CN112261802A - 一种内埋空腔的制作方法及pcb - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB技术领域，公开了一种内埋空腔的制作方法及PCB。所述制作方法包括：提供第一芯板和第二芯板，往空腔区铺设线路遮蔽层，将第一芯板和第二芯板压合成子板，在子板上开设含盖空腔区的阶梯槽，并去除线路遮蔽层，将槽口封堵部嵌入阶梯槽中，并使支撑盖板与子板固定，形成密闭的空腔。本发明无需使用低流动度半固化片，因此不会降低PCB的耐热可靠性，同时，半固化片的流胶并不影响空腔的形貌形成，故也无需制备精度要求较高的阻胶图形，制作方法更为简单可靠，所制得的空腔形貌良好。

Description

一种内埋空腔的制作方法及PCB

技术领域

本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)技术领域，尤其涉及一种内埋空腔的制作方法及PCB。

背景技术

随着通讯电子领域逐渐向信号的高频、高速化方向发展，对PCB中信号线的高频、高速信号的低损耗传输、阻抗连续性等提出了更高的要求。目前除了对PCB孔、线布局设计进行优化外，从PCB加工工艺提升信号传输速度、降低损耗主要通过使用Dk(介电常数)、Df(介质损耗因数)更低的介质作为基材以及使用粗糙度更低的导体层制作线路，但这两个方向在飞速的发展过程中也逐渐出现了瓶颈，在112G及未来高速PCB应用中将面临困难。由于空气的Dk、Df远低于目前PCB常规树脂类基板的Dk、Df值，若内层信号线周围的部分介质掏空，从而达到提高信号输速度、降低传输过程中介质损耗的效果，在未来高端高速PCB产品应用中将蕴藏巨大潜力。

但是，在PCB内部埋入空腔存在一定难度，当前为了控制封闭空腔内部流胶及空腔形状，大多数设计采用低流动度的半固化片进行压合。目前业内的做法一般是通过将低流动度粘结片开设通槽后上下压合芯板、或通过芯板上涂覆可显影的掩膜层配合低流动粘结片上下压合芯板的方式制作PCB的内埋空腔。而即使是低流动度粘结片，其流胶量也一般在10mil以上，会因流胶导致空腔不规整的情况，其次低流动度粘结片的耐热可靠性较差，存在对位对偏的风险等。

申请号为“CN201511029287.1”的名称为“一种PCB的制作方法”的专利提出了一种新的设计思路，其采用在内层芯板上开孔，然后再内层芯板的端面上用油墨制作阻胶凸起，再进行压合普通半固化片制作成具备内埋空腔的PCB。本专利方案相对于采用低流动度粘结片的方式，可靠性更佳，但其在压合半固化片的过程中，因流胶不好控制，阻胶凸起的大小和高度的设计很难进行精确的匹配，稍有误差，便会导致流胶进入空腔，该种制备空腔的方法对阻胶的图形设计精度要求特别高，操作难度较大。

因此，进一步优化埋空腔PCB的制作方法，有效控制空腔内部流胶、空腔外形，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内埋空腔的制作方法及PCB，克服现有技术存在的因流胶导致空腔不规整的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种内埋空腔的制作方法，所述制作方法包括：

提供若干芯板和若干半固化片；所述芯板包括第一芯板和第二芯板；所述第一芯板的第一铜箔层表面预定有空腔区，所述空腔区内制作有预定线路图形；所述半固化片包括第一半固化片；

往所述空腔区铺设线路遮蔽层；

将所述第一芯板、所述第一半固化片和所述第二芯板依次层叠并压合成子板；

在所述子板上开设含盖所述空腔区的阶梯槽，并去除所述线路遮蔽层；所述阶梯槽自所述第二芯板的第一铜箔层表面延伸至所述第一芯板；

制作支撑盖板；所述支撑盖板的一板面凸起地设有槽口封堵部；

将所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中，并使所述支撑盖板与所述子板固定，形成密闭的空腔。

可选的，所述步骤：在所述子板上开设含盖所述空腔区的阶梯槽，并去除所述线路遮蔽层，具体包括：

在所述子板上自所述第二芯板的第一铜箔层表面沿层叠方向控深加工所述阶梯槽；所述阶梯槽包括第一阶梯槽和自所述第一阶梯槽的槽底延伸至所述第一芯板的第二阶梯槽，所述第二阶梯槽含盖所述空腔区；

将控深加工过程产生的子板废料连同所述线路遮蔽层一并去除，显露所述预定线路图形。

可选的，所述制作支撑盖板，具体包括：

提供一厚铜芯板；

在所述厚铜芯板的一厚铜层上蚀刻出与所述第一阶梯槽的槽口形状相适配的槽口封堵部；

其中，所述槽口封堵部为厚铜图形。

可选的，所述制作支撑盖板，具体包括：

提供一薄铜芯板；

在所述薄铜芯板上，自其一铜箔层表面沿其层叠方向铣出与所述第一阶梯槽的槽口形状相适配的槽口封堵部。

可选的，所述槽口封堵部的高度大于所述第一阶梯槽的深度；所述半固化片还包括第二半固化片；

所述步骤：将所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中，并使所述支撑盖板与所述子板固定，形成密闭的空腔，具体包括：

在所述第二半固化片上开设用于避让所述槽口封堵部的避让槽；

依次层叠所述支撑盖板、所述第二半固化片和所述子板，将所述槽口封堵部穿过所述避让槽并嵌入所述阶梯槽中；

在所述第二半固化片远离所述子板的一侧依次叠加半固化片和芯板，并压合成母板；在所述母板中，所述槽口封堵部抵触所述第一阶梯槽的槽底并与所述第二阶梯槽围设形成所述空腔。

可选的，所述槽口封堵部的高度小于等于所述第一阶梯槽的深度；所述半固化片还包括第二半固化片；所述支撑盖板包括支撑基部和朝远离所述支撑基部的一侧凸起的所述槽口封堵部；

所述步骤：将所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中，并使所述支撑盖板与所述子板固定，形成密闭的空腔，具体包括：

在所述第二半固化片上开设用于粘结固定所述支撑盖板的定位槽；

将所述第二半固化片和所述支撑盖板均叠放于所述子板上，所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中；

在所述第二半固化片远离所述子板的一侧依次叠加半固化片和芯板，并压合成母板；在所述母板中，所述支撑基部贴合所述定位槽的槽壁，所述槽口封堵部与所述第二阶梯槽围设形成所述空腔。

可选的，所述线路遮蔽层为绝缘垫片、耐高温胶带或油墨薄膜。

可选的，所述母板包括沿层叠方向分布的第一侧和第二侧；

在制得所述母板之后，还包括：

在所述母板的第一侧和/或第二侧，分别通过若干所述半固化片层叠并压合若干所述芯板，制得多层板。

第二方面，本发明提供一种PCB，其内部埋设有封闭的空腔，所述空腔根据如上所述的制作方法制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

应用本发明实施例，可制成一内埋空腔的PCB，在制作过程中，无需使用低流动度半固化片，因此不会降低PCB的耐热可靠性，同时，半固化片的流胶并不影响空腔的形貌形成，故也无需制备精度要求较高的阻胶图形，制作方法更为简单可靠，所制得的空腔形貌良好，空腔与线路对位精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的内埋空腔的制作方法流程图；

图2为本发明实施例提供的子板在压合前的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的子板在压合后的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的子板经控深加工过程后的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的子板在去除子板废料和线路遮蔽层时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的子板在第一阶梯槽嵌入槽口封堵部前的一种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种母板的结构示意图。

图8为本发明实施例提供的一种多层板的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的子板在第一阶梯槽嵌入槽口封堵部前的另一种结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种母板的结构示意图。

图中：

10、芯板；11、第一芯板；111、空腔区；112、预定线路图形；12、第二芯板；13、第三芯板；131、槽口封堵部；20、线路遮蔽层；30、半固化片；31、第一半固化片；32、第二半固化片；40、子板废料；50、阶梯槽；51、第一阶梯槽；52、第二阶梯槽；60、空腔。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，图2，本实施例提供了一种内埋空腔的制作方法，包括步骤：

步骤100、提供若干芯板10和若干半固化片30。

本步骤中，芯板10包括第一芯板11和第二芯板12；第一芯板11的第一铜箔层表面制作有预定线路图形112；半固化片30包括第一半固化片31和第二半固化片32，本实施例中，半固化片均采用普通的半固化片；该预定线路图形112包含高频信号线。

其中，第一芯板11的第一铜箔层表面为图2中第一芯板11的上表面。

步骤110、往空腔区111铺设线路遮蔽层20。

线路遮蔽层20可采用绝缘垫片、耐高温胶带或油墨薄膜等，用于遮盖预定线路图形112；

本实施例中，线路遮蔽层20具体为贴设于第一芯板11的第一铜箔层表面上的耐高温胶带或油墨薄膜，亦或遮盖住预定线路图形112的绝缘垫片。

作为一种较优的实施方式，线路遮蔽层20采用长条状的耐高温胶带；预定线路图形112沿耐高温胶带的长度方向设置，耐高温胶带包括沿长度方向分布的一中线，预定线路图形112位于耐高温胶带的该中线附近。

步骤120、将第一芯板11、第一半固化片31和第二芯板12依次层叠并压合成子板。

请参考图2和图3，本实施例中，线路遮蔽层20能起到阻胶和保护线路的作用，由于空腔区111被遮盖，因此，压合时，半固化片30的流胶无法进入空腔区111内。

步骤130、在子板上开设含盖空腔区111的阶梯槽50，并去除线路遮蔽层20。

请参考图4-图6，作为一种较优的实施方式，本步骤中的阶梯槽50，为自第二芯板12的第一铜箔层表面延伸至第一芯板11的第一铜箔层表面的二级阶梯槽；图3中，第一芯板11的第一铜箔层表面面向第二芯板12设置，第二芯板12的第一铜箔层表面为第二芯板12远离第一芯板11的一铜箔层表面；

作为本实施例的一种具体的实施方式，步骤130包括：

在子板上自第二芯板12的第一铜箔层表面沿层叠方向控深加工阶梯槽50；具体的，阶梯槽50包括第一阶梯槽51和自第一阶梯槽51的槽底延伸至第一芯板11的第一铜箔层表面的第二阶梯槽52；第二阶梯槽52的槽底含盖空腔区111，更具体的，空腔区111位于第二阶梯槽52的槽底边界所包围的区域内；

将控深加工过程产生的子板废料40连同线路遮蔽层20一并去除，显露预定线路图形112。

需要说明的是，本步骤中，可采用铣机或激光切割机等设备进行控深加工，其均属于本领域的常规技术手段，在此不再赘述。

步骤140、制作支撑盖板13。

具体的，作为一种可选的实施方式，请参考图6和图7，芯板10还包括厚铜芯板；步骤140具体包括：

在厚铜芯板的一厚铜层上蚀刻出与第一阶梯槽51的槽口形状相适配的槽口封堵部131；其中，槽口封堵部131为蚀刻形成的厚铜图形。

作为另一种可选的实施方式，请参考图9和图10，芯板10还包括一厚度大于第二芯板12的薄铜芯板；步骤140具体包括：

在该薄铜芯板上，自其一铜箔层表面沿其层叠方向铣出与第一阶梯槽51的槽口形状相适配的槽口封堵部131。

步骤150、将槽口封堵部131嵌入阶梯槽50中，并使支撑盖板13与子板固定，形成密闭的空腔60。

请参考图6-10。

本步骤中，作为一种具体的实施方式，槽口封堵部131的高度(图6或图9中槽口封堵部131的纵向长度)大于第一阶梯槽51的深度D1；半固化片30还包括第二半固化片32；

请参考图6和7，所述步骤：将槽口封堵部131嵌入阶梯槽50中，并使支撑盖板13与子板固定，形成密闭的空腔60，具体包括：

在第二半固化片32上开设用于避让槽口封堵部131的避让槽；

依次层叠支撑盖板13、第二半固化片32和子板，将槽口封堵部131穿过避让槽并嵌入阶梯槽50中；

作为一种优选的实施方式，在第二半固化片32远离子板的一侧再依次层叠半固化片30和芯板10，并压合成母板；在母板中，槽口封堵部131抵触第一阶梯槽51的槽底并与第二阶梯槽52围设形成所述空腔。

请参考图9和图10，作为另一种具体的实施方式，槽口封堵部131的高度小于等于第一阶梯槽51的深度；半固化片30还包括第二半固化片32；支撑盖板13包括支撑基部和朝远离支撑基部的一侧凸起的槽口封堵部131；

所述步骤：将槽口封堵部131嵌入阶梯槽50中，并使支撑盖板13与子板固定，形成密闭的空腔60，具体包括：

在第二半固化片32上开设用于粘结固定支撑盖板13的定位槽；

将第二半固化片32和支撑盖板13均叠放于子板上，槽口封堵部131嵌入阶梯槽50中，支撑基部嵌入定位槽中并贴合定位槽的槽壁；

在第二半固化片32远离子板的一侧再依次层叠依次叠加半固化片30和芯板10，并压合成母板；在母板中，槽口封堵部131与第二阶梯槽52围设形成空腔60。

可以理解的是，槽口封堵部131不是一定要抵触第一阶梯槽51的槽底，其与第一阶梯槽51的槽底保持一定的距离亦可。但不管哪种方式，需保障槽口封堵部131在嵌入阶梯槽50后，能与阶梯槽50围设形成密闭的空腔60。

本实施例中，支撑基部可以直接搭接在第二芯板12上，通过环绕其设置的半固化片进行粘结固定，也可以在支撑基部和第二芯板12之间粘结半固化片30进行固定，可根据具体应用场景灵活运用。

请继续参考图8。

在步骤150之后，还包括：

步骤160、在母板的第一侧和/或第二侧，分别通过若干半固化片30层叠并压合若干芯板10，制得多层板；再通过后续进行外层图形的制作以及其它后流程制作工艺，最终制成所需的内埋空腔的PCB。

其中，母板的第一侧和第二侧为母板沿层叠方向分布的两侧。

本发明实施例，在制作空腔60的过程中，采用的是普通的半固化片30，因此不会牺牲PCB的耐热可靠性，同时，半固化片30的流胶并不影响空腔60的形貌形成，故也无需制备精度要求较高的阻胶图形，制作方法更为简单可靠，所制得的空腔60形貌良好，空腔60与线路对位精度高。

实施例二：

本实施例还提供了一种PCB，其内部埋设有封闭的空腔60，空腔60按照实施例一中提供的制作方法制成。

需要说明的是，作为本实施例的一种具体的实施方式，阶梯槽50采用的是二级阶梯槽，其形成有两台阶面，即第一阶梯槽51的槽边沿和第一阶梯槽51的槽底，其只是本发明的一种较优的实施方式，可以理解的是，阶梯槽50也可以采用一级阶梯槽(只有一个台阶面)或二级以上的多级阶梯槽(有两个以上的台阶面)，均能形成形貌良好的空腔60，因此，其均应在本发明的保护范围之内。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供若干芯板和若干半固化片；所述芯板包括第一芯板和第二芯板；所述第一芯板的第一铜箔层表面预定有空腔区，所述空腔区内制作有预定线路图形；所述半固化片包括第一半固化片；

往所述空腔区铺设线路遮蔽层；

将所述第一芯板、所述第一半固化片和所述第二芯板依次层叠并压合成子板；

在所述子板上开设含盖所述空腔区的阶梯槽，并去除所述线路遮蔽层；所述阶梯槽自所述第二芯板的第一铜箔层表面延伸至所述第一芯板；

制作支撑盖板；所述支撑盖板的一板面凸起地设有槽口封堵部；

将所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中，并使所述支撑盖板与所述子板固定，形成密闭的空腔。

2.根据权利要求1所述内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述步骤：在所述子板上开设含盖所述空腔区的阶梯槽，并去除所述线路遮蔽层，具体包括：

在所述子板上自所述第二芯板的第一铜箔层表面沿层叠方向控深加工所述阶梯槽；所述阶梯槽包括第一阶梯槽和自所述第一阶梯槽的槽底延伸至所述第一芯板的第二阶梯槽，所述第二阶梯槽含盖所述空腔区；

将控深加工过程产生的子板废料连同所述线路遮蔽层一并去除，显露所述预定线路图形。

3.根据权利要求2所述内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述制作支撑盖板，具体包括：

提供一厚铜芯板；

在所述厚铜芯板的一厚铜层上蚀刻出与所述第一阶梯槽的槽口形状相适配的槽口封堵部；

其中，所述槽口封堵部为厚铜图形。

4.根据权利要求2所述内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述制作支撑盖板，具体包括：

提供一薄铜芯板；

在所述薄铜芯板上，自其一铜箔层表面沿其层叠方向铣出与所述第一阶梯槽的槽口形状相适配的槽口封堵部。

5.根据权利要求2所述内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述槽口封堵部的高度大于所述第一阶梯槽的深度；所述半固化片还包括第二半固化片；

所述步骤：将所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中，并使所述支撑盖板与所述子板固定，形成密闭的空腔，具体包括：

在所述第二半固化片上开设用于避让所述槽口封堵部的避让槽；

依次层叠所述支撑盖板、所述第二半固化片和所述子板，将所述槽口封堵部穿过所述避让槽并嵌入所述阶梯槽中；

在所述第二半固化片远离所述子板的一侧依次叠加半固化片和芯板，并压合成母板；在所述母板中，所述槽口封堵部抵触所述第一阶梯槽的槽底并与所述第二阶梯槽围设形成所述空腔。

6.根据权利要求2所述内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述槽口封堵部的高度小于等于所述第一阶梯槽的深度；所述半固化片还包括第二半固化片；所述支撑盖板包括支撑基部和朝远离所述支撑基部的一侧凸起的所述槽口封堵部；

所述步骤：将所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中，并使所述支撑盖板与所述子板固定，形成密闭的空腔，具体包括：

在所述第二半固化片上开设用于粘结固定所述支撑盖板的定位槽；

将所述第二半固化片和所述支撑盖板均叠放于所述子板上，所述槽口封堵部嵌入所述阶梯槽中；

在所述第二半固化片远离所述子板的一侧依次叠加半固化片和芯板，并压合成母板；在所述母板中，所述支撑基部贴合所述定位槽的槽壁，所述槽口封堵部与所述第二阶梯槽围设形成所述空腔。

7.根据权利要求1所述内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述线路遮蔽层为绝缘垫片、耐高温胶带或油墨薄膜。

8.根据权利要求5或6所述内埋空腔的制作方法，其特征在于，所述母板包括沿层叠方向分布的第一侧和第二侧；

在制得所述母板之后，还包括：

在所述母板的第一侧和/或第二侧，分别通过若干所述半固化片层叠并压合若干所述芯板，制得多层板。

9.一种PCB，其内部埋设有封闭的空腔，其特征在于，所述空腔根据权利要求1至7任一所述的制作方法制成。

10.一种PCB，其内部埋设有封闭的空腔，其特征在于，所述空腔根据权利要求8所述的制作方法制成。

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