DE2202077A1

DE2202077A1 - Process for the production of multilayer printed circuit boards

Info

Publication number: DE2202077A1
Application number: DE19722202077
Authority: DE
Inventors: Helmut Bollinger; Hans-Dieter Dipl-Ing Cornelius; Werner Dipl-Ing Fleischer; Elimar Dipl-Ing Dr-Ing Goering; Klaus Dipl-Phys Petzold; Wolfgang Dr-Ing Telle; Ruediger Wilberg
Original assignee: Hochvakuum Dresden VEB
Current assignee: Hochvakuum Dresden VEB
Priority date: 1971-05-17
Filing date: 1972-01-17
Publication date: 1972-11-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten, Bekannt sind Mehrlagenleiterplatten, die aus einer Anzahl von Einzelleiterplatten auf Folienbasis bestehen, die miteinander verpreßt werden. Die Herstellung der einzelnen Leiterplatten erfolgt nach den bekannten Verfahren. Die Kontaktierung zwischen den einzelnen verpreßten Ebenen erfolgt durch Bohrungen, die so gelegt werden, daß die gewünschten Leiterbahnen geschnitten werden und sie nach verschiedenen Verfahren leitend gemacht werden. Dazu dienen insbesondere die stromlose chemische Kupferreduktion mit evtl. galvanischer Verstärkung oder Fremdbauelemente, wie z. B. Niete. Bekannt sind auch Verfahren, bei denen die einzelnen Ebenen nacheinander galvanisch aufgebracht werden, wobei als Isolierschichten nacheinander Epoxydharz aufgebracht wird. Die einzelnen Ebenen werden auch durch Sprühverfahren überüb&r ##rken aufgebracht.Method of making multilayer printed circuit boards The invention relates to a method for the production of multilayer printed circuit boards, which are known Multi-layer printed circuit boards consisting of a number of individual printed circuit boards on a foil basis exist that are pressed together. The manufacture of the individual circuit boards takes place according to the known procedures. The contact between the individual pressed Levels are made through holes that are placed in such a way that the desired conductor tracks are cut and made conductive by various methods. In particular, electroless chemical copper reduction with possibly galvanic reduction is used for this purpose Reinforcement or third-party components, such as B. Rivet. Processes are also known in which the individual levels are applied galvanically one after the other, with epoxy resin is applied one after the other as insulating layers. The individual levels are also applied over the top by spraying.

Bei den genannten Verfahren gibt s eine Reihe von Mängeln. So müssen die einzelnen Leiterplatten im erstgenannten Verfahren einzeln hergestellt werden, und erst nach dem Verpressen können die Bohrungen eingebracht werden. Diese müssen erst hinterätzt und danach mit gesonderten Verfahren elektrisch leitend gemacht werden. In den weiteren Verfahren müssen die einzelnen Ebenen besonders behandelt werden. Das aufzubringende Epoxydharz darf nicht die Leiterbahnen zur Durchkontaktierung verdecken. Beim Sprühverfahren wirkt sich das Zusetzen der Masken nachteilig aus.There are a number of deficiencies in the procedures mentioned. So must the individual circuit boards are manufactured individually in the first-mentioned process, and the holes can only be made after pressing. These must first etched back and then made electrically conductive with a separate process will. In the further proceedings, the individual levels must be dealt with separately will. The epoxy resin to be applied must not form the conductor tracks for through-hole plating cover up. The clogging of the masks has a disadvantageous effect in the spraying process.

Die Erfindung bezweckt die Abstellung der aufgezeigten Mängel.The aim of the invention is to remedy the deficiencies indicated.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten zu entwickeln, welches bei Anwendung nur einer Trägerlatte eine fließende Aufbaufolge gestattet, bei gleichzeitiger Realisierung der notwendigen elektrischen Verbindungen.The object of the invention is to provide a method for the production of To develop multilayer printed circuit boards, which when using only one carrier batten a flowing construction sequence allows, with simultaneous realization of the necessary electrical connections.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf eine Isolierstoffträgerplatte nacheinander eine beliebige Anzahl Leiter- und Isolierebenen im Vakuum aufgedampft oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht werden.According to the invention the object is achieved in that on an insulating carrier plate successively any number of conductor and insulation levels vapor-deposited in a vacuum or applied by sputtering.

Die geometrische Anordnung der Leiterzüge sowie der Durchbrüche in den Isolierschichten erfolgt wahlweise durch Masken, Ätztechnik oder durch programmierte Abtragung mittels Ladunzerägerstrahlen bzw. Photonenstrahlen, die die Stellen, an denen kein Niederschlag auftreten soll, abtasten und das Niederschlagsmaterial abtragen. 1)- Kontaktierung der einzelnen Leiterebenen erfolgt dadurch, daß in die Isolierschicht Durchbrüche eingebracht werden, die dazu führen, daß beim Aufdampfen der nächsten Leiterebenen durch diese Durchbrüche zur vorangegangenen Leiterschicht eine Verbindung aufgebracht wird. Dieses Durchkontaktieren kann beliebig über mehrere Ebenen fortgesetzt werden, derart, daß außer den Leiterebenen auch räumliche Leiterführungen aufgebaut werden können. Innerhalb der Leiterebenen, oder auch innerhalb gesonderter Ebenen, ist es möglich, gewünschte ein- oder mehrlagige Bauelemente anzuordnen. Die Bauelemente können dabei beliebig entweder mit Maske oder Ladungsträger- bzw. Photonenstrahl begrenzt werden. Die Verdampfungsmaterialien richten sich dabei nach dem Verwendungszweck, z. B. Aluminium als Kondensatormaterial.The geometric arrangement of the conductor tracks and the openings in the insulating layers is done either by masks, etching technology or by programmed Ablation by means of Ladunzeräger beams or photon beams, which the places at where no precipitation should occur, scan and remove the precipitation material. 1) - Contacting the individual conductor levels takes place in that in the insulating layer Breakthroughs are made, which lead to the vapor deposition of the next Conductor levels through these breakthroughs to the previous conductor layer a connection is applied. This through-hole plating can be continued as desired over several levels are constructed in such a way that, in addition to the conductor levels, spatial conductor guides are also constructed can be. Within the ladder levels, or also within separate levels, it is possible to arrange the desired single or multi-layer components. The components can be used either with a mask or with a charge carrier or photon beam be limited. The evaporation materials depend on the intended use, z. B. aluminum as a capacitor material.

Die Anlage von Mehrebenen-Bauelementen, wie z. B.The system of multilevel components, such as. B.

Spulen, wird dadurch erzielt, daß Spiralen gleicher Lage und Form in mehreren Ebenen angeordnet sind, die mittels Durobkontaktierung Jeweils an bestimmten Punkton miteinander verbunden sind. Bei Mehrlagenleiterplatten mit hbherer Strombelastung ist es möglich, einzelne Leiterebenen stärker auszuführen als die übrigen. Zu diesen Zweck kann außer den beschriebenen Aufdampfverfahren auch das vakuumgalvanische Schrittverfahren angewendet werden, d. h. es wird nur eine sehr dünne Schicht mittels des Vakuumaufdampfverfahrens aufgebracht, die dann nach Abdeckung mit einer Negativ; schablone an den nichtabgedeckten Stellen, den aufzubauenden Leiterzügen, galvanisch verstärkt wird. Nach dem evtl. Aufbringen eines Ätzresists und dem Abwaschen der Negativschablone muß die dünne Aufdampfschicht, die durch die Negativschablone abgedeckt war, weggeätzt werden. Der weitere Aufbau der Mehrlagenleiterplatte erfolgt wie bereits beschrieben. Da die Isolierschichten in den meisten Fällen eine größere Stärke haben, können diese statt durch Aufdampfen auch durch ein Sprühverfahren aufgebracht werden.Coils, is achieved by making spirals of the same position and shape are arranged in several levels, each of which is determined by means of Durobkontaktierung Punkton are interconnected. For multi-layer circuit boards with a higher current load it is possible to make individual conductor levels stronger than the others. To this In addition to the evaporation process described, vacuum electroplating can also be used for this purpose Step procedures are used, d. H. it will just mean a very thin layer the vacuum evaporation process applied, which then after covering with a negative; Electroplated stencil at the uncovered areas, the conductor runs to be built up is reinforced. After possibly applying an etching resist and washing off the The negative stencil must be the thin vapor deposition layer that is covered by the negative stencil was to be etched away. The further construction of the multilayer circuit board is carried out as already described. Since the insulating layers are larger in most cases Starch, this can also be done by spraying instead of vapor deposition be applied.

Zur Anbringung von Fremdbauelementen wird die Isolierstoffträgerplatte mit Bohrungen versehen, die entweder vor oder nach dem Aufbringen der einzelnen Schichten angebracht und durch Bedampfung leitend gemacht werden.The insulating material carrier plate is used to attach third-party components provided with holes either before or after the application of each Layers are applied and made conductive by vapor deposition.

Am geeignetsten werden die Fremdbauelemente gemeinsam an einer Stelle angebracht, die nur einmal kontaktiert wird und im weiteren Prozeß nicht mehr der Bedampfung ausgesetzt wird, damit die Bohrungen nicht unerwünscht mit Isolierstoff bedampft werden.The foreign components are most suitable together at one point attached, which is contacted only once and no longer the in the further process Vapor deposition is exposed so that the holes are not undesirably covered with insulating material be steamed.

Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin, daß für eine Mehrlagenleiterplatte nur noch eine Isolierstoffträgerplatte benötigt wird, auf die in einem fortlaufenden Verfahren die verschiedenen Ebenen aufgebracht werden.The advantage of the invention is primarily that for a multilayer printed circuit board only one insulating material carrier plate is required on which a continuous Process the different levels are applied.

In den meisten Fällen macht sich eine galvanische Behandlung unnötig und damit eine Vielzahl galvanischer Bäder überflüssig0 Für das Durchkontaktieren werden keine gesonderten Arbeitsgänge mehr benötigt. Für kleine Leiterplatten ist wesentlich, daß keine Bohrungen eigens zum Kontaktieren einzelner Ebenen benötigt werden, es können sogar verschiedene Kontaktierungen direkt übereinander liegen, wenn sie durch eine Isolierschicht elektrisch voneinander getrennt sind.In most cases, galvanic treatment is unnecessary and thus a large number of galvanic baths are superfluous0 For through-hole plating separate operations are no longer required. For small circuit boards is It is essential that no holes are specifically required for contacting individual levels different contacts can even be directly on top of each other, if they are electrically separated from one another by an insulating layer.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1s Schnitt einer Mehrlagenleiterplatte Fig. 2s Schnitt einer Mehrlagenleiterplatte mit Anschluß von Fremdbauelementen In Fig. 1 ist auf den Isolierstoffträgerkörper 1 ein Haftvermittler 2 aufgebracht worden. Darauf wurde die erste Leiterebene aufgedampft, bei der die Leiterzüge 3 durch Abtragen der übrigen Stellen mittels Elektronenstrahl aufgebaut wurden. Danach wird die erste Isolierschicht 4 aufgedampft, die ebenfalls durch Elektronenstrahlabtragung einen Durchbruch 5 erhält. Beim Aufdampfen der zweiten Leiterebene 6 erfolgt innerhalb des Durchbruches 5 ein Kontaktieren der ersten mit der zweiten Leiterebene an der Stelle 7. Die Stelle 8 ist eine Kontaktierung zwischen der dritten und der zweiten Leiterebene, wobei im Beispiel auch eine elektrische Verbindung zur ersten Leiterebene besteht.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained. The accompanying drawings show: FIG. 1s a section through a multilayer printed circuit board 2s section of a multilayer printed circuit board with connection of third-party components In 1, an adhesion promoter 2 has been applied to the insulating support body 1. The first conductor level was vapor-deposited thereon, in which the conductor tracks 3 were removed the other places were built up by means of an electron beam. After that the first Vapor-deposited insulating layer 4, which is also one by electron beam ablation Breakthrough 5 receives. During the vapor deposition of the second conductor level 6 takes place within of the opening 5 contacting the first with the second conductor level on the Point 7. Point 8 is a contact between the third and the second Conductor level, with an electrical connection to the first conductor level in the example consists.

In Fig. 2 ist ein Fremdbauelement an gesonderter Stelle an die Leiterplatte derart angebracht, daß dessen Anschlußstift 9 in einer Bohrung 10 in der Isolierstoffträgerplatte 1, die beim Aufdampfen der ersten Leiterebene 3 mit einer Kontaktschicht 11 versehen wurde, eingelötet ist. Die gesonderte Stelle befindet sich nur beim Aufdampfen der ersten Leiterebene im Aufdampfbereich, da die Leitfähigkeit der Bohrung 10 sonst durch die nachfolgenden Isolierschichten beeinträchtigt würde.In Fig. 2, a foreign component is in a separate place on the circuit board mounted in such a way that its connecting pin 9 is in a bore 10 in the insulating material carrier plate 1, which are provided with a contact layer 11 during the vapor deposition of the first conductor level 3 is soldered in. The separate location is only at the Vapor deposition of the first conductor level in the vapor deposition area, since the conductivity of the hole 10 would otherwise be impaired by the subsequent insulating layers.

Ein anderes Bauelement mit dem Anschluß 13 wurde direkt in die Mehrlagenleiterplatte eingebracht, d. h. im Bereich der Schichten. Im Beispiel ist die Bohrung 14 vor dem Aufbringen der letzten Leiterebene 16 mittels Elektronenstrahl eingebracht worden. Entsprechend der konstruktiven Lösung wurde dabei auch die zweite Leiterebene 5 mit angeschnitten. Beim Aufdampfen der letzten Leiterebene 16 mittels geeigneter Einrichtungen wurde die Bohrung 14 wie bereits die Bohrung 10 mit einer Kontaktschicht 17 versehen, was zur elektrischen Verbindung der letzten Leiterebene 16 mit der zweiten Leiterebene 15 führt und weiterhin ein gutes Einlöten des Anschlusses 13 ermöglicht.Another component with the terminal 13 was directly in the multilayer circuit board introduced, d. H. in the area of the layers. In the example, the hole 14 is in front the application of the last conductor level 16 has been introduced by means of an electron beam. In accordance with the structural solution, the second conductor level 5 was also used with cut. When evaporating the last conductor level 16 by means of suitable The bore 14, like the bore 10, was provided with a contact layer 17 provided what the electrical connection of the last conductor level 16 with the second conductor level 15 leads and furthermore a good soldering of the connection 13 enables.

Im Beispiel ist nach dem Einlöten der Bauelemente noch eine Isolierschicht 12 aufgebracht.In the example there is still an insulating layer after the components have been soldered in 12 applied.

Die Leiterebenen sind aufgedampft, die Isolierschichten dagegen aufgesprüht. Die Folge ist eine ausgeglichenere Oberfläche als im Beispiel nach Fig. ~i.,The conductor levels are vapor-deposited, whereas the insulating layers are sprayed on. The result is a more even surface than in the example according to Fig.

Claims

Claims: 1.) Process for the production of multilayer printed circuit boards, characterized in that an insulating body (1) with possibly suitable Preparation of the primer one after the other, alternating with any number of conductor and layers of insulation (e.g. 3 3 + 4) by vapor deposition or cathode sputtering in a vacuum is provided.

2. The method according to claim 1, characterized in that the geometric Structure of the individual conductor levels using masks, etching technology or programmed Removal of the respective vapor-deposited layer with charge carrier or photon beams is achieved.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the Contacting the various conductor levels with one another at any point is achieved by the fact that a next conductor level through a vapor deposition Breakthrough in the last insulating layer through an electrical connection to previous conductor level is produced, the breakthrough using masks, programmed removal of the respective vapor-deposited insulating layer by charge carrier or photon beams produced by spark mechanics, mechanics or by etching technology will.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that in the conductor levels are single or multi-layer components using the same construction method be introduced under vacuum, the evaporation materials depending on the application can be different.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that foreign components are arranged at a separate point of the insulating body and in Holes are soldered in, which when the first conductor level is vapor-deposited with a Contact layer (11) were provided and covered in the further vapor deposition process.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that im Course of the process bores (14) in the multilayer printed circuit board by means of an electron beam are introduced, which are subsequently vapor-deposited with a contact layer (17) and which take over the electrical connection between any conductor levels and into which the third-party components can be soldered.

7. The method according to claim 1, characterized in that the insulating planes sprayed on in a vacuum and also dried under the action of heat.

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