埋容柔性线路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及柔性线路板制作领域，具体涉及一种埋容柔性线路板及其制作方法。

背景技术

随着电子产品朝着轻薄化、集成化和多功能化的方向发展，电路板可利用的表面积越来越小，但是板面上需要贴装的元器件数量却只增不减。装配中总价不到3％的电容、电阻等无源器件占据了线路板40％的表面空间，非常不利于产品的小型化和高密度化。为了寻求更好的解决方案，一些设计师考虑将电感、电阻、电容等埋入线路板内部，从而实现小型化和高密度化。在高频、高速和密集化的信号线发展趋势下，电容器对消除电磁耦合和杂散串扰的作用更加重要，因此线路板埋容技术已成为下一代实现高质量、高密度线路板的一项关键技术。

然而，在埋容线路板的制作过程中，通过是采用埋容基板(该埋容基材通常通过定制而得，内含有定制好的埋容材料)，利用加成法或减成法加工工艺来制作。由于埋容基板较薄，普通的加成法或减成法加工工艺容易导致变形、翘板等问题，且埋容材料无法根据实际产品情况更改设计，容易导致生产良率和制作精度不高。此外，伴随着一些器件(如天线)的智能化、小型化、定制化的要求越来越高，传统的线路板工艺无法实现小型化设计，限制了这类器件在高集成度的终端设备(如5G手机终端内的毫米波通信模组、UWB定位模组等)上的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种埋容柔性线路板及其制作方法，以解决现有埋容线路板的制作工艺容易导致变形、翘板且无法实现小型化设计，进而限制了埋容器件在高集成度的终端设备上的应用的问题。

本发明提供了一种埋容柔性线路板的制作方法，包括：

提供第一线路板；所述第一线路板的第一侧具有第一金属电极；

提供第一柔性覆铜基板，将所述第一柔性覆铜基板压合在所述第一线路板的第一侧，得到第二线路板；

基于所述第一金属电极，对所述第二线路板的第一侧进行开盖，使得所述第一金属电极全部暴露在外或部分暴露在外，形成具有埋容槽的第三线路板；

在所述第三线路板的所述埋容槽内填入埋容材料，形成第四线路板；

提供第五线路板；所述第五线路板的第二侧具有第二金属电极；

将所述第五线路板的第二侧压合在所述第四线路板填充有所述埋容材料的一侧上，得到半成品线路板；其中，所述第二金属电极与所述第四线路板中的所述埋容材料完全正对，所述第一金属电极与所述第二金属电极完全正对或部分正对；

对所述半成品线路板进行贴保护膜，形成目标埋容线路板。

可选地，所述埋容芯板包括埋容层、第一基材铜和第二基材铜，所述第一基材铜和所述第二基材铜分别设于所述埋容层的两侧。

可选地，所述第一金属电极和所述第二金属电极均为电容电极，或者，所述第一金属电极为天线辐射单元电极且所述第二金属电极为金属接地电极。

可选地，当所述第一金属电极和所述第二金属电极均为电容电极，两个所述电容电极完全正对或部分正对。

可选地，当所述第一金属电极为天线辐射单元电极且所述第二金属电极为金属接地电极时，所述天线辐射单元电极和所述金属接电电极部分正对。

可选地，所述埋容材料的介电常数的范围为3～20F/m。

可选地，所述埋容材料为陶瓷和环氧树脂的合成物。

可选地，所述基于所述第一金属电极，对所述第二线路板的第一侧进行开盖之前，所述方法还包括：

根据预设埋容材料厚度，对所述第二线路板中的所述第一柔性覆铜基板进行蚀刻。

可选地，所述提供第一线路板，包括：

提供第二柔性覆铜基板，对所述第二柔性覆铜基板进行蚀刻，形成第一侧具有所述第一金属电极的所述第一线路板。

可选地，所述第一柔性覆铜基板和所述第二柔性覆铜基板均为单面板、双面板和多层板中的任一种。

可选地，当所述第二柔性覆铜基板为单面板时，所述对所述半成品线路板进行贴保护膜之前，所述方法还包括：

在所述半成品线路板的第二侧上压合具有第一外层线路的第三柔性覆铜基板。

可选地，所述第三柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。

可选地，所述提供第五线路板，包括：

提供第四柔性覆铜基板，基于所述第一金属电极，对所述第四柔性覆铜基板进行蚀刻，形成第二侧具有所述第二金属电极的所述第五线路板。

可选地，所述第四柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。

可选地，当所述第四柔性覆铜基板为单面板时，所述对所述半成品线路板进行贴保护膜之前，所述方法还包括：

在所述半成品线路板的第一侧上压合具有第二外层线路的第五柔性覆铜基板。

可选地，所述第五柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。

可选地，所述对所述半成品线路板进行贴保护膜之前，所述方法还包括：

对所述半成品线路板进行钻孔处理和孔内金属化处理。

此外，本发明还提供一种埋容柔性线路板，采用前述的制作方法制作而成。

本发明的有益效果：在第一侧具有第一金属电极的第一线路板上压合第一柔性覆铜基板，形成第二线路板，通过对该第二线路板进行开盖，能在第一金属电极上的外表面上形成一个能埋入埋容材料的区域，即埋容槽；上述基于压合的第一柔性覆铜基板的尺寸，结合开盖技术，能对埋容槽的尺寸进行精确控制，进而便于后续对填入埋容材料后形成的埋容层的精确控制；当形成埋容槽后，通过填入埋容材料，有效形成埋容层；再通过压合的第五线路板上的第二金属电极，结合第一金属电极，能有效形成埋容器件；由于第二金属电极与埋容材料完全正对，第二金属电极与第一金属电极完全正对或部分正对，再结合埋容材料的介电常数，能进一步实现形成的埋容层的精确控制，进而便于实现具有该埋容层的埋容器件的小型化设计；

本发明的埋容柔性线路板及其制作方法，避免了采用定制好的埋容基板，能够根据实际产品情况，结合开盖技术，填充不同的埋容材料，来实现埋容器件的精确控制，避免了传统埋容工艺中的变形、翘板所导致的生产良率和制作精度不高的问题，利用该埋容器件的精确控制来进一步实现小型化设计，拓宽了埋容器件在高集成度的终端设备上的应用范围。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明实施例一中一种埋容柔性线路板的制作方法的流程图；

图2示出了本发明实施例一中第二柔性覆铜基板的剖视面结构图；

图3A示出了本发明实施例一中第一种第一线路板的剖视面结构图；

图3B示出了本发明实施例一中第二种第一线路板的剖视面结构图；

图4A示出了本发明实施例一中第一种第二线路板的剖视面结构图；

图4B示出了本发明实施例一中第二种第二线路板的剖视面结构图；

图5A示出了本发明实施例一中第一种第三线路板的剖视面结构图；

图5B示出了本发明实施例一中第二种第三线路板的剖视面结构图；

图6A示出了本发明实施例一中第一种第四线路板的剖视面结构图；

图6B示出了本发明实施例一中第二种第四线路板的剖视面结构图；

图7A示出了本发明实施例一中第一种半成品线路板的剖视面结构图；

图7B示出了本发明实施例一中第二种半成品线路板的剖视面结构图；

图8A示出了本发明实施例一中第一种半成品线路板经过钻孔处理和孔内金属化处理后的剖视面结构图；

图8B示出了本发明实施例一中第二种半成品线路板经过钻孔处理和孔内金属化处理后的剖视面结构图；

图9A示出了本发明实施例一中第一种目标埋容线路板的剖视面结构图；

图9B示出了本发明实施例一中第二种目标埋容线路板的剖视面结构图。

各附图标记说明如下：

1、第一PI层，2、第一铜层，3、第二铜层，4、第一金属电极，5、第三铜层，6、第二PI层，7、第一胶层，8、埋容槽，9、埋容层，10、第二金属电极，11、第二胶层，12、第四铜层，13、第三PI层，14、盲孔，15、通孔，16、保护膜胶，17、保护膜PI层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供了一种埋容柔性线路板的制作方法，如图1所示，包括：

S1：提供第一线路板；所述第一线路板的第一侧具有第一金属电极；

S2：提供第一柔性覆铜基板，将所述第一柔性覆铜基板压合在所述第一线路板的第一侧，得到第二线路板；

S3：基于所述第一金属电极，对所述第二线路板进行开盖，使得所述第一金属电极全部暴露在外或部分暴露在外，形成具有埋容槽的第三线路板；

S4：在所述第三线路板的所述埋容槽内填入埋容材料，形成第四线路板；

S5：提供第五线路板；所述第五线路板的第二侧具有第二金属电极；

S6：将所述第五线路板的第二侧压合在所述第四线路板填充有所述埋容材料的一侧上，得到半成品线路板；其中，所述第二金属电极与所述第四线路板中的所述埋容材料完全正对，所述第一金属电极与所述第二金属电极完全正对或部分正对；

S7：对所述半成品线路板进行贴保护膜，形成目标埋容线路板。

本实施例中，在第一侧具有第一金属电极的第一线路板上压合第一柔性覆铜基板，形成第二线路板，通过对该第二线路板进行开盖，能在第一金属电极上的外表面上形成一个能埋入埋容材料的区域，即埋容槽；上述基于压合的第一柔性覆铜基板的尺寸，结合开盖技术，能对埋容槽的尺寸进行精确控制，进而便于后续对填入埋容材料后形成的埋容层的精确控制；当形成埋容槽后，通过填入埋容材料，有效形成埋容层；再通过压合的第五线路板上的第二金属电极，结合第一金属电极，能有效形成埋容器件；由于第二金属电极与埋容材料完全正对，第二金属电极与第一金属电极完全正对或部分正对，再结合埋容材料的介电常数，能进一步实现形成的埋容层的精确控制，进而便于实现具有该埋容层的埋容器件的小型化设计。

本实施例的埋容柔性线路板的制作方法，避免了采用定制好的埋容基板，能够根据实际产品情况，结合开盖技术，填充不同的埋容材料，来实现埋容器件的精确控制，避免了传统埋容工艺中的变形、翘板所导致的生产良率和制作精度不高的问题，利用该埋容器件的精确控制来进一步实现小型化设计，拓宽了埋容器件在高集成度的终端设备上的应用范围。

下面针对上述埋容柔性线路板的制作方法的每个步骤进行详细说明。

本实施例S1包括：

提供第二柔性覆铜基板，对所述第二柔性覆铜基板进行蚀刻，形成第一侧具有所述第一金属电极的所述第一线路板。

通过第二柔性覆铜基板的蚀刻，能在形成该第一线路板的线路层时，同时形成第一金属电极，无需额外的电极制作制程，节省了生产制程。

应理解，第一线路板在蚀刻后，除了在第一侧形成第一金属电极，还形成了其自身的线路层，通过该线路层便于实现第一线路板与其他板材之间的电性导通，确保最终的目标埋容线路板的功能性。

本实施例中的第二柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。

单面板由一层铜层和一层绝缘层(通常为PI层，即聚酰亚胺)所构成；双面板则由两层铜层和一层绝缘层所构成，且两层铜层分别位于绝缘层的两侧；多层板则是由单面板和双面板组合而成。步骤S1中所述的蚀刻，是指在单面板或双面板或多层板的铜层上蚀刻，形成线路层，同时还在单面板或双面板或多层板第一侧最外层的铜层上形成第一金属电极。

优选地，当所述第二柔性覆铜基板为单面板时，S7之前，所述方法还包括：

在所述半成品线路板的第二侧上压合具有第一外层线路的第三柔性覆铜基板。

当第二柔性覆铜基板选用单面板时，第一金属电极和线路层均形成于该单面板的铜层上，且该铜层需要作为整个第二柔性覆铜基板的内侧，以继续压合第一柔性覆铜基板，而绝缘层背向铜层的一侧(即第二侧)将作为整个第二柔性覆铜基板的外侧，该外侧不具备导电功能，因此当形成了半成品线路板后，还需要半成品线路板的第二侧上压合具有第一外层线路的第三柔性覆铜基板，结合该第三柔性覆铜基板的第一外层线路，来保证最终形成的目标埋容线路板的功能性。

其中，所述第三柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。即压合的第三柔性覆铜基板可根据实际产品情况来选择单面板或双面板或多层板；该第三柔性覆铜基板在压合之前，通过线路蚀刻，形成第一外层线路，线路蚀刻的制程均采用常规蚀刻制程，具体操作方法此处不再赘述。

为便于说明目的，本实施例第二柔性覆铜基板取双面板(则基于该双面板形成半成品线路板后，可不在半成品线路板的第二侧上压合第三柔性覆铜基板)，该双面板的剖视面结构如图2所示，包括第一PI层1、第一铜层2和第二铜层3。第一侧指图2中双面板的上侧，第二侧则指双面板的下侧(当然也可以将双面板的上侧作为第二侧，双面板的下侧作为第一侧)，对该双面板进行蚀刻，在第一侧和第二侧均形成线路层，且在第一侧形成第一金属电极，得到的第一线路板的剖视面结构如图3A和图3B所示，4为第一金属电极。其中图3A和图3B对应了两种不同情况下的第一金属电极，两个第一金属电极的位置和尺寸有所不同，图3A中的第一金属电极4用于形成电容器件，图3B中的第一金属电极4用于形成天线模组。

本实施例S2中，所述第一柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。

在开盖形成埋容槽之前，将第一柔性覆铜基板压合在第一线路板上，便于后续基于压合后的第二线路板来形成所需尺寸(包括深度)的埋容槽，进而实现填入埋容材料后的埋容槽的精确控制。

第一柔性覆铜基板可根据所需尺寸的埋容槽来选择单面板、双面板或多面板，如当所需埋容槽的深度较小时，可选择在第一线路板的第一侧压合单面板或双面板；当所需埋容槽的深度较大时，则可选择在第一线路板的第一侧压合双面板或多层板。压合过程中采用邦定胶来实现，压合的具体操作方法采用常规操作方法，具体细节此处不再赘述。

本实施例第一柔性覆铜基板取单面板，在图3A所示的第一线路板的第一侧上压合单面板后，得到的第二线路板的剖视面结构如图4A所示；在图3B所示的第一线路板的第一侧上压合单面板后，得到的第二线路板的剖视面结构如图4B所示；在图4A和图4B中第一柔性覆铜基板均包括第三铜层5和第二PI层6，7为压合所采用的第一胶层。

优选地，当得到第二线路板后，即S2之后，S3之前，所述方法还包括：

根据预设埋容材料厚度，对所述第二线路板中的所述第一柔性覆铜基板进行蚀刻。

通过第一柔性覆铜基板的蚀刻，既可以在该第一柔性覆铜基板形成线路层，保证其功能性，还可以通过改变第一柔性覆铜基板上的铜层厚度，以使得后续经过开盖后的埋容槽的厚度达到预设埋容材料厚度，得到满足要求的埋容器件。

本实施例S3中，所述第二线路板的开盖位置与所述第一金属电极的位置对应。

开盖位置与第一金属电极位置对应，能使得第二线路板开盖后，其中的第一金属电极完全暴露在外或部分暴露在外，进而利用埋容材料的填入，形成埋容层，制作出能满足小型化设计要求的埋容器件。

当使得第一金属电极完全暴露在外时，第二线路板的开盖尺寸大于或等于第一金属电极的尺寸。

对于图4A所示的第二线路板，其经过蚀刻和开盖后得到的第三线路板的剖视面结构如图5A所示；对于图4B所示的第二线路板，其经过蚀刻和开盖后得到的第三线路板的剖视面结构如图5B所示。在图5A和图5B中，依据预设埋容材料厚度，将第一柔性覆铜基板中的第三铜层5均蚀刻掉，再经过开盖后得到埋容槽8。

在本实施例S4中，埋容材料的介电常数的范围为3～20F/m。

埋容材料的介电常数与埋容材料所形成的埋容器件的体积紧密相关，通过上述范围的埋容材料，能有效缩小埋容器件的尺寸，形成小型化的埋容器件。

本实施例S4中，埋容材料埋容材料为陶瓷和环氧树脂的合成物。

上述合成物的埋容材料的介电常数较高，能便于形成小型化的埋容器件，如小型化天线模组，有效拓宽埋容器件的使用范围。

以天线模组为例，根据天线信号在埋容材料中的波长与埋容材料的介电常数之间的关系式：

其中，λ为天线信号在埋容材料中的波长，λ

可知埋容材料的介电常数越高，其天线信号在埋容材料中的波长越小，则基于埋容材料所形成的天线模组的体积越小，与传统天线模组相比，可有效缩小天线模组的尺寸，进而便于与其他射频模块一体化集成，实现埋容柔性线路板在多个应用领域的突破，比如在5G手机终端内的毫米波通信模组、UWB定位模组等应用。

本实施例埋容材料可以选用环氧树脂-钛酸钡混合物等高介电常数的埋容材料，不仅具有高介电常数，还具有低介电损耗。当该埋容材料填入埋容槽后，对埋容材料进行高温固化，形成埋容层。

对于图5A所示的第三线路板，其埋入埋容材料后的得到的第四线路板的剖视面结构如图6B所示；对于图5B所示的第三线路板，其埋入埋容材料后的得到的第四线路板的剖视面结构如图6B所示。在图6A和图6B中，9为埋容槽8填入埋容材料后形成的埋容层。

本实施例S5包括：

提供第四柔性覆铜基板，基于所述第一金属电极，对所述第四柔性覆铜基板进行蚀刻，形成第二侧具有所述第二金属电极的所述第五线路板。

与第一线路板的制作方法类似，通过对提供的第四柔性覆铜基板进行蚀刻，能在形成该第五线路板的线路层时，同时形成第二金属电极，无需额外的电极制作制程，节省了生产制程。此外，第二金属电极的形成以第一金属电极为基准，能确保将第五线路板压合在第四线路板上之后，能使得第二金属电极与第四线路板中的所述埋容材料完全正对，并使得第一金属电极与第二金属电极完全正对或部分正对，进而得到符合小型化设计要求的埋容器件。

与第二柔性覆铜基板同理，所述第四柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。

当所述第四柔性覆铜基板为单面板时，S7之前，所述方法还包括：

在所述半成品线路板的第一侧上压合具有第二外层线路的第五柔性覆铜基板。

其中，所述第五柔性覆铜基板为单面板、双面板和多层板中的任一种。

与第二柔性覆铜基板取单面板的情况同理，在半成品线路板的第一侧上压合具有第二外层线路的第五柔性覆铜基板，结合该第五柔性覆铜基板的第二外层线路，能进一步保证最终形成的目标埋容线路板的功能性。

为便于说明目的，本实施例的第四柔性覆铜基板取双面板(则基于该双面板形成半成品线路板后，可不在半成品线路板的第一侧上压合第五柔性覆铜基板)，该第四柔性覆铜基板的结构与第二柔性覆铜基板的结构相同，此处不再列举。

在本实施例S6中，对第四柔性覆铜基板(具体为双面板)进行蚀刻后，压合到图6A所示的第四线路板填充有埋容材料的一侧(即第一侧)上，得到半成品线路板的剖视面结构如图7A所示；压合到图6B所示的第四线路板填充有埋容材料的一侧(即第一侧)上，得到半成品线路板的剖视面结构如图7B所示。在图7A和图7B中，10为第四柔性覆铜基板的第二侧的第二金属电极，11为压合所用到的第二胶层，12为第四铜层，13为第三PI层；两种情况下第二金属电极10均与埋容槽8内填入的埋容材料完全正对，图7A中的第二金属电极10与第一金属电极4完全正对，用于形成电容器件；图7B中的第二金属电极10与第一金属电极4部分正对，用于形成小型化天线模组。

具体地，所述第一金属电极和所述第二金属电极均为电容电极，或者，所述第一金属电极为天线辐射单元电极且所述第二金属电极为金属接地电极。

当所述第一金属电极和所述第二金属电极均为电容电极，两个所述电容电极完全正对或部分正对。

当两个电容电极完全正对或部分正对时，可控制形成的电容器件的容值，满足不同要求的电容器件。

对于电容器件，其容值的计算公式为：

其中，C为电容器件的容值，ε

当所述第一金属电极为天线辐射单元电极且所述第二金属电极为金属接地电极，所述天线辐射单元电极和所述金属接地电极部分正对。

天线辐射单元电极与金属接地电极部分正对，便于后续在金属接电电极附近钻孔，既能确保金属接电电极的功能，又能使得天线辐射单元电极可以基于钻孔形成的孔，实现天线馈电功能，以实现天线模组对天线信号的收发。

第一金属电极和第二金属电极均为电容电极的情况，与图7A所形成的半成品线路板对应；第一金属电极为天线辐射单元电极且第二金属电极为金属接地电极的情况，与图7B所形成的半成品线路板对应。

通过上述第一金属电极和第二金属电极，结合两个电极之间填入的埋容材料，能实现埋容器件的精确控制，避免了传统埋容工艺中的变形、翘板所导致的生产良率和容值精度不高的问题，还能进一步利用埋容器件的精确控制来实现小型化设计，拓宽了埋容器件(如天线模组)在高集成度的终端设备上的应用范围。

在上述实施例中，第一金属电极与第二金属电极之间的完全正对或部分正对，是指第一金属电极和第二金属电极沿着整个半成品线路板的叠构方向(即从上往下的方向)上是完全正对的或部分正对的(第二金属电极与埋容材料之间的完全正对与此同理)。

本实施例在S7之前，所述方法还包括：

对所述半成品线路板进行钻孔处理和孔内金属化处理。

通过钻孔处理和孔内金属化处理，能使得形成于整个半成品线路板内层的埋容层与外层之间形成电导通，进而确保整个半成品线路板的功能性。

钻孔处理所形成的孔包括盲孔14，如图8A和8B所示，还包括通孔15，如图8B所示。图8A为图7A对应的半成品线路板经过钻孔处理和孔内金属化处理后得到的线路板剖视面结构，图8B为图7B对应的半成品线路板经过钻孔处理和孔内金属化处理后得到的线路板剖视面结构。上述钻孔处理的具体位置和具体尺寸视具体产品设计而定。

本实施例S7中，对图8A中的半成品线路板进行贴保护膜后，得到的目标埋容线路板的剖视面结构如图9A所示，对图8B中的半成品线路板进行贴保护膜后，得到的目标埋容线路板的剖视面结构如图9B所示。在贴保护膜过程中，利用保护膜胶16将保护膜PI层17贴附于半成品线路板的两侧。

本实施例上述钻孔处理、孔内金属化处理和贴保护膜的具体操作方法，均采用现有的常规操作方法，具体细节此处不再赘述。

按照本实施例上述S1～S7的完整制作方法，避免了传统埋容工艺中的变形、翘板所导致的生产良率和容值精度不高的问题，有效提升生产良率和制作精度，与传统技术制作出的产品相比，能够将产品尺寸缩小80～200％，满足小型化设计要求，并有助于提升产品的集成度。

实施例二

本实施例提供一种埋容柔性线路板，采用实施例一所述的制作方法制作而成。

本实施例制作而成的埋容柔性线路板，生产良率和制作精度高，与传统技术制作出的产品相比，产品尺寸能缩小80～200％，满足小型化设计要求，并有助于提升产品的集成度，拓宽了埋容器件在高集成度的终端设备上的应用范围。

本实施例中埋容柔性线路板所采用的制作方法与实施例一所述的方法步骤相同，因此本实施例的未尽细节，详见实施例一及图1～图9B的具体描述，本实施例不再赘述。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。