SE518269C2 - Mönsterkort och metod för bearbetning av mönsterkort - Google Patents

Mönsterkort och metod för bearbetning av mönsterkort

Info

Publication number
SE518269C2
SE518269C2 SE9801528A SE9801528A SE518269C2 SE 518269 C2 SE518269 C2 SE 518269C2 SE 9801528 A SE9801528 A SE 9801528A SE 9801528 A SE9801528 A SE 9801528A SE 518269 C2 SE518269 C2 SE 518269C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cooling
printed circuit
circuit board
plane
width
Prior art date
Application number
SE9801528A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9801528L (sv
SE9801528D0 (sv
Inventor
Per Ligander
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE9801528A priority Critical patent/SE518269C2/sv
Publication of SE9801528D0 publication Critical patent/SE9801528D0/sv
Priority to PCT/SE1999/000669 priority patent/WO1999057951A1/en
Priority to AU43011/99A priority patent/AU4301199A/en
Publication of SE9801528L publication Critical patent/SE9801528L/sv
Publication of SE518269C2 publication Critical patent/SE518269C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0207Cooling of mounted components using internal conductor planes parallel to the surface for thermal conduction, e.g. power planes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/021Components thermally connected to metal substrates or heat-sinks by insert mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0204Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0183Dielectric layers
    • H05K2201/0195Dielectric or adhesive layers comprising a plurality of layers, e.g. in a multilayer structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/0929Conductive planes
    • H05K2201/09309Core having two or more power planes; Capacitive laminate of two power planes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/095Conductive through-holes or vias
    • H05K2201/09509Blind vias, i.e. vias having one side closed
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10689Leaded Integrated Circuit [IC] package, e.g. dual-in-line [DIL]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10954Other details of electrical connections
    • H05K2201/10969Metallic case or integral heatsink of component electrically connected to a pad on PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4652Adding a circuit layer by laminating a metal foil or a preformed metal foil pattern

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

30 518 269 2 uen Senaste tekniken för att :montera elektriska kretsarp tät, eller som det även kallas “öka packningstätheten” är mönsterkort för microviateknik. Microviateknik innebär att mönsterkorten är utförda i tunna laminat och att hål för elektriska vior ej De elektriska viorna, sk microvior, 100 pm borras mekaniskt i kortet. har en diameter i storleksordningen eller mindre.
Tjockleken på ett dielektriskt lager i ett mönsterkort för microviateknik är ca 50 um.
Beroende på hur mönsterkortet är tillverkat och/eller vilket dielektriskt material som användes så ges olika namn åt mönsterkort för microviateknik.
Ett namn är BUM (Built Up Multilayer) ett annat SBU-teknik (SBU, Sequential Built Up) där mönsterkortets skikt läggs på efterhand. Mönsterkortets dielektriska skickt lackas pá och härdas varpå ett nytt skickt tillfogas kortet.
Enligt en ytterligare tillverkningsmetod pressas mönsterkort samman i ett moment. För ett sådant mönsterkort utgöres dielektrikat vanligen av RC-folie.
En artikel “Build-up laminates used in high density i tidskriften “Electronic Pakaging & fw! f» f. -fw -ø .wdçlttt u.
Production” augusti 1997/nämnermkylning av komponenter monterade applications” publiceraí med microviateknik. Artikeln ger som exempel att en monterad IC- krets kyls med 24 stycken kylvior under IC-kretsen.
REnoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning angriper ett problem hur att kunna kyla elektriska komponenter monterade på mönsterkort med microviateknik. Eftersom komponenter kan monteras tätare med microviateknik erhålles mer värme per ytenhet än vid traditionell montering. Dessutom är förlusteffekter i form av värme från enskilda monterade komponenter ofta höga i 10 15 20 25 »lux n oo v 5 1 8 2 6 9 ~ = 3 microviateknik. En anledning ar att monterade IC-kretsar har höga beräkningskapaciteter. En annan anledning är att i exempelvis mobiltelefoner finns komponenter som arbetar med höga effekter för radiosändning. Kan inte värmen ledas bort från en komponent förkortas dess livslängd.
Ytterligare ett annat problem är att kylningen måste vara relativt billig att genomföra och kunna vara anpassad till metoder för masstillverkning av mönsterkort och montering av komponenter på mönsterkortet.
Ett ändamål med föreliggande uppfinning är således att effektivt kunna leda bort värme från en elektrisk komponent monterad pà ett mönsterkort.
Föreliggande uppfinning löser problemet genom att inom en mindre område på ytan. perforera. mönsterkortets olika skikt ned till kylplanet för att bilda en kylvia. Området plätteras därefter med värmeledande material varvid perforeringen fylls och bildar en kylvia. Pà ytplanet bildas därvid en kylyta vilken tillsammans med kylvian avleder värme fràn en komponent som är fastlödd över kylytan. I kylytan görs gaskanaler som leder från kylytans inre till dess yttre gräns. Mot kylytan lödes därefter en komponent fast. Gas som bildas vid lödningen leds ut från kylytan av gaskanalerna.
Beroende på vilka material mönsterkortet är uppbyggt av används endera laserljus eller fotolitografisk teknik för att perforera mönsterkortets skikt från ett ytplan ned till kylplanet.
Användes laserljus bränns ett stort antal urtag som vardera har en diameter av ca 100 pm. Urtagen tas så tätt att de UPP sammanhänger och tillsammans bildar ett vidare urtag. Urtagen görs i såväl dielektriska som i metalliska skikt.
Användes fotolitografisk teknik tas ett urtag upp ned till kylplanet. Urtaget är i ytplanet väsentligt vidare än en microvia. Med fotolitografisk teknik kan endast dielektriska Q | n c u; lO l5 20 25 30 518 269 4 skikt perforeras varfor ev metalliska skikt mellan kylplan och ytplan skall vara perforerade för kylvian redan då mönsterkortet sammanfogas.
Vid den följande plätteringen fylles urtaget fullständigt av värmeledande material och i ytplanet bildas en kylyta.
Gaskanaler som leder från ytans inre till dess yttre begränsning skapas företrädesvis genom etsning. Dessa gaskanaler är avsedda att leda ut gas som uppstår då komponenten lödes fast vid kylytan.
Enligt en utföringsform av uppfinningen byggs mönsterkortet på med ytterligare skikt ovan det tidigare ytplanet efter det att en kylyta skapats. I mönsterkortets nya ytplan skapas även paddar för elektriska anslutningar med komponenten.
Alternativt till lödning kan komponenten limmas fast vid kylytan. I så fall är gaskanalen onödig.
Uppfinningen har fördelen att kunna ge en god kylning av komponenten pga av att en stor kylkropp ligger an mot komponentens yta (och att avståndet mellan kylplanet och komponenten är kort). Kylkroppen utgöres av kylplanet tillsammans med den i perforeringen fyllda kylmassan.
En ytterligare fördel är att kylningen ej riskerar försämras pga av gas mellan komponenten och kylkroppen. Eventuell gas som uppstår vid lödningen ledes bort av gaskanalerna.
En ytterligare fördel är att impedansen kan hållas hög mellan komponentens tilledare och jordplanet. Detta är möjligt då komponenten är försänkt monterad vilket möjliggör större avstånd mellan tilledare och jordplan.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning. 10 15 25 518 269 5 FIGURBESKRIVNING Figur l visar ett tvärsnitt av ett obehandlat mönsterkort vars dielektrika lackerats på kortet.
Figur 2 visar ett tvärsnitt av ett obehandlat mönsterkort tillverkat genom pressning.
Figur 3 visar ett tvärsnitt av samma mönsterkort som i figur 1 med öppningar i dielektrikat.
Figur 4 visar ett tvärsnitt av samma mönsterkort som i figur 2 men med öppningar i dielektrikat Figur 5 visar ett tvärsnitt av endera av mönsterkorten i figur 3 eller figur 4 fast försedda med en kylyta och paddar för elektrisk anslutning.
Figur 6 visar en del av ytan av samma mönsterkort som i figur 5.
Figur 7 visar samma mönsterkort som i figur 5 men med kylytan fylld med lodpasta.
Figur 8 visar samma mönsterkort som i figur 5 men med komponenter påmonterade.
FÖREDRAGNA UTFöRINssFommR I fig 1 och fig 2 visas ett mönsterkort i genomskärning. Bägge korten är uppbyggda av flera skikt. Varje skikt utgör ett plan i kortet. Åtminstone ett av skikten består av elektriska ledare.
Skiktet med ledare kan därför inte fullständigt täcka ett plan eftersom de måste vara elektriskt åtskilda.
Varken fig 1, fig 2 eller någon annan figur som refereras är skalenlig. u | v n nu usa.. ._ -»~. 10 15 20 25 30 | ~ - v nu 518 269 6 Monsterkorten ar utförda enligt sk miuroviateknik. Med microviateknik kan komponenter monteras ytterst tätt på ett mönsterkort. En elektrisk via, en sk microvia, i ett mönsterkort för microviateknik har en diameter av ca 100um eller därunder, dielektriska lager har en tjocklek av ca 50pm eller därunder.
Det första mönsterkortet 10 som visas i figur 1 har närmast den första ytan 1 ett dielektriskt skikt 11 som lackerats pá ett underliggande kopparskikt varefter dielektrikat härdats.
Det andra mönsterkortet som visas i fig 2 är tillverkat genom sammanpressning av alla skikt i ett moment. Dess dielektriska skikt 21 utgöres av RC-folie (Resin Coated Foil).
Under det dielektriska skiktet är bägge nfinsterkorten 10, 20 försedda med ett kylplan 12. Kylplanet 12 utgörs av kopparfolie.
Skikten under kylplanet 12 utgörs av en bärare 13. Bärarens uppgift är att stärka mönsterkortet och göra det styvt.
Under skiktet med bäraren 13 finns ett metallskikt 14.
Metallskiktet 14 är inte sammanhängande utan består av ett antal elektriskt åtskilda ledare.
Det andra mönsterkortet 20 har närmast det första ytplanet 1 ett kopparskikt 24 ovanpå det dielektriska skiktet 21. Översta på det första mönsterkortet 10 finns det dielektriska skiktet 11. på det dielektriska skiktet 11.
Den första ytan 1 avsett för komponentmontage finns I fig 3 visas mönsterkortet 10 efter att två urtag 15 tagits upp. I fig 4 visas mönsterkortet 20 med två urtag 15 uppgjorda.
I urtaget 15 skall en kylvia bildas. Urtagen 15 är uppgjorda från ytplanet ned till kylplanet 12. Urtagets 15 area i ytplanet är typiskt hälften av arean av anliggningsytan av den komponent som skall monteras över kylvian. Vidden 31 hos urtaget och den blivande kylvian är väsentligt större än en microvias vidd, 10 15 20 25 30 518 269 7 åtminstone 4-5 gànger sa vid. vidden ar aven betydligt storre än urtagets djup.
Urtagen 15 i det första mönsterkortet 10 är upptagna endera genom fotolitografisk teknik eller med laser. Fotolitografisk teknik är tidigare väl känd av en fackman inom området. Den innebär i korthet att ett raster läggs på mönsterkortet 10 varefter det bestrálas med ljus. Beroende av om bestrålning skett eller ej avlägsnas delar av dielektrikan bort på kemisk väg varvid urtagen 15 bildas.
Mönsterkortets 20 kopparskikt 24 och dielektriska skikt 21 perforeras med hjälp av laserbestràlning. Var bestrålning ger ett urtag med en vidd typiskt som en microvia. Det stora urtaget 15 i fig 4 är gjort genom ett stort antal bestrålningar tätt så att de sammanhänger till ett urtag 15.
I fig 5 visas ett tvärsnitt av ett färdigt mönsterkort 50 med två kylvior 56 och paddar 58 för elektrisk anslutning av en komponent.
Det färdiga mönsterkortet 50 har bildats genom att den första på det 10 det mönsterkortet 20 panelplätterats med koppar. I detta fall 30um. fullständigt fyllts med koppar varvid en kylvia 56 bildas i vart ytan 1 första mönsterkortet och på andra är det plätterade skiktet Vid plätteringen har urtagen 15 urtag 15. Över urtaget 15 bildas dock en liten fördjupning 59.
Efter plätteringen har det första och det andra mönsterkortet 10,20 etsats, Kvar på ytan har lämnats koppar som skall utgöra paddar 58 och varvid överflödig koppar i ytplanet tagits bort. kylyta 57.
I fig 6 visas en mindre del av den första ytan 1 av det färdiga mönsterkortet. 57. av kylytans 57 sidor finns en rad med paddar 58. Till var och en På den visade delen av ytan syns en av kylytorna Kylytan 57 är avsedd för montering av en komponent. På två . n n u u » ø o u »- 518 269 8 _'.___7_ __'-_'- .1._\.! __f__\_Å_ -=~_-,1--Å--~_.~ »kJ-Å- AÅ-g av Qebba pdfllflldl JÖ DÅGLJ. ÉQLCÄLLLCDÄL duöiuLüø “Cup 'uvpo hos den monterade komponenten.
I mitten av kylytan 57 syns fördjupningen 59. I den del av kylytan 57 som ligger runt fördjupningen 59 finns gaskanaler 60. 5 Gaskanalerna 60 leder från fördjupningen 59 till kylytans 57 yttre gräns. Gaskanalerna 60 är spår i ytan. Deras djup är lika med plätteringstjockleken eller något mindre, dvs i storleksordning 20-50pm. Bredden på gaskanalerna 60 bör vara vidare för att underlätta gasgenomströmning, i storleksordningen 10 200-300pm. Gaskanalerna 60 har tagits upp i kylytan 57 genom etsning.
I fig 7 visas det färdiga mönsterkortet 50 med lodpasta 710 pålagd på kylytorna 57 inför montering av komponenterna.
Lodpastan 710 är i. halvflytande fornl i fig 7. Lodpastan 710 15 innehåller hartsämnen som förgasas då lodpastan 710 uppvärmes.
I fig 8 visas det färdiga mönsterkortet 50 med två pàmonterade komponenter 810. Vardera komponents 810 yta är fastsatt mot en motsvarande kylyta 57 med en lödfog 820. I fig 8 visas även att komponenternas 810 ben 830 är anslutna till motsvarande paddar 20 58. Vanligtvis sker anslutning mellan ben 830 och paddar genom lödning.
Ett mönsterkort 50 med påmonterade komponenter 810 så som visas i fig 8 benämnes kretskort 840.
När kretskortet 840 är i elektronisk drift uppstår n vu.- '. 25 förlusteffekter i form av värme i kretsarna 810. Värmen ledes från kretsarna via kylvian 56 till kylplanet 12. Värmen fördelas över hela kyplanet 12. Den uppfinningsenliga kylvian 56 ger god ' värmeledningsförmåga därför att en stor kylmassa finns ansluten till komponenten 810, det är ett kort avstånd mellan komponenten vann: 30 och kylplanet 12 och inga eventuella gasbubblor försämrar 'ff värmeledningsförmågan i lödfogen 820 mellan komponenten 810 och kylytan 57. n unnpu 10 15 20 518 269 9 För en del tillämpningar är förutom kylning av komponentent det även viktigt att hålla en hög impedans mellan ett jordplan i mönsterkortet och komponenternas tilledare i ytplanet. Exempel på sådana kretsar är de som arbetar med frekvenser runt 900MHz vilket förekommer i mobiltelefoni.
Här följer en beskrivning av ett mönsterkort som både ger goda kylegenskaper och hög impedans mellan tilledare och jordplan.
I fig 9 visas ett mönsterkort 90. Det mönsterkortet 90 skiljer sig från det färdiga mönsterkortet 50 tredje tredje endast genom att det tredje mönsterkortet 90 saknar paddar 58.
Det tredje mönsterkortet är försett med kylvior 56 skapade på samma sätt som för det färdiga mönsterkortet 50.
På det tredje mönsterkortet 90 skall ytterligare skikt tillfogas varvid avståndet mellan ytplanet och kylplanet 12 blir större. I detta exempel utgör kylplanet 12 även jordplan. Jordplanet kan alternativt utgöras av ett separat plan men principen för att öka avståndet mellan ytplan och jordplan är densamma. Genom det avståndet mellan och ytplanet ökar även större jordplanet impedansen mellan jordplanet och ledare i ytplanet. skikt på Närmast det dielektriska skiktet I fig 10 visas ett antal som pressas det tredje mönsterkortets första yta 1. 11 finns ett skikt 101 med “non flow prepreg”. Prepreg är en fackterm för glasfiberväv doppad i epoxi. Epoxin i prepreg är halvhärdad men i samband med att det tredje mönsterkortets 90 lager sätts samman under tryck smälter epoxin varefter den härdar fullständigt. ”Non flow prepreg” är facktermen för prepreg som ej flyter ut i samband med att det tredje mönsterkortet 90 sammanfogas under tryck. Skiktet 101 med “non flow prepreg” har hål utfrästa för kylviorna. Ovan “non flow prepreg" skiktet 101 finns ytterligare ett kopparskikt 102 för elektriska ledare. Ovanpå detta finns ytterligare ett bärarskikt 103. detta fallet RC-folie, Detta följs av ytterligare ett dielektriskt skikt 104, i och sist ett översta kopparskikt 105. ~v u '- -wv v -naun 10 15 20 25 30 518 269 10 de skikt for det fall dielektrikat skall lackas i stället för pressas på det tredje skikt fig 10 med I fig ll visas som pressas samman Samma som angivits för dielektrika mönsterkortet 90. undantag av de två sista skikten, och koppar, Därefter lackas och det på det tredje mönsterkortet 90. 104 pressas härdas det dielektriska skiktet varpå översta kopparskiktet 105 panelplätteras.
Dessa sammanfogade skikt med inbyggda kylvior bildar ett laminat 120 som visas i fig 12. Det översta kopparskiktet etsas varvid koppar som ej skall utgöra paddar borttages. Därpà fräses brunnar i laminatet för att frigöra kylviorna.
I fig 13 visas det därvid färdiga mönsterkortet 130 med kylviorna 56 försänkta i brunnar 132. Paddarna 58 visas på översta ytan 131 bredvid brunnarna 132.
I fig 14 visas hur komponenter 810 monterats delvis försänkta på kylviorna 56 i brunnarna 132. Den försänkta monteringen medför även ett kortare avstånd mellan padd 58 och komponentkapseln.
Benet 830 som ansluter komponenten till kapseln kan därför göras kortare än benet 830 enligt fig 8. En fördel med att benen är korta är att de pâverkas mindre av induktans.
Den komponent 810 som tidigare beskrivits har lämpligen en metalliserad yta som skall ligga an mot kylytan 57. Komponenten 810 sägs även anslutas elektriskt till mönsterkortet med ben Detta är ett vanligt sätt att till paddar genom lödning. elektriskt ansluta IC-kretsar och analoga komponenter. Det finns även andra möjligheter. Ett exempel är en sk BGA (Board Grid Array) komponent. En BGA komponent har en vektor eller en matris av kulor under sig, där vart element är en elektrisk anslutningspunkt. Ett annat namn är CSP (Chip Scale Packaging).
En CSP har liksom BGA en matris av elektriska anslutningar men kapseln hos en CSP är något mindre än en BGA. Ytterligare en typ av IC-krets är en sk Flip Chip. En Flip Chip har inte en kapsel asyl: 10 15 20 25 30 518 269 sia-I» ll runt halvledarmaterialet. Elektriska ledare ansluts direkt mot motsvarande punkter på halvledarmaterialet.
En BGA och CSP komponent kyles på det uppfinningsenliga sättet 57 BGA anliggningsyta mot mönsterkortet. genom att kylytan görs mindre än komponentens Vektorn eller matrisen för elektrisk anslutning ges plats bredvid kylytan 57.
För kylning av ett Flip Chip pacificeras ett område på ytan varvid ingen elektrisk potential inom området påverkar kretsen.
Det pacificerade området anslutes mot kylytan 57. Liksom för BGA komponenten göres plats för kylytan 57 bredvid. de elektriska anslutningarna.
Kylvians vidd 31 blir mindre ifall kylytan 57 inte skall täcka hela komponentens anliggningsyta mot det färdiga mönsterkortet 50, storleksordning 130. Ett urtags och därmed kylvians vidd 31 är vanligtvis i som komponentens anliggningsyta mot mönsterkortet eller någon eller några tiondelar därav. Således är kylvians vidd 31 betydligt större än diameter hos en microvia Ifall urtaget (15) kvadratisk form bör längden av dess sida åtminstone vara så lång för elektriska anslutning. för vian har som fem gånger diametern hos en microvia.
Den ovan beskrivna plätteringen utfördes som panelplättering av hela ytan 1 varefter överflödig koppar på ytan l etsades bort.
En annan möjlig metod är mönsterplättering varvid koppar endast pålägges där den har en uppgift. Ytan som mönsterplätteras skall utgöras av dielektrika. Ingen etsning behövs därefter. urtagen och på mönsterkortens 10, 20 yta l. Koppar har god värmeledande förmåga I utföringsexemplen ovan plätteras koppar relativt dess kostnad. Andra möjliga material för plättering och i kylplanet 12 är aluminium och guld.
Komponenten i utföringsexemplen lödes mot kylytan 57. Denna metod för montering är vanligast och ger tillfredsställande värmeledningsegenskaper. Om metoden kombineras med de ~ 1 | u II nu en n npnu» 10 5 1 3 2 5 9 ='I= :ïïz . =.. 12 uppfinningsenliga gaskanalerna undvikes dessutom eventuella gasbubblor i lödfogen. Problemet med gasbubblor i lödfogar ökar ju större ytor som skall fogas samman. Även onx problenx med gasbildning tidigare är känt i samband med lödning är problemet relativt litet då lödningen syftar till att elektriskt ansluta en komponent. Gas kan diffundera delvis sidledes eftersom fogen är liten.
Alternativt lödning limmas komponenten 810 mot kylytan 57.
Eventuella problem med gasbildning undvikes därmed och gör gaskanaler 60 onödiga. En svårighet med limning är att erhålla god värmeledningsförmåga. ~ . ~ a u»

Claims (20)

10 15 20 25 von 518 269 " 13 PATENTKRAV
1. Mönsterkort (50) med två ytor varav åtminstone en första yta (1) är avsett för montering av' minst en elektrisk komponent (810) (50) omfattar: och är försedd med microvior, varvid mönsterkortet ett antal skikt varav minst ett kylplan (12) och varav minst ett dielektriskt skikt (l1,2l) beläget mellan nämnda kylplan (12) och den första ytan (1), (57) (56) som har en viss vidd och sträcker sig från kylytan till nämnda kylplan, minst en kylyta anordnad till en kylvia fullständigt fylld med värmeledande (12), varvid nämnda kylvia är material och som är i kontakt med nämnda kylplan k ä n n e t e c k n a d av vidden av nämnda kylvia (56) är väsentligt större än en microvia.
2. Mönsterkort enligt kravet 1 k ä n n e t e c k n a d av att vidden av nämnda kylvia är åtminstone så stor som vidden av 5 microvior.
3. Mönsterkort enligt kravet 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a d (60) (57) inre till dess yttre begränsning. av gaskanaler i nämnda kylyta som leder från kylytans
4. Mönsterkort enligt krav 3 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda gaskanaler (60) är etsade i kylytan (57).
5. Mönsterkort enligt krav 1, 2 eller 3 k ä n n e t e c k n a d (57) (810) av att nämnda kylyta är avsedd att ligga an mot ytan av en elektrisk komponent och kyla denna.
6. Mönsterkort enligt krav 1, 2 eller 3 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kylmassa utgöres av koppar. 10 15 20 25 518 269 14 . o n a o n . u
7. Mönsterkort enligt krav 1, 2 eller 3 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kylplan utgöres av koppar.
8. Mönsterkort enligt krav 1, 2 eller 3 k ä n n e t e c k n a d av ett urtag (15) i de av nämnda antal skikt som är belägna mellan den första ytan (1) och kylplanet (12) för nämnda kylvia (56) varvid nämnda urtag (15) är bildad av ett antal sammanhängande urtag vilka tagits upp med laserteknik.
9. Mönsterkort enligt krav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a d av (15) (11,2l) (15) i det minst ett nämnda dielektriskt skikt (12) ett urtag mellan kylplanet och den första ytan (1) vilket urtag tagits upp med fotolitografisk teknik.
10. Mönsterkort (130) omfattande: minst en microvia, ett antal skikt varav åtminstone ett kylplan (12) och varav minst ett dielektriskt (11,21,104) skikt, minst en kylyta (57) vilken genom minst en kylvia (56) innehållande värmeledande material är förbunden med nämnda kylplan och varvid nämnda kylyta (57) är försänkt relativt ett ytplan (131) i mönsterkortet (130), k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kylvia har en utsträckning från nämnda kylyta till nämnda kylplan och vidden av nämnda kylvia (56) är väsentligt större än vidden av nämnda microvia, och nämnda kylvia är fullständig fylld med värmeledande material (56).
11. Mönsterkort enligt kravet 10 k ä n n e t e c k n a d av att vidden av nämnda kylvia är åtminstone så stor som vidden av 5 microvior. 10 15 20 25 51 s 2 e. 9 15
12. Metod att på ett mönsterkort (50,130) skapa en kylyta (810), (5/) avsedd att leda värme från en monterad komponent varvid skikt varav ett (l1,21) (1) k ä n n e t e c k n a d av mönsterkortet omfattar ett (12) (12) följande steg: (50,130) flertal kylplan och. minst ett dielektriskt skikt mellan kylplanet och en första yta a) perforering av de utav nämnda skikt som finns mellan (12) (l), (15) bildas, med en vidd väsentligt större än vidden av en microvia; kylplanet och nämnda första yta varvid ett urtag (15) (15) fylls med värmeledande material och varvid det på den första (12). b) plätering över urtaget varvid urtaget huvudsakligen ytan (1) bildas en kylyta
13. Metod enligt kravet 12 varvid vidden av nämnda urtag åtminstone är lika stor som vidden av fem microvior.
14. Metod enligt krav 12 eller 13 varvid nämnda kylplan och nämnda värmeledande material utgöres av koppar.
15. Metod enligt krav 12 eller 13 varvid nämnda perforering utföres genom bestràlning av laserljus och varvid ett flertal smala urtag bildas vilka sammanhänger och tillsammans bildar nämnda urtag (15).
16. _ Metod enligt kravet 12 eller 13varvid nämnda perforering utföres genom fotolitografisk metod.
17. Metod enligt kravet 12 varvid nämnda plätering utföres genom panelplätering av hela den första ytan (l).
18. Metod enligt kravet 17 varvid nämnda plätering följs av varvid värmeledande material borttages runt nämnda (57). etsning kylyta
19. Metod enligt kravet 12 varvid nämnda plätering utföres som mönsterplätering. 518 269 16 « n | u - . -n
20. Metod enligt något av krav 12, 13, 14, 17, 18 eller 19 omfattande ett följande steg; c) etsning av gaskanaler i kylytan som leder från kylytan inre till dess yttre begränsning.
SE9801528A 1998-04-30 1998-04-30 Mönsterkort och metod för bearbetning av mönsterkort SE518269C2 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9801528A SE518269C2 (sv) 1998-04-30 1998-04-30 Mönsterkort och metod för bearbetning av mönsterkort
PCT/SE1999/000669 WO1999057951A1 (en) 1998-04-30 1999-04-23 A printed circuit board and a method of processing printed circuit boards
AU43011/99A AU4301199A (en) 1998-04-30 1999-04-23 A printed circuit board and a method of processing printed circuit boards

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9801528A SE518269C2 (sv) 1998-04-30 1998-04-30 Mönsterkort och metod för bearbetning av mönsterkort

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9801528D0 SE9801528D0 (sv) 1998-04-30
SE9801528L SE9801528L (sv) 1999-10-31
SE518269C2 true SE518269C2 (sv) 2002-09-17

Family

ID=20411156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9801528A SE518269C2 (sv) 1998-04-30 1998-04-30 Mönsterkort och metod för bearbetning av mönsterkort

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU4301199A (sv)
SE (1) SE518269C2 (sv)
WO (1) WO1999057951A1 (sv)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7055987B2 (en) * 2001-09-13 2006-06-06 Lucea Ag LED-luminous panel and carrier plate
US7808788B2 (en) * 2007-06-29 2010-10-05 Delphi Technologies, Inc. Multi-layer electrically isolated thermal conduction structure for a circuit board assembly
EP2388812A3 (en) * 2010-05-17 2012-10-10 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Heat dissipating assembly
CN111372369B (zh) 2018-12-25 2023-07-07 奥特斯科技(重庆)有限公司 具有部件屏蔽的部件承载件及其制造方法
CN115835471A (zh) * 2021-09-18 2023-03-21 深南电路股份有限公司 印制电路板及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2757574B2 (ja) * 1991-03-14 1998-05-25 日本電気株式会社 低誘電率ハイブリッド多層セラミック配線基板の製造方法
GB9225260D0 (en) * 1992-12-03 1993-01-27 Int Computers Ltd Cooling electronic circuit assemblies
US5390078A (en) * 1993-08-30 1995-02-14 At&T Global Information Solutions Company Apparatus for using an active circuit board as a heat sink
JP3637613B2 (ja) * 1994-11-10 2005-04-13 日立化成工業株式会社 多層配線板の製造方法
DE19532992A1 (de) * 1995-09-07 1997-03-13 Telefunken Microelectron Leiterplatte
US5822856A (en) * 1996-06-28 1998-10-20 International Business Machines Corporation Manufacturing circuit board assemblies having filled vias

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999057951A1 (en) 1999-11-11
SE9801528L (sv) 1999-10-31
SE9801528D0 (sv) 1998-04-30
AU4301199A (en) 1999-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11172572B2 (en) Multilayer electronics assembly and method for embedding electrical circuit components within a three dimensional module
US9807885B2 (en) Wiring board with built-in electronic component and method for manufacturing the same
US9204552B2 (en) Printed wiring board
TW201225770A (en) Printed circuit board and method for manufacturing the same
KR101516072B1 (ko) 반도체 패키지 및 그 제조 방법
JP2007535156A (ja) 埋込み構成要素からの熱伝導
US11019731B2 (en) Printed circuit board and method of fabricating the same
KR20160059125A (ko) 소자 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법
KR20090043818A (ko) 인쇄회로기판 및 그 제조 방법
KR102356810B1 (ko) 전자부품내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법
US6713792B2 (en) Integrated circuit heat sink device including through hole to facilitate communication
KR101136396B1 (ko) 인쇄회로기판 및 그 제조방법
SE518269C2 (sv) Mönsterkort och metod för bearbetning av mönsterkort
KR100757907B1 (ko) 인쇄회로기판 및 그 제조방법
KR20170078406A (ko) 방열특성 내열 인쇄회로기판 제조방법
EP2911485A1 (en) Printed circuit board and method of manufacturing the same
JP2016076509A (ja) 回路モジュール
KR20120039163A (ko) 인쇄회로기판 및 그 제조방법
KR101154605B1 (ko) 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
JP2018207118A (ja) 回路モジュール
US11711885B2 (en) Method of manufacturing printed circuit board assemblies with engineered thermal paths
US11641720B2 (en) Circuit board and manufacturing method thereof
US20230337363A1 (en) Method for producing a printed circuit board, and printed circuit board having at least one embedded electronic component
KR101551177B1 (ko) 재배선층을 구비한 부품내장형 인쇄회로기판 및 이의 제조방법
JP6839099B2 (ja) 部品内蔵基板及び部品内蔵基板の製造方法