本發(fā)明涉及印制電路板或半導體集成電路封裝基板的制造技術(shù)，具體涉及一種在印制電路板中埋銅塊的方法。

背景技術(shù)：

隨著電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，人們對印制電路板的集成度要求越來越高。電子產(chǎn)品的高集成度、小型化、微型化成為必然的發(fā)展需要，印制電路板或半導體集成電路封裝基板，也朝著輕、薄、短、小的設計趨勢發(fā)展。同時，對于電子系統(tǒng)的設計要求也越來越高，尤其是多層印制電路板電路板上電子元件組裝密度和集成度越來越高，功率消耗越來越大，對多層印制電路板的散熱性要求也越來越高。

基于電氣性能需求，局部散熱量大，常規(guī)印制電路板的設計很難達到效果，一些特殊散熱結(jié)構(gòu)的印制電路板就應運而生。常規(guī)的設計是在電路板間開槽埋入金屬塊散熱。埋入的金屬塊一般尺寸均較小，埋入后要求和印制電路板形成一個整體，實現(xiàn)電氣互連；更具體地說，要求埋入電路板里的該金屬塊要和周圍介質(zhì)粘接良好，沒有分層問題，且埋入的金屬塊表面和印制電路板外層還要實現(xiàn)電氣互連，由此完整地連接在一起。

基于以上需求，人們開發(fā)了多種埋銅塊技術(shù)。常用的埋入銅塊的技術(shù)是，先將將銅塊嵌入印制電路板上的開槽處，然后把銅塊固定住，常采用絲網(wǎng)印制方法，在銅塊和印制電板間涂入熱固性的樹脂材料：或者直接印制導電銅膏等預先粘接固定，后續(xù)烘烤后實現(xiàn)最終固定，形成一個整體，最后通過層壓方法增層，實現(xiàn)銅塊掩埋在印制電路板內(nèi)部。

以上工藝方法流程復雜，繁瑣，且存在諸多控制難點，更重要的是：由于粘結(jié)材料與印制電路板材料存在性能上的差異，兩者之間的cte(coefficientofthermalexpansion，熱膨脹系數(shù))差異明顯，在后續(xù)受熱過程容易在垂直方向(z方向)拉伸，存在致命可靠性的隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在印制電路板中埋銅塊的方法，使銅塊掩埋在印制電路板內(nèi)部，芯板材料和銅塊的熱膨脹系數(shù)具有很好的一致性，在后續(xù)受熱過程中具有良好的穩(wěn)定性，保證了銅塊和電路板結(jié)構(gòu)的性能匹配，具有良好穩(wěn)定的可靠性，還可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進行銅塊的形狀設計，最大限度的實現(xiàn)線路設計的傳熱導熱特性，可以實現(xiàn)多層埋銅塊結(jié)構(gòu)印制電路板。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種在印制電路板中埋銅塊的方法，包括以下步驟：

a)準備第一銅箔，其包含超薄銅箔和載體銅箔，超薄銅箔和載體銅箔以可拆分形式連接；在第一銅箔上加工定位工具孔；

b)將第一銅箔貼附在支撐板上，貼附后載體銅箔位于超薄銅箔和支撐板之間；

c)在超薄銅箔上貼干膜，利用定位工具孔，確定需要埋入印制電路板中第一銅塊的位置，并通過圖形轉(zhuǎn)移在干膜上制作出需要埋入印制電路板中第一銅塊的位置和圖形，其中，干膜的厚度大于需要埋入第一銅塊的厚度；

d)利用圖形電鍍在超薄銅箔表面電鍍出第一銅塊，然后去除干膜，得到帶有第一銅塊的加工板；

e)將得到的加工板與半固化粘結(jié)片、第二銅箔預疊，并進行層壓增層，半固化粘結(jié)片成為介質(zhì)層，得到內(nèi)埋第一銅塊的兩層結(jié)構(gòu)加工板；

f)對步驟e)中獲得的加工板，在第二銅箔及介質(zhì)層上第一銅塊對應的區(qū)域處進行開窗加工，形成凹槽；

g)在步驟f)中形成的凹槽進行電鍍，填平凹槽形成第二銅塊，從而得到內(nèi)埋第一銅塊和第二銅塊的雙面加工板；

h)移除支撐板和第一銅箔的載體銅箔，得到內(nèi)埋入銅塊的加工板；

i)將步驟h)中得到的加工板在第一銅箔的超薄銅箔和第二銅箔上進行圖形制作、阻焊制作和表面處理制作，最終得到內(nèi)埋銅塊的印制電路板。

進一步，步驟c)中，所述第一銅塊的圖形為三角形、四邊形、環(huán)形、其它規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀、微孔或柱形。

優(yōu)選地，步驟a)中，所述超薄銅箔的厚度為1-5μm，所述載體銅箔的厚度為12-35μm。

進一步，步驟a)中，所述第一銅箔上的定位工具孔是通過機械加工方法、激光加工方法或離子注入蝕刻加工方法進行鉆孔獲得的。

又，步驟d)和/或步驟g)中，所述電鍍方法為水平連續(xù)電鍍、垂直連續(xù)電鍍或銅原子濺射方法。

進一步，步驟e)中，所述半固化粘結(jié)片的厚度大于第一銅塊的厚度，所述半固化粘結(jié)片為有玻璃纖維材料、無玻璃纖維材料或添加陶瓷材料的樹脂材料。

又，步驟e)中，所述介質(zhì)層由多層半固化粘結(jié)片形成。

進一步，步驟e)中，在層壓增層前，先對半固化粘結(jié)片上與內(nèi)埋銅塊對應的位置進行開窗加工。

更進一步，在進行步驟h)前，重復所述步驟e)-g)n次，從而得到n+2塊銅塊完全內(nèi)埋的雙面平整的加工板，n的取值為：大于或者等于1，步驟i)中，在所述超薄銅箔和第n+2個銅箔上進行圖形制作、阻焊制作和表面處理制作，最終得到內(nèi)埋銅塊的多層印制電路板。

本發(fā)明通過圖形電鍍的方法，在芯板材料上制作出需要埋入的銅塊，銅塊的形成類似于從芯板材料上長出，具有良好的結(jié)合力，結(jié)合牢固，不僅不需要從外部添加用于粘合銅塊與芯板材料的粘合劑，還克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于粘結(jié)材料與印制電路板材料存在性能上的差異所造成的cte(coefficientofthermalexpansion，熱膨脹系數(shù))差異明顯的問題，尤其是，本發(fā)明的印制電路板中，在垂直方向(z方向)上，芯板材料和銅塊的熱膨脹系數(shù)具有很好的一致性，在后續(xù)受熱過程中具有良好的穩(wěn)定性。

本發(fā)明中，可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進行銅塊的形狀設計，最大限度的實現(xiàn)線路設計的傳熱導熱特性。按照實際產(chǎn)品的散射需求，實現(xiàn)不同形狀的散熱銅塊結(jié)構(gòu)的設計，如三角形，四邊形，環(huán)形等其它規(guī)則形狀與不規(guī)則形狀的設計，可以實現(xiàn)對關(guān)鍵散熱區(qū)域的環(huán)繞設計，以達到最佳的散熱效果，導熱銅塊也可以設計成金屬微孔，或者金屬柱等，以方便不同制作工藝的加工制作。

由于超薄銅箔自身無法獨立存在，本發(fā)明中，第一銅箔通常是一層1-5μm的超薄銅箔和一層12-35μm的載體銅箔組成的結(jié)合體，超薄銅箔和載體銅箔之間通過一種微結(jié)合力組合，在后續(xù)可以拆分開。

本發(fā)明可以根據(jù)設計厚度要求，選擇一層或者多層半固化片粘結(jié)材料同時使用，其厚度大于銅塊的厚度，以保證銅塊可以完全內(nèi)埋在半固化片中，也可以在層壓增層前，對半固化粘結(jié)片材料進行開窗作業(yè)，以確保銅塊有效的內(nèi)埋在半固化片材料中。

與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可靠性好

本發(fā)明通過圖形電鍍、層壓增層，使銅塊掩埋在印制電路板內(nèi)部，保證了銅塊和電路板結(jié)構(gòu)的性能匹配，具有良好穩(wěn)定的可靠性，尤其是在垂直方向(z方向)上，芯板材料和銅具有很好的熱膨脹系數(shù)的一致性，在后續(xù)受熱過程中具有良好的穩(wěn)定性。

2)設計方便

利用本發(fā)明，可以按照實際產(chǎn)品的散熱需求，實現(xiàn)不同形狀的散熱銅塊結(jié)構(gòu)的設，最大限度的實現(xiàn)線路設計的傳熱導熱特性，根據(jù)不同的設計需求，制作不同結(jié)構(gòu)的埋銅塊印制電路板。

3)實現(xiàn)多層埋銅塊結(jié)構(gòu)印制電路板

可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進行多層銅塊的內(nèi)埋設計，實現(xiàn)四層結(jié)構(gòu)，六層結(jié)構(gòu)，以及更多層的埋銅塊的印制電路板產(chǎn)品的制作。

附圖說明

圖1-10是本發(fā)明以兩層板為實例的制作流程圖，其中：

圖1是將形成銅塊用第一銅箔進行預鉆定位工具孔加工的剖面示意圖。

圖2是將形成銅塊用第一銅箔貼在支撐板表面的剖面示意圖。

圖3是通過圖形干膜圖形轉(zhuǎn)移的方法，在第一銅箔表面制作銅塊圖形的示意圖。

圖4是利用圖形電鍍方法，在第一銅箔表面制作出第一銅塊圖形，并去除干膜的示意圖。

圖5在形成的第一銅塊表面，用半固化粘結(jié)片，第二銅箔進行層壓加層，形成埋銅塊結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6是在已經(jīng)形成銅塊內(nèi)埋結(jié)構(gòu)的加工板外側(cè)、銅塊對應區(qū)域外側(cè)進行，使用激光進行開窗作業(yè)，加工出凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是通過電鍍對凹槽位置進行電鍍填平，在第一銅塊對應位置形成第二銅塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是將支撐板去除，得到第一銅塊和第二銅塊內(nèi)埋的加工板示意圖。

圖9在已經(jīng)完成銅塊內(nèi)埋結(jié)構(gòu)的加工板兩側(cè)，利用圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)，在兩面同時進行干膜圖形制作，得到雙面的銅塊內(nèi)埋結(jié)構(gòu)的加工板示意圖。

圖10是在加工板兩面進行阻焊作業(yè)和表面金屬化處理作業(yè)，得到最終的雙面結(jié)構(gòu)的印制電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11-14是采用本發(fā)明工藝方法制作出的不同埋銅塊結(jié)構(gòu)的印制電路板示例。

圖11是采用金屬微孔與銅塊連接的埋入銅塊的兩層印制電路板結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖12是2、3層埋入銅塊的四層印制電路板結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖13是1、2、3、4層埋入銅塊的四層印制電路板結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖14是金屬微孔與銅塊連接的2、3層埋入銅塊的四層印制電路板結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例

參見圖1～圖10，本發(fā)明制作埋銅塊結(jié)構(gòu)雙面印制電路板的方法，其包括如下步驟：

a)準備第一銅箔，其含有超薄銅箔102和載體銅箔101結(jié)構(gòu)，對其進行機械鉆孔，加工出定位工具孔103，如圖1所示；

b)將帶定位工具孔的第一銅箔貼附至支撐板104上，形成帶有載體結(jié)構(gòu)的加工板，其中，超薄銅箔101處于支撐板104和載體銅箔102之間，如圖2所示；

c)在超薄銅箔102表面貼干膜105、曝光、顯影，結(jié)合預鉆的定位工具孔103，進行圖形轉(zhuǎn)移，在干膜上制作出銅塊的干膜圖形106，如圖3所示；

d)然后進行圖形電鍍作業(yè)，在超薄銅箔102表面制作出銅塊107，然后去除干膜105，得到需要埋入介質(zhì)層中的第一銅塊107，如圖4所示；

e)接著進行層壓制作，利用半固化粘結(jié)片、第二銅箔109進行層壓加層制作。其中，半固化粘結(jié)片層壓后成為介質(zhì)層108，介質(zhì)層108的厚度大于第一銅塊107的厚度，得到第一銅塊107內(nèi)埋的加工板結(jié)構(gòu)，如圖5所示；

f)在介質(zhì)層108和第二銅箔109上，對應于內(nèi)埋第一銅塊107的區(qū)域，使用激光加工技術(shù)進行開窗作業(yè)得到凹槽110，凹槽110的尺寸小于第一銅塊107的尺寸，如圖6所示；然后通過電鍍填孔作業(yè)把凹槽110填平，得到第二銅塊111，從而最終得到第一銅塊107和第二銅塊111內(nèi)埋的加工板，示意圖如圖7所示；

g)將支撐板104和載體銅箔101去除，得到銅塊完全內(nèi)埋的雙層加工板結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示；

h)在雙層加工板兩側(cè)的超薄銅箔102和第二銅箔109上，進行貼膜，曝光，顯影，蝕刻的圖形轉(zhuǎn)移作業(yè)，得到線路層112和112’，如圖9所示；

i)在線路層112和112’進行阻焊油墨涂覆，得到113和113’阻焊層，然后進行表面處理制作，得到表面金屬化層114和114’，最終得到銅塊內(nèi)埋的雙面印制電路板，如圖10所示。

進一步，同以上步驟f)，采用金屬孔115和第一銅塊連接，可以得到圖11的結(jié)構(gòu)；重復以上步驟e)和f)的制作流程，可以得到多層結(jié)構(gòu)的埋銅塊結(jié)構(gòu)的印制電路板，以四層為例，獲得如圖12，13，14所示的四層埋銅塊結(jié)構(gòu)的印制電路板。