模組化電感裝置的制造方法
【專利摘要】一種模組化電感裝置的制造方法，包含：(a)以塑料注射成型基板，該基板包括至少一個(gè)呈凹陷狀的容置槽；(b)將一鐵芯置放于該容置槽內(nèi)；(c)于該基板的上、下側(cè)分別各設(shè)置兩層已布線完成的線路層，并進(jìn)行壓合、鉆孔、孔內(nèi)電鍍，及線路蝕刻以形成內(nèi)層線路、外層線路；及(d)于外層電路上進(jìn)行防焊與接點(diǎn)加工，以保護(hù)外層線路并于接點(diǎn)上形成保護(hù)層，而獲得模組化電感裝置。通過(guò)以塑料注射成型的方式成型出該基板，讓該鐵芯可直接置放于該基板的容置槽內(nèi)，再進(jìn)行后續(xù)的加工程序，大幅簡(jiǎn)化制作程序并降低制造成本，亦提高最終成品的良率。
【專利說(shuō)明】模組化電感裝置的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子元件的制造方法，特別是涉及一種模組化電感裝置的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]一般的電感裝置，如電感器、變壓器等，皆是將一個(gè)或多個(gè)線圈纏繞于由鐵磁性材料(Ferromagnetic Material)制成的鐵芯上,并在該線圈通電后與該鐵芯相互產(chǎn)生作用。在目前的電感裝置制造業(yè)界中，對(duì)于小型的變壓器來(lái)說(shuō)，由于其環(huán)形鐵芯的體積相當(dāng)小，仍多是采用人工繞線的方式將預(yù)設(shè)纏繞圈數(shù)的漆包線纏繞于該環(huán)形鐵芯上。但是，采用人工作業(yè)的方式存在制程耗時(shí)以及產(chǎn)量低的缺點(diǎn)。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，業(yè)界發(fā)展出將鐵芯嵌設(shè)于印刷電路板(Printed CircuitBoards, PCB)上，并利用印刷電路板制程中的鉆孔、孔內(nèi)電鍍等步驟，對(duì)鐵芯形成如同纏繞線圈的結(jié)構(gòu)。一般的印刷電路板是以FR-4等級(jí)的樹(shù)脂材料層疊壓合而成，為了將鐵芯嵌設(shè)于印刷電路板上，較常用的有兩種方式:(1)將鐵芯置入層疊的樹(shù)脂材料中并進(jìn)行熱壓合；
(2)直接于印刷電路板上加工形成盲孔(業(yè)界稱為盲撈)，再將鐵芯置于盲孔內(nèi)。
[0004]然而，在壓合的過(guò)程中，可能導(dǎo)致鐵芯結(jié)構(gòu)的損壞，且壓合過(guò)程的高溫可能導(dǎo)致鐵芯失效。另外，由于印刷電路板相當(dāng)薄，要加工形成盲孔需要精密的加工程序，不但成本高，良率也不易提升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高良率的模組化電感裝置的制造方法。本發(fā)明模組化電感裝置的制造方法，包含下列步驟:(a)以塑料注射成型基板，該基板包括至少一個(gè)呈凹陷狀的容置槽；(b)將一鐵芯置放于該容置槽內(nèi)；(c)于該基板的上、下側(cè)分別各設(shè)置兩層已布線完成的線路層，并進(jìn)行壓合、鉆孔、孔內(nèi)電鍍，及線路蝕刻以形成內(nèi)層線路、夕卜層線路；及(d)于外層電路上進(jìn)行防焊與接點(diǎn)加工，以保護(hù)外層線路并于接點(diǎn)上形成保護(hù)層，而獲得模組化電感裝置。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0007]較佳地，該塑料選自于熱塑性塑料，且至少承受220°C的溫度。
[0008]較佳地，該熱塑性塑料選自于聚苯硫醚、液晶聚酯、聚環(huán)己醇二乙酯，及它們的組八口 ο
[0009]較佳地，該塑料選自于熱固性塑料，且至少承受220°C的溫度。
[0010]較佳地，該熱固性塑料選自于酚醛樹(shù)脂、聚鄰-苯二甲酸二烯丙酯，及它們的組八口 ο
[0011]較佳地，于該步驟(b)中，該鐵芯不凸出該容置槽。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:通過(guò)以塑料注射成型的方式成型出該基板，讓該鐵芯可直接置放于該基板的容置槽內(nèi)，再進(jìn)行后續(xù)的加工程序，大幅簡(jiǎn)化制作程序并降低制造成本，亦提聞最終成品的良率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是流程圖，說(shuō)明本發(fā)明模組化電感裝置的制造方法的較佳實(shí)施例；
[0014]圖2是俯視圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，經(jīng)由注射成型的基板的態(tài)樣；
[0015]圖3是立體圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，鐵芯的結(jié)構(gòu)；
[0016]圖4是側(cè)視分解圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，該基板的容置槽對(duì)應(yīng)該鐵芯的形狀；
[0017]圖5是俯視圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，不同容置槽的態(tài)樣；
[0018]圖6是立體圖，說(shuō)明配合圖5的容置槽的鐵芯的形狀；
[0019]圖7、8皆是俯視圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，不同形態(tài)的容置槽搭配不同形態(tài)的鐵芯的態(tài)樣；
[0020]圖9是示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，于該基板的上、下側(cè)分別設(shè)置一層線路層；
[0021]圖10是示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，該基板與線路層壓合后進(jìn)行鉆孔的態(tài)樣；
[0022]圖11是俯視圖，輔助說(shuō)明圖10中，進(jìn)行鉆孔后，孔的分布位置；
[0023]圖12是流程圖，說(shuō)明進(jìn)行線路蝕刻以形成內(nèi)層電路；
[0024]圖13是示意圖，輔助說(shuō)明該基板完成外層電路的態(tài)樣；及
[0025]圖14至16皆是示意圖，說(shuō)明置放有不同形態(tài)的鐵芯的基板完成外層電路的態(tài)樣。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]首先要說(shuō)明的是，目前一般的印刷電路板所使用的FR-4等級(jí)的樹(shù)脂材料，雖然有許多不同的種類，但基本上都是以環(huán)氧樹(shù)脂加上玻璃纖維所作出的復(fù)合材料，因此FR-4的材料并無(wú)法用于注射成型的制程。
[0028]因此，本發(fā)明模組化電感裝置的制造方法的較佳實(shí)施例，包含以下步驟:如圖1、圖2所示，于步驟21中，以塑料注射成型基板3，該基板3包括多個(gè)呈凹陷狀的容置槽32。該塑料選自于熱塑性塑料或熱固性塑料，其中，該熱塑性塑料選自于聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)、液晶聚酯(Liquid crystal polyester, LCP)、聚環(huán)己醇二乙酯(Polycarbonate hexandimethanol Terephthalate, PCT),及它們的組合。而該熱固性塑料選自于酚醛樹(shù)脂(俗稱電木)、聚鄰-苯二甲酸二烯丙酯(Poly(Diallylphthalate)，DAP)，及它們的組合。要特別說(shuō)明的是，上述所選用的塑料需至少承受220°C的溫度。
[0029]如圖1、圖3、圖4所示，于步驟22中，將多個(gè)鐵芯4分別置放于該基板3的容置槽32內(nèi)。要特別說(shuō)明的是，通常鐵芯4的體積很小，因此成型該基板3時(shí)，會(huì)形成有多個(gè)容置槽32，加工完成后再進(jìn)行切割程序，以提高制作的方便性并節(jié)省制造成本，而所述容置槽32的數(shù)量可適應(yīng)鐵芯4的體積大小進(jìn)行調(diào)整。另外，參閱圖2、圖3，于本實(shí)施例中，是以一大一小的容置槽32為一組，分別用以置放一大一小的鐵芯4，但不以此為限。其中，每一鐵芯4的材質(zhì)最為常見(jiàn)的金屬組合為錳和鋅(MnZn)，以及鎳和鋅(NiZn)，以易于被磁化的金屬為主。如圖3、圖4所示，于本實(shí)施例中，每一鐵芯4為中空環(huán)狀，而每一容置槽32對(duì)應(yīng)鐵芯4的形狀，當(dāng)然可視實(shí)際需求改變鐵芯4的形狀，同時(shí)對(duì)應(yīng)改變?nèi)葜貌?2的形狀使其與鐵芯4互相對(duì)應(yīng)。例如，每一容置槽32可以是如圖5所示的形態(tài)，而能置入如圖6所示兩個(gè)呈E形且互相面對(duì)的鐵芯4?；蛘呤侨鐖D7所示，每一容置槽32為長(zhǎng)條狀，而能置入呈柱狀的鐵芯4。又或者每一容置槽32是如圖8所示的形態(tài)，而能置入概呈W形的鐵芯4，以及呈平板形的鐵芯4。在以下的說(shuō)明中，是以圖3、圖4所示的鐵芯4與容置槽32的形態(tài)為例說(shuō)明。
[0030]如圖9所示，于本實(shí)施例中，每一鐵芯4不凸出對(duì)應(yīng)的容置槽32，當(dāng)然所述鐵芯4也可能是略為凸出所述容置槽32，不以本實(shí)施例所揭露者為限。再參閱圖1、圖9，于步驟23中，于該基板3的上、下側(cè)分別設(shè)置作為粘合用的膠片51，及布線完成的線路層52。其中，每一線路層52是布線完成的銅箔，當(dāng)然所述線路層52的數(shù)量可依實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。接著，如圖1、圖10所示，進(jìn)行壓合、鉆孔等程序。鉆孔時(shí)依照布線的預(yù)定位置進(jìn)行鉆孔形成孔洞33，而讓所述孔洞33形成如圖11所示的大小以及排列形態(tài)。鉆孔后接著于所述孔洞33內(nèi)進(jìn)行孔內(nèi)電鍍，先以重度刷磨及高壓沖洗的方式清理所述孔洞33上的毛頭及所述孔洞33內(nèi)的粉屑，再以高錳酸鉀溶液去除孔壁上的膠渣，并讓清理干凈的孔壁上附著錫鈀膠質(zhì)層，再將其還原成金屬鈀。接著，將完成上述程序的基板3浸泡于銅溶液中，通過(guò)鈀金屬的催化作用，將溶液中的銅離子還原沉積附著于孔壁上形成通孔電路，再以硫酸銅浴電鍍的方式將沉積附著于孔壁上的銅層加厚到足夠抵抗后續(xù)加工及使用環(huán)境沖擊的厚度。
[0031]接下來(lái)，如圖1、圖12所示地進(jìn)行線路蝕刻。參閱圖12，線路蝕刻是于上、下側(cè)的線路層52上分別貼覆感光膠膜6進(jìn)行壓膜，壓膜后將所述線路層52上的線路以底片利用紫外線曝光方式轉(zhuǎn)移到所述線路層52的銅面上，經(jīng)過(guò)顯影機(jī)將所述感光膠膜6上未感光的部分去除，再利用蝕刻機(jī)刻掉所述線路層52的多余銅面，再將所述感光膠膜6去除即完成線路蝕刻而留下所需的線路，形成內(nèi)層線路。
[0032]接著，再重復(fù)進(jìn)行如圖9?圖12所示的設(shè)置線路層、壓合、鉆孔步驟，并再次進(jìn)行孔內(nèi)電鍍及線路蝕刻等過(guò)程，而如圖13所示形成外層線路。要說(shuō)明的是，于本實(shí)施例中，于步驟23中該基板3的上、下側(cè)分別各設(shè)置兩層線路層52以形成內(nèi)層線路、外層線路，于實(shí)際實(shí)施時(shí)，所述線路層52的數(shù)量可視需求增加，不以此為限。另外，若是選用如圖5至圖8中所示的基板3與鐵芯4的組合，最后形成外層線路后，則是分別形成如圖14至圖16所示的形態(tài)。最后，如圖1所示，于步驟24中，在外層電路上進(jìn)行防焊與接點(diǎn)加工，以保護(hù)外層線路并于接點(diǎn)上形成保護(hù)層，并獲得模組化電感裝置的成品。要說(shuō)明的是，步驟23、24為一般業(yè)界對(duì)印刷電路板的后續(xù)加工程序，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解，在以上的說(shuō)明中并未詳述細(xì)部流程。
[0033]要特別說(shuō)明的是，在經(jīng)過(guò)上述步驟后，該模組化電感裝置已可進(jìn)行正常功能，當(dāng)然還可以視實(shí)際需求將客戶所需的文字、商標(biāo)或零件標(biāo)號(hào)以網(wǎng)版印刷的方式印于該模組化電感裝置上，再以熱烘或紫外線照射的方式讓文字漆墨硬化。接著，依需求進(jìn)行切割成適當(dāng)尺寸，并進(jìn)行電測(cè)、外觀檢查后，即可包裝出貨。
[0034]該模組化電感裝置完成后，需進(jìn)行后續(xù)將表面粘著零件(Surface MountComponent, SMC)粘著于該模組化電感裝置的表面粘著制程(Surface MountTechnology, SMT)。而表面粘著制程目前實(shí)行無(wú)鉛制程，也就是選用無(wú)鉛錫膏/錫絲進(jìn)行印錫作業(yè)。由于無(wú)鉛錫膏/錫絲有不同的合金組成，而熔錫溫度會(huì)依合金成分不同而有差異，因此本發(fā)明所選用的熱塑性塑料或熱固性塑料需至少承受220°C的溫度，即是為了使進(jìn)行表面粘著作業(yè)的高溫不會(huì)讓該基板產(chǎn)生變形或碳化的現(xiàn)象。
[0035]綜上所述，本發(fā)明通過(guò)以塑料注射成型的方式成型出該基板3，讓該基板3直接形成供鐵芯4置放的容置槽32，取代傳統(tǒng)以層疊壓合以形成該基板3的方式，再進(jìn)行后續(xù)的加工程序，大幅簡(jiǎn)化制作程序并降低制造成本，亦提高最終成品的良率。
【權(quán)利要求】
1.一種模組化電感裝置的制造方法，其特征在于，包含下列步驟: (a)以塑料注射成型一個(gè)基板，該基板包括至少一個(gè)呈凹陷狀的容置槽； (b)將一個(gè)鐵芯置放于該容置槽內(nèi)； (C)于該基板的上、下側(cè)分別各設(shè)置兩層已布線完成的線路層，并進(jìn)行壓合、鉆孔、孔內(nèi)電鍍，及線路蝕刻以形成內(nèi)層線路、外層線路 '及 (d)于外層電路上進(jìn)行防焊與接點(diǎn)加工，以保護(hù)外層線路并于接點(diǎn)上形成保護(hù)層，并獲得模組化電感裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述模組化電感裝置的制造方法，其特征在于，該塑料選自于熱塑性塑料，且至少承受220°C的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述模組化電感裝置的制造方法，其特征在于，該熱塑性塑料選自于聚苯硫醚、液晶聚酯、聚環(huán)己醇二乙酯，及它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述模組化電感裝置的制造方法，其特征在于，該塑料選自于熱固性塑料，且至少承受220°C的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述模組化電感裝置的制造方法，其特征在于，該熱固性塑料選自于酚醛樹(shù)脂、聚鄰-苯二甲酸二烯丙酯，及它們的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述模組化電感裝置的制造方法，其特征在于，于該步驟(b)中，該鐵芯不凸出該容置槽。
【文檔編號(hào)】H05K1/16GK104349611SQ201310329613
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】陳品宏 申請(qǐng)人:炫興股份有限公司