專利名稱：埋有電子器件的印刷線路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子器件埋入絕緣底板的印刷線路板的制造方法 以及用這種方法制造的印刷線路板。
背景技術(shù)：
通常已知有一種印刷線路板，在這種印刷線路板中電子器件埋在 絕緣底板內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)電子器件的高密度組裝。
例如，在JP-A-11-312868中揭示了一種技術(shù)。在這種技術(shù)中，形成 多個(gè)第一樹(shù)脂薄膜，用這些第一樹(shù)脂薄膜組成一個(gè)絕緣底板。笫一樹(shù) 脂薄膜含有處在B態(tài)的熱固樹(shù)脂。在每個(gè)第一樹(shù)脂薄膜內(nèi)形成多個(gè)通 路。在每個(gè)笫一樹(shù)脂薄膜的一個(gè)表面上形成多個(gè)導(dǎo)電層。然后，形成 一個(gè)第二樹(shù)脂薄膜。笫二樹(shù)脂薄膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度比第一樹(shù)脂薄膜 的固化溫度高。將一個(gè)用樹(shù)脂密封的電子器件安裝在第二樹(shù)脂薄膜上。 將第二樹(shù)脂薄膜與第一樹(shù)脂薄膜層疊在一起后加壓，形成一個(gè)第一和 第二樹(shù)脂薄膜的集成體。隨后，通過(guò)對(duì)集成體加熱使第一膜片內(nèi)的熱 固樹(shù)脂固化，制成一個(gè)印刷線路板，其中這些導(dǎo)電層通過(guò)通路相互電 連接，電子器件與導(dǎo)電層電連接，而電子器件埋在絕緣底板內(nèi)。
然而，在公布的這種工藝中，困難的是在這種印刷線路板內(nèi)使電 子器件與在固化第一薄膜的熱固樹(shù)脂時(shí)形成的絕緣底板對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)檠b 上電子器件的第二樹(shù)脂薄膜夾在層疊在它兩面的第一樹(shù)脂薄膜之間。 因此，在對(duì)準(zhǔn)上的比較大的偏差可能引起在電子器件與通路之間電接 觸不良。
在jp—A-4-356998中揭示了另一種工藝。在這種工藝中，在一個(gè)構(gòu) 成多層電路板的內(nèi)層板的雙面印制板的絕緣底板上通過(guò)鏜孔形成一個(gè) 凹口。然后，將一個(gè)電子器件放在凹口內(nèi)焊好。接著，在焊有電子器 件的雙面印刷板的兩個(gè)表面上層疊聚脂膠片，再加壓，就制成一個(gè)埋
頁(yè)
有電子器件的印刷線路板。
然而，在JP-A-4-356998的工藝中，制造過(guò)程復(fù)雜，而且制造步驟 多，因?yàn)橐獙⑦@些聚脂膠片分別疊堆在雙面印刷板的兩個(gè)表面上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在考慮到以上情況下作出的，目的是提供一種制造埋有 電子器件的印刷線路板的方法，采用這種方法很容易使電子器件與印 刷線路板的絕緣底板對(duì)準(zhǔn)，而且可以簡(jiǎn)化制造過(guò)程。本發(fā)明的另一個(gè) 目的是提供用這種方法制造的印刷線路板。
這種方法包括下列步驟在一個(gè)用熱塑性樹(shù)脂制成的笫一樹(shù)脂薄 膜內(nèi)形成一個(gè)開(kāi)口；將笫一樹(shù)脂薄膜與多個(gè)用熱塑性樹(shù)脂制成、上面 形成多個(gè)導(dǎo)電層的第二樹(shù)脂薄膜層疊在一起；將一個(gè)大小基本上與開(kāi) 口相同的電子器件嵌入開(kāi)口；以及通過(guò)加壓和加熱將層疊的第一和第 二樹(shù)脂薄膜粘接在一起。在對(duì)層疊的第一和笫二樹(shù)脂薄膜加壓和加熱 時(shí)，電子器件的多個(gè)電極就電連接到導(dǎo)電層上，而第一和第二樹(shù)脂薄 膜受到塑性變形，密封了電子器件。
或者，這種方法也可以包括下列步驟在一個(gè)用熱塑性樹(shù)脂制成 的片件內(nèi)形成一個(gè)凹口或開(kāi)口；將一些用熱塑性樹(shù)脂制成、上面形成 多個(gè)導(dǎo)電層的樹(shù)脂薄膜層疊在一起；將片件放在一個(gè)在層疊樹(shù)脂薄膜 的步驟中形成的層疊體的外表面上或?qū)盈B體內(nèi)；將一個(gè)電子器件嵌入 凹口或開(kāi)口；以及通過(guò)加壓和加熱將樹(shù)脂薄膜和片件粘接在一起。在 對(duì)樹(shù)脂薄膜和片件加壓和加熱時(shí)電子器件的多個(gè)電極就電連接到導(dǎo)電 層上，而熱塑性樹(shù)脂受到塑性變形，密封了電子器件。


從下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說(shuō)明中可以更清晰地看到本發(fā)明的上 述和其他一些目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。在這些附圖中
圖1A至1G為逐步示出按照本發(fā)明的笫一實(shí)施例設(shè)計(jì)的印刷線路 板生產(chǎn)過(guò)程概要情況的剖視圖2A示出了不按照第一實(shí)施例而出現(xiàn)的表面凹陷的情況，而圖2B 示出了按照笫 一實(shí)施例而出現(xiàn)的表面凸起的情況；
圖3A示出了不按照第一實(shí)施例而出現(xiàn)的另 一種表面凹陷的情況，
而圖3B示出了按照第一實(shí)施例而出現(xiàn)的另 一種表面凸起的情況；
圖4為示出按照本發(fā)明第二實(shí)施例設(shè)計(jì)的印刷線路板生產(chǎn)過(guò)程的
一部分情況的剖視圖5為示出按照第二實(shí)施例設(shè)計(jì)的印刷線路板生產(chǎn)過(guò)程的另 一部
分情況的剖視圖6為示出第一和笫二實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的一個(gè)變型的剖視圖7為示出第一和第二實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變型的剖視圖8為示出第一和笫二實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個(gè)變型的剖視圖9為示出第一和笫二實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個(gè)變型的剖視圖10為示出第一和第二實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個(gè)變型的剖視
圖ll為示出第二實(shí)施例的電連接方法的一個(gè)變型的剖視圖； 圖12為示出第二實(shí)施例的電連接方法的另一個(gè)變型的剖視圖； 圖13為示出第二實(shí)施例的電連接方法的又一個(gè)變型的剖視圖； 圖14A至14G為逐步示出按照本發(fā)明的第三實(shí)施例設(shè)計(jì)的印刷線 路板生產(chǎn)過(guò)程概要情況的剖視圖15為示出第三實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的一個(gè)變型的剖視圖； 圖16為示出第三實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變型的剖視圖；以及 圖17為示出第三實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個(gè)變型的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 第一實(shí)施例
如圖1A所示，單面導(dǎo)電層薄膜21包括一個(gè)樹(shù)脂薄膜23和多個(gè)導(dǎo)電 層22。導(dǎo)電層22是通過(guò)對(duì)一個(gè)粘在樹(shù)脂薄膜23—側(cè)的厚度為18微米的 銅箔進(jìn)行蝕刻成形的。在圖1A中，樹(shù)脂薄膜23是一種用重量百分比為 65-35的聚醚醚酮樹(shù)脂和重量百分比為35-65的聚醚酰亞胺樹(shù)脂的混合 物制成的厚度為75微米的熱塑薄膜。
在如圖1A所示形成導(dǎo)電層22后，通過(guò)用二氧化碳激光器照射樹(shù)脂 薄膜23在樹(shù)脂薄膜23內(nèi)形成多個(gè)通底的通孔24，如圖1B所示。通孔24 通達(dá)導(dǎo)電層22。在用二氧化碳激光器照射通孔24時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整二
氧化碳激光器和功率和照射時(shí)間，防止在導(dǎo)電層22上打出凹坑。
除了二氧化碳激光器，也可以用準(zhǔn)分子激光器等形成通孔24。如 果不用激光器，也可以用其他裝置，例如打孔器。然而，最好是用激 光束加工，因?yàn)檫@樣加工能形成直徑比較精細(xì)的通孔，而且使導(dǎo)電層 22受到的損害也比較小。
在如圖1B所示形成通孔24后，在通孔24內(nèi)填以一種作為電連接材 料的導(dǎo)電膏50，如圖1C所示。導(dǎo)電膏50的制備如下。在將6g的乙基纖 維素樹(shù)脂溶于60g的作為有機(jī)溶劑的松油醇配成的溶液中加入300g的 平均粒度為5微米比面積為0.5mVg的錫微粒和300g的平均粒度為l微米 比面積為1.2m2/g的銀微粒。用 一 個(gè)混合器將這種混合物混合成糊狀。 再加入乙基纖維素，以改善導(dǎo)電膏50的成形保持能力。作為改善成形 保持能力的材料，也可以用聚丙烯樹(shù)脂。
在導(dǎo)電膏50由絲網(wǎng)印刷機(jī)用一個(gè)金屬掩膜印刷和填入單面導(dǎo)電層 薄膜21的通孔24后，使松油醇在140-16()G C蒸發(fā)30分鐘左右。在圖1C 中，用絲網(wǎng)印刷機(jī)將導(dǎo)電膏50填入通孔24。只要保證裝填，也可以用 其他方法，例如用一個(gè)自動(dòng)給料器。
也可以用其他有機(jī)溶劑代替松油醇使混合物成糊狀。要求有機(jī)溶 劑的沸點(diǎn)為150-300Q C 。沸點(diǎn)為15t)G C或者更低的有機(jī)溶劑很可能引起 導(dǎo)電膏50的粘滯性隨時(shí)間的變化比較大的問(wèn)題。另一方面，沸點(diǎn)高于 30()GC的有機(jī)溶劑會(huì)有溶劑蒸發(fā)需要比較長(zhǎng)的時(shí)間的問(wèn)題。
導(dǎo)電膏50內(nèi)的金屬微粒最好平均粒度它0.5-20微米和比面積為 0.1-1.5m2/g。在金屬微粒的平均粒度小于0.5微米或比面積大于1.5mVg 的情況下，需要比較多的有機(jī)溶劑，才能使導(dǎo)電膏50有適當(dāng)?shù)恼硿裕?可以方便地填入通孔24。含有比較多的有機(jī)溶劑的導(dǎo)電膏50需要比較 長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)蒸發(fā)溶劑。如果蒸發(fā)不充分，在稍后要說(shuō)明的層間連接期 間導(dǎo)電膏50受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較多的氣體，從而使得在通孔24內(nèi)產(chǎn)生一 些砂眼。因此，降低了稍后要說(shuō)明的層間連接的可靠性。
另一方面，在金屬微粒的平均粒度大于20微米或者比面積小于0.1 mVg的情況下，導(dǎo)電膏50填入通孔24就比較困難。此外，金屬微粒會(huì) 分布不均勻，于是在導(dǎo)電膏50受熱時(shí)難以形成均質(zhì)合金組成的導(dǎo)電化 合物51，這在稍后將進(jìn)行說(shuō)明。因此，難于保證層間連接的可靠性。在 導(dǎo)電膏50填入通孔24前，可以對(duì)導(dǎo)電層22的位于通孔24底部處的表面
稍加蝕刻或化學(xué)處理，以便使導(dǎo)電層22與通孔24底部處的化合物51之 間有良好的連接，連接情況將在稍后說(shuō)明。
如圖1D所示，單面導(dǎo)電層薄膜31包括樹(shù)脂薄膜23、導(dǎo)電層22和填 入在樹(shù)脂薄膜23內(nèi)形成的通孔24的導(dǎo)電膏50，單面導(dǎo)電層薄膜31用與 如圖1A-1C所示的形成單面導(dǎo)電層薄膜21相同的步驟形成。在形成通孔 24時(shí)，在單面導(dǎo)電層薄膜31上通過(guò)激光加工在要放置需埋入的電子器 件41 (稍后說(shuō)明)的位置形成一個(gè)大小基本上與電子器件41相同的開(kāi) 口35。開(kāi)口35的大小設(shè)置成使得在電子器件41與電子器件41周圍的樹(shù) 脂薄膜23之間的間隙為大于或等于20微米而小于或等于樹(shù)脂薄膜23的 厚度(在圖1D中為75微米)。
圖1D中的開(kāi)口35是在形成通孔24時(shí)用激光加工形成的。然而，也 可以與通孔24分開(kāi)，用模壓或者造模銑切法形成開(kāi)口35。在圖1D中， 象單面導(dǎo)電層薄膜21的樹(shù)脂薄膜23那樣，單面導(dǎo)電層薄膜31的樹(shù)脂薄 膜23用的也是用重量百分比為65-35的聚醚醚酮樹(shù)脂和重量百分比為 35-65的聚醚酰亞胺樹(shù)脂的混合物制成的厚度為75微米的熱塑性樹(shù)脂薄 膜。
在單面導(dǎo)電層薄膜31內(nèi)形成開(kāi)口 35和將導(dǎo)電膏50填入通孔24再使 之蒸發(fā)后，將多個(gè)單面導(dǎo)電層薄膜21、 31層疊在一起，如圖1E所示。 在圖1E中，有三個(gè)單面導(dǎo)電層薄膜21和兩個(gè)單面導(dǎo)電層薄膜31。在層 疊時(shí)，將單面導(dǎo)電層薄膜21、 31層疊成使得每個(gè)具有導(dǎo)電層22的面向 上，如圖1E使示。也就是說(shuō)，單面導(dǎo)電層薄膜21、 31層疊成每個(gè)具有 導(dǎo)電層22的表面與每個(gè)沒(méi)有導(dǎo)電層的表面相互疊在一起。
這些在相同位置具有開(kāi)口35的單面導(dǎo)電層薄膜31層疊在一起，使 得由多個(gè)開(kāi)口35 (圖1E中為兩個(gè))形成的空間36在圖1E的垂直方向上基 本上等于或者小于電子器件41的厚度。在圖1E中電子器件41的厚度為 160微米，因此單面導(dǎo)電層薄膜31層疊成使得空間36的高基本上等于或 小于160微米，也就是說(shuō)，兩個(gè)在圖1E的垂直方向上為75微米的開(kāi)口合 并在一起提供了高為150微米的空間36。
在層疊單面導(dǎo)電層薄膜21、 31時(shí)，將電子器件41 (一個(gè)諸如電阻、 電容器、濾波器或1C之類的芯片組件)嵌入空間36。如圖1E所示，在 電子器件41的二個(gè)端部朝向單面導(dǎo)電層薄膜21的通孔24的表面上形成 電極42。填有導(dǎo)電膏50的通孔24處在使在空間36上面的單面導(dǎo)電層薄
膜21的導(dǎo)電層22與電極42可以電連接的位置上。由鋁制成的釋放熱量 的散熱器46墊在層疊的單面導(dǎo)電層薄膜21、 31下，如圖1E所示。面對(duì) 散熱器46的樹(shù)脂薄膜23內(nèi)沒(méi)有通孔，如圖1E所示。
在單面導(dǎo)電層薄膜21、 31和散熱器46層疊成如圖1E所示后，就用
一個(gè)真空熱壓機(jī)從層疊體的頂面和底面對(duì)層疊體加壓和加熱。具體地 說(shuō)，將層疊體在110MPa的壓強(qiáng)下在250至3500 C加熱10-20分鐘，使得 各單面導(dǎo)電層薄膜21、 31和散熱器46粘合在一起，如圖1F所示。由于 樹(shù)脂薄膜23都是用同樣的熱塑性樹(shù)脂制成的，因此很容易將樹(shù)脂薄膜 23熱封成一個(gè)完整的絕緣底板39。
同時(shí)，由一個(gè)樹(shù)脂薄膜23分開(kāi)的多對(duì)導(dǎo)電層22通過(guò)通孔24內(nèi)的導(dǎo) 電膏50經(jīng)燒結(jié)和固化形成的導(dǎo)電化合物51電連接，而電子器件41的電 極42與導(dǎo)電層22也得到連接，從而形成了一個(gè)埋有電子器件41的多層 印刷線路板IOO。導(dǎo)電化合物51是電連接物質(zhì)，通孔24和導(dǎo)電化合物51 構(gòu)成了多層印刷線路板100的各個(gè)通路。
每對(duì)導(dǎo)電層22根據(jù)同樣的機(jī)制由相應(yīng)通路電連接。填在通孔24內(nèi) 的導(dǎo)電膏50蒸發(fā)后處在錫微粒和銀微?；旌系臓顟B(tài)。在導(dǎo)電膏50受到 250-350" C的加熱時(shí)，由于錫微粒和銀微粒的熔點(diǎn)分別為232n C和961" C,錫微粒熔化后就粘到銀微粒的表面上，包住銀微粒。
隨著在這個(gè)錫微粒和銀微?；旌系臓顟B(tài)下繼續(xù)加熱，熔化的錫開(kāi) 始從銀微粒表面去掉，形成錫和銀的合金(熔點(diǎn)為480"C)。由于形成合 金，在通孔24內(nèi)就形成了由合金構(gòu)成的導(dǎo)電化合物51。
在通孔24內(nèi)形成導(dǎo)電化合物51時(shí)，導(dǎo)電化合物51壓到導(dǎo)電層22的 位于通孔24底部的表面上。于是，導(dǎo)電化合物51內(nèi)的錫成分和導(dǎo)電層 22內(nèi)的銅成分相互擴(kuò)散，在導(dǎo)電化合物51與導(dǎo)電層22之間的邊界上形 成了一個(gè)固相擴(kuò)散層。
電子器件41的電極42用諸如銅或鎳之類的金屬制成。電極42的表 面鍍有錫之類。根據(jù)與導(dǎo)電化合物51與導(dǎo)電層22之間的電連接基本上 相同的機(jī)制，由在導(dǎo)電化合物51與導(dǎo)電層22之間的邊界上形成的固相
每個(gè)電極42電連接到一個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)電層22上。
在圖1E所示的層疊體受到真空熱壓機(jī)的加壓和加熱時(shí)樹(shù)脂薄膜23 的彈性模數(shù)下降到5-40MPa左右。因此，處在開(kāi)口35周圍的樹(shù)脂薄膜23
變形，伸向開(kāi)口35。此外，位于沿圖1E的垂直方向在開(kāi)口35上面和下 面的樹(shù)脂薄膜23也變形，伸向開(kāi)口35。也就是說(shuō)，空間36周圍的樹(shù)脂 薄膜23都伸向空間36。
因此，電子器件41被由于單面導(dǎo)電層薄膜21、 31的樹(shù)脂薄膜23粘 合成一體和變形形成的絕緣底板39密封，如圖lf所示。在對(duì)樹(shù)脂薄膜23 加壓和加熱時(shí)樹(shù)脂薄膜23的彈性模數(shù)最好為l-1000MPa。如果彈性模數(shù) 大于1000MPa,對(duì)于熱封樹(shù)脂薄膜23來(lái)說(shuō)不容易使樹(shù)脂薄膜23變形。 另一方面，如果彈性模數(shù)小于lMPa，對(duì)于形成印刷電路板100來(lái)說(shuō)樹(shù) 脂薄膜23過(guò)于容易變形。
開(kāi)口35的大小設(shè)置成給出大于或等于20微米而小于或等于樹(shù)脂薄 膜23的厚度的間隙。這是因?yàn)槿绻g隙小于20微米，將電子器件41嵌 入開(kāi)口35就比較困難，而如果間隙大于樹(shù)脂薄膜23的厚度，在通過(guò)加 壓和加熱使樹(shù)脂薄膜23變形時(shí)，要完全密封電子器件41比較困難。
在圖1E中，所層疊的單面導(dǎo)電層薄膜31的數(shù)量確定為使開(kāi)口35形 成的空間36的高基本上等于或小于電子器件41在圖1E的垂直方向上的 厚度。這是因?yàn)樵诳臻g36的高大于電子器件41的厚度的情況下，密封 和有電子器件41的絕緣底板39在埋有電子器件41的區(qū)域的上面和下面 的表面就成為凹陷的，如所示2A和3A。如果表面凹陷的印刷線路板IOO 處于高溫環(huán)境中，絕緣底板39就會(huì)變形到使凹陷表面齊平。因此，在 圖2A和3A所示的在電子器件41與絕緣底板39之間的邊界41a處會(huì)產(chǎn)生 使絕緣底板39剝離電子器件41的應(yīng)力，從而降低了印刷線路板100的在 隔離和密封上的可靠性。然而，如果絕緣底板39的剝離應(yīng)力可以忽略， 空間36的高可以比電子器件41的厚度稍大一些。
另一方面，只要空間36的高基本上等于或小于電子器件41的厚度，
如圖2B和3B^"示。只要表面是平的或凸起的，即使印刷^路板100處于 高溫環(huán)境，由于絕緣底板部件39變形而要使凸起表面齊平，但在邊界 41a所產(chǎn)生的應(yīng)力是要將絕緣底板39壓到電子器件41上。然而，在空間 36的高小于電子器件41的厚度太多的情況下，印刷線路板100的表面就 太凸起，從而在這個(gè)太凸起表面上裝配其他電子器件可能有困難。
按照如上所述制造方法和由這種制造方法提供的結(jié)構(gòu)，可以得到 使電子器件41在絕緣底板39內(nèi)比較精確定位、比較可靠地與導(dǎo)電層22
電連接和比較可靠地被絕緣底板39密封的印刷線路板100。如圖1G所示 的在底面具有散熱器46的印刷線路板100可以實(shí)現(xiàn)高密度組裝，而且具 有所希望的對(duì)上表面上的另一個(gè)電子器件61和埋入的電子器件41的散 熱能力。
此外，通過(guò)對(duì)層疊體加壓和加熱同時(shí)實(shí)現(xiàn)了將單面導(dǎo)電層薄膜21、 31和散熱器46集成一體、各對(duì)導(dǎo)電層22的電連接和電子器件41與導(dǎo)電 層22的電連接。因此，可以減少印刷線路板100的制造步驟，從而降低 了生產(chǎn)成本。
笫二實(shí)施例
如圖4所示，第二實(shí)施例的方法與第一實(shí)施例的方法的不同之處是 在將單面導(dǎo)電層薄膜21、 31層疊在一起前就使電子器件41與其中一個(gè) 單面導(dǎo)電層薄膜21的導(dǎo)電層22電連接。在第二實(shí)施例的方法中，在圖5 所示的層疊步驟，接有電子器件41的單面導(dǎo)電層薄膜21放在空間36上 面。
具體地說(shuō)，如圖4所示，電子器件41放在其中一個(gè)單面導(dǎo)電層薄膜 21的沒(méi)有導(dǎo)電層22的那面。然后，對(duì)這個(gè)單面導(dǎo)電層薄膜21和電子器 件41加壓和加熱。通孔24位于與電子器件41的電極42相應(yīng)的位置。因 此，在對(duì)單面導(dǎo)電層薄膜21和電子器件41加壓和加熱時(shí)，導(dǎo)電膏50就 燒結(jié)成整體的導(dǎo)電化合物51，使電子器件41的電極42與導(dǎo)電層22電連 接。
然后，將接有電子器件41的單面導(dǎo)電層薄膜21、其他的單面導(dǎo)電 層薄膜21、 31和散熱器46層疊在一起，如圖5所示。隨后，用與在第一 實(shí)施例中相同的方法對(duì)層疊體加壓和加熱，形成圖1F所示的多層印刷 線路板IOO。雖然在對(duì)層疊體加壓和加熱前在接有電子器件41的單面導(dǎo) 電層薄膜21的通孔24內(nèi)已經(jīng)形成導(dǎo)電化合物51，但在對(duì)層疊體加壓和
在;電化合物51與導(dǎo)電層22之間的邊界形成固相擴(kuò)散層。
開(kāi)口 35與電子器件41之間的尺寸關(guān)系和空間36與電子器件41之間
的尺寸關(guān)系與第一實(shí)施例中的相同。
采用第二實(shí)施例的制造方法，可以得到結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相
同的印刷線路板IOO。按照第二實(shí)施例，在將所有的單面導(dǎo)電層薄膜21
層疊在一起前，先將電子器件41與其中一個(gè)單面導(dǎo)電層薄膜21的導(dǎo)電 層22連接起來(lái)。因此，即使電子器件41非常小，也可以利用單面導(dǎo)電 層薄膜21的與電子器件41電連接的導(dǎo)電層22很容易對(duì)電子器件41進(jìn)行 檢驗(yàn)。此外，由于電子器件41可以在埋入前檢驗(yàn)，因此可以避免由于 電子器件41較差而制造出較差的印刷線路板100,形成浪費(fèi)。
第三實(shí)施例
利用與圖1A至1C所示相同的如圖14A至14C的步驟形成與以上實(shí) 施例中相同的沒(méi)有開(kāi)口的單面導(dǎo)電層薄膜21。圖14D中所示的片件81 用熱塑性樹(shù)脂制成，厚度為lmm。具體地說(shuō)，片件81用一種重量百分 比為65-35的聚醚醚酮樹(shù)脂和重量百分比為35-65的聚醚酰亞胺樹(shù)脂的 混合物制成。如圖14D所示，片件81具有多個(gè)凹口82(在圖14D中為兩個(gè) 凹口)，大小基本上與電子器件41相同，是通過(guò)熱壓機(jī)在要放兩個(gè)電子 器件41的位置處進(jìn)行加工形成的。每個(gè)凹口82的大小設(shè)置成在電子器 件41與凹口82的垂直表面之間有等于或大于20微米的間隙，而凹口82 的深度(在圖14D中為0.85mm)為等于或小于電子器件41的厚度。
凹口82的深度設(shè)置成基本上等于或小于電子器件41在圖14D的垂 直方向上的厚度。在圖14E中電子器件41的厚度為0.9mm，因此在圖14D 中每個(gè)凹口82加工成深度為0.85mm,片件81是通過(guò)熱壓機(jī)進(jìn)行加工形 成的。然而，片件81也可以通過(guò)注塑模之類形成。
在形成片件81和將導(dǎo)電膏50填入單面導(dǎo)電層薄膜21的通孔和蒸發(fā) 后，如圖14E所示，就將一些單面導(dǎo)電層薄膜21(圖14E中為三個(gè)薄膜) 層疊在一起，再將片件81墊在層疊的單面導(dǎo)電層薄膜21下面。
具體地說(shuō)，這些單面導(dǎo)電層薄膜21層疊成每個(gè)具有導(dǎo)電層22的面 如圖14E所示的那樣朝上，也就是說(shuō)，每個(gè)具有導(dǎo)電層22的表面與每個(gè) 沒(méi)有導(dǎo)電層22的表面相疊。片件81墊在層疊的單面導(dǎo)電層薄膜21下， 使得層疊的單面導(dǎo)電層薄膜21的沒(méi)有導(dǎo)電層22的表面與片件81的有凹 口82的表面相疊。
在將單面導(dǎo)電層薄膜21和片件81層疊在一起時(shí)，就將電子器件41 (諸如電阻、電容器、濾波器或IC之類的芯片組件)放在凹口82所形 成的空間83內(nèi)，如圖14E所示。位于空間83上面的單面導(dǎo)電層薄膜21 包括兩對(duì)填有導(dǎo)電膏50的通孔24。通孔24處在使導(dǎo)電層22與電極42可
以電連接的位置。然后，如圖14E所示，將用鋁制成的散熱器46墊在單 面導(dǎo)電層薄膜21和片件81形成的層疊體下。
接著，用真空熱壓機(jī)從層疊體的兩個(gè)表面對(duì)層疊體加壓和加熱， 從而形成多層印刷線路板IOO。具體地"i兌，將層疊體在l-10MPa的壓強(qiáng) 下在250-3500 C中加熱10-20分鐘。在層疊體加壓后，每個(gè)單面導(dǎo)電層 薄膜21、片件81和散熱器46就粘合在一起，如圖14F所示。由于樹(shù)脂薄 膜23和片件81是用同樣的熱塑性樹(shù)脂制成的，因此它們很容易熱封成 一個(gè)成整體的絕緣底板39。同時(shí)，導(dǎo)電層22由導(dǎo)電化合物51相互電連 接，而電子器件41的電極42與導(dǎo)電層22以與以上實(shí)施例中相同樣的方 式電連接。
樹(shù)脂薄膜23和片件81在受到真空熱壓機(jī)加壓和加熱時(shí)彈性模數(shù)降 低到5-40MPa。因此，凹口82周圍的片件91和凹口82上面的樹(shù)脂薄膜23 變形，向凹口82伸出。也就是說(shuō)，空間83周圍的樹(shù)脂薄膜23和片件81 都向空間83伸出。
因此，通過(guò)將樹(shù)脂薄膜23和片件81層疊在一起變形而形成的絕緣 底板密封了電子器件41。樹(shù)脂薄膜23和片件81在受到加壓和加熱時(shí)彈 性模數(shù)最好為l-1000MPa。如果彈性模數(shù)大于1000 MPa，熱封樹(shù)脂薄 膜23和片件81比較困難，而且使樹(shù)脂薄膜23和片件81變形也比較困難。 另一方面，如果彈性模數(shù)小于lMPa，對(duì)于形成印刷電路板100來(lái)說(shuō)樹(shù) 脂薄膜23和片件81就過(guò)于容易變形。
每個(gè)凹口 82的大小最好設(shè)置成在電子器件41與凹口 82的垂直表面 之間有大于或等于20微米而小于或等于凹口82的深度(在圖14D中為 0.85mm )的間隙。這是因?yàn)槿绻g隙小于20微米，將電子器件41嵌入 凹口82就比較困難，而如果間隙大于凹口82的深度，在通過(guò)加壓和加 熱使片件81變形時(shí)，要完全密封電子器件41比較困難。
在圖14E中，電子器件41的厚度為0.9mm，而每個(gè)凹口的深度為 化85mm 。凹口 82的深度最好基本上等于或小于電子器件41在圖14D的 垂直方向上的厚度。這是因?yàn)樵诿總€(gè)凹口82的深度大于電子器件41的 厚度的情況下，印刷線路板100在埋有電子器件41的區(qū)域的上面和下面 的表面就成為凹陷的，如圖2A和3A所示。如果表面凹陷的印刷線路板 IOO處于高溫環(huán)境中，絕緣底板39就會(huì)變形到使凹陷表面齊平。因此， 在圖2A和3A所示的在電子器件41與絕緣底板39之間的邊界41a處會(huì)產(chǎn)
生使絕緣底板39剝離電子器件41的應(yīng)力，從而降低了印刷線路板100的 在絕緣和密封上的可靠性。然而，如果絕緣底板39的剝離應(yīng)力可以忽 略，凹口82的深度可以比電子器件41的厚度稍大一些。
另一方面，只要凹口82的深度基本上等于或小于電子器件41的厚
的，如圖2B和3B^示。只要表面是平的或凸起的，即使印刷^路板100 處于高溫環(huán)境，由于絕緣底板部件39變形而要使凸起表面齊平，但在 邊界41a所產(chǎn)生的應(yīng)力是要將絕緣底板39壓到電子器件41上。然而，在 凹口82的深度小于電子器件41的厚度太多的情況下，印刷線路板100的 表面就太凸起，從而在這個(gè)太凸起表面上裝配其他電子器件可能有困 難。
按照第三實(shí)施例的制造方法提供的制造方法和結(jié)構(gòu)，將單面導(dǎo)電 層薄膜21、片件81和散熱器46層疊在一起再集成整體，使得通過(guò)加壓 和加熱可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電層22之間的相互電連接和電子器件41與導(dǎo)電 層22的電連接。因此，可以簡(jiǎn)化印刷線路板100的制造過(guò)程，減少制造 步驟。此外，即使在需要埋入一個(gè)大電子器件的情況下，也可以模制 和應(yīng)用一個(gè)尺寸與這個(gè)大電子器件相應(yīng)的片件81,因此制造步驟可以 比只用樹(shù)脂薄膜23形成絕緣底板39的少。
按照第三實(shí)施例的制造方法提供的這種制造方法和結(jié)構(gòu)，可以得 到使電子器件41在絕緣底板39內(nèi)比較精確定位、比較可靠地與導(dǎo)電層 22電連接和比較可靠地密封在絕緣底板39內(nèi)的印刷線路板IOO。如圖 14G所示的在底面具有散熱器46的印刷線路板100可以實(shí)現(xiàn)高密度組 裝，而且具有所希望的對(duì)裝配在印刷線路板I00上表面上的電子器件61 和埋入的電子器件41的散熱效果。
變型
在第一和笫二實(shí)施例中，無(wú)論是層疊結(jié)構(gòu)還是單面導(dǎo)電層薄膜21、 31的數(shù)目都不局限于圖1E和5所示的情況。可以按情況將單面導(dǎo)電層薄 膜21和31、雙面導(dǎo)電層薄膜和沒(méi)有導(dǎo)電層22的樹(shù)脂薄膜合并后層疊在 一起。例如，可以采用圖6至10中所示的單面導(dǎo)電層薄膜21、 31和沒(méi)有 導(dǎo)電層的樹(shù)脂薄膜23合并后層疊在一起的層疊結(jié)構(gòu)。如圖8至10所示， 具體地說(shuō)，在只在沒(méi)有導(dǎo)電層的樹(shù)脂薄膜23內(nèi)形成開(kāi)口的情況下，有
著電路板的電路設(shè)計(jì)可以更為靈活的優(yōu)點(diǎn)。然而，只要單面導(dǎo)電層薄
膜21、 31是象圖1E和圖5那樣層疊的，也可以簡(jiǎn)化制造過(guò)程。
在第二實(shí)施例中，如圖4所示，單面導(dǎo)電層薄膜21的導(dǎo)電層22和電 子器件41的電極42由燒結(jié)填入通孔24的導(dǎo)電膏50形成的導(dǎo)電化合物51 連接。然而，也可以不用通孔24內(nèi)的導(dǎo)電化合物51進(jìn)行連接。例如， 可以采用圖ll中所示的連接方式。為了實(shí)現(xiàn)連接，在電子器件43的底 面上形成一對(duì)電極42a,如圖11所示。在電極42a的每個(gè)表面上形成一 些金的凸起。然后，在臺(tái)階22a的表面上形成鎳/金鍍層22b后，通過(guò)壓 力粘結(jié)或超聲焊接將電極42a與導(dǎo)電層22的臺(tái)階22a接合在一起。
或者，也可以采用另一種如圖12所示的連接方式。為了實(shí)現(xiàn)這種 連接，在電子器件43的底面上形成一對(duì)鋁制的電極42a，如圖12所示。 在在鎳/金鍍層22b上形成金的凸起22c后，通過(guò)壓力粘結(jié)或超聲焊接將 電極42a和臺(tái)階22a接合在一起?；蛘?，也可以采用其他如圖13所示的 連接方式。為了實(shí)現(xiàn)這種連接，在電子器件43的上表面上形成一對(duì)鋁 制的電極42a，如圖13所示。在導(dǎo)電層22的臺(tái)階22a的表面上形成鎳/金 鍍層22b后，通過(guò)引線接合使每個(gè)電極42a與相應(yīng)的臺(tái)階22a電連接。在 圖11至13中，在電子器件43的一個(gè)水平表面上形成電極42a，如圖ll至 13所示。然而，也可以在其他方向形成電極42a，只要電極42a與導(dǎo)電 層22之間的這種電連接是可4亍的。
在第三實(shí)施例中，無(wú)論是層疊結(jié)構(gòu)還是單面導(dǎo)電層薄膜21和片件 81的數(shù)目都不局限于圖14K所示的情況。可以按情況將單面導(dǎo)電層薄膜 21、片件81、雙面導(dǎo)電層薄膜和沒(méi)有導(dǎo)電層的樹(shù)脂薄膜合并后層疊在 一起。然而，只要單面導(dǎo)電層薄膜21、和片件81是象圖14E那樣層疊 的，也可以簡(jiǎn)化制造過(guò)程。
在圖14E中，片件81疊在層疊單面導(dǎo)電層薄膜21形成的層疊體的下 表面上。然而，如圖15所示，片件81也可以疊在單面導(dǎo)電層薄膜21之 間。在圖14D和14K中，片件81具有為嵌入電子器件41而開(kāi)的凹口82。 或者，如圖16所示，也可以采用具有開(kāi)口92的片件81a。如圖17所示， 可以將一個(gè)用諸如陶f(shuō):之類的絕緣物制成的散熱器46a與單面導(dǎo)電層 薄膜21和片件81a疊堆在一起。
在以上實(shí)施例和變型中，樹(shù)脂薄膜23和片件81用重量百分比為 65-35的聚醚醚酮樹(shù)脂和重量百分比為35-65的聚醚酰亞胺樹(shù)脂的混合
物制成。然而，樹(shù)脂薄膜23和片件81也可以在聚醚醚酮樹(shù)脂和聚醚酰 亞胺樹(shù)脂中再添加一些非導(dǎo)電的填料，或者可以只是用聚醚醚酮 (PEEK)或只是用聚醚酰亞胺(PEI)制成。此外，也可以采用諸如聚苯 硫(PPS )、熱塑聚酰亞胺之類的熱塑樹(shù)脂或者所謂的液晶聚合物。最 好采用在受到加壓和加熱時(shí)在加熱溫度下彈性模數(shù)為l-1000MPa和在 以后的焊接步驟熱阻滿足要求的樹(shù)脂薄膜。
在第三實(shí)施例中，樹(shù)脂薄膜23和片件可以分別采用不同類型的熱 塑樹(shù)脂。然而，考慮到樹(shù)脂薄膜23與片件81的粘合和回收情況，采用 共同的材料是有益的。
在以上實(shí)施例和變型中，可以對(duì)電子器件41的表面進(jìn)行處理以便 改善與樹(shù)脂薄膜23的粘合，或者在電子器件41的表面上涂以粘合劑。
在以上實(shí)施例和變型中，在印刷線路板100的一個(gè)表面上整個(gè)地形 成了散熱器46。然而，也可以在部分表面或者兩個(gè)表面上形成散熱器 46。當(dāng)然，除非需要改善散熱，印刷線路板100不一定要有散熱器46。 可以在散熱器46的與絕緣底板39連接的表面上粘附一個(gè)諸如聚醚酰亞 胺片之類的所謂粘接片、含有導(dǎo)熱填料的熱固樹(shù)脂片或含有導(dǎo)熱填料 的熱塑樹(shù)脂片，以便改善粘合或?qū)嵝浴?br> 權(quán)利要求
1.一種制造印刷線路板的方法，所述方法包括下列步驟制備多個(gè)導(dǎo)電層薄膜(21)，每個(gè)導(dǎo)電層薄膜包括由熱塑樹(shù)脂制造的樹(shù)脂薄膜(23)、在樹(shù)脂薄膜的一側(cè)上形成的導(dǎo)電層(22)、通達(dá)導(dǎo)電層的通底的通孔(24)、在通底的通孔(24)內(nèi)填入的導(dǎo)電膏(50)；制備在其內(nèi)形成一個(gè)凹口(82)或開(kāi)口(92)的一個(gè)片件(81、81a)，以與該樹(shù)脂薄膜(23)所用的相同的熱塑樹(shù)脂制造該片件(81、81a)，其中，導(dǎo)電層和通底的通孔未在該片件(81、81a)內(nèi)形成；將多個(gè)導(dǎo)電層薄膜(21)層疊在一起；將片件(81、81a)放在導(dǎo)電層薄膜(21)的在層疊步驟形成的層疊體的一個(gè)外表面上或者放在層疊體中；將一個(gè)電子器件(41)嵌入在片件(81、81a)中形成的凹口(82)或開(kāi)口(92)；以及在嵌入步驟后，通過(guò)對(duì)導(dǎo)電層薄膜(21)和片件(81)加壓和加熱使導(dǎo)電層薄膜(21)和片件(81、81a)粘接在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中凹口 ( 82 )或開(kāi)口 ( 92 ) 基本上與嵌入凹口或開(kāi)口的電子器件(41 )有相同的大小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中凹口( 82 )或開(kāi)口( 92 ) 的深度基本上等于或小于嵌入凹口或開(kāi)口的電子器件(41 )的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中在電子器件(41 )的一個(gè)表面上、在層疊導(dǎo)電層薄膜(21) 和片件(81、 81a)的方向上形成一個(gè)電極(42 )，其中，在其中一個(gè)導(dǎo)電層薄膜(21 )內(nèi)在一個(gè)與電極(42 )相應(yīng) 的位置形成通底的通孔(24 )，并且，其中，在粘接步驟中由導(dǎo)電膏(50 )使電極(42 )與導(dǎo)電層(22 ) 電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，導(dǎo)電層薄膜(21)和片件(81、 81a )在粘接步驟中在導(dǎo)電層薄膜(n )和片件(81、 81a )的彈性模 數(shù)為1-1000 MPa的溫度中加熱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述方法還包括在嵌入步 驟后，在導(dǎo)電層薄膜(21 )和片件(81、 81a )的層疊體的一個(gè)外表面 上形成一個(gè)散熱件(46 )的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中導(dǎo)電層薄膜(21)、片件"l、 81a )和散熱件(46 )在層疊體的兩側(cè)方向上被加熱和加壓，以便使它 們?cè)谡辰硬襟E中被粘接在一起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述樹(shù)脂薄膜(")是重 量百分比為65 - 35的聚醚醚酮樹(shù)脂和重量百分比為35 - 65的聚醚酰亞 胺樹(shù)脂的混合物。
全文摘要
制造埋有電子器件的印刷線路板的方法。將一個(gè)具有一個(gè)開(kāi)口的第一樹(shù)脂薄膜或者一個(gè)具有一個(gè)凹口的片件與多個(gè)形成有導(dǎo)電層的第二樹(shù)脂薄膜疊堆在一起。第一和第二樹(shù)脂薄膜和片件都包括熱塑樹(shù)脂。將一個(gè)電子器件嵌入開(kāi)口或凹口。再對(duì)包括電子器件的疊堆體加壓和加熱，使疊堆體集成為一個(gè)整體。在對(duì)疊堆體加壓和加熱時(shí)，電子器件的多個(gè)電極電連接到導(dǎo)電層上，而第一和第二樹(shù)脂薄膜和片件受到塑性變形就密封了電子器件。
文檔編號(hào)H05K3/40GK101370361SQ20081014906
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者三宅敏廣, 橫地智宏, 竹內(nèi)聰, 近藤宏司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝