NO834009L - PROCEDURE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MULTI-LAYER CIRCUITS - Google Patents
PROCEDURE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MULTI-LAYER CIRCUITSInfo
- Publication number
- NO834009L NO834009L NO834009A NO834009A NO834009L NO 834009 L NO834009 L NO 834009L NO 834009 A NO834009 A NO 834009A NO 834009 A NO834009 A NO 834009A NO 834009 L NO834009 L NO 834009L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- conductive
- layer
- substrate
- printed circuit
- circuit pattern
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 79
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 28
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 85
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 75
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 23
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 19
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 12
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 10
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 4
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 86
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 24
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 19
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 8
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000000109 continuous material Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/20—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern
- H05K3/205—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern using a pattern electroplated or electroformed on a metallic carrier
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/01—Dielectrics
- H05K2201/0183—Dielectric layers
- H05K2201/0195—Dielectric or adhesive layers comprising a plurality of layers, e.g. in a multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09009—Substrate related
- H05K2201/09118—Moulded substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
- H05K2203/0147—Carriers and holders
- H05K2203/0152—Temporary metallic carrier, e.g. for transferring material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/06—Lamination
- H05K2203/068—Features of the lamination press or of the lamination process, e.g. using special separator sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/07—Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
- H05K2203/0703—Plating
- H05K2203/0726—Electroforming, i.e. electroplating on a metallic carrier thereby forming a self-supporting structure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
- H05K3/386—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede, trykte kretskort med høy densitet og pakker av flers.jikts trykkede kretskort. The present invention relates to a method for the production of finely lined, high-density printed circuit boards and packages of multi-layer printed circuit boards.
Det er mange metoder for fremstilling av trykkede kretskort som brukes i utstrakt grad i elektronikkindustrien. Begi-venheten med meget store integrerte kretser ("VLSI", very large scale integrated circuits) har skapt et stadig økende behov for høyere komponentdensitet pr. trykket kretskort-arealenhet. For å møte dette voksende behov må trykkede kretskort fremstilles med 'ekstremt snevrere lederlinje-bredder og avstander. På grunn av begrensninger som ligger i de tidligere kjente metoder, kan disse ikke med hell møte industriens behov for flersjikts trykkede kretskort med god dimensjonstabilitet og stadigere snevrere linjebredder og avstander. There are many methods of manufacturing printed circuit boards that are used extensively in the electronics industry. The phenomenon of very large scale integrated circuits ("VLSI", very large scale integrated circuits) has created an ever-increasing need for higher component density per printed circuit board unit area. To meet this growing need, printed circuit boards must be manufactured with extremely narrower conductor line widths and spacings. Due to limitations inherent in the previously known methods, these cannot successfully meet the industry's need for multilayer printed circuit boards with good dimensional stability and increasingly narrow line widths and distances.
Selv om det er kjent mange metoder som benyttes ved fremstilling av trykkede kretskort, benytter de fleste aksepter-te metoder med etseteknikker. Karakteristisk inkluderer disse metoder trinn med pålegging av en base av et elektrisk isolerende materiale med en ledende kopperfolie, og anbrin-ger et fotoresist-materiale i intim kontakt med dette, fremkalling av fotoresist-materailet for å definere et ledende kretsmønster og bortetsing av eksponert folie som ikke er dekket med fotoresistmaterialet for å tilveiebringe et uthevet ledende kretsmønster. Although many methods are known that are used in the production of printed circuit boards, most use accepted methods with etching techniques. Typically, these methods include the steps of applying a base of an electrically insulating material with a conductive copper foil, placing a photoresist material in intimate contact therewith, developing the photoresist material to define a conductive circuit pattern, and etching away the exposed foil which is not covered with the photoresist material to provide a highlighted conductive circuit pattern.
Denne kjente metode tilveiebringer diverse problemer. Fordi det ledende mønster ikke flukter med overflaten av kretskortet, kan en ledende linje lett skrapes bort under be-handling, noe som resulterer i en åpen krets. Videre kan kopperlederen gli og komme i kontakt med ved siden av liggende ledere, noe som forårsaker kortslutninger. This known method presents various problems. Because the conductive pattern is not flush with the surface of the circuit board, a conductive line can easily be scraped away during processing, resulting in an open circuit. Furthermore, the copper conductor can slip and come into contact with adjacent conductors, causing short circuits.
Videre kan etsetrinnet> i den kjente teknikk også skape forskjellige irregulariteter og defekter i den trykkede krets. Etsingen kan føre til at en leder er overetset nær basen, noe som underskjærer lederen og gir et uenhetlig sjampin-jongformet tverrsnitt. Videre kan fotoresisten fanges ved siden, av sjampinjongkantene, noe som forhindrer at foliet gjemt under den innfangede fotoresist etses bort. Over-etsing gjør det derfor ekstremt vanskelig å oppnå kontroll av stabiliteten av fine linjer og linjebredden, når linje-og avstandsbreddene og toleransene blir mindre. Etsings-fabrikasjon kan derfor resultere i diverse defekter på ledende linjer, kan gi reduksjoner i utbytte av kort med en derav følgende kas.sering av de trykte kretser som igjen øker de endelige produksjonsomkostninger. Furthermore, the etching step> in the known technique can also create various irregularities and defects in the printed circuit. The etching can cause a conductor to be over-etched near the base, which undercuts the conductor and gives a non-uniform mushroom-shaped cross-section. Furthermore, the photoresist can be captured at the side, by the mushroom edges, which prevents the foil hidden under the captured photoresist from being etched away. Over-etching therefore makes it extremely difficult to achieve control of the stability of fine lines and line width, when line and distance widths and tolerances become smaller. Etching fabrication can therefore result in various defects on conductive lines, can cause reductions in the yield of cards with a consequent discarding of the printed circuits, which in turn increases the final production costs.
Kortflathet.og -dimensjonsstabilitet er viktige karakteri-stika for å sikre at trykkede kretser bibeholder kontinuert ledende forbindelse med komponentledere og ved siden av liggende kort. Imidlertid forårsaker temperatur- og trykk-fluktueringer som skjer under laminering at det oppstår vridninger, noe som forårsaker betydelige påkjenninger i kretsen som monteres i utstyrsskinner. Disse påkjenninger kan forårsake at ledere brytes og/eller flyter av underlaget som er fremstilt ved de tidligere kjente.teknikker, fordi de har dårlig duktilitet og ikke ligger i flukt med kretskortet . Card flatness and dimensional stability are important characteristics to ensure that printed circuits maintain a continuous conductive connection with component conductors and adjacent cards. However, temperature and pressure fluctuations that occur during lamination cause warping to occur, which causes significant stresses in the circuit that is mounted in equipment rails. These stresses can cause conductors to break and/or float off the substrate produced by the prior art techniques, because they have poor ductility and are not flush with the circuit board.
Kvaliteten og stabiliteten for flersjikts kretskortpakkerThe quality and stability of multilayer circuit board packages
er også begrenset ved de kjente fremstillingsmetoder. For å fremstille slike pakker må lamineringsbindingen mellom isoiasjonssjikt ligge mellom kretskortsjikt for å fylle hulrom mellom de opphevede lederlinjer og kretskortsubstratet. Det å fylle hulrommene krever, høye trykk under lamineringen, noe som på destruktiv måte kan ødelegge lederlinjene. Videre'kan selv. meget høye trykk ikke sikre at laminatene fyller alle hulrom. Til slutt kan det forbli mange hulrom i den ferdige flersjiktspakke som så blir lagringssteder for urenheter. Slike urenheter kan forårsake elektriske kortslutninger. Videre kan de laminerende bindingssjikt og kort- is also limited by the known production methods. To produce such packages, the lamination bond between insulation layers must lie between circuit board layers to fill voids between the raised conductor lines and the circuit board substrate. Filling the voids requires high pressures during lamination, which can destructively destroy the conductor lines. Furthermore'can even. very high pressures do not ensure that the laminates fill all cavities. Finally, many voids may remain in the finished multi-layer package, which then become storage sites for impurities. Such impurities can cause electrical short circuits. Furthermore, the laminating bond layer and short-
overflatene være av forskjellig materialsammensetninger fordi de ofte oppnås fra forskjellige produsenter, kan være laget av forskjellige harpikser eller komme fra forskjellige produksjonsbatcher. the surfaces may be of different material compositions because they are often obtained from different manufacturers, may be made of different resins or come from different production batches.
Som et resultat er.den ferdige flersjiktspakke ikke homogen. Mangelen på homogenitet gjør det vanskelig å gi riktige borehastigheter og borevinkler ved tildannelse av hull gjennom multisjiktene. I enkelte tilfeller vil borehastig-heten være for stor til å skjære gjennom kopper, noe som forårsaker oppriving, men vil være egnet hastighet for å skjære gjennom isolasjonen. Således vil noen av sjiktene ha oppriving og andre vil være glatte og enkelte vil være ekstremt ujevne, noe som bidrar til nedsatt kortkvalitet med økende enhetsomkostning. As a result, the finished multilayer package is not homogeneous. The lack of homogeneity makes it difficult to provide correct drilling speeds and drilling angles when creating holes through the multilayers. In some cases, the drilling speed will be too great to cut through cups, which causes tearing, but will be a suitable speed for cutting through the insulation. Thus, some of the layers will have tearing and others will be smooth and some will be extremely uneven, which contributes to reduced card quality with increasing unit costs.
Oppnåelse av høy densitet i trykte kretser krever også at det anbringes et enhetlig, kontinuerlig ledende belegg på huller med små diameter som bores gjennom flersjiktspakker for komponentforbindelser og koplinger. En teknikk som har funnet vid utbredelse for fremstilling av ledende hull-vegger er strømløs belegning, hvorved en strømløs metall-avsetning, vanligvis av kopper, enhetlig belegges på det dielektrisk kortsubstrat. Denne teknikk har den mangel at .det avsettes et belegg som har dårlige adhesjonskvaliteter slik at det er nødvendig' med ytterligere trinn for å sikre at.adekvat adhesjon. Andre teknikker er påføring av et Achieving high density in printed circuits also requires that a uniform, continuous conductive coating be applied to small diameter holes drilled through multilayer packages for component connections and connectors. A technique that has found widespread use for the production of conductive hole walls is electroless coating, whereby an electroless metal deposit, usually of copper, is uniformly coated on the dielectric card substrate. This technique has the disadvantage that a coating is deposited which has poor adhesion qualities so that additional steps are required to ensure adequate adhesion. Other techniques are the application of a
tynt strømløst belegg på hele veggen og deretter elektro-belegning for å ytterligere bygge opp de ledende overflater. Konvensjonelle elektrobelegningstekni-kker kan imidlertid ikke benyttes for hull med små diametere og store dypder, slik det kreves ved de trykte kretser med høy densitet og fine linjer. Derfor lærer den kjente teknikk belegning av huller med meget små diametere slik som 0,0115" eller mindre helt ved strømløs arbeid, noe som vanligvis trenger adskillig mere bearbeidingstid, 24 timer eller mer. thin electroless coating on the entire wall and then electro-coating to further build up the conductive surfaces. However, conventional electroplating techniques cannot be used for holes with small diameters and large depths, as is required for the printed circuits with high density and fine lines. Therefore, the prior art teaches plating of holes with very small diameters such as 0.0115" or less entirely by electroless operation, which usually requires considerably more machining time, 24 hours or more.
Foreliggende oppfinnelse inkluderer en metode for fremstilling av høydensitets trykkede kretskort med fine linjer og trykkede kretskortpakker og kretskort og pakker laget ifølge oppfinnelsen. The present invention includes a method for producing high-density printed circuit boards with fine lines and printed circuit board packages and circuit boards and packages made according to the invention.
Et flashsjikt av ledende materiale, fortrinnsvis kopper, elektroavsettes på et stivt metall- eller metallisert substrat som har en lav termisk ekspansjonskoeffisient. En tykkelse av fotofølsomt resisf-avsettes på det første sjiktet ved silketrykk eller andre kjente metoder. En sjablon anbringes over resisten for å definere et ledende kretsmønster på overflaten av resisten. Sjablonen ekspan-deres til lys og resisten fremkalles. Kanaler med rette og parallelle vegger i resisten vil dannes og definere det ledende kretsmønster ved å duplisere fotosjablonmønsteret ved eksponering av flashsjiktet. A flash layer of conductive material, preferably copper, is electrodeposited on a rigid metal or metallized substrate having a low coefficient of thermal expansion. A thickness of photosensitive resist is deposited on the first layer by screen printing or other known methods. A stencil is placed over the resist to define a conductive circuit pattern on the surface of the resist. The template is expanded to light and the resist developed. Channels with straight and parallel walls in the resist will form and define the conductive circuit pattern by duplicating the photo stencil pattern upon exposure of the flash layer.
Et annet sjikt av ledende materiale bygges opp de fysikalsk eksponerte deler av flashsjiktet av det ledende materiale i kanalene og danner et hevet ledende kretsmønster med en tykkelse som ikke overskrider dypden av kanalene. Den . gjenværende fotosensitive resist fjernes deretter fra flashsjiktet. Another layer of conductive material builds up the physically exposed parts of the flash layer of the conductive material in the channels and forms a raised conductive circuit pattern with a thickness that does not exceed the depth of the channels. The . the remaining photosensitive resist is then removed from the flash layer.
Flashsjiktet og det andre sjikt som definerer et fremhevet ledende kretsmønster dekkes helt med et enhetlig sjikt av et isolatorlaminatmateriale. Trykk legges på for helt å omhylle de fremhevede ledende sjikt i isolasjonsmaterialet, slik at flashsjiktet av ledende materiale forblir i intim og kontinuerlig kontakt med isolatormaterialet. The flash layer and the second layer defining a prominent conductive circuit pattern are completely covered with a uniform layer of an insulating laminate material. Pressure is applied to completely envelop the highlighted conductive layers in the insulating material, so that the flash layer of conductive material remains in intimate and continuous contact with the insulating material.
Flashsjiktet, integrert med det fremhevede ledende krets-mønster og isolatormaterialet er separert fra det stive substrat. Det ledende flashsjikt etses deretter bort slik at det ledende kretsmønster er innleiret i isolatormaterialet eksponert som liggende i flukt og plan med overflaten av isolatormaterialet. The flash layer, integrated with the highlighted conductive circuit pattern and the insulator material is separated from the rigid substrate. The conductive flash layer is then etched away so that the conductive circuit pattern is embedded in the insulator material exposed as lying flush and level with the surface of the insulator material.
Trykkede kretskort kan fremstilles med omhyllede ledere eksponert på en enkelt side. Imidlertid kan et dobbelt-sidig kort fremstilles hvis dette er ønskelig ved varme-pressing av to slike trykkede kretskort mot hverandre, Printed circuit boards can be manufactured with sheathed conductors exposed on a single side. However, a double-sided board can be produced if this is desired by heat-pressing two such printed circuit boards against each other,
rygg mot rygg, eller ved å innleire lederne på begge sider av et enkelt kort. back to back, or by embedding the leaders on both sides of a single card.
De ferdige kretskort stables med et sjikt av isolatorlaminat-bindemateriale anbragt mellom hvert trykkede kretskortsjikt. Sjiktene av trykkede kretser og mellomliggende isolatormateriale varmpre.sses- sammen for å danne en homogen pakning av isolatormaterialet med ledende kretskortmønstere innleiret.- The finished circuit boards are stacked with a layer of insulating laminate bonding material placed between each printed circuit board layer. The layers of printed circuits and intermediate insulating material are hot-pressed together to form a homogeneous package of the insulating material with conductive circuit board patterns embedded.
For å preparere kortene for komponentene og kontakter blir hull boret igjennom den homogene pakke. Hullene belegges med et tynt.sjikt av ledende materiale, fortrinnsvis kopper, ved bruk av en strømløs belegningsmetode for å tilveiebringe et ledende substrat for elektroavsetning av ytterligere ledende materiale. Ved bruk av en elektroavsetnings-^ apparatur med høy treffhastighet, blir et kontinuerlig sjikt av ledende materiale med enhetlig tykkelse belagt på hullveggene. To prepare the cards for the components and connectors, holes are drilled through the homogeneous package. The holes are coated with a thin layer of conductive material, preferably copper, using an electroless coating method to provide a conductive substrate for electrodeposition of additional conductive material. Using an electrodeposition apparatus with a high strike rate, a continuous layer of conductive material of uniform thickness is coated on the hole walls.
En hovedgjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av trykkede kretser med A main object of the invention is to provide a method for producing printed circuits with
høy densitet og fine linjer, hvorved det ledende kretsmøn-ster. ligger i flukt og plan med det isolerende substrat. high density and fine lines, whereby the conductive circuit pattern. lies flush and level with the insulating substrate.
Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede, høydensitets trykkede kretser, hvorved lederlinjene har 'forbedrede duktilitetsegenskaper. A further object of the invention is to provide a method for the production of fine-line, high-density printed circuits, whereby the conductor lines have improved ductility properties.
Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede, høydensitets trykkede kretser med forbedret dimensjonsstabilitet. A further object of the invention is to provide a method for the production of fine-line, high-density printed circuits with improved dimensional stability.
Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede og høydensitets trykkede kretser, hvorved de ledende kretser har enhetlig bredde langs hele tverrsnittet. A further object of the invention is to provide a method for producing finely lined and high-density printed circuits, whereby the conductive circuits have a uniform width along the entire cross-section.
Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede og høydensitets trykkede kretskortpakker med flere sjikt og med enhetlig isolasjonsmateriale? med flate, stabile, kast-frie og hulromfrie egenskaper. A further object of the invention is to provide a method for the production of fine-line and high-density printed circuit board packages with multiple layers and with uniform insulation material? with flat, stable, throw-free and cavity-free properties.
Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er a tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede, høydensitets trykkede kretskortpakker med liten diameter i gjennomhullingene og med enhetlig og kontinuerlig leder-tykkelse på veggene. A further object of the invention is to provide a method for the production of finely lined, high-density printed circuit board packages with a small diameter in the through-holes and with uniform and continuous conductor thickness on the walls.
Ytterligere gjenstander for oppfinnelsen vil fremgå vedFurther objects of the invention will appear at
en gjennomlesning av den følgende beskrivelse sammen med de ledsagende tegninger, der de samme henvisningstall hen-viser til de samme deler. a reading of the following description together with the accompanying drawings, where the same reference numbers refer to the same parts.
Figur 1 viser et sideriss av et substrat med et flashsjikt Figure 1 shows a side view of a substrate with a flash layer
påført.applied.
Figur 2 er et sideriss av substratet i figur 1 med et sjikt Figure 2 is a side view of the substrate in Figure 1 with a layer
av fotoresist påført.of photoresist applied.
Figur 3 er en perspektivskisse av gjenstanden i figur 2 Figure 3 is a perspective sketch of the object in Figure 2
med en fotosjablon anordnet.with a photo template arranged.
Figur 4 er en perspektivskisse langs linjen 4-4 i figurFigure 4 is a perspective sketch along the line 4-4 in the figure
3 og viser rektangulære kanaler som definerer et ledende kretsmønster fremkalt i fotoresistsjiktet etter at fotosjablohen er fjernet. Figur 5 er et sideriss av fremhevede ledende linjer anbragt i fotoresistkanalene på flashsjiktet langs linjen 4-4 i figur 3 . Figur 6 er en perspektivskisse av det fremhevede ledende kretsmønster i figur 5 etter at gjenværende fotoresist er fjernet. 3 and shows rectangular channels defining a conductive circuit pattern developed in the photoresist layer after the phototemplate is removed. Figure 5 is a side view of highlighted conductive lines placed in the photoresist channels on the flash layer along the line 4-4 in Figure 3. Figure 6 is a perspective sketch of the highlighted conductive circuit pattern in Figure 5 after the remaining photoresist has been removed.
Figur 7 er et riss langs linjen 4-4 i figur 3 og viserFigure 7 is a view along the line 4-4 in Figure 3 and shows
et isolatorlaminatsjikt som dekker det ledende kretsmønster og flashsjiktet i figur 6. an insulator laminate layer covering the conductive circuit pattern and flash layer in Figure 6.
Figur 8 er et riss langs linjen 4-4 i figur 3 og viser gjenstandene ifølge figur 7 fjernet fra det stive substrat. Figur 9 er gjenstanden i figur- 8 sett ovenfra med flashsjiktet etset bort for derved å eksponere det ledende kretsmønster innleiret i og i flukt med isolatorlaminatet. Figur 10 er et tverrsnitt av det trykkede kretskort langs Figure 8 is a view along the line 4-4 in Figure 3 and shows the objects according to Figure 7 removed from the rigid substrate. Figure 9 is the object in figure 8 seen from above with the flash layer etched away to thereby expose the conductive circuit pattern embedded in and flush with the insulator laminate. Figure 10 is a cross-section of the printed circuit board along
linjen 9—9 i figur 9.the line 9—9 in figure 9.
Figur 11 er et sideriss av et trykket kretskort med gjennom- borede registreringshull. Figur 12 er et perspektivisk tverrsnitt av et antall trykkede kretskort og isolatorlaminatsjikt anbragt mellom disse og stablet opp i en konvensjonell presse. Figur 13 er et perspektivriss som viser en homogen flersjikts Figure 11 is a side view of a printed circuit board with drilled registration holes. Figure 12 is a perspective cross-section of a number of printed circuit boards and insulator laminate layers placed between them and stacked up in a conventional press. Figure 13 is a perspective view showing a homogeneous multilayer
trykket kretskortpakke ifølge oppfinnelsen, og printed circuit board package according to the invention, and
Figur 14 er et partielt perspektivriss som viser elektroavsatte og strømløst avsatte beleggssjikt, bygget opp ilederhull eller kontakthull ifølge oppfinnelsen. Figure 14 is a partial perspective view showing electro-deposited and electroless-deposited coating layers, built up with conductor holes or contact holes according to the invention.
Under henvisning til figur 1 består et substrat 10 av et materiale slik som rustfritt stål med en metallisert overflate for å motta et flashsjikt av elektroavsatt materiale. Referring to Figure 1, a substrate 10 consists of a material such as stainless steel with a metallized surface to receive a flash layer of electrodeposited material.
I den* foretrukne utførelsesform er substratet av et stivt metall eller en metallisert plate. Imidlertid kan andre stive materialsammensetninger med egnede egenskaper benyttes, slik som et metallisert glassmateriale, f.eks. metallisert pyrex, med meget lav termisk ekspansjonskoeffisient. Substratet må ha en lav termisk ekspansjonskoeffisient for å sikre at når en leder anbringes derpå, vil den ikke endre seg eller flyte fra designposisjonene på grunn av den ter-miske ekspansjon i substratet som oppstår under et etter-følgende sammenpressingstrinn. In the preferred embodiment, the substrate is a rigid metal or metallized plate. However, other rigid material compositions with suitable properties can be used, such as a metallized glass material, e.g. metallized pyrex, with a very low coefficient of thermal expansion. The substrate must have a low coefficient of thermal expansion to ensure that when a conductor is placed thereon, it will not shift or flow from the design positions due to the thermal expansion in the substrate that occurs during a subsequent compression step.
Et flashsjikt av elektrisk ledende materiale 12, fortrinnsvis kopper, elektroavsettes på substratet 10. Kopperflashsjiktet 12 tjener som basissjikt hvorpå ytterligere elektro-belegning av lederlinjer kan legges. Det tjener også som slippmateriale for å separere den ene trykte krets fra det rustfrie stålsubstrat 10 etter at det trykkede kretskort er ferdig, slik det skal beskrives nedenfor. A flash layer of electrically conductive material 12, preferably copper, is electro-deposited on the substrate 10. The copper flash layer 12 serves as a base layer on which further electro-coating of conductor lines can be applied. It also serves as a release material to separate the one printed circuit from the stainless steel substrate 10 after the printed circuit board is finished, as will be described below.
Flashsjiktet er så tynt det kan være, fordi varmeoverførings-egenskapene for et meget tynt sjikt har en tendens til å påskynde varmegjennomgangen ved oppvarming, noe som forårsaker forbedret stabilitet i de ledende linjer. Som et resultat avsettes et flashsjikt med en tykkelse på kun 0,0001" til 0,0002" på substratet i den foretrukne utførelses-form. Videre er et meget tynt sjikt.mindre sløsende. Det tynne elektrobelagte belegg oppnås ved å benytte en elektrobelegningsapparatur som vanligvis er kjent som en belegnings-.apparatur med høy støthastighet slik som det som beskrives The flash layer is as thin as it can be, because the heat transfer properties of a very thin layer tend to speed up heat transfer when heated, causing improved stability in the conductive lines. As a result, a flash layer with a thickness of only 0.0001" to 0.0002" is deposited on the substrate in the preferred embodiment. Furthermore, a very thin layer is less wasteful. The thin electroplated coating is obtained by using an electroplating apparatus commonly known as a high impact rate coating apparatus such as that described
i US-PS 4.174.261, kjent som "RISP" og kommersielt tilgjengelig fra Economics Laboratory, Inc. Osborn Building, St. in US-PS 4,174,261, known as "RISP" and commercially available from Economics Laboratory, Inc. Osborn Building, St.
Paul, Minnesota, 55102. Alternativt kan en hvilken som helst konvensjonell elektrobelegningsapparatur anvendes for å påføre kopperflashsjiktet på substratet. Imidlertid kan de kjente konvensjonelle elektrobelegningsapparaturer generelt ikke legg på et så ekstremt tynt sjikt som ønsket ifølge oppfinnelsen uten å forårsake huller eller andre feil og de er derfor ikke foretrukket. Paul, Minnesota, 55102. Alternatively, any conventional electroplating apparatus may be used to apply the copper flash layer to the substrate. However, the known conventional electrocoating apparatus generally cannot apply such an extremely thin layer as desired according to the invention without causing holes or other defects and they are therefore not preferred.
Et lavt kontakttrykk er ønsket på grenseflaten mellom flashsjiktet og substratet for å lette separering av flash-sj iktet fra substratet. Lavt kontakttrykk kan oppnås ved å benytte ulike materialer for flashsjikt og substrat slik'som, men ikke begrenset til, anvendelse av et kopperflashsjikt med et rustfritt stålsubstrat slik det skjer i den foretrukne utførelsésform. Alternativt kan materialer med like overflater benyttes, hvis et av dem belegges med en urenhet for å redusere adhesjonen på grenseflaten. A low contact pressure is desired at the interface between the flash layer and the substrate to facilitate separation of the flash layer from the substrate. Low contact pressure can be achieved by using different materials for flash layer and substrate such as, but not limited to, the use of a copper flash layer with a stainless steel substrate as occurs in the preferred embodiment. Alternatively, materials with similar surfaces can be used, if one of them is coated with an impurity to reduce adhesion at the interface.
I den foretrukne utførelsesform kan den trykkede krets fremstilles på en side av det rustfrie stålsubstrat, men for flersjikts anvendelser kan de fremstilles på begge sider av substratet. Dette muliggjør maksimal fremstillings-ytelse og tillater optimal anvendelse av elektrobelegnings-og andre apparaturer som benyttes. In the preferred embodiment, the printed circuit can be fabricated on one side of the stainless steel substrate, but for multi-layer applications they can be fabricated on both sides of the substrate. This enables maximum production performance and allows optimal use of electroplating and other equipment used.
Under generell henvisning til figurene 2-5 legges et sjikt av fotofølsomt, resist materiale 4 slik som "Dryfilm" fra Dupont, på kopperflashoverflaten 12 på substratet 10 ved bruk av teknikker som er velkjente. Fotoresisten vil være enten positiv slik at den oppløses ved.eksponering til lys, eller negativ, dvs. den ikke oppløses ved eksponering til lys. En fotosjablon 16 som definerer et ledende kretsmøn-ster 18 anbringes på toppen av fotoresistsjiktet 14 ved hjelp av velkjente teknikker. Fotosjablonen 16 er innrettet på og bragt i kontinuerlig kontakt med overflaten av fotoresisten 14 for å sikre høy oppløsning av det ledende krets-mønster på overflaten av fotoresisten 14. Fotosjablonen maskerer overflaten av fotoresisten slik at når den eksponeres til lys blir kun de områder som skal definere lederen, eksponert. With general reference to Figures 2-5, a layer of photosensitive resist material 4 such as "Dryfilm" from Dupont is placed on the copper flash surface 12 of the substrate 10 using techniques well known. The photoresist will be either positive so that it dissolves on exposure to light, or negative, i.e. it does not dissolve on exposure to light. A photo stencil 16 defining a conductive circuit pattern 18 is placed on top of the photoresist layer 14 using well-known techniques. The photo template 16 is aligned on and brought into continuous contact with the surface of the photoresist 14 to ensure high resolution of the conductive circuit pattern on the surface of the photoresist 14. The phototemplate masks the surface of the photoresist so that when it is exposed to light only the areas that define the manager, exposed.
Etter at fotosjablonen 16 er eksponert til lys, fjernesAfter the photo template 16 has been exposed to light, it is removed
den og fotoresisten 14 fremkalles ved bruk av en kommer-siell tilgjengelig fremkaller slik som "Resist Stripper" it and the photoresist 14 are developed using a commercially available developer such as "Resist Stripper"
fra Dupont. Som et resultat dannes det hulrom 20 i de områder der fotorjesisten 14 oppløses og eksponerer kopperflashsjiktet 12 som tidligere var dekket av fotoresisten 14, i et definert kretsmønster 18. Veggene i hulrommene 20 er parallelle med hverandre og loddrett på substratet from DuPont. As a result, cavities 20 are formed in the areas where the photoresist 14 dissolves and exposes the copper flash layer 12 that was previously covered by the photoresist 14, in a defined circuit pattern 18. The walls of the cavities 20 are parallel to each other and perpendicular to the substrate
10 og opptrer som i det vesentlige rektangulære kanaler10 and act as essentially rectangular channels
'som løper i den gjenværende uoppløste.fotoresist 14 i henhold til det opprinnelige kretsmønster 18 som var definert av sjablonen 16. which runs in the remaining undissolved photoresist 14 according to the original circuit pattern 18 which was defined by the template 16.
Det hele anbringes i en elektrobelegningsapparatur med høy sammenstøtshastighet og der den foretrukne apparatur er den ovenfor nevnte "RISP"-apparatur. Et ledende materiale 26 slik som kopper, elektroavsettes på det eksponerte kopperflashsjikt 12 på bunnen av de rektangulære kanaler 20 i stedet for å bruke den subtraktive etsemetode som den kjente teknikk lærer. Det elektroavsatte materialet 26 akkumuleres i kanalene til en ønsket tykkelse på ca. 1,2 til ca. 15 mil (1,2 mil tykkelse av kopper pr. ft<2>til 1,5 mil tykkelse av kopper pr. ft2 ), og tykkelsen velges for å forhindre "soppdannelse" i det elektroavsatte materialet slik det tidligere hendte. Ikke på noe tidspunkt bør imidlertid tykkelsen overskride dypden av kanalene. The whole is placed in an electroplating apparatus with a high impingement rate and where the preferred apparatus is the above-mentioned "RISP" apparatus. A conductive material 26 such as copper is electrodeposited on the exposed copper flash layer 12 at the bottom of the rectangular channels 20 instead of using the subtractive etching method taught in the prior art. The electrodeposited material 26 accumulates in the channels to a desired thickness of approx. 1.2 to approx. 15 mils (1.2 mil thickness of cups per ft<2> to 1.5 mil thickness of cups per ft2 ), and the thickness is chosen to prevent "mushrooming" in the electrodeposited material as previously occurred. However, at no time should the thickness exceed the depth of the channels.
Den additive elektroavsetningsprosedyre gir linjene 26 med glatte og loddrette vegger med enhetlig tverrsnittsbredde, noe som letter finlinjeoppløsningen og gjør det mulig lett å kontrollere linjebredde og densiteter med ekstremt trange dimensjoner. Bruken av "RISP"-apparaturen muliggjør at lederlinjer belegges med en hastighet og en enhetlighet som er betraktelig bedre enn det som kunne oppnås ved de kjente .elektrobelegningsteknikker. I tillegg gir.prosesser med hurtige støt meget duktile ledere, noe som er vesentlig for å forhindre defekter og feil i lederlinjene med meget små terrsnitt. The additive electrodeposition procedure provides the lines 26 with smooth and vertical walls of uniform cross-sectional width, which facilitates fine line resolution and enables easy control of line width and densities with extremely narrow dimensions. The use of the "RISP" equipment enables conductor lines to be coated at a speed and uniformity that is considerably better than could be achieved by the known electroplating techniques. In addition, processes with rapid shocks produce very ductile conductors, which is essential to prevent defects and errors in conductor lines with very small cross-sections.
Under generell henvisning til figurene 5-8 blir fotoresistsjiktet 14 strippet av kjemisk fra kopperflashoverflaten 12 og eksponerer de fremhevede elektrobelagte ledende kretslinjer 26 arrangert i mønsteret 18. Et sjikt av isolerende materiale 32 slik som et epoksybelagt fiberglass, lamineres til kopperflashsjiktet 12 for helt å dekke dette og det fremragende ledende kretsmønster 18. Termoherding av isolasjonsmateriale slik som epoksybelagt fiberglass 'blir benyttet på grunn av lave omkostninger og gode tempera-turegenskaper. Hvis epoksybelagt fiberglass ikke benyttes, kan alternative materialer slik som polypropylen, fenolfor-bindelser eller teflon benyttes. Referring generally to Figures 5-8, the photoresist layer 14 is chemically stripped from the copper flash surface 12 exposing the highlighted electroplated conductive circuit lines 26 arranged in the pattern 18. A layer of insulating material 32 such as an epoxy coated fiberglass is laminated to the copper flash layer 12 to completely cover this and the excellent conductive circuit pattern 18. Thermosetting of insulating material such as epoxy-coated fiberglass is used because of low costs and good temperature properties. If epoxy-coated fiberglass is not used, alternative materials such as polypropylene, phenol compounds or Teflon can be used.
Isolasjonssjiktet 32 lamineres over det ledende kretsmønster og kopperflashsjiktet 12 under anvendelse av varme og trykk alt etter det valgte laminatmaterialet, gjennomført med en stiv lamineringspresse. Når epoksybelagt fiberglass' benyttes, kan dette lamineringstrinn gjennomføres ved et trykk på ca. 50-200 lb/tomme2 , avhengig av vevnaden i glasstekstilen (tykkere glass krever mere trykk for å herde epoksy inne i vevnaden) og ved en temperatur på ca. 425°F. Det isolerende materiale 32 vil derved strømme og helt fylle alle hulrom mellom de oppragende lederlinjer 26 og vil også gi en sterk binding med lederne. Isolatormaterialet 32 bør være av enhetlig tykkelse, slik at lederlinjene 26 i de trykte kretser 18 helt er dekket av isolatormaterialet. The insulating layer 32 is laminated over the conductive circuit pattern and the copper flash layer 12 using heat and pressure according to the selected laminate material, carried out with a rigid laminating press. When epoxy-coated fiberglass is used, this lamination step can be carried out at a pressure of approx. 50-200 lb/inch2 , depending on the weave in the glass fabric (thicker glass requires more pressure to harden the epoxy inside the weave) and at a temperature of approx. 425°F. The insulating material 32 will thereby flow and completely fill all cavities between the protruding conductor lines 26 and will also provide a strong bond with the conductors. The insulator material 32 should be of uniform thickness, so that the conductor lines 26 in the printed circuits 18 are completely covered by the insulator material.
Isolatormaterialet 32 hvori mønsteret 18 er formet og om-hyllet og som er bundet til kopperflashsjiktet 12, sepa-reres manuelt fra overflaten fra substratet 10. Kopperflashsjiktet 12 blir deretter fjernet fra isolatormaterialet 32 ved bruk av konvensjonelle etseteknikker eller en hurtigstøts etseappåratur for derved å eksponere lederne 26 i kretsmønsteret 18, innleiret i isolasjonsmaterialet. Figurene 9 og 10 viser de resulterende trykkede kretskort, generelt angitt som 36. Som illustrert i figur 10, ligger lederne 26 i kretsmønsteret 18 i flukt med overflaten 34 The insulator material 32 in which the pattern 18 is formed and enveloped and which is bonded to the copper flash layer 12 is manually separated from the surface of the substrate 10. The copper flash layer 12 is then removed from the insulator material 32 using conventional etching techniques or a high-speed etching apparatus to thereby expose the conductors 26 in the circuit pattern 18, embedded in the insulating material. Figures 9 and 10 show the resulting printed circuit boards, generally indicated as 36. As illustrated in Figure 10, the conductors 26 of the circuit pattern 18 are flush with the surface 34
av det isolerende materiale 32 og har ingen sammenstøtende kanter eller fremragende overflater. Således er det ledende kretsmønster helt og holdents avgrenset og kan ikke bevege seg. Dette i motsetning til den flyting eller skifting som har vært en generell plage ved trykkede kretskort som er fremstilt ved bruk av tidligere kjente metoder og der de ledende kretsmønster befant seg over en isolasj onsmaterialbase . Den omhyllede lederkonfigurasjon som oppstår ifølge oppfinnelsen gir en varig og meget stabil sammensetning som muliggjør at store kontinuerlige ark av trykkede kretser kan fremstilles med ekstremt små toleranser. of the insulating material 32 and has no abutting edges or protruding surfaces. Thus, the conductive circuit pattern is completely bounded and cannot move. This is in contrast to the floating or shifting that has been a general problem with printed circuit boards that have been produced using previously known methods and where the conductive circuit patterns were located over an insulating material base. The sheathed conductor configuration which arises according to the invention provides a durable and very stable composition which enables large continuous sheets of printed circuits to be produced with extremely small tolerances.
Oksydet som dannes på kopperlederne binder ikke godt til isolasjonsmaterialet. Derfor blir hele kortet 36 med det ledende kretsmønster 18 senket ned i et kjemisk bad slik disse er tilgjengelige under betegnelsen "Macublack" fra McDermott. Det kjemiske belegg forbedrer adhesjons-kvaliteten i laminatet og sikrer ytterligere at hvis kortet stables, vil kopperoverflaten av et kort adhere til lami-natoverflaten- i det ved siden av liggende. Dette er spesielt viktig for kort med overflater som eksponerer mest kopper og således meget lite laminat. The oxide that forms on the copper conductors does not bond well to the insulation material. Therefore, the entire card 36 with the conductive circuit pattern 18 is immersed in a chemical bath such as these are available under the designation "Macublack" from McDermott. The chemical coating improves the adhesion quality of the laminate and further ensures that if the card is stacked, the copper surface of one card will adhere to the laminate surface of the adjacent one. This is particularly important for cards with surfaces that expose most cups and thus very little laminate.
På dette trinn i foreliggende prosess er et sjikt 36 avAt this stage in the present process, a layer 36 is off
en trykt krets ferdig. Etter at således en trykt krets med de ønskede ledermønstere er fremstilt, kan flersjikts pakker av trykkede kretser fremstilles. Et lag isolasjonsmateriale 44 legges mellom hvert sjikt av de trykkede kretser 36. Dette isolasjonsmateriale 44 er av samme sammensetning som ble benyttet i laminatstrukturen i den trykkede krets. Således ble et antall trykkede kretskortsjikt 36 lagt på hverandre med mellom disse anordnede sjikt av isolasjonsmateriale 44. a printed circuit complete. Thus, after a printed circuit with the desired conductor patterns has been produced, multi-layer packages of printed circuits can be produced. A layer of insulating material 44 is placed between each layer of the printed circuits 36. This insulating material 44 is of the same composition as was used in the laminate structure in the printed circuit. Thus, a number of printed circuit board layers 36 were laid on top of each other with layers of insulating material 44 arranged between them.
Under generell henvisning til figurene 9-13, blir registreringshull 38 boret gjennom hvert .trykkede kretskort 36 og isolasjonssjiktet 44 som skal inkluderes i flersjiktspakken. Et optisk ført avlesningssystem slik som det som fremstilles av Sportonics i Rockford, Illinois, søker målet der hullet skal lages og dette bores deretter gjennom slik at det'er et hull pr. mål. Registreringshullene 38 gir monterings-innretninger for stabling av de trykkede kretskort 36 og isolasjonssjiktene 44 på monteringsstenger 46 slik at fler-sjiktene av trykkede kretser vil ligge godt innrettet mellom 'et par trykkflater 48 hvorav kun en er vist. With general reference to Figures 9-13, registration holes 38 are drilled through each printed circuit board 36 and the insulating layer 44 to be included in the multilayer package. An optically guided reading system such as that manufactured by Sportonics in Rockford, Illinois, seeks the target where the hole is to be made and this is then drilled through so that there is a hole per goal. The registration holes 38 provide mounting devices for stacking the printed circuit boards 36 and the insulating layers 44 on mounting rods 46 so that the multiple layers of printed circuits will lie well aligned between a pair of printing surfaces 48 of which only one is shown.
De trykkede kretskort 36 med mellomliggende isolasjpnsmate-rialsjikt 44 blir presset sammen mellom et par trykkflater 48 i en konvensjonell presse ved en temperatur av 375-425°F for å sikre et trykk på omtrent 250 lb|tomme<2>for å danne en flersjiktspakke 54. Når imidlertid i den foretrukne utførelsesform 50 psi benyttes for å presse et enkelt sjikt, vil det samme trykk benyttes gjennom hele prosessen. The printed circuit boards 36 with intervening insulating material layers 44 are pressed together between a pair of pressure surfaces 48 in a conventional press at a temperature of 375-425°F to provide a pressure of approximately 250 lb|inch<2>to form a multi-layer package. 54. However, when in the preferred embodiment 50 psi is used to press a single layer, the same pressure will be used throughout the process.
Tidligere kjente slike kretskortpakker hadde ofte sjiktPreviously known such circuit board packages often had layers
som benyttet isolasjonsmaterialer av forskjellige sammen-setninger eller fremstilt i forskjellige satser. Fremstil- . ling av flersjikts trykte kretskortpakker ifølge oppfinnelsen muliggjør imidlertid at de mellomliggende isolasjons-materials j ikt så vel som laminatbasen i det trykkede krets-korts j iktet kan være av samme materiale. Dette resulterer i en homogen og kontinuerlig materialstruktur når sjiktene varmpresses sammen for å danne en pakke 54. Fordi videre de trykkede kretskortsjikt ifølge oppfinnelsen er i flukt og ikke har noen fremragende elementer, blir fremstillingen av flersjiktspakken gjennomført uten hulrom eller andre uregelmessigheter i pakningsstrukturen.. Fordi videre overflaten av hvert kretskortsjikt er.i flukt, kan lavere trykk benyttes for å danne flersjiktspakken.'Fordelen med slike lave trykk er at kast eller forvrengninger i pakken unngås under sammenpressingstrinnet. which used insulation materials of different compositions or produced in different batches. Produce- . However, the use of multi-layer printed circuit board packages according to the invention makes it possible for the intermediate insulating material layer as well as the laminate base in the printed circuit board layer to be of the same material. This results in a homogeneous and continuous material structure when the layers are hot-pressed together to form a package 54. Furthermore, because the printed circuit board layers according to the invention are flush and have no outstanding elements, the production of the multi-layer package is carried out without voids or other irregularities in the package structure. Also, because the surface of each circuit board layer is flush, lower pressures can be used to form the multi-layer package. The advantage of such low pressures is that throw or distortions in the package are avoided during the compression step.
I den kjente teknikk ga intern skifting og flyt på grunnIn the prior art, internal shifting and flow resulted
av anvendelsen av høye trykk under multisjiktpakkens fremstilling vesentlige begrensninger på antall kretskortsjikt som kunne befinne seg i en enkelt flersjiktspakke. Ifølge oppfinnelsen muliggjør kombinasjonen av å fremkalle et homo-gent isolasjonsmateriale i pakken sammen med.eliminering av hulrom ved bruken av kretser i flukt, en vesentlig økning av antallet trykkede kretskortsjikt som kan presses inn i en enkelt pakke. Foreliggende metode har vært regelmessig praktisert på maksimalt 22 kortsjikt og på maksimalt 40 sjikt på mer begrenset basis. Imidlertid er oppfinnelsen ikke begrenset derved og det er mulig at det kan fremstilles pakker med sågar ennå større antall kort ved bruk av oppfinnelsens metode. of the application of high pressures during the multilayer package's manufacture significant limitations on the number of circuit board layers that could be contained in a single multilayer package. According to the invention, the combination of developing a homogeneous insulating material in the package together with the elimination of voids by the use of circuits in flight enables a substantial increase in the number of printed circuit board layers that can be pressed into a single package. The present method has been regularly practiced on a maximum of 22 short layers and on a maximum of 40 layers on a more limited basis. However, the invention is not limited thereby and it is possible that packs with an even greater number of cards can be produced using the method of the invention.
Under henvisning til figur 14 blir forbindelses- og kompo-nenthull 58 boret gjennom flersjiktspakken 44 ved bruk av konvensjonelle boreinnretninger. Hullene har generelt en diameter på mellom 0,0115 og 0,093". Hullene renses deretter for å fjerne borerester ved bruk av renseinnretninger som velkjent i denne teknikk eller ved en belegningsappara-tur méd høy støthastighet. Referring to Figure 14, connection and component holes 58 are drilled through the multilayer package 44 using conventional drilling devices. The holes generally have a diameter of between 0.0115 and 0.093". The holes are then cleaned to remove drill debris using cleaning devices as are well known in the art or by a high impact rate coating apparatus.
Som generelt vist i figur 14 blir et koppersjikt 56 med en tykkelse .på 0, 000050" avsatt på hullveggene 58 ved bruk av en konvensjonell strømløs belegningsprosess. Kopper-avsetningen tjener som basis for å tilveiebringe tilstrek-kelig ledningsevne for å føre strøm for elektrolyse. Det skal påpekes at hvis koppersjiktet er for tynt, vil det ganske enkelt brennes bort på grunn av den varme som dan- As generally shown in Figure 14, a copper layer 56 having a thickness of 0.000050" is deposited on the hole walls 58 using a conventional electroless plating process. The copper deposit serves as a base to provide sufficient conductivity to conduct current for electrolysis. It should be pointed out that if the copper layer is too thin, it will simply burn away due to the heat generated
nes under elektrolysen.nes during the electrolysis.
En gang til renses hullene og skylles for å fjerne urenheter og overflateskitt. Et andre koppersjikt 60 blir deretter elektrolytisk påført ved bruk av en belegningsappara-tur med høy støthastighet, for å bygge opp den ønskede tykkelse av ledende belegg langs veggene i hullet 58. Det er vesentlig at den beskrevne apparatur benyttes, fordi konvensjonelle elektrobelegningsinnretninger ikke kommer til de lange og trange hull for å gi gode og ledende belegg. Videre gir bruken av den beskrevne elektrobelegningsapparatur et kopperbelegg med forbedrede duktilitetsegenskaper. Således vil en termisk eller annen ekspansjon langs den vertikale akse av hullet ikke forårsake brudd i den ledende overflate, noe som kunne gi strømbrudd. Once more, the holes are cleaned and rinsed to remove impurities and surface dirt. A second copper layer 60 is then electrolytically applied using a coating apparatus with a high impact velocity, to build up the desired thickness of conductive coating along the walls of the hole 58. It is essential that the described apparatus is used, because conventional electroplating devices do not the long and narrow holes to provide good and conductive coatings. Furthermore, the use of the described electroplating apparatus provides a copper coating with improved ductility properties. Thus, a thermal or other expansion along the vertical axis of the hole will not cause a break in the conductive surface, which could cause a power failure.
Oppfinnelsen er i stand til å gi ledende linjer med bredder 'og avstander mellom slike helt ned til 2 mil, pakker av The invention is capable of providing conductive lines with widths 'and distances between such down to 2 miles, packages of
sjikt med helt opptil 40 sjikt eller mer gjennom huller helt ned til 5 mil diameter. layers with up to 40 layers or more through holes down to 5 mil diameter.
Mens visse utførelsesformer av oppfinnelsen er vist og beskre- vet ovenfor, skal det være klart at oppfinnelsen ikke er begrenset dertil. I henhold til dette skal det være klart for fagmannen at forskjellige forandringer i form og detalj kan skje uten å skille seg fra oppfinnelsens ramme. While certain embodiments of the invention have been shown and described above, it should be clear that the invention is not limited thereto. According to this, it should be clear to the person skilled in the art that various changes in form and detail can take place without departing from the scope of the invention.
Claims (31)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US35473682A | 1982-03-04 | 1982-03-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO834009L true NO834009L (en) | 1983-11-03 |
Family
ID=23394704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO834009A NO834009L (en) | 1982-03-04 | 1983-11-03 | PROCEDURE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MULTI-LAYER CIRCUITS |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0103627A4 (en) |
JP (1) | JPS59500341A (en) |
CA (1) | CA1222574A (en) |
DK (1) | DK502783D0 (en) |
IN (1) | IN158376B (en) |
IT (1) | IT1163136B (en) |
NO (1) | NO834009L (en) |
WO (1) | WO1983003065A1 (en) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0154564A3 (en) * | 1984-03-09 | 1986-08-20 | Cirtel Inc. | Method and apparatus for laminating multilayer printed circuit boards having both rigid and flexible portions |
US4734315A (en) * | 1985-06-05 | 1988-03-29 | Joyce Florence Space-Bate | Low power circuitry components |
US4927477A (en) * | 1985-08-26 | 1990-05-22 | International Business Machines Corporation | Method for making a flush surface laminate for a multilayer circuit board |
GB2212333A (en) * | 1987-11-11 | 1989-07-19 | Gen Electric Co Plc | Method of fabricating multi-layer circuits |
US4875966A (en) * | 1988-09-12 | 1989-10-24 | General Dynamics Corp., Pomona Div. | Pressure transfer plate assembly for a heat bonding apparatus |
JPH03196691A (en) * | 1989-12-26 | 1991-08-28 | Cmk Corp | Formation of insulating layer of printed wiring board |
SG11201700368WA (en) * | 2014-07-18 | 2017-02-27 | Mitsubishi Gas Chemical Co | Laminate and substrate for mounting a semiconductor device, and methods for producing the same |
EP3007526A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | T-Kingdom Co., Ltd. | Manufacturing method and structure of circuit board with very fine conductive circuit lines |
US10332832B2 (en) | 2017-08-07 | 2019-06-25 | General Electric Company | Method of manufacturing an electronics package using device-last or device-almost last placement |
US11664240B2 (en) | 2017-11-16 | 2023-05-30 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Method for producing laminate having patterned metal foil, and laminate having patterned metal foil |
KR102645236B1 (en) | 2017-12-14 | 2024-03-07 | 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 | Copper foil with an insulating resin layer |
EP3845379A4 (en) | 2018-08-30 | 2021-10-13 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Multilayer body, metal foil-clad laminate, multilayer body with patterned metal foil, multilayer body having buildup structure, printed wiring board, multilayer coreless substrate and method for producing same |
CN113573887A (en) | 2019-03-29 | 2021-10-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | Copper foil with insulating resin layer, laminate using same, and method for producing laminate |
WO2020241899A1 (en) | 2019-05-31 | 2020-12-03 | 三菱瓦斯化学株式会社 | Insulating-resin-layer-equipped substrate, and laminated body and laminated body manufacturing method using same |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3219749A (en) * | 1961-04-21 | 1965-11-23 | Litton Systems Inc | Multilayer printed circuit board with solder access apertures |
GB964349A (en) * | 1961-08-31 | 1964-07-22 | Rogers Corp | Improvements in printed circuit and method of making the same |
US3350250A (en) * | 1962-03-21 | 1967-10-31 | North American Aviation Inc | Method of making printed wire circuitry |
US3324014A (en) * | 1962-12-03 | 1967-06-06 | United Carr Inc | Method for making flush metallic patterns |
GB1259837A (en) * | 1968-11-18 | 1972-01-12 | Boeing Co | Composite structure and method of making the same |
US3627902A (en) * | 1970-02-02 | 1971-12-14 | Control Data Corp | Interconnections for multilayer printed circuit boards |
US3972755A (en) * | 1972-12-14 | 1976-08-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Dielectric circuit board bonding |
US4159222A (en) * | 1977-01-11 | 1979-06-26 | Pactel Corporation | Method of manufacturing high density fine line printed circuitry |
US4354895A (en) * | 1981-11-27 | 1982-10-19 | International Business Machines Corporation | Method for making laminated multilayer circuit boards |
-
1983
- 1983-03-02 CA CA000422703A patent/CA1222574A/en not_active Expired
- 1983-03-03 IT IT19877/83A patent/IT1163136B/en active
- 1983-03-04 JP JP58501241A patent/JPS59500341A/en active Pending
- 1983-03-04 IN IN272/CAL/83A patent/IN158376B/en unknown
- 1983-03-04 EP EP19830901286 patent/EP0103627A4/en not_active Ceased
- 1983-03-04 WO PCT/US1983/000292 patent/WO1983003065A1/en not_active Application Discontinuation
- 1983-11-03 DK DK5027/83A patent/DK502783D0/en not_active Application Discontinuation
- 1983-11-03 NO NO834009A patent/NO834009L/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK502783A (en) | 1983-11-03 |
EP0103627A4 (en) | 1985-09-18 |
JPS59500341A (en) | 1984-03-01 |
EP0103627A1 (en) | 1984-03-28 |
WO1983003065A1 (en) | 1983-09-15 |
IT8319877A1 (en) | 1984-09-03 |
IN158376B (en) | 1986-11-01 |
DK502783D0 (en) | 1983-11-03 |
IT8319877A0 (en) | 1983-03-03 |
IT1163136B (en) | 1987-04-08 |
CA1222574A (en) | 1987-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4606787A (en) | Method and apparatus for manufacturing multi layer printed circuit boards | |
EP0843955B1 (en) | Method of forming raised metallic contacts on electrical circuits | |
US7420127B2 (en) | Method of manufacturing multilayer wiring substrate, and multilayer wiring substrate | |
CN1798485B (en) | Multilayer printed wiring board and method of manufacturing the same | |
US4889584A (en) | Method of producing conductor circuit boards | |
NO834009L (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MULTI-LAYER CIRCUITS | |
US6426011B1 (en) | Method of making a printed circuit board | |
JPH0716094B2 (en) | Wiring board manufacturing method | |
US4789423A (en) | Method for manufacturing multi-layer printed circuit boards | |
JP2013168691A (en) | Printed circuit board and method for filling via hole thereof | |
US7080448B2 (en) | PCB with inlaid outer-layer circuits and production methods thereof | |
JP4488187B2 (en) | Method for manufacturing substrate having via hole | |
JP5188947B2 (en) | Manufacturing method of multilayer wiring board | |
JP7234049B2 (en) | printed wiring board | |
US8074352B2 (en) | Method of manufacturing printed circuit board | |
KR100726238B1 (en) | Manufacturing method of multi-layer printed circuit board | |
JPS59175796A (en) | Method of producing multilayer printed circuit board | |
CN115835491A (en) | Circuit board manufacturing method and circuit board | |
CA1234923A (en) | Method for manufacturing multi-layered printed circuit boards and a circuit board produced by same | |
JP2005136282A (en) | Multilayer wiring substrate and its manufacturing method | |
KR100916649B1 (en) | Manufacturing method of PCB | |
KR101154567B1 (en) | Method for manufacturing of a printed circuit board | |
JP4160813B2 (en) | Multilayer circuit board manufacturing method | |
JP2002176262A (en) | Multilayer printed wiring board and manufacturing method therefor | |
KR100916647B1 (en) | Manufacturing method of PCB |