中介层和包括该中介层的印刷电路板的制作方法

本发明涉及一种中介层(interposer)和包括该中介层的印刷电路板。

背景技术：

由于各种电子设备的使用爆炸性地增加，与此同时数字技术与半导体技术等的发展，使得精密且复杂的电子设备的应用领域变得广泛。随着电子设备内部部件的密集度提高，连接各个部件(active,passive)所需的pcb(印刷电路板)面积也在增加。另外，电池的尺寸处于增加的趋势，因此需要在电子设备的有限空间内有效地布置并安装pcb。

【现有技术文献】

【专利文献】

韩国授权专利公报10-1324595(授权:2013-10-28)。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够减少印刷电路板占据的面积的中介层。

根据本发明的一侧面，提供一种中介层，其连接第一基板和第二基板，所述第一基板在一面贴装有多个第一电子元件，所述第二基板在一面贴装有多个第二电子元件，并包括：绝缘层，布置于所述第一基板与所述第二基板之间，以使所述绝缘层的一面与所述第一基板的一面相向，使所述绝缘层的另一面与所述第二基板的一面相向；多个第一腔体，向所述绝缘层的所述一面开放，进而收容所述第一电子元件；多个第二腔体，向所述绝缘层的所述另一面开放，进而收容所述第二电子元件；以及通孔，从所述绝缘层的一面向另一面贯通，从而电连接所述第一基板与所述第二基板，其中，所述通孔通过所述多个第一腔体之间及所述多个第二腔体之间。

根据本发明的一侧面，提供一种中介层，其连接第一基板和第二基板，所述第一基板在一面贴装有多个第一电子元件，所述第二基板在一面贴装有多个第二电子元件，其中，包括：绝缘层，布置于所述第一基板与所述第二基板之间，以使所述绝缘层的一面与所述第一基板的一面相向，使所述绝缘层的另一面与所述第二基板的一面相向；多个第一腔体，向所述绝缘层的所述一面开放，进而收容所述第一电子元件；多个第二腔体，向所述绝缘层的所述另一面开放，进而收容所述第二电子元件；以及通孔，从所述绝缘层的一面向另一面贯通，从而电连接所述第一基板与所述第二基板，其中，所述绝缘层通过多个层组成，所述通孔包括通孔导体，所述通孔导体在所述绝缘层的多个层中的各个层沿上下方向堆叠(stack)形成。

根据本发明的一侧面，提供一种印刷电路板，其中，包括：第一基板，在一面贴装有多个第一电子元件；第二基板，在一面贴装有多个第二电子元件；以及中介层，连接所述第一基板及所述第二基板，其中，所述中介层包括：绝缘层，布置于所述第一基板与所述第二基板之间，以使所述绝缘层的一面与所述第一基板的一面相向，使所述绝缘层的另一面与所述第二基板的一面相向；多个第一腔体，向所述绝缘层的所述一面开放，进而收容所述第一电子元件；多个第二腔体，向所述绝缘层的所述另一面开放，进而收容所述第二电子元件；以及通孔，从所述绝缘层的一面向另一面贯通，从而电连接所述第一基板与所述第二基板，其中，所述通孔通过所述多个第一腔体之间及所述多个第二腔体之间。

根据本发明的一侧面，提供一种印刷电路板，其中，包括：第一基板，在一面贴装有多个第一电子元件；第二基板，在一面贴装有多个第二电子元件；以及中介层，连接所述第一基板及所述第二基板，其中，所述中介层包括：绝缘层，布置于所述第一基板与所述第二基板之间，以使所述绝缘的一面与所述第一基板的一面相向，使所述绝缘的另一面与所述第二基板的一面相向；多个第一腔体，向所述绝缘层的所述一面开放，进而收容所述第一电子元件；多个第二腔体，向所述绝缘层的所述另一面开放，进而收容所述第二电子元件；以及通孔，从所述绝缘层的一面向另一面贯通，从而电连接所述第一基板与所述第二基板，其中，所述绝缘层通过多个层组成，所述通孔包括通孔导体，所述通孔导体在所述绝缘层的多个层中的各个层沿上下方向堆叠(stack)形成。

根据本发明，可以提供能够减少印刷电路板占据的面积的中介层。

附图说明

图1是示出安装有印刷电路板的电子设备的图。

图2是示出根据本发明的实施例的印刷电路板的图。

图3及图4是示出根据本发明的实施例的中介层的图。

图5及图6是示出根据本发明的实施例的中介层的制造方法的图。

图7至图9是示出根据本发明的多种实施例的中介层的图。

符号说明

100：第一基板110：一面

120：另一面130：第一焊盘

e1：第一电子元件e3：第三电子元件

200：第二基板210：一面

220：另一面230：第二焊盘

e2：第二电子元件300：中介层

310：绝缘层311、312、313：层

320：第一腔体330：第二腔体

340：通孔341、342、343：通孔导体

350：通孔焊盘360：第二通孔

361、362、363：通孔导体370：通孔焊盘

400：金属层400'：电路

500：散热部件

具体实施方式

参照附图，对根据本发明的中介层与包括该中介层的印刷电路板的实施例进行详细的说明，在参照附图进行说明的过程中，对相同或对应的构成要素赋予相同的附图符号，并省略对其的重复说明。

并且，以下使用的诸如第一、第二等术语仅为用于区别相同或相应的构成要素的识别记号，相同或相应的构成要素并不被第一、第二等术语限定。

并且，“结合”这一概念使用为表示各构成要素之间的接触关系，其不仅意味着各构成要素之间直接物理接触的情况，还包括有其他构成夹设于各构成要素之间，进而构成要素分别接触于该其他构成的情况。

图1是示出安装有印刷电路板的电子设备的图，图2是示出根据本发明的实施例的印刷电路板的图，图3及图4是示出根据本发明的实施例的中介层的图。

在包括智能手机的多种电子设备安装有印刷电路板。在印刷电路板贴装有电子设备所需的部件，并且通过印刷电路板实现部件之间的电连接，从而能够执行电子设备的功能。这样的印刷电路板可以是主板(mainboard)。

如图1所示，尤其在便携式电子装置1中，作为主板的印刷电路板10、电池(battery)20等安装于电子设备壳体内，若由于显示部的尺寸增大、相机具有高分辨率功能等而使电子装置1的配置变高，则耗电量增加，因此电池20的容量与尺寸也应该增大。若电池20的尺寸增大，则印刷电路板10能够占据的面积相对减小。反过来，若能够减小印刷电路板10占据的面积，则能够分配给电池20的面积增大，因此能够实现电池20的大型化。

根据本发明的实施例的印刷电路板10如图2所示地具有多层结构、堆叠(stack)结构或夹层(sandwich)结构，因此印刷电路板10在电子设备内占据的面积最小化，进而可以增大电池20能够占据的面积。

参照图2，根据本发明的实施例的印刷电路板10包括第一基板100、第二基板200及中介层300。第一基板100与第二基板200贴装电子元件而起到作为印刷电路板的实质作用，中介层300在支撑第一基板100与第二基板200的同时起到电连接第一基板100与第二基板200的作用。

第一基板100、第二基板200布置为上下相互隔开而构成多层结构、堆叠结构、夹层结构。具体而言，第一基板100和第二基板200以第一基板100的一面110与第二基板200的一面210相向的方式隔开布置。

第一基板100和第二基板200分别形成为板状，并且可以是利用多个绝缘材料层和多个电路层构成的多层基板，并且以电路层为基准可以是8层或10层基板。

第一基板100及第二基板200的绝缘材料层为通过诸如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、bt树脂、液晶聚合物(lcp：liquidcrystalpolymer)等绝缘物质组成的层。电路层通过诸如铜(cu)等金属等的导电物质组成并设计为具有特定图案。电路层可以形成于绝缘材料层的单面或两面，并且互不相同的层的电路层可以通过贯通绝缘材料层的连接导体电连接。

在第一基板100的一面110贴装有多个第一电子元件e1。在此，第一电子元件e1可以包括有源元件、无源元件、集成电路等，然而种类并不受限定。并且，在第一基板100的另一面120可以贴装有多个第三电子元件e3。

在第一基板100的一面110配备有第一焊盘130。第一焊盘130可以通过电路层而与第一电子元件e1和/或第三电子元件e3电连接。尤其，第一焊盘130与第三电子元件e3不仅通过电路层连接，还通过贯通第一基板100而形成的通孔连接。

第一焊盘130可以是在第一基板100的一面110侧位于最外层的电路层的一部分。具体而言，第一焊盘130可以是形成于第一基板100的最外层的绝缘材料层且被阻焊剂覆盖的电路层的一部分，第一焊盘130可以通过阻焊剂的开口而暴露。

第一焊盘130可以形成为多个。

在第二基板200的一面210贴装有多个第二电子元件e2。在此，第二电子元件e2可以包括有源元件、无源元件、集成电路等，然而种类并不受限定。

并且，在第二基板200的一面210配备有第二焊盘230。第二焊盘230可以通过电路层而与第二电子元件e2电连接。

第二焊盘230可以是在第二基板200的一面侧位于最外层的电路层的一部分。具体而言，第二焊盘230可以是形成于第二基板200的最外层的绝缘材料层且被阻焊剂覆盖的电路层的一部分，第二焊盘230可以通过阻焊剂的开口而暴露。

第二焊盘230可以形成为多个。

第一基板100的一面110与第二基板200的一面210彼此相对，且第一焊盘130与第二焊盘230彼此相对。在此，第一焊盘130与第二焊盘230的位置相互对应，具体而言，从第一焊盘130向第二焊盘230(或相反)连接的线(例如，连接第一焊盘130与第二焊盘230的各自中心的线)可以分别与第一基板100及第二基板200垂直。但是，第一焊盘130与第二焊盘230的位置并不精确地一致，第一焊盘130与第二焊盘230的位置可以在能够相互连接的范围内错开。即，从第一焊盘130向第二焊盘230(或相反)连接的线(例如，连接第一焊盘130与第二焊盘230的各自中心的线)可以相对于第一基板100及第二基板200为斜线。

另外，第一焊盘130与第二焊盘230可以分别形成为多个，并且多个第一焊盘130与多个第二焊盘230可以一个一个地相互对应而形成。

中介层300夹设于第一基板100与第二基板200之间。即，中介层300可以与第一基板100的一面110及第二基板200的一面210均结合，第一基板100与第二基板200的隔开状态可以通过中介层300维持。

参照图2及图3，中介层300包括绝缘层310、第一腔体320、第二腔体330及通孔340。

绝缘层310为通过诸如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、bt树脂等绝缘物质组成的板状的层，具体而言可以是预浸材料(ppg：prepreg)、增层薄膜(buildupfilm)(例如，味之素复合薄膜(ajinomotobuildupfilm))等。

绝缘层310的一面与第一基板100的一面相向，另一面与第二基板200的一面相向，且夹设于第一基板100与第二基板200之间。

绝缘层310可以通过多个层311、312、313组成。例如，如图2所示，绝缘层310可以通过三个层311、312、313组成。三个层311、312、313可以通过彼此相同或不同的材质组成。在通过互不相同的材质组成的情况下，中间层311与两侧层312、313可以通过互不相同的材质组成。

在绝缘层310的一面与另一面可以形成有阻焊剂sr，阻焊剂sr可以形成于通孔340及通孔焊盘350周围。

第一腔体320形成为向绝缘层310的一面开放，进而与第一基板100相向，第二腔体330形成为向绝缘层310的另一面开放，进而与第二基板200相向。第一腔体320收容第一电子元件e1，第二腔体330收容第二电子元件e2。即，第一腔体320与第二腔体330的位置可以根据第一电子元件e1与第二电子元件e2的位置而决定。由于第一电子元件e1与第二电子元件e2大体具有接近于长方体的形状，因此第一腔体320与第二腔体330可以具有长方体形状，然而并不限于此。

第一腔体320形成为多个。贴装于第一基板100的第一电子元件e1也为多个。一个第一腔体320可以收容一个第一电子元件e1。但是，并不限定于此关系，一个第一腔体320可以收容多个第一电子元件e1中的两个以上。在这种情况下，一个第一腔体320收容相邻的第一电子元件e1。第一腔体320的深度(高度)可以根据收容的两个以上的第一电子元件e1中的最大的一个而决定。或者，第一腔体320的形状可以对应于被收容的第一电子元件e1的高度而形成。例如，若高度高的电子元件(称为电子元件a)与高度低的电子元件(称为电子元件b)一同被收容于第一腔体320内，则第一腔体320对应于电子元件a与电子元件b，可以包括深度相对深的部分以及深度相对浅的部分。

第二腔体330形成为多个。贴装于第二基板200的第二电子元件e2也为多个。一个第二腔体330可以收容一个第二电子元件e2。但是，并不限定于这种形态，一个第二腔体330可以收容多个第二电子元件e2中的两个以上。在这种情况下，一个第二腔体330收容相邻的第二电子元件e2。第二腔体330的深度(高度)可以根据收容的两个以上的第二电子元件e2中的最大的一个而决定。或者，第二腔体330的形状可以对应于被收容的第二电子元件e2的高度而形成。例如，若高度高的电子元件(称为电子元件c)与高度低的电子元件(称为电子元件d)一同被收容于第二腔体330内，则第二腔体330对应于电子元件c与电子元件d，可以包括深度相对深的部分以及深度相对浅的部分。

第一腔体320与第二腔体330形成于绝缘层310的两面，第一腔体320与第二腔体330无需相互对应。但是，在第一腔体320与第二腔体330相互对应的情况下，在第一腔体320与第二腔体330之间残留有未加工的绝缘层310，从而第一腔体320与第二腔体330可以不相互合并。

在第一腔体320与第二腔体330内部表面可以形成有金属层400。第一腔体320与第二腔体330的内部表面表示第一腔体320与第二腔体330的底面和内壁面，因此，第一腔体320与第二腔体330内部表面整体被金属层400覆盖。这样的金属层400可以起到屏蔽电磁干扰(emi)的作用。金属层400可以通过铜(cu)等金属形成。

形成于第一腔体320与第二腔体330内部表面的金属层400可以接地，并且可以通过接地通孔而接地。即，金属层400可以执行屏蔽emi功能、接地功能，并且由于金属的导热率较高，因此也可以同时执行散热功能。尤其，在电子元件产生的热可以通过金属层400向地面分散。

另外，在第一腔体320和第二腔体330内可以收容有散热部件500。因此，在第一腔体320与第一电子元件e1之间可以夹设有散热部件500，在第二腔体与第二电子元件e2之间可以夹设有散热部件500。尤其，在第一腔体320和第二腔体330内部表面形成有金属层400的情况下，在金属层400与第一电子元件e1之间，金属层400与第二电子元件e2之间可以形成有散热部件500。散热部件500起到散热器(heatspreader)功能，可以通过导热性高的物质组成。

在绝缘层310通过多个层311、312、313组成的情况下，第一腔体320或第二腔体330的深度可以与组成绝缘层310的所述各层的厚度无关地决定。即，第一腔体320或第二腔体330的深度可以大于绝缘层310的一层厚度，并小于绝缘层310的两层厚度。并且，第一腔体320或第二腔体330的深度也可以小于绝缘层310的一层厚度。

通孔340从绝缘层310的一面贯通至另一面，从而电连接第一基板100与第二基板200。具体而言，通孔340与第一焊盘130及第二焊盘230接合，从而电连接第一基板100与第二基板200。

通孔340通过多个第一腔体320之间，并通过多个第二腔体330之间。即，通孔340形成于与第一腔体320及第二腔体330相邻的区域。当这样的通孔340电连接第一基板100与第二基板200时，能够减小路径(path)进而减少信号的损失(loss)。

在绝缘层310通过多个层组成的情况下，通孔340可以包括在各个层堆叠(stack)形成的通孔导体341、342、343。在此，“堆叠”表示通孔导体341、342、343上下连接，具体而言，表示邻近的两个通孔导体(假设通孔导体a位于下部，通孔导体b位于上部)中，存在通孔导体a的上表面与通孔导体b的下表面沿垂直方向重叠的点。但是，在通孔导体a上表面形成有通孔焊盘的情况下，即使没有明确地存在通孔导体a的上表面与通孔导体b的下表面沿垂直方向重叠的点，只要通孔导体b位于通过通孔焊盘而与通孔导体a连接的范围内，就可以认为是堆叠的。

另外，在绝缘层310通过三个层311、312、313组成的情况下，分别形成于位于外侧的两个层312、313的通孔导体342、343的横截面积可以越向内侧越小。在这种情况下，以图2为基准进行观察时，在相比于位于中央的层311而位于上侧的层312形成的通孔导体342的纵剖面为倒梯形，在位于下侧的层313形成的通孔导体343的纵剖面为(正)梯形。

在绝缘层310通过多个层311、312、313组成的情况下，由于通孔340包括在每个层311、312、313堆叠的通孔导体341、342、343，因此易于与绝缘层310的整体厚度无关地形成通孔340。在绝缘层310形成为单层的情况下，通孔340的上下方向的长度应当与绝缘层310的整体厚度相当，这样的通孔340可能难以被完全填充(fill)涂覆。相反，若绝缘层310通过多个层311、312、313组成，则由于各通孔导体341、342、343的上下长度相对变小而填充涂覆的体积减小，因此易于进行填充涂覆，进而提高通孔340的可靠性。

在通孔340的两端形成有通孔焊盘350。形成于通孔340的两端的通孔焊盘350分别与第一焊盘130及第二焊盘230相对。通孔340的第一基板100侧通孔焊盘350与第一焊盘130接合，通孔340的第二基板200侧通孔焊盘350与第二焊盘230接合。通孔340的第一基板100侧通孔焊盘350与第一焊盘130可以通过焊料接合，通孔340的第二基板200侧通孔焊盘350与第二焊盘230可以通过焊料接合。

根据本发明的实施例的中介层300还可以包括第二通孔360。

图2至图4图示了形成于绝缘层310的边缘的第二通孔360。第二通孔360从绝缘层310的一面贯通至另一面，从而电连接于第一基板100和第二基板200。即，第二通孔360的两端与第一焊盘130及第二焊盘230可以通过焊料等结合。

第二通孔360可以执行与通孔340相同的功能，即，电连接第一基板100与第二基板200的功能。

或者，由多个组成的第二通孔360中，一部分可以执行与上述的通孔340相同的功能，另一部分可以为接地(ground)的接地通孔。用作接地通孔的第二通孔360可以与上述的第一腔体320及第二腔体330内部表面的金属层400电连接。第二通孔360与金属层400可以通过形成于绝缘层310的一面和/或另一面的电路400'连接。并且，在所述第二通孔360可以形成有通孔焊盘370，电路400'可以与通孔焊盘370接触。因此，在电子元件e1、e2产生的热可以向散热部件500、金属层400、第二通孔360及地面移动而分散并释放。

另外，第二通孔360可以包括在绝缘层310的各个层堆叠形成的通孔导体361、362、363。第二通孔360可以与通孔340相同地，以通孔导体361、362、363的各中心线对齐或稍微错开的方式堆叠。

以下，对形成中介层300的方法进行说明。

图5及图6是示出根据本发明的实施例的中介层300制造方法的图。图5及图6图示了绝缘层310通过三个层311、312、313组成的情况。

参照图5，首先准备双面覆铜箔层压板(图5的(a))。双面覆铜箔层压板为铜箔m层叠于通过ppg等组成的绝缘材料311两面的板，在制造中介层300的过程中，无需一定为覆铜箔层压板，也可以代替铜箔使用其他金属箔。在准备的覆铜箔层压板形成第一个通孔导体341、361(图5的(b))。覆铜箔层压板的两面铜箔被图案化为与通孔导体341、361接触的通孔焊盘。在此，形成的通孔导体341、361用于通孔340及第二通孔360。

在图5的(c)中，在绝缘材料311两面层叠单面覆铜箔层压板。在此，在绝缘材料311上下分别层叠不同的绝缘材料312、313。但是，在此步骤中，可以不层叠单面覆铜箔层压板，而是可以首先层叠绝缘材料312、313之后，依次层叠铜箔或金属箔m。在图5的(d)中，在绝缘材料312加工形成过孔vh。过孔vh通过激光等加工而成。在图5的(d)中加工形成的过孔vh以与在图5(b)中形成的通孔导体341、361堆叠方式与通孔焊盘相接而形成。

在图5的(e)中，形成第一腔体320。第一腔体320可以通过激光、刨槽机(router)、cnc钻孔机等加工而成。第一腔体320的宽度根据待收容的第一电子元件e1的宽度决定，第一腔体320的深度根据待收容的第一电子元件e1的高度决定。第一腔体320形成为多个。

在图6的(a)中，形成过孔vh和第二腔体330。过孔vh可以以与图5的(d)中加工形成的过孔vh相同的方式形成。即，过孔vh以与在图5(b)中形成的通孔导体341、361堆叠的方式与通孔焊盘相接而形成。

第二腔体330可以通过激光、铣刀(router)、cnc钻孔机等加工而成。第二腔体330的宽度根据待收容的第二电子元件e2的宽度决定，第二腔体330的深度根据待收容的第二电子元件e2的高度决定。第二腔体330形成为多个。

在图6的(b)中，在第一腔体320及第二腔体330的内部表面和绝缘层310的一面及另一面上形成金属层400。金属层400可以以涂覆方式形成。并且，在此步骤中，过孔vh被填充涂覆而形成通孔导体342、343、362、363。通过形成通孔导体342、343、362、363完成通孔340和第二通孔360。金属层400和通孔导体342、343、362、363可以通过湿式涂覆方式被同时涂覆。

在图6的(c)中，金属层400被图案化，进而形成电路400'及通孔焊盘350、370。但是，在第一腔体320、第二腔体330的内部表面维持有金属层400。结果，金属层400可以与通孔340绝缘，并且通过电路400'而与第二通孔360连接。在图6的(d)中，根据金属层400的图案化，在去除金属层400的位置涂覆阻焊剂sr。通孔340的通孔焊盘350与金属层400可以通过阻焊剂sr而完全绝缘。

以下，对关于本发明的中介层300的多种实施例进行说明。

图7至图9是示出根据本发明的多种实施例的中介层300的图。

参照图7，在根据本发明的实施例的中介层300中，在通孔340中，通孔导体341、342、343被堆叠，如上所述，即使各通孔导体341、342、343的中心线错开，上下相邻的通孔导体也可以具有沿垂直方向重叠的点，或者通过通孔焊盘相互连接。

在由于电子元件与腔体的位置、尺寸的影响导致通孔340无法沿上下方向形成在一直线的情况下，即，第一焊盘130与第二焊盘230的中心相互稍微错开，而非第一焊盘130的中心与第二焊盘230的中心沿垂直方向一致的情况下，若通孔导体341、342、343以各中心线稍微错开的方式堆叠，则可以将第一焊盘130与第二焊盘230以斜线连接。

即，即使在第一焊盘130与第二焊盘230的位置相互错开的情况下，若利用通孔导体341、342、343的堆叠关系，也能够易于实现第一基板100与第二基板200的电连接。

参照图8，在根据本发明的实施例的中介层300中，第一腔体320与第二腔体330可以相互合并。即，在第一腔体320与第二腔体330沿上下方向对应地形成，并且由于第一电子元件e1的高度与第二电子元件e2的高度较高，所以在第一腔体320与第二腔体330之间难以残留绝缘层310的情况下，第一腔体320与第二腔体330可以合并。在这种情况下，金属层400也在第一腔体320的内壁与第二腔体330的内壁一体地形成。在图8中，虽然图示了第一腔体320的尺寸与第二腔体330的尺寸不同的情况，然而第一腔体320的尺寸与第二腔体330的尺寸可以相同，在这种情况下，在中介层300制造过程中，第一腔体320与第二腔体330可以同时被加工而成。

参照图9，如图8所示，第一腔体320与第二腔体330合并，并且第一腔体320与两个第二腔体330合并。这种腔体的合并可以根据电子元件的尺寸、位置而被多样地实现。

以上，已对本发明的一个实施例进行了说明，然而但凡是在该技术领域中具备基本知识的人员，即可在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想的范围内通过构成要素的附加、变更、删除或追加等而对本发明进行多样的修改及变更，而这些也应认为被包含于本发明的权利范围内。