DE2702844C2

DE2702844C2 - Verfahren zur Herstellung einer vielschichtigen gedruckten Schaltung

Info

Publication number: DE2702844C2
Application number: DE2702844A
Authority: DE
Inventors: Kenneth James Binghamton N.Y. Varker
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-03-30
Filing date: 1977-01-25
Publication date: 1984-01-12
Also published as: FR2346940A1; FR2346940B1; DE2702844A1; US4030190A

Description

a) beidseitiges Auflaminieren von Isolierstoffschichten (11, 13) auf eine als Basis dienende elektrisch leitende Masse-Ebene (15),

b) Aushärten der Isolierstoffschichten,

c) Auflaminieren einer elektrisch leitenden Signal-Ebene (17,19) auf jede der Isolierstoffschienten,

d) Auflaminieren einer Isolierstoffschicht (21, 23) auf die elektrisch leitenden Signal-Ebenen,

e) Aushärten der im Schritt d) auflaminierten Isolierstoffschichten,

f) selektives Anbringen von Bohrungen (25,27,29, 31) in den im Schritt d) auflaminierten Isolierstoffschichten mittels Laserstrahl,

g) Plattieren einer elektrisch leitenden Signal-Ebene (33, 35) auf die im Schritt d) auflaminierten Isolierstoffschichten und auf die im Schritt f) erzeugten Bohrwandungen, über die die Signal-Ebenen miteinander verbunden werden,

h) Zusammenlaminieren mehrerer der in den Schritten a) bis g) erzeugten Untereinheiten zu einer vielschichtigen gedruckten Schaltung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der im Verfahrensschritt h) erhaltenen vielschichtigen gedruckten Schaltung Bohrungen angebracht werden, die sich durch die gesamte Dicke der gedruckten Schaltung erstrecken und auf deren Wandungen ein Metall aufplattiert wird.

Die Erfindung betrifftjein Verfahren zur Herstellung einer vielschichtigen gedruckten Schaltung mit mindestens einer elektrisch leitenden Masse-Ebene und mehreren davon und voneinander durch Isolierstoffschichten getrennten Signal-Ebenen, die über Öffnungen in den Isolierstoffschichten selektiv miteinander verbunden sind.

Es ist bekannt, bei der Herstellung vielschichtiger gedruckter Schaltungen die Öffnungen in den Isolierstoffschichten durch Ätzen zu erzeugen (deutsche Auslegeschrift 12 71235, französische Patentschrift 13 60 445, deutsche Offenlegungsschrift 23 15 845) und auf den Wandungen der Öffnungen Metalle abzuscheiden (deutsche Patentschriften 15 40 297 und 19 24 775). Die US-Patentschrift 35 62 009 vermittelt die technische Lehre, vielschichtige gedruckte Schaltungen mit leitenden Signal-Ebenen, die durch Öffnungen von Isolierschichten verbunden sind, so herzustellen, daß die Öffnungen durch Laserstrahlbohrungen durch sämtliche Schichten hindurchgehend in die Anordnung eingefügt werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß für die in die Isolierschichten eingefügten Öffnungen, welche die leitenden Verbindungen aufnehmen, eine sehr genaue Ausrichtung erforderlich ist. Damit die gewünschten Verbindungen zwischen den verschiedenen leitenden Bereichen einer Schaltung zustande kommen, muß die Genauigkeit der Ausrichtung der Öffnungen um so größer sein, je größer die Dichte einer Schaltungsordnung gewählt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer vielschichtigen gedruckten Schaltung anzugeben, durch das das Ausrichten der verschiedenen elektrisch leitenden Ebenen

ίο untereinander vereinfacht und dadurch die Ausbeute beim Herstellungsprozeß erhöht wird.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer vielschichtigen gedruckten Schaltung mit mindestens einer elektrisch leitenden Masse-Ebene und mehreren davon und voneinander durch Isolierstoffschichten getrennten Signal-Ebenen, die über Öffnungen in den Isolierstoffschichten selektiv miteinander verbunden sind, welches Verfahren durch die Kombination folgender Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

a) beidseitiges Auflaminieren von Isolierstoff schichten (11, 13) auf eine als Basis dienende elektrisch leitende Masse-Ebene (15),
b) Aushärten der Isolierstoffschichten,

c) Auflaminieren einer elektrisch leitenden Signal-Ebene (IV, 19) auf jede der Isolierstoffschichten,

e) Aushärten der im Schritt d) auflaminierten Isolierstoffschichten,

f) selektives Anbringen von Bohrungen (25,27,29,31) in den im Schritt d) auflaminierten Isolierstoffschichten mittels Laserstrahl,

h) Zusammenlaminieren mehrerer der in den Schritten a) bis g) erzeugten Untereinheiten zu einer "vielschichtigen gedruckten Schaltung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Abbildungen näher erläutert, von denen zeigen

Fig. 1 bis 5 Querschnittsdarstellungen von Teilen einer gedruckten Schaltung, die in mehreren Verfahrensschritten hergestellt wird.

Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Anordnung besteht aus einer Masse-Ebene 15 aus elektrisch leitendem Material, die beidseitig durch dielektrische Schichten 11 und 13 bedeckt wird. Die Masse-Ebene 15 kann z.B. aus einer Kupferschicht von 7,5 · 1O^-2 mm bestehen. Die dielektrischen Schichten 11 und 13 können z. B. aus Epoxyglas mit der Dicke von 3 · 10-' mm bestehen.

Nach geeigneter Verbindung der dielektrischen Schichten 11 und 13 mit der Masse-Ebene 15 und anschließender Aushärtung werden die ersten Isolierschichten 11 und 13 durch die leitenden ersten Signal-Ebenen 17 und 19 bedeckt. Diese in Schaltkreisform angeordneten Signal-Ebenen 17 und 19 können entweder durch einen additiven oder subtraktiven Vorgang hergestellt werden, abhängig von den Erfordernissen eines Systems. Wenn z. B. ein subtraktiver Vorgang benützt wird, können die ersten Isolierschichten 11 und 13 durch Kupferschichten der Dicke von 5 · 10-²mm bedeckt werden, die dann durch Anwen-

dung der subtraktiven Herstellungstechnik in die gewünschte Schaltkreisform gebracht werden.

Nach Herstellung der ersten leitenden Signal-Ebenen 17 und 19 werden gemäß der Darstellung nach Fig.3 die dielektrischen Schichten 2J und 23 auf den ersten leitenden Signal-Ebenen 17 und 19 angeordnet Die dielektrischen Isolierschichten können aus imprägniertem Epoxyglas bestehen, deren Dicke dem System angepaßt ist Die Dicke der dielektrischen Schichten 21 und 23 kann 1,4 - 10-' mm betragen. Nach Anordnung der leitenden Signal-Ebenen 17 und 19 ist es notwendig, die nächste Schaltkreisebene mit den Schaltkreisen der vorher festgelegten Schaltkreisebenen herzustellen. In diesem Bereich werden die dafür erforderlichen Durchgangslöcher als »Blindöffnuiigen« bezeichnet, weil die Öffnung nicht durch die ganze Anordnung hindurchgeführt wird, sondern weil sie vorzugsweise die Signal-Ebenen 17 und 19 erreichen. Der Zweck dieser Ausführung wird erläutert anhand der Fig.4, nach deren Darstellung die Öffnungen 25 und 27 wahlweise in der dielektrischen Schicht 21 angeordnet sind, um Durchgänge zu der Signal-Ebene 17 zu bilden. Jn gleicher Weise bilden die Durchgänge 29 und 31 in der dielektrischen Schicht 23 Verbindungen zur Signal-Ebene 19.

Eine der Schwierigkeiten, die bei der Herstellung von Durchgangsöffnungen, deren Durchmesser zwischen 1 ■ 10-' mm bis 1 · 10-⁵mm betragen kann, besteht darin, daß die Durchgangsöffnung die leitende Signal-Ebene erreicht, daß sie diese jedoch nicht vollständig durchdringt oder eine nicht ausbesserungsfähige Unterbrechung der Signal-Ebene bewirkt. Es wurde festgestellt, daß eine gewünschte Regelung bei der Herstellung der Durchgangsöffnung durch die Anwendung von Laserstrahlbohren erhalten wird, durch welche die gewünschte Ausnehmung in der dielektrischen Schicht 21 und 23 erhalten wird, ohne die aus leitendem Kupfermaterial bestehenden Signalwege der Signal-Ebenen 17, 19 zu durchdringen. Dadurch wird das vorher bestehende Problem vermieden, bei dem Versuch Blindöffnungen herzustellen, eine leitende Signal-Ebene vollständig zu durchbohren.

Der nächste Herstellungsvorgang wird durch F i g. 5 erläutert Gemäß dieser Darstellung wird ein zusätzliches Paar von Signal-Ebenen 33, 35 auf die dielektrischen Schichten 21, 23 gelegt Durch additive oder subtraktive Herstellungsverfahren können diese leitenden Signal-Ebenen 33, 35 in Schaltkreise unterteilt werden. Wenn die Signal-Ebenen 33,35 hergestellt sind, ergibt sich durch das Aufplattieren sowohl eine Bedeckung der Isolierschichten 21, 23 als auch eine Füllung der Durchgangsöffnungen 25, 27 und 29, 31. Durch diese Verbindung besteht eine genau bestimmte Vereinigung der vier Signal-Ebenen 17, 19, 33 und 35 und einer Masse-Ebene 15, die durch den Herstellungsvorgang der übrigen Schichten unbeeinflußt bleibt Deshalb ist es möglich, zwei oder mehr der Schichtanordnungen zu einer gedruckten Schaltungsanordnung zusammenzufassen, die aus mehreren Ebenen für das Bezugspotential, die Versorgungsspannung und die Signale besteht die auf die größenstabile Masse-Ebene 15 aufgebaut sind.

Nach Herstellung der mehrschichtigen Schaltkreisanordnung können die notwendigen, nicht dargestellten Durchgangslager gebildet werden, welche die ganze mehrschichtige Anordnung durchdringen. Diese Durchgangslöcher dienen der Aufnahme von Leitungsverbindungen zu inneren leitenden Ebenen.

Aus dem beschriebenen Herstellungsvorgang geht hervor, daß die Ebenen mit einer stabilen Unterlage verbunden sind. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, große Schaltkreisanordnungen mit großer Schaltkreisdichte, hoher Qualität und Betriebssicherheit herzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer vielschichtigen gedruckten Schaltung mit mindestens einer elektrisch leitenden Masse-Ebene und mehreren davon und voneinander durch Isolierstoffschichten getrennten Signal-Ebenen, die über Öffnungen in den Isolierstoffschichten selektiv miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte: