DE10312157A1 - Multilayer circuit board e.g. for electrical and computer technology especially computer back-planes, uses metallization consisting of through-boring passing through circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Leiterplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu ihrer Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The invention relates to a multilayer Printed circuit board according to the preamble of claim 1 and a method for their manufacture according to the preamble of claim 5.
Mehrlagige Leiterplatten sind in der Elektro- und Computertechnik weit verbreitet und dienen der Stromversorgung und der Signalübertragung zwischen elektronischen Bauelementen und Baugruppen. Ein wichtiges Einsatzgebiet solcher mehrlagiger Leiterplatten sind Computer-Rückverdrahtungsplatten (backplanes).Multi-layer circuit boards are in of electrical and computer technology widely used and serve the power supply and signal transmission between electronic components and assemblies. An important Such multilayer printed circuit boards are used in computer back-wiring boards (Backplanes).
Zur Verbindung von Leiterbahnen in unterschiedlichen Leiterbahnlagen wiesen solche Leiterplatten Durchkontaktierungen auf. Diese Durchkontaktierungen bestehen jeweils aus einer Bohrung, deren Wandung metallisiert ist, wobei diese zumeist zylinderförmige Metallschicht in Kontakt mit den zu verbindenden Leiterbahnen steht.For connecting conductor tracks in Such printed circuit boards had plated-through holes in different conductor track positions on. These vias each consist of a hole, whose wall is metallized, this mostly cylindrical metal layer is in contact with the interconnects to be connected.
Aufgrund der immer höher werdenden Verarbeitungsgeschwindigkeiten wird auch zunehmend an die Leiterplatte die Anforderung gestellt, hohe Taktfrequenzen übertragen zu können. Hierbei ist es häufig ausreichend, dass nur ein Teil der Verbindungen sehr hohe Frequenzen verarbeiten kann, während ein anderer Teil der Verbindungen diese Bedingung nicht erfüllen muss.Because of the ever increasing Processing speeds are also increasing at the circuit board made the requirement to be able to transmit high clock frequencies. in this connection it is common sufficient that only a part of the connections very high frequencies can process while a other part of the connections does not have to meet this condition.
Ein Problem bei der Übertragung
hoher Frequenzen sind die parasitären Kapazitäten der Leiterplatte. Einen
wesentlichen Anteil zu den parasitären Kapazitäten tragen die oben beschriebenen
Durchkontaktierungen bei. Diese Tatsache ist bekannt und wird zumeist
als "stub-Effekt" bezeichnet. Um die
parasitären
Kapazitäten
der Durchkontaktierungen möglichst
klein zu halten, sind verschiedene Möglichkeiten bekannt:
Eine
Möglichkeit,
die parasitären
Kapazitäten
der Durchkontaktierungen zu minimieren, besteht im sogenannten "Counterdrilling". Hierbei wird zunächst die
Durchkontaktierung in traditioneller Weise, nämlich durch Bohrung eines Loches
in die Leiterplatte und anschließendes galvanisches Metallisieren
der Bohrungswandung hergestellt. Durch nochmaliges koaxiales Bohren
wird dann die Höhe
der Metallisierung auf ihr absolutes Minimum reduziert, so dass
sie über
die zu verbindenden Leiterbahnlagen nicht mehr, oder nur noch geringfügig herausragt.
Diese Methode kann zwar in vielen Fällen zu einer Reduzierung der
parasitären
Kapazität
führen,
hat jedoch auch einige Nachteile. Zum einen kann diese Methode dann
nicht angewendet werden, wenn die jeweils oberste und unterste Leiterbahnlage
miteinander verbunden werden sollen, da dann natürlich die gesamte Höhe der Metallisierung
benötigt
wird. Weiterhin muss dieses Verfahren mit sehr hoher mechanischer Präzision durchgeführt werden,
was entsprechend zeitaufwendig und teuer ist.A problem with the transmission of high frequencies is the parasitic capacitance of the circuit board. The vias described above make a significant contribution to the parasitic capacitances. This fact is known and is mostly referred to as the "stub effect". Various options are known for keeping the parasitic capacitances of the vias as small as possible:
One possible way of minimizing the parasitic capacitances of the plated-through holes is the so-called "counter drilling". In this case, the plated-through hole is first produced in a traditional manner, namely by drilling a hole in the printed circuit board and then galvanically metallizing the wall of the hole. By repeated coaxial drilling, the height of the metallization is then reduced to its absolute minimum, so that it no longer or only slightly protrudes from the interconnect layers to be connected. Although this method can reduce parasitic capacitance in many cases, it also has some disadvantages. On the one hand, this method cannot be used if the top and bottom layers of the conductor track are to be connected to each other, since then the entire height of the metallization is of course required. Furthermore, this method must be carried out with very high mechanical precision, which is correspondingly time-consuming and expensive.
Eine weitere Möglichkeit, die parasitäre Kapazität der Durchkontaktierungen gering zu halten, besteht darin, die ihnen zugrunde liegenden Durchgangsbohrungen mit einem möglichst kleinen Durchmesser auszuführen. Doch auch hier ergeben sich wesentliche Nachteile: Zum einen ist das Herstellen entsprechender Durchgangsbohrungen mit kleinem Durchmesser häufig nur per Laser möglich, was natürlich im Verhältnis zu konventionellem Bohren aufwendig und teuer ist. Weiterhin ergibt sich das Problem, dass Bohrungen geringer Durchmesser ab einer gewissen Dicke der Leiterplatte nur sehr schwer oder überhaupt nicht galvanisch metallisiert werden können.Another way to measure the parasitic capacitance of the vias to keep it low is to make the underlying through holes with one if possible small diameter. But here too there are major disadvantages: the production of corresponding through holes with a small diameter frequently only possible with laser, which of course in relation to to conventional drilling is complex and expensive. Furthermore results the problem is that small diameter bores start from a certain point Thickness of the circuit board is very difficult or not at all galvanized can be.
Aus der
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine mehrlagige Leiterplatte zu schaffen, bei der mit geringem zusätzlichem Fertigungsaufwand eine deutliche Verringerung von parasitären Kapazitäten bei allen oder einem Teil der Durchkontaktierungen erreicht wird.Based on this state of the art it is an object of the invention to provide a multilayer printed circuit board, with the with little additional manufacturing effort a significant reduction in parasitic capacities in all or part the vias are reached.
Diese Aufgabe wird mit einer Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is done with a circuit board solved with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße mehrlagige Leiterplatte ist im wesentlichen wie konventionelle mehrlagige Leiterplatten aufgebaut. Die Durchkontaktierungen bestehen auch hier aus Bohrungen, deren Wandungen metallisiert, vorzugsweise verkupfert sind. Im Gegensatz zu bisherigen Leiterplatten ist die Wandung der Metallisierung jedoch durchbrochen, so dass kein kompletter Hohlleiter mehr vorliegt und die Fläche der Metallisierung insgesamt reduziert wird, was zu einer merklichen Absenkung der parasitären Kapazität führt.The multilayer printed circuit board according to the invention is essentially like conventional multilayer printed circuit boards built up. The vias consist of holes, the walls of which are metallized, preferably copper-plated. In contrast however, the wall of the metallization is the same as that of previous circuit boards perforated so that there is no longer a complete waveguide and the area the overall metallization is reduced, which leads to a noticeable Reduction of the parasitic capacitance leads.
Ausgehend von einer konventionellen Leiterplatte kann das erfindungsgemäße Merkmal gemäß Anspruch 2 leicht dadurch verwirklicht werden, dass zu der Durchgangsbohrung eine diese überlappende Zusatzbohrung vorgesehen ist, wobei durch diese Zusatzbohrung ein Teil der zuvor aufgetragenen Metallschicht zerstört wird. Somit muss ausgehend von einer konventionellen Leiterplatte nur ein weiterer, mechanisch relativ einfacher Schritt durchgeführt werden, um die verbesserte Leiterplatte mit dem entsprechend verbesserten Hochfrequenzverhalten zu erhalten. Die Aufwand- und Kostensteigerung gegenüber einer herkömmlichen Leiterplatte ist damit gering.Starting from a conventional Printed circuit board can have the inventive feature according to claim 2 can be easily realized by going to the through hole an additional hole overlapping this is provided, with part of the previously through this additional bore applied metal layer is destroyed. So must start from a conventional circuit board only another, mechanically relatively simple step can be taken to get the improved Printed circuit board with the correspondingly improved high-frequency behavior to obtain. The effort and cost increase compared to one usual PCB is small.
Nach Anspruch 3 kann eine Zusatzbohrung mehreren Durchgangsbohrungen zugeordnet sein, was den zusätzlichen Herstellungsaufwand weiter verringert.According to claim 3, an additional hole can have several Through holes can be assigned, which means the additional manufacturing effort further decreased.
In den Ansprüchen 7 bis 10 sind bevorzugte Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leiterplatte angegeben.In claims 7 to 10 are preferred methods specified for the manufacture of a circuit board according to the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Preferred embodiments result from the further subclaims.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be referenced explained in more detail on the drawings using exemplary embodiments. It demonstrate:
Senkrecht zu den Leiterbahnlagen
erstreckt sich die runde Durchgangsbohrung
The round through hole extends perpendicular to the conductor track layers
Die
In
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer
erfindungsgemäßen Leiterplatte
wird nun auch mit Bezug auf die
Nach der Beschichtung der Durchgangsbohrungen
werden die Durchgangsbohrungen überlappenden
Zusatzbohrungen in die Leiterplatte eingebracht, wodurch ein Teil
der zuvor aufgebrachten Metallschicht in den entsprechenden Durchgangsbohrungen
zerstört
wird. Hierbei kann auch eine Zusatzbohrung
In vielen Anwendungsfällen wird es nicht notwendig sein, sämtliche Durchkontaktierungen einer Leiterplatte erfindungsgemäß auszugestalten, sondern nur diejenigen, die Teil einer Hochgeschwindigkeitsleitung sind. In diesem Fall ist dann nicht jeder Durchgangsbohrung eine Zusatzbohrung zugeordnet, sondern nur einigen.In many use cases it shouldn't be necessary all To design through-plating of a printed circuit board according to the invention, but only those that are part of a high speed line are. In this case, not every through hole is one Additional hole assigned, but only some.
Zur Verbesserung der mechanischen
Stabilität
der Metallschicht ist es möglich,
die bereits metallisierten Durchgangsbohrungen vor Anbringen der Zusatzbohrung
mit einem stabilisierenden Material, beispielsweise mit Lot zu füllen. Hierdurch
ergibt sich eine Struktur, wie sie in
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003112157 DE10312157A1 (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Multilayer circuit board e.g. for electrical and computer technology especially computer back-planes, uses metallization consisting of through-boring passing through circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2003112157 DE10312157A1 (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Multilayer circuit board e.g. for electrical and computer technology especially computer back-planes, uses metallization consisting of through-boring passing through circuit board |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10312157A1 true DE10312157A1 (en) | 2004-10-07 |
Family
ID=32945980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003112157 Withdrawn DE10312157A1 (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Multilayer circuit board e.g. for electrical and computer technology especially computer back-planes, uses metallization consisting of through-boring passing through circuit board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10312157A1 (en) |
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-
2003
- 2003-03-19 DE DE2003112157 patent/DE10312157A1/en not_active Withdrawn
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