CN102548211B - 一种内埋置电容器的印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内埋置电容器的印刷电路板，包括多个电路层、以及多个分别位于各电路层之间的绝缘层，所述的绝缘层包括第一基板层和第二基板层，电容器设置在第二基板层中且位于第一基板层的上表面处，其特征在于：电容器的两极为两个梳齿状交错排列的电容极片，两个电容极片的上表面设有穿过第二基板层的微通孔，微通孔的连接端设置在第二基板层的表面上与电路层连接。本发明的优点：减小封装体积、提高电气性能、增加印刷电路板中内埋置电容器的电容量；本发明制造方法固化温度较低，可有效提高生产效率，降低成本；所采用的基板材料来源广泛、价格便宜，固化温度较低，对设备和工艺技术的要求大大降低。

Description

一种内埋置电容器的印刷电路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及印刷电路板（PCB）及其制造方法，尤其是一种内埋置电容器的印刷电路板及其制造方法。

背景技术

随着电子产品的发展，目前的表面组装技术（SMT）广泛应用于微电子组装与封装，一般而言，一个典型的SMT工艺中，无源元器件占据约整个PCB基板40%及以上的面积，制约了电子产品向小型化、多功能、低成本、高性能方向的发展。根据国际半导体路线图（ITRS），基板内埋置无源器件技术（EPT）作为***封装（SIP）的一种高级形式，相比于无源器件的表面组装技术（SMT）具有明显优势。

内埋置无源器件作为微电子表面组装（SMT）的一种高级形式，由于工艺技术的发展和有些电路设计对埋置无源器件的要求，要求更小的埋置体积和特殊条件下更薄的埋置式PCB，更高的电性能；同时也要求无源器件包括电阻和电容，分别需要更高的电阻值和更高的电容量。

公开号为CN1468448“具有埋置电容器的电子封装及其制造方法”的专利中公开了一种在硅衬底上埋置电容技术，其中硅衬底对工艺固化温度要求较高，限制了埋置工艺的实施和成本的降低；公开号为CN101170869的专利中公开了一种“埋置电容器的印刷电路板及其制造方法”，该方法埋置的电容下极板直接与铜箔或电路层相连，然而其工艺限制了其电容量的增加；公开号为CN1738513“包括嵌入式电容器的印刷电路板及其制造方法”中公开了一种增大电容的有效对应面积的叠层电容来增加电容量的埋置电容级制造方法，该方法要求的层压工艺步骤较多。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，迎合电子产品小型化、多功能、低成本、高性能的主流发展方向，而提供一种具有高电容量的内埋置电容器的印刷电路板及其制造方法。

本发明的目的是通过下述的技术方案来实现的：

一种内埋置电容器的印刷电路板，包括电容器、多个电路层、以及多个分别设置在各电路层之间的绝缘层，所述的绝缘层包括第一基板层和第二基板层，电容器设置在第二基板层中且位于第一基板层的上表面处，与现有技术不同的是：电容器的两极为两个梳齿状交错排列的电容极片，两个电容极片的上表面设有穿过第二基板层的微通孔，微通孔的连接端设置在第二基板层的表面上与电路层连接。

所述第一基板层为FR-4环氧树脂。

所述第二基板层为FR-4环氧树脂或聚酰亚胺。

制造上述内埋置电容器的印刷电路板的方法，包括

（a）提供绝缘层第一基板层，在第一基板层上旋转涂覆介电质材料，轻度固化形成介电层；

（b）在介电层上旋转涂覆光刻胶，轻度固化；

（c）光刻胶曝光，定义两个梳齿形电容极片图形，然后蚀刻介电质材料，形成两片相互交错排列的梳齿形电容极片沟槽；

（d）移除介电层表面的光刻胶；

（e）在两个梳齿形电容极片的沟槽和介电层表面电镀铜，形成种子层；

（f）移除介电层上表面的全部电镀铜所形成的种子层，形成两片相互交错排列的梳齿形电容极片；

（g）介电层表面旋转涂覆光刻胶；

（h）光刻胶曝光，移除两个电容极片轮廓外多余的介电质材料；

（i）移除曝光后的光刻胶，得到第一基板层表面上的两片相互交错排列的梳齿形电容器；

（j）（对制作出的梳齿形电容进行表面处理，以增加元器件表面结合力，然后）在电容器的表面和第一基板层上旋转涂覆绝缘材料，形成第二基板层；

（k）在第二基板层的上表面旋转涂覆光刻胶，轻度固化；

（l）光刻胶曝光，刻蚀第二基板层，形成微孔；

（m）移除第二基板层上表面的光刻胶；

（n）在微孔壁上电镀铜，形成微通孔，同时在第二基板层的上表面形成种子层；

（o）在种子层的上表面旋转涂覆光刻胶；

（p）光刻胶曝光，刻蚀以去除第二基板层表面电镀铜形成的种子层镀铜，形成微通孔连接端；

（q）移除光刻胶，形成具有微通孔的内埋置电容的绝缘层。

固化温度为60-80℃。

本发明的绝缘层制作完成后，在绝缘层上层压铜箔制作电路图形，即制作电路层，绝缘层内的内埋置电容器通过微通孔与电路层互联，重复以上步骤，层与层之间的互联通过导通孔连接，最终制作出内埋置电容器的印刷电路板。

本发明具有以下优点：

1. 减小封装体积，相对表面组装技术而言，可减少电子封装体积、节省材料，使电子产品更加小型化；

2. 提高电气性能，相对表面组装技术而言，可提高电子封装方面电气性能，主要是其体积减小导致其电气互联线路更短，集成度更高；

3. 增加印刷电路板中内埋置电容器的电容量，可有效提高电容器的器件特性容量；

4. 本发明工艺制作印刷电路板固化温度较低，可有效提高生产效率，降低成本。本发明所用的第一基板和第二基板材料来源广泛、价格便宜，固化温度较低，对设备和工艺技术的要求大大降低。

附图说明

图1为实施例绝缘层的剖面结构示意图；

图2为图1中A-A视向结构示意图；

图3a-图3q为截面图，其示意性地示出了本发明实施例制造内埋置电容器印刷电路板的方法。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明内容作进一步的详细说明，但不是对本发明的限定。

实施例：

参照图1图2，一种内埋置电容器的印刷电路板，包括电容器、多个电路层、以及多个分别设置在各电路层之间的绝缘层，绝缘层包括第一基板层1和第二基板层3，电容器2设置在第二基板层3中且位于第一基板层1的上表面处，电容器2的两极为两个梳齿状交错排列的电容极片4，两个电容极片4的上表面设有穿过第二基板层3的微通孔5，微通孔5的连接端设置在第二基板层3的表面上与电路层连接。

电容器2的两极设置为两个梳齿状交错排列的电容极片4，相对于传统的正负极平行板结构可增加正、负极极片的有效对应面积，由于电容量的固有特性，电容容量与电容正负极片有效对应面积成正比，因此本实用新型设计的两相互交错排列的梳齿形电容极片可有效提高电容容量，从而满足电路对埋置电容高电容容量的需求。此外，制作出的梳齿形电容极片4都设置在同一层，只需一次镀铜沉积，相对于现有的制造内埋置高容量的电容器制造工艺步骤较少，成本较低。

第一基板层1为FR-4环氧树脂。

第二基板层3为FR-4环氧树脂或聚酰亚胺。

第一基板层1采用FR-4环氧树脂、第二基板层3采用FR-4环氧树脂或聚酰亚胺绝缘材料，可有效减低整个工艺要求的固化温度，提高生产效率，其材料本身价格便宜，可以有效降低生产成本。

如图3a-图3q所示，一种制造上述内埋置电容器的印刷电路板的方法，包括

（a）提供绝缘层第一基板层301，在第一基板层301上旋转涂覆介电质材料，轻度固化形成介电层302，如图3a所示，将介电质材料固化在第一基板层301上，从而制作介电层302；

（b）在介电层302上旋转涂覆光刻胶306，轻度固化，如图3b所示，为制作电容极片做准备；

（c）光刻胶306曝光，定义两个梳齿形电容极片图形，然后蚀刻介电质材料，形成两片相互交错排列的梳齿形电容极片沟槽，如图3c所示，光刻,306曝光后，根据电容量的大小，设计并定义两梳齿形电容极片图形，在介电层上刻蚀出两片梳齿形电容极片的槽型轮廓，且设置的连接微通孔区有较宽区域，为制作电容极片做准备；

（d）移除介电层302表面的光刻胶，如图3d所示，制作出电容极片沟槽；

（e）在两个梳齿形电容极片的沟槽和介电层302表面电镀铜，形成种子层304，如图3e所示，在以上步骤中形成的电容极片沟槽内镀铜填充，镀铜并在介电层302上表面形成种子层304；

（f）移除介电层302上表面的种子层，形成两片相互交错排列的梳齿形电容极片，如图3f所示，用机械研磨、腐蚀或其他方法除去介电层302上表面的种子层，制作出两梳齿状电容极片；

（g）介电层302表面旋转涂覆光刻胶306，如图3g所示，为除去多余的介电质材料做准备；

（h）光刻胶306曝光，移除两个电容极片轮廓外多余的介电质材料，如图3h所示，保留光刻胶306下面的两个梳齿形电容极片结构和两极片之间包夹的电介质材料图形；

（i）移除曝光后的光刻胶，得到第一基板层301表面上的两片相互交错排列的梳齿形电容器，如图3i所示，移除光刻胶后，完成梳齿形电容器的制作；

（j）在电容器的表面和第一基板层301上旋转涂覆绝缘材料，形成第二基板层303，如图3j所示；

（k）在第二基板层303的上表面旋转涂覆光刻胶306，轻度固化，如图3k所示；

（l）光刻胶306曝光，刻蚀第二基板层303，形成微孔，如图3l所示，光刻胶306曝光后，刻蚀第二基板层303绝缘材料，刻蚀出微孔，使微孔成形，准备在微孔上电镀铜，制备微通孔，从而以实现埋置电容器与绝缘层外的电路互联；

（m）移除第二基板层303上表面的光刻胶，如图3m所示，直接曝光或其他方法移除第二基板层303绝缘材料表面上的光刻胶；

（n）在微孔壁上电镀铜，形成微通孔，同时在第二基板层303表面形成种子层305，如图3n所示，在移除光刻胶后具有微孔的第二基板层303孔壁和第二基板层303绝缘材料表面电镀铜，形成电镀的微通孔和第二基板层303表面上的种子层305；

（o）在种子层305的上表面旋转涂覆光刻胶306，如图3o所示； 

（p）光刻胶306曝光，刻蚀以去除第二基板层303表面电镀铜形成的种子层镀铜，形成微通孔连接端，如图3p所示，除去种子层多余的电镀铜，保留微通孔上端的种子层，形成微通孔连接端；

（q）移除光刻胶，形成具有微通孔的内埋置电容的绝缘层，如图3q所示，完成内埋置梳齿形电容制作。

上述步骤中的固化温度为60-80℃，相对于传统高温制造电容方法，本发明工艺制造对工艺设备和工艺制造的复杂度大大降低，可有效提高生产效率，降低生产成本。

在步骤（a）之前先对第一基板层301进行表面处理；在步骤（i）和步骤（j）之间对电容器的表面进行表面处理，以提高层间结合力。

光刻胶曝光后内埋置电阻的绝缘层制作完成，绝缘层制作完成后，在绝缘层上层压铜箔制作电路图形，即制作电路层，绝缘层内的内埋置电容器通过微通孔与电路层互联，重复以上步骤，层与层之间的互联通过导通孔连接，最终制作出内埋置电容器的印刷电路板。

Claims (1)

1.一种内埋置电容器的印刷电路板的制造方法，其特征在于：包括

（a）提供绝缘层第一基板层，在第一基板层上旋转涂覆介电质材料，轻度固化形成介电层；

（b）在介电层上旋转涂覆光刻胶，轻度固化；

（c）光刻胶曝光，定义两个梳齿形电容极片图形，然后蚀刻介电质材料，形成两片相互交错排列的梳齿形电容极片沟槽；

（d）移除介电层表面的光刻胶；

（e）在两个梳齿形电容极片的沟槽和介电层表面电镀铜，形成种子层；

（f）移除介电层上表面的全部电镀铜所形成的种子层，形成两片相互交错排列的梳齿形电容极片；

（g）介电层表面旋转涂覆光刻胶；

（h）光刻胶曝光，移除两个电容极片轮廓外多余的介电质材料；

（i）移除曝光后的光刻胶，得到第一基板层表面上的两片相互交错排列的梳齿形电容器；

（j）在电容器的表面和第一基板层上旋转涂覆绝缘材料，形成第二基板层；

（k）在第二基板层的上表面旋转涂覆光刻胶，轻度固化；

（l）光刻胶曝光，刻蚀第二基板层，形成微孔；

（m）移除第二基板层上表面的光刻胶；

（n）在微孔壁上电镀铜，形成微通孔，同时在第二基板层的上表面形成种子层；

（o）在种子层的上表面旋转涂覆光刻胶；

（p）光刻胶曝光，刻蚀以去除第二基板层表面电镀铜形成的种子层镀铜，形成微通孔连接端；

（q）移除光刻胶，形成具有微通孔的内埋置电容的绝缘层；

轻度固化的固化温度为60-80℃；其中微通孔实现内埋置电容器与绝缘层外的电路互联。