CN114521055A - 内埋式电路板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种内埋式电路板，包括线路基板和电子元件，线路基板包括介电层、多个间隔设置的导电柱、沿第一方向层叠的第一线路层和第二线路层，第一线路层和第二线路层分别设置于介电层的相对两侧，每一导电柱电连接第一电路层和第二线路层，从介电层背离第二线路层的一侧朝第二线路层开设凹槽，凹槽包括一第一槽体和至少两个间隔设置的第二槽体，每一第二槽体从第一槽体的侧壁朝背离第一槽体的方向凹陷，每一导电柱背离第二线路层的端面的至少部分从一第二槽体露出，且每一导电柱的侧壁靠近第一槽体的部分从第二槽体露出；电子元件置于第一槽体中，并通过设置于第二槽体中的电连接部电连接导电柱。本发明还有必要提供一种内埋式电路板的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及电路板，尤其涉及一种内埋式电路板及其制造方法。
背景技术
线路板内埋元器件技术，主要是将电子元件嵌埋至线路板内部，从而使电路板模块具有小型化，缩短元件之间的连接路径，降低传输损失等优点，它是可以实现便携式电子设备更小更轻便，多功能化和高性能化的一种技术途径。然而，现有的内埋式电路板通常是利用SMT(表面贴装技术)锡膏将电子元件焊接于一基板的表面，由于锡膏占据一定的厚度，因而不利于线路板的轻薄化。而现有的其他从电子元件侧面将其固定于线路板内部的工艺往往较为复杂。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种工艺简单且有利于轻薄化的内埋式电路板的制造方法。
还有必要提供一种内埋式电路板。
一种内埋式电路板的制造方法，其包括以下步骤：
提供一线路基板，包括介电层、第一线路层、第二线路层以及多个间隔设置的导电柱，所述第一线路层和所述第二线路层分别设置于所述介电层的相对两侧，每一所述导电柱贯穿所述介电层并电连接所述第一线路层和所述第二线路层；
在所述线路基板的一侧贴合掩膜，所述掩膜设有至少一露出部分所述介电层的第一开口和至少两个间隔设置的第二开口，其中，每一所述第二开口从所述第一开口的侧壁朝背离所述第一开口的方向凹陷形成，且每一所述第二开口对应一所述导电柱设置以露出对应的所述导电柱的一端面的至少一部分；
去除所述介电层从所述第一开口和所述第二开口露出的部分以形成凹槽，且所述凹槽并未贯穿所述介电层；其中，每一所述凹槽包括第一槽体和第二槽体，所述第一槽体与所述第一开口对应；所述第二槽体从所述第一槽体的侧壁朝背离所述第一槽体的方向凹陷形成，且与所述第二开口对应，以露出对应的所述导电柱的侧壁靠近所述第一槽体的部分；
将至少一电子元件置于每一所述第一槽体中，其中，每一所述电子元件包括至少两个连接端子，每一所述连接端子与所述凹槽中的一所述导电柱对应；以及
在每一所述第二槽体中填充导电材料以形成电连接部电连接与所述第二槽体对应的所述导电柱和所述连接端子。
一种内埋式电路板，包括线路基板和电子元件，所述线路基板包括介电层、多个间隔设置的导电柱、沿第一方向层叠的第一线路层和第二线路层，所述第一线路层和所述第二线路层分别设置于所述介电层的相对两侧，每一所述导电柱电连接所述第一电路层和所述第二线路层，至少一凹槽从所述介电层背离所述第二线路层的一侧朝所述第二线路层开设，每一所述凹槽包括一第一槽体和至少两个间隔设置的第二槽体，每一所述第二槽体从所述第一槽体的侧壁朝背离所述第一槽体的方向凹陷，每一所述导电柱背离所述第二线路层的端面的至少部分从一所述第二槽体露出，且每一所述导电柱的侧壁靠近所述第一槽体的部分从所述第二槽体露出；所述电子元件置于所述第一槽体中，并通过设置于所述第二槽体中的电连接部电连接所述导电柱。
本发明的内埋式电路板的制造方法，将电子元件嵌入在用于层间导通的导电柱侧壁周围区域并于所述导电柱电连接，相比于现有技术可省去单独制作侧壁电连接区以与电子元件电连接的流程。而电子元件可根据线路设计的具体情形即导电柱的分布进行调整内埋的数量和分布方式，有利于提高内埋的灵活度。另外，本发明的内埋式电路板的制造方法工艺简单便于生产，且有利于内埋式电路板的轻薄化。
附图说明
图1-图8是本发明提供的一实施方式的内埋式电路板的制造方法。
图9-图14是本发明提供的一实施方式的线路基板的制造方法。
图15是本发明提供的另一实施方式的设有电子元件和掩膜的线路基板的截面示意图。
图16是本发明提供的另一实施方式的有电子元件和掩膜的线路基板的俯视图图。
图17是本发明提供的另一实施方式的内埋式电路板的截面示意图。
图18是本发明提供的一实施方式的内埋式电路板的截面示意图。
主要元件符号说明
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
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请结合参阅图1至图13，本发明一实施方式的内埋式电路板的制造方法，其包括以下步骤：
步骤S1，请参阅图1，提供一线路基板10，包括介电层11、第一线路层13、第二线路层14以及多个间隔设置的导电柱15，所述第一线路层13和所述第二线路层14分别设置于所述介电层11的相对两侧，每一所述导电柱15贯穿所述介电层11并电连接所述第一线路层13和所述第二线路层14。
所述线路基板10可为双层线路基板或者多层线路基板。
在本实施方式中，所述线路基板10为多层线路基板。具体的，所述线路基板10还可包括内埋于所述介电层11中且位于所述第一线路层13和所述第二线路层14之间的第三线路层12a。所述导电柱15可包括依次连接的第二导电部153、第一导电部151和第三导电部156。其中，所述第二导电部153和所述第一导电部151连接于所述第一线路层13和所述第三线路层12a之间，所述第三导电部156连接于所述第一导电部151背离所述第一线路层13的一端和所述第二线路层14之间。
步骤S2，请参阅图2A和图2B，在所述线路基板10的一侧贴合掩膜30，所述掩膜30设有至少一露出部分所述介电层11的第一开口31和至少两个间隔设置的第二开口33，其中，每一所述第二开口33从所述第一开口31的侧壁朝背离所述第一开口31的中心线的方向凹陷而成，且每一所述第二开口33对应一所述导电柱15设置以露出对应的所述导电柱15的一端面的至少一部分。
具体的，所述掩膜30贴合于所述线路基板10背离所述第二线路层14的一侧。
在本实施方式中，每一所述第一开口31的形状和每一所述第二开口33均呈矩形，且定义所述第二开口33从所述第一开口31的侧壁凹陷的距离为所述第二开口33的宽度，所述第二开口33中垂直于所述宽度开设的距离为长度。在一些实施方式中，每一所述第一开口31的形状和每一所述第二开口33的形状可分别根据需要设置，例如可为椭圆、圆形、扇形、多边形等规则图形或者其他不规则的图形。
步骤S3，请参阅图3A和图3B，去除所述介电层11从所述第一开口31和所述第二开口33露出的部分以形成凹槽40，且所述凹槽40并未贯穿所述介电层11。其中，每一所述凹槽40包括第一槽体41和第二槽体43，所述第一槽体41与所述第一开口31对应，所述第二槽体43从所述第一槽体41的侧壁朝背离所述第一槽体41的中心线的方向凹陷而成，且与所述第二开口33对应，以露出对应的所述导电柱15靠近所述第一槽体41的部分。
在本实施方式中，每一所述第一槽体41和每一所述第二槽体43均呈矩形。在一些实施方式中，每一所述第一槽体41的形状和每一所述第二槽体43的形状可分别根据需要设置，例如可为椭圆、圆形、扇形、多边形等规则图形或者其他不规则的图形。
步骤S4，请参阅图4，将至少一电子元件50置于所述第一槽体41中，其中，每一所述电子元件50包括至少两个连接端子51，每一所述连接端子51与所述凹槽40中的一所述导电柱15对应。
步骤S5，请参阅图5A和图5B，在每一所述第二槽体43中填充导电材料以形成电连接部55电连接与所述第二槽体43对应的所述导电柱15及所述连接端子51。
所述导电材料可为锡膏等焊料，经熔融并固化后形成电连接所述导电柱15和所述连接端子51的所述电连接部55。所述导电材料还可为导电胶，所述导电胶填充于所述第二槽体43中经固化形成所述电连接部55。
步骤S6，请参阅图6，将所述掩膜30从带有所述电连接部55和所述电子元件50的所述线路基板10上剥离。
在本实施方式中，所述内埋式电路板的制造方法还可进一步地包括步骤S7和步骤S8，具体如下：
步骤S7，请参阅图7，在所述线路基板10开设有所述凹槽40的一侧增层形成外层线路结构60，所述外层线路结构60将所述电子元件50封装于所述凹槽40内。
具体的，在本实施方式中，在所述线路基板10的相对两侧分别增层以形成两外层线路结构60。每一所述外层线路结构60可为单层线路结构。在一些实施方式中，每一所述外层线路结构60还可为双层或者多层线路结构。
增层时，所述凹槽40与所述电子元件50之间的间隙在压合过程中被所述介电层11和所述外层线路结构60中的介电材料填充。
步骤S8，请参阅图8，在所述外层线路结构60背离所述线路基板10的一侧以及在所述线路基板10背离所述外层线路结构60的一侧分别设置防焊层70。
具体的，在每一所述外层线路结构60背离所述线路基板10的一侧设置所述防焊层70。
在本实施方式中，所述防焊层70还可设有至少一缺口71以露出部分线路层，用以电连接其他外接元件。
一些实施方式中，所述线路基板10可通过以下步骤制得：
步骤S11，请参阅图9，提供一双面覆铜板10a，包括沿第一方向依次层叠设置的第一铜箔121、第一绝缘层11a和第二铜箔122。
在本实施方式中，所述第一绝缘层11a可由显影材料制得，例如显影性光致抗蚀剂、显影油墨等。在其他实施方式中，所述第一绝缘层11a还可由本领域常用的其他介电材料制得，例如酚醛树脂、环氧树脂(EP)、聚酰亚胺树脂(PI)、聚酯树脂(PET)、聚苯醚树脂(PPO)、聚四氟乙烯树脂(PTFE)、双马来酰亚胺三嗪树脂(BT)等。
步骤S12，请参阅图10，对所述第一铜箔121进行线路制作形成第三线路层12a，并形成多个间隔设置的第一导电部151，其中，每一所述第一导电部151贯穿所述第一绝缘层11a并电连接所述第三线路层12a和所述第二铜箔122。
优选的，每一所述第一导电部151沿所述第一方向上的截面的宽度可自所述第三线路层12a朝所述第二铜箔122逐渐减小，从而有利于后续导电材料的填充以形成所述电连接部55；进一步地，每一所述第一导电部151沿所述第一方向上的截面为梯形。具体的，在本实施方式中，每一所述第一导电部151呈圆台状。
步骤S13，请参阅图11，在所述第一绝缘层11a背离所述第二铜箔122的一侧压合一第一单面覆铜板10b，所述第一单面覆铜板10b包括与所述第三线路层12a结合的第二绝缘层11b以及设置于所述第二绝缘层11b背离所述第三线路层12a一侧的第三铜箔123。
在本实施方式中，所述第二绝缘层11b的材质可为但不仅限于酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚苯醚树脂、聚四氟乙烯树脂或双马来酰亚胺三嗪树脂。
步骤S14，请参阅图12，对所述第三铜箔123进行线路制作形成第二线路层14，并同时去除所述第二铜箔122。
具体的，还同时形成第三导电部156电连接所述第一导电部151面向所述第二线路层14的一端和所述第二线路层14。
步骤S15，请参阅图13，在所述第一绝缘层11a背离所述第二线路层14的一侧压合一第二单面覆铜板10c，所述第二单面覆铜板10c包括与所述第一绝缘层11a结合的第三绝缘层11c以及设置于所述第三绝缘层11c背离所述第一绝缘层11a一侧的第四铜箔124。
在本实施方式中，所述第三绝缘层11c可由显影材料制得，例如显影性光致抗蚀剂、显影油墨等。在其他实施方式中，所述第三绝缘层11c还可由本领域常用的其他介电材料制得，例如酚醛树脂、环氧树脂(EP)、聚酰亚胺树脂(PI)、聚酯树脂(PET)、聚苯醚树脂(PPO)、聚四氟乙烯树脂(PTFE)、双马来酰亚胺三嗪树脂(BT)等。
优选的，所述第三绝缘层11c的材质与所述第一绝缘层11a的材质一致。
步骤16，请参阅图14，在所述第二单面覆铜板10c上对应每一所述第一导电部151开设一连通孔101c以露出所述第一导电部151背离所述第二线路层14的一端。
优选的，在沿所述第一方向上的截面中，每一所述连通孔101c的最大宽度R1小于或等于对应的所述第一导电部151背离所述第二线路层14的一端的宽度R2。在本实施方式中，R1等于R2，且每一所述连通孔101c呈圆柱形。在一些实施方式中，所述连通孔101c的形状可根据需要进行调整。
所述连通孔101c可通过激光切割、机械钻孔等方式形成。
步骤S17，请参阅图1，对所述第四铜箔124进行线路制作对应形成第一线路层13，且对应每一所述连通孔101c形成一第二导电部153以填充所述连通孔101c并电连接对应的所述第一导电部151，从而制得所述线路基板10。其中，每一所述第一导电部151与对应的所述第二导电部153和所述第三导电部156构成一导电柱15，所述第一绝缘层11a、第二绝缘层11b和第三绝缘层11c构成介电层11。
所述第二导电部153的最大宽度为R1，并小于或等于对应的所述第一导电部151背离所述第二线路层14的一端的宽度R2。
当所述第一绝缘层11a的材质和所述第三绝缘层11c的材质均为显影材料时，步骤S3中便可通过曝光显影的方式去除所述介电层11从所述第一开口31和所述第二开口33露出的部分，从而形成所述凹槽40。优选的，与所述第二开口33对应每一所述第一导电部至少部分从对应的所述第二槽体43露出。
具体的，在本实施方式中，可通过曝光显影去除的所述第三绝缘层11c从所述第一开口31和所述第二开口33露出的区域以及所述第一绝缘层11a与所述第一开口31和所述第二开口33对应的区域。所述第一绝缘层11a的厚度和所述第三绝缘层11c的厚度可根据需要进行调整，从而便于后续调整所述凹槽40的深度以适应不同厚度的电子元件的内埋。
定义所述第一导电部151面向所述第二线路层14的一端的宽度为R3。优选的，所述第二开口33的长度大于或等于R3，所述第二开口33的宽度小于或等于R3+(R3-R2)/2，且大于或等于(R3-R2)/2。更优选的，所述第二开口33的长度为R3，所述第二开口33的宽度为R3+(R3-R2)/2。
在一些实施方式中，如图5A和图5B所示，每一凹槽40中可设置一个电子元件50。在另一些实施方式中，如图15至图17所示，每一凹槽40中还可设置多个电子元件50。而由图5B和图16可知，当每一凹槽40对应多个导电柱15并设置至少两个电子元件50时，所述电子元件50的排布可根据所述导电柱15的排布以及实际需求进行调整。
请参阅图18，本发明还提供一实施方式的内埋式电路板100a，包括线路基板10和电子元件50。所述线路基板10包括介电层11、多个间隔设置的导电柱15、沿第一方向层叠的第一线路层13和第二线路层14，所述第一线路层13和所述第二线路层14分别设置于所述介电层11的相对两侧，每一所述导电柱15电连接所述第一线路层13和所述第二线路层14。
至少一凹槽40从所述介电层11背离所述第二线路层14的一侧朝所述第二线路层14开设。每一所述凹槽40包括一第一槽体41和至少两个间隔设置的第二槽体43，每一所述第二槽体43从所述第一槽体41的侧壁朝背离所述第一槽体41的方向开设。每一所述导电柱15背离所述第二线路层14的端面的至少部分从一所述第二槽体43露出，且每一所述导电柱15的侧壁靠近所述第一槽体41的部分从所述第二槽体43露出。所述电子元件50置于所述第一槽体41中，并通过设置于所述第二槽体43中的电连接部55电连接所述导电柱15。
每一所述导电柱15包括第一导电部151，所述第一导电部151沿所述第一方向上的截面的宽度自面向所述第二线路层14的一端朝背离所述第二线路层14的一端逐渐减小，有利于所述电连接部55的形成。
所述介电层11包括沿所述第一方向层叠的第一层111和第二层112，所述第一层111的材质为显影材料，每一所述凹槽40贯穿所述第一层111。
所述线路基板10可为双层线路基板或者多层线路基板。在本实施方式中，所述线路基板10为三层线路基板。
每一所述凹槽40中可设置一个或者多个所述电子元件50。在本实施方式中，每一所述凹槽40中设置一个所述电子元件50。而当每一凹槽40中设置多个所述电子元件50时，所述电子元件50的排布可根据需要进行调整。
本发明的内埋式电路板的制造方法，将电子元件嵌入在用于层间导通的导电柱侧壁周围区域并于所述导电柱电连接，相比于现有技术可省去单独制作侧壁电连接区以与电子元件电连接的流程。而电子元件可根据线路设计的具体情形即导电柱的分布进行调整内埋的数量和分布方式，有利于提高内埋的灵活度。另外，本发明的内埋式电路板的制造方法工艺简单便于生产，且有利于内埋式电路板的轻薄化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种内埋式电路板的制造方法，其包括以下步骤：
提供一线路基板，包括介电层、第一线路层、第二线路层以及多个间隔设置的导电柱，所述第一线路层和所述第二线路层分别设置于所述介电层的相对两侧，每一所述导电柱贯穿所述介电层并电连接所述第一线路层和所述第二线路层；
在所述线路基板的一侧贴合掩膜，所述掩膜设有至少一露出部分所述介电层的第一开口和至少两个间隔设置的第二开口，其中，每一所述第二开口从所述第一开口的侧壁朝背离所述第一开口的方向凹陷形成，且每一所述第二开口对应一所述导电柱设置以露出对应的所述导电柱的一端面的至少一部分；
去除所述介电层从所述第一开口和所述第二开口露出的部分以形成凹槽，且所述凹槽并未贯穿所述介电层；其中，每一所述凹槽包括第一槽体和第二槽体，所述第一槽体与所述第一开口对应；所述第二槽体从所述第一槽体的侧壁朝背离所述第一槽体的方向凹陷形成，且与所述第二开口对应，以露出对应的所述导电柱的侧壁靠近所述第一槽体的部分；
将至少一电子元件置于每一所述第一槽体中，其中，每一所述电子元件包括至少两个连接端子，每一所述连接端子与所述凹槽中的一所述导电柱对应；以及
在每一所述第二槽体中填充导电材料以形成电连接部电连接与所述第二槽体对应的所述导电柱和所述连接端子。
2.如权利要求1所述的内埋式电路板的制造方法，其特征在于，所述线路基板通过以下步骤制得：
提供一双面覆铜板，包括沿第一方向依次层叠设置的第一铜箔、第一绝缘层和第二铜箔；
对所述第一铜箔进行线路制作形成第三线路层，并形成多个间隔设置的第一导电部；其中，每一所述第一导电部贯穿所述第一绝缘层并电连接所述第三线路层和所述第二铜箔；
在所述第一绝缘层背离所述第二铜箔的一侧压合一第一单面覆铜板，所述第一单面覆铜板包括与所述第三线路层结合的第二绝缘层以及设置于所述第二绝缘层背离所述第三线路层一侧的第三铜箔；
对所述第三铜箔进行线路制作形成第二线路层及位于所述第二线路层与所述第三线路层之间以电连接所述第二线路层和所述第一导电部的第三导电部，并同时去除所述第二铜箔；
在所述第一绝缘层背离所述第二线路层的一侧压合一第二单面覆铜板，所述第二单面覆铜板包括与所述第一绝缘层结合的第三绝缘层以及设置于所述第三绝缘层背离所述第一绝缘层一侧的第四铜箔；
在所述第二单面覆铜板上对应每一所述第一导电部开设一连通孔以露出所述第一导电部背离所述第二线路层的一端；
对所述第四铜箔进行线路制作对应形成第一线路层，且对应每一所述连通孔形成一第二导电部以填充所述连通孔并电连接对应的所述第一导电部，从而制得所述线路基板；其中，每一所述第一导电部与对应的所述第二导电部和所述第三导电部构成一所述导电柱，所述第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层构成所述介电层。
3.如权利要求2所述的内埋式电路板的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘层的材质和所述第三绝缘层材质均为显影材料。
4.如权利要求3所述的内埋式电路板的制造方法，其特征在于，去除所述介电层从所述第一开口和所述第二开口露出的部分以形成所述凹槽的步骤具体包括：
通过曝光显影去除的所述第三绝缘层从所述第一开口和所述第二开口露出的区域以及所述第一绝缘层与所述第一开口和所述第二开口对应的区域。
5.如权利要求2所述的内埋式电路板的制造方法，其特征在于，每一所述第一导电部沿所述第一方向上的截面的宽度自所述第三线路层朝所述第二铜箔逐渐减小；每一所述第二导电部沿所述第一方向上的截面的宽度小于或等于所述第一导电部沿所述第一方向上的截面的最小宽度。
6.如权利要求1所述的内埋式电路板的制造方法，其特征在于，所述内埋式电路板的制造方法还包括：
在设有所述电连接部的所述线路基板上进行增层形成外层线路结构。
7.一种内埋式电路板，包括线路基板和电子元件，所述线路基板包括介电层、多个间隔设置的导电柱、沿第一方向层叠的第一线路层和第二线路层，所述第一线路层和所述第二线路层分别设置于所述介电层的相对两侧，每一所述导电柱电连接所述第一电路层和所述第二线路层，其特征在于，至少一凹槽从所述介电层背离所述第二线路层的一侧朝所述第二线路层开设，每一所述凹槽包括一第一槽体和至少两个间隔设置的第二槽体，每一所述第二槽体从所述第一槽体的侧壁朝背离所述第一槽体的方向凹陷，每一所述导电柱背离所述第二线路层的端面的至少部分从一所述第二槽体露出，且每一所述导电柱的侧壁靠近所述第一槽体的部分从所述第二槽体露出；所述电子元件置于所述第一槽体中，并通过设置于所述第二槽体中的电连接部电连接所述导电柱。
8.如权利要求7所述的内埋式电路板，其特征在于，每一所述导电柱包括第一导电部，所述第一导电部沿所述第一方向上的截面的宽度自面向所述第二线路层的一端朝背离所述第二线路层的一端逐渐减小。
9.如权利要求7所述的内埋式电路板，其特征在于，所述介电层包括沿所述第一方向层叠的第一层和第二层，所述第一层的材质为显影材料，每一所述凹槽贯穿所述第一层。
10.如权利要求7所述的内埋式电路板，其特征在于，所述电子元件包括至少两个，至少两个所述电子元件间隔容置于一所述第一槽体中，并分别通过所述第二槽体中的电连接部电连接相邻的所述导电柱。
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