DE3709770C2

DE3709770C2 -

Info

Publication number: DE3709770C2
Application number: DE19873709770
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 7150 Backnang De Seeger
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1990-01-04
Also published as: DE3709770A1

Description

Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes für Leiterplatten, -folien oder Multilayer-Innenlagen in Form von Grundplatten oder -folien mit Durchkontaktierungen, sowie Verwendung eines nach diesem Verfahren hergestellten Vorproduktes zur Herstellung von Leiterplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes für Leiterplatten, -folien, Multilayer- Innenlagen in Form von Grundplatten oder -folien mit Durchkontaktierungen sowie eine Verwendung eines nach diesem Verfahren hergestellten Vorproduktes zur Herstellung von Leiterplatten.

Ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei auf den gegenüberliegenden Seiten einer Grundplatte liegenden Strompfaden ist bereist bekannt aus der DE-OS 22 41 333. Zur Durchkontaktierung wird dort an Bohrungen sehr geringen Durchmessers, z.B. 0,3 bis 0,1 mm, ein flüssiges Leitsilber aufgebracht, das durch Kapillarwirkung in die Bohrungen bis zum gegenüberliegenden Teil des Strompfades einfließt, das überschüssige Leitsilber abgewischt und die Grundplatte einem Trocknungsprozeß ausgesetzt. Die nach diesem Verfahren erhaltene gedruckte Schaltung weist eingebettete massive Durchkontaktierungen mit geringen Durchmessern auf.

Zu einem gleichartigen Ergebnis führt ein Verfahren, wie es in der DE 22 27 701 B2 beschrieben wird. Dieses Verfahren dient zur Herstellung von Schaltungs-Zwischenverbindungen zwischen benachbarten Schaltungen eines Mehrschichten- Schaltungsgebildes, bei welchem einander entsprechende Sätze von Verbindungsstellen an den benachbarten Schaltungen durch eine Isolierschicht hindurch miteinander zur Berührung gebracht und anschließend miteinander verlötet werden.

Aus dem Aufsatz von D. G. Weiss: "Toleranzen und Kriterien für die Einpreßtechnik an Leiterplatten", Feinwerktechnik und Meßtechnik 94 (1986) 8, S. 512 ist es an sich bekannt, daß Durchkontaktierungen im Preßsitz eingebettet sind.

Ein Verfahren zur Herstellung von Schichtschaltungen ist aus der DE-OS 23 06 236 bekannt. Zur Durchkontaktierung werden Metallstifte in Löcher in einem Keramiksubstrat eingesetzt. Zur Erzeugung von Leiterbahnen wird dann Metallpaste auf das Keramiksubstrat aufgetragen.

Es besteht allgemein das Bestreben, die Packungsdichte von Bauelementen auf irgendwelchen Substraten, beispielsweise Leiterplatten, zu erhöhen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Vorprodukten für Leiterplatten anzugeben, mit dem Vorprodukte für Leiterplatten, die eine hohe Packungsdichte von Bauelementen auf Leiterplatten ermöglichen, hergestellt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angegeben. Eine Verwendung ist dem Anspruch 2 zu entnehmen.

Ausgangspunkt war der Gedanke, durch Durchkontaktierungen mit extrem kleiner Querschnittsfläche den bisher für Anschlußaugen und/oder Durchkontaktierungen benötigten Raum einzusparen. Dieser bisher benötigte Raum war hauptsächlich durch den Bohrungsdurchmesser für die Anschlußaugen bzw. Durchkontaktierungen bestimmt. Durch die Erfindung lassen sich Durchkontaktierungen direkt unterhalb von SMD (oberflächenmontierten Bauelement-) -Anschlußflächen und Leiterzügen realisieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich wesentlich von den oben genannten Verfahren. Es werden keine Löcher in das Substrat für Leiter gebohrt. Ein Vorprodukt in Form einer Grundplatte oder -folie mit Durchkontaktierungen wird hergestellt und dann mit Leitern versehen. Die Oberfläche dieser Grundplatte oder -folie weist eine streifenartige Struktur auf, da sie von einem Mehrschichtverbund abgeschnitten wurde. Die Grundplatte oder -folie weist die Durchkontaktierungen bereits auf, bevor sie mit Leiterbahnen versehen wird und somit zur Leiterplatte oder -folie wird.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 dient der Erläuterung des Herstellungsverfahrens.

Fig. 2 zeigt einen Abschnitt einer Leiterplatte, deren Vorprodukt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.

Eine Leiterplatte kann durch folgende erfindungsgemäße Verfahrensschritte hergestellt werden:

1. Herstellen von Lagen eines Mehrschichtverbundes 1 bis 5 mit Leitern 11, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22, 23, 31, 32 usw., die bevorzugt einander parallel sind und einer Vorzugsrichtung V folgen, nämlich hier der Richtung der Kante K.
2. Diese Lagen werden zu dem gezeigten Stapel, also zu einem Mehrschichtverbund bleibend zusammengefügt. Dies kann durch Zusammenpressen oder Verkleben geschehen, und zwar möglichst so, daß die Leiter 11, 12, usw. weitestgehend von Material umschlossen sind. Die Querschnittsfläche F eines senkrecht zur Vorzugsrichtung V gelegten Schnittes wird mindestens ebenso groß bemessen, wie die Sollgröße der vom gezeigten Stapel abzuschneidenden Grundplatten oder -folien.
3. Vom gezeigten Mehrschichtverband werden nun durch senkrecht zur Vorzugsrichtung V verlaufende Schnitte Vorprodukte für Leiterplatten, -folien oder Multilayer-Innenlagen in Form von Scheiben oder Folien abgeschnitten, die rasterförmig mit Durchkontaktierungen versehen sind, die jeweils aus kurzen Abschnitten der Leiter 11 bis 16, 21, 22 usw. bestehen.
Bei den Leitern 11, 12, usw. kann es sich um Leiterbahnen, aber auch um dünne Drähte oder Leiterstreifen handeln.
4. Mit den abgeschnittenen Grundplatten oder -folien können nun auf verschiedene Weise Leiterplatten, -folien oder Multilayer-Innenlagen hergestellt werden, beispielsweise indem additiv Leiterbahnen aufgebracht werden. Bevorzugt wird jedoch auf eine solche Grundplatte oder -folie insbesondere beidseitig Kupfer mit Hilfe einer Klebefolie aufgebracht, und es folgen weitere Schritte:
5. An denjenigen Stellen der Oberfläche, unter denen sich später Durchkontaktierungen befinden sollen, wird das Kupfer und die Klebefolie entfernt.
6. Der in der Grundplatte als Durchkontaktierung eingebettete Leiter 11, 12, usw. wird nun jeweils mit Hilfe eines herkömmlichen Metallisierungsverfahrens mit dem aufgeklebten Kupfer kontaktiert.
7. Anschließend wird das Kupfer teilweise mit einem herkömmlichen Verfahren entfernt, so daß nur noch Oberflächenleiter als Leiterbahnen der fertigen Leiterplatte, -folie oder Multilayer-Innenlage übrig bleiben.

Das nach dem dritten Verfahrensschritt entstandene Vorprodukt für Leiterplatten, -folien oder Multilayer- Innenlagen kann als Halbfertigfabrikat auf Lager gelegt werden und für verschiedene Leiterplatten zur Anwendung kommen.

Bei der Bestückung einer fertigen Leiterplatte oder -folie mit oberflächenmontierten Bauteilen (SMD) kann die fertiggestellte Schaltung auf einen Träger aufgeklebt werden, der den Ausdehnungskoeffizienten auf der Bestückungsseite für eine zuverlässige Verbindung günstig beeinflußt, denn durch Kombination der abgetrennten Leiterplatte bzw. insbesondere -folie mit einem Träger von geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, läßt sich der thermische Ausdehnungskoeffizient auf der Bestückungsseite dem geringen Ausdehnungskoeffizienten des oberflächenmontierten Bauteils anpassen.

Es ist ersichtlich, daß der Querschnitt der als Durchkontaktierungen oder Anschlußaugen dienenden Stücke der Leiter 11, 12, usw. wesentlich kleiner gehalten werden kann, als der Querschnitt einer bisher für eine Durchkontaktierung angebrachten Bohrung von mindestens 0,1 oder sogar 0,25 mm Durchmesser.

Fig. 2 zeigt ein Stück einer fertigen Leiterplatte mit Durchkontaktierungen 61, 62, 63,... in einem Vorprodukt für Leiterplatten 60. Auf diesem befindet sich eine Klebefolie 64, die ursprünglich ganz mit einer Kupferfolie bedeckt war. Diese Kupferfolie ist teilweise entfernt worden. Als Rest sind Oberflächenleiter 65 bis 67 übrig geblieben mit zwei Durchkontaktierungen 68 und 69, letztere aufgeschnitten dargestellt, die eine elektrische Verbindung zwischen jeweils einem Oberflächenleiter 65 bzw. 67 und einer unmittelbar darunter liegenden Durchkontaktierung im Vorprodukt für Leiterplatten 60 aufweisen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes für Leiterplatten, -folien oder Multilayer-Innenlagen in Form von Grundplatten oder -folien mit eingebetteten Durchkontaktierungen (61, 62, 63) und/oder Anschlußaugen gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Aufbau eines Mehrschichtverbundes aus einzelnen Lagen, wobei mindestens eine Lage Leiter (11, 12, ...) aufweist, die in Richtungen verlaufen, deren Hauptkomponenten in einer gemeinsamen Vorzugsrichtung (V) liegen, wobei die senkrecht zur Vorzugsrichtung gemessene Querschnittsfläche (F) des Mehrschichtverbundes mindestens so groß ist wie die Sollgröße des herzustellenden Vorproduktes,
b) Laminieren des Mehrschichtverbundes,
c) Zertrennen des Mehrschichtverbundes senkrecht zur Vorzugsrichtung (V) in Scheiben oder Folien.

2. Verwendung eines nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten Vorproduktes zur Herstellung von Leiterplatten nach an sich bekannten Verfahren, wobei wenigstens eine elektrische Verbindung (69) mit einem als Durchkontakierung dienenden Leiter (11, 12,...) hergestellt wird.