专利名称：嵌入式多层电路板及其制作方法
技术领域：
本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种嵌入式多层电路板及其制作方法。
背景技术：
在信息、通讯及消费性电子产业中，电路板是所有电子产品不可或缺的基本构成 要件。随着电子产品往小型化、高速化方向发展，电路板也从单面电路板往双面电路板、 多层电路板方向发展。多层电路板由于具有较多的布线面积和较高的装配密度而得到广 泛的应用，请参见Takahashi, A.等人于1992年发表于IEEE Trans, on Components, Packaging, and Manufacturing Technology 的文献“High density multilayer printed circuit board for HITAC M 880”。其中，嵌入式多层电路板由于其可以将电子元件在多 层电路板制作过程中嵌入多层电路板内部以减少表面贴装零件的密度，进而减小多层电路 板的面积而备受人们欢迎。
在多层电路板的制作过程中，人们常常采用埋入凸块互连技术(Buried Bump Interconnection Technology; B2it)将多层电路板的多层线路层层间导通。采用埋入凸块 互连技术制作多层电路板的步骤一般为在经过处理的第一铜箔上用模块印刷上导电胶， 放上胶粘片(半固化片)，然后再放上第二铜箔；在加压下，导电胶(锥状)穿透胶粘片与 上面的第二铜箔连接；接着用图像转移法在第一及第二铜箔面上制得导电图形，即形成双 面板电路板；再在其两面各加上胶粘片和印刷有导电胶的铜箔，并重复上述步骤，便形成四 层板，以此推，可得层数更多的多层板。在嵌入式多层电路板的制作过程中，常常先采用埋 入凸块互连技术分别制作承载有电子元件的第一电路基板、具有收容孔且叠设于该第一电 路基板的第二电路基板、及叠设于该第二电路基板的第三电路基板，然后再采用埋入凸块 互连技术将该第一电路基板、第二电路基板、及第三电路基板压接成一个嵌设有电子元件 的嵌入式多层电路板。该嵌入式多层电路板的第二电路基板位于该第一电路基板及第二电 路基板之间，且该电子元件收容于该收容孔中。然而，上述采用埋入凸块互连技术制作嵌入 式多层电路板的方法需要多次印刷导电胶，较为复杂，制作成本也较高。
因此，有必要提供一种制作过程较为简单、成本较低的嵌入式多层电路板的制作 方法及一种由该制作方法所制成的嵌入式多层电路板。发明内容
以下将以实施例说明一种嵌入式多层电路板的制作方法及一种由该制作方法所 制成的嵌入式多层电路板。
—种嵌入式多层电路板的制作方法，包括步骤提供一个第一电路基板，该第一电 路基板包括贴合的第一基底层及第一导电层；提供一个第二电路基板，该第二电路基板包 括贴合的第二线路层和第二基底层，并开设有一个贯穿该第二电路基板的收容孔；压合该 第一电路基板及第二电路基板，以形成压合板；使得该第一电路基板与该第二电路基板通 过导通孔电性相连；提供一个第三电路基板，该第三电路基板包括第三线路层、第三基底层、及第四导电层，第三线路层及第四导电层贴合于该第三基底层的两侧，且该第三线路层 与该第四导电层电性连接；将电子元件安装于该第三线路层上；将该电子元件与该收容孔 对准，并压合该压合板及该第三电路基板，使得该电子元件收容于该收容孔中；图案化该第 一导电层及第四导电层，以将该第一导电层及第四导电层分别形成第一线路层及第四线路 层；提供一个柔性电路基板，该柔性电路基板包括贴合的柔性基底层及柔性线路层；使该 第一线路层及第四线路层通过该柔性电路基板的柔性线路层电性连接，以形成嵌入式多层 电路板。
—种嵌入式多层电路板，包括第一电路基板、第二电路基板及第三电路基板。该第 一电路基板包括贴合的第一基底层及第一线路层。该第二电路基板包括贴合的第二基底层 及第二线路层。第二电路基板内开设有一个贯穿该第二电路基板的收容孔。该第一线路层 与该第二线路层通过导通孔电性相连。该第三电路基板包括第三线路层、第三基底层、第四 线路层、及安装于该第三线路层的电子元件。该第三线路层及第四线路层位于该第三基底 层的两侧，且该第三线路层及第四线路层电性相连。该电子元件收容于该收容孔中。该嵌 入式多层电路板进一步包括一个柔性电路基板。该柔性电路基板包括贴合的柔性基底层及 柔性线路层。该第一线路层与第四线路层通过该柔性电路基板的柔性线路层电性连接。
本技术方案的制作嵌入式多层电路板的方法中，无需采用埋入凸块互连技术，仅 采用柔性电路基板将第一电路基板及第三电路基板电性相连，较为简单，成本也较低。并 且，本技术方案的制作嵌入式多层电路板的方法中所采用的电导通孔方法仅仅用于实现第 一电路基板及第二电路基板之间的导通，并未用于实现第一电路基板及第三电路基板之间 的导通，从而不仅使得电子元件免于受到电镀液中电流的损害，提高了嵌入式多层电路板 中电子元件的稳定性，而且保证了所制作的该嵌入式多层电路板的层间导通效果。
图1为本技术方案实施方式提供的第一电路基板的剖视示意图，该第一电路基板 包括贴合的第一导电层及第一电路基底层。
图2为本技术方案实施方式提供的第二电路基板的剖视示意图，该第二电路基板 包括一个第二导电层。
图3为本技术方案实施方式提供的在第一电路基底层及第二电路基板之间设置 第一胶粘片后的剖视示意图。
图4为本技术方案实施方式提供的压合第一电路基板及第二电路基板后形成压 合板的剖视示意图。
图5为本技术方案实施方式提供的在压合板形成通孔，将该通孔形成导通孔，并 图案化该第二导电层后的剖视示意图。
图6为本技术方案实施方式提供的第三电路基板的剖视示意图，该第三电路基板 包括一个第三线路层、第四导电层及第三基底层，该第三线路层及该第四导电层分别位于 该第三基底层的两侧。
图7为本技术方案实施方式提供的在该第三线路层及该第二电路基板之间设置 第二胶粘片后的剖视示意图。
图8为本技术方案实施方式提供的压合第三电路基板及压合板后的剖视示意图。
图9为本技术方案实施方式提供的将第一导电层及第四导电层分别形成第一线 路层及第四线路层之后的剖视示意图。
图10为本技术方案实施方式提供的在第一线路层及第四线路层上分别形成防焊 层后的剖视示意图。
图11为本技术方案实施方式提供的柔性电路基板的剖视示意图。
图12为本技术方案实施方式提供的柔性电路基板将第一线路层与第四线路层电 性连接后所形成的嵌入式多层电路板的剖视示意图。
主要元件符号说明嵌入式多层电路板100第一电路基板11第一内部线路层111第一导电层113第一基底层115第二电路基板21第二线路层211第二基底层215收容孔217绝缘层2151第二内部线路层2153第二导电层2155树脂219第一胶粘片40压合板50通孔501,601导通孔503第三内部线路层2157第三电路基板31第三线路层311第四导电层313第三基底层315电子元件317第二胶粘片60第一线路层117第四线路层316防焊层70柔性电路基板80柔性基底层801柔性线路层803第一连接端子119第二连接端子319第三连接端子807第四连接端子809异方性导电胶90如下具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合多个附图及实施方式，对本技术方案提供的嵌入式多层电路板 的制作方法及一种由该制作方法所制成的嵌入式多层电路板作进一步的详细说明。
本技术方案实施方式提供一种嵌入式多层电路板的制作方法，包括步骤第一步，请参阅图1，提供一个第一电路基板11。第一电路基板11可以为单层板、双层板或多层板。在本实施方式中，以第一电路基板11为双层板进行举例说明。第一电路基板 11包括第一内部线路层111、第一导电层113、及第一基底层115。
第一内部线路层111和第一导电层113贴合于第一基底层115的两侧。第一内部 线路层111和第一导电层113的材料均可为选自铜、银、金及镍中的一种或其合金。第一内 部线路层111包括多条导电线路，以可进行信号传输。
第一基底层115可以为单层结构，也可以为多层结构。单层结构是指为单层绝 缘层的结构。多层结构是指包括交替排列的至少一层绝缘层和至少一层线路层的结构， 也就是说，第一基底层115可以是形成了导电线路的双面电路板或多层电路板。在本实 施方式中，第一基底层115为单层绝缘层的结构。绝缘层的材料可以为硬性材料，如环 氧树脂、玻纤布等，也可以为柔性材料，如聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚乙烯对苯二甲酸 乙 二醇酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚萘二 甲酸乙 二醇酯(Polyethylene naphthalate, PEN)等。
第二步，请参阅图2，提供一个第二电路基板21。第二电路基板21包括贴合的第 二线路层211及第二基底层215、及一个贯穿第二电路基板21的收容孔217。
第二线路层211材料可为选自铜、银、金及镍中的一种或其合金。第二线路层211 包括多条导电线路，以可进行信号传输。
优选地，本实施方式中，第二基底层215为多层结构，也就是说，第二基底层215是 形成了导电线路的多层电路板。第二基底层215为包括两层绝缘层2151、一层位于两层绝 缘层2151之间的第二内部线路层2153、及一层第二导电层2155的结构。第二线路层211与 第二内部线路层2153及第二导电层2155之间通过电导通孔(Plated Through Hole, PTH) 方法电性连接，且导通孔内塞有树脂219，以使导通孔被填满，从而便于后续压合工艺的顺 利进行。
第三步，请参阅图3，在第一内部线路层111与第二线路层211之间设置第一胶粘 片40。第一胶粘片40包括树脂及增强材料。增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几 种类型。本实施方式中，第一胶粘片40包括树脂及玻纤布。
第四步，请参阅图4，压合第一电路基板11及第二电路基板21，以形成压合板50。
第五步，请参阅图5，采用钻孔工艺在压合板50中形成通孔501，将通孔501形成 导通孔503，且导通孔503内塞有树脂，以使导通孔503被填满，从而便于后续压合工艺的顺 利进行。导通孔503电性连接第一电路基板11及第二电路基板21，可以实现第一电路基板 11及第二电路基板21之间的信号传输。
在本实施例中，采用机械钻孔工艺(机械钻孔工艺是指采用机械钻针高速旋转从 而在电路板上形成孔洞的方式)形成通孔501，且通孔501贯穿第一导电层113、第一内部线 路层111、第二线路层211、第二内部线路层2153、及第二导电层2155;采用电镀铜工艺将通 孔501形成导通孔503，从而，导通孔503电性连接第一导电层113、第一内部线路层111、第 二线路层211、第二内部线路层2153、及第二导电层2155，以实现第一导电层113、第二线路 层211、第二内部线路层2153、及第二导电层2155之间的信号传输。当然，也可以采用激光钻孔工艺在压合板50中形成通孔501。激光钻孔工艺是指采用激光对电路板的材料烧蚀从 而形成孔洞的方式。该激光可以为Nd:YAG激光，也可以为二氧化碳激光。当然，本领域技 术人员可以理解，导通孔503的数量不限。
图案化第二导电层2155，以将第二导电层2155形成第三内部线路层2157。图案 化第二导电层2155方法可以为化学蚀刻，也可以为激光烧蚀。当采用化学蚀刻的方法图案 化图案化第二导电层2155时，可以包括在图案化第二导电层2155分别形成光致抗蚀剂层， 对光致抗蚀剂层进行显影、曝光，再蚀刻图案化第二导电层2155的步骤。当然，图案化第二 导电层2155，以将第二导电层2155形成第三内部线路层2157这个步骤也可以在上述第二 步中完成。
第六步，请参阅图6,提供一个第二电路基板31。第二电路基板31包括一个第二 线路层311、一个第四导电层313、及一个第三基底层315。
第三线路层311及第四导电层313贴合于第三基底层315的两侧。第三线路层311 和第四导电层313的材料均可为选自铜、银、金及镍中的一种或其合金。第三线路层311包 括多条导电线路，以可进行信号传输，且第三线路层311与第四导电层313电性相连。优选 地，本实施方式中，第三线路层311与第四导电层313之间通过电导通孔方法电性连接，且 导通孔里填塞有树脂，以便于后续压合工艺的顺利进行。
第三基底层315可以为单层结构，也可以为多层结构，也就是说，第三基底层315 可以是形成了导电线路的双面电路板或多层电路板。在本实施方式中，第三基底层315为 单层绝缘层的结构。
将电子元件317安装于第三线路层311上。电子元件317可以为主动元件或被动 元件。电子元件317可以通过覆晶技术(Flip-chip)设于第三线路层311，也可以通过表面 贴装技术(Surface Mounted Technology, SMT)设于第三线路层311。本实施方式中，电子 元件317为电容，且电子元件317通过覆晶技术设于第三线路层311。
第七步，请参阅图7，在压合板50的第二基底层215第三线路层311之间设置第二 胶粘片60。第二胶粘片60开设有一个通孔601，以便于电子元件317顺利穿过第二胶粘片 60。第二胶粘片60包括树脂及增强材料。增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种 类型。本实施方式中，第一胶粘片40包括树脂及玻纤布。
优选地，在收容孔217内可以先填充绝缘胶，以便于后续压合过程中，绝缘胶可以 很顺利地填满收容孔217与电子元件317之间的空隙。
第八步，请参阅图8，将电子元件317与收容孔217对准，并压合压合板50及第三 电路基板31，以使电子元件317收容于收容孔217中。
第九步，请一并参阅图9，图案化第一导电层113及第四导电层313，以将第一导电 层113及第四导电层313分别形成第一线路层117及第四线路层316。图案化第一导电层 113和第四导电层313的方法可以为化学蚀刻，也可以为激光烧蚀。当采用化学蚀刻的方法 图案化第一导电层113和第四导电层313时，可以包括在第一导电层113和第四导电层313 表面分别形成光致抗蚀剂层，对光致抗蚀剂层进行显影、曝光，再蚀刻第一导电层113和第 四导电层313的步骤。优选地，本实施方式中，将第一导电层113及第四导电层313分别形 成第一线路层117及第四线路层316时，在第一线路层117中形成第一连接端子119，在第 四线路层316中形成第二连接端子319。本实施方式中，第一连接端子119及第二连接端子319均为金手指。
第十步，请参阅图10，在第一线路层117及第四线路层316上分别设置防焊层70， 以保护第一线路层117及第四线路层316。
第十一步，请参阅图11，提供一个柔性电路基板80。柔性电路基板80包括贴合的 柔性基底层801、及叠设于柔性基底层801的柔性线路层803。柔性基底层801最常用的材 质为PI，但还可为PET、PEN或者其聚合物。本实施方式中，柔性基底层801由PI制成。柔 性线路层803包括第三连接端子807和第四连接端子809。第三连接端子807和第四连接 端子809位于柔性基底层801相对的两端。本实施方式中，第三连接端子807和第四连接 端子809均为金手指。
第十二步，请参阅图12，将第一线路层117及第四线路层316通过该柔性线路层 803电性连接，以形成嵌入式多层电路板100。
优选地，本实施方式中，第一连接端子119与第三连接端子807通过异方性导电胶 90电性连接，第二连接端子319与第四连接端子809通过异方性导电胶90电性连接。当 然，第一连接端子119与第三连接端子807还可以通过焊接的方式电性相连，第二连接端子 319与第四连接端子809也可以通过焊接的方式电性相连。当然，第一导电层113中的第一 线路层117也可以通过导电线与柔性线路层803电性相连，第四导电层313中的第四线路 层316也可以通过导电线与柔性线路层803电性相连。
请一并参阅图1至图12，通过以上步骤制得的嵌入式多层电路板100包括一个第 一电路基板11、一个第二电路基板21、一个位于第一电路基板11与第二电路基板21之间 的第一胶粘片40、一个第三电路基板31、一个位于第二电路基板21与第三电路基板31之 间的的第二胶粘片60、及一个柔性电路基板80。
第一电路基板11包括第一内部线路层111、第一线路层117、第一基底层115、及 设于第一线路层117且与第一线路层117电性相连的第一连接端子119。第一内部线路层 111和第一线路层117位于第一基底层115的两侧。
第二电路基板21包括第二线路层211、第二基底层215、及一个贯穿第二电路基板 21的收容孔217。第二基底层215为多层结构，其包括两层绝缘层2151、一层位于两层绝 缘层2151之间的第二内部线路层2153、及一层第三内部线路层2157。优选地，本实施方式 中，第二线路层211、第二内部线路层2153及第三内部线路层2157通过导通孔电性连接，且 导通孔内塞设有树脂219，以使导通孔被填满。
第一胶粘片40位于第一内部线路层111及第二线路层211之间，且第一线路层 117与第二线路层211通过导通孔503电性连接。
第三电路基板31包括一个第三线路层311、一个第四线路层316、一个第三基底层 315、一个安装于第三线路层311的电子元件317、及一个设于第四线路层316且与第四线路 层316电性相连的第二连接端子319。第三线路层311及第四线路层316贴合于第三基底 层315的两侧，且第三线路层311及第四线路层316通过导通孔电性相连。
第一胶粘片40位于第三线路层311及第二电路基板21之间，且电子元件317收 容于收容孔217中。
柔性电路基板80包括贴合的柔性基底层801、设于柔性基底层801的柔性线路层 803、及设于柔性线路层803相对两侧的第三连接端子807及第四连接端子809。
第一连接端子119与第三连接端子807通过异方性导电胶90电性相连。第二连 接端子319与第四连接端子809通过异方性导电胶90电性相连。
本技术方案的制作嵌入式多层电路板100的方法中，无需采用埋入凸块互连技 术，仅采用柔性电路基板80将第一电路基板11及第三电路基板31电性相连，较为简单，成 本也较低。并且，本技术方案的制作嵌入式多层电路板100的方法中所采用的电导通孔方 法仅用于实现第一电路基板11及第二电路基板21之间的导通，并未用于实现第一电路基 板11及第三电路基板31之间的导通，从而使得电子元件317免于受到电镀液中电流的损 害，提高了嵌入式多层电路板100中电子元件317的稳定性。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做 出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种嵌入式多层电路板的制作方法，包括步骤提供一个第一电路基板，该第一电路基板包括贴合的第一基底层及第一导电层；提供一个第二电路基板，该第二电路基板包括贴合的第二线路层和第二基底层，并开设有一个贯穿该第二电路基板的收容孔；压合该第一电路基板及第二电路基板，以形成压合板；使得该第一电路基板与该第二电路基板通过导通孔电性相连；提供一个第三电路基板，该第三电路基板包括第三线路层、第三基底层及第四导电层，第三线路层及第四导电层贴合于该第三基底层的两侧，且该第三线路层与该第四导电层电性连接；将电子元件安装于该第三线路层上；将该电子元件与该收容孔对准，并压合该压合板及该第三电路基板，使得该电子元件收容于该收容孔中；图案化该第一导电层及第四导电层，以将该第一导电层及第四导电层分别形成第一线路层及第四线路层；提供一个柔性电路基板，该柔性电路基板包括贴合的柔性基底层及柔性线路层；使该第一线路层及第四线路层通过该柔性电路基板的柔性线路层电性连接，以形成嵌入式多层电路板。
2.如权利要求1所述的嵌入式多层电路板的制作方法，其特征在于，将该第一导电层及第四导电层分别形成第一线路层及第四线路层时，在该第一线路层中形成第一连接端子，在该第四线路层中形成第二连接端子；该柔性线路层进一步包括第三连接端子和第四连接端子，该第三连接端子和第四连接端子位于该柔性基底层相对的两端；使该第一线路层及第四线路层通过柔性线路层电性连接时，该第一连接端子与第三连接端子电性连接，第二连接端子与第四连接端子电性连接。
3.如权利要求1所述的嵌入式多层电路板的制作方法，其特征在于，该制作方法进一步包括于该第一线路层及该第四线路层表面分别设置防焊层的步骤。
4.如权利要求1所述的嵌入式多层电路板的制作方法，其特征在于，该将该第一电路基板与第二电路基板通过导通孔电性相连的步骤包括采用钻孔工艺在该压合板中形成至少一个通孔，并将该通孔形成导通孔，以使得该导通孔电性连接该第一电路基板及第二电路基板。
5.如权利要求1所述的嵌入式多层电路板的制作方法，其特征在于，压合该第一电路基板及第二电路基板之前，在该第一基底层与第二线路层之间设置第一胶粘片；在压合该压合板及该第三电路基板之前，在该第二基底层与该第三线路层之间设置第二胶粘片，并于该收容孔内填充绝缘材料。
6.如权利要求1所述的嵌入式多层电路板的制作方法，其特征在于，该第二电路基板的第二基底层包括交替排列的至少一层绝缘层和至少一层内部线路层，该第二线路层与该第二基底层的至少一层内部线路层通过导通孔电性相连。
7.一种嵌入式多层电路板，包括第一电路基板、第二电路基板及第三电路基板，该第一电路基板包括贴合的第一基底层及第一线路层，该第二电路基板包括贴合的第二基底层及第二线路层，第二电路基板内开设有一个贯穿该第二电路基板的收容孔，该第一线路层与该第二线路层通过导通孔电性相连，该第三电路基板包括第三线路层、第三基底层、第四线路层、及安装于该第三线路层的电子元件，该第三线路层及第四线路层位于该第三基底层的两侧，且该第三线路层及第四线路层电性相连，该电子元件收容于该收容孔中，其特征在于，该嵌入式多层电路板进一步包括一个柔性电路基板，该柔性电路基板包括贴合的柔性基底层及柔性线路层，该第一线路层与第四线路层通过该柔性电路基板的柔性线路层电性连接。
8.如权利要求7所述的嵌入式多层电路板，其特征在于，该嵌入式多层电路板还包括位于该第一线路层与第二基底层之间的第一胶粘片，以及位于该第二基底层与该第三线路层之间的第二胶粘片，该电子元件与该收容孔之间填充有绝缘材料。
9.如权利要求7所述的嵌入式多层电路板，其特征在于，该第一线路层中具有第一连接端子，该第四线路层中具有第二连接端子；该柔性线路层进一步包括第三连接端子和第四连接端子，该第三连接端子和第四连接端子位于该柔性基底层相对的两端；该第一连接端子与第三连接端子电性连接，该第二连接端子与第四连接端子电性连接。
10.如权利要求7所述的嵌入式多层电路板，其特征在于，该第二基底层为多层结构，该第二基底层包括交替排列的至少一层绝缘层和至少一层内部线路层，该第二基底层的至少一层内部线路层与该第二线路层通过导通孔电性相连。
全文摘要
本发明涉及一种嵌入式多层电路板的制作方法，包括步骤提供第一电路基板；提供第二电路基板，包括一个贯穿该第二电路基板的收容孔；压合该第一电路基板及第二电路基板，以形成压合板；将该第一电路基板与第二电路基板电性相连；提供一个第三电路基板，其包括第三线路层、及一个安装于该第三线路层上的电子元件；将该电子元件与该收容孔对准，并压合该压合板及该第三电路基板，以使该电子元件收容于该收容孔中；提供一个柔性电路基板，该柔性电路基板包括柔性线路层；将该第一电路基板及该第三电路基板通过该柔性线路层电性连接，以形成该嵌入式多层电路板。本发明还涉及一种嵌入式多层电路板。
文档编号H05K3/46GK103052281SQ20111031151
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者李明 申请人:富葵精密组件(深圳)有限公司, 臻鼎科技股份有限公司