DE102014200967A1 - Method for producing an electrically conductive via on a circuit carrier and assembly with a circuit carrier - Google Patents

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Ruben Wahl
Guido Bernd Finnah
Klaus Zeh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Durchkontaktierung (1) an einem Schaltungsträger (10), wobei der Schaltungsträger (10) zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff mit in dem Kunststoff angeordneten metallischen Teilchen besteht, und wobei in einem ersten Schritt (30) ein Schaltungsträger (10) mit einer Durchgangsöffnung (11) mit einem ersten Querschnitt (13) mit einer Längsachse (12) erzeugt wird, wobei die Durchgangsöffnung (11) in einem zweiten Schritt (40) mittels eines Laserstrahls (101) unter Ausbildung eines zweiten Querschnitts (17) bearbeitet wird, um die metallischen Teilchen an der Oberfläche des Schaltungsträgers (10) im Bereich der Durchgangsöffnung (11) freizulegen, und dass in einem dritten Schritt (50) die Durchgangsöffnung (11) mit dem zweiten Querschnitt (13) durch ein Beschichtungsverfahren zumindest bereichsweise metallisiert wird.The invention relates to a method for producing an electrically conductive via (1) on a circuit carrier (10), wherein the circuit carrier (10) consists at least substantially of plastic with metallic particles arranged in the plastic, and wherein in a first step (30) a circuit carrier (10) having a through opening (11) with a first cross section (13) having a longitudinal axis (12) is produced, wherein the through opening (11) in a second step (40) by means of a laser beam (101) to form a second Cross-section (17) is processed to expose the metallic particles on the surface of the circuit substrate (10) in the region of the through hole (11), and in that in a third step (50), the through hole (11) with the second cross section (13) a coating process is metallized at least in certain areas.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Durchkontaktierung an einem Schaltungsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Baugruppe, die einen nach einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildeten Schaltungsträger aufweist. The invention relates to a method for producing an electrically conductive via on a circuit carrier according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an assembly having a formed by a method according to the invention circuit carrier.

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Praxis bereits bekannt, und lässt sich beispielsweise bei Bauteilen anwenden, wie diese in der DE 10 2007 016 473 A1 in Form einer Anschlusseinheit für eine Druckmesszelle offenbart sind. Hierbei wird insbesondere ein Schaltungsträger verwendet, der in Form eines sogenannten MID(Moulded Interconnect Device)-Schaltungsträgers ausgebildet ist. A method according to the preamble of claim 1 is already known from practice, and can be used for example in components such as those in the DE 10 2007 016 473 A1 are disclosed in the form of a connection unit for a pressure measuring cell. In this case, in particular a circuit carrier is used, which is designed in the form of a so-called MID (Molded Interconnect Device) circuit carrier.

Während sich an der Oberfläche des Schaltungsträgers angeordnete Leiterbahnen mittels einer Bearbeitung durch einen Laserstrahl als vorbereitenden Prozess relativ einfach erzeugen lassen, besteht bei der Ausbildung von Durchkontaktierungen die Problematik, dass üblicherweise konisch ausgebildete, vorgefertigte Durchgangsöffnungen im Bereich der späteren Kontaktierungen verwendet werden, derart, dass der Laserstrahl auf die konischen Flächen der Durchgangsöffnung auftritt, und dort den Kunststoff teilweise verdrängt bzw. verdampft. Mittels einer derartigen Technologie lassen sich in der Regel jedoch keine zylindrischen, d.h. einen zumindest im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisende Durchkontaktierungen erzeugen. Darüber hinaus ist es aufgrund der konischen Durchgangsöffnung (beispielsweise mit einem Winkel von 30° gegenüber der Längsachse) bei dicken Bauteilen nicht möglich, Durchkontaktierungen in geringen Abständen zueinander anzuordnen, so dass eine viele Durchkontaktierung benötigende Schaltung einen relativ großen Bauraum benötigt. While it is relatively easy to produce conductor tracks arranged on the surface of the circuit carrier by means of a laser beam as a preparatory process, the problem arises in the formation of plated-through holes that usually conical, prefabricated through holes are used in the area of the later contacts such that the laser beam on the conical surfaces of the passage opening occurs, and there the plastic partially displaced or evaporated. By virtue of such technology, however, generally no cylindrical, i. produce a vias having at least substantially constant cross-section. In addition, due to the conical passage opening (for example, with an angle of 30 ° relative to the longitudinal axis) with thick components, it is not possible to arrange plated-through holes at short distances from one another, so that a circuit requiring many plated-through holes requires a relatively large installation space.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Durchkontaktierung an einem Schaltungsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass zumindest im Wesentlichen einen konstanten Querschnitt aufweisende Durchgangsöffnungen auf relativ einfache Art und Weise erzeugt werden können. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a method for producing an electrically conductive via on a circuit substrate according to the preamble of claim 1 such that at least substantially generates a constant cross-section having through holes in a relatively simple manner can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der erste Querschnitt der Durchgangsöffnung vorzugsweise als zylindrischer Querschnitt ausgebildet wird, und dass der Laserstrahl zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Durchgangsöffnung auf die dem Laserstrahl zugewandte Stirnseite des Schaltungsträgers zumindest teilweise auf einen unmittelbar dem ersten Querschnitt der Durchgangsöffnung benachbarten Bereich ausgerichtet wird, so dass zur Ausbildung des zweiten Querschnitts Material außerhalb des ersten Querschnitts der Durchgangsöffnung aufgeschmolzen wird.This object is achieved in a method with the features of claim 1, characterized in that the first cross section of the through hole is preferably formed as a cylindrical cross section, and that the laser beam at least substantially parallel to the longitudinal axis of the through hole on the laser beam facing end side of the circuit substrate at least is partially aligned with an immediately adjacent to the first cross section of the through hole adjacent region, so that is melted to form the second cross section material outside the first cross section of the through hole.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird somit der Laserstrahl nicht auf die konisch bzw. kegelig ausgebildete Durchgangsöffnung gerichtet, sondern zumindest teilweise auf einen Bereich neben der Durchgangsöffnung, was bewirkt, dass das dort vorhandene (Kunststoff-)Material aufgeschmolzen wird, so dass der Querschnitt der ursprünglichen, vorgefertigten Durchgangsöffnung erweitert wird. Es hat sich dabei herausgestellt, dass in dem Randbereich bzw. der Begrenzung des Laserstrahls, die die Wand der endgültigen Durchgangsöffnung bzw. des zweiten Querschnitts ausbildet bei einem derartigen Verfahren die metallischen Partikel in gewünschter Art und Weise freigelegt werden können, so dass nach der Bearbeitung des Schaltungsträgers dieser einem nachfolgenden Beschichtungsprozess unterzogen werden kann, bei dem innerhalb der Durchgangsöffnung eine Metallisierung erfolgt. In contrast to the prior art, the laser beam is thus not directed to the conical or conical through-opening, but at least partially to a region adjacent to the passage opening, which causes the (plastic) material present there to be melted, so that the cross-section the original prefabricated passage opening is widened. It has been found that in the edge region or the boundary of the laser beam forming the wall of the final passage opening or the second cross section in such a method, the metallic particles can be exposed in the desired manner, so that after processing of the circuit substrate of this can be subjected to a subsequent coating process in which a metallization takes place within the passage opening.

Vorzugsweise ist der Schaltungsträger in der Form eines sogenannten MID-(Moulded Interconnect Device)-Schaltungsträgers ausgebildet. Unter einem MID-Schaltungsträger wird ein aus Kunststoff bestehender Schaltungsträger verstanden, der insbesondere als Spritzgussteil ausgebildet ist, wobei metallische Leitbahnen bzw. leitende Bereiche durch einen nachträglichen Prozess an der Oberfläche des Schaltungsträgers erzeugt werden. Hierbei finden dabei Schaltungsträger Verwendung, deren Material neben dem Kunststoff metallische Partikel enthält, die als Keimzellen zur nachfolgenden Beschichtung, beispielsweise durch einen galvanischen Beschichtungsprozess, zur Ausbildung der Leiterbahnen dienen. Dabei werden die Bereiche, in denen die Leiterbahnen ausgebildet werden, mittels eines Laserstrahls bearbeitet, so dass der Kunststoff des Schaltungsträgers in diesem Bereich die metallischen Partikel zumindest bereichsweise freigibt.The circuit carrier is preferably in the form of a so-called MID (Molded Interconnect Device) circuit carrier. An MID circuit carrier is understood to mean a circuit carrier made of plastic, which is designed in particular as an injection-molded part, wherein metallic interconnects or conductive regions are produced by a subsequent process on the surface of the circuit carrier. In this case, circuit carriers are used whose material contains metallic particles in addition to the plastic, which serve as germ cells for the subsequent coating, for example by a galvanic coating process, for the formation of the conductor tracks. In this case, the regions in which the interconnects are formed, processed by means of a laser beam, so that the plastic of the circuit substrate in this area, the metallic particles at least partially releases.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Durchkontaktierung an einem Schaltungsträger sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Advantageous developments of the method according to the invention for producing an electrically conductive via on a circuit carrier are listed in the subclaims.

Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei der der von dem Laserstrahl erzeugte zweite Querschnitt der (erweiterten) Durchgangsöffnung bereichsweise innerhalb des ersten Querschnitts der (ursprünglichen) Durchgangsöffnung angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass aufgeschmolzenes Material in Teilbereiche des ersten Querschnitts verdrängt wird und somit es üblicherweise auch nicht erforderlich ist den Kunststoff zu verdampfen, was ansonsten für einen nachfolgenden Beschichtungsprozess insofern nachteilhaft wäre, als dass der Bereich der Durchgangsbohrung anschließend ggf. gereinigt werden müsste. Particularly preferred is a method in which the generated by the laser beam second cross section of the (enlarged) passage opening in regions within the first cross section of (original) through hole is arranged. Such a design has the advantage that the molten material is displaced into subregions of the first cross section and thus it is usually not necessary to evaporate the plastic, which would otherwise be disadvantageous for a subsequent coating process in that then the area of the throughbore is optionally cleaned would have to be.

Wie bereits erläutert, ist es insbesondere vorgesehen, dass der Laserstrahl derart eingestellt wird, dass das Material zumindest im Wesentlichen nur aufgeschmolzen wird. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass zumindest im Wesentlichen keine Verdampfung von Kunststoffmaterial stattfindet. Eine derartige Ausbildung lässt sich fertigungstechnisch besonders einfach realisieren, da beispielsweise Absaug- und Reinigungseinrichtungen nicht oder nur in geringerem Maße vorgesehen werden müssen.As already explained, it is provided in particular that the laser beam is adjusted such that the material is at least substantially only melted. In other words, this means that at least substantially no evaporation of plastic material takes place. Such a design can be particularly easy to realize in terms of manufacturing technology since, for example, extraction and cleaning devices do not have to be provided or only to a lesser extent.

Dadurch, dass das Material des Schaltungsträgers zumindest im Wesentlichen nur aufgeschmolzen wird, ist es von besonderem Vorteil, wenn das aufgeschmolzene Material teilweise in den ersten Querschnitt der Durchgangsöffnung verdrängt wird. Dadurch ist es bei geschickter Wahl der Querschnittsfläche bzw. der Form des ersten Querschnitts nicht erforderlich, beispielsweise Kunststoff von dem Schaltungsträger wegzuführen, wenn dieser zumindest im Wesentlichen im Bereich des ersten Querschnitts verdrängt wird. Because the material of the circuit carrier is at least substantially only melted, it is particularly advantageous if the molten material is partially displaced into the first cross section of the through opening. As a result, it is not necessary, if the cross-sectional area or the shape of the first cross-section is chosen skillfully, to lead plastic away from the circuit carrier, for example, if it is displaced at least substantially in the area of the first cross-section.

Gewünscht sind insbesondere Durchgangsöffnungen für die Durchkontaktierung, die einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweisen. Daher ist es von Vorteil, wenn durch den Laserstrahl ein zumindest im Wesentlichen zylindrischer, runder zweiter Querschnitt erzeugt wird. In particular, passage openings for the through-connection which have a substantially round cross-section are desired. Therefore, it is advantageous if an at least substantially cylindrical, round second cross-section is generated by the laser beam.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Laserstrahls erwiesen, bei der der Laserstrahl einen Strahl- bzw. Kerndurchmesser von etwa 300µm aufweist. Ein derartiger Durchmesser hat den Vorteil, dass der Laserstrahl beispielsweise nicht in einer Ebene parallel zur Ebene des Schaltungsträgers bewegt werden muss, um eine Durchgangsöffnung mit einem gewünschten Durchmesser zu erzeugen. Dadurch wird insbesondere der steuerungstechnische Aufwand für den Laserstrahl zusätzlich verringert. Particularly advantageous is the use of a laser beam has proven in which the laser beam has a beam or core diameter of about 300μm. Such a diameter has the advantage that, for example, the laser beam does not have to be moved in a plane parallel to the plane of the circuit carrier in order to produce a passage opening with a desired diameter. As a result, in particular the control engineering effort for the laser beam is additionally reduced.

Wie oben erläutert ist es von Vorteil, wenn das durch den Laserstrahl aufgeschmolzene (Kunststoff-)Material des Schaltungsträgers teilweise in dem ersten Querschnitt der Durchgangsöffnung verdrängt wird. Als besonders geeignet hat sich dabei die Verwendung eines sternförmigen Querschnitts als erster Querschnitt herausgestellt. Hierbei wird das aufgeschmolzene Material im Bereich der Spitzen des sternförmigen Querschnitts verdrängt, während der Bereich zwischen den Spitzen durch den Laserstrahl aufgeschmolzen wird, so dass insgesamt ein zumindest im Wesentlichen runder zweiter Querschnitt erzeugbar ist. As explained above, it is advantageous if the (plastic) material of the circuit carrier melted by the laser beam is partially displaced in the first cross section of the passage opening. The use of a star-shaped cross section as the first cross section has proven to be particularly suitable. Here, the molten material is displaced in the region of the tips of the star-shaped cross-section, while the region between the tips is melted by the laser beam, so that an overall at least substantially round second cross-section can be generated.

Die Erfindung umfasst auch Baugruppe, insbesondere eine MID-Baugruppe, umfassend einen Schaltungsträger, der nach einem Verfahren erzeugt ist. The invention also includes an assembly, in particular an MID assembly, comprising a circuit carrier, which is produced by a method.

Insbesondere findet die Baugruppe Verwendung als Bestandteil einer Kraftfahrzeugkomponente.In particular, the assembly is used as part of a motor vehicle component.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich eines Schaltungsträgers mit einer sternförmigen Durchgangsöffnung, 1 a longitudinal section through a portion of a circuit carrier with a star-shaped through hole,

2 einen Schnitt in der Ebene II-II der 1, 2 a section in the plane II-II of 1 .

3 den Bereich des Schaltungsträgers gemäß 1 während der Bearbeitung mittels eines Laserstrahls zur Ausbildung einer Durchkontaktierung, 3 the area of the circuit substrate according to 1 during processing by means of a laser beam to form a via,

4 eine Ansicht in Richtung IV-IV der 3, 4 a view in the direction of IV-IV of 3 .

5 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der wesentlichen Schritte zur Ausbildung einer Durchkontaktierung an einem Schaltungsträger und 5 a flow chart illustrating the essential steps for forming a via on a circuit carrier and

6 einen Schaltungsträger mit darin ausgebildeter Durchkontaktierung nach einem Beschichtungsprozeß. 6 a circuit substrate having formed therein via after a coating process.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In den 1 und 2 ist ein Schaltungsträger 10 dargestellt, wie er insbesondere als Vorstufe eines sogenannten MID-Bauteils ausgebildet ist. Der Schaltungsträger 10 ist vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet, d.h., dass er im Wesentlichen aus Kunststoff besteht. Im Kunststoff sind in den Figuren nicht dargestellte Metallpartikel bzw. Metallteilchen, insbesondere in Form von Palladiumteilchen, eingelagert, die sich insbesondere homogen innerhalb des Schaltungsträgers 10 verteilen. Zur Ausbildung einer Durchkontaktierung 1, die bei einer Verwendung des Schaltungsträgers 10 als Bestandteil einer Baugruppe, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente dient, ist es vorgesehen, die Durchkontaktierung 1 zur elektrischen Kontaktierung mit einem elektrischen Anschluss eines elektrischen oder elektronischen Bauteils zu verwenden. Hierzu wird bereits bei der Fertigung des Schaltungsträgers 10, d.h. bei dem Spritzgussprozess, in dem Bereich der späteren Durchkontaktierung 1 eine Durchgangsöffnung 11 erzeugt, die entsprechend der Darstellung der 1 als zylindrische Durchgangsöffnung 11 mit zumindest im Wesentlichen ebenen Wänden und einer Längsachse 12 ausgebildet ist. Entsprechend der Darstellung der 2 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Durchgangsöffnung 11 einen ersten Querschnitt 13 aufweist, der sternförmig mit beispielhaft fünf dreiecksförmigen Spitzen 14 ausgebildet ist. In the 1 and 2 is a circuit carrier 10 represented as it is designed in particular as a precursor of a so-called MID component. The circuit carrier 10 is preferably formed as a plastic injection molded part, that is, that it consists essentially of plastic. In the plastic, not shown in the figures, metal particles or metal particles, in particular in the form of palladium particles, embedded, in particular, homogeneous within the circuit substrate 10 to distribute. To form a via 1 when using the circuit carrier 10 when Component of an assembly, in particular a motor vehicle component is used, it is provided, the feedthrough 1 to use for electrical contact with an electrical connection of an electrical or electronic component. This is already in the production of the circuit substrate 10 ie in the injection molding process, in the area of the later via 1 a passage opening 11 generated according to the representation of 1 as a cylindrical passage opening 11 with at least substantially planar walls and a longitudinal axis 12 is trained. According to the presentation of the 2 It is inventively provided that the passage opening 11 a first cross-section 13 having the star-shaped example with five triangular peaks 14 is trained.

Der so vorgefertigte Schaltungsträger 10 wird anschließend einer Bearbeitung mittels einer Laserstrahleinrichtung 100 unterzogen, die einen Laserstrahl 101 mit einem Strahl- bzw. Kerndurchmesser d von im Ausführungsbeispiel etwa 300µm erzeugt. Entsprechend der Darstellung der 3 wird der Laserstrahl 101 fluchtend zur Längsachse 12 der Durchgangsbohrung 11 auf die eine Stirnseite 15 des Schaltungsträgers 10 geleitet. Wie insbesondere anhand der Darstellung der 4 erkennbar ist, bildet der Laserstrahl 101 einen zweiten Querschnitt 17 aus, der rund ausgebildet ist, wobei die Kontur 18 des zweiten Querschnitts 17 mit dem Durchmesser d teilweise innerhalb der Kontur 19 des sternförmigen ersten Querschnitts 13, insbesondere im Bereich der Spitzen 14, angeordnet ist. Weiterhin wird der Laserstrahl 101 derart auf die Durchgangsöffnung 11 ausgerichtet, dass dieser das Material unmittelbar neben dem ersten Querschnitt 13 aufschmelzt. Vorzugsweise ist die Dimensionierung des ersten Querschnitts 13 bzw. dessen Form derart auf die Größe bzw. die Form des zweiten Querschnitts 17 angepasst, dass die Bereiche 21 im Bereich der Spitzen 14, die außerhalb der Kontur 18 des Laserstrahls 101 liegen, eine Fläche aufweisen, die höchstens so groß ist wie die Flächenabschnitte 22, die innerhalb der Kontur 19 des zweiten Querschnitts 17, jedoch außerhalb der Kontur 18 des ersten Querschnitts 13 liegen. Der erzeugte zweite Querschnitt 17 weist eine größere Fläche auf als der ursprünglich vorhandene erste Querschnitt 13.The so prefabricated circuit carrier 10 is subsequently a processing by means of a laser beam device 100 subjected to a laser beam 101 generated with a beam or core diameter d of about 300μm in the embodiment. According to the presentation of the 3 becomes the laser beam 101 in alignment with the longitudinal axis 12 the through hole 11 on one end face 15 of the circuit board 10 directed. As in particular by the representation of the 4 is recognizable forms the laser beam 101 a second cross section 17 out, which is round, with the contour 18 of the second cross section 17 with the diameter d partially within the contour 19 of the star-shaped first cross-section 13 especially in the area of tips 14 , is arranged. Furthermore, the laser beam 101 such on the passage opening 11 Aligned this material directly next to the first cross section 13 aufschmelzt. Preferably, the dimensioning of the first cross section 13 or the shape thereof to the size or the shape of the second cross section 17 adapted that areas 21 in the area of the peaks 14 that are outside the contour 18 of the laser beam 101 lie, have an area which is at most as large as the surface sections 22 that are within the contour 19 of the second cross section 17 , but outside the contour 18 of the first cross section 13 lie. The generated second cross section 17 has a larger area than the original first cross-section 13 ,

Bei der Bearbeitung des Schaltungsträgers 10 bzw. der Durchgangsöffnung 11 durch den Laserstrahl 101 wird die Leistung des Laserstrahls 101 derart durch die Laserstrahleinrichtung 100 geregelt, dass das Material des Schaltungsträgers 10, insbesondere der Kunststoff, lediglich aufgeschmolzen, jedoch nicht verdampft wird. Der Laserstrahl 101 tritt daher, von der Stirnseite 15 des Schaltungsträgers 10 her in das Material des Schaltungsträgers 10 ein, wobei das Material des Schaltungsträgers 10 im Bereich der Flächenabschnitte 22 aufgeschmolzen wird. Wesentlich dabei ist, dass dieses aufgeschmolzene Material zumindest teilweise in den Bereich der Flächen 21 des ersten Querschnitts 13 verdrängt wird, derart, dass sich zumindest eine annähernd kreisförmige bzw. runde Kontur bzw. ein zumindest kreisförmiger bzw. runder zweiter Querschnitt 17 einstellt. Wesentlich dabei ist weiterhin, dass aufgrund des Bearbeitungsprozesses des Laserstrahls 101 im Bereich der Wand der Kontur 18 die in dem Schaltungsträger 10 angeordneten metallischen Partikel bzw. Teilchen zumindest teilweise freigelegt worden sind, so dass diese als Keimzelle für einen nachfolgenden Beschichtungsvorgang (Galvanik) der Durchgangsöffnung 11 dienen können. When processing the circuit board 10 or the passage opening 11 through the laser beam 101 becomes the power of the laser beam 101 such by the laser beam device 100 regulated that the material of the circuit board 10 , in particular the plastic, merely melted, but not evaporated. The laser beam 101 occurs, therefore, from the front 15 of the circuit board 10 fro in the material of the circuit board 10 a, wherein the material of the circuit substrate 10 in the area of the surface sections 22 is melted. It is essential that this molten material at least partially in the area of the surfaces 21 of the first cross section 13 is displaced, such that at least an approximately circular or round contour or an at least circular or round second cross-section 17 established. It is also essential that due to the processing of the laser beam 101 in the area of the wall of the contour 18 in the circuit carrier 10 arranged metallic particles or particles have been at least partially exposed, so that this as a seed cell for a subsequent coating process (electroplating) of the through hole 11 can serve.

In der 5 sind nochmals die wesentlichen Fertigungsschritte zum Erzeugen einer Durchkontaktierung 1 dargestellt. Hierbei findet in einem ersten Schritt 30 die Fertigung des Schaltungsträgers 10 mit der Durchgangsöffnung 11 und dem ersten Querschnitt 13 statt. Anschließend findet in einem zweiten Schritt 40 die angesprochene Bearbeitung der Durchgangsöffnung 11 durch den Laserstrahl 101 statt, wobei der zweite Querschnitt 17 in der Durchgangsöffnung 11 erzeugt wird. Zuletzt findet in einem dritten Schritt 50 eine anschließende Beschichtung der den zweiten Querschnitt 17 aufweisenden Durchgangsöffnung 11 mit an sich bekannten Verfahren, z.B. einem galvanischen Beschichtungsverfahren statt, damit die Durchgangsöffnung 11 zur Ausbildung einer Durchkontaktierung 1 mit einer elektrisch leitenden, metallischen Schicht 20 ausgestattet wird, wie dies in der 6 dargestellt ist. In the 5 are again the essential manufacturing steps to create a via 1 shown. Hereby takes place in a first step 30 the production of the circuit board 10 with the passage opening 11 and the first cross section 13 instead of. Subsequently takes place in a second step 40 the mentioned processing of the passage opening 11 through the laser beam 101 instead, the second cross section 17 in the passage opening 11 is produced. Last will take place in a third step 50 a subsequent coating of the second cross section 17 having passage opening 11 with known methods, such as a galvanic coating process instead, so that the through hole 11 for the formation of a via 1 with an electrically conductive, metallic layer 20 is equipped, as in the 6 is shown.

Das soweit beschriebene Verfahren bzw. der Schaltungsträger 10 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der erste Querschnitt 13 nicht sternförmig, sondern eine andere Form aufweist. The method described so far or the circuit carrier 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. In particular, it may be provided that the first cross section 13 not star-shaped, but has a different shape.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007016473 A1 [0002] DE 102007016473 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Durchkontaktierung (1) an einem Schaltungsträger (10), wobei der Schaltungsträger (10) zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff mit in dem Kunststoff angeordneten metallischen Teilchen besteht, und wobei in einem ersten Schritt (30) ein Schaltungsträger (10) mit einer Durchgangsöffnung (11) mit einem ersten Querschnitt (13) mit einer Längsachse (12) erzeugt wird, wobei die Durchgangsöffnung (11) in einem zweiten Schritt (40) mittels eines Laserstrahls (101) unter Ausbildung eines zweiten Querschnitts (17) bearbeitet wird, um die metallischen Teilchen an der Oberfläche des Schaltungsträgers (10) im Bereich der Durchgangsöffnung (11) freizulegen, und dass in einem dritten Schritt (50) die Durchgangsöffnung (11) mit dem zweiten Querschnitt (13) durch ein Beschichtungsverfahren zumindest bereichsweise metallisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Querschnitt (13) der Durchgangsöffnung (11) vorzugsweise als zylindrischer Querschnitt ausgebildet wird, und dass der Laserstrahl (101) zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse (12) der Durchgangsöffnung (11) auf die dem Laserstrahl (101) zugewandte Stirnseite (15) des Schaltungsträgers (10) zumindest teilweise auf einen unmittelbar dem ersten Querschnitt (13) benachbarten Bereich ausgerichtet wird, so dass zur Ausbildung des zweiten Querschnitts (17) Material außerhalb des ersten Querschnitts (13) aufgeschmolzen wird.Method for producing an electrically conductive via ( 1 ) on a circuit carrier ( 10 ), wherein the circuit carrier ( 10 ) consists at least substantially of plastic with arranged in the plastic metallic particles, and wherein in a first step ( 30 ) a circuit carrier ( 10 ) with a passage opening ( 11 ) with a first cross section ( 13 ) with a longitudinal axis ( 12 ), wherein the passage opening ( 11 ) in a second step ( 40 ) by means of a laser beam ( 101 ) forming a second cross-section ( 17 ) is processed to the metallic particles on the surface of the circuit substrate ( 10 ) in the region of the passage opening ( 11 ) and that in a third step ( 50 ) the passage opening ( 11 ) with the second cross section ( 13 ) is metallized at least in regions by a coating method, characterized in that the first cross section ( 13 ) of the passage opening ( 11 ) is preferably formed as a cylindrical cross-section, and that the laser beam ( 101 ) at least substantially parallel to the longitudinal axis ( 12 ) of the passage opening ( 11 ) on the laser beam ( 101 ) facing end face ( 15 ) of the circuit carrier ( 10 ) at least partially to a directly the first cross-section ( 13 ) is aligned adjacent area, so that for the formation of the second cross section ( 17 ) Material outside the first cross section ( 13 ) is melted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Laserstrahl (101) erzeugte zweite Querschnitt (17) bereichsweise innerhalb des ersten Querschnitts (13) der Durchgangsöffnung (11) angeordnet ist. Method according to claim 1, characterized in that that of the laser beam ( 101 ) generated second cross section ( 17 ) in regions within the first cross section ( 13 ) of the passage opening ( 11 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (101) derart eingestellt wird, dass das Material des Schaltungsträgers (10) zumindest im Wesentlichen nur aufgeschmolzen wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the laser beam ( 101 ) is set such that the material of the circuit carrier ( 10 ) is at least substantially only melted. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgeschmolzene Material teilweise in den ersten Querschnitt (13) der Durchgangsöffnung (11) verdrängt wird. A method according to claim 3, characterized in that the molten material partially in the first cross section ( 13 ) of the passage opening ( 11 ) is displaced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Laserstahl (101) ein zumindest im Wesentlichen zylindrischer, runder zweiter Querschnitt (17) erzeugt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that by the laser steel ( 101 ) an at least substantially cylindrical, round second cross-section ( 17 ) is produced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Laserstrahl (101) ein Laserstrahl (101) mit einem Strahldurchmesser (d) von etwa 300µm verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as a laser beam ( 101 ) a laser beam ( 101 ) is used with a beam diameter (d) of about 300μm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Querschnitt (13) ein sternförmiger Querschnitt verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that as a first cross section ( 13 ) a star-shaped cross-section is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Querschnitt (17) eine größere Querschnittfläche aufweist als der erste Querschnitt (13).Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that as a second cross-section ( 17 ) has a larger cross-sectional area than the first cross-section ( 13 ). Baugruppe, insbesondere MID-Baugruppe, umfassend einen Schaltungsträger (10), der nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erzeugt ist. Assembly, in particular MID assembly, comprising a circuit carrier ( 10 ) produced by a method according to any one of claims 1 to 8. Baugruppe nach Anspruch 9 als Bestandteil einer Kraftfahrzeugkomponente.An assembly according to claim 9 as part of a motor vehicle component.
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CN111390393A (en) * 2020-04-23 2020-07-10 广州大学 Method for processing micro-holes of atomization sheet by laser

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DE102007016473A1 (en) 2007-04-05 2008-10-09 Robert Bosch Gmbh Connection unit for a pressure measuring cell

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