用于生產電子元件的連接系統的半成品的制作方法
【專利摘要】在用于生產電子元件的連接系統的半成品中，該半成品包含兩組(A、B)交替地施加的導電層和絕緣層，其中該兩組(A、B)的外層(2、2’)彼此面對，形成用于使該些群組(A、B)彼此分離的分離區域，以產生電子元件的連接系統，該分離區域在每側上均至少與隨該分離區域后的兩個絕緣層(4、4’)重疊并被其封口。
【專利說明】用于生產電子元件的連接系統的半成品
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于生產電子元件的連接系統的半成品，以及用于生產電子元件的連接系統的方法。
【背景技術】
[0002]在本實用新型的情況下，術語“電子元件的連接系統”涵蓋了印制電路板，亦被稱為印制線路板、基板和類似者，而其均為帶有如微芯片、晶體管、LED等的電子元件并將彼等電連接的面板，并因此形成電子產品的重要部分，如(平板)電腦、智能手機和類似者。為簡便起見，以下描述將僅針對印制電路板，然而本領域技術人員將理解到，本實用新型各個方面和以下描述亦可如方才所描述和定義般應用到基板。印制電路板的結構視乎具體的應用而或多或少地復雜。一般而言，印制電路板帶有多個交替地施加的導電層和絕緣層，其中該些導電層通過將以有機樹脂浸潰的一些玻璃纖維面板或板層硬化而結合起來，所述面板形成絕緣層。這種在生產印制電路板中使用的面板在業內泛稱為“半固化片”(預浸潰纖維)，在有機樹脂未固化并以因而粘稠的狀態下交付和處理。在該有機樹脂固化后就會產生實際的絕緣層。該些絕緣層帶有例如以銅箔形成的導電層，該些導電層被適當處理以形成線路，以電連接該些電子元件。現代的印制電路板允許電子元件和其相應的接線可高度集成一體。在印制線路板的【技術領域】中，在交替地施加的導電層和絕緣層方面，已知基板會提供類似功能，但基板要小得多，并往往用于將微芯片連接至印制電路板。為此，基板的絕緣層往往以玻璃或陶瓷物料生產，這容許較小和高精準的結構。
[0003]然而在電子業中，為了向消費者和專業人士提供日益小巧但功能更強的電子設備和裝置，須不斷進一步微型化，而這須將更多的電子元件在更小的空間里接線并安裝。現今，許多電子元件是以納米級生產的，使得在電子設備微型化的方面，帶有電子元件并將其連接的印制電路板和基板經常為限制的部件。組成印制電路板的導電層和絕緣層無法輕易地做得更薄，這是由于該些層的結合往往是通過一層接一層地層壓進行的，為了避免該些已結合的層起伏或甚至在層壓期間產生的機械應力下撕裂，需有一定的機械穩定性。此外，當該些層的厚度低于一定限度時，由于物料會屈曲，故此在加工前對非常薄的物料的處理變得愈加關鍵。
[0004]人們曾經嘗試將交替地施加并在載體層上形成印制電路板的導電層和絕緣層群組組合，來得出將要生產的一些非常薄的板合并后的厚度，使上述屈曲和撕裂問題得以避免或減輕。然而，只要該些將成為印制電路板的導電層和絕緣層群組在層壓期間傾向在載體層上打滑和游動，因此這些嘗試是有問題的。此外，有害的是，化學品可能會在生產期間泄漏到載體層區域中，由于該些化學品會促進在分離區域中的導電層不必要的蝕刻，故此這是不理想的。另外，在分離區域中的化學品會在生產線中被帶到不同的化學階段，使得該些化學品過早受到污染并最終耗費。
實用新型內容
[0005]為了能夠生產更薄的印制電路板，因此本實用新型的方向為避免了上述限制和缺點的用于生產電子元件的連接系統的半成品，以及用于生產電子元件的連接系統的方法。具體而言，本實用新型旨在避免上述打滑和游動的方法，而無需運用如膠水或類似者的額外物料來避免打滑。
[0006]具體來說，本實用新型提供了用于生產印制電路板的半成品，該半成品包含兩組交替地施加的導電層和絕緣層，其中該兩組的外層彼此面對，形成用于使該些群組彼此分離的分離區域，以產生電子元件的連接系統，其特征在于該分離區域在每側上均至少與隨該分離區域后的兩個絕緣層重疊并被其封口。通過該分離區域這樣的重疊和封口，在進一步構建導電層和絕緣層所需的處理步驟期間，該些導電層和絕緣層群組會緊密保持在一起。在通過蝕刻和如激光鉆孔的鉆孔操作而產生配線、導孔和通孔期間，重疊處亦受到保護。已有效防止化學品在這些生產階段期間泄漏到分離區域中。當該半成品被切割以移除重疊處時，使得該些導電層和絕緣層群組沿著該分離區域而彼此分開以產生最終成品時，該創新的半成品可在最后輕易地加工為所需廣品。
[0007]該兩組的外層彼此面對并因而形成用于使該兩組彼此分離的分離區域，在原則上可為構成印制電路板的任何種類的層或板層。然而，該些彼此面對的外層優選為導電層。導電層通常以金屬箔制成，如銅箔，且因為如此，傾向于不會彼此粘連。因此，在該些群組外側上設有導電層會自動導致有如本實用新型所預期的分離區域，而無需有特定分離層促進該兩組彼此分離，以產生印制電路板，或更整體而言，產生電子元件的連接系統。
[0008]然而，倘若該些群組彼此面對的外層為絕緣層，而其在本實用新型的情況下通常為強化有機樹脂層或板層，則優選在該分離區域中布置至少一個以聚酰亞胺箔制成的分離層。聚酰亞胺箔不會與生產印制電路板領域中所用的常規絕緣層的有機聚合物粘連，并容許該兩組可在分離區域中輕易分離。
[0009]優選地，該些絕緣層以半固化物料制成，優選為FR-4物料。
[0010]盡管只要通過將該兩組布置成其外層彼此面對并因而提高該半成品的整體厚度，就可實施本實用新型，來取得上述好處，但若在該些彼此面對的外層之間布置載體層，亦是可取的。可選擇這樣的載體層以一方面防止該兩組彼此面對的外層彼此粘合，并另一方面進一步提高該半成品的厚度、硬度和剛度，以進一步改善在制造印制電路板期間對半成品的處理。
[0011]優選地，該載體層是以從包含半固化物料和鋁片的群組中所選的物料制成的。
[0012]在此情況下，該載體層優選為以過期或部分硬化的半固化物料制成的層，通常可在印制電路板的生產場地上找到大量的這種物料。
[0013]根據本實用新型的優選實施例，該載體層的厚度在500 μ m和50 μ m之間，優選在150 μ m和100 μ m之間，另外，根據優選實施例，該些絕緣層的厚度優選在10 μ m和80 μ m之間，更優選在40 μ m和60 μ m之間。
[0014]為了容許該些元件的電連接可根據本實用新型而布置在印制電路板之上或之中，優選為該些導電層的至少其中之一被結構化，用于連接電子元件。
[0015]如上文所述，印制電路板在層壓或結合期間屈曲和彎曲的問題很常見，在設計和生產這些電路板期間經常要顧及這問題。一般而言，印制電路板須以對稱的層壓工藝生產，也就是說，導電層和絕緣層是在該印制電路板兩側上對稱地施加或層壓的，導致印制電路板僅帶有偶數的導電層。由于上述的屈曲和彎曲問題，故此生產帶有非偶數的導電層的印制電路板實際上是不建議的。顯然，如本實用新型所預計的，這類現象會在生產超薄印制電路板時更易出現。在該創新的半成品中將兩組絕緣層和載體層組合，容許了帶有非偶數的導電層的印制電路板的生產，而在依照本實用新型的優選實施例時，該些交替地施加導電層和絕緣層的群組各自由非偶數的導電層形成，特別是三個導電層，并由絕緣層分隔。一旦取得非偶數的導電層的復合物并隨后從該創新的半成品分離，在每個對稱層壓步驟中添加兩層的額外層壓工藝，都會一直給出非偶數的導電層。
[0016]本實用新型進一步涉及用于生產印制電路板的方法，其特征在于以下步驟:
[0017]a)將兩組交替地施加的導電層和絕緣層定向成彼此面對，而外層形成用于使該些群組彼此分離的分離區域并進行保護，使得該分離區域在每側上均至少與隨該分離區域后的兩個絕緣層重疊并被其封口
[0018]b)處理該些交替地施加的導電層和絕緣層群組
[0019]c)沿著該分離區域的邊緣將其切穿。
[0020]通過該分離區域這樣的重疊和封口，在進一步構建導電層和絕緣層所需的處理步驟期間，該些導電層和絕緣層群組會緊密保持在一起。在通過蝕刻和如激光鉆孔的鉆孔操作而產生配線、導孔和通孔期間，重疊處亦受到保護。已有效防止化學品在這些生產階段期間泄漏到分離區域中。當該半成品被切割以移除重疊處，使得該些導電層和絕緣層群組沿著該分離區域而彼此分離以產生最終成品時，該創新的方法就會得出所需產品。
[0021]該兩組的外層彼此面對并因而形成用于使該兩組彼此分離的分離區域，在原則上可為構成印制電路板的任何種類的層或板層。然而，該些彼此面對的外層優選為導電層。導電層通常以金屬箔制成，如銅箔，且因為如此，傾向于不會彼此粘連。因此，在該些群組外側上設有導電層會自動導致有如本實用新型所預期的分離區域，而無需有特定分離層促進該兩組彼此分離，以產生印制電路板，或更整體而言，產生電子元件的連接系統。
[0022]然而，倘若該些群組彼此面對的外層為絕緣層，而其在本實用新型的情況下通常為強化有機樹脂層或板層，則優選在該分離區域中布置至少一個以聚酰亞胺箔制成的分離層。聚酰亞胺箔不會與生產印制電路板領域中所用的常規絕緣層的有機聚合物粘連，并容許該兩組可在分離區域中輕易分離。
[0023]優選地，該些絕緣層以半固化物料制成，優選為FR-4物料。
[0024]盡管只要通過將該兩組布置成其外層彼此面對并因而提高該半成品的整體厚度，就可實施本實用新型，來取得上述好處，但若在該些彼此面對的外層之間布置載體層，亦是可取的。可選擇這樣的載體層以一方面防止該兩組彼此面對的外層彼此粘合，并另一方面進一步提高該半成品的厚度、硬度和剛度，以進一步改善在制造印制電路板期間對半成品的處理。
[0025]優選地，該載體層是以從包含半固化物料和鋁片的群組中所選的物料制成的。
[0026]在此情況下，該載體層優選為過期或部分硬化的半固化物料，通常可在印制電路板的生產場地上找到大量的這種物料。
[0027]根據本實用新型的優選實施例，該載體層的厚度在500 μ m和50 μ m之間，優選在150 μ m和100 μ m之間，另外，根據優選實施例，該些絕緣層的厚度優選在10 μ m和80 μ m之間，更優選在40 μ m和60 μ m之間。
[0028]為了容許該些元件的電連接可根據本實用新型而布置在印制電路板之上或之中，優選為該些導電層的至少其中之一被結構化，用于連接電子元件。
[0029]如上文所述，印制電路板在層壓或結合期間屈曲和彎曲的問題很常見，在設計和生產這些電路板期間經常要顧及這問題。一般而言，印制電路板須以對稱的層壓工藝生產，也就是說，導電層和絕緣層是在該印制電路板兩側上對稱地施加或層壓的，導致印制電路板僅帶有偶數的導電層。由于上述的屈曲和彎曲問題，故此生產帶有非偶數的導電層的印制電路板實際上是不建議的。顯然，如本實用新型所預計的，這類現象會在生產超薄印制電路板時更易出現。在該創新的方法中將兩組絕緣層和載體層組合，容許了帶有非偶數的導電層的印制電路板的生產，而在依照本實用新型的優選實施例時，該些交替地施加導電層和絕緣層的群組各自由非偶數的導電層形成，特別是三個導電層，并由絕緣層分隔。一旦取得非偶數的導電層的復合物并隨后從該創新的半成品分離，在每個對稱層壓步驟中添加兩層的額外層壓工藝，都會一直給出非偶數的導電層。
[0030]本實用新型亦涉及用于生產電子元件的連接系統的方法，其特征在于以下步驟:
[0031]a)將兩組(A、B)交替地施加的導電層和絕緣層(4、4’ )定向成彼此面對，而外層形成用于使該些群組(A、B)彼此分離的分離區域并進行保護，使得該分離區域在每側上均至少與隨該分離區域后的兩個絕緣層(4、4’ )重疊并被其封口
[0032]b)處理該些交替地施加的導電層和絕緣層群組(A、B)
[0033]c)沿著該分離區域的邊緣將其切穿。
[0034]在優選實施例中，彼此面對的外層(2、2’ )為導電層。
[0035]優選地，在該分離區域中布置至少一個以聚酰亞胺箔制成的分離層。
[0036]根據本實用新型的另一優選實施例，絕緣層(4、4’ )以半固化物料制成，優選為FR-4物料。
[0037]在本實用新型中，優選在彼此面對的外層(2、2’ )之間布置載體層。
[0038]本實用新型的載體層優選是以從包含半固化物料和鋁片的群組中所選的物料制成的。
[0039]有利的是，該載體層為過期或部分硬化的半固化物料。
[0040]該載體層的厚度可在500μπι和50 μ m之間，優選在150 μ m和100 μ m之間。
[0041]根據本實用新型的優選實施例，絕緣層(4、4’ )的厚度在ΙΟμπι和80 μ m之間，優選在40 μ m和60 μ m之間。
[0042]有利地，該些導電層的至少其中之一被結構化，用于連接電子元件。
[0043]交替地施加導電層和絕緣層(4、4’ )的群組(A、B)各自由非偶數的導電層形成，尤其是三個導電層，并由絕緣層(4、4’ )分隔。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]下文將參照附圖，對本實用新型作更詳細的舉例說明，其中:
[0045]圖la) -1h)顯示了使用根據本實用新型的半成品的創新方法的示例性步驟；
[0046]圖2顯示了一組導電層和絕緣層的平面圖，其中該組的外層與絕緣層重疊；
[0047]圖3顯示了根據本實用新型的示例性半成品；以及
[0048]圖4顯示了根據本實用新型的優選實施例。
【具體實施方式】
[0049]顯然，根據本實用新型的半成品是沿著該分離區域而對稱的，而該分離區域被布置在兩組交替地施加的導電層和絕緣層之間。以下說明將盡可能避免同時描述該半成品的兩個群組。然而，這些說明和該些相應的附圖標記亦可應用于本實用新型的半成品的交替地施加的導電層和絕緣層的另一側或另一組，這對本領域技術人員而言是顯然易見的。
[0050]在圖1a)中，交替地施加的導電層和絕緣層的群組以附圖標記I標示。在這一特定情況下，群組I包含外層2和3以及內層4。在這情況下，群組I的外層2和3為導電層，以例如銅箔制成。內層4為絕緣層，以例如半固化物料制成，如FR-4物料。由于外層2不會和與其面對的第二組交替地施加的導電層和絕緣層的外層2’粘連，故此在該兩組交替地施加的導電層和絕緣層之間形成了分離區域，而該分離區域在彼此面對的外層2和2’之間延伸。就如可在圖1a)中看到的，該分離區域與該兩個絕緣層4和4’重疊，使得就如可在圖1b)中看到的，在層壓時，亦即在施加熱力和壓力時，通過絕緣層4和4’的樹脂在外層2和2’之間的分離區域的每側上將其封口，形成該創新的半成品。因此，圖1b)顯示了該創新的半成品。在根據圖1c)的步驟中，將根據圖1b)的半成品修填整齊。隨后，優選通過激光鉆孔來鉆出孔5(圖1d))。
[0051]其后，該半成品會經受作為示例性處理步驟的鍍銅和導孔填充(圖le))，以為將被生產的印制電路板提供示例性的電氣功能。圖1f)所示的步驟為沿著由外層2和2’形成的分離區域的邊緣將其切穿，使得絕緣層4和4’圍繞著該分離區域的重疊處被移除。在移除這重疊處(其在圖1e)中以圓圈6突出顯示)后，就如圖1g)所示，該兩組交替地施加的導電層2和3以及絕緣層4可輕易地彼此分離。該兩個因此產生的印制電路板A和B可被進一步處理，以形成更復雜的印制電路板。可通過本領域技術人員熟知的疊加和層壓方法，添加額外的導電層和絕緣層。
[0052]圖2顯示了與隨層2后的絕緣層4相比，外層或外導電層2的面積較小，使得絕緣層4會與分離區域重疊，而就如圖1所示，該分離區域是由兩個彼此面對的層2和2’形成的。
[0053]圖3顯示了在圖1g)所示的切割步驟前，可以熟知的印制電路板生產方法來疊加額外的導電層3和絕緣層4。在這例子中，所有絕緣層均與該分離區域重疊，并因此將該分離區域封口，以免化學品泄漏到這區域中。
[0054]圖4示出了本實用新型的優選變體，其中載體層7被布置在彼此面對的外層2和2’之間。可對這樣的疊加進行處理，并特別是根據涉及圖1的所述方法步驟，以產生該創新的半成品。
【權利要求】
1.用于生產電子元件的連接系統的半成品，該半成品包含兩組(A、B)交替地施加的導電層和絕緣層，其中該兩組(A、B)的外層(2、2’ )彼此面對，形成用于使該些群組(A、B)彼此分離的分離區域，以產生電子元件的連接系統，其特征在于該分離區域在每側上均至少與隨該分離區域后的兩個絕緣層(4、4’ )重疊并被其封口。
2.如權利要求1所述的半成品，其特征在于彼此面對的外層(2、2’)為導電層。
3.如權利要求1或2所述的半成品，其特征在于在該分離區域中布置至少一個以聚酰亞胺箔制成的分離層。
4.如權利要求1所述的半成品，其特征在于絕緣層(4、4’)以半固化物料制成。
5.如權利要求4所述的半成品，其特征在于所述的半固化物料為FR-4物料。
6.如權利要求1所述的半成品，其特征在于在彼此面對的外層(2、2’)之間布置載體層。
7.如權利要求6所述的半成品，其特征在于該載體層是以從包含半固化物料和鋁片的群組中所選的物料制成的。
8.如權利要求7所述的半成品，其特征在于該載體層為以過期或部分硬化的半固化物料制成的層。
9.如權利要求6至8中任一項所述的半成品，其特征在于該載體層的厚度在500μ m和50 μ m之間。
10.如權利要求9所述的半成品，其特征在于該載體層的厚度在150μ m和10ym之間。
11.如權利要求1所述的半成品，其特征在于絕緣層(4、4’)的厚度在10 μ m和80 μ m之間。
12.如權利要求11所述的半成品，其特征在于絕緣層(4、4’)的厚度在40μ m和60 μ m之間。
13.如權利要求1所述的半成品，其特征在于該些導電層的至少其中之一被結構化，用于連接電子元件。
14.如權利要求1所述的半成品，其特征在于該些交替地施加導電層和絕緣層(4、4’)的群組(A、B)各自由非偶數的導電層形成，并由絕緣層分離。
15.如權利要求14所述的半成品，其特征在于所述非偶數的導電層是三個導電層。
【文檔編號】H05K1/11GK204014250SQ201420253307
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】尼古勞斯·鮑爾·爾平亞, 陳培旺 申請人:奧特斯(中國)有限公司