DE19715368A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Multi-Layer-LeiterplatteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte
sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer solchen.
Bei dem bekannten Verfahren werden die Multi-Layer-Leiterplatten über eine
Vielzahl von verschiedenen Herstellungsschritten hergestellt. Diese
Herstellungsschritte zeigen unter anderem das Einbringen von Bohrungen, welche
als durchgängige Bohrungen oder als Topfbohrungen ausgebildet sind, das
Aufbringen von elektrisch leitenden Schichten, das partielle Entfernen dieser
elektrisch leitenden Schichten, gegebenenfalls das Aufbringen von
Isolationsschichten, das partielle Entfernen dieser Isolationsschichten und
gegebenenfalls das wiederholte Einbringen von Bohrungen usw. Bei den genannten
Herstellungsschritten wird das Aufbringen und das Entfernen der verschiedenen
Schichten durch das Einbringen, das Verweilen und das Entnehmen der
herzustellenden, zukünftigen Leiterplatte in chemischen Bäder erreicht.
Bei diesen bekannten Verfahren treten immer wieder Fehlbeladungen der
Bohrungen auf, welche die Funktionsfähigkeit der Leiterplatte in Frage stellen.
Eine solche Fehlbeladung kann dazu führen, daß eine elektrische Verbindung
zwischen verschiedenen Layern einer Multi-Layer-Leiterplatte über die Bohrung
nicht geschlossen wird und daher die auf der Leiterplatte zukünftig angeordnete
Schaltung nicht funktionieren kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Verfahren dahingehend
weiterzuentwickeln, daß sie die beschriebene Störanfälligkeit insbesondere bei
Bohrungen mit geringen Durchmessern überwindet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen sowie durch die Vorrichtungen mit den in den Ansprüchen 11 und 12
angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen dargestellt.
Erfindungsgemäß werden die für die Herstellung verwandten flüssigen Hilfsmittel
während ihrer Verwendung einem Unterdruck ausgesetzt, was sicherstellt, daß in
dem flüssigen Hilfsmittel insbesondere im Bereich der Bohrung keine oder eine
deutlich reduzierte Menge an Gasblasen entsteht, welche die störenden
Fehlbeladungen verursachen. Damit macht sich die Erfindung die neue, besondere
Erkenntnis zu Nutze, daß Gasblasen in den flüssigen Hilfsmitteln die Ursache für
Fehlbeladungen gerade im Bereich der Bohrungen sind und daß diese Gasblasen in
entgasten flüssigen Hilfsmitteln, also in einem Unterdruck ausgesetzten flüssigen
Hilfsmitteln zumindest deutlich reduziert sind.
Der Unterdruck kann entweder dadurch erreicht werden, daß eine über dem
flüssigen Hilfsmittel befindlichen Gasphase in einem abgeschlossenen Gefäß
entspannt wird, was zu einem Unterdruck in der Gasphase und damit zu einem
Unterdruck in dem flüssigen Hilfsmittel führt, oder dadurch, daß das flüssige
Hilfsmittel in einer abgeschlossenen Kammer ohne zusätzliches Gasvolumen direkt
entspannt wird, also der Unterdruck in dem flüssigen Hilfsmittel direkt gebildet und
gegebenenfalls entstehende Gase aus der abgeschlossenen Kammer, soweit
erforderlich, aus der Kammer entnommen werden. Beide prinzipiellen Arten stellen
ein entgastes oder weitgehend entgastes flüssiges Hilfsmittel sicher, das zu einer
geringeren Gasblasenbildung insbesondere im Bereich von Bohrungen und damit
zu verringerten Fehlbeladungen führt.
Dabei ist zu beachten, daß Multi-Layer-Leiterplatten sowohl Doppellayer- als auch
Dreifach- oder Vierfach-Layer-Leiterplatten umfassen und daß die Bohrungen
sowohl durchgehende Bohrungen als auch Topfbohrungen umfassen, welche die
Leiterplatte nicht komplett durchstoßen. Die Bohrungen können dabei sowohl
durch Laserbohrung als auch durch mechanische Senkbohrer in den
Leiterplattengrundkörper aus den gewöhnlichen Isoliermaterialien wie FR4, FR5
oder ähnliches oder in die soweit hergestellten Leiterplatten mit entsprechendem
Leiterplattengrundkörper eingebracht werden.
Nach einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung wird zumindest ein Teil
der reaktiven, flüssigen Hilfsmittel oder vorteilhafterweise alle reaktiven, flüssigen
Hilfsmittel wie Entwicklerflüssigkeiten, Ätzlösungen Resistlösungen oder ähnliche
während des Herstellungsverfahrens einem Unterdruck ausgesetzt, wodurch die
Gefahr von Fehlbelegungen durch Gasblasenbildung gerade im Bereich der
Bohrungen, welcher besonders zur Gasblasenentwicklung neigt, verhindert wird
und dadurch die Funktionsfähigkeit der Multi-Layer-Leiterplatte in besonderem
Maße gewährleistet ist. Als weiter verbessertes Verfahren hat sich herausgestellt,
neben den reaktiven, flüssigen Hilfsmitteln auch alle reinigenden, nicht reaktiven,
flüssigen Hilfsmittel bei ihrer Verwendung während des Herstellungsverfahrens
einem Unterdruck auszusetzen, da auch deren reinigende Wirkung durch den
störenden Einfluß von entstehenden Gasblasen verhindert werden kann. Damit
kann die gewünschte optimale technische Voraussetzung für den jeweils nächsten
Herstellungsschritt bei dem Verfahren zur Herstellung einer Multi-Layer-
Leiterplatte gewährleistet werden, da eine definierte Ausgangsposition durch den
optimalen ungestörten Reinigungsprozeß erreicht werden kann.
Als besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung hat sich gezeigt, das
flüssige Hilfsmittel während seiner Verwendung im Herstellungsverfahren durch
eine Umwälzvorrichtung so in Bewegung zu versetzen, daß sich das flüssige
Hilfsmittel in Strömung befindet und dadurch im Falle eines eventuell dennoch
entstandenen Gasbläschens dieses durch die Strömung von der Oberfläche der zu
bildenden Multi-Layer-Leiterplatte entfernt wird und das flüssige Hilfsmittel zur
Erfüllung seiner Aufgabe mit der Oberfläche in Kontakt treten kann. Eine
unerwünschte Fehlbeladung, d. h. eine Lücke in der Belegung durch festsitzende
Gasblasen kann gerade durch die Kombination aus strömendem und entgastem,
flüssigen Hilfsmittel weitgehend ausgeschlossen werden. Dadurch wird ein
besonders hochwertiges Herstellungsverfahren erreicht.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, die flüssigen Hilfsmittel vor der
Verwendung im Herstellungsverfahren zu entgasen, wodurch gewährleistet ist, daß
die flüssigen Hilfsmittel keine oder nur sehr geringe Mengen an gelösten Gasen
enthalten, was im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter der
Verwendung von Unterdruck die Neigung zur Gasblasenbildung nahezu
ausschließt und dadurch die Qualität der Multi-Layer-Leiterplatten wesentlich
erhöht.
Vorzugsweise werden die Gasvolumina über dem flüssigen Hilfsmittel mit
Schutzgasen wie Helium, Argon, Neon und ähnliches oder anderen inerten Gasen
wie Stickstoff gefüllt, wodurch gewährleistet ist, daß die flüssigen Hilfsmittel über
die Gasvolumina auf einfache Art und Weise unter Unterdruck gesetzt werden
können und daß diese dabei mit den flüssigen Hilfsmitteln nicht in solche
chemischen oder physikalischen Wechselwirkung treten können, daß die flüssigen
Hilfsmittel zersetzt oder in anderer Weise geschädigt werden können. Zudem
erweist sich aufgrund der Partialdrucke in den Gasvolumina die Häufigkeit der
Bildung von Gasblasen mit anderen Gasen in den flüssigen Hilfsmitteln neben den
Schutzgasen als deutlich erniedrigt. Dies schafft eine erhöhte Prozeßsicherheit für
die Herstellung der Leiterplatten.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, die flüssigen Hilfsmittel entweder so
auszuwählen oder durch entsprechende Zusatzstoffe so auszubilden, daß ihre
Oberflächenspannung sehr niedrig ist, was sicherstellt, daß entstandene Gasblasen
sehr schnell an die Oberfläche der flüssigen Hilfsmittel, also weg von der zu
bearbeitenden Oberfläche der Multi-Layer-Leiterplatte bewegt werden und
dadurch ihr störender Einfluß verhindert werden kann. Diese vorteilhafte Wirkung
wird zusätzlich verstärkt, wenn bei der Verwendung von wäßrigen, flüssigen
Hilfsmitteln die Oberflächen der herzustellenden Leiterplatte hydrophil ausgebildet
sind und dadurch eine besondere Affinität von flüssigem Hilfsmittel zur Oberfläche
gegeben ist, während eine entsprechende Affinität zur Gasphase also zur Gasblase
gerade nicht gegeben ist. Entsprechende Wirkung kann bei lipophilen Oberflächen
und hydrophoben flüssigen Hilfsmitteln entsprechend gegeben sein.
Als besonders bevorzugtes Maß für den Unterdruck hat sich herausgestellt, daß
der Unterdruck unterhalb von 500 hPa gewählt ist, was ein guter Kompromiß aus
dem technischen Aufwand zur Herstellung und Gewährleistung eines
entsprechenden Unterdrucks für eine ausreichend große Reaktionskammer und
ausreichend guten qualitativem Ergebnis des Verfahrens zur Herstellung einer
Multi-Layer-Leiterplatte mit Bohrungen gegeben ist. Zwar erweist sich ein
Unterdruck von unter 100 hPa als ein Unterdruck, der ein wesentlich besseres
Ergebnis für die Qualität der hergestellten Multi-Layer-Leiterplatten gewährleistet,
dennoch lassen sich diese Unterdrucke nur mit aufwendigeren technischen
Anordnungen erreichen, was die Kosten für die Vorrichtungen zur Herstellung
entsprechender Multi-Layer-Leiterplatten deutlich erhöht, was deren
Marktakzeptanz in Frage stellt.
Nach einer der beiden bevorzugten Ausbildungsformen der Vorrichtung zur
Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte besteht die Vorrichtung aus einer
einzigen Reaktionskammer, welche eine Mehrzahl von Beladegefäßen
vorzugsweise aus Teflon zur Aufnahme der entsprechenden flüssigen Hilfsmitteln,
welche für den Herstellungsprozeß benötigt werden, aufweist. In der
Reaktionskammer befindet sich darüberhinaus eine Vorrichtung, welche das
Einbringen der herzustellenden Leiterplatten in die Beladegefäße, das Entnehmen
aus diesen bzw. den Weitertransport zu den entsprechenden nächsten
Beladegefäßen sicherstellt. Die gesamte Reaktionskammer wird nach der
einmaligen Befüllung mit den Ausgangsmaterialien, den Ausgangsstoffen und den
Hilfsmitteln für die Herstellung der Multi-Layer-Leiterplatten geschlossen und
durch die Vorrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks mit einem Unterdruck
beaufschlagt, wodurch die flüssigen Hilfsmittel in den Beladegefäßen entgast
werden. Im folgenden wird nach dem Entgasen, was während des kompletten
Fertigungsprozesses kontinuierlich fortgeführt wird, der gewöhnliche
Herstellungsprozeß der Leiterplatten mit dem Bohren, dem Aufbringen der
elektrisch leitenden Metallschichten, dem partiellen Entfernen dieser usw.
durchgeführt. Sind alle die Herstellungsprozeßschritte der Multi-Layer-
Leiterplatten in der Reaktionskammer durchgeführt worden, so wird der
Unterdruck innerhalb der Reaktionskammer aufgehoben und wiederum
Normaldruck erzeugt, wodurch die Beladung und Entladung der Reaktionskammer
mit fertigen Multi-Layer-Leiterplatten, Hilfsmitteln und den anderen
Ausgangsstoffen vorgenommen werden kann.
Daneben hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Vorrichtung mit mehreren
Reaktionskammern auszubilden, welche jede für sich in ihrem Innern stets
Unterdruck aufweisen, wodurch die in den Reaktionskammern enthaltenen, in
Beladegefäßen gefaßten flüssigen Hilfsmittel stets entgast sind. Soll das flüssige
Hilfsmittel ausgetauscht werden, so wird dieses, welches vorzugsweise vorab
entgast wurde, über eine Schleuse in die unter Unterdruck stehende
Reaktionskammer eingeschleust und mit dem Hilfsmittel in dem betreffenden
Beladegefäß ausgetauscht. Auch Ausgangsstoffe bzw. Zwischenstufen der
herzustellenden Multi-Layer-Leiterplatten werden über dieselbe oder über
entsprechende Schleusen ohne Verlust des Unterdruckes in die Reaktionskammern
eingebracht und entsprechend dem Herstellungsschritt in die betreffenden
Beladegefäße mit den entsprechenden flüssigen Hilfsmitteln eingebracht. Durch die
mehrfachen Reaktionskammern, welche jede für sich einem Unterdruck ausgesetzt
sind, läßt sich erreichen, daß für jede entsprechend dem jeweiligen in ihr
befindlichen flüssigen Hilfsmittel in dem Beladegefäß ein spezifischer Unterdruck
gewählt wird. Dieser Unterdruck ist so gewählt, daß ein optimaler
Entgasungszustand erreicht wird. Dieser Unterdruck kann je nach verwendetem
Hilfmittel sehr unterschiedlich sein und damit kann die Qualität der Leiterplatten
bei einem einzigen globalen Unterdruck nicht von der Größe sein wie bei der
idealen spezifischen, hilfsmitteloptimierten Unterdruckgestaltung in den
verschiedenen Reaktionskammern.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte, bei dem nach dem
Herstellungsschritt des Einbringens von Löchern in die zukünftige
Leiterplatte bei weiteren Herstellungsschritten, welche sich durch die
Verwendung von flüssigen Hilfsmitteln zur Herstellung wie beispielsweise
Entwicklerflüssigkeiten, Ätzlösungen oder Resistlösungen auszeichnen,
zumindest ein Teil der flüssigen Hilfsmittel bei ihrer Verwendung einem
Unterdruck ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle reaktiven
flüssigen Hilfsmittel bei ihrer Verwendung während des
Herstellungsverfahrens einem Unterdruck ausgesetzt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle reaktiven
flüssigen Hilfsmittel und alle reinigenden, nicht reaktiven flüssigen Hilfsmittel
bei ihrer Verwendung während des Herstellungsverfahrens einem Unterdruck
ausgesetzt sind.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die flüssigen Hilfsmittel während ihrer Verwendung durch
Umwälzvorrichtungen in Bewegung versetzt werden.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Absprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasvolumina über den flüssigen Hilfsmitteln mit Schutzgasen oder
inerten Gasen wie Stickstoff gefüllt sind.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß flüssige Hilfsmittel verwendet werden, welche eine geringe
Oberflächenspannung aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß flüssige Hilfsmittel verwendet werden, welche vor ihrer Verwendung
entgast wurden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Verwendung von wäßrigen, flüssigen Hilfsmitteln die
Oberflächen der herzustellenden Leiterplatte hydrophil ausgebildet sind.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Unterdruck unterhalb von 500 hPa liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck
unter 100 hPa liegt.
11. Vorrichtung zur Durchführung eines der vorstehenden Verfahren zur
Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte mit einer einzigen
Reaktionskammer, einer Vorrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks bzw.
des Normaldrucks, mehreren Beladegefäßen zur Aufnahme der für den
Herstellungsprozeß der Leiterplatte benötigten verschiedenen flüssigen
Hilfstoffe, mit einer Vorrichtung zum Einbringen der herzustellenden
Leiterplatte in ein Beladegefäß, zum Entnehmen der herzustellenden
Leiterplatte aus einem Beladegefäß und zum Weiterbewegen der
herzustellenden Leiterplatte zwischen den Beladegefäßen in der einen
Reaktionskammer und mit einer oder mehreren Öffnungen zum Einbringen in
die oder zum Entnehmen der Leiterplatte aus der Reaktionskammer.
12. Vorrichtung zur Durchführung eines der vorstehenden Verfahren zur
Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte, mit mehreren Reaktionskammern,
mit einer jeweils diesen zugeordneten Vorrichtung zur Erzeugung des
Unterdrucks bzw. des Normaldrucks in den Reaktionskammern, mit einem
oder mehreren Beladegefäßen zur Aufnahme eines oder einiger der für für
den Herstellungsprozeß der Leiterplatte benötigten verschiedenen flüssigen
Hilfstoffe, mit einer Vorrichtung zum Einbringen der herzustellenden
Leiterplatte in ein Beladegefäß, zum Entnehmen der herzustellenden
Leiterplatte aus einem Beladegefäß oder zum Weiterbewegen der
herzustellenden Leiterplatte zwischen den Beladegefäßen in der jeweiligen
Reaktionskammer und mit einer oder mehreren Schleusen zum Einbringen in
oder zum Entnehmen der Leiterplatte bzw. der Hilfsmittel unter Erhalt des
Unterdrucks aus der jeweiligen Reaktionskammer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997115368 DE19715368C2 (de) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte |
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DE19715368A1 true DE19715368A1 (de) | 1998-10-15 |
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ID=7826367
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DE1997115368 Expired - Fee Related DE19715368C2 (de) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Multi-Layer-Leiterplatte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19715368C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG91927A1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-10-15 | Sony Corp | Method and apparatus for surface processing of printed wiring board |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0582496A (ja) * | 1991-09-18 | 1993-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | レジスト除去方法及びその装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19529757C2 (de) * | 1995-08-12 | 1997-10-23 | Tzn Forschung & Entwicklung | Verfahren zur Entgasung von Bohrungen in Platten |
-
1997
- 1997-04-14 DE DE1997115368 patent/DE19715368C2/de not_active Expired - Fee Related
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JPH0582496A (ja) * | 1991-09-18 | 1993-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | レジスト除去方法及びその装置 |
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SG91927A1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-10-15 | Sony Corp | Method and apparatus for surface processing of printed wiring board |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19715368C2 (de) | 2000-09-21 |
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Effective date: 20141101 |