專利名稱：制造電路板和通信設備的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一般具有平坦表面和有半導體器件嵌入其中的電路板，以及制造這種電路板的方法。
(2)背景技術隨著性能更高和尺寸更小的電子設備的發(fā)展，對于改進電路元件的封裝密度和功能的要求已經日益增長。還有，相對于結合電路元件的模塊，也已經有改進封裝密度和功能的能力的要求。當前的趨勢是形成多層結構的電路板，以便安裝封裝密度提高的電路元件。尤其，使用內部通孔的多層電路板已經作為增加電路的封裝密度而投入使用。此外，正在進行元件結合型電路板的開發(fā)，就在最短距離中的大規(guī)模集成電路(LSI)或元件部分之間的安裝區(qū)域和連接導線圖案而論，所述電路板能夠節(jié)省空間。
下面將參考圖15到23來描述傳統的元件結合型電路板的制造過程(見日本專利申請公開2002-204049，在此引述供參考)。圖15是一種狀態(tài)的截面圖，其中，在由銅構成的載體1的一個表面的整個區(qū)域上形成脫模層10，并通過電鍍使電路圖案形成材料2形成在脫模層10上。使用鉻、鈦或等等作為脫模層10的材料。使用例如銅、錫、鋅、鎳或金等作為電路圖案形成材料2。如在圖16中所示，在電路圖案形成材料2上提供保護層3，并使用光刻技術形成所要求的電路圖案。如在圖17中所示，通過蝕刻使電路圖案形成材料2形成電路圖案12。此后，如在圖18中所示，除去形成在電路圖案12上的保護層3的層。
然后，如在圖19中所示，把導電黏合劑施加到由導電材料構成、并形成在暴露的半導體元件8上的突出電極6上。此后，把暴露的半導體元件8安裝在電路圖案12上，并通過加熱使導電黏合劑固化。此后，如在圖20中所示，把絕緣樹脂9注入暴露的半導體元件8和載體1之間的空隙中，合加強突出電極6和電路圖案12之間的連接。
然后，如在圖21中所示，提供電絕緣層4，以及在電絕緣層4上形成通孔15，并用通孔膏填充以形成通孔5。此后，如在圖22中所示，把有電路圖案12形成在其上的載體1以及有通孔5形成在其中的電絕緣層4一個重疊在另一個上面，并按預定的位置對準，接著加熱和加壓。從而使暴露的半導體元件8和電路圖案12嵌入在電絕緣層4中。
最后，如在圖23中所示，在安置電絕緣層4以形成電路板40之后，使載體1分離，在所述電路板40中，暴露的半導體元件8和電路圖案12嵌入在電絕緣層4中，并且所形成的電路板的表面一般是均勻的。
然而，通過蝕刻而在載體1上形成電路圖案12的上述傳統方法必須包括首先在載體1上形成電路圖案形成材料2的層的步驟。從而，增加了過程步驟的數目，導致生產量的降低。此外，由于蝕刻變化，甚至引起載體1的損壞，大大地降低把電路圖案轉移到電絕緣層4上的實施，導致執(zhí)行具有穩(wěn)定性的轉移的失敗。
即，即使把蝕刻溶液的濃度配制得均勻，但是也可能由于電路圖案12的密度不均勻而使作用在電路圖案12上的蝕刻溶液不必要地強。在這種情況中，不但除去要蝕刻的電路圖案形成材料2，而且還導致腐蝕，所述腐蝕是由于載體1和電路圖案形成材料2之間形成的脫模層10的蝕刻溶液引起的。此外，甚至在脫模層10下面的部分載體1會被腐蝕。
如果部分載體1被腐蝕，則在圖22中示出的步驟中，電絕緣層4進入載體1中被腐蝕的區(qū)域。在這種情況中，電絕緣層4進入被腐蝕載體1的表面的凹凸不平處而與載體1物理地結合。這意味著使載體1和電絕緣層4分開需要較大的力，在圖23中示出的步驟中，把不必需的力施加到電路圖案12，使部分電路圖案12與載體1一起分離。
(3)發(fā)明內容由于傳統技術的上述問題，本發(fā)明的目的是提供制造電路板的一種方法，或使用通過制造方法制造的電路板的通信設備，所述電路板能夠在短過程中實現電路圖案的形成以及穩(wěn)定地執(zhí)行轉移。
本發(fā)明第一個方面提供了一種制造電路板的方法，包括
把圖案層重疊在支撐部件上的步驟，在所述圖案層中，形成對應于所要求的電路圖案的電路圖案凹坑，并且是由導體或絕緣體形成的；用導電材料填充所述電路圖案凹坑的步驟；用導電材料填充之后，從所述支撐部件除去所述圖案層的步驟；以及把通過用導電材料填充電路圖案凹坑形成的電路圖案轉移到一種絕緣材料上的步驟。
本發(fā)明的第二個方面是一種按照本發(fā)明第一個方面的方法，它還包含在把所述圖案層重疊在所述支撐部件上之前在所述支撐部件上形成脫模層的步驟，其中，把所述圖案層重疊在所述支撐部件上的所述步驟包括把所述圖案層重疊在所述脫模層上，從而所述圖案層不與所述脫模層組合在一起。
本發(fā)明的第三個是一種按照本發(fā)明第一個方面的方法，其中，用與通過電鍍的導體不同的導電材料填充所述電路圖案凹坑。
本發(fā)明的第四個方面是一種按照本發(fā)明第一個方面的方法，其中，通過施加或印刷用導電材料填充電路圖案凹坑。
本發(fā)明的第五個方面是按照本發(fā)明第四個方面的方法，其中，所述導電材料是導電膏。
本發(fā)明的第六個方面是按照本發(fā)明第三個方面的方法，其中，用光刻膠形成所述圖案層。
本發(fā)明的第七個方面是按照本發(fā)明第一個方面的方法，進一步包括在絕緣材料的預定部分中形成通孔以及用導電膏填充通孔的步驟，其中，轉移所述電路圖案的所述步驟包括把所述電路圖案轉移到所述絕緣材料的兩個表面上，并且其中，所述預定部分是用于連接轉移到所述絕緣材料的兩個表面上的至少一部分電路圖案的一部分。
本發(fā)明第八個方面是一種通信設備，它包括具有高頻電路的發(fā)射機或接收機，所述高頻電路包括安裝在所述電路板上的電路元件；以及天線；其中，所述電路板是通過根據權利要求1所述的方法來制造的。
(4)


圖1是示出制造本發(fā)明的實施例1的電路板的方法中的步驟的圖；圖2是示出制造本發(fā)明的實施例1的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖3是示出制造本發(fā)明的實施例1的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖4是示出制造本發(fā)明的實施例1的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖5是示出制造本發(fā)明的實施例1的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖6是示出制造本發(fā)明的實施例1的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖7是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的一個步驟的圖；圖8是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖9是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖10是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖11是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖12是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖13是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖14是示出制造本發(fā)明的實施例2的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖15是示出制造傳統技術的電路板的方法中的一個步驟的圖；圖16是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖17是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖18是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖19是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖20是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖21是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖22是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；圖23是示出制造傳統技術的電路板的方法中的另一個步驟的圖；以及圖24是示出具有本發(fā)明的制造方法制造的電路板的通信設備的圖。
符號說明1、101 載體2、102 電路圖案形成材料和電路圖案3、103 保護層
4、104 電絕緣層5、105 通孔6、106 突出電極7、107 導電黏合劑8、108 暴露半導體元件9、109 絕緣樹脂10、110 脫模層(5)具體實施方式
將參考附圖描述本發(fā)明的實施例?？梢詫嵤┍景l(fā)明而不限于下面描述的實施例。
(實施例1)圖1-6是根據本發(fā)明的實施例1的電路板制造方法的過程步驟中的電路板20的截面圖。通過圖1-6中示出的過程制造的電路板20具有根據本發(fā)明的絕緣材料的電絕緣層104、電路圖案102和通孔105。
在根據本發(fā)明的電路板20的制造方法而示出的實施例1中，如在圖1中所示，首先在載體101上形成由絕緣材料形成的保護層103，所述載體101是根據本發(fā)明的支撐部件的一個例子。使用光刻技術使保護層103具有對應于預定電路圖案而形成的電路圖案凹坑。即，形成保護層103作為根據本發(fā)明的的圖案層的一個例子，以致形成電路圖案如同沿曝光和顯影部分的凹坑。
在形成保護層103之前，通過電鍍等在載體101和保護層103之間提供脫模層110，所述脫模層110使電路圖案102穩(wěn)定地轉移到電絕緣層104上。使用鉻、鈦等作為脫模層110的材料。最好，在脫模層110上形成保護層103，以致不與脫模層110結合。
然后，如在圖2中所示，通過電鍍用電路圖案形成材料填充在載體1上提供的保護層103中形成的電路圖案凹坑112以形成電路圖案102。
例如，可以使用錫、鋅、鎳或金以及銅作為電路圖案形成材料。在通過電鍍形成預定的電路圖案102之后，通過眾知的技術除去保護層103，如在圖3中所示。除去了保護層，就完成了通過電鍍在載體101上形成的所要求的電路圖案102。
然后，如在圖4中所示，提供電絕緣層104以及在電絕緣層104的預定位置上形成通孔115。例如，可以使用絕緣樹脂層、填料和絕緣樹脂的混合物等作為電絕緣層104?？梢允褂脽峁绦詷渲?、熱塑性樹脂或光固化的樹脂作為絕緣樹脂。可以使用具有高抗熱性的環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或氰化樹脂，以改進電絕緣層104的抗熱性。
還有，樹脂包含氟化物樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂、聚苯氧(polyphenylene oxide，PPO)樹脂、聚苯醚(polyphenylene ether，PPE)樹脂、具有低電解質損耗正切δ的液晶聚合物或通過修改這些樹脂中的某一些而得到的樹脂之類的一種樹脂，以提高電絕緣層104的高頻特征。
在使用填充物和絕緣樹脂的混合物作為電絕緣層104的情況中，可以通過正確地選擇填充物和絕緣樹脂而容易地控制電絕緣層104的熱傳導性和介電常數。
例如，可以使用礬土、氮化硼或氮化鋁作為填充物來提高電絕緣層104的熱傳導性，從而使制造的電路板具有比傳統玻璃環(huán)氧電路板較高的熱傳導性。還有，在這種情況中，可以有效地散去結合在電絕緣層104中的電子元件或暴露的半導體元件108(在實施例2的說明中描述)中產生的熱。
在形成如上所述的通孔115之后，用通孔膏填充通孔115以形成通孔105。例如，可以使用激光加工、鉆孔、沖孔作為形成通孔115的方法。特別較佳的是激光加工，因為通過激光加工可以形成細小間距的通孔115而無需修邊。
使用導電粉和樹脂的混合物，例如，諸如金、銀、銅、鎳之類的金屬粉或碳粉和熱固性樹脂或光固性樹脂的混合物，作為通孔膏材料。用這種通孔膏材料填充通孔115以形成通孔105。
然后，如在圖5中所示，把有通孔105形成在其中的電絕緣層104和有所要求的電路圖案102形成在其上的載體101按預定的位置一個重疊在另一個上，接著加熱和加壓。從而把電路圖案102嵌入電絕緣層104中。此時，為了有利于嵌入，可以使電絕緣層104保持在半一固化狀態(tài)。
圖5示出一種狀態(tài)，其中，有電路圖案102a形成在其上的下面的載體101a和有電路圖案102b形成在其上的上面的載體101b相互重疊，這些載體是通過重復圖1到3中示出的步驟而制造的，使載體101a和載體101b分別位于電絕緣層104的上面和下面。通過通孔105連接預定的電路圖案102a和102b。
最后，如在圖6中所示，在固化電絕緣層104之后，使載體101a和101b分開。因此，可以把填充在電路圖案凹坑112中的電路圖案形成材料(例如，電路圖案102a和102b)轉移到電絕緣層104上，制造了電路板20，在所述電路板20中嵌入電路圖案102a和102b、并且所形成的電路板表面一般是均勻的。
(實施例2)將參考圖7到14描述結合電子元件或暴露的半導體元件108的電路板30的制造方法的一個例子，作為本發(fā)明的實施例2。圖7到14是在根據結合根據本發(fā)明的暴露的半導體元件108的電路板30的制造方法的過程步驟中的電路板30的截面圖。除非另行指出，在實施例2中使用的材料與在實施例1中使用的材料相同。用相同的參考號來表示與實施例1中的元件相同的元件，而且不再對它們進行重復的描述。
在圖7、8、和9中所示的制造步驟作為根據本發(fā)明的實施例2中的電路板制造方法的步驟，這些步驟與實施例1中的步驟是相同的，不再重復對它們的描述。在圖9示出的制造步驟之后，如在圖10中所示，把導電黏合劑107施加到由導電材料構成的突出電極106，并形成暴露的半導體元件108的電極焊盤，此后，把暴露的半導體元件108放置在電路圖案102上的預定位置上。在這種狀態(tài)中，通過加熱使導電黏合劑107固化。
此后，如在圖11中所示，把絕緣樹脂109注入暴露的半導體元件108和載體101之間的間隙中，并使之加強突出電極106和電路圖案102之間的連接?？梢允褂脽峁袒詷渲⒐夤袒詷渲鳛榻^緣樹脂109。
然后，在圖12示出的步驟中，即，與圖4中示出的步驟相同的步驟，形成電絕緣層104，在所述電絕緣層104中形成通孔115。然后，如在圖13中所示，有電路圖案102a形成在其上的載體101a、有電路圖案102b形成在其上的載體101b和電絕緣層104按預定的位置相互重疊，接著進行加熱和加壓。從而暴露的半導體元件108和電路圖案102嵌入電絕緣層104中。此時，為了有利于嵌入，可以使電絕緣層104保持在半一固化狀態(tài)。圖13示出一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，在下面的載體101a上形成電路圖案102a，在上面的載體101b上形成電路圖案102b，并通過通孔105使電路圖案102a和電路圖案102b相互連接。
最后，如在圖14中所示，在固化電絕緣層104之后，把載體101a和101b隔開。因此，可以制造電路板30，在所述電路板30中，暴露的半導體元件108和電路圖案102a和102b是嵌入電絕緣層104的，并且所形成的電路板的表面一般是均勻的。由于使暴露的半導體元件108嵌入電絕緣層104中，所以可以減小電路板30的整個尺寸。即，通過本實施例的制造方法制造的電路板30的總尺寸要比通過實施例1的制造方法制造的電路板20以及形成在電路板20上的相應半導體元件的組合的總尺寸小。
根據實施例2的上述說明，通過使用導電黏合劑107使暴露的半導體元件108安置在電路圖案102上。另一方面，可以使用采用各向異性導電薄膜(ACF)或不導電薄膜(NCF)的加熱和加壓方法。為了將赤裸的半導體元件108安裝到電路圖案102上，可以使用面朝上連接導線等類似的方法。
按照上述實施例2，可以采用封裝型半導體器件，而不是赤裸的半導體元件108，這時，電路板20的整體尺寸增大，但無論如何仍能與上面所描述的那樣得到相同的效果。
根據實施例2的上述說明，把半導體元件安裝在電路板30中的電路圖案102上。然而，可以安裝，例如，電阻器、電容器或石英晶體振蕩器等高頻電路的元件來代替半導體元件。
根據上述說明，通過電鍍用電路圖案形成材料來填充形成在保護層103上的電路圖案凹坑112而形成電路圖案102。另一方面，可以用導電膏填充電路圖案凹坑112而形成電路圖案102。還有，可以通過絲網印刷來形成電路圖案102。
根據上述說明(形成根據本發(fā)明的圖案層的一個例子)，在載體101上形成保護層103。然而，可以用不同于保護層103的絕緣材料來形成本發(fā)明的圖案層。在這種情況中，不同于使用光刻膠方法，而通過上述方法用電路圖案形成材料填充的一種方法，來形成電路圖案凹坑112。在用電路圖案形成材料填充凹坑之后，可以通過合適的方法從載體101除去絕緣層，以形成電路圖案102。還有，在這種情況中，可以得到如上面所描述的效果相同的效果。
盡管所描述的使用絕緣材料代替保護層103作為本發(fā)明的圖案層時，但也可以通過印刷等形成金屬屏蔽之類的導電材料來代替保護層103。在這種情況中，在金屬屏蔽等中形成對應于如上所述的電路圖案的電路圖案凹坑112，并且通過絲網印刷等填充或施加諸如導電膏之類的導電材料，或電路圖案形成材料等。最好，所填充的導電材料與金屬屏蔽等的導電材料是不同的。在填充電路圖案形成材料之后，通過合適的方法除去金屬屏蔽等，以形成電路圖案102。可以只把金屬屏蔽放置在載體101上來代替印刷在載體101上。在這種情況中，制造過程包括人工地分離屏蔽的一種方法，作為除去金屬屏蔽的方法。還有，在這種情況中，可以得到與上述的效果相同的效果。
盡管上文中描述了在電絕緣層104的相對的各面上形成有電路圖案的電路板的制造方法，但本發(fā)明的電路板制造方法還可以是這樣一種方法，即，形成這樣一種電路板，在該電路板上，只在電絕緣層104的一個面上形成電路圖案。在這種情況中，通過使載體101a和101b中之一上不形成電路圖案102而執(zhí)行如上所述的相同的制造過程。
盡管上文中已經描述的本發(fā)明的支撐部件為銅載體，但也可以用任何一種材料來制造支撐部件，如，不同于銅的一種金屬，或不同于金屬的一種材料，只要它能夠支撐電路圖案102，并能把它轉移到電絕緣層104。
根據上述說明，在載體101和保護層103等之間形成脫模層110。然而，脫模層110不是必需的，例如，在圖6所示的步驟中，如果可以把電路圖案102a和102b穩(wěn)定地轉移到到電絕緣層104，以及如果可以穩(wěn)定地從電絕緣層104分離載體101a和101b。還有，在這種情況中，可以得到與上述效果相同的效果。
在本發(fā)明的范圍內還包括配備具有高頻電路的發(fā)射機52或接收機53以及天線51的一種通信設備50，所述高頻電路使用安裝在按上述方法制造的電路板上的電路元件。圖24示出這種通信設備的配置的一個例子。
可以提供根據本發(fā)明的、能夠實現在短過程中形成電路圖案和穩(wěn)定地執(zhí)行圖案轉移的一種制造電路板的方法，或一種通信設備，所述通信設備使用通過所述制造方法制造的電路板。
權利要求
1.一種制造電路板的方法，其特征在于，所述方法包括把圖案層重疊在支撐部件上的步驟，在所述圖案層中，形成對應于所要求的電路圖案的電路圖案凹坑，并且是由導體或絕緣體形成的；用導電材料填充所述電路圖案凹坑的步驟；用導電材料填充之后，從所述支撐部件除去所述圖案層的步驟；以及把通過用導電材料填充電路圖案凹坑形成的電路圖案轉移到一種絕緣材料上的步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括在把所述圖案層重疊在所述支撐部件上之前在所述支撐部件上形成脫模層的步驟，其中，把所述圖案層重疊在所述支撐部件上的所述步驟包括把所述圖案層重疊在所述脫模層上，從而所述圖案層不與所述脫模層組合在一起。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，用與通過電鍍的導體不同的導電材料填充所述電路圖案凹坑。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過施加或印刷用導電材料填充電路圖案凹坑。
5.如權利要4求所述的方法，其特征在于，所述導電材料是導電膏。
6.如權利要求1或3所述的方法，其特征在于，用光刻膠形成所述圖案層。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括在絕緣材料的預定部分中形成通孔以及用導電膏填充通孔的步驟，其中，轉移所述電路圖案的所述步驟包括把所述電路圖案轉移到所述絕緣材料的兩個表面上，并且其中，所述預定部分是用于連接轉移到所述絕緣材料的兩個表面上的至少一部分電路圖案的一部分。
8.一種通信設備，其特征在于，它包括具有高頻電路的發(fā)射機或接收機，所述高頻電路包括安裝在所述電路板上的電路元件；以及天線；其中，所述電路板是通過根據權利要求1所述的方法來制造的。
全文摘要
通過在短過程中形成電路圖案和能夠穩(wěn)定地執(zhí)行圖案轉移而制造電路板的一種方法。所述制造方法包括把有電路圖案形成在其中并且由導體或絕緣體形成的保護層重疊在載體上的一個步驟，用導電材料填充電路圖案的一個步驟，從載體除去保護層的一個步驟，以及把填充在電路圖案中的導電材料轉移到電絕緣層中的步驟。
文檔編號H05K3/20GK1489429SQ0315303
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月6日 優(yōu)先權日2002年8月6日
發(fā)明者神澤英雄, 祐伯圣, 林祥剛 申請人:松下電器產業(yè)株式會社