NO834009L - Fremgangsmaate og apparatur for fremstilling av flersjikts kretskort - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede, trykte kretskort med høy densitet og pakker av flers.jikts trykkede kretskort.

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.

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.

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.

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.

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 .

Kvaliteten og stabiliteten for flersjikts kretskortpakker

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-

overflatene være av forskjellig materialsammensetninger fordi de ofte oppnås fra forskjellige produsenter, kan være laget av forskjellige harpikser eller komme fra forskjellige produksjonsbatcher.

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.

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

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.

Foreliggende oppfinnelse inkluderer en metode for fremstilling av høydensitets trykkede kretskort med fine linjer og trykkede kretskortpakker og kretskort og pakker laget ifølge oppfinnelsen.

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.

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.

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.

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.

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,

rygg mot rygg, eller ved å innleire lederne på begge sider av et enkelt kort.

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.-

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.

En hovedgjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av trykkede kretser med

høy densitet og fine linjer, hvorved det ledende kretsmøn-ster. ligger i flukt og plan med det isolerende substrat.

Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede, høydensitets trykkede kretser, hvorved lederlinjene har 'forbedrede duktilitetsegenskaper.

Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av finlinjede, høydensitets trykkede kretser med forbedret dimensjonsstabilitet.

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.

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.

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.

Ytterligere gjenstander for oppfinnelsen vil fremgå ved

en gjennomlesning av den følgende beskrivelse sammen med de ledsagende tegninger, der de samme henvisningstall hen-viser til de samme deler.

Figur 1 viser et sideriss av et substrat med et flashsjikt

påført.

Figur 2 er et sideriss av substratet i figur 1 med et sjikt

av fotoresist påført.

Figur 3 er en perspektivskisse av gjenstanden i figur 2

med en fotosjablon anordnet.

Figur 4 er en perspektivskisse langs linjen 4-4 i figur

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.

Figur 7 er et riss langs linjen 4-4 i figur 3 og viser

et isolatorlaminatsjikt som dekker det ledende kretsmønster og flashsjiktet i figur 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

linjen 9—9 i figur 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

trykket kretskortpakke ifølge oppfinnelsen, og

Figur 14 er et partielt perspektivriss som viser elektroavsatte og strømløst avsatte beleggssjikt, bygget opp ilederhull eller kontakthull ifølge oppfinnelsen.

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.

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.

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.

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

i US-PS 4.174.261, kjent som "RISP" og kommersielt tilgjengelig fra 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.

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.

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.

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.

Etter at fotosjablonen 16 er eksponert til lys, fjernes

den og fotoresisten 14 fremkalles ved bruk av en kommer-siell tilgjengelig fremkaller slik som "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

10 og opptrer som i det vesentlige rektangulære kanaler

'som løper i den gjenværende uoppløste.fotoresist 14 i henhold til det opprinnelige kretsmønster 18 som var definert av sjablonen 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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

På dette trinn i foreliggende prosess er et sjikt 36 av

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.

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.

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.

Tidligere kjente slike kretskortpakker hadde ofte sjikt

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.

I den kjente teknikk ga intern skifting og flyt på grunn

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.

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.

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-

nes under elektrolysen.

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.

Oppfinnelsen er i stand til å gi ledende linjer med bredder 'og avstander mellom slike helt ned til 2 mil, pakker av

sjikt med helt opptil 40 sjikt eller mer gjennom huller helt ned til 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.

Claims (31)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av trykkede krets-., kort, karakterisert ved at den omfatter: omhylling av et fremragende ledende kretsmønster i et enhetlig sjikt av isolasjonsmateriale slik at en overflate av det ledende kretsmønster er eksponert i flukt og plan med overflaten av isolasjonsmateriale.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter: å tildanne et fremragende, ledende kretsmønster på et stiv substrat, omhylling av mønsteret med en enhetlig tykkelse av isolasjonsmateriale, og separering av den omhyllede ledende krets fra det stive substrat.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,. karakterisert ved .at den videre omfatter: tildanning av ledende hull gjennom kretskortet for festing av kretskomponenter.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av et trykket kretskort, karakterisert ved at den omfatter: ■ å tilforme et første sjikt av et ledende materiale på et stivt substrat, avsetning av fotofølsom resist på det første sjikt av ledende materiale, maskering av den fotofølsomme resist for å definere' et ledende kretsmønster på overflaten av resisten, eksponering av den maskerte fotofølsomme resist til lys for å oppløse deler av resisten i henhold til det ledende kretsmønster der visse deler av det første sjikt av ledende materiale er eksponert, tildanning av et andre sjikt av ledende materiale, på de eksponerte deler av det første sj,ikt av ledende t materiale hvori et fremragende ledende kretsmønster er dan-net over det generelle plan av det første ledende sjikt, fjerning av ikke-oppløst fotofølsom resist fra det første sjikt av ledende materiale, innleiring av det ledende kretsmønster på det første ledende sjikt med en enhetlig tykkelse av isolasjonsmateriale, separering av det første ledende sjikt fra det stive substrat, fjerning av det første ledende sjikt fra isolasjonsmaterialet, hvorved det ledende kretsmønster som er innleiret-i isolasjonsmaterialet eksponeres i flukt og plan med overflaten av isolasjonsmaterialet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det andre sjikt av ledende materiale er elektroavsatt på det første sjikt av ledende materiale.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det fremragende ledende mønster er innleiret i isolasjonsmaterialet ved laminering.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det første sjikt av ledende materiale er elektroavsatt på det stive substrat.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at' det stive substrat har en metallisert overflate og lav termisk ekspansjonskoeffisient.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det første sjikt av ledende materiale er elektroavsatt på det stive substrat ved bruk av en elektrobelegningsapparatur .med høy sammenstøtshastighet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den videre omfatter tildanning av ledende hull gjennom nevnte trykkede kretskort for kretskomponenter og forbindelse mellom kortene.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den videre omfatter å belegge hullene med et tynt. sjikt av ledende materiale, og tildanning av en kontinuerlig ledende overflate langs veggene av de belagte hull.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at hullene er oppnådd ved boring.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at hullene er belagt ved bruk av et tynt strømløst belegg for å tilveiebringe et ledende substrat og elektroavsetning av ledende materiale på det ledende substrat for å danne de kontinuerlige ledende overflater langs veggene i de belagte hull.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at den videre omfatter rensing av urenheter fra de ledende hull.

15. Fremgangsmåte for fremstilling av flersjikts trykkede kretskortpakker, karakterisert ved at den omfatter: fremstilling av et antall trykkede kretskortsjikt der hvert sjikt dannes ved å innleire et ledende kretsmønster i en isolasjonsmaterialbase, slik at den eksponerte overflate 'av mønsteret ligger i flukt og plan med overflaten av basen, stabling av et antall kretskortsjikt på hverandre, anbringe et isolerende sjikt mellom hvert trykkede kretskortsjikt, binding av stabelen av kretskort og mellomliggende sjikt av isolasjonsmateriale sammen for å danne en flersjikts trykket kretskortpakke.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at fremstillingen av hvert trykkede kretskortsjikt omfatter: tildanning av et første sjikt av ledende materiale på et stivt substrat, avsetning av en tykkelse av fotofølsomt resist-materiale på det første sjikt av ledende materiale, maskering av den fotofølsomme resist for å definere et ledende kretsmønster på overflaten av den fotofølsomme resist, eksponering av den maskerte fotofølsomme resist til lys for å oppløse deler av resisten i henhold til det ledende kretsmønster der andelen av det første sjikt av ledende materiale eksponeres, dannelse av et andre sjikt av ledende materiale på de eksponerte deler av nevnte første sjikt av ledende materiale for å danne et fremragende ledende kretsmønster, fjerning av ikke-oppløst fotofølsom resist fra det første sjikt av ledende materiale, innleiring av. det fremragende ledende kretsmønster på det første ledende sjikt med en enhetlig tykkelse av isolasjonsmateriale, separering av det første ledende sjikt fra det stive substrat, fjerning av nevnte første ledende sjikt for å eksponere det ledende kretsmønster innleiret i isolasjonssjiktet, og hvorved nevnte eksponerte kretsmønster ligger i flukt og plan med isolasjonsmatrialet.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at tildannelsen av det første sjikt av ledende materiale på det stive substrat omfatter elektroavsetning av et tynt belegg av ledende materiale på et stivt substrat med en metallisert overflate og lav termisk ekspan sjonskoeffisient.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at tildannelsen av det andre sjikt av ledende materiale omfatter elektroavsetning av dette i en tykkelse på 1,2 til 15 mil.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at det anvendes en elektrobelegningsapparatur med høy støthastighet for elektroavsetning av det andre sjikt.

20..Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at innleiringstrinnet omfatter laminer-' ing av isolasjonsmaterialet over nevnte første og andre ledende sjikt og påleggelse av kontinuerlig enhetlig trykk og varme for derved å omhylle nevnte andre ledende sjikt med isolasjonsmateriale.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at kretskortene og det mellomliggende sjikt av isolasjonsmateriale er bundet sammen ved å anvende kontinuerlig enhetlig varme og trykk for å danne en enhetlig homogen pakke av isolasjonsmateirale med nevnte ledende kretsmønster innleiret.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved tildanning av ledende hull gjennom pakken for kretskomponenter og forbindelse kortene seg imellom.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved tildanning av huller gjennom pakken, belegning av hullene med et tynt sjikt av ledende materiale, og tildanning av en kontinuerlig ledende overflate langs veggene av de belagte hull.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at den omfatter: tildanning av huller gjennom pakken, boring av huller for elektriske ledere for kretskomponenter og kortforbindelse gjennom nevnte stabel av trykkede kretskortsjikt og mellomliggende sjikt av isolasjonsmateriale, og anvende en strømløs belegningsmetode for å tilveiebringe et ledende substrat for elektroavsetning av ledende materiale på dette og elektroavsetning av ledende materiale på det ledende substrat.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at som ytterligere trekk hullene renses umiddelbart før belegning.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at hullene oppnås ved boring.

27. Flersjiktspakke av trykkede kretskort, karakterisert ved at den omfatter: et antall trykkede kretskortsjikt idet hvert trykkede kretskortsjikt omfatter et ledende kretsmønster innleiret i og integralt med et isolasjonsmaterialsubstrat, der overflaten av det ledende kretsmønster er eksponert langs en overflate av substratet og ligger i flukt og plan med substratoverflaten, et sjikt av isolasjonsmateriale anordnet mellom hvert trykkede kretskortsjikt, hvori isolasjonsmaterial-sjiktet er integralt tildannet og bundet til ved siden av liggende overflater av nevnte trykkede kretskortsjikt, hvorved de bundede sjikt utgjør en enhetlig homogen struktur med et antall ledende kretsmønstere innleiret i og integralt tildannet i pakken.

28. Flersjiktspakke ifølge krav 27, karakterisert ved at isolasjonsmaterialet og substratet i de trykkede kretskort omfatter det samme isolasjonsmaterialet

29. Finlinjet høydensitets trykket kretskort, karakterisert ved at det omfatter: et isolasjonsmaterialsubstrat, og et ledende kretsmønster innleiret i og integralt med isolasjonsmaterialsubstratet hvorved overflaten av det ledende kretsmønster er eksponert langs en overflate av substratet hvorved det ledende kretsmønster ligger i flukt og plan med substratoverflaten.

30. Trykket kretskort ifølge krav 29, karakterisert ved at nevnte innleirede ledende krets-mønster omfatter ledende linjer av i det vesentlige rek-tangulært tverrsnitt, idet de parallelle sidevegger av lederne er loddrett på substratoverflaten.

31. Trykkets kretskort ifølge krav 29, karakterisert ved at isolatormaterialsubstratet omfatter et dielektrisk laminatmateriale.

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et trykket kretskort, karakterisert ved at den omfatter: å tilforme et første sjikt av et ledende materiale på et stivt substrat, avsetning av fotofølsom resist på det første sjikt av ledende materiale, maskering av den fotofølsomme resist for å definere et ledende kretsmønster på overflaten av resisten, eksponering.av den maskerte fotofølsomme resist til lys for å oppløse deler av resisten i henhold til det ledende kretsmønster der visse deler av det første sjikt av ledende materiale er eksponert, tildanning av et andre sjikt av ledende materiale på de eksponerte deler av det første sjikt av ledende materiale hvori et fremragende ledende kretsmønster er dan-net over det generelle plan av det første ledende sjikt, fjerning av ikke-oppløst fotofølsom resist fra det første sjikt av ledende materiale, innleiring av det ledende kretsmønster på det første ledende sjikt med en enhetlig tykkelse av isolasjonsmateriale , separering av det første ledende sjikt fra det stive substrat, fjerning av det første ledende sjikt fra isolasjonsmaterialet, . hvorved det ledende kretsmønster som er innleiret . i isolasjonsmaterialet eksponeres i flukt og plan med overflaten av isolasjonsmaterialet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1. karakterisert ved at det andre sjikt av ledende materiale er elektroavsatt på det første sjikt av ledende materiale.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1. karakterisert ved at det fremragende ledende mønster er innleiret i isolasjonsmaterialet ved laminering.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det første sjikt av ledende materiale er elektroavsatt på det stive substrat.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det stive substrat har en metallisert overflate og lav termisk ekspansjonskoeffisient.

6 . Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det første sjikt av ledende materiale er elektroavsatt på det stive substrat ved bruk av en elektrobelegningsapparatur med høy sammenstøtshastighet.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter tildanning av ledende hull gjennom nevnte trykkede kretskort for kretskomponenter og forbindelse mellom kortene.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1. karakterisert ved at den videre omfatter å belegge hullene med et tynt sjikt av ledende materiale, og tildanning av en kontinuerlig ledende overflate langs veggene av de belagte hull.

9. Fremgangsmåte ifølge krav <7> , karakterisert ved at hullene er oppnådd ved boring.

10. ' Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at hullene er belagt ved bruk av et tynt strømløst belegg for å tilveiebringe et ledende substrat og elektroavsetning av ledende materiale på det ledende substrat for å danne de kontinuerlige ledende overflater langs veggene i de belagte hull.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den videre omfatter rensing av urenheter fra de ledende hull.

12. Fremgangsmåte for fremstilling av flersjikts trykkede kretskortpakker, karakterisert ved at den omfatter: fremstilling av et antall trykkede kretskortsjikt der hvert sjikt dannes ved å innleire et ledende kretsmønster i en isolasjonsmaterialbase, slik at den eksponerte overflate av mønsteret ligger i flukt og plan med overflaten av basen, stabling av et antall kretskortsjikt på hverandre, anbringe et isolerende sjikt mellom hvert trykkede kretskortsjikt, binding av stabelen av kretskort og mellomliggende sjikt av isolasjonsmateriale sammen for å danne en fler-sj ikts trykket kretskortpakke.

_13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at fremstillingen av hvert trykkede kretskortsjikt omfatter: tildanning av et første sjikt av ledende materiale på et stivt substrat, avsetning av en tykkelse av fotofølsomt resist-materiale på det første sjikt av ledende materiale, maskering av den fotofølsomme resist for å definere et ledende kretsmønster på overflaten av den fotofølsomme resist, eksponering av den maskerte fotofølsomme resist til lys for å oppløse deler av resisten i henhold til det ledende kretsmønster der andelen av det første sjikt av ledende materiale eksponeres, .dannelse av et andre sjikt av ledende materiale på de eksponerte deler av nevnte første sjikt av ledende materiale for å danne et fremragende ledende kretsmønster, ■ fjerning av ikke-oppløst fotofølsom resist fra det første sjikt av ledende materiale, innleiring av det fremragende ledende kretsmønster på det første ledende sjikt med en enhetlig tykkelse av isolasj onsmateriale, separering av det første ledende sjikt fra det stive substrat, fjerning av nevnte første ledende sjikt for å eksponere det ledende kretsmønster innleiret i isolasjonssjiktet, og hvorved nevnte eksponerte kretsmønster ligger i flukt og plan med isolasjonsmatrialet.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at tildannelsen av det første sjikt av ledende materiale på det stive substrat omfatter elektroavsetning av et tynt belegg av ledende materiale på et stivt substrat med en metallisert overflate og lav termisk ekspan sjonskoeffisient.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at tildannelsen av det andre sjikt av ledende materiale omfatter elektroavsetning av dette i en tykkelse på 1,2 til 15 mil.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at det anvendes en elektrobelegningsapparatur med høy støthastighet for elektroavsetning av det andre sj ikt.

17. Fremgangsmåte ifølge krav13 ,. karakterisert ved at innleiringstrinnet omfatter laminering av isolasjonsmaterialet over nevnte første og andre ledende sjikt og påleggelse av kontinuerlig enhetlig trykk og varme for derved å omhylle nevnte andre ledende sjikt med isolasjonsmateriale.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at kretskortene og det mellomliggende sjikt av isolasjonsmateriale er bundet sammen ved å anvende kontinuerlig enhetlig varme og trykk for å danne en enhetlig homogen pakke av isolasjonsmateirale med nevnte ledende kretsmønster innleiret.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 12/karakterisert ved tildanning av ledende hull gjennom pakken for kretskomponenter og forbindelse kortene seg imellom.

20 . Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved tildanning av huller gjennom pakken, belegning av hullene med et tynt sjikt av ledende materiale, og tildanning av en kontinuerlig ledende overflate langs veggene av de belagte hull.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at den omfatter: tildanning av.huller gjennom pakken, boring av huller for elektriske ledere for kretskomponenter og kortforbindelse gjennom nevnte stabel av trykkede kretskortsjikt og mellomliggende sjikt av isolasjonsmateriale, og anvende en strømløs belegningsmetode for å.tilveiebringe et ledende substrat for elektroavsetning av. ledende materiale på dette og elektroavsetning av ledende materiale på det ledende substrat.

22 . Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakter i-, sert ved at som ytterligere trekk hullene renses umiddelbart før belegning.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at hullene oppnås ved boring.

24 . Flersjiktspakke av trykkede kretskort, karakterisert ved at den omfatter: et antall trykkede kretskortsjikt idet hvert trykkede kretskortsjikt omfatter et ledende kretsmønster innleiret i og integralt med et isolasjonsmaterialsubstrat, der overflaten av det ledende kretsmønster er eksponert langs en overflate av substratet og ligger i flukt og plan med substratoverflaten, et sjikt av isolasjonsmateriale anordnet mellom hvert trykkede kretskortsjikt, hvori isolasjonsmaterial-sjiktet er integralt tildannet og bundet til ved siden av liggende overflater av nevnte trykkede kretskortsjikt, hvorved de bundede sjikt utgjør.en enhetlig homo gen struktur med et antall ledende kretsmønstere innleiret i og integralt tildannet i pakken.

25 . Flersjiktspakke ifølge krav 24r karakterisert ved at isolasjonsmaterialet og substratet i de trykkede kretskort omfatter det samme isolasjonsmaterialet.

26. Finlinjet høydensitets trykket kretskort, karakterisert ved at det omfatter: et isolasjonsmaterialsubstrat, og et ledende kretsmønster innleiret i og integralt med isolasjonsmaterialsubstratet hvorved overflaten av det ledende kretsmønster er eksponert langs en overflate av substratet hvorved det ledende kretsmønster ligger i flukt og plan med substratoverflaten.

27. Trykket kretskort ifølge krav 26, karakterisert ved at nevnte innleirede ledende krets-mønster omfatter ledende linjer av i det vesentlige rek-tangulært tverrsnitt, idet de parallelle sidevegger.av lederne er loddrett på substratoverflaten.

28. Trykkets kretskort ifølge krav 26' , karakterisert ved at isolatormaterialsubstratet omfatter et dielektrisk laminatmateriale.