WO2006069843A1 - Halbzeug sowie trägerkomponente auf der basis dieses halbzeugs - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a semi-finished product according to the preamble of claim 1.
- the invention further relates to a carrier component according to the preamble of claim 6 or 7.
- Circuits on a carrier component are necessary for the arrangement of the realized with nano-vias via hole and possibly for the tracks of the electrical circuits correspondingly formed templates that must be adapted to a respective changed electrical circuit image and thus each newly made ready.
- the object of the present invention is, starting from a semifinished product of the type mentioned at the outset or starting from a carrier component of the type mentioned above, to improve the semifinished product or the carrier component in such a way that the expense for prototype production and small series with multiply modified electrical components Circuit diagrams is reduced.
- This object is achieved with respect to the semifinished product according to the invention by such a semi-finished product having the features of the characterizing part of claim 1.
- the object is achieved in that such a semifinished product formed with a flat base carrier material is the basis for further processing into a carrier strip or strip conductors and carrier component carrying electrical and / or electronic components.
- the semifinished product has, independently of a later use or non-use of the nano-vias introduced into the semi-finished electrically usable through-contacts, which are arranged distributed over the entire surface of the semifinished product.
- the respective plated-through holes have at the respective ends on each of the two-dimensional sides of the base support material electrically usable terminal yards and they are arranged at a mutual distance from one another, in a range of less than 1 micron to at least just below the upper limit of the microns Area can lie.
- the mentioned stencil is needed when exposed to light emitting heavy ions which covers unexposed parts and keeps exposing parts open.
- a flexible material is used as the base carrier material of the semifinished product. This makes it possible to provide particularly inexpensive foil strips as semifinished products, from which cost-appropriate conductor foil pieces can then be produced.
- the arrangement of the plated-through holes follows a grid. With a grid can be statistically ensured that at one point of the semifinished product is a via, in the area of such a
- this statistical probability is optimum when the grid is designed to be completely uniform, ie, constantly distributed. This makes the semifinished product actually useful for a universal application.
- the electrical connection surfaces can be considered as a total of the copper total contacting the nano-vias of the plated-through holes. be formed layer, according to a one-sided or double-sided copper-coated Rohleiterplatte.
- the printed conductors and electrical connection surfaces of the plated-through holes can then be left standing where they are needed when the electrical circuit diagram is produced. Where they are not needed, the remaining copper layer is at least eliminated so far that it is irrelevant to the subsequent function of the electrical circuit image produced.
- a semifinished product having full-area copper layers is particularly advantageous as a raw material for, for example, printed circuit board manufacturers.
- the latter still only has to carry out the general procedural steps for the formation of printed conductors, which would be, for example: etching the pattern on both sides of the raw material; Applying stopper paint; Applying a surface protection and processing contours to produce an individual circuit diagram.
- the object is achieved, on the one hand, by using the semifinished product according to the invention and at least one single conductor being provided on at least one of the flat sides of the semifinished product, which is electrically connected to a terminal location of at least one single plated-through hole.
- the course of the tracks is placed between the terminal stations of the through-contacts.
- the object is also achieved in this case by using the semifinished product according to the invention and thereby eliminating the connection zones of unnecessary through-contacts, in which case the nano-vias formerly connected to these electrical connection stations are electrically isolated , As a result, space is created for the arrangement of the tracks, which now at least partially over the unnecessary for vias for electrical connections isolated nano-vias can be placed.
- at least one single interconnect is present, which is electrically connected to a terminal of at least one single via.
- FIGURE shows a detail of a carrier component 1 according to the invention, which is based on a semifinished product 2 according to the invention.
- the semifinished product 2 is, as the figure indicates, further processed to the carrier component 1 and carries as such, just indicated, printed conductors 3 to 6, which may optionally include electrical and / or electronic components. The latter are not shown in detail in the figure.
- the carrier component 1 comprises a base carrier material which is extended over a wide area. Over the entire areal extent of the base carrier material are distributed, preferably arranged in a uniform, so constant grid, a plurality of vias 7, each formed of a plurality of nano-vias. At the respective ends of the plated-through holes 7 on a respective surface side of the base carrier material, electrically conductive terminal studs 8 are provided, to which the printed conductors, for example, 3 and 6, are connected.
- the mentioned base carrier material with the plated-through holes 7 and the connection zones 8, without the strip conductors 3 to 6, is an example of the above-mentioned semifinished product 2.
- the distances between the plated-through holes 7 are selected in a range of less than 1 micron to at least just below the upper limit of the micron range. In the present embodiment, this distance is 3.2 microns.
- a larger area 9 is shown on the lower side of the base carrier material, which extends over a plurality of plated-through holes 7. This area is an electrically conductive, to
- On the upper side of the base support material could be connected to the individual relevant vias 7 traces, which distribute themselves individually. In the figure, such traces are not shown in detail.
- the conductor track 6 runs on the underside of the base carrier material, while the conductor tracks 3 to 5 run on top of the base carrier material.
- the strip conductors 3 to 6 show, in the present exemplary embodiment the strip conductors run between the connection zones 8.
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Abstract
Es wird ein Halbzeug (2) sowie eine damit gebildete Träger¬ komponente (1) für darauf platzierte elektrische Schaltungs¬ bilder vorgeschlagen, die kostengünstig und zeitsparend eine Prototypen- oder Kleinserien-Fertigung ermöglichen. Erreicht wird dies dadurch, dass das Halbzeug (2) ein flächig ausge¬ bildetes, zum Beispiel flexibles, Basisträgermaterial umfasst, über dessen gesamten Flächenbereich in einem gleichmä¬ ßigen konstanten Raster mit Nano-Vias gebildete Durchkontaktierungen (7) angeordnet sind. Eine solche Komponente ist mit einer einzigen Schablone für die Belichtung zur Bildung der Nano-Vias realisierbar. Mit einer solchen Komponente sind aber auch Schaltungsbilder beliebigen Aussehens auf deren Oberflächen herstellbar.
Description
Beschreibung
Halbzeug sowie Trägerkomponente auf der Basis dieses Halbzeugs
Die Erfindung betrifft ein Halbzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Trägerkomponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 oder 7.
Bei der Herstellung von elektrischen rasterlosen Nano-Via-
Schaltungen auf einer Trägerkomponente sind für die Anordnung der mit Nano-Vias realisierten Durchkontaktierung und gegebenenfalls für die Leiterbahnen der elektrischen Schaltungen entsprechend ausgebildete Schablonen notwendig, die an ein jeweilig geändertes elektrisches Schaltungsbild angepasst und damit jeweils neu bereit gestellt werden müssen.
Die Herstellung von Prototypen und Kleinserien in der genannten Technik sind daher mit erheblichem Aufwand verbunden. Es müssen für jeweilig neue elektrische Schaltungsbilder jeweilig neue teure Schablonen hergestellt werden. Außerdem machen die jeweils neuen Schablonen ein jeweiliges Umrüsten einer betroffenen Fertigungsanlage notwendig. Die Folge davon ist ein Fertigungsstillstand für eine gewisse Zeit. Außerdem müs- sen lange Vorlaufzeiten einkalkuliert werden, bis die benötigten Mittel für eine Fortsetzung der Fertigung mit dem neuen elektrischen Schaltungsbild zur Verfügung stehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von ei- nem Halbzeug der eingangs genannten Art bzw. ausgehend von einer Trägerkomponente der eingangs genannten Art das Halbzeug bzw. die Trägerkomponente in der Weise zu verbessern, dass der Aufwand für Prototypenherstellungen und Kleinserien mit mehrfach veränderten elektrischen Schaltungsbildern ver- ringert wird.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Halbzeugs erfindungsgemäß durch ein solches Halbzeug gelöst, das die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist.
Diese Aufgabe wird bezüglich der Trägerkomponente erfindungsgemäß durch eine solche Trägerkomponente gelöst, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils entweder des Anspruchs 6 oder des Anspruchs 7 aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand entsprechender Unteransprüche.
In Bezug auf das Halbzeug wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein solches, mit einem flächig ausgebildeten Basisträ- germaterial gebildetes Halbzeug die Grundlage für die Weiterverarbeitung zu einer Leiterbahnen oder Leiterbahnen und e- lektrische und/oder elektronische Bauteile tragenden Trägerkomponente ist. Dabei hat das Halbzeug unabhängig von einer späteren Verwendung oder NichtVerwendung der mit Hilfe von Nano-Vias in das Halbzeug eingebrachten elektrisch verwendbaren Durchkontaktierungen, die über die gesamte Fläche des Halbzeugs verteilt angeordnet sind. Die jeweiligen Durchkontaktierungen weisen dabei an den jeweiligen Enden auf einer jeden der flächigen Seiten des Basisträgermaterials elekt- risch verwendbare Anschlusshöfe auf und sie sind mit einem gegenseitigen Abstand voneinander angeordnet, der in einem Bereich von kleiner 1 μm bis wenigstens knapp unterhalb der oberen Grenze des μm-Bereichs liegen kann.
Der Vorteil eines solchen Halbzeugs ist, dass deren Durchkontaktierungen jeweils mit der gleichen Schablone hergestellt werden können, sie aber trotzdem im Zusammenhang mit sich verändernden elektrischen Schaltungsbildern verwendet werden können. Es wird daher nur mehr eine einzige Schablone benö- tigt für alle Arten von späteren zu realisierenden elektrischen Schaltungsbildern. Nicht benötigte Durchkontaktierungen bei einem elektrischen Schaltungsbild werden lediglich nicht
benutzt. Die Leiterbahnen werden zwischen den Anschlusshöfen der Durchkontaktierungen verlaufend platziert. Das Halbzeug ist somit unabhängig von später zu realisierenden elektrischen Schaltungsbildern. Da das Halbzeug unabhängig von spä- ter zu realisierenden elektrischen Schaltungsbildern ist, kann es billig als Massenware hergestellt und zur Verfügung gestellt werden.
Die angesprochene Schablone wird bei der Belichtung mit einem Schwerionen abstrahlenden Licht benötigt, die nicht zu belichtende Teile abdeckt und zu belichtende Teile offen hält.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Halbzeugs ist als Basisträgermaterial des Halbzeugs ein fle- xibles Material herangezogen. Damit lassen sich besonders preisgünstige Folienbänder als Halbzeug bereitstellen, aus denen dann kostengünstig entsprechende Leiterbahnfolien- Stücke hergestellt werden können.
Damit die Durchkontaktierungen nicht völlig beliebig über die Fläche des Basisträgermaterials verteilt angeordnet sind ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung der Durchkontaktierungen einem Raster folgt. Mit einem Raster kann statistisch sichergestellt werden, dass sich an einer Stelle des Halbzeugs eine Durchkontaktierung befindet, in deren Bereich eine solche
Durchkontaktierung bei einem zu realisierenden elektrischen Schaltungsbild erwartet wird.
Über den gesamten Flächenbereich des Halbzeugs gesehen er- fährt diese statistische Wahrscheinlichkeit ein Optimum, wenn das Raster völlig gleichmäßig, also konstant verteilt ausgebildet ist. Damit wird das Halbzeug tatsächlich für einen u- niversalen Einsatzbereich brauchbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die elektrischen Anschlussflächen insgesamt als eine die Nano- Vias der Durchkontaktierungen kontaktierende Kupfergesamt-
schicht ausgebildet sein, entsprechend einer einseitig oder beidseitig kupferbeschichteten Rohleiterplatte. Die Leiterbahnen und elektrischen Anschlussflächen der Durchkontaktie- rungen können dann beim Herstellen des elektrischen Schal- tungsbildes dort stehen gelassen werden, wo sie benötigt werden. Dort wo sie nicht benötigt werden, wird die verbleibende Kupferschicht wenigstens soweit beseitigt, dass sie für die spätere Funktion des hergestellten elektrischen Schaltungsbildes irrelevant ist.
Ein vollflächige Kupferschichten aufweisendes Halbzeug ist besonders vorteilhaft als Rohmaterial für zum Beispiel Leiterplattenhersteller. Dieser braucht wie bisher bei kupferkaschierten Leiterplatten auch nur noch die generellen Verfah- rensschritte zur Herausbildung von Leiterbahnen ausüben, die da beispielsweise wären: Ätzen des Leiterbildes auf beiden Seiten des Rohmaterials; Aufbringen von Stopplack; Aufbringen eines Oberflächenschutzes und Bearbeitung von Konturen zur Herstellung eines individuellen Schaltungsbildes .
Bezüglich der Trägerkomponente wird die Aufgabe zum einen dadurch gelöst, dass das erfindungsgemäße Halbzeug eingesetzt wird und dabei auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs wenigstens eine einzige Leiterbahn vorgesehen ist, die elektrisch mit einem Anschlusshof wenigstens einer einzigen Durchkontaktierung verbunden ist. Der Verlauf der Leiterbahnen ist dabei zwischen den Anschlusshöfen der Durchkontak- tierungen gelegt.
Die Aufgabe wird in diesem Fall zum anderen aber auch dadurch gelöst, dass das erfindungsgemäße Halbzeug eingesetzt wird und dabei die Anschlusshöfe von nicht benötigten Durchkontak- tierungen beseitigt sind, wobei dann die vormals mit diesen elektrischen Anschlusshöfen verbunden gewesenen Nano-Vias e- lektrisch isoliert sind. Hierdurch wird Platz geschaffen für die Anordnung der Leiterbahnen, die nun wenigstens zum Teil über die für Durchkontaktierungen nicht benötigten elektrisch
isolierten Nano-Vias gelegt sein können. Dabei ist auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs wenigstens eine einzige Leiterbahn vorhanden, die elektrisch mit einem Anschlusshof wenigstens einer einzigen Durchkontaktierung verbunden ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
In der einzigen Figur ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Trägerkomponente 1 zu sehen, die auf einem erfindungsgemäßen Halbzeug 2 basiert.
Das Halbzeug 2 ist, wie die Figur andeutungsweise zeigt, zur Trägerkomponente 1 weiterverarbeitet und trägt als solches, eben angedeutet, Leiterbahnen 3 bis 6, zu denen gegebenenfalls auch elektrische und/oder elektronische Bauteile gehören können. Letztere sind aber in der Figur nicht näher dargestellt.
Die Trägerkomponente 1 umfasst ein Basisträgermaterial, das flächig ausgedehnt ist. Über die vollständige flächige Ausdehnung des Basisträgermaterials sind verteilt, vorzugsweise in einem gleichmäßigen, also konstanten Raster, eine Vielzahl von Durchkontaktierungen 7 angeordnet, die jeweils aus einer Mehrzahl von Nano-Vias gebildet sind. An den jeweiligen Enden der Durchkontaktierungen 7 auf einer jeweiligen Flächenseite des Basisträgermaterials sind elektrisch leitende Anschlusshöfe 8 vorgesehen, an denen die Leiterbahnen zum Beispiel 3 und 6 angeschlossen sind.
Die gegenüber dem Flächenbereich für die Durchkontaktierungen 7 größeren Flächenbereiche der Anschlusshöfe 8 gleichen Fertigungstoleranzen aus, die bei der punktuellen Platzierung der Anschlussenden der Leiterbahnen zum Beispiel 3, der Anschlusshöfe 8 und der Durchkontaktierungen 7 an einem vorgegebenen Ort auftreten können.
Das angesprochene Basisträgermaterial mit den Durchkontaktie- rungen 7 und den Anschlusshöfen 8 stellt ohne die Leiterbahnen 3 bis 6 ein Beispiel für das oben angesprochene Halbzeug 2 dar.
Die Abstände zwischen den Durchkontaktierungen 7 sind in einem Bereich von kleiner 1 μm bis wenigstens knapp unterhalb der oberen Grenze des μm-Bereichs gewählt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt dieser Abstand 3,2 μm.
Bei der in der Figur gezeigten Trägerkomponente 1 ist auf der unteren Seite des Basisträgermaterials ein größerer Bereich 9 dargestellt, der sich über mehrere Durchkontaktierungen 7 er- streckt. Dieser Bereich ist eine elektrisch leitende, zum
Beispiel als Kupferschicht ausgebildete Fläche, die mehrere Durchkontaktierungen 7 als Beispiel für Verknüpfungspunkte eines elektrischen Schaltungsbildes miteinander elektrisch verbindet. Auf der oberen Seite des Basisträgermaterials könnten an den einzelnen betreffenden Durchkontaktierungen 7 Leiterbahnen angeschlossen sein, die sich einzeln weiter verteilen. In der Figur sind solche Leiterbahnen jedoch nicht näher dargestellt.
Wie die Figur mit Hilfe einer Hell-Dunkel-Darstellung ansonsten zeigt, verläuft auch die Leiterbahn 6 auf der Unterseite des Basisträgermaterials, während die Leiterbahnen 3 bis 5 auf der Oberseite des Basisträgermaterials verlaufen.
Wie die Verläufe der Leiterbahnen 3 bis 6 zeigen, verlaufen die Leiterbahnen im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen den Anschlusshöfen 8.
Denkbar ist, dass die nicht benötigten Anschlusshöfe 8 besei- tigt, zum Beispiel weggeätzt, die mit diesen Anschlusshöfen verbunden gewesenen Nano-Vias elektrisch isoliert und ober-
halb der Flächen, auf denen vormals die Anschlusshöfe 8 platziert waren, Leiterbahnen gelegt sind.
Claims
1. Halbzeug für die Weiterverarbeitung zu einer Leiterbahnen oder Leiterbahnen und elektrische und/oder elektronische Bau- teile tragenden Trägerkomponente, umfassend ein flächig ausgebildetes Basisträgermaterial und umfassend elektrisch verwendbare Durchkontaktierungen durch das Basisträgermaterial, dadu rch ge kenn z e i chnet , dass unabhängig von einer späteren Verwendung oder NichtVerwendung der Durchkontak- tierungen (7) über die gesamte Fläche des Halbzeugs (2) verteilt die Durchkontaktierungen (7) angeordnet sind mit jeweiligen elektrisch verwendbaren Anschlusshöfen (8) auf einer jeden der flächigen Seiten des Basisträgermaterials, dass die Durchkontaktierungen (7) mit Nano-Vias gebildet sind und dass Abstände zwischen den Durchkontaktierungen (7) gewählt sind, die im Bereich von kleiner 1 μm bis wenigstens knapp unterhalb der oberen Grenze des μm-Bereichs liegen.
2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadu rch ge kenn z e i ch- n e t , dass das Basisträgermaterial flexibel ausgebildet ist.
3. Halbzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass die Durchkontaktierungen (7) in einem Raster angeordnet sind.
4. Halbzeug nach Anspruch 3, dadu rch ge kenn z e i chne t , dass das Raster konstant ausgebildet ist.
5. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass wenigstens eine der beiden flächigen Seiten die Durchkontaktierungen (7) kontaktierend vollständig mit Kupfer beschichtet ist.
6. Trägerkomponente für elektrische Schaltungsbilder und damit zu realisierender elektrischer Schaltungen, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass ein Halbzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Grundlage verwendet ist und dass auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs (2) wenigstens eine einzige Leiterbahn (z.B. 3) vorgesehen ist, die elektrisch mit einem Anschlusshof (8) wenigstens einer einzi- gen Durchkontaktierung (7) verbunden ist und einen Verlauf aufweist, der zwischen den Anschlusshöfen (8) der Durchkon- taktierungen (7) geführt ist.
7. Trägerkomponente für elektrische Schaltungsbilder und da- mit zu realisierender elektrischer Schaltungen, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass ein Halbzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Grundlage verwendet ist, dass Anschlusshöfe (8) von nicht benötigten Durchkontaktierungen (7) beseitigt und die vormals mit diesen Anschlusshöfen (8) in Verbindung gestandenen Nano-Vias elektrisch isoliert sind, dass wenigstens zum Teil über die elektrisch isolierten Nano- Vias Leiterbahnen gelegt sind und dass auf wenigstens einer der flächigen Seiten des Halbzeugs (2) wenigstens eine einzige Leiterbahn (z.B. 3) vorgesehen ist, die elektrisch mit ei- nem Anschlusshof (8) wenigstens einer einzigen Durchkontaktierung (7) verbunden ist.
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