PL196239B1 - Rdzeń zasilająco/uziemiający do płytki drukowanej - Google Patents

Abstract

1. Rdzen zasilajacy/uziemiajacy do plytki dru- kowanej, zawierajacy polaczone ze soba co najmniej jedna warstwe wlóknistego laminatu oraz co najmniej jedna warstwe przewodzacego arkusza metalu, znamienny tym, ze laminat wlóknisty (302) jest absorbentem dla co naj- mniej jednego rozpuszczalnika, a co najmniej jedna warstwe przewodzacego arkusza metalu (304) jest porowata wzgledem co najmniej jed- nego rozpuszczalnika dla zmniejszenia zjawisk rozwarstwiania i katodowo-anodowego wzrostu wlókien. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rdzeń zasilająco/uziemiający do płytki drukowanej stosowany, zwłaszcza w przemyśle elektronicznym.

Z powodu konieczności stosowania komputerów, konstruktorzy skupili się nad zwiększeniem ich niezawodności. Współczesne systemy nie mogą tolerować wydłużonego czasu przestoju potrzebnego do wymiany zepsutych elementów systemu. Jeśli każdy element systemu jest zaprojektowany tak, że będzie służyć dłużej i z większą niezawodnością, to wtedy każdy komputer wykonany wyłącznie z takich elementów będzie służył dłużej i będzie bardziej niezawodny.

To skupienie się na niezawodności elementów zostało zastosowane do płytek drukowanych (PCB). W systemie komputerowym większość elementów przystosowanych jest do umieszczania elementów półprzewodnikowych albo układów scalonych na płytkach drukowanych. Płytki te nazywane są drukowanymi, ponieważ zawierają obwody albo miedziane ścieżki wykonane przy użyciu technik, które są w zasadzie podobne do procesu drukowania na papierze gazetowym. Obwody ścieżek łączą elementy półprzewodnikowe albo układy scalone. Płytki drukowane mogą być tak proste, jak izolator, który ma ścieżki wydrukowane na obydwu stronach płytki oraz jeden albo więcej elementów zamontowanych na jednej albo na obydwu stronach płytki. Płytki drukowane są zwykle bardziej złożone, jednakże są zwykle wykonane z przewodzących metalowych płaszczyzn zasilających i uziemiających oraz kilku płaszczyzn sygnałowych, zawierających ścieżki obwodów umieszczone pomiędzy warstwami izolatora, z metalowymi ścieżkami i obszarami kontaktowymi na górnej i dolnej powierzchni wielowarstwowej płytki. Ścieżki górnej i dolnej powierzchni są połączone ze sobą i z wewnętrznymi warstwami obwodów poprzez metalizowane otwory (PTH).

Wykonane w ten sposób płytki drukowane stały się standardem w elektronice. Postęp w metodach wytwarzania spowodował, że płytki drukowane stały się stosunkowo tanie, a jednocześnie ich prostota sprawia, że są niezawodne. Jednakże są problemy związane z płytkami drukowanymi. Jeden z problemów jest spowodowany przez różnicę we współczynnikach rozszerzalności cieplnej (CTE) różnych stosowanych materiałów. Proponowanym rozwiązaniem tego problemu (ujawnionym w opisie EP0228017A2) jest zastosowanie płytki mającej warstwy przewodzące, z których jest wykonany rdzeń, zbudowane z metalowej siatki drucianej, tak że współczynnik rozszerzalności cieplnej płytki jest bardziej dopasowany do współczynników rozszerzalności cieplnej zamontowanych na niej elementów.

Jednak występują inne problemy związane z płytkami drukowanymi. Jedną z przyczyn tych problemów stanowi woda. Warstwy izolacyjne w płytkach drukowanych mają tendencje do przyjmowania wody i w sposób naturalny absorbują stosunkowo duże ilości wody. Nawet, jeśli płytka drukowana podczas procesu montażu elementów była sucha, to może wkrótce zaabsorbować wodę z wilgotnego powietrza albo w czasie innych etapów procesu. Stąd, płytki drukowane zawierają wodę, która w sposób swobodny dostaje się pomiędzy warstwy izolacyjne. Niestety, płaszczyzny zasilające i uziemiające, które są zwykle wykonane z miedzi, nie przepuszczają wody.

Ten brak przepuszczalności oddziałuje na płytki i może powodować uszkodzenia. Woda zbiera się w miejscach pomiędzy płaszczyzną zasilającą/uziemiającą a warstwą izolacyjną, która pokrywa tę płaszczyznę. Układy scalone, obudowy nośnika struktury albo inne elementy są lutowane do płytki drukowanej, zwykle przy użyciu fali albo nagrzewania podczerwienią. Wzrost temperatury może spowodować, że woda zebrana w miejscach styku pomiędzy płaszczyznami zasilającymi/uziemiającymi i warstwami izolującymi zamienia się w parę. Woda zamieniając się w parę znacznie zwiększa swoją objętość i ta rozszerzona mieszanina wody i pary może powodować rozwarstwienie izolatora. W rzeczywistości na powierzchni izolatora mogą pojawić się pęcherze prowadzące do pękania izolatora, przerwania ścieżki, pęknięcia obudowy, pękania metalizacji otworu i inne podobne szkodliwe efekty.

Woda, aby wydostać się poza zamkniętą powierzchnię izolatora, musi dyfundować poprzez izolator do przestrzeni o mniejszym stężeniu wody. Ta przestrzeń o mniejszym stężeniu wody, zwykle znajduje się na zewnątrz płytki drukowanej, obejmując powierzchnię górną i dolną tam, gdzie warstwy struktury warstwowej stykają się z powietrzem. Zakładając, że powietrze z zasady ma mniejsze stężenie wody, dyfuzja wody poprzez dielektryk do atmosfery będzie długotrwała. Jednak woda może spowodować zniszczenie przez pęcherz, dopóki nie zostanie usunięta z płytki drukowanej.

Innym powodowanym wodą mechanizmem, który prowadzi do uszkodzeń w płytkach drukowanych, jest katodowo-anodowy wzrost włókien (CAF), który pojawia się, kiedy zwarcia obwodów płytki drukowanej wzrastają wzdłuż włókien szklanych. Zwarcia tworzą się, kiedy woda wypłukuje jony metalu z pobliskich ścieżek do styku pomiędzy włóknem szklanym i dielektrykiem. Jony miedzi osadzają

PL 196 239 B1 się, kiedy przyłożone jest napięcie wstępne, a osadzanie to ma tendencje do tworzenia przewodzących dendrytów. Kiedy ten materiał znajdzie się w roztworze, jest on ogólnie biorąc zjonizowany tak, że będzie wędrował w kierunku elementu metalowego, który jest naładowany przeciwnie. Katody są obszarami naładowanymi dodatnio, podczas gdy anody są obszarami naładowanymi ujemnie. Zatem metalowe dendryty zwykle wrastają pomiędzy dwoma naładowanymi przeciwnie, miejscowymi obszarami katodowo-anodowymi. Te przewodzące metalowe dendryty powodują następnie zwarcia elektryczne.

Mechanizmy uszkodzeń powodowanych przez wodę zaostrzyły się z powodu stosowania płytek drukowanych na nośniki struktur. Nośniki struktur są urządzeniami, na których są umieszczane mikroukłady przed dołączeniem ich do płytki drukowanej. Dawniej te nośniki struktur były wykonane wyłącznie z materiałów ceramicznych. Z powodu zastosowania materiałów ceramicznych na nośniki struktur, komisja JEDEC zorganizowana do publikowania standardów produkcji elektronicznej, opracowała takie standardy testowania dla nośników struktur, które w zasadzie zakładają, że podstawowe materiały podłoża w ogóle nie absorbują wody. Teraz, kiedy zaczęto stosować płytki drukowane jako nośniki struktur, przenikanie wody i problemy związane z tym coraz bardziej rozpowszechniają się, ponieważ w tych materiałach organicznych jest po prostu coraz więcej wody. Nośniki struktur, które są wykonane z organicznych materiałów warstwowych, są nazywane warstwowymi nośnikami struktur (LCC).

Celem wynalazku jest opracowanie rdzenia zasilająco/uziemiającego do płytki drukowanej, w którym ograniczono ilość uszkodzeń powodowanych katodowo-anodowym wzrostem dendrytów i rozwarstwienia izolatorów w organicznych nośnikach struktur, płytki drukowane i nośniki.

Rdzeń zasilający/uziemiający do płytki drukowanej zawierający połączone ze sobą co najmniej jedną warstwę włóknistego laminatu oraz co najmniej jedną warstwę przewodzącego arkusza metalu według wynalazku charakteryzuje się tym, że laminat włóknisty jest absorbentem dla co najmniej jednego rozpuszczalnika, a co najmniej jedną warstwę przewodzącego arkusza metalu jest porowata względem co najmniej jednego rozpuszczalnika dla zmniejszenia zjawisk rozwarstwiania i katodowo-anodowego wzrostu włókien.

Korzystnie, przewodzący arkusz metalu zawiera arkusz metalu mający wiele nawierconych otworów zapewniających porowatości.

Korzystnie, co najmniej jedną warstwę przewodzącego arkusza metalu stanowi dwuwarstwowy przewodzący arkusz metalu, a co najmniej jedna warstwa włóknistego laminatu jest umieszczona pomiędzy dwiema warstwami przewodzącego arkusza metalu.

Korzystnie, najmniej jedną warstwę włóknistego laminatu stanowią dwie warstwy włóknistego laminatu, a co najmniej jedna warstwa przewodzącego arkusza metalu jest umieszczona pomiędzy dwiema warstwami włóknistego laminatu.

Korzystnie, przewodzący arkusz metalu zawiera metal spiekany.

Co najmniej jedna warstwa włóknistego laminatu jest nieprzewodząca.

Co najmniej jedna warstwa włóknistego laminatu jest przewodząca.

Co najmniej jednym rozpuszczalnikiem jest woda.

Korzystnie materiał przewodzący zawiera metal mający wiele otworów, a otwory są rozmieszczone i mają wymiary właściwe do zapewnienia porowatości.

Korzystnie otwory są rozmieszczone względem siebie w odległości nie większej niż 0,05 cala (0,0013 m).

Korzystnie otwory mają średnicę równą co najmniej 0,001 cala, ale mniejszą niż 0,010 cala (0,00025 m).

Korzystnie każdy otwór ma średnicę równą około 0,002 cala (0,00005 m).

Korzystnie materiał przewodzący zawiera metal spiekany.

Korzystnie materiał przewodzący zawiera materiał włóknisty utkany w strukturę albo ukształtowany w swobodną strukturę papierową.

Korzystnie materiał włóknisty jest wybrany z grupy zawierającej zasadniczo włókna węglowe pokryte metalem, poliester pokryty metalem, polimery ciekłokrystaliczne pokryte metalem, polietylen pokryty metalem, włókna szklane pokryte metalem i przewody metalowe.

Korzystnie co najmniej jedna warstwa laminatu włóknistego jest wybrana z grupy zawierającej zasadniczo żywicę epoksydową, żywicę epoksydową triazyny bismaleimidowej, ester cyjanianowy, poliimid, policzterofluoroetylen (PTFE), policzterofluoroetylen i fluoropolimer.

PL 196 239B1

Ponadto według wynalazku może być wykonana płytka drukowana (PCB), ta płytka drukowana zawiera co najmniej jeden rdzeń sygnałowy, każdy rdzeń sygnałowy zawierający co najmniej jedną warstwę sygnałową i co najmniej jedną warstwę włóknistego laminatu i rdzeń zasilający/uziemiający według pierwszego aspektu.

Sposób wytwarzania płytki drukowanej (PCB) zawiera etapy: dostarczanie co najmniej jednej płaszczyzny zasilającej/uziemiającej, zawierającej co najmniej jedną warstwę porowatego materiału przewodzącego, tworzenie wielu otworów w co najmniej jednej płaszczyźnie zasilającej/uziemiającej, tworzenie kompozytu z co najmniej jednej płaszczyzny zasilającej/uziemiającej i co najmniej jednej warstwy sygnałowej, tworzenie w kompozycie wielu otworów i tworzenie w kompozycie wielu otworów metalizowanych, przy czym porowaty materiał przewodzący jest wystarczająco porowaty względem rozpuszczalników dla zmniejszenia zjawisk katodowo-anodowego wzrostu włókien.

Korzystnymi cechami trzeciego aspektu są etapy wytwarzania cech odpowiadających korzystnym cechom pierwszego aspektu.

Według przykładów wykonania przedstawionego wynalazku są zapewnione płaszczyzny zasilające i uziemiające, które są stosowane w płytkach drukowanych i które zawierają porowate, przewodzące materiały. Porowate materiały płaszczyzn zasilających i uziemiających pozwalają na to, aby woda i/lub inne rozpuszczalniki przechodziły poprzez płaszczyzny zasilające i uziemiające, co powoduje zmniejszenie uszkodzeń płytek drukowanych albo płytek drukowanych stosowanych jako warstwowe nośniki struktur, powodowanych przez katodowo-anodowy wzrost włókien i rozwarstwienie izolatorów. Porowate przewodzące materiały mogą być wytwarzane przy zastosowaniu powlekanych metalem tkanin, takich jak poliester, albo struktur, takich jak węgiel z grafitem albo włókna szklane, przy zastosowaniu obwodu z siatki przewodów metalowych zamiast warstw metalowych, przy zastosowaniu metali spiekanych, albo poprzez tworzenie porowatych metalowych blach z układem otworów. Metalowa siatka albo struktura może być wykonana z tkaniny albo struktur papierowych. Jeśli układ otworów jest wytwarzany w blasze metalowej, taki układ otworów może powstać bez zastosowania dodatkowych etapów obróbki w stosunku do tych, które są stosowane przy użyciu konwencjonalnych sposobów.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 jest widokiem perspektywicznym przekroju poprzecznego rdzenia zasilającego, wytworzonego według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, fig. 2 jest widokiem z góry rdzenia zasilającego, wytworzonego według innego korzystnego przykładu wykonania wynalazku, fig. 3 jest przekrojem poprzecznym korzystnych płaszczyzn zasilających lub uziemiających dla kilku przykładów wykonania wynalazku, fig. 4 jest widokiem przekroju poprzecznego sześciowarstwowej płytki drukowanej oraz warstw, z których jest wytworzona ta sześciowarstwowa płytka drukowana według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, fig. 5 jest siecią działań procesu według sposobu przy zastosowaniu płaszczyzn zasilających lub uziemiających według korzystnego przykładu wykonania wynalazku i fig. 6 pokazuje przekrój poprzeczny sześciowarstwowej płytki drukowanej oraz warstw, z których jest wytworzona ta sześciowarstwowa płytka drukowana.

Korzystne przykłady wykonania wynalazku pokonują ograniczenia stanu techniki przez wprowadzenie płytek drukowanych, wykonanych z przewodzących, porowatych materiałów płaszczyzn zasilających i uziemiających. Materiały są korzystnie przepuszczalne dla wody i innych rozpuszczalników. Przedstawiony wynalazek jest związany z wytwarzaniem płytek drukowanych.

Materiałem wyjściowym na wytwarzaną płytkę drukowaną jest zwykle arkusz z włókna szklanego i żywicy epoksydowej. Jest on często określany jako materiał wstępnie impregnowany, ponieważ podczas obróbki wstępnej włókno jest impregnowane za pomocą żywicy. Żywica w zasadzie jest spoiwem, które wiąże włókno, tworząc płytkę. Zamiast tkaniny z włókna szklanego można stosować sprasowany papier albo inne właściwe materiały. Zatem podstawą do wykonania płytki jest płaski, sztywny albo lekko sprężysty materiał dielektryczny, który jest przekształcany w końcowy obwód drukowany. Materiał wyjściowy może być pokryty po obu stronach płytki cienką warstwą miedzi o właściwym przyleganiu. Ta czynność nazywana jest zwykle laminowaniem miedzianej osłony (CCL). W wyniku tego, można uzyskać zarówno proste dwustronne płytki, które mają obie strony pokryte ścieżkami z miedzi, jak i płytki, które mogą zawierać obwody pokrywane dodatkowym dielektrykiem, będące składnikami struktury wielowarstwowej.

W większości przypadków w tych płytkach są wykonywane otwory, zwykle przez wiercenie, służące do przyłączania elektrycznego różnych elementów elektronicznych. Otwory są zazwyczaj wiercone za

PL 196 239 B1 pomocą wiertarek wysokoobrotowych, a rozmieszczenie otworów jest określane na rysunkach albo projektach płytek.

Aby wytworzyć połączenie elektryczne jednej strony pokrytej miedzią poprzez otwory z drugą stroną, plastyczna ścianka otworu musi być przewodząca. Jest to realizowane za pomocą procesu chemicznego ogólnie znanego w przemyśle jako metalizacja, a proces ten składa się ze stosunkowo skomplikowanej serii napełniania i płukania oraz etapu aktywacji, powodującego nałożenie cienkiej warstwy miedzi na ścianki otworu.

Jeśli warstwa miedzi utworzona za pomocą procesu metalizacji jest zwykle za cienka, aby stanowić właściwy mostek elektryczny pomiędzy dwiema warstwami płytki, stosuje się galwanizację miedzi do osadzania w otworach grubej warstwy miedzi, aby utworzyć właściwy przekrój poprzeczny miedzi dla przepływającego prądu. Dla polepszenia właściwości lutowniczych, po pokryciu miedzią może następować pokrycie stopem cynowo-ołowiowym albo cynowanie.

Po metalizacji, na tych powierzchniach, które wymagają ukształtowania obwodu według wzoru, jest wykonywane nanoszenie obwodu. Wzór obwodu jest projektem obwodu, który jest nakładany na metalową powierzchnię nawierconej płytki, zgodnie z wymaganiami technicznymi albo projektem.

Odwzorowanie można uzyskać poprzez nałożenie organicznej warstwy fotoelektrycznej w postaci suchej powłoki. Warstwa fotoelektryczna jest naświetlana poprzez maskę za pomocą promieniowania ultrafioletowego (UV). Maska ma kształt, który blokuje promieniowanie ultrafioletowe. Dla negatywu obszary warstwy fotoelektrycznej, które nie są naświetlone promieniami ultrafioletowymi, są usuwane podczas kolejnego etapu wywoływania. Następnie, aby usunąć naświetloną powierzchnię metalu, stosowane jest trawienie chemiczne. Potem zdejmowana jest reszta warstwy fotoelektrycznej i zostaje wyłącznie odwzorowanie w metalu.

Na fig. 6 jest pokazany przykład sześciowarstwowej płytki drukowanej oraz warstwy tworzące tę płytkę. Figura 6 pokazuje części płytki drukowanej na różnych etapach produkcji. Sześciowarstwowa płytka drukowana 120 stanowi strukturę utworzoną przez sprasowanie (zwane laminowaniem) dwóch rdzeni sygnałowych 101 i 130, jednego rdzenia zasilającego 111 oraz warstw dielektryka 150 i 152. Rdzenie 101, 111, 130 zostają ukształtowane indywidualnie a następnie sprasowane tak, że tworzą warstwową płytkę drukowaną 120. Podczas tego procesu, dielektryk będzie wpływał do każdej szczeliny znajdującej się pomiędzy rdzeniami 101, 111, 130 a warstwami dielektryka. Po zakończeniu procesu, struktura zostanie nawiercona, żywica epoksydowa, rozmazana na odsłoniętych przewierconych warstwach miedzi, zostanie usunięta, otwory zostaną pokryte galwanicznie i zostaną wykonane dalsze czynności procesu wytwarzania. Dla uproszczenia, fig. 6 pokazuje obszary, gdzie wpływa dielektryk, jako obszary zawierające powietrze, a nie dielektryk. Ponadto pokryte galwanicznie otwory są pokazane jako lity metal, chociaż ogólnie biorąc, będą to cylindryczne otwory metalizowane. Nie są też pokazane otwory ustalające, służące do ustawiania struktury względem laminatu i warstw.

Rdzeń sygnałowy wstępny 100 zawiera warstwę dielektryka 104 umieszczoną pomiędzy dwiema warstwami miedzi 102 i 105. Rdzeń sygnałowy 100 stanowi warstwowy nośnik struktury, który nie został poddany obróbce. Warstwy miedzi 102 i 105, z których zostaną wykonane miedziane ścieżki, staną się warstwami przenoszącymi sygnały. Warstwa miedzi 102 może stanowić obszary kontaktowe, do których będą przylutowane układy scalone albo obudowy do montażu powierzchniowego. Rdzeń sygnałowy 100 po ukształtowaniu daje rdzeń sygnałowy 101, który zawiera warstwy miedzi 102 i 105 ukształtowane w zespół obwodów elektrycznych oraz otwory metalizowane i inne otwory przejściowe/ustalające, a także warstwę dielektryka 104. Warstwa miedzi 102 zawiera dwie ścieżki (nie oznaczone numerem) oraz dwa obszary kontaktowe 107 i 103, podczas gdy warstwa miedzi 105 zawiera pięć ścieżek. Dodatkowo warstwa miedzi 105 zawiera obszar przejściowy 170, w którym będą wytworzone otwory metalizowane po operacji uwarstwienia rdzenia sygnałowego 101 w element warstwowy, zawierający metalizowane otwory.

Rdzeń zasilający 111 na fig. 6 zawiera warstwę dielektryka 114, umieszczoną pomiędzy dwiema warstwami miedzi 112 i 115. Warstwy miedzi 112 i 115 mogą być grubsze niż warstwy miedzi 102 i 104, aby zapewnić możliwość przenoszenia większych prądów. Rdzeń zasilający wstępny 110 stanowi warstwowy nośnik struktury, który nie został poddany obróbce. Warstwa miedzi 112 stanie się płaszczyzną zasilającą płytki drukowanej, podczas gdy warstwa miedzi 115 stanie się płaszczyzną uziemiającą tej płytki albo odwrotnie. Rdzeń zasilający 110 stanowi po ukształtowaniu rdzeń zasilający

111. Rdzeń zasilający 111 zawiera ukształtowane warstwy miedzi 112 i 115 oraz warstwę dielektryka 114. Warstwa miedzi 112 ma ukształtowane dwa obszary przejściowe 182 i 179, podczas gdy warstwa miedzi 115 ma ukształtowane dwa obszary przejściowe 184 i 180. Będą one zabezpieczały

PL 196 239B1 płaszczyzny zasilające i uziemiające przed zetknięciem z otworami metalizowanymi, które będą wiercone w tych miejscach, po tym jak rdzeń zasilający 111 zostanie sprasowany, otwory zostaną wywiercone i metalizacja zostanie wykonana.

Pokazana jest kompletna sześciowarstwowa płytka drukowana 120. Taka płytka 120 jest powszechnie nazywana płytką sześciowarstwową, ponieważ zawiera sześć warstw przewodzących. Sześciowarstwowa płytka drukowana 120 jest pokazana po tym, jak rdzenie sygnałowe 101 i 130, rdzeń zasilający 111 i warstwy dielektryka 150 i 152 zostały sprasowane do postaci struktury złożonej. Struktura złożona została poddana wierceniu, rozmazana żywica epoksydowa została usunięta z otworów i otwory zostały podane metalizacji. Ponadto, do kompletnej płytki drukowanej 120 mogą być dołączane podzespoły. Na przykład do obszarów kontaktowych 107 i 103 warstwy miedzi 102 rdzenia sygnałowego 101 został wlutowany element 160 z wyprowadzeniami w kształcie litery J. Rdzeń sygnałowy 130 jest ukształtowany podobnie do rdzenia sygnałowego 101. Rdzeń sygnałowy 130 zawiera warstwy miedzi 132 i 135 oraz warstwę dielektryka 134. Warstwy miedzi 132 i 135 zostały ukształtowane w postaci ścieżek. Pomiędzy płaszczyzną zasilającą (warstwą miedzi) 112 rdzenia zasilającego 111,a warstwą miedzi 105 rdzenia sygnałowego 101 została dodana warstwa dielektryka 150, podczas gdy pomiędzy płaszczyzną zasilającą (warstwą miedzi) 115 a rdzeniem zasilającym 111 i warstwę miedzi 132 rdzenia sygnałowego 130 została dodana warstwa dielektryka 152. Każda z warstw dielektryka 150, 152 może być wykonana z więcej niż jednej warstwy dielektryka.

Na płytce drukowanej 120 pokazano kilka otworów metalizowanych. Otwór metalizowany 109 łączy płaszczyznę zasilającą warstwę miedzi 112 z wyprowadzeniem 161, ze ścieżką ukształtowanej warstwy miedzi 105 i ze ścieżką ukształtowanej warstwy miedzi 135. Obszar przejściowy 180 zabezpiecza otwór metalizowany 109 przed zwarciem do uziemienia. Warto zauważyć, że obszar przejściowy 180 powinien być wypełniony płynnym dielektrykiem po procesie laminowania, co dla uproszczenia nie zostało pokazane na fig. 6. Otwór metalizowany 108 łączy ścieżki sygnałowe warstw miedzi 102, 105, 132, i 135. Obszary przejściowe 184i 182 zabezpieczają otwór metalizowany przed zetknięciem z odpowiednią płaszczyzną uziemiającą 115 albo płaszczyzną zasilającą 112. Otwór metalizowany 106 łączy płaszczyznę uziemiającą 115 ze ścieżkami albo obszarami kontaktowymi warstw miedzi 135, 132, i 102.

Należy zaznaczyć, że otwory elektrycznego przejścia, chociaż umożliwiają odpływ pewnej ilości wody, to nie zapewniają dostatecznej porowatości dla wilgoci do wyeliminowania efektów katodowoanodowego wzrostu włókien albo rozwarstwienia. Na przykład, na fig. 6 obszar przejściowy 180 pozwoli na odprowadzenie pewnej ilości wody znajdującej się blisko tego obszaru, jednakże wymiary tego obszaru 180 zostały dla przejrzystości rysunku przesadnie powiększone i w rzeczywistych warstwowych nośnikach struktur będą znacznie mniejsze. Odległość pomiędzy otworami metalizowanymi i ich wymiary także zostały dla przejrzystości rysunku przesadzone i w rzeczywistości odległość między otworami jest znacznie większa, a ich wymiary są mniejsze. Stąd, ogólnie biorąc, istnieją pewne miejsca położone pomiędzy płaszczyzną uziemiającą lub zasilającą a otworami metalizowanymi, poprzez które może dyfundować pewna niewielka ilość pary, ale te małe obszary nie zapewniają dostatecznej porowatości dla pary, niezbędnej do wyeliminowania efektów katodowo-anodowego wzrostu włókien albo rozwarstwienia.

Używane w płytkach drukowanych materiały izolacyjne albo dielektryczne wchłaniają stosunkowo duże ilości wody. Materiały te absorbują wodę podczas ich obróbki. Mają też umiarkowane stałe dyfuzji, od których zależy przemieszczanie się wody. W przeciwieństwie do tego, płaszczyzny uziemiające i zasilające są wytworzone z miedzi, która nie przepuszcza wody. Kiedy woda dyfunduje poprzez warstwy izolatorów, płaszczyzny te stanowią główne bariery, które wstrzymują dyfuzję. W wyniku tego na styku płaszczyzny uziemiającej lub zasilającej i warstw dielektryka zbiera się woda.

Korzystne przykłady wykonania przedstawionego wynalazku pokonują ograniczenia stanu techniki przez wprowadzenie płaszczyzn uziemiających i zasilających płytek drukowanych albo płytek drukowanych stosowanych jako warstwowe nośniki struktur, które zawierają przewodzący, porowaty materiał. Wprowadzenie materiałów na płaszczyzny uziemiające i zasilające o wysokim stopniu porowatości pozwala na przechodzenie przez nie wody albo innych rozpuszczalników, co zmniejsza albo eliminuje katodowo-anodowy wzrost włókien i pęcherze powodowane rozprężaniem się rozpuszczalnika. Woda jest główną przyczyną powstawania wzrostu włókien, ale znane są także inne rozpuszczalniki powodujące rozwarstwienie. W szczególności trójchloroetylen, chlorek metylenu, alkohol benzylowy i węglan propylenu są rozpuszczalnikami, które mogą powodować rozwarstwienie albo zjawiska wydzielania się pęcherzyków.

PL 196 239 B1

Korzystny przykład wykonania zawiera różnorodne przewodzące, porowate materiały, które mogą być zastosowane jako płaszczyzny zasilające i uziemiające płytek drukowanych. Jest wiele dostępnych materiałów, które spełniają wymagania dla porowatych płaszczyzn zasilających i uziemiających. Na przykład, według wykonania tego wynalazku, może to być materiał w pełni metalowy (folie metalowe z układem otworów, metal spiekany z proszków, siatka z przewodów metalowych, itd.) albo może mieć on włókniste podłoże metalizowane dla zwiększenia przewodności (włókno węglowe pokryte metalem, włókno szklane pokryte metalem, poliester pokryty metalem, itd.). W zależności od zastosowanego przewodzącego materiału podłoża, aby utworzyć zarówno małe otwory dla dyfuzji pary, jak i otwory zapewniające elektryczne przejście, mogą być zastosowane różne procesy.

Przed kontynuacją korzystnych przykładów wykonania potrzebne jest krótkie omówienie terminologii. Wprowadzony w części wstępnej opisu termin „wstępnie impregnowany” ogólnie oznacza włókno szklane i żywicę epoksydową i bierze się stąd, że w podczas obróbki włókno jest impregnowane za pomocą żywicy. Arkusze włóknistego materiału mogą być nazywane kompozytami włóknistymi, podczas gdy arkusze materiałów włóknistych zawierające żywicę są powszechnie nazywane kompozytami włókno-żywica. W przypadku, gdy jedna albo więcej warstw jest laminowanych z jedną albo z większą ilością płaszczyzn zasilających/uziemiających albo płaszczyzna zasilająca/uziemiająca jest laminowana pomiędzy arkuszami materiału wstępnie impregnowanego, to uzyskany produkt nazywany jest „kompozytem”. Dla uniknięcia nieporozumienia, taka struktura kompozytu złożona z kompozytów włókien albo kompozytów włókna i żywicy będzie nazywana „laminatem włóknistym”. Termin „laminat włóknisty” obejmuje wszystkie rodzaje materiałów wstępnie impregnowanych, kompozyty włókniste, kompozyty włókno-żywica, dielektryki, izolatory i inne materiały stosowane w produkcji płytek drukowanych. Dodatkowo, przykłady wykonania przedstawionego wynalazku mogą stosować termin przewodzące laminaty włókniste (takie jak wstępnie impregnowane materiały domieszkowane miedzią). Trzeba zaznaczyć, że stosowany tu termin laminat włóknisty oznacza wszystkie rodzaje termoutwardzalnych żywic i termoplastycznych polimerów obecnie używanych do konstruowania płytek drukowanych, obejmujących między innymi żywice epoksydowe, żywicę epoksydową triazyny bismaleimidowej, estry cyjanianowe, poliimidy, policzterofluoro-etylen (PTFE) i inne fluoropolimery itd., bez względu na to, czy zawierają włókno albo wypełniacz.

Porowate, metalowe płaszczyzny zasilające i uziemiające mogą być wykonywane na wiele sposobów. Najbardziej korzystnym sposobem jest wykonanie dodatkowych otworów w metalowej folii, która jest powszechnie stosowana w procesie produkcji płytek drukowanych. Dzięki temu metalowa folia stanie się przepuszczalna dla wody. Korzystne jest, aby średnica tych otworów była zawarta w przedziale 0,0254 do 0,25 mm (0,001 do 0,010 cala) i aby otwory były rozmieszczone względem siebie w odległości nie większej niż 1,27 mm (0,050 cala), aby zapewnić wymaganą porowatość wody albo innego rozpuszczalnika. Najbardziej korzystna średnica wynosi 0,051 (0,002 cala), ponieważ taka średnica może być wykonana za pomocą powszechnie stosowanej techniki litografii i jednocześnie umożliwia właściwe rozprowadzenie zasilania, nawet wtedy, gdy odległości pomiędzy otworami są mniejsze niż 1,27 (0,050 cala). Mniejsze otwory muszą być wykonywane za pomocą niestandardowych procesów, takich jak wiercenie laserowe. Ogólnie biorąc, minimalne odległości pomiędzy otworami zależą od elektrycznych wymagań projektu, dotyczących zdolności przewodzenia prądu. Chociaż inne wymiary otworów i odległości między nimi będą zwiększać przepływ wody/rozpuszczalnika poprzez płaszczyzny zasilające i uziemiające, to podane odległości i wymiary pozwolą na właściwy przepływ wody, bez znacznego zmniejszenia zdolności warstwy metalowej do rozprowadzania prądu. Stąd, podane odległości i wymiary są korzystne.

Wymiary i odległości otworów mogą także zależeć od tego, kiedy i w jaki sposób otwory zostały wytworzone w folii metalowej. Korzystnymi etapami ich wytwarzania są etapy odwzorowania/wytrawiania. Odwzorowanie płaszczyzn zasilających i uziemiających jest wykonywane przed usunięciem metalu z otworów przejściowych, z którymi nie będą połączone otwory metalizowane. Ponadto, projekty zawierające zarówno układy cyfrowe jak i układy analogowe umieszczone na tej samej płytce drukowanej, mają zazwyczaj oddzielne płaszczyzny zasilające i uziemiające. Układ cyfrowy ma jeden zespół płaszczyzn zasilających i uziemiających, podczas gdy elementy analogowe mają inny zespół płaszczyzn zasilających i uziemiających. Oddzielenie tych płaszczyzn wymaga usunięcia fragmentów powierzchni podczas etapów odwzorowywania.

Ponieważ odwzorowanie jest już wykonywane podczas tych etapów, wystarcza prosta modyfikacja tego procesu, aby wykonać otwory zwiększające porowatość płaszczyzn zasilających i uziemiających.

PL 196 239B1

Na przykład, jeśli do usunięcia części płaszczyzny jest zastosowana fotolitografia, na tę płaszczyznę nakładana jest warstwa fotoelektryczna. Jak wyjaśniono wcześniej, warstwa fotoelektryczna jest naświetlana ultrafioletem poprzez maskę, aby utworzyć obszary naświetlonej (spolimeryzowanej) warstwy fotoelektrycznej, która następnie pozostanie po wywołaniu tej warstwy. Po usunięciu nie naświetlonej warstwy fotoelektrycznej, zostaje odsłonięta leżąca pod nią warstwa miedzi. Odsłonięty obszar miedzi zostaje następnie usunięty podczas wytrawiania, natomiast obszar miedzi pokryty warstwą fotoelektryczną jest zabezpieczony przed wytrawieniem. Aby utworzyć w warstwie miedzi układ albo dużą ilość otworów, można zmienić maskę na taką, która zawiera wiele nieprzezroczystych pól, na których zostanie wykonany w laminacie układ otworów. To, jak zmienić maskę, aby utworzyć układ otworów, zależy od rodzaju zastosowanego procesu. Na przykład, jeśli została zastosowana pozytywowa warstwa fotoelektryczna, to obraz na masce będzie odwrotny w stosunku do maski stosowanej dla negatywowej warstwy fotoelektrycznej. Wykonywanie masek do tworzenia szablonów przy zastosowaniu określonych warstw fotoelektrycznych jest dobrze znane w tej technice. Technika fotolitografii daje tę korzyść, że pozwala na tworzenie dosyć małych otworów.

Stosowanie farby sitodrukowej do tworzenia wzoru na powierzchni warstwy jest także dobrze znane w technice. Sito jest podobne do maski w tym znaczeniu, że zatrzymuje farbę przepychaną poprzez sito na warstwę. Stąd, obraz na sicie jest negatywem obrazu, który znajdzie się na warstwie. W kolejnym etapie wytrawiania, farba zabezpiecza warstwę przed czynnikiem trawiącym, a obszary warstwy, gdzie nie ma farby, zostaną wytrawione i metal z tych pól będzie usunięty. Jeśli w folii metalowej potrzebny jest układ otworów, na sicie zostanie utworzony układ wysepek. Wysepki na sicie będą zatrzymywać farbę i powodować powstawanie otworów w farbie osadzającej się na powierzchni warstwy. Te otwory w farbie, po wykonaniu operacji wytrawiania, staną się z kolei otworami w metalu struktury warstwowej. W innym etapie procesu usuwana jest farba użyta do trawienia. Stosowanie sita do tworzenia dużej ilości otworów ma tę wadę, że muszą to być większe otwory, ponieważ przy zastosowaniu tego sposobu, wykonanie małych otworów jest trudne, jeśli nie niemożliwe.

Figura 1 pokazuje część rdzenia zasilającego 200, wykonanego zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku. Rdzeń zasilający 200 zawiera płaszczyznę zasilającą 202 (warstwę miedzi), warstwę dielektryka 204 i warstwę uziemiającą 205 (druga warstwa miedzi). Rdzeń zasilający 200, zanim zostanie nawiercony, itd., jest zwykłym warstwowym nośnikiem struktury, podobnym do rdzenia zasilającego 110, pokazanego na fig. 6. W celu wykonania układu otworów do odprowadzania wody 220 i otworów przejściowych 210, 250 został wykonany proces fotolitografii oraz wytrawiania. Otwory przejściowe 210 i 250 działają jako izolacja pomiędzy płaszczyzną zasilającą 202 albo płaszczyzną uziemiającą 205 i otworami metalizowanymi (albo otworami ustalającymi). Otwory odprowadzające 220 zostały rozmieszczone w równoległych rzędach i kolumnach. Miejsce 260 pokazuje, gdzie powinien znajdować się w układzie otwór odprowadzający 220, ale został pominięty, ponieważ był za blisko otworu przejściowego 210. Chociaż ten przykład pokazuje, że otwór 220 w miejscu 260 został pominięty, to powodem tego jest fakt, że występuje już pewna porowatość zapewniana przez otwór przejściowy 210. Jeśli zachodzi taka potrzeba, obydwa otwory przejściowe 210, 250 mogą być wykonane za pomocą procesów fotolitograficznych podczas obróbki (a otwory ustalające mogą być wykonane podczas etapów obróbki otworów). Stąd otwory odprowadzające 220 mogą być wykonywane podczas tego samego etapu procesu fotolitografii, w którym są wykonywane otwory przejściowe 210, 250.

Chociaż układ otworów 220 został przedstawiony w postaci równoległych wierszy i kolumn, to możliwe są także inne układy. Na przykład, kolumny i wiersze mogą być przesunięte schodkowo, co pokazano na fig. 2. Figura 2 pokazuje górną powierzchnię (powierzchnię miedzi 202) części rdzenia zasilającego 280. Kolumny i wiersze otworów 220 tworzą równoległe linie, jednak są rozmieszczone schodkowo albo naprzemiennie.

Dodatkowo, chociaż te przykłady dotyczą folii miedzianej, należy zaznaczyć, że ta technika może być także zastosowana do płaszczyzn przewodników utworzonych z innych materiałów i kombinacji materiałów, takich jak miedź/inwar/miedź oraz miedź/stal nierdzewna/miedź itd.

Rdzenie zasilające, które mają układ otworów 220, taki jak rdzeń zasilający 200, mogą być stosowane tak, jak pokazano na fig. 6, z małą zmianą w etapach wytwarzania w stosunku do opisanych małych zmian w procesie fotolitografii albo w etapach sitodruku.

Jak zaznaczono powyżej, mogą być zastosowane inne materiały niż folia miedziana, aby uzyskać porowate płaszczyzny zasilające lub uziemiające, dogodne do stosowania w płytkach drukowanych albo warstwowych nośnikach struktur. Niektóre z tych materiałów mogą kruszyć się podczas etapów nawiercania płytek drukowanych albo warstwowych nośników struktur. Na przykład, włókniste

PL 196 239 B1 materiały podczas nawiercania mogą być znacznie łatwiej niszczone niż folie metalowe. Ponadto, ponieważ techniki procesów fotolitograficznych i trawienia nie mogą odwzorowywać niektórych porowatych płaszczyzn zasilających i uziemiających, jest korzystne, aby były wykonane określone zmiany w stosunku do zazwyczaj stosowanych etapów wytwarzania płytek drukowanych albo warstwowych nośników struktur. Przed przedstawieniem innych materiałów, które mogą być zastosowane do porowatych płaszczyzn zasilających i uziemiających, zostaną rozpatrzone ogólne etapy związane z użyciem i tworzeniem porowatych płaszczyzn zasilających i uziemiających z porowatych materiałów.

W nawiązaniu do fig. 3, ta figura pokazuje trzy korzystne konfiguracje porowatych płaszczyzn zasilających i uziemiających. Każda z tych konfiguracji wymaga zastosowania nieco różnych etapów obróbki, aby wytworzyć i zastosować porowatą płaszczyznę zasilającą i uziemiającą w płytkach drukowanych/warstwowych nośnikach struktur. Najbardziej korzystna konfiguracja porowatej płaszczyzny zasilającej i uziemiającej jest pokazana jako rdzeń zasilający/uziemiający 300. Rdzeń zasilający/uziemiający 300 zawiera porowaty arkusz metalu 304 położoną pomiędzy dwiema warstwami włóknistego laminatu 302, 305. Pokazane są dwa otwory przejściowe 310, przy czym te otwory zostały wywiercone w rdzeniu zasilająco/uziemiającym 300, aby zapewnić odstęp izolacyjny dla otworów metalizowanych po sprasowaniu rdzenia zasilająco/uziemiającego 300 z innym rdzeniem zasilająco/uziemiającym i z jednym albo więcej rdzeniami sygnałowymi. Laminowanie tworzy kompozyt, który następnie będzie nawiercany i metalizowany, aby wytworzyć płytkę drukowaną albo warstwowy nośnik struktur. Poprzez laminowanie porowatego arkusza metalu 304 pomiędzy dwiema warstwami włóknistego laminatu 302, 305, warstwy włóknistego laminatu 302, 305 zapewniają zabezpieczenie porowatego arkusza metalu 302, 305 podczas wiercenia i przenoszenia. Warstwy włóknistego laminatu 302, 305 mogą być nieprzewodzące albo przewodzące. W ostatnim przykładzie wykonania rdzeń zasilająco/uziemiający 300 jest kompozytem przewodzącym. Rdzeń zasilająco/uziemiający 300 może być następnie laminowany pomiędzy warstwami nieprzewodzącego włóknistego laminatu, aby utworzyć większy rdzeń albo rdzeń zasilająco/uziemiający 300 może być laminowany wraz z innymi warstwami sygnałowymi, rdzeniami zasilająco/uziemiającymi i nieprzewodzącymi warstwami włóknistego laminatu w kompozyt płytki drukowanej.

Figura 3 pokazuje także drugą i trzecią mniej korzystną konfigurację dla płaszczyzn zasilających i uziemiających, które są bardziej wrażliwe na zniszczenie podczas wiercenia i przenoszenia. Rdzeń zasilająco/uziemiający 320 zawiera warstwę włóknistego laminatu 324 położonego pomiędzy dwiema warstwami porowatych płaszczyzn 322, 325. Znowu warstwa włóknistego laminatu 324 może być przewodząca lub nieprzewodząca. Rdzeń zasilająco/uziemiający 320 został nawiercony otworami przejściowymi 330. Rdzeń zasilająco/uziemiający 350 zawiera porowatą płaszczyznę 352. Również rdzeń zasilająco/uziemiający 350 ma wywiercony otwór przejściowy 360. Te przykłady wykonania rdzeni zasilająco/uziemiających są mniej korzystne, ponieważ porowata płaszczyzna jest narażona na potencjalne zniszczenie podczas wiercenia i przenoszenia. Jeśli jednak podczas przenoszenia i wiercenia zachowana jest dostateczna ostrożność, można uzyskać minimalne albo żadne zniszczenia porowatych materiałów tworzących płaszczyzny zasilająco/uziemiające. Stąd zalecane jest obudowywanie porowatych, wrażliwych na uszkodzenia przy przenoszeniu i wierceniu, materiałów przez włóknisty laminat, co zmniejsza potencjalną możliwość ich zniszczenia.

Każdy z tych rdzeni może być obrabiany w nieco inny sposób. Ogólnie biorąc, rdzeń zasilająco/uziemiający 300 będzie laminowany po opcjonalnym procesie aktywacji przylegania (za pomocą preparatów chemicznych takich jak silan) porowatej płaszczyzny 304. Następnie w rdzeniu zasilająco/uziemiającym będą wiercone otwory przejściowe 310. Zamiast pokrywania warstwą fotoelektryczną i wytrawiania, na tym etapie zastosowano wiercenie, ponieważ laminaty włókniste (w konfiguracjach nieprzewodzących albo przewodzących) zazwyczaj nie mogą być wytrawiane. Dodatkowo, w tym etapie otwory przejściowe 310 mogą być wypełniane izolatorem/dielektrykiem. Nawiercony rdzeń zasilająco/uziemiający 300 może być następnie laminowany z innym rdzeniem zasilająco/uziemiającym i z jednym albo więcej rdzeniami sygnałowymi, tworząc kompozyt. Kompozyt jest następnie wiercony, otwory są poddawane metalizacji i powstaje płytka drukowana albo warstwowy nośnik struktury. Opcjonalnie, rdzeń zasilająco/uziemiający 350 może zostać nawiercony, poddany obróbce w procesie aktywacji przylegania, a następnie laminowany z dwoma arkuszami laminatu włóknistego, tworząc rdzeń zasilająco/uziemiający 300. Podczas gdy mechaniczne nawiercanie rdzenia zasilająco/uziemiającego 350 jest odpowiednie do tworzenia otworów przejściowych i otworów ustalających, to dla wrażliwych na uszkodzenie przy wierceniu materiałów płaszczyzny zasilającej/uziemiający korzystne jest wiercenie laserowe albo inne mniej inwazyjne wiercenie.

PL 196 239B1

Ogólnie biorąc, rdzeń zasilająco/uziemiający 320 może być wytworzony przez poddawanie obróbce porowatych warstw 322, 325 za pomocą procesu aktywacji przylegania (opcjonalnie), a następnie arkusz laminatu włóknistego (przewodzący albo nieprzewodzący) jest laminowany pomiędzy tymi dwiema porowatymi warstwami. Następnie wykonywane jest wiercenie otworów przejściowych (albo ustalających) 330. Dla wrażliwych na uszkodzenia materiałów płaszczyzny zasilającej/uziemiającej korzystne jest wiercenie laserowe albo inne, mniej inwazyjne wiercenie. Wiercenie laserowe ma dodatkową przewagę w tym przykładzie wykonania formowania dwu przewodzących, porowatych warstw za pomocą dwu różnych wzorów otworów przejściowych. Następnie może być wykonane wypełnianie materiałem izolującym/dielektrycznym otworów przejściowych albo ustalających. Następnie, rdzeń zasilająco/uziemiający 320 wraz z innym rdzeniem zasilająco/uziemiającym i jedną albo więcej płaszczyznami sygnałowymi mogą być laminowane w kompozyt.

Ogólnie biorąc, rdzeń zasilająco/uziemiający 350 może być nawiercony, opcjonalnie poddany obróbce przez substancję aktywacji przylegania (taką jak silan, albo tlenek miedzi) i laminowany z dwiema warstwami laminatu włóknistego (przewodzącego albo nieprzewodzącego) w postaci rdzenia 300. Opcjonalnie, rdzeń zasilająco/uziemiający 350 może być nawiercony, poddany obróbce w etapie aktywacji przylegania i następnie laminowany w kompozyt wraz z innym rdzeniem zasilająco-uziemiającym przez kilka warstw laminatu włóknistego i jeden albo więcej rdzeni sygnałowych. Na przykład, aby utworzyć kompozyt sześciowarstwowy, wystąpią następujące warstwy kompozytu, poczynając od górnej warstwy do dolnej: rdzeń sygnałowy (taki jak rdzeń sygnałowy 101 na fig. 2), jedna albo więcej warstw laminatu włóknistego, rdzeń zasilająco/uziemiający 352, jedna albo więcej warstw laminatu włóknistego i drugi rdzeń sygnałowy (taki jak rdzeń sygnałowy 130 na fig. 6). Aby wytworzyć płytkę drukowaną/nośnik struktury, ten kompozyt jest następnie nawiercany i poddawany metalizacji.

Jak omówiono to wcześniej, jest korzystne, aby materiały przewodzące, wrażliwe na uszkodzenie podczas wiercenia albo przenoszenia, stosowane jako porowate płaszczyzny zasilające lub uziemiające, były wytwarzane na rdzeniach zasilająco/uziemiających, na których porowaty materiał przewodzący znajduje się pomiędzy dwiema warstwami laminatu włóknistego. Taki sposób tworzenia rdzeni zasilających albo uziemiających ułatwia i zabezpiecza porowaty materiał przewodzący podczas etapów wiercenia. Takie zabezpieczenie zmniejsza ilość uszkadzanych przez wiercenie włóknistych materiałów. Rdzeń zasilający, taki jak rdzeń zasilający 320 (podobnie jak rdzeń 110 na fig. 6) albo rdzeń zasilający 350, mogą być także wykonane, ale wiercenie i/albo przenoszenie może powodować rozszczepianie i pękanie porowatego materiału. Dodatkowo, włóknisty, sypki materiał może zanieczyścić niektóre etapy wytwarzania. Przez obudowanie materiałów włóknistych i dodanie izolatora/dielektryka do wierconych otworów, materiał włóknisty staje się mniej podatny na zanieczyszczanie kolejnych etapów procesu.

W odniesieniu do fig. 4, pokazano kilka przekrojów poprzecznych rdzeni zasilających i uziemiających oraz sześciowarstwową płytkę drukowaną/warstwowy nośnik struktury wykonane przy użyciu tych rdzeni. Figura 4 jest ilustracją przykładu rdzenia zasilającego 1000, nawierconego rdzenia zasilającego 1001, rdzenia uziemiającego 1010, nawierconego rdzenia uziemiającego 1011 i sześciowarstwowej płytki drukowanej/warstwowego nośnika struktury 1020. Rdzeń zasilający 1000 został ukształtowany poprzez wykonanie na porowatej płaszczyźnie zasilającej procesu aktywacji przylegania, a następnie laminowania tej płaszczyzny z dwiema warstwami dielektryka 1002 i 1005. Rdzeń zasilający został następnie nawiercony, aby powstały otwory przejściowe 1082 i 1079. Po nałożeniu maski warstwy fotoelektrycznej, podstawowy rdzeń zasilający będzie wytrawiany, aby przybrał postać odwzorowywanego rdzenia zasilającego (tzn. rdzenia zasilającego 111 na fig. 6). Ze względu na to, że dla niektórych porowatych materiałów przewodzących, stosowanych dla płaszczyzn zasilających i uziemiających albo płaszczyzn warstwowych, wytrawianie może być niemożliwe, korzystnym sposobem jest wiercenie otworów przejściowych. W tym przykładzie, rdzeń zasilający 1000 i 1001 jest z zasady porowatą warstwą przewodzącą, umieszczoną pomiędzy dwoma nieprzewodzącymi laminatami włóknistymi. Rdzeń uziemiający 1010 został wytworzony przez wykonanie na porowatej płaszczyźnie uziemiającej 1012, 1015 procesu aktywacji przylegania, następnie obustronnego laminowania tych płaszczyzn z warstwą przewodzącego laminatu włóknistego. Rdzeń 1010 został następnie nawiercony, aby utworzyć otwory przejściowe 1084 i 1080. W tym przykładzie, rdzeń uziemiający 1010 jest w zasadzie jedną przewodzącą płaszczyzną, który składa się z trzech warstw przewodzących (jedna warstwa przewodzącego laminatu włóknistego umieszczona pomiędzy dwiema warstwami porowatych materiałów przewodzących). Chociaż nie zostało to pokazane na fig. 4, do rdzenia

PL 196 239 B1 zasilającego 1001 i rdzenia uziemiającego 1011 może być dodany dielektryk albo inny izolator wypełniający otwory przejściowe w tych rdzeniach.

W związku z przewodzącą warstwą włókna 1014, korzystnym sposobem wykonania tej warstwy jest dodanie 40 procentów objętościowych proszku miedzi do włókna albo warstwy włókno/żywica. Podczas laminowania, miedź powinna być równomiernie rozprowadzona na warstwie włókna. Mogą być stosowane także inne przewodzące wypełniacze oraz inne rodzaje materiałów, z których wykonana jest warstwa, ale ten wypełniacz i materiał warstwy mają tę przewagę, że są stosunkowo tanie i powszechnie stosowane w produkcji płytek drukowanych.

Aby utworzyć kompozyt, po nawierceniu rdzeni (i ewentualnym dodaniu izolatora), rdzeń zasilający 1001 i rdzeń uziemiający są następnie sprasowywane ze sobą, wraz z ukształtowanymi rdzeniami sygnałowymi 101, 130 i warstwą laminatu włóknistego 1099. Aby utworzyć otwory metalizowane, kompozyt jest nawiercany i poddawany metalizacji. Po zamontowaniu elementów do płytki drukowanej/warstwowego nośnika struktury, powstaje przykładowa, sześciowarstwowa część 1020. Warstwa laminatu włóknistego 1099 jest nieprzewodzącą warstwą dielektryka, zastosowaną do izolowania płaszczyzny sygnałowej 132 od rdzenia uziemiającego 1011, a w szczególności od porowatej płaszczyzny 1015 rdzenia uziemiającego 1011. Tę samą rolę spełnia warstwa laminatu włóknistego, znajdująca się pomiędzy rdzeniem zasilającym 1001 a rdzeniem uziemiającym 1011.

Otwór metalizowany 1008, podobnie jak otwór metalizowany 108 na fig. 6, łączy linie warstw sygnałowych 102 i 105 rdzenia sygnałowego 101 z liniami warstw sygnałowych 132 i 135 rdzenia sygnałowego 130. Obszary przejściowe 1082 i 1084 zabezpieczają warstwy zasilające i uziemiające przed zetknięciem z otworem metalizowanym. Chociaż obszary przejściowe 1082 i 1084 są pokazane jako puste, to w rzeczywistości są one zwykle wypełnione dielektrykiem: obydwa obszary zostały wypełnione dielektrykiem (albo innym izolatorem) po nawierceniu rdzenia zasilającego lub uziemiającego, albo też zostaną wypełnione dielektrykiem/izolatorem podczas laminowania.

Otwór metalizowany 1009, podobnie jak otwór metalizowany 109 na fig. 6, łączy obszar kontaktowy 103 i linię na warstwie 135 rdzenia sygnałowego 130 z płaszczyzną zasilającą 1001. Obszar przejściowy 1080 zabezpiecza otwór metalizowany 1009 przed zetknięciem z rdzeniem uziemiającym 1011. Otwór metalizowany 1006, podobnie jak otwór metalizowany 106 na fig. 6, łączy linie na warstwie 102 rdzenia sygnałowego 101 i na warstwach 135, 132 rdzenia sygnałowego 130 z rdzeniem uziemiającym 1011. W tym przykładzie, rdzeń uziemiający 1011 zawiera trzy przewodzące warstwy (dwie porowate płaszczyzny 1012 i 1015 i jedną warstwę przewodzącego laminatu włóknistego 1014), z których każda jest połączona z otworem metalizowanym 1006. Obszar przejściowy 1079 zapobiega zetknięciu otworu metalizowanego 1006 z warstwą zasilającą 1004.

W przykładzie na fig. 4 pokazano, że większość warstw struktury warstwowej, oddzielających różne rdzenie, jest stosunkowo cienka. Na przykład, warstwy laminatu włóknistego 1002 i 1005 są cienkie. Zostało to zrobione wyłącznie dla przedstawienia zagadnienia, ponieważ specjaliści z tej dziedziny wiedzą, że w razie potrzeby można zastosować więcej cieńszych albo grubszych warstw laminatu włóknistego. Porównując sześciowarstwową płytkę drukowaną/warstwowy nośnik struktury PCB/LCC 1020 z fig. 4 z sześciowarstwową płytką drukowaną/warstwowym nośnikiem struktury 120 z fig. 6, występują pewne różnice oprócz tego, że płytka drukowana/warstwowy nośnik struktury PCB/LCC 1020 ma oddzielne rdzenie zasilające i uziemiające. Płytka drukowana/warstwowy nośnik struktury PCB/LCC 1020 ma także porowate płaszczyzny zasilające i uziemiające, co pozwala na swobodną dyspersję wody albo innego rozpuszczalnika poprzez różne warstwy, z których składa się płytka drukowana/warstwowy nośnik struktury PCB/LCC 1020. Porowate płaszczyzny zasilające i uziemiające ograniczają uszkodzenia spowodowane katodowo-anodowym wzrostem włókien i rozwarstwienie izolatorów.

Korzystny sposób tworzenia rdzenia zasilającego lub uziemiającego (takiego jak rdzeń zasilający 1000), zawierającego porowaty, przewodzący materiał według wynalazku, jest pokazany na fig. 5. Sposób przedstawiony na fig. 5, jest korzystnie stosowany zarówno do tworzenia rdzeni zasilających i uziemiających, jak i do zespalania rdzeni zasilających i uziemiających w kompozyty PCB lub LCC. Ten sposób jest także stosowany w korzystnych przykładach wykonania, gdzie porowaty materiał przewodzący jest umiejscowiony pomiędzy dwiema warstwami laminatu włóknistego, tak jak płaszczyzna zasilająca 1000. Takie wykonanie pozwala na lepsze zabezpieczenie wewnętrznego, porowatego materiału przewodzącego. Dodatkowo laminat włóknisty może pomóc w uszczelnieniu pokrytych metalem materiałów włóknistych i innych sypkich materiałów, co pomaga utrzymać materiał włóknisty wewnątrz laminatu. Jest to szczególnie pomocne w przypadku materiałów węglowych,

PL 196 239B1 które potencjalnie mogą zanieczyszczać części PCB/LCC i proces produkcji. Sposób rozpoczyna się wtedy, gdy na stosowany porowaty materiał jest nakładana dodatkowa warstwa metalu w etapie 410. Pokryte metalową osłoną włókniste materiały według wynalazku zawierają wystarczającą ilość metalu do zapewnienia wymaganego prądu, a jeśli potrzebna jest większa przepustowość prądu, w etapie 410 na włókna zostanie nałożona większa ilość metalu.

Dodatkowo, jeśli korzystny porowaty materiał według wynalazku nie został poddany metalizacji, to może być ona wykonana także w tym etapie. Na przykład, jeśli zostało zastosowane jako materiał porowaty włókno węglowe, to może być metalizowane i następnie, w etapie 410 przekształcone na tkaninę. Jeśli zachodzi taka potrzeba, w etapie 410 tkanina może być dodatkowo domieszkowana metalem. W skrócie, etap 410 może być stosowany zarówno do metalizacji tych materiałów, które nie są pokryte metalem, jak i do dodatkowego pokrywania metalem materiałów metalizowanych wcześniej. Rodzaje korzystnych materiałów stosowanych na powierzchnie uziemiające zostaną opisane szczegółowo po omówieniu sposobu przedstawionego na fig. 5.

Porowaty materiał jest następnie poddawany obróbce za pomocą dodatkowego procesu aktywacji przylegania lub przez obróbkę tlenkiem miedzi w etapie 420. Potem pomiędzy laminat włóknisty jest wprowadzany w etapie 430 materiał przewodzący, aby został wytworzony obudowany, porowaty rdzeń zasilający lub uziemiający. Ogólnie biorąc, zostanie zastosowany standardowy proces laminowania porowatego materiału zasilającego i uziemiającego. Alternatywnie, włóknisty, porowaty materiał może być impregnowany za pomocą żywicy, przy zastosowaniu standardowego procesu impregnacji w etapie 430. Ten standardowy proces impregnacji wystarczająco obudowuje włóknisty materiał. Powłoka impregnującej żywicy jest następnie laminowana z przedzielającym arkuszem albo szorstką folią miedzianą. Jeśli została zastosowana szorstka folia, to może zostać albo wytrawiona w etapie 437 albo przewiercona w etap 440. Arkusz przedzielający zostanie całkowicie usunięty w etapie 435 przed wierceniem.

Ponieważ laminat włóknisty z zasady nie może być wytrawiany, aby utworzyć niezbędne otwory przejściowe i inne przerwy, są one tworzone w rdzeniu zasilającym i uziemiającym w etapie 440. Zasadniczo, przerwy będą tworzone poprzez wiercenie układu otworów przejściowych albo otworów ustalających w laminacie, poprzez porowatą płaszczyznę. Może być stosowane zarówno wiercenie mechaniczne, jak i wiercenie przy użyciu lasera albo innych podobnych aparatów do wykonywania otworów. Jeśli szorstka folia została nałożona na materiale porowatym w etapie 435 i nie została usunięta w etapie 437, zostanie teraz usunięta poprzez wytrawianie w etapie 445. W tym stanie przerwy mogą być wypełniane czystą żywicą, żywicą zawierającą nieprzewodzący wypełniacz lub innym właściwym izolatorem/dielektrykiem w etapie 450. Rdzeń zasilający/uziemiający może być włączony w kompozyt, korzystnie przez powtórne laminowanie albo sprasowanie w kompozytową strukturę płytki w etapie 460. Dodatkowa żywica z laminatu włóknistego wpływa do wewnątrz i wypełnia wywiercone otwory płaszczyzny zasilającej podczas cyklu laminowania, jeśli otwory nie zostały wypełnione w etapie 450. Następnie w etapie 470 może być wykonane powtórne wiercenie, aby wytworzyć otwory stosowane dla otworów metalizowanych oraz metalizacja tych otworów. Po etapie 470 powinna powstać płytka drukowana/warstwowy nośnik struktury 1020 podobne do płytki drukowanej-warstwowego nośnika struktury 1020.

Przedstawiony sposób jest sposobem korzystnym do wytwarzania płytek drukowanych lub warstwowego nośnika struktury, zawierających porowate płaszczyzny zasilające/uziemiające natomiast poszczególne etapy tego sposobu mogą trochę zmieniać się w zależności od konfiguracji stosowanego rdzenia zasilającego/uziemiającego. Na przykład dwie warstwy porowatego materiału przewodzącego mogą być nakładane na laminacie włóknistym, takim jak poprzednio pokazany rdzeń zasilająco/uziemiający 320 na fig. 3. W tym przykładzie wykonania etapy obróbki są bardzo podobne do tych, które zostały przedstawione w sposobie według fig. 5. Na przykład, etapy 410 i 420 sposobu mogą być tak wykonane, aby odpowiednio dodać dodatkowy metal do materiału przewodzącego i aby zwiększyć przyleganie. Arkusz laminatu włóknistego (przewodzący lub nieprzewodzący) może być następnie laminowany pomiędzy dwiema porowatymi warstwami. Następnie, aby utworzyć otwory przejściowe lub ustalające, wykonywane jest zwykle wiercenie w etapie 440. Jest korzystne, aby dla materiałów płaszczyzny zasilającej lub uziemiającej, które są wrażliwe na uszkodzenie przy wierceniu, było zastosowane wiercenie laserowe albo inne mniej inwazyjne wiercenie.

Nawiercenie laserowe w tym przykładzie wykonania dwóch przewodzących warstw porowatych różnymi układami otworów przejściowych ma dodatkowe zalety. Wypełnienie otworów przejściowych lub ustalających materiałem izolującym może być wykonane w etapie 450. Rdzeń zasilająco/uziemiający

PL 196 239 B1

320 może być następnie sprasowany w kompozyt w etapie 460 wraz z innym rdzeniem zasilająco/uziemiającym, jedną lub więcej płaszczyznami sygnałowymi i nieprzewodzącymi warstwami laminatu włóknistego. Następnie kompozyt zostanie nawiercony i poddany metalizacji, aby wytworzyć płytkę PCB/LCC w etapie 470.

Dodatkowo rdzeń zasilająco/uziemiający, podobny do rdzenia zasilająco/uziemiającego 350 z fig. 3, może być zastosowany do utworzenia płaszczyzny zasilającej lub uziemiającej. W tym przykładzie wykonania etapy wytwarzania zastosowane do wytworzenia płaszczyzny zasilającej lub uziemiającej, różnią się nieco od sposobu według fig. 5.Na przykład, wiercenie w etapie 440 może odbywać się przed albo po etapie 410, jeśli jest wykonywany. Następnie przewodząca płaszczyzna porowata może być poddawana obróbce za pomocą materiału aktywacji przylegania w etapie 420 i laminowana z dwiema warstwami laminatu włóknistego przewodzącego lub nieprzewodzącego, aby wytworzyć rdzeń 300 z fig. 3. W tym przykładzie wykonania etap 450 zasadniczo nie będzie konieczny, ponieważ podczas procesu laminowania otwory powinny zostać wypełnione laminatem włóknistym. Opcjonalnie, nawiercona przewodząca płaszczyzna porowata, podobna do rdzenia zasilającouziemiającego 350, zostaje poddana obróbce aktywacji przylegania w etapie 420 i następnie sprasowana w etapie 460 w kompozyt z innym rdzeniem zasilająco/uziemiającym, kilkoma warstwami laminatu włóknistego i jednym albo więcej rdzeniami sygnałowymi. Ten kompozyt może być następnie nawiercany i poddawany metalizacji, aby wytworzyć płytkę PCB/LCC w etapie 470.

W rezultacie sposób może być stosowany do innych konfiguracji płytek drukowanych w nawiązaniu do sześciowarstwowych płytek drukowanych, co pokazano na fig. 4. Poprzez adaptację procesów sposobu do określonej liczby warstw, można utworzyć mniejszą albo większą ilość tych warstw. Na przykład, nawiązując do fig. 4, jeśli potrzebna jest czterowarstwowa płytka drukowana, rdzeń zasilający 1000 może być laminowany na powierzchni zewnętrznej 1002 z warstwą miedzi. Następnie, poprzez wiercenie można utworzyć rdzeń zasilający 1001. Podobnie, rdzeń uziemiający 1010 może być łączony na zewnętrznej powierzchni 1015 z laminatem włóknistym i laminatem miedzianym. Następnie, poprzez wiercenie, można utworzyć rdzeń zasilający 1011. Przerwy utworzone podczas wiercenia w rdzeniach zasilających i uziemiających mogą być wypełnione izolatorem. Dwie warstwy laminatu miedzi mogą być następnie pokryte wzorem i uformowane w kompozyt wraz z dwoma rdzeniami zasilającymi i uziemiającymi. Aby utworzyć płytkę drukowaną, wykonywane jest wiercenie i pokrywanie otworów przejściowych. Alternatywnie, nawiercony rdzeń zasilający 1001 i nawiercony rdzeń uziemiający 1011 mogą być uformowane w kompozyt z warstwami w następującej kolejności: warstwa miedzi, opcjonalna nieprzewodząca warstwa laminatu włóknistego, rdzeń zasilający 1001, rdzeń uziemiający 1011, nieprzewodząca warstwa laminatu włóknistego i warstwa miedzi. Następnie dwie warstwy miedzi mogą być pokryte wzorem, tworząc warstwy sygnałowe, a kompozyt może być nawiercony i poddany metalizacji, aby utworzyć czterowarstwową płytkę drukowaną.

Sposoby zastosowania materiałów porowatych do wytworzenia porowatych, przewodzących płaszczyzn zasilających i uziemiających zostały ogólnie omówione. Te sposoby i materiały mogą dotyczyć omówionych poniżej, określonych porowatych materiałów przewodzących. Jeśli nie występują żadne dodatkowe etapy obróbki, które są korzystne do zastosowania, aby utworzyć rdzeń zasilający albo uziemiający, to te etapy zostaną omówione w odniesieniu do materiału zasilającego/uziemiającego.

Korzystnym materiałem, właściwym do zastosowania w metalowych płaszczyznach zasilających i uziemiających jest spiek metalowy. Spiek metalowy jest tworzony z cząsteczek metalu, które są spajane pod wpływem ciśnienia i ciepła. Spiek metalowy płaszczyzn zasilających może być tworzony za pomocą termicznego prasowania pod ciśnieniem, cząsteczek metalu o wysokiej temperaturze topnienia i wysokiej przewodności elektrycznej, takich jak miedź, pokrywanych metalem o niskiej temperaturze topnienia, takim jak cyna. Cząsteczki miedzi pokrytą cyną stapiają się, tworząc elektrycznie przewodzący, ale porowaty arkusz.

Ten przewodzący arkusz może być użyty do wytworzenia rdzenia zasilająco-uziemiającego, podobnego do rdzenia zasilająco-uziemiającego 300, 320 albo 350. Dodatkowo może być wykonany każdy z wcześniej omówionych sposobów wytwarzania tych rdzeni i scalania ich w płytki PCB/LCC.

Dodatkowe korzystne materiały do tworzenia porowatych, przewodzących płaszczyzn zasilających i uziemiających mogą być luźno związane z włóknistymi materiałami przewodzącymi. Te dodatkowe korzystne materiały zawierają nitki ukształtowane w arkusze albo strukturę metalizowaną z poliesteru, strukturę metalizowaną z włókna węglowego i metalizowane włókno szklane. Struktury mogą być następnie podzielone na tkaniny: struktury mające uporządkowaną budowę i swobodne

PL 196 239B1 struktury papierowe. Swobodne struktury papierowe są ogólnie wykonane z przypadkowo zorientowanych włókien.

Na przykład, korzystnym materiałem strukturalnym, stosowanym do wytwarzania porowatych płaszczyzn zasilających i uziemiających, są nitki metalowe uformowane w arkusz tkaniny albo arkusz swobodnej struktury papierowej. Jest korzystne, aby te nitki tworzące arkusz miały małe średnice, ażeby arkusz był cienki. Jest także korzystne, aby średnica nitki była wystarczająco duża do przenoszenia prądu do przewidywanego zastosowania. Metalowe warstwy nie tkanych, cienkich przewodów mogą być także stosowane jako materiał na porowate płaszczyzny zasilające i uziemiające. Dodatkowo, arkusze tkanin albo arkusze swobodnej struktury papierowej mogą także podlegać procesowi pokrywania, aby uzyskać lepsze elektryczne połączenie międzywarstwowe. Zapewni to lepszą przewodność pomiędzy poszczególnymi włóknami.

Te przewodzące arkusze z przewodów metalowych mogą być stosowane do tworzenia rdzeni zasilająco/uziemiających, podobnych do rdzeni zasilająco/uziemiających 300, 320 albo 350. Ponadto wykonywanie tych rdzeni i łączenie ich w płytki PCB/LCC może być przeprowadzone każdym wcześniej omówionym sposobem.

Następnym metalizowanym, włóknistym materiałem, właściwym do stosowania na płaszczyzny zasilające i uziemiające w płytkach drukowanych, są pokryte metalem włókna organiczne, takie jak ciekłokrystaliczne polimery, na przykład poliamid aromatyczny VECTRAN czy inne struktury, jak poliester, SPECTRA czyli polietylen i nylon. Poliamid aromatyczny i inne włókna są korzystne, ponieważ mają mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, który będzie omawiany poniżej, i dużą stabilność cieplną. Poliester jest także korzystnym włóknem, ponieważ jest włóknem elementarnym w postaci tkaniny i jest mniej podatny na zniszczenie przy przenoszeniu. Te materiały mogą być kupowane jako tkaniny albo swobodne struktury papierowe.

Podczas, gdy niektóre z tych organicznych, włóknistych materiałów mogą być kupowane jako struktury pokryte metalem, organiczne materiały włókniste właściwe do stosowania jako płaszczyzny zasilające lub uziemiające mogą być także wykonywane przy zastosowaniu następujących etapów. Najpierw organiczne materiały włókniste są wkładane do komory i trzymane w lekko napiętej i/lub płaskiej pozycji. Takie napięcie albo płaskie ułożenie zapewnia, że metal równomiernie pokryje odkryte powierzchnie. Następnie na organiczny włóknisty materiał nakładany jest metal. To nakładanie może być wykonane na wiele sposobów, włączając w to galwanizowanie, napylanie katodowe, naparowywanie albo chemiczne osadzanie z fazy gazowej. Jeśli wymaga tego proces, organiczny materiał włóknisty może być odwrócony i może zostać nałożone więcej metalu. Na przykład, jeśli stosowane jest napylanie katodowe, metal jest zwykle nakładany tylko na jedną powierzchnię tkaniny. Chociaż tkanina może być stosowana w ten sposób, to zazwyczaj można dodać więcej metalu na drugiej stronie tkaniny, aby zwiększyć możliwość przenoszenia prądu. Alternatywnie, tkanina może być jednocześnie napylana katodowo po obu stronach przy zastosowaniu formatu roll-to-roll. Po napylaniu katodowym lub osadzaniu chemicznym z fazy gazowej, poprzez środki do konwencjonalnej galwanizacji, można do tkaniny dodać więcej metalu. Dodatkowy metal zwiększa możliwość przenoszenia prądu przez pokryte metalem płaszczyzny zasilające i uziemiające.

Po uformowaniu arkusza z metalizowanych włókien, te porowate, przewodzące arkusze mogą być stosowane do tworzenia rdzeni zasilająco/uziemiających podobnych do rdzeni zasilająco-uziemiających 300, 320 albo 350. Ponadto wykonywanie tych rdzeni i łączenie ich w płytki PCB/LCC może być przeprowadzone każdym wcześniej omówionym sposobem.

Innym korzystnym metalizowanym, włóknistym materiałem właściwym do stosowania jako płaszczyzna zasilająca lub uziemiająca w płytkach drukowanych albo warstwowych nośnikach struktury jest pokryte metalem włókno węglowe. Ponieważ włókno węglowe może być w postaci zarówno tkaniny, jak i splotu przędzy, metalizacja włókna może występować w dwóch etapach. Na przykład, metal może być nakładany na włókna tkaniny węglowej. Alternatywnie, metal może być nakładany na przędzę węglową i splot włókna węglowego utkanego w strukturę albo tkaninę. Włókno węglowe może być kupowane jako już pokryte metalem i ukształtowane w wiązkę. Ta wiązka może być następnie spleciona w stosunkowo płaski materiał. Ponadto, włókno węglowe może być kupowane jako arkusz swobodnej struktury papierowej.

Po uformowaniu arkusza metalizowanego włókna, te porowate, przewodzące arkusze metalizowanego włókna węglowego mogą być stosowane do tworzenia rdzeni zasilająco/uziemiających, podobnych do rdzeni zasilająco/uziemiających 300, 320 albo 350. Ponadto wykonywanie tych rdzeni i łączenie ich w płytki PCB/LCC może być przeprowadzone każdym wcześniej omówionym sposobem.

PL 196 239 B1

Innym korzystnym materiałem włóknistym jest metalizowane włókno szklane. Podobnie jak włókno węglowe, może być ono kupowane jako oddzielna przędza włókien albo jako arkusz tkaniny. Oddzielne sploty przędzy mogą być metalizowane, a następnie utkane do postaci tkaniny, albo mogą być metalizowane arkusze utkanego włókna. Te włókna nie są obecnie w sprzedaży z pokryciem metalowym. Aby utworzyć włókno albo tkaninę pokryte metalem, mogą być stosowane wcześniej opisane sposoby wytwarzania włókien albo tkanin pokrytych metalem. Ponadto włókno szklane może być kupowane jako arkusz swobodnej struktury. Te arkusze mogą być metalizowane przy użyciu wcześniej omówionych sposobów pokrywania metalem.

Po uformowaniu arkusza metalizowanego włókna, te porowate, przewodzące arkusze metalizowanego włókna szklanego mogą być stosowane do tworzenia rdzeni zasilająco/uziemiających, podobnych do rdzeni zasilająco/uziemiających 300, 320 albo 350. Ponadto wykonywanie tych rdzeni i łączenie ich w płytki PCB/LCC może być przeprowadzone każdym wcześniej omówionym sposobem.

Należy zauważyć, że niektóre włókniste materiały stosowane w przedstawionym wynalazku jako płaszczyzny zasilające i uziemiające mają mały współczynnik rozszerzalności cieplnej. Mały współczynnik rozszerzalności cieplnej powierzchni zasilających i uziemiających może obniżać współczynnik płytek drukowanych albo warstwowych nośników struktury. Zaletą tego jest zabezpieczenie zamontowanych mikroukładów przed pękaniem.

Chociaż głównie miedź została omówiona jako metal do metalizacji, specjaliści w tej dziedzinie techniki dojdą do wniosku, że techniki użyte do pokrywania miedzią mogą być także stosowane do pokrywania srebrem, złotem, aluminium, cyną itd. Ponadto, nawet wtedy, gdy jako materiał podstawowy do metalizacji stosowana jest miedź, mogą być dodawane dodatkowe ilości innych metali w określonych etapach wytwarzania. Na przykład, niektórzy producenci dodają podczas procesu niewielkie ilości złota, aby zwiększyć przewodność podstawowych połączeń.

W wyniku tego korzystne przykłady wykonania tworzenia porowatych, przewodzących materiałów mogą być stosowane w płytkach drukowanych płaszczyzny zasilające i uziemiające. Te materiały powinny zmniejszyć powszechne problemy związane z płytkami drukowanymi, takie jak rozwarstwienie i katodowo-anodowy wzrost włókien, spowodowane przez wodę i/albo inne rozpuszczalniki i dzięki temu zmniejszyć uszkodzenia płytek drukowanych oraz zwiększyć niezawodność tych płytek. Dotyczy to szczególnie nośników struktury, które muszą mieć zwiększoną odporność na wilgoć.

Ujawniono płaszczyzny zasilające i uziemiające, które są stosowane w płytkach drukowanych i które zawierają porowate, przewodzące materiały. Stosowanie w płytkach drukowanych porowatych materiałów płaszczyzn zasilających i uziemiających pozwala cieczom, np. wodzie i/lub innym rozpuszczalnikom, przenikać poprzez płaszczyzny zasilające i uziemiające i przez to zmniejszać uszkodzenia płytek drukowanych (albo płytek drukowanych stosowanych jako warstwowe nośniki struktury) spowodowane katodowo-anodowym wzrostem włókien i rozwarstwienie izolatorów. Porowate, przewodzące materiały właściwe do stosowania w płytkach drukowanych mogą być tworzone poprzez użycie organicznych, pokrytych metalem tkanin (takich jak poliester albo ciekłe polimery krystaliczne) albo struktur (takich jak wykonane z węgla/grafitu albo włókna szklanego), użycie siatki metalowej zamiast arkuszy metalowych, użycie metalu spiekanego albo tworzenie porowatych arkuszy metalowych za pomocą formowania układu otworów w tych arkuszach. Struktury i siatki mogą być tkane albo zbudowane swobodnie. Jeżeli w metalowym arkuszu jest wytwarzany układ otworów, taki układ może być wykonany bez dodatkowych etapów względem tych, które są przeprowadzane przy użyciu konwencjonalnych sposobów wytwarzania płytek drukowanych.

Claims (5)

1. Rdzeń zasilający/uziemiający do płytki drukowanej, zawierający połączone ze sobą co najmniej jedną warstwę włóknistego laminatu oraz co najmniej jedną warstwę przewodzącego arkusza metalu, znamienny tym, że laminat włóknisty (302) jest absorbentem dla co najmniej jednego rozpuszczalnika, a co najmniej jedną warstwę przewodzącego arkusza metalu (304) jest porowata względem co najmniej jednego rozpuszczalnika dla zmniejszenia zjawisk rozwarstwiania i katodowo-anodowego wzrostu włókien.

2. Rdzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że przewodzący arkusz metalu (304) zawiera arkusz metalu mający wiele nawierconych otworów zapewniających porowatości.

PL 196 239B1

3. Rdzeń według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że co najmniej jedną warstwę przewodzącego arkusza metalu (304) stanowi dwuwarstwowy przewodzący arkusz metalu, a co najmniej jedna warstwa włóknistego laminatu jest umieszczona pomiędzy dwiema warstwami przewodzącego arkusza metalu.

4. Rdzeń według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że co najmniej jedną warstwę włóknistego laminatu (302) stanowią dwie warstwy włóknistego laminatu, a co najmniej jedna warstwa przewodzącego arkusza metalu jest umieszczona pomiędzy dwiema warstwami włóknistego laminatu.

5. Rdzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że przewodzący arkusz metalu (304) zawiera metal spiekany.