专利名称：在多层电路板结构中形成的声学有源元件、在多层电路板结构中形成声学有源元件的方 ...的制作方法
技术领域：
根据权利要求1的前述部分，本发明涉及一种在多层电路板结构中形成的声学有源元件。
本发明还涉及一种在多层电路板结构中形成声学有源元件的方法，并涉及多层电路板结构。
背景技术：
已经有多种解决方案被用在电路板技术中，用于形成声学有源元件，如扬声器、麦克风、和传感器(加速度，压力，湿度等)。
根据现有技术，将独立的麦克风元件固定到电路板上需要独立的操作。
现有技术的缺点是独立元件需要独立的固定操作。另外，独立元件占据大量电路板空间，电路板空间是复杂电路板结构中的关键因素。复杂的电路板结构通常用在诸如移动电话和数字相机的应用中。
发明内容
本发明旨在提供一种用于多层电路板结构的新型声学有源元件，在其帮助下可以消除上述现有技术的缺点至少之一。
借助于电路板工艺，本发明是基于形成声学有源元件的至少一个内腔作为电路板结构的一部分。
更具体地，根据本发明的在多层电路板结构形成的声学有源元件通过权利要求1的特征部分描述。
根据本发明的用于在多层电路板结构中形成声学有源元件的方法通过权利要求5的特征部分描述。
根据本发明的多层电路板结构通过权利要求9的特征部分描述。
借助本发明可获得显著的优势。
借助本发明，省略了附着外部元件所需要的工作步骤。例如，在移动电话应用中，根据本发明，可结合电路板制造(工艺)形成麦克风和扬声器。同时，也形成元件所需的电路。集成的扬声器/麦克风可做得比独立元件小，因此节省了空间。如果可在电路板上获得额外的空间，电路板制造工艺总的可靠性也将提高，原因在于制造缺陷在统计学上与封装密度的增加而成正比地增加。
下面，借助例子和
本发明。
例如，图1-15示出了根据现有技术的电路板制造过程的横截面侧视图，如下图1示出内层的曝光和图案的转移；图2示出未曝光部分的蚀刻和保护层的去除；图3示出层的绝缘和挤压；图4示出内层的穿过钻孔；图5示出镀穿通孔使其导电；图6示出去除不必要的镀层；图7示出形成微通孔层，即外层；图8示出压在一起；图9示出穿过钻孔；图10示出激光预蚀刻；图11示出借助激光形成微通孔；图12示出镀穿通孔使其导电；图13示出形成导电图案；
图14示出用于焊接的保护面；以及图15示出最终产品，其包含嵌入的穿通孔。
图16a-16e示出了根据本发明，在多层电路板结构中，用于形成第一声学有源元件的方法的各个阶段的横截面侧视图。
图17a-17e示出了根据本发明，在多层电路板结构中，用于形成第二声学有源元件的方法的各个阶段的横截面侧视图。
具体实施例方式
根据图1，过程开始于内层的处理。内层1和2的衬底一般是玻璃纤维加固的环氧树脂4(纤维加固的有机衬底，FR4)，其使得电路板坚硬稳固。其镀有铜箔2，用于形成导体和图案。穿通孔主要是通过机械钻孔形成的。首先，电路图被曝光(光刻法、成像)于光敏感材料上，从而图案被转移到电路板(或将被加工的层)的有效面(镀铜)。首先被处理的是最内部的电路板空白区1和2的导电表面3，这两块电路板空白区是用绝缘材料4彼此分开的。
曝光阶段需要有净化室且要求操作人员使用特殊的服装。在“显影”阶段，在图案区域的铜上形成保护面，同时其它区域多余的铜被蚀刻掉。这导致对应于图2的最终结果，其中参考标号5表示导电铜被从其上蚀刻掉的区域，。
最后，防护材料被从导体上洗去(剥离)。然后，只需执行对保护面的处理。
根据图3，绝缘材料(聚脂胶片(prepreg))7被放置在各层之间，而导电层形成于它们外表面上。在要求精确定位的阶段，多个层被挤压到一起(压制)。
根据图4，钻成穿通孔，根据图5，镀穿通孔以使其导电。根据图6，用前面所述的光刻方法去除不需要的导电镀层，这种情形中去除的区域也用参考标号5示出。根据图7和图8形成外层9(微通孔)，根据图9形成穿过整个电路板的钻孔10。根据图10，外层的区域11被激光预蚀刻。根据图11，在区域11形成微通孔12，且根据图12，镀穿通孔。根据图13，用前面所述的光刻方法，在最外层导电膜上进一步形成导电图案。此后，形成用于焊接的保护面15，所获得的最终的结果是根据图15的结构，其包含嵌入的穿通孔。最后，电路板完成并在其上打上制造商代码。光学和电气测量在处理的不同阶段进行。总之，最终的产品可划分为外层和内层，外部元件连接至外层，内层实现基本连接。
一般地，约有20-40个处理阶段。这些处理阶段要求物理和化学方面的专业知识。特别是，其要求电学理论和物理化学方面的专业知识。
图7-图9示出的微通孔层9如下制成根据应用，材料衬底的处理过程和外层和内层的处理过程可彼此不同。
在最新的装置(移动电话和新一代基站)中，微通孔层9是外层。使用该层是因为元件连接数目的增加要求穿通孔和导体尺寸的减小。
微通孔12(图11)是通过激光烧蚀形成的。通常，如果穿通孔直径＜100微米(microns)，那么穿通孔就称为微通孔，这种情形下，机械钻孔装置是不够精确的。
微通孔12可以是隐蔽的，这种情形下，例如，它们在层L3处终止。烧蚀的通孔是表面上看不见的穿通孔，例如其穿过层L2和L3(如图6)。
微通孔层9的材料通常是RCC(Resin Coated Copper，树脂复膜铜)。导电外镀层是薄铜箔。
新技术中将增加微通孔层。术语HDI(High DensityInterconnection，高密度互连)板是指线宽/间隔＜小于100微米的电路板。
根据本发明，图16(a-e)和图17(a-e)示出了用于形成扬声器的过程，基本遵循上述处理工艺，且所有材料都是商业上可得到的电路板材料。
内部部件20是上面所述的标准FR4，其镀有铜。在内部部件中，内腔21是通过标准电路板工艺(布线和钻孔)形成的，而所需的导电图案用光刻和蚀刻形成于表面22上。
表面层形成如下例如，形成在一侧的FR4的聚脂胶片(socket)24和另一侧的铜连接层22上，通过芳族聚酰胺纤维25绝缘。光刻和蚀刻用于在连接层22上形成所需的导电图案。
芳族聚酰胺是一种绝缘纤维材料，其用在电路板工业中，且是标准的商业上可得到的材料。
根据图16b，通过使用标准电路板制造装置把多个层层压到一起。
根据图16c，环形铜结构16通过图像转移(即光刻)形成于多层结构中，其用作用于声学膜的支撑结构，且如果需要，可用作用于电连接的中间物(intermediary，介质)。形成环形结构的过程可以是电解过程也可以是化学过程(自催化)。
在环形结构16内部，使用标准电路板工业激光装置制造微通孔17以形成声道。
声学膜18借助环形结构16被拉紧并通过粘合物质粘到多层结构上。
根据图16e，膜18可带有永久电荷，或可选择地，根据图17e，将膜金属化(敷以金属)。在这些可选实施例中，导体图案和传送信号的方式是不同的；在前者的情形下(图16e)，膜上的电荷被用于提供偏压(bias)，而在后者的情形下(图17e)，其是膜下的引导的分压(separate voltage)，在这种情形下信号被传送到金属化的膜18。
权利要求
1.一种在多层电路板结构(20，22，24，25)中形成的声学有源元件，其包括内腔(21)，以及膜(18)或横板，被设置为在声学上与所述内腔(21)相关，其被用作振动元件且与外部电路电连接，以产生或测量声学效果，其特征在于所述内腔(21)形成在所述多层电路板结构(20，22，24，25)内，与制造所述电路板的过程相关。
2.根据权利要求1所述的声学有源元件，其特征在于，所述用作振动元件的膜(18)在环形元件(16)之上铺展，所述环形元件形成在所述多层电路板结构(20，22，24，25)中。
3.根据权利要求1或2所述的声学有源元件，其特征在于，所述用作振动元件的膜(18)是带电的。
4.根据上述权利要求中任一项所述的声学有源元件，其特征在于，所述环形元件(16)由铜形成在所述多层电路板结构的表面上。
5.一种用于在多层电路板结构中形成声学有源元件的方法，其中所述多层电路板结构包括交替的绝缘层(25，24)和导电层(22)；在所述导电层(22)之间形成的接触件；以及在所述导电层中形成图案的导电结构；其特征在于，包括以下步骤将声学内腔(21)形成在所述多层电路板结构(20，22，24，25)内，必要时，将所述内腔朝向所述电路板的表面打开(17)，以及将能够振动的膜(18)形成在朝向所述表面打开的所述内腔(21)之上。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使用微通孔技术将所述内腔(21)打开。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在环形结构(16)上安装所述能够振动的膜(18)，所述环形结构形成于所述电路板的表面上。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述能够振动的膜(18)是带电的。
9.一种多层电路板结构，包括交替的绝缘层(25，24)和导电层(22)；接触件，形成在所述导电层(22)之间；以及导电结构，用于在所述导电层中形成图案；其特征在于，所述多层电路板结构还包括内置的声学内腔(21)；以及能够振动的膜(18)，形成在所述内腔(21)之上。
10.根据权利要求9所述的多层电路板结构，其特征在于，所述用作振动元件的膜(18)在环形元件(16)之上铺展，所述环形元件(16)形成于多层电路板结构(20，22，24，25)中。
11.根据权利要求9或10所述的多层电路板结构，其特征在于所述能够振动的膜(18)是带电的。
12.根据上述权利要求中任一项所述的多层电路板结构，其特征在于，环形元件(16)由铜形成在所述多层电路板结构的表面上。
全文摘要
本发明提供了在多层电路板结构(20，22，24，25)中形成的声学有源元件、其制造方法、和多层电路板结构。该声学有源元件包括内腔(21)以及与内腔(21)相关的膜(18)或横板，膜或横板用作振动元件且与外部电路电连接，以产生或测量声学效果。根据本发明，谐振腔(21)是在多层电路板结构(20，22，24，25)内部形成的，与制造电路板的工艺相关联。
文档编号H04R31/00GK1659925SQ03812782
公开日2005年8月24日 申请日期2003年5月28日 优先权日2002年6月4日
发明者汉努·佩尔尼, 泰尔霍·库蒂莱宁, 马蒂·乌西卡尔塔诺, 奥沃·彭蒂宁 申请人:艾斯佩雷迅有限公司