用于生产电子元件的连接系统的半成品的制作方法
【专利摘要】在用于生产电子元件的连接系统的半成品中，该半成品包含两组(A、B)交替地施加的导电层和绝缘层，其中该两组(A、B)的外层(2、2’)彼此面对，形成用于使该些群组(A、B)彼此分离的分离区域，以产生电子元件的连接系统，该分离区域在每侧上均至少与随该分离区域后的两个绝缘层(4、4’)重叠并被其封口。
【专利说明】用于生产电子元件的连接系统的半成品
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于生产电子元件的连接系统的半成品，以及用于生产电子元件的连接系统的方法。
【背景技术】
[0002]在本实用新型的情况下，术语“电子元件的连接系统”涵盖了印制电路板，亦被称为印制线路板、基板和类似者，而其均为带有如微芯片、晶体管、LED等的电子元件并将彼等电连接的面板，并因此形成电子产品的重要部分，如(平板)电脑、智能手机和类似者。为简便起见，以下描述将仅针对印制电路板，然而本领域技术人员将理解到，本实用新型各个方面和以下描述亦可如方才所描述和定义般应用到基板。印制电路板的结构视乎具体的应用而或多或少地复杂。一般而言，印制电路板带有多个交替地施加的导电层和绝缘层，其中该些导电层通过将以有机树脂浸溃的一些玻璃纤维面板或板层硬化而结合起来，所述面板形成绝缘层。这种在生产印制电路板中使用的面板在业内泛称为“半固化片”(预浸溃纤维)，在有机树脂未固化并以因而粘稠的状态下交付和处理。在该有机树脂固化后就会产生实际的绝缘层。该些绝缘层带有例如以铜箔形成的导电层，该些导电层被适当处理以形成线路，以电连接该些电子元件。现代的印制电路板允许电子元件和其相应的接线可高度集成一体。在印制线路板的【技术领域】中，在交替地施加的导电层和绝缘层方面，已知基板会提供类似功能，但基板要小得多，并往往用于将微芯片连接至印制电路板。为此，基板的绝缘层往往以玻璃或陶瓷物料生产，这容许较小和高精准的结构。
[0003]然而在电子业中，为了向消费者和专业人士提供日益小巧但功能更强的电子设备和装置，须不断进一步微型化，而这须将更多的电子元件在更小的空间里接线并安装。现今，许多电子元件是以纳米级生产的，使得在电子设备微型化的方面，带有电子元件并将其连接的印制电路板和基板经常为限制的部件。组成印制电路板的导电层和绝缘层无法轻易地做得更薄，这是由于该些层的结合往往是通过一层接一层地层压进行的，为了避免该些已结合的层起伏或甚至在层压期间产生的机械应力下撕裂，需有一定的机械稳定性。此外，当该些层的厚度低于一定限度时，由于物料会屈曲，故此在加工前对非常薄的物料的处理变得愈加关键。
[0004]人们曾经尝试将交替地施加并在载体层上形成印制电路板的导电层和绝缘层群组组合，来得出将要生产的一些非常薄的板合并后的厚度，使上述屈曲和撕裂问题得以避免或减轻。然而，只要该些将成为印制电路板的导电层和绝缘层群组在层压期间倾向在载体层上打滑和游动，因此这些尝试是有问题的。此外，有害的是，化学品可能会在生产期间泄漏到载体层区域中，由于该些化学品会促进在分离区域中的导电层不必要的蚀刻，故此这是不理想的。另外，在分离区域中的化学品会在生产线中被带到不同的化学阶段，使得该些化学品过早受到污染并最终耗费。
实用新型内容
[0005]为了能够生产更薄的印制电路板，因此本实用新型的方向为避免了上述限制和缺点的用于生产电子元件的连接系统的半成品，以及用于生产电子元件的连接系统的方法。具体而言，本实用新型旨在避免上述打滑和游动的方法，而无需运用如胶水或类似者的额外物料来避免打滑。
[0006]具体来说，本实用新型提供了用于生产印制电路板的半成品，该半成品包含两组交替地施加的导电层和绝缘层，其中该两组的外层彼此面对，形成用于使该些群组彼此分离的分离区域，以产生电子元件的连接系统，其特征在于该分离区域在每侧上均至少与随该分离区域后的两个绝缘层重叠并被其封口。通过该分离区域这样的重叠和封口，在进一步构建导电层和绝缘层所需的处理步骤期间，该些导电层和绝缘层群组会紧密保持在一起。在通过蚀刻和如激光钻孔的钻孔操作而产生配线、导孔和通孔期间，重叠处亦受到保护。已有效防止化学品在这些生产阶段期间泄漏到分离区域中。当该半成品被切割以移除重叠处时，使得该些导电层和绝缘层群组沿着该分离区域而彼此分开以产生最终成品时，该创新的半成品可在最后轻易地加工为所需广品。
[0007]该两组的外层彼此面对并因而形成用于使该两组彼此分离的分离区域，在原则上可为构成印制电路板的任何种类的层或板层。然而，该些彼此面对的外层优选为导电层。导电层通常以金属箔制成，如铜箔，且因为如此，倾向于不会彼此粘连。因此，在该些群组外侧上设有导电层会自动导致有如本实用新型所预期的分离区域，而无需有特定分离层促进该两组彼此分离，以产生印制电路板，或更整体而言，产生电子元件的连接系统。
[0008]然而，倘若该些群组彼此面对的外层为绝缘层，而其在本实用新型的情况下通常为强化有机树脂层或板层，则优选在该分离区域中布置至少一个以聚酰亚胺箔制成的分离层。聚酰亚胺箔不会与生产印制电路板领域中所用的常规绝缘层的有机聚合物粘连，并容许该两组可在分离区域中轻易分离。
[0009]优选地，该些绝缘层以半固化物料制成，优选为FR-4物料。
[0010]尽管只要通过将该两组布置成其外层彼此面对并因而提高该半成品的整体厚度，就可实施本实用新型，来取得上述好处，但若在该些彼此面对的外层之间布置载体层，亦是可取的。可选择这样的载体层以一方面防止该两组彼此面对的外层彼此粘合，并另一方面进一步提高该半成品的厚度、硬度和刚度，以进一步改善在制造印制电路板期间对半成品的处理。
[0011]优选地，该载体层是以从包含半固化物料和铝片的群组中所选的物料制成的。
[0012]在此情况下，该载体层优选为以过期或部分硬化的半固化物料制成的层，通常可在印制电路板的生产场地上找到大量的这种物料。
[0013]根据本实用新型的优选实施例，该载体层的厚度在500 μ m和50 μ m之间，优选在150 μ m和100 μ m之间，另外，根据优选实施例，该些绝缘层的厚度优选在10 μ m和80 μ m之间，更优选在40 μ m和60 μ m之间。
[0014]为了容许该些元件的电连接可根据本实用新型而布置在印制电路板之上或之中，优选为该些导电层的至少其中之一被结构化，用于连接电子元件。
[0015]如上文所述，印制电路板在层压或结合期间屈曲和弯曲的问题很常见，在设计和生产这些电路板期间经常要顾及这问题。一般而言，印制电路板须以对称的层压工艺生产，也就是说，导电层和绝缘层是在该印制电路板两侧上对称地施加或层压的，导致印制电路板仅带有偶数的导电层。由于上述的屈曲和弯曲问题，故此生产带有非偶数的导电层的印制电路板实际上是不建议的。显然，如本实用新型所预计的，这类现象会在生产超薄印制电路板时更易出现。在该创新的半成品中将两组绝缘层和载体层组合，容许了带有非偶数的导电层的印制电路板的生产，而在依照本实用新型的优选实施例时，该些交替地施加导电层和绝缘层的群组各自由非偶数的导电层形成，特别是三个导电层，并由绝缘层分隔。一旦取得非偶数的导电层的复合物并随后从该创新的半成品分离，在每个对称层压步骤中添加两层的额外层压工艺，都会一直给出非偶数的导电层。
[0016]本实用新型进一步涉及用于生产印制电路板的方法，其特征在于以下步骤:
[0017]a)将两组交替地施加的导电层和绝缘层定向成彼此面对，而外层形成用于使该些群组彼此分离的分离区域并进行保护，使得该分离区域在每侧上均至少与随该分离区域后的两个绝缘层重叠并被其封口
[0018]b)处理该些交替地施加的导电层和绝缘层群组
[0019]c)沿着该分离区域的边缘将其切穿。
[0020]通过该分离区域这样的重叠和封口，在进一步构建导电层和绝缘层所需的处理步骤期间，该些导电层和绝缘层群组会紧密保持在一起。在通过蚀刻和如激光钻孔的钻孔操作而产生配线、导孔和通孔期间，重叠处亦受到保护。已有效防止化学品在这些生产阶段期间泄漏到分离区域中。当该半成品被切割以移除重叠处，使得该些导电层和绝缘层群组沿着该分离区域而彼此分离以产生最终成品时，该创新的方法就会得出所需产品。
[0021]该两组的外层彼此面对并因而形成用于使该两组彼此分离的分离区域，在原则上可为构成印制电路板的任何种类的层或板层。然而，该些彼此面对的外层优选为导电层。导电层通常以金属箔制成，如铜箔，且因为如此，倾向于不会彼此粘连。因此，在该些群组外侧上设有导电层会自动导致有如本实用新型所预期的分离区域，而无需有特定分离层促进该两组彼此分离，以产生印制电路板，或更整体而言，产生电子元件的连接系统。
[0022]然而，倘若该些群组彼此面对的外层为绝缘层，而其在本实用新型的情况下通常为强化有机树脂层或板层，则优选在该分离区域中布置至少一个以聚酰亚胺箔制成的分离层。聚酰亚胺箔不会与生产印制电路板领域中所用的常规绝缘层的有机聚合物粘连，并容许该两组可在分离区域中轻易分离。
[0023]优选地，该些绝缘层以半固化物料制成，优选为FR-4物料。
[0024]尽管只要通过将该两组布置成其外层彼此面对并因而提高该半成品的整体厚度，就可实施本实用新型，来取得上述好处，但若在该些彼此面对的外层之间布置载体层，亦是可取的。可选择这样的载体层以一方面防止该两组彼此面对的外层彼此粘合，并另一方面进一步提高该半成品的厚度、硬度和刚度，以进一步改善在制造印制电路板期间对半成品的处理。
[0025]优选地，该载体层是以从包含半固化物料和铝片的群组中所选的物料制成的。
[0026]在此情况下，该载体层优选为过期或部分硬化的半固化物料，通常可在印制电路板的生产场地上找到大量的这种物料。
[0027]根据本实用新型的优选实施例，该载体层的厚度在500 μ m和50 μ m之间，优选在150 μ m和100 μ m之间，另外，根据优选实施例，该些绝缘层的厚度优选在10 μ m和80 μ m之间，更优选在40 μ m和60 μ m之间。
[0028]为了容许该些元件的电连接可根据本实用新型而布置在印制电路板之上或之中，优选为该些导电层的至少其中之一被结构化，用于连接电子元件。
[0029]如上文所述，印制电路板在层压或结合期间屈曲和弯曲的问题很常见，在设计和生产这些电路板期间经常要顾及这问题。一般而言，印制电路板须以对称的层压工艺生产，也就是说，导电层和绝缘层是在该印制电路板两侧上对称地施加或层压的，导致印制电路板仅带有偶数的导电层。由于上述的屈曲和弯曲问题，故此生产带有非偶数的导电层的印制电路板实际上是不建议的。显然，如本实用新型所预计的，这类现象会在生产超薄印制电路板时更易出现。在该创新的方法中将两组绝缘层和载体层组合，容许了带有非偶数的导电层的印制电路板的生产，而在依照本实用新型的优选实施例时，该些交替地施加导电层和绝缘层的群组各自由非偶数的导电层形成，特别是三个导电层，并由绝缘层分隔。一旦取得非偶数的导电层的复合物并随后从该创新的半成品分离，在每个对称层压步骤中添加两层的额外层压工艺，都会一直给出非偶数的导电层。
[0030]本实用新型亦涉及用于生产电子元件的连接系统的方法，其特征在于以下步骤:
[0031]a)将两组(A、B)交替地施加的导电层和绝缘层(4、4’ )定向成彼此面对，而外层形成用于使该些群组(A、B)彼此分离的分离区域并进行保护，使得该分离区域在每侧上均至少与随该分离区域后的两个绝缘层(4、4’ )重叠并被其封口
[0032]b)处理该些交替地施加的导电层和绝缘层群组(A、B)
[0033]c)沿着该分离区域的边缘将其切穿。
[0034]在优选实施例中，彼此面对的外层(2、2’ )为导电层。
[0035]优选地，在该分离区域中布置至少一个以聚酰亚胺箔制成的分离层。
[0036]根据本实用新型的另一优选实施例，绝缘层(4、4’ )以半固化物料制成，优选为FR-4物料。
[0037]在本实用新型中，优选在彼此面对的外层(2、2’ )之间布置载体层。
[0038]本实用新型的载体层优选是以从包含半固化物料和铝片的群组中所选的物料制成的。
[0039]有利的是，该载体层为过期或部分硬化的半固化物料。
[0040]该载体层的厚度可在500μπι和50 μ m之间，优选在150 μ m和100 μ m之间。
[0041]根据本实用新型的优选实施例，绝缘层(4、4’ )的厚度在ΙΟμπι和80 μ m之间，优选在40 μ m和60 μ m之间。
[0042]有利地，该些导电层的至少其中之一被结构化，用于连接电子元件。
[0043]交替地施加导电层和绝缘层(4、4’ )的群组(A、B)各自由非偶数的导电层形成，尤其是三个导电层，并由绝缘层(4、4’ )分隔。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]下文将参照附图，对本实用新型作更详细的举例说明，其中:
[0045]图la) -1h)显示了使用根据本实用新型的半成品的创新方法的示例性步骤；
[0046]图2显示了一组导电层和绝缘层的平面图，其中该组的外层与绝缘层重叠；
[0047]图3显示了根据本实用新型的示例性半成品；以及
[0048]图4显示了根据本实用新型的优选实施例。
【具体实施方式】
[0049]显然，根据本实用新型的半成品是沿着该分离区域而对称的，而该分离区域被布置在两组交替地施加的导电层和绝缘层之间。以下说明将尽可能避免同时描述该半成品的两个群组。然而，这些说明和该些相应的附图标记亦可应用于本实用新型的半成品的交替地施加的导电层和绝缘层的另一侧或另一组，这对本领域技术人员而言是显然易见的。
[0050]在图1a)中，交替地施加的导电层和绝缘层的群组以附图标记I标示。在这一特定情况下，群组I包含外层2和3以及内层4。在这情况下，群组I的外层2和3为导电层，以例如铜箔制成。内层4为绝缘层，以例如半固化物料制成，如FR-4物料。由于外层2不会和与其面对的第二组交替地施加的导电层和绝缘层的外层2’粘连，故此在该两组交替地施加的导电层和绝缘层之间形成了分离区域，而该分离区域在彼此面对的外层2和2’之间延伸。就如可在图1a)中看到的，该分离区域与该两个绝缘层4和4’重叠，使得就如可在图1b)中看到的，在层压时，亦即在施加热力和压力时，通过绝缘层4和4’的树脂在外层2和2’之间的分离区域的每侧上将其封口，形成该创新的半成品。因此，图1b)显示了该创新的半成品。在根据图1c)的步骤中，将根据图1b)的半成品修填整齐。随后，优选通过激光钻孔来钻出孔5(图1d))。
[0051]其后，该半成品会经受作为示例性处理步骤的镀铜和导孔填充(图le))，以为将被生产的印制电路板提供示例性的电气功能。图1f)所示的步骤为沿着由外层2和2’形成的分离区域的边缘将其切穿，使得绝缘层4和4’围绕着该分离区域的重叠处被移除。在移除这重叠处(其在图1e)中以圆圈6突出显示)后，就如图1g)所示，该两组交替地施加的导电层2和3以及绝缘层4可轻易地彼此分离。该两个因此产生的印制电路板A和B可被进一步处理，以形成更复杂的印制电路板。可通过本领域技术人员熟知的叠加和层压方法，添加额外的导电层和绝缘层。
[0052]图2显示了与随层2后的绝缘层4相比，外层或外导电层2的面积较小，使得绝缘层4会与分离区域重叠，而就如图1所示，该分离区域是由两个彼此面对的层2和2’形成的。
[0053]图3显示了在图1g)所示的切割步骤前，可以熟知的印制电路板生产方法来叠加额外的导电层3和绝缘层4。在这例子中，所有绝缘层均与该分离区域重叠，并因此将该分离区域封口，以免化学品泄漏到这区域中。
[0054]图4示出了本实用新型的优选变体，其中载体层7被布置在彼此面对的外层2和2’之间。可对这样的叠加进行处理，并特别是根据涉及图1的所述方法步骤，以产生该创新的半成品。
【权利要求】
1.用于生产电子元件的连接系统的半成品，该半成品包含两组(A、B)交替地施加的导电层和绝缘层，其中该两组(A、B)的外层(2、2’ )彼此面对，形成用于使该些群组(A、B)彼此分离的分离区域，以产生电子元件的连接系统，其特征在于该分离区域在每侧上均至少与随该分离区域后的两个绝缘层(4、4’ )重叠并被其封口。
2.如权利要求1所述的半成品，其特征在于彼此面对的外层(2、2’)为导电层。
3.如权利要求1或2所述的半成品，其特征在于在该分离区域中布置至少一个以聚酰亚胺箔制成的分离层。
4.如权利要求1所述的半成品，其特征在于绝缘层(4、4’)以半固化物料制成。
5.如权利要求4所述的半成品，其特征在于所述的半固化物料为FR-4物料。
6.如权利要求1所述的半成品，其特征在于在彼此面对的外层(2、2’)之间布置载体层。
7.如权利要求6所述的半成品，其特征在于该载体层是以从包含半固化物料和铝片的群组中所选的物料制成的。
8.如权利要求7所述的半成品，其特征在于该载体层为以过期或部分硬化的半固化物料制成的层。
9.如权利要求6至8中任一项所述的半成品，其特征在于该载体层的厚度在500μ m和50 μ m之间。
10.如权利要求9所述的半成品，其特征在于该载体层的厚度在150μ m和10ym之间。
11.如权利要求1所述的半成品，其特征在于绝缘层(4、4’)的厚度在10 μ m和80 μ m之间。
12.如权利要求11所述的半成品，其特征在于绝缘层(4、4’)的厚度在40μ m和60 μ m之间。
13.如权利要求1所述的半成品，其特征在于该些导电层的至少其中之一被结构化，用于连接电子元件。
14.如权利要求1所述的半成品，其特征在于该些交替地施加导电层和绝缘层(4、4’)的群组(A、B)各自由非偶数的导电层形成，并由绝缘层分离。
15.如权利要求14所述的半成品，其特征在于所述非偶数的导电层是三个导电层。
【文档编号】H05K1/11GK204014250SQ201420253307
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】尼古劳斯·鲍尔·尔平亚, 陈培旺 申请人:奥特斯(中国)有限公司