DE2911620C2 - Verfahren zum Herstellen von leitenden durchgehenden Bohrungen in Schaltungsplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von leitenden durchgehenden Bohrungen in mit gedruckten Schaltungen und Leitungszügen versehenen Schaltungsplatten, welche zunächst mit einer ersten innenliegenden und außenliegenden Metallisierungsebene miteinander verbindenden durchgehenden Metallisierung versehen werden, wobei diese erste durchgehende Metallisierung auf den Oberflächen zur Bildung von Anschlußlaschen herausgeführt wird.

Bei der Herstellung von mit gedruckten Schaltungen versehenen Schaltungsplatten werden massive Leitungen aus einem leitfähigen Material gebildet, das auf den außenliegenden Flächen der aus einem Isoliermaterial bestehenden Platten angeordnet und in Form einer oder mehrerer metallischer Folien im Innern der Platte eingebettet ist und die als Signalebenen, Stromversorgungsebenen oder Erdungsebenen dienen. Damit elektrisch leitende Verbindungen von den auf einer Seite der Schaltungsplatte liegenden Verbindungsleitungen nach der anderen Seite der nichtleitenden Platte und auch nach den innenliegenden Metallisierungsebenen hergestellt werden können, werden durchgehende Bohrungen durch die Platte hergestellt und die verschiedenen Leitungszüge und Leitungsebenen werden über diese Bohrungen miteinander verbunden. Diese Verbindungen können in diesen durchgehenden Bohrungen durch mechanische Mittel, wie z. B. Nieten, ösen oder Stifte hergestellt werden oder aber durch galvanisches Aufbringen eines metallischen Leiters auf der Oberfläche der durchgehenden Bohrung und nachfolgendes Einlöten eines Anschlußstiftes in der metallisierten Bohrung.

Bei mehrschichtigen, mit gedruckten Schaltungen versehenen Schaltungsplatten besteht eine der wesentlichsten Schwierigkeiten darin, wie man notwendige Schaltungsänderungen auf der Schaltungsplatte durchführen kann. Bei einer frühen Ausführungsform einer mit einer gedruckten Schaltung versehenen Schaltungsplatte war die Verbindung zwischen einer metallisierten Bohrung und einer innenliegenden Signal-, Stromversorgungs- oder Erdungsebene im Inneren der Schaltungsplatte unzugänglich, und es war daher unmöglich, zur Durchführung einer Schaltungsänderung eine solche innenliegende Ebene aus der Schaltung herauszunehmen, ohne dabei die Schaltungsplatte zu zerstören. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine weitere Schaltungsplatte entwickelt, bei der jede metallisierte durchgehen- de Bohrung über eine zugeordnete, weitere durchgehende Bohrung mit der Signal-, Stromversorgungs- oder Erdungsebene verbunden war, wobei die beiden metallisierten Bohrungen durch eine Metallisierung auf der Oberfläche der Schaltungsplatte miteinander verbunden waren. Eine Schaltungsänderung konnte dabei in einfachster Weise dadurch verwirklicht werden, daß man auf der Oberfläche der Schalvungskarte diese metallische Verbindung auftrennte und die Verdrahtung änderte. Obwohl man dadurch eine gewisse Möglichkeit für Änderungen erhält, wird doch durch die Anordnung von zusätzlichen, normalerweise nicht verwendeten durchgehenden Bohrungen ein großer Teil der für Leitungs- und Schaltverbindungen erforderlichen Fläche verbraucht, so daß die gesamten Möglichkeiten der Schaltungsplatte stark eingeschränkt werden, während gleichzeitig auch die Zuverlässigkeit darunter leiden mag. Dabei wurde offenbar, daß eine bessere Anordnung erforderlich war, mit der sich die gewünschten Schaltungsänderungen durchführen lassen, die jedoch nicht einen übermäßigen Verbrauch an Oberfläche der Schaltungsplatte erfordert.

Außerdem ist es aus der DE-OS 26 "59 815 bekannt, in einer Schaltungskarte der obengenannten Art die Durchkontaktierung auf beiden Oberflächen der Schaltungsplatte zur Bildung von Anschlüssen herauszuführen. Diese Anschlüsse sind nur teilweise mit innenliegenden Metallisierungs- oder Leitungsebenen verbunden. Eine Auftrennung dieser Anschlüsse an innenliegende

Leitungsebenen ist nicht möglich. Das gleiche trifft auch auf die in der DE-OS 22 61 120 gezeigte Anordnung zu, bei der nur einzelne innenliegende Metallisierungsebenen an die durchgehend metallisierte Bohrung angeschlossen sind. Eine Auftrennung diese/ Verbindung ist nicht möglich. Ähnliches trifft auch für die GB-PS 1105 068 zu, in der durchmetiüisierte Bohrungen offenbart sind, bei denen zwei Metallisierungsebenen auf der Ober- bzw. Unterseite einer Schaltungsplatte jeweils für sich durch eine ebenfalls durchgehende Isolierschicht voneinander getrennt, miteinander leitend verbunden sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine dadurch hergestellte Schalungsplatte anzugeben, bei der Schaltungsänderungen in einfachster Weise dadurch möglich sind, daß die Verbindung zu einer innenliegenden Metallisierungsebene unterbrochen werden kann, wonach ein neuer externer Anschluß an das in einer durchgehenden metallisierten Bohrung eingesetzte Bauelement herstellbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß anschließend über dieser ersten durchgehenden Metallisierung eine isolierende Zwischenschicht in der Weise niedergeschlagen wird, daß einige der Anschlußlaschen vollständig, mindestens eine aber nur teilweise mit überdeckt werden und daß darüber dann eine zweite leitende durchgehende Metallisierungsschicht angeordnet wird, die ebenfalls nach außen auf die Oberflächen übergreifende erste und zweite Abschnitte derart aufweist, daß die ersten Abschnitte gegen die erste durchgehende Metallisierung isoliert sind, während die zweiten Abschnitte die freiliegenden Teile der Anschlußlaschen umgreifen und damit eine leitende Verbindung mit der ersten durchgehenden Metallisierung und der innenliegenden Metallisierungsebene bilden.

Die durch dieses Verfahren hergestellte, mit einer gedruckten Schaltung versehene Schaltungsplatte mit durchgehenden metallisierten Bohrungen, bei welcher die innere Oberfläche einer jeden durchgehenden Bohrung mit einer leitenden Schicht überzogen ist, die eine leitende Verbindung nach einer innenliegenden Metallisierungsebene bildet und auf der Oberfläche der Schaltungskarte Anschlußlaschen aufweist, zeichnet sich dadurch aus, daß über dieser leitenden Schicht eine isolierende Schicht angeordnet ist, die mit ersten Abschnitten die Anschlußlaschen vollkommen umschließt, während zweite Abschnitte die Anschlußlaschen nur teilweise überdecken, daß darüber eine weitere leitende Schicht angeordnet ist, deren erste Abschnitte durch den Abschnitt der isolierenden Schicht gegen die erste leitende Schicht isoliert sind, während andere Abschnitte den zweiten Abschnitt der isolierenden Schicht umgreifen und eine leitende Verbindung mit der ersten leitenden Schicht und der innenliegenden Metallisierungsebene bilden, und daß diese leitende Verbindung durch einen alle drei Abschnitte durchschneidenden Einschnitt auftrennbar ist.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer durchgehenden Bohrung in einer mit einer gedruckten Schaltung versehenen mehrschichtigen Schaltungsplatte gemäß dem Stande der Technik,

Fig.2 eine Querschnittsansicht des Standes der Technik einer durchgehenden Bohrung mit einer zugeordneten metallisierten durchgehenden Bohrung in einer mehrschichtigen Schaltungsplatte,

Fig. 3A—3C Querschnittsansichten einer leitenden durchgehenden Bohrung in einer mehrschichtigen, mit einer gedruckten Schaltung versehenen Schaltungsplatte gemäß der Erfindung und

Fig.4 eine Ansicht von unten der in Fig. 3C gezeigten Struktur zur Darstellung einer Schaltungsänderung.

Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsform

In F i g. 1 ist eine dem Stande der Technik zugehörige Anordnung gezeigt, bei der in einer mehrschichtigen, mit einer gedruckten Schaltung versehenen Schaltungsplatte 10 eine metallisierte, durchgehende Bohrung 11 vorgesehen ist, die eine metallisch leitende Verbindung mit der Metallisierung auf einer oder beiden äußeren Oberflächen der Schaltungsplatte und außerdem mit mindestens einer innenliegenden Erdungs-, Stromversorgungs- oder Signalebene 12 herstellt. Ein Anschlußleiter 13 ist in die Bohrung eingelötet. Für eine Schaltungsänderung ist es bei dieser Anordnung notwendig, die Schaltungsplatte zu durchbohren, um dadurch einen Teil der innenliegenden Metallisierungsebene aus der Schaltung herauszunehmen. Dieses Verfahren war zwar wirksam, stellt jedoch ein nicht sehr erwünschtes Verfahren dar.

In F i g. 2 ist eine weitere zum Stand der Technik gehörige Anordnung gezeigt, bei der eine mehrschichtige, mit einer gedruckten Schaltung versehene Schaltungsplatte 14 eine durchgehende metallisierte Bohrung 15 aufweist, die einen leitenden Anschluß für die auf einer oder beiden außen liegenden Oberflächen der Schaltungsplatte bildet. Ein Anschlußleiter 16 ist in die Bohrung eingelötet.

Außerdem ist eine weitere an sich überflüssige Bohrung 17 vorgesehen, die eine elektrisch leitende Verbindung mit mindesten? einer innen liegenden Erdungs-, Stromversorgungs- oder Signalebene 18 herstellt. Die durchgehende Bohrung 15 und die an sich überflüssige durchgehende Bohrung 17 sind auf der Oberfläche der Schaltungsplatte durch einen Leiterstreifen 19 miteinander verbunden. Mit dieser Anordnung kann eine Schaltungsänderung in einfachster Weise dadurch durchgeführt werden, daß man einen Teil des Leiter-Streifens 19 zwischen den durchgehenden metallisierten Bohrungen durchschneidet oder entfernt und dann neu verdrahtet. Wie bereits erwähnt, wird ein beträchtlicher Teil der Oberfläche der Schaltungskarte durch solche zusätzlichen Bohrungen verbraucht.

so In den F i g. 3A bis 3C ist die verbesserte Anordnung einer durchgehenden Bohrung dargestellt, durch die Schaltungsänderungen wesentlich erleichtert werden, ohne daß dafür eine zusätzliche, an sich überflüssige durchgehende Bohrung erforderlich ist. Die mehrschichtige, eine gedruckte Schaltung aufweisende Schaltungsplatte besteht aus zwei Laminaten 20 und 21 aus mit Epoxydharz getränkten Glasfasermatten oder dergleichen, zwischen denen eine aus Kupferfolie bestehende Metallisierungsschicht 22 eingeklebt ist. Die Kupferfolie 22 dient dabei entweder als Erdungsebene, als Signalebene oder als Stromversorgungsebene und es ist der Einfachheit halber nur eine Signalebene gezeigt, obgleich eine Anzahl solcher Ebenen hier durchaus anwendbar sein könnte. Anschließend werden eine oder mehrere durchgehende Bohrungen 23 durch die Schalungsplatte hindurchgebohrt, die dann anschließend gereinigt wird.

Nach Bildung der durchgehenden Bohrung wird ein

dünner Überzug aus Kupfer durch stromlose Abscheidung über der gesamten Schaltungsplatte und der inneren Oberfläche der durchgehenden Bohrungen niedergeschlagen und liefert einen elektrischen Kontakt für die nachfolgend galvanisch aufzubringende Metallisierung. Anschließend wird ein Photolack aufgebracht und in einem entsprechenden Leitungsmuster für alle diejenigen Orte entwickelt, an denen keine durchgehenden Bohrungen oder metallisierte Leitungszüge auf den Oberflächen der Schaltungsplatte angebracht werden sollen, worauf dann die aus Kupfer bestehende Metallisierung der Leitungszüge galvanisch aufgebracht wird. Dadurch enthält man einen aus Kupfer 24 bestehenden Überzug auf der inneren Oberfläche der durchgehenden Bohrung mit auf den äußeren Oberflächen der Schaitungspiatte Hegenden Anschiußfahnen 25. Vorzugsweise soll die gesamte gedruckte Schaltung innerhalb der Schaltungsplatte angeordnet sein.

Die Photolackmaske wird nunmehr abgelöst, und es wird eine weitere Phoiolackmaske aufgebracht, die alles überdeckt mit der Ausnahme derjenigen Stellen, wo durch Elektrophorese ein harzartiges Isoliermaterial niedergeschlagen werden soll. Ein Überzug aus einem isolierenden Material 26, wie z. B. Epoxydharz oder ein anderes geeignetes organisches oder isolierendes ü Material wird nun durch Elektrophorese in der Weise niedergeschlagen, daß der Kupferüberzug 24 innerhalb der durchgehenden Bohrung vollkommen bedeckt wird und in Abschnitten 26a ausläuft, die alle aus Kupfer bestehenden Anschlußfahnen 24 überdeckt, mit Ausnah- jo me der längeren Anschlußfahne auf der Unterseite der Schaltungsplatte. Diese Anschlußfahne wird durch die isolierende Schicht nur teilweise bedeckt. Somit ist der Kupferüberzug 24 mit Ausnahme des Teils der längeren Anschlußfahne elektrisch isoliert. Diese zweite Photolackmaske wird dann anschließend aufgelöst, und es wird durch stromlose Abscheidung in der durchgehenden Bohrung und auf den äußeren Oberflächen der Schaitungspiatte ein dünner, aus Kupfer bestehender Überzug aufgebracht. Dann wird eine weitere Photolackmaske aufgebracht mit einer anschließenden galvanischen Abscheidung einer Kupferschicht. Dabei erhält man einen Überzug aus Kupfer 27, der die isolierende Schicht 26 in der durchgehenden Bohrung vollständig bedeckt und mit seinen Kontaktlaschen 27a die Abschnitte 26.7 des isoliermaterial teilweise überdeckt, während die Anschlußkontakte 276 das Isoliermaterial 26 vollkommen überdecken und am freiliegenden Ende der längeren, aus Kupfer bestehenden Anschlußlasche 24a einen elektrischen Kontakt damit herstellen. Der F'hotolack wird nunmehr abgelöst und die durch stromlose Abscheidung aufgebrachte Kupferschicht wird abgeätzt.

in F i g. 3B ist nunmehr ein Stift 2S eines Moduls oder eines Bauelementes durch ein Lot 29 in der durchgehenden Bohrung eingelötet. Es besteht damit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Anschlußstift 28, dem Lot 29, dem Kupferüberzug 27, 276. dem Kupfeiüberzug 24a, 24 und der innen liegenden Metallisierungsebene 22. Betrachtet man nunmehr F i g. 3C, so sieht man, daß eine Schaltungsänderung durch einen Einschnitt 30 durch die Abschnitte 27b, 26a und 24a vorgenommen werden kann, wodurch die elektrische Verbindung unterbrochen wird. Dann wird ein Anschlußdraht 31 an dem Lot 29 und dem gewünschten Anschlußpunkt angelötet. Wie aus Fig. 4 /u erkennen, sind die Anschlüsse 24a, 276 und 26a vorzugsweise rechteckig, so daß der Einschnitt 30 als geradliniger Schnitt durchgeführt werden kann. Selbstverständlich können auch andere Formen für die Anschlüsse gewählt werden, und der Einschnitt könnte in gleicher Weise durchgeführt werden. Außerdem werden bei der bevorzugten Ausführungsform Kupfer für die leitenden Überzüge in der durchgehenden Bohrung benutzt. Andere leitende Überzüge könnten jedoch ebenfalls eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von durchgehenden Bohrungen in mehrschichtigen, mit gedruckten Schaltungen und Leitungszügen versehenen Schaltungsplatten, welche zunächst mit einer ersten innenliegenden und außenliegenden Metallisierungsebene miteinander verbindenden durchgehenden Metallisierung versehen werden, wobei diese erste durchgehende Metallisierung auf den Oberflächen zur Bildung von Anschlußlaschen herausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß anschließend über dieser ersten durchgehenden Metallisierung eine isolierende Zwischenschicht in der Weise niedergeschlagen wird, daß einige der Anschlußlaschen vollständig, mindestens eine aber nur teilweise mit überdeckt werden und
daß darüber dann eine zweite leitende durchgehende Metallisierungsschicht angeordnet wird, die ebenfalls nach außen auf die Oberflächen übergreifende erste und zweite Abschnitte derart aufweist, daß die ersten Abschnitte gegen die erste durchgehende Metallisierung isoliert sind, während die zweiten Abschnitte die freiliegenden Teile der Anschlußlaschen umgreifen und damit eine leitende Verbindung mit der ersten durchgehenden Metallisierung und der innenliegenden Metallisierungsebene bilden.

2. Mit einer gedruckten Schaltung versehene Schaltungsplatte mit durchgehenden metallisierten Bohrungen, die gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt sind, wobei die innere Oberfläche einer durchgehenden Bohrung (23) mit einer leitenden Schicht (24) überzogen ist, die eine leitende Verbindung nach einer innenliegenden Metallisierungsebene (22) bildet und auf den Oberflächen der Schaltungskarte Anschlußlaschen (24a, 24b)aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß über dieser leitenden Schicht (24) eine isolierende Schicht (26) angeordnet ist, die mit ersten Abschnitten (26a) die Anschlußlaschen (24a) vollkommen umschließt, während zweite Abschnitte (26b,) die Anschlußlaschen (24b) nur teilweise überdecken,

daß darüber eine weitere leitende Schicht (27) angeordnet ist, deren erste Abschnitte (27a) durch den Abschnitt (26a) der isolierenden Schicht (26) gegen die erste leitende Schicht (24, 24a) isoliert sind, während andere Abschnitte (27b) den zweiten Abschnitt (26b) der isolierenden Schicht umgreifen und eine leitende Verbindung mit der ersten leitenden Schicht (24) und der innenliegenden Metallisierungsebene bilden, und
daß diese leitende Verbindung durch einen alle drei Abschnitte (24a, 26a, 27b) durchschneidenden Einschnitt (30) auftrennbar ist.