DE3853917T2

DE3853917T2 - Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Zweischicht-Schaltungsplatte.

Info

Publication number: DE3853917T2
Application number: DE19883853917
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Amano; Tomoya Kato; Kenzo Kobayashi; Yoshihiro Onuma
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2008-12-22
Also published as: DE3853917D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Druckschaltungsblattes, das ein zweischichtiges Schaltungsmuster aufweist.
Gemäß einem bekannten, herkömmlichen Verahren zur Herstellung eines Druckschaltungsblattes (japanische Patentveröffentlichung (Kokai Nr. 60-121791) wird ein Schaltungsmuster-Übertragungsblatt in einer Spritzgußmatrize plaziert, und ein Schaltungsmuster wird integral auf einer geforderten Oberfläche eines spritzgußgeformten Körpers gleichzeitig mit dem Spritzgießen gebildet. Bei diesem Verfahren wird das Schaltungsmuster-Übertragungsblatt durch Aufdrucken eines Schaltungsmusters auf ein ablösbares Basisblatt unter Verwendung einer leitenden Paste, und durch Ausbilden einer Klebeschicht darauf zum Anheften am Spritzgußkörpers erhalten. Bei diesem Verfahren wird ein Schaltungsmuster in einer einzelnen Schicht gebildet.
In dem Maße wie eine Schaltungsstruktur komplex wird, müssen Schaltungsmuster in zwei Schichten gebildet werden. Wenn Schaltungsmuster unter Verwendung einer leitenden Paste in zwei Schichten gedruckt werden müssen, wird das nachfolgende Verfahren angewandt. Ein Erstschicht-Schaltungsmuster wird auf einem Basisblatt unter Verwendung einer leitenden Paste gedruckt, und danach wird eine Isolierschicht, bestehend aus einer isolierenden Paste und Stiften (zum elektrischen Verbinden der Schaltungsmuster der beiden Schichten miteinander) gedruckt, welche das Erstschicht-Schaltungsmuster überlappt. Dann wird ein Zweitschicht- Schaltungsmuster auf der entstandenen Struktur unter Verwendung einer leitenden Paste aufgedruckt.
Bei einem solchen Herstellungsverfahren muß aber, um eine ausreichende Dicke (60 µm oder mehr) der Isolierschicht zu erzielen, das Drucken dreimal oder öfters durchgeführt werden, da die Isolierschicht zum Isolieren der Schaltungsmuster der beiden Schichten durch Siebdruck, unter Verwendung einer isolierenden Paste, hergestellt wird. Infolgedessen werden die Anzahl der Schritte und somit die Kosten erhöht. Da das Drucken mehrere Male durchgeführt wird, besteht zusätzlich eine Tendenz zum Aufteten von Änderungen der Schichtdicke, und Hohlräume werden leicht erzeugt. Daher ist die Zuverlässigkeit einer Zwischenschichtisolation unzureichend. Als leitende Paste wird allgemein eine Silberpaste verwendet. Wenn aber die Silberpaste auf eine isolierende Paste gedruckt wird, besteht eine Tendenz zum Auftreten einer Migration des Silbers.
Die Druckschrift US-A-4 263 341 offenbart ein Verfahren zur Herstellung zweiseitiger Platten mit Metalldurchgangslöcheranschlüssen. Vorzugsweise wird mit Hilfe einer chromplattierten Metallmatrize ein Grundüberzug auf einem Metall, wie etwa Zink, aufgesprüht, woraufhin ein leitender Überzug, wie etwa Kupfer oder Nickel, auf den Zinküberzug aufgesprüht wird, um die leitenden Muster zu bilden. Durchgangslochanschlüsse werden durch Herstellen von sich verjüngenden Löchern sowie Plazieren eines entfernbaren Stoppelementes vor dem Sprühen der Muster gegen das enge Ende des Loches hergestellt. Dann wird das erste Muster vom weiten Ende des Loches her aufgesprüht, so daß ein Teil des Materials die Wände des Loches bedeckt und einen überbrückenden Streifen durch das enge Ende des Loches bildet. Danach wird das Stoppelement entfernt und die andere Seite besprüht, um einen leitenden Abschnitt zu bilden, der den Überbrückungsstreifen kontaktiert, um so den Durchgangsanschluß zu bilden.
Die vorliegende Erfindung dient dem Zweck, die obigen Probleme zu lösen, und ihr Ziel besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen eines zweischichtigen Druckschaltungsblattes, bei dem eine isolierende Schicht ohne Siebdruck erhalten werden kann, und bei dem die Verfahrensschritte vereinfacht sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines zweischichtigen Druckschaltungsblattes geschaffen, das folgende Schritte aufweist:
Herstellen eines isolierenden Blattes, auf dessen beiden Oberflächen Schaltungsmuster gebildet werden sollen, wobei das isolierende Blatt ein darin gebildetes Durchgangsloch an einer Stelle aufweist, an der die Schaltungsmuster elektrisch miteinander verbunden werden sollen; Bilden eines Bodens des Durchgangsloches durch Befestigen eines ablösbaren Bodenlochblattes auf einer der Oberflächen des isolierenden Blattes; Einfüllen einer leitenden Paste in das Durchgangsloch vom offenen Ende desselben her, als separater Schritt; Drucken eines Erstschicht-Schaltungsmusters auf die andere Oberfläche des isolierenden Blattes, auf dem das Lochbodenblatt nicht befestigt wird; Beseitigen des Lochbodenblattes; und Drucken eines Zweitschicht- Schaltungsmusters auf die Oberfläche des isolierenden Blattes, von der das Lochbodenblatt entfernt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden auf diese Weise Schaltungsmuster auf beiden Oberflächen des isolierenden Blattes gedruckt, so daß die Dicke der Isolierschicht gleichmäßig ausgebildet werden kann. Als Ergebnis kann die Zuverlässigkeit der Zwischenschichtisolation gesteigert werden, während die Anzahl der Druckschritte verringert werden kann. Darüber hinaus wird ein Durchgangsloch im voraus im isolierenden Blatt hergestellt, und ein Lochbodenblatt wird auf einer Oberfläche des isolierenden Blattes befestigt. Anschließend wird leitende Paste in das Loch eingefüllt, und dann wird das Lochbodenblatt entfernt. Mit diesem Verfahren kann das Durchgangsloch des isolierenden Blattes vollständig mit der leitenden Paste gefüllt werden, und somit können die Schaltungsmuster auf beiden Seiten zuverlässig leitend gemacht werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß entweder das Einfüllen der leitenden Paste in das Loch, oder das Aufdrucken des Erstschicht-Schaltungsmusters nach der Befestigung des Bodenlochblattes als erstes durchgeführt werden kann.
Ein zweischichtiges, gedrucktes Schaltungsblatt gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 9 definiert.
Die Erfindung kann anhand der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen umfassender verstanden werden.
Fig. 1A bis 1H sind Querschnittsansichten, die Schritte in einem Verfahren zur Herstellung einer zweischichtigen, gedruckten Schaltungsplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und
Fig. 2A bis 2H sind Querschnittsansichten, die Schritte in einem Verfahren zum Herstellen einer zweischichtigen, gedruckten Schaltungsplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Die Fig. 1A bis 1H zeigen die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Schritte. Wie in Fig. 1A gezeigt, wird ein isolierendes Blatt 11 hergestellt. Das isolierende Blatt 11 besitzt Durchgangslöcher 12 an den Stellen für die elektrische Verbindung der auf seinen beiden Oberflächen hergestellten Schaltungsmuster. Ein Harzfilm, wie etwa ein Polyethylenterephthalatfilm oder ein Polyimidfilm mit einer Dicke von etwa 50 µm wird als isolierender Film 11 verwendet.
Anschließend wird, wie in Fig. 15 gezeigt, das Lochbodenblatt 13 auf einer Oberfläche des Isolierblattes befestigt, so daß Lochböden gebildet werden. Das Lochbodenblatt 13 besteht aus einem wasserlöslichen Harzfilm. Das Lochbodenblatt 13 wird an einem verstärkenden Blatt 14 befestigt, das beispielsweise aus Aluminium besteht. Als ein das Lochbodenblatt 13 bildende Film aus wasserlöslichem Material kann beispielsweise das bei der Fa. Du Pont de Nemours erhältliche Material RISTON verwendet werden.
Wie in Fig. 10 dargestellt, wird das Erstschicht- Schaltungsmuster 15 auf der anderen Oberfläche des isolierenden Blattes 11 unter Benutzung einer leitenden Paste aufgedruckt, die ein Silberfüllstoff enthält. Nach diesem Aufdrucken wird die leitende Paste in die Löcher 12 getröpfelt. Da aber die Löcher 12 durch diese Operation allein nicht vollständig mit der leitenden Paste gefüllt werden können, wird weiter leitende Paste 16 zum Füllen der Löcher 12 aufgedruckt, wie in Fig. 1D gezeigt. Die leitende Paste für das Schaltungsmuster 15 kann als lochfüllende leitende Paste 16 benutzt werden. Da leitende Pasten 16 in diesen Löchern in den Anschlußfleckabschnitten zum Montieren von Komponenten gebildet werden, kann aber bei dieser Ausführungsform eine leitende Paste (Feldpaste) benutzt werden, die das Löten erlaubt.
Anschließend wird, wie in Fig. 1E dargestellt, Lötlack 17 aufgedruckt, aber nicht bei den Anschlußfleckabschnitten. Wie in Fig. 1F dargestellt, wird ein Ablösemittel 18 zum Übertragen des Schaltungsmusters auf der resultierenden Struktur aufgebracht, und dann wird ein Trägerfilm 19 darauf befestigt. Anschließend wird das Aluminiumblatt 14 abgeschält, und der wasserlösliche Harzfilm 13 wird unter Verwendung einer wässrigen alkalischen Lösung beseitigt, wodurch das isolierende Blatt 11 freigelegt wird.
Die resultierende Struktur wird dann mit der Oberseite nach unten gedreht, und ein Zweitschicht-Schaltungsmuster 20 wird auf dem freigelegten, isolierenden Blatt 11 unter Benutzung einer Silberpaste aufgedruckt, wie in Fig. 1G dargestellt. Weiter wird, wie in Fig. 1H dargestellt, ein Haftmittel 21 auf das Muster 20 als Überzug aufgebracht. Das Haftmittel 21 verstärkt die Haftung zwischen dem auf diese Weise hergestellten gedruckten Schaltungsblatt und einem integral init dem Blatt gebildeten Spritzgußharz.
Mit den oben beschriebenen Schritten ist das Übertragungsblatt, das Schaltungsmuster von zwei Schichten aufweist, fertiggestellt. Das Blatt wird dann in eine Matrize eingesetzt, derart, daß das Haftmittel 21 in Berührung mit dem Spritzgußharz gebracht wird. Wenn der Trägerfilm 19 nach dem Spritzgießen zusammen mit dem Ablösemittel 18 abgeschält wird, kann ein Spritzgußkörper erhalten werden, mit dem das Zweischicht-Druckschaltungsblatt integral hergestellt wird.
Die Fig. 2A bis 2H zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Annlich der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein isolierender Film 11 mit darin in seinen vorbestimmten Abschnitten angebrachten Durchgangslöchern 12 hergestellt, wie in Fig. 2A gezeigt. Danach wird, wie in Fig. 25 gezeigt, ein Lochbodenblatt 23 aus Silikongummi auf einer Oberfläche des isolierenden Blattes 11 befestigt, so daß Lochböden gebildet werden. Ein Blatt mit einer Haftkraft, die es ermöglicht, das Blatt später leicht abzuschälen, wird als Blatt 23 benutzt.
Anschließend wird, wie in Fig. 20 dargestellt, eine leitende Paste 24 von der äußeren Oberfläche des Isolierblattes 11 her durch Siebdruck in jedes Loch 12 eingefüllt. Darüber hinaus wird auf der resultierenden Struktur ein Erstschicht- Schaltungsmuster 25 unter Verwendung einer leitenden Paste aufgedruckt, wie in Fig. 2D dargestellt.
Das Blatt 23 wird dann abgeschält, um den in Fig. 2E dargestellten Zustand zu erhalten. Die resultierende Struktur wird mit der Oberseite nach unten gedreht, und ein Zweitschicht-Schaltungsmuster 26 wird auf das isolierende Blatt 11 unter Benutzung einer leitenden Paste aufgedruckt, wie in Fig. 2F gezeigt. Wie in Fig. 20 dargestellt, wird eine das Löten ermöglichende leitende Paste 27 auf Abschnitten des Zweitschicht-Schaltungsmusters 26 aufgedruckt, die das Montieren von Komponenten ermöglichen, wodurch Anschlußfleckabschnitte gebildet werden. Danach wird Lötlack 28 aufgedruckt, mit Ausnahme der Anschlußfleckabschnitte, wie in Fig. 2H gezeigt.
Mit den oben beschriebenen Schritten ist die Herstellung eines Zweischicht-Druckschaltungsblattes beendet. Wenn dieses Blatt in eine Matrize eingesetzt wird, derart, daß die Seite des Erstschicht-Schaltungsmusters 25 in Berührung mit einem Spritzgußharz gebracht wird und ein Spritzgießen durchgeführt wird, kann ein durch Spritzguß hergestellter Körper erhalten werden, der das Zweischicht-Druckschaltungsblatt enthält.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Dicke einer Isolierschicht zwischen den Schaltungsmustern der beiden Schichten gleichmäßig ausgebildet werden, und die Anzahl der Druckschritte kann verringert werden, weil die Schaltungsmuster auf beide Oberflächen eines isolierenden Blattes gedruckt werden. Da die im voraus in einem isolierenden Blatt gebildeten Durchgangslöcher vollständig mit einer leitenden Paste in den leitenden Abschnitten der Schaltungsmuster der beiden Schichten unter Benutzung eines Lochbodenblattes gebildet werden können, kann darüber hinaus ein äußerst zuverlässiger leitender Zustand erhalten werden. Weiter wird das Auftreten einer Silbermigration unterdrückt, selbst wenn Silberpaste als leitende Paste für ein Schaltungsmuster verwendet wird, da eine Zwischenschicht-Isolierlage aus einem isolierenden Blatt, statt aus einer Paste besteht.
Wenngleich ein zweischichtiges, gedrucktes Schaltungsblatt, das durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wird, geeignet ist, integral mit einem Spritzgußkörper verwendet zu werden, ist die Anwendung desselben nicht auf diesen Fall beschränkt. Beispielsweise kann das Blatt ähnlich einer allgemein flexiblen Druckschaltung selbständig verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist, und daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können. Beispielsweise wird bei den vorliegenden Ausführungsformen ein Polyethylenterephthalatfilm, oder dergleichen, als isolierendes Blatt verwendet. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf ein solches Blatt beschränkt. Darüber hinaus wird ein wasserlöslicher Harzfilm oder ein Silikongummi als Lochbodenblatt verwendet. Auch in diesem Falle ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines zweischichtigen, gedruckten Schaltungsblattes, das folgende Schritte aufweist:

Herstellen eines isolierenden Blattes (11), auf dessen beiden Oberflächen Schaltungsmuster gebildet werden sollen, wobei das isolierende Blatt (11) ein darin gebildetes Durchgangsloch (12) an einer Stelle aufweist, an der die Schaltungsmuster elektrisch miteinander verbunden werden sollen;

Bilden eines Bodens des Durchgangsloches (12) durch Befestigen eines ablösbaren Bodenlochblattes (13, 23) auf einer der Oberflächen des isolierenden Blattes (11);

Einfüllen einer leitenden Paste (16, 24) in das Durchgangsloch (12) vom offenen Ende desselben her, als separater Schritt;

Drucken eines Erstschicht-Schaltungsmusters (15, 25) auf die andere Oberfläche des isolierenden Blattes (11), auf dem das Lochbodenblatt (18, 23) nicht befestigt wird;

Beseitigen des Lochbodenblattes (13, 23); und Drucken eines Zweitschicht-Schaltungsmusters (20, 26) auf die Oberfläche des isolierenden Blattes (11) , von der das Lochbodenblatt (13) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochbodenblatt (13) eine wasserlösliche Harzverbindung umfaßt und durch Auflösen der Harzverbindung in Wasser beseitigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochbodenblatt (23) ein haltendes Blatt umfaßt und durch Abschälen entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Einfüllens der leitenden Paste (16) in das Durchgangsloch (12) nach dem Aufdrucken des Erstschicht-Schaltungsmusters (15) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Einfüllens der leitenden Paste (24) in das Durchgangsloch (12) vor dem Drucken des Erstschicht- Schaltungsmusters (25) durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Erstschicht- und Zweitschicht- Schaltungsmuster (15, 25, 20, 26) eine leitende Paste umfaßt, die das Löten ermöglicht.

7. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Blatt (11) einen Harzfilm umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Blatt (11) einen Film aus Polyethylenterephthalat oder Polyimid umfaßt.

9. Zweischichtiges, gedrucktes Schaltungsblatt, aufweisend:

ein isolierende Blatt (11), auf dessen beiden Oberflächen Schaltungsmuster vorgesehen sind, wobei das isolierende Blatt ein darin gebildetes Durchgangsloch (12) an einer Stelle aufweist, an der Schaltungsmuster elektrisch miteinander verbunden werden; und

einen getrennten Steckerstift aus einer elektrisch leitenden Paste (16, 24), die das Durchgangsloch (12) füllt und eine elektrische Verbindung zwischen den Schaltungsmustern herstellt.