CN1284424C - 多层印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种准备安装电子元件的多层印刷电路板，该多层印刷电路板具有至少一层，其热膨胀性能与电子元件的热膨胀性能基本相同，同时基本确定了该多层印刷电路板的热膨胀性能。

Description

多层印刷电路板
技术领域
本发明涉及一种准备安装电子元件的多层印刷电路板。
背景技术
对电子设备日益增长的需求，对更大功能的需求，与元件部分的发展紧密联系的电子元件小型化、以及更高可靠性的需求都使得印刷电路板更加多样化。
尤其重要的是印刷电路板在暴露在热冲击应力的作用下时的尺寸稳定性(恒定尺寸)。膨胀系数α被认为是独立于温度的、用来判断尺寸稳定性的标准。对于FR(玻璃丝织物/环氧树脂)的印刷电路板基底而言，膨胀系数是16-18ppm/K，而Si芯片的膨胀系数是3ppm/K。这样就不可能不借助辅助手段(例如底层填料等)而直接将半导体芯片安装在印刷电路板上，因此就大大限制了为将来系统集成进一步发展印刷电路板。考虑到这种现状，就有必要调整模制层压材料，使其膨胀系数基本相等于硅的膨胀系数。
用作模制层压材料的载体材料，一般是纸和玻璃丝织物，更少见的是玻璃丝席垫、非编织玻璃丝和石英丝织物以及芳酰胺丝织物。最常见的粘结剂是环氧树脂。如果在安装和操作期间存在热冲击应力，材料之间纵向热膨胀系数的差异将导致在电路载体、连接点处以及接触点处产生热导机械应力，这将会导致接触点的疲劳，在极端情况下会导致接触破裂。
这种问题的通常情况是作为用于安装有裸露硅片或SMD元件的印刷电路板的基底材料的环氧树脂玻璃织物的膨胀系数差异。在焊接时，环氧树脂玻璃织物内Z方向的纵向膨胀系数之间的差异能导致沟道金属化时的破裂。
为克服这个问题，连接元件之间的膨胀系数必须要匹配。可能使用的与接触点疲劳有关的方法是弹性连接元件和底填裸露芯片结构。
第一种可能性由于是两维连接因此并不可行；而第二种可能性又是相当复杂的方法。
此外，多层印刷电路板小型化功能结构的集成又相当昂贵，不易实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种多层印刷电路板，该多层印刷电路板具有更大的尺寸稳定性，由此与电子元件的连接将会具有更小的热膨胀应力。
本发明提供一种制造准备安装有电子元件的多层印刷电路板的方法，该多层印刷电路板具有至少一层，该层的热膨胀性能与电子元件的热膨胀性能基本相同，同时基本确定了该多层印刷电路板的热膨胀性能，玻璃薄膜形成所述至少一层，其中，厚度在30μm和1100μm之间、设计成硼硅玻璃的玻璃薄膜利用树脂结构与该多层印刷电路板的其它层材料结合，利用压制形成层压制品。
所述玻璃薄膜的厚度选择在50μm和500μm之间。
热塑性或硬塑料材料、金属或导电塑料或者绝缘塑料用作所述层材料。
所述玻璃薄膜设置成多层印刷电路板的内部或外部层。
所述玻璃薄膜用作一种用于层压制品和预浸料坯的加强材料，和/或一种与热塑性或硬塑料材料相结合的外部层。
所述层可被穿孔、具有多孔、构造成应用于光学应用、可被印刷、可被物理方法涂层、可被化学方法涂层、可被进行卷至卷的处理和/或热模制。
为了解决问题，所提供的印刷电路板具有更大的尺寸稳定性，不仅消除了在先方法的基本缺陷，而且使更大程度的系统集成成为可能，例如结合微小的功能元件(光学、机械等)。
本发明的一个方面是，准备安装电子元件的多层印刷电路板具有至少一层，其热膨胀性能与电子元件的热膨胀性能基本相同，同时也基本确定了多层印刷电路板的热膨胀性能。
特别适合的是玻璃，尤其是薄玻璃层。这种适合的玻璃薄膜例如能由德国公司DESAG的商品编号为AF45和D263而获得。这种适合类型的玻璃薄膜尤其是具有通常厚度在30μm和1.1mm之间的硼硅玻璃层。然而最适于上述目的是厚度在50μm和500μm之间的玻璃薄膜。
当然也可以使用其它的层材料，例如玻璃复合材料或半导体材料等，最好该材料自身是由例如Si制成的。
发明简述
以下通过最佳实施例并结合视图以举例但并非限制整个发明的方式可使本发明变得更清楚。
其中图1示出一种多层设置的横截面图。
发明的实施方式和商业应用
利用压制方法，由100μm厚的硅玻璃层1以及一种特殊的环氧树脂基树脂结构2和18μm厚的铜箔3制成层压制品。该层压制品的总厚度为160μm。
该层压制品的膨胀已经在温度不变而载荷恒定(100mN)的情况下经热机械分析仪(TMA)进行了检测。加热时间为10℃/min。
以下数值是确定的膨胀系数α：
-α1(从40/℃到Tg)  6.2ppm/℃；
-α2(从Tg到195℃)  4.3ppm℃；
-α3(从40℃到195℃)  5.3ppm/℃。

Claims (6)

1.一种制造准备安装有电子元件的多层印刷电路板的方法，该多层印刷电路板具有至少一层，该层的热膨胀性能与电子元件的热膨胀性能基本相同，同时基本确定了该多层印刷电路板的热膨胀性能，玻璃薄膜形成所述至少一层，其中，厚度在30μm和1100μm之间、设计成硼硅玻璃的玻璃薄膜利用树脂结构与该多层印刷电路板的其它层材料结合，利用压制形成层压制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃薄膜的厚度选择在50μm和500μm之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，热塑性或硬塑料材料、金属或导电塑料或者绝缘塑料用作所述层材料。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述玻璃薄膜设置成多层印刷电路板的内部或外部层。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述玻璃薄膜用作一种用于层压制品和预浸料坯的加强材料，和/或一种与热塑性或硬塑料材料相结合的外部层。
6.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述层可被穿孔、具有多孔、构造成应用于光学应用、可被印刷、可被物理方法涂层、可被化学方法涂层、可被进行卷至卷的处理和/或热模制。
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