DE2059425A1 - Partial structure of printed multilayer circuits - Google Patents

Partial structure of printed multilayer circuits

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DE2059425A1 DE19702059425 DE2059425A DE2059425A1 DE 2059425 A1 DE2059425 A1 DE 2059425A1 DE 19702059425 DE19702059425 DE 19702059425 DE 2059425 A DE2059425 A DE 2059425A DE 2059425 A1 DE2059425 A1 DE 2059425A1
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Description

Partieller Aufbau von gedruckten MehrlagenschaltungenPartial structure of printed multilayer circuits

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum partiellen Aufbauen von gedruckten Mehrlagenschaltungen, bei dem vorgefertigte Isolierstoff- und Metallfolien zu einer Mehrlagenschaltungsplatte verbunden werden.The invention relates to a method for partial building up of printed multilayer circuits, in which prefabricated insulating material and metal foils are used to form a multilayer circuit board get connected.

Es ist bekannt, gedruckte Mehrlagenschaltungen dadurch herzustellen, daß abwechselnd vorgefertigte Metall- und Isolierstoffolien übereinander gestapelt und unter Druck und Hitze miteinander verbunden werden. Anschließend werden an den Stellen, an denen eine elektrische Verbindung zwischen zwei oder mehr Leiterebenen erforderlich ist, Löcher gebohrt. Die Lochwandungen werden dann zunächst stromlos, anschließend galvanisch metallisiert.It is known to produce multilayer printed circuits by that alternately prefabricated metal and insulating foils stacked on top of each other and under pressure and heat be connected to each other. Subsequently, at the points where there is an electrical connection between two or more conductor levels is required, holes drilled. The hole walls are then first de-energized, then galvanically metallized.

Dieses bekannte Verfahren zeigt sehr gute Ergebnisse, wenn nur relativ wenige Leiterebenen zu einer Mehrlagenschaltungsplatte vereinigt sind. Mit wachsender Zahl von Leiterebenen steigt auch die Zahl der benötigten Zwischenkontaktierungen, so daß schließlich die ganze Schaltungsplatte durchlöchert werden müßte, wodurch Stabilität und Übersichtlichkeit sinken und die Herstellungskosten unzulässig steigen würden. Außerdem sinkt die Leiterdichte, da unverhältnismäßig viel Platz für die Durchkontaktierungen benötigt wird.This known method shows very good results when there are only relatively few conductor levels to a multilayer circuit board are united. As the number of conductor levels increases, so does the number of intermediate contacts required, so that eventually the whole circuit board punctures would have to be, whereby stability and clarity would decrease and the manufacturing costs would increase inadmissibly. aside from that the conductor density decreases because a disproportionately large amount of space is required for the vias.

Es 1st deshalb ein Verfahren bekannt, bei dem die Mehrlagenschaltungsplatten schichtweise nacheinander aufgebaut werden. Jeweils nach Auflegen einer entsprechend vorbereiteten Isolierstoff- und Metallfolie werden die nötigen Verbindungen mit den darunterliegenden Metallfolien hergestellt.Therefore, there is known a method in which the multilayer circuit boards be built up in layers one after the other. Each time a suitably prepared insulating material and metal foil, the necessary connections are made with the underlying metal foils.

Bei diesem Verfahren bleiben zwar Stabilität und libersichtlichkeit der gesamten Schaltungsplatte erhalten, Jedoch erfordert das schichtweise Aufbauen der Mehrlagenschaltungen vielWith this method, stability and transparency remain of the entire circuit board. However, building the multilayer circuits in layers requires much

VPA 9/714/0032 Bit/BeaVPA 9/714/0032 Bit / Bea

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Zeit und verteuert daher die Herstellung erheblich. Denn Sachlöcher sind erstens schlecht zu ätzen, da der Ätzvorgang sehr langsam verläuft und zweitens nur unter Schwierigkeiten zu galvanisieren, wenn auch die Lochwandungen stromlos metallisiert sind.Time and therefore makes the production considerably more expensive. First of all, factual holes are difficult to etch because of the etching process runs very slowly and, secondly, can only be electroplated with difficulty, even if the hole walls are electrolessly metallized are.

Es ist auch schon bekannt, die Verbindungslöcher zwischen den einzelnen Leiterebenen einer Mehrlagenschaltungsplatte zu ätzen. Mit Hilfe der Ätztechnik können wesentlich feinere Löcher hergestellt werden als durch bohren; durch selektiv wirkenden Ätzmittel können außerdem einzelne Leiterebenen gezielt erreicht werden.It is also already known that the connection holes between the individual conductor levels of a multilayer circuit board to etch. With the help of the etching technique, much finer holes can be made than by drilling; through selective effective etching agents can also be used to reach individual conductor levels in a targeted manner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum P Herstellen von gedruckten Mehrlagenschaltungen anzugeben, das unter Vermeidung der den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile ein schnelles und sicheres Arbeiten auch bei Verwendung von extrem dünnen und schmalen Leiterbahnen und Isolierstoff olien ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a method for P producing printed multilayer circuits, while avoiding the disadvantages inherent in the known methods, it enables fast and safe work even when in use of extremely thin and narrow conductor tracks and insulating materials.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß doppelt metallkaschierte Isolierstoffolien aus glasfaserverstärktem Epoxidharz zunächst beidseitig mit einer ätzresistenten Abdeckung beschichtet werden, daß von beiden Seiten gleichzeitig an genau gegenüberliegenden Stellen die Ätzreserve entfernt wird und die Metallbeläge, das Epoxidharz und die Glasfasern nacheinander «κ weggeätzt werden, daß anschließend die freigeätzten Löcher zunächst stromlos, dann galvanisch mit Metall gefüllt werden, wobei eine elektrische Verbindung zwischen den beiderseitigen Metallbelägen hergestellt wird, daß aus den Metallbelägen das LeiterbjLld herausgeätzt wird, und daß die so vorbereiteten Platten unter Zwischenlage von Klebefolien aus Epoxidharz zu einer einheitlichen Mehrlagenschaltungsplatte verbunden werdens worauf das Herstellen der Durchkontaktierungen für die elektrische Verbindung der einzelnen Doppel-Leiterebenen untereinander auf konventionelle Weise erfolgt.This object is achieved in that double metal-clad insulating foils made of glass fiber reinforced epoxy resin are first coated on both sides with an etch-resistant cover, that the etch reserve is removed from both sides at exactly opposite points and the metal coverings, the epoxy resin and the glass fibers are etched away one after the other, that the etched holes are then filled with metal first without current, then galvanically, an electrical connection being established between the metal coverings on both sides, that the conductor image is etched out of the metal coverings, and that the plates prepared in this way with the interposition of adhesive films made of epoxy resin to form a uniform s are connected to multi-layer circuit board to each other is followed by the making of the vias for the electrical connection of each double-wire planes in a conventional manner.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß eine hohe Leiterdichte VPA 9/714/0032 - 3 -This results in the advantages that a high conductor density VPA 9/714/0032 - 3 -

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erreichbar Ist, daß die Zahl der Gesamtdurchkontaktierungen auf die unbedingt erforderliche Anzahl reduziert ist, daß sehr dünne Trägerfolien für extrem vielschichtige Leiterplatten verwendet werden können, daß saubere Löcher auch kleinsten Durchmessers hergestellt werden können, daß auf Grund der beidseitigen Ätzung die Ätzzeit halbiert und die Gefahr von Unterätzungen verringert wird, daß einwandfrei metallisierte Löcher hergestellt werden können, die die Leiterebenen sicher miteinander verbinden, daß räumlich übereinander mehrere elektrisch nicht zusammenhängende Durchkontaktierungen hergestellt werden können, daß in der fertigen Mehrlagenschaltungsplatte durchgehende Löcher zur Aufnahme von Steckerleisten, elektrische Bauelementen und dergleichen vorhanden sind, daß viele gleichartige Folien gleichzeitig und somit rationell hergestellt werden können und ([ de8 dann, wenn sich vor dem endgültigen Zusammensetzen herausstellt, daß eine einzelne Folie nicht maßgenau ist, nur diese eine Lage und nicht die ganze Mehrlagenschaltungsplatte verworfen werden muß.What is achievable is that the number of total vias is reduced to the absolutely necessary number that very thin carrier foils for extremely multilayer circuit boards can be used that clean holes even the smallest diameter can be made that on Because of the two-sided etching, the etching time is halved and the risk of undercutting is reduced, so that it is flawless Metallized holes can be made that connect the conductor levels securely to each other that spatially one above the other several electrically non-contiguous vias can be produced that in the finished Multi-layer circuit board through holes for receiving of connector strips, electrical components and the like are available that many films of the same type at the same time and thus can be produced efficiently and ([ de8 If, before the final assembly, it turns out that an individual film is not dimensionally accurate, only this one layer and not the entire multilayer circuit board must be discarded.

Das Epoxidharz wird vorteilhaft mit konzentrierter Schwefelsäure, das freigelegte Glasfasergewebe mit Flußsäure geätzt.The epoxy resin is advantageously etched with concentrated sulfuric acid, the exposed glass fiber fabric with hydrofluoric acid.

Die auf der Oberfläche der ätzresistenten Abdeckung stromlos niedergeschlagene Metallschicht wird vor dem Galvanisieren der Löcher entfernt. Hierdurch wird erreicht, daß die Löcher vollkommen mit Metall ausgefüllt werden und daß eine elektrisch einwandfreie und haltbare Verbindung zwischen den beiden Lei- ™ terebenen zustande kommt. Außerdem wird ein unnötiger Materialverbrauch verhindert.The metal layer deposited electrolessly on the surface of the etch-resistant cover is prior to electroplating of the holes removed. This ensures that the holes are completely filled with metal and that one is electrically flawless and durable connection between the two Lei ™ tereplanes comes about. In addition, there is an unnecessary consumption of materials prevented.

Nach dem Verbinden der Einzelfolien zu einer Mehrlagenschaltungsplatte werden in konventioneller Weise größere Löcher gebohrt, die zum Kontaktieren der Doppel-Leiterebenen untereinander und zum Einsetzen von elektrischen Bauelementen, Steckerleisten usw. dienen.After connecting the individual foils to form a multilayer circuit board Conventionally, larger holes are drilled to make contact between the double conductor levels and for inserting electrical components, connector strips, etc.

Als ätzresistente Abdeckung wird vorteilhaft ein isolierendes Material verwendet. Dies hat den Vorteil, daß der galvanische Metallniederschlag in den geätzten Löchern besondersAn insulating material is advantageously used as the etch-resistant cover. This has the advantage that the galvanic Metal precipitation in the etched holes especially

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dicht ist und gut an den Metallkaschierungen haftet.is tight and adheres well to the metal linings.

Weiterhin sollte die atzresistente Abdeckung auch aus einem lichtempfindlichen Material bestehen, da sich mit der Hilfe der Photoätztechnik wesentlich feinere Konfigurationen herstellen lassen.Furthermore, the etch-resistant cover should also consist of a Photosensitive material exist, since with the help of the photo-etching technique, much finer configurations can be produced permit.

Vorzugsweise wird ein Material verwendet, das gegen sämtliche verwendeten Ätzmaterialien und Elektrolyse beständig ist, vorzugsweise ein Epoxidharzester. Hierdurch spart man nicht nur die Zeit für das wiederholte Aufbringen, Belichten, Entwickeln und Entfernen der ätzresistenten Abdeckung zwischen den einzelnen Verfahrensstufen, sondern vermeidet auch, daß in die feinen geätzten Löcher Abdeckmaterial eindringt und dort die Metallabscheidung behindert.Preferably, a material is used that is resistant to all etching materials and electrolysis used, preferably an epoxy resin ester. This not only saves the time for repeated application, exposure and development and removing the etch-resistant cover between, but also avoids that Covering material penetrates into the fine etched holes and hampers the metal deposition there.

An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß hergestellten einzelnen Leiterfolie.FIG. 1 shows a perspective view of a detail from an individual conductor foil produced according to the invention.

Figur 2 zeigt ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß hergestellten Mehrlagenschaltungsplatte .FIG. 2 also shows, in a perspective illustration, a detail from a multilayer circuit board produced according to the invention .

In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Verdeutlichung sind die Größenverhältnisse übertrieben dargestellt.In both figures, the same parts are provided with the same reference numerals. The proportions are exaggerated for clarity shown.

Eine Isolierstoffolie 1 aus glasfaserverstärktem Epoxidharz, die auf beiden Seiten mit Kupferschichten 2, 3 kaschiert ist, wird zunächst vollständig mit einer lichtempfindlichen, ätzresistenten Abdeckung 4 beschichtet. Mit Hilfe der fotoätztechnik werden von beiden Seiten gleichzeitig an einander gegenüberliegenden Stellen zuerst das Kupfer mit Eisen-III-Chlorid, das Epoxidharz mit konzentrierter Schwefelsäure und die freigelegten Gasfasern mit Flußsäure weggeätzt. Es lassen sich dabei Lochdurchmesser bis herunter zu 0,1 mm DurchmesserAn insulating film 1 made of glass fiber reinforced epoxy resin, which is laminated on both sides with copper layers 2, 3, is first completely covered with a light-sensitive, etch-resistant Cover 4 coated. With the help of the photo-etching technique from both sides at the same time at opposite points first the copper with ferric chloride, the epoxy resin is etched away with concentrated sulfuric acid and the exposed gas fibers are etched away with hydrofluoric acid. Leave it hole diameters down to 0.1 mm

VPA 9/7!4/0O32 2 ° 9 :! * 6 / ° 7 9 8VPA 9/7! 4 / 0O 32 2 ° 9:! * 6 / ° 7 9 8

einwandfei realisieren. Anschließend wird die ganze Platte stromlos verkupfert, so daß die Lochwände einen elektrisch leitenden Überzug erhalten. Die störende Metallisierung auf der ätzresistenten Abdeckung 4 wird durch Abbürsten entfernt. Bei der nun folgenden galvanischen Aufkupferung wird der gesamte Lochquerschnitt mit Kupfer ausgefüllt, so daß sich ein massiver Kupferkontakt 5 ergibt.realizing flawlessly. The whole plate is then copper-plated in a currentless manner, so that the hole walls have an electrical effect received conductive coating. The disruptive metallization on the etch-resistant cover 4 is removed by brushing off. In the galvanic copper plating that now follows, the entire cross-section of the hole is filled with copper so that a solid copper contact 5 results.

Nachdem auch die Leiterkonfigurationen in üblicher Weise durch Ätzen des Kupfers hergestellt sind, werden die intern zusammengeschalteten Leiterfolien 1 unter Zwischenlage von Klebefolien aus Epoxidharz zu einer Mehrlagenschaltung 10 verpreßt. Das Kontaktieren der einzelnen Leiterebenen 2, 3 erfolgt in konventioneller Weise durch metallisierte Bohrungen j to, die zum Einbau von Steckerleisten, elektrischen Bauelementen usw. verwendet werden können. Gleichzeitig mit den durchraetallisierten Bohrungen 6 können auch Leiterbahnen 7 auf der Oberfläche der Schaltungsplatte 10 hergestellt werden.After the conductor configurations have also been produced in the usual way by etching the copper, the internal interconnected conductor foils 1 with the interposition of adhesive foils made of epoxy resin to form a multilayer circuit 10 pressed. The individual conductor levels 2, 3 are contacted in a conventional manner through metallized bores j to, which can be used for the installation of power strips, electrical components, etc. Simultaneously with the through-metalized Bores 6 can also be used to produce conductor tracks 7 on the surface of the circuit board 10.

Die so im partiellen Aufbau hergestellten vielschichtigen Schaltungsplatten ergeben eine erhöhte Leiterdichte und ein Minimum an Durchkontaktierungen.The multi-layer circuit boards produced in this way in partial construction result in an increased conductor density and a Minimum of vias.

8 Patentansprüche
2 Figuren8 claims
2 figures

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Claims (9)

PatentansprücheClaims .j Verfahren zum partiellen Aufbauen von gedruckten Mehx1-lagenschaltungen, bei dem vorgefertigte Isolierstoff- und Metallfolien zu einer Mehrlagenschaltungsplatte verbunden werden, die anschließend gemeinsam gebohrt und durch Metallisieren der Bohrlöcher miteinander kontaktiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß doppelt metallkaschierte Isolierstoffolien (1) aus glasfaserverstärktem Epoxidharz zunächst beidseitig mit einer ätzresistenten Abdeckung (4) beschichtet werden, daß von beiden Seiten gleichzeitig an genau gegenüberliegenden Stellen die Ätzreserve (4) entfernt wird und die Metallbeläge (2, 3), das Epoxidharz und die Glasfasern nacheinander weggeätzt werden, daß anschließend die freigeätzten Löcher zunächst stromlos, dann galvanisch mit Metall gefüllt werden, wobei eine elektrische Verbindung (5) zwischen den beidseitigen Metallbelägen (2, 3) hergestellt wird, daß aus den Metallbelägen (2, 3) das Leiterbild herausgeätzt wird und daß die so vorbereiteten Platten (1) unter Zwischenlage von Klebefolien (8) aus Epoxidharz zu einer einheitlichen Mehrlagenschaltungsplatte (10) verbunden werden, worauf das Herstellen der Durchkontaktierungen (6) für die elektrische Verbindung der einzelnen Doppel-Leiterebenen (2, 3) untereinander auf konventionelle Weise erfolgt. .j Method for the partial construction of printed Mehx 1 -layer circuits, in which prefabricated insulating and metal foils are connected to form a multilayer circuit board, which are then drilled together and contacted by metallizing the drill holes, characterized in that double metal-clad insulating foils (1) are made of Glass fiber reinforced epoxy resin are first coated on both sides with an etch-resistant cover (4) that the etching reserve (4) is removed from both sides at exactly opposite points and the metal coverings (2, 3), the epoxy resin and the glass fibers are etched away one after the other, that then the etched holes are initially electroless, then filled galvanically with metal, an electrical connection (5) being established between the metal coverings (2, 3) on both sides, the conductive pattern being etched out of the metal coverings (2, 3) and the prepared in this way Plates (1) under between between layer of adhesive films (8) made of epoxy resin to form a uniform multi-layer circuit board (10), whereupon the production of the vias (6) for the electrical connection of the individual double conductor levels (2, 3) to each other takes place in a conventional manner. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ätzen des Epoxidharzes konzentrierte Schwefelsäure verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that concentrated sulfuric acid is used to etch the epoxy resin. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ätzen der Glasfasern Flußsäure verwendet wird.3. The method according to claim 1 and / or 2, characterized in that for etching the glass fibers Hydrofluoric acid is used. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der ätzresistenten Abdeckung stromlos niedergeschlagene Metallschicht vor dem Galvanisieren der Löcher entfernt wird.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the on the etch-resistant Covering electrolessly deposited metal layer is removed before the holes are electroplated. VPA 9/714/0032 209826/0798 -7-VPA 9/714/0032 209826/0798 -7- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennze ich η et, daß als ätzresistente Abdeckung ein isolierendes Material verwendet wird.5. The method according to claims 1 to 4, characterized I η et that as an etch-resistant cover an insulating material is used. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als ätzresistente Abdeckung ein lichtempfindliches Material verwendet wird.6. The method according to claims 1 to 5, characterized marked that as an etch-resistant cover a photosensitive material is used. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als ätzresistente Abdeckung ein gegen sämtlichen Ätzmaterialien und Elektrolyte beständiges Material verwendet wird.7. The method according to claims 1 to 6, characterized marked that as an etch-resistant cover a material that is resistant to all etching materials and electrolytes is used. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7,-d'adurch gekennzeichnet, daß als ätzresistente Abdekkung ein lichtempfindlicher Epoxidharzester verwendet wird.8. The method according to claims 5 to 7, -d'durch marked that as an etch-resistant cover a photosensitive epoxy ester is used. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß als ätzresistente Abdeckung ein lichtempfindlicher Phenoxyharzester verwendet wird.9. The method according to claims 5 to 7 »characterized in that as an etch-resistant cover a photosensitive phenoxy resin ester is used. VPA 9/714/0032 2 0 9 8 2 6/0798VPA 9/714/0032 2 0 9 8 2 6/0798 Lee rseiteLee r side
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