專利名稱：制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制作多層電路板的方法，特別是指制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法。
在一多層電路板整合制作多種膜狀被動組件有多種不同的方法。舉例來說，厚膜(thick film)電阻器可利用網(wǎng)印方式(screen printing)涂布再固化而形成，其材料可為銀粉(silver powder)或碳顆粒(carbonparticle)散布于樹脂中，或是氧化釕(RuO2)與玻璃粉末散布在一粘結(jié)劑(binder)中等。而以薄膜(thin film)電阻器則可利用濺鍍(sputtering)、電鍍(electroplating)或無電鍍(electroless plating)等方式形成，其材料可為鎳鉻(Ni-Cr)、鎳磷(Ni-P)、鎳錫(Ni-Sn)、鉻鋁(Cr-Al)及氮化鈦(TaN)合金等。選擇使用厚膜電阻器或使用薄膜電阻器，則是根據(jù)制作多層電路板的成本及制作的被動組件所需的電性精確度來決定。
許多制作被動組件厚膜或薄膜材料的方法已是眾所周知，但關鍵卻是如何在電路板內(nèi)嵌此類厚膜或薄膜被動組件，就多層電路板的制作方法而言，其關鍵在于薄膜被動組件的制作必須能夠整合在多層電路板的制作方法之中。然而此領域的現(xiàn)有技術，例如美國專利U.S.patent No.3,857,683、5,243,320及5,683,928等，大都是在多層電路板制作過程中，在形成一新疊層之前，先在有機絕緣層表面以網(wǎng)印和/或光阻蝕刻(photoresist-etching)等方式形成厚膜或薄膜被動組件。然而這些方法卻無法在同一光阻蝕刻步驟中，形成被動組件的金屬電路圖案(常為銅線路)和電極(常為銅電極)，而且由于底部絕緣層表面粗糙不平的緣故，也使得電性精確度不夠。
本發(fā)明要解決的另一技術問題為提供一種制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法，該被動組件為膜狀(film type)被動組件，如電阻器、電容器及電感器等，都可輕易地鑲埋于多層電路板中。
本發(fā)明要解決的又一技術問題為提供一種制作內(nèi)嵌有膜狀被動組件的多層電路板的方法，將膜狀被動組件內(nèi)嵌在多層電路板中，且仍具有高可靠度。
為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法，該被動組件為一膜狀電阻器，該方法首先在一導電箔的表面上形成一電阻膜，利用一有機絕緣層作為粘著層，與一單位電路薄板(unitcircuit sheet)疊合，該電阻器與電路圖案的電極形成于導電箔的同一層中，在一多層電路板中鑲埋一膜狀電阻器的制作于是完成。
為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法，該被動組件為一膜狀電容器，該方法首先在一導電箔的表面上形成一覆有導電層的電容膜，利用一有機絕緣層作為粘著層，與一單位電路薄板疊合，該電阻器與電路圖案的另一電極形成于導電箔的同一層中，在一多層電路板中鑲埋一膜狀電容器的制作于是完成。
為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法，該被動組件為一電感器，該方法首先在一導電箔層的表面上形成一軟磁性膜，利用一有機絕緣層作為粘著層，與一單位電路薄板疊合，一螺旋型線圈、一電路圖案及另一電極形成于導電箔層中，在一多層電路板中鑲埋一電感器的制作于是完成。也可形成另一軟磁性膜覆蓋該螺旋型線圈，以增進該電感器的性能。
綜上所述，本發(fā)明方法可在多層電路板中提供具優(yōu)異電性精確度的被動組件，且電路板具有良好的可靠度，還可簡化鑲埋有被動組件的多層電路板的制作過程。
圖3為本發(fā)明實施例中在一導電箔設有一粗糙面及一表面，以及一被動組件膜沉積區(qū)的示意圖。
圖4及圖5為本發(fā)明另一實施例中內(nèi)嵌有膜狀電容組件的層疊式多層電路板制作方法的示意圖。
圖6及圖8為本發(fā)明另一實施例中內(nèi)嵌有膜狀電感組件的層疊式多層電路板制作方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的圖式僅為簡單說明，并非依實際尺寸描繪，因此不能表示多層電路板結(jié)構(gòu)中各層次的實際尺寸。
具體實施例方式
本發(fā)明提出一種制作鑲埋有被動組件的多層電路板的方法，利用一有機絕緣層作為粘著層，以利于疊層(laminate)覆上一導電箔。若干被動組件單位，例如電阻膜、電容膜、軟磁性膜等，形成在該導電箔的一面上，該帶有被動組件單位的導電箔則應用于多層電路板的制作；在疊合之后，電路圖案及該被動組件的電極最后同時形成于該導電箔上，該方法的優(yōu)點為可簡化鑲埋有被動組件的多層電路板的制作過程。


圖1及圖2為本發(fā)明的第一實施例的示意圖。首先提供一有機絕緣層1，由環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、聚乙酰胺(polyimide)、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱(bismaleimide triazine-based)樹脂，及其相似物所制成；該絕緣層1的表面設有圖案化的電路層2，該電路層2由導電材料所組成，例如金屬、導電聚合物(conductive polymer)、金屬膏材(metal paste)或碳膏材(carbon paste)等；一導電箔3，該導電箔3至少一面較為平坦，由銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)或銀鈀(Ag-Pd)等所構(gòu)成；以及一電阻膜4(resistive film)，沉積在該導電箔3的較平坦一面上，并可以進行適當?shù)募訜崾蛊溆不灰槐Ｗo覆層5覆蓋住電阻膜4，該電阻膜的電阻值可為0.1(ohm/square)以上，所述的保護覆層5可為絕緣有機材料或陶瓷材料，由環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、聚乙酰胺(polyimide)、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱(bismaleimide triazine-based)、氰酯(cyanate ester)、氧化鋁(aluminum oxide)、玻璃或其相似物所制成，該保護覆層5可以濺鍍(sputtering)、滾輪旋涂(roller coating)或印刷(printing)等技術形成，該保護覆層5由樹脂所構(gòu)成時，以部分交煉反應結(jié)構(gòu)(partially crosslinked)為較佳，在疊合時，可再進一步與其它有機絕緣層反應。當該導電箔3與電阻膜4接合時，要先經(jīng)過物理或化學粗化(roughen)等業(yè)界熟知技術，以增加其粘著性；一有機絕緣層6，可為環(huán)氧樹脂、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱或纖維強化環(huán)氧樹脂等，置于導電箔3與單位電路薄板7之間，該絕緣層6可為預浸材(prepreg)或涂布在電路薄板7表面的液狀樹脂；該電路薄板7可為包含覆有導電層2及絕緣層1的單層電路板或多層電路板。
借由熱壓步驟，將該導電箔3與該電路薄板7疊合在一起，而在疊合的過程中，對準的精確度必須良好地控制。經(jīng)由光阻蝕刻步驟使導電箔3定義出電路圖案9與電極10，其中導電箔3經(jīng)蝕刻與電阻膜4組成者稱之為組件載體導電箔(component-carrying conductive foil)8，如圖2所示，電阻組件11鑲埋在多層電路板上的制作于是完成，因此本實施例簡化了在多層電路板鑲埋電阻組件的方法。
而形成所述電阻膜4的方法包含有電鍍(electroplating)、無電鍍(electroless plating)、濺鍍(sputtering)或印刷(printing)等方式。該電阻膜4由鎳鉻(Ni-Cr)、鎳磷(Ni-P)、鎳錫(Ni-Sn)、鉻鋁(Cr-Al)或氮化鈦(Ta-N)合金等所組成時，可用電沉積(electrodeposited)或濺鍍沉積(sputter-deposited)等方式形成；而對碳膏(carbon paste)、銀膏(Ag paste)或氧化釕玻璃膏(RuO2-glasspaste)等材料可用印刷(printing)等方法沉積。其中所述的碳膏、銀膏即是把碳或銀散布在樹脂(也可以為光硬化性)中形成的。然而，上述電阻膜4在沉積所述保護覆層5之前，需先以加熱(heating)方式(對碳膏或銀膏而言)或焙燒(firing)方式(對氧化釕玻璃膏而言)在大氣或惰性氣體環(huán)境下將其固化。
如圖3所示，一導電箔12具有一粗糙面13及一表面14，該表面14可依需要設為粗糙面或平坦面。在該導電箔12上還可利用光阻微蝕刻(photoresist-microetching)或拋光(polish)等方法進行蝕刻及清除氧化物，形成一作為電阻膜沉積區(qū)的微粗糙區(qū)15。以本案來說，該微粗糙區(qū)15可使得后續(xù)電阻膜保持有良好的電性精確度，且同時提供電阻膜與該導電箔12間的良好粘著性。此外，因為在電阻膜4沉積之后疊合之前，該導電箔12不必再進行粗化步驟，因此使得如圖1、圖2所示的保護覆層5成為非必須的構(gòu)成部分。
如圖4所示，在一導電箔16的較平坦面上形成一電容膜17(capacitive film)，所述電容膜可為相對介電常數(shù)在5.0以上的材質(zhì)，該導電箔16由銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)或銀鈀(Ag-Pd)等構(gòu)成。如有必要，可對所述的電容膜17適當?shù)募訜崾蛊溆不?。再沉積一導電膜18，并覆蓋住部分電容膜17，該導電膜18可由銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、鉑(Pt)、鈀、導電性高分子或銀膠等構(gòu)成。并以一保護覆層19覆蓋整個電容膜17與導電膜18，該保護覆層19為絕緣有機材料或陶瓷材料，如環(huán)氧樹脂、聚乙酰胺、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱、氰酯、氧化鋁、玻璃或其相似物所制成。如該保護覆層19是由樹脂所構(gòu)成，則以部分交煉反應結(jié)構(gòu)(partiallycrosslinked)為佳，在疊合時，可再進一步與有機絕緣層反應。
如圖4及圖5所示，導電箔16、電容膜17、導電膜18與保護覆層19所組成者稱之為組件載體導電箔(component-carrying conductivefoil)20，該組件載體導電箔20以一有機絕緣層221作為粘著層，與一單位電路薄板21(unit circuit sheet)相疊合，該電路薄板21可包含一絕緣層22與導電層23所形成的單層或多層電路板。該絕緣層22由環(huán)氧樹脂、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱、聚乙酰胺、氰酯、聚苯并環(huán)丁烯(polybenzocyclobutene)或其相似物所組成；而該導電層23則為一導電材料，如金屬、導電聚合物、金屬膏材或碳膏材等。該絕緣層221可為樹脂，如環(huán)氧樹脂、聚乙酰胺、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱、聚苯并環(huán)丁烯(polybenzocyclobutene)等，或是為纖維強化樹脂或纖維強化環(huán)氧樹脂等，電容組件內(nèi)嵌于多層電路板的制作于是完成。其中，導電膜18與電極24疊對(overlap)的區(qū)域26即定義出有效電容區(qū)。由于電路圖案25與電極24的材質(zhì)即為導電箔，因此簡化了在多層電路板內(nèi)嵌電容組件的制作方法。
所述的電容膜17為高電介質(zhì)材料，其相對介電值(relativedielectric constant)在5以上，并可用濺鍍或印刷等方式形成。選用鈦酸鋇(Ba-titanate)、鈦酸鉛鋯(Pb-Zr-titanate)、鈦酸鍶鋇(Ba-Sr-titanate)非均質(zhì)碳氫化合物等材料時，可用濺鍍沉積；而用添加有鈦酸鋇的樹脂膏材(Ba titanate-resin paste，例如鈦酸鋇粉末散布于環(huán)氧樹脂中)及鈦酸鋇-玻璃膏材(Ba titanate-glass paste，例如鈦酸鋇粉末與玻璃粉末散布于有機媒介中)等材料時，可用印刷方式沉積。然而，電容膜17在沉積所述保護覆層19之前，需先以加熱方式(對鈦酸鋇樹脂膏材而言)或焙燒(firing)方式(對鈦酸鋇玻璃膏材而言)，在大氣或惰性氣體環(huán)境下將其固化。
如圖3所示，所述電容膜可以沉積在導電箔12上，該導電箔12具有一粗糙面13及一表面14，而該表面14可依需要設為粗糙面或平坦面。在該導電箔12上還可利用光阻微蝕刻(photoresist-microetching)或拋光(polish)等方法，進行蝕刻及清除氧化物，形成一作為電容膜沉積區(qū)的微粗糙區(qū)15。以本案來說，該微粗糙區(qū)15可使后續(xù)電容膜具有良好的電性精確度，且同時提供電容膜與該導電箔12間的良好粘著性。此外，因為電容膜沉積之后疊合之前，導電箔12不必再進行粗化步驟，因此使得如圖4、圖5所示的保護覆層19成為非必須的構(gòu)成部分。
如圖6所示，在一導電箔28的一較平坦面上形成一軟磁性膜27(softmagnet material film)，該導電箔28為銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)或鈀等材質(zhì)。并以一保護覆層29覆蓋整個軟磁性膜27，該保護覆層29為絕緣有機材料或陶瓷材料，由環(huán)氧樹脂、聚乙酰胺、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱、氰酯、氧化鋁、玻璃或其相似物所制成。如該保護覆層29是由樹脂所構(gòu)成，則以部分交煉反應結(jié)構(gòu)(partiallycrosslinked)為佳。而由導電箔28、軟磁性膜27與保護覆層29所組成者稱之為組件載體導電箔(component-carrying conductive foil)30如圖7所示，該組件載體導電箔30以一有機絕緣層32作為粘著層，與一單位電路薄板31(unit circuit sheet)相疊合，而在疊合的過程中，對準的精確度必須良好地控制。該電路薄板31可為包含一絕緣層33與導電層34所形成的單層或多層電路板。該絕緣層33可為環(huán)氧樹脂、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱、聚乙酰胺、氰酯、聚苯并環(huán)丁烯(polybenzocyclobutene)或其相似物所組成；而該導電層34則為一導電材料，如金屬、導電聚合物、金屬膏材或碳膏材等。該有機絕緣層32可為樹脂，如環(huán)氧樹脂、聚乙酰胺、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱、聚苯并環(huán)丁烯(polybenzocyclobutene)等所組成；或是為纖維強化樹脂，如纖維強化環(huán)氧樹脂等。在該導電箔28的同一面上形成有螺旋型線圈35與電路圖案36，其中該螺旋型線圈35也可為圓形、橢圓形、正方形、矩形或其它多邊形圖案。而在該螺旋型線圈35的一端點設有一導通孔37；如圖8所示，該螺旋型線圈35的另一端點38也形成于導電箔28的同一面上。最后，一軟磁性膜39也可形成并覆蓋住該螺旋型線圈35，以增大電感值(inductance)。
所述的軟磁性膜27，39為導磁性(permeability)大于1的軟磁性材質(zhì)，其可以濺鍍、旋涂(spin coating)或印刷等方式形成，如錳-鋅鐵氧磁體(Mn-Zn ferrite)、鎳-錳-鋅鐵氧磁體(Ni-Mn-Zn ferrite)或四氧化三鐵(magnetite)等，可以被濺鍍沉積(sputter-deposited)；而添加鐵氧磁體-樹脂膏材(ferrite-resin Opaste)則可以印刷方式沉積，其中該鐵氧磁體-樹脂膏材可用錳-鋅鐵氧磁體(Mn-Zn ferrite)粉末散布在樹脂中制成。同樣地，上述印刷成型的軟磁性膜27在沉積所述保護覆層29之前，需先以固化方式適當將其硬化。
再回到圖3，同理，所述軟磁性膜也可以沉積在導電箔12上，該導電箔12具有一粗糙面13及一表面14，而該表面14可依需要設為粗糙面或平坦面。在導電箔12上還可利用光阻微蝕刻或拋光等方法，進行蝕刻及清除氧化物，形成一作為軟磁性膜沉積區(qū)的微粗糙區(qū)15。以本案來說，該微粗糙區(qū)15可使得后續(xù)軟磁性膜保有良好的電性精確度，且同時提供軟磁性膜與該導電箔12間的良好粘著性。此外，因為軟磁性膜沉積之后疊合之前，該導電箔12不必再進行粗化步驟，因此使得如圖6、圖7所示的保護覆層29成為非必須的構(gòu)成部分。
本發(fā)明所公開的制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法，其具有一特殊優(yōu)點，即當被動組件鑲埋于多層電路板的最外層時，由于被動組件位于電路層下方，因此該結(jié)構(gòu)將不致影響如綠漆保護層(solder maskmaterial)等的涂布。
綜上所述，本發(fā)明公開了一種制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法，該方法可在多層電路板中提供具優(yōu)異電性精確度的被動組件，且電路板具有良好的可靠度。
當然，以上所述僅為本發(fā)明制作內(nèi)嵌有被動組件的多層電路板的方法的較佳實施例，并非用以限制本發(fā)明的實施范圍，任何熟習該項技術者不違背本發(fā)明的精神所做的等同設計，均應屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作內(nèi)嵌有膜狀電阻組件的多層電路板的方法，其特征在于包括以下步驟(a)在一導電箔的一表面上形成一電阻膜；(b)利用一有機絕緣層作為粘著劑，將該帶有電阻膜的導電箔與一單位電路薄板相疊合；及(c)在所述導電箔的另一表面上形成電極和電路圖案。
2.如權(quán)利要求1所述制作內(nèi)嵌有電阻組件的多層電路板的方法，其特征在于在形成電阻膜的步驟之后，還可包括形成一保護覆層以覆蓋住該電阻膜的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述制作內(nèi)嵌有電阻組件的多層電路板的方法，其特征在于所述的保護覆層為絕緣樹脂或陶瓷材料中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述制作內(nèi)嵌有電阻組件的多層電路板的方法，其特征在于該電阻膜的電阻值為0.1ohm/square以上。
5.一種制作內(nèi)嵌有膜狀電容組件的多層電路板的方法，其特征在于包括以下步驟(a)在一導電箔的一表面上形成一電容膜；(b)在該電容膜上形成一導電膜，并部分覆蓋住該電容膜，以作為該電容組件的電極；(c)利用一有機絕緣層作為粘著劑，將該帶有電容膜的導電箔與一單位電路薄板相疊合；及(d)在所述的導電箔上形成電極和電路圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的制作內(nèi)嵌有電容組件的多層電路板的方法，其特征在于所述步驟(b)之后，還可包括有一步驟形成一保護覆層以覆蓋住該電容膜與導電膜。
7.如權(quán)利要求6所述制作內(nèi)嵌有電阻組件的多層電路板的方法，其特征在于所述保護覆層為絕緣有機材料或陶瓷材料中的一種。
8.如權(quán)利要求5所述制作內(nèi)嵌有電容組件的多層電路板的方法，其特征在于所述電容膜為相對介電常數(shù)在5.0以上的材質(zhì)。
9.一種制作內(nèi)嵌有電感組件的多層電路板的方法，其特征在于包括以下步驟(a)在一導電箔的一表面上形成一軟磁性膜；(b)利用一有機絕緣層作為粘著劑，將該所述帶有軟磁性膜的導電箔與一單位電路薄板相疊合；及(c)在所述導電箔的另一面上形成螺旋型線圈和電路圖案。
10.如權(quán)利要求9所述的制作內(nèi)嵌有電感組件的多層電路板的方法，其特征在于形成軟磁性膜的步驟之后，還可包括形成一保護覆層以覆蓋住該軟磁性膜的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述制作內(nèi)嵌有電阻組件的多層電路板的方法，其特征在于所述保護覆層為絕緣有機材料或陶瓷材料中的一種。
12.如權(quán)利要求9所述的制作內(nèi)嵌有電感組件的多層電路板的方法，其特征在于所述軟磁性膜為導磁性大于1的軟磁性材質(zhì)。
13.如權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的制作內(nèi)嵌有電感組件的多層電路板的方法，其特征在于形成螺旋型線圈與電路圖案的步驟之后，還可包括形成一軟磁性膜覆蓋該螺旋型線圈的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制作內(nèi)嵌有膜狀被動組件的多層電路板的方法，該被動組件為電阻器、電容器或電感器等。在鑲埋一電阻器或一電容器時，首先在一導電箔的一面上形成一被動單元，如電阻膜或電容膜；而在形成電感器時，則在一導電箔的一面上形成一軟磁性膜；其中電容膜須覆上一層導電層作為電極。再將該帶有被動單元的導電箔應用于多層電路板的制作中，使被動組件的電極、螺旋型線圈與電路圖案同時形成于導電箔上，而另一軟磁性膜也可形成于該螺旋型線圈的最上端以增進該電感器的性能。本發(fā)明方法所制作的多層電路板不僅具有高可靠度，而且其內(nèi)嵌的膜狀被動組件也具有高電性精確度。
文檔編號H01C17/06GK1429065SQ01138638
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者董一中 申請人:全懋精密科技股份有限公司