[發明專利]一種具有內嵌電容的印制電路板及其制造方法

有效

• 申請號: 201210038317.5
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102595786A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 何為;金軼;周國云;王守緒;張懷武
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H05K1/16
• 分類號: H05K1/16;H05K3/30
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于印制電路技術領域，涉及印制電路板(Printed?Circuit?Board，PCB)內嵌無源元件技術，尤其是PCB內嵌電容及其制造方法。

背景技術

隨著電子產品集成度的提高，電子元件需要更高密度的安裝在印制電路板(Printed?Circuit?Board，PCB)上。而電子設備的小型化發展，使PCB面積縮小，其板面可利用空間也越來越少。將無源元件作為PCB的一部分嵌入到基板的內部，取代傳統的片式元件安裝方式，能夠在有限的空間內安裝更多的電子原件。其中，內嵌電容是將電容器嵌入多層PCB疊層結構中，并用互連電路連接，以形成PCB內嵌電容。

目前，形成內嵌電容較成熟的方法是利用特種雙面覆銅板(Copper-clad?Laminate，CCL)進行加工，如專利號ZL?03800736.0的發明專利中提到的雙面鍍銅箔疊層板就是其中一種。這種特殊的覆銅板經圖形轉移工藝，在其兩面銅箔層上形成電容的兩極，并將其絕緣層作為電容的介質層形成電容器，最后經層壓后將電容器嵌入到多層PCB內層。這種特殊的覆銅板不僅需要極薄的絕緣層(通常為8～24μm)作為電容器的介質層，還需要在介質層中添加高介電常數的材料，以提供足夠大的電容密度。因這種特殊的覆銅板生產加工難度大，價格昂貴，導致PCB的生產成本相應過高，不利于推廣和應用。為減少高介電常數材料的消耗，降低加工成本，申請號為CN200710162978.8的發明專利，提出僅需在內嵌電容的區域設置絕緣層作為電容器介質層的方法。但是，在PCB制作中常采用的印刷或噴涂絕緣層的方式形成的介質層厚度均勻性通常較難控制，造成電容容值差異較大，很難滿足應用的需要。申請號CN200710165521.2的發明專利中，雖然提出可以采用原子層積、物理氣相沉積和化學氣相沉積的方法可以形成局部厚度準確且均勻的絕緣層，但該方法對加工設備要求很高，技術難度大，同樣難以在實際生產中推廣應用。

發明內容

本發明旨在提供一種新的PCB內嵌電容及制造方法，所述內嵌電容位于PCB的覆銅層中，其制造方法可減少形成電容介質層所需材料的消耗量，可降低埋嵌電容PCB的加工成本；同時，通過在PCB覆銅層內設置凹槽的方法制作內嵌電容，可以很好的控制介質層的厚度，使埋嵌電容具有更準確的電容值。

本發明技術方案如下：

一種具有內嵌電容的印制電路板，如圖1所示，包括至少一層單層印制電路板200，所述單層印制電路板200基材層210表面的覆銅層220中嵌入有至少一個內嵌電容230；所述內嵌電容230的下電極金屬層231與覆銅層220相接觸，所述內嵌電容230的上電極金屬層233與覆銅層220相絕緣，所述內嵌電容230的介質層232位于所述上電極金屬層233與下電極金屬層231之間。

將至少一層上述具有內嵌電容的印制電路板與其他單層印制電路板層壓，形成具有內嵌電容的多層印制電路板；并采用上電極連接用金屬化盲孔241將所述內嵌電容230的上電極金屬層233引至多層印制電路板上表面120；同時采用下電極連接用金屬化盲孔242a將所述內嵌電容230的下電極金屬層231引至多層印制電路板上表面120，或采用下電極連接用金屬化通孔242b將所述內嵌電容230的下電極金屬層231分別引至多層印制電路板金屬上下兩個表面。

本發明提供的具有內嵌電容的印制電路板，由于內嵌電容是嵌入在覆銅層中，因此內嵌電容的介質層厚度非常薄(幾十微米左右)，這就要求內嵌電容的介質層材料的介電常數應盡可能的高，同時還應當與內嵌電容的制作工藝相適應。本發明提供的具有內嵌電容的印制電路板中，可供選擇的適用于制作內嵌電容介質層的材料為熱固化環氧樹脂或添加有BaTiO₃、TiO₂、Al₂O₃等陶瓷粉末的熱固化環氧樹脂。另外，內嵌電容的上、下電極金屬層231、233可采用金屬銅或其他導電金屬制作。

本發明提供的具有內嵌電容的印制電路板，其制造方法包括以下步驟：

步驟1：采用光刻工藝，在單層印制電路板200的覆銅層220需要嵌入內嵌電容230的區域刻蝕掉部分覆銅層，形成一個凹槽，凹槽底部剩下的部分覆銅層作為內嵌電容的下電極金屬層231。

步驟2：在步驟1所得凹槽內填充介質材料，作為內嵌電容230的介質層232。