DE10361087A1

DE10361087A1 - Gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE10361087A1
Application number: DE10361087A
Authority: DE
Inventors: Soek-Kyu Chaangjo Lee; Byoung-Youl Min; Hyun-Ju Geumjeong Jin; Jang-Kyu Kang
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2023-12-23
Also published as: KR100455890B1; US20040118602A1; DE10361087B4; KR20040057151A; US7326858B2

Abstract

Es wird eine gedruckte Schaltplatte offenbart, die vorteilhaft in Bezug auf eine hohe Kapazität durch Einbetten von Kondensatoren ist, die Polymerkondensatorpasten 105a, 105b mit hoher dielektrischer Konstante aufweisen, die an einer inneren Schicht (0) der gedruckten Schaltplatte geschichtet sind und anschließend in einem Zustand von einer B-Stufe halbgetrocknet werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft gedruckte Schaltplatten mit eingebetteten Kondensatoren und Verfahren zur Herstellung derselben. Genauer, die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eine gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren, die in Bezug auf eine hohe Kapazität vorteilhaft ist, die resultiert aus Beschichten einer hohen dielektrischen Konstante von einer Polymerkondensatorpaste an einer inneren Schicht der gedruckten Schaltplatte und Halbtrocknen der beschichteten Kondensatorpaste in einem Zustand der B-Stufe, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Beschreibung des Standes der Technik
Obwohl diskrete Chipwiderstände oder diskrete Chipkondensatoren im Allgemeinen auf eine gedruckte Schaltplatte (printed circuit board, PCB) montiert wurden, sind in den vergangenen Jahren PCBs mit passiven Komponenten in der Entwicklung, beispielsweise mit Widerständen oder Kondensatoren, die darin eingebettet sind.
Derartige eingebettete, passive Komponententechnologie für PCBs bettet passive Komponenten, beispielsweise Widerstände oder Kondensatoren, in das PCB mittels eines neuen Materials und Fertigungsprozesses ein und solchermaßen gefertigte passive Komponenten können als übliche Chipwiderstände und Chipkondensatoren wirken. Das PCB mit eingebetteten, passiven Komponenten bedeutet, dass die passiven Komponenten, beispielsweise Kondensatoren, in einer äußeren Schicht oder an einer inneren Schicht des PCB vergraben werden. Wenn Kondensatoren wie die passiven Komponenten unabhängig von der Größe der Platte in dem PCB eingelassen sind, wird dies "eingebetteter Kondensator" genannt. Ein derartiges PCB wird als PCB mit eingebettetem Kondensator bezeichnet. Das PCB mit eingebettetem Kondensator ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator inhärent als ein Teil des PCB angeordnet ist, und deshalb muss er nicht zusätzlich an einer Oberfläche der Platte montiert werden.
Zurzeit werden Techniken zur Herstellung des PCB mit eingebetteten Kondensator in drei Arten wie folgt klassifiziert.
Erstens ist ein Fertigungsprozess eines Kondensators der Polymerdickschicht-Art (polymer thick film, PTF) durch Auftragen und thermisches Aushärten (Trocknen) einer Polymerkondensatorpaste vorgesehen. Die Polymerkondensatorpaste wird an der inneren Schicht des PCB aufgetragen und anschließend getrocknet, an der eine Kupferpaste gedruckt und getrocknet ist, um Elektroden zu definieren, um dadurch den eingebetteten Kondensator herzustellen.
Zweitens ist von der Motorola, Inc., USA, ein Fertigungsprozess eines eingebetteten Kondensators der diskreten Art durch Auftragen eines keramikgefüllten fotodielektrischen Harzes an das PCB vorgesehen. Das fotodielektrische Harz, das Keramikpuder enthält, wird auf die Platte aufgebracht, an der eine Kupferfolie laminiert wurde, um jeweils eine obere und eine untere Elektrode zu definieren, wobei anschließend Schaltmuster gebildet werden und das fotodielektrische Harz geätzt wird, um den Kondensator der diskreten Art vorzubereiten.
Drittens ist von der Sanmina Corporation, USA, ein Fertigungsprozess eines Kondensators durch Einfügen einer dielektrischen Schicht mit Kapazitätseigenschaften in das PCB vorgesehen, der geeignet ist, einen Entkopplungskondensator zu ersetzen, der an dem PCB montiert ist. Die dielektrische Schicht, die eine Leistungselektrode und eine Erdungs- bzw. Masseelektrode umfasst, ist an die innere Schicht des PCBs laminiert, um als ein Entkopplungskondensator mit verteilter Leistung zu wirken.
Viele Anstrengungen zum Entwickeln verschiedener praktikabler Prozesse und zum Einfügen derartiger Prozesse wurden basierend auf den vorstehend erwähnten drei Techniken unternommen. Das PCB mit eingebettetem Kondensator wurde jedoch bis jetzt nicht aktiv gefertigt. Deshalb ist bis heute keine Standardtechnologie zur Fertigung des PCB mit eingebettetem Kondensator etabliert und eine kommerziell mögliche Prozesstechnologie wird immer noch untersucht.
Eine detaillierte Beschreibung einer gedruckten Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren und ein Herstellungsverfahren derselben gemäß den üblichen Techniken wird nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
In den 1a bis 1e wird abfolgend ein Herstellungsprozess einer gedruckten Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren des PTF-Typs gemäß einer ersten Ausführungsform der üblichen Techniken erläutert, bei dem die Polymerkondensatorpaste aufgetragen und getrocknet (oder ausgehärtet) wird, um einen Kondensator des PTF-Typs vorzubereiten.
Wie in 1a im Detail gezeigt wird, wird eine Kupferfolie, die aus FR-4 gebildet ist, an einer inneren Schicht 42 des PCB angebracht und ein Trockenfilm wird an der Kupferfolie aufgetragen, belichtet und entwickelt. Anschließend wird die Kupferfolie geätzt, um Kupferfolien 44a und 44b als positive Elektroden, Kupferfolien 43a und 43b als negative Elektroden und Zwischenräume dazwischen zu bilden.
In 1b werden die Kondensatorpasten 45a und 45b, die eine hohe dielektrische Konstante eines Keramikpulver enthaltenden Polymers umfassen, an den Kupferfolien 43a und 43b für die negative Elektrode durch Verwendung eines Siebdruckprozesses aufgetragen und anschließend getrocknet oder ausgehärtet. Hier wird der Siebdruckprozess durch Hindurchführen eines Mediums, beispielsweise einer Tinte, durch ein Schablonensieb mit Verwendung eines Pressprozesses durchgeführt, um Muster an die Oberfläche der Platte zu übertragen.
Auf diese Weise werden die Kondensatorpasten 45a und 45b an den Kupferfolien 43a und 43b sowie die Abstände zwischen den Kupferfolien 43a und 43b und den Kupferfolien 44a und 44b als positive Elektroden aufgetragen.
In 1c wird eine leitfähige Paste, beispielsweise Silber oder Kupfer, an den positiven Elektroden 46a und 46b durch eine Siebdruckprozess gebildet, und anschließend getrocknet oder ausgehärtet.
In 1d sind die Kondensatorschichten, die an der inneren Schicht 42 des PCB, wie vorstehend erwähnt, gebildet sind, zwischen die Isolationsschichten 47a und 47b gesetzt und anschließend laminiert. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugsziffern 48a und 48b Kupferschichten, die an den Isolationsschichten 47a und 47b angebracht sind.
In 1e werden Durchgangslöcher (through-holes, TH) und lasergeblendete Kontaktlöcher (laser blinded via holes, LBVH) 49a und 49b in den laminierten Schichten gebildet, durch die die Kondensatoren an der inneren Schicht der Platte mit den positiven Anschlüssen 51a und 51b und negativen Anschlüssen 50a und 50b der integrierten Schaltungschips (integrated circuit, IC) 52a und 52b verbunden sind, die an einer äußeren Schicht der Platte montiert sind und deshalb bei eingebetteten Kondensatoren eine Rolle spielen.
Der vorstehende Herstellungsprozess gemäß der ersten Ausführungsform üblicher Techniken leidet allerdings unter einer Rissbildung der Kondensatorpasten 45a und 45b an den Endbereichen der positiven Elektroden 46a und 46b.
Die 2a und 2b sind Ansichten zur Erklärung der Schwierigkeiten der PCBs, die gemäß den 1a bis 1e hergestellt wurden.
Wenn die Kondensatorplatten 45a und 45b an den Kupferfolien 43a und 43b als negative Elektroden wie in 1b gedruckt und getrocknet werden, werden Risse "C", wie in 2a gezeigt, aufgrund der Dicke der beschichteten Kupferfolien 43a und 43b für negative Elektroden erzeugt. Im Fall des Eingefügtseins in das PCB, sollten die Kupferfolien nicht mehr als 18 μm (1/2 oz) oder 36 μm (1 oz) dick sein. Die vorstehend gedruckten Kondensatoren haben allerdings eine Dicke von 10 μm und deshalb reißen die Endbereiche der Kupferfolien 43a und 43b für die negativen Elektroden. Wenn die Kupferplatten 45a und 45b, die mit den Kupferfolien 44a und 44b als positive Elektroden verbunden sind, gedruckt werden, kann dadurch ein Kurzschluss zwischen den positiven Elektroden und den negativen Elektroden auftreten.
Der vorstehende Herstellungsprozess ist zusätzlich nachteilig in Bezug auf den ungleichmäßigen Isolationsabstand zwischen einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht, wie in 1e gezeigt wird.
Nachdem die eingebetteten Kondensatoren 45a und 45b mit den Isolationsschichten 47a und 47b gemäß dem in den 1a bis 1e gezeigten Prozess laminiert wurden, ist der Isolationsabstand (Abschnitt A) zwischen der ersten Schicht und dem Kondensator beträchtlich unterschiedlich von dem Isolationsabstand (Abschnitt B) zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, wie in 2b gezeigt wird. Zum Beispiel ist bei einer Laminierung einer Isolationsschicht von 80 μm Dicke der Isolationsabstand zwischen der ersten Schicht und den Kupferleistungselektroden 46a und 46b des Kondensators, die dem Abschnitt A entsprechen, im Bereich von 20–30 μm. Unterdessen fällt der Isolationsabstand zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, dem FR-4 Kern 42, oder der zweiten Schicht Kupferfolie, die dem Abschnitt B entsprechen, in den Bereich von 60–70 μm. Der Grund für die große Differenz im Isolationsabstand ist, dass die Kondensatorplatten 45a und 45b 10–15 μm dick und die Kupferplatten als Leistungselektroden 46a und 46b 10–15 μm dick sind. Ein derartiger Unterschied in dem Isolationsabstand zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht führt zu einer schlechten Impedanz der Signalschaltung in der ersten und in der zweiten Schicht.
Der vorstehende Prozess hat ferner den Nachteil der Erzeugung einer fremden Substanz durch Drucken und Trocknen der Kondensatorpasten 45a und 45b und der Kupferpasten 46a und 46b.
Das heisst, wenn die Kondensatorpasten 45a und 45b mit einer vorbestimmten Dicke von 10–15 μm gedruckt und bei 150°C oder höher für 30 bis 90 Minuten wie in 1b getrocknet werden, und anschließend die Kupferplatten 46a und 46b darauf gedruckt und getrocknet werden, werden häufig Hohlräume beim Trocknen in Folge der fremden Substanz erzeugt, wenn gedruckt wird. Derartige Hohlräume bewirken in der Schicht einen Kurzschluss zwischen den positiven Elektroden und den negativen Elektroden, wenn die Kupferpasten 46a und 46b, die mit den Kupferfolien 44a und 44b als positive Elektroden verbunden sind, gedruckt und an der Oberseite der Kondensatorplatten 45a und 45b getrocknet werden.
Alternativ wird unter Bezug auf die 3a bis 3f abfolgend ein Herstellungsprozess einer gedruckten Leiterplatte mit eingebetteten, diskreten Kondensatoren gemäß einer zweiten Ausführungsform üblicher Techniken gezeigt, bei der ein fotodielektrischer Harz an das PCB aufgetragen wird, um einen diskreten Kondensator zu bilden. Das keramikgefüllte fotodielektrische Harz wird auf eine innere Schicht des PCB aufgetragen, um den eingebetteten diskreten Kondensator vorzubereiten, der in dem US-Patent No. 6,349,456 beschrieben wird, patentiert für Motorola, Inc., dessen Inhalt hier als Referenz eingeschlossen ist.
In der 3a wird ein keramisches Pulver enthaltendes fotodielektrischer Harz 14 auf einen PCB 10 mit einer daran angebrachten leitfähigen Schicht 12 aufgetragen, und beschichtet und getrocknet.
In 3b wird eine Kupferfolie 16 an dem getrockneten, fotodielektrischen Harz 14 darübergelagert. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 18 eine Opferschicht, die mit Zinn galvanisiert bzw. plattiert ist, die an der Kupferfolie 16 gebildet ist, um als eine Kupferätzschutzschicht verwendet zu werden.
In 3c wird ein Trockenfilm an die Opferschicht 18 laminiert, belichtet und entwickelt, wobei die Opferschicht 18 und die Kupferfolie 16 geätzt werden, um obere Elektroden 20 zu definieren.
In 3d wird das fotodielektrische Harz 14, das unter den oberen Elektroden 20 angeordnet ist, belichtet und das fotodielektrische Harz 22 wird geätzt. Auf dieses Weise werden die oberen Kupferelektroden 20 als eine Fotomaske des fotodielektrischen Harzes 14 verwendet.
In 3e wird die Kupferfolie 12 geätzt, die unter dem geätzten fotodielektrischen Harz 22 angeordnet ist, um untere Elektroden 24 zu definieren.
In der 3f wird die Kondensatorschicht 32, die an der inneren Schicht 10 des PCB ausgebildet ist, zwischen den Isolationsschichten 26 eingefügt, an denen eine Metallschicht 30 geschichtet ist.
Anschließend werden das TH und das LBVH in den laminierten Schichten gebildet und die Kondensatoren 32, die in dem PCB vorhanden sind, werden mit einem Leistungsanschluss und einem Masseanschluss des IC-Chips verbunden, der an einer Außenschicht des PCB montiert ist, um ein PCB mit eingebetteten diskreten Kondensatoren herzustellen.
Der vorstehende Herstellungsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform üblicher Techniken ist allerdings nachteilig in Bezug auf seinen hohen Herstellungskosten.
Um den eingebetteten diskreten Kondensator durch das keramikgefüllte, fotodielektrische Harz 14 vorzubereiten, das an dem PCB aufgetragen ist, sollen die oberen Elektroden 20 und die Grundelektroden 24 gemustert sein. Unter Verwendung einer großen Anzahl von Prozessen werden vollständig unabhängige diskrete Kondensatoren gefertigt. Deshalb steigen die für die Fertigung derartiger Kondensatoren benötigten Kosten. Das fotodielektrische Harz 14 wird auf die gesamte Oberfläche der unteren Elektrode 12 als die Kupferschicht gedruckt und belichtet, und das bestrahlte Dielektrikum wird geätzt und entfernt. Wenn eine geringe Anzahl von den eingebetteten Kondensatoren realisiert wird, wird deshalb eine große Menge an positivem fotodielektrischen Harz verwendet. Folglich wird der Materialverlust gesteigert.
Ferner leidet der vorstehende Prozess an der Erzeugung eines Kurzschlusses zwischen den unteren Elektroden 24.
Das heißt, nachdem die geschichtete Kupferfolie 16 mit einem Muster versehen wurde, um die oberen Elektroden 20 zu definieren, wird das fotodielektrische Harz 14, das unter der geätzten Kupferfolie 16 verbleibt, bestrahlt und dann unter Verwendung einer ätzenden Lösung entfernt. In dem Fall, in dem eine Breite des zu entfernenden Bereichs eng ist, kann das fotodielektrische Harz 14 nicht geätzt werden, das oberhalb der unteren Kupferfolie 12 angeordnet ist.
Das ist so, da das photosensitive Mittel in dem photo-dielektrischen Harz 14 nicht vollständig bestrahlt wird, was auf das thermische Aushärten (110°C, 60 min) des fotodielektrischen Harzes 14 zurückgeführt werden kann. Insbesondere ist das der niedrigeren Kupferfolie 12 benachbarte dielektrische Harz 14 schwierig zu ätzen. Infolgedessen wird die untere Kupferfolie 12 nicht geätzt und Kurzschlüsse zwischen den Grundelektroden 24 können auftreten.
Nun hinwendend zu den 4a bis 4c, ist dort abfolgend ein Herstellungsprozess für eine gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren gemäß einer dritten Ausführungsform üblicher Techniken dargestellt, wobei eine dielektrische Schicht mit kapazitiven Eigenschaften verwendet wird. Die dielektrische Schicht mit kapazitiven Eigenschaften ist in das PCB eingefügt, wodurch der eingebettete Kondensator gefertigt wird, der geeignet ist, einen Entkopplungskondensator zu ersetzen, der extern an dem PCB montiert ist, der in den US-Patentschriften 5,079,069, 5,261,153 und 5,800,575 beschrieben wird, die für die Sanmina Corporation, USA, patentiert sind und deren Inhalte hier als Referenz eingeschlossen sind.
In 4a wird ein kupferbeschichtetes Laminat 61 mit hoher dielektrischer Konstante zwischen den Kupferschichten 63a und 63b eingefügt, und ein Trockenfilm wird an den Kupferschichten 63a und 63b laminiert. Anschließend werden durch Prozesse der Belichtung und Entwicklung die Kupferschichten 63a und 63 geätzt, um eine Leistungselektrode des Kondensators und einen Abstand zwischen den Elektroden zu definieren.
In 4b wird die innere Schicht 61 des PCB, die auf den vorgenannten Schritt gerichtet ist, zwischen Isolationsschichten 64a und 64b eingefügt und laminiert, wobei anschließend äußere Kupferfolien 65a und 65b den Isolationsschichten 64a und 64b überlagert werden.
In 4c werden die TH und die LBVH in den Laminatschichten gebildet, durch die die Kondensatoren, die in dem PCB vorhanden sind, mit einem Leistungsanschluss und einem Masseanschluss eines IC-Chips 68a und 68b verbunden werden, der an einer Außenschicht des PCB montiert ist, um als ein leistungsverteilter Entkopplungskondensator zu wirken. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugsziffer 67a und 67b einen Abstand zwischen der Masseelektrode und der Leistungselektrode, der erweitert wird, damit die TH oder LBVH nicht in Kontakt mit den Elektroden gelangen.
Bei dem vorstehenden Herstellungsprozess gemäß der dritten Ausführungsform üblicher Techniken gibt es allerdings die Schwierigkeit einer niedrigen Kapazität aufgrund einer niedrigen dielektrischen Konstante der eingebetten Kondensatorschicht.
Das heißt, im Fall der Verwendung einer dünnen dielektrischen Schicht mit einer Dicke von 10 bis 50 μm wie in 4a, umfasst das Material, das von der Sanmina Corporation, USA, erworben wurde, FR-4 dielektrische Materialien mit einer Dicke von 25 μm oder 50 μm zwischen den Kupferfolien, die als Leistungselektrode und als Masseelektrode verwendet werden, bei denen die dielektrische Konstante des FR-4 Werte von 4 bis 5 aufweist. Praktisch ist die Kapazität pro Fläche (0,77 – 0,154 nF/cm² (0,5 – 1 nF/in²)) beträchtlich niedriger als bei allgemein verwendeten diskreten Entkopplungschipkondensatoren (15,385 nF/cm² (100 nF/in²)). Diese Einschränkungen sind von der Fertigung des eingebetteten Kondensators auferlegt.
Zusätzlich tritt in dem vorstehenden Prozess eine weitere Schwierigkeit auf, beispielsweise ein verdicktes PCB aufgrund der Einfügung des eingebetteten Kondensators.
Das heißt, in der Absicht, eine hohe Kapazität durch Mittel des FR-4 Dielektrizikums zu erhalten, sollte eine große Anzahl von eingebetteten Kondensatorschichten eingefügt werden, wobdurch die Anzahl der Schichten des PCB ansteigt und das PCB dick wird, weshalb die Herstellungskosten ansteigen.
Zusätzlich besteht ein weiteres Problem bei dem vorstehenden Herstellungsprozess darin, dass aufgrund der Musterung der oberen Kupferfolie zur Verwendung als eine Leistungselektrode und der unteren Kupferfolie zur Verwendung als eine Masseelektrode der dünne dielektrische Film, der verwendet wird, um eine hohe Kapazität zu erhalten, dem PCB-Fertigungsprozess einschließlich Laminierung und Musterung des trockenen Films unterworfen wurden, wodurch Kurzschlüsse und Risse zwischen der Leistungselektrode und der Masseelektrode verursacht werden, wie in 5 gezeigt wird.
Insbesondere 5 zeigt das Problem des PCB mit dem eingebetteten Kondensator, der durch Einfügen des Dielektrizikums mit Kapazitätseigenschaften gebildet wurde. Wie in 5 gezeigt wird, verursachen die in dem PCB mit eingebetten Kondensator 18 bis 35 μm dicke Leistungselektrode 92 und die Masseelektrode 93, die an der 8 bis 10 μm dicken Schicht 91 mit hoher dielektrischer Konstante ausgebildet sind, einen Kurzschluss "G" und Riss "F".
Im Allgemeinen hängt die Kapazität von der Fläche und der Dicke des Kondensators ab und wird mit der folgenden Gleichung 1 berechnet: Gleichung 1 C = εrε0(A/D) wobei:
ε_r eine dielektrische Konstante des Dielektrikums ist
ε₀ eine Konstante mit Betrag 8,855 × 10^–8 ist
A ein Oberflächenbereich des Dielektrikums ist, und
D die Dicke des Dielektrikums ist.
Um einen Kondensator mit hoher Kapazität zu fertigen, sollte die dielektrische Konstante des Dielektrikums hoch sein. Zusätzlich, wenn das Dielektrikum verjüngt und der Oberflächenbereich desselben vergrößert ist, wird die Kapazität des Kondensators gesteigert. Die Kapazität des bimodalen Polymerkeramikverbunds beträgt 5 bis 7 nF/cm² bei einer Dicke von 10 μm.
In der US 6,274,224 , patentiert für die 3M Co., ist die Verwendung einer dielektrischen Schicht des Dünnfilmtyps mit einer Dicke von 8–10 μm in einer gemischte Verbundform von BaTiO₃-Keramikpulvern mit einem wärmeaushärtbaren Kunststoffepoxid oder Polyimid zwischen Kupferfolien offenbart, die als eine Leistungselektrode und eine Masseelektrode verwendet werden, wobei die Kapazität pro Fläche (1,539 nF/cm² (10 nF/in²)) relativ hoch ist, aber Kurzschlüsse und Risse zwischen der Leistungselektrode und der Erdelektrode aufgrund der Dünnheit des Materials auftreten können.
Zusammenfassung der Erfindung
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die in dem Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen und eine gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren bereitzustellen, die in Bezug auf eine hohe Kapazität durch Einbetten der Kondensatoren vorteilhaft ist, die aus einer Polymerkondensatorpaste mit hoher dielektrischen Konstante mittels eines Auftragprozesses ausgebildet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung der gedruckten Schaltplatte vorzuschlagen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren bereitzustellen, die zur Vorbereitung von Produkten mit höherer Frequenz durch Sicherstellen eines einheitlichen Isolationsabstandes an inneren Schichten der gedruckten Schaltplatte durch Verwendung einer Polymerkondensatorpaste mit hoher dielektrischer Konstante geeignet ist, und eine Verfahren zur Herstellung der gedruckten Schalterplatte vorzuschlagen.
Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren bereitzustellen, die vorteilhaft in Bezug einer stabilen Prozessausführbarkeit aufgrund der Nichterzeugung von Kurzschlüssen und Rissen zwischen einer Leistungselektrode und einer Masseelektrode ist, und ein Verfahren zur Herstellung der gedruckten Schaltplatte vorzuschlagen.
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, wird ein Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, mit folgenden Schritten: Bilden einer Masseschicht-Kupferfolie an einer inneren Schicht einer gedruckten Schaltplatte, gefolgt von Aufrauhen einer Oberfläche der Masseschicht-Kupferfolie; Auftragen einer Polymerkondensatorpaste mit hoher dielektrischer Konstante mit einer vorbestimmten Dicke an der Masseschicht-Kupferfolie und Aushärten der aufgetragenen Polymerkondensatorpaste; Schichten einer Leistungsschicht-Kupferfolie an dem ausgehärteten Kondensator; Bilden eines Trockenfilmmusters an der Leistungsschicht-Kupferfolie und Ätzen des Trockenfilmmusters durch Verwendung einer Ätzmaske, so dass die Leistungsschicht-Kupferfolie unterteilt wird; Laminieren eines an einer Isolationsschicht angebrachten Kupferfilms an der Leistungsschicht-Kupferfolie; Bilden eines blinden Kontaktloches und eines Durchgangsloches an vorbestimmten Abschnitten des an der Isolationsschicht angebrachten Kupferfilms; Plattieren bzw. Galvanisieren des blinden Kontaktloches und des Durchgangsloches für eine Schichtverbindung.
Es ist bevorzugt, dass der an der Isolationsschicht angebrachte Kupferfilm aus einem harzüberzogenen Kupfer (RCC) gemäß eines zusammengesetzten Prozesses gebildet wird.
Zusätzlich ist die Masseschicht-Kupferfolie durch Aufrauhen der Oberfläche derselben mit einer Dicke von 1–2 μm charakterisiert, um die Bindungskraft mit der Kondensatorpaste zu steigern.
Die aufgerauhte Oberfläche wird gebildet durch ein aus der Gruppe ausgewähltes Verfahren, die aus Weichätzen, schwarzem Oxid (black oxide), braunem Oxid (brown oxide), MEC (Säure-Base-Chemikalie), Keramikschleifen und Z-Schruppen besteht.
Bevorzugt ist die Kondensatorpaste eine gemischte Verbundform von BaTiO₃-Keramikpulvern mit einer hohen dielektrischen Konstante von 1000–10000 mit einem wärmaushärtbaren Epoxidharz oder Polyimid. Ferner ist bevorzugt, dass die Kondensatorpaste ein Polymerkeramikverbund mit einer dielektrischen Konstante von 80–90 durch gleichmäßiges Verteilen von BaTiO₃-Pulvern ist, die bimodale Mikropulver von 0,9 μm Durchmesser und 60 nm Durchmesser umfasst, die mit einem Volumenverhältnis von 3:1–5:1 in das Epoxidharz gemischt wurden.
Die Kondensatorpaste wird an der aufgerauhten Kupferfolie durch einen Siebdruckprozess oder einem Aufwalzprozess aufgetragen.
Die Kondensatorpaste wird bevorzugt mit einer Dicke von 8–25 μm aufgetragen, wobei eine flüssige Phase der Kondensatorpaste zu einer festen Phase einer B-Stufe bei 90–110°C für 10 Minuten in einem Ofen halbgetrocknet wird.
Es ist bevorzugt, dass die Kondensatorpaste, die bis zu der B-Stufe halbgetrocknet ist, bei 150–180°C für 30–60 Minuten unter 35 kg/cm² vollständig getrocknet wird.
Die Leistungsschicht-Kupferfolie wird unterteilt, so dass, wenn jeder zugehörige Bestandteil, der an einer gedruckten Schaltplatte anzubringen ist, unterschiedliche Betriebsspannungen aufweist, die Leistungsschicht-Kupferfolie in Zellen entsprechend der jeweiligen Betriebsspannung aufgeteilt ist.
Das blinde Kontaktloch wird unter Verwendung eines Laserbohrers und das Durchgangsloch wird unter Verwendung eines mechanischen Bohrers gebildet, wobei das blinde Kontaktloch bzw. das Durchgangsloch mit der Leistungsschicht-Kupferfolie bzw. der Masseschicht-Kupferfolie durch stromloses Kupferplattieren verbunden werden, die an der inneren Schicht der gedruckten Schaltplatte ausgebildet sind.
Das vorstehende Herstellungsverfahren der gedruckten Schaltplatte der vorliegenden Erfindung umfasst ferner den Schritt des Verbindens der Leistungsschicht-Kupferfolie bzw. der Masseschicht-Kupferfolie mit einer Leistungskontaktstelle bzw. einer Massekontaktstelle eines Chips mit integrierter Schaltung (IC), der an der gedruckten Schaltplatte anzubringen ist. Zusätzlich wirkt eine Kondensatorschicht, die mit der Kondensatorpaste beschichtet wird, als ein Entkopplungskondensator für den IC-Chip.
Unterdessen umfasst eine gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren der vorliegenden Erfindung eine innere Schicht einer mehrschichtigen, gedruckten Schaltplatte mit einer Kupferüberzug-Laminierung, die darauf mittels eines Klebers geklebt ist; eine Masseschicht-Kupferfolie mit einer aufgerauhten Oberfläche, die an einer oberen und einer unteren Seite der inneren Schicht ausgebildet ist; und eine Polymerkondensatorpaste mit hoher dielekrischen Konstante, die mit einer vorbestimmten Dicke aufgetragen ist und an der Masseschicht-Kupferfolie ausgehärtet ist. Die gedruckte Schaltplatte weist eine Leistungsschicht-Kupferfolie auf, die an dem ausgehärteten Kondensator ausgebildet ist, wobei ein Trockenfilmmuster an der Leistungsschicht-Kupferfolie laminiert ist, und die durch Verwendung einer Ätzmaske geätzt ist, um die Leistungsschicht-Kupferfolie zu unterteilen. Zusätzlich weist die erfindungsgemäße gedruckte Schaltplatte einen an einer Isolationsschicht angebrachten Kupferfilm, der an der Leistungsschicht-Kupferfolie ausgebildet ist, ein blindes Kontaktloch und ein Durchgangsloch, die an vorbestimmten Abschnitten des an der Isolationsschicht angebrachten Kupferfilms ausgebildet sind, und eine plattierte Schicht des blinden Durchgangslochs und des Kontaktlochs für eine Schichtverbindung der gedruckten Schaltplatte auf.
Deshalb wird eine Paste (sludge), die eine gemischte Verbundform von BaTiO₃-Keramikpulvern mit hoher dielektrischen Konstante und einem wärmeaushärtbaren Kunststoffepoxidharz oder Polyimid ist, auf die Masseschicht-Kupferfolie gedruckt, die an der inneren Schicht der mehrschichtigen, gedruckten Schaltplatte gebildet ist, und wird zu einem Zustand der B-Stufe halbgetrocknet und die Leistungsschicht-Kupferfolie wird an der Pastenschicht aufgetragen. Dadurch kann die gedruckte Schaltplatte mit eingebetteten Entkopplungskondensatoren hergestellt werden, die in Bezug auf einer hohen Kapazität und einfacher Vorbereitung eines Prozesses und einer hohen Zuverlässigkeit vorteilhaft ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1a bis 1e sind Ansichten, die einen Fertigungsprozess einer gedruckten Schaltplatte gemäß einer ersten Ausführungsform üblicher Techniken zeigen, der Kondensatoren des Polymerdickfilmtyps einbettet;
2a und 2b sind Ansichten, die die Schwierigkeiten der gedruckten Schaltplatte erläutern, die gemäß den 1a bis 1e gefertigt wurde;
3a bis 3f sind Ansichten, die einen Fertigungsprozess einer gedruckten Schaltplatte zeigen, der gemäß einer zweiten Ausführungsform üblicher Techniken diskrete Kondensatoren einbettet, die aus einem aufgetragenen fotodielektrischen Harz gebildet sind;
4a bis 4c sind Ansichten, die einen Fertigungsprozess einer gedruckten Schaltplatte zeigen, der gemäß einer dritten Ausführungsform üblicher Techniken Kondensatoren einbettet, die durch eine eingefügte, dielektrische Schicht mit Kapazitätseigenschaften gebildet sind;
5 ist eine Ansicht zur Erklärung der Schwierigkeiten der gedruckten Schaltplatte, die gemäß den 4a bis 4c gefertigt wurde;
6 ist eine Querschnittsansicht einer gedruckten Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren, die eine hohe Kapazität durch Auftragen einer Kondensatorpaste mit hoher dielektrischen Konstante gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
7a bis 7h sind Ansichten, die einen Fertigungsprozess einer gedruckten Schaltplatte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, der Kondensatoren einbettet; und
8 ist eine Ansicht, die einen Ausbildungsprozess von Leistungselektroden gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die der jeweiligen Betriebsspannung der gedruckten Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren entsprechen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung einer gedruckten Schaltplatte mit eingebettetem Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Herstellungsverfahren desselben unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
6 ist eine Querschnittsansicht einer gedruckten Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren, die eine hohe Kapazität durch Auftragen einer Kondensatorpaste mit hoher dielektrischen Konstante an der gedruckten Schaltplatte aufweist.
Unter Bezug auf 6 wird eine hohe dielektrische Konstante von Polymerkondensatorpasten 103a und 103b an beiden Seiten einer inneren Schicht einer gedruckten Schaltplatte (PCB) aufgetragen, und zu einem Zustand einer B-Stufe halbgetrocknet, um dadurch das PCB mit eingebetteten Kondensatoren mit hoher Kapazität zu fertigen.
In dieser Hinsicht werden BaTiO₃-Keramikpulver mit hoher dielektrischen Konstante mit einem wärmeaushärtbaren Kunststoffepoxid oder Polyimid gemischt, um eine Paste der Verbundform zu bilden, wobei deren eine Seite an der Masseschicht-Kupferfolie oder der Leistungsschicht-Kupferfolie in dem mehrschichtigen PCB gedruckt wird.
Die gedruckte Paste wird zu einem Zustand einer B-Stufe halbgetrocknet, wobei deren andere Seite an der Leistungsschicht oder der Masseschicht angebracht wird. Deshalb weist das PCB der vorliegenden Erfindung eingebettete Entkopplungskondensatoren auf.
Auf diese Weise sind die Kondensatorpasten 103a und 103b in der gemischten Verbundform von BaTiO₃-Keramikpulvern mit hoher Dielektrizitätskonstante (Dk: 1000–10000) mit einem wärmeaushärtbaren Epoxidharz oder Polyimid, und es ist möglich, eine hohe Kapazität zu realisieren. Die BaTiO₃-Pulver für die Kondensatorpasten 103a und 103b umfassen nicht eine unimodale Pulvergröße, sondern eine bimodale Pulvergröße. Pulver mit 0,9 μm Durchmesser sind gemischt mit Pulvern mit 60 nm Durchmesser in einem Verhältnis von 3:1–5:1 und die gemischten Pulver sind gleichmäßig in dem Epoxidharz verteilt, um einen Polymerkeramikverbund mit einer dielektrischen Konstante von 80–90 zu liefern.
Unter Bezug auf die 7a bis 7h wird ein Verfahren zur Fertigung des PCB mit eingebetteten Kondensatoren beschrieben.
7a bis 7h sind Ansichten, die abfolgend einen Herstellungsprozess des PCB mit eingebetteten Kondensatoren gemäß der vorliegenden Erfindung erläutern.
Als ein erster Schritt werden Kupferfolien 102a und 102b mit beiden Oberflächen einer Vorimprägnierung 101 verbunden, um eine erste Kernschicht 103a und zweite Kernschicht 103b zu bilden. Kupferfolien 104a und 104b werden an jeder Kernschicht laminiert und die Oberflächen derselben werden aufgerauht, um die Bindungskraft zwischen den Kupferfolien 104a und 104b und den Kondensatorpasten 105a und 105b zu steigern, die in einem nächsten Schritt aufgetragen werden. Die Vorimprägnierung 101, die Kupferfolien 102a und 102b, die erste Kernschicht 103a, die zweite Kernschicht 103b und die Kupferfolien 104a und 104b, die in einem laminierten Zustand sind, entsprechen der inneren Schicht des PCB der vorliegenden Erfindung.
Die aufgerauhten Oberflächen der Kupferfolien 104a und 104b werden durch chemische und physikalische Verfahren ausgebildet. Beispiele für chemische Verfahren umfassen Weichätzen, schwarzes Oxid (black oxide) oder braunes Oxid (brown oxide), MEC (Säure Base Chemikalie), etc. Unterdessen dienen als Beispiele für physikalische Verfahren eine Behandlung durch Keramikschleifen oder Z-Schruppen. Unter Verwendung der vorstehend bezeichneten Verfahren, werden die Oberflächen der Kupferfolien 104a und 104b in einer Dicke von 1–2 μm aufgerauht (7a). Die ersten Kernschicht 103a und die zweite Kernschicht 103b werden aus FR-4 gebildet. Zusätzlich können die Kupferfolien 104a und 104 als eine Masseschicht-Kupferfolie oder eine Leistungsschicht-Kupferfolie verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung beziehen sich die vorstehenden Kupferfolien auf die Masseschicht-Kupferfolie.
Als ein zweiter Schritt werden die Kodensatorpasten 105a und 105b an der aufgerauhten Kupferfolien 104a und 104b mit einer vorbestimmten Dicke durch ein Siebdruckverfahren oder ein Aufwalzverfahren aufgebracht (7b). Die aufgebrachte Dicke fällt in den Bereich von 8 bis 25 μm in Übereinstimmung mit der Gesamtdicke, nachdem weiterhin Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b aufgetragen wurden. Die aufgetragenen Pasten werden bei 90 bis 110°C für 10 Minuten in einem üblichen Ofen halbbetrocknet, wobei die flüssige Phase der Pasten 105a und 105b in eine feste Phase einer B-Stufe umgewandelt werden.
Als ein dritter Schritt werden Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b den halbgetrockneten B-Stufen-Kondensatorpasten 105a und 105b überlagert, um eingebettete Kondensatorschichten zu bilden (7c).
Die halbgetrockneten B-Stufen-Kondensatorpasten werden bei einer geeigneten Temperatur, beispielsweise 150 bis 180°C für 30 bis 60 Minuten unter einem vorbestimmten Druck von 35 kg/cm², vollständig getrocknet, wodurch die Kondensatorpaste fest mit der oberen Kupferfolie durch eine hohe Kontaktkraft verbunden wird, die daran angeordnet ist.
Als ein vierter Schritt wird ein Trockenfilm an jeder der Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b der eingebetteten Kondensatorschichten laminiert, belichtet und anschließend entwickelt. Danach wird jeder trockene Film durch Verwendung eines Ätzwiderstands geätzt, wodurch die Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b durch jeweilige Abstände D unterteilt werden (7d). Der Grund, warum die Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b unterteilt werden, ist, dass die Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b in Zellen aufgeteilt werden, die der jeweiligen Betriebsspannung entsprechen, die auf unterschiedliche Betriebsspannungen jeder zugehörigen Komponente zurückzuführen ist. Eine detailliertere Beschreibung derartiger Zellen wird unter Bezug auf 8 weiter unten gegeben.
Als ein fünfter Schritt werden harzüberzogene Kupferfolien 107a und 107b, die aus einem laserbohrbaren Harz ausgebildet sind, auf die Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b durch Aufbringenprozess laminiert (7e).
Als ein sechster Schritt werden blinde Kontaktlöcher (BVH) 108 in den harzüberzogenen Kupferfolien 107a und 107b unter Verwendung eines Laserbohrers ausgebildet (7f), während Durchgangslöcher (TH) 109 in den harzüberzogenen Kupferfolien 107a und 107b unter Verwendung eines mechanischen Bohrers ausgebildet werden. Die BVH 108 und TH 109 werden einer stromlosen Kupfer-Plattierung unterzogen, um jeweils plattierte Schichten 110 in den Löchern für eine Schichtverbindung zu bilden. Insbesondere ist jedes Loch mit den Leistungsschicht-Kupferfolien 106b und 106b und den Masseschicht-Kupferfolien 104a und 104b der eingebetteten Kondensatorschichten verbunden (7g). Mit anderen Worten, jedes BVH 108 ist mit den Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b verbunden, während jedes TH 109 mit den Masseschicht-Kupferfolien 104a und 104b verbunden ist.
Als ein siebter Schritt werden die harzüberzogenen Kupferfolien 107a und 107b belichtet und entwickelt, um eine Leistungsschicht, eine Masseschicht und Schaltmuster 111a und 111b zu bilden. Anschließend werden ein Leistungsanschluss bzw. ein Masseanschluss von IC-Chips 112a und 112b mit den Leistungsschicht-Kupferfolien 106a und 106b bzw. den Masseschicht-Kupferfolien 104a und 104b der Kondensatorschichten verbunden (7a). Die eingebetteten Kondensatorschichten 105a und 105b, die an der inneren Schicht des PCB gebildet sind, wirken als ein Entkoppelungskondensator für die IC-Chips 112a und 112b.
8 erläutert einen Ausbildungsprozess der Leistungselektroden, die der jeweiligen Betriebsspannung des PCB mit eingebetteten Kondensatoren gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Wie in 8 gezeigt wird, sind die harzüberzogenen Kupferfolien (RCC) 107a und 107b als eine äußerste Schicht in einen 1,8 V-Bereich 114a, einen 2,5 V-Bereich 114b, einen 3,3 V-Bereich 114c und einen 4,7 V-Bereich 114d gemäß der jeweiligen Betriebsspannung unterteilt. Die Masseschicht-Kupferfolien 104a und 104b können gemeinsam verwendet werden, und sie können entlang der unterteilten Leistungsschichten unterteilt sein.
Kurz gesagt, BaTiO₃-Keramikpulver mit hoher dielektrischer Konstante werden mit wärmeaushärtbarem Kunststoffepoxidharz oder Polyimid gemischt, um die Paste in einer Verbundform zu bilden. Eine derartige Paste wird an der Masseschicht-Kupferfolie oder der Leistungsschicht-Kupferfolie in dem mehrschichtigen PCB an einer von dessen Seiten gedruckt und zu einem Zustand von einer B-Stufe halbbetrocknet, wobei anschließend dessen andere Seite an der Leistungsschicht oder der Masseschicht angebracht wird, um so das PCB mit eingebetten Entkopplungskondensatoren zu fertigen.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung, der durch Schichten der Polymerkondensatorpaste mit hoher dielektrischer Konstante an der inneren Schicht des PCB gebildet ist, in das PCB eingebettet, um dadurch eine hohe Kapazität darzustellen.
Zusätzlich kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein gleichmäßiger Isolationsabstand von der inneren Schicht des PCB unter Verwendung der Polymerkondensatorpaste mit hoher dielektrischer Konstante sichergestellt werden, und das PCB kann zur Fertigung von Produkten verwendet werden, die eine höhere Frequenz benötigen.
Ferner werden gemäß der vorliegenden Erfindung keine Kurzschlüsse und Risse zwischen den Leistungselektroden und den Masseelektroden erzeugt. Daher wird einfach und stabil ein Herstellungsprozess des PCB durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung wurde in einer beispielhaften Weise beschrieben und es ist klar, dass die verwendete Terminologie eher in der Absicht der Beschreibung als der Einschränkung verwendet wird. Viele Modifikationen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung sind im Sinn der vorstehenden Lehre möglich. Deshalb ist es klar, dass im Umfang der beigefügten Ansprüche die Erfindung in anderer Weise als spezifisch beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltplatte mit eingebetteten Kondensatoren, mit folgenden Schritten: (i) Bilden einer Masseschicht-Kupferfolie an einer inneren Schicht einer gedruckten Schaltplatte, gefolgt von Aufrauhen einer Oberfläche der Masseschicht-Kupferfolie; (ii) Auftragen einer Polymerkondensatorpaste mit hoher dielektrischer Konstante mit einer vorbestimmten Dicke an der Masseschicht-Kupferfolie und Aushärten der aufgetragenen Polymerkondensatorpaste; (iii) Schichten einer Leistungsschicht-Kupferfolie an dem ausgehärteten Kondensator; (iv) Bilden eines Trockenfilmmusters an der Leistungsschicht-Kupferfolie, und Ätzen des Trockenfilmmusters unter Verwendung einer Ätzmaske, so dass die Leistungsschicht-Kupferfolie unterteilt wird; (v) Schichten einer an einer Isolationsschicht angebrachten Kupferfolie an der Leistungsschicht-Kupferfolie; (vi) Bilden eines blinden Kontaktloches und eines Durchgangsloches an vorbestimmten Abschnitten des an der Isolationsschicht angebrachten Kupferfilms; und (vii) Plattieren des blinden Kontaktloches und des Durchgangsloches für eine Schichtverbindung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Isolationsschicht angebrachte Kupferfilm eine harzüberzogene Kupferfolie ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die harzüberzogene Kupferfolie durch einen zusammengesetzten Prozess geschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Masseschicht-Kupferfolie mit einer Dicke von 1 bis 2 μm aufgerauht wird, um die Bindungskraft zwischen der Masseschicht-Kupferfolie und der Kondensatorpaste zu steigern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Masseschicht-Kupferfolie durch ein Verfahren aufgerauht wird, das aus der Gruppe gewählt wird, die Weichätzen, schwarzes Oxid (black oxide), braunes Oxid (brown oxide), MEC (Säure-Basis-Chemikalie), Keramikschleifen und Z-Schruppen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorpaste eine gemischte Verbundform von BaTiO₃- Keramikpulvern mit hoher dielektrischer Konstante von 1000 bis 10000 mit einem wärmehärtbaren Epoxidharz oder Polyimids ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorpaste ein Polymerkeramikverbund mit einer dielektrischen Konstante von 80 bis 90 durch gleichmäßiges Verteilen von BaTiO-₃ Pulvern ist, die bimodale Mikropulver von 0,9 μm Durchmesser und 60 nm Durchmesser umfassen, die mit einem Volumenverhältnis von 3:1 – 5:1 in einem Epoxidharz gemischt wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorstehende Auftragungsschritt (ii) durch einen Siebdruckprozess oder einen Aufwalzprozess durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorpaste mit einer Dicke von 8 bis 25 μm aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine flüssige Phase der Kondensatorpaste zu einer festen Phase einer B-Stufe bei 90 bis 110°C für 10 Minuten in einem Ofen halbgetrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in der B-Stufe halbgetrocknete Kondensatorpaste bei 150 bis 180°C für 30 bis 60 Minuten unter 35 kg/cm² vollständig getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschicht-Kupferfolie unterteilt wird, so dass, wenn jeder zugehörige Bestandteil, der an der gedruckten Schalterplatte anzubringen ist, unterschiedliche Betriebsspannungen aufweist, die Leistungsschicht-Kupferfolie in Zellen aufgeteilt ist, die der jeweiligen Betriebsspannung entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das blinde Kontaktloch unter Verwendung eines Laserbohrers und das Durchgangsloch unter Verwendung eines mechanischen Bohrers ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das blinde Kontaktloch bzw. das Durchgangsloch durch stromloses Kupferplattieren mit der Leistungsschicht-Kupferfolie bzw. der Masseschicht-Kupferfolie verbunden werden, die an der inneren Schicht der gedruckten Schaltplatte ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Verbindens der Leistungsschicht-Kupferfolie bzw. der Masseschicht-Kupferfolie mit einem Leistungsanschluss bzw. einem Masseanschluss eines integrierten Schaltungschips umfasst, der an der gedruckten Schaltplatte zu montieren ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kondensatorschicht, die mit der Kondensatorpaste beschichtet wird, als ein Entkopplungskondensator für den integrierten Schaltungschip dient.
Gedruckte Schalterplatte mit eingebetteten Kondensatoren, mit: a) einer inneren Schicht (101) einer mehrschichtigen, gedruckten Schalterplatte mit einem mittels eines Klebers daran geklebten Kupferplattierungslaminat (102a, 102b); b) einer Masseschicht-Kupferfolie (104a, 104b) mit einer aufgerauhten Oberfläche, die an einer Oberseite und einer Unterseite der inneren Schicht (101) ausgebildet ist; c) einer Polymerkondensatorpaste (105a, 105b) mit hoher dielektrischer Konstante, die mit einer vorbestimmten Dicke aufgetragen ist und an der Masseschicht-Kupferfolie (104a, 104b) ausgehärtet ist; d) einer Leistungsschicht-Kupferfolie (106a, 106b), die an dem ausgehärteten Kondensator ausgebildet ist, wobei ein Trockenfilmmuster an der Leistungsschicht-Kupferfolie (106a, 106b) laminiert ist und unter Verwendung einer Ätzmaske geätzt ist, um die Leistungsschicht-Kupferfolie (106a, 106b) zu unterteilen; e) einem an einer Isolationsschicht angebrachten Kupferfilm (107a, 107b), der an der Leistungsschicht-Kupferfolie (106a, 106b) ausgebildet ist; f) einem blinden Kontaktloch (108) und einem Durchgangsloch (109), die an vorbestimmten Bereiche des an der Isolationsschicht angebrachten Kupferfilms (107a, 107b) ausgebildet sind; und g) plattierten Schichten (1 10) des blinden Kontaktlochs (108) und des Durchgangslochs (109) für eine Schichtverbindung der gedruckten Schaltplatte.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Isolationsschicht angebrachte Kupferfilm (107a, 107b) eine harzüberzogene Kupferfolie ist.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Masseschicht-Kupferfolie (104a, 104b) mit einer Dicke von 1 bis 2 μm aufgerauht ist, um eine Bindungskraft zwischen der Masseschicht-Kupferfolie (104a, 104b) und der Kondensatorpaste (105a, 105b) zu steigern.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorpaste (105a, 105b) eine gemischte Verbundform von BaTiO₃-Keramikpulvern mit hoher Dielektrizitätskonstante von 1000 bis 10000 und einem wärmeaushärtbarem Epoxidharz oder Polyimids ist.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorpaste (105a, 105b) ein Polymerkeramikverbund mit einer dielektrischen Konstante von 80 bis 90 durch gleichmäßiges Verteilen von BaTiO₃-Pulvern ist, die bimodale Mikropulver von 0,9 μm Durchmesser und 60 nm Durchmesser umfassen, die mit einem Volumenverhältnis von 3:1 – 5:1 in einem Epoxidharz gemischt sind.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorpaste (105a, 105b) mit einer Dicke von 8 bis 25 μm aufgetragen ist.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine flüssige Phase der Kondensatorpaste (105a, 105b) in eine feste Phase von einer B-Stufe bei 90 bis 110°C für 10 Minuten in einem Ofen halbgetrocknet ist.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die in der B-Sstufe halbgetrocknete Kondensatorpaste (105a, 105b), bei 150 bis 180°C für 30 bis 60 Minuten unter 35 kg/cm² vollständig getrocknet ist.
Gedruckte Schaltplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschicht-Kupferfolie (106a, 106b) unterteilt ist, so dass, wenn jeder zugehörige Bestandteil, der an der gedruckten Schaltplatte anzubringen ist, unterschiedliche Betriebsspannungen aufweist, die Leistungsschicht-Kupferfolie (106a, 106b) in Zellen aufgeteilt ist, die der jeweiligen Betriebsspannung entsprechen.