TW201427510A - 具有內埋元件的電路板及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種電路板，包括雙面線路板、電子元件、複數導電膏、第二絕緣層、第三導電線路層、第三絕緣層及第四導電線路層。該雙面線路板包括依次層疊設置的第一導電線路層、基底材料層、第一絕緣層及第二導電線路層。該基底材料層具有開口，該第二導電線路層包括複數電性連接墊，該第一絕緣層內形成有複數導電盲孔，每個電性連接墊與一個導電盲孔電連接。該複數導電膏對應連接於該複數導電盲孔，該電子元件黏接並電連接於該複數導電膏。第二絕緣層覆蓋該電子元件，第三絕緣層覆蓋該第二導電線路層。本發明還涉及一種上述電路板的製作方法。

Description

具有內埋元件的電路板及其製作方法
本發明涉及電路板製作領域，尤其涉及一種具有內埋元件的電路板及其製作方法。
印刷電路板因具有裝配密度高等優點而得到了廣泛的應用。關於電路板的應用請參見文獻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。
習知技術的多層電路板為了要達到輕薄短小的目的，並增加產品的電性品質水準，各製造商開始致力於將原來焊接於多層電路板表面的電子元件改為內埋於多層電路板內部，以此來增加電路板表面的佈線面積從而縮小電路板尺寸並減少其重量和厚度。該電子元件可以為主動或被動元件，如晶片、電阻和電容等。
已知一種具有內埋元件的電路板的製造方法如下：在一線路板上形成通孔；在該線路板的一側形成支撐材料層，該支撐材料層覆蓋該通孔的開口，該支撐材料為絕緣材料或導電金屬材料；將電子元件設置於該通孔內並固定於該支撐材料層上；在該線路板相對於該支撐材料層的另一側壓合第一膠體層，使該電子元件黏接於該第一膠體層上；去除該支撐材料層，並在該線路板相對於該第一膠體層的一側壓合第二膠體層，使電子元件的另一端黏接於該第二膠體層；分別在該第一膠體層和第二膠體層上壓合第一銅箔層和第二銅箔層；將該第一銅箔層和第二銅箔層分別製作形成第一導電線路層和第二導電線路層，並通過雷射蝕孔工藝和電鍍工藝形成複數導電盲孔，以使該第一導電線路層與該電子元件的電極通過該複數導電孔電導通；最後，在該第一導電線路層和第二導電線路層上形成防焊層，從而形成具有內埋元件的電路板。
在上述具有內埋元件的電路板的製造方法中，電子元件先固定在支撐材料層上埋入再形成導電盲孔進行電性連接，導電盲孔和電子元件之間易造成對位精度不佳。尤其是在大板面生產時更嚴重，電子元件置放時，需高精度的置放機，生產成本較高。
因此，有必要提供一種產品良率高且成本低的具有內埋元件的電路板及其製作方法。
一種製作具有內埋元件的電路板的方法，包括步驟：提供雙面線路板，該雙面線路板包括依次層疊設置的第一導電線路層、基底材料層、第一絕緣層及第二導電線路層，該第一絕緣層包括與該基底材料層相鄰的第三表面及相對的第四表面，該基底材料層具有開口，使部分該第三表面露出，該第二導電線路層包括複數電性連接墊，該第一絕緣層內形成有複數導電盲孔，每個電性連接墊與一個導電盲孔的一端電連接，該複數導電盲孔的相對的另一端鄰近於該第三表面且位於該第一絕緣層內，該雙面線路板開設貫穿該第一絕緣層和第二導電線路層且位於該複數導電盲孔間的填充通孔，該填充通孔及該複數導電盲孔鄰近於該第三表面的端部露出於該開口；提供複數導電膏，使該複數導電膏對應連接於該複數導電盲孔；提供電子元件，並將電子元件設置於該複數導電膏上以電連接於該複數導電膏；及在該第一導電線路層一側依次形成第二絕緣層和第三導電線路層，及在該第二導電線路層一側依次形成第三絕緣層和第四導電線路層，使第二絕緣層覆蓋該電子元件並填滿該開口內該電子元件與該基底材料層之間的空隙，第三絕緣層覆蓋該第二導電線路層，並使第二和第三絕緣層通過壓合作用充滿該填充通孔以及該電子元件與該基底層之間的空隙。
一種具有內埋元件的電路板，包括雙面線路板、電子元件、複數導電膏、鄰近於該第一導電線路層依次設置的第二絕緣層和第三導電線路層及鄰近於該第二導電線路層依次設置的第三絕緣層和第四導電線路層。該雙面線路板包括依次層疊設置的第一導電線路層、基底材料層、第一絕緣層及第二導電線路層，該第一絕緣層包括與該基底材料層相鄰的第三表面及相對的第四表面。該基底材料層具有開口，使部分該第三表面露出，該第二導電線路層包括複數電性連接墊，該第一絕緣層內形成有複數導電盲孔，每個電性連接墊與一個導電盲孔的一端電連接，該複數導電盲孔的相對的另一端鄰近於該第三表面且位於該第一絕緣層內。該雙面線路板開設貫穿該第一絕緣層和第二導電線路層且位於該複數導電盲孔間的填充通孔，該填充通孔及該複數導電盲孔鄰近於該第三表面的端部露出於該開口。該複數導電膏對應連接於該複數導電盲孔，該電子元件黏接並電連接於該複數導電膏。第二絕緣層覆蓋該電子元件並填滿該開口內該電子元件與該基底材料層之間的空隙，第三絕緣層覆蓋該第二導電線路層，且該第二和第三絕緣層的材料充滿該填充通孔以及該電子元件與該基底層之間的空隙。
相對於習知技術，本實施例的具有內埋元件的電路板是在形成與電子元件對應的導電盲孔後，然後在導電盲孔的端部設置導電膏，使電子元件的電極通過導電膏與該具有內埋元件的電路板連接，避免了導電盲孔與電子元件的對位問題。而且，由於無對位不佳的問題，電子元件的置放無需採用昂貴的高精度置放機台，從而節省成本。另外，本實施例的具有內埋元件的電路板也可應用於HDI高密度積層板。
10．．．雙面覆銅基板
11．．．導電盲孔
12．．．基底層
13．．．第一銅箔層
14．．．第二銅箔層
121．．．第一表面
122．．．第二表面
102．．．填充通孔
132．．．第一導電線路層
142．．．第二導電線路層
20．．．多層基板
143．．．電性連接墊
15．．．導電膏
16．．．電子元件
162．．．電極
17．．．雙面線路板
21．．．第二絕緣層
22．．．第三導電線路層
23．．．第三絕緣層
24．．．第四導電線路層
100．．．具有內埋元件的電路板
25．．．第一導電孔
26．．．第二導電孔
211．．．開口
212．．．第三表面
213．．．第四表面
32．．．盲孔
34．．．通孔
33．．．電鍍銅層
35．．．導電通孔
123．．．基底材料層
124．．．第一絕緣層
圖1是本發明實施例提供的雙面覆銅基板的剖視圖。
圖2是在圖1的雙面覆銅基板內形成填充通孔和盲孔後的剖視圖。
圖3是在圖2的雙面覆銅基板上形成電鍍銅層後的剖視圖。
圖4是將圖3的雙面覆銅基板的兩個銅箔層製作形成導電線路層後的剖視圖。
圖5和圖6是圖4中的雙面覆銅基板的兩個實施方式的俯視圖。
圖7是在圖4中的層疊結構上設置電子元件後形成的多層基板的剖視圖。
圖8是在圖5中的多層基板的相對兩側分別形成絕緣層和導電線路層後形成的具有內埋元件的電路板的剖視圖。
請參閱圖1至8，本發明實施例提供一種具有內埋元件的電路板的製作方法，包括如下步驟：
步驟一：請參閱圖1，依次堆疊並一次壓合具有開口211的單面覆銅基板101、第一絕緣層124及第二銅箔層14成為一個整體，構成雙面覆銅基板10。
該單面覆銅基板101包括基底材料層123及第一銅箔層13，該基底材料層123包括相對的第一表面121和第二表面122，該第一銅箔層13設置於基底材料層123的第一表面121。該第一絕緣層124的材料一般為膠片，如FR4環氧玻璃布半固化膠片，該第一絕緣層124包括相對的第三表面212和第四表面213，該第一絕緣層124的第三表面212貼緊於該基底材料層123的第二表面122，且部分該第三表面212露出於該開口211。該第二銅箔層14貼緊於該第四表面213。該基底材料層123和該第一絕緣層124構成基底層12。
步驟二：請參閱圖2至4，在該第一絕緣層124露出於該開口211的第三表面212形成貫穿該第一絕緣層124和第二銅箔層14的填充通孔102，在從該開口211露出的第一絕緣層124內形成複數導電盲孔11，及將第一銅箔層13和第二銅箔層14分別製作形成第一導電線路層132和第二導電線路層142，從而形成雙面線路板17。
該填充通孔102、導電盲孔11、第一導電線路層132及第二導電線路層142的形成方法如下：
首先，請參閱圖2，在該第一絕緣層124露出於該開口211的第三表面212上開設貫穿該第一絕緣層124和第二銅箔層14的填充通孔102，開設複數貫穿該第一絕緣層124而未貫穿該第二銅箔層14的盲孔32，及開設貫穿該第一銅箔層13、基底材料層123、第一絕緣層124及第二銅箔層14的通孔34。該複數盲孔32的數量和相互位置關係及該複數盲孔32與該填充通孔102的位置關係在後續的盲孔32內填充電鍍銅層後形成導電盲孔11的步驟中再詳細說明。
其次，請參閱圖3，通過電鍍工藝使該開口211的內壁表面、該開口211內的第三表面212、該複數盲孔32內、該填充通孔102的內壁表面及該通孔34內形成連續的電鍍銅層33。
最後，請參閱圖4，通過影像轉移工藝及蝕刻工藝，去除位於該開口211的內壁表面、該開口211內的第三表面212及該填充通孔102的內壁表面的電鍍銅層33，保留位於該複數盲孔32內的電鍍銅層33以形成複數導電盲孔11和保留位於該通孔34內的電鍍銅層33以形成導電通孔35，及將第一銅箔層13和第二銅箔層14分別形成第一導電線路層132和第二導電線路層142。本實施例中，形成該複數導電盲孔11及第一導電線路層132和第二導電線路層142是在同一影像轉移工藝及蝕刻工藝中進行，即該複數導電盲孔11及第一導電線路層132和第二導電線路層142同時形成，該第一導電線路層132與該第二導電線路層142通過該導電通孔35電連接。
該填充通孔102及該複數導電盲孔11鄰近於該第三表面212的端部露出於該開口211。該第二導電線路層142包括複數電性連接墊143，本實施例中，該電性連接墊143和導電盲孔11的數量均為六個，每個電性連接墊143均對應連接一個導電盲孔11，該導電盲孔11與該第三表面212相鄰一端的端面與該第三表面212齊平或略凹於該第三表面212，本實施例中，該導電盲孔11與該第三表面212相鄰一端的端面與該第三表面212齊平。該六個導電盲孔11形成三對，該複數導電盲孔11的排列方式如圖5所示。
該填充通孔102設置於每對導電盲孔11所對應的兩個電性連接墊143之間，用於在後續步驟中使膠體材料通過並填充於固定連接完畢的電子元件（如圖7所示的電子元件16）的底部。該填充通孔102的數量可以為一個，如圖5所示的一個橢圓形通孔；也可以為兩個或更多，如圖6所示的兩個圓形通孔。當然，該填充通孔102的形狀也可以為其它形狀，如多邊形、不規則形狀等，並不以本實施例為限。
可以理解的是，該導電盲孔11也可以通過填充導電材料如導電銀漿至該盲孔32內形成，同理，該導電通孔35也可以通過填充導電材料如導電銀漿的方式形成，並不限於本實施例。
步驟三：請參閱圖7，在該第三表面212上設置分別與該複數電性連接墊143的複數導電膏15，每個導電膏15覆蓋並電連接於與對應電性連接墊143電連接的導電盲孔11相鄰於該第三表面212的端部，並提供複數電子元件16，每個電子元件16對應一對導電盲孔11，並使該複數電子元件對應電連接於該複數導電膏15，形成多層基板20。
本實施例中，該電子元件16可以為主動或被動元件，如晶片、電阻或電容，其具有兩個電極162，在設置該電子元件16時，使該兩個電極162分別固定並電連接於對應的兩個導電膏15。本實施例中，該導電膏15的材料可以為但不限於錫膏、導電銀漿或導電銅漿等。
步驟四：請參閱圖8，在該多層基板20的第一導電線路層132側依次形成第二絕緣層21和第三導電線路層22，在該第二導電線路層142側依次形成第三絕緣層23和第四導電線路層24，從而形成具有內埋元件的電路板100。
該第二絕緣層21、第三導電線路層22、第三絕緣層23及第四導電線路層24可通過以下方法形成：
首先，依次堆疊並一次壓合第三銅箔層（圖未示）、第二絕緣層21、多層基板20、第三絕緣層23及第四銅箔層（圖未示）成為一個整體。
該第二絕緣層21和第三絕緣層23一般為膠片，如FR4環氧玻璃布半固化膠片。壓合後，該第二絕緣層21覆蓋該第一導電線路層132、該基底材料層123外露的第一表面121及複數電子元件16的表面，並填充開口211內該複數電子元件16與該基底材料層123之間的空隙；該第三絕緣層23覆蓋該第二導電線路層142及外露的第四表面213，且該第三絕緣層23的材料從該填充通孔102進入該複數電子元件16相鄰於該第三表面212的一側，並填充該複數電子元件16與該第三表面212之間的空隙。壓合完畢後，該第二絕緣層21和第三絕緣層23的材料在壓合力的作用下從相對兩側充滿該填充通孔102和該複數電子元件16與該第三表面212之間的空隙。
其次，在該第二絕緣層21內形成第一導電孔25，在該第三絕緣層23內形成第二導電孔26，及將第三銅箔層和第四銅箔層分別製作形成第三導電線路層22和第四導電線路層24，該第三導電線路層22與該第一導電線路層132之間及該第四導電線路層24與該第二導電線路層142之間分別通過該第一導電孔25和第二導電孔26電連接。該第一導電孔25和第二導電孔26分別可以在形成該第三導電線路層22和第四導電線路層24之前製作完成，其形成方法可以採用雷射蝕孔工藝及填孔工藝，該填孔工藝可以為電鍍工藝或填充導電銅漿或導電銀漿等。形成該第三導電線路層22和第四導電線路層24的方法可採用影像轉移工藝和蝕刻工藝。
可以理解的是，在第三導電線路層22一側和第四導電線路層24一側還可以分別形成更多的導電線路層，形成具有更多層的多層電路板，並不以本實施例為限。
如圖8所示，本實施例的具有內埋元件的電路板100包括多層基板20、第二絕緣層21、第三導電線路層22、第三絕緣層23及第四導電線路層24。該多層基板20包括基底層12、形成於該基底層12相對兩側的第一導電線路層132和第二導電線路層142、以及電子元件16。該基底層12包括層疊設置的基底材料層123和第一絕緣層124，該基底材料層123包括相對的第一表面121和第二表面122，該第一導電線路層132設置於該第一表面121，該第一導電線路層132和基底材料層123具有開口211。該第二絕緣層包括相對的第三表面212和第四表面213，該第三表面212貼緊於該基底材料層123的第二表面122，且部分該第三表面212露出於該開口211。該第二導電線路層142設置於該第四表面213，該第二導電線路層142包括複數電性連接墊143，該基底材料層123內設置有複數導電盲孔11及填充通孔102，每個電性連接墊143與一個導電盲孔11電連接，該複數導電盲孔11相鄰於該第三表面212的端部與該第三表面212齊平或略凹於該第三表面212，該填充通孔102貫穿該第二導電線路層142及第一絕緣層124且位於該複數導電盲孔11之間，該填充通孔102及該複數導電盲孔11鄰近於該第三表面212的端部露出於該開口211。該具有內埋元件的電路板100進一步包括分別對應於該複數電性連接墊143的複數導電膏15，每個導電膏15分別與對應的導電盲孔11的端部相接觸並電連接。該電子元件16通過該複數導電膏15電連接於該複數導電盲孔11，進而電連接於該複數電性連接墊143，本實施例中，該電子元件16包括兩個電極162，該電性連接墊143和導電膏15的數量均為兩個，該兩個電極162分別黏接於該導電膏15上。該第二絕緣層21形成於該第一導電線路層132上，且該第二絕緣層21覆蓋該第一導電線路層132、外露的第一表面121及該電子元件16的表面，並填滿該開口211內該電子元件16與該基底材料層123之間的空隙，從而使該電子元件16埋入該第二絕緣層21內。該第三導電線路層22形成於該第二絕緣層21遠離該第一表面121的表面，且通過形成於第二絕緣層21內的第一導電孔25電連接於該第一導電線路層132。該第三絕緣層23形成於該第二導電線路層142上並覆蓋該第二導電線路層142的表面及該第一絕緣層124露出於該第二導電線路層142的第四表面213，且該第二絕緣層21和第三絕緣層23的材料充滿該填充通孔102及該電子元件16與該第三表面212之間的空隙，該第四導電線路層24形成於該第三絕緣層23遠離該第四表面213的表面。
可以理解，該電子元件16的數量也可以少於或多於三個，此時該導電膏15、電性連接墊143及導電盲孔11的數量也對應改變，並不限於本實施例。
相對於習知技術，本實施例的具有內埋元件的電路板100是在形成與電子元件16對應的導電盲孔11後，然後在導電盲孔11的端部設置導電膏15，使電子元件16的電極通過導電膏15與該具有內埋元件的電路板100連接，避免了導電盲孔11與電子元件16的對位問題。而且，由於無對位不佳的問題，電子元件16的置放無需採用昂貴的高精度置放機台，從而節省成本。另外，本實施例的具有內埋元件的電路板100也可應用於HDI高密度積層板。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
121．．．第一表面
102．．．填充通孔
132．．．第一導電線路層
142．．．第二導電線路層
16．．．電子元件
21．．．第二絕緣層
22．．．第三導電線路層
23．．．第三絕緣層
24．．．第四導電線路層
100．．．具有內埋元件的電路板
25．．．第一導電孔
26．．．第二導電孔
211．．．開口
213．．．第四表面
123．．．基底材料層

Claims (8)

  1. 一種製作具有內埋元件的電路板的方法，包括步驟：
    提供雙面線路板，該雙面線路板包括依次層疊設置的第一導電線路層、基底材料層、第一絕緣層及第二導電線路層，該第一絕緣層包括與該基底材料層相鄰的第三表面及相對的第四表面，該基底材料層具有開口，使部分該第三表面露出，該第二導電線路層包括複數電性連接墊，該第一絕緣層內形成有複數導電盲孔，每個電性連接墊與一個導電盲孔的一端電連接，該複數導電盲孔的相對的另一端鄰近於該第三表面且位於該第一絕緣層內，該雙面線路板開設貫穿該第一絕緣層和第二導電線路層且位於該複數導電盲孔間的填充通孔，該填充通孔及該複數導電盲孔鄰近於該第三表面的端部露出於該開口；
    提供複數導電膏，使該複數導電膏對應連接於該複數導電盲孔；
    提供電子元件，並將電子元件設置於該複數導電膏上以電連接於該複數導電膏；及
    在該第一導電線路層一側依次形成第二絕緣層和第三導電線路層，及在該第二導電線路層一側依次形成第三絕緣層和第四導電線路層，使第二絕緣層覆蓋該電子元件並填滿該開口內該電子元件與該基底材料層之間的空隙，第三絕緣層覆蓋該第二導電線路層，並使第二與第三絕緣層通過壓合作用充滿該填充通孔以及該電子元件與該基底層之間的空隙。
  2. 如請求項1所述的製作具有內埋元件的電路板的方法，其中，該複數導電盲孔的鄰近於該第三表面的端面與該第三表面齊平或略凹於該第三表面。
  3. 如請求項1所述的製作具有內埋元件的電路板的方法，其中，該雙面線路板的製作方法包括步驟：
    依次層疊單面覆銅基板、該第一絕緣層及第二銅箔層，該單面覆銅基板包括該基底材料層及設置於基底材料層一側的第一銅箔層，該基底材料層相鄰於該第一絕緣層，該第二銅箔層位於該第四絕緣層遠離該基底材料層的一側，該單面覆銅基板開設有貫穿該第一銅箔層和該基底材料層的該開口；
    在該開口內設貫穿該第一絕緣層和該第二銅箔層的該填充通孔及僅貫穿該第一絕緣層與該複數導電盲孔相對應的複數盲孔；
    在該複數盲孔內形成導電材料以形成該複數導電盲孔；及
    將該複數第一銅箔層和第二銅箔層分別形成該第一導電線路層和第二導電線路層，從而形成該雙面覆銅基板。
  4. 如請求項3所述的製作具有內埋元件的電路板的方法，其中，在該複數盲孔內形成導電材料的方法為電鍍工藝。
  5. 如請求項1所述的製作具有內埋元件的電路板的方法，其中，該導電膏的材料為錫膏、導電銀漿或導電銅漿。
  6. 一種具有內埋元件的電路板，包括：
    雙面線路板，該雙面線路板包括依次層疊設置的第一導電線路層、基底材料層、第一絕緣層及第二導電線路層，該第一絕緣層包括與該基底材料層相鄰的第三表面及相對的第四表面，該基底材料層具有開口，使部分該第三表面露出，該第二導電線路層包括複數電性連接墊，該第一絕緣層內形成有複數導電盲孔，每個電性連接墊與一個導電盲孔的一端電連接，該複數導電盲孔的相對的另一端鄰近於該第三表面且位於該第一絕緣層內，該雙面線路板開設貫穿該第一絕緣層和第二導電線路層且位於該複數導電盲孔間的填充通孔，該填充通孔及該複數導電盲孔鄰近於該第三表面的端部露出於該開口；
    電子元件及複數導電膏，該複數導電膏對應連接於該複數導電盲孔，該電子元件黏接並電連接於該複數導電膏；及
    鄰近於該第一導電線路層依次設置的第二絕緣層和第三導電線路層及鄰近於該第二導電線路層依次設置的第三絕緣層和第四導電線路層，第二絕緣層覆蓋該電子元件並填滿該開口內該電子元件與該基底材料層之間的空隙，第三絕緣層覆蓋該第二導電線路層，且該第二和第三絕緣層的材料充滿該填充通孔以及該電子元件與該基底層之間的空隙。
  7. 如請求項6所述的具有內埋元件的電路板，其中，該複數導電盲孔的鄰近於該第三表面的端面與該第三表面齊平或略凹於該第三表面。
  8. 如請求項6所述的具有內埋元件的電路板，其中，該導電膏的材料為錫膏、導電銀漿或導電銅漿。
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