專利名稱：埋有電子器件的印刷線路板及其制造方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種電子器件埋入絕緣底板的印刷線路板的制造方法以及用這種方法制造的印刷線路板。
通常已知有一種印刷線路板，在這種印刷線路板中電子器件埋在絕緣底板內(nèi)，從而實現(xiàn)電子器件的高密度組裝。
例如，在JP-A-11-312868中揭示了一種技術(shù)。在這種技術(shù)中，形成多個第一樹脂薄膜，用這些第一樹脂薄膜組成一個絕緣底板。第一樹脂薄膜含有處在B態(tài)的熱固樹脂。在每個第一樹脂薄膜內(nèi)形成多個通路。在每個第一樹脂薄膜的一個表面上形成多個導電層。然后，形成一個第二樹脂薄膜。第二樹脂薄膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度比第一樹脂薄膜的固化溫度高。將一個用樹脂密封的電子器件安裝在第二樹脂薄膜上。將第二樹脂薄膜與第一樹脂薄膜層疊在一起后加壓，形成一個第一和第二樹脂薄膜的集成體。隨后，通過對集成體加熱使第一膜片內(nèi)的熱固樹脂固化，制成一個印刷線路板，其中這些導電層通過通路相互電連接，電子器件與導電層電連接，而電子器件埋在絕緣底板內(nèi)。
然而，在公布的這種工藝中，困難的是在這種印刷線路板內(nèi)使電子器件與在固化第一薄膜的熱固樹脂時形成的絕緣底板對準，因為裝上電子器件的第二樹脂薄膜夾在層疊在它兩面的第一樹脂薄膜之間。因此，在對準上的比較大的偏差可能引起在電子器件與通路之間電接觸不良。
在JP-A-4-356998中揭示了另一種工藝。在這種工藝中，在一個構(gòu)成多層電路板的內(nèi)層板的雙面印制板的絕緣底板上通過鏜孔形成一個凹口。然后，將一個電子器件放在凹口內(nèi)焊好。接著，在焊有電子器件的雙面印刷板的兩個表面上層疊聚脂膠片，再加壓，就制成一個埋有電子器件的印刷線路板。
然而，在JP-A-4-356998的工藝中，制造過程復雜，而且制造步驟多，因為要將這些聚脂膠片分別疊堆在雙面印刷板的兩個表面上。
發(fā)明概要本發(fā)明是在考慮到以上情況下作出的，目的是提供一種制造埋有電子器件的印刷線路板的方法，采用這種方法很容易使電子器件與印刷線路板的絕緣底板對準，而且可以簡化制造過程。本發(fā)明的另一個目的是提供用這種方法制造的印刷線路板。
這種方法包括下列步驟在一個用熱塑性樹脂制成的第一樹脂薄膜內(nèi)形成一個開口；將第一樹脂薄膜與多個用熱塑性樹脂制成、上面形成多個導電層的第二樹脂薄膜層疊在一起；將一個大小基本上與開口相同的電子器件嵌入開口；以及通過加壓和加熱將層疊的第一和第二樹脂薄膜粘接在一起。在對層疊的第一和第二樹脂薄膜加壓和加熱時，電子器件的多個電極就電連接到導電層上，而第一和第二樹脂薄膜受到塑性變形，密封了電子器件。
或者，這種方法也可以包括下列步驟在一個用熱塑性樹脂制成的片件內(nèi)形成一個凹口或開口；將一些用熱塑性樹脂制成、上面形成多個導電層的樹脂薄膜層疊在一起；將片件放在一個在層疊樹脂薄膜的步驟中形成的層疊體的外表面上或?qū)盈B體內(nèi)；將一個電子器件嵌入凹口或開口；以及通過加壓和加熱將樹脂薄膜和片件粘接在一起。在對樹脂薄膜和片件加壓和加熱時電子器件的多個電極就電連接到導電層上，而熱塑性樹脂受到塑性變形，密封了電子器件。
附圖簡要說明從下面結(jié)合附圖所作的詳細說明中可以更清晰地看到本發(fā)明的上述和其他一些目的、特征和優(yōu)點。在這些附圖中

圖1A至1G為逐步示出按照本發(fā)明的第一實施例設(shè)計的印刷線路板生產(chǎn)過程概要情況的剖視圖；圖2A示出了不按照第一實施例而出現(xiàn)的表面凹陷的情況，而圖2B示出了按照第一實施例而出現(xiàn)的表面凸起的情況；圖3A示出了不按照第一實施例而出現(xiàn)的另一種表面凹陷的情況，而圖3B示出了按照第一實施例而出現(xiàn)的另一種表面凸起的情況；圖4為示出按照本發(fā)明第二實施例設(shè)計的印刷線路板生產(chǎn)過程的一部分情況的剖視圖；圖5為示出按照第二實施例設(shè)計的印刷線路板生產(chǎn)過程的另一部分情況的剖視圖；圖6為示出第一和第二實施例的層疊結(jié)構(gòu)的一個變型的剖視圖；圖7為示出第一和第二實施例的層疊結(jié)構(gòu)的另一個變型的剖視圖；圖8為示出第一和第二實施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個變型的剖視圖；圖9為示出第一和第二實施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個變型的剖視圖；圖10為示出第一和第二實施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個變型的剖視圖；圖11為示出第二實施例的電連接方法的一個變型的剖視圖；圖12為示出第二實施例的電連接方法的另一個變型的剖視圖；圖13為示出第二實施例的電連接方法的又一個變型的剖視圖；圖14A至14G為逐步示出按照本發(fā)明的第三實施例設(shè)計的印刷線路板生產(chǎn)過程概要情況的剖視圖；圖15為示出第三實施例的層疊結(jié)構(gòu)的一個變型的剖視圖；圖16為示出第三實施例的層疊結(jié)構(gòu)的另一個變型的剖視圖；以及圖17為示出第三實施例的層疊結(jié)構(gòu)的又一個變型的剖視圖。
優(yōu)選實施例詳細說明下面將結(jié)合各實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
第一實施例如圖1A所示，單面導電層薄膜21包括一個樹脂薄膜23和多個導電層22。導電層22是通過對一個粘在樹脂薄膜23一側(cè)的厚度為18微米的銅箔進行蝕刻成形的。在圖1A中，樹脂薄膜23是一種用重量百分比為65-35的聚醚醚酮樹脂和重量百分比為35-65的聚醚酰亞胺樹脂的混合物制成的厚度為75微米的熱塑薄膜。
在如圖1A所示形成導電層22后，通過用二氧化碳激光器照射樹脂薄膜23在樹脂薄膜23內(nèi)形成多個通底的通孔24，如圖1B所示。通孔24通達導電層22。在用二氧化碳激光器照射通孔24時，可以通過調(diào)整二氧化碳激光器和功率和照射時間，防止在導電層22上打出凹坑。
除了二氧化碳激光器，也可以用準分子激光器等形成通孔24。如果不用激光器，也可以用其他裝置，例如打孔器。然而，最好是用激光束加工，因為這樣加工能形成直徑比較精細的通孔，而且使導電層22受到的損害也比較小。
在如圖1B所示形成通孔24后，在通孔24內(nèi)填以一種作為電連接材料的導電膏50，如圖1C所示。導電膏50的制備如下。在將6g的乙基纖維素樹脂溶于60g的作為有機溶劑的松油醇配成的溶液中加入300g的平均粒度為5微米比面積為0.5m2/g的錫微粒和300g的平均粒度為1微米比面積為1.2m2/g的銀微粒。用一個混合器將這種混合物混合成糊狀。再加入乙基纖維素，以改善導電膏50的成形保持能力。作為改善成形保持能力的材料，也可以用聚丙烯樹脂。
在導電膏50由絲網(wǎng)印刷機用一個金屬掩膜印刷和填入單面導電層薄膜21的通孔24后，使松油醇在140-160℃蒸發(fā)30分鐘左右。在圖1C中，用絲網(wǎng)印刷機將導電膏50填入通孔24。只要保證裝填，也可以用其他方法，例如用一個自動給料器。
也可以用其他有機溶劑代替松油醇使混合物成糊狀。要求有機溶劑的沸點為150-300℃。沸點為150℃或者更低的有機溶劑很可能引起導電膏50的粘滯性隨時間的變化比較大的問題。另一方面，沸點高于300℃的有機溶劑會有溶劑蒸發(fā)需要比較長的時間的問題。
導電膏50內(nèi)的金屬微粒最好平均粒度它0.5-20微米和比面積為0.1-1.5m2/g。在金屬微粒的平均粒度小于0.5微米或比面積大于1.5m2/g的情況下，需要比較多的有機溶劑，才能使導電膏50有適當?shù)恼硿?，可以方便地填入通?4。含有比較多的有機溶劑的導電膏50需要比較長的時間來蒸發(fā)溶劑。如果蒸發(fā)不充分，在稍后要說明的層間連接期間導電膏50受熱時會產(chǎn)生比較多的氣體，從而使得在通孔24內(nèi)產(chǎn)生一些砂眼。因此，降低了稍后要說明的層間連接的可靠性。
另一方面，在金屬微粒的平均粒度大于20微米或者比面積小于0.1m2/g的情況下，導電膏50填入通孔24就比較困難。此外，金屬微粒會分布不均勻，于是在導電膏50受熱時難以形成均質(zhì)合金組成的導電化合物51，這在稍后將進行說明。因此，難于保證層間連接的可靠性。在導電膏50填入通孔24前，可以對導電層22的位于通孔24底部處的表面稍加蝕刻或化學處理，以便使導電層22與通孔24底部處的化合物51之間有良好的連接，連接情況將在稍后說明。
如圖1D所示，單面導電層薄膜31包括樹脂薄膜23、導電層22和填入在樹脂薄膜23內(nèi)形成的通孔24的導電膏50，單面導電層薄膜31用與如圖1A-1C所示的形成單面導電層薄膜21相同的步驟形成。在形成通孔24時，在單面導電層薄膜31上通過激光加工在要放置需埋入的電子器件41(稍后說明)的位置形成一個大小基本上與電子器件41相同的開口35。開口35的大小設(shè)置成使得在電子器件41與電子器件41周圍的樹脂薄膜23之間的間隙為大于或等于20微米而小于或等于樹脂薄膜23的厚度(在圖1D中為75微米)。
圖1D中的開口35是在形成通孔24時用激光加工形成的。然而，也可以與通孔24分開，用模壓或者造模銑切法形成開口35。在圖1D中，象單面導電層薄膜21的樹脂薄膜23那樣，單面導電層薄膜31的樹脂薄膜23用的也是用重量百分比為65-35的聚醚醚酮樹脂和重量百分比為35-65的聚醚酰亞胺樹脂的混合物制成的厚度為75微米的熱塑性樹脂薄膜。
在單面導電層薄膜31內(nèi)形成開口35和將導電膏50填入通孔24再使之蒸發(fā)后，將多個單面導電層薄膜21、31層疊在一起，如圖1E所示。在圖1E中，有三個單面導電層薄膜21和兩個單面導電層薄膜31。在層疊時，將單面導電層薄膜21、31層疊成使得每個具有導電層22的面向上，如圖1E使示。也就是說，單面導電層薄膜21、31層疊成每個具有導電層22的表面與每個沒有導電層的表面相互疊在一起。
這些在相同位置具有開口35的單面導電層薄膜31層疊在一起，使得由多個開口35(圖1E中為兩個)形成的空間36在圖1E的垂直方向上基本上等于或者小于電子器件41的厚度。在圖1E中電子器件41的厚度為160微米，因此單面導電層薄膜31層疊成使得空間36的高基本上等于或小于160微米，也就是說，兩個在圖1E的垂直方向上為75微米的開口合并在一起提供了高為150微米的空間36。
在層疊單面導電層薄膜21、31時，將電子器件41(一個諸如電阻、電容器、濾波器或IC之類的芯片組件)嵌入空間36。如圖1E所示，在電子器件41的二個端部朝向單面導電層薄膜21的通孔24的表面上形成電極42。填有導電膏50的通孔24處在使在空間36上面的單面導電層薄膜21的導電層22與電極42可以電連接的位置上。由鋁制成的釋放熱量的散熱器46墊在層疊的單面導電層薄膜21、31下，如圖1E所示。面對散熱器46的樹脂薄膜23內(nèi)沒有通孔，如圖1E所示。
在單面導電層薄膜21、31和散熱器46層疊成如圖1E所示后，就用一個真空熱壓機從層疊體的頂面和底面對層疊體加壓和加熱。具體地說，將層疊體在110MPa的壓強下在250至350℃加熱10-20分鐘，使得各單面導電層薄膜21、31和散熱器46粘合在一起，如圖1F所示。由于樹脂薄膜23都是用同樣的熱塑性樹脂制成的，因此很容易將樹脂薄膜23熱封成一個完整的絕緣底板39。
同時，由一個樹脂薄膜23分開的多對導電層22通過通孔24內(nèi)的導電膏50經(jīng)燒結(jié)和固化形成的導電化合物51電連接，而電子器件41的電極42與導電層22也得到連接，從而形成了一個埋有電子器件41的多層印刷線路板100。導電化合物51是電連接物質(zhì)，通孔24和導電化合物51構(gòu)成了多層印刷線路板100的各個通路。
每對導電層22根據(jù)同樣的機制由相應(yīng)通路電連接。填在通孔24內(nèi)的導電膏50蒸發(fā)后處在錫微粒和銀微?；旌系臓顟B(tài)。在導電膏50受到250-350℃的加熱時，由于錫微粒和銀微粒的熔點分別為232℃和961℃，錫微粒熔化后就粘到銀微粒的表面上，包住銀微粒。
隨著在這個錫微粒和銀微?；旌系臓顟B(tài)下繼續(xù)加熱，熔化的錫開始從銀微粒表面去掉，形成錫和銀的合金(熔點為480℃)。由于形成合金，在通孔24內(nèi)就形成了由合金構(gòu)成的導電化合物51。
在通孔24內(nèi)形成導電化合物51時，導電化合物51壓到導電層22的位于通孔24底部的表面上。于是，導電化合物51內(nèi)的錫成分和導電層22內(nèi)的銅成分相互擴散，在導電化合物51與導電層22之間的邊界上形成了一個固相擴散層。
電子器件41的電極42用諸如銅或鎳之類的金屬制成。電極42的表面鍍有錫之類。根據(jù)與導電化合物51與導電層22之間的電連接基本上相同的機制，由在導電化合物51與導電層22之間的邊界上形成的固相擴散層和在導電化合物51與電極42之間的邊界上形成的固相擴散層將每個電極42電連接到一個相應(yīng)的導電層22上。
在圖1E所示的層疊體受到真空熱壓機的加壓和加熱時樹脂薄膜23的彈性模數(shù)下降到5-40MPa左右。因此，處在開口35周圍的樹脂薄膜23變形，伸向開口35。此外，位于沿圖1E的垂直方向在開口35上面和下面的樹脂薄膜23也變形，伸向開口35。也就是說，空間36周圍的樹脂薄膜23都伸向空間36。
因此，電子器件41被由于單面導電層薄膜21、31的樹脂薄膜23粘合成一體和變形形成的絕緣底板39密封，如圖1f所示。在對樹脂薄膜23加壓和加熱時樹脂薄膜23的彈性模數(shù)最好為1-1000MPa。如果彈性模數(shù)大于1000MPa，對于熱封樹脂薄膜23來說不容易使樹脂薄膜23變形。另一方面，如果彈性模數(shù)小于1MPa，對于形成印刷電路板100來說樹脂薄膜23過于容易變形。
開口35的大小設(shè)置成給出大于或等于20微米而小于或等于樹脂薄膜23的厚度的間隙。這是因為如果間隙小于20微米，將電子器件41嵌入開口35就比較困難，而如果間隙大于樹脂薄膜23的厚度，在通過加壓和加熱使樹脂薄膜23變形時，要完全密封電子器件41比較困難。
在圖1E中，所層疊的單面導電層薄膜31的數(shù)量確定為使開口35形成的空間36的高基本上等于或小于電子器件41在圖1E的垂直方向上的厚度。這是因為在空間36的高大于電子器件41的厚度的情況下，密封和有電子器件41的絕緣底板39在埋有電子器件41的區(qū)域的上面和下面的表面就成為凹陷的，如所示2A和3A。如果表面凹陷的印刷線路板100處于高溫環(huán)境中，絕緣底板39就會變形到使凹陷表面齊平。因此，在圖2A和3A所示的在電子器件41與絕緣底板39之間的邊界41a處會產(chǎn)生使絕緣底板39剝離電子器件41的應(yīng)力，從而降低了印刷線路板100的在隔離和密封上的可靠性。然而，如果絕緣底板39的剝離應(yīng)力可以忽略，空間36的高可以比電子器件41的厚度稍大一些。
另一方面，只要空間36的高基本上等于或小于電子器件41的厚度，在埋有電子器件41的區(qū)域的上面和下面的表面就是平的或者凸起的，如圖2B和3B所示。只要表面是平的或凸起的，即使印刷線路板100處于高溫環(huán)境，由于絕緣底板部件39變形而要使凸起表面齊平，但在邊界41a所產(chǎn)生的應(yīng)力是要將絕緣底板39壓到電子器件41上。然而，在空間36的高小于電子器件41的厚度太多的情況下，印刷線路板100的表面就太凸起，從而在這個太凸起表面上裝配其他電子器件可能有困難。
按照如上所述制造方法和由這種制造方法提供的結(jié)構(gòu)，可以得到使電子器件41在絕緣底板39內(nèi)比較精確定位、比較可靠地與導電層22電連接和比較可靠地被絕緣底板39密封的印刷線路板100。如圖1G所示的在底面具有散熱器46的印刷線路板100可以實現(xiàn)高密度組裝，而且具有所希望的對上表面上的另一個電子器件61和埋入的電子器件41的散熱能力。
此外，通過對層疊體加壓和加熱同時實現(xiàn)了將單面導電層薄膜21、31和散熱器46集成一體、各對導電層22的電連接和電子器件41與導電層22的電連接。因此，可以減少印刷線路板100的制造步驟，從而降低了生產(chǎn)成本。
第二實施例如圖4所示，第二實施例的方法與第一實施例的方法的不同之處是在將單面導電層薄膜21、31層疊在一起前就使電子器件41與其中一個單面導電層薄膜21的導電層22電連接。在第二實施例的方法中，在圖5所示的層疊步驟，接有電子器件41的單面導電層薄膜21放在空間36上面。
具體地說，如圖4所示，電子器件41放在其中一個單面導電層薄膜21的沒有導電層22的那面。然后，對這個單面導電層薄膜21和電子器件41加壓和加熱。通孔24位于與電子器件41的電極42相應(yīng)的位置。因此，在對單面導電層薄膜21和電子器件41加壓和加熱時，導電膏50就燒結(jié)成整體的導電化合物51，使電子器件41的電極42與導電層22電連接。
然后，將接有電子器件41的單面導電層薄膜21、其他的單面導電層薄膜21、31和散熱器46層疊在一起，如圖5所示。隨后，用與在第一實施例中相同的方法對層疊體加壓和加熱，形成圖1F所示的多層印刷線路板100。雖然在對層疊體加壓和加熱前在接有電子器件41的單面導電層薄膜21的通孔24內(nèi)已經(jīng)形成導電化合物51，但在對層疊體加壓和加熱時導電化合物51內(nèi)的錫成分和導電層22內(nèi)的銅成分才相互擴散，在導電化合物51與導電層22之間的邊界形成固相擴散層。
開口35與電子器件41之間的尺寸關(guān)系和空間36與電子器件41之間的尺寸關(guān)系與第一實施例中的相同。
采用第二實施例的制造方法，可以得到結(jié)構(gòu)與第一實施例中的相同的印刷線路板100。按照第二實施例，在將所有的單面導電層薄膜21層疊在一起前，先將電子器件41與其中一個單面導電層薄膜21的導電層22連接起來。因此，即使電子器件41非常小，也可以利用單面導電層薄膜21的與電子器件41電連接的導電層22很容易對電子器件41進行檢驗。此外，由于電子器件41可以在埋入前檢驗，因此可以避免由于電子器件41較差而制造出較差的印刷線路板100，形成浪費。
第三實施例利用與圖1A至1C所示相同的如圖14A至14C的步驟形成與以上實施例中相同的沒有開口的單面導電層薄膜21。圖14D中所示的片件81用熱塑性樹脂制成，厚度為1mm。具體地說，片件81用一種重量百分比為65-35的聚醚醚酮樹脂和重量百分比為35-65的聚醚酰亞胺樹脂的混合物制成。如圖14D所示，片件81具有多個凹口82(在圖14D中為兩個凹口)，大小基本上與電子器件41相同，是通過熱壓機在要放兩個電子器件41的位置處進行加工形成的。每個凹口82的大小設(shè)置成在電子器件41與凹口82的垂直表面之間有等于或大于20微米的間隙，而凹口82的深度(在圖14D中為0.85mm)為等于或小于電子器件41的厚度。
凹口82的深度設(shè)置成基本上等于或小于電子器件41在圖14D的垂直方向上的厚度。在圖14E中電子器件41的厚度為0.9mm，因此在圖14D中每個凹口82加工成深度為0.85mm，片件81是通過熱壓機進行加工形成的。然而，片件81也可以通過注塑模之類形成。
在形成片件81和將導電膏50填入單面導電層薄膜21的通孔和蒸發(fā)后，如圖14E所示，就將一些單面導電層薄膜21(圖14E中為三個薄膜)層疊在一起，再將片件81墊在層疊的單面導電層薄膜21下面。
具體地說，這些單面導電層薄膜21層疊成每個具有導電層22的面如圖14E所示的那樣朝上，也就是說，每個具有導電層22的表面與每個沒有導電層22的表面相疊。片件81墊在層疊的單面導電層薄膜21下，使得層疊的單面導電層薄膜21的沒有導電層22的表面與片件81的有凹口82的表面相疊。
在將單面導電層薄膜21和片件81層疊在一起時，就將電子器件41(諸如電阻、電容器、濾波器或IC之類的芯片組件)放在凹口82所形成的空間83內(nèi)，如圖14E所示。位于空間83上面的單面導電層薄膜21包括兩對填有導電膏50的通孔24。通孔24處在使導電層22與電極42可以電連接的位置。然后，如圖14E所示，將用鋁制成的散熱器46墊在單面導電層薄膜21和片件81形成的層疊體下。
接著，用真空熱壓機從層疊體的兩個表面對層疊體加壓和加熱，從而形成多層印刷線路板100。具體地說，將層疊體在1-10MPa的壓強下在250-350℃中加熱10-20分鐘。在層疊體加壓后，每個單面導電層薄膜21、片件81和散熱器46就粘合在一起，如圖14F所示。由于樹脂薄膜23和片件81是用同樣的熱塑性樹脂制成的，因此它們很容易熱封成一個成整體的絕緣底板39。同時，導電層22由導電化合物51相互電連接，而電子器件41的電極42與導電層22以與以上實施例中相同樣的方式電連接。
樹脂薄膜23和片件81在受到真空熱壓機加壓和加熱時彈性模數(shù)降低到5-40MPa。因此，凹口82周圍的片件91和凹口82上面的樹脂薄膜23變形，向凹口82伸出。也就是說，空間83周圍的樹脂薄膜23和片件81都向空間83伸出。
因此，通過將樹脂薄膜23和片件81層疊在一起變形而形成的絕緣底板密封了電子器件41。樹脂薄膜23和片件81在受到加壓和加熱時彈性模數(shù)最好為1-1000MPa。如果彈性模數(shù)大于1000MPa，熱封樹脂薄膜23和片件81比較困難，而且使樹脂薄膜23和片件81變形也比較困難。另一方面，如果彈性模數(shù)小于1MPa，對于形成印刷電路板100來說樹脂薄膜23和片件81就過于容易變形。
每個凹口82的大小最好設(shè)置成在電子器件41與凹口82的垂直表面之間有大于或等于20微米而小于或等于凹口82的深度(在圖14D中為0.85mm)的間隙。這是因為如果間隙小于20微米，將電子器件41嵌入凹口82就比較困難，而如果間隙大于凹口82的深度，在通過加壓和加熱使片件81變形時，要完全密封電子器件41比較困難。
在圖14E中，電子器件41的厚度為0.9mm，而每個凹口的深度為0.85mm。凹口82的深度最好基本上等于或小于電子器件41在圖14D的垂直方向上的厚度。這是因為在每個凹口82的深度大于電子器件41的厚度的情況下，印刷線路板100在埋有電子器件41的區(qū)域的上面和下面的表面就成為凹陷的，如圖2A和3A所示。如果表面凹陷的印刷線路板100處于高溫環(huán)境中，絕緣底板39就會變形到使凹陷表面齊平。因此，在圖2A和3A所示的在電子器件41與絕緣底板39之間的邊界41a處會產(chǎn)生使絕緣底板39剝離電子器件41的應(yīng)力，從而降低了印刷線路板100的在絕緣和密封上的可靠性。然而，如果絕緣底板39的剝離應(yīng)力可以忽略，凹口82的深度可以比電子器件41的厚度稍大一些。
另一方面，只要凹口82的深度基本上等于或小于電子器件41的厚度，在埋有電子器件41的區(qū)域的上面和下面的表面就是平的或者凸起的，如圖2B和3B所示。只要表面是平的或凸起的，即使印刷線路板100處于高溫環(huán)境，由于絕緣底板部件39變形而要使凸起表面齊平，但在邊界41a所產(chǎn)生的應(yīng)力是要將絕緣底板39壓到電子器件41上。然而，在凹口82的深度小于電子器件41的厚度太多的情況下，印刷線路板100的表面就太凸起，從而在這個太凸起表面上裝配其他電子器件可能有困難。
按照第三實施例的制造方法提供的制造方法和結(jié)構(gòu)，將單面導電層薄膜21、片件81和散熱器46層疊在一起再集成整體，使得通過加壓和加熱可以同時實現(xiàn)導電層22之間的相互電連接和電子器件41與導電層22的電連接。因此，可以簡化印刷線路板100的制造過程，減少制造步驟。此外，即使在需要埋入一個大電子器件的情況下，也可以模制和應(yīng)用一個尺寸與這個大電子器件相應(yīng)的片件81，因此制造步驟可以比只用樹脂薄膜23形成絕緣底板39的少。
按照第三實施例的制造方法提供的這種制造方法和結(jié)構(gòu)，可以得到使電子器件41在絕緣底板39內(nèi)比較精確定位、比較可靠地與導電層22電連接和比較可靠地密封在絕緣底板39內(nèi)的印刷線路板100。如圖14G所示的在底面具有散熱器46的印刷線路板100可以實現(xiàn)高密度組裝，而且具有所希望的對裝配在印刷線路板100上表面上的電子器件61和埋入的電子器件41的散熱效果。
變型在第一和第二實施例中，無論是層疊結(jié)構(gòu)還是單面導電層薄膜21、31的數(shù)目都不局限于圖1E和5所示的情況?？梢园辞闆r將單面導電層薄膜21和31、雙面導電層薄膜和沒有導電層22的樹脂薄膜合并后層疊在一起。例如，可以采用圖6至10中所示的單面導電層薄膜21、31和沒有導電層的樹脂薄膜23合并后層疊在一起的層疊結(jié)構(gòu)。如圖8至10所示，具體地說，在只在沒有導電層的樹脂薄膜23內(nèi)形成開口的情況下，有著電路板的電路設(shè)計可以更為靈活的優(yōu)點。然而，只要單面導電層薄膜21、31是象圖1E和圖5那樣層疊的，也可以簡化制造過程。
在第二實施例中，如圖4所示，單面導電層薄膜21的導電層22和電子器件41的電極42由燒結(jié)填入通孔24的導電膏50形成的導電化合物51連接。然而，也可以不用通孔24內(nèi)的導電化合物51進行連接。例如，可以采用圖11中所示的連接方式。為了實現(xiàn)連接，在電子器件43的底面上形成一對電極42a，如圖11所示。在電極42a的每個表面上形成一些金的凸起。然后，在臺階22a的表面上形成鎳/金鍍層22b后，通過壓力粘結(jié)或超聲焊接將電極42a與導電層22的臺階22a接合在一起。
或者，也可以采用另一種如圖12所示的連接方式。為了實現(xiàn)這種連接，在電子器件43的底面上形成一對鋁制的電極42a，如圖12所示。在在鎳/金鍍層22b上形成金的凸起22c后，通過壓力粘結(jié)或超聲焊接將電極42a和臺階22a接合在一起。或者，也可以采用其他如圖13所示的連接方式。為了實現(xiàn)這種連接，在電子器件43的上表面上形成一對鋁制的電極42a，如圖13所示。在導電層22的臺階22a的表面上形成鎳/金鍍層22b后，通過引線接合使每個電極42a與相應(yīng)的臺階22a電連接。在圖11至13中，在電子器件43的一個水平表面上形成電極42a，如圖11至13所示。然而，也可以在其他方向形成電極42a，只要電極42a與導電層22之間的這種電連接是可行的。
在第三實施例中，無論是層疊結(jié)構(gòu)還是單面導電層薄膜21和片件81的數(shù)目都不局限于圖14K所示的情況?？梢园辞闆r將單面導電層薄膜21、片件81、雙面導電層薄膜和沒有導電層的樹脂薄膜合并后層疊在一起。然而，只要單面導電層薄膜21、和片件81是象圖14E那樣層疊的，也可以簡化制造過程。
在圖14E中，片件81疊在層疊單面導電層薄膜21形成的層疊體的下表面上。然而，如圖15所示，片件81也可以疊在單面導電層薄膜21之間。在圖14D和14K中，片件81具有為嵌入電子器件41而開的凹口82。或者，如圖16所示，也可以采用具有開口92的片件81a。如圖17所示，可以將一個用諸如陶瓷之類的絕緣物制成的散熱器46a與單面導電層薄膜21和片件81a疊堆在一起。
在以上實施例和變型中，樹脂薄膜23和片件81用重量百分比為65-35的聚醚醚酮樹脂和重量百分比為35-65的聚醚酰亞胺樹脂的混合物制成。然而，樹脂薄膜23和片件81也可以在聚醚醚酮樹脂和聚醚酰亞胺樹脂中再添加一些非導電的填料，或者可以只是用聚醚醚酮(PEEK)或只是用聚醚酰亞胺(PEI)制成。此外，也可以采用諸如聚苯硫(PPS)、熱塑聚酰亞胺之類的熱塑樹脂或者所謂的液晶聚合物。最好采用在受到加壓和加熱時在加熱溫度下彈性模數(shù)為1-1000MPa和在以后的焊接步驟熱阻滿足要求的樹脂薄膜。
在第三實施例中，樹脂薄膜23和片件可以分別采用不同類型的熱塑樹脂。然而，考慮到樹脂薄膜23與片件81的粘合和回收情況，采用共同的材料是有益的。
在以上實施例和變型中，可以對電子器件41的表面進行處理以便改善與樹脂薄膜23的粘合，或者在電子器件41的表面上涂以粘合劑。
在以上實施例和變型中，在印刷線路板100的一個表面上整個地形成了散熱器46。然而，也可以在部分表面或者兩個表面上形成散熱器46。當然，除非需要改善散熱，印刷線路板100不一定要有散熱器46。可以在散熱器46的與絕緣底板39連接的表面上粘附一個諸如聚醚酰亞胺片之類的所謂粘接片、含有導熱填料的熱固樹脂片或含有導熱填料的熱塑樹脂片，以便改善粘合或?qū)嵝浴?br> 權(quán)利要求
1.一種制造印刷線路板的方法，所述方法包括下列步驟在一個第一樹脂薄膜(23)內(nèi)形成一個開口(35)；將這個第一樹脂薄膜(23)與多個沒有開口(35)的第二樹脂薄膜(23)層疊在一起；將一個大小基本上與開口(35)相同的電子器件(41)嵌入開口(35)；以及通過對在嵌入步驟后的第一和第二樹脂薄膜(23)加壓和加熱將第一和第二樹脂薄膜(23)粘接在一起。
2.在權(quán)利要求1中所述的方法，其中如果電子器件(41)的厚度大于第一樹脂薄膜(23)的厚度，在層疊步驟根據(jù)電子器件(41)的厚度層疊多個第一樹脂薄膜(23)。
3.在權(quán)利要求2中所述的方法，其中第一樹脂薄膜(23)的總厚度基本上等于或小于電子器件(41)的厚度。
4.在任何權(quán)利要求1至3中所述的方法，其中在電子器件(41)的一個與第二樹脂薄膜(23)平行的表面上形成一個電極(42)，在其中一個第二樹脂薄膜(23)的一個表面上形成一個導電層(22)，在這個第二樹脂薄膜(23)內(nèi)在一個與電極(42)相應(yīng)的位置形成一個包括一個通達導電層(22)的通孔(24)和一種填入通孔(24)的電連接材料(50)的通路，以及在粘接步驟中由電連接材料(50)使電極(42)與導電層(22)電連接。
5.在任何權(quán)利要求1至3中所述的方法，其中在層疊步驟前在其中一個第二樹脂薄膜(23)的一個表面上形成一個導電層(22)，以及在嵌入步驟前使導電層(22)與電子器件(41)的一個電極(42)電連接。
6.在權(quán)利要求5中所述的方法，其中在電子器件(41)的一個與第二樹脂薄膜(23)平行的表面上形成電極(42)，在其中一個第二樹脂薄膜(23)內(nèi)在一個與電極(42)相應(yīng)的位置形成一個包括一個通達導電層(22)的通孔(24)和一種填入通孔(24)的電連接材料(50)的通路，以及由電連接材料(50)使電極(42)與導電層(22)電連接。
7.在權(quán)利要求5中所述的方法，其中在電子器件(41)的與第二樹脂薄膜(23)平行的表面上形成一個電極(42a)，導電層(22)在一個與電極(42a)相應(yīng)的位置形成一個臺階(22a)，以及使電極(42a)與臺階(22a)電連接。
8.在權(quán)利要求5中所述的方法，其中在電子器件(41)的與第二樹脂薄膜(23)平行的表面上形成一個電極(42a)，導電層(22)在一個與電極(42a)的位置形成一個臺階(22a)，以及通過引線接合使電極(42a)與臺階(22a)電連接。
9.在任何權(quán)利要求1至8中所述的方法，其中第一和第二樹脂薄膜(23)是用熱塑樹脂制成的。
10.在權(quán)利要求9中所述的方法，其中第一和第二樹脂薄膜(23)是用同樣類型的樹脂制成的。
11.在權(quán)利要求9或10中所述的方法，其中在粘接步驟對第一和第二樹脂薄膜(23)在使第一和第二樹脂薄膜(23)的彈性模數(shù)為1-1000MPa的溫度中加熱。
12.在任何權(quán)利要求1至11中所述的方法，其中所述方法還包括在嵌入步驟后形成的第一和第二樹脂薄膜(23)的一個層疊體的一個表面上形成一個散熱件(46)的步驟。
13.在權(quán)利要求12中所述的方法，其中通過對在形成散熱件(46)的步驟后形成的第一和第二樹脂薄膜(23)和散熱件(46)的層疊體加壓和加熱使第一和第二樹脂薄膜(23)與散熱件(46)粘接在一起。
14.一種制造印刷線路板的方法，所述方法包括下列步驟在一個片件(81)內(nèi)形成一個凹口(82)或開口(92)；將多個樹脂薄膜(23)層疊在一起；將片件(81)放在樹脂薄膜(23)的在層疊步驟形成的層疊體的一個外表面上或者放在層疊體中；將一個電子器件(41)嵌入凹口(82)或開口(92)；以及通過對嵌入步驟后的樹脂薄膜(23)和片件(81)加壓和加熱使樹脂薄膜(23)和片件(81)粘接在一起。
15.在權(quán)利要求14中所述的方法，其中凹口(82)和開口(92)大小基本上與電子器件(41)相同。
16.在權(quán)利要求15中所述的方法，其中凹口(82)和開口(92)的深度基本上等于或小于電子器件(41)的厚度。
17.在任何權(quán)利要求14至16中所述的方法，其中在電子器件(41)的一個與樹脂薄膜(23)平行的表面上形成一個電極(42)，在其中一個樹脂薄膜(23)的一個表面上形成一個導電層(22)，在這個樹脂薄膜(23)內(nèi)在一個與電極(42)相應(yīng)的位置形成一個包括一個通達導電層(22)的通孔(24)和一種填入的通孔(24)的電連接材料(50)的通路，以及在粘接步驟中由電連接材料(50)使電極(42)與導電層(22)電連接。
18.在任何權(quán)利要求14至17中所述的方法，其中樹脂薄膜(23)和片件(81)都是用熱塑樹脂制成的。
19.在任何權(quán)利要求14至18中所述的方法，其中樹脂薄膜(23)和片件(81)是用相同的樹脂制成的。
20.在權(quán)利要求19中所述的方法，其中樹脂薄膜(23)和片件(81)在粘接步驟中在使樹脂薄膜(23)和片件(81)的彈性模數(shù)為1-1000MPa的溫度中加熱。
21.在任何權(quán)利要求14至20中所述的方法，其中所述方法還包括在嵌入步驟后形成的樹脂薄膜(23)和片件(81)的一個層疊體的一個外表面上形成一個散熱件(46)的步驟。
22.在權(quán)利要求21中所述的方法，其中樹脂薄膜(23)、片件(81)和散熱件(46)在粘接步驟中粘接在一起。
23.一種印刷線路板，所述印刷線路板包括一個用熱塑樹脂制成的絕緣底板(39)，包括一個在絕緣底板(39)內(nèi)的空間(36，83)；以及一個具有一個電極(42)、設(shè)置在空間(36，83)內(nèi)的電子器件(41)；以及一個設(shè)置在絕緣底板(39)內(nèi)、與電極(42)電連接的導電層(22)。
24.在權(quán)利要求23中所述的印刷線路板，其中絕緣底板(39)是一個由多個樹脂薄膜(23)集成的集成體，其中一個樹脂薄膜(23)具有一個開口(35)，而空間(36)是由開口(35)形成的。
25.在權(quán)利要求23中所述的印刷線路板，其中絕緣底板(39)是一個由多個樹脂薄膜(23)和一個片件(81)集成的集成體，片件(81)具有一個凹口(82)或開口(92)，而空間(83)是由凹口(82)或開口(92)形成的。
26.在權(quán)利要求24中所述的印刷線路板，其中樹脂薄膜(23)在為了形成絕緣底板(39)對樹脂薄膜(23)加壓和加熱時的加熱溫度具有為1-1000MPa的彈性模數(shù)。
27.在權(quán)利要求25中所述的印刷線路板，其中樹脂薄膜(23)和片件(81)在為了形成絕緣底板(39)對樹脂薄膜(23)和片件(81)加壓和加熱時的加熱溫度具有為1-1000MPa的彈性模數(shù)。
28.在任何權(quán)利要求23至27中所述的印刷線路板，其中電極(42)與導電層(22)由一個包括一個通達導電層(22)的通孔(24)和一種填入通孔(24)的電連接材料(51)的通路(24，51)電連接。
29.在任何權(quán)利要求23至28中所述的印刷線路板，其中散熱件(46)設(shè)置在絕緣底板(39)的一個表面上。
30.在任何權(quán)利要求23至29中所述的印刷線路板，其中絕緣底板(39)是用一個類型的樹脂制成的。
全文摘要
制造埋有電子器件的印刷線路板的方法。將一個具有一個開口的第一樹脂薄膜或者一個具有一個凹口的片件與多個形成有導電層的第二樹脂薄膜疊堆在一起。第一和第二樹脂薄膜和片件都包括熱塑樹脂。將一個電子器件嵌入開口或凹口。再對包括電子器件的疊堆體加壓和加熱，使疊堆體集成為一個整體。在對疊堆體加壓和加熱時，電子器件的多個電極電連接到導電層上，而第一和第二樹脂薄膜和片件受到塑性變形就密封了電子器件。
文檔編號H05K1/05GK1391432SQ02123019
公開日2003年1月15日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者近藤宏司, 橫地智宏, 三宅敏廣, 竹內(nèi)聰 申請人:株式會社電裝