EP1832146A1 - Halbzeug sowie trägerkomponente auf der basis dieses halbzeugs - Google Patents

Abstract

Es wird ein Halbzeug (2) sowie eine damit gebildete Träger¬ komponente (1) für darauf platzierte elektrische Schaltungs¬ bilder vorgeschlagen, die kostengünstig und zeitsparend eine Prototypen- oder Kleinserien-Fertigung ermöglichen. Erreicht wird dies dadurch, dass das Halbzeug (2) ein flächig ausge¬ bildetes, zum Beispiel flexibles, Basisträgermaterial umfasst, über dessen gesamten Flächenbereich in einem gleichmä¬ ßigen konstanten Raster mit Nano-Vias gebildete Durchkontaktierungen (7) angeordnet sind. Eine solche Komponente ist mit einer einzigen Schablone für die Belichtung zur Bildung der Nano-Vias realisierbar. Mit einer solchen Komponente sind aber auch Schaltungsbilder beliebigen Aussehens auf deren Oberflächen herstellbar.

Description

Beschreibung

Halbzeug sowie Trägerkomponente auf der Basis dieses Halbzeugs

Die Erfindung betrifft ein Halbzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Trägerkomponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 oder 7.

Bei der Herstellung von elektrischen rasterlosen Nano-Via-

Schaltungen auf einer Trägerkomponente sind für die Anordnung der mit Nano-Vias realisierten Durchkontaktierung und gegebenenfalls für die Leiterbahnen der elektrischen Schaltungen entsprechend ausgebildete Schablonen notwendig, die an ein jeweilig geändertes elektrisches Schaltungsbild angepasst und damit jeweils neu bereit gestellt werden müssen.

Die Herstellung von Prototypen und Kleinserien in der genannten Technik sind daher mit erheblichem Aufwand verbunden. Es müssen für jeweilig neue elektrische Schaltungsbilder jeweilig neue teure Schablonen hergestellt werden. Außerdem machen die jeweils neuen Schablonen ein jeweiliges Umrüsten einer betroffenen Fertigungsanlage notwendig. Die Folge davon ist ein Fertigungsstillstand für eine gewisse Zeit. Außerdem müs- sen lange Vorlaufzeiten einkalkuliert werden, bis die benötigten Mittel für eine Fortsetzung der Fertigung mit dem neuen elektrischen Schaltungsbild zur Verfügung stehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von ei- nem Halbzeug der eingangs genannten Art bzw. ausgehend von einer Trägerkomponente der eingangs genannten Art das Halbzeug bzw. die Trägerkomponente in der Weise zu verbessern, dass der Aufwand für Prototypenherstellungen und Kleinserien mit mehrfach veränderten elektrischen Schaltungsbildern ver- ringert wird. Diese Aufgabe wird bezüglich des Halbzeugs erfindungsgemäß durch ein solches Halbzeug gelöst, das die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Trägerkomponente erfindungsgemäß durch eine solche Trägerkomponente gelöst, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils entweder des Anspruchs 6 oder des Anspruchs 7 aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand entsprechender Unteransprüche.

In Bezug auf das Halbzeug wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein solches, mit einem flächig ausgebildeten Basisträ- germaterial gebildetes Halbzeug die Grundlage für die Weiterverarbeitung zu einer Leiterbahnen oder Leiterbahnen und e- lektrische und/oder elektronische Bauteile tragenden Trägerkomponente ist. Dabei hat das Halbzeug unabhängig von einer späteren Verwendung oder NichtVerwendung der mit Hilfe von Nano-Vias in das Halbzeug eingebrachten elektrisch verwendbaren Durchkontaktierungen, die über die gesamte Fläche des Halbzeugs verteilt angeordnet sind. Die jeweiligen Durchkontaktierungen weisen dabei an den jeweiligen Enden auf einer jeden der flächigen Seiten des Basisträgermaterials elekt- risch verwendbare Anschlusshöfe auf und sie sind mit einem gegenseitigen Abstand voneinander angeordnet, der in einem Bereich von kleiner 1 μm bis wenigstens knapp unterhalb der oberen Grenze des μm-Bereichs liegen kann.

Der Vorteil eines solchen Halbzeugs ist, dass deren Durchkontaktierungen jeweils mit der gleichen Schablone hergestellt werden können, sie aber trotzdem im Zusammenhang mit sich verändernden elektrischen Schaltungsbildern verwendet werden können. Es wird daher nur mehr eine einzige Schablone benö- tigt für alle Arten von späteren zu realisierenden elektrischen Schaltungsbildern. Nicht benötigte Durchkontaktierungen bei einem elektrischen Schaltungsbild werden lediglich nicht benutzt. Die Leiterbahnen werden zwischen den Anschlusshöfen der Durchkontaktierungen verlaufend platziert. Das Halbzeug ist somit unabhängig von später zu realisierenden elektrischen Schaltungsbildern. Da das Halbzeug unabhängig von spä- ter zu realisierenden elektrischen Schaltungsbildern ist, kann es billig als Massenware hergestellt und zur Verfügung gestellt werden.

Die angesprochene Schablone wird bei der Belichtung mit einem Schwerionen abstrahlenden Licht benötigt, die nicht zu belichtende Teile abdeckt und zu belichtende Teile offen hält.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Halbzeugs ist als Basisträgermaterial des Halbzeugs ein fle- xibles Material herangezogen. Damit lassen sich besonders preisgünstige Folienbänder als Halbzeug bereitstellen, aus denen dann kostengünstig entsprechende Leiterbahnfolien- Stücke hergestellt werden können.

Damit die Durchkontaktierungen nicht völlig beliebig über die Fläche des Basisträgermaterials verteilt angeordnet sind ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung der Durchkontaktierungen einem Raster folgt. Mit einem Raster kann statistisch sichergestellt werden, dass sich an einer Stelle des Halbzeugs eine Durchkontaktierung befindet, in deren Bereich eine solche

Durchkontaktierung bei einem zu realisierenden elektrischen Schaltungsbild erwartet wird.

Über den gesamten Flächenbereich des Halbzeugs gesehen er- fährt diese statistische Wahrscheinlichkeit ein Optimum, wenn das Raster völlig gleichmäßig, also konstant verteilt ausgebildet ist. Damit wird das Halbzeug tatsächlich für einen u- niversalen Einsatzbereich brauchbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die elektrischen Anschlussflächen insgesamt als eine die Nano- Vias der Durchkontaktierungen kontaktierende Kupfergesamt- schicht ausgebildet sein, entsprechend einer einseitig oder beidseitig kupferbeschichteten Rohleiterplatte. Die Leiterbahnen und elektrischen Anschlussflächen der Durchkontaktie- rungen können dann beim Herstellen des elektrischen Schal- tungsbildes dort stehen gelassen werden, wo sie benötigt werden. Dort wo sie nicht benötigt werden, wird die verbleibende Kupferschicht wenigstens soweit beseitigt, dass sie für die spätere Funktion des hergestellten elektrischen Schaltungsbildes irrelevant ist.

Ein vollflächige Kupferschichten aufweisendes Halbzeug ist besonders vorteilhaft als Rohmaterial für zum Beispiel Leiterplattenhersteller. Dieser braucht wie bisher bei kupferkaschierten Leiterplatten auch nur noch die generellen Verfah- rensschritte zur Herausbildung von Leiterbahnen ausüben, die da beispielsweise wären: Ätzen des Leiterbildes auf beiden Seiten des Rohmaterials; Aufbringen von Stopplack; Aufbringen eines Oberflächenschutzes und Bearbeitung von Konturen zur Herstellung eines individuellen Schaltungsbildes .

Bezüglich der Trägerkomponente wird die Aufgabe zum einen dadurch gelöst, dass das erfindungsgemäße Halbzeug eingesetzt wird und dabei auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs wenigstens eine einzige Leiterbahn vorgesehen ist, die elektrisch mit einem Anschlusshof wenigstens einer einzigen Durchkontaktierung verbunden ist. Der Verlauf der Leiterbahnen ist dabei zwischen den Anschlusshöfen der Durchkontak- tierungen gelegt.

Die Aufgabe wird in diesem Fall zum anderen aber auch dadurch gelöst, dass das erfindungsgemäße Halbzeug eingesetzt wird und dabei die Anschlusshöfe von nicht benötigten Durchkontak- tierungen beseitigt sind, wobei dann die vormals mit diesen elektrischen Anschlusshöfen verbunden gewesenen Nano-Vias e- lektrisch isoliert sind. Hierdurch wird Platz geschaffen für die Anordnung der Leiterbahnen, die nun wenigstens zum Teil über die für Durchkontaktierungen nicht benötigten elektrisch isolierten Nano-Vias gelegt sein können. Dabei ist auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs wenigstens eine einzige Leiterbahn vorhanden, die elektrisch mit einem Anschlusshof wenigstens einer einzigen Durchkontaktierung verbunden ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

In der einzigen Figur ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Trägerkomponente 1 zu sehen, die auf einem erfindungsgemäßen Halbzeug 2 basiert.

Das Halbzeug 2 ist, wie die Figur andeutungsweise zeigt, zur Trägerkomponente 1 weiterverarbeitet und trägt als solches, eben angedeutet, Leiterbahnen 3 bis 6, zu denen gegebenenfalls auch elektrische und/oder elektronische Bauteile gehören können. Letztere sind aber in der Figur nicht näher dargestellt.

Die Trägerkomponente 1 umfasst ein Basisträgermaterial, das flächig ausgedehnt ist. Über die vollständige flächige Ausdehnung des Basisträgermaterials sind verteilt, vorzugsweise in einem gleichmäßigen, also konstanten Raster, eine Vielzahl von Durchkontaktierungen 7 angeordnet, die jeweils aus einer Mehrzahl von Nano-Vias gebildet sind. An den jeweiligen Enden der Durchkontaktierungen 7 auf einer jeweiligen Flächenseite des Basisträgermaterials sind elektrisch leitende Anschlusshöfe 8 vorgesehen, an denen die Leiterbahnen zum Beispiel 3 und 6 angeschlossen sind.

Die gegenüber dem Flächenbereich für die Durchkontaktierungen 7 größeren Flächenbereiche der Anschlusshöfe 8 gleichen Fertigungstoleranzen aus, die bei der punktuellen Platzierung der Anschlussenden der Leiterbahnen zum Beispiel 3, der Anschlusshöfe 8 und der Durchkontaktierungen 7 an einem vorgegebenen Ort auftreten können. Das angesprochene Basisträgermaterial mit den Durchkontaktie- rungen 7 und den Anschlusshöfen 8 stellt ohne die Leiterbahnen 3 bis 6 ein Beispiel für das oben angesprochene Halbzeug 2 dar.

Die Abstände zwischen den Durchkontaktierungen 7 sind in einem Bereich von kleiner 1 μm bis wenigstens knapp unterhalb der oberen Grenze des μm-Bereichs gewählt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt dieser Abstand 3,2 μm.

Bei der in der Figur gezeigten Trägerkomponente 1 ist auf der unteren Seite des Basisträgermaterials ein größerer Bereich 9 dargestellt, der sich über mehrere Durchkontaktierungen 7 er- streckt. Dieser Bereich ist eine elektrisch leitende, zum

Beispiel als Kupferschicht ausgebildete Fläche, die mehrere Durchkontaktierungen 7 als Beispiel für Verknüpfungspunkte eines elektrischen Schaltungsbildes miteinander elektrisch verbindet. Auf der oberen Seite des Basisträgermaterials könnten an den einzelnen betreffenden Durchkontaktierungen 7 Leiterbahnen angeschlossen sein, die sich einzeln weiter verteilen. In der Figur sind solche Leiterbahnen jedoch nicht näher dargestellt.

Wie die Figur mit Hilfe einer Hell-Dunkel-Darstellung ansonsten zeigt, verläuft auch die Leiterbahn 6 auf der Unterseite des Basisträgermaterials, während die Leiterbahnen 3 bis 5 auf der Oberseite des Basisträgermaterials verlaufen.

Wie die Verläufe der Leiterbahnen 3 bis 6 zeigen, verlaufen die Leiterbahnen im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen den Anschlusshöfen 8.

Denkbar ist, dass die nicht benötigten Anschlusshöfe 8 besei- tigt, zum Beispiel weggeätzt, die mit diesen Anschlusshöfen verbunden gewesenen Nano-Vias elektrisch isoliert und ober- halb der Flächen, auf denen vormals die Anschlusshöfe 8 platziert waren, Leiterbahnen gelegt sind.

Claims

Patentansprüche

1. Halbzeug für die Weiterverarbeitung zu einer Leiterbahnen oder Leiterbahnen und elektrische und/oder elektronische Bau- teile tragenden Trägerkomponente, umfassend ein flächig ausgebildetes Basisträgermaterial und umfassend elektrisch verwendbare Durchkontaktierungen durch das Basisträgermaterial, dadu rch ge kenn z e i chnet , dass unabhängig von einer späteren Verwendung oder NichtVerwendung der Durchkontak- tierungen (7) über die gesamte Fläche des Halbzeugs (2) verteilt die Durchkontaktierungen (7) angeordnet sind mit jeweiligen elektrisch verwendbaren Anschlusshöfen (8) auf einer jeden der flächigen Seiten des Basisträgermaterials, dass die Durchkontaktierungen (7) mit Nano-Vias gebildet sind und dass Abstände zwischen den Durchkontaktierungen (7) gewählt sind, die im Bereich von kleiner 1 μm bis wenigstens knapp unterhalb der oberen Grenze des μm-Bereichs liegen.

2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadu rch ge kenn z e i ch- n e t , dass das Basisträgermaterial flexibel ausgebildet ist.

3. Halbzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass die Durchkontaktierungen (7) in einem Raster angeordnet sind.

4. Halbzeug nach Anspruch 3, dadu rch ge kenn z e i chne t , dass das Raster konstant ausgebildet ist.

5. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass wenigstens eine der beiden flächigen Seiten die Durchkontaktierungen (7) kontaktierend vollständig mit Kupfer beschichtet ist.

6. Trägerkomponente für elektrische Schaltungsbilder und damit zu realisierender elektrischer Schaltungen, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass ein Halbzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Grundlage verwendet ist und dass auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs (2) wenigstens eine einzige Leiterbahn (z.B. 3) vorgesehen ist, die elektrisch mit einem Anschlusshof (8) wenigstens einer einzi- gen Durchkontaktierung (7) verbunden ist und einen Verlauf aufweist, der zwischen den Anschlusshöfen (8) der Durchkon- taktierungen (7) geführt ist.

7. Trägerkomponente für elektrische Schaltungsbilder und da- mit zu realisierender elektrischer Schaltungen, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass ein Halbzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Grundlage verwendet ist, dass Anschlusshöfe (8) von nicht benötigten Durchkontaktierungen (7) beseitigt und die vormals mit diesen Anschlusshöfen (8) in Verbindung gestandenen Nano-Vias elektrisch isoliert sind, dass wenigstens zum Teil über die elektrisch isolierten Nano- Vias Leiterbahnen gelegt sind und dass auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs (2) wenigstens eine einzige Leiterbahn (z.B. 3) vorgesehen ist, die elektrisch mit ei- nem Anschlusshof (8) wenigstens einer einzigen Durchkontaktierung (7) verbunden ist.