DE2733746A1

DE2733746A1 - Mehrschichtige gedruckte schaltungsplatte und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2733746A1
Application number: DE19772733746
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Hanabusa; Keiji Dipl Ing Kurosawa; Shinji Umemoto; Kenji Dipl Ing Yamamoto; Mitsuo Yamashita
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1976-08-04
Filing date: 1977-07-27
Publication date: 1978-02-09
Also published as: DE2733746B2; SE7708675L; FR2361041A1; DE2733746C3; FR2361041B1; JPS5317970A; SE439410B; US4372804A; JPS5645312B2

Description

Zus ammenfas sung

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte mit einem Aufbau für sehr hohe Dichte und sehr viele Schichten.

Es ist unbedingt notwendig, die Kupferfolie auf dem Substrat wegen der Technik zum Bilden des Strommusters dünner zu machen, um eine Schaltung mit sehr hoher Dichte unter Verwendung einer üblichen gedruckten Schaltungsplatte auszuführen. Wenn jedoch die Kupferfolie dünner gemacht wird, muß die Dicke des Rückens, auf dem die Durchgangslochplattierung (Plattierung des Thru-Typs) ausgeführt wird, entsprechend viel dünner gemacht werden. Deshalb wird der Übergangsbereich der Durchgangslochplattierung und des Rückens klein, wodurch die Plattierung leicht abblättert, was dazu führt, daß die Zuverlässigkeit der Verbindung nicht sichergestellt werden kann.

Deshalb kann die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen der Durchgangslochplattierung und dem Rücken sichergestellt werden, indem die Dicke der Kupferfolie jedes Laminats dick gemacht wird. Eine solche Ausbildung macht jedoch eine Miniaturisierung einer Schaltung mit hoher Dichte schwierig und die gesamte Dicke des Substrats mit sehr vielen Schichten wird sehr groß. Zusätzlich wird wegen der Genauigkeit das Bohren der Durchgangslöcher zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen den Laminaten sehr schwierig. Des weiteren wird das Löten zum Befestigen der elektrischen Teile auch sehr schwierig.

Die Erfindung ermöglicht es, eine miniaturisierte Schaltung mit hoher Dichte genau zu bilden, wobei Kupferplattierungslaminat, bei dem die Dicke der Kupferfolie im Bereich der Bildung des Rückens größer als in anderen Bereichen gemacht ist, als Laminate verwendet wird. Damit wird eine hohe Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen der Durchgangslochplattierung und dem Rücken sichergestellt.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte zur Verwendung bei elektrischen Verdrahtungen für elektronische Vorrichtungen.

Die Herstellung von mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatten kann in die subtraktive Methode und die additive Methode eingeteilt werden.

Für eine gedruckte Schaltungsplatte, deren Zuverlässigkeit und hohe Dichte besonders für die Verwendung in Computern und Nachrichteneinrichtungen erforderlich sind, wird im allgemeinen die subtraktive Methode verwendet. Die durch die subtraktive Methode hergestellte mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte kann in folgender Weise gebildet werden.

Das vorbestimmte Schaltungsmuster wird auf der Kupferplattieruagsplatte durch Ätzen der Kupferfolie gebildet und dann wird die Kupferplattierungsplatte aufeinanderfolgend bis zu besonderen Schichten unter Verwendung einer Vorimprägnierung als Bindemittel laminiert, um eine Zwischenschicht zu bilden. Dann wird die Kupferplattierungsplatte wiederum mittels einer Vorimprägnierung als Oberflächenschicht laminiert. Daraufhin wird ein Durchgangsloch durch die Rücken der Zwischenschicht und der Oberflächenschicht gebohrt. Danach wird das Flächenschaltungsmuster gebildet und das DurchgangsIoch wird plattiert, um eine Verbindung zwischen dem Flächenschaltungsmuster und dem Zwischenschaltungsmuster zu erhalten.

Das für eine solche mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte verwendete Kupferplattierungslaminat kann im allgemeinen erhalten werden, indem eine Kupferfolie auf einem Plattensubstrat aus Epoxyharz unter Verwendung von Glasfasern als Kernmaterial befestigt wird. Das Schaltungsmuster auf der Zwischenschicht wird dadurch gebildet, daß ein Photowiderstandsmuster entsprechend einem Schaltungsmuster, das aus dem Rücken und den Schaltungsleitern besteht, auf der Kupferfolie des Kupferplattierungslaminate angebracht wird und dann ^das Ätzen der Kupferfolie ausgeführt wird.

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Hierbei wird die Integration der mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte bereits hoch und auch die Dichte und die Miniaturisierung der Schaltung werden sehr hoch, wodurch der Abstand zwischen den Schaltungsleitern gering wird. Als Ergebnis wird eine Verbesserung der Mustergenauigkeit des in bekannter Weise hergestellten Maskenfilmmusters gefordert und es wird auch eine Verbesserung der Genauigkeit der Musterherstellung durch das Ätzen gefordert.

Bekannt ist auch ein ultradünnes Kupferplattierungslaminat, das für hohe Dichte und Miniaturisierung einer Schaltung geeignet ist. Dieses ultradünne Kupferplattierungslaminat verwendet eine Kupferfolie in der Dicke von 15/U oder weniger, was viel dünner als die übliche Dicke von 35/U ist. Deshalb verhindert dieses Laminat die Überhangerscheinung bei dem Musterätzverfahren, die im Falle einer dicken Kupferfolie sichtbar wird. Da die Kupferfolie selbst sehr dünn ist, kann zusätzlich die endgültige Dicke nach der Laminierung sehr gering im Vergleich mit einem üblichen dicken Kupferplattierungslaminat sein. Wenn beispielsweise die ultradünne mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte mit 20 bis 30 Schichten unter Verwendung der üblichen dicken Kupferplattierungslaminate hergestellt wird, wird die gesamte Dicke 3 bis 5 nun. Diese dicke Laminierung führt zu einer schlechten Wirkung auf die Verarbeitung nach der Laminierung.

Insbesondere wird das Bohren der Durchgangslöcher und das Löten zum Befestigen von Teilen schwierig.

Trotz der häufigen Verwendung des beschriebenen ultradünnen Kupferplattierungslaminats tritt dabei ein weiteres Problem auf.

Dieses Problem besteht in der Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem Rücken und dem Durchgangsloch, was dadurch bedingt ist, daß die Kupferfolie dünn wird. Wenn nämlich eine ultradünne Kupferplattierungsfolie verwendet wird, ist die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem Bereich an dem Durchgangsloch des durch die ultradünne Kupferfolie

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gebildeten Rückens und der Durchgangslochplattierung wesentlich verschlechtert, da die Plattierung leicht abblättert, da die Bindungsfläche sehr gering ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte zu schaffen, die zur Herstellung eines miniaturisierten Schaltungsmusters mit hoher Dichte geeignet ist und die eine hohe Zuverlässigkeit ergibt.

Die mehrschichtige gedruckte Schaltungeplatte nach der Erfindung ergibt eine gute Bearbeitbarkeit beim Bohren der Durchgangslöcher und beim Löten zur Befestigung der Schaltungsteile.

Auf der mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte nach der

Erfindung kann ein miniaturisiertes Schaltungsmuster mit genügend hoher Dichte gebildet werden, ohne daß die Genauigkeit übertrieben hoch angesetzt werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte dadurch gelöst, daß ein Kupferplattierungslaminat verwendet wird, auf dem eine Kupferfolie mit ebener Oberfläche mit einem Rücken, der zu dem Grundsubstrat (Innenseite) vorragt, also in den Bereich zur Bildung des Rückens eingelegt ist, an dem Grundsubstrat befestigt ist, das beispielsweise aus Epoxyharz unter Verwendung von Glasfasern als Kernmaterial besteht.

Dieses Kupferplattierungslaminat mit eingelegtem Rücken

kann auf folgende Weise erhalten werden. Eine Kupferfolie mit Rücken kann gebildet werden, indem eine Plattierung des üblicherweise verwendeten Bereichs zum Bilden des Rückens ausgeführt wird oder indem die Kupferfolie von dem anderen

Bereich als dem Bereich zum Bilden des Rückens von der

üblicherweise verwendeten, vergleichsweise dicken Kupferfolie mittels Ätzen bis zu einer bestimmten Tiefe entfernt wird. Daraufhin wird die Kupferfolie mit dem Rücken auf dem Grundsubstrat befestigt.

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Auf diese Weise kann ein Schaltungsmuster mit sehr hoher Dichte erhalten werden, indem ein Oberflächenschaltungsmuster und ein Zwischenschaltungsmuster unter Verwendung des Kupferplattierungslaminats mit eingelegtem Rücken gebildet werden. Die mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte, die eine hohe Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem Rücken und den Durchgangslöchern sicherstellt, ist vorteilhaft, weil die Kupferfolie dünner nachbearbeitet wird und mit geringerer Dicke erhalten werden kann.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig. 1 bis 4 Schnitte zum Erläutern der Herstellung des bei der Erfindung verwendeten Kupferplattierungslaminats,

Fig. 5 bis 7 Darstellungen zum Erläutern einer Ausführungsform zum Herstellen des in Fig. 4 gezeigten Kupferplattierungslaminats,

Fig. 8 eine Darstellung einer verbesserten Ausführungsform der Fig. 4,

Fig. 9 Aufsichten zum Erläutern eines Beispiels eines bekannten Schaltungsmusters,

Fig. 10 Aufsichten zum Erläutern eines Schaltungsmusters nach der Erfindung,

Fig. 11 Schnitte zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Schaltungsmusters nach der Erfindung,

Fig. 12 ein Querschnitt zum Erläutern des Abstands in der Schaltung eines bekannten Schaltungsmusters und

Fig. 13 ein Querschnitt zum Erläutern des Abstands in der Schaltung des Schaltungsmusters nach der Erfindung.

Anhand der Fig. 1 bis 4 wird das Verfahren zum Herstellen eines Kupferplattierungslaminate zur Verwendung bei einer mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte anhand des Beispiels eines doppelseitigen Kupferplattierungslaminats beschrieben. Dabei

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bezeichnet 10 eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von 50/U und 20 eine Kupferplattierungsfolie mit einer Dicke von beispielsweise 10/U, die auf die Aluminiumplatte 10 als ganzer Teil aufgebracht ist. 20' ist eine Kupferplattierungsfolie mit einer Dicke von beispielsweise 40 bis 80/U, die auf die Aluminiumplatte 10' als ganzes Teil aufgebracht ist. 30 ist ein Rücken, der durch Vorspringen in den Rückenbildungsbereich auf der Kupferplattierungsfolie 20 gebildet ist. 40 ist ein halbgehärtetes Harz, auch Vorimprägnierung genannt, das durch Imprägnieren von Epoxyharz in ein Glasfasergrundsubstrat erhalten wird.

Es wird zuerst das Verfahren unter Verwendung einer vergleichsweise dünnen Kupferplattierungsfolie gemäß fig. 1A erläutert.

Die Kupferplattierungsfolie 20, die auf der Aluminiumplatte durch Kupferplattieren gebildet ist, wird poliert und dann wird ein Bezugsloch für die Lageeinstellung gebohrt. Danach wird eine Entfettungsbehandlung der Oberfläche ausgeführt. Daraufhin wird ein trockener Photowiderstandsfilm auf der Kupferplattierungsfolie 20 befestigt, über den ein Maskenfilm mit dem Druck des bestimmten Rückenmusters angebracht wird. Nachfolgend wird die Photowiderstandsschicht auf dem Bereich entsprechend dem Rückenbildungsbereich durch Hitzehärtung entfernt und eine Entwicklung vorgenommen. Auf den Maskenfilm mit dem vorbestimmten Rückenmusterdruck werden Rückenmuster entsprechend jedem Rückenbildungsbereich unabhängig von dem letztlich gebildeten Schaltungsmuster gedruckt. Der Maskenfilm wird später im einzelnen beschrieben.

Nachdem die Photowiderstandsschicht von dem Rückenbildungsbereich entfernt worden ist, wird die Kupferplattierung in einer Dicke von 30 bis 70 λι ausgeführt, wodurch der Rücken 30, der von der Kupferfolie 20 vorragt, gebildet werden kann. Darüber hinaus wird die unerwünschte Photowiderstandsschicht entfernt. Dieser Zustand ist in Fig. 2 gezeigt. Daraufhin wird ein Plattieren oder Oxydieren ausgeführt, um die Kupferfläche glatt zu machen.

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Zwei durch das voranstehende Verfahren erhaltene Substratlagen werden mit den Kupferfolien 20 aufeinander zu weisend über eine Vorimprägnierung 40 mit einer Dicke von 0,1 mm an der Vorderseite angeordnet, woraufhin ein Verbinden unter Wärme erfolgt. Fig. 3 zeigt den sich ergebenden Zustand.

Nachdem die Vorimprägnierung 40 zusammengepreßt und als Grundsubstrat gehärtet worden ist, werden die obere und die untere Aluminiumplatte 10 abgelöst, so daß ein Kupferplattierungslaminat mit Rücken 30, die in die Seite des Grundsubstrats eingelegt sind, erhalten werden kann, siehe Fig. 4. Bei dem obigen Beispiel kann das Kupferplattierungslaminat mit einer Dicke von 0,1 mm erhalten werden.

Als nächstes wird das Kupferplattierungslaminat mit eingelegtem Hucken, das in Fig. 4 gezeigt ist, erläutert, wenn dieses unter Verwendung einer vergleichsweise dicken Kupferplattierungsfolie, wie sie in Fig. 1B gezeigt ist, erhalten wird.

Nach dem Oberflächenpolieren, dem Bohren von Bezugslöchern und der Entfettungsbehandlung der Kupferfolie 20* wird die Photowiderstandsschicht auf der Kupferplattierungsfolie 20* befestigt. Des weiteren wird der Maskenfilm, auf den das spezielle Rückenmuster gedruckt ist, auflaminiert. Dann erfolgt die Hitzehärtung und die Entwicklung. Die Photowiderstandsschicht wird dann auf den anderen Bereichen als dem Rückenbildungsbereich entfernt.

Für die Bereiche außer dem Rückenbildungsbereich wird ein Ätzen bis zu einer bestimmten Dicke, beispielsweise 10/U, durch das anschließende Ätzverfahren ausgeführt. Daraufhin werden die unnötigen Teile der Widerstandsschicht entfernt, wodurch ein Kupferlaminat mit Rücken, die von der Kupferplattierungsfolie 20 vorragen, erhalten werden kann, siehe Fig. 2. Zwei auf diese Weise erhaltene Substratlagen werden über eine Vorimprägnierung aufeinander zu weisend angeordnet und anschließend einer thermischen Bindung unterworfen. Dadurch wird ein Kupferplattierungslaminat mit Rücken 30, die in die

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Seite des Substrats vorragen, in gleicher Weise erhalten werden, siehe Fig. 4.

Fig. 5 und 6 zeigen Maskenfilme, die verwendet werden, wenn der von der Eupferplattierungsfolie vorragende Rücken gebildet wird, siehe Fig. 2.

Fig. 5 ist eine Aufsicht auf den Maskenfilm mit dem gemeinsamen Rückenmuster 1, bei dem die Rücken regelmäßig in der Form eines Gitters angeordnet sind. Der gemeinsame Rückenmuster-Maskenfilm enthält alle Rückenmuster, welche die Anforderungen an Schaltungsmuster erfüllen. Deshalb kann der Maskenfilm dieser Art gemeinsam verwendet werden, solange nur eine Maske vorbereitet wird.

Fig. 6 ist eine Aufsicht auf den Maskenfilm mit einem praktischen Schaltungsmuster, das zum Bilden eines Schaltungs- musters auf der Oberfläche des Kupferplattierungslaminats durch Photoätzen erforderlich ist. Der Maskenfilm mit dem praktischen Schaltungsmuster ist im wesentlichen erforderlich, um ein Schaltungsmuster für das Kupferplattierungslaminat zu bilden, das als Zwischenschicht und als Oberflächenschicht der mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte verwendet wird. Dieses besondere Schaltungsmuster wird entsprechend dem Schaltungsentwurf auf dem Maskenfilm dieser Art hergestellt. Das Schaltungsmuster dieses Films besteht aus notwendigen Rücken 2 und Schaltungsleitern 3« Dies bedeutet, da.ß dieser Film das einzulegende tatsächliche Rückenmuster aufweist. Die gestrichelten Linien in Fig. 6 zeigen den Bereich, auf dem sich die gemeinsamen Rücken befinden sollen.

Fig. 7A bis 7E erläutern die Schritte zum Herstellen eines Kupferplattierungslaminats mit Rücken 30, die in die Seite

^d^s Grundsubstrats eingelegt sind, siehe Fig. 4, wobei der

in Fig. 5 und 6 gezeigte Maskenfilm verwendet wird. Das dieser Figuren erläuterte Verfahren kann auch angewendet werden, wenn ein Kupferplattierungslaminat mit vorragenden Rücken durch Ausführen eines Ätzverfahrens bei der

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vergleichsweise dicken Kupferplattierungsfolie nach Fig. 1B hergestellt wird. Im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 wurde eine Ausführungsform einer Matrixanordnung beschrieben, bei der die eingelegten Rücken gemeinsam für jeden Rückenbildungsbereich gebildet sind. Im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 7 wird jedoch eine Ausführungsform, mit der ein Kupferplattierungslaminat mit eingelegten Rücken nur an den Rückenbildungsbereichen des tatsächlichen Schaltungsmusters erhalten wird, in der Folge der Herstellungsschritte beschrieben.

Zuerst wird eine positive, photoempfindliche Widerstandsschicht 50 des Flüssigkeits- oder Filmtyps auf dem ganzen Teil der Kupferplattierungsfolie 20* aufgebracht, die auf der in Fig. 1B gezeigten Aluminiumplatte 10 gebildet ist. Darüber hinaus wird der gemeinsame Rückenmuster-Maskenfilm, der in Fig. 5 gezeigt ist, über der Widerstandsschicht angebracht und die positive Photowiderstandsschicht 50 wird dem Licht ausgesetzt.

Dann wird die positive Widerstandsschicht in Dunkelheit gelassen und der Maskenfilm mit dem tatsächlichen, in Fig. 6 gezeigten Schaltungsmuster wird mit der Hinterseite nach oben auf der Widerstandsschicht 50 aufgebracht. Auf diese Weise wird die Widerstandsschicht 50 wieder Licht ausgesetzt.

Der Maskenfilm mit dem tatsächlichen, in Fig. 6 gezeigten Schaltungsmuster entspricht einem derzeit verwendeten Maskenfilm, nämlich einem Maskenfilm zum Belichten der Widerstandsschicht, die auf der Oberfläche der Kupferfolie des Kupferplattierungslaminats aufgebracht ist, wobei die Dicke der Kupferfolie in den Rücken und dem Schaltungsmuster gleich ist. Deshalb werden die zu bildenden Rückenmuster angepaßt, indem der Film mit der Hinterseite nach oben im Hinblick auf

einen solchen Film zum Belichten der Photowiderstandsschicht, die auf die Hinterseite der Kupferfolie aufgebracht ist, angeordnet wird.

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Venn die auf die Kupferfolie aufgebrachte Photowiderstandsschicht als Rückseite der Kupferfolie zweimal mit dem Naskenfilm des gemeinsamen Rückenmusters und dem Maskenfilm des tatsächlichen Schaltungsmusters ausgehärtet wird, wird der Bereich 55 der Photowiderstandsschicht außer dem Bereich 51 der gemeinsamen Rücken durch die erste Belichtung, wie Fig. 7A zeigt, belichtet. Dann werden die anderen Rücken 5^» die nicht die Rücken 52 von der noch nicht belichteten gemeinsamen Rückengruppe enthalten, durch die zweite Belichtung, wie in Fig. 7B gezeigt, belichtet. In diesem Falle wird der Bereich 53 der Schaltungsleiter, die in Verbindung mit den tatsächlichen Rücken 52 stehen, auch nicht durch die zweite Belichtung belichtet. Der Bereich ist jedoch bereits durch den ersten Belichtungsschritt, der in Fig. 7A gezeigt ist, belichtet.

Deshalb läßt das zweimalige selektive Belichten nur den Photowiderstandsschichtbereich des tatsächlichen Rückenmusters wie im Falle einer einzelnen Belichtung unter Verwendung des Maskenfilms nur mit dem tatsächlichen Rückenmuster unbelichtet, während die anderen Bereiche der Photowiderstandsschicht belichtet werden.

Diese Tatsache bedeutet, daß die Ausführungsform der Erfindung die Bildung einer Musterphotowiderstandsschicht der tatsächlichen eingelegten Rücken ermöglicht, indem nur der tatsächliche Schaltungsmuster-Maskenfilm, der zum Herstellen eine8 im allgemeinen oft verwendeten üblichen Schaltungsmusters erforderlich ist, und des gemeinsamen Rückenmuster-Maskenfilms in geeigneter Weise kombiniert werden, ohne daß der tatsächliche Rückenmuster-Maskenfilm hergestellt werden muß. Um dieses Verfahren auszuführen, muß jedoch wenigstens eine Läge des gemeinsamen Rückenmuster-Maskenfilms, der in Fig. 5 gezeigt ist, hergestellt werden. Dieser Film kann für alle Fälle gemeinsam problemlos verwendet werden.

Nach der zweiten Belichtung wird die Photowiderstandsschicht 50 in bekannter Weise entwickelt. Darauf wird in gewünschter

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Weise die Photowiderstandsschicht 52, die aus dem tatsächlichen Rückenmuster besteht, auf der Kupferfolie beibehalten. Dieser Zustand ist in Fig. 7C gezeigt. Wenn unerwünschte Teile der Photowiderstandsschicht durch Ätzen der Kupferfolie über der Photowiderstandsschicht 52 entfernt werden, kann die Kupferfolie 20 mit dem tatsächlichen, eingelegten, vorragenden Rücken 30 gebildet werden. Dieser Zustand ist in Fig. 7D gezeigt. Dann wird die auf diese Weise erhaltene Kupferfolie 20 mit dem zu der Aluminiumplatte 10 vorragenden Rücken über die Vorimprägnierung, siehe Fig. 3, laminiert und einem thermischen Bindungsvorgang unterzogen. Daraufhin wird die Aluminiumplatte entfernt. Auf diese Weise kann das Kupferplattierungslaminat mit den schaltungsmustereigenen Rücken, die in das Grundsubstrat eingelegt sind, wie in Fig. 7E gezeigt ist, erhalten werden.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren werden die erste Belichtung unter Verwendung des gemeinsamen Rückenmuster-Maskenfilms und die zweite Belichtung unter Verwendung des tatsächlichen Schaltungsmuster-Maskenfilms jeweils in verschiedenen Schritten ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, die Belichtung nur in einem Schritt auszuführen, indem der gemeinsame Rückenmuster-Maskenfilm und der tatsächliche Schaltungsmuster-Maskenfilm übereinander gelegt werden.

Das auf diese Weise erhaltene Kupferplattierungslaminat mit Rücken ermöglicht eine Einstellung der in das Substrat eingelegten Rücken und des Kupferfolienbereichs, auf dem andere Schaltungsleiter gebildet werden. Deshalb kann die Dicke der auf dem Kupferfolienbereich gebildeten Schaltungsleiter in gewünschter Weise bestimmt werden, wenn der miniaturisierte Schaltungsaufbau mit hoher Dichte berücksichtigt wird. Andererseits kann die Rückendicke auch auf einen solchen Wert festgesetzt werden, daß eine ausreichende Verbindung mit der Durchgangslochplattierung sichergestellt wird. Deshalb ist dieses Kupferplattierungslaminat mit Rücken sehr zweckmäßig zum Herstellen jeder Schaltungsmusterschicht einer mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte mit hoher Dichte des Aufbaus.

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Das Kupferplattierungslaminat mit Rücken, das ein Schaltungsmuster mit hoher Dichte und eine Verbindung zwischen der Durchgangslochplattierung und den Rücken problemlos realisieren kann, ist somit ein sehr zweckmäßiges Material für eine gedruckte Schaltungsplatte mit sehr vielen Schichten und mit sehr hoher Dichte. Für eine solche Anwendung muß das Kupferplattierungslaminat mit Rücken doppelseitig sein und muß eine sehr geringe Dicke haben.

Eine weiter verbesserte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt, wobei das Kupferplattierungslaminat mit Rücken dünner gemacht werden kann, was sehr zweckmäßig für Anwendungen bei einer sehr dünnen mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte ist.

In Fig. 8 ist 20 eine Kupferfolie und 30 ein vorstehender Rücken, der auf der Kupferfolie vorgesehen ist, wobei die Aluminiumplatte nicht dargestellt ist. 41 ist die Vorimprägnierung, die durch Imprägnieren des halbgehärteten Spoxyharzes in Glasfasergrundmaterial erhalten wird. 42 ist eine Vorimprägnierung von der Art eines Glaspapiers.

Die bei der oben beschriebenen Ausführungsform verwendete Vorimprägnierung 40 besteht aus einem Epoxyharz, das eine Platte aus Glasfasergrundmaterial enthält. In der Praxis hat ein von der Kupferfolie vorragender Rücken eine Dicke von 30 bis 70 Ai und eine im wesentlichen unebene Oberfläche. Aus diesem Grund werden zwei Vorimprägnierungen schichtweise angebracht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß eine Vorimprägnierungslage bezüglich der Menge des Epoxyharzes nicht ausreichend ist, um die Oberfläche eben zu machen.

Im Falle der Vorimprägnierung aus einem Epoxyharz mit Glasfasergrundmaterial wird das Epoxyharz durch Erhitzen und Verbinden gehärtet, jedoch ist die Dicke zu dieser Zeit abhängig von der Dicke der Glasfasern, die als Grundmaterial verwendet werden. Wenn im allgemeinen 8 Vorimprägnierungslagen dieser Art übereinander angebracht, erhitzt und zusammengepreßt werden, wird die Dicke etwa 1,6 mm, wenn

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die Härtung ausgeführt ist. Die Vorimprägnierung dieser Art kann durch folgendes Verfahren hergestellt werden. Ein Glasfaserband wird in einen Lack eingetaucht, der in einem Lösungsmittel eines Harzes gelöst wird, und wird dann herausgenommen. Während dieser Zeit wird eine Erwärmung ausgeführt und das in die Glasfasern imprägnierte Epoxyharz wird halbgehärtet. Bei diesem Herstellungsverfahren beträgt die Imprägnierung des Epoxyharzes etwa 40 bis 50% wegen des Verhältnisses der Imprägnierfähigkeit der Glasfasern. Wie oben erwähnt wurde, ist deshalb eine Lage aus einer Glasfaservorimprägnierung bezüglich der Menge des Epoxyharzes nicht ausreichend, um die nicht glatte Oberfläche eben zu machen. Wenn zwei Imprägnierungslagen verwendet werden, ist somit die Menge des Epoxyharzes ausreichend, jedoch wird die endgültige Dicke des Rupferplattierungslaminate mit dem bearbeiteten Rücken zu groß, da zwei Glasfaserlagen verwendet werden.

Es ist erwünscht, die Dicke des doppelseitigen Kupferplattierungslaminats mit Rücken für die Verwendung für eine gedruckte Schaltungsplatte mit sehr vielen Schichten 0,1 mm oder kleiner zu machen. Wenn jedoch zwei Lagen aus Glasfaservorimprägnierung verwendet werden, ist es schwierig, eine solche Dicke zu erhalten.

Um ein sehr dünnes Kupferplattierungslaminat mit Rücken zu erhalten, ist eine weitere Verbesserung vorgenommen worden, die Fig. 8 zeigt. Statt der beiden Lagen aus Glasfaservorimprägnierung ist eine Vorimprägnierung mit einem Schichtaufbau, bei dem Glaspapxervcrrimpragnierungen 42 auf beiden Seiten der Lage der Glasfaservorimprägnierung 41 angeordnet sind, zwischen einem Kupferfolienpaar 20 mit Rücken angeordnet. Auf diese Weise werden drei Elemente erhitzt und zu einer Einheit miteinander verbunden.

Eine typische Glaspapervorimprägnierung ist ein Epoxyharz mit Papiergrundmaterial. Diese Vorimprägnierung kann auf

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folgende Weise erhalten werden. Glasfasern werden in eine große Zahl von kleinen Stückchen geschnitten und diese werden zusammengepreßt und zu einem Papier geformt. Epoxyharz wird in das Papier durch dasselbe Verfahren wie bei der bereits erwähnten Glasfaservorimprägnierung imprägniert. Dann wird das mit Epoxyharz imprägnierte Papier halbgehärtet, wodurch die oben erwähnte Vorimprägnierung erhalten werden kann. Das Glaspapier hat eine wesentlich größere Imprägnieraufnahmefähigkeit im Vergleich zu Glasfasern und deshalb beträgt die Imprägnierungsmenge des Epoxyharzes etwa 70 bis 80% (bei Glas 40 bis 50%). Da das Glaspapier deformierbar flexibel und dünner als Glasfasern ist, wird das Laminat, das unter Verwendung einer Vorimprägnierung mit einem Dreilagenaufbau hergestellt wird, sehr dünn, siehe Fig. 8.

Wenn es erwünscht ist, das Grundmaterial mit einer Dicke von 1,6 mm mit der Glaspapiervorimprägnierung zu bilden, müssen etwa 11 bis 12 Lagen laminiert und für die thermische Verbindung erhitzt werden. Andererseits wird die Dicke, wie oben beschrieben, 1,6 mm, auch wenn 8 Lagen der Glasfaser vorimprägnierung laminiert werden. Die Glaspapiervorimpräg nierung trägt dazu bei, die Dicke der Glaspapiervorimprägnierung in einem solchen Umfang gering zu machen, wie dies oben beschrieben ist. Darüber hinaus ist die Imprägnierungsmenge des Epoxyharzes ausreichend und deshalb kann die Oberfläche der Kupferfolie mit dem Epoxyharz glatt gemacht werden, indem die Vorimprägnierung mit einem 3-Lagenaufbau verwendet wird. Wenn die Unebenheit nicht glatt gemacht werden kann, werden unerwünschte Poren zwischen dem Grundmaterial und der Kupferfolie erzeugt.

Wenn bei der Erfindung ein Epoxyharz zum Füllen der Unebenheit an der Oberfläche der Kupferfolie und zum Geringhalten der Dicke des Laminats verwendet werden soll, kann dieser Zweck in einfacher Weise dadurch erfüllt werden, daß ein Paar Kupferfolien mit Rücken und zwei Lagen von Glaspapier vorimprägnierung für die thermische Bindung erwärmt werden. Dies führt zu einer weit geringeren Dicke als im Falle der

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in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, da keine Glasfaservorimprägnierung vorgesehen ist. Wenn jedoch nur eine Glaspapiervorimprägnierung verwendet wird, hat das erhaltene Laminat den Nachteil, daß es bei der Aufnahme von Wärme bei der nachfolgenden Bildung des Schaltungsmusters und beim Laminieren der Zwischenschicht oder beim Löten während der Befestigung von Bauteilen leicht deformiert wird und die Genauigkeit der Abmessung nicht sichergestellt werden kann.

Die Erfindung nutzt somit den Vorteil der Glaspapiervorimprägnierung, nämlich die geringe Dicke und die große Aufnahmefähigkeit der Epoxyharzimprägnierung, und den Vorteil der Glasfaservorimprägnierung, nämlich die Sicherstellung der Genauigkeit der Abmessungen, wirksam aus. Dadurch kann ein Kupferplattierungslaminat mit Rücken erhalten werden, das die Nachteile der einzelnen VorImprägnierungen verhindert und eine geringe Dicke und Ausfüllen der Unebenheit der Kupferoberfläche mit genügend Epoxyharz ergibt.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsmusters jeder Schicht erläutert, bei dem ein Kupferplattierungslaminat mit Rücken angewendet wird, das gemäß der Erfindung erhalten worden ist.

Fig. 9A ist eine Aufsicht auf ein Schaltungsmuster eines bekannten Maskenmusterfilms. Fig. 1OA ist die Aufsicht auf ein Schaltungsmuster eines Maskenmusterfilms entsprechend Fig. 9A, das für ein gemäß der Erfindung erhaltenes Kupferplatt ierungslaminat mit Rücken verwendet wird. Wie sich aus einem Vergleich der Fig. 9A und 1OA für den Maskenmusterfilm ergibt, wird nicht das Rückenmuster 61 in bekannter Weise vorbereitet, vielmehr wird statt dessen nur das Leitermuster 21' hergestellt, das bis zu dem Bereich erstreckt wird, welcher dem eingelegten Rücken 30' entspricht.

Derzeit werden das Schaltungsmuster 60 mit dem Rückenmuster 61 und das sich davon erstreckende Leitermuster 62 hergestellt.

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Fig. 9B ist eine Aufsicht auf das Schaltungsmuster, das durch ein bekanntes Verfahren hergestellt wird, wobei ein Photowiderstandsschichtmuster zuerst auf dem Photowiderstandsfilm mittels Belichtung, Entwicklung und Drucken unter Verwendung des in Fig. 9A gezeigten Maskenmusterfilms für das Kupferplattierungslaminat ohne Rücken, nämlich ein flaches Laminat, gebildet wird, woraufhin das Schaltungsmuster durch Ätzen geformt wird.

Fig. 1OB ist eine Aufsicht auf ein Schaltungsmuster, das auf einem Kupferplattierungslaminat mit Hucken unter Anwendung des in Fig. 1OA gezeigten Maskenmusterfilms gemäß der Erfindung gebildet ist.

Aus den beiden Figuren ergibt sich, daß im Falle des bekannten Schaltungsmusters der Rücken 71 und die Leiterfläche 72 in derselben Ebene liegen, daß jedoch im Falle der Erfindung die Leiteroberfläche 21 auf einem höheren Niveau als die Rückenoberfläche 31 angeordnet ist. Der Leiter ist somit gegenüber der Rückenoberfläche erhaben und erstreckt sich gleichzeitig in den Rückenbereich.

Fig. 11A und 11B zeigen jeweils Querschnitte des Kupferplattierungslaminats mit eingelegten Rücken vor und nach dem Ätzen gemäß der Erfindung.

In diesen Figuren ist ein einseitiges Kupferplattierungslaminat mit Rücken aus Gründen der Vereinfachung gezeigt. 80 bezeichnet das Photowiderstandsmuster.

Wie Fig. 11A zeigt, ist gemäß der Erfindung kein Rückenmuster vorhanden und das Photowiderstandsmuster 80, dessen Leitungsmuster sich zu dem Bereich entsprechend dem Rückenmuster erstreckt, wird auf dem Kupferplattierungslaminat mit Rücken gebildet und danach wird ein Ätzen der Kupferfolie 20 ausgeführt, bis die Fläche des Grundmaterials 4-0 freigelegt ist. Der Querschnitt des Kupferplattierungslaminats mit eingelegten Rücken nach dem Ätzen ist in Fig. 11B gezeigt. Vie vorstehend erläutert wurde, werden das Rückenmuster

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und das gegenüber diesem erhaben angeordnete Leitermuster gebildet.

Bei dem bekannten Verfahren ist, wie Fig. 12 zeigt, der Abstand A zwischen dem Rücken 71 und dem benachbarten Leiter 72' nur zweidimensional auf der Oberfläche des Grundmaterials vorhanden. Gemäß der Erfindung ist jedoch, wie Fig. 13 zeigt, der Abstand zwischen dem Rücken 31 und dem benachbarten Leiter 21' dreidimensional (A + B), wobei er sich über die Oberfläche des Grundmaterials und die Dickenrichtung des Grundmaterials erstreckt. Auch wenn der zweidimensionale Abstand auf dem Grundmaterial gering ist, kann das Vorhandensein des Abstands B die Mustergenauigkeit kompensieren, da der weitere Abstand B in Dickenrichtung des Grundmaterials gegeben ist. Dieser Abstand in Dickenrichtung kann auf eine gewünschte Abmessung durch Einstellen der Ätztiefe festgesetzt werden. Die niedriger als die Oberfläche des Grundmaterials eingelegten Rücken können nämlich für eine gewünschte Abmessung durch Ätzen eingestellt werden.

Gemäß der Erfindung kann das Verfahren zum Bilden des Rückenmusters beim Schritt des Bildens des Maskenmusterfilms weggelassen werden, was zu einer Vereinfachung führt. Beim Vergleich mit dem Fall, bei dem der Film mit einem Rückenmuster und einem Leitermuster, wie in Fig. 9A gezeigt ist, bei dem Kupferplattierungslaminat mit Rücken gemäß der Erfindung verwendet wird, hat darüber hinaus die Anwendung des in Fig.1OA gezeigten Films den Vorteil, daß es nicht notwendig ist, eine Verschiebung zwischen dem Rückenmuster und dem eingelegten Rückenmuster auf dem Film zu berücksichtigen.

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Claims

Mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung Priorität: 4. August 1976 Japan 51-92360 Patentansprüche

1. ) Mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatte, die durch Jzen einer Kupferfolie eines Kupferplattierungslaminats

aus einer Grundmaterialplatte mit einer Kupferfolie hergestellt ist, wobei Rücken und Schaltungsleiter gebildet sind, mehrere Kupferplattierungslaminate geschichtet sind, Durchgangslöcher durch jeden Rücken gebohrt sind und eine Plattierung für die Durchgangslöcher ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Bereichs zum Bilden der Rücken des Kupferplattierungslaminats größer als die der anderen Bereiche ist.

2. Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst eine Kupferfolie auf einem zeitweiligen Substrat gebildet wird, das bis zu einer bestimmten Tiefe gleichmäßig ein Ätzen des Bereichs ausgeführt wird, der den Bereich zum Bilden der Rücken der Kupferfolie zurückläßt, daß eine Vorimprägnierung auf der Kupferfolie nach dem Ätzen aufgebracht wird und daß die Kupferfolie des zeitweiligen Substrats

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ORIGINAL INSPECTED

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auf die Vorimprägnierung durch thermische Bindung des zeitweiligen Substrats und der Vorimprägnierung gedruckt wird.

3* Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Photowiderstandsschicht auf die Kupferfolie aufgebracht wird, daß eine erste Belichtung der Photowiderstandsschicht über einen Maskenfilm ausgeführt wird, der ein gemeinsames Rückenmuster aufweist, das regelmäßig in der Form eines Gitters angeordnet ist, daß eine zweite Belichtung über einen Maskenfilm ausgeführt wird, welcher das tatsächliche Schaltungsmuster aufweist, das aus dem besonderen Rückenmuster und dem Schaltungsleitermuster besteht, daß die Photowiderstandsschicht auf der besonderen Fläche zum Bilden der Rücken beibehalten wird, indem die Photowider-Standsschicht, die der zweimaligen Belichtung ausgesetzt

worden ist, entwickelt wird, und daß gleichmäßig ein Ätzen des Bereichs außer dem Bereich zum Bilden der Rücken der Kupferfolie bis zu einer bestimmten Tiefe ausgeführt wird.

4. Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupferfolie auf einem zeitweiligen Substrat gebildet wird, daß Kupfer in einer bestimmten Dicke auf dem Bereich zum Bilden der Rücken auf der Kupferfolie durch Plattieren niedergeschlagen wird, daß eine Vorimprägnierung auf der Kupferfolie nach dem Plattieren aufgebracht wird und daß die Kupferlolie auf dem zeitweiligen Substrat auf die Vorimprägnierung gedruckt wird, indem das zeitweilige Substrat und die Vorimprägnierung thermisch gebunden werden, worauf das zeitweilige Substrat entfernt wird.

5 Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Photowiderstandsschicht auf der Kupferfolie aufgebracht vird, daß eine erste Belichtung der Photowiderstandsschicht ü\ er einen Maskenfilm ausgeführt wird, auf dem ein gemeinsames Rückenmuster regelmäßig in der Form eines Gitters

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angeordnet ist, daß eine zweite Belichtung über einen Maskenfilm ausgeführt wird, der das tatsächliche Schaltungsmuster mit dem besonderen Muster und dem Schaltungsleitermuster aufweist, daß die der zweimaligen Belichtung ausgesetzte Photowiderstandsschicht entwickelt wird und die Photowiderstandsschicht in dem Bereich zum Bilden der Rücken entfernt wird und daß ein Plattieren nur des Bereichs zum Bilden der Rücken der Eupferfolie ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung einmal ausgeführt wird, indem der Maskenfilm mit dem gemeinsamen Rückenmuster, in dem die Rücken gleichmäßig in der Form eines Gitters angeordnet sind, und der Maskenfilm mit dem tatsächlichen Schaltungsmuster, das aus dem besonderen Rückenmuster und dem Schaltungsleitermuster besteht, übereinandergelegt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 2 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorimprägnierung durch einen mehrschichtigen Aufbau gebildet wird, der aus einer Vorimprägnierung einer Lage von Glasfasergrundmaterial-Epoxyharz und einer Glaspapier vorimprägnierung besteht, die an der Seite der Kupferfolie vorgesehen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorimprägnierung des Glasfasergrundmaterial -Epoxyharzes durch Entfernen des Glasfasergrundmaterials in dem Bereich sum Bilden der Rücken erhalten wird.

9. Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen gedruckten Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsleiter dadurch gebildet werden, daß ein Photowiderstandsmuster nur des Schaltungsleitermusters, das sich bis zu dem Bereich zum Bilden der Rücken erstreckt, auf der Kupferfolie des Kupferplattierungslaminats vorgesehen wird, und daß daraufhin das Ätzen der Kupferfolie ausgeführt wird, bis die Oberfläche des Grundmaterials des Kupferplattierungslaminals freigelegt wird.

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