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印刷电路板的制作方法

2022-05-21 10:20:53 来源:中国专利 TAG:

印刷电路板
1.本技术要求于2020年11月19日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0155770号韩国专利申请的优先权的权益,该韩国专利申请的全部公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
2.本公开涉及一种印刷电路板。


背景技术:

3.近来,已经从电源管理集成电路(pmic)向中央处理单元(cpu)、专用集成电路(asic)、应用处理器(ap)等供电。为了提高功率效率,近来已经增大了pmic的电源开关频率。因此,需要一种具有电感器功能的多层印刷电路板形式的封装基板。
4.目前,提高电源的开关频率以通过集成电压调节器(ivr)有效地供电。为了实现这种技术,重要的是改善ivr所需的电容器和电感器的性能。特别地,有必要在减小电感器的尺寸的同时提高性能。


技术实现要素:

5.本公开的一方面可提供一种印刷电路板,所述印刷电路板具有即使在高频率下也能保持高磁导率的电感器功能。
6.本公开的另一方面可提供一种印刷电路板,所述印刷电路板的芯可被制造得较厚且磁性材料嵌入厚的芯中,使得所述印刷电路板整体上可以是薄的。
7.根据本公开的一方面,一种印刷电路板可包括:芯基板,包括多个芯层;多个磁性构件,嵌入所述多个芯层中的每者中;第一线圈图案,设置在所述芯基板上方;以及第二线圈图案,设置在所述芯基板下方。
8.根据本公开的另一方面,一种印刷电路板可包括:芯基板;多个磁性构件,嵌入所述芯基板中;第一线圈图案,设置在所述芯基板上方;以及第二线圈图案,设置在所述芯基板下方。所述多个磁性构件可包括具有彼此不同的结构的第一磁性构件和第二磁性构件,所述第一磁性构件可包括磁性元件,并且所述第二磁性构件可包括基层和附接到所述基层的磁性层。
9.根据本公开的另一方面,一种印刷电路板可包括:芯基板,包括芯绝缘层以及第一芯层和第二芯层,所述第一芯层和所述第二芯层分别设置在所述芯绝缘层的相对侧上;第一线圈图案,设置在所述第一芯层上方;第二线圈图案,设置在所述第二芯层下方;第一磁性构件,设置在所述第一芯层的腔中并且位于所述第一线圈图案和所述芯绝缘层之间;以及第二磁性构件,设置在所述第二芯层的腔中并且位于所述第二线圈图案和所述芯绝缘层之间。
附图说明
10.通过结合附图以及以下具体实施方式,本公开的以上和其他方面、特征及优点将
被更清楚地理解,在附图中:
11.图1是示意性示出电子装置系统的示例的框图;
12.图2是示意性示出电子装置的示例的立体图;
13.图3是示意性示出根据本公开的第一示例性实施例的印刷电路板的截面图;
14.图4是示意性示出根据本公开的第二示例性实施例的印刷电路板的截面图;
15.图5是示意性示出应用于图3和图4的印刷电路板的线圈图案的示例的平面图;
16.图6是示意性示出根据本公开的第三示例性实施例的印刷电路板的截面图;
17.图7是示意性示出根据本公开的第四示例性实施例的印刷电路板的截面图;
18.图8是示意性示出应用于图6和图7的印刷电路板的线圈图案的示例的平面图;
19.图9是示意性示出图6和图7的印刷电路板中的磁性构件的局部截面图;
20.图10是示意性示出根据本公开的第五示例性实施例的印刷电路板的截面图;
21.图11是示意性示出根据本公开的第六示例性实施例的印刷电路板的截面图;以及
22.图12是示意性示出应用于图10和图11的印刷电路板的线圈图案的示例的平面图。
具体实施方式
23.在下文中,将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
24.在本公开中,为了方便起见,表述“侧部”、“侧表面”等指示朝向第一方向或第二方向的方向或在所述方向上的表面,为了方便起见,表述“上侧”、“上部”、“上表面”等指示朝向第三方向的方向或在所述方向上的表面,并且为了方便起见,表述“下侧”、“下部”、“上表面”等指示朝向第三方向的相反方向的方向或在所述方向上的表面。另外,表述“位于侧部、上侧、上部、下侧或下部”在概念上包括目标组件位于对应方向上但不与参照组件直接接触的情况,以及目标组件在对应方向上与参照组件直接接触的情况。然而,定义这些方向是为了便于解释,权利要求不受上述限定的特别限制,并且可改变上部和下部、侧和表面的概念。
25.电子装置
26.图1是示意性示出电子装置系统的示例的框图。
27.参考图1,电子装置1000可在其中容纳主板1010。芯片相关组件1020、网络相关组件1030和其他组件1040可与主板1010物理连接和/或电连接。这些组件还可通过各种信号线1090结合到其他电子组件(稍后将描述)。
28.芯片相关组件1020可包括:存储器芯片,诸如易失性存储器(例如,动态随机存取存储器(dram))、非易失性存储器(例如,只读存储器(rom))、或者闪存;应用处理器芯片,诸如中央处理器(例如,中央处理单元(cpu))、图形处理器(例如,图形处理单元(gpu))、数字信号处理器、密码处理器、微处理器、或者微控制器;以及逻辑芯片,诸如模数转换器或者专用集成电路(asic)。然而,芯片相关组件1020不限于此,并且可包括任何其他类型的芯片相关组件。另外,这些芯片相关组件1020还可彼此组合。芯片相关组件1020可以是包括上述芯片或电子组件的封装形式。
29.网络相关组件1030可包括与诸如以下协议兼容或者使用诸如以下协议的组件:无线保真(wi-fi)(电气与电子工程师协会(ieee)802.11族等)、全球微波接入互操作性(wimax)(ieee 802.16族等)、ieee 802.20、长期演进(lte)、演进仅数据(ev-do)、高速分组
接入 (hspa )、高速下行链路分组接入 (hsdpa )、高速上行链路分组接入 (hsupa )、增强型数据gsm环境(edge)、全球移动通信系统(gsm)、全球定位系统(gps)、通用分组无线业务(gprs)、码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、数字增强型无绳电信(dect)、蓝牙、3g、4g和5g以及在上述协议之后指定的任何其他无线协议和有线协议。然而,网络相关组件1030不限于此,并且可包括任何其他无线标准或协议或者有线标准或协议。另外,网络相关组件1030可与上述芯片相关组件1020一起彼此组合。
30.其他组件1040可包括高频率电感器、铁氧体电感器、功率电感器、铁氧体磁珠、低温共烧陶瓷(ltcc)、电磁干扰(emi)滤波器、多层陶瓷电容器(mlcc)等。然而,其他组件1040不限于此,并且可包括用于各种其他目的的芯片组件形式的无源元件等。另外,其他组件1040可与芯片相关组件1020和/或网络相关组件1030一起彼此组合。
31.根据电子装置1000的类型,电子装置1000可包括可物理连接和/或电连接到主板1010或者可不物理连接和/或电连接到主板1010的任何其他电子组件。其他电子组件的示例可包括相机1050、天线1060、显示器1070和电池1080。然而,其他电子组件不限于此,并且可以是音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、罗盘、加速度计、陀螺仪、扬声器、大容量存储装置(例如,硬盘驱动器)、光盘(cd)和数字通用盘(dvd)。此外,根据电子装置1000的类型,电子装置1000可包括用于各种目的的任何其他电子组件。
32.电子装置1000可以是智能电话、个人数字助理、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板电脑、膝上型电脑、上网本、电视、视频游戏机、智能手表或汽车组件。然而,电子装置1000不限于此,并且可以是处理数据的任何其他电子装置。
33.图2是示意性示出电子装置的示例的立体图。
34.参考图2,电子装置可以是例如智能电话1100。主板1110可容纳在智能电话1100中,并且各种电子组件1120可物理连接和/或电连接到主板1110。此外,可物理连接和/或电连接到主板1110的其他电子组件或者可不物理连接和/或电连接到主板1110的其他电子组件(诸如相机1130和/或扬声器1140)可容纳在智能电话1100中。电子组件1120中的一些可以是上述芯片相关组件,例如半导体封装件1121,但不限于此。半导体封装件1121可以是其中半导体芯片或无源组件以多层印刷电路板的形式表面安装在封装基板上的类型,但不限于此。此外,电子装置不必限于智能电话1100,并且可以是如上所述的另一电子装置。
35.印刷电路板
36.图3是示意性示出根据本公开的第一示例性实施例的印刷电路板的截面图,并且图5是示意性示出应用于稍后将描述的图3和图4的印刷电路板的线圈图案的示例的平面图。
37.参照图3,根据第一示例性实施例的印刷电路板100a可包括嵌入第一芯层111中的磁性构件210和220以及嵌入第二芯层112中的磁性构件230和240,以及设置在第一芯层111上方的第一线圈图案310和设置在第二芯层112下方的第二线圈图案320。在这种情况下,第一线圈图案310和第二线圈图案320可具有螺旋薄膜线圈图案结构。在下文中,将详细描述可设置在印刷电路板100a中的具体组件。
38.印刷电路板100a可包括多个绝缘层111、112、113、114、115、116、117、118和119、多个布线层121、122、123、124、125和126和多个过孔层131、132、133、134和135。在这种情况下,磁性构件210、220、230和240可嵌入多个绝缘层中的至少一些绝缘层中。
39.例如,在根据本公开的第一示例性实施例的印刷电路板100a中,芯基板110可包括多个第一芯层111和多个第二芯层112以及多个第一芯绝缘层113a、多个第二芯绝缘层113b和多个第三芯绝缘层113c。多个第一芯层111可以是第一绝缘层111,多个第二芯层112可以是第二绝缘层112,并且多个芯绝缘层113a、113b和113c可被统称为第三绝缘层(或芯绝缘层)113。
40.另外,芯基板110可包括设置在多个第一芯层111与多个第一芯绝缘层113a之间的第四绝缘层114和设置在多个第二芯层112与多个第一芯绝缘层113a之间的第五绝缘层115,以及穿透芯基板110的通路孔131。
41.另外,根据本公开的第一示例性实施例的印刷电路板100a可包括覆盖芯基板110的两个表面的第一积层110a和第二积层110b。
42.第一积层110a(设置在芯基板110的上表面上的积层)可包括设置在第二芯绝缘层113b上的第一布线层121和第六绝缘层116、设置在第六绝缘层116上的第三布线层123和第八绝缘层118、以及设置在第八绝缘层118上的第五布线层125。
43.另一方面,第二积层110b(设置在芯基板110的下表面上的积层)可包括设置在第三芯绝缘层113c上的第二布线层122和第七绝缘层117、设置在第七绝缘层117上的第四布线层124和第九绝缘层119、以及设置在第九绝缘层119上的第六布线层126。
44.上述第一积层110a和第二积层110b可统称为积层。尽管示出了两个积层,但积层的数量可大于二或者小于二。
45.此外,根据第一示例性实施例的印刷电路板100a还可包括:第一钝化层141,设置在第一积层110a上且具有多个第一开口141h,多个第一开口141h均将第五布线层125的至少一部分暴露;第二钝化层142,设置在第二积层110b上且具有多个第二开口142h,多个第二开口142h均将第六布线层126的至少一部分暴露;多个第一电连接金属151,分别设置在多个第一开口141h上并且分别电连接到第五布线层125的暴露部分;以及多个第二电连接金属152,分别设置在多个第二开口142h上且分别电连接到第六布线层126的暴露部分。
46.如上所述,最近已经从电源管理集成电路(pmic)向中央处理单元(cpu)、专用集成电路(asic)、应用处理器(ap)等供电。为了提高功率效率,最近pmic的电源开关频率已经增大了。在这方面,有别于将集成电路(ic)进行表面安装的封装基板,可考虑将电感器设置在主板上。然而,在这种情况下,需要高容量电感器。特别地,电感器和安装在封装基板上的集成电路(ic)之间的电路径可能很长,导致电阻的增加和功率效率的降低。可选地,可考虑在封装基板中简单地形成图案化的线圈。然而,在这种情况下,线圈形成在空气中而不是磁性材料上,因此,可能难以改善容量,并且由于在封装基板中形成图案线圈时需要使用大面积的封装基板,因此封装基板的整体尺寸可能增加。可选地,可考虑将芯片型(die-type)电感器表面安装在封装基板的底表面上。然而,在这种情况下,芯片型电感器的成本可能非常高。
47.相反,根据第一示例性实施例的印刷电路板100a可包括第一磁性构件210、第二磁性构件220、第三磁性构件230和第四磁性构件240。第一磁性构件210、第二磁性构件220、第三磁性构件230和第四磁性构件240可统称为磁性构件200。
48.在根据第一示例性实施例的印刷电路板100a中,第一芯层111可具有多个第一腔111h,并且第一磁性构件210和第二磁性构件220可设置在相应的第一腔111h中。例如,第一
磁性构件210和第二磁性构件220可嵌入为使得其设置在第一腔111h内部的同时至少部分地被第四绝缘层114覆盖。
49.第二芯层112还可具有多个第二腔112h,并且第三磁性构件230和第四磁性构件240可设置在相应的第二腔112h中。例如,第三磁性构件230和第四磁性构件240可嵌入为使得其设置在第二腔112h内部的同时至少部分地被第五绝缘层115覆盖。
50.另外,在根据第一示例性实施例的印刷电路板100a中,第一磁性构件210、第二磁性构件220、第三磁性构件230和第四磁性构件240中的每者可设置在第一芯绝缘层113a、第二芯绝缘层113b和第三芯绝缘层113c中的至少一者上。例如,第一磁性构件210和第二磁性构件220可设置在第二芯绝缘层113b上以接触第二芯绝缘层113b,第三磁性构件230和第四磁性构件240可设置在第三芯绝缘层113c上以接触第三芯绝缘层113c。
51.另外,第一线圈图案310可设置在芯基板110上方,并且第二线圈图案320可设置在芯基板110下方。如上所述,由于磁性构件200为嵌入型,因此可在根据本公开的印刷电路板100a中实现高容量。例如,第二磁性构件220和第四磁性构件240可以是分别包括磁性层222和242的层叠件,用于在高频下保持高磁导率(如稍后将描述的)。此外,由于线圈图案310和320被设置为与多个磁性构件200相邻,因此可改善电感性能。
52.在下文中,将更详细地描述根据本公开的印刷电路板100a的每个组件。
53.芯层111和112可包括多个第一芯层111和多个第二芯层112,并且第一芯层111和第二芯层112可以是作为印刷电路板100a的中心的芯基板。可使用绝缘材料作为第一芯层111和第二芯层112的材料。这里,绝缘材料可以是热固性树脂(诸如环氧树脂)、热塑性树脂(诸如聚酰亚胺)、或者包括增强材料(诸如玻璃纤维、玻璃布或玻璃织物和/或无机填料)以及上述树脂的材料,例如覆铜层压板(ccl)或裸态的ccl。然而,绝缘材料不限于此。可使用金属板或玻璃板作为第一芯层111和第二芯层112,或者可使用陶瓷板作为第一芯层111和第二芯层112。如果需要,可使用液晶聚合物(lcp)作为第一芯层111和第二芯层112的材料。第一芯层111和第二芯层112可分别具有腔111h和112h,并且磁性构件200可设置在相应的腔111h和112h中。
54.芯绝缘层113可包括第一芯绝缘层113a、第二芯绝缘层113b和第三芯绝缘层113c。第一芯绝缘层113a可位于芯基板110的中心部分中,并且第二芯绝缘层113b和第三芯绝缘层113c可分别设置在第一芯层111和第二芯层112上。第二芯绝缘层113b可设置在第一芯层111和第一线圈图案310之间,并且第三芯绝缘层113c可设置在第二芯层112和第二线圈图案320之间。换句话说,第二芯绝缘层113b和第三芯绝缘层113c中的每者可设置在芯基板110的外层上。第一芯绝缘层113a至第三芯绝缘层113c还可包括与如上所述的第一芯层111和第二芯层112的材料相同的材料。然而,第一芯绝缘层113a至第三芯绝缘层113c的材料不限于此,并且第一芯绝缘层113a至第三芯绝缘层113c可包括可用于第一芯层111和第二芯层112的上述材料中的与第一芯层111和第二芯层112的材料不同的材料。
55.在图3中,设置有第一芯绝缘层113a至第三芯绝缘层113c。然而,第一芯绝缘层113a与第四绝缘层114和第五绝缘层115之间的边界、第二芯绝缘层113b与芯层111之间的边界以及第三芯绝缘层113c与芯层112之间的边界可以是清楚的或不清楚的。如果边界不清楚或者如果需要,则可忽略第一芯绝缘层113a至第三芯绝缘层113c。
56.磁性构件200可以为磁性元件型,均包括具有磁导率的磁性材料,或者磁性构件
200可以为层叠型,均包括基层和设置在基层上的磁性层。在根据本公开的印刷电路板100a中,第一磁性构件210和第三磁性构件230可以是磁性元件型,并且第二磁性构件220和第四磁性构件240可以是层叠型,第二磁性构件220包括基层221和设置在基层221上的磁性层222,第四磁性构件240包括基层241和设置在基层241上的磁性层242。
57.不管磁性构件200是磁性元件型还是层叠型,磁性构件200根据电感器特性可具有但不限于方柱形状或圆柱形状。
58.对于磁性元件型的第一磁性构件210和第三磁性构件230,使用具有高磁导率的材料来构成整个磁性块,从而在生产率和成本方面存在有利的效果。
59.在层叠型的第二磁性构件220和第四磁性构件240(均包括基层和设置在基层上的磁性层)中,基层221和241可在形成磁性层222和242时用作基板。例如,磁性层222和242可通过溅射或蒸镀分别结合到基层221和241。从靶材溅出的原子或分子聚积在基层221和241的表面上,从而形成磁性层222和242。基层221和241可包括绝缘材料。例如,基层221和241可包括玻璃或有机材料,或者可以是半固化片或味之素堆积膜(ajinomoto build-up film,abf)。可选地,基层221和241可以是利用单晶硅(si)形成的硅晶圆。
60.磁性层222和242可包括铁磁材料,以增大由第一线圈图案310和第二线圈图案320感应的磁场。例如,磁性层222和242可包含钴-钽-锆合金、钴-铌-锆合金、镍-铁(ni-fe)合金、钴-锆氧化物合金等,但是磁性层222和242的材料不限于此,只要其是具有高磁导率的磁性材料即可。磁性层222和242可通过溅射形成,因此可形成为具有薄膜级厚度,即几微米的厚度。磁性层222和242均可利用单层或多层形成。当磁性层222和242均利用多层形成时,每层可具有约0.1μm至3μm的厚度,但每层的厚度不限于此。此外,由于磁性层222和242不直接形成在印刷电路板上,因此磁性层222和242可以以薄膜级嵌入。例如,在将基层221和241放入薄膜形成设备中并且形成磁性层222和242之后,可将第二磁性构件220和第四磁性构件240切割成所需尺寸,然后分别设置在第一芯层111的腔111h和第二芯层112的腔112h中。因此,第二磁性构件220和第四磁性构件240可以以任何尺寸嵌入印刷电路板中,而不受工作尺寸的限制。以这种方式,与磁性构件完全利用磁性材料形成为磁性元件型时相比,当磁性构件具有其中磁性层设置在基层上的结构时,可实现更高的磁导率。
61.此外,第一磁性构件210和第三磁性构件230可以是磁性元件型,并且与第二磁性构件220的磁性层222和第四磁性构件240的磁性层242类似,第一磁性构件210和第三磁性构件230可包含钴-钽-锆合金、钴-铌-锆合金、镍-铁(ni-fe)合金、钴-锆氧化物合金等,但是第一磁性构件210和第三磁性构件230的材料不限于此,只要其是具有高磁导率的磁性材料即可。第一磁性构件210和第三磁性构件230也可被切割成所需的尺寸,并分别设置在第一芯层111的第一腔111h和第二芯层112的第二腔112h中。因此,第一磁性构件210和第三磁性构件230可以以任何尺寸嵌入印刷电路板中,而不受工作尺寸的限制。
62.尽管未示出,但是根据本公开的磁性构件200不必需在竖直方向上具有双层结构,并且多个磁性构件200可在单个芯层111中在水平方向上设置。在这种情况下,第一磁性构件210和第二磁性构件220中的每者可嵌入芯层111中,并且第一磁性构件210可以是磁性元件型,并且第二磁性构件220可以是如上所述的磁性层222设置在基层221上的层叠型。
63.由于第一磁性构件210和第二磁性构件220以不同的形式设置,因此它们可在电感增加效果和磁导率方面彼此不同。基于此,可确保设计设置在第一磁性构件210和第二磁性
构件220每者的上方和下方的第一线圈图案310和第二线圈图案320的自由度。如果需要,第一磁性构件210和第二磁性构件220都可以是磁性元件型或层叠型。
64.设置在第一腔111h中的第一磁性构件210和第二磁性构件220可至少部分地被第四绝缘层114覆盖,并且设置在第二腔112h中的第三磁性构件230和第四磁性构件240可至少部分地被第五绝缘层115覆盖。因此,第四绝缘层114可填充第一腔111h中的空的空间,并且第五绝缘层115可填充第二腔112h中的空的空间。此外,绝缘材料可用作第四绝缘层114和第五绝缘层115的材料,并且第四绝缘层114和第五绝缘层115可包括与如上所述的第一芯层111和第二芯层112的材料相同的材料。特别地,第四绝缘层114和第五绝缘层115可包括abf等,以填充第一腔111h和第二腔112h。第四绝缘层114与芯绝缘层113之间的边界以及第五绝缘层115与芯绝缘层113之间的边界可以是清晰的或不清晰的。
65.可使用金属材料作为第一布线层121和第二布线层122的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。第一布线层121和第二布线层122可通过镀覆工艺(诸如加成工艺(ap)、半加成工艺(sap)、改进的半加成工艺(msap)或封孔(tt))形成。结果,第一布线层121和第二布线层122中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。第一布线层121和第二布线层122可根据层的设计执行各种功能。例如,第一布线层121和第二布线层122可包括接地(gnd)图案、电力(pwr)图案、信号(s)图案等。这里,信号(s)图案可包括除了接地(gnd)图案、电力(pwr)图案之外的各种信号图案,例如数据信号图案等。如果需要,接地(gnd)图案和电力(pwr)图案可以是相同的图案。这些图案中的每者可包括线图案、平面图案和/或垫图案。
66.第一线圈图案310和第二线圈图案320可分别设置在芯基板110上方和芯基板110下方,并且可具有如图5所示的平面螺旋结构。另外,第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者(可对应于作为示例的图5中所示的线圈图案311)可包括分别连接到平面螺旋结构的两端的两个连接垫(可对应于作为示例的图5中所示的连接垫311p)。这意味着第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者包括位于同一平面的独立线圈层。换句话说,第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者可以是在同一平面上具有多匝的线圈。在这种形式中,当第一线圈图案310和第二线圈图案320较薄时,可实现高电感。这里,尽管图5示出了第一线圈图案310,但是第二线圈图案320也可具有与其相同或相似的形状。如上所述,第一线圈图案310和第二线圈图案320包括彼此独立的螺旋线圈结构,并且不需要彼此直接连接。即使第一线圈图案310和第二线圈图案320彼此不直接连接,每个线圈图案也可独立地执行电感器的功能。
67.第一线圈图案310可与第一布线层121同时形成,第二线圈图案320可与第二布线层122同时形成。可使用金属材料作为第一线圈图案310和第二线圈图案320的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。第一线圈图案310和第二线圈图案320可通过镀覆工艺(诸如加成工艺(ap)、半加成工艺(sap)、改进的半加成工艺(msap)或封孔(tt))来形成。结果,第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。
68.此外,第一线圈图案310可包括设置在第一磁性构件210上的第1-1线圈图案311和设置在第二磁性构件220上的第1-2线圈图案312。另外,第二线圈图案320可包括设置在第三磁性构件230上的第2-1线圈图案321和设置在第四磁性构件240上的第2-2线圈图案322。
因此,第1-1线圈图案311、第1-2线圈图案312、第2-1线圈图案321和第2-2线圈图案322可分别包括第1-1连接垫311p、第1-2连接垫、第2-1连接垫321p和第2-2连接垫。
69.此外,尽管未示出,但是第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者可包括多个平面螺旋结构,并且多个平面螺旋结构可在印刷电路板的厚度方向上堆叠。
70.如图3所示,第一线圈图案310可设置在芯基板110上方以靠近第一磁性构件210和第二磁性构件220,并且第二线圈图案320可设置在芯基板110下方以靠近第三磁性构件230和第四磁性构件240。为此,第一线圈图案310和第二线圈图案320可被设置为在厚度方向上对准。另外,第一线圈图案310和第二线圈图案320可具有相同或基本相同的宽度。这里,线圈图案的宽度可指从图案的中心到图案的最外侧的长度。此外,第一线圈图案310和第二线圈图案320可具有与磁性构件200的宽度相同或基本相同的宽度。由于第一线圈图案310设置在磁性构件200的上方且第二线圈图案320设置在磁性构件200的下方,并且第一线圈图案310和第二线圈图案320与磁性构件200相邻,因此可在印刷电路板100a的有限空间内实现高电感。
71.如图3所示,在根据第一示例性实施例的印刷电路板100a中,包括第一磁性构件210、第二磁性构件220、第三磁性构件230和第四磁性构件240的磁性构件200被布置成两层。然而,磁性构件200可被布置成多于两层。在这种情况下,附加的积层可一起设置在第一积层110a上方和第二积层110b上方以覆盖磁性构件200。
72.可使用金属材料作为第一线圈图案310和第二线圈图案320的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。在这种情况下,第一线圈图案310可通过上述镀覆工艺与第一布线层121同时形成,第二线圈图案320可通过上述镀覆工艺与第二布线层122同时形成。结果,第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。
73.通路孔131可以是第一过孔层131。此外,也可使用金属材料作为通路孔131的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。通路孔131也可通过镀覆工艺(诸如ap、sap、msap或tt)来形成。结果,通路孔131可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。通路孔131的布线过孔均可被金属材料填满,或者金属材料可沿着通孔的壁表面形成。此外,可将任何已知的形状(诸如沙漏形状或圆柱形状)应用于通路孔131。通路孔131还可根据层的设计来执行各种功能。例如,通路孔131可包括用于信号连接的布线过孔、用于接地连接的布线过孔、用于电力连接的布线过孔等。用于接地连接的布线过孔和用于电力连接的布线过孔可以是相同的布线过孔。
74.第六绝缘层116至第九绝缘层119可提供用于在芯基板110的两侧上形成多层布线的绝缘区域。可使用绝缘材料作为第六绝缘层116至第九绝缘层119的材料。这里,绝缘材料可以是热固性树脂(诸如环氧树脂)、热塑性树脂(诸如聚酰亚胺)、或者包括增强材料(诸如玻璃纤维和/或无机填料)以及上述树脂的材料,例如半固化片或abf。如果需要,可使用感光电介质(pid)作为第六绝缘层116至第九绝缘层119的材料。此外,第六绝缘层116至第九绝缘层119可包括相同的材料或不同的材料。第六绝缘层116与第八绝缘层118之间的边界以及第七绝缘层117与第九绝缘层119之间的边界可以是清晰的或不清晰的。
75.可使用金属材料作为第一布线层121至第六布线层126的材料。这里,金属材料可
以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。第一布线层121至第六布线层126中的每者可通过镀覆工艺(诸如ap、sap、msap或tt)形成。结果,第一布线层121至第六布线层126中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。第一布线层121至第六布线层126可根据层的设计执行各种功能。例如,第一布线层121至第六布线层126可包括接地(gnd)图案、电力(pwr)图案、信号(s)图案等。这里,信号(s)图案可包括除了接地(gnd)图案、电力(pwr)图案之外的各种信号图案,例如数据信号图案等。如果需要,接地(gnd)图案和电力(pwr)图案可以是相同的图案。这些图案中的每者可包括线图案、平面图案和/或垫图案。
76.也可使用金属材料作为第二过孔层132至第五过孔层135的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。第二过孔层132至第五过孔层135中的每者也可通过镀覆工艺(诸如ap、sap、msap或tt)来形成。结果,第二过孔层132至第五过孔层135中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。第二过孔层132至第五过孔层135的布线过孔均可被金属材料填满,或者金属材料可沿着通孔的壁表面形成。另外,可将任何已知的形状(诸如锥形形状)应用于第二过孔层132至第五过孔层135。作为示例,第三过孔层133和第五过孔层135的布线过孔以及第二过孔层132和第四过孔层134的布线过孔可在彼此相反的方向上具有锥形形状。第二过孔层132至第五过孔层135也可根据层的设计执行各种功能。例如,第二过孔层132至第五过孔层135可包括用于信号连接的布线过孔、用于接地连接的布线过孔、用于电力连接的布线过孔等。用于接地连接的布线过孔和用于电力连接的布线过孔可以是相同的布线过孔。
77.第一钝化层141和第二钝化层142可保护根据第一示例性实施例的印刷电路板100a的内部组件免受外部的物理和化学损坏。第一钝化层141和第二钝化层142可包括热固性树脂。例如,第一钝化层141和第二钝化层142可以是abf。然而,第一钝化层141和第二钝化层142的材料不限于此,并且第一钝化层141和第二钝化层142中的每者可以是已知的阻焊(sr)层。如果需要,第一钝化层141和第二钝化层142还可包括pid。第一钝化层141可具有多个开口141h,第二钝化层142可具有多个开口142h。多个开口141h可暴露第五布线层125的至少一部分,多个开口142h可暴露第六布线层126的至少一部分,第五布线层125和第六布线层126分别是根据第一示例性实施例的印刷电路板100a的最上布线层和最下布线层。此外,表面处理层可形成在第五布线层125的暴露表面和第六布线层126的暴露表面上。表面处理层可通过例如电解镀金、无电镀金、有机可焊性保护剂(osp)或无电镀锡、无电镀银、无电镀镍/置换镀金、直接浸金(dig)镀、热风整平(hasl)等形成。如果需要,开口141h和142h中的每者可包括多个通孔。如果需要,可在开口141h和142h中的每者上设置凸块下金属(ubm),以提高可靠性。
78.第一电连接金属151和第二电连接金属152是用于将根据第一示例性实施例的印刷电路板100a物理连接和/或电连接到外部的组件。例如,电子组件400可通过第一电连接金属151安装在根据第一示例性实施例的印刷电路板100a上。另外,根据第一示例性实施例的印刷电路板100a可通过第二电连接金属152安装在电子装置的主板上。例如,根据第一示例性实施例的印刷电路板100a可以是球栅阵列(bga)型封装基板。电连接金属151和152可分别设置在第一钝化层141的多个开口141h和第二钝化层142的多个开口142h上。第一电连
接金属151和第二电连接金属152中的每者可利用熔点比铜(cu)的熔点低的低熔点金属(例如锡(sn)、或包含锡(sn)的合金)制成。例如,电连接金属151和152可利用焊料形成,但这仅是示例,并且材料不特别受此限制。
79.第一电连接金属151和第二电连接金属152可以是焊盘、球、销等。第一电连接金属151和第二电连接金属152可形成在多个层中或形成在单个层中。第一电连接金属151和第二电连接金属152在形成于多个层中时可包括铜柱和焊料,并且在形成于单个层中时可包括锡-银焊料。然而,这也仅是示例,并且材料不限于此。第一电连接金属151和第二电连接金属152的数量、距离、布置形式等没有特别限制,并且可由本领域技术人员根据设计细节进行充分修改。由于第二电连接金属152用于将印刷电路板安装在主板上,因此第二电连接金属152的数量和尺寸可大于第一电连接金属151的数量和尺寸。从这个角度看,多个第二开口142h的数量和尺寸可大于多个第一开口141h的数量和尺寸。
80.电子组件400可以是已知的有源组件或无源组件。例如,电子组件400可以是半导体芯片或包括半导体芯片的半导体封装件。然而,电子组件400不限于此,并且可以是另一种已知的表面安装组件。
81.图4是示意性示出根据本公开的第二示例性实施例的印刷电路板的截面图。
82.与根据本公开的第一示例性实施例的印刷电路板100a相比,图4的根据本公开的第二示例性实施例的印刷电路板100b的不同之处可在于磁性构件200的位置。因此,对于与根据本公开的第一示例性实施例的印刷电路板100a的构造重复的构造,可同样适用根据本公开的第一示例性实施例的印刷电路板100a的上述描述。将集中于从先前的示例性实施例中的组件修改的组件来描述根据本公开的第二示例性实施例的印刷电路板100b。
83.与根据第一示例性实施例的印刷电路板100a相比,图4的根据本公开的第二示例性实施例的印刷电路板100b的不同之处在于磁性构件200的相应的位置。例如,第一磁性构件210、第二磁性构件220、第三磁性构件230和第四磁性构件240可设置在第一芯绝缘层113a上。具体地,第一磁性构件210和第二磁性构件220可设置在第一芯绝缘层113a的一个表面上,同时设置在第一腔111h内,并且第三磁性构件230和第四磁性构件240可设置在第一芯绝缘层113a的另一表面上,同时设置在第二腔112h内。以这种方式,可减小嵌入具有多层结构的芯基板110中的磁性构件200之间的距离,从而实现磁通量增加效果。
84.图5中所示的第一线圈图案310和第二线圈图案320的上述描述也可同样应用于图4的根据第二示例性实施例的印刷电路板100b。
85.图6是示意性示出根据本公开的第三示例性实施例的印刷电路板的截面图,并且图9是示意性示出稍后将描述的图6和图7的印刷电路板中的磁性构件的局部截面图。
86.与图3的根据第一示例性实施例的印刷电路板100a相比,图6的根据本公开的第三示例性实施例的印刷电路板100c的不同之处在于,还包括连接过孔331和332。因此,根据第一示例性实施例的印刷电路板100a的上述描述可同样适用于与印刷电路板100a的构造重复的构造。将集中于从先前的示例性实施例中的组件修改的组件来描述根据本公开的第三示例性实施例的印刷电路板100c。
87.尽管未示出,但是第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者可具有多个平面螺旋结构,并且多个平面螺旋结构可被实现为在印刷电路板的厚度方向上堆叠。也就是说,对于第一线圈图案310,多个线圈层可彼此连接以形成单个线圈结构。对于第二线圈图案
320,多个线圈层可彼此连接以形成单个线圈结构。为此,在第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者中,多个平面螺旋结构可通过连接过孔(未示出)彼此连接。如在本实施例中,当第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者包括多个线圈层时,可增加线圈的匝数,从而进一步改善电感特性。
88.此外,图6的根据第三示例性实施例的印刷电路板100c还可包括多个连接过孔331和332。连接过孔331和332可包括第一连接过孔331和第二连接过孔332,并且第一线圈图案310和第二线圈图案320可通过连接过孔331和332彼此连接。第一连接过孔331和第二连接过孔332可穿透芯基板110以将第一线圈图案310和第二线圈图案320彼此电连接。此外,如在第一示例性实施例中,第一线圈图案310可包括设置在第一磁性构件210上的第1-1线圈图案311和设置在第二磁性构件220上的第1-2线圈图案312。第二线圈图案320也可包括设置在第三磁性构件230上的第2-1线圈图案321和设置在第四磁性构件240上的第2-2线圈图案322。
89.因此,第1-1线圈图案311和第2-1线圈图案321整体上可形成为单个线圈结构,并且第1-2线圈图案312和第2-2线圈图案322整体上可形成为另一单个线圈结构。
90.也可使用金属材料作为第一连接过孔331和第二连接过孔332的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。第一连接过孔331和第二连接过孔332也可通过镀覆工艺(诸如ap、sap、msap或tt)形成。结果,第一连接过孔331和第二连接过孔332中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。第一连接过孔331和第二连接过孔332的布线过孔均可被金属材料填满,或者金属材料可沿着通孔的壁表面形成。另外,可将任何已知的形状(诸如沙漏形状或圆柱形状)应用于第一连接过孔331和第二连接过孔332。第一连接过孔331和第二连接过孔332还可根据层的设计来执行各种功能。例如,第一连接过孔331和第二连接过孔332可包括用于信号连接的布线过孔、用于接地连接的布线过孔、用于电力连接的布线过孔等。用于接地连接的布线过孔和用于电力连接的布线过孔可以是相同的布线过孔。
91.在这种情况下,如示出的,连接过孔331和332可被实现为穿透磁性构件200。具体地,第一连接过孔331可穿透第一磁性构件210和第三磁性构件230中的每者,以连接第1-1线圈图案311和第2-1线圈图案321。第二连接过孔332也可穿透第二磁性构件220和第四磁性构件240中的每者,以连接第1-2线圈图案312和第2-2线圈图案322。当连接过孔331和332穿透磁性构件200以连接第一线圈图案310和第二线圈图案320时,如图8所示,连接过孔331和332可连接第一线圈图案310和第二线圈图案320的相应的最内端(对应于图8中的331所连接的垫区域)。
92.设置在第一线圈图案310的另一端处的连接垫可连接到位于同一层(例如,第一布线层121)上的另一电路图案,并且该连接垫和第一布线层121可设置在同一平面上。设置在第二线圈图案320的另一端处的连接垫可连接到位于同一层(例如,第二布线层122)上的另一电路图案,并且该连接垫和第二布线层122可设置在同一平面上。
93.此外,尽管未示出,但是连接过孔331和332可被设置为与磁性构件200的侧表面相邻。在这种情况下,连接过孔331和332不需要穿透磁性构件200。
94.图7是示意性示出根据本公开的第四示例性实施例的印刷电路板的截面图。
95.与根据本公开的第三示例性实施例的印刷电路板100c相比,图7的根据本公开的
第四示例性实施例的印刷电路板100d的不同之处可在于磁性构件200的位置。因此,根据本公开的第三示例性实施例的印刷电路板100c的上述描述可同样适用于与根据本公开的第三示例性实施例的印刷电路板100c的构造重复的构造。将集中于从先前的示例性实施例中的组件修改的组件来描述图7的根据本公开的第四示例性实施例的印刷电路板100d。
96.与根据第三示例性实施例的印刷电路板100c相比,图7的根据本公开的第四示例性实施例的印刷电路板100d的不同之处在于磁性构件200的相应位置。例如,第一磁性构件210至第四磁性构件240可设置在第一芯绝缘层113a上。具体地,第一磁性构件210和第二磁性构件220可设置在第一芯绝缘层113a的一个表面上,同时设置在第一腔111h内,并且第三磁性构件230和第四磁性构件240可设置在第一芯绝缘层113a的另一表面上,同时设置在第二腔112h内。以这种方式,可减小嵌入具有多层结构的芯基板110中的磁性构件200之间的距离,从而实现磁通量增加效果。
97.图6所示的第一线圈图案310和第二线圈图案320的上述描述也可同样应用于图7的根据第四示例性实施例的印刷电路板100d。
98.图9是示意性示出图6和图7的印刷电路板中的磁性构件的局部截面图。
99.如图9所示,通孔h可形成在第一磁性构件210中,并且第一连接过孔331可穿透通孔h以将第1-1线圈图案311和第2-1线圈图案321彼此电连接。尽管未示出,但是第一连接过孔331还可穿透第三磁性构件230。在图9中,仅示出了穿透第一磁性构件210和第三磁性构件230的第一连接过孔331。然而,这种结构也可同样应用于穿透第二磁性构件220和第四磁性构件240的第二连接过孔332。
100.图10是示意性示出根据本公开的第五示例性实施例的印刷电路板的截面图,并且图12是示意性示出应用于稍后将描述的图10和图11的印刷电路板的线圈图案的示例的平面图。
101.与图3的根据第一示例性实施例的印刷电路板100a相比,图10的根据第五示例性实施例的印刷电路板100e的不同之处在于,第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者还包括将各自的连接垫彼此连接的垫连接过孔131',且第一线圈图案310和第二线圈图案320中的每者不具有平面螺旋结构。因此,根据第一示例性实施例的印刷电路板100a的上述描述可同样适用于与印刷电路板100a的构造重复的构造。将集中于从先前的示例性实施例中的组件修改的组件来描述根据本公开的第五示例性实施例的印刷电路板100e。
102.在根据第五示例性实施例的印刷电路板100e中,第一线圈图案310可包括彼此间隔开的多个第一连接部310',第二线圈图案320可包括彼此间隔开的多个第二连接部320'。具体地,第一连接部310'可包括第1-1连接部311'和第1-2连接部312',并且第二连接部320'可包括第2-1连接部321'和第2-2连接部322'。
103.例如,第1-1线圈图案311可包括彼此间隔开的多个第1-1连接部311',并且第1-2线圈图案312可包括彼此间隔开的多个第1-2连接部312'。此外,第2-1线圈图案321可包括彼此间隔开的多个第2-1连接部321',并且第2-2线圈图案322可包括彼此间隔开的多个第2-2连接部322'。
104.上述第一连接部310'和第二连接部320'可通过多个连接过孔333(参照图12)彼此电连接。在这种情况下,连接过孔333可被设置为穿透芯基板110,以将设置在芯基板110上方的第一线圈图案310和设置在芯基板110下方的第二线圈图案320彼此电连接。
105.在根据第五示例性实施例的印刷电路板中,第一连接垫和第二连接垫可通过多个垫连接过孔131'彼此电连接。多个垫连接过孔131'可设置为与磁性构件200的侧表面相邻。
106.也可使用金属材料作为第一连接部310'和第二连接部320'的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。第一连接部310'和第二连接部320'可通过镀覆工艺(诸如ap、sap、msap或tt)形成。结果,第一连接部310'和第二连接部320'中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。
107.也可使用金属材料作为连接过孔333和垫连接过孔131'的材料。这里,金属材料可以是铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金。连接过孔333和垫连接过孔131'也可通过镀覆工艺(诸如ap、sap、msap或tt)来形成。结果,连接过孔333和垫连接过孔131'中的每者可包括种子层(无电镀层)和基于种子层形成的电解镀层。连接过孔333和垫连接过孔131'的布线过孔均可被金属材料填满,或者金属材料可沿着通孔的壁表面形成。此外,可将任何已知的形状(例如沙漏形状或圆柱形状)应用于连接过孔333和垫连接过孔131'。连接过孔333和垫连接过孔131'还可根据层的设计执行各种功能。例如,连接过孔333和垫连接过孔131'可包括用于信号连接的布线过孔、用于接地连接的布线过孔、用于电力连接的布线过孔等。用于接地连接的布线过孔和用于电力连接的布线过孔可以是相同的布线过孔。
108.图12示出了根据第五示例性实施例的印刷电路板100e中的连接第1-1线圈图案311和第2-1线圈图案321的连接过孔333的构造。如上所述,第1-1线圈图案311可包括彼此间隔开的多个第1-1连接部311',并且第2-1线圈图案321可包括彼此间隔开的多个第2-1连接部321'。
109.另外,第1-1连接垫311p可设置在第1-1线圈图案311的多个第1-1连接部311'中的两个最外侧第1-1连接部311'的每者的一端处。也就是说,第1-1连接垫311p可设置在第1-1线圈图案311的两端。另外,第2-1连接垫321p可设置在与第2-1线圈图案321的多个第2-1连接部321'相邻的位置处,并且第2-1连接垫321p不需要直接连接到第2-1连接部321'。
110.此外,第1-1连接垫311p和第2-1连接垫321p可通过垫连接过孔131'彼此电连接。
111.因此,在根据第五示例性实施例的印刷电路板100e中,第一磁性构件210和第三磁性构件230可被图12中所示的第1-1线圈图案311、第2-1线圈图案321、连接过孔333和垫连接过孔131'围绕。
112.第1-1线圈图案311、第2-1线圈图案321和垫连接过孔131'可形成围绕磁性构件的结构(类似于绕线型电感器结构)。例如,第一磁性构件210和第三磁性构件230可设置在图12的空间s中。通过设置磁性构件,可改善上述绕线型电感器结构的电感l。
113.在图12中,示出了第1-1线圈图案311和第2-1线圈图案321,但是相同的结构可应用于第1-2线圈图案312(包括第1-2连接垫312p)和第2-2线圈图案322(包括第2-2连接垫322p)。在这种情况下,第二磁性构件220和第四磁性构件240可被第1-2线圈图案312、第2-2线圈图案322、连接过孔333和垫连接过孔131'围绕。
114.图11是示意性示出根据本公开的第六示例性实施例的印刷电路板的截面图。
115.与根据本公开的第五示例性实施例的印刷电路板100e相比,图11的根据本公开的第六示例性实施例的印刷电路板100f的不同之处可在于磁性构件200的位置。因此,根据本
公开的第五示例性实施例的印刷电路板100e的上述描述可同样适用于与根据本公开的第五示例性实施例的印刷电路板100e的构造重复的构造。将集中于从先前的示例性实施例中的组件修改的组件来描述图11的根据第六示例性实施例的印刷电路板100f。
116.与根据第五示例性实施例的印刷电路板100e相比,图11的根据本公开的第六示例性实施例的印刷电路板100f的不同之处在于磁性构件200的相应位置。例如,第一磁性构件210、第二磁性构件220、第三磁性构件230和第四磁性构件240可设置在第一芯绝缘层113a上。具体地,第一磁性构件210和第二磁性构件220可设置在第一芯绝缘层113a的一个表面上,同时设置在第一腔111h内,并且第三磁性构件230和第四磁性构件240可设置在第一芯绝缘层113a的另一表面上,同时设置在第二腔112h内。以这种方式,可减小嵌入具有多层结构的芯基板110中的磁性构件200之间的距离,从而实现磁通量增加的效果。
117.根据第五示例性实施例的印刷电路板100e的第一线圈图案310和第二线圈图案320的上述描述也可同样应用于图11的根据第六示例性实施例的印刷电路板100f。
118.如上所述,根据本公开的示例性实施例,可提供一种具有电感器功能的印刷电路板,即使在高频率下也能够保持高磁导率。
119.此外,可提供一种印刷电路板,所述印刷电路板的芯可制造得较厚,而磁性材料嵌入在厚的芯中,使得所述印刷电路板整体上可以是薄的。
120.虽然上面已经示出和描述了示例性实施例,但是对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下,可做出修改和变型。
再多了解一些

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