WO1993026143A1

WO1993026143A1 - Verfahren zur herstellung von leiterplatten unter verwendung eines halbzeuges mit extrem dichter verdrahtung für die signalführung

Info

Publication number: WO1993026143A1
Application number: PCT/CH1993/000145
Authority: WO
Inventors: Walter Schmidt; Marco Martinelli
Original assignee: Dyconex Patente Ag
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1993-06-09
Publication date: 1993-12-23
Also published as: ATE180137T1; EP0600051A1; AU4058593A; EP0600051B1; US5436062A; JPH07500951A; CA2114954A1; DE59309575D1

Abstract

Beim erfindungsgemässen Halbzeug ist man davon ausgegangen, die Anforderung an die mechanische Festigkeit von der bis anhin damit verbundenen Anforderung der Schaltungsverbindung funktionsmässig zu trennen, um die reine Schaltungsverbindung, insbesondere für Signale, 'näher' an die elektrisch-technischen Eigenschaften der Chips bringen zu können. Um dies zu realisieren wird die Layout-Miniaturisierung ohne Rücksicht auf die mechanische Festigkeit des Substrates optimiert. An Stelle einer Leiterplatte (MCM) wird ein zu einer Leiterplatte aufbaubares Halbzeug hergestellt. Das erfindungsgemässe Halbzeug besteht aus einer extrem dünnen Folie (8) mit einer Vielzahl von extrem kleinen, in einem Ätzprozess simultan geätzten Löchern (14). Die Lochdurchmesser können um fast eine Grössenordnung (bis zu 20 νm) verkleinert werden, was bspw. eine klare Sub-100νm-Technik ermöglicht. Ein solches Halbzeug dient nicht als mechanischer Träger, es ist nur zur Signalführung vorgesehen. Das Halbzeug (19), welches das verdichtete Verdrahtungsbild trägt, wird mit einer unverdichteten Stromversorgungsebene (22), die als Serviceebene dient, verbunden, und die so gefertigte Leiterplatte wird schliesslich mit einem mechanischen Träger (20) zusammengebracht.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON LEITERPLATTEN UNTER VER¬ WENDUNG EINES HALBZEUGES MIT EXTREM DICHTER VERDRAH¬ TUNG FÜR DIE SIGNALFÜHRUNG.

Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Herstellung von Leiterplatten und betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs zur Verwendung in der Leiterplattenfabrikation, sowie ein von Rolle-zu-Rolle verlaufendes Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten unter Verwendung von Halbzeugen gemäss Erfindung.

Leiterplatten sind seit der Frühzeit der Elektrotechnik bekannte einlagige oder mehrlagige "gedruckte" Schaltungen, welche aus einer Kombination fla- eher Strompfade (Verbindungen der elektronischen Schaltung) und einer Isolierplatte (dem elektrisch isolierenden mechanischen Träger) bestehen. Die Strukturierung der Schaltung (Layout) erfolgt mittels photochemischer Ver¬ fahren. Abgesehen von der Surface-Mounted-Device- oder SMD-Technik weisen die Leiterplatten Durchgänge auf, die einerseits zur Durchsteck-Be- stücküng (elektrische Kontaktierung und mechanische Befestigung) einfacher elektronischer Bauelemente (wie Widerstände, Kondensatoren, Spulen etc.) dienen und andererseits Strompfade verschiedener Lagen einer Leiterplatte über Durchplattierungen elektrisch miteinander verbinden. Die Entwicklung komplexer Schaltungen dagegen erfolgte auf der Ebene der integrierten Schaltkreise (Integrated Circuits (ICs)), welche aus einer grossen Anzahl elektronischer Elemente (Transistoren) auf einem gemeinsamen Sub¬ strat bestehen und durch ein Gehäuse geschützt sind (Chips). Diese Chips weisen eine sehr hohe und ständig wachsende Verdichtung an Schaltungen auf, was weitgehend durch Miniaturisierung bzw. Reduzierung der Leiterbahn¬ dicken und Leiterbahnenabstände im Si-Substrat in einem Sub-μm-Bereich ge¬ schieht. Die Gehäusedimension solcher Chips bleibt zur einfachen Handha¬ bung allerdings in der Grössenordnung der oben erwähnten einfachen Bauele- mente, auch die Dimension der Leiterplatte und ihrer Löcher bzw. Durch- plattierungen blieb im wesentlichen unverändert. Somit erfolgt die Miniaturi¬ sierung von Schaltungen in erster Linie über integrierte Schaltungen, welche an sich selbständige, funktionengebundene Einheiten darstellen, die einfach auf Leiterplatten zu bestücken sind.

Die strukturelle Dimensionierung von Leiterplatten hat sichtbar an dieser Miniaturisierung nur unvollständig teilgenommen. Eine gewisse Miniaturisie¬ rung der Leiterplatten mit der klassischen Technik erfolgte wohl, dies aller- dings weniger durch rigorose Verdichtung als durch möglichstes Schmalerma¬ chen der Leiterbahnen. Wesentliche Fortschritte hierbei wurden aber rasch durch die unverzichtbaren Durchplattierungen behindert, welche bislang zwar Gegenstand von Präzisionsverbesserungen, nicht aber einer Miniaturisierung waren. Der Grund hierfür liegt daran, dass die Leiterplattendurchplattierun- gen eine strukturell bedingte untere Grenze erreicht haben, man kann sie nicht weiter verkleinern, da, nebst der Grenze der Bohrdurchmesser, vor allen Dingen die Lötaugen und die vorbereiteten Lötflächen sehr viel Platz bean¬ spruchen. Wünschbar wäre aber, Substrate (Leiterplatten) mit 10-fach höherer Dichte herstellen zu können, was mit der graduellen Miniaturisierung der klassischen Technik jedoch nicht mehr möglich ist. Dieser Sprung in der Di¬ mensionierung über eine Grössenordnung führt zu Zielkonflikten. Leiterplatten, Prepregs und auch Leiterfolien sind meistens 0,1 bis 1 oder 2mm dick, ihre -Lochdurchmesser betragen gezwungenermassen 0,2 bis 0,5mm. Solche Dimensionen liegen somit um zwei bis drei Grössenordnungen (100- 1000) über entsprechenden Dimensionen der Leiterbahndicken und Leiter- bahnenabstände in intergrierten Schaltkreisen (ICs). Zwischen Leiterplatten und ICs besteht sehr grosse Dimensionskluft.

Der Grund für die noch heute übliche, man möchte fast sagen, archaische Bauweise von Leiterplatten ist wohl darin zu sehen, dass es bisher nicht nötig war, wesentliche Neuerungen in der Leiterplattentechnik bezüglich der Ab- wärts-Di ensionierung durchzuführen. Die heute übliche Bauweise ist auch technisch bedingt. Um Bauelemente tragen zu können, müssen die Leiterplat¬ ten eine gewisse Festigkeit aufweisen, wovon man bisher auch nicht abgekom- men ist. Dies führt direkt zu Sachzwängen. Dem mechanischen Durchbohren zur Herstellung von Durchplattierungen bspw. sind mit den heute kleinsten Bohrdurchmessern von 0,2mm Grenzen gesetzt, Grosse und Lagegenauigkeit galvanisch durchplattierter Löcher sind ebenfalls limitiert.

Dieses sozusagen Stagnieren der traditionellen Herstellungstechnik von Lei¬ terplatten, bei gleichzeitig rasanter Entwicklung der integrierten Bauelemente führt unausweichbar zu den oben erwähnten Strukturproblemen. Komplexe Chips führen zu immer komplizierteren Vernetzungen auf der Leiterplatte. Die Dimensionen der Strompfade, der Löcher und Durchplattierungen sind aber seit einiger Zeit praktisch unverändert geblieben. Dies hat die Folge, dass man bei heutigen Anwendungen bis zu 60-lagige Leiterplatten verwendet, deren Layouterstellung einen hohen Aufwand verursacht und deren Herstel¬ lung immer kostspieliger wird. Die Miniaturisierung kompletter Schaltungen wird durch den Zielkonflikt der Chips, die vorzu dichter integriert werden und den Leiterplatten, die an die Layout-Miniaturisierungsgrenze stossen und den Anforderungen nicht mehr folgen können, überproportional verschärft. Ein Ausweg über die Erhöhung der Lagenzahl für Multi-Chip-Module (MCM) in Leiterplatten in Folge der Verdichtung der Chips, führt zu ebensolchen über¬ proportionalen Herstellungskostensteigerungen, verglichen mit den Herstel¬ lungskosten der Chips selbst, den eigentlichen Herzstücken der gesamten Schaltung.

Auch ist die Miniaturisierung nicht mehr nur auf kleinste Dimensionen von Leiterbahnenabstände in integrierten Schaltungen beschränkt, sondern sie gilt auch für die elektrischen und elektronischen Geräte selbst. Kleine Taschen- Fernseher, tragbare Personal-Computer (Laptop), Handkameras und andere hochkomplexe Geräte bedingen notwendigerweise auch klein dimensionierte Leiterplatten und Leiterfolien. Oft ist es notwendig, die Form und Gestaltung von Leiterplatten den Geräten anzupassen, hierfür eignen sich insbesonders flexible -Leiterfolien.

Folien können von Rolle zu Rolle verarbeitet werden, was einen hohen Auto- matisierungsgrad ermöglicht. Ausserdem sind die bei herkömmlichen Materia¬ lien verwendeten Durchlauf anlagen für zum Beispiel Entwickeln des Fotobil¬ des, Aetzen, Strippen, Bürsten etc. immer mit einem Transportsystem (Fliess¬ band, Klammern), das die starren Platten durch die Maschine transportiert. Bei einer Folie kann auf ein derartiges Transportsystem verzichtet werden, was nicht nur anlageseitige Einsparungen mit sich bringt, sondern auch das Transportsystem eliminiert, das oftmals Defekte am Produkt erzeugt, wie Kratzer, Druckstellen und so weiter.

Ferner generieren die Folien keinen Staub; dies ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Bei starren Materialien, die in Form von Nutzen verarbeitet werden. wird von den Schnittkanten Staub freigesetzt, der in der Folge zu einer redu¬ zierten Ausbeute führt. Die Folienoberfläche kann auch, dank ihrer Ebenheit und glatten Oberfläche sehr einfach gereinigt werden. Im aufgerollten Zu¬ stand ist die Oberfläche des Folienmaterials auch von allen Kontaminationen, insbesondere Staub, geschützt.

Eine Folie wird im Unterschied zum herkömmlichen Material in einem kon¬ tinuierlichen Prozess hergestellt, das heisst, das Material zeigt konstante Para- meterwerte entlang der Folienbahn. Insbesondere das Schrumpf- und/oder Elongationsverhalten ist konstant und kann daher einfach kompensiert wer¬ den. Die Folienoberfläche ist im Gegensatz zu starrem, glasfasergewebever- stärktem Material sehr eben bzw. glatt und nicht durch das Glasfasergewebe sozusagen oberflächenmoduliert. Dies ermöglicht bei der photochemischen Uebertragung von Bildern, insbesonder beim Belichten, eine bessere Ausbeu¬ te. Und da die Folie ausserdem flexibel ist, kann sie sich leicht an die Photo¬ maske, die auch ein Film ist, anschmiegen, wodurch sogenannte Hohlbelich¬ tungen vermieden werden. Dies führt natürlich auch zu einer besseren Aus¬ beute.

Durch den Einsatz einer Folie können sowohl starre als auch flexible Anwen¬ dungen abgedeckt werden. Ausserdem sind starr-flexible Kombinationen mög¬ lich. Bei der Verwendung einer dünnen Folie, sind die entstehenden Loch- durchmesser im Verhältnis zur Lochlänge (Lochtiefe) sehr gross, wenn man dieses Verhältnis mit üblichen Leiterplatten vergleicht. Eine 25 μm dicke Folie mit einem relativ feinen Loch von nur 80 μm hat ein Verhältnis von mehr als 1:3. Dies ist beim elektrogalvanischen Durchkontaktieren von gros- sem Vorteil, da der Materialaustausch vom Loch zum umgebenden Elektrolyt wesentlich besser funktioniert als in dünnen, langen Löchern herkömmlicher Art in Leiterplatten, die bekanntlich sehr schwierig galvanisch durchzukon- taktieren sind.

Eine dünne Folie bereitet bezüglich der in Z-Richtung auftretenden thermi¬ schen Expansion keinerlei Probleme. Herkömmliche Leiterplatten mit 1 bis 5 mm Dicke, zeigen in Z-Richtung eine nicht zu unterschätzende thermische Ausdehnung, die dazu führen kann, dass die in den Löchern eingebrachte galvanische Schicht reisst, was einen elektrischen Defekt darstellt.

Bei elektronischen Schaltungen hoher Packungsdichte ist üblicherweise auch die Wärmeableitung ein sehr grosses Problem. In herkömmlichen Leiterplat¬ ten werden daher sogenannte Heat Sinks einlaminiert oder auf die Oberfläche auflaminiert. Diese bestehen aus thermisch gut leitfähigen Materialien wie Kupfer oder Aluminium und haben die Aufgabe, die von den Komponenten erzeugte Wärmeenergie möglichst effizient an die kühlen Stellen wie bspw. die Gehäusewand weiterzuleiten. Da in der konventionellen Technik die Lei¬ terplatte meist 1 - 5 mm dick ist, bedeutet dies, dass die von den Komponen- ten generierte Wärmeenergie zuerst durch die Leiterplatte hindurch zur Kühl¬ platte geleitet werden muss. Da die Leiterplatte primär aus einem schlechten Wärmeleiter (Kunststoff, Glas) besteht, ergibt sich dadurch ein hoher thermi¬ scher Widerstand zwischen dem wärmeerzeugenden Baustein und der Kühl¬ platte. In vielen Fällen müssen daher spezielle, nur für den Zweck der Wär- meleitung vorgesehene Durchkontaktierungen (thermal vias) vorgesehen wer¬ den, die aber sehr viel kostbaren Platz beanspruchen. Dies führt in vielen Fällen dazu, dass weitere Leiterlagen nötig werden, die die Dicke der Leiter¬ platte nochmals steigern. Bei Verwendung von dünnen Folien wird selbst bei extremsten Packungs- und Verbindungsdichten (Leiterbahnen) die Leiterplatte nur etwa 0,1 - 0,2 mm dick. Diese Folie stellt daher einen vergleichsweisen geringen Wärmewider¬ stand dar und verbessert dadurch das thermische Management wesentlich.

Werden zum Aufbau der elektronischen Schaltung sogenannte Leedless Cera- mic Chip Charriers (LCCC) bzw. grössere keramische Kondensatoren und andere Bauteile aus einem Material mit kleinen thermischen Ausdehnungs- koeffizienten verwendet und diese ohne elastische Verbindung zum Substrat (das wären bspw. elastische Kontaktbeinchen) direkt auf die Leiterplatte gelötet, so muss zur Erzielung einer hinreichend hohen Zuverlässigkeit der Lötstellen die Leiterplatte in ihrem thermischen Ausdehnungsverhalten ange- passt werden. Ueblicherweise werden dabei gewalzte Metallfolien aus Kupfer- Invar-Kupfer (CIC) oder Kupfer-Molybdän-Kupfer (CMC) mit einem Aus¬ dehnungskoeffizienten von ca. 4 - 6 ppm/°K verwendet. Des weiteren sind Anwendungen mit Kohlenstoffaser-Verbundwerkstoffen bzw. Aramidfaser- Verbundwerkstoffen bekannt.

In der konventionellen Technik haben die unverstärkten Leiterplatten immer im Bereich von 16-18 ppm/°K und müssen, da die Platten üblicherweise zwi¬ schen 1-5 mm dick sind, durch sehr viel CIC bzw. CMC etc. stabilisiert wer¬ den. Dies führt zu einer weiteren Zunahme der Gesamtdicke der Leiterplat- ten, was nicht nur die Zuverlässigkeit negativ beeinflusst, sondern auch das thermische Management erschwert. Zudem werden solche Leiterplatten rela¬ tiv schwer, was insbesondere in der Avionik nicht erwünscht ist.

Werden dagegen Folien als Basismaterial verwendet, so liegt die Gesamtdicke einer komplexen Leiterplatte bei ca. 0,1 bis 0,2 mm. Wird diese Folienleiter- platte auf einen Träger auflaminiert, der einen niedrigen thermischen Aus¬ dehnungskoeffizienten aufweist, so ist der Ausdehnungskoeffizient der Leiter¬ plattenoberfläche fast identisch mit dem der Supportplatte, da die dünne Folie keinen grossen Einfluss auf die Gesamtstruktur ausübt. Zudem ist die Folie nicht durch Glasfasern verstärkt, das heisst, der Elastizitätsmodul der Folie ist wesentlich niedriger als der Elastizitätsmodul glasfaserverstärkter Materialien und demnach wird die stabilisierende Wirkung der Supportplatte nicht negativ beeinflusst.

Werden innerhalb einer elektronischen Schaltung hochfrequente Signale ver¬ wendet, so spielt die sogenannte Impedanz (das ist der Wellenwiderstand) der elektrischen Leitungen eine wesentliche Rolle. So werden zur Vermeidung von Reflexionen Leitungen mit 50 Ω Impedanz (Standard) oder höher gefor- dert. Neben der absoluten Grosse des Wellenwiderstandes ist auch die Kon¬ stanz über die Leiterlänge für die Hochfrequenzeigenschaften sehr wichtig. Dabei spielt die Dickenkonstanz des Dielektrikums eine wichtig Rolle. Die Verwendung einer Folie gibt gegenüber herkömmlichen Basismaterialien wesentlich bessere Toleranzen bezüglich der Dielektrikumskonstante und Materialdicke.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine optimale und dichteste Strompfadbelegung auf Leiterplatten zu erzielen. Sie soll einen Weg zeigen, auf welchem Leiterplatten ohne wesentliche Kostensteigerung mit erheblich erhöhter Funktionsdichte (dem Zusammenwirken von Bauelementen und de¬ ren Verbindungen, erhöhter Verdrahtungsdichte, etc) auch für Leiterplatten mit hochkomplexen Funktionen hergestellt werden können. Es sollen dabei bekannte und bewährte Techniken, Materialien und dergleichen zur Anwen- düng kommen, bspw. zur Herstellung der Leiterstrukturen sollen bekannte nasschemische Verfahren anwendbar sein. Diese Leiteφlatten sollen eine ge genüber bekannten Leiteφlatten um eine Grössenordnung oder darüber er¬ höhte Funktionsdichte aufweisen und trotzdem sollen sie in bezug auf die Weiterverarbeitung, insbesonders bezüglich der Bestückung und der Anwen¬ dung mit bekannten Systemen kompatibel sein. Ferner soll die Herstellung von Leiteφlatten unter Verwendung solcher Halbzeuge automatisch, bspw. von-Rolle-zu-Rolle ablaufbar sein, wobei auch ein zuführender Chargenbe- trieb durch Einschleusung von bspw. Trägeφlatten möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen definierte Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemässe Idee besteht in einem ersten Ansatz darin, die Anfor- derung an die mechanische Festigkeit von der bis anhin damit verbundenen Anforderung der Schaltungsverbindung funktionsmässig zu trennen, um die reine Schaltungsverbindung, insbesondere für Signale, "näher" an die elek¬ trisch-technischen Eigenschaften der Chips bringen zu können. Um dies zu realisieren wird die Layout-Miniaturisierung ohne Rücksicht auf die mechani- sehe Festigkeit des Substrates optimiert. Auch die elektrische Stromversor¬ gung kann funktional abgetrennt und separat optimiert werden. Anders als bei der üblichen Entwicklung integrierter Schaltungen strebt die vorliegende Er¬ findung somit eine Verkleinerung sämtlicher Dimensionen der Leiteφlatten an, in dem die einzelnen Funktionen (Signalführung, Speisung, mechanische Festigkeit) funktioneil getrennt miniaturisiert werden, um sie in finalisieren- den Verfahrensschritten zu einer hochverdichteten Leiteφlatte zu "synthetisie¬ ren". Die rigorose Miniaturisierung des signalführenden Layouts gelingt über ein rein chemisches Vorgehen unter Vermeidung mechanischer Mitteln. Mit Molekülen und Atomen kann man feinere Durchplattierungen "bohren" und erst noch alle simultan. Auf diese Weise kann der Zielkonflikt zwischen den integrierten Schaltungen und den Leiteφlatten mittels eines Dimensionie- rungssprunges überwunden werden. Durch die sehr markante Herabminde¬ rung der Dicke und damit der Steifigkeit einer Leiteφlatte ist der Aufbau einer solchen einer Rolle-zu-Rolle-Fertigung zugänglich. Bei einer Dickenzu- nahme, bei der die Radienänderung durch Biegen beim Rollen kritisch wer¬ den könnte, wird eine Faltung des aus Leiteφlatten bestehenden Bandes an bestimmten Sollbruchstellen vorgenommen. Ein solcher Faltstapel als Prozes- spuffer kann in jegliche weiter "Rollenverarbeitung" einbezogen werden und bietet ausserdem die Möglichkeit für einen partiellen Chargenbetrieb, bspw. zum Einführen eines Substrates, Stabilisierungselementes und so fort.

Das erfindungsgemässe Verfahren beruht im wesentlichen darauf, dass an Stelle einer Leiteφlatte in Abtrennung aller Funktionen, die nichts mit dem Layout zu tun haben, in einem vorgängigen Verfahrensschritt ein zu einer Leiteφlatte aufbaubares Halbzeug hergestellt wird, welches es ermöglicht, eine drastische Verkleinerung der Funktionseinheiten auf Leiteφlatten und eine ebensolche Erhöhung ihrer Funktionsdichte zu erzielen. Das erfindungs¬ gemässe Halbzeug besteht aus einer extrem dünnen Folie mit extrem kleinen Löchern. Die Lochdurchmesser können um fast eine Grössenordnung (bis zu 20μm) verkleinert werden, was bspw. eine klare Sub-lOOμm-Technik ermög¬ licht. Ein solches Halbzeug dient als steifer mechanischer Träger, es ist nur zur Signalführung vorgesehen, welche Leiterbahnen in einem späteren Her¬ stellungsschritt gemäss vorgegebenem Layout realisiert werden. Auch Leiter¬ bahnen für die elektrische Speisung werden vorteilhafterweise nicht auf einem solchen Halbzeug angesiedelt. Die Wirkung der Miniaturisierung äussert sich vor allen Dingen im Durchmesser für die Durchplattierungslöcher; eine Er¬ niedrigung der Lochdurchmesser geht quadratisch mit der Dichte der Strom¬ pfadbelegung ein. Solche Leiteφlatten ermöglichen durch ihren bezüglich der Impedanz günstigen Aufbau auch die Übertragung hochfrequenter Signale (mit Frequenzen > 1GHz). Schon mit zwei- bis dreimal kleineren Lochdurch¬ messern benötigt man lediglich drei- bis viertägige Multilayer um dieselbe Schaltungskomplexität wie heute mit 20- oder 25- lagigen Leiteφlatten zu erreichen.

Im folgenden wird anhand einiger Ausführungsformen ein erfindungsgemässes Vorgehen diskutiert. Die nachfolgend aufgeführten Figuren zeigen im Detail, wie man am besten vorgeht.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm, in dem die Verbindungsdichte verschiedener Substrattechnologien gegenüber der damit einhergehenden Flächen¬ kosten gezeigt werden. Fig. 2 zeigt in einem vergrösserten Ausschnitt eine beispielhafte Ausfüh¬ rungsform von Strompfaden und Durchplattierungen eines Teils einer Leiteφlatte. Fig. 3 zeigt im Vergleich die Leiterdichte zweier traditioneller Layouts, Strompfade und Durchplattierungen in DIL- und SMD-Technik gegenüber der markant erhöhte: Leiterdiehte einer beispielhaften Ausführungsform von Strompfaden und Durchplattierungen von Leiteφlatten, hergestellt aus Halbzeugen nach dem erfmdungsge- mässen Verfahren.

Fig. 4 zeigt in vergrösserter Darstellung Strompfade und vorbereitete -Lötflächen, wobei die vorbereiteten Lötflächen plasma-geätzte Durchplattierungen aufweisen. Fig. 5 zeigt in vergrösserter Darstellung eine beispielhafte Ausführungs- form zweier Lagen von Strompfaden eines MCMs aus Halbzeugen gemäss Erfindung hergestellt. Fig. 6 zeigt die einzelnen Schritte (6a-6e) der Herstellung eines Halbzeu¬ ges nach dem erfindungsgemässen Verfahren, das in weiteren Schritten zu einem MCM (bspw. gemäss Figur 5) gefertigt wird. Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Teils einer Leiter¬ platte hergestellt aus einem Halbzeug nach dem erfindungsgemäs- sen Verfahren, welche mit einem mechanischen Träger verbunden ist.

Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines fertig bestückten MCM, das aus Halbzeugen nach dem erfindungsgemässen Verfah- ren hergestellt wurde.

Fig. 9a bis 9d zeigen schematisch und teilweise im Schnitt die Anordnung von präkonditionierten Durchplattierungen.

Fig. 10 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung von Durchplattie¬ rungen in Folienmaterial auf Bandanlagen, welches Folienmaterial als Endlos-Universalsubstrat schliesslich aufgerollt und zur Weiter¬ verarbeitung bereit gehalten wird.

Fig. 11 bis 16 zeigen die verschiedenen Stufen für die Herstellung einer Vierlagenleiteφlatte, darin wird auch das Prinzip erkennbar für den Aufbau von -Leiteφlatten mit eine Vielzahl von Lagen. Fig. 17 und 18 zeigen Beispiele einer unterstützenden Massnahme bei der Verarbeitung auf Bandanlagen wie bspw. gemäss Figur 10.

Figur 1 zeigt ein anschauliches Diagramm der Verbindungsdichte verschiede- ner Substrattechnologien gegenüber den damit einhergehenden Flächenko¬ sten. Es wird der Kostenanstieg von MCMs in üblicher Leiteφlattentechnik mit solchen gemäss Erfindung verglichen werden, die aus nachfolgend zu diskutierenden Halbzeugen hergestellt werden. Auf der Abszisse ist die Ver¬ bindungsdichte D (der Anzahl Verbindungen pro Einheitsfläche) in beliebigen Einheiten aufgetragen. In Funktion dieser Dichte D gibt die Ordinate die ungefähren relativen Kosten K der Herstellung einer -Leiteφlatte pro Flä¬ cheneinheit wieder. Der linke Bereich LP kennzeichnet die Dichte D gemäss der kostengünstigen und wenig verdichteten konventioneller Printed Circuit Boards- oder PCB-Technik, der rechte Bereich IC kennzeichnet die Dichte D hochverdichteter Schaltkreise, wie sie heute gebraucht werden. Der obere Bereich MCM kennzeichnet die mit wachsender Verdichtung teueren in Kera- mik-Mehrlagentechnik oder Dünnschicht-Mehrlagenstrukturen hergestellten MCMs. Der untere Bereich 1 kennzeichnet die mit wachsender Verdichtung geringfügig ansteigenden Kosten für Leiteφlatten aus Halbzeugen gemäss dem vorhegenden erfindungsgemässen Verfahren für MCMs. Die Produkte aus dem erfindungsgemässen Verfahren sind unter dem Namen DYCOstra- te^(R) im Markt eingeführt worden. Aus der Darstellung von Figur 1 können drei Aussagen getroffen werden. Erstens weist die Herstellung klassischer Lei¬ teφlatten einen sehr starken Preisanstieg mit der Verdichtung auf, ohne je¬ doch den gewünschten Bereich IC hochverdichteter Schaltkreise zu erreichen (siehe Bereich LP). Zweitens weisen die in Keramik-Mehrlagentechnik oder Dünnschicht-Mehrlagenstrukturen hergestellten MCMs eine natürliche Minia- turisierungsgrenze auf, derart, dass auch sie den Verdichtungsbereich IC trotz hohem Aufwand nicht erreicht (siehe Bereich MCM). Drittens werden gerade diese beiden Nachteile der bisherigen MCM-Technik (hohe Kosten und Be- grenztheit) durch das erfindungsgemässe Verfahren überwunden (siehe Be¬ reich 1). Verglichen mit der üblichen Technik sind komplexe (MCM) Leiter¬ platten, hergestellt aus Halbzeugen nach dem erfindungsgemässen Verfahren sehr wohl in der Lage, wesentlich näher an den Verdichtungsbereich IC zu kommen.

Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Signalleitungsschicht in einem MCM in über 40-facher Vergrösserung. Die Strompfade 4 sind 75 μm, die Durchplattierungslöcher 2 sind 100 μm (verzinnt entsprechend kleiner), die -Lötaugen 3 sind hier 200 μm im Durchmesser, soviel, wie das kleinste konventionell gebohrte Loch, und die Dichte der Durchplattierungen ist höher also lO'OOO pro dm². Die Dicke der Leiterfolie beträgt 25 bis 50 μm. Das Halbzeug, aus dem solche Folien hergestellt werden, weist nur die Durchplat¬ tierungslöcher 2 auf, deren Herstellung weiter unten diskutiert wird. Diese hier gezeigten Dimensionen können ohne grosse technische Probleme noch weiter verkleinert werden. In Figur 3 sind illustrativ zwei beispielhafte Ausführungsformen traditioneller Leiteφlattentechnik im Vergleich zur Herstellung von Leitplatten mit erfin- dungsgmässem Halbzeug zu sehen. Es handelt sich um Ausschnitte von nicht- bestückten -Leiteφlatten. Auf der linken Seite ist eine nach der Dual Inline- oder DIL-Technik konstruierte -Leiteφlatte abgebildet, in der Mitte ist eine nach der SMD-Technik konstruierte Leiteφlatte abgebildet, auf der rechten Seite ist eine Leiteφlatte DS aus Halbzeugen nach dem erfindungsgemässen Verfahren abgebildet (DS steht für DYCOstrate^(R)). Diese drei Ausschnitte von Leiteφlatten sind im Massstab 1:1 abgebildet. Figur 3 zeigt anschaulich, dass die Reduzierung der Durchmesser der Durchplattierungen zu einer qua¬ dratisch wachsenden Verdichtung der strukturierten Schaltung führt.

In der gezeigten -Leiteφlatte nach der DIL-Technik werden kreisrunde metal- lische Plattierungsformen verwendet. Auf dem elektrisch isolierenden Träger liegen nach bekannten photochemischen Verfahren gedruckte Strompfade vor. Durchplattierungen verbinden die Strompfade je einer Seite einer Leiteφlatte miteinander. Die Dimensionen der Strompfade und der Durchplattierungen liegen im Millimeterbereich. Bemerkenswert ist, dass der Durchmesser der Plattierungen um einen Faktor 5 grösser ist als die Breite der Strompfade.

In der gezeigten -Leiteφlatte nach der SMD-Technik werden mechanisch oder galvanisch erzeugte Durchplattierungen und nach bekannten und gängigen photochemischen Verfahren gedruckte elektrische Strompfade verwendet. Die kreisrunden, doch schon kleineren Durchplattierungen verbinden zwei Ebenen der -Leiteφlatte, beispielsweise deren Vorder- und Rückseite miteinander. Sie dienen auch zur Bestückung mit einfachen elektronischen Bauelementen. Die elektrische Kontaktierung und mechanische Befestigung solcher einfacher Bauelemente erfolgt über Lötflächen (nicht sichtbar, da diese Abbildung eine Signalebene zeigt, die keine Lötflächen beinhaltet). Verglichen mit den Durchplattierungen der DIL-Technik sind die Durchplattierungen der SMD- Technik, inklusive der Lötflächen und der Lötaugen, etwa um eine Faktor 3 kleiner. Auch die gedruckten Strompfade sind schmaler dimensioniert. Als Folge davon hat die Anzahl der Strompfade verglichen mit der Anzahl der Durchplattierungen zugenommen. Man kann sagen, dass die Dimensionen der Strompfade und der Durchplattierungen im Halb-Millimeterbereich liegen, sie ^"betragen respektive 0,3 bis 0,7mm. Der Durchmesser der Durchplattierungen ist ca. um einen Faktor 3 grösser als die Breite der gedruckten Strompfade.

Die aus Halbzeugen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergstellten -Leiteφlatten DS, weisen nach einem bekannten und bewährten Plasma-Ätz- Verfahren erzeugte Durchplattierungen und nach photochemischen Verfahren strukturierte Strompfade auf. Die Strompfade sind gegeneinander durch eine dünne Nichtmetallfohe elektrisch isoliert. Auffallend ist die drastische Steige¬ rung der Anzahl gedruckter Strompfade. Erst auf den zweiten Blick nimmt man die Durchplattierungen wahr. Diese Verdichtung des Layouts ist eine direkte Folge der im erfindungsgemässen Verfahren vorgenommenen Redu¬ zierung des Durchmessers der Durchplattierungen. Diese Verdichtung ist der erste erwünschte Effekt des erfindungsgemässen Verfahrens. Die plasma-ge- ätzten Löcher haben Durchmesser deutlich kleiner als lOOμm. Sie können an 20μm heranreichen. Die Breite der Strompfade liegt in der gleichen Grössen¬ ordnung. Dieses Verfahren zur Herstellung solcher Halbzeuge wird weiter unten in der Beschreibung gemäss Figuren 6a bis 6g im Detail beschrieben. Verglichen mit den Durchplattierungen der DIL-Technik und den Durchplat¬ tierungen der SMD-Technik sind die als Durchplattierungen verwendeten plasma-geätzten Löcher nach dem vorliegenden erfindungsgemässen Verfah¬ ren somit um einen Faktor 30 respektive 10 kleiner. Die Durchmesser der Durchplattierungen sind nicht mehr um einen Faktor 5 grösser als die Breite der Strompfade, wie bei den DIL- und SMD-Techniken, dieser Faktor ist kleiner, beispielsweise 3, 2 oder auch 1 (gleich gross). Aus dieser Reduzierung der Durchmessers der Durchplattierungen folgt zum einen, dass pro Einheits¬ fläche der verwendeten Leiteφlatte mehr Durchplattierungen und Strompfade angebracht werden können (Verdichtung oder erster erwünschter Effekt), zum anderen folgt, dass prinzipiell mehr Platz für Strompfade vorhanden ist. Die- ser "zusätzliche" Platz für Strompfade wird zur Ansteuerung, Versorgung und Kontaktierung der grossen Anzahl von Ein- und Ausgängen hochkomplexer Bauelemente dringend benötigt, dies ist der zweite erwünschte Effekt des erfindungsgemässen Verfahrens. Dies wird an der im Ausschnitt der Leiter¬ platte DS in Figur 3 festzustellenden Zunahme der Anzahl der Strompfade relativ zur Anzahl der Durchplattierungen (verglichen mit den DIL- und SMD-Techniken) offensichtlich. Der "zusätzliche" Platz erlaubt einen vollstän¬ dig anderen Aufbau von Leiteφlatten. Durch diese nun ermöglichte Verlage¬ rung der Strompfade in die einzelnen Ebenen einer (in der Regel mehrlagi¬ gen) Leiteφlatte erzielt man einen dritten erwünschten Effekt, nämlich dass die Anzahl der Ebenen solcher erfindungsgemässen Leiteφlatten drastisch reduziert wird, von beispielsweise 25 auf drei oder vier. Dies wird weiter unten in der Beschreibung gemäss Figur 6 im Detail beschrieben.

Figur 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform von vorbereiteten Lötflächen von Leiteφlatten, die auch dazu benützt werden, um plasma-geätzte Durch¬ plattierungen einzubringen. Es handelt sich um einen Ausschnitt einer noch nicht bestückten -Leiteφlatte. Der Ausschnitt ist mit rund 35-facher Vergrös- serung abgebildet. Die plasma-geätzten Durchplattierungen sind hier kreis- runde Löcher 6, welche mitten in, hier rechteckige, vorbereitete Lötflächen 3 für bspw. Anschlüsse eingebracht wurden. Diese Kreisform der Mündungen der plasma-geätzten Löcher ist natürlich nicht zwingend, es lassen sich auch Löcher mit anderen regelmässigen oder unregelmässigen Formen herstellen. Die Durchplattierungen sind über Strompfade 4 miteinander verbunden. Die Strompfade 4 sind auf einem elektrisch isolierenden Träger 5 gedruckt und durch diesen gegeneinander elektrisch isoliert. Figur 4 zeigt ausserdem, dass plasma-geätzte Löcher um mindestens eine Grössenordnung kleiner sind als traditionell mittels mechanischen Aufbohrens oder mittels Nasschemie galva¬ nisch erzeugte Löcher. Sie zeigt ferner, dass sich solch kleine Löcher, die deutlich kleiner als lOOμm sind, nötigenfalls direkt in Leiterbahnen einge¬ bracht werden können. In diesem Beispiel ist die Durchplattierung rund 30- mal kleiner als die vorbereitete Lötfläche. Eine solch grosse vorbereitete "Lötfläche wird für makroskopisches Löten mit dementsprechend grossen Löt¬ augen benutzt (siehe Beschreibung zu Figur 2).

Figur 5 zeigt eine weitere, sehr eindrückliche Realisierung der Sub-lOOμm- Technik für -Leiteφlatten, wie sie mit Halbzeugen gemäss Erfindung möglich ist. Es handelt sich um einen rund zweimal vergrösserten Ausschnitt. Man sieht, dass alleine die Überlagerung von zwei Layout-Lagen schon ein sehr dichtes Muster erzeugt (verdichtetes Verdrahtungsbild). Bei mehr Lagen ist es entsprechend komplizierter. Die Figur 5 zeigt auf, dass die aus dem erfin¬ dungsgemässen Verfahren resultierende Reduzierung ^'der Lagenzahl der Lei¬ teφlatten nicht nur zu Materialeinsparungen (weniger Lagen ist gleichbedeu¬ tend mit weniger Material), sondern auch zu einer bedeutenden Verringerung des Arbeitsaufwands führt, denn dieser ist bedeutend, wenn es darum geht, Leiteφlatten mit vielen Lagen zu entwerfen.

In Figur 6 sind die einzelnen Schritte 6a bis 6e der Herstellung einer bei- spielsweisen Ausführungsform eines Halbzeugs nach dem erfindungsgemässen Verfahren zu sehen. Die Darstellung ist zur Veranschaulichung des Verfah¬ rens stark schematisiert. Als Ätzverfahren können bekannte nasschemische Verfahren oder bekannte Plasma-Ätz- Verfahren verwendet werden. Ebenso sind Kombinationen dieser genannten Verfahren möglich. Bei allen Ätzver- fahren muss im allgemeinen dafür gesorgt werden, dass diejenigen Teile, die nicht weggeätzt werden sollen, durch eine Photresistschicht geschützt sind. In Figur 6a sieht man im Schnitt eine zweilagigen Leiterfolie, bestehend aus einer ersten Metallschicht 7, beispielsweise aus Kupfer, sowie einer zweiten Metallschicht 9, ebenfalls beispielsweise aus Kupfer, und schliesslich einer intermediären Nichtmetallschicht 8, beispielsweise aus Polyimid oder aus Epoxydharz. Die Dicke dieser dreischichtigen Folie beträgt typiscberweise 50 bis 120μm, sie kann natürlich auch dünner sein. Eine solche dreischichtige Folie ist das Ausgangsmaterial für die im erfindungsgemässen Verfahren herzustellenden Halbzeuge zur Verwendung für mehrlagige Leiteφlatten mit Durchplattierungen. Diese dreischichtige Folie kann starr oder flexibel sein.

In Figur 6b werden die beiden Metallschichten 7, 9 mit Photoresist 10, 11 be¬ schichtet Vor diesem Beschichtungsvorgang des Photoresists wird die Lei¬ terfohe gewöhnlicherweise durch chemisches Ätzen oder Jet-Scrubbing gerei- nigt. Es kann handelsübliches, trockenes oder flüssiges Photoresist aufgetragen werden. Die Schicht Photoresist 10 bedeckt die Metallschicht 7, die Schicht Photoresist 11 bedeckt die Metallschicht 9.

In Figur 6c erfolgt in einem bekannten und bewährten photochemischen Ver¬ fahren die Strukturierung der Durchplattierungen. Gemäss einer Photomaske werden die Schichten Photoresist 10, 11 belichtet und Anlagen für die Öffnun¬ gen 12, 12', 15, 15' erzeugt. Diese Öffnungen 12, 12', 15, 15' stellen vorgear¬ beitete Durchplattierungen dar. Sie reichen von der äusseren Oberfläche der photoresistbeschichteten Leiterfolie aus gesehen bis auf die Metallschichten 7, 9 hinab. Die mit solchen Löchern 12, 12', 15, 15' versehenen Photoresist- schichten werden als Schichten Photoresist 10', 11' bezeichnet. Typischerweise haben dies Öffnungen Durchmesser von weniger als 100 μm, sie sind also sehr klein. In Figur 6d werden die Metallschichten 7, 9 im Bereich der Öffnungen 12, 12', 15, 15' nasschemisch durchgeätzt. Die aus diesem ebenfalls bekannten und be¬ währten Verfahrensschritt resultierenden Öffnungen 13, 13', 16, 16' reichen von der äusseren Oberfläche der photoresistbeschichteten -Leiterfolie aus gesehen bis auf die intermediäre Nichtmetallschicht 8 hinab. Auch diese bis auf die Nichtmetallschicht 8 hinabreichenden Öffnungen 13, 13', 16, 16' sind lediglich vorgearbeitete Durchplattierungen. Nach diesem Verfahrensschritt hegt das Dielektrikum frei.

In Figur 6e werden die Schichten Photoresist 10', 11' durch nasschemisches Strippen entfernt. Im gleichen Ätzvorgang wird im Bereich der Öffnungen 13, 13', 16, 16' die intermediäre Nichtmetallschicht 8 durch Plasma-Ätzen abgetra¬ gen. Die derart "plasmagebohrte" Nichtmetallschicht wird mit 8' bezeichnet. Durch diesen Verfahrensschritt entstehen kleine Durchgangslöcher 14, 14', durch welche später die beiden Metallschichten 7, 9 der zweilagigen Leiterfo- lie miteinander kontaktiert werden können. Der Lochdurchmesser dieser kleinen Durchgangslöcher 14, 14' beträgt weniger als lOOμm bis hinunter zu 20μm. Diese in Figur 6e schematisch abgebildete zweilagige Folienleiteφlatte, mit dünnen Metallschichten 7, 9, mit einer dünnen intermediären Nichtmetall¬ schicht 8' und mit kleinen Durchgangslöchern 14, 14', ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Halbzeugs zur Verwendung für mehrlagige Leiteφlat¬ ten mit Durchplattierungen. Es handelt sich insofern um ein Halbzeug da die Durchgangslöcher 14, 14' noch nicht elektrisch leitende Verbindungen in Form von Durchplattierungen zwischen den Metallschichten 7, 9 darstellen und der ganze Schaltungsentwurf, d.h. die Strompfade noch nicht definiert sind. Die Durchgangslöcher 14, 14' sind lediglich photomechanisch gebohrte und vorgearbeitete Durchplattierungen, die im Layout verwendet werden können oder nicht. Bei Universalrastern kann das Halbzeug zwischengelagert werden, bei spezifischen Layouts kann es in einem Zuge weiterverarbeitet werden. Dies ist in den Figuren 6f bzw. 6g gezeigt. In Figur 6f erfolgt eine durchgehende Metallisierung sowohl der inneren Oberflächen der Durchgangslöcher 14, 14' als auch der äusseren Oberflächen der Metallschichten 7, 9 des Halbzeugs. Es handelt sich hierbei beispielsweise um eine galvanisch erzeugte Verstärkung der Metallschichten 7, 9, diese Me- tallschichten heissen daraufhin verstärkte Metallschichten 7', 9'. Andererseits erhalten hierdurch die Durchgangslöcher 14, 14' eine Aufplattierung, derart, dass sie elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den verstärkte Metall¬ schichten 7', 9' bilden. Diese aufplattierten Durchgangslöcher 14, 14' werden Durchplattierungen 17, 17' genannt. Das Produkt ist in dieser Form immer noch ein Halbzeug, bereit zur Realisierung des Layouts.

Figur 6g zeigt, wie das Halbzeug aus Figur 6e bzw. 6f nach erfolgter photo¬ chemischer Strukturierung (Layout) der Lagen 7', 9' zur Leiteφlatte fertigge- stellt wird. Gemäss einem Schaltungsentwurf werden die Strompfade 18 als Verdrahtungsbild herausgeätzt und somit eine zweilagige Folienleiteφlatte 19 hergestellt. Das Metall zwischen den Leitern wird bis auf die Oberflächen 8.1',8.2' der dünnen intermediären Nichtmetallschicht 8' heruntergeätzt, sodass Strompfade 18 von der intermediären Nichtmetallschicht 8' getragen werden und von den Oberflächen 8.1', 8.2' gegeneinander elektrisch isoliert bis an die Mündungen der Durchplattierungen 17, 17' herangeführt werden können.

Die Verfahrenschritte 6a bis 6e bzw. 6f zur Herstellung eines erfindungsge- mässen Halbzeugs und (mit den Schritten 6f und 6g) einer Leiterfolie 19 daraus, beinhalten ausgereifte bekannte und bewährte und damit risikolose Techniken der Leiteφlatten-Industrie. Sie können von einem Fachmann bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung auf gängigen Apparaturen ausgeführt werden. Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass alle Verfah- rensschritte in allen Oberflächenbereichen der Leiterfolie gemäss den Figuren 6a bis 6d, sowie des Halbzeugs gemäss den Figuren 6e bis 6g zeitgleich durch- geführt werden. Daher wird auch auf allen dem Plasma-Ätz-Medium expo¬ nierten Bereichen, in dem Beispiel auf beiden Seiten des Halbzeugs gleichzei¬ tig geätzt. Demgemäss kann man beispielsweise bei Verwendung sehr dünner Photolacke diese gleichzeitig mit dem Plasma-Ätzen der Durchgangslöcher 14, 14' entfernen. Es können zehntausende von Löchern gleichzeitig plasma-geätzt oder, besser gesagt, plasma-gebohrt werden. Die Ätzdauer wird bei zwei gleichzeitig geätzten Seiten eines Halbzeugs halbiert. Auch auf beiden Seiten gleichzeitig unterschiedliche Strukturen plasma-geätzt werden. Gemäss dem Layout können beispielsweise auf einer Seite Durchplattierungen und auf der anderen Seite Sacklöcher gleichzeitig, in einem Verfahrensschritt geätzt wer¬ den. All diese einzigartigen Vorteile des Folienätzens reduzieren die Herstel¬ lungskosten beträchtlich. Dies ist zu unterscheiden vom zeitlich nacheinander ablaufenden mechanischen Aufbohren oder auch Laserbohren von Durch¬ gangslöchern und Sacklöchern. Solche Verfahren kennzeichnen sich durch viele Prozessschritte, vergleichbar schlechte Ausbeuten, hohe Kosten.

Die Materialien, die verwendet werden, sind einfach und kostengünstig. Zur Verwendung kommen dünne mit Metall beschichtete Folien, beispielsweise mit dünner Kupferfolie (3 bis 70μm dick) beschichtete dünne, nichtausgehär- tete Polyimid-Folien oder Epoxydharz-Folien (12 bis lOOμm dick). Zur Her¬ stellung des Ausgangsmaterials für dreischichtige Folien gemäss Figur 6a werden die Schichten beispielsweise auf einfache Weise durch Pressen und Temperatur mechanisch miteinander verbunden, derart, dass eine intermediä- re Nichtmetallschicht vorliegt, welche die beiden Metallschichten elektrisch voneinander isoliert. Andere Verfahren zur Herstellung solcher Folien sind bekannt und werden grosstechnisch eingesetzt. Auf dem Markt werden auch dünne Metall/Nichtmetallfolien aus diesen Materialien (~ 100μm dick) ange¬ boten. Zur Herstellung einer dreischichtigen Folie gemäss Figur 6a wird eine solche dünne Metall/Nichtmetallfolien auf einfache Weise durch Pressen und Temperatur mechanisch mit einer dünnen Kupferfolie verbunden, derart, dass eine intermediäre Nichtmetallschicht vorhegt, welche die beiden Metallschich¬ ten elektrisch voneinander isoliert.

Um bei hochfrequenten Anwendungen (bis zu Frequenzen > 1GHz) uner¬ wünschte Effekte, wie hohe Dämpfungen, Reflexionen oder Übersprechen von Signalen zu verhindern, ist es notwendig, nicht nur die Abstände der Signalla¬ gen und der Erdungslagen, sondern auch deren Breiten in bestimmten engen Grössenbeziehungen gestalten. Die gleichmässige Dicke der Dielektrikum- schichten, die kleinen Dämpfungswerte und Dielektrizitätskonstanten der verwendeten Folien und auch die engen Toleranzbreiten der Dielektrizitäts¬ konstanten der verwendeten Folien in x- und y-Richtungkommen diesen Er¬ fordernissen der Hochfrequenztechnik hervorragend entgegen. Die vorhegen¬ de Erfindung führt demgemäss zu Leiteφlatten, die aufgrund der dünnen Metall- und Nichtmetallschichten (jeweils 12 bis 150μm dick) und den kleinen Durchplattierungen (Durchmesser kleiner lOOμm) hervorragend für Anwen¬ dungen im Hochfrequenzbereich geeignet sind. Dies ist von grösser techni¬ scher Bedeutung, da die Tendenz dahingeht, dass beispielsweise Personal Computers (PCs) nicht nur in der zentralen Recheneinheit sehr hoch (mehre- re Hundert Mega-Hertz) getaktet arbeiten, sondern dass auch für das Bussy¬ stem auf den -Leiteφlatten diese Taktfrequenzen angestrebt werden. Mit gängigen Leiteφlatten ist dies aufgrund der makroskopischen Dimensionen von -Lagendicken und -Leiterbreiten, wie auch aufgrund der wechselnden Zu¬ sammensetzung und wechselnden Dicke des Dielektrikums aus Glasfasergewe- be und der wechselnden Dicke der Matrix aus Epoxyd- oder Polyimid-Harz, schwerlich möglich.

In Figur 7 ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Teils einer Leiter- platte, hergestellt aus einem Halbzeug nach dem erfindungsgemässen Verfah¬ ren, zu sehen, welche mit einem mechanischen Träger verbunden ist. Eine der Eigenschaften der Leiteφlatten nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist die, dass sie sehr dünn sind. Sie können flexibel oder auch starr sein. Sobald die mechanische Festigkeit Eingang finden soll, muss, man hat diese Funktio¬ nen ja wissentlich getrennt, die Festigkeitsfunktion eingebracht werden. In diesem Fall wird eine Verbindung mit einem mechanischen Träger vorgese¬ hen, beispielsweise zur Fixierung dieser Leiteφlatte in einem Gehäuse, oder zur Abfuhr der von den Bauelelementen dieser Leiteφlatte generierten Wär¬ me und so weiter. Eine solche -Leiterfolie kann durch Auflaminieren oder Aufkleben auf einen mechanischen Träger zur -Leiteφlatte verarbeitet wer- den.

Eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren (siehe Figur 6) aus einem Halbzeug hergestellte Leiteφlatte 19 kann vor oder nach einer solchen Mon- tage auf einen mechanischen Träger mit Bauelementen bestückt werden. Vor- teilhafterweise rüstet man eine solche Leiteφlatte oder Teil-Leiteφlatte 19 -^mindesten soweit aus, dass sie in den Bereichen, die nach der Montage mit einem mechanischen Träger nicht mehr oder nur schwer zugänglich sind, schon fertig gestellt ist. Wenn, wie in Figur 7 zu sehen, eine Seite einer dün- nen Teil-Leiteφlatte 19 mit einem mechanischen Träger verbunden wird, kann beispielsweise diese verdeckte Seite vorher bestückt werden.

Ein mechanischer Träger 20 kann aus Metall, aus Kunststoff, auch aus Kera- mik, aus präpariertem Papier, aus präpariertem Karton etc. bestehen. Er kann auf seiner Oberfläche mit einer elektrischen Stromversorgung 22 beispiels¬ weise in Form einer Versorgungsschicht versehen sein. Die Versorgungs¬ schicht 22 ist derart strukturiert, dass sie elektrisch. voneinander isolierte Lei¬ terbahnen aufweist, welche die Übertragung von technischen Gleichspannun- gen ermöglichen. Man kann eine solche Versorgungsschicht 22, wie in Figur 7 zu sehen, herstellen, indem man eine dünne, fertig strukturierte Teil-Leiter- platte oder Halbzeug-Folie 19 einseitig mit Klebefolien aus beispielsweise Acryl-, Epoxyd- oder Polyimid-Harz mit einem mechanischen Träger oder Trägeφlatte 20 durch Anwendung von Druck und Temperatur verklebt. Die Trägeφlatte kann an ihrer Grenzfläche zur Halbzeug-Folie 19 eine elektrisch funktioneile Leiterebene aufweisen, die vorab auf der Trägeφlatte 20 nach den üblichen Verfahren der Leiteφlattentechnik erzeugt wurde. Vorteilhafter- ^•weise trägt die Trägeφlatte 20 nur grobe Leiterstrukturen, wie beispielsweise Versorgungsleiter bzw. Flächen. Der stabile, im Verhältnis zur dünnen Leiter¬ platte 19 und der Versorgungsschicht 22, dicke mechanische Träger 20 wird, falls nötig, über die eine Kunststoff -Fohe 21 von der Versorgungsschicht 22 elektrisch isoliert.

Um die Versorgungsschicht 22 zur elektrischen Stromversorgung der Leiter- platte 19 zu verwenden, sind natürlich eine gewisse Anzahl elektrischer Ver¬ bindungen zwischen der Versorgungsschicht 22 und der Leiteφlatte 19 not¬ wendig. Um dies zu realisieren, werden im gleichen Arbeitsgang wie zur Her¬ stellung der Durchplattierungen oder Mikro-Durchgangslöcher 17 (hierfür siehe Figuren 6a bis 6g), grössere Löcher 8.21 in der intermediären Nicht- metallschicht 8' hergestellt. Deren Durchmesser betagt 200 bis 400μm. Ver¬ wendet man zum Verkleben der Halbzeug-Folie 19 mit der Trägeφlatte 20 eine an den Positionen der Löcher 8.21 vorgebohrte Klebefolie aus Acryl- oder Epoxyd-Harz, so entstehen an diesen vorgegebohrten Positionen die Löcher 8.21, welche bis auf die Versorgungsschicht 22 hinunterreichen. Bei- spielsweise durch Aufbringen von Lötzinn oder beispielsweise durch Aufplat¬ tieren einer metallischen Form in diese Löcher können die Leiteφlatte 19 und die Versorgungsschicht 22 über stromversorgende Durchplattierungen 24 miteinander kontaktiert werden. Der Lochdurchmesser dieser stromversorge^'n- den Durchplattierungen 24 muss nicht minimalisiert werden, da meist nur eine beschränkte Anzahl solcher stromversorgenden Durchplattierungen 24 benö¬ tigt werden. Demgemäss kann durch das erfindungsgemässe Verfahren eine Trennung zwischen möglichst klein dimensionierten Strompfaden für die Übertragung hochfrequenter Signale einer dünnen beispielsweise zweilagigen -Leiteφlatte 19 mit dementsprechend möglichst klein dimensionierte Durchplattierungen zwischen den Leiterebenen der Leiteφlatte 19 und von den stromversorgen¬ den Zuleitungen mit technischen Stömen und beispielsweise niedervoltigen -Gleichspannungen über eine Versorgungsschicht 22 und schliesslich der me¬ chanischen Trägerschicht realisiert werden. Wie in Figur 7 dargestellt, setzt sich eine gemäss Beispiel gefertigte Leiteφlatte aus drei Komponenten zu- sammen: einer hochverdichteten -Leiteφlatte 19 für die Signalebene, einer weniger verdichteten elektrischen Stromversorgung 22 und einem mechani¬ schen Träger 20 als Festigkeits- und/oder Kühlebene.

Der Vorteil einer solchen Montage liegt darin, dass aus einer zweilagigen Folienleiteφlatte die aus einer dreischichtigen Folie (siehe Figur 6a) und einem Halbzeug (siehe Figur 6e) nach dem erfindungsgemässen Verfahren gemäss der Beschreibung zu Figur 6 hergestellt ist, durch nachträgliches An¬ bringen weiterer Metall- und Nichtmetallschichten mehrlagige Leiteφlatten erzeugt werden können. In der beispielhaften Ausführungsform gemäss Figur 7 hegt demgemäss eine dreilagige -Leiteφlatte vor, die auch noch über einen externen mechanischen Träger verfügt. Auch hier gilt, dass die hierfür not¬ wendigen Verfahrensschritte bekannte und bewährte Techniken der Leiter¬ plattenindustrie sind. Sie können also von einem Fachmann bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung auf gängigen Apparaturen ausgeführt werden.

Figur 8 zeigt eine hochintegrierte, fertig bestückte Leiteφlatte, ein MCM, die aus einem Halbzeug nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt ist. Die Abbildung findet mit rund 1,5-facher Vergrösserung statt. Eine flexible oder starre dünne Leiteφlatte 19 (beispielsweise als zweilagige Leiteφlatte gemäss der Beschreibung zu Figur 6 fabriziert) ist mit mehreren Bauelemen¬ ten 26 bestückt. Diese Bauelemente können mehr oder weniger komplex sein, mit einer kleineren oder grösseren Anzahl notwendiger elektrischer Verbin¬ dungen für die Stromversorgung und mit mehr oder weniger vielen kontaktier- ten Strompfaden (beispielsweise über die Strompfade 18 gemäss Figur 6g). Diese Strompfade verlaufen vorteilhafterweise auf den beiden Ebenen der Leiteφlatte 19 und verbinden die Bauelemente 26 miteinander. Die Stromp¬ fade verschiedener Ebenen können über Durchplattierungen (beispielsweise über die Durchplattierungen 17, 17' gemäss Figur 6g) miteinander im elek- trischen Kontakt stehen. Die Verbindungen für die Stromversorgung der Bau¬ elemente 26 haben über stromversorgende Durchplattierungen (beispielsweise über die stromversorgenden Durchplattierungen 24 gemäss Figur 7) elektri¬ schen Kontakt mit Leiterbahnen einer Versorgungsschicht (beispielsweise die Versorgungsschicht 22 gemäss Figur 7). Diese Versorgungsschicht ist in Figur 8 nicht zu sehen, sie liegt in dieser Ansicht unter der Leiteφlatte 19 und wird durch sie verdeckt. Die Leiteφlatte 19 weist Kontaktstellen 25', 25" auf, über die die Leiteφlatte 19 beispielsweise mit anderen Leiterbahnen oder Bauele¬ menten elektrisch kontaktiert werden kann. Die Leiteφlatte 19 und die Ver¬ sorgungsschicht sind auf einem externen mechamschen Träger 20 (beispiels- weise auf einen mechanischen Träger 20 gemäss Figur 7) montiert. Derart kann diese Einheit bestehend aus Leiteφlatte 19, Versorgung 22 und Träger 20 in beliebige andere Geräte eingebaut werden.

Die Figuren 9a-d zeigen nun in einer Sequenz a bis d die beispielsweise Her¬ stellung eines Universalsubstrates als Halbzeug. In Figur 9a ist eine beidseitig mit Kupfer 7,9 beschichtete Folie 8 dargestellt, die ein regelmässiges Muster von Sacklöchern 12 in einer beidseitigen Ätzresistschicht 10,11 bis zur Kupfer¬ schicht 7,9 zeigt. Solch ein Lochbild, universell oder layoutorientiert, wird auf eine Ätzresistschicht belichtet, entwickelt und geätzt. Nach dem Aetzen des Kupfers der Kupferschichten 7,9, wie in Figur 9b gezeigt, entstehen Ausneh- mungen oder Fenster 13,16, es sind auch Sacklöcher, in welchen die Kunststoffolie 8 freigelegt ist. Die Ätzresistschichten 10,11 werden entfernt und in diese, in der Kupferschichten 7,9 freigelegten Stellen der Folie 8 wer¬ den, wie in Figur 9c gezeigt, die Durchführung bzw. Löcher durch die Folie mit einem weiteren Ätzprozess, bspw. einem Plasma-Aetzprozess hindurch geätzt, so, wie dies im Zusammenhang mit den Figuren 6a bis 6e bereits im Detail diskutiert wurde.

Nach dem Plasmaätzen werden die Löcher galvanisch mittels Kupfer durch¬ plattiert, oder auch mittels anderer Methoden elektrisch durchverbunden (Figur 9d). Die Durchplattierung ist mit der Ziffer 17 bezeichnet. Durch die Durchplattierung wird der Lochdurchmesser wieder kleiner, wobei bspw. zu Kühlzwecken oder für einen einfacheren Durchplattierungsprozess diese Lö- eher auch ausgefüllt sein können. Sehr kostengünstig arbeitet beispielsweise ein Siebdruckverfahren, mittels welchem elektrisch leitfähiges Material, leitfä¬ hige Paste in die Löcher eingebracht und anschliess'end gehärtet wird, oder mittels eines kopierähnlichen Verfahrens, bei dem leitfähiger Toner in die Lö¬ cher eingebracht und durch Wärme (Schmelzen des Toners) verfestigt wird. Man kann Durchplattierungen herstellen, in denen die Löcher erhalten blei¬ ben, bspw. durch Aufdampfen von Lot (Zinnlot), wobei die Kupferschicht zwischen den Löchern mit überzogen werden kann.

Nun hat man eine beidseitig metallbeschichtete, in zwei Dimensionen elek¬ trisch leitfähige Folie mit den durchplattierten Löchern (Figur 9d), wie sie später im gewünschten Leiterbild dann über Lötaugen mit Leiterbahnen kon¬ taktiert werden. Diese Leiterbahnen werden in einem zweiten Belichtungs¬ und Ätzprozess erzeugt, welcher dann im Herstellungsprozess für Leiteφlat- ten unter Verwendung des Umversalsubtstrats als Vor- oder Halbfabrikat hergestellt wird. Das fertige Halbfabrikat ist in diesem Beispiel auf eine Rolle aufgewickelt.

Figur 10 zeigt schliesslich, wie Halbzeuge, Universalleiteφlatten, Leiteφlatten u.s.f mit durchplattierten Kontakten auf Bandanlagen im Fliessverfahren her- ^•gestellt werden können. Der Vorteil von kontinuierlich ablaufenden Verfah¬ ren besteht darin, dass Folien von Rolle zu Rolle verarbeitet werden können. Das Aetzen von Löchern in beidseitig beschichtete Kunststoffolien, so wie es z.B. in den Figuren 6a bis 6g und 9a bis 9d dargestellt und beschrieben ist, kann mit einer Bandanlage dieser Art erfolgen. Auch das Aufbringen des Leiterbildes kann in einem Fliessprozess durchgeführt werden. Ferner kann das Laminieren von fertigen -Leiteφlatten mit einseitig metallbeschichteten Folien mit einer Klebefolie ebenfalls ab Rolle erfolgen, sodass bis zu einem gewissen Grad Multilayer ab Rolle gefertigt werden können. Die hier vom Prinzip her beschriebene Bandanlage kann für den Voφrozess der Halbfabri¬ katherstellung und für den Hauptprozess der Leiteφlattenherstellung verwen¬ det werden. Auf diese Weise kann eine Anlage auch besser ausgelastet wer¬ den.

Von einer Vorratsrolle 70.1 wird die Kunststoffolie 70, die beidseitig mit einer Schicht aus Metall versehen ist, über verschiedene Verfahrenschritte und Transportrollen 71 letzlich einer Aufnahmerolle 70.2 zugeführt, die das fertige Produkt, nämlich die gelochte Folie, aufnimmt. In einem ersten Verfahrens¬ schritt wird mittels herkömmlicher Beschichtungsverfahren 73 wie Aufrollen, Aufsprühen, Tauchbeschichtung oder elektrophoretischer Abscheidung die Kunststoffolie 70 beidseitig mit einer Schicht aus Photoresist versehen. In einem Durchlaufofen 74 wird anschliessend die Schicht getrocknet. Dann erfolgt die notwendige Strukturierung des Lochmusters durch Belichtung in einem UV-Belichter 75 mit anschliessender Entwicklung in einer Entwick- lungsanlage 76. Daraufhin wird in einem Metallätzer- und Photolackstripper 77 zuerst die Schicht aus Metall an den Ausnehmungen, wo Durchgangslöcher oder Löcher entstehen sollen, weggeätzt und dann der übriggebliebene Photo¬ resist entfernt. Schliesslich werden in einem Plasmareaktor 78 die Durch- gangslöcher und/oder Löcher herausgeätzt.

Der darin eingeschlossene Durchplattierungsprozess kann mittels herkömm¬ licher Bandgalvanik oder aber auch durch Eindrücken elektrisch leitfähigem Materials in die Löcher bzw. Aufdampfen oder Aufsputtern metallischer Schichten bewerkstelligt werden.

Nachdem nun gezeigt wurde, wie man eine Vielfalt verschiedener Durchfüh- rungen in Kunststoffolien anlegt, welche anschliessend durchkontaktiert wer¬ den können, zeigt nun die folgende Sequenz von Figuren 11 bis 16, wie man mit dem diskutierten Vorgehen eine viertägige Filmleiteφlatte aufbaut.

Eine gemäss Figuren 6a bis 6g hergestellte Filmleiteφlatte 19 wird beidseitig mit einer einseitig metallbeschichteten Folie 81,82 versehen. Dies geschieht bspw. mittels einer Klebefolie 83. Figur 11 zeigt das entsprechende Ensemble vor dem Laminieren, nämlich die Filmleiteφlatte 19 und auf beiden Seiten, oben und unten je eine Folie 81 mit Metallschicht 82 und Kleber 83. Nach dem Auflaminieren auf die Leiteφlatte erhält man eine ca. 3-fach dicke Fo¬ lie, die auf beiden Seiten eine Metallbeschichtung 82 aufweist und im Kernbe¬ reich die früher gefertigte Folie 19 gemäss Figur 6g eingeschlossen enthält (gezeigt in Figur 12). Man hat nun wieder die gleiche Ausgangslage, wie sie in Figur 6a dargestellt ist, ein Vor- oder Zwischenfabrikat, auf das ein bestimm- tes Leiterbild aufgebracht und in das bestimmte Durchätzungen eingebracht werden sollen. Wie in früheren Herstellungsschritten werden auf die beiden metallbeschichteten Seiten mittels eines Photoprozesses die Muster für die Durchplattierungen aufgebracht, was Figur 13 zeigt. Und nun kommt die Her¬ stellung von Sacklöchern, die analog zu den Durchätzungen beschrieben im Zusammenhang mit den Figuren 6a bis 6e hergestellt werden: nach dem Plas- maätzen hat man das Muster von Sacklöchern, die auf die Leiterbahnen- schicht der im Inneren des Verbundes eingeschlossenen Filmleiteφlatte 19 führen. Figur 14 zeigt solche Anschlusslöcher 84 und Figur 15 zeigt diese nach dem Durchplattieren mit einer Metallschicht. So reichen in dem gezeigten Beispiel auf der einen Seite zwei und auf der anderen Seite drei Sacklöcher in die Zwischenebene mit der Leiteφlatte 19. Mittels eines weiteren Photopro¬ zesses wird schliesslich das Leiterbild erzeugt und man hat nun einen 4- lagigen Film-Multilayer gemäss Figur 16. So kann durch Wiederholung der Verfahrensschritte gemäss Fig. 11 bis 16 eine 5- oder 6-lagige Leiteφlatte und so weiter, auf einer der beiden oder auf beiden Seiten des Produktes aufge- baut werden. Dieser Prozess kann solange weitergeführt werden, wie man Schichten in einer mehrlagigen -Leiteφlatte vorgesehen hat. Er weist alle die, in der Beschreibung zu den Figuren 6a bis 6g erwähnten Vorteile auf, die aus dem gleichzeitigen Ätzen mehrerer Seiten der Leiteφlatte entstehen.

Einen grossen Vorteil dieses Verfahren erkennt man schon in den Verfah¬ rensschritten gemäss den Figuren 11 bis 16; es hat keine "langen" Durchfüh¬ rungen oder Durchplattierungen, diese reichen jeweils "eine Schicht tief und können deshalb mit der grössten Präzision, die möglich ist, realisiert werden, weil anschliessend wiederum nur die Präzision über eine Schicht hinweg ein¬ gehalten werden muss. Es entsteht so keine Toleranzfehlerkette, wie sie bei der Stapelung von Multilayern nach üblicher Bauweise auftritt (und Ausschuss produziert). Ferner führt die Vermeidung von langen Durchplattierungen zu einem besseren thermischen Verhalten. Die gemäss Erfindung aufgebauten Multilayer verhalten sich gegen Temperaturschwankungen robuster. Falls durch eine grössere Anzahl von Verfahrensschritten entstehende Pro¬ dukte, die durch Aufbringen von immer mehr Schichten ständig dicker wer¬ den, irgend wann während ihrem Entstehen vereinzelt und als Stückgut wei¬ terverarbeitet werden müssen, da sie wegen zu hoher Steifigkeit nicht mehr über Rollen geführt oder aufgerollt werden können. Das heisst aber auch, dass unter Umständen ein Teil der Herstellungsschritte am quasi endlosen ^•Material und ein Teil der Herstellungsschritte, die die genau gleichen Schritte sein können, am Stückgut durchgeführt werden müssen. Es bedeutet also, dass die Verarbeitungsart (Rolle-zu-Rolle oder Stückgut) nur vom Produkt abhän- gig ist und nicht vom Verarbeitungsschritt, dass also unter Umständen ein Verarbeitungsschritt, der sich hervorragend für eine Rolle-zu-Rolle-Verarbei- tung eignen würde, mit Stückgut betrieben werden muss, nur weil das zu verarbeitende Produkt nicht aufgerollt werden kann (bspw. kritische Biegera¬ dien).

Um diesen Effekt zu mildern kann eine weitere Massnahme die Rolle-zu- Rolle Fertigung unterstützen. Dabei werden Ausgangsmaterialien und/oder Zwischenprodukte derart konditioniert, dass sie mindestens in einem Teil der Verarbeitungsschritte als quasi endloses, gelenkiges Band oder Faltwurm ver¬ arbeitet werden können und dass Zwischen- und/oder Endprodukte als Falt¬ stapel gestapelt werden können, wie dies vom Endlospapier bekannt ist.

Die Vorteile des Faltstapels gegenüber der Rolle sind vor allem die, dass im Faltstapel das Produkt nicht unter Spannung steht und nicht gebogen ist. Die effektive Verarbeitung des Faltstapels unterscheidet sich dabei wenig von der effektiven Verarbeitung von und auf Rolle, es sei denn, das Produkt durch¬ laufe einen Verarbeitungsschritt in mehr oder weniger eng gefalteter Forma- tion. Die Bildung eines "Faltwurmes" aus quasi endlosem Folienmaterial besteht darin, dass in diesem Material, das aus einer Kunststoffolie oder mehreren, aufeinanderliegenden Kunststoffolien mit darauf- und/oder dazwischenliegen¬ den Metallschichten bzw. Leiterbahnenlagen besteht, quer zu seiner quasi endlosen Ausdehnung durch entsprechende Schwächung entlang vorteilhaf¬ terweise äquidistanten -Linien Sollknickstellen erzeugt werden. Die Bildung eines Faltwurmes aus Folienmaterial in Stückgutform besteht darin, dass die einzelnen Stücke mit einer knickbaren Verbindung (flexible Verbindung) miteinander zu einer quasi endlosen Reihe verbunden werden. Das stückgut- förmige Folienmaterial kann dabei Grundmaterial oder nach anderen Ver¬ fahren hergestelltes Zwischenprodukt sein.

Die Sollknickstellen im quasi endlosen Material werden durch Materialschwä- chungen, beispielsweise Perforierungen oder Dickenverminderungen zusam¬ men mit funktionsrelevanten Öffnungen, wie beispielsweise Öffnungen für Durchplattierungen oder Sacklöcher, in denselben' Verarbeitungsschritten, vorteilhafterweise durch Plasmaätzen erstellt. In demselben Ätzschritt können auch für einen Transport mittels Stachelradanordnung notwendige Lochreihen entlang den Längskanten des Materials erstellt werden. Dies bedeutet, dass die Herstellung der Sollknickstellen und der Transportlochreihen keine zu¬ sätzlichen Verfahrensschritte erfordert. Dadurch ergibt sich der weitere Vor¬ teil, dass die Toleranz zwischen Sollknickstellen bzw. Transportlochreihen und funktionsrelevanten Öffnungen auf ein absolutes Minimum beschränkt bleibt, derart, dass die Sollknickstellen und/oder die Transportlochreihen auch als Ausrichthilfen für weitere Verarbeitungsschritte dienen können.

Die flexiblen Verbindungen zur Verbindung von stückgutförmigem Folienma- terial werden beispielsweise durch Anbringen von Kleberfolien in einem sepa¬ raten Arbeitsschritt erstellt. Nach der Herstellung der flexiblen Verbindungen können in der oben beschriebenen Art Transportlochreihen geätzt werden, die auch hier vorteilhafterweise zusammen mit funktionsrelevanten Öffnungen geätzt werden und damit als Ausrichthilfen verwendet werden können.

Figur 17 zeigt eine Form der Weiterverarbeitung eines bereits als Faltstapel vorhegenden Produktes. Auf die Leiteφlatten mit zwei -Leiterbahnenlagen (Faltstapel 90) werden in einem Verfahrensschritt E beispielsweise beidseitig eine einseitig metallbeschichtete Fohe auflaminiert. Die einseitig beschichte- ten Fohen werden ab Rollen 91.1 und 91.2 eingespeist, ebenso je eine Kleber¬ schicht zur Verbindung der verschiedenen Folien, die ab Rollen 92.1 und 92.2 eingespeist werden. Es folgen dieselben Verfahrensschritte A, B, C und H, wie bereits im Zusammenhang mit den Figuren 11 bis 16 beschrieben, in denen die auflaminierten Folienlagen bearbeitet werden. Dabei können in den Verfahrensschritten A und B, nicht nur funktionsrelevante Öffnungen, z.B Sacklöcher zur Verbindung der äusseren Leiterbahnenlagen mit den inneren, in die Kunststoffolien geätzt werden, sondern wiederum auch Öffnungen oder teilweise Abtragungen zur Schwächung des Materials an den Sollknickstellen, deren Lage durch die bereits bestehenden Sollknickstellen im Produkt 90 vorgegeben sind. Es können auch wieder Transportlochreihen erzeugt werden.

Nach diesem Verfahren entsteht eine quasi endlose Serie von durch Sollknick¬ stellen verbundenen, Folienleiteφlatten mit vier Leiterbahnenlagen, die als Faltstapel 93 abgelegt wird. Dieser Stapel kann beispielsweise direkt in eine Apparatur zur automatisierten Bestückung eingespeist werden, in der die einzelnen Leiteφlatten dann auch vorteilhafterweise voneinander getrennt und die Bereiche mit den Transportlochreihen abgetrennt werden. Es kann sich aber auch um ein Halbzeug handeln, dessen äussere Leiterbahnenlagen noch individualisiert werden oder das mit weiteren Folienlagen zu Folienlei¬ teφlatten mit mehr als vier Leiterbahnenlagen verarbeitet wird. Eine Variante besteht darin, dass bei entsprechend kleiner Eigensteifigkeit der Folien ab Rollen 91.1 und 91.2 im Verfahren gemäss Figur 17 keine Öff¬ nungen oder Materialabtragungen für die Sollknickstelle angebracht werden, das heisst, dass die Sollknickstellen im Faltstapel 90 genügen, um auch das aus drei Folienlagen bestehende Produkt zu einem Faltstapel zu falten.

Figur 18 zeigt eine weitere Variante des oben angesprochenen Hilfs- Verfah¬ rens. Stückgutförmiges Folienmaterial 94, beispielsweise noch unbearbeitete Folien oder Zwischenprodukte mit einer oder mehreren Folienlagen, wird in einen Verarbeitungsschritt G gespeist. Auf das stückgutförmige Folienmaterial 94 soll beispielsweise beidseitig je eine weitere Folienlage ab Rollen 91.1 und 91.2 mit Hilfe von Kleberschichten ab Rollen 92.1 und 92.2 auflaminiert wer¬ den. Durch Zusammenlaminieren des stückgutförmigen Zwischenproduktes mit den quasi endlosen, flexiblen Folien ab Rollen 91.1 und 91.2 entsteht ein Faltwurm, der in den folgenden Verarbeitungsschtritten A, B, C, H in im Zusammenhang mit den vorgehenden Figuren bereits beschriebener Weise bearbeitet werden kann.

Ist das ab Rollen 91.1 und 91.2 gelieferte Folienmaterial etwas breiter als das stückgutförmige Folienmaterial 94 und besitzt es Transportlochreihen, kann der entstehende Faltstapel mit Hilfe von Stachelrädern transportiert werden. Entsprechende Transportlochreihen können auch in den Verarbeitungsschrit- ten A und B hergestellt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E

Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Leiteφlatten mit extrem dichter Verdrahtung, mit folgenden Verfahrensschritten, in einem ersten Schritt wird ein Halbzeug hergestellt mit mindestens einer stromleitenden Schicht belegten stromisolierenden Folie mit einer Dicke kleiner 500μm, in welche mittels photochemischer Ver- 5 fahren das verdichtete Verdrahtungsbild und die zugehörigen Durch- plattierungsöffnungen in der stromleitenden Schicht angelegt und an- schliessend ausgeätzt werden und in einem weiteren Verfahrensschritt wird mittels eines Ätzprozesses durch die in der Metallschicht ange¬ legten Öffnungen die Folie so durchgeätzt, dass simultan eine Viel- 10 zahl von Durchplattierungsöffnungen für die Verbindung mit anderen stromleitenden Schichten entstehen worauf in einem weiteren Ver¬ fahrensschritt das so hergestellte Halbzeug, welches das verdichtete Verdrahtungsbild trägt, mit einer unverdichteten Stromversorgungs¬ ebene, die als Serviceebene dient, verbunden wird und schliesslich 15 die so gefertigte -Leiteφlatte mit einem mechanischen Träger zusam¬ mengebracht wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Her- 20 Stellung des Halbzeuges in eine Mehrzahl von mit einer stromleiten¬ den Schicht belegten stromisolierenden Folie mit einer Dicke kleiner 500μm das Verdrahtungsbild und die Durchplattierungsöffnungen in der stromleitendeπ Schicht angelegt und anschliessend ausgeätzt werden und mittels eines Ätzprozesses durch die in der Metallschicht 25 angelegten Öffnungen die Folie so durchgeätzt wird, dass simultan eine Vielzahl von Durchplattierungsöffnungen für die Verbindung mit anderen stromleitenden Schichten entstehen und dass in einem weite¬ ren Verfahrensschritt die Mehrzahl der strukturierten Folien zu ei¬ nem mehrschichtigen Halbzeug verbunden werden um mit einer Stromversorgungsebene als Serviceebene verbunden zu werden und die fertige, mehrschichtige Leiteφlatte mit einem mechanischen Träger zusammengebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der 10 Mehrzahl der Leiterfolien mindestens eine Leiterfolie zusammen¬ hängend ab einer Lagermenge (Rolle, Stapel) abgezogen und nach Strukturierung zusammen mit weiteren Folienlagen wieder zu einer Lagermenge (Rolle, Stapel) zusammengebracht wird.

15

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leit¬ erfolie der Mehrzahl zu einer mehrschichtigen Leiteφlatte zusammen zu führenden Einzelfolien ab einer Lagermenge abgezogen wird und die fertige mehrschichtige Leiteφlatte zu einer Lagermenge zusam- 20 mengebracht wird.

Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermengen eine Rollen sind von welchen die Einzelfolien abgerollt 25 werden und die Leiteφlatte aufgerollt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass minde¬ stens die Lagermenge für die Leiteφlatte ein Faltstapel ist. 30 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Herstellen eines

Universalsubstrats aus einer beidseitig stromleitend beschichteten Kunststoffolie, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine dünne Schicht aus einem ätzresistenten Material besteht oder aus einem Material das ätzresistenter ist als die Kunststoffolie, dass in 5 diese wenigstens eine dünne Schicht in einem gesonderten Verfah¬ rensschritt eine regelmässige oder layoutbezogene Anordnung von Ausnehmungen, die sich in regelmässigen Abständen wiederholen, geätzt werden an Stellen, an denen Löcher entstehen sollen und dass die Herstellung der Löcher in einem weiteren Verfahrensschritt mit 10 einem Aetzverfahren erfolgt, und in einem folgenden Verfahrens¬ schritt diese Löcher durchplattiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenig- 15 stens eine dünne Schicht an gegenüberliegenden Stellen der beidsei- tigen Beschichtung im wesentlichen gleichgeformte Ausnehmungen aufweist, so dass durch das Aetzen Durchgangslöcher entstehen.

20

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Löcher zur Durchkontaktierung mittels eines Siebdruck¬ verfahrens mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt werden und das Material anschliessend verfestigt wird.

25

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Löcher zur Durchkontaktierung mittels eines Kopier¬ verfahrens "mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt werden und das Material anschliessend verfestigt wird. 30 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeich¬ net, dass die metallbeschichtete Folie von einem Endlosvorrat in den Prozess eingeführt wird und wieder zu einem Endlosvorrat gespei¬ chert wird.

5

12. ^• -Leiteφlatte, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein einem Endlosvorrat sich wie¬ derholende regelmässige Anordnungen von Durchplattierungen auf¬ weist. 10

13. Leiteφlatte hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ein einem Endlosvorrat sich wie¬ derholende regelmässige Anordnungen von Durchplattierungen in 15 einer zusammenhängenden Metallschicht aufweist, in welche in ei¬ nem Herstellungsprozess für Leiteφlatten Leiterbahnen ausgeätzt werden.

20

14. Verfahren zum Herstellen von Leiteφlatten mit einer beidseitig be¬ schichteten Kunststoffolie (1), gemäss den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung wenigstens eine dün¬ ne Schicht (2,2',3, 3') aus einem andern Material als die Kunststoffo¬ lie (1), vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Material, aufweist und 5 Weiterverwendung der Leiteφlatten für den Aufbau von Multilayern, und dass die wenigstens eine dünne Schicht (2,2',3,3') aus einem ätzresistenten Material besteht oder aus einem Material das ätzresi¬ stenter ist als die Kunststoffolie (1), dass in diese wenigstens eine dünne Schicht (2,2',3,3') in einem gesonderten Verfahrensschritt 10 Ausnehmungen (4,4') geätzt werden an Stellen, an denen Löcher entstehen sollen und dass die Herstellung der Löcher in einem weite¬ ren Verfahrensschritt mit einem Aetzverfahren erfolgt, und in einem folgenden Verfahrensschritt eine gewünschte Anzahl dieser Löcher durchplattiert werden und darauffolgend das Leiterbild erzeugt wird, wobei eine der Foliendicke entsprechende Leiteφlatte (A) entsteht, die in weiteren Verfahrensschritten zu mehrschichtigen Leiteφlatten (B) zusammengefügt werden können.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich- 10 net, dass auf eine fertiggestellte -Leiteφlatte (A) auf mindestens einer Seite eine weitere metallbeschichtete Folie aufgetragen wird, durch welche in einem ersten Schritt Löcher (4,6) geätzt und in einem weiteren Schritt diese Löcher durchplattiert werden, um die zusätzli¬ che Metallschicht mit der -Leiterschicht der Leiteφlatte (A) zu ver- 15 binden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich¬ net, dass auf ein fertiges Leiterbild einer Leiteφlatte (A,B) eine 20 weitere metallbeschichtete Folie aufgebracht wird, die mit Durch¬ führungen (4,6) und einem eigenen Leiterbild eine weitere Schicht einer mehrschichtigen Leiteφlatte bildet.

25

17. Leiteφlatte, hergestellt nach dem Verfahren einer der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Durchkontaktierungen in der Leiteφlatte, auch bei einer Mehrzahl von Schichten stets zwei be¬ nachbarte Schichten verbindet.

30 18. Verfahren zur Herstellung von Folienleiteφlatten oder von Halbzeu¬ gen für Folienleiteφlatten gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ein- oder mehrlagigen Folien¬ material mindestens für einen Teil der Bearbeitung ein quasi endlo¬ ser Faltwurm mit quer zu seiner quasi endlosen Ausdehnung gerich¬ teten Sollknickstellen (SK) gebildet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass am ein- oder mehrlagigen Folienmaterial zusätzlich zu den Sollknickstellen 10 (SK) entlang den Längskanten Transportlochreihen (L) erstellt wer¬ den und dass der quasi endlose Faltwurm mittels mindestens einer Stachelradanordnung (40, 41, 42) transportiert wird.

15

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das ein- oder mehrlagige Folienmaterial (30) quasi endlos ist und dass zur Bildung des Faltstapels darin Sollknickstellen (SK) hergestellt werden, indem entlang von im wesentlichen äqui- distanten Linien quer zur quasi endlosen Ausdehnung des Folienma- 20 terials mindestens eine der elektrisch isolierenden Folienlagen (1.2) derart geschwächt wird, dass das Folienmaterial entlang der genann¬ ten Linien faltbar wird.

25

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in den gleichen Verfahrensschritten (A, B), in denen mindestens eine Fo¬ lienlage (1.2) des Folienmaterials zur Herstellung der Sollknickstellen (SK) geschwächt wird, auch funktionsrelevante Öffnungen (10, 11, 12,

13) in derselben Folienlage (1.2) des Folienmaterials erstellt werden. 30 22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in den gleichen Verfahrensschritten (A, B), in denen mindestens eine Folienlage (1.2) zur Herstellung der Sollknickstellen (SK) geschwächt wird, auch Transportlochreihen (L) erstellt werden.

5

23. ' Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die mindestens eine elektrisch isolierende Folienlage (1.2) des Folienmaterials durch Plasmaätzen geschwächt wird.

10

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die min¬ destens eine Folienlage (1.2) des Folienmaterials an der Sollknick¬ stelle (SK) durch örtliches Durchätzen oder durch örtliches Anätzen geschwächt wird. 15