TW511417B - Printed circuit board comprising embedded capacitor and method of forming same - Google Patents

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裝 訂 線

A7 B7 五、發明説明（2 ) =括-由厚度相當一致之聚合材料構成的介電層，即有其 二U較佳具體實施例中，即希望使用現有印刷電路板 衣t Γ w及技術情報（know_how),並以更低的成本製造這 種電容器。 發明概要 _本發明意旨在提供-電容器作為_印刷電路板之一積體 一件的方法。本發明方法詳細說明在介電基板上之一第一 金屬板。一介電層，以-光聚合材料構成較佳，應用於第 -金屬板的第一區域之上。第一金屬板尚包含一曝露於介 電^周圍外的第二區域。之後，第二金屬板沉積在介電層 及第一金屬板的第二區域之上。第二金屬板以圖刻形成一 上層電極並覆蓋於介電層之上並且與第一金屬板電流絕緣 。較佳具體實施例中，這是在上層電極周圍的第二金屬板 中形成一溝槽予與完成。因此其結果，電容器包含一在基 板應用一金屬板形成的下層電極結構、一覆蓋在金屬板S 一區域上的介電層以及一覆蓋在介電層之上的上層電極。 而且，較佳具體實施例中，下層電極結構包含一從第二金 屬板延伸出的延伸物並沉積在介電層周圍。該延伸物包含 位於”电層周圍的端緣，並以一溝槽與上層電極隔開。 本發明尚提供另外層面，一聚合塗料應用於電容器，則電 容器嵌入其中，而在電流耦合電容器時，透過在聚合塗佈 中的通道形成上層電極和下層電極結構的金屬連接，例如 在其表面形成的電流物件即是。 從上所述，熟諳此藝者都瞭解以上所述之本發明方法有 5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱） 511417 A7 - _____ B7 _ 五、發明説明（3 ) 益於嵌入印刷電路板處理，因此能提高生產力及降低循環 時間。更重要的是，在進行圖刻步驟以確定下層電極結構 之前，介電層已在金屬板上形成，本發明方法尤其適合應 用在形成一具有一均勻厚度的介電層並因此完成具有一致 及可預定電容值的電容器。 圖式簡單說明 圖1至圖4，表示形成一印刷電路板包括一符合本發明較 佳具體實施例的電容器之製程。 圖5顯示依照圖1至圖4製程之印刷電路板進一步處理， 以一介電塗料將電容器嵌入及形成一至電路板表面的金屬 連接。 較佳具體實施例詳細說明 參考圖1至圖5，說明製造如圖5之印刷電路板丨〇處理步 驟，該電路板具有一符合本發明較佳具體實施例的嵌入式 及低外型電容器12。參考圖丨，電路板包含介電基板14。 具體實施射，|板14是由電子產t常用㈣璃纖維 裱氧基樹脂構成。基板14也可以是其表面具有聚合、陶瓷 或其他介電物質構成的任何適當基礎。適當基板包含剛性 或柔性聚合模層或是陶曼或石夕基板。本發明另一方面，電 容器12可在多層電路板的表面介電層形成並且具有符合需 求的嵌入式電流物件。 -&题用於基板14表面。弟一 金屬板16較佳構成為銅並製成厚度為5至15微米的薄片放 在基板η之上。耗製成銅片廣為應用在形成印刷電路板 -6 - 511417

’但金屬板16尚可由金、銀、錄、或者其合金構成，也可 應用電鍍或其他適合處理方法。金屬板16包括一構成電容 器介電層預定位置的第-區域17以及在第—區域周圍的1 他區域1 9，即第二區域。 進一步參考圖1，一聚合薄膜或層18是用於金屬板16及 圖刻形成如圖2之介電層20。就符合較佳具體實施例中， 薄膜1 8是由負極（negative_acting)光聚合材料其特徵為在 應用日寸處於可浴狀悲及其發展至曝露於光化輻身于及熱處理 時又為不可溶狀態。其適當材料包含依照卜吡^“交易指 定（trade designation)由 Ciba_Geigy Inc 商業販賣之液態環 氧基合成材料或依照Vialux交易指定由DuP〇nt供應之環氧 基乾薄膜。環氧基樹脂尤其特別適合應用於在較佳具體實 施例中的環氧基基板。光聚合材料一般包括一聚合原料 (Pfepolymer)及一促進光化輻射之感光劑以進行聚合原料 之聚合處理；另外，該材料可包括硬化劑hardener及其他 添加劑以增進所生產的樹脂之機械及電流物件。尤其，可 立曰加陶莞裝填器以增強其耐久性（permativity)並因此增強 所生產的電容器的電容密度。要為電容器形成介電層，則 薄膜1 8就應具有一相當齊一厚度。覆蓋在區域丨7之上的介 私層18部分是選定用於曝露於光化輻射以進行處理或形成 光聚合材料，並使用一遮罩以避免覆蓋在匡域19之週邊材 料曝露。之後，介電層因加熱升至一定溫度部分處理光聚 合材料以在覆蓋於區域17之輻射材料中形成一不可溶狀態 ，而在區域19上的材料則仍保持其可溶性。電路板之後再 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 511417 A7

““洗以去除非必要的光聚合材 曝露在區域19。其餘不可、、容# & ^ m 便4屬柄 ^ φ , ，今先聚合材料之後就加熱至最終 處理，從而為電容器形成介電層20。 、 一= 的電容器的電容由介電層2〇之成分和厚度來決定。 又〜兄特殊材料’其介電層較薄就具有較高的電容 。較佳具體實施例中的環氧基材料，介電層2 5至顺米厚度，呈現的電容密度約纽、 較佳具體實施例中，介電層從一負極光聚合化的材料中 =中Π從正極光聚合材料或不感光的熱塑或熱固樹脂 形成。依照本發明意旨，介電層2Q成為電容器η — …電片。因此’一需要的材料形成一穩 定生產後續製減電路缺㈣命^氧基㈣的介電； 2〇尤其適合應用於玻璃纖維環氧基印刷電路板，因直物理 特性相似而且在快速改變溫度或物理震動狀態中相H 參考圖3,彳電層20形成彳m屬板24沉積在金屬 板16的區域19之上，及覆蓋介電層20。這種方式，介電層 2〇是被封人或隔絕在金屬板中。較佳具體實施例中，金^ 板24和電路板16—樣是由銅構成。—銅質薄膜基本上是沉 積在無極銅積層上以為後續電鍍在介電層2〇上提供—現有 載體。就此㈣’表面經一催化劑處理，之後經催化的表 面是以無極銅電鍍溶液予與電鍍，這是廣為熟知的技蓺。 之後’將這些表面錢以產生金屬層24β較佳具體實施例 的-明顯益處’是介電層20的表面及區域17的表面是同時 電鍍Plated such that最大步驟高度就是介電層2〇的厚度。

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線 -8 - 511417 A7 B7 五、發明説明（6 ) 這有利電容器嵌入於一聚合層中的後續塗佈進行。 參考圖4，介電層24沉積之後，介電層是選定蝕刻使用 一犧牲性的光阻遮罩並以一蝕刻溶液處理從而確定出電容 12第、上層電極26及一下層電極結構28。上層電極 26疋由形成在第二金屬板24的溝槽34和電極結構28隔開 。下層電極結構28包括一從第二金屬板延伸的延伸物”以 及從第一金屬板16延伸下層電極片33。延伸物32圍繞介 電層20及包括一覆蓋在介電層上層表面週邊的端緣”。由 鋼及^阻遮罩蝕刻而形成的電極，其溝槽寬度由解析光阻 遮罩旎力及溼態蝕刻該銅所決定。典型的銅溝槽寬度是大 於75微米。廷數值已較介電層的厚度大很多，因此經過溝 、槽對電容貢獻相車交於經過介電層的就顯得微不I道。是故 ，電容器的電容可藉由在上層電極片26和下層電極片33之 ::過介：層的電容而預先決定。儘管如此，經過溝槽仍 .“加電容有所貢獻從而增進電容器的績效。 θ較佳具體實施例中，即旨在將電容器12嵌人—聚合層以 提供一平坦表面以供增加電路物件或附加電子元件Υ ^此 目的，裝有電容器12的基板14塗佈一如圖5所示之聚合層 :〇丄較佳具體實施例中’聚合層4〇由一類似於聚合材料： '。物構成以用於形成介電層2〇。應用之後，其以光影像 p otounaged)及發展出一通至上層電極26的通道42以及一 通至電極結構28的通道43。而塗佈4〇内可采& ,, 人姑％孟忡4U尚可形成一非感光聚 :’由每射鑽孔形成或以其他廣為熟知此藝之適當技 術形成通道42及通道43β最後，金屬電鍍至通道42以和上 本紙 規格(21QX297公9爱) 511417 A7 B7 五 發明説明（7 ) 層電極26形成一金屬連結44，同樣也電鍍至通道43以和下 層電極結構28形成連結45。 本發明以較佳具體實施例說明已如上述，其他形式可能 由熟知此藝者應用。準此，本發明僅在以下申請專利範圍 須受本發明之限制。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

Claims (1)

1. 511417 A8 B8 C8

   •一種在一印刷電路·板 括以下步驟： ^ 你々沄 在一介電基板上提供一第一金屬板，該第一金屬 具有一第一區域及一第二區域， 在傳導金屬板上之第一區域應用一介電層，其 金屬板的第二區域為外露， 八在介電層及第一金屬板之第二區域之上沉積一第 金屬板，並且將介電層包圍在第一金屬板及第二金屬 之中，及 ’ 圖刻忒第一金屬板以形成一覆蓋於介電層之上的♦ 極，並與第一金屬板電流隔離，該電極具有一由介電^ 開而不同於第一金屬板之空間，以形成一電容器。 2·如申請專利範圍第丨項之方法，其中介電層由一光聚合 材料構成。 σ 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中第二金屬板是由電 鏡處理所沉積。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，進一步包括 以一介電層塗佈電容器， 形成一通道於該聚合層連結電極，及 在通道中沉積金屬以形成一與電極的電流連接。 5 · —具有--體成型電容器之印刷電路板，該印刷電路 板包括 一介電基板， 一下層電極結構，包括一覆蓋於介電基板上之金屬 -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐)

   装 η

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   板’亚具有一第一區域及其周圍之第二區域， 一覆盍於第一金屬板的第一區域之上的介 具有一週邊表面， 電層，並 设盖於介電層上之上層電極， 一其中該下層電極結構進一步包括一曝露在該 區域之上及圍繞介電層的延伸物，該延伸物包4 一 ^於其周圍表面之端緣’該上層電極以—溝槽：：: 6 .如申印專利範圍第5項之印刷電路板，進一步包括 一覆蓋於電容器之上的聚合層及具有一通 連接，及 〃 電極 一延伸經過通道至電極之金屬連接。 7·如申請專利範圍第5項之印刷電路板，纟中上 下層電極是由銅構成， 一覆盍於電容器之上的聚合層並具有一 延伸經過通道至電極結構的金屬連接。 8.如申請專利範圍第5項之印刷電路板，其中介 聚合材料構成。 光

   裝 訂 9·如申請專利範圍第8項之印刷電路板 為環氧基樹脂構成。 10·如申請專利範圍第5項之印刷電路板 度介於5至50微米之間。 其中光聚合材料 其中介電層之厚 -12-