用于生產(chǎn)印制電路板的半成品及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半成品，其用于生產(chǎn)印制電路板，該半成品包含多個以半固化物料制成的絕緣層和以導(dǎo)電物料制成的導(dǎo)電層，并進一步包含至少一個嵌入到至少一個絕緣層中的電子元件，其中該至少一個電子元件通過借助各向異性導(dǎo)電膜(AnisotropicConductive Film)而附接至相應(yīng)的導(dǎo)電層。
[0002]本發(fā)明進一步涉及用于生產(chǎn)印制電路板的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]印制電路板亦被稱為印制線路板，為帶有如晶體管和類似者的電子元件和將彼等電連接的面板，并因此形成電子產(chǎn)品的重要部分。印制電路板的結(jié)構(gòu)視乎具體的應(yīng)用而或多或少地復(fù)雜。一般而言，印制電路板帶有多個交替地設(shè)置的導(dǎo)電層和絕緣層，通過經(jīng)有機樹脂浸漬的、具硬化用途的玻璃纖維面板而結(jié)合起來，所述面板形成該些絕緣層。這種在生產(chǎn)印制電路板中使用的面板在業(yè)內(nèi)泛稱為“半固化片”(預(yù)浸漬纖維)，其在有機樹脂未固化并因而為粘稠的狀態(tài)下交付和處理。在該有機樹脂固化后就會產(chǎn)生印制電路板的實際的絕緣層。該些絕緣層承托通常以銅箔形成的導(dǎo)電層，該些導(dǎo)電層被適當?shù)亟Y(jié)構(gòu)化以形成線路，以電連接該些電子元件?，F(xiàn)代的印制電路板允許電子元件和其相應(yīng)的接線可高度集成一體。
[0004]從傳統(tǒng)的在其頂部裝有電子元件的印制電路板，到現(xiàn)今，電子元件所達到的微型化程度已可讓其容納在印制電路板的內(nèi)層之內(nèi)。多種將電子元件連接至其相應(yīng)導(dǎo)電層的方法已被提出，其中焊接、引線鍵合以及近期的通過使用各向異性導(dǎo)電膜(ACF)來接觸最為常用。各向異性導(dǎo)電膜為以聚合物制成的膜，以塑料物料制成的小珠或小球散布在其中。該些珠或球以至少一層導(dǎo)電物料覆蓋，特別是如鎳和金。該各向異性導(dǎo)電膜被用作與電子元件接觸，這是通過在相應(yīng)的導(dǎo)電層上，并特別是在這樣的相應(yīng)導(dǎo)電層的連接器焊盤上，施加各向異性導(dǎo)電膜并將電子元件黏到該膜上。在這狀態(tài)下，由于該些以導(dǎo)電物料覆蓋的球并不在膜內(nèi)彼此接觸，所以該各向異性導(dǎo)電膜并不導(dǎo)電，因而并不提供從該電子元件的焊盤或引腳至下伏的導(dǎo)電層的導(dǎo)電作用。僅在施加壓力和熱力后，該各向異性導(dǎo)電膜才會被壓縮，使得在該電子元件的焊盤或引腳壓縮該膜和該些已涂覆的珠或球的區(qū)域中，該些珠或球被壓縮得彼此接觸，從而形成從該電子元件的焊盤或引腳至下伏的相應(yīng)導(dǎo)電層的導(dǎo)電橋。該各向異性導(dǎo)電膜的設(shè)計僅在該膜的被壓縮區(qū)域中提供導(dǎo)電作用，而未經(jīng)壓縮的區(qū)域則仍為電絕緣的，使僅取得從該電子元件的焊盤或引腳至下伏的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性，而焊盤或引腳之間不會有短路發(fā)生。
[0005]然而，當使用各向異性導(dǎo)電膜嵌入電子元件時，不切實際的是，各向異性導(dǎo)電膜從初始的未處理狀態(tài)(其中該各向異性導(dǎo)電膜并非處于其導(dǎo)電狀態(tài))至已處理狀態(tài)(其中通過該膜提供從該電子元件的焊盤或引腳至下伏的相應(yīng)導(dǎo)電層的導(dǎo)電作用)的處理過程通常須有另外一步驟，其中該電子元件會經(jīng)受熱力和壓力，以加熱和壓縮在該電子元件和該相應(yīng)導(dǎo)電層之間的各向異性導(dǎo)電膜，而這生產(chǎn)步驟當然既不理想又繁瑣，并因此增加由此生產(chǎn)的印制電路板的生產(chǎn)成本。因此，省略使該電子元件和該各向異性導(dǎo)電膜經(jīng)受熱力和壓力的這個步驟并同時享有通過借助各向異性導(dǎo)電膜而接觸電子元件的好處，這會是理想的，亦因而是本發(fā)明的一目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決這個問題，本發(fā)明提供了文首提及的該種半成品，其特征在于該各向異性導(dǎo)電膜以及該半固化物料均處于未處理狀態(tài)。因此，如本發(fā)明所述的半成品為在印制電路板生產(chǎn)中的中間體，其中用于連接該些電子元件的各向異性導(dǎo)電膜以及該半固化物料均非處于已處理狀態(tài)，使得處理該各向異性導(dǎo)電膜以提供導(dǎo)電作用和處理該半固化物料以向?qū)⒈簧a(chǎn)出來的印制電路板提供機械穩(wěn)定性，可在一個單一步驟中進行。事實上，半固化物料的處理，即硬化或固化，一般是通過在至少一個層壓步驟期間施加熱力和壓力而進行的。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在該層壓步驟中所施加的熱力和壓力亦可用于處理該各向異性導(dǎo)電膜，使如本發(fā)明所述的半成品可被用作生產(chǎn)帶有已嵌入元件的印制電路板，該些已嵌入的元件通過各向異性導(dǎo)電膜連接至并與其相應(yīng)的導(dǎo)電層接觸，而無須采用僅用于處理，即壓縮、熔融和硬化該各向異性導(dǎo)電膜的專屬加熱和加壓步驟。因此，該些經(jīng)由本創(chuàng)新的半成品的途徑而生產(chǎn)出來的印制電路板因生產(chǎn)成本低并同時具有高品質(zhì)而脫穎而出。
[0007]—般而言，與一般半固化物料層的厚度相比，電子元件和那塊用于將該電子元件連接至相應(yīng)導(dǎo)電層的各向異性導(dǎo)電膜的總厚度相對較高。因此，本創(chuàng)新的半成品優(yōu)選被設(shè)計成使得該至少一個嵌有該電子元件的絕緣層帶有用于容納該至少一個電子元件的間隙。該容納該電子元件的間隙有助在處理期間，即在本創(chuàng)新的半成品的層壓步驟期間，將該元件保持在適當?shù)奈恢弥?，并有助在層壓期間緩解該元件所受的機械應(yīng)力。然而，當電子元件非常薄時，不提供用于容納該電子元件的間隙也可能是可行的。
[0008]如上文所述，本創(chuàng)新的半成品容許在一個單一步驟中處理該各向異性導(dǎo)電膜和該半固化物料。處理該各向異性導(dǎo)電膜須壓縮該各向異性導(dǎo)電膜，并從而使其至少在被該電子元件的焊盤、凸塊或引腳按壓的區(qū)域中的厚度減少。這樣的厚度減少在層壓期間，該些半固化物料層被壓縮，并因此定型至較小的厚度時得以實現(xiàn)。在這定型現(xiàn)象期間，該電子元件的厚度自然保持不變，使得該電子元件的焊盤、凸塊或引腳被按壓到該各向異性導(dǎo)電膜中，從而對其進行壓縮，并因此使在該各向異性導(dǎo)電膜內(nèi)的導(dǎo)電珠或?qū)щ娗騾R集在一起。然而，對于本發(fā)明的一些實施方案而言，或須進一步增加電子元件對該各向異性導(dǎo)電膜的壓力，以確保通過該各向異性導(dǎo)電膜的與該電子元件的接觸是可靠的，特別是在本創(chuàng)新的半成品或由其產(chǎn)生的印制電路板帶有增量的導(dǎo)電層和絕緣層，使得在層壓期間施加的壓力可能無法可靠地下達至嵌入到該半成品或由其產(chǎn)生的印制電路板的內(nèi)層中的該或該些已嵌入的元件。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可設(shè)想到該各向異性導(dǎo)電膜和該電子元件的總厚度大于該至少一個嵌有該電子元件的絕緣層的厚度。這意味著該電子元件和用于將其連接的各向異性導(dǎo)電膜比周圍的該或該些絕緣層厚，使得在層壓期間，在該半固化物料的定型現(xiàn)象發(fā)生前，該電子元件已經(jīng)在該各向異性導(dǎo)電膜上施加了壓力。下文將舉例說明在如本發(fā)明所述的半成品的半固化物料層的厚度在層壓期間減少前，已可完成該電子元件通過該各向異性導(dǎo)電膜的方式進行的接觸。然而，層壓可以某方式進行，使得該定型現(xiàn)象和因而該些半固化物料層的厚度減少，會提高該電子元件和該相應(yīng)導(dǎo)電層之間的連接的可靠度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該各向異性導(dǎo)電膜(6)包含具流動溫度T1的聚合物，該流動溫度T1低于半固化物料的有機樹脂的流動溫度T2。這確保在層壓該半成品期間，在半固化物料的樹脂流動前，各向異性導(dǎo)電膜的聚合物先開始流動，以致各向異性導(dǎo)電膜的定型以及因而發(fā)生的珠或球的接觸輕易地在半固化物料開始流動前發(fā)生，因而為元件的正確接觸提供保障。
[0010]用于生產(chǎn)如本發(fā)明所述的印制電路板的創(chuàng)新的方法，其特征在于以下步驟:
[0011]-提供至少一個導(dǎo)電層
[0012]-在該導(dǎo)電層上施加各向異性導(dǎo)電膜
[0013]-將至少一個電子元件固定在該各向異性導(dǎo)電膜上
[0014]-將該電子元件嵌入到至少一個以半固化物料制成的絕緣層中，以取得半成品
[0015]-層壓該半成品，以處理該半固化物料和該各向異性導(dǎo)電膜。
[0016]因此，如本發(fā)明所述的方法是經(jīng)由在印制電路板生產(chǎn)中的中間體而進行的，其該中間體中用于連接該些電子元件的各向異性導(dǎo)電膜以及該半固化物料均非處于已處理狀態(tài)，使得處理該各向異性導(dǎo)電膜以提供導(dǎo)電作用和處理該半固化物料以向?qū)⒈簧a(chǎn)出來的印制電路板提供機械穩(wěn)定性，可在一個單一步驟中進行。事實上，半固化物料的處理，即硬化或固化，一般是通過在至少一個層壓步驟期間施加熱力和壓力而進行的。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在該層壓步驟中所施加的熱力和壓力亦可用于處理該各向異性導(dǎo)電膜，使得如本發(fā)明所述的方法可被用作生產(chǎn)帶有已嵌入元件的印制電路板，該些已嵌入的元件通過各向異性導(dǎo)電膜而連接至并與其相應(yīng)的導(dǎo)電層接觸，而無須采用僅用于處理，即壓縮、熔融和硬化該各向異性導(dǎo)電膜的專屬加熱和加壓步驟。因此，該些通過本創(chuàng)新的方法生產(chǎn)的印制電路板因生產(chǎn)成本低并同時具有高品質(zhì)而脫穎而出。
[0017]—般而言，與一般半固化物料層的厚度相比，電子元件和那塊用于將該電子元件連接至相應(yīng)導(dǎo)電層的各向異性導(dǎo)電膜的總厚度相對較高。因此，本創(chuàng)新的方法優(yōu)選以某方式進行，使得該至少一個嵌有該電子元件的絕緣層被提供有用于容納該至少一個電子元件的間隙。該容納該電子元件的間隙有助在處理期間，即在本創(chuàng)新的半成品的層壓步驟期間，將該元件保持在適當?shù)奈恢弥?，并有助在層壓期間緩解該元件所受的機械應(yīng)力。然而，當電子元件非常薄時，不提供用于容納該電子