CN1142169A - 电路板卡及其制造方法 - Google Patents

电路板卡及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1142169A
CN1142169A CN96105401A CN96105401A CN1142169A CN 1142169 A CN1142169 A CN 1142169A CN 96105401 A CN96105401 A CN 96105401A CN 96105401 A CN96105401 A CN 96105401A CN 1142169 A CN1142169 A CN 1142169A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dielectric
layer
hole
island
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN96105401A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1084136C (zh
Inventor
J·J·汉森
J·M·劳弗
D·J·拉塞尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of CN1142169A publication Critical patent/CN1142169A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1084136C publication Critical patent/CN1084136C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111—Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • H05K1/112—Pads for surface mounting, e.g. lay-out directly combined with via connections
    • H05K1/113—Via provided in pad; Pad over filled via
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/44—Manufacturing insulated metal core circuits or other insulated electrically conductive core circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4652—Adding a circuit layer by laminating a metal foil or a preformed metal foil pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • H05K1/056—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate the metal substrate being covered by an organic insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections
    • H05K1/116—Lands, clearance holes or other lay-out details concerning the surrounding of a via
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0183—Dielectric layers
    • H05K2201/0195—Dielectric or adhesive layers comprising a plurality of layers, e.g. in a multilayer structure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0302—Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0305—Solder used for other purposes than connections between PCB or components, e.g. for filling vias or for programmable patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0335—Layered conductors or foils
    • H05K2201/0355—Metal foils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0364—Conductor shape
    • H05K2201/0376—Flush conductors, i.e. flush with the surface of the printed circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09372—Pads and lands
    • H05K2201/09472—Recessed pad for surface mounting; Recessed electrode of component
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/095—Conductive through-holes or vias
    • H05K2201/09554—Via connected to metal substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/043—Reflowing of solder coated conductors, not during connection of components, e.g. reflowing solder paste
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
    • H05K3/0023—Etching of the substrate by chemical or physical means by exposure and development of a photosensitive insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49144—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by metal fusion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y10T29/49165—Manufacturing circuit on or in base by forming conductive walled aperture in base

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

金属载体具有厚度小于0.004英寸的电介质材料，并且对表面形成的至少2,500伏电压具有绝缘性。环形结构的岛确定至少一条通路或一个孔，以便有选择地去除电介质材料。用回流焊接形成电互连，为了确保安全，利用通路充分散热。

Description

电路板卡及其制造方法
本发明一般涉及电路板卡及其制造方法。
电路板卡今天仍称为“印刷电路板”，即使它们很少被印刷。不管它们是如何制造的，都必须符合严格的安全要求，如工作电压、电介质击穿电压和在工作条件下的散热能力。
当这些安全需要要求工作在至少2500伏的电压下时，便规定了最小的电介质厚度，这常常会造成散热问题。当然可以提供强制气冷或水冷，但这种安排造成了其它的问题。
Adachi等人的美国专利第4,993,148号描述了一种形成电路板的方法，该电路板包括在预限定的介质层上的喷镀导体层，留下一部分暴露的导体作为安装部件。该方法不包括应用铜箔，限定铜箔中的导体和通路图案，然后利用导体和通路图案确定电介质。
Ilardi等人的美国专利第4,999,740号描述了一种电路板，它是通过在金属衬底上建立光成像介质材料层和使介质层成像，以便形成在金属衬底上安装部件的凹下部分制成的。该电路板不包括多引线层，并且不提供大电流承载能力的电压面，或采用作为介质可去除掩模的叠层金属箔。
Adachi等人的美国专利第5,081,562号描述了一种带有金属镀层的电路板，上面形成了感光绝缘层，留下了一部分金属镀层，暴露作为部件安装区。电路板需要导体和通路的铜镀层。它不包含各层的被焊接的互连部分。
虽然这些现有技术的电路板的结构乍一看与本发明的电路板卡类似，但是它们实质上是不同的。通过阅读以下对本发明所作的详细描述，将更清楚地理解这些不同，这些不同使得在制造工艺方面和对完成的电路板卡的使用方面具有显著的优点。
举例来说，本发明允许采用非常经济的制造工艺，即不需要导体的铜喷镀和不需要通常为全部互连所需的铜喷镀。这一优点在制造包括更厚的铜和需要花费更多的制造时间的电源电路板卡中显得尤其重要。
本发明的电路板卡结构的另一显著优点是不需要通常所需的铜喷镀，这使得能够得到更高的引线密度。本发明优于现有技术的再一个优点是原边和副边电压平面之间的隔离，这提高了电性能并降低了成本。
本发明还有一个优点是采用了高介质击穿强度的材料的薄涂层，该薄的材料还提供了最小的热阻。当与电介质中用于安装部件的孔一起使用时，可以得到有效散热的电路板卡。
因此，上述现有技术专利在此引用作为参考。
本发明的主要目的是提供一种克服了现有技术的板卡结构中固有的不足的新颖和改进的电路板卡。
本发明的再一个目的是提供一种制造本发明的电路板卡的新颖和改进的方法。
简单地说，根据本发明原则构造的电路板卡包括由金属材料形成的载体或衬底，在至少一个表面上形成0.002英寸或小于该尺寸的电介质材料，以便支持预定结构的电路。电路和电介质的选择区域具有安装电路结构和操作要求所需的部件的去除部分。独特的金属岛结构作为电介质去除工艺期间的显像掩蔽物提供了自对准互连通路。
通过以下结合附图对本发明的最佳实施例所作的详细描述，本发明的上述和其它目的、优点和特征将变得更清楚。
图1是根据本发明的主要用于电压转换操作的多层电路板卡结构的视图。
图2是根据本发明的电路板卡的视图，该电路板卡主要用于根据本发明的升压电路。
图3是局部剖面的透视图，表示作为显像掩蔽物的金属岛的独特结构。
在图1中，标号10通常表示根据本发明的隔离电压转换器板卡。板卡10的特征在于有一块金属载体11，上面形成第一薄干膜介质层12，并将该介质层干燥或固化。
对第一干膜介质层12而言，已经发现可接受的选择对象是液体电介质丝网印刷在金属载体11的表面上并被干燥。为了在2500伏的电压下具有所需的绝缘性，第一介质层12的厚度大约是0.002英寸。
电介质的这一厚度是为了采用具有相对差的导热性的材料，低到如每一开氏温度0.2瓦，同时还提供小于每瓦3℃的最小使用热阻。随着以下的描述将变得更清楚，通过选择去除电介质材料，使用热阻被降低到每瓦0.5℃或更低。
在第一介质层12上，通过在叠层工艺中施加温度和压力，对大约2盎司的第一铜箔13进行叠层。正是在叠层期间，第一铜箔13附着在电介质材料上，并且该电介质材料固化。
构想通过常规的去除蚀刻工艺，第一铜箔13将形成为所需图案的电路线，以便形成例如第一电压源和第二电压源(图1中表示为原边电压和副边电压)以及也是在图1中的信号电路线13a和13b。
第一铜箔13已经被蚀刻并且所要求数目的电路已经形成以后，可光成像的电介质材料的第二介质层14覆盖第一铜箔13。已经发现真空涂层机是涂覆第二介质层14的较好的涂覆器，因为在控制生产成本的制造工艺中它是重要的。
实际上，当根据本发明形成第二介质层14时，使第二介质层14干燥，然后曝光，显像和固化成一个图案，在第一铜箔13中形成的电路线之间留下电介质材料。如上所述，根据本发明的方法形成第二介质层14，从第一铜箔层13中的电路线的上表面去除电介质材料，从而形成上面可安放部件的平坦的表面，可以形成另外的电路线和连接。
对施加第二介质层14的工艺的一种改进作法是直接在铜箔层13中的电路线之间对液体电介质材料进行图案丝网印刷。图案丝网印刷工艺取消了采用薄膜电介质材料时需要的曝光和显影工艺步骤。
第三介质层29施加到平坦表面结构上，然后是对第二铜箔层19进行叠层。
例如，去除第三介质层29的一部分，如15处所示，使得部件部分16直接与形成在第一铜箔13中的副边电压电路相连。现在，通过从部件部分16到形成在第二铜箔19中的电路线18的引线17可以形成连接，像第一铜箔13施加到第一介质层12上那样，第二铜箔19叠在第三介质层29上。
标号20a和20b表示的电路线可以是同一电路的部分，也可以是完全不同的和单独的电路。图1中表示不同的部件部分21和22可以与电路线20a和20b相连。
应特别注意的是，根据本发明的结构安排使得通过回流焊接形成电连接23、24、25、26、27和28。因此，节省了成本，并且使复杂麻烦的连接变得容易，节省了材料。
下面参照图2，图中示出了用标号30表示的电路板卡的一种不同的结构。这一板卡30与图1的板卡10的一个不同之处在于由于电压特征包含在与这一板卡30上的信号电路线相同的铜箔层中，所以没有叠在被蚀刻的铜箔层上的第二介质层。
下面描述本发明的这一方面。电路板卡30包括由适合的金属如铜形成的载体31，作为地或公共部分，还作为散热部分。可光成像的电介质材料32施加到载体31的上表面并干燥。
在采用正好充足的压力的叠层工艺中将所需厚度的铜箔37施加到电介质材料32上，以便将铜箔附着到电介质材料上。这一叠层工艺期间的温度保持充分低，以便不使电介质材料固化。
如同对图1中的板卡10所作的那样，采用常规的去除蚀刻工艺，所需电路图案形成在图2中的载体31上的铜箔37中。将电介质材料32曝光为一个所要求的图案，该图案包括电互连通路33，热通路(未示出)和部件安装孔，如标号34所示，用于在该板卡的专门电路中通过焊料36焊接一部件35。
像任何电路板卡那样，电路板卡30通过溶液进行处理，去除未曝光或未复盖的电介质材料32的经选择的区域。现在将板卡30放在一定的温度下处理足够长的时间，使仍存在的电介质材料32固化。
图3表示根据本发明的铜岛38的环形结构，这使得能够通过采用回流焊接在电路点或部件部分和金属载体31之间形成互连。电路线39将任何其它所需的部件部分或电路点与金属载体31相连，因此可以得到上述优点。
通过将铜岛38的环形结构用作电介质去除处理期间的显像掩蔽物，得到了该环形结构的主要优点。借此，铜岛38提供了自对准互连通路结构。
电路板卡10和30都利用了可光成像的电介质材料，该材料提供了针对电压击穿如每密耳大于1250伏的良好的强度，因此电介质涂覆为具有良好散热特性的薄层。
上述制造工艺的一个重要特点是无需钻孔或铜喷镀就可实现全部互连。换句话说，根据本发明的制造方法，全部互连可通过作为制造工艺的一部分的回流焊接实现。
此外，如果特殊需要的话，可以施加一种适合的电介质材料层以代替采用直接在金属载体上的铜箔和所需的去除蚀刻工艺。在这种情况下，这种介质层必须是光刻图案的，固化的，并且使其表面变粗糙和用铜喷镀。
根据本发明生产的电路板卡在隔离电压方面是有效的，并具有能量(热)耗散能力，不需要外部散热。在不需要费时和增加成本的铜喷镀、钻孔或其它机械操作的情况下，可以实现高密度的层到层和电路点到电路点之间的互连。
带有薄介质层的载体提供了极好的对发热部件散热的特性。此外，通过采用带有经选择的去除特性的电介质材料使得这种发热部件直接附着或至少靠近能够有效地作为散热器的金属载体。
利用环形岛结构大大提高了本发明的电路板卡结构的紧凑性，而不管该板卡是升压板卡、隔离电压转换板卡还是其它需要高散热功能的板卡，该环形岛结构使得能够通过焊接互连，这进一步降低了制造成本。当然，在需要的地方或通过加热或通过焊接可以预先形成和施加环形岛，并且电路线39可以是引线的形式，如果需要连接它可以与环形岛一起预先形成。
以上详细地描述了本发明。应理解在不脱离以下权利要求书所提出的发明精神和范围的前提下可作各种改变和修改。

Claims (21)

1.一种小型印刷电路板卡，包括：
金属材料的载体；
直接形成在所述衬底的一面上的电介质材料，其厚度小于0.004英寸，用于绝缘至少2500伏的电压；以及
所述电介质材料具有至少一个孔，用于电互连、散热和在所述载体上安装部件。
2.如权利要求1限定的小型印刷电路板卡，其特征在于所述载体是由铜形成的，以便提供良好的散热特性。
3.一种多层电子电路组件，包括：
由具有良好的散热特性的预定金属形成的衬底；
作为在所述衬底的至少一面上的一层的相对薄的、可固化的电介质材料，以便提供对预定幅度的电压进行绝缘的特性；
形成在所述电介质材料上的、具有预定电路图案的、由预定的铜材料构成的导电层；以及
由预先选择的回流焊剂形成的、所述多层组件的预定层之间的电连接。
4.如权利要求3描述的多层电路组件，其特征在于选择所述电介质材料是可溶的，以便提供电互连和部件安装孔。
5.如权利要求3描述的多层电路组件，其特征在于所述电介质材料的厚度小于0.002英寸，因此组件在工作期间比由较厚的电介质材料层构成时更冷却。
6.如权利要求3描述的多层电路组件，其特征在于所述电介质材料具有至少每密耳1250伏的击穿强度。
7.如权利要求3描述的多层电路组件，其特征在于还包括带有金属衬底并能散热的电介质和导体的交替层，至少有一层信号导体层。
8.如权利要求3描述的多层电路组件，其特征在于包括至少一个电互连，该电互连是由提供通路的环形结构的岛、通过该岛电介质材料溶解形成通孔而实现的。
9.如权利要求8描述的多层电路组件，其特征在于所述通孔还包含在表面安装部件岛中，以便提高引线密度。
10.一种制造多层电路组件的方法，包括以下步骤：
提供作为载体的金属衬底，表面进行处理，以便接受预定材料的层；
将预定的液体膜或干膜电介质材料施加到所述金属衬底的所述经处理的表面上；
在受控的热度和压力下将铜箔材料叠到所述电介质材料上；
在所述叠放的铜箔材料中确定导体和通路图案；
溶解在由预定通路限定的区域中的所述电介质材料，形成一个孔；
固化所述金属衬底上的所述电介质材料；
将焊剂施加到部件安装岛和通路中；以及
将部件置于所述焊剂上的部件安装岛上，并回流所述焊剂。
11.如权利要求10描述的方法，其特征在于还包括步骤：交替地顺序增添多层电介质和导电层，确定溶解的所述预定区域，以便通过环形结构的岛用所述回流焊剂形成通路。
12.如权利要求11描述的方法，其特征在于还包括步骤：将回流焊剂施加到由所述环形结构的岛确定的那些区域以及其它岛，以便提供牢固装配的电路板卡组件。
13.权利要求6的组件，其特征在于材料具有至少每密耳2,500伏的击穿强度。
14.如权利要求3中描述的组件，其特征在于电介质材料是可光成像的环氧树脂。
15.一种互连组件，包括：
金属板；
用界面结构与金属板的表面直接接触的一层可固化电介质，界面结构表示电介质与金属表面接触固化；
在包括多个岛是环形的以及与多个岛相连的导体的电介质表面上的引线层；
多个通过固化的电介质延伸的通孔，每个从各自的环形岛向金属板延伸；
孔中的导电材料，用于将岛与板电互连；以及
带有与和板互连的多个环形岛相连并与引线层的其它岛相连的引线端的部件。
16.一种制造多层电路板的工艺，包括：
形成包括铜基底的薄金属板；
直接在金属板上涂覆可固化的电介质涂层；
在包括带有开启的中心的环形岛的可固化介质层上形成引线层；
采用多个环形岛作为掩蔽物形成由开启的中心确定并从可固化的电介质延伸的孔；
在孔中淀积导电材料，以便将各个岛与金属板互连；以及
固化电介质。
17.权利要求16的工艺，其特征在于通过将干的部分固化的膜叠在金属板上淀积电介质，在膜淀积后但完全固化电介质膜之前，形成引线层和孔。
18.权利要求16的工艺，其特征在于电介质是可光成像的环氧树脂，并且形成孔的步骤包括将孔的中心下的环氧树脂暴露在电磁辐射中，并溶解暴露的环氧树脂，以便形成通过环形中心到板的孔。
19.权利要求16的工艺，其特征在于还包括以下步骤：产生多个电路板；以及在金属板和引线层上的一个或多个导体之间施加3,000伏或更高的电压来测试一块或多块板，该引线层不与和金属板互连的环形岛相连。
20.权利要求16的工艺，其特征在于将导电材料淀积进孔的步骤包括将焊剂放在孔中，焊剂还放在多个环形岛上和其它的岛上，进一步包括以下步骤：将带有已上焊剂的引线端的表面安装部件放在电路板上；对电路板加热，使焊剂回流，以便用焊锡金属合金同时将环形岛与金属板互连，并将部件引线端焊接到岛上；以及冷却电路板。
21.权利要求15的组件，其特征在于进一步包括冷却装置，主要用于在工作期间对载体进行冷却，该冷却装置包括非常薄的电介质，以便通过介质层提供足够高的导热率，同时保持至少2,500伏的电介质击穿强度。
CN96105401A 1995-04-27 1996-04-03 具有环形焊盘的电路板卡 Expired - Fee Related CN1084136C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US429,612 1995-04-27
US08/429,612 US5670750A (en) 1995-04-27 1995-04-27 Electric circuit card having a donut shaped land

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN011227087A Division CN1217566C (zh) 1995-04-27 2001-07-05 制造多层电路组件的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1142169A true CN1142169A (zh) 1997-02-05
CN1084136C CN1084136C (zh) 2002-05-01

Family

ID=23703983

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96105401A Expired - Fee Related CN1084136C (zh) 1995-04-27 1996-04-03 具有环形焊盘的电路板卡
CN011227087A Expired - Fee Related CN1217566C (zh) 1995-04-27 2001-07-05 制造多层电路组件的方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN011227087A Expired - Fee Related CN1217566C (zh) 1995-04-27 2001-07-05 制造多层电路组件的方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US5670750A (zh)
JP (1) JP3953122B2 (zh)
CN (2) CN1084136C (zh)
MY (1) MY117343A (zh)
SG (1) SG70983A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107683636A (zh) * 2015-06-17 2018-02-09 日本电产三协株式会社 电路板

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252179B1 (en) 1995-04-27 2001-06-26 International Business Machines Corporation Electronic package on metal carrier
US6115262A (en) * 1998-06-08 2000-09-05 Ford Motor Company Enhanced mounting pads for printed circuit boards
US6248961B1 (en) * 1998-12-15 2001-06-19 International Business Machines Corporation Wave solder application for ball grid array modules and solder plug
JP3714088B2 (ja) * 1999-02-18 2005-11-09 株式会社村田製作所 電子部品及びその製造方法
US6290860B1 (en) 1999-04-01 2001-09-18 International Business Machines Corporation Process for design and manufacture of fine line circuits on planarized thin film dielectrics and circuits manufactured thereby
JP2001237585A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Murata Mfg Co Ltd 電子部品及びその製造方法
US6664482B1 (en) * 2000-05-01 2003-12-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printed circuit board having solder bridges for electronically connecting conducting pads and method of fabricating solder bridges
US6593534B2 (en) * 2001-03-19 2003-07-15 International Business Machines Corporation Printed wiring board structure with z-axis interconnections
US6573461B2 (en) * 2001-09-20 2003-06-03 Dpac Technologies Corp Retaining ring interconnect used for 3-D stacking
US7023084B2 (en) * 2003-03-18 2006-04-04 Sumitomo Metal (Smi) Electronics Devices Inc. Plastic packaging with high heat dissipation and method for the same
JP3918779B2 (ja) * 2003-06-13 2007-05-23 松下電器産業株式会社 非耐熱部品のはんだ付け方法
US7140531B2 (en) * 2003-09-03 2006-11-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of fabricating a substantially zero signal degradation electrical connection on a printed circuit broad
FR2871337B1 (fr) 2004-06-03 2014-01-10 Bree Beauce Realisations Et Etudes Electroniques Circuit imprime a depot selectif
US7246434B1 (en) 2004-10-11 2007-07-24 Pericom Semiconductor Corp. Method of making a surface mountable PCB module
US7426867B2 (en) * 2005-09-30 2008-09-23 General Electric Company Electromagnetic acoustic transducers for use in ultrasound inspection systems
US7452750B2 (en) * 2006-02-28 2008-11-18 Freescale Semiconductor, Inc Capacitor attachment method
WO2008128016A2 (en) * 2007-04-13 2008-10-23 World Properties Inc. Metal core circuit boards for light emitting diode applications and methods of manufacture thereof
US8431831B2 (en) * 2008-10-08 2013-04-30 Oracle America, Inc. Bond strength and interconnection in a via
WO2014011226A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Hsio Technologies, Llc Hybrid printed circuit assembly with low density main core and embedded high density circuit regions
USD877739S1 (en) * 2017-09-15 2020-03-10 uQontrol, Inc. Smartcard with Q-shaped contact pad

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4328614A (en) * 1980-03-24 1982-05-11 Rca Corporation Method for the manufacture of porcelain coated metal boards having interconnections between the top and bottom surfaces
JPS5797970U (zh) * 1980-12-08 1982-06-16
JPS63170994A (ja) * 1986-05-30 1988-07-14 古河電気工業株式会社 多層プリント配線板及びその製造方法
JPS63274196A (ja) * 1987-05-06 1988-11-11 Mitsubishi Electric Corp 金属芯印刷配線板
US4993148A (en) * 1987-05-19 1991-02-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a circuit board
US4999740A (en) * 1989-03-06 1991-03-12 Allied-Signal Inc. Electronic device for managing and dissipating heat and for improving inspection and repair, and method of manufacture thereof
JPH0710030B2 (ja) * 1990-05-18 1995-02-01 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン 多層配線基板の製造方法
JPH0732042B2 (ja) * 1990-10-11 1995-04-10 富士通株式会社 スルーホール接続形電子デバイスとその実装方法
DE59108784D1 (de) * 1991-04-01 1997-08-21 Akcionernoe Obscestvo Otkrytog Mehrlagenleiterplatte und verfahren zu ihrer herstellung
US5237132A (en) * 1991-06-17 1993-08-17 Nhk Spring Co., Ltd. Metallic printed circuit board with countersunk mounting hole
US5227013A (en) * 1991-07-25 1993-07-13 Microelectronics And Computer Technology Corporation Forming via holes in a multilevel substrate in a single step
JP2658661B2 (ja) * 1991-09-18 1997-09-30 日本電気株式会社 多層印刷配線板の製造方法
JP2707903B2 (ja) * 1992-01-28 1998-02-04 日本電気株式会社 多層プリント配線板の製造方法
US5321211A (en) * 1992-04-30 1994-06-14 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Integrated circuit via structure
JP3179572B2 (ja) * 1992-05-29 2001-06-25 日本シイエムケイ株式会社 多層プリント配線板およびその製造方法
JP3286651B2 (ja) * 1993-12-27 2002-05-27 株式会社住友金属エレクトロデバイス セラミック多層配線基板およびその製造法並びにセラミック多層配線基板用導電材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107683636A (zh) * 2015-06-17 2018-02-09 日本电产三协株式会社 电路板

Also Published As

Publication number Publication date
US5867898A (en) 1999-02-09
SG70983A1 (en) 2000-03-21
JP3953122B2 (ja) 2007-08-08
CN1390086A (zh) 2003-01-08
US5670750A (en) 1997-09-23
JPH08307028A (ja) 1996-11-22
CN1084136C (zh) 2002-05-01
MY117343A (en) 2004-06-30
CN1217566C (zh) 2005-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1084136C (zh) 具有环形焊盘的电路板卡
US5298687A (en) High-density multilayer interconnection system on a ceramic substrate for high current applications and method of manufacture
US5081562A (en) Circuit board with high heat dissipations characteristic
US5198693A (en) Aperture formation in aluminum circuit card for enhanced thermal dissipation
US6165596A (en) Multi-layer insulated metal substrate printed wiring board having improved thermal coupling of components
US5811736A (en) Electronic circuit cards with solder-filled blind vias
JP3086332B2 (ja) 多層プリント配線板の製造方法
JP2003179316A (ja) 放熱性に優れたプリント配線板の構造
US6594893B2 (en) Method of making surface laminar circuit board
JPH1079568A (ja) プリント配線板の製造方法
KR100771320B1 (ko) 칩 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법
US20040026122A1 (en) Printed circuit board and production method therefor, and laminated printed circuit board
JPH036096A (ja) 回路基板
JP2004179362A (ja) 配線基板およびこれを用いた電子装置
JP3733644B2 (ja) ２層配線基板及びその製造方法
EP0936849A1 (en) Printed circuit assembly and method of making the same
JP3374777B2 (ja) ２メタルｔａｂ及び両面ｃｓｐ、ｂｇａテープ、並びにその製造方法
JPH1051094A (ja) プリント配線板及びその製造方法
JPH11145605A (ja) プリント配線板
KR100468195B1 (ko) 다층 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법
JPH10135629A (ja) プリント配線板
JP2950234B2 (ja) 多層プリント配線板
JP3323114B2 (ja) 密着力強化穴を有する表面実装用パッド
JPH10209593A (ja) ２層配線基板、及びその製造方法
JPH06318772A (ja) 回路基板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20020501