧导电线路，在所述内侧导电线路侧压合第二介电层，在所述第二介电层表面形成第二金属层，并在第二介电层中形成电连接所述第二金属层与所述内侧导电线路的多个第二导电孔；
蚀刻所述第二金属层和所述铜箔层形成第一外侧导电线路以及第二外侧导电线路。
5.如权利要求4所述的电路板制造方法，其特征在于：
所述多个第二导电孔的孔间距小于所述多个第一导电孔的孔间距，所述内侧导电线路层的布线密度小于所述第一外侧导电线路层的布线密度。
6.一种电路板，其特征在于，包括：
电路基板单元、
安装于所述电路基板单元的第一外侧导电线路上的多个电子元件和电磁屏蔽层、以及
形成于所述电磁屏蔽层与安装有所述多个电子元件的所述第一外侧导电线路之间的胶层，
每一电磁屏蔽单元包括一屏蔽金属层作为电磁屏蔽层以及凸设于所述电磁屏蔽层的表面上的导电柱，所述电磁屏蔽层以及所述导电柱形成一收容空间，每一所述电子元件收容于其中一所述电磁屏蔽单元所形成的收容空间中，
所述电磁屏蔽单元通过以下步骤制造：
提供一屏蔽金属层作为所述电磁屏蔽层，形成凸设于所述电磁屏蔽层的表面上的多个所述导电柱，切割得到单个所述电磁屏蔽单元。
7.如权利要求6所述的电路板，其特征在于：所述电磁屏蔽单元彼此之间空出间隔。
8.如权利要求7所述的电路板，其特征在于：线路板的表面具有多个焊垫，与多个所述导电柱连接的所述焊垫设置在与所述电子元件的连接的所述焊垫外周。
9.如权利要求6所述的电路板，其特征在于：所述电路基板还包括内侧导电线路层和第二外侧导电线路，所述第一外侧导电线路和所述第二外侧导电线路分别位于所述内侧导电线路的上下两侧，每一所述电子元件和每一所述电磁屏蔽层电连接于所述内侧导电线路层，所述内侧导电线路与所述第一外侧导电线路经由第二导电孔电连接，所述内侧导电线路与所述第二外侧导电线路经由第一导电孔电连接，多个所述第二导电孔的孔间距小于多个所述第一导电孔的孔间距，所述内侧导电线路层的布线密度小于所述第一外侧导电线路层的布线密度。
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