SE523150C2 - Kretsmönsterkort och metod för tillverkning av kretsmönsterkort med tunt kopparskikt - Google Patents

Description

20 25 30 s2z 150 u. .uu 1 10069 2000-01 -1 3 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Genom föreliggande uppfinning har åstadkommits ett kretskort, där materialet medger att längdutvidgningen beroende på temperaturökningar minskats väsentligt, men där ändå möjligheten att ha relativt tunna kopparskikt och därmed ett finmaskigt mönster med ledarbredder ner till 50 um föreligger. Ändå är kortet billigt i jämförelse med t ex. variantema med metallkäma. För detta ändamål kännetecknas uppfinningen av att bärskiktet åtminstone vid vissa partier tillåts ha en ytofinhet av upp till i huvudsak samma storlek som tjockleken hos kopparskiktet och att åtminstone vid ovannämnda partier är anordnat ett ytutjämnande planskikt mellan bärskiktet och kopparskiktet. Lämpligen består planskiktet av epoxi och har en tjocklek som är avi huvudsak samma storlek som ytofinheten hos bärskiktet, dvs. år i huvudsak lika tjockt som ytofinheten hos bärskiktet. Man kan härvid med fördel använda ett bärskikt som innehåller glasfiber och epoxi och det ger härvid goda Iângdutvidgningsegenskaper om glasfiberhalten överstiger 70%.

Epoxiskiktet jämnar ut ytan hos det grova bärskiktet och ökar vidhäftningen mellan kopparen och glasfibem, så att ett tunnare kopparskikt kan användas på den sålunda utslätade ytan, vilket i sin tur medför kortare etstid och mindre ojämnhet i etskantema med möjlighet till smala ledare.

Det nya förfarandet innebär att ett skikt av flytande epoxi lägges på den eller de ytor av bärskiktet som har en ytofinhet av samma storleksordning som det tilltänkta kopparskiktets tjocklek och som slutgiltigt skall bära ett kopparskikt, att epoxiskikten torkas och härdas, och att kopparskikt pläteras utanpå epoxiskikten.

Vid sådana laminat som skall ha genompläterade hål är det en fördel om dessa hål borras efter påläggning av epoxi men före kopparpläteringen, eftersom en homogen koppartjocklek då kan erhållas.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas och förklaras i anslutning till de på den bifogade ritningen visade figurerna, varav fig. 1. visar i genomskämlng en del av ett kretskortlaminat av s.k. multilayertyp utan pålagt ytmaterial, 10 15 20 25 30 523 150 n' :ou 1 10069 2000-01 -1 3 3 fig. 2 visar laminatet från fig 1 med pålagda epoxiskikt, fig. 3 visar laminatet med ett borrat hål, fig. 4 visar laminatet med pàlagd plätering av koppar och fig. 5 visar laminatet med utförd etsning.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Med referens till fig. 1 ingår i uppfinningen ett laminat 1 av glasfiberfylld epoxi. I giasfiberlaminatet är inbakade två inre Iedningsskikt 2 resp. 3. Ledningsskiktet 2 är försett med ett isolerhàl 4 för senare genomborrning utan kontakt. Procenthalten glasfiber/epoxi i glasfiberskiktet är lämpligen 75/25, men glashalter ner till 70 % är glasfiber längdutvidgningskoefficient som 9-10 ppm/°C, vilket skall relateras till det mera tänkbara. Med denna höga halt uppnås en så pass liten nonnala 16-18 ppm för konventionellt använda kretskortslaminat med glasfiberhalter av 40-60 %. En liten längdutvidgningskoefficient är önskvärd när kopparskiktet är tunt, neråt 18-20 um, vilket i sin tur är fallet när man tvingas etsa med smala ledare på grund av långt driven miniatyrisering. Det är väl känt att etsning med smala ledare kräver ett tunt kopparskikt. Emellertid blir det med ovan nämnda glashalter en betydligt grövre yta, jämfört med de konventionella laminaten, och därför kan inte den önskade tjockleken på kopparskiktet läggas på utan att problem erhålles med tillförlitlig senare mönsteretsning av kopparen. För att överkomma dessa problem läggs enligt uppfinningen som visas i fig. 2 på ett skikt 5 av flytande epoxi, lämpligen cza 5-15 um tjockt, beroende på ytofinheten hos bärskiktet, vilket epoxiskikt torkas och härdas. Epoxin kan läggas på genom t. ex. rullning, sprayning, screening eller ridålackering. Epoxiskiktet flyter ut och bildar en plan yta utanför den ojämna ytan på bärskiktet, vilken vid glasfiberhalter av detta slag normalt kan ligga på upp till ytofinheter på RA +/- 10 um, och är dessutom ett utmärkt underlag med mycket god vidhäftning till kopparen. I figuren syns inte bärskiktets ”grova” yta, eftersom ytofinheten i förhållande till bärskiktets 1 tjocklek är försvinnande liten, medan tjockleken hos det ytutjämnande planskiktet av epoxi starkt överdrivits för att skiktet skall finnas med i figuren. Eftersom ytofinheten vid dessa glashalter är upp till ett RA-tal av +/- 10 um bör således epoxiskiktets 5 tjocklek vara c:a 20 um i detta fall.

Planskiktet av epoxi bör inte vara tjockare för att undvika oönskade effekter såsom temperaturutvidgning, även om värdet inte är kritiskt. Om kretskortet har tvåsidigt mönster lägges epoxi på båda sidoma, 5a och 5b. Efter detta skulle man kunna 10 15 20 25 30 “523 150 110069 2000-01-13 4 plätera kortet för att få ett etsbart kopparskikt, men i det fall då kortet skall ha genompläterade hål för kontaktöverföring mellan kortets olika ledningsmönsterskikt, är det fördelaktigt att före kopparpläteringen borra de hål som skall pläteras, eftersom en ytterligare plätering av hålen efteråt skulle ge ett onödigt, i huvudsak dubbelt så tjockt kopparskikt på ytan, och det är ju bl. a. detta som skall undvikas.

Fig. 3 visar hur ett borrhàl 6 borrats genom kortet mitt i isolerhålet 4, varvid borrhålet har mindre diameter än isolerhålet så att ingen kontakt med framtida plätering kan skapas, medan borrhålet penetrerar skiktet 3, som skall vara i kontakt med håipläteringen.

När de hål som skall genompläteras borrats, kan kortet pläteras, t.ex. genom panelplätering, om så önskas dubbelsidigt, varvid som visas i fig. 4 plätenngen blir lika tjock i hålet 6 som på ytoma 7 och 8. Tjockleken hos kopparskiktet kan därvid väljas till c:a 18 - 20 pm.

Efter detta sker mönsterutläggning och etsning av kortet på känt sätt, och i fig. 5 visas hur området närmast det borrade hålet etsats bort och lämnat hålet 6 med en plätering 6a kvar att lödas eller vara anslutet till en ledning som kan löpa vinkelrätt mot papperets plan.

Uppfinningen är inte begränsad till det på ritningarna visade och i beskrivningen förklarade utföringsexemplet , utan flera modifikationer och varianter är möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis behöver det inte vara ett multilayerkort, utan uppfinningen kan tillämpas på kort med mönster på båda eller bara en sida. Man kan givetvis också tillämpa uppfinningen på laminat som har bärskikt av annat slag än glasfiber, t ex keramik, och fördelen är därvid att ytofinheten kan tillåtas ha värden som normalt inte tillåts vid keramikbaserade kretsar. Det är givetvis också möjligt att belägga endast vissa partier av bärskiktet med planskiktet, nämligen sådana partier där antingen ytofinheten är störst eller där ledarbredden efter etsning är kritiskt liten.

Claims (6)

10 15 20 25 30 523 150 . . . « .t ..- 2001-04-11 PATENTKRAV

1. Mönsterkort av laminat för elektriska kretsar, innefattande åtminstone ett bärskikt (1) och åtminstone ett ytskikt (7) av koppar, avsett att, efter att selekterade partier borttagits, exempelvis genom etsning, utgöra ledningsdragning på kortet, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att bärskiktets ytofinhet har en grovlek av upp till i huvudsak samma storlek som tjockleken hos kopparskiktet och att åtminstone vid ovannämnda partier är anordnat ett ytutjämnande planskikt (5a,b) mellan bärskiktet (1) och kopparskiktet (7).

2. Mönsterkort enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v att planskiktet består av epoxi och har en tjocklek som är av i huvudsak samma storlek som ytofinheten hos bärskiktet.

3. Mönsterkort enligt något av föregående krav, k ä n n e te c k n at a v att bärskiktet innehåller glasfiber och epoxi och att glasfiberhalten överstiger 70%.

4. Mönsterkort enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at a v att bärskiktet har en ytofinhet med ett R A av upp till +/- 10 pm.

5. Förfarande för framställning av mönsterkortslaminat för elektriska kretsar enligt kravet 1, vilket laminat innefattar ett kopparskikt och ett bärskikt med en ytfinhet av i huvudsak samma storlek som tjockleken hos kopparskiktet, k ä n n e t e c k n at a v att ett skikt (5a,b) av flytande epoxi för ytutjämning lägges på den eller de ytor av bärskiktet som slutgiltigt skall bära ett kopparskikt, att epoxiskikten torkas och härdas, och att kopparskikt (7) pläteras utanpå epoxiskikten (5a,b).

6. Förfarande för framställning av mönsterkortslaminat enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n at a v att genomgående hål (6), som skall genompläteras, borras efter att epoxiskikten (5a,b) lagts på men innan kopparskikten pläteras, så att hålen kan pläteras samtidigt som ytskikten.