DE19512272A1

DE19512272A1 - Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Leiterplatte und Leiterplatte hergestellt nach dem Verfahren

Info

Publication number: DE19512272A1
Application number: DE1995112272
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl Ing Landeck
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Opta GmbH
Priority date: 1995-04-01
Filing date: 1995-04-01
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2015-04-02
Also published as: DE19512272C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Leiterplatte mit einer ersten Verdrahtungsebene mit Kupferleiterbahnen sowie eine Leiterplatte, die nach dem Verfahren hergestellt ist.

In der Elektronik, beispielhaft sei hier die Unterhaltungselektronik genannt, werden Leiterplatten für die Erstellung von Chassis eingesetzt, deren Trägermaterialien FR2-, FR3- und FR4-Materialien sind, die einschichtig oder mehrschichtig ausgeführt sind und jeweils Kupferleitungsbahnen an den Lötseiten oder Zwischenschichten aufweisen. Bei mehrschichtiger Anordnung sind die Kupferbahnen miteinander über Durchgangsbohrungen kontaktiert, z. B. durch galvanisch aufgebaute Kupferschichten in den Durchgangsbohrungen. Dadurch ist es möglich, die Kupferleiterbahnen an der Ober- und Unterseite einer solchen Leiterplatte für Verbindungen von Bauelementen nutzen zu können.

Es ist weiterhin bekannt, auf Keramiksubstratträgern Dickschichtpasten für die Bildung von Leiterbahnen und Bauelementen aufzudrucken und diese bei Temperaturen bis zu 1200° zu sintern. Es ist ferner bekannt, anstelle der Hochtemperaturpasten Polymerpasten für den gleichen Zweck zu verwenden, die mit Einbrenntemperaturen von ca. 140° gesintert werden können, also Temperaturen, die innerhalb des Temperaturbereiches liegen, der für Lötverbindungsherstellungen, beispielsweise in einem Schwallötbad, ausreichend ist bzw. unter diesem Bereich liegt. Diese Technologie hat den Vorteil, daß im Siebdruckverfahren passive Bauelemente aufgedruckt werden können. Einzelbauelemente brauchen nachträglich nicht aufgesetzt zu werden, können jedoch auch ergänzend angebracht sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatte bzw. ein Chassis mit einer Folienleiterplatte so weiterzubilden, daß auch bei einseitiger Bestückung derselben (SMD-Bestückung) die Vorteile, die aus der Dickschichttechnik bekannt sind, genutzt werden können.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine nach dem Verfahren hergestellte Leiterplatte gemäß Anspruch 8.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Verfahrensschritte und der Leiterplatte sind in den Unteransprüchen im einzelnen angegeben.

Die Erfindung kombiniert die an sich bekannte Herstellungstechnik von gedruckten Leiterplatten mit der drucktechnischen Herstellung von Leiterbahnen und Bauelementen gemäß der Dickschichttechnologie.

Durch diese Symbiose können eine Vielzahl von herkömmlichen Bauelementen eingespart und noch höhere Packungsdichten von Bauelementen bei der Chassisherstellung erzielt werden.

Darüber hinaus ist es möglich, unter Anwendung der Reflow-Technik aufmontierte Bauelemente im Reflow-Ofen gleichzeitig mit der Sinterung der Leiterbahnen der zweiten Ebene zu befestigen und zu kontaktieren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.

In Fig. 1 ist beispielhaft eine erste Verdrahtungsebene 1 als ein Teilausschnitt dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Kupferleiterbahn, beispielsweise auf einem Folienträger oder einer herkömmlichen Leiterplatte. Sollen nun die zweite Leiterbahnebene bzw. einzelne Leiterbahnen der zweiten Ebene aufgebracht werden, ohne mit Leiterbahnen der ersten Ebene verbunden zu sein, diese jedoch kreuzen, so wird zunächst eine Isolationsebene aufgedruckt, und zwar an allen den Stellen, an denen keine Kontaktierung gewünscht ist. Sodann wird in einem Verfahrensschritt die zweite Ebene aufgebracht, indem die Polymerpasten in ein oder mehreren Siebdruckschritten aufgezogen werden. Danach können unmittelbar die aufzusetzenden SMD-Bauelemente angeklebt werden. Im Durchlaufprozeß im Reflow-Ofen erfolgen sowohl der Sinterungsprozeß als auch der Lötprozeß. Die die Leiterbahn 1 kreuzende Leiterbahn 2 gemäß Fig. 1 ist über die ersichtliche Isolationsebene 3 geführt.

Fig. 2 zeigt einen vereinfacht dargestellten Ausschnitt aus einer Leiterplatte, die aus einer Folie 6 besteht, die auf einen Metallträger 5 aufgezogen ist. Auf der Folie sind Kupferleiterbahnen 1 in Ätztechnik vorgesehen. Die zweite Ebene besteht aus der Leiterbahn 2, zwischen der und der Leiter bahn 1 eine Isolierschicht 3 aufgebracht ist. Die Leiterbahn 2 ist zugleich als Kondensator ausgebildet wie die Verkammung zeigt. Ferner ist ein SMD- Bauteil, z. B. ein Widerstand 4, angegeben, der zwischen den Leiterbahn enden der Leiterbahnen 2 und 1 angeordnet ist. Dieser Widerstand wird, wie vorher beschrieben, kontaktiert. Weitere Leiterbahnenden 7 und 8 sind symbolisch angegeben, um darzustellen, daß jede beliebige Verbindung direkt, aber auch indirekt über zwischengefügte Bauelemente möglich ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Leiterplatte mit einer ersten Verdrahtungsebene mit Kupferleiterbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterplatte Pasten zur Bildung von weiteren Leitungszügen und/oder passiven Bauelementen aufgedruckt werden, wobei im Falle der Kreuzung von Kupferleiterbahnen diese dann mit einer Isolierschicht in einem vorgezogenen Druckverfahren beschichtet werden, wenn keine Verbindung mit der Kupferleiterbahn hergestellt werden soll.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polymerpasten zum Herstellen der zweiten Leitungsebene.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet zur Herstellung eines elektronischen Chassis für unterhaltungselektronische Geräte.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben reinen Verbindungsleitungen Bauteile bildende Pasten aufgedruckt werden, wie Kondensatoren, Widerstände, Spulen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten und/oder zweiten Leiterebene die Leiterbahnen Anschlüsse zur Kontaktierung von aufsetzbaren, oberflächenmontierbaren Bauelementen aufweisen und daß diese angelötet oder mit Leitklebern befestigt sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente zwischen den Leiterbahnen oder gedruckten Bauelementen der einen Ebene und den Anschlüssen der zweiten Ebene angeordnet sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerpasten durch Erwärmen auf ca. 120° bis ca. 200° nach dem Druck gesintert werden.

8. Leiterplatte hergestellt nach einem Verfahrensschritt gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger der Leiterbahnen eine Folie ist, die auf einem Metallträger aufgeklebt ist.

9. Leiterplatte nach einem der Verfahrensschritte gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial FR2-, FR3- oder FR4-Material ist.

10. Leiterplatte hergestellt nach einem der vorhergehenden Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Leiterbahnen der ersten Ebene verzinnt sind.

11. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferleiterbahnen der ersten Ebene galvanisch aufgebracht oder durch Ätzen aus einer Kupferfläche herausgearbeitet sind.