DE10221552A1 - Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper sowie Verfahren zu dessen Herstellung

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörpers, umfassend die folgenden Schritte: DOLLAR A a) Bereitstellen eines Leiterplatten-Rohlings (1), welcher eine Trägerplatte (2) und mindestens eine zur Führung von Leistungsströmen hinsichtlich der Dicke geeignete, elektrisch leitende, mit der Trägerplatte (2) flächig verbundene Leitungsschicht (3) aufweist, DOLLAR A b) Entfernen eines Teils der mindestens einen Leitungsschicht (3) zur Schaffung eines Signalschaltkreis-Bereichs (6) durch einen ersten Ätzprozess, DOLLAR A c) Auffüllen des Bereichs, an dem die mindestens eine Leitungsschicht (3) entfernt wurde, mit einer Kunstharzmasse (11) und DOLLAR A d) Aufbauen von Signal-Leiterbahnen (16) auf der Kunstharzmasse (11).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper für integrierte Hochstrom- und Signalstrom-Anwendungen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Im Automobilbereich wird zunehmend Leistungselektronik eingesetzt, um die Umweltverträglichkeit, die Leistungsfähigkeit, die Sicherheit und den Komfort der Kraftfahrzeuge zu erhöhen. Als Beispiele seien beheizte Katalysatoren, Start-Stopp-Funktionen, Standautomatisierungen und aktive Fahrwerke genannt. Zur Erreichung dieser Ziele müssen mechatronische Systeme eingesetzt werden, mit denen über das 12 Volt/42 Volt Bordnetz und Hochleistungs-Netzteile benötigte Leistungen bedarfsgerecht und mit einem hohen Wirkungsgrad zur Verfügung gestellt werden, wobei Ströme von mehr als 600 A gehandhabt werden müssen. Die erforderlichen Leiterplatten müssen deshalb die Fähigkeit besitzen, hohe Ströme für hohe Leistungen und gleichzeitig geringe Ströme mit schnellen Taktzeiten für Signale zu transportieren.
  • In der Vergangenheit haben sich zwei verschiedene Lösungen dieses Problems herausgebildet. Bei einer Lösung werden zwei Schaltkreise auf zwei getrennten Leiterplatten vorgesehen. Die beiden getrennten Leiterplatten müssen dann über mechanische Verbindungssysteme, wie z. B. Long- und Short-Stiftverbindungen und die Schwall-Löttechnik, verbunden werden. Dies ist teuer und platzaufwendig. Bei der anderen Lösung wird auf einer Leiterplatte, z. B. auf der Oberseite, der Signalschaltkreis untergebracht. Auf der anderen Seite der Leiterplatte wird der Leistungsschaltungskreis untergebracht. Die Verbindung der zwei Schaltkreise wird über mechanische Short-Stiftverbindungen und Schwall-Löten erreicht, da die Löcher nicht durchmetallisiert sind. Auch diese Lösung ist kostenaufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrlagen-Leiterplatten- Verbundkörper sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, auf dem elektronische Signalschaltungen und Leistungsschaltungen möglichst kompakt integriert sind.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, einen Leiterplatten-Rohling mit einer Trägerplatte vorzusehen, wobei auf mindestens einer Seite der Trägerplatte eine Dickkupfer-Leitungsschicht vorgesehen ist. In einem Bereich, der den Signalschaltkreis-Bereich bildet, wird durch einen ersten Ätzprozess die Leitungsschicht vollständig entfernt. Der verbleibende Teil der Leitungsschicht bildet den Leistungsschaltkreis-Bereich. Nachdem die Leitungsschicht entfernt worden ist, wird die Ausnehmung planar mit einer Kunstharzmasse gefüllt. Im Anschluss daran werden auf der getrockneten Kunstharzmasse Signal-Leiterbahnen aus Kupfer aufgebaut.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
  • Fig. 1 einen ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörpers,
  • Fig. 2 einen zweiten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 3 einen dritten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 4 einen vierten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 5 einen fünften Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 6 einen sechsten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 7 einen siebten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 8 einen achten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 9 einen neunten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 10 einen zehnten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 11 einen elften Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 12 einen zwölften Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
  • Fig. 13 einen dreizehnten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzelnen Verfahrensschritte die Herstellung eines Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörpers beschrieben. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt wird von einem in Fig. 1 dargestellten Leiterplatten-Rohling 1 ausgegangen. Dieser weist eine elektrisch isolierende Trägerplatte 2, die aus einem sogenannten Prepreg, insbesondere einem Prepreg vom Typ FR4, besteht, auf. Die Trägerplatte 2 besteht somit aus einem mit Epoxydharz getränkten Glasgewebe. Auf der Oberseite und auf der Unterseite der Trägerplatte 2 ist jeweils flächig eine Leitungsschicht 3 befestigt. Die Leitungsschicht 3 kann auch nur auf einer Seite der Trägerplatte 2 vorgesehen sein. Die Leitungsschicht 3 besteht vorzugsweise aus Kupfer und weist eine Dicke DL auf für die gilt: 150 µm ≤ DL ≤ 600 µm, insbesondere 210 µm ≤ DL ≤ 400 µm, besonders vorteilhaft DL ≍ 400 µm. Die Leiterplatten-Rohlinge 1 sind zum Teil im Handel erhältlich. Sie können auch durch Verpressen von zwei entsprechend dicken Leitungsschichten 3 mit einer Trägerplatte 2 erzeugt werden.
  • Gemäß einem zweiten, in Fig. 2 dargestellten Verfahrensschritt wird auf den jeweils außenliegenden Oberflächen der beiden Leitungsschichten 3 eine Schicht eines UV-Fotofeststoffresists 4 aufgetragen. Hierbei handelt es sich um eine UV-Licht empfindliche Folie, die auf die Leitungsschichten 3 auflaminiert wird.
  • Gemäß einem dritten, in Fig. 3 dargestellten Verfahrensschritt wird der Fotoresist 4 zur Bildung der entsprechenden Leiterbahnstrukturen belichtet und anschließend entwickelt, sodass, wie in Fig. 3 dargestellt, Bereiche 5 verbleiben, bei denen die Leitungsschicht 3 nicht durch Fotoresist 4 bedeckt ist.
  • Gemäß einem vierten, in Fig. 4 dargestellten Verfahrensschritt wird der Leiterplatten-Rohling 1 gemäß Fig. 3 einem Rückätzprozess unterworfen, bei dem die Bereiche der Dickkupferschicht 3, die nicht durch Fotoresist 4 geschützt sind, vollständig entfernt werden, d. h. es wird bis zur Trägerplatte 2 geätzt. Bei der oberen Leitungsschicht 3 entstehen hierdurch zwei Bereiche, nämlich in der linken Hälfte ein Signalschaltkreis-Bereich 6 sowie ein daran angrenzender Leistungsschaltkreis-Bereich 7 in der rechten Hälfte. Die untere Leitungsschicht 3 ist nur als Leistungsschaltkreis-Bereich 8 ausgebildet. Im Bereich des Signalschaltkreis-Bereichs 6 ist die Leitungsschicht 3 vollständig entfernt, sodass dort die plane Trägerplatte 2 hervorscheint. Im Bereich der Leistungsschaltkreis-Bereiche 7 und 8 sind durch den Ätzvorgang Gräben 9 gebildet, die Leistungs-Leiterbahnen 10 der Dicke DL voneinander isolierend trennen. Als Ätzmedium kommen saures Kupfer(II)Chlorid, saures Eisen(III)Chlorid oder alkalischer Ammoniak in Frage. Der Ätzprozess wird vorzugsweise in horizontalen oder vertikalen Präzisions-Durchlaufätzanlagen durchgeführt. In diesem Ätzprozess werden die Leistungsschaltkreise in den Bereichen 7 und 8 bereits hergestellt.
  • Gemäß einem weiteren, in Fig. 5 dargestellten Verfahrensschritt wird das Fotoresist 4 entfernt, sodass die in Fig. 5 dargestellte Struktur entsteht.
  • Gemäß einem sechsten, in Fig. 6 dargestellten Verfahrensschritt werden die in Fig. 5 dargestellten, durch den Ätzprozess erzeugten Vertiefungen, d. h. die Gräben 9 sowie die Vertiefung im Bereich des Signalschaltkreis- Bereichs 6 mit einer Kunstharzmasse 11 planar ausgefüllt. Das Ausfüll- Verfahren ist detailliert in der DE 101 26 002 A1 (entspr. US Ser. No. 10/003 296) beschrieben, auf die hiermit zur genaueren Erläuterung verwiesen wird. Bei der Kunstharzmasse 11 handelt es sich bevorzugt um ein Epoxidharz oder Acrylatharz. Die Kunstharzmasse 11 soll kein Lösungsmittel enthalten, beim Aushärten nicht schrumpfen, thermisch oder mittels Belichten mit UV-Licht aushärtbar sein und darüber hinaus kalt verarbeitet werden können. Wichtig ist, dass die Kunstharzmasse 11 die Ausnehmungen und Gräben ohne Freilassung von Räumen und ohne die Bildung von Blasen ausfüllt, um sicherzustellen, dass zwischen benachbarten Leiterbahnen der Leistungsschaltkreise derselben Leiterplattenlage und den in einem späteren Prozessschritt in der weiterentwickelten SBU (Sequential Build Up)-Technik aufgebrachten Leiterbahnen der Signalschaltkreise eine ausreichende und definierte Isolation besteht. Zum anderen müssen die mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften der Kunstharzmasse 11 derart sein, dass im weiteren Verfahrensablauf im mechanischen CNC-Bohrprozess, im chemischen und galvanischen Durchkontaktierungsprozess und im galvanischen Verkupfungsprozess die Durchkontaktierungs-Löcher fehlerfrei gebohrt, mit Kupfer chemisch und galvanisch durchkontaktiert werden und im Bereich der Signalschaltkreise die Kupferleiterbahnen haftfest für alle Reflow- und Wellenlötprozesse stabil auf den Kunstharzflächen aufgebaut werden können.
  • Zum Füllen der Gräben und Vertiefungen der Tiefe DL mit Kunstharzmasse 11 werden verschiedene Verfahren eingesetzt. Bei dem Schablonendruckverfahren wird analog dem Lotpastendruck eine Blech- oder Stahlschablone verwendet. Durch diese wird die Kunstharzmasse 11 mit einem Rakel in die Ausnehmungen gedrückt, sodass die Vertiefungen vollständig ausgefüllt werden. Die Leistungs-Leiterbahnen 10 werden dabei flächig mit einer 0 µm bis 150 µm dicken Kunstharzschicht beschichtet.
  • Bei dem Walzenbeschichtungsverfahren kommt eine Hole-Plugging- Walzen-Beschichtungs-Anlage zum Einsatz, bei der die Leiterbahnen 10 der Dicke DL über eine Harzwelle geführt werden. Dabei werden die Vertiefungen von unten mit Kunstharzmasse 11 gefüllt. Die ebenfalls beschichteten Kupfer-Oberflächen werden durch ein nachgeschaltetes Rakelsystem flächig abgezogen. Anschließend erfolgt ein Härten der Kunstharzmasse 11. Bei einem Ein-Komponenten-Epoxid-Kunstharz erfolgt die Aushärtung thermisch im Umluftofen. Bei einem Ein-Komponenten-Acryl- Kunstharz erfolgt die Aushärtung durch UV-Strahlung. Im Anschluss daran werden die mit Kunstharzmasse 11 beschichteten Oberflächen soweit abgeschliffen, dass planare Flächen gebildet werden und die Kupfer- Leiterbahnen 10 der Dicke DL frei von Kunstharzmasse 11 sind.
  • Gemäß einem siebten, in Fig. 7 dargestellten Verfahrensschritt werden Durchkontaktierungs-Bohrungen 12 durch den Leiterplatten-Rohling 1 gebohrt. Hierbei werden die beiden Leitungsschichten 3 vollständig durchbohrt. Es kann ein Standard-CNC-Bohrverfahren mit einem CNC- Bohrautomaten verwendet werden. Alternativ können die Bohrungen 12 auch durch ein Wasserstrahl-Bohrverfahren erzeugt werden.
  • Im Anschluss daran wird die Oberfläche des Leiterplatten-Rohlings 1 einschließlich der Oberfläche der Durchkontaktierungs-Bohrungen 12 verkupfert. Das Verkupfern erfolgt zunächst chemisch und wird dann galvanisch verstärkt. Zum ganzflächigen Aufbau einer metallischen Leitschicht auf den planaren Oberflächen der Leiterplatte, d. h. auf den Kupfer- Leiterbahnen 10 sowie auf der Kunstharzmasse 11, werden bekannte chemische, stromlose Verkupferungsverfahren eingesetzt. Diese erzeugen Kupferschichtdicken bevorzugt von 0,5 µm bis 5 µm. Hierdurch entsteht auf der gesamten Oberfläche des Leiterplatten-Rohlings 1 eine Kupferschicht 13. Eine galvanische Nachverstärkung bis zu einer Kupferschichtdicke von 1 µm bis 5 µm kann wahlweise durchgeführt werden. Die Prozesse können sowohl in horizontalen Durchlaufanlagen als auch in vertikalen Tauchanlagen durchgeführt werden. Durch abgestimmte chemische Vorbehandlungsschritte, z. B. einen Desmear-Prozess, werden porenfreie, haftfeste Kupfer-Leitschichten auf der gesamten Leiterplatte gebildet.
  • Gemäß einem achten, in Fig. 8 dargestellten Verfahrensschritt wird eine Festresistfolie 14 als Galvanoresist auf beide Seiten der Leiterplatte auflaminiert. Aufgrund der planen Oberfläche ist die Befestigung der Festresistfolie 14 unproblematisch. Die Festresistfolie 14 bedeckt auch die Bohrungen 12.
  • Gemäß einem neunten, in Fig. 9 dargestellten Verfahrensschritt erfolgt eine UV-Fotostrukturierung der Festresistfolie 14 in einem Belichtungsautomat mittels eines Positiv-Filmes. Der Durchmesser der Durchkontaktierungs-Bohrungen 12 ist aufgrund des sogenannten Pattern Plating nicht begrenzt. Die Bohrungen 12 werden nicht mit Fotoresist getentet, sodass keine Durchbruchsgefahr bei großen Bohrungen 12, wie beim Panel Plating, besteht. Ein Vorteil der Optik basierten Erzeugung des Signalschaltkreis-Bereichs 6, der auch aus mehreren voneinander getrennten Bereichen bestehen kann, und des Leistungsschaltkreis-Bereichs 7 besteht darin, dass die Übergangszonen beliebig gewählt werden können. So braucht die Grenzlinie 15 zwischen den Bereichen 6 und 7 nicht geradlinig zu verlaufen; sie kann auch gekrümmt oder mit einem sonstigen Kurvenverlauf verlaufen. Die Bereiche 6 und 7 können darüber hinaus unmittelbar aneinander angrenzen, ohne dass ein nicht nutzbarer Zwischenbereich entsteht.
  • Gemäß einem zehnten, in Fig. 10 dargestellten Verfahrensschritt erfolgt eine galvanische Verkupferung der durch die Festresistfolie 14 nicht geschützten Bereiche. Hierbei werden im Bereich 6 die Signal-Leiterbahnen 16 aus Kupfer gebildet. Gleichzeitig erfolgt die Bildung einer Kupferschicht 17 auf der Innenseite der Bohrungen 12, sodass eine Durchkontaktierung zwischen den beiden Leitungsschichten 3 entsteht. Durch den Galvanisierungsprozess werden die Signal-Leiterbahnen 16 der Dicke DS auf der dünnen Kupferschicht 13 aufgebaut. Gleichzeitig werden die Leistungs-Leiterbahnen 10 um eine Kupferschicht 17 der Dicke DS verstärkt. Für DS gilt: 10 µm ≤ DS ≤ 150 µm, insbesondere 35 µm ≤ DS ≤ 105 µm, besonders vorteilhaft DS ≍ 35 µm. Es erfolgt vorzugsweise ein Aufbau von 25 µm Kupfer, bei Bedarf 50 µm bis 100 µm Kupfer. Anschließend erfolgt der Aufbau von vorzugsweise 4 µm Zinn, bei Bedarf 1 µm bis 20 µm Zinn als Metall-Ätzresist.
  • Gemäß einem elften, in Fig. 11 dargestellten Verfahrensschritt wird die Foto-Festresistfolie 14 entfernt. Im Signalschaltkreis-Bereich 6 entstehen nun die Signalschaltkreise mit den Signal-Leiterbahnen 16 mit einer Dicke DS. Bei den Leistungsschaltkreis-Bereichen 7 und 8 verbleiben die Leistungs-Leiterbahnen 10 mit einer Dicke DS + DL. Die Entfernung der Festresistfolie 14 erfolgt standardmäßig mittels alkalischer Strippermedien vollständig und rückstandsfrei. Die Zinn-Ätzresistschichten werden mittels saurer Metallstripper ohne Angriff auf das Kupfer entfernt.
  • Gemäß einem zwölften, in Fig. 12 dargestellten Verfahrensschritt wird eine Schicht Fotolötstopplack 18 aufgetragen. Die Applikation des Fotolötstopplacks 18 wird in einem normalen Sprühverfahren, in einem elektrostatischen Sprühverfahren oder nach einem Vorhanggießverfahren durchgeführt. Diese Verfahren ermöglichen es, dass sowohl die eingebetteten Leistungsschaltkreise der Dicke DL + DS als auch die feinen Signalschaltkreise der Dicke DS auf den Oberflächen und an den Kanten vollständig mit Lack beschichtet werden. Aufgrund der gleichmäßigen, relativ dünnen Lackschichtdicken können auch im Bereich der Signalschaltkreise fototechnisch die geforderten feinen Lötstopplackstrukturen, 100 µm Stege zwischen Pads, erzeugt werden. Im Anschluss daran werden standardgemäß die folgenden Endoberflächen hergestellt: HAL (Heat Air Leveling), OSP (Organics Service Protection), Chemisch-Nickel-Gold, Chemisch-Zinn.
  • Gemäß einem dreizehnten, in Fig. 13 dargestellten Verfahrensschritt wird im Bereich der Grenzlinie 15 ein Biegegraben 19 durch die Kunstharzmasse 11 und die Trägerplatte 2 gefräst, sodass der Signalschaltkreis-Bereich 6 und der Leistungsschaltkreis-Bereich 7 nur noch durch die untere Leitungsschicht 3 miteinander verbunden sind. Der Biegegraben 19 verläuft vorzugsweise geradlinig und weist vorzugsweise eine Breite von 5 bis 15 mm auf. Der unterhalb des Biegegrabens 19 angeordnete Abschnitt 20 der unteren Leitungsschicht 3 erstreckt sich nicht geschlossen über die gesamte Breite der Trägerplatte 2. Vielmehr sind in ihm einzelne Kontakt- Leiterbahnen ausgebildet. In Fig. 13 ist eine durchgehende Kontakt- Leiterbahn im Querschnitt dargestellt. Die Kontakt-Leiterbahnen ermöglichen zusammen mit den durchkontaktierten Bohrungen 12 eine elektrische Verbindung zwischen den Signalschaltkreisen 6 und den Leistungsschaltkreisen 7 und 8. Im Bereich des Biegegrabens 19 kann der fertige Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper nach planaren Bestückungs- und Lötprozessen um 90° bis 180° gebogen werden und in ein optimiertes Gehäuse eingebaut werden. Teilweise kann bis auf eine Basismaterialrestdicke von 20 bis 200 µm gefräst werden.
  • Durch den erfindungsgemäßen Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper entstehen zahlreiche Vorteile, wie ein kleineres Volumen, ein niedrigeres Gewicht, geringere Kosten des Gesamtsystems, eine Verringerung der Systemverkabelung und Montagevorteile aufgrund der Integration von verschiedenen Baugruppen. Grundsätzlich können bei allen hier beschriebenen Verfahren Signalschaltkreise der Dicke DS und Leistungsschaltkreise der Dicke DL auf beiden Seiten der Trägerplatte 2, d. h. sowohl auf der Toplage als auch auf Buttonlage vorgesehen sein. Auch ein mehrschichtiger, d. h. mehr als dreischichtiger, Aufbau ist möglich. Die in den Figuren dargestellten Dicken der Schichten und Beschichtungen sind nicht maßstabsgetreu. Die Leistungsströme in den Leistungsschaltkreisen betragen 1 A bis 1000 A, insbesondere 2 A bis 600 A. Die Signalströme in den Signalschaltkreisen betragen 0,1 mA bis 1000 mA, insbesondere 1 mA bis 500 mA.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagen-Leiterplatten- Verbundkörpers umfassend die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen eines Leiterplatten-Rohlings (1), welcher aufweist eine Trägerplatte (2) und mindestens eine zur Führung von Leistungsströmen hinsichtlich der Dicke geeignete, elektrisch leitende, mit der Trägerplatte (2) flächig verbundene Leitungsschicht (3),
b) Entfernen eines Teils der mindestens einen Leitungsschicht (3) zur Schaffung eines Signalschaltkreis-Bereichs (6) durch einen ersten Ätzprozess,
c) Auffüllen des Bereichs, an dem die mindestens eine Leitungsschicht (3) entfernt wurde, mit einer Kunstharzmasse (11) und
d) Aufbauen von Signal-Leiterbahnen (16) auf der Kunstharzmasse (11).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Ätzprozess außerhalb des Signalschaltkreis-Bereichs (6) ein Leistungsschaltkreis-Bereich (7) mit Leistungs-Leiterbahnen (10) geschaffen wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leitungsschicht (3) eine Dicke DL aufweist, für die gilt: 150 µm ≤ DL ≤ 600 µm, insbesondere 210 µm ≤ DL ≤ 400 µm, besonders vorteilhaft DL ≍ 400 µm.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Leiterbahnen (16) eine Dicke DS aufweisen, für die gilt: 10 µm ≤ DS ≤ 150 µm, insbesondere 35 µm ≤ DS ≤ 105 µm, besonders vorteilhaft DS ≍ 35 µm.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffüllen mit der Kunstharzmasse (11) durch ein Schablonendruckverfahren oder ein Walzenbeschichtungsverfahren erfolgt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatte (2) angeordnete Leitungsschichten (3) vorgesehen sind.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Ätzprozess Durchkontaktierungs-Bohrungen (12) zur Durchkontaktierung der ersten Leitungsschicht (3) mit der zweiten Leitungsschicht (3) erzeugt werden.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Durchkontaktierungs-Bohrungen (12) auf der Innenseite mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen werden.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Leiterbahnen (16) durch chemisches und/oder galvanisches Abscheiden von Kupfer aufgebaut werden.
10. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Signalschaltkreis-Bereich (6) und dem Leistungsschaltkreis- Bereich (7) ein Biegegraben (19) gefräst wird.
11. Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper gemäß Anspruch 11 mit
a) einem Leiterplatten-Rohling (1), welcher aufweist eine Trägerplatte (2) und mindestens eine elektrisch leitende, mit der Trägerplatte (2) flächig verbunden Leitungsschicht (3),
b) wobei die mindestens eine Leitungsschicht (3) Leistungs-Leiterbahnen (10) und Signal-Leiterbahnen (16) aufweist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008006495A1 (de) * 2008-01-29 2009-07-30 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Schaltungsträger, insbesondere Leiterkarte für elektrische Schaltungen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01266786A (ja) * 1988-04-18 1989-10-24 Sanyo Electric Co Ltd 混成集積回路の製造方法
EP0602258A1 (de) * 1992-12-14 1994-06-22 International Business Machines Corporation Leiterplatten mit lokal erhöhter Verdrahtungsdichte und konischen Bohrungen sowie Herstellungsverfahren für solche Leiterplatten
JPH06268355A (ja) * 1993-03-11 1994-09-22 Mitsubishi Electric Corp プリント配線板およびその製造方法
DE10126002A1 (de) * 2000-06-24 2002-01-31 Rotra Leiterplatten Produktion Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10106399C1 (de) * 2001-02-12 2002-09-05 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Schaltungsträgern mit groben Leiterstrukturen und mindestens einem Bereich mit feinen Leiterstrukturen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01266786A (ja) * 1988-04-18 1989-10-24 Sanyo Electric Co Ltd 混成集積回路の製造方法
EP0602258A1 (de) * 1992-12-14 1994-06-22 International Business Machines Corporation Leiterplatten mit lokal erhöhter Verdrahtungsdichte und konischen Bohrungen sowie Herstellungsverfahren für solche Leiterplatten
JPH06268355A (ja) * 1993-03-11 1994-09-22 Mitsubishi Electric Corp プリント配線板およびその製造方法
DE10126002A1 (de) * 2000-06-24 2002-01-31 Rotra Leiterplatten Produktion Mehrlagen-Leiterplatten-Verbundkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10106399C1 (de) * 2001-02-12 2002-09-05 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Schaltungsträgern mit groben Leiterstrukturen und mindestens einem Bereich mit feinen Leiterstrukturen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008006495A1 (de) * 2008-01-29 2009-07-30 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Schaltungsträger, insbesondere Leiterkarte für elektrische Schaltungen

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