电路板、内埋在电路板内的可调式电阻及其制造方法

摘要

本发明揭示一种内埋在电路板内的可调式电阻及其制造方法。该可调式电阻包含具有许多连接端的电阻以及延伸来与该电阻接触的许多导孔。该电阻的阻抗值会根据该导孔的尺寸、该导孔的数量或该导孔之间的距离而改变。

权利要求

1.一种电路板，其特征在于包含：

介电基板；

配线层，其形成于该介电基板上，用于提供电连接；

电阻层，其形成于该介电基板与该配线层上，其中，该电阻层是内埋电阻层；以及导孔，其形成于介电基板的厚度方向内，并且延伸至与该电阻层接触，其中该导孔具有尺寸，其中该电阻层的该阻抗值会根据该导孔的尺寸而改变。

2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于该导孔为电镀导孔与激光导孔之一。

3.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于该导孔选自于镀上导电材料的导孔、涂上导电材料的导孔以及填充导电材料的导孔。

4.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于该导孔形成于该电阻层的中央。

5.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于该导孔形成于靠近该电阻层的边缘。

6.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于另包含位于该电阻层下面的补充金属层，其中该补充金属层通过该导孔电连接至该电阻层。

7.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于该导孔选自于打穿该电阻层的导孔与延伸至与该电阻层接触而不打穿该电阻层的导孔。

8.一种电路板，其特征在于其包含：

介电基板；

配线层，其形成于该介电基板上，用于提供电连接；

电阻层，其形成于该介电基板与该配线层上，其中，该电阻层是内埋电阻层；以及许多导孔，其形成于介电基板的厚度方向内，并且延伸至与该电阻层接触，其中该电阻层的该阻抗值会根据至少该导孔的尺寸之一、该导孔的数量或该导孔之间的距离而改变。

9.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔中的至少一个为电镀导孔与激光导孔之一。

10.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔中的至少一个选自于镀上导电材料的导孔、涂上导电材料的导孔以及填充导电材料的导孔。

11.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔具有不同尺寸。

12.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔具有不同形状。

13.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔中的至少一个形成于该电阻层的中央。

14.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔中的至少一个形成于靠近该电阻层的边缘。

15.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔中的至少一个为小尺寸，来操作该阻抗值的微调，并且该导孔中的至少一个为大尺寸，来操作该阻抗值的粗调。

16.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔中的至少一个为矩形、方形与圆形之一。

17.根据权利要求10所述的电路板，其特征在于另包含位于该电阻层下面的补充金属层，其中该补充金属层通过该导孔电连接至该电阻层。

18.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于该导孔中的至少一个选自于打穿该电阻层的导孔与延伸至与该电阻层接触而不打穿该电阻层的导孔。

19.一种内埋在电路板内的可调式电阻，其特征在于其包含：电阻，其具有许多连接端；以及

导孔，其形成于该电路板的厚度方向内，并且延伸至与该电阻接触，其中该导孔具有尺寸，其中该电阻的该阻抗值会根据该导孔的尺寸而改变。

20.根据权利要求19所述的可调式电阻，其特征在于该电路板为印刷电路板与集成电路负载板之一。

21.根据权利要求20所述的可调式电阻，其特征在于该印刷电路板选自于高介电常数材料。

22.根据权利要求21所述的可调式电阻，其特征在于，其中该高介电常数材料为氧化铝基板、低温共烧陶瓷基板、陶瓷基板、聚酰胺、BT树脂聚合物、玻璃纤维。

23.根据权利要求19所述的可调式电阻，其特征在于该导孔为电镀导孔与激光导孔之一。

24.根据权利要求19所述的可调式电阻，其特征在于该导孔选自于镀上导电材料的导孔、涂上导电材料的导孔以及填充导电材料的导孔。

25.根据权利要求19所述的可调式电阻，其特征在于该导孔形成于该电阻的中央。

26.根据权利要求19所述的可调式电阻，其特征在于该导孔形成于靠近该电阻的边缘。

27.根据权利要求19所述的可调式电阻，其特征在于该导孔选自于打穿该电阻的导孔与延伸至与该电阻接触而不打穿该电阻的导孔。

28.一种内埋在电路板内的可调式电阻，其特征在于包含：电阻，其具有许多连接端；以及

许多导孔，其形成于该电路板的厚度方向内，并且延伸至与该电阻接触，其中该电阻的该阻抗值会根据该导孔的尺寸、该导孔的数量或该导孔之间的距离而改变。

29.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该电路板为印刷电路板与集成电路负载板之一。

30.根据权利要求29所述的可调式电阻，其特征在于该印刷电路板选自于高介电常数材料。

31.根据权利要求30所述的可调式电阻，其特征在于，其中该高介电常数材料为氧化铝基板、低温共烧陶瓷基板、陶瓷基板、聚酰胺、BT树脂聚合物、玻璃纤维。

32.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔中的至少一个为电镀导孔与激光导孔之一。

33.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔中的至少一个选自于镀上导电材料的导孔、涂上导电材料的导孔以及填充导电材料的导孔。

34.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔中的至少一个形成于该电阻的中央。

35.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔中的至少一个形成于靠近该电阻的边缘。

36.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔具有不同尺寸。

37.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔具有不同形状。

38.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔中的至少一个为小尺寸，来操作该阻抗值的微调，并且该导孔中的至少一个为大尺寸，来操作该阻抗值的粗调。

39.根据权利要求28所述的可调式电阻，其特征在于该导孔中的至少一个选自于打穿该电阻的导孔与延伸至与该电阻接触而不打穿该电阻的导孔。

40.一种制造内埋在电路板内的可调式电阻之方法，其特征在于包含：提供第一介电层；

在该第一介电层上形成配线层；

在该第一介电层与该配线层上形成电阻层；

在该配线层与该电阻层上形成第二介电层；以及形成延伸穿过该第二介电层并与该电阻层接触的导孔。

41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于该第一、第二介电层选自于高介电常数材料。

42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，其中该高介电常数材料为氧化铝基板、低温共烧陶瓷基板、陶瓷基板、聚酰胺、BT树脂聚合物、玻璃纤维。

43.根据权利要求40所述的方法，其特征在于另包含在该电阻层之下形成补充金属层，其中该补充金属层通过该导孔电连接至该电阻层，其中该导孔选自于镀上导电材料的导孔、涂上导电材料的导孔以及填充导电材料的导孔。

44.根据权利要求40所述的方法，其特征在于该导孔选自于打穿该电阻层的导孔与延伸至与该电阻层接触而不打穿该电阻层的导孔。

说明书

技术领域

本发明涉及电路板，尤其涉及具有内埋电阻的电路板及其制造方法。

背景技术

通讯装置的市场正以难以置信的速度成长。现今通讯装置的基本要求为轻薄小。面对日渐严苛的通讯标准，要将电路元件封装在小型装置内而仍旧维持其效能就变成电路设计的重大议题。近年来，封装系统技术已经发展到以高密度方式将电路元件封装到多层印刷电路板内，以符合市场需求。将被动分散元件，像是电阻、电容以及电感，整合至印刷电路板可将系统封装减至最小，并且降低组装时间以及制造成本。
内埋电阻技术最受关心的一件事就是阻抗值的控制，因为这将影响到产品的合格率。的确，阻抗值取决于电路板层积工艺之后电阻的厚度，因此发明人希望改善电路板层积工艺而能够对阻抗值有更好的控制。此外，发明人也想要发展一种在完成层积工艺之后调整内埋电阻阻抗值以符合许多需求的方法。
美国专利第4,443,782号揭示一种利用调整位于电阻材料区域内的沟槽长度来调节厚膜电阻阻抗值的方法。该阻抗值的变化为沟槽长度的线性函数。沟槽可使用铣削机或激光束来形成。美国专利第4,899,126号揭示一种具有共享端子电极来连接多个电阻的厚膜电阻型印刷电路板。该项专利也提到使用激光束形成沟槽来调整阻抗值。上述这两种方法都用于表面固定式电阻，并不适用于内埋电阻。

发明内容

依据本发明的一个实施例提供一种印刷电路板，该电路板包含介电基板、形成于该介电基板的第一部分上的电阻层、形成于该介电基板的第二部分上用于提供电连接的配线层，以及形成于该介电基板的厚度方向内并且延伸至与该电阻层接触的导孔。该电阻层的阻抗值会根据该导孔的尺寸而改变。
依据本发明的其它实施例提供一种印刷电路板，该电路板包含介电基板、形成于该介电基板的第一部分上的电阻层、形成于该介电基板的第二部分上用于提供电连接的配线层，以及形成于该介电基板厚度方向内并且延伸至与该电阻层接触的许多导孔。该电阻层的阻抗值会根据该导孔的尺寸、该导孔的数量或该导孔之间的距离而改变。
依据本发明的其它实施例提供一种内埋于电路板的可调式电阻，其包含具有许多连接端的电阻以及延伸来与该电阻接触的导孔。该电阻的阻抗值会根据该导孔的尺寸而改变。
在依据本发明的其它实施例中，说明一种内埋于电路板的可调式电阻，其包含具有许多连接端的电阻以及延伸来与该电阻接触的许多导孔。该电阻的阻抗值会根据该导孔的尺寸、该导孔的数量或该导孔之间的距离而改变。
在依据本发明的其它实施例中，说明一种制造印刷电路板的方法，其包含提供介电层、形成配线层、形成电阻层并且形成延伸穿过该介电层并延伸至与该电阻层接触的导孔。
应该了解的是，上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作例示与解释，其并未限制本文所主张的发明。

附图说明

当结合各附图而阅览时，即可更佳了解本发明的摘要以及上文详细说明。为达本发明的说明目的，各附图里描述有现属较佳的各具体实施例。然应了解本发明并不限于所描述的精确排置方式及设备装置。
在各附图中：
图1A为具有内埋电阻的传统印刷电路板剖面图；
图1B为具有内埋电阻的传统印刷电路板俯视图；
图1C为传统多层印刷电路板的剖面图；
图2A为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板剖面图；
图2B为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板俯视图；
图2C(a)和(b)为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板剖面图；
图2D为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的多层印刷电路板剖面图；
图2E表示示范实施内的实验结果；
图2F表示示范实施内的实验结果；
图3A为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板剖面图；
图3B为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板俯视图；
图3C(a)和(b)为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板剖面图；
图3D为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的多层印刷电路板剖面图；
图3E表示示范实施内的实验结果；
图3F表示示范实施内的实验结果；
图4A-4B为在依据本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图；
图5A-5D为在依据本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图；
图6A-6H为在依据本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图；
图7A-7D为在依据本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图；
图8A-8D为在依据本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图；
图9A为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板剖面图；
图9B为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板俯视图；
图9C为在依据本发明的实施例内具有内埋电阻的印刷电路板剖面图；
图9D为等同于图9C内电阻的简化电路图；以及
图9E表示示范实施内的实验结果。
主要元件标记说明
10                 传统电路板
12                 传统多层电路板
20、30、900        印刷电路板
22、32             多层印刷电路板
100                介电基板
102                电阻层
104、104a、104b    配线层
106、110a、110b    铜电镀导孔
110                导孔
120、910           介电层
920                补充金属层

具体实施方式

图1A说明具有内埋电阻的传统印刷电路板10的示范结构。请参照图1A，电路板10可包含介电基板100、电阻层102、配线层104a和104b以及连接配线层104的铜电镀导孔106。工艺一开始先提供聚合介电材料层来形成具有顶部与底部表面的介电基板100，介电基板100可由聚酰胺、BT树脂聚合物、玻璃纤维或介电常数(DK)范围从15-80的高DK材料制成。例如：介电基板100可为氧化铝基板、低温共烧陶瓷基板或陶瓷基板。介电基板100的顶端与底部表面通常具有150um或更低的厚度或尺寸。接下来，工艺继续在介电基板100的表面上提供导电材料，像是铜，并制作图样形成配线层104a。在此之后，在露出的介电基板100和配线层104a上提供电阻材料，然后制作图样形成电阻层102。该电阻材料可用包含高导电材料的糊状方式提供，像是金属粉末、金属氧化物、石墨或其它位于不导电矩阵(像是聚合物)内的碳或半导体材料形成的材料。接着在露出的配线层104a和电阻层102上形成当成基板100的其它介电层120。接下来，在介电层120上形成其它配线层104b。接着在基板100的厚度方向内形成铜电镀导孔106，并延伸通过介电层120。铜电镀导孔106可由例如激光镕销、电浆蚀刻、打孔以及钻孔来形成，然后铜电镀导孔106填入、镀上或涂抹导电糊来形成导电体。在实施例中，铜电镀导孔106涂上铜。运用镀铜的铜电镀导孔106，配线层104a和104b会彼此电连接。图1B表示图1A的俯视图。
图1C说明具有许多内埋电阻的传统多层印刷电路板12的示范结构。图1C的多层电路板12包含至少两层图1A的印刷电路板。如图1C上所示，电阻可内埋在介电基板的两相邻层之间。
图2A说明在依据本发明的实施例内的印刷电路板20示范结构。图2B表示图2A的俯视图。印刷电路板20包含介电基板100、电阻层102、配线层104a和104b以及铜电镀导孔106，如图1A内所说明。此外，印刷电路板20包含形成于介电基板100厚度方向内的额外导孔110。导孔110可由例如激光镕销、电浆蚀刻、打孔以及钻孔来形成。图2C(a)和(b)表示导孔可穿透介电层120与电阻层102，或延伸通过介电层120与电阻层102接触而没有穿透电阻层102。图2D说明具有许多内埋电阻以及导孔的多层印刷电路板22的示范结构。
图2E表示示范实施内的实验结果。在此实验当中，电阻的面积尺寸为90*30mil2，并且电阻的厚度为0.8mil，并且结果表示完成电阻的阻抗值取决于导孔的面积尺寸。以下的表1表示在只有一个导孔接触电阻层的情况下，图2A的印刷电路板阻抗值上的实验结果。
表1

图2F表示其中印刷电路板具有超过一个导孔的其它示范实施内的实验结果。此结果指出当导孔数量增加时，印刷电路板的阻抗值会增加。以下的表2表示实验结果。
表2

图3A说明在构成本发明的实施例内的印刷电路板30示范结构。图3B表示图3A的俯视图。除了导孔110用导电材料110a填充、涂抹或电镀以外，图3A的结构类似于图2A的结构。在实施例中，导孔110涂上铜。图3C(a)和(b)表示电镀导电材料的导孔110可穿透电阻层102或与电阻层102接触而没有穿透电阻层102。图3D说明具有许多内埋电阻以及电镀导电材料的导孔的多层印刷电路板32的示范结构。
图3E表示示范实施内的实验结果，其中导孔镀上铜。结果显示阻抗值会随穿透半径增加而减少。以下的表3表示实验结果。
表3

图3F显示其中印刷电路板具有超过一个导孔并且每一导孔镀上铜的其它示范实施内的实验结果。此结果指出当导孔数量增加时，印刷电路板的阻抗值会降低。以下的表4表示实验结果。
表4

再度参照图2C和图3C，构成本发明的示范印刷电路板可包含超过一个以上的导孔110。图2C(a)和(b)说明在构成本发明的实施例内具有多个导孔的印刷电路板示范结构。图4A表示图2C(a)或(b)的印刷电路板俯视图。图3C(a)和(b)说明在构成本发明的实施例内具有多个镀上导电材料的导孔的印刷电路板示范结构。图4B表示图3C(a)或(b)的印刷电路板俯视图。
图5A-5D表示在构成本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图。图5A和图5B说明示范印刷电路板的导孔可有不同尺寸。图5C和图5D说明示范印刷电路板内镀上导电材料的导孔可有不同尺寸。
图6A-6H表示在构成本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图。图6A-6D说明示范印刷电路板的导孔可有不同形状。图6E-6H说明示范印刷电路板内镀上导电材料的导孔可有不同形状。
图7A-7D表示在构成本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图。图7A和图7B说明示范印刷电路板的导孔可形成于电阻层的许多位置内。图7C和图7D说明示范印刷电路板内镀上导电材料的导孔可形成于电阻层的许多位置内。
图8A-8D表示在构成本发明的实施例内的示范印刷电路板俯视图。图8A-8D说明示范印刷电路板内的导孔可以有不同尺寸或形状，或位于电阻层的许多位置内。此外，请参照图8A-8D，示范印刷电路板内的导孔与金属电镀导孔以及无金属电镀导孔组合。
本发明也提供一种具有可调式内埋电阻的多层印刷电路板，其中利用减少电阻长度来调整阻抗值。根据以下的等式(1)，电阻的长度为电阻阻抗值的线性函数。因此，利用减少电阻长度可精确调整阻抗值。
$R=\rho \frac{L}{A}$...等式(1)
其中ρ：电阻材料导电系数，L：电阻长度，A：电阻截面面积。
图9A说明在构成本发明的实施例内的印刷电路板900示范结构。请参照图9A，电路板900可包含介电基板100及120、电阻层102、配线层104a和104b以及图2A中所说明的连接配线层104的铜电镀导孔106、110a和110b。铜电镀导孔110a和110b可填充、涂布或镀上导电材料，像是图3A内所说明的铜。此外，图9A的印刷电路板900也包含位于电阻层102与介电基板100之间的介电层910。介电层910可为选自于聚酰胺、BT树脂聚合物、玻璃纤维或介电常数(DK)范围从15-80的DK材料的材料。在介电层910的底部表面上，在此有一补充金属层920。补充金属层920可由任何导电材料所制成，像是铜。如以下所讨论，电阻层102的阻抗值的变化取决于两铜电镀导孔110a与110b之间的距离D。图9B表示图9A的俯视图。
图9C说明图9A的印刷电路板900的DC信号路径。DC信号先通过穿透电阻层102的铜电镀导孔106，然后因为补充金属层920的低阻抗值而流过补充金属层920。然后如图所示，DC信号流过电阻层102的其它部分。图9D为图9C中印刷电路板900的电阻之简化等效电路图。假设电阻层102的原始阻抗值为R1+R2+R3，则因为补充金属层920而让阻抗值降低至R1+R3。
图9E表示其它示范实施内的实验结果，其中两铜电镀导孔110a和110b之间的距离有所改变。此结果指出当两导孔之间的距离增加时，印刷电路板的阻抗值会降低。以下的表5表示实验结果。
表5

打穿电阻层而与补充金属层920接触的铜电镀导孔110a和110b可与上面图5-8所讨论的尺寸或形状不同。
除了多层印刷电路板以外，本发明可应用在集成电路负载电路内的内埋电阻。所属领域的技术人员应即了解可对上述各项具体实施例进行变化，而不致悖离其广义的发明性概念。因此，应了解本发明并不限于本发明揭示的特定具体实施例，而应为涵盖权利要求所定义的本发明精神及范围内的修饰。