专利名称：用于制造印刷电路板的软磁材料的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及印刷电路板和用于印刷电路板的制造的材料。具体地，本发明涉及在印刷电路板的制造中使用的材料，涉及印刷电路板和制造印刷电路板的方法。
DE 101 39 707 A1批露了包括至少一层电介质层的印刷电路板(PCB)，在印刷电路板的两个侧面上，电容器电极彼此相对布置在第一区域内。并且，在邻近第一区域的至少一个第二区域内在侧面上有平的绕组。EP 1 282 143 A2描述了形成磁体的方法。
然而，DE 101 39 707 A1中建议的组成物和材料与随后的印刷电路板的制造不相容。在这种情况下，不相容的材料可能造成印刷电路板内的缺陷。
本发明的目的为提供改进的印刷电路板的制造。
根据如权利要求1所述的本发明的示例性的实施例，上述目的可以通过在印刷电路板的制造中使用的材料解决。根据本发明的示例性的实施例，材料包括聚合物基体和软磁粉末。聚合物基体填充软磁粉末。依据本发明这个示例性的实施例的方面，聚合物基体为使得其相容于印刷电路板包含的材料的至少一种和用于印刷电路板的制造的过程。
换句话说，根据本发明的这个示例性的实施例，聚合物基体(及由此的材料)适于用于印刷电路板的制造的过程和/或印刷电路板内包含的材料。由于与材料的至少一种和过程相容，根据本发明的这个示例性的实施例的材料可以有利地整合到印刷电路板中。通过根据本发明的具有软磁性能的这种材料的整合，诸如电感元件之类的元件可以完全集成到印刷电路板并变成印刷电路板(PCB)的整体部分。
根据如权利要求2所述的本发明的另一个示例性的实施例，依据印刷电路板的制造期间出现的温度使聚合物基体适应或选择聚合物基体。通过材料对使用材料的随后的PCB制造中出现的过程温度的适应性，例如，可以设置材料的流动性，使得材料例如在PCB的层压过程中具有其理想的流动性。有利地，这允许，例如，在环境温度下加工期间，材料不流入小孔，但是在层压过程期间，其中出现近似170℃的温度，材料流入这种小孔。
根据如权利要求1所述的本发明的另一个示例性的实施例，材料在近似170℃的温度下具有高的流动性并具有在加热后材料可以固化的性能。从而，有利地，例如在层压过程期间，材料可以完全固化。
根据如权利要求4所述的本发明的另一个示例性的实施例，聚合物基体从包括环氧树脂，聚醚醚酮(PEEK)和聚苯硫醚(PPS)的组中选择。
根据如权利要求5和6所述的本发明的另一个示例性的实施例，材料能以层的形式可用，其中层的每个侧面可以配置从包括玻璃纤维增强塑料，在一个或两个侧面上包铜或暴露，半固化片，弯曲箔，铜和树脂涂覆的铜箔的组中选择的另一层。
根据如权利要求7和8所述的本发明的另一个示例性的实施例，材料布置在载体上且载体可以从包括玻璃纤维增强塑料，在一个或两个侧面包铜或暴露，半固化片，弯曲箔，铜和树脂涂覆的铜箔(RCC)的组中选择。
有利地，由于材料在载体上的供应，使在印刷电路板的制造前和制造期间容易处理材料。
根据如权利要求9所述的本发明的另一个示例性的实施例，提供了一种印刷电路板，其包括聚合物基体和软磁粉末，其中聚合物基体填充软磁粉末。
有利地，根据本发明这个示例性的实施例，具有软磁性能的材料可以制成印刷电路板的一部分。
根据如权利要求10所述的本发明的另一个示例性的实施例，填充软磁粉末的聚合物基体整合到印刷电路板。
有利地，这可以提供软磁材料，包括填充软磁材料粉末的聚合物基体整体整合到PCB。
根据如权利要求11所述的本发明的另一个示例性的实施例，印刷电路板还包括连同填充软磁粉末的聚合物基体一起形成电感元件的电路结构。有利地，这个本发明的示例性的实施例允许完整的电感元件全部整体集成到PCB。
权利要求12和13提供了根据本发明的印刷电路板的还有的示例性的实施例。
根据如权利要求14所述的本发明的另一个示例性的实施例，提供了制造印刷电路板的方法，其中选择聚合物基体，其适于其中要使用聚合物基体的制造印刷电路板的具体的制造过程使用。然后，通过用软磁粉末填充聚合物基体形成材料，从而提供了具有软磁性能的材料。然后，材料在随后的制造过程中应用，用于制造印刷电路板。有利地，根据本发明的示例性的实施例，提供了允许软磁材料整合到PCB的方法。
根据如权利要求15所述的本发明的另一个示例性的实施例，材料连同电路结构一起形成电感元件，其为PCB的整体部分。
提供包含填充软磁粉末的聚合物基体的材料可以看作本发明的示例性的实施例的要点。这种材料在制造PCB的制造过程中使用。根据本发明的方面，选择材料的聚合物基体和/或使材料的聚合物基体适应，使得其与在随后的PCB的制造期间使用和应用的条件和/或材料相容。根据本发明的方面，例如，使聚合物基体适应或选择聚合物基体，使得其流动性适应在层压过程期间出现的温度。有利地，这允许软磁材料整合到PCB中，例如，使得可以在PCB内实现完整的电感元件，其为PCB的整体部分。
从此后描述的实施例和参考实施例的阐述中本发明的这些和其他方面将变得显而易见。
参考下图下面描述本发明的示例性的实施例。
图1示出了根据本发明的材料的第一个示例性的实施例的截面图。
图2示出了根据本发明的材料的第二个示例性的实施例的截面图。
图3示出了根据本发明的材料的第三个示例性的实施例的截面图。
图4示出了根据本发明的材料的第四个示例性的实施例的截面图。
图5示出了根据本发明的示例性的实施例的制造PCB的第一个制造步骤期间的层的截面图。
图6示出了依据根据本发明的示例性的实施例的PCB的示例性的实施例的第二个制造步骤的图5的层。
图7示出了形成根据本发明的PCB的示例性的实施例的层压状态的图5的层。
在本发明的示例性的实施例下面的描述中，相同的标记数字用来指示从图1至图7的相同的或相应的元件。
图1为根据本发明的复合材料3的第一个示例性的实施例的截面图。如从图1获取的，在印刷电路板的制造中使用的复合材料3，包括聚合物基体2和软磁粉末，软磁粉末包括诸如铁氧体粉末颗粒或铁粉之类的软磁颗粒1。而且，可以使用镍-铁，μ-金属，非晶铁，纳米晶体铁或铁纳米颗粒。并且，对于粉末应用，可以使用具有中等磁导率的粉末铁氧体。这允许降低的损耗。
而且，对于电磁干扰(EMI)应用，可以使用具有高磁导率的EMI铁氧体。有利地，这允许在较大的频率范围内控制损耗。并且，对于HF应用，可以使用具有小的损耗但极大的频率范围的HF铁氧体。在低频范围内，可以使用MnZn铁氧体。对于较高的频率(低磁导率)可以使用NiZn铁氧体。在高频范围(GHz)内，可以使用六角铁氧体。
根据本发明优选的实施例，近似重量百分比30(wt％)的镁-锌铁氧体和近似70wt％的镍-锌铁氧体的组合可以用作铁氧体粉末颗粒。这种复合材料可以包括近似75wt％至98wt％的铁氧体粉末。其还可以包括近似85wt％至92wt％之间的铁氧体粉末。具体地，具有近似88wt％的铁氧体粉末和12wt％的环氧树脂是有利的。软磁粉末颗粒的颗粒尺寸范围从10μm至35μm直到80μm至110μm。颗粒的形状可以为球形或不规则形。聚合物基体2(诸如热固树脂)的TG值可以在120℃以上。这些参数可以选择为在制造期间控制粘度或还可以关于医学方面选择为保证医学上没有问题的制造。
根据本发明的方面，复合材料3适于随后的其中使用复合材料3的制造PCB的制造过程。例如，可以选择、控制复合材料3或材料的聚合物基体2或者使复合材料3或材料的聚合物基体2适应在随后的PCB的制造期间由于PCB的层压出现的温度。因此，可以以这种方式选择复合材料3，使得其在近似室温下以第一流动性自由流动，使得复合材料3容易应用到例如PCB的载体材料。然后，可以通过例如所谓的b阶段过程控制复合材料3，使得其在例如PCB的层压过程期间出现的温度下具有第二流动性。层压期间出现的典型的温度近似为170℃。层压过程期间的流动性比室温或环境温度下的流动性高很多。通过这样，可以保证复合材料3可以容易地应用到PCB，然后在层压期间，流入PCB内甚至最小的孔或腔。并且，可以选择复合材料3或聚合物基体2，使其在层压过程期间或之后固化。
并且，根据本发明的方面，例如可以依据在随后的其中要使用复合材料3的PCB制造期间使用的材料选择复合材料3。聚合物基体2例如可以为环氧树脂，其例如与FR4印刷电路板相容。然而，使用或应用诸如聚醚醚酮(PEEK)或聚苯硫醚(PPS)之类的高温热塑性塑料之类的其它材料也是可能的。这些高温热塑性塑料与例如通常称为弯曲箔的柔性的聚酰胺箔相容。
图1描述的复合材料3优选地作为薄层形式的半成品提供。优选地，材料以未固化状态提供。这种层的厚度例如可以在1mm的范围内。然而，依赖于应用和依赖于随后的使相应材料适应的制造PCB的制造过程，具有小于100μm的厚度的层或具有多个毫米的厚层是合适的。这种层的尺寸可以在1/4m2的范围内。然而，依赖于随后的制造过程，可以提供范围从几cm2到几m2的更大的或更小的表面面积。而且，根据本发明的方面，复合材料3可以作为环状带提供并在轧机上轧制。这种轧机是有利的，特别是用于PCB的进一步制造，因为这种轧机可以应用到卷至卷过程。
图2示出了根据本发明的复合材料3的第二个示例性的实施例的截面图。如从图2获取的，为了允许容易处理材料3，材料3可以在载体4上提供。优选地，根据本发明的方面，也可以依据随后的制造PCB的过程选择载体，使得其与该过程相容。如从图2获取的，载体4，也可以为PCB本身，可以包括玻璃纤维5。
可以用作载体材料的其它材料为玻璃纤维增强塑料，半固化片，弯曲箔，铜，和例如，树脂涂覆的铜箔(RCC)。
图3示出了根据本发明的材料的第三个示例性的实施例的截面图。如从图3获取的，材料包括一层诸如例如图3描述的软磁复合材料3。该层在两个侧面上提供有绝缘层6。绝缘层6的每个由铜层7覆盖。
有利地，这种铜层7可以提供诸如由软磁和材料层3形成的电感元件之类的元件的电磁屏蔽(EMI屏蔽)。根据本发明的方面，铜层7(其也可以由其它导电材料制成，诸如铝)可以包括电路结构。这些电路结构连同软磁和材料层3一起形成电感元件。从而，根据本发明的方面，电感元件可以整体地与PCB形成。
图3描述的第三个示例性的实施例的变体还可以在图3描述的层之间包括载体材料，诸如玻璃纤维增强塑料，半固化片，弯曲箔，铜，或树脂涂覆的铜箔。
而且，诸如图2的载体4之类的载体还可以包括或包含塑料或金属箔，其可以在PCB层压之后或之前剥离。
图4示出了根据本发明的材料的第四个示例性的实施例的截面图。如从图4获取的，在填充软磁粉末颗粒1的聚合物基体2内可以提供增强材料8。这种增强材料8例如可以为玻璃纤维材料或类似材料。这种增强材料8可以在材料内均质或非均质分布。
根据本发明的这个第四个示例性的实施例的方面，只有很窄的该层的区域包含增强材料8。为了保证稳定性，如图4描述的增强材料8，可以织造，使得增强材料8的纤维彼此交叉。有利地，由于只有很窄的该层的区域被增强材料8占据的事实，其余的区域可以使用诸如铁氧体粉末之类的软磁颗粒1充实。
根据本发明的这个第四个示例性的实施例的另一方面，当增强材料8包括软磁金属纤维时甚至可以获得改进的磁性能。例如，可以使用具有达到μr＞10000以上的高磁导率和Bmax＞1T的很高的饱和磁通密度的纳米晶体铁纤维或FeCo纤维。然而，使用其它材料，诸如SiFe，其也称为变压器片金属，也是可能的。
图1至4描述的第一个至第四个示例性的实施例可以作为半成品提供且可以以图1至4描述的形式提供给PCB制造商。然而，图1至4描述的第一个至第四个实施例中的每个可以配置合适的电路结构，从而形成PCB自身，这对普通的技术人员是显而易见的。优选地，可以布置这种电路结构使其连同软磁材料一起形成电感元件，诸如例如线圈，变压器或电动机。
图5示出了依据本发明的示例性的实施例用来形成PCB的单个层的截面。如从图5获取的，要形成的PCB包括8个单个预制层单元，其每个包括多个层。从顶端的第一层单元包括片状的PCB 4，PCB 4包括玻璃纤维8。PCB 4每个侧面覆盖铜层7。铜层7的每个包括电路结构。
从顶端的第二层单元包括诸如图1描述的软磁复合材料3，一个侧面覆盖诸如电介质层的绝缘层6。绝缘层6布置在铜层7和复合材料3之间。
从顶端的第三层单元为布置在第二层单元的材料3和第四层单元上包括例如电路结构的铜层7之间的诸如电介质层之类的绝缘层6。如从图5获取的，第四层单元包括两个铜层7，在其上可以包括电路结构，铜层把具有玻璃纤维织物的PCB 4夹在中间。在第四层单元和第六层单元之间提供包括可以为电介质层的绝缘层6的另一层单元。第六层单元可以具有与第四层单元相同的构造，包括两个铜层7，其把PCB 4夹在中间。
在第六层单元和第八层单元之间布置诸如电介质层的另一绝缘层6。
第八层单元包括一层诸如图1描述的软磁复合材料3，绝缘层6和铜层7。绝缘层6布置在材料3和铜层7之间。
这些第一至第八层单元的每个可以预制且可以为用于随后的PCB制造过程的初始产品。
根据本发明，由这种单个层制造PCB的第一个步骤为依据要使用的PCB制造过程选择复合材料3。如上所述，铜层7可以为非构造的，但也可以包括预制的电路结构。
在随后的PCB制造期间，可以蚀刻单个层以形成电路结构，并且可以形成孔以提供穿过接触。
图6示出了依据本发明的PCB的制造期间的第二个阶段或步骤。具体地，图6示出了进一步加工后的PCB的单个层的截面图，具体地，从图6可以获取，第一层单元已经处理使得电路结构，诸如铜导电路径10，在PCB或载体材料4上形成到铜层7中。
第二层单元保持未处理。
第四和第六层单元上的铜层7已经构造使得形成绕组11，其在单个层单元层压后形成电感元件的绕组。而且，从图6可以获取，孔13已经钻入层压的第三，第四，第五，第六和第七层单元。
如从图6可以获取的，第八层单元保持未处理。然而，依据铜层7的功能，铜层7现在可以称为屏蔽层12。
图7示出了根据本发明的示例性的实施例的完成的PCB的截面图，PCB通过使用依据本发明的示例性的实施例的软磁复合材料3，在层压和穿过电镀后制造。
在层压期间，PCB加热至近似170℃的温度。如上所述，选择包括聚合物基体2和软磁颗粒1的软磁复合材料3，使得其在层压过程期间出现的温度下具有高的流动性。由于这样，如从图7可以获取的，在层压期间，复合材料3流入孔13，使得用复合材料3填充孔13，形成软磁穿过连接。标记数字14指出了这种穿过连接。
如从图7可以获取的，提供的PCB包括由材料3和绕组11形成的集成的电感元件。根据本发明，电感元件整体集成到PCB中。
因此，如图5至7所示，提供根据本发明的示例性的实施例的用于制造印刷电路板的方法，其中选择用于材料3的聚合物基体使其适于或相容于随后的制造过程。具体地，其选择为使其在随后的制造过程期间在PCB的层压温度下具有理想的必需的流动性。复合材料3包含填充软磁材料粉末的聚合物基体2。然后，如从图5至7可以获取的，在制造过程期间材料以这种方式使用，使得复合材料3连同电路结构一起形成诸如线圈，变压器或甚至电动机之类的电感元件。
如从图5至7可以获取的，使用两个软磁材料层3。包括软磁复合材料层3的在一个侧面上覆盖绝缘层6的第二层单元，作为其它层的载体和绝缘层。包括软磁复合材料3的其它第二层单元为包括绝缘层6和铜层12的第八层单元，其担当电磁屏蔽PCB的屏蔽层。
并且，如从图6和7的比较可以具体获取的，在层压过程期间，软磁复合材料3通过孔13流入PCB的中间层单元，使得形成闭合的磁路。闭合回路的磁循环连同电路单元11一起形成电感元件。
如从图7可以获取的，在端部，PCB可以配置允许接触内层的穿过接触件15。为此可以钻孔，其填充诸如塑料之类的隔离材料。然后，在隔离材料中钻孔，其填充导电材料。从而，可以提供绝缘的穿过接触件15。有利地，这可以在穿过接触件15和软磁复合材料之间提供绝缘。
权利要求
1.在印刷电路板的制造中使用的材料，该材料包括聚合物基体；和软磁粉末；其中聚合物基体填充软磁粉末；并且其中聚合物基体为使得其相容于包含在印刷电路板内的材料的至少一种和用于印刷电路板的制造的过程。
2.根据权利要求1所述的材料，其中依据印刷电路板的制造期间出现的温度使聚合物基体适应。
3.根据权利要求1所述的材料，其中材料在近似室温下具有第一流动性；其中材料在印刷电路板的制造的层压期间出现的层压温度下具有第二流动性，第一流动性小于第二流动性；并且其中材料适于在层压之后和期间之一固化。
4.根据权利要求1所述的材料，其中聚合物基体从包括热固树脂，聚醚醚酮和聚苯硫醚的组中选择。
5.根据权利要求1所述的材料，其中材料为层的形式。
6.根据权利要求5所述的材料，其中层的每个侧面配置从包括玻璃纤维增强包铜或暴露的塑料，半固化片，弯曲箔，铜和树脂涂覆的铜箔的组中选择的另一层。
7.根据权利要求1所述的材料，其中材料布置在载体上。
8.根据权利要求7所述的材料，其中载体从包括玻璃纤维增强包铜或暴露的塑料，半固化片，弯曲箔，铜和树脂涂覆的铜箔的组中选择。
9.印刷电路板，其包括聚合物基体；及软磁粉末；其中聚合物基体填充软磁粉末。
10.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中填充软磁粉末的聚合物基体整合在印刷电路板内。
11.根据权利要求9所述的印刷电路板，还包括由导电材料制成的电路结构；其中填充软磁粉末的聚合物基体连同电路结构一起形成电感部件。
12.根据权利要求11所述的印刷电路板，其中电感元件为线圈，变压器或电动机中的一个。
13.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中填充软磁粉末的聚合物基体形成层，还包括包括电路结构的铜层；和载体层。
14.制造印刷电路板的方法，该方法包括步骤选择适于制造印刷电路板的制造过程使用的聚合物基体；通过用软磁粉末填充聚合物基体形成材料；和在制造印刷电路板的制造过程中应用该材料。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括步骤在印刷电路板上和印刷电路板内的至少一种形成电路结构；其中该材料连同电路结构一起形成电感元件。
全文摘要
本发明涉及在印刷电路板的制造中使用的软磁材料。在印刷电路板的制造期间，使用软磁层，使得其在制造后形成PCB的整体部分。具体地，形成软磁层，使得连同合适的电路结构一起形成电感元件。根据本发明的方面，软磁层的聚合物基体相容于PCB的制造过程期间使用的材料和/或过程。
文档编号H05K1/03GK1817070SQ200480018924
公开日2006年8月9日 申请日期2004年6月29日 优先权日2003年7月3日
发明者E·瓦芬施密德特, E·朗卡贝尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司, 伊索拉有限责任公司