DE19646970A1 - Verfahren zur Bildung einer elektrischen Verbindung bei Multi-Layer-Leiterplatten und Verfahren zur Herstellung einer solchen - Google Patents
Verfahren zur Bildung einer elektrischen Verbindung bei Multi-Layer-Leiterplatten und Verfahren zur Herstellung einer solchenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer elektrisch leitenden Verbindung
zwischen Layern oder auf einem Layer einer Multi-Layer-Leiterplatte bzw. ein
Verfahren zur Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte selbst.
Bei den bekannten Verfahren wird großflächig auf einer bestehenden Isolationsschicht
der zukünftigen Multi-Layer-Leiterplatte eine elektrisch leitende Schicht aus Metall
aufgebracht, welche dann in mehreren weiteren Schritten zuerst mit einer
photoempfindlichen Schicht überzogen wird, anschließend selektiv mit dem
gewünschten Leiterbahn-Layout belichtet wird, um diese Schicht in einem
Entwicklungsprozeß teilweise wieder zu entfernen, um dann in einem weiteren Schritt
die ungeschützten Bereiche der elektrisch leitenden Schicht aus Metall durch einen
Ätzvorgang zu entfernen und anschließend in einem weiteren Vorgang die verbliebene
Beschichtung der elektrisch leitenden Schicht zu entfernen. Damit ist eine strukturierte
Leiterplatte entstanden, welche durch Aufbringen einer Isolationsschicht mit
definierten Durchbrechungen und dem darauffolgenden Wiederholen dieser ganzen
beschriebenen Vorgänge zu einer Multi-Layer-Leiterplatte aufgebaut werden kann.
Dieses bekannte Verfahren zeigt die Nachteile, daß es nur recht grobe
Leiterbahnenstrukturen mit großen Leiterbahnabständen und Leiterbahnbreiten erlaubt
und daß dieses Verfahren durch seine Art und die Vielzahl von notwendigen
Prozeßschritten nicht nur aufwendig zu handhaben, sondern auch durch den
notwendigen Einsatz der verschiedensten Chemikalien, wie Lacke, Lösungsmittel usw.
in besonderem Maße umweltbelastend ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Verfahren dahingehend
weiterzuentwickeln, daß sie die beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren
insbesondere zu feineren Leiterbahnstrukturen überwindet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 bzw. den in Anspruch
2 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen dargestellt.
Erfindungsgemäß wird die Isolationsschicht zwischen den Layern der Multi-Layer-Leiter
platte entweder selektiv in dem Bereich der zu bildenden elektrisch leitenden
Verbindung entfernt oder die Isolationsschicht von vornherein nur selektiv in den
Bereichen außerhalb der zu bildenden elektrischen Verbindung aufgebracht. Soll eine
elektrische Verbindung zweier Layer gebildet werden, welche durch mehrere
Isolationsschichten voneinander getrennt sind, so werden entsprechend dem Fall der
einen trennenden Isolationsschicht die verschiedenen Isolationsschichten im Bereich
der zu bildenden elektrischen Verbindung entfernt oder dort von vorne herein nicht
aufgebracht. Dabei wird ein Isolationsmaterial gewählt, das geeignet ist, die
entstehenden hohen Temperaturen von deutlich über 150°C beim Besputtern mit
Metallpartikeln als einer der zukünftigen Verfahrensschritte zu widerstehen.
Auf die selektiv vorhandene Isolationsschicht wird ein sogenannter Lift-Off-Lack
aufgebracht, der zumindest teilweise vorkragende Kantenflächen aufweist. Die
vorkragenden Kanterflächen werden dadurch gebildet, daß die Auflagefläche des Lift-
Off-Lackes durch die zu dieser Auflagefläche weitgehend parallele Deckfläche seitlich
überragt wird und dadurch das Vorkragen der Deckfläche gegenüber der
Auflagefläche des Lift-Off-Lackes erreicht wird. Dabei ist der Lift-Off-Lack mit den
vorkragenden Kantenflächen so ausgebildet, daß er nur selektiv die Bereiche bedeckt
bzw. durch das Überkragen überdeckt, welche nicht zur Bildung einer elektrischen
Verbindung vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß wird in einem weiteren Schritt die gebildete Anordnung mit
Isolationsschicht und Lift-Off-Lack so mit Metallpartikeln besputtert, daß die
Deckfläche des Lift-Off-Lackes und die nicht beschatteten Bereiche der
Isolationsschicht mit Metallpartikeln so beaufschlagt werden, daß im Bereich der
vorkragenden Kantenflächen ein Bereich des Lift-Off-Lackes bzw. der
Isolationsschicht entsteht, welcher nicht mit Metallpartikeln durch das Besputtern
beaufschlagt ist. Durch diesen besonderen nicht mit Metallpartikeln beaufschlagten
Bereich ist es möglich, den Lift-Off-Lack von der Isolationsschicht abzuheben, so daß
allein die gewünschten elektrisch leitenden Verbindungen auf der Isolationsschicht mit
Metallpartikeln versehen sind. Dabei ist zu beachten, daß durch die Metallpartikel auf
der Deckfläche des Lift-Off-Lackes eine Schutzschicht gegen das Abheben des Lift-
Off-Lackes durch entsprechende Lösungsmittel gegeben ist und somit die
Angriffsstellen im Bereich der metallpartikelfreien, vorkragenden Kantenflächen von
besonderer Bedeutung sind.
In einem weiteren Schritt werden die bestehenden, elektrisch leitenden Verbindungen
durch bekannte Verfahren zur Aufbringung weiterer Metallpartikel auf bereits
aufgebrachte Metallpartikel verwendet, bis die gewünschte Leiterbahnstärke erreicht
ist. Damit ist es gelungen, eine elektrisch leitende Verbindung einer Multi-Layer-Platte
insbesondere zwischen deren verschiedenen Layern herzustellen, welche aufgrund des
erfindungsgemäßen Wegfallens von Ätzvorgängen zur Entfernung von nicht
gewünschten Metallschichten außerhalb der gewünschten Leiterbahnen und dem damit
verbundenen Unterkriechen der Ätzmittel in den Randbereich der gewünschten
Leiterbahnen feinere Leiterbahnstrukturen erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht das "positive" Aufbringen von Leiterbahnen auf der Isolationsschicht im
Gegensatz zu den bekannten Verfahren mit dem "negativen" Aufbringen, d. h. dem
Entfernen der nicht gewollten Bereiche, was zwingend gröbere, also weniger feine
Leiterbahnstrukturen zur Folge hat.
Zudem erweist sich das beschriebene Verfahren als umweltverträglicher, da
insbesondere weniger starke Lösungsmittel verwendet werden müssen, welche nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren nur geringe Metallpartikelmengen in Lösung
bringen müssen. Die Metallmenge ist auf die Metallmenge begrenzt, die durch
Sputtern aufgetragen wurde, und nicht von vornherein auf die wesentlich größere
Metallmenge, welche durch die endgültige Leiterbahnstärke und die Fläche der nicht
gewünschten Bereiche der elektrischen Leiterverbindungen bestimmt ist. Damit wird
der Fortschritt im Bereich der Umweltverträglichkeit deutlich.
Zudem erweist sich das neue Verfahren verfahrenstechnisch als einfacher zu
handhaben, da die einzelnen Prozeßschritte für sich bzw. in Summe als Gesamtes
weniger schwierig zu handhaben sind als die bekannten Verfahren. Dabei erweist sich
insbesondere der Vorgang des Besputterns als wesentlich einfacher zu handhaben als
der Vorgang des technisch schwierig zu handhabenden Vorgangs des Ätzentfernens
der nicht gewollten, elektrisch leitenden, metallischen Schichten.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist es möglich, nach dem Aufbringen
weiterer Metallpartikel zur endgültigen Leiterbahnstärke wiederum eine
Isolationsschicht selektiv auf die bereits bestehende Struktur so aufzubringen, daß in
den Bereichen, in denen eine Durchkontaktierung von der einen Leiterbahnebene auf
die zukünftig zu bildende Leiterbahnebene oberhalb der frisch aufgebrachten
Isolationsschicht eine festgelegte Lücke besteht, die durch das wiederholte
Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens mit einer elektrisch leitenden
Verbindung versehen werden kann. Durch das wiederholte Durchführen des
beschriebenen Verfahrens läßt sich eine Multi-Layer-Leiterplatte mit den zuvor
beschriebenen Vorteilen darstellen. Dabei zeigen sich die verfahrenstechnischen
Vorteile bei jeder einzelnen zu bildenden Layerschicht.
Das beschriebene Verfahren zur Bildung einer elektrisch leitenden Verbindung ist nicht
nur auf die Bildung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei verschiedenen durch
eine oder mehrere Isolationsschichten getrennten Layern beschränkt, sondern kann sehr
wohl zur Bildung von Leiterbahnen in einer Ebene, respektive einem Layer, verwendet
werden. In diesem Falle zeigen sich dieselben Vorteile des Verfahrens.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Lift-Off-Lack so
ausgebildet, daß er nicht nur eine vorkragende Kantenfläche aufweist, sondern
mehrere vorkragende Kantenflächen, idealerweise alle Kantenflächen als vorkragende
Kantenflächen aufweist. Damit ist ein möglichst sicheres und schnelles Abheben des
Lift-Off-Lackes gewährleistet, was die Möglichkeit von feineren Leiterbahnstrukturen
weiter erhöht, da keine oder weniger Sicherheitsreserven für verbleibende störende
Reste nicht bei der Dimensionierung der Leiterbahnstrukturen berücksichtigt werden
müssen.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, die vorkragenden Kantenflächen des Lift-Off-Lackes
so auszubilden, daß die vorkragende Strecke der Deckschicht gegenüber der
Höhe des Lift-Off-Lackes - Abstand der Deckschicht zur Auflageschicht des Lift-Off-Lackes-
im Verhältnis größer als der Faktor 0,5 ist. Durch die Wahl des Verhältnisses
größer als 0,5 ist ein ausreichend großer Bereich ohne durch Besputtern aufgebrachte
Metallpartikel auf der Isolationsschicht und im Bereich der vorkragenden Kantenfläche
gegeben was das sichere Abheben des Lift-Off-Lackes gewährleistet. Auch hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, die vorkragende Strecke der Deckschicht nicht zu groß zu
wählen, da dadurch eine ausreichende Stabilität des Lift-Off-Lackes insbesondere beim
Besputtern mit Metallpartikeln, was mit einer starken thermischen Belastung der
Isolationsschicht bzw. des Lift-Off-Lackes einhergeht, erreicht ist. Je nach Art des
Lift-Off-Lackes hat sich als Grenze für die Stabilität ein Vorkragen bis zu einem
Verhältnis von der Größenordnung von 1 herausgestellt.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, den Lift-Off-Lack durch Aufschleudern, durch
Walzbeschichten, durch Tauchziehen oder durch elektrostatische Sprühverfahren
großflächig auf der Isolationsschicht aufzubringen, um dann in einem weiteren
Verfahrensschritt durch selektive Belichtung mittels insbesondere langwelligem
Laserlicht und anschließende Entwicklung die selektive Lift-Off-Lack-Beschichtung
mit vorkragenden Kantenflächen zu erzeugen. Dabei wird insbesondere durch die
verschiedenen Aufbringungsverfahren eine sehr gleichmäßige Schichtstärke, respektive
ebene Deckfläche des Lift-Off-Lackes gewährleistet und durch die Verwendung von
Laserlicht zur Belichtung wird eine sehr feine Strukturierung des Lift-Off-Lackes und
damit im Rahmen des gesamten Verfahrens eine sehr feine Strukturierung der
elektrisch leitenden Verbindungen ermöglicht. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft
herausgestellt, langwelliges Laserlicht insbesondere von einer Wellenlänge zwischen
350 und 530 nm zu verwenden, welches typischerweise von besonders gleichmäßiger
Strahlenergiedichte ist und dadurch ein sicheres und definiertes Belichten ermöglicht,
was die zu erreichende Strukturfeinheit der elektrisch leitenden Verbindungen weiter
erhöht.
Als bevorzugtes Material zur Bildung der Isolationsschicht hat sich eine
Polyamidschicht herausgestellt, welche durch bekannte Verfahren selektiv entfernt
wird und anschließend durch einen Sinterprozeß in ein Polyimid überführt wird.
Dieses zeigt insbesondere die notwendige thermische Stabilität, um beim Besputtern
mit Metallpartikeln keinen Schaden zu erleiden, wie auch die ausreichende chemische
Stabilität, um nicht durch die verschiedenen verwendeten Lösungsmittel während des
Verfahrens angegriffen zu werden. Dadurch ist eine dauerhafte Struktur der Multi-
Layer-Leiterplatte sichergestellt, die auch über den Fertigungsprozeß eine
Langzeitbeständigkeit der Multi-Layer-Leiterplatte gewährleistet.
Vorzugsweise wird die Isolationsschicht aus Polyamid durch selektive Belichtung
mittels Laserlicht und anschließender Entwicklung selektiv ausgebildet. Dabei wird die
beispielsweise durch ein Tauchzieh- oder elektrostatisches Sprüh- oder Luftsprüh-
oder Roller-Coating-Verfahren aufgebrachte lichtempfindliche Polyamidschicht durch
ein Kontakt- oder Proximity-Verfahren oder Direkt-Laser-Belichtungsverfahren
vorzugsweise mit einer Wellenlänge von 350 bis 450 nm selektiv belichtet,
anschließend wird das belichtete Polyamid entwickelt, indem es einer
Entwicklersubstanz ausgesetzt wird und anschließend mit einer Reinigungssubstanz
zur Entfernung der Reste der nicht gewünschten Polyamidbestandteile und der
eventuell verbliebenen Entwicklersubstanzen gereinigt. Danach wird das nun selektiv
strukturierte Polyamid im Rahmen des gewöhnlichen Sinterprozesses vorzugsweise in
einer Inertatmosphäre bei etwa 350 bis 400°C zu Polyimid überführt, wobei bei der
Auslegung der Strukturen berücksichtigt wird, daß im Rahmen der Überführung von
Polyamid zu Polyimid eine deutliche Schrumpfung der Polyamidstrukturen gegeben
ist.
Auch ist es möglich, das Polyamid unstrukturiert, also großflächig, aufzubringen und
direkt zu einer Polyimidschicht zu sintern bzw. direkt eine Polyimidschicht zu
verwenden, welche mit einer selektiven Hardmaske, beispielsweise aus Aluminium-
oder Chemical-Vapor-Deposition-Oxiden (z. B. SiO2) versehen sind, indem
beispielsweise die unstrukturierte Hardmaske großflächig aufgebracht wird, diese mit
einem photoempfindlichen Lack versehen, dieser mit UV-Licht oder Laserlicht selektiv
belichtet und anschließend mit einer Entwicklersubstanz zu einer selektiven
Lackschicht entwickelt, um dann in einem weiteren Schritt die Hardmaske durch einen
entsprechenden Ätzvorgang im Bereich der freien Hardmaske selektiv zu entfernen.
Das nun partiell, selektiv freiliegende Polyimid wird dann durch reaktives Ionenätzen
typisch mit Sauerstoff und Tetrachlormethan anisotrop geätzt. Dadurch ist eine
selektive Polyimidschicht gegeben, welche nach Entfernen der Hardmaske, mit den
genannten weiteren Verfahrensschritten weiterentwickelt werden kann. Auch ist es
möglich das Polyimid direkt durch Laser Bohren oder Plasmaätzen so zu strukturieren,
daß nur noch die gewünschte selektive Polyimidschicht Bestand hat. Diese alternativen
Verfahren erweisen sich als ebenso geeignet wie die Verwendung von Polyamid mit
einem nachfolgenden Schritt der Überführung zum Polyimid, wobei diese Verfahren
auf die erforderlichen Sintervorgänge verzichten kann, was die Fertigungszeit
verringert.
Als besonders geeignetes Isolationsmaterial hat sich Benzocyclobuten, auch BCB
genannt, herausgestellt. Es zeigt eine besonders niedrige Dielektrizitätskonstante, eine
besonders hohe thermische Stabilität, eine gute Adhäsionswirkung auf elektrischen
Leitern, einen hohen Planarisationsgrad, sehr geringe Schrumpfwerte sowie einfache
Verarbeitungsmerkmale. Als Isolationsmaterial zeigt das Benzocyclobuten nach der
Polymerisation gegenüber dem Polyimid bessere Adhäsionseigenschaften, eine bessere
thermische Stabilität sowie insbesondere deutlich geringere Schrumpfungsgrade.
Neben den bekannten Verfahrensschritten der Polyamid/Polyimid-Behandlung zur
Bildung selektiver Isolationsschichten existiert bei den Isolationsschichten aus
Benzocyclobuten die Möglichkeit, daß das Benzocyclobuten selbst lichtempfindlich
auszubilden ist, wodurch die verschiedenen Verfahrensschritte zur Aufbringung von
photoempfindlichen Photolacken usw. während des erfindungsgemäßen Verfahrens
entfallen kann. Dies vereinfacht das erfindungsgemäße Verfahren weiter, wodurch es
weiter umweltschonender ausbildet wird und zudem die Kosten deutlich gesenkt
werden. Dabei kann die Qualität der elektrischen Verbindungen gesteigert werden, da
verschiedene Störquellen der Verfahren des Standes der Technik insbesondere durch
den Wegfall einiger ihrer Verfahrensschritte gegenüber dem erfindungsgemäßen
Verfahren nicht mehr gegeben sind.
Zur Besputterung werden Edelmetalle, vorzugsweise Silber, Palladium, Gold, Platin,
Ruthenium, Iridium, Wolfram oder entsprechende vergleichbare andere Metalle
verwendet, die im Rahmen des elektromagnetischen Besputterns möglichst senkrecht
auf die gegebenenfalls strukturierte Isolationsschicht, welche mit einer selektiven Lift-
Off-Lack-Schicht versehen ist, aufgebracht werden, wodurch durch die vorkragenden
Kantenflächen Bereiche entstehen, in denen die Edelmetallpartikel daran gehindert
werden, auf die Isolationsschicht bzw. auf die Kantenflächen des Lift-Off-Lackes
abgeschlagen zu werden. Dadurch entsteht ein definierter und gewollter Abriß der
Metallschicht auf der Isolationsschicht und ein Abriß der Metallschicht insgesamt, die
die Ablösung des Lift-Off-Lackes im Rahmen des weiteren Verfahrens ermöglicht.
Dabei hat sich die Verwendung der Edelmetalle als besonders geeignet herausgestellt,
da diese dem Sputtervorgang besonders zugänglich sind. Zudem lassen sich diese
Edelmetalle in einem weiteren Verfahrensschritt besonders einfach durch vorzugsweise
wenig edlere Metalle, wie Kupfer, Nickel, Silber oder andere entsprechende Metalle
vorzugsweise durch chemische Abscheidung bis zur endgültigen gewünschte
Leiterbahnstärke aufbauen. Dabei ist es von Vorteil, daß diese weniger edlen Metalle
nur in den Bereichen der selektiv aufgebrachten Edelmetalle wachsen und nicht auf der
Isolationsschicht, welche vorzugsweise aus Polyimid gebildet ist. Dadurch läßt sich die
selektiv ausgebildeten Strukturen der metallischen Leitungsmaske sicher erhalten, was
die feinen Leiterbahnstrukturen mit Abständen und Leiterbahnbreiten in der
Größenordnung von unter 10 µm ermöglicht. Als typische Stärken der endgültigen
Leiterbahnen aus Cu als Basismaterial finden sich Stärken von 10-15 µm.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den nachfolgenden
Beschreibungen hervor, die beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
gegeben wird. Es wird in den Figuren der schrittweise Aufbau einer Multi-Layer-Leiter
platte dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Trägermaterial/Kern der zukünftigen Multi-Layer-Leiterplatte,
welcher durch eine unkaschierte Polyimidfolie 1 gebildet wird und der durch Bohren,
Lasern oder Plasmaätzen von Löchern 2 für eine zukünftige Durchkontaktierung von
der einen Seite zur anderen Seite des Trägermaterials selektiv strukturiert ist. Im
folgenden wird diese strukturierte Polyimidfolie 1 mit dem Lift-Off-Lack 3
beschichtet, selektiv mit LV-Licht im Kontakt- oder Abstandsbelichtungs- oder
Direkt-Laserscanning selektiv belichtet, anschließend entwickelt und gegebenenfalls
optisch überprüft. Durch die genaue Wahl des Entwicklers insbesondere dessen
Basizität wird die Struktur des Lift-Off-Lackes 3 mit den vorkragenden Kantenflächen
3a erzeugt. Gegebenenfalls wird dieser Lift-Off-Lack 3 in einem weiteren Schritt bei
Temperaturen von etwa 150°C gehärtet. Im folgenden wird die mit dem Lift-Off-Lack
3 selektiv beschichtete Polyimidfolie 1 mit Wolframmetallpartikeln 4 flächig
besputtert, was in Fig. 2 dargestellt ist.
In Fig. 3 ist das Ergebnis des Sputtervorgangs zu sehen. Es haben sich im Bereich
der Deckflächen des Lift-Off-Lackes 3 Metallbeschichtungen aus Wolfram 4 ergeben,
ebenso wie im Bereich der ungeschützten Polyimidfolie 1. Im Bereich der
vorkragenden Kantenflächen 3a hat sich dagegen ein Bereich ohne jegliche
Metallablagerungen gebildet, die in einem weiteren Schritt das Abheben des Lift-Off-Lackes
3 ermöglichen. Nach dem Abheben des Lift-Off-Lackes 3 wird die
Polyimidfolie 1 mit der selektiven Wolframbeschichtung 4 einem chemischen
Nickelbad unterzogen, wodurch die weniger edlen Nickelmetallpartikel 5 sich durch
chemische Abscheidung auf dem Wolfram 4 niederschlagen. Ein Niederschlagen der
Nickelmetallpartikel 5 auf der Polyimidfolie 1 findet nicht statt. Dieses Aufbauen der
Metallbeschichtung in dem chemischen Nickelbad wird solange fortgesetzt, bis die
gewünschte Leiterbahnstärke von typisch 10-15 µm erreicht ist. Dieser Zustand ist in
Fig. 4 dargestellt.
Anschließend wird eine flächendeckende Flüssigpolyamidschicht 6 auf eine Seite der
bestehenden Multi-Layer-Leiterplatte aufgebracht, was durch ein Rollercoating-Ver
fahren erreicht wird. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt. Anschließend wird
diese lichtempfindliche Polyamidschicht 6 durch Belichten mit Laserlicht in einer
Wellenlänge von etwa 440 nm im Direktlaser-Belichtungsverfahren belichtet und
anschließend durch entsprechende Entwickler so entwickelt, daß die gewünschten
Polyamidstrukturen 6 selektiv erhalten bleiben, um sie dann durch Sintern in die
endgültig gewünschten Polyimidstrukturen 6 zu überführen. Dieser Zustand ist in
Fig. 6 dargestellt.
In Fig. 7 ist die Multi-Layer-Leiterplatte nach dem erneuten selektiven Beschichten
in der bekannten Weise mit Lift-Off-Lack 3 und dem anschließenden Besputtern mit
Wolframpartikeln 4 dargestellt. Wie aus Fig. 7 zu entnehmen ist, lassen sich durch
das beschriebene Verfahren auf sehr einfache und sichere Art elektrisch leitende
Verbindungen zwischen den einzelnen Layern der Multi-Layer-Leiterplatte darstellen.
So zeigt sich eine elektrisch leitende Verbindung über eine oder mehrere
Isolationsschichten 1, 6 hinweg, wie im Bereich A zu entnehmen ist. Im folgenden
werden der Lift-Off-Lack 3 entfernt und die gebildeten Wolframmetallbereiche 4,
welche jetzt sowohl auf der Polyimidschicht 6 als auch partiell auf den bestehenden
Leiterbahnen aus Nickel 5 aufgebracht sind, in einem chemischen Nickelbad mit
weiteren Nickelmetallpartikeln 5 zur endgültigen Leiterbahnstärke aufgebaut. Diese
Verfahrensschritte erfolgen entsprechend den zuvor beschriebenen Schritten. Damit
wurde eine dreifache Multi-Layer-Leiterplatte dargestellt. Durch Wiederholung der
verschiedenen Prozeßschritte lassen sich nahezu beliebig viele Layerschichten
generieren.
1
Erste Isolationsschicht, Polyimid
2
Loch
3
Lift-Off-Lack
3
a Vorkragende Kantenfläche
4
Metallpartikel, aufgesputtert
5
Metallpartikel, chemisch abgeschieden
6
Zweite Isolationsschicht
Claims (13)
1. Verfahren zur Bildung einer elektrisch leitenden Verbindung bei einer Multi-
Layer-Leiterplatte, wobei zwischen den Layern mindestens eine elektrische
Isolationsschicht (1, 6) angeordnet ist, indem bei einer Verbindung zwischen
verschiedenen Layern die Isolationsschicht/en (1, 6) zwischen den zu
verbindenden Layern in dem Bereich der zu bildenden elektrisch leitenden
Verbindung entfernt wird oder sie nur selektiv im Bereich außerhalb der zu
bildenden elektrischen Verbindung aufgebracht wird/werden, indem ein Lift-Off-Lack
(3) mit zumindest teilweise vorkragenden Kantenflächen (3a) selektiv im
Bereich der nicht zu bildenden elektrischen Verbindung auf die oberste
Isolationsschicht (1, 6) aufgebracht wird, anschließend die Multi-Layer-Leiter
platte mit Metallpartikeln (4) besputtert wird, anschließend der Lift-Off-Lack
(3) entfernt wird, wodurch eine metallische Leitungsmaske als Basis der
elektrischen Verbindung entsteht und anschließend die Basis durch Aufbringen
weiterer Metallpartikel (5) zur endgültigen Leiterbahnstärke verstärkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte,
dadurch gekennzeichnet, daß zum wiederholten Male eine Isolationsschicht (6)
selektiv im Bereich außerhalb der neu zu bildenden elektrischen Verbindung
aufgebracht wird, anschließend ein Lift-Off-Lack (3) mit zumindest teilweise
vorkragenden Kantenflächen (3a) selektiv im Bereich der nicht zu bildenden
neuen elektrischen Verbindung aufgebracht wird, anschließend die Multi-Layer-
Leiter-Platte mit Metallpartikeln (4) besputtert wird, anschließend der Lift-Off-Lack
(3) entfernt wird, wodurch eine metallische Leitungsmaske als Basis der
neuen elektrischen Verbindung entsteht und anschließend die Basis durch
Aufbringen weiterer Metallpartikel (5) zur endgültigen Leiterbahnstärke
verstärkt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lift-Off-Lack (3) so ausgebildet ist, daß er eine Vielzahl von vorkragenden
Kantenflächen (3a) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorkragen der Kantenflächen (3a) des Lift-Off-Lackes (3) so groß ist,
daß die vorkragende Strecke zur Höhe des Lift-Off-Lackes (3) ein Verhältnis
größer 0,5 bildet.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Absprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lift-Off-Lack (3) durch Aufschleudern, Walzbeschichten, durch
Tauchziehen oder durch ein Elektrostatischessprühverfahren großflächig auf der
Isolationsschicht (1, 6) aufgebracht wird, um dann in einem folgenden
Verfahrensschritt durch selektive Belichtung mittels Laserlicht und
anschließender Entwicklung die selektive Lift-Off-Lack-Beschichtung (3) zu
erzeugen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung direkt
schreibend oder mit einer Maske mit langwelligem Laserlicht insbesondere von
einer Wellenlänge zwischen 350 und 530 nm erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolationsschicht (1, 6) durch großflächiges Darstellen einer
Polyamidschicht, welche wahlweise selektiv entfernt wird und welche durch
Sintern in Polyimid überführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolationsschicht (1, 6) durch großflächiges Darstellen einer
Benzocyclobutenschicht gebildet wird, welche selektiv entfernt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zu
Polyimid gesinterte Polyamidschicht (1, 6) bzw. die Benzocyclobutenschicht
durch Laserbohren oder Plasmaätzen selektiv ausgebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Polyamidschicht (1, 6) bzw. die Benzocyclobutenschicht durch Belichtung
mittels Laserlicht und anschließende Entwicklung die selektive Isolationsschicht
(1, 6) gebildet wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Besputtern mit Edelmetallen (4) vorzugsweise mit Ag, Pd, Au, Pt, Rh,
W, Ir oder ähnlichen erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Aufbringen weiterer Metallpartikel (5) weniger edle Metall wie Cu, Ni,
Ag oder ähnliche verwendet werden, bis die endgültige Leiterbahnstärke erreicht
ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen
weiterer Metallpartikel (5) durch chemische Abscheidung erfolgt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996146970 DE19646970A1 (de) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Verfahren zur Bildung einer elektrischen Verbindung bei Multi-Layer-Leiterplatten und Verfahren zur Herstellung einer solchen |
DE1998114991 DE19814991A1 (de) | 1996-11-14 | 1998-04-03 | Verfahren zur Bildung einer elektrischen Verbindung bei einer Multilayer-Leiter-Leiterplatte und Verfahren zur Herstellung einer solchen |
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Publication Number | Publication Date |
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