NL1032636C2

NL1032636C2 - Connecting together circuit boards in multi layer arrangement for e.g. microwave digital electronics, involves inserting metal bolts via holes drilled in bonding layer between two boards

Info

Publication number: NL1032636C2
Application number: NL1032636A
Authority: NL
Inventors: Franciscus Augustinus Ros
Original assignee: Thales Nederland Bv
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2008-04-08

Abstract

The connection method comprises the following steps:drilling holes in a transverse direction through a bonding layer (57) in the region of the electrical connections (48-53) between the two circuit boards (40, 41); #inserting metal bolts (54-56) in the region of the electrical connections on a first circuit board; #securing the second board to the first board via the drilled bonding layer so that the electrical connections on the second board are located opposite those on the first board via the drilled holes, such that an electrical current can flow through the bolts between the connections on the two boards.

Description

Een werkwijze voor het verbinden van printplaten en een meeriaagse printplaatsamenstellingA method for connecting printed circuit boards and a multi-layer printed circuit board assembly

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verbinden van printplaten en een meeriaagse printplaatsamenstelling (multilayer). De uitvinding is bijvoorbeeld met name van toepassing op microgolf- en ultrasnelle digitale elektronica.The present invention relates to a method for connecting printed circuit boards and a multi-layer printed circuit board assembly (multilayer). The invention applies, for example, in particular to microwave and ultrafast digital electronics.

55

Met de zich voortdurend uitbreidende functionaliteit en de toenemende prestaties van halfgeleiders, groeit ook het aantal lagen in printplaten. De tegenwoordige hoge-dichtheid multilayers worden gekenmerkt door een hoge concentratie van elektronische componenten in 10 klein bestek. Deze printplaten worden gebruikt voor een groeiend aantal toepassingen, onder andere digitale-elektronicaprintplaten in computers, passieve en actieve microgolfprintplaten en gemengde HF/elektronische printplaten.With the constantly expanding functionality and the increasing performance of semiconductors, the number of layers in printed circuit boards is also growing. The current high-density multilayers are characterized by a high concentration of electronic components in small specifications. These printed circuit boards are used for a growing number of applications, including digital electronics printed circuit boards in computers, passive and active microwave printed circuit boards and mixed HF / electronic printed circuit boards.

In principe is een printplaat opgebouwd uit een aantal elementaire 15 lagen. Elke laag wordt lithografisch geëtst of gemetalliseerd om signaalwegen te vormen die de op de laag aangebrachte elektronische componenten verbinden. De lagen kunnen HF transmissielijnen vormen in hoogfrequente microgolftoepassingen, zoals striplines, waar zij als een centrale geleider liggen tussen een paar diëlektrische lagen met aan de 20 boven- en onderzijde een metalen deklaag. De lagen kunnen ook andere typen HF transmissielijnen vormen, of data-, timing- of voedingslijnen zonder verlies van de algemene functie. Doorverbindingen tussen de lagen, de zogenaamde “via's", worden gebruikt om de centrale geleider en de aardsignaalwegen van laag naar laag elektrisch te verbinden, waardoor een 25 HF signaalweg tot stand komt in een meerlagenstructuur.In principle, a printed circuit board is made up of a number of elementary layers. Each layer is lithographically etched or metallized to form signal paths that connect the electronic components applied to the layer. The layers can form RF transmission lines in high frequency microwave applications, such as striplines, where they lie as a central conductor between a pair of dielectric layers with a metal top layer on the top and bottom. The layers may also form other types of RF transmission lines, or data, timing, or power lines without losing the overall function. Through-connections between the layers, the so-called "vias", are used to electrically connect the central conductor and the ground signal paths from layer to layer, whereby a HF signal path is created in a multi-layer structure.

De via's worden gerealiseerd door gaten te boren door de lagen en die gaten aan de binnenzijde te metalliseren. Dit proces kan eventueel plaatsvinden op deellaagniveau, bijvoorbeeld door twee gaten te boren door de halve dikte van twee striplines en de gaten achtereenvolgens te 30 metalliseren. Dit proces kan echter ook worden uitgevoerd door één enkel gat dwars door de paren deellagen van twee striplines te boren en het complete gat in één handeling te metalliseren, zodat minder fabricagestappen nodig zijn, met als resultaat een kortere productietijd.The vias are realized by drilling holes through the layers and metallizing those holes on the inside. This process can optionally take place at partial layer level, for example by drilling two holes through half the thickness of two striplines and successively metallizing the holes. However, this process can also be performed by drilling a single hole through the pairs of partial layers of two striplines and metallizing the entire hole in one operation, so that fewer manufacturing steps are required, resulting in a shorter production time.

103? 2103? 2

In ieder geval worden de fabricagestappen serieel uitgevoerd op het product, dat na elke stap complexer en duurder wordt. Bovendien vereist een multilayer die meer dan twee lagen omvat, een groot aantal fabricagestappen. Voor een doorsnee printplaat van bijvoorbeeld drie 5 functionele lagen zijn meestal meer dan 100 fabricagestappen nodig, onder andere lithografische stappen, boren, metalliseren en verschillende persstappen. Hoewel elke stap op zich geen hoge uitvalfrequentie met zich mee hoeft te brengen, kan het grote aantal na elkaar uitgevoerde fabricagestappen op een product waarvan de kosten in de loop van het 10 fabricageproces voortdurend stijgen het rendement tot een onaanvaardbaar niveau doen dalen. Het gevolg is dat de kostprijs van het eindproduct, wanneer het op een industriële schaal wordt gefabriceerd, drastisch omhoog blijkt te gaan.In any case, the manufacturing steps are carried out serially on the product, which becomes more complex and expensive after each step. In addition, a multilayer that comprises more than two layers requires a large number of manufacturing steps. A typical printed circuit board of, for example, three functional layers usually requires more than 100 manufacturing steps, including lithographic steps, drilling, metallizing and various pressing steps. Although each step per se does not have to entail a high failure rate, the large number of successive manufacturing steps on a product whose costs constantly increase during the course of the manufacturing process can cause efficiency to fall to an unacceptable level. The result is that when it is manufactured on an industrial scale, the cost price of the end product appears to increase drastically.

15 De onderhavige uitvinding heeft tot doel om te voorzien in een werkwijze en een apparaat die gebruikt kunnen worden om tenminste enkele van de hiervoor beschreven technische problemen te ondervangen. In de meest algemene termen stelt de uitvinding voor om multilayers samen te stellen zonder daarbij een metaliiseringsproces te betrekken. In plaats van 20 seriële metalliseringsstappen op het product, te beginnen met de binnenste laag van het product en vervolgens toevoeging aan het product van telkens een nieuwe laag, stelt de uitvinding voor om een aantal delen van het product afzonderlijk en gelijktijdig op te bouwen, uitgaande van de standaardwerkwijze voor gemetalliseerde via's en deze afzonderlijke delen 25 later samen te voegen door middel van een proces dat heel veilig is. Op deze wijze doorloopt elk deel van het product processen die minder risico met zich meebrengen en geschiedt het samenstellen volgens een nagenoeg risicoloos proces. Hierdoor wordt het uitvalprobleem opgelost, hetgeen een aanzienlijke verlaging betekent van de totale kosten van het eindproduct.The present invention has for its object to provide a method and an apparatus which can be used to obviate at least some of the technical problems described above. In the most general terms, the invention proposes to assemble multilayers without involving a metallization process. Instead of 20 serial metallization steps on the product, starting with the inner layer of the product and then adding a new layer to the product each time, the invention proposes to build up a number of parts of the product separately and simultaneously, starting from of the standard method for metallized vias and later merging these individual parts through a very safe process. In this way, each part of the product goes through processes that entail less risk and the assembly takes place according to a virtually risk-free process. This solves the failure problem, which means a considerable reduction in the total costs of the end product.

3030

Volgens een eerste aspect kan deze uitvinding voorzien in een werkwijze voor het verbinden van twee printplaten. De werkwijze omvat een stap van het boren van gaten dwars door een hechtlaag ter plaatse van de elektrische verbindingen tussen de beide printplaten. De werkwijze omvat 35 ook een stap van het afzetten van metalen bultjes ter plaatse van de 3 elektrische verbindingen op een eerste printplaat. De werkwijze bevat verder een stap van het hechten van de tweede printplaat op de eerste printplaat door middel van de uitgeboorde hechtlaag, waarbij de elektrische verbindingen van de tweede printplaat gerangschikt worden tegenover de 5 verbindingen van de eerste printplaat door de gaten van de hechtlaag. Hierdoor kan een elektrische stroom vloeien door de metalen bultjes tussen de elektrische verbindingen van de twee printplaten. Eventueel kan de stap van het hechten van de tweede printplaat op de eerste printplaat het aandrukken omvatten van de tweede printplaat tegen de hechtlaag en/of het 10 solderen van de metalen bultjes op de elektrische verbindingen van de tweede printplaat.According to a first aspect, the present invention can provide a method for connecting two printed circuit boards. The method comprises a step of drilling holes through an adhesive layer at the location of the electrical connections between the two printed circuit boards. The method also comprises a step of depositing metal bumps at the location of the 3 electrical connections on a first printed circuit board. The method further includes a step of bonding the second printed circuit board to the first printed circuit board by means of the drilled adhesive layer, the electrical connections of the second printed circuit board being arranged opposite the connections of the first printed circuit board through the holes of the adhesive layer. This allows an electric current to flow through the metal bumps between the electrical connections of the two printed circuit boards. Optionally, the step of attaching the second printed circuit board to the first printed circuit board may include pressing the second printed circuit board against the adhesive layer and / or soldering the metal bumps onto the electrical connections of the second printed circuit board.

Bij voorkeur kunnen, voor het verbinden van meer dan twee elementaire printplaten, paren elementaire platen gelijktijdig verbonden worden en kan elk paar platen gelijktijdig verbonden worden met een ander 15 paar platen. De werkwijze voor het verbinden kan gelijktijdig herhaald worden tot alle printplaten met elkaar zijn verbonden.Preferably, for connecting more than two elementary circuit boards, pairs of elementary plates can be connected simultaneously and each pair of plates can be connected to another pair of plates simultaneously. The connection method can be repeated simultaneously until all printed circuit boards are connected to each other.

In een tweede aspect kan de uitvinding voorzien in een multilayer, die tenminste twee printplaten omvat. Een hechtlaag verbindt elk paar 20 aangrenzende printplaten, waarbij elke hechtlaag doorboord wordt ter plaatse van de elektrische verbindingen tussen de aangrenzende printplaten. Op elke locatie tussen twee elektrische verbindingen van de twee printplaten bevindt zich tenminste één metalen bultje. Hierdoor kan een elektrische stroom vloeien door de metalen bultjes tussen de elektrische verbindingen 25 van de aangrenzende printplaten.In a second aspect, the invention can provide a multilayer, which comprises at least two printed circuit boards. An adhesive layer connects each pair of adjacent printed circuit boards, each adhesive layer being pierced at the location of the electrical connections between the adjacent printed circuit boards. At each location between two electrical connections of the two printed circuit boards there is at least one metal bump. This allows an electric current to flow through the metal bumps between the electrical connections of the adjacent printed circuit boards.

Bij voorkeur kunnen de hechtlagen voorgeïmpregneerd worden met een epoxyhars.The adhesive layers can preferably be pre-impregnated with an epoxy resin.

De bultjes kunnen van koper gemaakt en/of gemetalliseerd worden met een deklaag van tin en gesoldeerd worden op de 30 tegenoverliggende printplaat.The bumps can be made of copper and / or metallized with a tin layer and soldered on the opposite printed circuit board.

De stroom die vloeit tussen de elektrische verbindingen van de aangrenzende printplaten kan een gelijkstroom zijn of overeenkomen met een HF signaal.The current flowing between the electrical connections of the adjacent printed circuit boards can be a direct current or correspond to an RF signal.

44

Uit bovenstaande blijkt dat in elk van zijn aspecten de uitvinding het voordeel biedt dat deze gebaseerd is op normale materialen en op de meest gewone printplaatfabricageprocessen, zoals lamineren, boren, metalliseren en solderen. Met name is het voor de uitvinding niet nodig dat 5 de machines uitgerust worden met speciaal gereedschap. Dientengevolge biedt de uitvinding een zeer kosteneffectieve oplossing.From the above it appears that in each of its aspects the invention offers the advantage that it is based on normal materials and on the most common circuit board manufacturing processes, such as laminating, drilling, metallizing and soldering. In particular, it is not necessary for the invention that the machines be equipped with special tools. Consequently, the invention offers a very cost-effective solution.

Niet-beperkende voorbeelden van de uitvinding worden hierna beschreven aan de hand van de begeleidende tekeningen, waarin: 10 - Afb. 1a een schematische weergave is van de conventionele werkwijze voor het samenstellen van een multilayer volgens de bekende techniek, - Afb. 1 b een schematische weergave is van een nieuwe volgorde voor het samenstellen van een multi-stripline printplaat volgens de 15 uitvinding, - Afb. 2 een schematische weergave is van een samenstelling van twee printplaatlagen volgens de uitvinding.Non-limiting examples of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which: - Figs. 1a is a schematic representation of the conventional method for assembling a multilayer according to the known art, FIG. 1 b is a schematic representation of a new sequence for assembling a multi-stripline printed circuit board according to the invention, FIG. 2 is a schematic representation of a composition of two printed circuit board layers according to the invention.

In de afbeeldingen zijn referentietekens steeds aan dezelfde onderdelen 20 toegekend.Reference marks are always assigned to the same parts in the illustrations.

Afb. 1a geeft schematisch de conventionele werkwijze weer voor het samenstellen van een multilayer volgens de bekende techniek. Een multilayer 1 moet bijvoorbeeld opgebouwd worden uit vier striplines 2, 3, 4 en 25 5. Stripline 2 omvat een tussen een paar diëlektrische deeliagen 6 en 7 ingeklemde stroomgeleiderlijn 14. In overeenkomstige lay-outs omvat stripline 3 een stroomgeleiderlijn 15 en een paar diëlektrische deeliagen 8 en 9, stripline 4 een stroomgeleiderlijn 16 en een paar diëlektrische deeliagen 10 en 11 en stripline 5 een stroomgeleiderlijn 17 en een paar diëlektrische 30 deeliagen 12 en 13.Fig. 1a schematically shows the conventional method for assembling a multilayer according to the known art. A multilayer 1 must, for example, be made up of four striplines 2, 3, 4 and 5. Stripline 2 comprises a current conductor line 14 clamped between a pair of dielectric sub-layers 6 and 7. In corresponding layouts, stripline 3 comprises a current conductor line 15 and a pair of dielectric dividing layers 8 and 9, stripline 4 a current conductor line 16 and a pair of dielectric dividing layers 10 and 11 and stripline 5 a current conductor line 17 and a pair of dielectric dividing layers 12 and 13.

In een eerste stap i worden striplines 2 en 3 samengesteld en worden hun centrale geleiders verbonden door middel van een gemetalliseerde via 18. In het voorbeeld van Afb. 1a wordt via 18 gemaakt door het boren van één enkel gat dwars door het paar deeliagen 6 en 7 en 35 dwars door het paar deeliagen 8 en 9. Vervolgens wordt het gat in zijn 5 geheel gemetalliseerd, waarna het overtollige metallisatiemateriaal in lagen 6 en 9 wordt weggeboord. Een elektrische stroom kan nu vloeien van stroomgeleiderlijn 14 door via 18 naar stroomgeleiderlijn 15. De samenstelling van stripline 2 en stripline 3 vormt in dit stadium van het 5 proces de kem van het product.In a first step i, striplines 2 and 3 are assembled and their central conductors are connected by means of a metallized via 18. In the example of Fig. 1a is made through 18 by drilling a single hole through the pair of sublayers 6 and 7 and 35 through the pair of sublayers 8 and 9. Subsequently, the entire hole is metallized, after which the superfluous metallization material in layers 6 and 9 is drilled away. An electric current can now flow from current conductor line 14 through via 18 to current conductor line 15. The composition of stripline 2 and stripline 3 forms the core of the product at this stage of the process.

In een tweede stap i i worden deellagen 11 en 12 van, respectievelijk, striplines 4 en 5 aangebracht op de uit de vorige stap i resulterende productkem. Deels omdat een zijde van stripline 2 en een zijde van stripline 3 niet langer toegankelijk zijn, moeten stripline 4 en stripline 5 10 gemonteerd worden op deellaagniveau.In a second step i i, sublayers 11 and 12 of, respectively, striplines 4 and 5 are applied to the product core resulting from the previous step i. Partly because one side of stripline 2 and one side of stripline 3 are no longer accessible, stripline 4 and stripline 5 must be mounted at partial layer level.

Voorafgaand aan het hechten van deellagen 6 en 7, wordt een via 19 geboord door deellaag 6. Op overeenkomstige wijze wordt, voorafgaand aan het hechten van deellagen 10 en 11, een via 21 geboord door deellaag 11. Via's 19 en 21 worden tegenover elkaar gerangschikt en het resulterende 15 viagat wordt gemetalliseerd. Een elektrische stroom kan nu vloeien van stroomgeleiderlijn 14 door via's 19 en 21 naar stroomgeleiderlijn 16.Prior to bonding sublayers 6 and 7, a via 19 is drilled through sublayer 6. Similarly, prior to bonding sublayers 10 and 11, a via 21 is drilled through sublayer 11. Via's 19 and 21 are arranged opposite each other and the resulting viagat is metallized. An electric current can now flow from current conductor line 14 through vias 19 and 21 to current conductor line 16.

Op dezelfde wijze worden deellagen 9 en 12 samengesteld door middel van via's 20 en 22 en kan er een stroom vloeien van stroomgeleiderlijn 15 door via's 20 en 22 naar stroomgeleiderlijn 17. Het 20 samenstel van stripline 2, stripline 3, deellaag 11 en deellaag 12 vormen de kem van het product in dit stadium van het proces.In the same way, sublayers 9 and 12 are assembled by way of vias 20 and 22 and a current can flow from via conductor line 15 through vias 20 and 22 to current conductor line 17. Forming the assembly of stripline 2, stripline 3, sublayer 11 and sublayer 12 the core of the product at this stage of the process.

In een derde stap i i i worden deellagen 10 en 13 van, respectievelijk, striplines 4 en 5 aangebracht op de uit de vorige stap i i resulterende productkem. Via's 23 en 24 worden door, respectievelijk, 25 deellagen 10 en 13 geboord. Later worden deellagen 10 en 13 gehecht op, respectievelijk, deellagen 11 en 12, door middel van een standaard striplinefabricageproces. Vervolgens worden via's 23 en 24 gemetalliseerd door middel van een standaard striplinefabricageproces.In a third step i i, sublayers 10 and 13 of, respectively, striplines 4 and 5 are applied to the product core resulting from the previous step i i. Vias 23 and 24 are drilled through 25 sublayers 10 and 13 respectively. Sub-layers 10 and 13 are later adhered to, respectively, sub-layers 11 and 12, by a standard stripline manufacturing process. Via's 23 and 24 are then metallized by means of a standard stripline manufacturing process.

30 Opgemerkt dient te worden dat de binnen-striplines, 2 en 3, inclusief hun componenten, alle stappen i, i i en i i i doorlopen die vereist zijn voor het samenstellen van printplaat 1 volgens de bekende techniek. Serieel uitgevoerd zouden deze stappen de binnen-striplines 2 en 3 blootgesteld hebben aan vijf riskante hechtprocessen: één in stap i, twee in 35 stap i i en twee in stap i i i Met name in de situatie dat stripline 2 en/of 6 stripline 3 een grote hoeveelheid van de duurste componenten van printplaat 1 bevatten, blijkt een dergelijke werkwijze, indien op industriële schaal toegepast bepaald niet kosteneffectief te zijn.It should be noted that the inner striplines, 2 and 3, including their components, go through all steps i, i i and i i i required for assembling printed circuit board 1 according to the known art. Serially executed, these steps would have exposed the inner striplines 2 and 3 to five risky suturing processes: one in step i, two in step ii and two in step iii. Especially in the situation that stripline 2 and / or 6 stripline 3 have a large amount of the most expensive components of printed circuit board 1, such a method, if applied on an industrial scale, appears to be not cost-effective.

5 Afb. 1b is de schematische weergave van een nieuwe volgorde voor het samenstellen van een multi-stripline printplaat volgens de uitvinding, in principe door het parallel stapelen van conventionele, eerder door middel van een standaard fabricageproces samengestelde striplines. Dezelfde multilayer 1 moet bijvoorbeeld opgebouwd worden uit de vier striplines 2, 3, 4 10 en 5.5 Fig. 1b is a schematic representation of a new sequence for assembling a multi-stripline printed circuit board according to the invention, in principle by stacking conventional striplines, previously assembled by means of a standard manufacturing process, in parallel. The same multilayer 1 must, for example, be constructed from the four striplines 2, 3, 4, 10 and 5.

In een eerste stap i', worden de vier striplines 2, 3, 4 en 5 alle tezelfdertijd samengesteld door middel van standaard striplinefabricageprocessen. In het voorbeeld van Afb. 1b, worden via's 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 en 37 geboord en gemetalliseerd op de in aanmerking 15 komende locaties van, respectievelijk, deellagen 6, 7, 8, 9,10,11,12 en 13, zodat later een stroom kan vloeien van laag naar laag.In a first step i ', the four striplines 2, 3, 4 and 5 are all assembled at the same time by means of standard striplin manufacturing processes. In the example of Fig. 1b, vias 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 and 37 are drilled and metallized at the eligible locations of sublayers 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 and 13, respectively, so that a stream can flow from layer to layer later.

In een tweede stap i i' wordt stripline 4 gehecht op stripline 2 en wordt stripline 3 gehecht op stripline 5, welke handelingen uitgevoerd worden door middel van een nieuw proces volgens deze uitvinding, zoals 20 geïllustreerd in Afb. 2. Opgemerkt dient te worden dat het hechten van stripline 4 op stripline 2 gelijktijdig uitgevoerd kan worden met het hechten van stripline 3 op stripline 5. Hierdoor kan een elektrische stroom enerzijds vloeien van stroomgeleiderlijn 14 door via's 30 en 35 naar stroorngeleiderlijn 16 en anderzijds van stroomgeleiderlijn 15 door via's 33 en 36 naar 25 stroomgeleiderlijn 17. In dit stadium van het proces is het eindproduct nog opgesplitst in twee in hoofdzaak identieke delen, waarbij een eerste deel stiplines 4 en 2 omvat en een tweede deel striplines 3 en 5.In a second step i i ', stripline 4 is bonded to stripline 2 and stripline 3 is bonded to stripline 5, which operations are performed by a new process according to the present invention, as illustrated in Figs. 2. It should be noted that the bonding of stripline 4 to stripline 2 can be performed simultaneously with the bonding of stripline 3 to stripline 5. This allows an electric current to flow from current conductor line 14 through vias 30 and 35 to interference conductor line 16 and from current conductor line 15 through vias 33 and 36 to current conductor line 17. At this stage of the process, the end product is still split into two substantially identical parts, a first part comprising stiplines 4 and 2 and a second part striplines 3 and 5.

In een derde stap i i i' worden ook de twee resterende delen van het eindproduct samengevoegd door middel van het nieuwe proces volgens 30 de uitvinding, zoals geïllustreerd in Afb. 2.In a third step, the two remaining parts of the end product are also joined together by means of the new process according to the invention, as illustrated in Figs. 2.

Opgemerkt dient te worden dat elk van de binnen-striplines 2 en 3, inclusief hun componenten, stappen i'en ii' parallel kunnen doorlopen.It should be noted that each of the inner striplines 2 and 3, including their components, can go through steps i 'and ii' in parallel.

Zelfs kan stap i' 4 maal parallel worden uitgevoerd en stap i i' twee maal. Deze parallelle stappen houden in dat binnen-striplines 2 en 3 elk slechts 35 drie riskante hechtprocessen in plaats van vijf moeten doorlopen: één in stap 7 i', één in stap i i' en één in stap i i i'. Indien toegepast op industriële schaal, blijkt parallel stapelen van de striplines meer kosteneffectief te zijn dan serieel stapelen zoals weergegeven in Afb. 1a.Even step i 'can be performed 4 times in parallel and step i i' twice. These parallel steps mean that inner striplines 2 and 3 must only go through three risky bonding processes instead of five: one in step 7 i ', one in step i i' and one in step i i i '. If applied on an industrial scale, parallel stacking of the striplines appears to be more cost effective than serial stacking as shown in Fig. 1a.

5 In principe zouden de individuele striplinelagen 2,3,4 en 5 volgens de uitvinding kunnen worden samengesteld, gevolgd door de assemblagestappen i', ii' en Ui'. Bij een dergelijke, op een individuele stripline toegepaste werkwijze blijkt niet dat deze kosteneffectief zou kunnen zijn op industriële schaal.In principle, the individual striplin layers 2,3,4 and 5 could be composed according to the invention, followed by the assembly steps i ', ii' and Ui '. Such a method applied to an individual stripline does not show that it could be cost-effective on an industrial scale.

1010

Afb. 2 geeft schematisch een samenstelling weer van twee printplaatlagen volgens de uitvinding. Een multilayer 40 moet bijvoorbeeld samengevoegd worden met een andere multilayer 41, welke beide printplaten samengesteld worden uit een aantal functionele deellagen.Fig. 2 schematically shows a composition of two printed circuit board layers according to the invention. A multilayer 40 must, for example, be merged with another multilayer 41, which two printed circuit boards are composed of a number of functional sub-layers.

15 Printplaat 40 omvat via's 42, 43 en 44, die verbonden zijn met, respectievelijk, stroomgeleiderlijnen 48, 49 en 50. Printplaat 41 omvat via's 45, 46 en 47, die verbonden zijn met, respectievelijk, stroomgeleiderlijnen 51, 52 en 53.Circuit board 40 includes vias 42, 43 and 44 connected to current conductor lines 48, 49 and 50, respectively. Circuit board 41 comprises vias 45, 46 and 47 connected to current conductor lines 51, 52 and 53, respectively.

Op stroomgeleiderlijnen 51, 52 en 53 van printplaat 41 laat men 20 metallieke bultjes 54, 55 en 56 groeien door middel van een standaard galvanisch metalliseringsproces. Bultjes 54, 55 en 56 kunnen bijvoorbeeld uit alleen koper bestaan. De bultjes kunnen echter ook gemetalliseerd worden met een laag tin om verbindingen te creëren die betrouwbaarder zijn voor wat betreft oxidatie en temperatuurgevoeligheid. In het laatste geval kan 25 printplaat 41 waarop de bultjes zich bevinden kort boven het smeltpunt van tin worden verhit om een soldeerverbinding te krijgen. Opgemerkt dient te worden dat dit geen riskant verwarmingsproces is, aangezien het smeltpunt van tin erg laag is. De grootte van de bultjes kan variëren, bijvoorbeeld tussen 150 en 250 pm. De afstand tussen de bultjes kan klein zijn, 30 bijvoorbeeld 100 pm. De hoogte van de bultjes kan bijvoorbeeld liggen tussen 50 en 100 pm, met hoogtevariaties van minder dan +/- 20 pm. Door middel van bultjes 54, 55 en 56 worden printplaat 40 en printplaat 42 elektrisch verbonden. De bultjes kunnen worden gebruikt voor gelijkstroomdoorverbindingen door middel van DC via's of voor HF 35 doorverbindingen door middel van HF via’s, over een breed 8 frequentiegebied, met echo- en tussenschakeldemping vergelijkbaar met conventionele galvanische via's.On current conductor lines 51, 52 and 53 of printed circuit board 41, 20 metallic bumps 54, 55 and 56 are grown by a standard galvanic metallization process. Bumps 54, 55 and 56 may, for example, consist of copper only. However, the bumps can also be metallized with a layer of tin to create compounds that are more reliable in terms of oxidation and temperature sensitivity. In the latter case, circuit board 41 on which the bumps are located can be heated shortly above the melting point of tin to obtain a soldered connection. It should be noted that this is not a risky heating process, since the melting point of tin is very low. The size of the bumps can vary, for example between 150 and 250 µm. The distance between the bumps can be small, for example 100 µm. The height of the bumps can be, for example, between 50 and 100 µm, with height variations of less than +/- 20 µm. Circuit board 40 and circuit board 42 are electrically connected by means of bumps 54, 55 and 56. The bumps can be used for DC through-connections through DC vias or for HF 35 through-connections through HF vias, over a wide 8 frequency range, with echo and interconnect damping similar to conventional galvanic vias.

Een dunne laag voorgeïmpregneerd materiaal met een hechtende stof wordt gebruikt om printplaat 40 met printplaat 41 te integreren.A thin layer of pre-impregnated material with an adhesive material is used to integrate circuit board 40 with circuit board 41.

5 Bijvoorbeeld, een met een epoxyhars voorgeïmpregneerde laag 57, bekend als "prepeg", kan worden gebruikt om printplaat 40 en printplaat 41 te verlijmen. Na invoeging van de prepeg laag 57 tussen printplaat 40 en printplaat 41, kan het product in zijn geheel onderworpen worden aan een samendrukproces. Dankzij prepeg laag 57 worden op deze wijze printplaat 10 40 en printplaat 42 onbeweeglijk samengesteld tot één product. De dikte van de hechtlaag is hoofdzakelijk afhankelijk van de hoogte van de bultjes. Prepreg laag 57 is voorgeboord ter plaatse van bultjes 54, 55 en 56, waardoor de bultjes stroomgeleiderlijnen 48, 49 en 50 kunnen verbinden met, respectievelijk, stroomgeleiderlijnen 51,52 en 53. Hierdoor kan een stroom 15 vloeien van via's 42, 43 en 44 door bultjes 54, 55 en 56 naar, respectievelijk, via's 45, 46 en 47. Opgemerkt dient te worden dat er bij de oplossing volgens de uitvinding geen gevaarlijk en riskant proces betrokken is.For example, a layer 57 pre-impregnated with an epoxy resin, known as "prepeg", can be used to bond printed circuit board 40 and printed circuit board 41. After insertion of the prepeg layer 57 between printed circuit board 40 and printed circuit board 41, the product as a whole can be subjected to a compression process. Thanks to prepeg layer 57, printed circuit board 40 and printed circuit board 42 are immovably assembled into one product in this way. The thickness of the adhesive layer mainly depends on the height of the bumps. Prepreg layer 57 is predrilled at the bumps 54, 55 and 56, allowing the bumps to connect current conductor lines 48, 49 and 50 to current conductor lines 51, 52 and 53, respectively. This allows a current 15 to flow from vias 42, 43 and 44 through bumps 54, 55 and 56 to vias 45, 46 and 47, respectively. It should be noted that there is no dangerous and risky process involved in the solution according to the invention.

Het zal duidelijk zijn dat variaties op de beschreven voorbeelden, 20 zoals een in de techniek ervaren persoon zich zou kunnen indenken, gemaakt kunnen worden zonder van de opzet van de uitvinding af te wijken.It will be clear that variations on the examples described, such as a person skilled in the art could imagine, can be made without departing from the scope of the invention.

Het parallel samenstellen van multilayers, gebaseerd op de metallieke-bultjesoplossing resulteert in een verminderd aantal 25 productiestappen, die elk op zich een zeer gering risico met zich meebrengen. Hierdoor wordt het mogelijk zeer complexe multilayers op grote schaal te produceren met zeer weinig uitval en dus tegen een lage prijs.The parallel assembly of multilayers based on the metallic bump solution results in a reduced number of production steps, each of which involves a very low risk. This makes it possible to produce very complex multilayers on a large scale with very little outages and therefore at a low price.

Λ Λ Ύ Λ ·*> *2 £ ί* Λ Ύ Λ · *> * 2 £ ί

Claims

A method according to claim 1, wherein the step of bonding the second printed circuit board (40) to the first printed circuit board (41) includes pressing the second printed circuit board against the adhesive layer (57).

A method according to claim 1, wherein the step of attaching the second printed circuit board (40) includes soldering the metal bumps (54, 55, 56) to the electrical connections (48, 49, 50) of the second PCB.

A method for connecting more than two basic circuit boards (2, 3, 4, 5), wherein: pairs of basic circuit boards (2 and 4, 3 and 5) are connected simultaneously in the manner of claim 1 (i i ' each pair of plates is simultaneously connected to another pair of printed circuit boards in the manner of claim 1 (ii i '); 1. The method of connecting in the manner of claim 1 is repeated simultaneously until all the printed circuit boards (2, 3, 4, 5) are interconnected (1).

A multilayer printed circuit board assembly (multilayer) comprising, inter alia: - at least two printed circuit boards (40,41); - an adhesive layer (57) for bonding each pair of adjacent printed circuit boards (40, 41), wherein each adhesive layer is pierced at the location of the electrical connections (48, 49, 50, 51, 52, 53) between the adjacent printed circuit boards ( 40.41); and - at least one metal bump (54, 55, 56) at any location between two electrical connections (48 and 51.49 and 52, 50 and 53) of the two printed circuit boards (40,41); so that an electric current can flow through the metal bumps (54, 55, 56) between the electrical connections (48 and 51.49 and 52, 50 and 53) of the adjacent printed circuit boards (40, 41). A composition according to claim 5, wherein the adhesive layers (57) are pre-impregnated with an epoxy resin. A composition according to claim 5, wherein the bumps (54, 55, 56) are made from copper.

A composition according to claim 5, wherein the bumps (54, 55, 56) are made of copper and metallized with a tin layer and the bumps are soldered to the opposite printed circuit board. A composition according to claim 5, wherein the current is 30 flows between the electrical connections (48, 49, 50, 51, 52, 53) of the adjacent printed circuit boards (40, 41) A direct current according to claim 5, wherein the current flowing between the electrical connections (48, 49) , 50, 51, 52, 53) of the 35 adjacent printed circuit boards (40, 41) corresponds to an RF signal.

1 D 3 2 o 3 6 f