WO2008098271A1 - Haftverhinderungsmaterial, verfahren zum entfernen eines teilbereichs einer flächigen materialschicht sowie mehrlagige struktur und verwendung hierfür - Google Patents

Haftverhinderungsmaterial, verfahren zum entfernen eines teilbereichs einer flächigen materialschicht sowie mehrlagige struktur und verwendung hierfür Download PDF

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WO2008098271A1
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adhesion
layers
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printed circuit
adhesion prevention
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Gerald Weidinger
Günther WEICHSLBERGER
Markus Leitgeb
Johannes Stahr
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    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less

Definitions

  • the present invention relates to an adhesion preventing material for use in removing a portion of a substantially sheet material layer, which is connected in a bonding operation with at least one other, substantially flat material layer.
  • the invention further relates to a method for removing a portion of a substantially flat material layer, which is connected in a connecting operation with at least one further, substantially sheet-like material layer, on a multi-layer structure, which at least two to be joined together, substantially planar material layers, and a use thereof, in particular in connection with a production of a multilayer printed circuit board.
  • the method according to the invention and the single-layer or multi-layer structure according to the invention can be used in a very wide variety of application areas, with the aim being to use a single layer essential surface material layer to remove a portion after a connection with at least one further, substantially flat material layer.
  • the present invention can be used in connection with multilayer structures in which, after production of a multilayer structure, a partial area is to be removed or one of the layers or layers is to be removed.
  • connection layer used for a connection of the material layers to be joined together and correspondingly high workload and correspondingly high expenditure for a subsequent proper alignment or registration with each other connecting material layers is aimed at exposing or removing partial areas after a connection of such material layers.
  • the essentially flat material layers can be formed from, for example, paper or cardboard-like layers or elements to be joined together, essentially plate-shaped or sheet-like elements, such as, for example, films, sheets or metallic plates or the like.
  • prefabricated release films can be used in addition to substantially full-surface adhesive films corresponding to the subsequently removed portion. It is immediately obvious that such a prefabrication of such connecting films or adhesive films and / or release films is associated with correspondingly high effort and beyond correspondingly high demands on registration or alignment of the material layers to be joined together with the interposition of such, in particular prefabricated films.
  • connection points of active components In connection with the manufacture of multilayer electronic components, in particular multilayer printed circuit boards, the complexity of the design of such electronic components in recent years generally leads to an increase in the number of connection points of active components to components of a printed circuit board Reduction of size at the same time a reduction of the distance between such connection points is provided.
  • HDI high density interconnects
  • these respective connecting layers of a dielectric material are to be provided between rigid and flexible regions of a printed circuit board, whereby an arrangement of corresponding sheet-like layers or foils which, for example, be connected by a heat treatment to form a compound of lead rigid and flexible areas of a circuit board, usually results in comparatively thick layers.
  • Such thick layers not only counteract intentional miniaturization in the fabrication of multilayer printed circuit boards, but also result in a loss of registration accuracy for subsequent laser well geometries for forming the microvias and correspondingly closely spaced interconnect sites.
  • Such thick, known layers of non-conductive material or dielectric layers also lead to additional processing or process steps and / or to a more complex design for the preparation of the required connections between the rigid and flexible areas of the circuit boards, as in particular a corresponding prefabrication or Formatting according to the subsequent transection of the rigid areas of the circuit board is provided.
  • the present invention aims, while avoiding the problems of the above-mentioned prior art, in particular with regard to prefabrication or formatting of connecting elements or foils or release foils, to provide an adhesion prevention material in the production of a compound of at least two sheetlike material layers which is easy and reliable to manufacture and use or processable.
  • the invention aims to provide a method for removing a subregion of a substantially flat material layer as well as a multilayer structure and a use, which can be carried out in a correspondingly simple and reliable manner, in particular using such an adhesion prevention material according to the invention. can be produced.
  • an anti-adhesion material of the type mentioned is essentially characterized in that the anti-adhesion material has a polarity difference to the adjoining, substantially flat material layers. It can thus be prevented in a simple and reliable manner adhesion of the material layers to be joined in the region of the subsequently to be removed portion, so that elaborate confectioning and Po Sitio ⁇ réellesenfine, as they were required, for example, when using appropriate adhesive films or release films according to the prior art can be dispensed with, wherein the anti-adhesion material according to the invention can be applied or arranged in a simple and reliable manner according to the subsequently to be removed portion.
  • the prevention of sticking or the release effect is based essentially on the incompatibility and the difference in polarity between the material of the adjoining, substantially flat material layers and the adhesion-preventing material.
  • the adhesion-preventing material or adhesion-preventive material it is particularly preferable to use a compound which is as non-polar as possible, for example waxes of natural or synthetic origin fulfilling this purpose, as will be discussed in detail below.
  • the adhesion-preventing material contains a release component, a binder and a solvent.
  • the release component ensures that adhesion in the region of the subsequently to be removed portion between the material layers to be connected is reliably prevented.
  • the binding agent serves, in particular, to fix the adhesion-preventing material during the bonding process on the substrate or one of the material layers to be bonded to one another and to set a rheology in such a way that it can be applied correctly and without problems.
  • a binder migrates or migrates, for example, in the material of a subsequent sheet-like material layer, whereby the release effect or the effect of preventing sticking is further improved.
  • the solvent serves, for example, to process the adhesion-preventing material accordingly simply and reliably.
  • the adhesion preventive material hydrocarbon waxes and oils, waxes and oils based on polyethylene or polypropylene compounds, waxes and oils based on organic polyfluoro compounds, esters of fatty acids and alcohols or polyamides, organosilicon compounds and / or mixtures thereof.
  • Such waxes and oils are according to the purpose in different embodiments and with different che- Mixing and physical properties available in large numbers, so that they can be selected according to the material layers to be joined together.
  • Hydrocarbon waxes and oils may be of synthetic or natural origin, such as paraffins.
  • synthetic waxes and oils based on polyethylene or polypropylene compounds it is also possible to use modifications of these product groups.
  • synthetic waxes and oils based on polyfluoro-organic compounds or organic polyfluoro compounds PTFE may be mentioned by way of example.
  • Waxes and oils based on esters of fatty acids and monohydric or polyhydric alcohols may be of synthetic or natural origin, such as, for example, palmitic or stearic acid derivatives, carnauba wax or the like.
  • Concerning organosilicon compounds mention may be made, for example, of silicone and silicone oil.
  • adhesion prevention material it is proposed for a simple application of the adhesion prevention material according to the invention and for reliable formation of a region to be kept free from a connection between the material layers to be joined in the area of the subsegment to be subsequently removed that the adhesion prevention material is formed by a paste.
  • Such a paste or waxy paste can be reliably and precisely applied in a simple and reliable manner correspondingly precisely according to the subsequent severing or removal of the portion on or on one of the material layers to be joined together, so that with a correspondingly simplified process control after a connection can be removed in a simple manner, since in the region of the subsequently to be removed portion by providing the adhesion preventing material in the form of a waxy paste a correspondingly exposed area or area free of an adhesive connection between the material layers Is made available.
  • adhesion preventing material by a printing process, in particular by screen printing, stencil printing, offset printing, flexographic printing, Pad printing, ink jet printing or the like.
  • a printing process in particular by screen printing, stencil printing, offset printing, flexographic printing, Pad printing, ink jet printing or the like.
  • Such waxy pastes can be applied for ease of processing, for example in the form of a microdispersion in polar or non-polar organic solvents.
  • adhesion prevention material be provided with inorganic and / or organic fillers and additives, as corresponds to a further preferred embodiment.
  • the adhesion preventing material has a softening or pour point of at least 100 ° C, in particular at least 120 0 C.
  • a softening or melting point of the layer of an adhesion prevention material for example, in the production of a printed circuit board during a lamination to harden the adhesive layers used beyond and further increase the temperature during the Matts, Pressing operation to liquefy the anti-sticking material of the present invention, thereby ensuring that the release required by the anti-sticking material for the subsequent removal of the portion is reliably maintained.
  • the adhesion prevention material prevents during the bonding process by forming a liquid layer in the subsequently to be removed portion a voliflamba connection, for example bonding the material layers to be joined together.
  • the adhesion prevention material in a layer thickness of less than 25 .mu.m, in particular less than 15 microns, can be applied.
  • Hiebei layer thicknesses can be provided to 50 microns or possibly more.
  • the solvent has a boiling point of less than 220 0 C, and in special about 180 to 200 0 C has. This ensures that no problems arise, for example with regard to premature drying, during application of the adhesion prevention material. In addition, it is ensured by such a boiling point that the solvent is substantially completely removed or evaporated off in a further increase in the temperature.
  • the binder used is a cellulose derivative or a water-soluble, preferably alkaline saponifiable compound.
  • a method of the type initially mentioned is essentially characterized in that, in the region of the subsequent removal of the subregion, an area which is freed from an immediate connection between the material layers is applied by applying an adhesion prevention material according to the invention or a preferred embodiment thereof is provided.
  • an area free of a compound is provided by applying or arranging the anti-adhesive material according to the invention, thereby preventing, in particular, adhesion of the subsequent further material layer to be removed can be reliably carried out a subsequent separation of the material to be removed portion having material layer without adherence to very precise tolerances for the implementation of the severing step, for example, in view of the depth of severance for subsequent removal of the portion.
  • the provision of an area excluded from a connection makes it possible, in particular, to dispense with preconcentration and / or formatting of layers enabling a connection in the area of the subsequent sectioning and removal of the partial area, so that preparation steps for the production or preparation of the sections are possible
  • Preparation of the material layers to be arranged or connected and a layer to be used for connection can be simplified. Due to the fact that in the area of the subsequent severing or removal of a partial area preconfiguration of an adhesive or connecting layer or layer to be arranged can be dispensed with, it is also possible to use thin or thinner intermediate layers or connecting layers of this type an adhesion-preventing material or adhesion prevention material between the metal layers to be joined together, the Aus GmbH be found.
  • the adhesion prevention material is subjected to a drying and / or curing process after application.
  • a drying and / or curing process can be carried out according to the materials used for the anti-adhesion material and in particular be chosen in coordination with the subsequent material layers.
  • the adhesion prevention material be applied in a layer thickness of less than 25 ⁇ m, in particular less than 15 ⁇ m. is applied.
  • connection according to a further preferred embodiment it is proposed that the essentially flat material layers of layers or layers be joined together Layers of a multilayer printed circuit board are formed.
  • the material layers to be joined together be joined by a lamination process, wherein the abovementioned material properties of the adhesion prevention material according to the invention, for example with regard to the softening point of the adhesion prevention material and the boiling point of the solvent contained in this material special requirements, in particular in connection with the production of a multilayer printed circuit board and the materials used in the production of such a multilayer printed circuit board can be taken into account.
  • the flat materials to be joined together are carried out correspondingly accurate and reliable, even with the use of low thickness or thickness materials having, such as in connection with the production of a multilayer printed circuit board , a correspondingly accurate and reliable performance of the separation process is possible.
  • the requirements for the tolerances to be complied with are correspondingly lower due to the adhesion-preventing layer of material.
  • a multilayer structure of the type mentioned at the outset is essentially characterized in that, in the region of a subarea to be removed after the connection of the material layers, a region which has been freed from a direct connection between the material layers to be joined together.
  • Application of an anti-adhesion material according to the invention or a preferred embodiment thereof is provided.
  • the adhesion-preventing material is formed by a wax paste.
  • the adhesion-preventing material be applied in a layer thickness of less than 25 ⁇ m, in particular less than 15 ⁇ m, as corresponds to a further preferred embodiment of the multilayer structure according to the invention.
  • the substantially flat material layers to be joined together are formed by layers or layers of a multilayer printed circuit board.
  • a particularly reliable connection can be provided by the fact that the material layers to be joined together are connected by a lamination process.
  • Reliable removal of the part area to be removed after the connection of the substantially flat material layers to be joined can moreover be achieved by defining and / or removing edge regions of the portion to be removed by milling, scribing, cutting, in particular laser cutting, such as this corresponds to a further preferred embodiment of the multilayer structure according to the invention.
  • the adhesion prevention material according to the invention or a preferred embodiment thereof and / or the method according to the invention or a preferred embodiment thereof and / or the multilayer structure according to the invention or a preferred embodiment thereof for producing a multilayer printed circuit board is or will be used.
  • Further preferred uses of the method according to the invention and / or the multilayer structure according to the invention lie in the production of at least one channel in a printed circuit board, an exemption for the production of cavities, in particular three-dimensional cavities or cavities in a printed circuit board, a production of remote and / or Stepped portions of a circuit board, an exemption of at least one element, in particular registration element in the interior or in inner layers of a multilayer printed circuit board and / or a production of a rigid-flexible circuit board.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a first embodiment of a sheet-like material layer of a multilayer structure to be produced according to the invention in the form of a rigid region of a rigid-flexible printed circuit board as a multi-layered structure according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through the rigid region of the rigid-flexible printed circuit board in a representation similar to FIG. 1, wherein milling edges are provided in the region of a subsequent severing of the portion to be removed of the rigid region;
  • Fig. 3 in a similar to Figs.
  • FIG. 1 and 2 representation of the section through the rigid portion of the rigid-flexible circuit board, wherein in the region of the subsequent cutting and the Fräskanten to form an exemption to prevent a direct connection between the rigid area and an adhesion prevention material according to the invention is provided or applied to the flexible region of the printed circuit board formed in substantially flat material layers;
  • 4 shows a section similar to the previous figures, wherein a layer of non-conductive material or a dielectric and a flexible region of the rigid-flexible printed circuit board are arranged or fixed on the rigid region of the first material layer as a second substantially flat material layer are;
  • FIG. 6 schematically shows a section through a modified embodiment of a substantially flat material layer of a printed circuit board as an inventive multilayer structure to be produced according to the method of the invention
  • Fig. 7 is a schematic section through the sheet material layer shown in Fig. 6, wherein a layer of an adhesion preventive material according to the invention is applied
  • 8 shows a schematic section through the sheet-like material layer illustrated in FIGS. 6 and 7, which is connected to at least one further sheet-like material layer for producing a multilayer printed circuit board as a multilayer structure according to the invention
  • FIG. 9 shows, in a representation similar to FIG. 8, a schematic section through the sub-region of the multilayered structure to be subsequently removed, which is defined or defined by cutting;
  • Fig. 10 is a view similar to Fig. 9, wherein the cut in the illustration of FIG. 9 or limited portion is removed.
  • a first embodiment of a multilayered structure according to the invention which is produced using the method according to the invention and an adhesion prevention material according to the invention in the form of a rigid-flexible printed circuit board, will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a rigid, multi-layered region 1 as a first substantially flat material layer of a subsequently produced rigid-flexible printed circuit board as a multilayer structure.
  • cutting edges 7 are formed in the region of a subsequent severing of the rigid, multi-layered region 1 of the rigidly flexible printed circuit board to be produced, as indicated in FIG. 2.
  • rigid region 1 of the circuit board and a for connection to a flexible region as a second substantially planar material layer of the circuit board and be arranged layer of non-conductive material or a Dielektrikum is subsequently to the formation of the Fräskanten 7 in the embodiment shown in Fig. 1 to 5 arranged such a adhesion preventing material or adhesion prevention material 8 in the region of the subsequent transection and in the grooves formed by the Fräskanten 7 grooves or grooves.
  • the adhesion prevention material may be formed, for example, from a waxy paste 8, such a waxy paste 8 being applied or introduced in simple steps, for example by a printing process, in particular by screen printing or stencil printing, in the region of the subsequent severing as well as in the milling edges 7 , Depending on the material 8 or the waxy paste used, a drying and / or curing process can be provided for subsequently to the application of the material or the paste 8.
  • the material or paste 8 can hiebei be applied in the form of a microdispersion in polar or non-polar, organic solvents. Moreover, for ease of processing and ease of handling, the paste 8 is formed, for example, of polyethylene waxes, polypropylene waxes, Teflon-based waxes, and / or mixtures thereof.
  • the paste 8 is provided with inorganic and / or organic fillers and / or additives.
  • the paste or adhesion-preventing material 8 having a layer thickness of less than 25 .mu.m, in particular less than 15 .mu.m, in the area of the following Cutting is applied. Further embodiments of an adhesive preventive material to be used are given below.
  • the paste 8 may alternatively be applied in the region of the subsequent severing of the rigid, in particular multilayer, region of the printed circuit board. after which the cutting edges 7 penetrate the applied material 8.
  • this bonding layer 9 for example, from a known film, for example a prepreg or an RCC film, or may be formed by a liquid dielectric.
  • a flexible portion 10 of the produced, rigid-flexible circuit board is indicated, wherein the flexible portion 10 of the manufactured, rigid-flexible circuit board as well as the rigid region 1 may be formed multi-layered ,
  • the thickness of the layer 9 can also be found with lower layer thicknesses of the layer 9 whose thickness is less than 50 ⁇ m, in particular 40 ⁇ m or less.
  • FIG. 5 shows a section through the rigid-flexible printed circuit board formed from the rigid region 1 and the flexible region 10 as a multilayer structure, wherein a cut-through 11 between the now separate, rigid subregions 12 and 13 in the area of the milling edges 7 was made.
  • a connection between the flexible region 10 of the printed circuit board and the now separate, rigid partial regions 12 and 13 by additional microvias or Passage openings 14 can be achieved.
  • FIGS. 1 to 5 The embodiment of a multi-layer, rigid printed circuit board or a rigid region 1 of the printed circuit board illustrated in FIGS. 1 to 5 represents only a simplified example of such a multi-layer printed circuit board as a multilayer for illustrative purposes
  • Layers 2 as well as a contact via microvia 5 or through openings 6 and 14 can be used according to the desired complexity of the component to be produced.
  • FIGS. 6 to 10 again in the form of a multilayer printed circuit board, generally designated 20 is a structured core of such a printed circuit board, this core 20 consisting of several layers or layers, wherein in particular the 6 illustrated upper layer or layer is structured accordingly.
  • the core 20, which represents a substantially flat material layer, of one or more layer (s) subsequently becomes, as shown in FIG. 7, a connection with further layers or layers as additional substantially flat material layers in one Provide portion with a anti-adhesion material or adhesion prevention material 21, which is applied for example by screen printing.
  • connection is made in a manner known per se, for example, by laminating the planar core 20 with a plurality of layers substantial sheet material layers 22 and 23, wherein also in Fig. 8, the area provided with the adhesion prevention material portion is denoted by 21.
  • the illustrated in Fig. 8 set planar material layer 23 may in turn be structured accordingly in particular on its upper side.
  • connection process between the plurality of substantially flat material layers 20, 22 and 23 shown in FIG. 8 takes place, as can be seen from FIG. 9, for example by cutting, in particular laser cutting to form cutting lines or depressions 24, a boundary Definition of a partial region 25 of the essentially flat material layer 23.
  • adhesion prevention material 21 provided below the partial region 25 to be removed, a simple and reliable removal of the partial region 25 is possible in a simple manner after the formation of the cutting line or limiting recesses 24 is shown or indicated in Fig. 10.
  • a cavity or a cavity 26 in particular a three-dimensional cavity, can be produced in partial regions or individual layers or layers of a multilayer printed circuit board by removing the partial region 25.
  • a cavity 26 by removal of the portion or element 25 may also be used or used for the subsequent arrangement of separate elements in inner regions or inner layers of a multilayer printed circuit board.
  • the anti-adhesion material 8 and 21 may include, for example, hydrocarbon waxes and oils, waxes and oils based on polyethylene or polypropylene compounds, waxes and oils based on organic polyfluoro compounds , Esters of fatty acids and alcohols or polyamides, organosilicon compounds and / or mixtures.
  • such multilayered structures may also be made of materials other than the materials for manufacturing a printed circuit board, such as films or sheet-like materials be formed.
  • the connecting layer is dispensed with a prefabrication or formatting, for example, adhesive or connecting foils
  • subsections can be simple and following on such a simplified connection of substantially full-surface layers of material be reliably removed by the provision or the application of the adhesion prevention material 8 and 21 respectively.
  • Adhesion preventing material 8 or 21 in particular in the form of a waxy paste to make sure that this anti-adhesion material has a corresponding polarity difference and an incompatibility with the subsequent, substantially flat material layer (s).
  • any remaining residue of the adhesion preventing material 8 or 21 can be easily and reliably removed again, in particular completely ,
  • Such removal of the adhesion preventing material 8 or 21 after removal of the portion 1 1 or 25 can be done for example by wet-chemical or mechanical abrasive methods or by laser, so that a complete removal of this material 8 to 21 is possible.
  • structures underlying this material 8 such as, for example, pads, conductor tracks, blind bores, etc., can be used for contacting further components.
  • the additional components to be arranged in the region of the removed subarea 25 can be located directly at the bottom of such a recess or cavity 26, in particular after a removal of the possibly remaining anti-adhesion material 21, as indicated in FIG for example, be contacted.
  • the subsequent removal of partial regions 25 with the formation of cavities 26 can also provide corresponding three-dimensionally open or possibly closed cavities, in which connection further layers of a multilayer printed circuit board, for example starting from the state shown in FIG can be made available.
  • step-shaped or stepped partial regions makes it possible, for example, to produce nested or overlapping regions of a multilayer printed circuit board.
  • the adhesion-preventing material 8 or 21 By removing partial areas by providing the adhesion-preventing material 8 or 21, it is also possible, for example, to make it possible to repair existing or already equipped printed circuit boards with embedded components, if for example as a precautionary measure optionally exposed to a high failure or damage rate Beauettin according to an anti-adhesion material is provided so that after a Schadhaftwerden such a device by removing a portion of a circuit board can be repaired, and not completely replaced, so that a simple replacement of components is possible and a multi-layered structure, which consists of at least two substantially flat material layers to be joined together, can be easily provided.
  • 200 g of polyethylene wax powder was dispersed by means of a vacuum mixer.
  • Such formulation or detackifying material is particularly suitable for screen printing application.
  • Example 3 Starting from a binder according to Example 1, an adhesion prevention material based on a polyethylene / carnauba wax mixture was prepared similarly as in Example 1.
  • Example 3 An adhesion prevention material based on a polyethylene / carnauba wax mixture was prepared similarly as in Example 1.
  • acrylic thickener 50 g were diluted with 370 g of water as in Example 1. Instead of the addition of ammonia solution, this mixture was saponified with 2 g of 20% sodium hydroxide solution.
  • An anti-sticking material made with such a binder shows improved re-solubility in a printing operation.
  • a solvent-based binder mixture was prepared by dissolving 10.8 g of ethylcellulose in 89.2 g of ethoxypropanol. The resulting viscous varnish was used as a binder for the production of anti-sticking materials.
  • Such an anti-adhesion material is suitable for application by a printing method, in particular a screen printing method, and in particular has good theological properties.
  • a solvent-based binder mixture was prepared by dissolving 36 g of ethylcellulose in 384 g of DPGMA (dipropylene glycol methyl ether acetate). The resulting viscous varnish was used as a binder for the production of anti-sticking materials.
  • 180 g of the varnish or binder prepared above 180 g of polyamide wax powder were dispersed by means of a vacuum mixer.
  • a dye for example 2 g of soluble dye, for example Neozapon Blue 807, was added to the mixture.
  • the further formulation of the adhesion prevention material corresponds to Example 6.
  • a thermally polymerizable silicone is used immediately.

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Abstract

Für ein Haftverhinderungsmaterial zum Einsatz beim Entfernen eines Teilbereichs (11) einer im wesentlichen flächigen Materialschicht (2), welche in einem Verbindungsvorgang mit wenigstens einer weiteren, im wesentlichen flächigen Materialschicht (9) verbunden wird, wird vorgeschlagen, dass das Haftverhinderungsmaterial (8) einen Polaritätsunterschied zu den daran anschliessenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten (2, 9) aufweist. Darüber hinaus werden ein Verfahren zum Entfernen eines Teilbereichs (11) einer im wesentlichen flächigen Materialschicht (2), welche in einem Verbindungsvorgang mit wenigstens einer weiteren, im wesentlichen flächigen Materialschicht (9) verbunden wird, eine mehrlagige Struktur, welche aus wenigstens zwei miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten (2, 9) besteht, sowie eine Verwendung derselben insbesondere im Zusammenhang mit einer mehrlagigen Leiterplatte vorgeschlagen.

Description

HAFTVERHINDERUNGSMATERIAL, VERFAHREN ZUM ENTFERNEN EINES
TEILBEREICHS EINER FLÄCHIGEN MATERIALSCHICHT SOWIE MEHRLAGIGE
STRUKTUR UND VERWENDUNG HIEFÜR
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Haftverhinderungsmaterial zum Einsatz beim Entfernen eines Teilbereichs einer im wesentlichen flächigen Materialschicht, welche in einem Verbindungsvorgang mit wenigstens einer weiteren, im wesentlichen flächigen Materialschicht verbunden wird. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Entfernen eines Teilbereichs einer im wesentlichen flächigen Materialschicht, welche in einem Verbindungsvorgang mit wenigstens einer weiteren, im wesentlichen flächigen Materialschicht verbunden wird, auf eine mehrlagige Struktur, welche aus wenigstens zwei miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten besteht, und auf eine Verwendung hiefür insbesondere im Zusammenhang mit einer Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte.
Wenn auch die nachfolgende Beschreibung wenigstens teilweise auf die Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte Bezug nimmt, so ist anzumerken, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße ein- oder mehrlagige Struktur in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zum Einsatz gelangen können, wobei darauf ab- gezielt wird, aus einer im wesentlichen flächigen Materialschicht einen Teilbereich nach einer Verbindung mit wenigstens einer weiteren, im wesentlichen flächigen Materialschicht zu entfernen. Allgemein ist die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit mehrlagigen Strukturen einsetzbar, bei welchen nach einer Herstellung einer mehrlagigen Struktur ein Teilbereich abgezogen bzw. eine der Schichten bzw. Lagen entfernt werden soll. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise aufwendige Verfahren und Konstruktionen bekannt, bei welchen insbesondere durch eine Vorkonfektionierung wenigstens einer für eine Verbindung der miteinander zu verbindenden Materialschichten eingesetzten Verbindungsschicht und entsprechend hohem Arbeitsaufwand und entsprechend hohem Aufwand für eine nachfolgende ordnungsgemäße Ausrich- tung bzw. Registrierung der miteinander zu verbindenden Materialschichten darauf abgezielt wird, nach einer Verbindung derartiger Materialschichten Teilbereiche freizulegen bzw. zu entfernen. Die im wesentlichen flächigen Materialschichten können hiebei aus beispielsweise papier- oder kartonartigen, miteinander zu verbindenden Schichten bzw. Elementen, im wesentlichen platten- bzw. blattförmigen Elementen, wie bei- spielsweise Folien, Blechen oder metallischen Platten oder ähnlichen gebildet werden. Im Zusammenhang mit einer Verbindung von im wesentlichen flächigen bzw. platten- artigen Materialien ist es insbesondere für eine gegebenenfalls erforderliche nachträgliche Entfernung wenigstens eines Teilbereichs beispielsweise bekannt, Folien, welche Hafteigenschaften aufweisen, entsprechend vorzukonfektionieren, so daß Teilbereiche der Folien, welche während des Verbindungsvorgangs ein Anhaften der miteinander zu verbindenden Materialschichten bereitstellen sollen, mit Ausnehmungen versehen werden. Alternativ können neben im wesentlichen vollflächigen Klebefolien entsprechend dem nachträglich zu entfernenden Teilbereich vorkonfektionierte Trennfolien eingesetzt werden. Es ist unmittelbar einsichtig, daß eine derartige Vorkonfektionierung derartiger Verbindungsfolien bzw. Klebefolien und/oder Trennfolien mit entsprechend hohem Aufwand verbunden ist und darüber hinaus entsprechend hohe Anforderungen an eine Registrierung bzw. Ausrichtung der miteinander zu verbindenden Materialschichten unter Zwischenschaltung derartiger, insbesondere vorkonfektionierter Folien stellt.
Im Zusammenhang mit einer Herstellung von mehrlagigen elektronischen Bauteilen, insbesondere mehrlagigen Leiterplatten führt die in den letzten Jahren an Komplexität zunehmende Konstruktion derartiger elektronischer Bauteile allgemein zu einem Erhöhen der Anzahl von Verbindungs- bzw. Anbindungspunkten von aktiven Bauteilen zu Bestandteilen einer Leiterplatte, wobei mit einer zunehmenden Reduktion der Größe gleichzeitig eine Reduktion des Abstands zwischen derartigen Anbindungspunkten vorzusehen ist. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Leiterplatten wurde hiebei beispielsweise eine Entflechtung von derartigen Verbindungs- bzw. Anbindungspunkten von Bauteilen über Mikrovias über mehrere Leiterplattenlagen hinweg in sogenannten High Density lnterconnects (HDI) vorgeschlagen.
Neben einer zunehmenden Erhöhung der Komplexität des Designs bzw. der Konstruktion von Leiterplatten, beispielsweise im Zusammenhang mit einer Ausbildung von Ka- vitäten bzw. Hohlräumen und einer damit einhergehenden Miniaturisierung sind zusätzliche Anforderungen im Hinblick auf falz- bzw. biegefähige Verbindungen in einer Leiterplatte entstanden, welche zur Entwicklung einer Hybridtechnik und zum Einsatz sogenannter starr-flexibler Leiterplatten führte. Derartige starr-flexible Leiterplatten, welche aus starren Bereichen bzw. Teilbereichen der Leiterplatte sowie derartige starre Bereiche verbindenden, flexiblen Bereichen bestehen, erhöhen die Zuverlässigkeit, bieten weitere bzw. zusätzliche Möglichkeiten einer Freiheit des Designs bzw. der Kon- struktion und ermöglichen weitere Miniaturisierungen. Zur Herstellung derartiger starr-flexibler Leiterplatten sind zwischen starren und flexiblen Bereichen einer Leiterplatte diese entsprechenden Verbindungsschichten aus einem dielektrischen Material vorzusehen, wobei eine Anordnung von entsprechenden blattförmigen Schichten bzw. Folien, welche beispielsweise durch eine Wärmebe- handlung zu einer Verbindung von miteinander zu verbindenden, starren und flexiblen Bereichen einer Leiterplatte führen, üblicherweise vergleichsweise dicke Schichten ergibt. Derartige dicke Schichten wirken nicht nur einer beabsichtigten Miniaturisierung bei der Herstellung von mehrlagigen Leiterplatten entgegen, sondern führen auch zu einem Verlust an Registriergenauigkeit für nachfolgende Laser-Bohrlochgeometrien zur Ausbildung der Mikrovias und entsprechend eng beabstandeter Verbindungs- bzw. Anbindungsstellen. Derartige dicke, bekannte Schichten aus nicht-leitendem Material bzw. Dielektrikumschichten führen darüber hinaus zu zusätzlichen Verarbeitungs- bzw. Prozeßschritten und/oder zu einem aufwendigeren Design zur Herstellung der erforderlichen Verbindungen zwischen den starren und flexiblen Bereichen der Leiterplatten, da insbesondere eine entsprechende Vorkonfektionierung bzw. Formatierung entsprechend der nachfolgenden Durchtrennung der starren Bereiche der Leiterplatte vorzusehen ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, unter Vermeidung der Probleme des oben genannten Standes der Technik insbesondere im Hinblick auf eine Vorkonfektionierung bzw. Formatierung von Verbindungselementen bzw. -folien oder Trennfolien bei der Herstellung einer Verbindung von wenigstens zwei flächigen Materialschichten ein Haftverhinderungsmaterial zur Verfügung zu stellen, welches einfach und zuverlässig herstellbar und einsetzbar bzw. verarbeitbar ist. Darüber hinaus zielt die Erfindung da- rauf ab, ein Verfahren zum Entfernen eines Teilbereichs einer im wesentlichen flächigen Materialschicht als auch eine mehrlagige Struktur und eine Verwendung zur Verfügung zu stellen, welche entsprechend einfach und zuverlässig, insbesondere unter Einsatz eines derartigen erfindungsgemäßen Haftverhinderungsmaterials durchführbar bzw. herstellbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Haftverhinderungsmaterial der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial einen Polaritätsunterschied zu den daran anschließenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten aufweist. Es läßt sich somit in einfacher und zuverlässiger Weise ein Anhaften der zu verbindenden Materialschichten im Bereich des nachträglich zu entfernenden Teilbereichs verhindern, so daß auf aufwendige Konfektionierungs- und Po- sitioπierungsschritte, wie sie beispielsweise bei Verwendung von entsprechenden Klebefolien oder Trennfolien gemäß dem Stand der Technik erforderlich waren, verzichtet werden kann, wobei das erfindungsgemäße Haftverhinderungsmaterial in einfacher und zuverlässiger Weise entsprechend dem nachträglich zu entfernenden Teilbereich aufgebracht bzw. angeordnet werden kann. Die Verhinderung eines Anhaftens bzw. die Trennwirkung basiert im wesentlichen auf der Unverträglichkeit sowie dem Polaritätsunterschied zwischen dem Material der daran anschließenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten und dem ein Anhaften verhindernden Material. In diesem Zusammenhang sollte für das ein Anhaften verhindernde Material bzw. Haftverhinde- rungsmaterial besonders bevorzugt eine möglichst unpolare Verbindung eingesetzt werden, wobei beispielsweise Wachse natürlichen oder synthetischen Ursprungs diesen Zweck erfüllen, wie dies unten im Detail erörtert werden wird.
Für ein besonders einfaches und zuverlässiges Verarbeiten des ein Anhaften verhin- dernden Materials bzw. Haftverhinderungsmaterials wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial eine Trennkomponente, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthält. Die Trennkomponente stellt sicher, daß ein Anhaften in dem Bereich des nachfolgend zu entfernenden Teilbereichs zwischen den zu verbindenden Materialschichten zuverlässig verhindert wird. Das Bin- demittel dient insbesondere dazu, um das Haftverhinderungsmaterial während des Verbindungsvorgangs auf der Unterlage bzw. einer der miteinander zu verbindenden Materialschichten zu fixieren und eine Rheologie einzustellen, daß ein einwandfreies und problemloses Aufbringen ermöglicht wird. Darüber hinaus migriert bzw. wandert ein derartiges Bindemittel beispielsweise in das Material einer daran anschließenden flächigen Materialschicht, wodurch die Trennwirkung bzw. die Wirkung einer Verhinderung eines Anhaftens weiter verbessert wird. Das Lösungsmittel dient beispielsweise dazu, um das ein Anhaften verhindernde Material entsprechend einfach und zuverlässig zu verarbeiten.
In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial Kohlenwasserstoffwachse und - öle, Wachse und Öle auf Basis von Polyethylen- oder Polypropylenverbindungen, Wachse und Öle auf Basis von organischen Polyfluorverbindungen, Estern von Fettsäuren und Alkoholen oder Polyamiden, siliziumorganische Verbindungen und/oder Mischungen davon enthält. Derartige Wachse und Öle sind entsprechend dem Einsatzzweck in unterschiedlichen Ausführungsformen und mit unterschiedlichen che- mischen und physikalischen Eigenschaften in großer Anzahl verfügbar, so daß sie entsprechend den miteinander zu verbindenden Materialschichten auswählbar sind. Kohlenwasserstoffwachse und -öle können hiebei von synthetischem oder natürlichem Ursprung, wie beispielsweise Paraffine sein. Neben insbesondere synthetischen Wachsen und Ölen auf Basis von Polyethylen- oder Polypropylenverbindungen können auch Modifikationen dieser Produktgruppen eingesetzt werden. Betreffend synthetische Wachse und Öle auf Basis von Polyfluor-organischen Verbindungen bzw. organischen Polyfluorverbindungen kann beispielsweise PTFE genannt werden. Wachse und Öl auf Basis von Estern von Fettsäuren und ein- oder mehrwertige Alkohole kön- nen synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein, wie beispielsweise Palmitin- oder Stearinsäurederivate, Carnaubawachs oder dgl. Betreffend siliziumorganische Verbindungen können beispielsweise Silikon und Silikonöl genannt werden.
Für eine einfache Aufbringung des erfindungsgemäßen Haftverhinderungsmaterials sowie zur zuverlässigen Ausbildung eines von einer Verbindung zwischen den miteinander zu verbindenden Materialschichten im Bereich des nachträglich zu entfernenden Teilbereichs vorgesehenen, freizuhaltenden Bereichs wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial von einer Paste gebildet ist. Eine derartige Paste bzw. wachsartige Paste läßt sich in einfacher und zuverlässiger Weise entsprechend präzise gemäß der nachfolgenden Durchtrennung bzw. Entfernung des Teilbereichs an bzw. auf einer der miteinander zu verbindenden Materialschichten zuverlässig und präzise aufbringen, so daß bei einer entsprechend vereinfachten Verfahrensführung nach einer Verbindung der miteinander zu verbindenden Materialschichten der Teilbereich in einfacher Weise entfernt werden kann, da im Bereich des nachträglich zu entfernenden Teilbereichs durch Vorsehen des ein Anhaften verhindernden Materials in Form einer wachsartigen Paste ein entsprechend freigestellter Bereich bzw. Bereich frei von einer anhaftenden Verbindung zwischen den Materialschichten zur Verfügung gestellt wird.
Für ein besonders einfaches und positionsgenaues Aufbringen des von einer Verbindung freizustellenden Bereichs für die nachträgliche Entfernung eines Teilbereichs einer der Materialschichten wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das ein Anhaften verhindernde Material durch ein Druckverfahren, insbesondere durch Siebdruck, Schablonendruck, Offsetdruck, Flexodruck, Tampon- druck, Tintenstrahldruck oder dgl. aufbringbar ist. Derartige wachsartige Pasten können für eine einfache Verarbeitbarkeit, beispielsweise in Form einer Mikrodispersion in polaren oder unpolaren, organischen Lösungsmitteln aufgebracht werden.
Zur Erleichterung der Aufbringung und Handhabung insbesondere der miteinander zu verbindenden Materialschichten wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial mit anorganischen und/oder organischen Füllstoffen und Additiven versehen wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform entspricht.
Zur Erzielung des gewünschten Trenneffekts durch ein Freistellen durch ein Aufbringen des Haftverhinderungsmaterials wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial einen Erweichungs- bzw. Fließpunkt von wenigstens 100 °C, insbesondere wenigstens 120 0C aufweist. Durch einen derartigen hohen Erweichungs- bzw. Schmelzpunkt der Schicht aus einem Haft- Verhinderungsmaterial kommt es beispielsweise bei der Herstellung einer Leiterplatte während eines Laminiervorgangs zu einem Härten der darüber hinaus eingesetzten Kleberlagen und bei weiterer Erhöhung der Temperatur während des Verbindungsbzw. Preßvorgangs zu einer Verflüssigung des erfindungsgemäßen, ein Anhaften verhindernden Materials bzw. Haftverhinderungsmaterials, wodurch sichergestellt wird, daß die durch das Haftverhinderungsmaterial für die nachträgliche Entfernung des Teilbereichs erforderliche Freistellung zuverlässig erhalten bleibt. Das Haftverhinderungsmaterial verhindert während des Verbindungsvorgangs durch Ausbildung einer flüssigen Schicht im nachträglich zu entfernenden Teilbereich eine voliflächige Verbindung, beispielsweise Verklebung der miteinander zu verbindenden Materialschichten.
Zur Erzielung gewünschter, geringer Schichtstärken unter Aufrechterhaltung der erfindungsgemäß vorgesehenen Freistellung des zu entfernenden Teilbereichs bzw. Verhinderung eines Anhaftens wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial in einer Schichtstärke von weniger als 25 μm, insbesondere weniger als 15 μm, aufbringbar ist. Hiebei können Schichtdicken bis 50 μm oder gegebenenfalls mehr vorgesehen sein.
Im Zusammenhang mit einem Vorsehen eines vergleichsweise hohen Erweichungspunkts für das erfindungsgemäße Haftverhinderungsmaterial, welches unter anderem ein Lösungsmittel enthält, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Lösungsmittel einen Siedepunkt von weniger als 220 0C, ins- besondere etwa 180 bis 200 0C aufweist. Hiedurch wird sichergestellt, daß während einer Aufbringung des Haftverhinderungsmaterials keine Probleme beispielsweise im Hinblick auf eine vorzeitige Trocknung entstehen. Darüber hinaus wird durch einen derartigen Siedepunkt sichergestellt, daß bei einer weiteren Erhöhung der Temperatur das Lösungsmittel im wesentlichen vollständig entfernt wird bzw. abgedampft wird.
Für eine besonders einfache und zuverlässige Formulierung des erfindungsgemäßen Haftverhinderungsmaterials wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß als Bindemittel ein Zellulosederivat oder eine wasserlösliche, vor- zugsweise alkalisch verseifbare Verbindung enthalten ist.
Zur Lösung der oben genannten Aufgaben ist darüber hinaus ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der nachfolgenden Entfernung des Teilbereichs ein von einer unmittelbaren Verbindung zwischen den Materialschichten freigestellter Bereich durch Aufbringen eines Haftverhinderungsmaterials gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon vorgesehen wird. Dadurch, daß erfindungsgemäß im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung bzw. Entfernung eines Teilbereichs ein von einer Verbindung freigestellter Bereich durch Aufbringen bzw. Anordnen des erfindungsgemäßen Haftverhin- derungsmaterials vorgesehen wird, wodurch insbesondere ein Anhaften des in weiterer Folge zu entfernenden Teilbereichs an der anzuordnenden weiteren Materialschicht verhindert wird, kann zuverlässig eine nachträgliche Durchtrennung der den zu entfernenden Teilbereich aufweisenden Materialschicht ohne Einhaltung von überaus genauen Toleranzen für die Durchführung des Durchtrennungsschritts beispielsweise im Hinblick auf die Tiefe der Durchtrennung zur nachfolgenden Entfernung des Teilbereichs durchgeführt werden. Darüber hinaus wird durch das Vorsehen eines von einer Verbindung freigestellten Bereichs ermöglicht, insbesondere auf eine Vorkonfektionie- rung und/oder Formatierung von eine Verbindung ermöglichenden Schichten im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung und Entfernung des Teilbereichs zu verzich- ten, so daß Vorbereitungsschritte für die Herstellung bzw. Vorbereitung der anzuordnenden bzw. zu verbindenden Materialschichten und einer zur Verbindung heranzuziehenden Schicht vereinfacht werden können. Aufgrund der Tatsache, daß im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung bzw. Entfernung eines Teilbereichs auf eine Vorkon- fektionierung einer Haft- bzw. Verbindungslage bzw. anzuordnenden Schicht verzichtet werden kann, kann darüber hinaus auch mit dünnen bzw. dünneren derartigen Zwischenschichten bzw. Verbindungslagen aus einem ein Anhaften verhindernden Mate- rial bzw. Haftverhinderungsmaterial zwischen den miteinander zu verbindenden Metallschichten das Auslangen gefunden werden. Es können somit erfindungsgemäß im wesentlichen vollflächige Materialschichten zum Einsatz gelangen, wobei der ein Anhaften verhindernde Bereich zur Ausbildung der Freistellung einfach aufgebracht bzw. vorgesehen werden kann.
Im Zusammenhang mit einer Herstellung einer Leiterplatte läßt sich insbesondere eine Miniaturisierung einer derartigen Leiterplatte und insbesondere einer starr-flexiblen Leiterplatte durch eine Minimierung der gesamten herzustellenden Leiterplatte erzielen, wobei auch Probleme, wie sie oben im Zusammenhang mit dem bekannten Stand der Technik betreffend eine Registriergenauigkeit bei Vorsehen von dicken Schichten bei Erfordernis einer Konfektionierung bzw. Formatierung von Zwischenlagen auftreten, zuverlässig vermieden werden können.
Für eine besonders einfache Verarbeitung des erfindungsgemäßen Haftverhinderungsmaterials wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial nach dem Aufbringen einem Trocknungs- und/oder Härtungsverfahren unterworfen wird. Ein derartiges Trocknungs- und/oder Härtungsverfahren kann entsprechend den eingesetzten Materialien für das Haftverhinderungsmaterial durchgeführt werden und insbesondere in Abstimmung mit den daran anschließenden Materialschichten gewählt werden.
Zur Erzielung gewünschter geringer Schichtstärken bzw. -dicken unter Aufrechthaltung der erfindungsgemäß vorgesehenen Freistellung des zu entfernenden Teilbereichs bzw. Verhinderung eines Anhaftens wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial in einer Schichtstärke von weniger als 25 μm, insbesondere weniger als 15 μm, aufgetragen wird.
Wie oben bereits mehrfach angeführt, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren ins- besondere im Zusammenhang mit der Herstellung einer Leiterplatte besonders günstig einsetzen, wobei in diesem Zusammenhang gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, daß die miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten von Schichten bzw. Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte gebildet werden. Darüber hinaus wird in diesem Zusammenhang bevorzugt vorgeschlagen, daß die miteinander zu verbindenden Materialschichten durch einen Laminierprozeß verbunden werden, wobei durch die oben erwähnten Materialeigenschaften des erfindungsgemäßen Haftverhinderungsmaterials, beispielsweise im Hinblick auf den Erweichungs- punkt des Haftverhinderungsmaterials sowie den Siedepunkt des in diesem Material enthaltenen Lösungsmittels spezielle Erfordernisse insbesondere im Zusammenhang mit der Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte und der im Rahmen der Herstellung einer derartigen mehrlagigen Leiterplatte eingesetzten Materialien berücksichtigt werden können.
Für eine besonders zuverlässige und einfache Entfernung bzw. Lösung des nach der Verbindung der miteinander zu verbindenden flächigen Materialschichten zu entfernenden Teilbereichs wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß Randbereiche des zu entfernenden Teilbereichs durch ein Fräsen, Ritzen, Schneiden, insbesondere Laser- schneiden definiert und/oder entfernt werden, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht. Ein derartiges Fräsen, Ritzen, Schneiden oder dgl. kann in Anpassung an die miteinander zu verbindenden flächigen Materialien entsprechend genau und zuverlässig durchgeführt werden, wobei selbst bei Verwendung von geringe Dicken bzw. Stärken aufweisenden Materialien, wie beispielsweise im Zusammenhang mit der Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte, eine entsprechend genaue und zuverlässige Durchführung des Trennvorgangs möglich ist. Darüber hinaus sind, wie oben bereits ausgeführt, durch die ein Anhaften verhindernde Materialschicht die Anforderungen an die hiefür einzuhaltenden Toleranzen entsprechend geringer.
Zur Lösung der oben genannten Aufgaben ist darüber hinaus eine mehrlagige Struktur der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich eines nach Durchführung der Verbindung der Materialschichten zu entfernenden Teilbereichs ein von einer unmittelbaren Verbindung zwischen den miteinander zu verbin- denden Materialschichten freigestellter Bereich durch Aufbringen eines Haftverhinderungsmaterials gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon vorgesehen ist. Es läßt sich somit einfach eine Verbindung zwischen wenigstens zwei im wesentlichen flächigen Materialschichten zur Verfügung stellen, wobei eine nachträgliche Entfernung eines zu entfernenden Teilbereichs durch das Vorsehen und ein- faches Aufbringen eines ein Anhaften verhindernden Materials bzw. Haftverhinderungsmaterials bereitstellbar ist. Darüber hinaus läßt sich eine verbesserte Ausrichtung bzw. Registrierung der miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten zur Verfügung stellen.
Zur einfachen Ausbildung der Freistellung im Bereich des nachträglich zu entfernenden Teilbereichs der miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten wird vorgeschlagen, daß das ein Anhaften verhindernde Material von einer Wachspaste gebildet ist.
Zur Erzielung entsprechend geringer Gesamtdicken der erfindungsgemäßen, mehrla- gigen Struktur wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß das Haftverhinderungsmaterial in einer Schichtstärke von weniger als 25 μm, insbesondere weniger als 15 μm, aufgetragen ist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen mehrlagigen Struktur entspricht.
Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß die miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten von Schichten bzw. Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte gebildet sind.
Eine besonders zuverlässige Verbindung läßt sich dadurch zur Verfügung stellen, daß die miteinander zu verbindenden Materialschichten durch einen Laminierprozeß verbunden sind.
Eine zuverlässige Entfernung des nach der Verbindung der miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten zu entfernenden Teilbereichs läßt sich darüber hinaus dadurch erzielen, daß Randbereiche des zu entfernenden Teilbereichs durch ein Fräsen, Ritzen, Schneiden, insbesondere Laserschneiden definierbar und/oder entfernbar sind, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen, mehrlagigen Struktur entspricht.
Wie bereits mehrfach ausgeführt, wird darüber hinaus erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das erfindungsgemäße Haftverhinderungsmaterial oder eine bevorzugte Ausführungsform davon und/oder das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Ausführungsform davon und/oder die erfindungsgemäße mehrlagige Struktur oder eine bevorzugte Ausführungsform davon zur Herstellung einer mehrlagigen Lei- terplatte verwendet wird bzw. werden. Insbesondere im Zusammenhang mit einer derartigen erfindungsgemäßen Verwendung wird darüber hinaus bevorzugt vorgeschlagen, das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfindungsgemäße mehrlagige Struktur zur Erzeugung von Hohlräumen, insbesondere dreidimensionalen Hohlräumen bzw. Kavitäten in einer Leiterplatte zu ver- wenden.
Weitere bevorzugte Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen mehrlagigen Struktur liegen in einer Erzeugung wenigstens eines Kanals in einer Leiterplatte, einer Freistellung zur Erzeugung von Hohl- räumen, insbesondere dreidimensionalen Hohlräumen bzw. Kavitäten in einer Leiterplatte, einer Herstellung von abgesetzten und/oder stufenförmig ausgebildeten Teilbereichen einer Leiterplatte, einer Freistellung wenigstens eines Elements, insbesondere Registrierelements im Inneren bzw. in Innenlagen einer mehrlagigen Leiterplatte und/oder einer Herstellung einer starr-flexiblen Leiterplatte.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen, mehrlagigen Struktur unter Einsatz des erfindungsgemäßen Haftverhinderungsmaterials näher erläutert.
In dieser zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer flächigen Materialschicht einer erfindungsgemäß herzustellenden mehrlagigen Struktur in Form eines starren Bereichs einer starr-flexiblen Leiterplatte als einer erfindungsge- mäßen mehrlagigen Struktur;
Fig. 2 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung einen Schnitt durch den starren Bereich der starr-flexiblen Leiterplatte, wobei Fräskanten im Bereich einer nachfolgenden Durchtrennung des zu entfernenden Teilbereichs des starren Bereichs vorgesehen sind; Fig. 3 in einer zu Fig. 1 und 2 ähnlichen Darstellung den Schnitt durch den starren Bereich der starr-flexiblen Leiterplatte, wobei im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung sowie der Fräskanten zur Ausbildung einer Freistellung zur Verhinderung einer unmittelbaren Verbindung zwischen den von dem starren Bereich und dem flexiblen Bereich der Leiterplatte gebildeten im wesentlichen flächigen Materialschichten ein Haftverhinderungsmaterial gemäß der Erfindung vorgesehen bzw. aufgebracht ist; Fig. 4 einen zu den vorangehenden Figuren wiederum ähnlichen Schnitt, wobei eine Schicht aus nicht-leitendem Material bzw. einem Dielektrikum und ein flexibler Bereich der starr-flexiblen Leiterplatte als zweite im wesentlichen flächige Materialschicht auf dem starren Bereich der ersten Materialschicht angeordnet bzw. festgelegt sind;
Fig. 5 in einem wiederum ähnlichen Schnitt die erfindungsgemäße, mehrlagige
Struktur in Form der starr-flexiblen Leiterplatte nach einer Durchtrennung des starren
Bereichs;
Fig. 6 schematisch einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer im wesentlichen flächigen Materialschicht einer Leiterplatte als eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellende, erfindungsgemäße, mehrlagige Struktur; Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch die in Fig. 6 dargestellte flächige Materialschicht, wobei eine Schicht aus einem ein Anhaften verhindernden Material bzw. Haftverhinderungsmaterial gemäß der Erfindung aufgebracht ist bzw. wird; Fig. 8 einen schematischen Schnitt durch die in Fig. 6 und 7 dargestellte flächige Materialschicht, welche mit wenigstens einer weiteren flächigen Materialschicht zur Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte als einer erfindungsgemäßen mehrlagigen Struktur verbunden ist bzw. wird; Fig. 9 in einer zu Fig. 8 ähnlichen Darstellung einen schematischen Schnitt durch den nachträglich zu entfernenden Teilbereich der mehrlagigen Struktur, welcher durch ein Schneiden begrenzt bzw. definiert ist; und
Fig. 10 eine Darstellung ähnlich zu Fig. 9 ist, wobei der bei der Darstellung gemäß Fig. 9 geschnittene bzw. begrenzte Teilbereich entfernt wird.
Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, mehrlagigen Struktur, welche unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und eines erfindungsgemäßen Haftverhinderungsmaterials in Form einer starr-flexiblen Leiterplatte hergestellt wird, wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 beschrieben.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines starren, mehrlagigen Bereichs 1 als eine erste im wesentlichen flächige Materialschicht einer in weiterer Folge herzustellenden, starr-flexiblen Leiterplatte als einer mehrlagigen Struktur gezeigt. Hiebei sind einzelne Metall- bzw. Kupferschichten 2 beispielsweise durch isolierende bzw. Prepreg- Schichten 3 und einen Kern 4 getrennt. Verbindungen zwischen einzelnen Kupfer- schichten 2 sind über Mikrovias 5 sowie Durchtrittsöffnungen 6 angedeutet. Zur Herstellung einer starr-flexiblen Leiterplatte werden im Bereich einer nachfolgenden Durchtrennung des starren, mehrlagigen Bereichs 1 der herzustellenden, starrflexiblen Leiterplatte Fräskanten 7 ausgebildet, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.
Zur Erzielung einer Freistellung bzw. Verhinderung einer unmittelbaren Verbindung zwischen dem in weiterer Folge zu durchtrennenden, starren Bereich 1 der Leiterplatte und einer zur Verbindung mit einem flexiblen Bereich als zweiter im wesentlichen flächiger Materialschicht der Leiterplatte vorzusehenden und anzuordnenden Schicht aus nicht-leitendem Material oder einem Dielektrikum wird nachträglich an die Ausbildung der Fräskanten 7 in der in Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform ein ein derartiges Anhaften verhinderndes Material bzw. Haftverhinderungsmaterial 8 im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung und in den durch die Fräskanten 7 ausgebildeten Rillen bzw. Nuten angeordnet. Das Haftverhinderungsmaterial kann beispielsweise von einer wachsartigen Paste 8 gebildet sein, wobei eine derartige wachsartige Paste 8 in ein- fachen Verfahrensschritten, beispielsweise durch ein Druckverfahren, insbesondere durch Siebdruck oder Schablonendruck, im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung sowie in die Fräskanten 7 aufgetragen bzw. eingebracht wird. Abhängig von dem eingesetzten Material 8 bzw. der wachsartigen Paste kann nachfolgend auf das Aufbringen des Materials bzw. der Paste 8 ein Trocknungs- und/oder Härtungsverfahren vor- gesehen sein.
Das Material bzw. die Paste 8 kann hiebei in Form einer Mikrodispersion in polaren oder unpolaren, organischen Lösungsmitteln aufgebracht werden. Darüber hinaus ist für eine einfache Verarbeitbarkeit und zur einfachen Handhabbarkeit vorgesehen, daß die Paste 8 beispielsweise von Polyethylenwachsen, Polypropylenwachsen, auf Teflon basierenden Wachsen und/oder Mischungen davon gebildet ist.
Zur weiteren Unterstützung der Verarbeitbarkeit kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß die Paste 8 mit anorganischen und/oder organischen Füllstoffen und/oder Additi- ven versehen ist.
Zur Erzielung entsprechend geringer Schichtdicken bzw. Gesamtstärken der herzustellenden, starr-flexiblen Leiterplatte ist darüber hinaus vorgesehen, daß die Paste bzw. das ein Anhaften verhindernde Material 8 mit einer Schichtstärke von weniger als 25 μm, insbesondere weniger als 15 μm, im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung aufgebracht wird. Weitere Ausführungsbeispiele eines einzusetzenden Haftverhinderungsmaterials werden unten gegeben.
Während in der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform eine Ausbildung der Fräskanten 7 vor dem Aufbringen des Haftverhinderungsmaterials bzw. der Paste 8 vorgesehen ist, kann alternativ die Paste 8 im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung des starren, insbesondere mehrlagigen Bereichs der Leiterplatte aufgebracht werden, wonach anschließend die Fräskanten 7 das aufgebrachte Material 8 durch- dringen.
Wie in Fig. 4 gezeigt, erfolgt nach einem Aufbringen des Haftverhinderungsmaterials bzw. der Wachspaste 8 im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung sowie der Fräskanten 7 eine Aufbringung bzw. Anordnung einer Verbindungsschicht 9 aus nicht-lei- tendem Material oder einem Dielektrikum, wobei diese Verbindungsschicht 9 beispielsweise von einer an sich bekannten Folie, beispielsweise einem Prepreg oder einer RCC-Folie, oder auch von einem flüssigen Dielektrikum gebildet sein kann. Anschließend an die Schicht 9 aus nicht-leitendem Material bzw. einem Dielektrikum ist ein flexibler Teilbereich 10 der herzustellenden, starr-flexiblen Leiterplatte angedeutet, wobei der flexible Bereich 10 der herzustellenden, starr-flexiblen Leiterplatte ebenso wie der starre Bereich 1 mehrlagig ausgebildet sein kann.
Durch die Anordnung des ein Anhaften verhindernden Materials 8 bzw. der wachsartigen Paste kann für die anzuordnende Schicht 9 aus nicht-leitendem Material oder einem Dielektrikum auf eine Vorkonfektionierung und/oder Formatierung insbesondere im Bereich der nachfolgenden Durchtrennung im Bereich der Fräskanten 7 verzichtet werden, so daß Vorbereitungsschritte für die anzuordnende Schicht 9 aus nicht-leitendem Material oder einem Dielektrikum vereinfacht bzw. verringert werden können.
Durch das Vorsehen des freigestellten Bereichs im Bereich der Aufbringung des Materials 8 auf dem starren Bereich 1 der herzustellenden, starr-flexiblen Leiterplatte kann darüber hinaus mit geringeren Schichtstärken der Schicht 9 das Auslangen gefunden werden, deren Dicke beispielsweise mit weniger als 50 μm, insbesondere 40 μm oder weniger, gewählt wird. Durch Vorsehen derartiger geringer Schichtdicken der zwischen dem starren Bereich 1 und dem flexiblen Bereich 10 der herzustellenden, starr-flexiblen Leiterplatte anzuordnenden Schicht aus nicht-leitendem Material kann nicht nur eine Verringerung der Gesamtdicke der herzustellenden, starr-flexiblen Leiterplatte unterstützt werden, sondern es kann auch die Positionier- sowie Registriergenauigkeit der miteinander zu verbindenden Bereiche und von nachfolgenden Durchtrittsöffnungen bzw. Mikrovias erhöht werden.
In Fig. 5 ist ein Schnitt durch die aus dem starren Bereich 1 und dem flexiblen Bereich 10 gebildete, starr-flexible Leiterplatte als mehrlagige Struktur dargestellt, wobei im Bereich der Fräskanten 7 eine Durchtrennung 11 zwischen den nunmehr voneinander getrennten, starren Teilbereichen 12 und 13 vorgenommen wurde. Diese Durchtren- nung 11 stellt hiebei einen nach der Verbindung der flächigen Materialschichten nachträglich zu entfernenden Teilbereich dar. Darüber hinaus ist angedeutet, daß eine Verbindung zwischen dem flexiblen Bereich 10 der Leiterplatte und den nunmehr voneinander getrennten, starren Teilbereichen 12 und 13 durch zusätzliche Mikrovias bzw. Durchtrittsöffnungen 14 erzielbar ist.
Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 5 weiters ersichtlich, können ohne besondere Berücksichtigung bzw. ohne Einhaltung von sehr genauen Toleranzen betreffend die Schnittiefe der Durchtrennung bzw. des zu entfernenden Teilbereichs 11 durch Vorsehen des eine Verbindung freistellenden bzw. verhindernden Bereichs durch Aufbrin- gen des Haftverhinderungsmaterials 8 auch die Herstellung der Durchtrennung und somit nachfolgende Verfahrensschritte vereinfacht werden.
Durch entsprechende Wahl des ein Anhaften verhindernden Materials bzw. der wachsartigen Paste 8 als auch der zwischen dem starren Bereich 1 bzw. den nachfolgend voneinander getrennten, starren Bereichen 12 und 13 und dem flexiblen Bereich 10 der Leiterplatte anzuordnenden Schicht 9 aus nicht-leitendem Material oder einem Dielektrikum können weiters gesetzlich vorgeschriebene Beschränkungen bei der Verwendung bestimmter, gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten in einfacher Weise berücksichtigt werden.
Durch Vorsehen der Freistellung durch Aufbringen eines Haftverhinderungsmaterials bzw. einer Wachspaste 8 kann somit mit vereinfachten Verfahrensschritten insbesondere bei der Vorbereitung bzw. Herstellung der zwischen dem flexiblen Bereich 10 und dem starren Bereich 1 anzuordnenden Schicht 9 als auch nachfolgenden Verfahrens- schritten bei der Durchtrennung das Auslangen gefunden werden. Durch die Verwendung von geringen Schichtstärken für die Verbindung des flexiblen Bereichs 10 sowie des starren Bereichs 1 bzw. der voneinander getrennten, starren Bereiche 12 und 13 und der dadurch erzielbaren, geringen Schichtstärke sowie der daraus resultierenden Verbesserungen der Registriergenauigkeit, wird es darüber hin- aus möglich, Leiterplatten mit flexiblen Lagen 10 für hochkomplexe Bauteile auch in großen Formaten, beispielsweise im Produktionsformat von HDI-Leiterplatten von mehr als 18 x 24 Zoll, zur Verfügung zu stellen.
Die in Fig. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsform einer mehrlagigen, starren Leiterplatte bzw. eines starren Bereichs 1 der Leiterplatte stellt zu Illustrationszwecken lediglich ein vereinfachtes Beispiel einer derartigen mehrlagigen Leiterplatte als einer mehrlagigen
Struktur dar, wobei eine größere Anzahl bzw. Vielzahl von insbesondere leitenden
Schichten 2 als auch eine Kontaktierung über Mikrovias 5 bzw. Durchtrittsöffnungen 6 bzw. 14 entsprechend der gewünschten Komplexität des herzustellenden Bauteils Verwendung finden kann.
Bei dem in Fig. 6 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel einer abgewandelten, mehrlagigen Struktur wiederum in Form einer herzustellenden, mehrlagigen Leiterplatte ist mit 20 allgemein ein strukturierter Kern einer derartigen Leiterplatte bezeichnet, wobei dieser Kern 20 aus mehreren Lagen bzw. Schichten besteht, wobei insbesondere die in Fig. 6 dargestellte obere Lage bzw. Schicht entsprechend strukturiert ist.
Der eine im wesentlichen flächige Materialschicht darstellende Kern 20 aus einer oder mehreren Lage(n) wird in weiterer Folge, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, für eine Verbin- düng mit weiteren Schichten bzw. Lagen als zusätzliche im wesentlichen flächige Materialschichten in einem Teilbereich mit einem ein Anhaften verhindernden Material bzw. Haftverhinderungsmaterial 21 versehen, welches beispielsweise durch ein Siebdrucken aufgebracht wird.
Nachfolgend auf die in Fig. 7 gezeigte Aufbringung des ein Anhaften verhindernden Materials 21 auf die von dem Kern 20 gebildete, im wesentlichen flächige Materialschicht erfolgt eine Verbindung in an .sich bekannter Weise beispielsweise durch einen Laminiervorgang des flächigen Kerns 20 mit einer Vielzahl von wiederum im wesentlichen flächigen Materialschichten 22 und 23, wobei auch in Fig. 8 der mit dem Haft- Verhinderungsmaterial versehene Teilbereich mit 21 bezeichnet ist. Die in Fig. 8 darge- stellte flächige Materialschicht 23 kann wiederum insbesondere an ihrer Oberseite entsprechend strukturiert ausgebildet sein.
Nach dem in Fig. 8 dargestellten Verbindungsvorgang zwischen der Mehrzahl von im wesentlichen flächigen Materialschichten 20, 22 und 23 erfolgt, wie dies aus Fig. 9 ersichtlich ist, beispielsweise durch ein Schneiden, insbesondere ein Laserschneiden unter Ausbildung von Schnittlinien bzw. Vertiefungen 24 eine Begrenzung bzw. Definition eines Teilbereichs 25 der im wesentlichen flächigen Materialschicht 23. Durch das unterhalb des zu entfernenden Teilbereichs 25 vorgesehene Haftverhinderungsma- terial 21 gelingt in einfacher Weise nach Ausbildung der Schnittlinie bzw. begrenzenden Vertiefungen 24 eine einfache und zuverlässige Entfernung des Teilbereichs 25, wie dies in Fig. 10 dargestellt bzw. angedeutet ist.
In der in Fig. 6 bis 10 dargestellten Ausführungsform sind zwischen den einzelnen im wesentlichen, im wesentlichen flächigen Materialschichten zusätzliche Schichten angedeutet, welche für sich gesehen im Zusammenhang mit der Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte bekannt sind und somit nicht im Detail erörtert werden.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis 10 ist klar ersichtlich, daß durch ein Vorsehen einer Freistellung im Zusammenhang mit einer Verbindung von im wesentlichen flächigen Materialien bzw. Materialschichten 20, 22 und 23 durch ein Aufbringen eines beispielsweise von einer Wachspaste gebildeten Haftverhinderungsmaterials 21 in weiterer Folge eine einfache und zuverlässige Entfernung von Teilbereichen 25 wenigstens einer miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Schicht 23 er- möglicht wird.
Anstelle des in Fig. 9 dargestellten bzw. angeführten Schneidens, beispielsweise Laserschneidens, kann beispielsweise ein Fräsen, wie dies in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5 gezeigt ist, oder ein Ritzen oder ähnliches Durchtrennen der wenig- stens einen Materialschicht 23 vorgenommen werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis 10 ist ersichtlich, daß durch eine Entfernung des Teilbereichs 25 beispielsweise ein Hohlraum bzw. eine Kavität 26, insbesondere ein dreidimensionaler Hohlraum in Teilbereichen bzw. einzelnen Schichten bzw. Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte hergestellt werden kann. Ein derartiger Hohlraum 26 durch Entfernung des Teilbereichs bzw. Elements 25 kann darüber hinaus zur nachfolgenden Anordnung von getrennten Elementen in Innenbereichen bzw. inneren Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte verwendet bzw. eingesetzt werden.
Darüber hinaus läßt sich durch eine Entfernung von Teilbereichen eine Leiterplatte mit abgesetzten und/oder stufenförmig ausgebildeten Teilbereichen für spezielle Anwendungszwecke zur Verfügung stellen.
Das ein Anhaften verhindernde Material bzw. Haftverhinderungsmaterial 8 bzw. 21 kann neben den in den in den obigen Ausführungsformen genannten Materialien beispielsweise auch durch Kohlenwasserstoffwachse und -öle, Wachse und Öle auf Basis von Polyethylen- oder Polypropylenverbindungen, Wachse und Öle auf Basis von organischen Polyfluorverbindungen, Estern von Fettsäuren und Alkoholen oder Polyami- den, siliziumorganische Verbindungen und/oder Mischungen gebildet werden.
Anstelle der Ausbildung einer mehrlagigen Struktur einer mehrlagigen Leiterplatte, wie dies in den obigen Ausführungsbeispielen gezeigt ist, können derartige, mehrschichtige Strukturen auch aus von den Materialien zur Herstellung einer Leiterplatte unterschied- liehen Materialien, wie beispielsweise Folien oder blatt- bzw. plattenförmigen Materia- len gebildet werden. Nach bzw. bei einem einfachen und zuverlässigen Verbinden von im wesentlichen flächigen Materialschichten, wobei für die Verbindungsschicht auf eine Vorkonfektionierung bzw. Formatierung beispielsweise von Klebe- bzw. Verbindungsfolien verzichtet wird, können nachfolgend auf eine derartige vereinfachte Verbindung von im wesentlichen vollflächigen Materialschichten Teilbereiche einfach und zuverlässig durch das Vorsehen bzw. Aufbringen des Haftverhinderungsmaterials 8 bzw. 21 entfernt werden.
Zusätzlich zu den in den obigen Ausführungsbeispielen genannten Druckverfahren, beispielsweise Siebdruckverfahren, zur Aufbringung des Haftverhinderungsmaterials 8 bzw. 21 können beispielsweise insbesondere in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Haftverhinderungsmaterials ein Offsetdruck, Flexodruck, Tampondruck, Tinten- strahldruck oder dgl. vorgesehen sein bzw. angewandt werden.
Für eine zuverlässige Trennung bzw. Entfernung des nachträglich zu entfernenden Bereichs 11 bzw. 25 ist insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung des ein Anhaften verhindernden Materials 8 bzw. 21 , insbesondere in Form einer wachsartigen Paste darauf zu achten, daß dieses Haftverhinderungsmaterial einen entsprechenden Polaritätsunterschied sowie eine Unverträglichkeit zu der bzw. den anschließenden, im wesentlichen flächigen Materialschicht(en) aufweist.
Im Zusammenhang mit der Herstellung einer Leiterplatte sind somit beispielsweise Polaritätsunterschiede und Unverträglichkeiten mit Epoxidharz, Phenolharzen und Kupfer als häufig eingesetzten Schichten einer mehrlagigen Leiterplatte zu beachten.
Durch die erfindungsgemäße Möglichkeit einer strukturierten Aufbringung des Haftverhinderungsmaterials 8 bzw. 21 lassen sich somit in einfacher Weise nachfolgende Verfahrensschritte insbesondere im Zusammenhang mit einer Entfernung von nachträglich entfernbaren Teilbereichen 11 bzw. 25 einer mehrlagigen Struktur vereinfachen.
Durch Einsatz einer beispielsweise durch eine einfache Drucktechnik aufbringbaren Schicht bzw. Lage aus einem ein Anhaften verhindernden Material 8 bzw. 21 kann auf im Stand der Technik vorgesehene Formatierungs- bzw. Konfektionierungstechniken beispielsweise für Trennfolien verzichtet werden.
Darüber hinaus ist es bei Einsatz einer wachsartigen Paste für das Haftverhinderungsmaterial 8 bzw. 21 vorteilhaft, daß nach einer Entfernung beispielsweise des Teilbereichs 11 bzw. 25 gegebenenfalls verbleibende Rückstände des Haftverhinderungsmaterials 8 bzw. 21 in einfacher Weise und zuverlässig und insbesondere vollständig wiederum entfernt werden können.
Eine derartige Entfernung des Haftverhinderungsmaterials 8 bzw. 21 nach einer Entfernung des Teilbereichs 1 1 bzw. 25 kann beispielsweise mittels naß-chemischen oder mechanisch abrasiven Methoden oder auch durch Laser erfolgen, so daß eine vollständige Entfernung dieses Materials 8 bis 21 möglich wird. Nach einem Entfernen des Materials 8 bis 21 können somit unter diesen Material 8 liegende Strukturen, wie beispielsweise Pads, Leiterbahnen, Sacklochbohrungen, etc. für eine Kontaktierung weiterer Bauelemente herangezogen werden.
Insbesondere im Zusammenhang mit der Herstellung bzw. Be- bzw. Verarbeitung von Leiterplatten wird es durch das Freistellen bzw. Vorsehen eines Haftverhinderungsmaterials 8 bzw. 21 möglich, durch eine beispielsweise lokale Dickenreduktion einen Raum 26 für zusätzliche Bauelemente zur Verfügung zu stellen, wie dies oben erwähnt wurde. Durch eine derartige Bereitstellung eines Raums 26 insbesondere bzw. im wesentlichen im Inneren einer derartigen mehrlagigen Leiterplatte wird darüber hinaus ermöglicht, die gesamte Dicke einer derartigen mehrlagigen Leiterplatte durch ein Ein- betten derartiger Bauteile zu verringern, so daß Anforderungen im Hinblick auf eine Miniaturisierung von Leiterplatten Rechnung getragen werden kann.
Durch eine lokale Dickenreduktion können die im Bereich des entfernten Teilbereichs 25 anzuordnenden zusätzlichen Bauelemente insbesondere nach einer Entfernung des gegebenenfalls verbliebenden, ein Anhaften verhindernden Materials 21 , wie dies in Fig. 10 angedeutet ist, unmittelbar am Boden einer derartigen Ausnehmung bzw. eines derartigen Hohlraums 26 beispielsweise kontaktiert werden. Hiebei können in einfacher Weise beispielsweise bei der in Fig. 6 zur Verfügung gestellten Materialschicht 20 entsprechende Kontaktelemente bzw. leitfähige Strukturen im Bereich des nachträglich herzustellenden Hohlraums 26, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt werden.
Wie oben bereits angeführt, können durch die nachträgliche Entfernung von Teilbereichen 25 unter Ausbildung von Hohlräumen 26 auch entsprechende dreidimensional offene oder gegebenenfalls geschlossene Hohlräume zur Verfügung gestellt werden, wobei in diesem Zusammenhang beispielweise ausgehend von dem in Fig. 10 dargestellten Zustand weitere Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte zur Verfügung gestellt werden können.
Darüber hinaus läßt sich durch entsprechende Wahl bzw. Anordnung des Haftverhinderungsmaterials 8 bis 21 eine Ausbildung von Hohlräumen 26 über mehrere Lagen bzw. Schichten einer derartigen mehrlagigen Leiterstruktur zur Verfügung stellen, wie dies beispielsweise bei der ersten Ausführungsform in Fig. 5 angedeutet ist.
Somit läßt sich im Zusammenhang mit der Herstellung von Leiterplatten durch Entfernen von Teilbereichen 25 beispielsweise auch eine entsprechend vereinfachte Freistellung von Registrierelementen zur Verfügung stellen.
Eine Ausbildung von stufenförmigen bzw. abgesetzten Teilbereichen ermöglicht bei- spielsweise die Herstellung von verschachtelten bzw. sich überschneidenden Bereichen einer mehrlagigen Leiterplatte. Durch eine Entfernung von Teilbereichen durch Vorsehen des ein Anhaften verhindernden Materials bzw. Haftverhinderungsmaterials 8 bzw. 21 ist es darüber hinaus möglich, beispielsweise eine Reparaturmöglichkeit bestehender bzw. bereits bestück- ter Leiterplatten mit eingebetteten Bauteilen zur Verfügung zu stellen, falls beispielsweise vorsorglich im Bereich von gegebenenfalls einer hohen Ausfalls- bzw. Beschädigungsrate ausgesetzten Beauelementen entsprechend ein Haftverhinderungsmaterial vorgesehen wird, so daß nach einem Schadhaftwerden eines derartigen Bauelements durch Entfernen eines Teilbereichs eine Leiterplatte repariert werden kann, und nicht vollständig ersetzt werden muß, so daß ein einfacher Austausch von Bauteilen möglich wird und eine mehrlagige Struktur, welche aus wenigstens zwei miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten besteht, einfach zur Verfügung gestellt werden kann.
Nachgehend werden einige Ausführungsbeispiele des ein Anhaften verhindernden Materials bzw. Haftverhinderungsmaterials gegeben.
Beispiel 1
50 g Acrylverdicker wurden mit 370 g Wasser verdünnt, wobei unter Rühren 5,5 g von 25 %-iger Ammoniaklösung zugesetzt wurden. Der entstandene dickflüssige Firnis wurde als Bindemittel für das herzustellende Haftverhinderungsmaterial herangezogen.
In 200 g des oben gestellten Bindemittels wurden 200 g Polyethylenwachspulver mit Hilfe eines Vakuummischers dispergiert. Eine derartige Formulierung bzw. ein derartiges Haftverhinderungsmaterial ist für eine Aufbringung durch Siebdruck besonders geeignet.
Beispiel 2
Ausgehend von einem Bindemittel gemäß Beispiel 1 wurde ein Haftverhinderungsmaterial auf Basis einer Polyethylen/Carnaubawachs-Mischung ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt. Beispiel 3
Als Bindemittel für einen Einsatz mit öl- bzw. wachsartigen Komponenten wurden wie in Beispiel 1 50 g Acrylverdicker mit 370 g Wasser verdünnt. Anstelle des Zusatzes von Ammoniaklösung wurde diese Mischung mit 2 g 20 %-iger Natronlauge verseift.
Ein mit einem derartigen Bindemittel hergestelltes Haftverhinderungsmaterial zeigt eine verbesserte Wiederanlösbarkeit bei einem Druckvorgang.
Beispiel 4
Als Bindemittel ausgehend von dem Bindemittel gemäß Beispiel 1 wurde dieses anstelle einer Zugabe der Ammoniaklösung mit 5 g Triethanolamin verseift. Ein mit einem derartigen Bindemittel hergestelltes Haftverhinderungsmaterial zeigt ebenfalls eine ver- besserte Wiederanlösbarkeit bei einem Druckvorgang.
Beispiel 5
Eine auf einem Lösungsmittel basierende Bindemittelmischung wurde durch Lösung von 10,8 g Ethylcellulose in 89,2 g Ethoxypropanol hergestellt. Der entstandene dickflüssige Firnis wurde als Bindemittel für die Herstellung von Haftverhinderungsmaterialien verwendet.
Zu dem oben hergestellten Bindemittel in einer Menge von 160 g wurden 40 g PoIy- ethylenwachspulver beigesetzt und mit Hilfe eines Vakuummischers dispergiert.
Ein derartiges Haftverhinderungsmaterial ist für einen Auftrag durch ein Druckverfahren, insbesondere ein Siebdruckverfahren geeignet, und verfügt insbesondere über gute Theologische Eigenschaften.
Beispiel 6
Eine auf einem Lösungsmittel basierende Bindemittelmischung wurde durch ein Lösen von 36 g Ethylcellulose in 384 g DPGMA (Dipropylenglycolmethyletheracetat) herge- stellt. Der entstandene dickflüssige Firnis wurde als Bindemittel für die Herstellung von Haftverhinderungsmaterialien verwendet. In 420 g des oben hergestellten Firnis bzw. Bindemittels wurden 180 g Polyamidwachspulver mit Hilfe eines Vakuummischers dispergiert.
Es wurde eine für einen Siebdruck geeignete Formulierung mit guten Theologischen Eigenschaften, guter Wiederanlösbarkeit und Druckbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit erhalten.
Zur Verbesserung der Sichtbarkeit wurde der Mischung ein Farbstoff, beispielsweise 2 g löslicher Farbstoff, beispielsweise Neozaponblau 807 zugesetzt.
Beispiel 7
Anstelle des zur Herstellung des Bindemittels eingesetzten DPGMA wurde ein naphthenisch aromatisches Lösungsmittel eingesetzt.
Die weitere Formulierung des Haftverhinderungsmaterials entspricht dem Beispiel 6.
Beispiel 8
Zur Herstellung des Haftverhinderungsmaterials wurde ein Silikonharz in einem entsprechenden Lösungsmittel gelöst.
Beispiel 9
Als Haftverhinderungsmaterial wird ein thermisch polymerisierbares Silikon unmittelbar eingesetzt.

Claims

P a t e π t a n s p r ü c h e
1. Haftverhinderungsmaterial zum Einsatz beim Entfernen eines Teilbereichs (11) einer im wesentlichen flächigen Materialschicht (2), welche in einem Verbindungsvorgang mit wenigstens einer weiteren, im wesentlichen flächigen Materialschicht (9) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21) einen Polaritätsunterschied zu den daran anschließenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten (2, 9, 20, 23) aufweist.
2. Haftverhinderungsmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21) eine Trennkomponente, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthält.
3. Haftverhinderungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21) Kohlenwasserstoffwachse und -öle, Wachse . und Öle auf Basis von Polyethylen- oder Polypropylenverbindungen, Wachse und Öle auf Basis von organischen Polyfluorverbindungen, Estern von Fettsäuren und Alkoholen oder Polyamiden, siliziumorganische Verbindungen und/oder Mischungen davon enthält.
4. Haftverhinderungsmaterial nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21) von einer Paste gebildet ist.
5. Haftverhinderungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daß das Haftverhin- derungsmaterial (8, 21) durch ein Druckverfahren, insbesondere durch Siebdruck,
Schablonendruck, Offsetdruck, Flexodruck, Tampondruck, Tintenstrahldruck oder dgl. aufbringbar ist.
6. Haftverhinderungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21) mit anorganischen und/oder organischen Füllstoffen und Additiven versehen ist.
7. Haftverhinderungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21 ) einen Erweichungs- bzw. Fließ- punkt von wenigstens 100 0C, insbesondere wenigstens 120 0C aufweist.
8. Haftverhinderungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21) in einer Schichtstärke von weniger als 25 μm, insbesondere weniger als 15 μm, aufbringbar ist.
9. Haftverhinderungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel einen Siedepunkt von weniger als 220 0C, insbesondere etwa 180 bis 200 °C aufweist.
10. Haftverhinderungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, daß als Bindemittel ein Zellulosederivat oder eine wasserlösliche, vorzugsweise alkalisch verseifbare Verbindung enthalten ist.
11. Verfahren zum Entfernen eines Teilbereichs (1 1) einer im wesentlichen flächigen Materialschicht (2), welche in einem Verbindungsvorgang mit wenigstens einer weite- . ren, im wesentlichen flächigen Materialschicht (9) verbunden wird, dadurch gekenn-, zeichnet, daß im Bereich der nachfolgenden Entfernung des Teilbereichs (1 1 , 25) ein . von einer unmittelbaren Verbindung zwischen den Materialschichten (2, 9; 20, 23) freigestellter Bereich durch Aufbringen eines Haftverhinderungsmaterial (8, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21 ) nach dem Aufbringen einem Trocknungs- und/oder Härtungsverfahren unterworfen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftverhinderungsmaterial (8, 21) in einer Schichtstärke von weniger als 25 μm, insbesondere weniger als 15 μm, aufgetragen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten von
Schichten bzw. Lagen (2, 4, 9; 20, 22, 23) einer mehrlagigen Leiterplatte gebildet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Materialschichten (2, 4, 9; 20, 22, 23) durch einen Lami- nierprozeß verbunden werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Randbereiche (7, 24) des zu entfernenden Teilbereichs (11 , 25) durch ein Fräsen, Ritzen, Schneiden, insbesondere Laserschneiden definiert und/oder entfernt werden.
17. Mehrlagige Struktur, welche aus wenigstens zwei miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich eines nach Durchführung der Verbindung der Materialschichten (2, 9; 20, 23) zu entfernenden Teilbereichs (11 , 25) ein von einer unmittelbaren Verbindung zwi- sehen den miteinander zu verbindenden Materialschichten freigestellter Bereich durch Aufbringen eines Haftverhinderungsmaterial (8, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist.
18. Mehrlagige Struktur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftver--. hinderungsmaterial (8, 21) in einer Schichtstärke von weniger als 25 μm, insbesondere,, weniger als 15 μm, aufgetragen ist.
19. Mehrlagige Struktur nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden, im wesentlichen flächigen Materialschichten von Schichten bzw. Lagen (2, 4, 9; 20, 22, 23) einer mehrlagigen Leiterplatte gebildet sind.
20. Mehrlagige Struktur nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Materialschichten (2, 4, 9; 20, 22, 23) durch einen Laminierprozeß verbunden sind.
21. Mehrlagige Struktur nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Randbereiche (7, 24) des zu entfernenden Teilbereichs (11 , 25) durch ein Fräsen, Ritzen, Schneiden, insbesondere Laserschneiden definierbar und/oder entfernbar sind.
22. Verwendung eines Haftverhinderungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 16 oder einer mehrlagigen Struktur nach einem der Ansprüche 17 bis 21 zur Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte.
23. Verwendung nach Anspruch 22, zur Erzeugung von Hohlräumen, insbesondere dreidimensionalen Hohlräumen bzw. Kavitäten in einer Leiterplatte.
24. Verwendung nach Anspruch 22, zur Erzeugung wenigstens eines Kanals in einer Leiterplatte.
25. Verwendung nach Anspruch 22, zur Freistellung wenigstens eines Elements, insbesondere Registrierelements im Inneren bzw. in Innenlagen einer mehrlagigen Leiterplatte.
26. Verwendung nach Anspruch 22, zur Herstellung von abgesetzten und/oder stufenförmig ausgebildeten Teilbereichen einer Leiterplatte.
27. Verwendung nach Anspruch 22, zur Herstellung einer starr-flexiblen Leiterplatte.
PCT/AT2008/000029 2007-02-16 2008-01-30 Haftverhinderungsmaterial, verfahren zum entfernen eines teilbereichs einer flächigen materialschicht sowie mehrlagige struktur und verwendung hierfür WO2008098271A1 (de)

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