DE19681758B4 - Einseitiges Schaltkreissubstrat für mehrlagige Schaltkreisplatine, mehrlagige Schaltkreisplatine und Verfahren zur Herstellung selbiger - Google Patents

Einseitiges Schaltkreissubstrat für mehrlagige Schaltkreisplatine, mehrlagige Schaltkreisplatine und Verfahren zur Herstellung selbiger Download PDF

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Abstract

Einseitige Schaltkreisplatte (7a, 7b, 7c, 7d) für eine mehrlagige Schaltkreisplatine (1), die aufweist:
ein einseitig kupferkaschiertes Laminat mit einem isolierenden harten Substrat (2a, 2b, 2c, 2d) und einer Kupferfolie (13), die an einer Oberfläche des Substrats anhaftet,
auf einer Oberfläche des Substrats (2a, 2b, 2c, 2d) durch Ätzen einer Kupferfolie (13) des kupferkaschierten Laminats ausgebildete Leiterschaltkreismuster (3a, 3b, 3c, 3d),
eine klebende, auf der anderen Oberfläche des Substrats gebildete Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d), und
in Löcher gefüllte Leitpasten (5), wobei die Löcher (6a, 6b, 6c, 6d) durch das Substrat (2a, 2b, 2d, 2c) und die klebende Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d) in der Weise ausgebildet sind, dass ein Kontakt mit den Leiterschaltkreismustern (3a, 3b, 3c, 3d) besteht, um Durchgangslöcher vorzusehen.

Description

  • Technisches Feld
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein einseitiges Schaltkreissubstrat für eine mehrlagige Schaltkreisplatine, auf eine mehrlagige Schaltkreisplatine und auf ein Verfahren zur Herstellung selbiger, und besonders schlägt sie eine einseitige Schaltkreisplatine vor, die für die Herstellung einer mehrlagigen Schaltkreisplatine mit einer die Zwischenräume füllenden Durchgangslochstruktur mit höherer Ausbeute und Effizienz entwickelt wird, und auf eine mehrlagige Schaltkreisplatine, die produziert wird durch Laminieren einer Vielzahl solcher einseitigen Schaltkreisplatinen, und auf ein Verfahren zur Herstellung selbiger.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die konventionelle mehrlagige Schaltkreisplatine ist ein mehrlagiger Körper, der durch abwechselndes Aufbauen von kupferkaschierten Laminaten und Prepregs (kunstharzimprägnierten Flächenstoff) gebildet wird. Dieser mehrlagige Körper hat ein Oberflächenverdrahtungsmuster an seiner äußeren Oberfläche und ein Zwischenschichtverdrahtungsmuster zwischen seinen innenliegenden Laminatsschichten. Diese Verdrahtungsmuster sind elektrisch über Durchgangslöcher verbunden, die in dem mehrlagigen Körper in seiner Dickenrichtung zwischen den benachbarten, innenliegenden Verdrahtungsmustern oder zwischen den innenliegenden Verdrahtungsmustern und dem Oberflächenverdrahtungsmuster ausgebildet sind.
  • In der mehrlagigen Schaltkreisplatine mit der oben beschriebenen Durchgangslochstruktur ist es jedoch erforderlich, einen Bereich für die Ausbildung der Durchgangslöcher zu sichern, so daß es schwierig ist, eine hohe Verdichtung der montierbaren Bauteile zu erreichen, und daher gibt es Nachteile dadurch, daß es nicht möglich ist, die Anforderungen der Superminiaturisierung portabler elektrischer Geräte und der praktischen Anwendung der Packungen mit engem Zwischenraum und der MCM (Multi Chip Module) zu erfüllen.
  • Kürzlich wurde statt der mehrlagigen Schaltkreisplatine mit der oben beschriebenen Durchgangslochstruktur eine mehrlagige Schaltkreisplatine mit einer die Zwischenräume ausfüllenden Durchgangslochstruktur (IVH, interstitial viahole) bekannt, die sich für die Miniaturisierung und hohe Verdichtung der elektronischen Geräte eignet.
  • Die mehrlagige Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur ist eine Schaltkreisplatine mit einer derartigen Struktur, daß leitende Durchgangslöcher, welche die Leiterschichten miteinander verbinden, in jeder der isolierenden Zwischenschichten angeordnet sind, die den mehrlagigen Körper bilden. D.h., in solchen Schaltkreisplatinen wird die elektrische Verbindung zwischen den benachbarten, innenliegenden Verdrahtungsmustern oder zwischen den innenliegenden Verdrahtungsmustern und den Oberflächenverdrahtungsmustern über Durchgangslöcher (vergrabene Durchgangslöcher oder vergrabene Kontakte) hergestellt, die das Verdrahtungssubstrat nicht durchdringen. Deshalb ist es bei den mehrlagigen Schaltkreisplatinen mit der IVH-Struktur nicht erforderlich, spezifische Bereiche für die Ausbildung der Durchgangslöcher vorzusehen, und daher kann die Miniaturisierung und hohe Verdichtung der elektrischen Geräte leicht erreicht werden.
  • Was die mehrlagigen Schaltkreisplatinen mit der IVH-Struktur angeht, wird ein Vorschlag für die Entwicklung der mehrlagigen Schaltkreisplatinen mit der IVH-Struktur für alle Schichten z.B. auf Seite 57 der "The 9th National Convention Record JIPC" (2. März 1995) oder in einer "draft collection for 9th Circuit Packaging Academic Lecture" vorgetragen. Die mehrlagige Schaltkreisplatine nach diesem Vorschlag wurde entwickelt aufgrund (1) der Hochgeschwindigkeitbohrtechnik kleinster Durchgangslöcher mittels Kohlenstoffdioxidgaslasern, (2) Verwendung eines Verbundmaterials von nicht-gewebtem Aramid-Faserkunststoff und Epoxidharz als ein Substratmaterial, und (3) Zwischenschichtverbindungstechnik durch Füllen mit einer Leitpaste, und wurde hergestellt durch die folgend beschriebenen Prozesse.
  • Zuerst wird ein nicht-gewebter, mit Epoxid imprägnierter Aramid-Faserkunststoff als Prepreg benutzt und Lochbohren mit Kohlenstoffdioxidgaslaser wird auf das Prepreg angewendet, und dann wird eine Leitpaste in die sich ergebenden Lochabschnitte (siehe 1(a)) gefüllt.
  • Dann werden Kupferfolien auf beide Oberflächen des Prepregs aufgebracht und unter Erhitzen mittels einer Heizpresse verpreßt. Auf diese Weise wird das Epoxidharz in dem Prepreg und die Leitpaste ausgehärtet, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kupferfolien auf beiden Oberflächen des Prepregs herzustellen (siehe 1(b)).
  • Und dann wird das Verdrahtungsmuster auf die Kupferfolien durch einen Ätzprozeß aufgebracht, um ein doppelseitiges, hartes Substrat mit Durchgangslöchern vorzusehen (siehe 1(c)).
  • Die Bildung der weiteren Lagen wird durchgeführt unter Verwendung des doppelseitigen Substrats als eine Kernschicht. Konkret wird das Prepreg mit der Füllung mit obiger Leitpaste und mit den Kupferfolien nacheinander auf beiden Oberflächen der Kernschicht laminiert, positioniert und erneut unter Hitze verpreßt und dann werden die Kupferfolien der äußeren Schichten geätzt, um ein vierlagiges Substrat vorzusehen (siehe 1(d), (e)). Falls gewünscht wird, die Bildung weiterer Schichten durchzuführen, werden die obigen Schritte wiederholt, um ein sechs- oder achtlagiges Substrat zu erhalten.
  • Der Nachteil der obigen konventionellen Technik ist, daß die Produktionsschritte kompliziert werden, und ein lange Zeit für die Produktion gebraucht wird, weil das Erhitzen und Pressen in der Heizpresse und der Schritt des Aufbringens des Verdrahtungsmusters auf die Kupferfolien mittels Ätzens beliebig oft zu wiederholen ist.
  • Bei der mehrlagigen Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur, die durch das obige Produktionsverfahren erreicht wird, ist es schwierig, im Produktionsprozeß ein schlechtes Aufbringen des Verdrahtungsmusters auf die Kupferfolie festzustellen, so daß selbst bei einem schlechten Aufbringen des Musters auch nur an einer Stelle (auch nur einem Schritt) im Produktionsprozeß die ganze Schaltkreisplatine als Endprodukt mangelhaft wird.
  • D.h. das obige konventionelle Produktionsverfahren hat einen gravierenden Nachteil dadurch, daß sich eine Verschlechterung der Produktionseffizienz oder der Produktionsausbeute daraus ergibt, daß bei Auftreten eines Produktmangels auch nur an einer Stelle unter den Beschichtungsschritten ein an allen anderen Stellen erzeugtes gutes Produkt zu Ausschuß wird.
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, ein einseitiges Schaltkreissubstrat für mehrlagige Schaltkreisplatinen vorzusehen, das für die effiziente Herstellung einer mehrlagigen Schaltkreisplatine mit einer IVH-Struktur mit einer hohen Ausbeute entwickelt wurde.
  • Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, eine mehrlagige Schaltkreisplatine mit einer IVH-Struktur vorzusehen, die aus obigen einseitigen Schaltkreissubstraten besteht.
  • Es ist noch ein anderes Ziel der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen zur effizienten Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatinen mit der IVH-Struktur mit einer höheren Ausbeute durch Verwendung der einseitigen Schaltkreissubstrate.
  • US 4,712,161 beschreibt eine hybride und viellagige Schaltkreisanordnung. Die Anordnung schließt mindestens ein keramisches Substrat ein, welches eine sauerstofffreie Kupferlegierungsfolie aufweist, welche mit demselben durch ein Verbindungsglas verbunden ist. Die Kupferlegierungsfolie kann ein Schaltkreis sein, an welchen ein Metalllegierungsband mit Widerstand verbunden sein kann, um einen Weg mit einem genauen Widerstand bereitzustellen. Die Folienschichten können aufeinandergestapelt sein, um eine vielschichtige Schaltung auszubilden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfinder haben mehrere Studien durchgeführt, um die obigen Ziele zu erreichen, und als Ergebnis wurde die Erfindung mit den folgenden Merkmalen und der folgenden Konstruktion gemacht.
    • (1) Als ein einseitiges Schaltkreissubstrat für eine mehrlagige Schaltkreisplatine, die für die effiziente Herstellung einer mehrlagigen Schaltkreisplatine mit IVH-Struktur mit hoher Ausbeute verwendet wird, sieht die Erfindung eine einseitige Schaltkreisplatte für eine mehrlagige Schaltkreisplatine vor, die ein einseitig kupferkaschiertes Laminat, einen auf einer Oberfläche des Substrats durch Ätzen einer Kupferfolie des kupferkaschierten Laminats ausgebildeten Leiterschaltkreis und eine klebende Harzschicht (im Folgenden als eine klebende Schicht bezeichnet) enthält, die auf der anderen Oberfläche des Substrats gebildet ist, in der in dem Substrat und in der klebenden Schicht Löcher ausgebildet sind, die den Leiter kontaktieren, und eine Leitpaste dort drin eingefüllt ist, um Durchgangslöcher zu bilden.
    • (2) Als eine mehrlagige Schaltkreisplatine mit einer IVH-Struktur, welche die einseitige, in dem obigen Absatz (1) beschriebene Schaltkreisplatine enthält, sieht die Erfindung eine mehrlagige Schaltkreisplatine mit einer Struktur vor, in der laminierte Schaltkreissubstrate miteinander elektrisch über den Zwischenraum füllende Durchgangslöcher verbunden sind, und die dadurch charakterisiert ist, daß mindestens eine Schicht der Schaltkreissubstrate ein einseitiges Schaltkreissubstrat ist, das ein einseitig kupferkaschiertes Laminat, einen Leiterschaltkreis, der auf einer Oberfläche des Substrats durch Ätzen einer Kupferfolie des kupferkaschierten Laminats gebildet ist, und eine klebende Harzschicht enthält, die auf der anderen Oberfläche des Substrats gebildet ist, wobei in dem Substrat und der klebenden Schicht Löcher ausgebildet sind, die den Leiter kontaktieren, und eine Leitpaste dort drin eingefüllt ist, um Durchgangslöcher zu bilden.
    • (3) Als ein Verfahren für die effiziente Herstellung einer mehrlagigen Schaltkreisplatine mit einer IVH-Struktur und mit einer hohen Ausbeute unter Einsatz der einseitigen Schaltkreisplatine des obigen Absatzes (1), sieht die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung einer mehrlagigen Schaltkreisplatine vor, das die Schritte enthält: [1] einen Schritt für die Ausbildung eines Leiterschaltkreises auf einer Oberfläche eines einseitig kupferkaschierten Laminats durch Ätzen einer Kupferfolie, die auf der Oberfläche des einseitig kupferkaschierten Laminats haftet; [2] einen Schritt für die Ausbildung einer klebenden Schicht auf einer Oberfläche gegenüber dem Leiterschaltkreis, der auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist; [3] einen Schritt für die Ausbildung von Löchern in dem isolierenden Substrat und in der klebenden Schicht, die den Leiter kontaktieren, und für das Füllen der Löcher mit einer Leitpaste, um eine einseitige Schaltkreisplatte vorzusehen; und [4] einen Schritt für das Stapeln zweier oder mehrerer der einseitigen Schaltkreissubstrate aufeinander oder für das Stapeln des einseitigen Schaltkreissubstrats auf ein anderes Schaltkreissubstrat und für das darauffolgende, einmalige Verpressen durch die klebende, auf dem Substrat vorgesehene Schicht zu einer mehrlagigen Form.
  • Hier ist vorzuziehen, die durch das isolierende, harte Substrat und die klebende Schicht hindurchgehenden und den Leiter kontaktierenden Löcher durch Laserstrahlung zu bilden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Diagramm mit Schnittdarstellung, das die Herstellungsschritte einer mehrlagigen Schaltkreisplatine nach konventioneller Technik veranschaulicht.
  • 2 ist ein Diagramm mit Schnittdarstellung einer Ausführungsform der mehrlagigen Schaltkreisplatine nach der Erfindung.
  • 3 ist ein Diagramm mit Schnittdarstellung, das die Herstellungsschritte eines einseitigen Schaltkreissubstrats veranschaulicht, das für die Herstellung der obigen mehrlagigen Schaltkreisplatine verwendet wird.
  • 4 ist ein Diagramm mit Schnittdarstellung, das eine Ausführungsform der Schritte beim Vereinigen der einseitigen Schaltkreissubstrate bei der Herstellung der obigen mehrlagigen Schaltkreisplatine veranschaulicht.
  • 5 ist ein Diagramm mit teilweiser Schnittdarstellung, das die Herstellungsschritte eines anderen einseitigen Schaltkreissubstrats veranschaulicht, das für die Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatine verwendet wird.
  • 6 ist ein Diagramm mit teilweiser Schnittdarstellung einer andere Ausführungsform der obigen mehrlagigen Schaltkreisplatine nach der Erfindung.
  • In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine mehrlagige Schaltkreisplatine; 2a, 2b, 2c und 2d isolierende, harte Substrate; 3a, 3b, 3c und 3d Leiterschaltkreise; 4a, 4b, 4c und 4d klebende Schichten; 5 eine Leitpaste; 6a, 6b und 6c Durchgangslöcher; 7a, 7b, 7c und 7d einseitige Schaltkreissubstrate; 8 eine Chip-Komponente; 9 Lötzinn; 12a, 12b, 12c und 12d isolierende, harte Substrate; 13 eine Metallfolie; 13a, 13b, 13c und 13d Leiterschaltkreise; 14a, 14b, 14c und 14d klebende Schichten; 16 ein Loch; 17a, 17b, 17c und 17d einseitige Schaltkreissubstrate; 18 einen Leiterschaltkreis am Boden des Loches; 21 eine andere Ausführungsform der mehrlagigen Schaltkreisplatine; 22 die andere Ausführungsform des isolierenden, harten Substrats; 23 die andere Ausführungsform des Leiterschaltkreises; 24 die andere Ausführungsform der klebenden Schicht; 25 die andere Ausführungsform des Durchgangsloches; und 26 eine andere Ausführungsform des Durchgangsloches.
  • Beste Art der Ausführung der Erfindung.
  • Das einseitige Schaltkreissubstrat für die mehrlagige Schaltkreisplatine nach der Erfindung enthält ein einseitig kupferkaschiertes Laminat, einen Leiterschaltkreis, der auf einer Oberfläche des Substrats durch Ätzen einer Kupferfolie des kupferkaschierten Laminats gebildet ist, und eine klebende Harzschicht, die auf der anderen Oberfläche des Substrats gebildet ist, in dem Löcher in dem Substrat und in der klebenden Harzschicht ausgebildet sind, die den Leiter kontaktieren, und eine Leitpaste ist in sie gefüllt, um Durchgangslöcher zu bilden.
  • Die klebende Schicht, die Bestandteil des einseitigen Schaltkreissubstrats für die mehrlagige Schaltkreisplatine ist, spielt eine Rolle beim Anhaften des obigen einseitigen Schaltkreissub strats aneinander oder des obigen einseitigen Schaltkreissubstrats an ein anderes Schaltkreissubstrat bei der Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatine mit einer IVH-Struktur.
  • Das Durchgangsloch, das einen Bestandteil des einseitigen Schaltkreissubstrats für die mehrlagige Schaltkreisplatine darstellt, spielt eine Rolle bei der elektrischen Verbindung der Leiterschaltkreises des obigen einseitigen Schaltkreissubstrats mit einem Leiterschaltkreis eines anderen Schaltkreissubstrats, das bei der Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur anzulaminieren ist. Insbesondere haftet die Leitpaste, die in die das isolierende, harte Substrat und die klebende Schicht durchdringenden und den Leiterschaltkreis kontaktierenden Löcher gefüllt ist, am Leiterschaltkreis des angrenzenden Schaltkreissubstrats, das durch thermische Aushärtung anlaminiert wird, und verbindet elektrisch mit dem jeweiligen Leiterschaltkreis.
  • Die Leiterschaltkreise, die Teil des einseitigen Schaltkreissubstrats für die mehrlagige Schaltkreisplatine sind, sind ein Oberflächenverdrahtungsmuster oder ein Zwischenschichtverdrahtungsmuster, das die mehrlagige Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur bildet. Solche Leiterschaltkreise werden durch Ätzen der Metallfolie gebildet, die an einer Oberfläche des isolierenden, harten Substrats anhaftet, und werden vorzugsweise durch Ätzen einer Kupferfolie eines einseitig kupferkaschierten Laminats gebildet, das durch Laminieren der Kupferfolie auf eine Oberfläche des isolierenden, harten Substrats erreicht wurde.
  • Die mehrlagige Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur kann effizient mit einer höheren Ausbeute hergestellt werden durch Verwendung der einseitigen Schaltkreisplatte mit der oben beschriebenen Struktur.
  • Das Verfahren der Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatine unter Verwendung des obigen einseitigen Schaltkreissubstrats nach der Erfindung wird unten beschrieben. D.h., das Verfahren der Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    • [1] einen Schritt für die Ausbildung eines Leiterschaltkreises auf einer Oberfläche eines einseitig kupferkaschierten Laminats durch Ätzen einer Kupferfolie, die auf der Oberfläche des kupferkaschierten Laminats haftet;
    • [2] einen Schritt für die Ausbildung einer klebenden Schicht auf einer Oberfläche gegenüber dem Leiterschaltkreis, der auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist;
    • [3] einen Schritt für die Ausbildung von Löchern in dem isolierenden, harten Substrat und in der klebenden Schicht, die einen Leiter kontaktieren, und für das Füllen der Löcher mit einer Leitpaste, um eine einseitige Schaltkreisplatte vorzusehen; und
    • [4] einen Schritt für das Stapeln zweier oder mehrerer der einseitigen Schaltkreissubstrate aufeinander oder für das Stapeln des einseitigen Schaltkreissubstrats auf ein anderes Schaltkreissubstrat und für das darauffolgende einmalige Verpressen zu einer mehrlagigen Form aufgrund der klebenden, auf dem Substrat vergesehenen Schicht.
  • Daher liegt das Verfahren der Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatine nach der Erfindung in einem Merkmal, daß die einseitigen Schaltkreissubstrate mit den ein gegebenes Verdrahtungsmuster bildenden Leiterschaltkreisen vorab individuell hergestellt werden. Deshalb kann das Vorliegen oder Fehlen einer mangelhaften Stelle des Leiterschaltkreises in diesen einseitigen Schaltkreissubstraten vor dem Laminieren festgestellt werden, so daß nur einseitige Schaltkreissubstrate ohne mangelhafte Stellen in der Laminierungsstufe verwendet werden. Folglich nimmt nach dem Verfahren der Erfindung das Auftreten mangelhafter Produkte in der Herstellungsstufe ab und deshalb kann die mehrlagige Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur mit einer höheren Ausbeute hergestellt werden.
  • Ferner ist es nach dem Verfahren für die Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatine nach der Erfindung nicht erforderlich, den Schritt des Laminierens der Prepregs und ihrem Zusammenpressen unter Hitze wie in dem konventionellen Verfahren zu wiederholen, und die einseitigen Schaltkreissubstrate können auf ein anderes Schaltkreissubstrat gestapelt und ganzheitlich miteinander auf einmal durch Heißpressen vereinigt werden unter Verwendung der klebenden Schicht, die auf dem einseitigen Schaltkreissubstrat ausgebildet ist. D.h., nach dem Verfahren der Erfindung kann die mehrlagige Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur effizient in kurzer Zeit und ohne Wiederholung komplizierter Schritte hergestellt werden.
  • In dem obigen Verfahren ist es wünschenswert, die durch das isolierende, harte Substrat und die klebende Schicht gehenden und die Leiter kontaktierenden Löcher durch Laserstrahlung zu bilden. Weil es wie beim Loch zum Bilden des Durchgangsloches in dem einseitigen Schaltkreissubstrat vorteilhaft ist, Löcher mit einer feinen Größe so weit wie möglich mit einer hohen Dichte zu bilden, und die Anwendung eines Lasers als Lochbohrtechnik kann leicht Löcher mit einer feinen Größe und mit hoher Dichte bilden.
  • Ferner können Löcher, die nur durch das isolierende, harte Substrat und die klebende Schicht gehen, durch die Bohrtechnik mittels Laser gebildet werden, ohne den Leiterschaltkreis zu beschädigen. Im Ergebnis werden die Löcher in dem Zustand nach dem Ätzen des Leiterschaltkreises gebildet ohne Bildung der das Prepreg-Substrat durchdringenden Löcher wie in der konventionellen Technik, so daß die Leitpaste in die geschaffenen Löcher gefüllt wird, um einen Stirnkontakt zwischen dem Durchgangsloch und dem Leiterschaltkreis zu bilden, wodurch eine sichere Verbindung erreicht wird.
  • So ist die mehrlagige Schaltkreisplatine mit der IVH-Struktur nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schicht des einen Teil der Platine bildenden Schaltkreisplatte ein einseitiges Schaltkreissubstrat ist, das ein einseitig kupferkaschiertes Laminat, einen auf einer Oberfläche des Substrats durch Ätzen einer Kupferfolie des kupferkaschierten Laminats ausgebildeten Leiterschaltkreis, und eine klebende Harzschicht enthält, die auf der anderen Oberfläche des Substrats gebildet ist, in dem Löcher im Kontakt mit dem Leiter in dem Substrat und in der klebenden Schicht gebildet sind, und eine Leitpaste dort hinein gefüllt ist, um Durchgangslöcher zu bilden.
  • Hier haftet das einseitige Schaltkreissubstrat nach der Erfindung, das einen Teil der mehrlagigen Schaltkreisplatine bildet, an einem anderen Schaltkreissubstrat durch die klebende Schicht. Als solch ein anderes Schaltkreissubstrat kann Gebrauch gemacht werden von dem einseitigen Schaltkreissubstrat nach der Erfindung und von dem wohlbekannten, konventionellen Schaltkreissubstrat.
  • Ferner kann die mehrlagige Schaltkreisplatine nach der Erfindung verschiedenen Behandlungen unterzogen werden, wie etwa Bildung einer Lötschutzschicht auf der Oberfläche, Nickel- oder Goldplattierung oder Löten des Oberflächenverdrahtungsmusters, Bohren von Löchern, Hohlraumbehandlung, Plattierung von Durchgangslöchern und Ähnliches.
  • Ferner wird die mehrlagige Schaltkreisplatine nach der Erfin dung verwendet für die Montage von elektronischen Komponenten, wie etwa IC-Packungen, "bare chip", Chip-Komponenten oder Ähnliches.
  • [Beispiel]
  • 2 ist ein Diagramm mit Schnittdarstellung einer Ausführungsform der mehrlagigen Schaltkreisplatine nach der Erfindung. In dieser Zeichnung ist die mehrlagige Schaltkreisplatine 1 eine vierlagige Platine, die durch Laminieren der einseitigen Schaltkreissubstrate 7a, 7b, 7c und 7d gebildet wird, welche aus den isolierenden, harten Substraten 2a, 2b, 2c und 2d, den durch Ätzen einer an einer Oberfläche des Substrats haftenden Metallfolie gebildeten Leiterschaltkreisen 3a, 3b, 3c und 3d, den klebenden Schichten 4a, 4b, 4c und 4d, die jede auf einer Oberfläche des Substrats gegenüber dem Leiterschaltkreis gebildet sind, und den Durchgangslöchern 6a, 6b und 6d bestehen, die durch Füllen von Löchern, die durch die isolierenden, harten Substrate 2a, 2b, 2c und 2d und die klebenden Schichten 4a, 4b, 4c und 4d hindurchgehen, mit einer Leitpaste 5 und durch Kontaktieren mit den Leiterschaltkreisen 3a, 3b, 3c und 3d gebildet sind, und durch ihr gegenseitiges Zusammenführen über die klebenden Schichten 4a, 4b, 4c und 4d, die auf den einseitigen Schaltkreissubstraten 7a, 7b, 7c bzw. 7d ausgebildet sind.
  • In diesem Fall sind der Leiterschaltkreis 3a des einseitigen Schaltkreissubstrats 7a und der Leiterschaltkreis 3d des einseitigen Schaltkreissubstrats 7d jeweils mit einem gegebenen Verdrahtungsmuster gebildet, und auf einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der mehrlagigen Schaltkreisplatine 1 als Oberflächenverdrahtungsmuster angeordnet. Und ebenfalls sind der Leiterschaltkreis 3b des einseitigen Schaltkreissubstrats 7b und der Leiterschaltkreis 3d des einseitigen Schaltkreissubstrats 7c jeweils mit einem gegebenen Verdrahtungsmuster gebildet, und auf einer unteren Seite des einseitigen Schaltkreissubstrats 7a und einer oberen Seite des einseitigen Schaltkreissubstrats 7d in der mehrlagigen Schaltkreisplatine 1 als ein Zwischenschichtverdrahtungsmuster angeordnet.
  • Ferner ist es günstig, daß die Leiterschaltkreise 3a, 3b, 3c und 3d durch Ätzen einer Kupferfolie eines einseitig kupfer kaschierten Laminats gebildet sind, das durch Ausbilden der Kupferfolie auf z.B. einer Oberfläche des isolierenden, harten Substrats 2a, 2b, 2c und 2d vorgesehen ist.
  • Und ebenfalls wird das Durchgangsloch 6a gebildet durch Passieren des isolierenden, harten Substrats 2a und der klebenden Schicht 4a in Dickenrichtung, und das Durchgangsloch 6b wird gebildet durch Passieren der isolierenden, harten Substrate 2b und 2c und der klebenden Schichten 4b und 4c in Dickenrichtung, das Durchgangsloch 6d wird gebildet durch Passieren des isolierenden, harten Substrats 2d und der klebenden Schicht 4d in Dickenrichtung, und die Leitpaste 5 wird in jede dieser Durchgangslöcher gefüllt. Unter diesen Durchgangslöchern ist das Durchgangsloch 6a ein vergrabener kontakt, das den Leiterschaltkreis 3a als Oberflächenverdrahtungsmuster mit dem Leiterschaltkreis 3b als Zwischenschichtverdrahtungsmuster elektrisch verbindet, und das Durchgangsloch 6b ist ein vergrabenes Durchgangsloch, das die Leiterschaltkreise 3b und 3c miteinander als Zwischenschichtverdrahtungsmuster elektrisch verbindet, und das Durchgangsloch 6d ist ein vergrabener kontakt, das den Leiterschaltkreis 3c als Zwischenschichtverdrahtungsmuster mit dem Leiterschaltkreis 3d als Oberflächenverdrahtungsmuster elektrisch verbindet. Sie sind die Zwischenräume füllende Durchgangslöcher.
  • Als isolierende, harte Substrate 2a, 2b, 2c und 2d kann Gebrauch gemacht werden von einem Substrat, das durch Aushärten z.B. von glasfaserbewehrtem Epoxidharz, nicht-verwebtem glasfaserbewehrtem Epoxidharz, glasfaserbewehrtem Bismaleimidtriazinharz, nicht-verwebtem aramidfaserbewehrtem Epoxidharz oder Ähnlichem in Plattenform gebildet wird.
  • Die klebenden Schichten 4a, 4b, 4c und 4d können aus einem harzigem Kleber bestehen, wie etwa Epoxidharz, Polyimid, Bismaleimidtriazin, Acrylharz, Phenolharz oder Ähnlichem.
  • Als Leitpaste kann Gebrauch gemacht werden von z.B. Kupfer, Silber, Gold, Kohlenstoff oder Ähnlichem.
  • Verschiedene elektronische Komponenten können auf die mehrlagige Schaltkreisplatine nach der Erfindung montiert werden. Wie in 2 durch Stricheln gezeigt, kann z.B. eine Chip- Komponente wie etwa eine IC-Packung, ein "bare chip" oder. Ähnliches an einer gegebenen Position des Oberflächenverdrahtungsmusters 3a plaziert und mit Lötzinn 9 dort fixiert werden.
  • Das Verfahren der Herstellung der mehrlagigen, in 2 gezeigten Schaltkreisplatine nach der Erfindung wird folgend beschrieben.
    • (1) Zuerst wird ein einseitiges Schaltkreissubstrat 7a (17a) nach der Erfindung vorbereitet, das Bestandteil der mehrlagigen Schaltkreisplatine 1 von 2 ist. Es wird konkret mit Bezug auf 3 beschrieben. [1] Ein isolierendes, hartes Substrat 12a mit einer an einer Oberfläche haftenden Metallfolie 13 wird vorgesehen, wie in 3(a) gezeigt. Z.B. ist es vorteilhaft, ein einseitig kupferkaschiertes Laminat als das isolierende, harte Substrat 12a zu verwenden, das auf der Oberfläche mit der Metallfolie 13 versehen ist. [2] Als nächstes wird die Metallfolie 13 in ein gegebenes Muster geätzt, wie in 3(b) gezeigt, wobei die Leiterschaltkreise 13a gebildet werden. Ferner können die wohlbekannten, üblichen Mittel als Ätzverfahren angewendet werden. Die Leiterschaltkreise 13a sind als Oberflächenverdrahtungsmuster angeordnet. Falls die Leiterschaltkreise als Zwischenschichtverdrahtungsmuster angeordnet sind, ist es zur Verbesserung der Hafteigenschaften zwischen den Schichten vorteilhaft, die Oberfläche der Leiterschaltkreise aufzurauhen, unter Verwendung wohlbekannter Techniken wie Mikroätzen, Aufrauhplattierung, Verwendung von beidseitig rauher Folie oder Ähnlichem. [3] Dann wird eine klebende Schicht 14a auf einer Oberfläche des isolierenden, harten Substrats 12a gebildet, die den Leiterschaltkreisen 13a gegenüberliegt, wie in 3(c) gezeigt. Die klebende Schicht 14a kann gebildet werden durch Aufbringen eines gegebenen Klebeharzes mittels einer Rollenauftragsmaschine, einer Überzugauftragsmaschine, einer Spritzmaschine, eines Siebdruckers oder Ähnlichem und darauffolgender Vorhärtung, oder durch Laminieren eines klebenden Films. In diesem Fall liegt die Dicke der klebenden Schicht vorzugsweise im Bereich von 10 – 50 μm. [4] Die Löcher 16 werden so gebildet, daß sie die klebende Schicht 14a und das isolierende, harte Substrat 12a in Dickenrichtung durchdringen und einen Leiter kontaktieren, wie in 3(d) gezeigt. Es ist vorzuziehen, die Löcher 16 durch Laser-Bestrahlung des isolierenden, harten Substrats 12a von der Seite der klebenden Schicht 14a aus zu bilden. Als Bohrmaschine mit Laser-Strahlung kann z.B. eine pulsierende Kohlenstoffdioxidgaslaserbohrmaschine verwendet werden. Auf diese Weise können Löcher mit einer Mikrogröße von 60 – 200 μm ϕ mit großer Genauigkeit unter Verwendung der Kohlenstoffdioxidgaslaserbohrmaschine gebildet werden. Folglich ist es möglich, Durchgangslöcher mit hoher Dichte in einer mehrlagigen Schaltkreisplatine herzustellen, die ein geringes Ausmaß und eine hohe Dichte haben. Entsprechend dem Laserstrahlbohrverfahren können Löcher nur in der klebenden Schicht 14a und Teilen des isolierenden, harten Substrats 12a ohne Beschädigung des Leiterschaltkreises 13a gebohrt werden, so daß die sich ergebenden Löcher 16 sich nur zur Seite der klebenden Schicht 14a hin öffnen und durch den Leiterschaltkreis am anderen Ende verschlossen sind. Auf diese Weise kann die elektrische Verbindung zwischen dem Durchgangsloch und dem Leiterschaltkreis 13a sicher erreicht werden. Ferner kann eine Reinigungsbehandlung angewendet werden, um die Oberfläche 18 des Leiterschaltkreises am Boden des Loches 16 zu reinigen. [5] Dann wird, wie in 3(e) gezeigt, eine Leitpaste 5 in das Loch 16 eingefüllt, um ein einseitiges Schaltkreissubstrat 17a vorzubereiten. Als Verfahren zum Einfüllen der Leitpaste 5 kann ein Siebdruckverfahren unter Anwendung z.B. einer Metallmaske angenommen werden. Um das Durchgangsloch mit hoher Genauigkeit der Füllung zu bilden, ist es vorteilhaft, im Vorhinein eine Schutzmaske um das Loch 16 herum zu bilden. Die Schutzmaske kann durch Laminieren eines Films oder eines Papiers auf der Oberfläche der klebenden Schicht 14a und gemeinsames Bohren zur Ausbildung des Loches gebildet werden. Auch ist es vorteilhaft, daß die Leitpaste in einem das Loch 16 etwas übersteigendem Ausmaß eingefüllt wird, um sicherzustellen, daß das Durchgangsloch eine gute elektrische Verbindung mit dem Leiterschaltkreis als eine Zwischenschicht eines anderen, zu laminierenden Schaltkreissubstrats hat. Ferner ist es vorteilhaft, die eingefüllte Leitpaste zur Verbesserung der Arbeitseffizienz der nachfolgenden Schritte vorzuhärten, und die Schutzmaske wird vor dem Laminieren abgezogen.
    • (2) Wie in 4 gezeigt, werden die einseitigen Schaltkreissubstrate 17b, 17c und 17d, welche die isolierenden, harten Substrate 12b, 12c und 12d, die auf einer Oberfläche des Substrats gebildeten Leiterschaltkreise 13b, 13c und 13d, die auf der anderen Oberfläche gebildeten, klebenden Schichten 14b, 14c und 14d und die Durchgangslöcher bildenden Löcher 16 enthalten, welche die isolierenden, harten Substrate und die klebenden Schichten durchdringen und den Leiter kontaktieren und mit Leitpaste 5 aufgefüllt sind, mittels derselben Schritte vorbereitet, wie oben beschrieben.
    • (3) Dann werden die obigen einseitigen Schaltkreissubstrate 17a, 17b, 17c und 17d in vorgegebener Reihenfolge und unter Positionierung mittels Führungslöchern und Führungsstiften aufeinander gestapelt, die in peripheren Abschnitten der einseitigen Schaltkreisplatten angeordnet sind. In diesem Fall wird der Leiterschaltkreis 13c des einseitigen Schaltkreissubstrats 17c auf die klebende Schicht 14d des einseitigen Schaltkreissubstrats 17d gestapelt, und die klebende Schicht 14b des einseitigen Schaltkreissubstrats 17b wird auf die klebende Schicht 14c gestapelt, und die klebende Schicht 14a des einseitigen Schaltkreissubstrats 17a wird auf den Leiterschaltkreis 13b gestapelt.
    • (4) Nachdem die einseitigen Schaltkreissubstrate auf diese Weise gestapelt sind, werden sie erhitzt und innerhalb eines Temperaturbereichs von 140°C – 200°C mit einer Heizpresse gepreßt, wobei diese einseitigen Schaltkreissubstrate verpreßt und ganzheitlich verbunden werden, um auf einen Schlag einen mehrlagigen Aufbau zu bilden.
  • In diesem Schritt werden die über die klebenden Schichten 14a, 14b, 14c und 14d übereinander gestapelten, einseitigen Schaltkreissubstrate 17a, 17b, 1c und 17d in der Form eines mehrlagigen Aufbaus durch thermische Aushärtung der klebenden Schichten 14a, 14b, 14c und 14d in einem abgeschlossenen Zustand ganzheitlich vereinigt. Gleichzeitig wird die Leitpaste in einem Zustand des Anschlusses an den jeweiligen Leiterschaltkreis zur Bildung von Durchgangslöchern thermisch ausgehärtet, wodurch die mehrlagige Schaltkreisplatine 1 entsteht.
  • [Ein anderes Beispiel]
    • (1) Obwohl in dem obigen Beispiel die mehrlagige, aus vier einseitigen Schaltkreissubstraten bestehende Schaltkreisplatine beschrieben wurde, kann die Erfindung in ähnlicher Weise auf den Fall von drei Schichten oder von vielschichtigen Aufbauten mit fünf oder noch mehr Schichten angewendet werden, oder kann mehrlagige Schaltkreisplatinen herstellen durch Laminieren des einseitigen Schaltkreissubstrats nach der Erfindung auf ein einseitiges Schaltkreissubstrat, ein doppelseitiges Schaltkreissubstrat, ein doppelseitiges Schaltkreissubstrat mit Durchgangslöchern oder ein mehrlagiges Schaltkreissubstrat, die durch das konventionelle Verfahren hergestellt sind.
    • (2) Obgleich im obigen Beispiel das Bohren zur Erzeugung der Löcher für die Bildung der Durchgangslöcher durch Laserstrahlung ausgeführt wird, kann ein mechanisches Mittel wie etwa Bohren, Stanzen oder Ähnliches eingesetzt werden. Das Verfahren der Herstellung der einseitigen Schaltkreissubstrate und der mehrlagigen Schaltkreisplatinen im letzteren Fall wird mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben. [1] Zuerst wird, wie in 5(a) gezeigt, ein Leiterschaltkreis 23 auf einem isolierenden, harten Substrat 22 durch Ätzen einer an der Oberfläche des Substrats haftenden Metallfolie gebildet, und eine klebende Schicht 24 wird auf einer Oberfläche des Substrats gegenüber dem Leiterschaltkreis 23 gebildet. [2] Als nächstes wird das Durchgangsloch 25 mittels eines mechanischen Mittels wie Bohren, Stanzen oder Ähnlichem gebildet, wie in 5(b) gezeigt, und eine Leitpaste 5 wird in das Durchgangsloch 25 eingefüllt, um ein einseitiges Schaltkreissubstrat vorzubereiten. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die Leitpaste 5 in einem das Durchgangsloch 25 etwas übersteigendem Maß eingefüllt wird, um das Durchgangsloch mit einer guten Verbindung zum Leiterschaltkreis eines anderen, anzuschließenden Schaltkreissubstrats zu versehen, wie in 5(c) [3] Dann wird, wie in 6 gezeigt, eine mehrlagige Schaltkreisplatine 21 mit Durchgangslöchern 26 durch Stapeln einer Vielzahl von einseitigen Schaltkreissubstraten aufeinander und durch ihre ganzheitliche Vereinigung in derselben Weise erreicht, wie oben beschrieben. [4] In der mehrlagigen Schaltkreisplatine nach der Erfindung kann das Oberflächenverdrahtungsmuster nur mit Anschlußstellen zur Montage einer elektronischen Chip-Komponente gebildet werden.
  • [Industrielle Anwendbarkeit]
  • Wie oben beschrieben, kann das einseitige Schaltkreissubstrat für die mehrlagige Schaltkreisplatine nach der Erfindung effizient eine mehrlagige Schaltkreisplatine hoher Dichte mit einer IVH-Struktur unter Verwendung solcher einseitigen Schaltkreissubstrate und durch ihre ganzheitliche Vereinigung zu einer mehrlagigen Form durch Pressen auf einen Schlag mit hoher Ausbeute herstellen, weil es einer gegebenen Behandlung unterzogen wird und eine klebende Schicht hat.
  • Und es werden auch nach dem Verfahren für die Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisplatine nach der Erfindung unter Benutzung der obigen einseitigen Schaltkreissubstrate nur die einseitigen Schaltkreissubstrate ohne Mängel über die auf dem Substrat gebildete, klebende Schicht zusammengeführt, so daß die mehrlagige Schaltkreisplatine hoher Dichte mit einer IVH-Struktur effizient und mit hoher Ausbeute hergestellt werden kann, ohne das komplizierte Verfahren mit vielen, sich wiederholenden Schritten wie bei der konventionellen Technik anzunehmen.
  • Ferner hat die mehrlagige Schaltkreisplatine nach der Erfindung, die aus einseitigen Schaltkreisplatten aufgebaut ist, eine Struktur, in der die einseitigen Schaltkreissubstrate über die klebende Schicht zusammengeführt werden, so daß sie leicht als mehrlagige Schaltkreisplatine hoher Dichte mit der IVH-Struktur vorgesehen werden kann, ohne das komplizierte Verfahren mit vielen, sich wiederholenden Schritten wie beim konventionellen Verfahren anzunehmen.

Claims (4)

  1. Einseitige Schaltkreisplatte (7a, 7b, 7c, 7d) für eine mehrlagige Schaltkreisplatine (1), die aufweist: ein einseitig kupferkaschiertes Laminat mit einem isolierenden harten Substrat (2a, 2b, 2c, 2d) und einer Kupferfolie (13), die an einer Oberfläche des Substrats anhaftet, auf einer Oberfläche des Substrats (2a, 2b, 2c, 2d) durch Ätzen einer Kupferfolie (13) des kupferkaschierten Laminats ausgebildete Leiterschaltkreismuster (3a, 3b, 3c, 3d), eine klebende, auf der anderen Oberfläche des Substrats gebildete Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d), und in Löcher gefüllte Leitpasten (5), wobei die Löcher (6a, 6b, 6c, 6d) durch das Substrat (2a, 2b, 2d, 2c) und die klebende Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d) in der Weise ausgebildet sind, dass ein Kontakt mit den Leiterschaltkreismustern (3a, 3b, 3c, 3d) besteht, um Durchgangslöcher vorzusehen.
  2. Mehrlagige Schaltkreisplatine (1) mit einer Vielzahl von Leitersubstraten, die laminiert und miteinander über die Zwischenräume auffüllende Durchgangslöcher elektrisch verbunden sind, die aufweist: mindestens eines der Leitersubstrate wird durch eine einseitige Schaltkreisplatte (7a, 7b, 7c, 7d) gebildet, wobei diese einseitige Schaltkreisplatte aufweist, ein isolierendes hartes Substrat (2a, 2b, 2c, 2d) und eine Kupferfolie (13), die an dem Substrats anhaftet, auf einer Oberfläche des Substrats (2a, 2b, 2c, 2d) durch Ätzen der Kupferfolie (13) des kupferkaschierten Laminats ausgebildete Leiterschaltkreismuster (3a, 3b, 3c, 3d), eine klebende, auf der anderen Oberfläche des Substrats (2a, 2b, 2c, 2d) gebildete Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d), und in Löcher gefüllte Leitpasten (5), wobei die Löcher (6a, 6b, 6c, 6d) durch das Substrat (2a, 2b, 2c, 2d) und die klebende Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d) in der Weise ausgebildet sind, dass ein Kontakt mit den Leiterschaltkreismustern (3a, 3b, 3c, 3d) besteht, um Durchgangslöcher vorzusehen.
  3. Verfahren für die Herstellung einer mehrlagigen Schaltkreisplatine (1), mit: Bilden eines Leiterschaltkreismusters (3a, 3b, 3c, 3d) auf einer Oberfläche eines einseitig kupferkaschierten Laminats, das ein isolierendes hartes Substart (2a, 2b, 2c, 2d) und eine an dem Substrat anhaftende Kupferfolie (13) aufweist, durch Ätzen der Kupferfolie (13); Bilden einer klebenden Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d) auf einer gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats; Bilden von Löchern (6a, 6b, 6c, 6d), die das harte Substrat (2a, 2b, 2c, 2d) und die klebende Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d) in der Weise durchdringen, dass ein Kontakt mit den Leiterschaltkreismustern (3a, 3b, 3c, 3d) besteht; Einfüllen von Leiterpasten (5) in die Löcher (6a, 6b, 6c, 6d), um eine einseitige Schaltkreisplatte (7a, 7b, 7c, 7d) mit Durchgangslöchern vorzusehen; Stapeln von zwei oder mehr der einseitigen Schaltkreisplatten (7a, 7b, 7c, 7d) übereinander oder Stapeln der einseitigen Schaltkreisplatte (7a, 7b, 7c, 7d) auf eine andere Schaltkreisplatte, um gestapelte einseitige Schaltkreisplatten vorzusehen; und einmaliges Verpressen der gestapelten einseitigen Schaltkreisplatten über die klebende Harzschicht (4a, 4b, 4c, 4d) zu einer mehrlagigen Form.
  4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, worin die gestapelten einseitigen Schaltkreisplatten (7a, 7b, 7c, 7d) heiß zusammengepresst werden, um die einseitigen Schaltkreisplatten (7a, 7b, 7c, 7d) zusammenhängend zu vereinigen.
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