TWI599290B - 具有內埋元件的電路板及其製作方法 - Google Patents

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。

為了要達到輕薄短小的目的，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。現有的內埋於多層電路板在貼裝內埋式電子元件時，需要通過過回焊將錫膏電子元件焊接於電路板內，因回焊爐內溫度較高，容易造成電路板變形，從而影響電路板品質。

因此，有必要提供一種不需要過回焊且品質較高的具有內埋元件的電路板及其製作方法。

一種具有內埋元件的多層電路板的製作方法，包括步驟：提供芯層電路板，在所述芯層電路板上形成貫通的安裝孔；提供電子零件，在所述電子零件的電極上形成複數導電凸塊，每個所述導電凸塊在自所述電極向遠離電極的方向上的截面面積逐漸減小；將形成導電凸塊後的所述電子零件收容於所述芯層 電路板的安裝孔內，並在所述芯層電路板兩側均依次疊合膠片及銅箔；壓合使所述芯層電路板與每個所述銅箔通過一個所述膠片相黏結，並使每個所述導電凸塊貫穿一所述膠片並與與所述膠片相貼的所述銅箔相接觸並相電連接，從而形成電路基板；將每個所述銅箔製作形成導電線路層，使所述電子零件與所述導電線路層相電連接，從而形成所述具有內埋元件的多層電路板。

一種具有內埋元件的多層電路板，包括一芯層電路板、一電子零件、第一膠片、第二膠片及導電線路層。所述芯層電路板上形成有貫通的安裝孔。所述電子零件收容於所述安裝孔內。複數導電凸塊形成於所述電子零件的電極上，每個所述導電凸塊在自所述電極向遠離電極的方向上的截面面積逐漸減小。所述第一膠片及第二膠片分別形成於所述芯層電路板的相對兩側，複數所述導電凸塊貫穿所述第一膠片。所述導電線路層分別形成於所述第一膠片及所述第二膠片表面。貫穿所述第一膠片的所述導電凸塊與與所述第一膠片相貼的導電線路層相接觸並相電連接。

相較於先前技術，本發明實施例本發明實施例的具有內埋元件的多層電路板及製作方法通過在電子零件上形成具有尖端的導電凸塊，使導電凸塊刺穿膠片與導電線路層電連接，從而將電子零件內埋，並且不需要過回焊，可以減少因回焊造成的電路板翹曲、漲縮不匹配等問題，從而提高電路板製作良率。

100‧‧‧具有內埋元件的多層電路板

10‧‧‧芯層電路板

17‧‧‧電子零件

181‧‧‧第一膠片

191‧‧‧第二膠片

22‧‧‧第三導電線路層

23‧‧‧第四導電線路層

11‧‧‧基材層

121‧‧‧第一導電線路層

131‧‧‧第二導電線路層

141‧‧‧導電通孔

16‧‧‧安裝孔

173‧‧‧主體部

171‧‧‧電極

1711‧‧‧上表面

1712‧‧‧下表面

172‧‧‧導電凸塊

24‧‧‧第一導電盲孔

25‧‧‧第二導電盲孔

27‧‧‧第三膠片

28‧‧‧第五導電線路層

29‧‧‧第四膠片

30‧‧‧第六導電線路層

12‧‧‧第一導電層

13‧‧‧第二導電層

14‧‧‧線路區

15‧‧‧零件安裝區

18‧‧‧第一增層材料

19‧‧‧第二增層材料

20‧‧‧疊合結構

182‧‧‧第一銅箔

192‧‧‧第二銅箔

26‧‧‧四層的具有內埋元件的電路板

31‧‧‧第三導電盲孔

32‧‧‧第四導電盲孔

圖1係本發明第一實施例提供的具有內埋元件的多層電路板的剖視圖。

圖2係本發明第二實施例提供芯層電路板的剖視圖。

圖3係將圖2中的芯層電路板上形成安裝孔後的剖視圖。

圖4係在本發明第二實施例提供電子零件上形成導電凸塊後的剖視圖。

圖5係將圖4的電子零件收容於圖3的芯層電路板中的安裝孔內並在芯層電路板兩側疊合增層材料形成疊合結構後的剖視圖。

圖6係將圖5中疊合結構壓合形成電路基板後剖視圖。

圖7係將圖6中的銅箔製作形成導電線路層得到四層的具有內埋元件的電路板後的剖視圖。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種具有內埋元件的多層電路板100，包括：一芯層電路板10、收容於芯層電路板10內的電子零件17、形成與芯層電路板10兩側的第一膠片181及第二膠片191、形成於第一膠片181側的第三導電線路層22、以及形成於第二膠片191側的第四導電線路層23。

所述芯層電路板10包括基材層11，以及設置於基材層11相對兩側的第一導電線路層121及第二導電線路層131，一導電通孔141電連接所述第一導電線路層121及所述第二導電線路層131，一安裝孔16貫通所述芯層電路板10。

所述電子零件17收容於所述安裝孔16內。所述電子零件17包括主體部173及電極171，所述電子零件17的厚度等於或略小於所述安裝孔16的深度。所述主體部173大致呈長方形，所述兩個電極171及形成於所述主體部173長方向的兩端，所述兩個電極171均包括一上表面1711及與所述上表面1711相對的下表面1712，兩個所述上表面1711位於所述電子零件17的同一側，兩個所述下表面1712位於所述電子零件17的相對另一側，所述兩個電極171的上表面1711及下表面1712上形成有導電凸塊172。所述導電凸塊172突出的延伸方向與所述芯層電路板10相垂直。所述導電凸塊172在自所述電極171向遠離電極171的方向上截面面積逐漸減小。

所述第一膠片181內形成有至少一個第一導電盲孔24，所述第二膠片191內形成有至少一個第二導電盲孔25，所述第一導電盲孔24電連接所述第一導電線路層121與所述第三導電線路層22，所述第二導電盲孔25電連接所述第二導電線路層131與所述第四導電線路層23。所述電子零件17兩側的的導電凸塊172分別貫穿所述第一及第二膠片181、191，並分別與所述第三及第四導電線路層22、23相電連接。

所述第三導電線路層22側還依次形成有第三膠片27及第五導電線路層28，所述第四導電線路層23側還依次形成有第四膠片29及第六導電線路層30。所述第三膠片27及第四膠片29內分別形成有第三導電盲孔31及第四導電盲孔32，所述第三導電盲孔31電連接所述第三導電線路層22與所述第五導電線路層28，所述第四導電盲孔32電連接所述第四導電線路層23與所述第六導電線路層30。

請一併參閱圖2-7，本發明第二實施例提供一種上述具有內埋元件的多層電路板100的製作方法，包括如下步驟：

第一步，請參閱圖2，提供一芯層電路板10，所述芯層電路板10包括基材層11，以及設置於基材層11相對兩側的第一導電層12及第二導電層13。

本實施例中，以所述芯層電路板10的一個電路板單元為例進行說明，所述芯層電路板10劃分出一線路區14及一零件安裝區15。所述零件安裝區15的尺寸與待安裝的零件的尺寸大致相同。所述線路區14內的所述第一導電層12及第二導電層13均為形成有導電線路的導電線路層，定義線路區14內的所述第一導電層12及第二導電層13分別為第一導電線路層121及第二導電線路層131。所述芯層電路板10在所述線路區14內還形成有至少一個導電通孔141，所述導電通孔141電連接所述第一導電線路層121及所述第二導電線路層131。所述零件安裝區15內的所述第一導電層12及第二導電層13並未形成導電線路，且分別與線路區14內的第一導電層12及第二導電層13相斷開。在另一實施例中，所述零件安裝區15內的 所述第一導電層12及第二導電層13也可以不與所述線路區14內的第一導電層12及第二導電層13相斷開。在其他實施例中，所述零件安裝區15內也可以不形成所述第一導電層12及第二導電層13。

本實施例中，第一導電層12及第二導電層13的材質均為銅。所述本實施例中，所述基材層11為絕緣層，即所述芯層電路板10為雙面電路板。在其他實施例中，所述基材層11也可以包括多層絕緣層及導電線路層，此時，絕緣層與導電線路層交替排列，且基材層11最外兩側為絕緣層，也即，在其他實施例中，所述芯層電路板10也可以為多層電路板。在其他實施例中，所述零件安裝區15的數量也可以為複數；所述芯層電路板10可以包括複數電路板單元。

第二步，請一併參閱圖3，去除所述零件安裝區15內的所述芯層電路板10，從而在所述芯層電路板10上形成一安裝孔16。

本實施例中，通過鐳射切割的方式沿所述線路區14與所述零件安裝區15的交界線切割所述芯層電路板10，從而去除所述零件安裝區15內的所述芯層電路板10。所述安裝孔16貫通所述芯層電路板10，所述安裝孔16用於收容一電子零件。因在本實施例中，所述零件安裝區15內的所述第一導電層12及第二導電層13分別與線路區14內的第一導電層12及第二導電層13相斷開，故，切割時只切割到基材層11而並不會切割到導電層，較容易切割。在其他實施例中，也可以通過沖型、撈型等方式形成所述安裝孔16。

第三步，請參閱圖4，提供一電子零件17，在所述電子零件17的電極171上形成導電凸塊172，所述導電凸塊172在自所述電極171向遠離電極171的方向上截面面積逐漸減小。

本實施例中，所述電子零件17包括主體部173及兩個電極171。所述主體部173大致呈長方形，所述兩個電極171及形成於所述主體部173長方向的兩端，所述兩個電極171均包括一上表面1711及與所述上表面1711相對的下表面 1712，兩個所述上表面1711位於所述電子零件17的同一側，兩個所述下表面1712位於所述電子零件17的相對另一側。所述導電凸塊172的數量為四個，分別形成於所述兩個電極171的上表面1711及下表面1712上。所述電子零件17的厚度等於或略小於所述安裝孔16的深度。

在所述電子零件17的電極171上形成導電凸塊172包括步驟：首先，通過印刷的方式在所述電子零件17的每個電極171其中上表面1711及下表面1712上形成導電膏體，所述導電膏體可以為銀膏、銅膏等；其次，將所述導電膏體固化得到所述導電凸塊172，所述導電凸塊172在自所述電極171向遠離電極171的方向上截面面積逐漸減小，所述導電凸塊172可以為圓錐狀、圓臺狀、三棱錐狀、三棱臺狀、多棱錐狀、多棱臺狀等。

在其他實施例中，所述導電凸塊172也可以只形成在所述上表面1711上，或只形成在所述下表面1712上；所述導電凸塊172的數量也不限於本實施例，例如，每個電極171的上表面1711及下表面1712上還可以形成兩個或者更多導電凸塊172。

第四步，請參閱圖5，將形成導電凸塊172後的所述電子零件17收容於所述芯層電路板10的安裝孔16內，並在所述芯層電路板10兩側分別疊合一第一增層材料18及第二增層材料19，使所述電子零件17的導電凸塊172均與增層材料相接觸，從而形成一疊合結構20。

本實施例中，所述第一增層材料18包括一第一膠片181及一第一銅箔182，所述第二增層材料19包括一第二膠片191及一第二銅箔192，所述電子零件17兩側的導電凸塊172分別與所述第一及膠片181、191直接相接觸。所述第一及第二膠片181、191可以為半固化絕緣樹脂片，且可以包含玻璃纖維布等增韌材料。所述第一膠片181及第二膠片191的厚度分別與與其相接觸的導電凸塊172突出於所述芯層電路板10的高度大致相同。

本實施例中，所述疊合結構20的形成步驟包括：首先，提供所述第一膠片181，通過滾壓的方式將所述第一膠片預貼合於所述芯層電路板10的一側，也即，通過所述第一膠片181封閉所述安裝孔16的一端開口；之後，將形成導電凸塊172後的所述電子零件17收容於所述芯層電路板10的安裝孔16內，並使所述電子零件17一側的導電凸塊172支撐於所述第一膠片181上；然後，在所述第一膠片181遠離所述芯層電路板10的一側疊合所述第一銅箔182，在所述芯層電路板10遠離所述第一膠片181的一側依次疊合所述第二膠片191及一第二銅箔192，從而形成所述疊合結構20。

第五步，請參閱圖6，壓合所述疊合結構20，使所述芯層電路板10與所述第一增層材料18及第二增層材料19相黏結，並使所述電子零件17兩側的的導電凸塊172分別貫穿所述第一及第二膠片181、191，並分別與同側的所述銅箔相電連接，從而形成一電路基板21。

因在本實施例中，所述導電凸塊172在自所述電極171向遠離電極171的方向上截面面積逐漸減小，也即具有較尖銳的端部，故，在壓力作用下，所述導電凸塊172可以刺穿所述第一膠片181與第二膠片191從而與第一及第二銅箔182、192相電連接，又因所述第一膠片181及第二膠片191的厚度與與其相接觸的導電凸塊172突出於所述芯層電路板10的高度大致相同，故，所述導電凸塊172可以與所述第一及第二銅箔182、192相電連接而不刺穿所述第一及第二銅箔182、192。

第六步，請參閱圖7，將所述第一銅箔182製作形成第三導電線路層22，將所述第二銅箔192製作形成第四導電線路層23，並在所述第一膠片181內形成至少一個第一導電盲孔24，在所述第二膠片191內形成至少一個第二導電盲孔25，使所述第一導電盲孔24電連接所述第一導電線路層121與所述第三導電線路層22，使所述第二導電盲孔25電連接所述第二導電線路層131與所述第四導電線路層 23，並使所述電子零件17兩側的的導電凸塊172分別與同側的所述導電線路層相電連接，也即，使所述電子零件17與所述第三及第四導電線路層22、23相電連接，從而得到一四層的具有內埋元件的電路板26。

本實施例中，所述導電盲孔及導電線路層可以通過如下步驟形成：首先，通過鐳射燒蝕在所述第一膠片181及第一銅箔182上形成至少一個盲孔，及在所述第二膠片191及第二銅箔192上形成至少一個盲孔；之後，電鍍在所述盲孔孔壁形成電鍍層，從而將所述盲孔製作形成第一導電盲孔24及第二導電盲孔25；最後，通過影像轉移工藝及蝕刻工藝將所述第一銅箔182製作形成第三導電線路層22，及將所述第二銅箔192製作形成第四導電線路層23。

第七步，請一併參閱圖1，在所述四層的具有內埋元件的電路板26兩側增層，分別形成第三膠片27及第五導電線路層28、第四膠片29及第六導電線路層30，並分別在所述第三膠片27及第四膠片29內分別形成第三導電盲孔31及第四導電盲孔32，使所述第三導電盲孔31電連接所述第三導電線路層22與所述第五導電線路層28，使所述第四導電盲孔32電連接所述第四導電線路層23與所述第六導電線路層30，從而得到具有內埋元件的多層電路板100。

本步驟中增層方式與第四至第六步類似，即均為先壓合膠片及銅箔，之後在膠片內形成導電盲孔，最後再將銅箔製作成導電線路。當然，如果僅需要形成四層電路板，則不需要進行本步驟。

可以理解，還可以在所述具有內埋元件的多層電路板100上形成防焊層以保護最外兩側裸露的導電線路；本案的多層電路板還可以用第七步的方式形成更多的導電線路層從而得到包括更多層線路層的具有內埋元件的多層電路板100。

相較於先前技術，本發明實施例的具有內埋元件的多層電路板100及製作方法通過在電子零件17上形成具有尖端的導電凸塊172，使導電凸塊刺 穿膠片與導電線路層電連接，從而將電子零件17內埋，並且不需要過回焊，可以減少因回焊造成的電路板翹曲、漲縮不匹配等問題，從而提高電路板製作良率。

惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之請求項。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下請求項內。

100‧‧‧具有內埋元件的多層電路板

10‧‧‧芯層電路板

17‧‧‧電子零件

181‧‧‧第一膠片

191‧‧‧第二膠片

22‧‧‧第三導電線路層

23‧‧‧第四導電線路層

11‧‧‧基材層

121‧‧‧第一導電線路層

131‧‧‧第二導電線路層

141‧‧‧導電通孔

16‧‧‧安裝孔

173‧‧‧主體部

171‧‧‧電極

1711‧‧‧上表面

172‧‧‧導電凸塊

24‧‧‧第一導電盲孔

25‧‧‧第二導電盲孔

27‧‧‧第三膠片

28‧‧‧第五導電線路層

29‧‧‧第四膠片

30‧‧‧第六導電線路層

31‧‧‧第三導電盲孔

32‧‧‧第四導電盲孔

Claims (15)

1. 一種具有內埋元件的多層電路板的製作方法，包括步驟：提供芯層電路板，在所述芯層電路板上形成貫通的安裝孔；提供電子零件，所述電子零件的厚度等於或略小於所述安裝孔的深度，在所述電子零件的電極上印刷導電膏體，以及固化所述導電膏體得到複數導電凸塊，每個所述導電凸塊在自所述電極向遠離電極的方向上的截面面積逐漸減小；將形成導電凸塊後的所述電子零件收容於所述芯層電路板的安裝孔內，並在所述芯層電路板兩側均依次疊合膠片及銅箔；壓合使所述芯層電路板與每個所述銅箔通過一個所述膠片相黏結，每個所述膠片的厚度與所述導電凸塊突出於所述芯層電路板的高度大致相同，並使每個所述導電凸塊貫穿一所述膠片並與與所述膠片相貼的所述銅箔相接觸並相電連接，從而形成電路基板；將每個所述銅箔製作形成導電線路層，使所述電子零件與所述導電線路層相電連接，從而形成所述具有內埋元件的多層電路板。
2. 如請求項第1項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，通過鐳射切割、沖型或撈型在所述芯層電路板上形成所述安裝孔。
3. 如請求項第1項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，所述芯層電路板包括基材層以及設置於基材層相對兩側的第一導電線路層及第二導電線路層，所述芯層電路板包括一線路區及一零件安裝區，所述第一導電線路層及第二導電線路層僅形成於所述線路區，沿所述線路區與所述零件安裝區的交界線切割所述芯層電路板，以去除所述零件安裝區內的所述芯層電路板，形成所述安裝孔。
4. 如請求項第1項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，所述芯層電路板包括基材層以及設置於基材層相對兩側的第一導電層及第二導電層，所述芯層電路板包括一線路區及一零件安裝區，所述線路區內的所述第一導電層及第二導電層與所述零件安裝區內的所述第一導電層及第二導電層相斷開，所述線路區的所述第一導電層及第二導電層分別為第一導電線路層及第二導電線路層，沿所述線路區與所述零件安裝區的交界線切割所述芯層電路板，以去除所述零件安裝區內的所述芯層電路板，形成所述安裝孔。
5. 如請求項第1項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，所述導電膏體為銀膏或銅膏。
6. 如請求項第1項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，所述導電凸塊的形狀為圓錐狀、圓臺狀、三棱錐狀、三棱臺狀、多棱錐狀或多棱臺狀。
7. 如請求項第1項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，所述電子零件包括主體部及兩個電極，所述兩個電極均包括一下表面，兩個所述下表面位於所述電子零件的同一側，每個所述電極的下表面形成有至少一個導電凸塊，壓合時，每個所述導電凸塊貫穿所述芯層電路板一側的所述膠片並與與所述膠片相貼的所述銅箔相電連接。
8. 如請求項第7項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，所述兩個電極還包括與所述下表面相對的上表面，兩個所述上表面位於所述電子零件的相對另一側，每個所述電極的上表面也形成有至少一個導電凸塊，壓合時，每個所述導電凸塊分別貫穿同側的所述膠片並與與所述膠片相貼的所述銅箔相電連接。
9. 如請求項第8項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，所述導電凸塊的數量為四個，所述導電凸塊分別形成於所述兩個電極的上表面及下表面。
10. 如請求項第8項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，將形成導電凸塊後的所述電子零件收容於所述芯層電路板的安裝孔內，並在所述芯層電路板兩側均依次疊合膠片及銅箔的步驟包括：提供一第一膠片，通過滾壓的方式將所述第一膠片預貼合於所述芯層電路板的一側，之後，將形成導電凸塊後的所述電子零件收容於所述芯層電路板的安裝孔內，並使所述電子零件一側的導電凸塊支撐於所述第一膠片上，然後，在所述第一膠片遠離所述芯層電路板的一側疊合所述第一銅箔，在所述芯層電路板遠離所述第一膠片的一側依次疊合所述第二膠片及一第二銅箔。
11. 如請求項第1項所述的具有內埋元件的多層電路板的製作方法，其中，將每個所述銅箔製作形成導電線路層之後，還包括在每個所述導電線路層表面進行增層的步驟。
12. 一種具有內埋元件的多層電路板，包括： 一芯層電路板，所述芯層電路板上形成有貫通的安裝孔；一電子零件，所述電子零件收容於所述安裝孔內，所述電子零件的厚度等於或略小於所述安裝孔的深度，複數導電凸塊形成於所述電子零件的電極上，所述複數導電凸塊為導電膏體固化形成，每個所述導電凸塊在自所述電極向遠離電極的方向上的截面面積逐漸減小；形成於所述芯層電路板相對兩側的第一膠片及第二膠片，複數所述導電凸塊貫穿所述第一膠片；以及分別形成於所述第一膠片及第二膠片表面的導電線路層，貫穿所述第一膠片的所述導電凸塊與與所述第一膠片相貼的導電線路層相接觸並相電連接。
13. 如請求項第12項所述的具有內埋元件的多層電路板，其中，複數導電凸塊貫穿所述第二膠片，貫穿所述第二膠片的所述導電凸塊與與所述第一膠片相貼的導電線路層電連接。
14. 如請求項第12項所述的具有內埋元件的多層電路板，其中，所述電子零件包括主體部及兩個電極，所述兩個電極均包括一下表面及與所述下表面相對的上表面，兩個所述下表面位於所述電子零件的同一側，兩個所述上表面位於所述電子零件的相對另一側，所述導電凸塊的數量為四個，所述導電凸塊分別形成於所述兩個電極的上表面及下表面。
15. 如請求項第12項所述的具有內埋元件的多層電路板，其中，所述導電凸塊的形狀為圓錐狀、圓臺狀、三棱錐狀、三棱臺狀、多棱錐狀或多棱臺狀。