ES2616050T3

ES2616050T3 - Estratificación individual con funcionalidad adicional apilada mediante orificios pasantes chapados para placas de circuito impreso multicapa

Info

Publication number: ES2616050T3
Application number: ES09807322.4T
Authority: ES
Inventors: Raj Kumar; Monte Dreyer; Michael J. Taylor; Ruben Zepeda
Original assignee: Viasystems Technologies Corp
Current assignee: TTM Technologies North America LLC
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2017-06-09
Anticipated expiration: 2029-08-13
Also published as: EP2327282A1; HUE032415T2; US8453322B2; EP2327282A4; US20100038125A1; WO2010019820A1; CN102124824B; KR101636786B1; KR20110050515A; PL2327282T3; EP2327282B1; CN102124824A

Abstract

Un método de fabricación de al menos una porción de una placa de circuito impreso (200), comprendiendo el método: unir una pluralidad de subconjuntos (100, 100') entre sí después de procesar al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), en donde cada uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende una pluralidad de capas de circuito, y el procesamiento del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende: formar al menos un orificio (110, 310) que tenga un primer diámetro y una primera profundidad, desde un primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'); metalizar el al menos un orificio (110, 310); aplicar un adhesivo de laminación (170) sobre el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'); aplicar una película protectora sobre el adhesivo de laminación (170); y retirar la película protectora para exponer el adhesivo de laminación (170) sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), para su unión con la otra pluralidad de subconjuntos (100, 100'); caracterizado por que el método comprende adicionalmente: formar al menos un avellanado (130, 330) que tenga un segundo diámetro, mayor que el primer diámetro, y una segunda profundidad más corta que la primera profundidad desde el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') en el al menos un orificio (110, 310); metalizar el al menos un avellanado (130, 330); formar al menos una vía (160) dentro del adhesivo de laminación (170), para exponer una porción metalizada del al menos un avellanado (130, 330); y rellenar con al menos una pasta conductora la al menos una vía (160) formada en el adhesivo de laminación (170).

Description

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DESCRIPCION

Estratificacion individual con funcionalidad adicional apilada mediante orificios pasantes chapados para placas de circuito impreso multicapa

Antecedentes la invencion

1. Campo de la invencion

La presente invencion se refiere, en general, a placas de circuito (cableado) impreso y a metodos de fabrication de las mismas y, mas en particular, a una placa de circuito impreso multicapa con funcionalidad adicional y a un metodo de fabricacion de la misma.

2. Descripcion de la tecnica relacionada

La mayoria de los sistemas electronicos incluyen placas de circuito impreso con interconexiones electronicas de alta densidad. Una placa de circuito impreso puede incluir uno o mas nucleos, sustratos, o soportes de circuito. En un esquema de fabricacion de una placa de circuito impreso que tiene uno o mas soportes de circuito, se fabrican circuitos electronicos (por ejemplo, areas terminales, interconexiones electronicas, etc.) en lados opuestos de un soporte de circuito individual para formar un par de capas de circuito. Estos pares de capas de circuito de la placa de circuito pueden unirse entonces fisica y electronicamente para formar la placa de circuito impreso, mediante la fabricacion de un adhesivo (o un material preimpregnado o un espesor de union), apilar los pares de capas de circuito y los adhesivos en una prensa, curar la resultante estructura de placa de circuito, perforar o perforar por laser unos orificios pasantes, y luego metalizar los orificios pasantes con un material de cobre para interconectar los pares de capas de circuito. El proceso de curado se utiliza para curar los adhesivos para proporcionar para la union fisica permanente de la estructura de la placa de circuito. Sin embargo, los adhesivos generalmente se contraen de manera significativa durante el proceso de curado. La contraction, en combination con los posteriores procesos de perforation de orificios pasantes y de chapado, puede causar tensiones considerables en la estructura general, lo que conlleva danos o una interconexion o union poco fiable entre las capas de circuito durante el montaje y/u otras desviaciones termicas. Por lo tanto, existe la necesidad de materiales y procesos asociados que puedan compensar esta contraccion, y que puedan proporcionar una interconexion electronica fiable y sin tensiones entre los pares de capas de circuito.

Ademas, el chapado de los orificios pasantes (o vias) con el material de cobre requiere una secuencia de procesado adicional, costosa, y que precisa tiempo, que resulta dificil de implementar con una respuesta rapida. Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar una placa de circuito impreso y un metodo de fabricacion de la misma, que pueda montarse rapida y facilmente y/o asegurar la alineacion de las interconexiones (u orificios pasantes o micro vias) en la placa de circuito impreso durante el proceso de montaje, para reducir de este modo los costes de montaje. Adicionalmente, existe la necesidad de proporcionar una placa de circuito impreso multicapa con funcionalidad adicional, y un metodo de fabricacion de la misma.

Sumario de la invencion

Los aspectos de las realizaciones de la presente invencion estan dirigidos a mejorar las placas de circuito impreso laminadas con micro vias apiladas, formadas en uno o dos ciclos de lamination, por proceso paralelo, y/o que puedan tener uniones entre soporte y soporte, subconjunto y subconjunto con vias conductoras, cada una rellena con un material conductor (por ejemplo, con una pasta conductora) en el eje Z.

Una realization de la presente invencion proporciona un metodo de fabricacion de al menos una portion de una placa de circuito impreso. El metodo incluye unir entre si una pluralidad de subconjuntos tras procesar al menos uno de la pluralidad de subconjuntos. En este caso, cada uno de la pluralidad de subconjuntos incluye una pluralidad de capas de circuito, y el procesamiento del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos incluye: formar al menos un orificio que tenga un primer diametro y una primera profundidad, desde un primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos; formar al menos un avellanado que tenga un segundo diametro, mayor que el primer diametro, y una segunda profundidad, mas corta que la primera profundidad desde el primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos en el al menos un orificio; metalizar el al menos un orificio y el al menos un avellanado, para metalizar el al menos un orificio y el al menos un avellanado; aplicar un adhesivo de laminacion sobre el primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos; aplicar una pelicula protectora sobre el adhesivo de laminacion; formar al menos una via en el adhesivo de laminacion para exponer una porcion chapada del al menos un avellanado; llenar con al menos una pasta conductora la al menos una via formada en el adhesivo de laminacion; y eliminar la pelicula protectora para exponer el adhesivo de laminacion en el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos, para su union con la otra pluralidad de subconjuntos.

En una realizacion, el chapado del al menos un orificio y el al menos un avellanado incluye el chapado electrolitico del al menos un orificio y del al menos un avellanado, para cerrar por chapado el al menos un orificio y el al menos

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un avellanado. El chapado electrolitico del al menos un orificio y el al menos un avellanado puede incluir chapado electrolttico con cobre del al menos un orificio y el al menos un avellanado, para cerrar por chapado el al menos un orificio y el al menos un avellanado con el cobre.

En una realization, la union de la pluralidad de subconjuntos incluye: alinear la pluralidad de subconjuntos entre si; y curar el adhesivo de lamination sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos, para laminar la pluralidad de subconjuntos entre si.

En una realizacion, el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos incluye un sustrato, al menos un area terminal de hoja metalizada sobre el sustrato, y un material preimpregnado sobre el sustrato y que cubre la al menos un area terminal de hoja metalizada, en la que la formation del al menos un orificio incluye perforar el al menos un orificio para que su position corresponda con la al menos un area terminal de hoja metalizada, y en la que la formacion del al menos un avellanado incluye perforar el al menos un avellanado para que su posicion corresponda con la al menos un area terminal de hoja metalizada. En una realizacion, la perforation del al menos un orificio incluye perforar el al menos un orificio completamente a traves tanto del material preimpregnado como de la al menos un area terminal de hoja metalizada, y la perforacion del al menos un avellanado incluye perforar el al menos un avellanado por lo menos parcialmente a traves del material preimpregnado y solo parcialmente a traves de la al menos un area terminal de hoja metalizada. En una realizacion, la perforacion del al menos un orificio incluye perforar el al menos un orificio al menos parcialmente a traves del material preimpregnado, la al menos un area terminal de hoja metalizada y el sustrato, y la perforacion del al menos un avellanado incluye perforar el al menos un avellanado al menos parcialmente a traves del material preimpregnado.

En una realizacion, antes de perforar el al menos un orificio, el metodo incluye adicionalmente: laminar una capa de hoja metalizada solida sobre el primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos, a modo de una capa mas exterior del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos; y eliminar selectivamente una portion de la capa de hoja metalizada solida para formar un espacio libre en una posicion correspondiente al al menos un orificio y el al menos un avellanado. La formacion del al menos un orificio puede incluir perforar el al menos un orificio en el espacio libre, y formacion del al menos un avellanado puede incluir perforar el al menos un avellanado en el espacio libre. La elimination selectiva de la porcion de la capa de hoja metalizada solida para formar el espacio libre puede incluir la eliminacion selectiva de la porcion de la capa de hoja metalizada solida para formar el espacio libre para que tenga un tercer diametro, sustancialmente identico al segundo diametro.

En una realizacion, el metodo incluye adicionalmente: formar al menos otro orificio que tenga sustancialmente el primer diametro y la primera profundidad, desde un segundo lado de la al menos otra de la pluralidad de subconjuntos y hacia la al menos otra de la pluralidad de subconjuntos; formar al menos otro avellanado que tenga sustancialmente el segundo diametro y la segunda profundidad, desde el segundo lado de la al menos otra de la pluralidad de subconjuntos y hacia la al menos otra de la pluralidad de subconjuntos en el al menos otro orificio; y metalizar el al menos otro orificio y el al menos otro avellanado, para metalizar el al menos otro orificio y el al menos otro avellanado. La union de la pluralidad de subconjuntos puede incluir: alinear el al menos un avellanado y el al menos otro avellanado para que esten orientados el uno hacia el otro y para que electricamente acoplados entre si, a traves de la al menos una via llena con la pasta conductora; y curar el adhesivo de laminacion sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos, para laminar el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos a la al menos otra de la pluralidad de subconjuntos.

En una realizacion, el primer diametro tiene aproximadamente 0,15 mm, y el segundo diametro tiene aproximadamente 0,25 mm.

En una realizacion, el al menos un avellanado se forma por perforacion con laser, y el al menos un orificio se forma por perforacion mecanica. La al menos una via puede formarse por perforacion por laser.

En una realizacion, el al menos un avellanado se forma por perforacion, el al menos un orificio se forma por perforacion, y la al menos una via se forma por perforacion.

Otra realizacion de la presente invention proporciona un metodo de fabrication de al menos una porcion de una placa de circuito impreso. El metodo incluye unir entre si una pluralidad de subconjuntos tras procesar al menos uno de la pluralidad de subconjuntos. En este caso, cada uno de la pluralidad de subconjuntos comprende una pluralidad de capas de circuito, y el procesamiento del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos incluye: formar al menos un avellanado que tenga un primer diametro y una primera profundidad, desde un primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos; formar al menos un orificio que tenga un segundo diametro, menor que el primer diametro, y una segunda profundidad mayor que la primera profundidad, desde el primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos en el al menos un avellanado; metalizar el al menos un orificio y el al menos un avellanado, para metalizar el al menos un orificio y el al menos un avellanado; aplicar un adhesivo de laminacion sobre el primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos; aplicar una pelicula protectora sobre el adhesivo de laminacion; formar al menos una via hacia dentro del adhesivo de laminacion, para exponer una porcion metalizada del al menos un avellanado; llenar al menos una pasta conductora hacia dentro de la al

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menos una via formada en el adhesivo de laminacion; y eliminar la peKcula protectora para exponer el adhesivo de laminacion sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos, para su union con el otro de la pluralidad de subconjuntos.

Otra realizacion de la presente invencion proporciona una placa de circuito impreso que incluye una pluralidad de subconjuntos, incluyendo cada uno de la pluralidad de subconjuntos una pluralidad de capas de circuito y teniendo al menos un avellanado y al menos un orificio, teniendo el al menos un avellanado un primer diametro y una primera profundidad, desde un primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos, teniendo el al menos un orificio un segundo diametro menor que el primer diametro y una segunda profundidad mayor que la primera profundidad, desde el primer lado del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos en el al menos un avellanado; un metal chapado dentro del al menos un orificio y el al menos un avellanado; una pluralidad de adhesivos de laminacion, estando interpuesto cada uno de la pluralidad de adhesivos de laminacion entre un subconjunto y otro correspondiente subconjunto de la pluralidad de subconjuntos, y teniendo al menos una via formada a traves del mismo; y una pasta conductora de relleno situada dentro de la al menos una via, en la que la pluralidad de subconjuntos estan electricamente acoplados entre si a traves de al menos una micro via de cada uno de la pluralidad de adhesivos de laminacion, y el al menos un avellanado y el al menos un orificio de cada uno de la pluralidad de subconjuntos.

En una realizacion, el metal en el al menos un orificio esta firmemente anclado con el al menos un orificio mediante el metal en el al menos un avellanado.

En una realizacion, el al menos un avellanado esta configurado para estar orientado hacia, y aumentar, un area de superficie de contacto con al menos otro avellanado de al menos otro de la pluralidad de subconjuntos.

Breve descripcion de los dibujos

Los dibujos adjuntos, junto con la memoria descriptiva, ilustran realizaciones a modo de ejemplo de la presente invencion y, junto con la descripcion, sirven para explicar los principios de la presente invencion.

Las FIGS. 1A, 1B y 1C ilustran un proceso detallado para permitir preparar un subconjunto (sub) de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

La FIG. 2 representa tres (3) subconjuntos (subs) que se han juntado entre si de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

La FIG. 3 es una vista detallada de la junta de tinta, que muestra el grapinado relativamente "plano" sobre cada uno de los dos subs de la FIG. 2.

Las FIGS. 4A y 4B ilustran una version de grapinado avellanado por laser, que se ha hecho relativamente "plano", para la union del subconjunto (sub) con el subconjunto (sub) de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

Descripcion detallada

En la siguiente descripcion detallada, solamente se han mostrado y descrito ciertas realizaciones a modo de ejemplo de la presente invencion, simplemente a modo de ilustracion. Como los expertos en la tecnica observaran, las realizaciones descritas se pueden modificar de varias maneras diferentes, todas ellas sin apartarse del espiritu o alcance de la presente invencion. En consecuencia, la naturaleza de los dibujos y de la descripcion ha de considerarse ilustrativa y no restrictiva.

Ademas, en el contexto de la presente solicitud, cuando se hace referencia a un elemento como que esta "sobre" otro elemento, puede estar directamente sobre el otro elemento o indirectamente sobre el otro elemento, con uno o mas elementos intervinientes interpuesto/s entre los mismos. Los mismos numeros de referencia designan elementos similares en toda la memoria descriptiva.

Segun lo previsto, las realizaciones de la presente invencion proporcionan una placa multicapa de circuito impreso con funcionalidad adicional, y un metodo de fabricacion de la misma.

La solicitud de patente de Estados Unidos US 2007/0246254 A1 da a conocer placas de circuito impreso que tienen capas de circuitos laminadas con micro via/s apiladas, y metodos de fabricacion de las mismas. Las placas de circuito impreso pueden tener uniones entre soporte y soporte (o entre sustrato y sustrato) con vias conductoras, cada una llena con un material conductor (por ejemplo, con una pasta conductora) en el eje Z. En mas detalle, se han mostrado micro vias apiladas producidas por acumulacion paralela o por laminacion de laminados de un solo lado, y son el objeto de la Patente de Estados Unidos n.° 7.523.545, presentada el 14 de febrero de 2007, que esta asignada a los mismos cesionarios de la presente invencion y que se incorpora por referencia en el presente documento en su totalidad. En la misma, en una realizacion, se aplica un adhesivo en un laminado de un solo lado, se generan vias por laser a traves del adhesivo y se llenan con tinta. Las diversas capas se efectuan en paralelo y se juntan entre si en una tecnica de lay-up, para la laminacion. La hoja metalizada del segundo lado se representa

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visualmente y se graba, durante una impresion y grabado. Estas capas pueden probarse individualmente antes de la tecnica de lay-up y la laminacion.

La laminacion secuencial convencional a menudo requiere laminar subconjuntos (subs) antes de que una segunda laminacion una el primer sub al segundo sub. Esta union entre sub y sub se puede lograr de la misma manera que multiples materiales de un solo lado. Uniendo dos o mas subs de esta manera, es posible construir trayectorias conductoras con relacion de aspecto muy alta a traves de placas PCB, para aplicaciones tales como tarjetas de sonda. Tambien puede iniciarse una construccion secuencial convencional desde el centro, hacia fuera, con estructuras de tipo 3+N+3 (3 sub + N sub + 3 sub) que anaden capas externas orientadas en sentido opuesto al centro. Podria lograrse una estrategia similar con el acercamiento de pila unica.

La Patente de Estados Unidos n.° 7.523.545 a la que se ha hecho referencia anteriormente aborda el espesor del adhesivo y el espesor del cobre. En este caso, la entidad inventora ha observado que laminar una pieza de material preimpregnado en la de cobre mas gruesa permitira poner en practica el apilamiento de nucleos de una sola capa con conductores encapsulados y una superficie plana, fabricando un sub con el cobre pesado encapsulado en material preimpregnado.

La presente entidad inventora tambien ha observado que pueden utilizarse mas tipos de materiales ademas de FR4 y GPY, en el proceso de construccion en paralelo de capas individuales.

Los procesos de vias en serie que utilizan plasma (Diconex) y fresado quimico pueden resultar adecuados para producir las vias, sobre todo en las construcciones mas delgadas, que precisan del fresado de capas mas delgadas.

En mas detalle, las funcionalidades adicionales para las tecnicas de construccion (construccion en paralelo) de acuerdo con realizaciones de la presente invencion son como sigue:

1. Incorporar sub estructuras de 2 capas metalicas en la construccion en paralelo

a. Pueden aplicarse nucleos entintados de un solo lado, del reves, sobre un lado del sub de 2 capas metalicas, mientras que, en el lado opuesto, el nucleo de un solo lado se aplica en la orientacion opuesta durante la tecnica de lay-up.

b. Los subs pueden fabricarse a partir de un nucleo central o de multiples nucleos unidos entre si, mediante materiales preimpregnados o combinaciones con adhesivo.

c. Los subs pueden presentar orificios pasantes chapados, pueden rellenarse con un viafill conductor o no conductor.

d. Los subs pueden ser un hibrido de una construccion en paralelo de una sola capa, y materiales compuestos de dos capas.

2. Incorporar una subestructura de 1 capa metalica en la construccion en paralelo

a. Los subs pueden fabricarse a partir de un nucleo o de multiples nucleos unidos entre si, mediante materiales preimpregnados o combinaciones con adhesivo.

b. Los subs pueden presentar orificios pasantes chapados, pueden rellenarse con un viafill conductor o no conductor.

c. Los subs pueden ser un hibrido de una construccion en paralelo de una sola capa, y materiales compuestos de dos capas.

d. Los subs pueden utilizar un orificio pasante impreso (OPI) convencional o un grapinado de metal (o de cobre) con avellanado, como se describe en mas detalle a continuacion.

3. Incorporar un material preimpregnado contra cobre espeso, para facilitar la fabricacion de un sub plano de un solo lado.

4. Ampliar la lista de materiales permitidos, para incluir todos los materiales que se utilizan en la actualidad para construir placas PCB.

5. Ampliar la lista de materiales despegables, para permitir incluir papel revestido despegable.

6. Las vias podrian hacerse con fresado quimico o por plasma, o por otros metodos adecuados de fabricacion de las vias.

Ahora se describiran con mas detalle realizaciones a modo de ejemplo de la presente invencion, con referencia a los dibujos adjuntos. Como los expertos en la materia observaran, las realizaciones descritas se pueden modificar de diversas maneras adecuadas, sin apartarse del alcance de la presente invencion.

Las FIGS. 1A, 1B y 1C ilustran un detalle para permitir preparar un sub para un proceso. En este caso, el sub se hace relativamente "plano" para facilitar el montaje de varias subestructuras. En la Solicitud de Patente de Estados Unidos relacionada n.° 12/157.021, presentada el 5 de junio de 2008, que esta asignada a los mismos cesionarios de la presente invencion y que se incorpora por referencia en el presente documento en su totalidad, se describe una tecnica relacionada para fabricar una placa de circuito relativamente plana o un subcomponente de la placa de

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circuito.

En mas detalle, con referencia a las FIGS. 1A, 1B y 1C se describira un procedimiento de fabricacion de al menos una porcion de una placa de circuito impreso, que utiliza una secuencia de proceso de laminacion para unir una pluralidad de subconjuntos entre si de acuerdo con una realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion.

Como se muestra en la FIG. 1A, se procesa un primer subconjunto 100. El primer subconjunto 100 incluye una pluralidad de capas de circuito. En la FIG. 1A, se forman uno o mas orificios 110, cada uno con un primer diametro y una primera profundidad, desde un primer lado 120 del primer subconjunto 100. En este caso, los orificios 110 se forman por perforation mecanica, pero la presente invencion no se limita a esto. Adicionalmente, como se muestra en la FIG. 1A, se forman uno o mas avellanados 130, cada uno con un segundo diametro mayor que el primer diametro y una segunda profundidad, mas corta que la primera profundidad desde el primer lado 120 del primer subconjunto 100. En una realizacion, el primer diametro tiene aproximadamente 0,15 mm, y el segundo diametro tiene aproximadamente 0,25 mm. En este caso, como tambien se muestra en la FIG. 1A, se forma un avellanado 130 en una position que corresponde a un orificio 110 correspondiente. Adicionalmente, aunque en la FIG. 1A se muestra que los avellanados 130 se forman tras formar los orificios 100, la presente invencion no se limita a esto. Es decir, en otra realizacion de la presente invencion, pueden formarse los avellanados 130 antes de formar los orificios 100.

En la FIG. 1B, los orificios 110 y el avellanado 130 se metalizan con un material metalico 140. En este caso, en una realizacion, los orificios 110 y los avellanados 130 se metalizan mediante chapado electrolitico de los orificios 110 y los avellanados 130, para cerrar por chapado los orificios 110 y los avellanados 130. El chapado electrolitico de los orificios 110 y los avellanados 130 puede incluir el chapado electrolitico con cobre de los orificios avellanados 110 y los avellanados 130, para cerrar por chapado los orificios con el cobre.

Tambien, como se muestra en la FIG. 1B, se aplana o se graba sobre el primer lado 120 del primer subconjunto 100 una capa de hoja metalizada solida 150, que se habia laminado previamente sobre el primer lado 120 del primer subconjunto 100, a modo de la capa mas externa del primer subconjunto. Se aplica entonces un adhesivo de laminacion (pelicula adhesiva) 170 sobre el primer lado 120 del primer subconjunto 100. Se aplica entonces una pelicula protectora sobre el adhesivo de laminacion.

En este caso, la pelicula protectora (o lamina de Mylar) se muestra unida al subconjunto con el adhesivo de laminacion (o material preimpregnado o espesor de union) 170 interpuesto entre la pelicula protectora y el primer subconjunto 100. Sin embargo, la presente invencion no se limita solo a la lamina de Mylar, y puede fabricarse con cualquier material adecuado, tal como poliester, polipropileno orientado, fluoruro de polivinilo, polietileno, polietileno de alta densidad, naftalato de polietileno, pacothane, polimetilpenteno, o combinaciones de los mismos. Ademas, en la FIG. 1C, se observan una o mas vias 160 formadas en el adhesivo de laminacion 170 y en posiciones que corresponden, respectivamente, a los avellanados 130 y a los orificios 110. En la FIG. 1C, la via (o micro via) 160 se forma por perforacion por laser. Sin embargo, la presente invencion no se limita a esto.

Ademas, como se muestra en la FIG. 1C, se rellena con una pasta conductora (tinta conductora) la via 160 formada en el adhesivo de laminacion 170.

Por ultimo, como se muestra en las FIGS. 1C, 2 y 3, se forma una placa de circuito impreso final (o un subconjunto final) 200 al retirar la pelicula protectora (vease la FIG. 1C), para la tecnica de lay-up y la laminacion con un segundo subconjunto 100' (veanse las FIGS. 2 y 3). Esto es, como se muestra en las FIGS. 2 y 3, se coloca el segundo subconjunto 100' de tal manera que el adhesivo de laminacion 170 quede entre los dos subconjuntos 100 y 100', y luego se cura para formar la placa de circuito impreso final 200 (vease la FIG. 2). En este caso, la placa de circuito impreso final 200 se forma de tal manera que la posicion de cada una de las vias 160 corresponda tambien con al menos una de una pluralidad de areas terminales metalizadas de cobre (es decir, los conductores grabados que se muestran en la FIG. 1A) 180, situada en el primer subconjunto 100. Ademas, en una realizacion, el segundo subconjunto 100' se forma en un procedimiento sustancialmente similar al metodo de formation del primer subconjunto 100.

En este caso, la placa de circuito impreso 200 mostrada en la FIG. 2 incluye una pluralidad de capas de circuito. La pasta conductora en las vias 160, y el material metalico 140 en los avellanados 130 y en los orificios 110, interconectan electricamente la pluralidad de areas terminales metalizadas 180 de cobre situadas en el primer subconjunto 100 con una pluralidad de areas terminales metalizadas de cobre (por ejemplo, conductores grabados) situadas en el segundo subconjunto 100'.

Como tal, y en vista de lo anterior, se proporciona una placa de circuito impreso con interconexiones del eje Z (por ejemplo, los orificios 110, los avellanados 130, y/o las micro vias 160) que puede eliminar la necesidad de metalizar micro vias y/o eliminar la necesidad de aplanar protuberancias chapadas de una superficie, que se puede fabricar con uno o dos ciclos de laminacion, y/o que puede tener uniones entre soporte y soporte (o entre sub y sub) con vias conductoras, cada una llena con un material conductor (por ejemplo, con una pasta conductora) en el eje Z.

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Ademas, en una realizacion, el material metalico (o metal) 140 situado en el al menos uno de los orificios 110 esta firmemente anclado con el al menos un orificio 110, mediante el material metalico (o metal) 140 situado en el correspondiente de los avellanados 130.

En una realizacion, y como se muestra en la FIG. 3, el avellanado 130 del primer subconjunto 100 esta configurado para estar orientado hacia, y aumentar, un area de superficie de contacto con otro correspondiente avellanado del segundo subconjunto 100'.

En una realizacion, el primer y segundo subconjuntos 100 y 100' se unen mediante la alineacion mutua del primer y segundo subconjuntos 100 y 100'; y el curado del adhesivo de laminacion 170 sobre el primer subconjunto 100 para laminar el primer y segundo subconjuntos entre si 100 y 100'.

Es decir, en vista de lo anterior, la union de la pluralidad de subconjuntos puede incluir: alinear al menos un avellanado 130 y al menos otro avellanado 130, para que queden orientados el uno hacia el otro y queden acoplados electricamente entre si a traves de al menos una via 160, rellena con la pasta conductora; y curar el adhesivo de laminacion 170 sobre al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (por ejemplo, el primer subconjunto 100) para laminar entre si el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos con otro de la pluralidad de subconjuntos (por ejemplo, el segundo subconjunto 100').

En una realizacion, cada uno de la pluralidad de subconjuntos que forman la placa de circuito 200 incluye un sustrato, al menos un area terminal de hoja metalizada (o area terminal de hoja metalizada de cobre) sobre el sustrato, y un material preimpregnado sobre el sustrato y que cubre la al menos un area terminal de hoja metalizada, en la que al menos uno de los orificios 110 se forma mediante la perforacion del al menos un orificio para que su posicion corresponda con la al menos un area terminal de hoja metalizada, y al menos uno de los avellanados se forma mediante la perforacion del al menos un avellanado para que su posicion corresponda con la al menos un area terminal de hoja metalizada. En una realizacion, la perforacion del al menos un orificio 110 incluye perforar el al menos un orificio 110 totalmente a traves tanto del material preimpregnado como de la al menos un area terminal de hoja metalizada, y la perforacion del al menos un avellanado 130 incluye perforar al menos parcialmente el al menos un avellanado 130 a traves del material preimpregnado, y solo parcialmente a traves de la al menos un area terminal de hoja metalizada. En una realizacion, la perforacion del al menos un orificio 110 incluye perforar el al menos un orificio 110 al menos parcialmente a traves del material preimpregnado, la al menos un area terminal de hoja metalizada y el sustrato, y la perforacion del al menos un avellanado 130 incluye perforar el al menos un avellanado 130 al menos parcialmente a traves del material preimpregnado.

Como se muestra, la FIG. 2 representa tres (3) subs juntados entre si como se ha descrito anteriormente, es decir, unidos con una junta de tinta en el OPI. La FIG. 3 es una vista detallada de la junta de tinta que muestra el grapinado relativamente "plano" sobre cada uno de los dos subs. Las FIGS. 4A y 4B ilustran una version de grapinado con avellanado por laser, que se hace para que sea relativamente "plano" para la union entre sub y sub.

En este caso, en las FIGS. 1A, 1B y 1C, se muestra un avellanado de acuerdo con una realizacion de la presente invention que se forma mecanicamente, pero la presente invention no se limita a esto. En otra realizacion y haciendo referencia a las FIGS. 4A y 4B, por ejemplo, el avellanado podria formarse mediante la representation visual de una abertura alrededor del orificio pasante, y la elimination del material circundante con un laser. Esto es, como se muestra en las FIGS. 4A y 4B, en una realizacion de la presente invencion, antes de perforar al menos un orificio 310 el metodo incluye adicionalmente: laminar una capa de hoja metalizada solida (hoja) 300 sobre el primer lado de al menos uno de la pluralidad de subconjuntos, a modo de capa mas externa del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos; y eliminar selectivamente una portion de la capa de hoja metalizada solida 300 para formar un espacio libre, en una posicion correspondiente al al menos un orificio 310 y el al menos un correspondiente avellanado 330. La formation del al menos un orificio 310 puede incluir perforar el al menos un orificio 310 en el espacio libre, y la formacion del al menos un avellanado 330 puede incluir perforar el al menos un avellanado 330 en el espacio libre. La eliminacion selectiva de la porcion de la capa de hoja metalizada solida 300, para formar el espacio libre, puede incluir eliminar selectivamente la porcion de la capa de hoja metalizada solida 300 para que forme el espacio libre, de manera que tenga un diametro sustancialmente identico al diametro del al menos un correspondiente avellanado 330. Si se utiliza un laser de CO2, a continuation, el area terminal de cobre (o conductor grabado) que se muestra, por ejemplo, como 180 en las FIGS. 1A, 2 y 3, evitara una mayor penetration. Esto puede resultar deseable con orificios de un diametro mas pequeno, orificios con avellanado no redondo, hojas mas finas para las areas terminales subyacentes. La realizacion de las FIGS. 1A, 1B, 1C, 2 y 3 utilizo 56,70 g de cobre, pero podria ser mas delgada o incluso mas gruesa 56,70 g.

Con referencia a las FIGS. 2 y 3, podrian prepararse tres subs, que tengan un espesor de aproximadamente 1,52 mm. El diametro de las vias perforadas podra ser de aproximadamente 0,15 mm. El diametro del avellanado podra tener aproximadamente 0,25 mm. Las areas terminales de captura dentro de cada sub podran tener aproximadamente 0,25 mm. El diametro de los huelgos en el laminado puede ser de aproximadamente 0,05 mm. Cada sub con uno o mas orificios pasantes impresos (OPI) tendra una relation de aspecto de aproximadamente 10:1. Estas geometrias se pueden fabricar para cada sub. Si se unen tres subs para fabricar una placa de aproximadamente 4,6 mm de espesor, entonces la relacion de aspecto general sera de aproximadamente 30:1. En

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particular, para orificios de aproximadamente 0,15 mm es dificil perforar hasta 4,6 mm. Si puede perforarse la placa, entonces resulta muy dificil metalizar en primer lugar una capa de semilla en el interior del orificio, y a continuacion metalizar la capa de semilla en un proceso de OPI.

Este tipo de orificios con una alta relacion de aspecto son deseables y/o necesarios para las aplicaciones de comprobacion de chips, conocidas como tarjetas de sonda y de carga. Los orificios de pequeno diametro se ajustan a los requisitos de paso del probador. Los elevados recuentos de capa asociados hacen que estas aplicaciones sean muy complicadas. Un proceso comparativo requiere la perforation precisa de ambas superficies y el bombeo forzado de soluciones no electroliticas y electroliticas a traves de los orificios, para preparar el OPI. El proceso comparativo sufre de fluctuation de perforacion y de resultados pobres.

En vista de lo anterior, y de acuerdo con realizaciones de la presente invention, las principales mejoras de la construction de placas multicapa usando tecnicas de construction en paralelo son las siguientes:

1. Las placas de construccion secuencial presentan bastantes mas oportunidades de ser desechadas antes de finalizar las etapas.

2. La construccion en paralelo presenta un menor numero de etapas de fabrication de una placa, lo que permite producir la placa varias veces mas rapido.

3. La production mas rapida de las placas mejora el tiempo de ciclos de aprendizaje para el cliente, durante la production de prototipos.

4. Los tiempos de produccion mas rapidos permiten la produccion segun demanda del cliente, almacenandose una menor cantidad de producto en las instalaciones de fabricacion, ensamblaje, y del cliente.

5. Puesto que existe un menor numero de etapas el proceso general produce menos desechos y una mayor calidad que en la construccion secuencial, a pesar de que utilizan equipos y procesos similares para producir la placa.

6. Se incrementa la capacidad total de un equipo para producir una placa.

7. Es posible fabricar conjuntos de materiales hibridos con materiales que, de otro modo, serian incompatibles

8. Es posible incorporar capas especializadas en la placa.

9. El uso de la tecnica de avellanado produce areas terminales de solape para juntas de tinta entre sub y sub. El grapinado metalico (o de cobre) que queda a ras con el material compuesto de resina/vidrio puede prepararse con una tecnica de avellanado, es decir con la perforacion mecanica de avellanado o con una combination de perforacion mecanica y de avellanado por laser. Esta tecnica de avellanado produce un orificio pasante chapado de sub interior mas fiable, que produce una menor tension por flexion sobre las capas que cubren el sub que con las tecnicas convencionales de grapinado chapado. En general, el uso de la tecnica de avellanado anteriormente descrita de acuerdo con una realization de la presente invencion resulta en orificios con una relacion de aspecto muy alta, y en una resultante densidad del circuito entre capa y capa que es mas elevada de lo que puede lograrse convencionalmente.

Aunque la invencion se ha descrito en relacion con ciertas realizaciones a modo de ejemplo, los expertos en la materia deben comprender que la invencion no se limita a las realizaciones dadas a conocer, sino que, por el contrario, esta destinada a cubrir diversas modificaciones que estan incluidas dentro del alcance de la presente invencion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo de fabrication de al menos una portion de una placa de circuito impreso (200), comprendiendo el metodo:

unir una pluralidad de subconjuntos (100, 100') entre si despues de procesar al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), en donde cada uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende una pluralidad de capas de circuito, y el procesamiento del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende:

formar al menos un orificio (110, 310) que tenga un primer diametro y una primera profundidad, desde un primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'); metalizar el al menos un orificio (110, 310);

aplicar un adhesivo de lamination (170) sobre el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100');

aplicar una pelicula protectora sobre el adhesivo de laminacion (170); y

retirar la pelicula protectora para exponer el adhesivo de laminacion (170) sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), para su union con la otra pluralidad de subconjuntos (100, 100'); caracterizado por que el metodo comprende adicionalmente:

formar al menos un avellanado (130, 330) que tenga un segundo diametro, mayor que el primer diametro, y una segunda profundidad mas corta que la primera profundidad desde el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') en el al menos un orificio (110, 310); metalizar el al menos un avellanado (130, 330);

formar al menos una via (160) dentro del adhesivo de laminacion (170), para exponer una porcion metalizada del al menos un avellanado (130, 330); y

rellenar con al menos una pasta conductora la al menos una via (160) formada en el adhesivo de laminacion (170).
2. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado por que la metalizacion del al menos un orificio (110, 310) y el al menos un avellanado (130, 330) comprende el chapado electrolitico del al menos un orificio (110, 310) y del al menos un avellanado (130, 330), para cerrar por chapado el al menos un orificio y el al menos un avellanado.
3. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado por que la union de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende:

alinear la pluralidad de subconjuntos (100, 100') entre si; y

curar el adhesivo de laminacion (170) sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), para laminar la pluralidad de subconjuntos (100, 100') entre si.
4. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado por que el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende un sustrato, al menos un area terminal de hoja metalizada (180) sobre el sustrato, y un material preimpregnado sobre el sustrato y que cubre la al menos un area terminal de hoja metalizada (180), en donde la formation del al menos un orificio (110, 310) comprende perforar el al menos un orificio (110, 310) para que su position corresponda con la al menos un area terminal de hoja metalizada (180), y en donde la formacion del al menos un avellanado (130, 330) comprende la perforation del al menos un avellanado (130, 330) para que su posicion corresponda con la al menos un area terminal de hoja metalizada (180).
5. El metodo de la reivindicacion 4, caracterizado por que la perforacion del al menos un orificio (110, 310) comprende perforar el al menos un orificio (110, 310) completamente a traves tanto del material preimpregnado como de la al menos un area terminal de hoja metalizada (180), y en el que la perforacion del al menos un avellanado (130, 330) comprende perforar el al menos un avellanado (130, 330) al menos parcialmente a traves del material preimpregnado, y solo parcialmente a traves de la al menos un area terminal de hoja metalizada (180).
6. El metodo de la reivindicacion 4, caracterizado por que la perforacion del al menos un orificio comprende perforar el al menos un orificio (110, 310) al menos parcialmente a traves del material preimpregnado, la al menos un area terminal de hoja metalizada (180) y el sustrato, y en el que la perforacion del al menos un avellanado (130, 330) comprende perforar el al menos un avellanado (130, 330) al menos parcialmente a traves del material preimpregnado.
7. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado por que, antes de perforar el al menos un orificio (110, 310), el metodo comprende adicionalmente:

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laminar una capa de hoja metalizada solida (150, 300) sobre el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), a modo de capa mas exterior del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'); y

eliminar selectivamente una porcion de la capa de hoja metalizada solida (150, 300) para formar un espacio libre en una posicion correspondiente al al menos un orificio (110, 310) y el al menos un avellanado (130, 330).
8. El metodo de la reivindicacion 7, caracterizado por que la formacion del al menos un orificio (110, 310) comprende perforar el al menos un orificio (110, 310) en el espacio libre, y en el que la formacion del al menos un avellanado (130, 330) comprende perforar el al menos un avellanado (130, 330) en el espacio libre.
9. El metodo de la reivindicacion 8, caracterizado por que la elimination selectiva de la porcion de la capa de hoja metalizada solida (150, 300) para formar el espacio libre comprende la eliminacion selectiva de la porcion de la capa de capa de hoja metalizada solida (150, 300) para formar el espacio libre de manera que tenga un tercer diametro sustancialmente identico al segundo diametro.
10. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado por que el metodo comprende adicionalmente:

formar al menos otro orificio que tenga sustancialmente el primer diametro y la primera profundidad, desde un segundo lado del al menos otro de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos otro de la pluralidad de subconjuntos (100, 100);

formar al menos otro avellanado que tenga sustancialmente el segundo diametro y la segunda profundidad, desde el segundo lado del al menos otro de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos otro de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') en el al menos otro orificio; y

metalizar el al menos otro orificio y el al menos otro avellanado, para metalizar el al menos otro orificio y el al menos otro avellanado.
11. El metodo de la reivindicacion 10, caracterizado por que la fijacion de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende:

alinear el al menos un avellanado (130, 330) y el al menos otro avellanado para que esten mutuamente orientados entre si y para que queden electricamente acoplados entre si, a traves de la al menos una via (160) rellena de la pasta conductora; y

curar el adhesivo de lamination (170) sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), para laminar el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') al al menos otro de la pluralidad de subconjuntos (100, 100').
12. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado por que el al menos un avellanado (130, 330) se forma mediante perforation por laser, y en el que al menos un orificio (110, 310) se forma por perforation mecanica.
13. El metodo de la reivindicacion 12, caracterizado por que la al menos una via (160) se forma mediante perforacion por laser.
14. Un metodo de fabrication de al menos una porcion de una placa de circuito impreso (200), comprendiendo el metodo:

unir una pluralidad de subconjuntos (100, 100') entre si tras procesar al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), en donde cada uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende una pluralidad de capas de circuito y el procesamiento del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende:

aplicar un adhesivo de laminacion (170) sobre el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100');

aplicar una pelicula protectora sobre el adhesivo de laminacion (170); y

retirar la pelicula protectora para exponer el adhesivo de laminacion (170) sobre el al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') para su union con la otra pluralidad de subconjuntos (100, 100'); caracterizado por que

el procesamiento del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') comprende adicionalmente:

formar al menos un avellanado (130, 330) que tenga sustancialmente un primer diametro y una primera profundidad, desde un primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100);

formar al menos un orificio (110, 130) que tenga un segundo diametro, mas pequeno que el primer diametro, y una segunda profundidad mas larga que la primera profundidad desde el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') en el al menos un avellanado (130, 330);

metalizar el al menos un orificio (110, 310) y el al menos un avellanado (130, 330), para metalizar el al

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menos un orificio (110, 310) y el al menos un avellanado (130, 330)

formar al menos una via (160) dentro del adhesivo de laminacion (170) para exponer una porcion metalizada del al menos un avellanado (130, 330); y

rellenar con al menos una pasta conductora la al menos una via (160) formada en el adhesivo de laminacion (170).
15. Una placa de circuito impreso (200), que comprende:

una pluralidad de subconjuntos (100, 100'), comprendiendo cada uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') una pluralidad de capas de circuito y teniendo al menos un orificio (110, 310);

una pluralidad de adhesivos de laminacion (170), estando interpuesto cada uno de la pluralidad de adhesivos de

laminacion (170) entre uno y otro correspondientes de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), y teniendo al

menos una via (160) formada a traves de los mismos; y

una pasta conductora que rellena el interior de la al menos una via (160);

caracterizada por que

cada uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') tiene adicionalmente al menos un avellanado (130, 330) que tiene un primer diametro y una primera profundidad, desde un primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), teniendo el al menos un orificio (110, 310) un segundo diametro menor que el primer diametro y una segunda profundidad mas larga que la primera profundidad desde el primer lado (120) del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100'), y hacia dentro del al menos uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100') en el al menos un avellanado (130, 330);

la placa de circuito impreso (200) comprende adicionalmente un metal (140), metalizado dentro del al menos un orificio (110, 310) y el al menos un avellanado (130, 330); y

la pluralidad de subconjuntos (100, 100') estan electricamente acoplados entre si, a traves de la al menos una via (160) de cada uno de la pluralidad de adhesivos de laminacion (170) y el al menos un avellanado (130, 330) y el al menos un orificio (110, 310) de cada uno de la pluralidad de subconjuntos (100, 100').