DE3935680A1 - Verfahren zum herstellen einer metallkern-leiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Metallkern-Leiterplatte, bei dem

• - in einer Metallplatte Löcher gebohrt werden,
• - auf beiden Seiten der Metallplatte ein oder mehrere Prepregs und ein kupferbeschichtetes Kunststoff-Laminat aufgebracht werden,
• - die aufgebrachten Schichten in einer beheizten Presse auf die Metallplatte auflaminiert werden, wobei die Harzmasse, aus der die Prepregs hergestellt sind, in die Löcher eindringt,
• - im Bereich der Löcher der Metallplatte durch die aufgebrachten Schichten und die eingedrungene Harzmasse Löcher kleineren Durchmessers für die Durchmetallisierung gebohrt werden,
• - diese Löcher und die Leiterplattenoberflächen metallisiert werden, und
• - auf den Leiterplattenoberflächen die gewünschten Leiterbahnen auf chemischem, galvanischem oder photolithographischem Wege ausgebildet werden.

Metallkern-Leiterplatten werden bevorzugt dann eingesetzt, wenn die auf ihnen montierten Bauelemente viel Verlustwärme abgeben, da der Metallkern eine schnelle Verteilung und damit Abführung der Wärme erleichtert. Solche Leiterplatten werden häufig sowohl mit konventionellen als auch mit oberflächenmontierbaren Bauelementen bestückt, sie müssen deshalb mit durchkontaktierten Bohrungen versehen sein (Günther Herrmann, Leiterplatten, Leuze Verlag 1978, Seite 242) .

Bei bekannten Verfahren zum Herstellen von Metallkern-Leiterplatten ist manchmal eine mangelhafte Isolierung der Bohrung festgestellt worden, die Kurzschlüsse zwischen der Durchkontaktierung und dem Metallkern zur Folge haben kann. Beim Auflaminieren der äußeren Lagen oder Schichten auf die den Metallkern bildende Metallplatte kommt es nämlich vor, daß das unter der Hitze und dem Preßdruck einer Laminierpresse erweichte Harzmaterial der Prepregs die Löcher in der Metallplatte nicht vollständig füllt, da es nach außen, d.h. über die Ränder der Leiterplatte hinaus ausweichen kann. Dies führt zu lunkerartigen Fehlstellen in der Isolierung der Lochwandungen und hat andererseits Verschmutzungen der Ränder der Leiterplatte durch Harzreste zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, nach dem Metallkern-Leiterplatten mit einwandfrei isolierten Durchkontaktierungs-Bohrungen hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallplatte und die aufzubringenden Schichten in einen an ihren Umriß angepaßten Rahmen eingebracht werden, der beim unter Druckeinwirkung erfolgenden Auflaminieren der Schichten ein Fließen des Harzes nach außen verhindert. Zweckmäßigerweise erfolgt das Auflaminieren unter Vakuum.

Der Vorteil der Erfindung liegt u. a. darin, daß die nach diesem Verfahren hergestellten Leiterplatten saubere Ränder aufweisen, ohne daß sie zusätzlich bearbeitet werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt die einzelnen zum Herstellen einer Metallkern-Leiterplatte verwendeten Teile oder Lagen in auseinander gezogenem Zustand, bevor sie in einer Heizpresse miteinander verbunden werden.

In eine Metallplatte 1, die zweckmäßigerweise als Kupferblech hergestellt ist und die als sog. Metallkern für die fertige Leiterplatte dient, werden mehrere Löcher gebohrt, von denen in der Zeichnung nur die Löcher 2 und 3 dargestellt sind. Sie dienen der Durchkontaktierung, müssen im Bereich der Metallplatte 1 einwandfrei isoliert werden und weisen deshalb einen Durchmesser auf, der um einige Zehntelmillimeter größer als der Durchmesser der endgültigen Durchkontaktierung-Bohrungen ist.

Auf die Metallplatte 1 wird beidseitig ein mit einer Kupferfolie 4 beschichtete Lage oder Platte aus Kunststoff, ein sog. Laminat 6 aufgebracht. Zwischen das Laminat 6 und die Metallplatte 1 werden jeweils eine oder mehrere Prepregs eingelegt, das sind schmale Lagen aus einem Klebstoff, der unter Druck- und Hitzeeinwirkung kleb- und fließfähig wird.

Auf beide Seiten der Kupferplatte wird jeweils ein Rahmen 8 aufgelegt, dessen innerer Umriß genau an den äußeren Umriß des mit Kupfer 4 beschichteten Laminats 6 und der Prepregs 7 angepaßt ist. Erst dann werden die aufzubringenden Schichten 4, 6, 7 in einer Heizpresse und unter Vakuum aufeinander gedrückt und dadurch dauerhaft miteinander verbunden. Die Harzmasse, aus der die Prepregs 7 hergestellt sind, wird wie erwähnt fließfähig und füllt auch die Löcher 2, 3 auf. Die Rahmen 8 verhindern, daß die Harzmasse dabei seitlich aus den Rändern der Leiterplatte austritt. Sie wird gezwungen, die Löcher 2, 3 vollständig aufzufüllen. Es verbleiben keine Fehlstellen in Form von Lunkern, die bei der nachfolgenden Metallisierung zu Fehler in der Isolierung führen könnten.

Nachdem die mit der Metallplatte 1 verbundenen Schichten 4, 6, 7 aus der Heizpresse entnommen worden und abgekühlt sind, werden sie im Bereich jedes der Löcher 2, 3 gemeinsam durchbohrt, und zwar wie erwähnt mit etwas kleineren Durchmesser.

Der damit erhaltene Leiterplatten-Rohling wird in herkömmlicher Weise zur fertigen Leiterplatte weiterverarbeitet. Dazu werden z. B. die Kunststoffoberflächen der Bohrungen aktiviert, chemisch verkupfert und ggf. danach die Kupferschicht galvanisch noch verstärkt. An der Oberfläche der Leiterplatten werden die gewünschten Leiterplatten auf chemischen, galvanischem oder photolithographischem Wege ausgebildet.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen einer Metallkern-Leiterplatte, bei dem

• - in einer Metallplatte Löcher gebohrt werden,
• - auf beiden Seiten der Metallplatte ein oder mehrere Prepregs und ein kupferbeschichtetes Kunststoff-Laminat aufgebracht werden,
• - die aufgebrachten Schichten in einer beheizten Presse auf die Metallplatte auflaminiert werden, wobei die Harzmasse, aus der die Prepregs hergestellt sind, in die Löcher eindringt,
• - im Bereich der Löcher der Metallplatte durch die aufgebrachten Schichten und die eingedrungene Harzmasse Löcher kleineren Durchmessers für die Durchmetallisierung gebohrt werden,
• - diese Löcher metallisiert werden,
• - und auf den Leiterplattenoberflächen die gewünschten Leiterbahnen auf chemischem, galvanischem oder photolithographischem Wege ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte und die aufzubringenden Schichten in einen an ihren Umriß angepaßten Rahmen eingebracht werden, der bei dem unter Druckeinwirkung erfolgenden Auflaminieren ein Fließen des Harzes nach außen verhindert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubringenden Schichten unter Vakuum auf die Metallplatte auflaminiert werden.