專利名稱：電路板以及電路板封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路板技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電路板以及一種內(nèi)埋式的電路板封裝結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景在信息、通訊及消費性電子產(chǎn)業(yè)中，電路板是所有電子產(chǎn)品不可或缺的基本構(gòu)成要件。 隨著電子產(chǎn)品往小型化、高速化方向發(fā)展，電路板也從單面電路板往雙面電路板、多層電路 板方向發(fā)展。多層電路板由于具有較多的布線面積和較高的裝配密度而得到廣泛的應(yīng)用，請 參見Takahashi， A.等人于1992年發(fā)表于IEEE Trans, on Components, Packaging, and Manufacturing Technology 的文獻"High density multilayer printed circuit board for HITAC M 880"。布線面積的增加、導(dǎo)電線路的細化使得電路板線路的線寬和線間距越來越小，線路的電 阻越來越大，產(chǎn)生的熱量也越來越多。而裝配密度的增加極大地增加了封裝在電路板上的封 裝元件如集成芯片、電阻的數(shù)量，也極大地增加了封裝元件產(chǎn)生的熱量。也就是說，現(xiàn)有技 術(shù)的電路板以及電路板封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較多的熱量，但并不能較快地散熱，尤其是對于內(nèi)埋 式的電路板封裝結(jié)構(gòu)來說。因此，有必要提供一種具有較佳散熱性能的電路板以及電路板封裝結(jié)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容以下將以實施例說明 一種電路板以及電路板封裝結(jié)構(gòu)。一種電路板，其依次包括導(dǎo)電層、復(fù)合材料層以及絕緣層，所述絕緣層具有一個收容孔 ，所述復(fù)合材料層包括聚合物基體以及至少一個設(shè)置于聚合物基體中的碳納米管束，所述碳 納米管束的一端與導(dǎo)電層接觸，另一端從絕緣層的收容孔露出。一種電路板封裝結(jié)構(gòu)，其包括封裝元件以及如上所述的電路板，所述封裝元件所述封裝 元件設(shè)置于絕緣層的收容孔，并通過碳納米管束與導(dǎo)電層電連接。本技術(shù)方案的電路板以及電路板封裝結(jié)構(gòu)中具有復(fù)合材料層，所述復(fù)合材料層包括多個 彼此絕緣的碳納米管束，并且每個碳納米管束均與導(dǎo)電層和絕緣層相接觸，從而，復(fù)合材料 層中的碳納米管束可以電導(dǎo)通導(dǎo)電層和埋設(shè)于絕緣層的封裝元件，并可將封裝元件的熱量較 快地傳導(dǎo)至導(dǎo)電層以加快熱量的散發(fā)速度。


圖1為本技術(shù)方案第-圖2為本技術(shù)方案第-圖3為本技術(shù)方案第-圖4為本技術(shù)方案第-圖5為本技術(shù)方案第-圖6為本技術(shù)方案第-圖7為本技術(shù)方案第-
-實施例提供的電路板的示意圖。
-實施例提供的基底的示意圖。
-實施例提供的在基底上形成催化劑層的示意圖。
-實施例提供的在催化劑層上生長多個碳納米管束的示意圖。
-實施例提供的聚合物基體填充多個碳納米管的間隙的示意圖。
-實施例提供的去除基底和催化劑層的示意圖。
-實施例提供的包括如圖l所示的電路板的電路板封裝結(jié)構(gòu)的示意圖
圖8為本技術(shù)方案第: 圖9為本技術(shù)方案第」
:實施例提供的電路板封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。 :實施例提供的電路板封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖10為本技術(shù)方案第四實施例提供的電路板封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖及多個實施例，對本技術(shù)方案提供的電路板及電路板封裝結(jié)構(gòu)作進一步 的詳細說明。
請參閱圖l，本技術(shù)方案第一實施例提供的電路板10依次包括導(dǎo)電層11、復(fù)合材料層12 以及絕緣層13。所述導(dǎo)電層ll可以由銅、鋁、金等具有較佳導(dǎo)電性能的材料制成。導(dǎo)電層 ll具有導(dǎo)電圖形lll，所述導(dǎo)電圖形111包括導(dǎo)電線路1111和多個導(dǎo)電接點1112。所述導(dǎo)電線 路llll用于傳輸信號，所述多個導(dǎo)電接點1112用于與封裝元件電連接以實現(xiàn)信號處理。所述 復(fù)合材料層12位于導(dǎo)電層11和絕緣層13之間，具有第一表面1201和第二表面1202。所述第一 表面1201與導(dǎo)電層11相接觸，所述第二表面1202與第一表面1201平行相對，且與絕緣層13相 接觸。所述絕緣層13由絕緣材料制成，用于絕緣以及支撐導(dǎo)電層11和復(fù)合材料層12。絕緣層 13具有一個用于收容埋設(shè)封裝元件的收容孔130，所述收容孔130的開設(shè)位置與多個導(dǎo)電接點 1112的位置相對應(yīng)，以便于實現(xiàn)封裝元件與多個導(dǎo)電接點l 112的電連接。
具體地，所述復(fù)合材料層12包括聚合物基體121和設(shè)置于聚合物基體121中的碳納米管束 122。所述聚合物基體121可以為環(huán)氧(Epoxy)、聚酰亞胺(Polyimide， PI)、聚乙烯對苯二 甲酸乙二醇酯(Polyethylene Ter印htalate， PET)、聚四氟乙烯 (Polytetrafluoroethylene， PTFE)、聚硫胺(Polyamide)、聚甲基丙烯酸甲酯 (Polymethylmethacrylate, PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate)或聚酰亞胺-聚乙烯-對苯二 甲酉g共聚物(Polyamide polyethylene—ter印hthalate copolymer)等絕緣樹月旨。所述碳纟內(nèi)米 管束122包括一根碳納米管或多根平行排列的碳納米管。碳納米管束122的一端與導(dǎo)電層11電
5連接，另一端從收容孔130露出，以便于與設(shè)置于收容孔130的封裝元件接觸，從而實現(xiàn)導(dǎo)電 層ll與封裝元件的電連接。碳納米管束122的數(shù)量可以為一個，也可以為多個，視封裝元件 的結(jié)構(gòu)而定。
本實施例中，復(fù)合材料層12包括多個碳納米管束122，多個碳納米管束122成陣列狀彼此 具有一定間隔地嵌置于聚合物基體121中。也就是說，所述多個碳納米管束122彼此絕緣地設(shè) 置于導(dǎo)電層11和絕緣層13之間。
所述多個碳納米管束122彼此平行排列。每個碳納米管束122均包括多根平行排列的碳納 米管，所述多根碳納米管的軸向即碳納米管束122的延伸方向與第一表面1201之間的夾角為 8(Tl00度之間。也就是說，每個碳納米管束122均基本垂直于第一表面1201和第二表面1202
并且，每個碳納米管束122的長度均略大于或基本等于復(fù)合材料層12的厚度，從而可以 使得每個碳納米管束122的一端略突出于第一表面1201或恰好與第一表面1201相齊平，另一 端則略突出于第二表面1202或恰好與第二表面1202相齊平。從而，碳納米管束122可以電連 接導(dǎo)電層11與埋設(shè)于絕緣層13的封裝元件，并可以較快地將埋設(shè)于絕緣層13的封裝元件的熱 量傳導(dǎo)至第一表面1201和導(dǎo)電層11，從而快速地將熱量散發(fā)至外界。
本技術(shù)方案第一實施例提供的電路板10可以通過如下步驟制備
第一步，請參閱圖2，提供基底IOO?；?00可為銅層、鋁層或鎳層等金屬層。基底 IOO的厚度可為2 200微米之間。
第二步，請參閱圖3，在基底100上形成催化劑層200。
所述催化劑層200為鐵、鈷、鎳或其合金等可以生長碳納米管的材料。并且，催化劑層 200具有預(yù)定圖案。所述預(yù)定圖案的形狀、分布均不限，僅需使得生長出的多個碳納米管束 彼此具有一定間隔即可。本實施例中，所述預(yù)定圖案為陣列圖案，以使得生長出的多個碳納 米管束成陣列狀。所述預(yù)定圖案的形成方法也不限。例如，可以通過先在基底100表面形成 圖案化的光阻，再在基底100表面電鍍催化劑材料形成；也可以通過先以電鍍、蒸鍍、濺鍍 或者氣相沉積方法在基底100上形成整層的催化劑層，再選擇性地蝕刻催化劑層而形成。 第三步，請參閱圖4，在催化劑層200上生長出多個碳納米管束122。 由于催化劑層200具有預(yù)定的陣列圖案，因此，生長出的多個碳納米管束122也按預(yù)定圖 案呈陣列分布，彼此具有一定間隔，以可填充聚合物基體，從而確保多個碳納米管束122之 間的絕緣。
所述多個碳納米管束122的生長方式不限。例如，在以化學(xué)氣相沉積法制備時，可將形成有催化劑層200的基底100放入反應(yīng)爐中，在70(Tl000攝氏度下，通入乙炔、乙烯等碳源氣 ，從而在催化劑層200上生長出多個碳納米管束122。多個碳納米管束122的生長高度可通過 生長時間來控制， 一般生長高度為1 30微米。每個碳納米管束122中多根碳納米管的排列方 向較為一致，多根碳納米管的軸向與催化劑層200的夾角均大致在8(Tl00度之間。也就是說 ，多個碳納米管束122的延伸方向基本垂直于催化劑層200。 第四步，形成復(fù)合材料層12。
首先，請參閱圖5，以涂布、擠壓或其它方式將聚合物基體121施加在多個碳納米管束 122之間，使得聚合物基體121充分填充多個碳納米管束122的空隙，并使得聚合物基體121與 多個碳納米管束122遠離催化劑層200的一端相齊平，從而形成平整的第一表面1201，使得聚 合物基體121起到連接并隔絕多個碳納米管束122的作用，且并不埋設(shè)多個碳納米管束122遠 離催化劑層200的一端。
另外，如果將聚合物基體121施加在多個碳納米管束122時聚合物基體121埋設(shè)了多個碳 納米管束122遠離催化劑層200的一端，使得多個碳納米管束122整體均埋設(shè)于聚合物基體 121中時，可以通過機械切割、激光燒蝕或其它方式去除部分聚合物基體121，以形成平整的 第一表面1201，并露出多個碳納米管束122遠離催化劑層200的一端。
其次，請一并參閱圖5及圖6，去除基底IOO、催化劑層200以及部分填充于催化劑層200 之間的聚合物基體121。
去除基底100及催化劑層200的方法可以為蝕刻法。例如當基底100為銅、催化劑層200為 三氧化二鐵時，可用三氯化鐵溶液蝕刻去除基底100及催化劑層200。當然，采用其它的基底 材料及催化劑層材料時采用相應(yīng)的蝕刻劑即可。
蝕刻去除基底IOO、催化劑層200后，還需要將部分填充于催化劑層200之間的聚合物基 體121去除，以使聚合物基體121與多個碳納米管束122靠近催化劑層200的一端相齊平，從而 形成平整的第二表面1202。 g卩，形成了復(fù)合材料層12，如圖6所示。
去除聚合物基體121的方法不限，可以為機械切割、激光燒蝕或模具沖裁等。
第五步，將導(dǎo)電層11壓合于復(fù)合材料層12的第一表面1201，將絕緣層13壓合于第二表面 1202，從而獲得電路板IO，如圖1所示。
導(dǎo)電層11和絕緣層13可以同時壓合于復(fù)合材料層12，也可以先后壓合于復(fù)合材料層12。
將導(dǎo)電層11壓合于第一表面1201之前或之后，還包括在導(dǎo)電層ll形成導(dǎo)電圖形lll的步 驟。將導(dǎo)電層ll形成導(dǎo)電圖形lll的步驟可以通過圖像轉(zhuǎn)移法以及蝕刻工序?qū)崿F(xiàn)。
將絕緣層13壓合于第二表面1202之前或之后，還可以通過機械鉆孔、激光燒孔或化學(xué)蝕孔等方式在絕緣層13的預(yù)定位置形成收容孔130，以便于收容、埋設(shè)封裝元件。從而，可以 使得碳納米管束122的一端與導(dǎo)電層11電連接，另一端從收容孔130露出，可以方便地實現(xiàn)設(shè) 置于收容孔130的封裝元件與導(dǎo)電層11的電連接。
請參閱圖7，本技術(shù)方案還提供一種電路板封裝結(jié)構(gòu)l，其包括封裝元件14、封裝樹脂 15以及如圖1所示的電路板10。
所述封裝元件14為用于實現(xiàn)特定處理功能的器件，其可以為集成電路芯片，也可以為電 容電感元件，還可以為存儲器或其它器件。所述封裝元件14具有多個導(dǎo)電端點141，所述多 個導(dǎo)電端點141用于與其他電子元器件或電路板實現(xiàn)電連接。
本實施例中，封裝元件14通過封裝樹脂15埋設(shè)于絕緣層13的收容孔130內(nèi)，其多個導(dǎo)電 端點141的形狀、數(shù)量均與導(dǎo)電接點1112的形狀、數(shù)量相對應(yīng)。每個導(dǎo)電端點141均通過一個 或多個碳納米管束122實現(xiàn)與一個導(dǎo)電接點l 112之間的電連接。
由于多個碳納米管束122彼此絕緣，從而可以使得多個導(dǎo)電端點141與多個導(dǎo)電接點 1112之間的導(dǎo)通一一對應(yīng)，而封裝元件14除了多個導(dǎo)電端點141外的其余部位均被保護層覆 蓋而絕緣，從而保證了封裝元件14與電路板10之間信號的正確傳輸與處理。
當然，如果封裝元件14僅具有一個導(dǎo)電端點141，則復(fù)合材料層12僅需包括一個碳納米 管束122即可實現(xiàn)導(dǎo)電端點141與導(dǎo)電層11的電連接。
請參閱圖8，本技術(shù)方案第二實施例提供的電路板封裝結(jié)構(gòu)2與第一實施例提供的電路板 封裝結(jié)構(gòu)l大致相同，其不同之處在于所述電路板封裝結(jié)構(gòu)2還包括一個導(dǎo)熱層26。所述導(dǎo) 熱層26為具有較好導(dǎo)熱性能的材料薄層，其可以為金屬材料層，也可以為復(fù)合材料層，還可 以為其它材料層。本實施例中，所述導(dǎo)熱層26為與復(fù)合材料層22結(jié)構(gòu)相同的薄層，設(shè)置于絕 緣層23遠離復(fù)合材料層22的一側(cè)，且與絕緣層23接觸。從而，封裝元件24散發(fā)的熱量可以通 過導(dǎo)熱層26中的多個碳納米管束262快速散發(fā)至外界。
請參閱圖9，本技術(shù)方案第三實施例提供的電路板封裝結(jié)構(gòu)3與第二實施例提供的電路板 封裝結(jié)構(gòu)2大致相同，其不同之處在于所述電路板封裝結(jié)構(gòu)3還包括一個金屬基板37。所述 金屬基板37可以由具有良好導(dǎo)熱性能的材料如銅、鋁等制成，設(shè)置于導(dǎo)熱層36遠離絕緣層 33的一側(cè)，且與導(dǎo)熱層36接觸。從而，封裝元件34散發(fā)的熱量可以通過導(dǎo)熱層36中的多個碳 納米管束362快速傳導(dǎo)至金屬基板37，并由金屬基板37快速散發(fā)至外界。也就是說，金屬基 板37可以進一步加快封裝元件34的熱量散發(fā)速度。
請參閱圖IO，本技術(shù)方案第四實施例提供的電路板封裝結(jié)構(gòu)4與第一實施例提供的電路 板封裝結(jié)構(gòu)l大致相同，其不同之處在于所述電路板封裝結(jié)構(gòu)4還包括一個雙面電路板48。
8所述雙面電路板48設(shè)置于絕緣層43遠離復(fù)合材料層42的一側(cè)，且與絕緣層43接觸。雙面電路 板48包括第一導(dǎo)電線路層481、第二導(dǎo)電線路層482以及設(shè)置于第一導(dǎo)電線路層481與第二導(dǎo) 電線路層482之間的樹脂層483。
所述電路板封裝結(jié)構(gòu)4還具有一個導(dǎo)孔401，用于實現(xiàn)導(dǎo)電層41與雙面電路板48的電導(dǎo)通 。本實施例中，導(dǎo)孔401為貫穿導(dǎo)電層41、復(fù)合材料層42、絕緣層43以及雙面電路板48的導(dǎo) 通孔。
當然，電路板封裝結(jié)構(gòu)4除如本實施例所示包括一個雙面電路板48外，也可以包括一個 單面電路板或者一個多層電路板，同樣可以通過復(fù)合材料層42更有效散發(fā)封裝元件44的熱量 ，并實現(xiàn)封裝元件44與導(dǎo)電層41的電導(dǎo)通。
可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它 各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電路板，其依次包括導(dǎo)電層、復(fù)合材料層以及絕緣層，所述絕緣層具有一個收容孔，所述復(fù)合材料層包括聚合物基體以及至少一個設(shè)置于聚合物基體中的碳納米管束，所述碳納米管束的一端與導(dǎo)電層電連接，另一端從絕緣層的收容孔露出。
2.如權(quán)利要求l所述的電路板，其特征在于，所述復(fù)合材料層具有相對的第一表面和第二表面，所述第一表面與導(dǎo)電層接觸，所述第二表面與絕緣層接觸，所述碳納米管束的延伸方向與第一表面的夾角為8(Tl00度之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電路板，其特征在于，所述碳納米管束的一端突出于第一表面或與第一表面相齊平，另一端突出于第二表面或與第二表面相齊平。
4.如權(quán)利要求l所述的電路板，其特征在于，所述碳納米管束包括一根碳納米管或多根平行排列的碳納米管。
5.如權(quán)利要求l所述的電路板，其特征在于，所述復(fù)合材料層包括多個碳納米管束，所述多個碳納米管束成陣列狀彼此絕緣地設(shè)置于聚合物基體中。
6. 一種電路板封裝結(jié)構(gòu)，其包括封裝元件以及如權(quán)利要求l所述的電路板，所述封裝元件設(shè)置于絕緣層的收容孔，并通過碳納米管束與導(dǎo)電層電連接。
7.如權(quán)利要求6所述的電路板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電層具有導(dǎo)電接點，所述封裝元件具有導(dǎo)電端點，所述導(dǎo)電端點通過碳納米管束與導(dǎo)電接點對應(yīng)連接。
8.如權(quán)利要求6所述的電路板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路板封裝結(jié)構(gòu)還包括一個導(dǎo)熱層，所述導(dǎo)熱層設(shè)置于絕緣層遠離復(fù)合材料層的一側(cè)，且與絕緣層接觸。
9.如權(quán)利要求8所述的電路板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路板封裝結(jié)構(gòu)還包括一個金屬基板，所述金屬基板設(shè)置于導(dǎo)熱層遠離絕緣層的一側(cè)，且與導(dǎo)熱層接觸。
10.如權(quán)利要求6所述的電路板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路板封裝結(jié)構(gòu)還包括一個單面電路板、雙面電路板或多層電路板，所述單面電路板、雙面電路板 或多層電路板設(shè)置于絕緣層遠離復(fù)合材料層的一側(cè)，與絕緣層接觸，并通過導(dǎo)孔與導(dǎo)電層電 導(dǎo)通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電路板，其依次包括導(dǎo)電層、復(fù)合材料層以及絕緣層，所述絕緣層具有一個收容孔，所述復(fù)合材料層包括聚合物基體以及至少一個設(shè)置于聚合物基體中的碳納米管束，所述碳納米管束的一端與導(dǎo)電層電連接，另一端從絕緣層的收容孔露出。本發(fā)明還提供一種電路板封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的電路板以及電路板封裝結(jié)構(gòu)具有較佳的散熱性能。
文檔編號H05K1/03GK101668383SQ20081030435
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者張宏毅, 徐盟杰, 林承賢, 蔡崇仁, 陳嘉成 申請人:富葵精密組件(深圳)有限公司;鴻勝科技股份有限公司