SE513352C2 - Kretskort och förfarande för framställning av kretskortet - Google Patents

Description

20 25 30 513 352 2(11) baksidan av ett dielektriskt substrat, vars framsida upptar medel för sändning/mottagning av signaler. Hermetisk inneslutning sker genom att förse kretsen med ett lock med samma teriniska egenskaper som substratet.

US 5,229,727 beskriver en mikrostrip till mikrostrip övergång genom en hermetisk tillslutning på ett keramiskt kort.

UPPFINNINGENS KÄNNETECKNEN Föreläggande uppfinning har för ändamål att framställa en ny typ av kretskort som tillåter mycket större komponenttäthet än vad som har varit möjligt.

Ett andra ändamål med uppfinningen är atttillåta hermetisk tillslutning och integrering av elektriska komponenter, i synnerhet nakna chip på kortet.

Ett tredje ändamål med uppfinningen är att kunna utnyttja även icke keramiska kortmaterial och uppnå väsentligen hermetisk tillslutning av komponenter. En fördel med uppfinningen är att eftersom ett icke keramiskt material används så blir kretskortet billigare. Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma isolering av inneslutna komponenter, i synnerhet mot transversell genomträngning av fukt. Ännu en fördel med kortet enligt uppfinningen är att det kan anordnas i ett kylande medium utan att komponenterna i de herrnetiskt tillslutna kavitetema skadas.

Dessa uppgifter har lösts genom att det enligt inledningen beskrivna kretskortet i åtminstone en av kortdelarna innefattar åtminstone en kavitet för upptagning av åtminstone en elektrisk komponent, företrädesvis en naken krets. Den andra kortdelen utgör ett skyddande lock för väsentligen henrietisk inneslutning av komponenten.

I ett utförande täcker det som lock anordnande delen åtminstone delvis den första delen. 10 15 20 25 30 513 352 3(ll) Den i kaviteten anordnade komponenten kan lämpligen anslutas till andra komponenter i andra lager genom viahålen.

Beroende på applikationer och komponenter som används innefattar kortet olika kaviteter med olika volym. Antalet monterade komponenter kan ökas genom att den andra som lock anordnade delen anordnas att bära ytterligare komponenter.

För att isolera kortet bl.a. mot genomträngning av fukt kantpläteras delarna, som kan ske före eller efter sammanfogning av delama och en eventuell fog mellan delarna vidhäftes som fuktspärr.

Företrädesvis är en av delama försedd med spår medan den andra är försedd med mot spåren svarande upphöjningar avsedda att i samverkan med spåren utgöra fuktspärr och/eller monteringsanvisningar. l ett utförande kan komponenten i kaviteten ytmonteras.

För att få samma tenniska utvidgning är delama av ett material med samma terrniska egenskaper, vilket kan bestå av glasfiberväv med bindemedel av termoplast. Lämpligen innefattar bindemedlet innefattar keramisk fyllning.

Uppfinningen innefattar även ett förfarande för framställning av ett kretskort, företrädesvis ett flerlagrigt kretskort innefattande åtminstone en första bärande del och en andra del och ledningsmönster och viahål. Förfarandet innefattar huvudsakligen stegen av: att framställa laminatlager, att framställa genomföringshål i laminatlagren, att plätera önskade genomföringshål, att fylla genomföringshålet med en filler, att urtaga kavitet i laminatlager, att förse önskade laminatlager med ett ledande lager eller mönster, att fästa samman laminatlagren, att fylla hålen med fyllningsmedlet genom screentryckning, och att borttaga eventuella del av laminat fungerande som “lock”. Fiörfarandet innefattar dessutom stegen att kantplätera lagren.

Enligt förfarande anordnas komponenter i kaviteten och ett laminatlager anordnas så att det täcker kaviteten. 10 15 20 25 30 513 352 4(11) KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer nedan att beskrivas med hänvisning till på närslutna ritningar visat utföringsexempel, i vilka: fig. I visar schematiskt en perspektivisk vy av ett kretskort enligt uppfinningen, och fig. 2 visar schematiskt men mer detaljerat ett tvärsnitt genom kortet enligt fig.1 längst linjen Il- II.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPLET Det i fig. 1 och 2 visade kretskortet 10 innefattar ett första substrat ll utgörande en första kortdel och ett andra substrat 12 utgörande en andra kortdel, kaviteter 13a och 13b, via hål (genomföringshål) l4a, l4b och l4c, inneslutna kretsar 15, eventuellt utanpå monterade kretsar/komponenterló samt ledningsmönster l7a, l7b och l7c.

Viahålen l4a och I4b betecknar viahål som ansluter mellan kavitetema och under- /överliggande ledningslager, medan via hålen l4c avser viahål som ansluter ledningslagren i den första delen 1 l eller ledningslager mellan den första och andra delen 12. Ledningsmönstren 17a avser ledningar i den första kortdelen och i kavitetema, l7b avser ledningar på den första kortdelen (mellan den första och andra kortdelen) och l7c avser ledningar på den andra kortdelen. Det bör observeras att förekomsten av ledningslager och viahål i olika lager i och på substraten är beroende av kretskortets utformning och inte begränsad till det visade och illustrerade utförandet. Dessutom framställes ledningama och anslutes mellan olika lager på ett för fackrnannen välkänt sätt.

Företrädesvis är del 12 i sj älva verket också ett kortlager och kan beroende på applikationen bestå av vilket önskat material som helst. Emellertid är det lämpligt att använda ett material som har samma termiska egenskaper som del ll.

I ett fördelaktigt utförande framställes delarna av ett substrat eller laminat försedda med yttre ledande lager 18 av koppar, s.k. baskoppar. I de fall inga andra komponenter monteras på 10 15 20 25 30 513 352 5(11) kretskortet kan baskoppar utgöra det yttersta lagret, vilket emellertid kan påbyggas med ytterligare larninatlager. Elektroniken 15 placeras sedan inne i kortet i kavitetema 13a och l3b, vilka kan ha olika volymer. Elektroniken 15 kan monteras, t.ex. genom ytmontering eller annan metod. Vid ytmontering vidhäftes elektroniken på sin plats och bondas medelst bondtrådar 19.

Den del 1 l, som innefatta kavitetema och elektroniken sammanfogas till den andra delen 12, vilken utgör ett lock för kavitetema 13a, l3b. Sarnmanfogning kan ske medelst vidhäftningsmedel som lim, lödning eller liknande. Eventuellt kan mekanisk sarnmanfogning, t.ex. medelst skruvförband förekomma. Det sammanfogade kortet förses sedan med kantpläteringar 20, företrädesvis runtom hela kortet. Kortet kan även, beroende av dess konstruktion, kantpläteras före sammanfogningen. Kantpläteringen medför att kortet blir tätt, t.ex. mot fukt. Fogen mellan korten kan sedan lödas eller limmas för att ytterligare förhindra fuktpassage in genom fogen mellan korten. I ett utförande kan en av kortdelarna vid kanterna förses med spår medan det andra förses med mot spåren svarande upphöjningar avsedda att i samverkan med spåren utgöra en fuktspärr och/eller monteringsanvisningar.

Om kretsar med kylbehov används kan den första kortdelen ll åtminstone delvis förses med metallbärare 21, vilken tex. kan lamineras samman med övriga kortet (förutom locket) och kantpläteras eller sammanfogas på samma sätt som den övre andra kortdelen 12. Av tig. 2 framgår att olika kavitetsnivâer kan förekomma. Kavitet l3a kan tex. förses med laminat för ledningsdragning över metallbäraren för komponenter som inte behöver kylning, medan kavitet l3b kan anordnas direkt eller t.ex. genom en kuts i kontakt med metallbäraren. Om inga komponenter är anordnade på kortet kan hela kortet anordnas i ett kylmedel, såsom vatten eller likande utan att komponenterna tar skada.

Enligt fig. 2 består den första kortdelen ll av ett antal lager. Åtminstone delar av kortdelens yta är försedd med ett ledande mönster 22 :(17fb), utgörande ledningar, jordplan eller liknande.

Mönstret är plåterat på ett larninat 23 'av ett isolerande material. Ett lager prepreg kan vara applicerat mellan larninatlagret 23 och ett annat ledande lager 24 anordnat på ett andra laminatlager 25. Mellan laminatlagret 23 och ett ledande lager 26 kan ett andra lager av prepreg vara applicerat. Det ledande lagret 26 äranordnat på ett laminat lager 27, vilket även på undersidan är försett med ett ledande lager 28 och ett laminat 29. De ledande lagren är bl.a. 10 15 20 25 30 513 352 6(ll) avsedda som anslutningsledningar, jordplan osv. Mellan de olika skikten kan ytbehandling eller vidhäftningsmedel appliceras i synnerhet mellan prepreg-laminat eller prepreg-ledare .

Kavitetema 13a, 13b är försänkningar som åstadkommes under tillverkningen av kortet, t.ex. genom att lager med urtagna delar motsvarande kavitetens fonn används. Urtagning kan t.ex. ske genom urfräsning, stansning osv. Ledningsmönstren i kavitetema appliceras under tillverkningen, t.ex. genom plätering. Vid användning av laminatförsedda med baskoppar etsas mönstren fram och pläteras genom en lämplig ytbehandling. Självklart kan andra metoder förekomma. För att denna ytbehandling inte ska skadas lämnas i regel kaviteten inne i lagerstrukturen med ett “lock” i det slutliga lagret och en “botten” intakt. Locket fräses bort när kortdelen är färdig.

Det bör observeras att utföringsexemplet enligt figurerna är givet endast som ett icke begränsande exempel och konfigurationer innefattande andra layouter och lagerstrukturer kan förekomma.

Kortet kan framställas på olika sätt. Emellertid beskrivs ett sätt i samband med framställning av genomföringshålen i den av samma sökande samtidigt ingivna patentansökan med titeln “FÖRFARANDE VID FRAMSTÄLLNING Av KRErsKoRT”.

Följ ande icke begränsande exempel beskriver några viktiga steg vid tillverkning av ett kretskort, i enlighet med uppfinningen: - ett laminatlager 29 försett med baskoppar framställes enligt känd teknik; - larninatlagret 29 förses sedan med genomföringshål I4; - sedan pläteras önskade genomföringshål; - hålen fylles därefter med en filler; - ett nytt laminatlager 27 framställes sedan; - första delen av kaviteten l3b urtages, - eventuellt förses laminatlagret med ett ledande lager eller mönster; - sedan fästes laminatlagren 27 och29 samman med hjälp av prepreg; - genomföringshål 14 borras sedan och pläteras; - hålen fylls med fyllningsmedlet genom screentryckning från fram och/eller 10 15 20 25 513 352 7(ll) baksidan och härdas därefter; - efteråt framställes nya laminatlager 23, 25 försedda med urtagning för kavitetema l3a, l3b; - sedan sammanfástes (lamineras samman) alla laminatlager; - ledningsmönster skapas; - sedan borras genomföringshålen och pläteras; - eventuell del av laminatet fungerande som “lock” fräses bort; - ett sista laminatlager 12 framställs; - korten förses med kantplätering, och - delarna sammanfogas efter inmontering av komponenterna i kaviteterna.

Självklart kan ett eller flera av ovan beskrivna steg utföras parallellt samtidigt som stegens ordning kan ändras.

Företrädesvis lämnas fyllningsmaterialet kvar i hålen, bl.a. för att åstadkomma hermetisk tillslutning. Emellertid kan fyllningama avlägsnas där det önskas på ett lämpligt sätt.

Substraten kan bestå av vilket lämpligt material som helst, företrädesvis används glasfiberväv med bindemedel av keramisk fylld termoplast eller endast tennoplast. Dessutom kan baskoppar bytas ut mot annat lämpligt ledande material, t.ex. guld, silver eller liknande. Även hela kretkortets yttre yta kan förses med ett skikt, Lex. av koppar.

Kretskortet kan användas inom olika applikationer inom elektroniken, lämpligen kan det användas som bärare i mikrostripsantenner eller liknande.

Medan vi har illustrerat och beskrivit ett föredraget utfóringsexempel av uppfinningen, inses det att flera variationer och modifieringar inom ramen för de närslutna patentkraven kan förekomma.

Claims (15)

lO 15 20 25 30 513 352 8(l1) PATENTKRAV

1. Kretskort (10), i synnerhet ett flerlagrigt kretskort innefattande åtminstone en första bärande del (1 1) och en andra del (12), ledningsmönster (17a, l7b, 17c) och viahål (14, 14b, l4c), varvid åtminstone en av delarna (1 1; 12) innefattar åtminstone en kavitet (13a, 13b) för upptagning av åtminstone en elektrisk komponent (15), företrädesvis en naken krets, och att den andra delen (1 l; 12) utgör ett skyddande lock för väsentligen herrnetisk inneslutning av komponenten (15), kännetecknar därav, att kretskortet (10) består av lager av substrat av icke-keramiskt material och att substraten är försedda med skydd mot penetration av fukt i substratets transversella riktning genom kantplätering (21) av dess yttre kanter.

2. Kretskort enligt patentkrav 1, kännetecknar därav, att det som lock anordnande delen åtminstone delvis täcker den första delen.

3. Kretskort enligt patentkrav l, kännetecknar därav, att den i kaviteten anordnade komponenten (15) anslutes till andra komponenter (15, 16) i andra lager genom viahålen (14, 14b, l4c),

4. Kretskort enligt ett av patentkraven 1- 3, kännetecknar därav, att kortet innefattar olika kaviteter (13a, 13b) med olika volym.

5. , Kretskort enligt något av föregående patentkrav, kännetecknar därav, att den andra som lock anordnade delen är anordnad att bära ytterligare komponenter (16).

6. Kretskort enligt patentkrav 1, kännetecknar därav, 10 15 20 25 30 513 352 9(l1) att kantpläteringen (21) anordnas före eller efter sammanfogning av delama (1 l, 12).

7. Kretskort enligt något av föregående patentkrav, kännetecknar därav, att en eventuell fog mellan delarna är vidhäftad som fuktspärr.

8. Kretskort enligt något av föregående patentkrav, kännetecknar därav, att en av delama är försedd med spår medan det andra är försett med mot spåren svarande upphöjningar avsedda att i samverkan med spåren utgöra fuktspärr och/eller monteringsanvisningar.

9. Kretskort enligt patentkrav 1, kännetecknar därav, att komponenten (15) är ytmonterad.

10. Kretskort enligt något av föregående patentkrav, kännetecknar därav, att delama (1 1, 12) är av ett material med samma terrniska egenskaper.

11. ll. Kretskort enligt patentkrav 10, kännetecknar därav, att materialet består av glasfiberväv med ett bindemedel av termoplast.

12. Kretskort enligt patentkrav l 1, kännetecknar därav, att bindemedlet innefattar keramisk fyllning.

13. Förfarande för framställning av ett kretskort, företrädesvis ett flerlagrigt kretskort innefattande åtminstone en första bärande del (1 1) och en andra del (12), ledningsmönster (17a, l7b, 170) och viahål (14, 14b, 14c), kännetecknar av, 10 15 20 513 352 l0(ll) att förfarandet huvudsakligen innefattar stegen av: - att framställa laminatlager (12, 23 35, 27, 29) av icke keramiskt material, - att framställa genomfóringshål (14) i laminatlagren (23, 35, 27, 29), - att plätera önskade genomtöringshål, - att fylla genomtöringshålet med en filler, - att urtaga kavitet (l3a, l3b) i laminatlager (23, 35, 27, 29), - att förse önskade laminatlager med ett ledande lager eller mönster, - att fasta samman laminatlagren, - att fylla hålen med fyllningsmedlet genom screentryckning, - att borttaga eventuella del av laminat fungerande som “lock”, och - att anordna fuktspärr på en kant av laminaten.

14. Förfarande enligt patentkrav 13, kännetecknar av, att det dessutom innefattar steget att kantplätera lagren.

15. Förfarande enligt något av patentkraven 13 eller 14, kännetecknar av, att det dessutom innefattar stegen att anordna komponenter i kaviteten och att fasta ett laminatlager så att det täcker kaviteten.