电功能化电路板芯材制造技术

本申请提供了一种改进的电路板芯材和制造该电路板芯材的方法，其中该电路板芯材特别适用于电路板。所述电路板芯材包括层压件。层压件包括预浸料层和位于该预浸料层上的第一包层，其中该预浸料层包括袋状物。电子部件在袋状物中，其中电子部件包括第一外部端子和第二外部端子。所述第一外部端子被层压至所述第一包层并且与所述第一包层电接触，并且所述第二外部端子与导体电接触。

【技术实现步骤摘要】
电功能化电路板芯材相关申请的交叉引用本申请要求2020年2月4日提交的待审美国临时专利申请No.62/969,884的优先权，其通过引用的方式并于本文。
本专利技术涉及一种电路板芯材，其包括嵌入式功能部件、特别是嵌入式电容器，其中所述嵌入式功能部件在电路板芯材的结构内。
技术介绍
电子学中存在对小型化的持续需求。与小型化的需求相冲突的是，对增加在给定空间内的功能、增加功率和降低成本的需求。为实现这些矛盾的目标而进行的一部分努力是在电子电路内不断寻找可重新利用的基板面(realestate)。例如，电路板的厚度和宽度一直被认为适合于增加功能。已经进行了大量的努力来尝试利用电路板内的空间，但是，要获得功能通常需要在将部件整合到电路板中之后形成通孔、特别是盲孔，这增加了制造步骤和制造成本。通孔的形成还与质量控制相关，这也增加了制造成本。其他方法集中于在制造电路板时创建功能。例如，由绝缘层隔开的导体层可以提供电容，但是制造电路板的成本显著增加，并且仍需要通孔来接入功能。制造后期能够改良以适应不同电路设计的通用结构也是很困难的。尽管进行了持续的努力，本领域仍然需要基于嵌入式部件的、具有内置功能的电路板芯材，其可以经济地制造，并且在电路板芯材制造后不需要通孔来接入功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种包括嵌入式电子部件的电路板芯材。本专利技术的特定特征是能够提供一种包括嵌入式电子部件的电路板芯材，在制备该电路板芯材后，所述电子部件可以在表面上电连接而无需形成通孔、特别是盲孔。包括层压件的电路板芯材提供了即将意识到的这些以及其他优点。层压件包括预浸料层以及位于所述预浸料层上的第一包层，其中所述预浸料层包括袋状物。电子部件位于袋状物中，其中所述电子部件包括第一外部端子和第二外部端子。所述第一外部端子被层压至所述第一包层且与所述第一包层电接触，并且所述第二外部端子与导体电接触。另一个实施方案种提供了包括初级层压件的电路板。初级层压件包括层叠有电路板材料的电路板芯材，其中电路板材料被层压至电路板芯材上以形成初级层压件。电路板芯材包括层压件，该层压件包括预浸料层以及在所述预浸料层的第一侧上的第一包层。预浸料层包括袋状物和袋状物中的电子部件，其中所述电子部件包括第一外部端子和第二外部端子。所述第一外部端子被层压至所述第一包层且与所述第一包层电接触，并且所述第二外部端子与导体电接触。又一个实施方案提供了制造电路板芯材的方法。该方法包括：提供层压件，其包括预浸料和在预浸料的一侧上的至少一个包层；在预浸料中形成袋状物；将电子部件插入预浸料中，其中所述电子部件包括第一外部端子和第二外部端子；使预浸料固化以与预浸料中的电子部件一起形成预浸料层；通过将第一外部端子层压至第一包层上形成第一电连接；以及形成与第二外部端子的第二电连接。附图说明图1是双面电容器元件的截面示意图。图2是具有阳极通道的双面电容器元件的截面示意图。图3是具有阴极通道的双面电容器元件的截面示意图。图4是具有非电通道的双面电容器元件的截面示意图。图5是单面电容器元件的截面示意图。图6是表示电容器元件结合前的前体树脂体系和铜包层的截面示意图。图7是位于前体树脂体系和铜包层内的双面电容器元件的截面示意图。图8是位于前体树脂体系和铜包层内的构造变体内的双面电容器元件的截面示意图。图9是与树脂体系和铜包层结合的双面电容器元件的截面示意图。图10是与树脂体系和铜包层结合的双面电容器元件的截面示意图，另外示出了包层和电容器层之间的电连接。图11是与树脂体系和铜包层以及连续的阴极外层和阳极外层结合的双面电容器元件的截面示意图。图12是电路板芯材的截面示意图。图13是电路板芯材的截面示意图。图14是电路板芯材的截面示意图。图15是嵌入式阀金属电容器的现有技术实例的截面示意图。图16是包括陶瓷电容器的电路板芯材的实例的截面示意图。图17是压粉类电容器元件的截面示意图。图18是电路板芯材中的压粉类电容器元件的截面示意图。图19是电路板芯材中的压粉类电容器的截面示意图。图20是电路板芯材中的单面电容器元件的截面示意图，该电路板芯材具有在其中一个包层中形成的图案化布线。图21是用于多层电路板的电路板芯材的截面示意图。图22是电路板芯材的透视示意图。具体实施方式本专利技术涉及电子部件中体积效率的提高、尤其涉及电路板中嵌入式部件的用途改进。更具体而言，本专利技术涉及一种可用于构造电路板的电路板芯材，其消除了在电路板芯材制造后，制造或形成通孔以将电路板芯材的包层电连接到嵌入式电子部件的需要。本专利技术提供了一种电路板芯材，其可在构造印刷电路板时用作单层电路板或多层电路板。电路板芯材包括结合在其芯中的电子部件，其中电容器是特别优选的电子部件。在一个实施方案中，电容器的阴极和阳极层基本上是平面的、并且与电路板芯材的包层(优选铜包层)电接触。从本文的描述中将认识到，本专利技术提供了本领域目前没有的多个特征。可以合并通道区域并且后期可再接入、以提供从电路板的一个面到另一面的通孔。通孔不是接入嵌入式功能所必需的，而是如电路设计领域中常见的那样用来电连接布线和安装在电路板上的电子部件的。另一个特征是厚度上的优势，其中本专利技术的电路板芯材的厚度不超过形成芯的预浸料的厚度。厚度优势提供了显著的体积效率，因为在现有空间内合并了其他功能。本专利技术的电路板可以用具有高的表面积与厚度之比的内部电子部件来制造，这对于减小电感和阻抗特别有利。以下将参照附图对本专利技术进行描述，附图属于本公开必要的但非限制性的部分。在各个附图中，相似的元件将相应地编号。参照图1对本专利技术的实施方案进行描述，图1是阀金属电容器箔(简称为箔电容器)的截面示意图，其在本专利技术中适合用作电容器元件109。阀金属电容器箔包括电容器芯105和位于电容器芯上的多孔阀金属层107。多孔阀金属层包括阀金属的多孔层1071以及形成在阀金属的多孔表面上的电介质1072。外部导电对电极材料103形成阀金属的对电极。外部导电对电极材料103包含浸渍阀金属层的多孔层的导电材料，其中外部导电对电极材料在电介质的外表面上，并通过电介质与阀金属电隔离。导电涂料102优选存在于外部导电对电极材料上。该导电涂料通常包含碳填充树脂和金属填充树脂或它们的组合，但不限于此。优选在导电涂料层的外表面上提供金属化阴极层101，其用作在该实施例中作为电容器阴极端子的电子部件的第一外部端子。金属化阴极层101和导电涂料层102是可选的，但是优选的。浸渍阀金属层的导电材料和外部导电对电极材料103通常选自用于阀金属电容器的导电聚合物或二氧化锰，但不限于此。外部导电对电极材料、导电涂料和金属化阴极层统称为阴极，其中的材料统称为阴极材料。围绕电容器部件的周边设置了可选的但优选的隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路板芯材，包括层压件，/n所述层压件包括：/n预浸料层；/n位于所述预浸料层的第一侧的第一包层，其中所述预浸料层包括袋状物；和/n位于所述袋状物中的电子部件，其中，所述电子部件包括第一外部端子和第二外部端子，其中，所述第一外部端子被层压至所述第一包层并与所述第一包层电接触，并且所述第二外部端子与所述导体电接触。/n

【技术特征摘要】
20200204 US 62/969,8841.一种电路板芯材，包括层压件，
所述层压件包括：
预浸料层；
位于所述预浸料层的第一侧的第一包层，其中所述预浸料层包括袋状物；和
位于所述袋状物中的电子部件，其中，所述电子部件包括第一外部端子和第二外部端子，其中，所述第一外部端子被层压至所述第一包层并与所述第一包层电接触，并且所述第二外部端子与所述导体电接触。


2.根据权利要求1所述的电路板芯材，其中所述预浸料层是固化的预浸料层。


3.根据权利要求1所述的电路板芯材，其中所述外部端子和包层基本上是平面的。


4.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括位于所述预浸料层的第二侧上的第二包层，所述第二侧与所述第一侧相对。


5.根据权利要求1所述的电路板芯材，其中所述电子部件选自由电容器、电阻器、硅芯片、二极管、电感材料和磁性器件组成的组。


6.根据权利要求5所述的电路板芯材，其中所述电容器选自由箔电容器、压粉电容器和陶瓷电容器组成的组。


7.根据权利要求5所述的电路板芯材，其中所述电容器包括多孔阀金属层。


8.根据权利要求7所述的电路板芯材，其中所述电容器包括在所述多孔阀金属层上的电介质。


9.根据权利要求7所述的电路板芯材，其中所述阀金属选自由铝、钽、铌和NbO组成的组。


10.根据权利要求7所述的电路板芯材，其中所述多孔阀金属层是箔。


11.根据权利要求5所述的电路板芯材，其中所述电容器包括金属化阴极层。


12.根据权利要求1所述的电路板芯材，其中所述第一外部端子是对电极。


13.根据权利要求12所述的电路板芯材，还包括位于所述对电极上的导电涂料。


14.根据权利要求13所述的电路板芯材，其中所述导电涂料包括碳填充树脂或金属填充树脂中的至少一种。


15.根据权利要求1所述的电路板芯材，其中所述第一包层包含铜。


16.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括阴极隔离区域。


17.根据权利要求16所述的电路板芯材，其中所述阴极隔离区域包含隔离材料。


18.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括阳极隔离区域。


19.根据权利要求18所述的电路板芯材，其中所述阳极隔离区域包含隔离材料。


20.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括通孔穿过部分。


21.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括导电节点。


22.根据权利要求21所述的电路板芯材，其中所述导电节点是阳极导电节点。


23.根据权利要求1所述的电路板芯材，包括多个电子部件。


24.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括至少一个包覆结合层。


25.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括位于相邻的所述外部端子和包层之间的至少一个电连接层。


26.根据权利要求1所述的电路板芯材，还包括预浸料层，所述预浸料层层压在电子部件的与第一包层相反的一侧上。


27.根据权利要求1所述的电路板芯材，其中所述第一包层为经蚀刻的。


28.根据权利要求1所述的电路板芯材，其中所述电路板芯材是柔性的。


29.一种电路板，包括初级层压件，
所述初级层压件包括层叠有电路板材料的电路板芯材，其中所述电路板材料被层压至所述电路板芯材上以形成所述初级层压件，
其中所述电路板芯材包括层压件，所述层压件包括：
预浸料层；
位于所述预浸料层的第一侧的第一包层，其中所述预浸料层包括袋状物；和
位于所述袋状物中的电子部件，所述电子部件包括第一外部端子和第二外部端子，其中，所述第一外部端子被层压至所述第一包层并与所述第一包层电接触，并且所述第二外部端子与所述导体电接触。


30.根据权利要求29所述的电路板，其中所述预浸料层是固化的预浸料层。


31.根据权利要求29所述的电路板，其中所述外部端子和包层基本上是平面的。


32.根据权利要求29所述的电路板，还包括位于所述预浸料层的第二侧上的第二包层，所述第二侧与所述第一侧相对的。


33.根据权利要求29所述的电路板，还包括至少一个通孔。


34.根据权利要求29所述的电路板，还包括在所述电路板上的至少一个电子部件。


35.根据权利要求29所述的电路板，其中所述电子部件选自由电容器、电阻器、硅芯片、二极管、电感材料和磁性器件组成的组。


36.根据权利要求35所述的电路板，其中所述电容器选自由箔电容器、压粉电容器和陶瓷电容器组成的组。


37.根据权利要求35所述的电路板，其中所述电容器包括多孔阀金属层。


38.根据权利要求37所述的电路板，其中所述电容器包括位于所述多孔阀金属层上的电介质。


39.根据权利要求37所述的电路板，其中所述阀金属选自由铝、钽、铌和NbO组成的组。


40.根据权利要求35所述的电路板，其中所述多孔阀金属层是箔。


41.根据权利要求35所述的电路板，其中所述电容器包括金属化阴极层。


42.根据权利要求29所述的电路板，其中所述第一外部端子是对电极。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰登·萨梅，彼得·A·布莱斯，罗伯特·安德鲁·拉姆斯博顿，杰弗里·波尔托拉克，考特尼·埃利奥特，
申请(专利权)人：凯米特电子公司，
类型：发明
国别省市：美国;US