WO2013092127A2 - Schaltungsträger mit einem leitpfad und einer elektrischen schirmung und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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Definitions

  • Circuit carrier with a conductive path and an electrical shielding and method for its production
  • the invention relates to a circuit carrier having a digital circuit, in which at least two components are electrically contacted to one another via a conductive path.
  • a circuit carrier having a digital circuit, in which at least two components are electrically contacted to one another via a conductive path.
  • other components and further control paths may also belong to the digital circuit.
  • Circuit board provided with an electrical shield that spans at least one of the components.
  • the invention relates to a method for the production of a populated circuit carrier, in which the scarf ⁇ tion carrier is equipped with at least two components.
  • these components via at least one Leit ⁇ path electrically contacted with each other or with other units electrically.
  • At least one of the components is also provided with an electrical shield 1.
  • Circuit carriers of the type specified are generally known. This digital circuits can be realized who ⁇ . These circuits can be susceptible to spurious radiation and also cause even spurious emissions. For this reason, electrical shields are used, which ensure the protection of the digital circuit on the one hand and the environment of the digital circuit on the other hand. This is often required for egg ⁇ nen trouble-free operation of the digital circuit. , Special significance the problem when a high-frequency circuit is integrated into the digital ⁇ circuit as high-frequency circuits emit relatively strong interference. These are therefore usually shielded, al ⁇ however lerdings the connecting lines (guide paths) must be led out of the shield. This results in unshielded line sections of the guide path, which can be a source for the coupling or emission of interference signals.
  • millimeter wave circuits which are operated at a high frequency of more than 30 GHz, contacted by wire bonding. Due to the process, a certain action space is required for the wire bonding, which is why the high-frequency components of the other components of the digital circuit are arranged with a certain distance. These distances are bridged by the conductive paths, which makes effective shielding difficult.
  • Shields may consist of electrically conductive lids which are connected to a ground plane. Here, a ground connection is required. From the conductive lids, the shortest possible open lines are led out and are not electrically screened in this area.
  • the object of the invention is to specify a circuit substrate as well as a method for the production thereof in which a digital circuit having at least two components and an electrical contacting can be produced inexpensively and with the smallest possible unshielded areas.
  • the object is achieved with the circuit substrate specified at the outset in that the electrical shielding and the light-conducting path are embodied in layers of one and the same layer structure covering the circuit carrier and the components.
  • the layer structure can advantageously with the individual layers a variety of tasks for the
  • the function of the electrical shielding and the generation of the guide path is also realized by layers in the layer structure.
  • the layers which form the shield and the guide path can be structured in a suitable manner. It is advantageous here that the structured layers produce a comparatively smaller space requirement
  • the digital circuit can therefore be advantageously carried out space-saving on the circuit substrate.
  • the structure of the shield can advantageously be brought closer to the guide path so that the proportion of unshielded guide paths can advantageously be reduced.
  • the electrical shielding and the guide path are realized in one and the same structured layer of the layer structure, wherein the guide path is completely separated from the electrical shield by an exemption.
  • the layer is made of an electrically conductive material, wherein the complete separation between the guide path and the shielding causes these two structures to be completely galvanically separated from each other in one and the same layer. Adjacent layers of the relevant electrically conductive layer must not cancel this galvanic isolation. They must be electrically insulating when they geometrically bridge the exemption.
  • the embodiments of the electrical shielding and the conductive path in one and dersel ⁇ ben structured layer has the advantage that the manufacturing expense ⁇ can be simplified for the layer structure. This is possible because the required material properties of the shield and of the guide path are comparable.
  • the area of the components to be shielded is spaced from the area of contacting by the conductive path, so that it is possible to generate the release between these two areas.
  • the layer having the electrical shield and / or the conductive path is applied to an electrically insulating layer, wherein the insulating layer passages to contact surfaces of the at least two components and / or passages to a ground terminal of the Circuit carrier has.
  • the insulating layer advantageously simplifies the insulation of the electrical shielding and / or the conductive path. send position opposite the circuit carrier. An electrical contact to the present on the circuit board pads or the ground terminal to betechnikstelli ⁇ gen, the insulating layer must therefore be broken with passages throughput. These passages are filled to make contact with an electrically conductive material. It is advantageous if the insulating layer consists of a photo-structurable material. As a result, areas which do not require electrical insulation between the layer having the shield and / or the conductive path and the circuit ⁇ carrier can be removed by photochemical methods. These include the already mentioned passages.
  • the layer having the electrical shield and / or the conductive path is provided with an electrically conductive reinforcing layer.
  • an electrically conductive reinforcing layer is provided with an electrically conductive reinforcing layer.
  • This can then be patterned and then increased, for example, in an electroplating process in its layer thickness such that at the end a sufficient cross-sectional area of the conductive path or a genü ⁇ constricting thickness of the electrical shielding is achieved.
  • the production of the layer with reinforcing layers thus has procedural advantages, resulting in cost advantages and the saving of manufacturing time.
  • the layer having the electrical shielding has recesses in the region of the electrical shielding.
  • This can advantageously be achieved that the shielding effect of the electrical shielding can be adapted to the particular application.
  • the recesses verän- countries the electrical behavior of electrical shielding, so that an opti ⁇ -optimized behavior of the electrical shielding can also be produced using film technology.
  • Lies on the electrical shielding Position a further reinforcing layer (which also forms the generic elekt ⁇ shielding), as are the recesses course also be provided in the reinforcing layer.
  • the finished circuit board is provided with all the layers located on it with an electrically insulating seal. As a result, a reliable conclusion of the circuit substrate to the environment can be made.
  • the circuit carrier can also be used advantageously in a problematic environment such as the engine compartment of a motor vehicle.
  • the invention is achieved by the method described above according to the invention that the electrical ⁇ shielding and the conductive path in layers of one and the same circuit carrier and the components covering layer structure are produced.
  • the advantages associated with the Integ ⁇ ration of electrical shielding and the conductive path in the layer structure have already been explained above with respect to the inventive circuit carrier. That the layer structure to cover the components and the circuit carrier, does not mean that all the layers of the layer structure ⁇ be above the device or Heidelbergungsträ- gers. For example, first layers of the
  • Layer structure are applied to the circuit substrate, then placed a device and last more La ⁇ conditions of the layer structure are applied, so that the construction ⁇ element is enclosed by the layers of Schichtbaubaus. However, the said layers touch each other in other areas of the circuit board, so that the layers of the
  • Layer structure thereby relate, ie at least in partial areas of the layer structure in each case touch the adjacent La ⁇ conditions of the layer structure.
  • the electrical shielding and the Leit ⁇ path by structuring a conductive path of the electrical see shield separating release is made such that the electrical shield and the Leitpfad lie in one and the same layer of the layer structure.
  • the electrical shield and the Leitpfad lie in one and the same layer of the layer structure.
  • an electrically iso- lating layer is applied before the application of the shield and / or the conductive path having position in the passages to contact ⁇ surfaces of at least two components and / or passages to a Ground connection of the circuit substrate are structured.
  • the passages are then filled with electrically conductive material for contacting.
  • the conductive path can, for example, below the layer ⁇ construction components (or their contact surfaces) are electrically contacted.
  • the shielding can thus be guided onto a ground layer of the circuit carrier, which is preferably located on the unequipped rear side of the circuit carrier. In this case, too
  • Passages are provided in the circuit carrier, which allow an electrical connection to the shield on the Bestü ⁇ ckungsseite of the circuit substrate. It is advantageous if the structuring takes place by laser ablation or photo-structuring. This is to ge ⁇ b Hurchliche method that can be inserted with high process reliability ⁇ sets. For a photo-structuring, of course, the materials suitable for this purpose must be selected. Laser ablation can be performed even with materials that are not suitable for a Foto fabricatie ⁇ tion. Further details of the invention are described below with reference to the drawing. Identical or corresponding drawing elements are provided in each of the figures with the moving ⁇ reference symbols and will only be explained more than once, such as differences between the individual Figu ⁇ ren arise.
  • FIG. 3 An embodiment of the circuit carrier according to the invention in cross section, a plan view of the circuit carrier according to FIG 1, another embodiment of the OF INVENTION ⁇ to the invention the circuit carrier in cross section, selected steps of an exemplary embodiment of the inventive method, ge ⁇ suitable for the manufacture of a circuit carrier similar Figure 1 and selected steps of another exporting ⁇ approximately example of the procedure according to the invention, suitable for producing a scarf ⁇ tung carrier according to FIG. 3
  • circuit carrier 11 which is equipped with a component 12 on the mounting side 13 of the circuit ⁇ carrier 11 and with an RF component (HF stands for high frequency).
  • the RF component 14 is mounted in a mounting ⁇ opening, which is larger in size than the RF component 14.
  • the back 16 is provided with a layer 17, which also forms an electrical ground of the circuit ⁇ carrier.
  • a layer structure 18 is provided, which consists of several layers. These are partially structured to be closer to the following to realize the construction described.
  • first printed conductors 19 are printed, which serve for contacting the device 12.
  • the HF component 14 has a contact surface 20.
  • a conductive path 21 is formed, which is connected via passages 22a by an electrically insulating layer 23 with the trace 19 and the contact surface 20 and so a elekt ⁇ generic contact between the component 12 and the RF component 14 allows ,
  • the conductive path 21 has originally been part of a layer 24 for electrical shielding of the component 12 and of the HF component 14, but is completely galvanically completely separated from the remaining layer 24 by an exemption 25 (see also FIG.
  • the electrical shield covers both the component 12 and the RF component 14 on the mounting side 13 of the circuit substrate. The shielding is therefore broken only in the area of the release position 25.
  • slots from recesses 26 in the position 23 z. B. are provided above the device 12, whereby the electrical behavior of the
  • Shielding can be influenced.
  • the layer 24 for electrical shielding is connected via passages 22b to the layer 17 forming a ground connection 27, so that the layer 17 on the rear side 16 of the circuit substrate 11 is also used as electrical shielding.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the layer structure 18. Otherwise, the circuit carrier 11 corresponds to the mounted component 12 and the HF component 14 of FIG. 1.
  • the conductor 19 is generated on the circuit substrate 11.
  • a structuring ⁇ tion of a metal sheet (shown in Figure 4 any more detail) are carried leads photochemically in a known manner.
  • the installation opening 15 is produced in the circuit carrier.
  • the layer 17 is applied, which is to serve as electrical ground terminal.
  • a circuit carrier 11 may be used, in which the layer 17 is already made as a semi-finished product.
  • the placement of the circuit substrate takes place, wherein the component 12 is placed on the mounting side 13 of the circuit substrate 11 and contacted with the conductor 19.
  • the RF component 14 is inserted into the mounting hole 15.
  • a high frequency suitable paint z. B. epoxy
  • an electrically insulating layer 23 on the mounting side 13 of the circuit substrate.
  • an insulating film for example ei ⁇ ne Teflon film
  • the material can be photosensitive ⁇ , in order to be subsequently structured by optical methods. Alternatively, structuring, for example by laser ablation, is also possible.
  • the thickness of the layer 23 may be between 10 and 500 ym.
  • the structuring of the layer 23 includes the formation of passage openings 22a.
  • through openings 22b are introduced, which are to be understood as extensions of the previously introduced into the circuit substrate 11 through holes 22b.
  • These passage openings 22b ensure that it is possible to produce an electrical connection to the layer 17 serving as an electrical mass. Therefore, the through-holes 22b are also at least in the area of the circuit carrier with an electrically conductive mate rial ⁇ (as indicated) filled.
  • FIG. 6 shows how a layer for the electrical shield 28 is first applied by means of vapor deposition (eg sputtering or vapor deposition).
  • the material of the layer 28 also penetrates into the passages 22a, 22b, so that an electrical bridging of the electrically insulating layer 23 is made possible.
  • a kupferka ⁇ schêt film can be laminated.
  • the thickness of the layer 28 is ⁇ carries 100 nanometers to 5 ym.
  • This layer 28 is used for deposition of a reinforcing layer 29 by electrochemical means. This simplifies the manufacture of electrical shielding with sufficient thickness.
  • copper can electrochemically on the layer 28 are the istschie ⁇ currentless.
  • the existing of the layers 28 and 29 metal ⁇ layer can be made between 10 and 50 ym thick.
  • the reinforcing layer 29 which may for example consist of tin with a thickness of 1 to 5 ym.
  • the layers 28, 29 z. B. by laser ablation structured.
  • the recesses 26 and the release position 25 are introduced.
  • further structuring contact surfaces 30, which are provided for assembly with other components.
  • FIG. 8 shows selected method steps for the production of a structure according to FIG. 3.
  • a circuit carrier 11 with a layer 17 on the rear side 16 and filled through passages 22b in the circuit carrier is available.
  • the circuit carrier is provided with the conductor track 19 and has an RF component 14.
  • a first electrically insulating layer 22a is applied prior to assembly with the components 12, which is suitable for high frequency (for example, epoxy) and can be applied in the ⁇ written manner. This is structured so that the bays are exposed on the conductor 19 for the components 12 and the fürgangsöff ⁇ openings 22a arise.
  • a layer 33 for the conductive path and a lying thereon Ver ⁇ reinforcing layer 34 is then in the manner to Figure 6, the preparation of the layers is described 28 and 29 is generated.
  • structuring of the layers 33 and 34 results in the guide path 21, the passages 22a also being filled by the production of the layer 33.
  • structuring the layers 33, 34 and the bays for the components 12 are released again ⁇ , which are also equipped.
  • FIG. 10 shows that the components 12 and the conducting path 21 can be completely covered by applying an electrically insulating layer 23b.
  • the situation 23b will be applied ⁇ according to the method step according to FIG 5 and also structured, in this case resulting from ⁇ gears 22b in the layers 23a, 23b and so a connection is made to the circuit substrate located in the passage 22b.
  • the sheet is recorded 28 ⁇ introduced for electrical shielding to the electrically insulating layer 23b, using the procedure described for FIG 6 is angewen ⁇ det.
  • the passages 22b leitfähi ⁇ resistant material are required.
  • the application of the reinforcing layer 29 has already been described in FIG.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltungsträger (11) mit einer Digitalschaltung, die mindestens zwei Bauelemente (12, 14) enthält, die elektrisch miteinander verbunden (19, 21, 20) sind. Zusätzlich ist eine elektrische Schirmung (24) vorgesehen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektrische Schirmung (24) sowie ein Leitpfad (21) zur elektrischen Verbindung der Bauelemente (12, 14) durch einen einzigen Schichtverbund (18) realisiert sind. Insbesondere sind die elektrische Schirmung (24) und der Leitpfad (21) durch dieselbe elektrisch leitfähige Lage ausgebildet, wobei eine Freistellung (25) für eine komplette elektrische Isolation des Leitpfades (21) gegenüber der Schirmung (24) sorgt. Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaltungsträgers.

Description

Beschreibung
Schaltungsträger mit einem Leitpfad und einer elektrischen Schirmung und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Schaltungsträger mit einer Digitalschaltung, bei der mindestens zwei Bauelemente über einen Leitpfad elektrisch miteinander kontaktiert sind. Selbstverständlich können auch weitere Bauelemente und weitere Leit- pfade zu der Digitalschaltung gehören. Weiterhin ist der
Schaltungsträger mit einer elektrischen Schirmung versehen, die mindestens eines der Bauelemente überspannt.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstel- lung eines bestückten Schaltungsträgers, bei dem der Schal¬ tungsträger mit mindestens zwei Bauelementen bestückt wird. Außerdem werden diese Bauelemente über mindestens einen Leit¬ pfad elektrisch miteinander oder mit anderen Baueinheiten elektrisch kontaktiert. Mindestens eines der Bauelemente wird überdies mit einer elektrischen Schirmung 1 versehen.
Schaltungsträger der eingangs angegebenen Art sind allgemein bekannt. Hiermit können digitale Schaltungen realisiert wer¬ den. Diese Schaltungen können anfällig für Störstrahlung sein und verursachen auch selbst Störemissionen. Aus diesem Grund werden elektrische Schirmungen verwendet, die den Schutz der Digitalschaltung einerseits und der Umgebung der Digitalschaltung andererseits gewährleisten. Dies ist häufig für ei¬ nen störungsfreien Betrieb der Digitalschaltung erforderlich. Besondere Bedeutung bekommt das Problem, wenn in der Digital¬ schaltung eine Hochfrequenzschaltung integriert ist, da Hochfrequenzschaltungen vergleichsweise starke Störstrahlungen emittieren. Diese sind daher gewöhnlich geschirmt, wobei al¬ lerdings die Anschlussleitungen (Leitpfade) aus der Schirmung herausgeführt werden müssen. Hierbei entstehen ungeschirmte Leitungsstücke des Leitpfades, die eine Quelle für die Ein- kopplung oder Abstrahlung von Störsignalen sein können. Beispielsweise werden sogenannte Millimeterwellenschaltungen, die mit einer Hochfrequenz von mehr als 30 GHz betrieben werden, durch Drahtbonden kontaktiert. Verfahrensbedingt wird für das Drahtbonden ein gewisser Aktionsraum benötigt, weswegen die Hochfrequenzkomponenten von den anderen Komponenten der Digitalschaltung mit einem gewissen Abstand angeordnet werden. Diese Abstände werden durch die Leitpfade überbrückt, was eine wirksame Schirmung erschwert.
Schirmungen können aus elektrisch leitfähigen Deckeln beste- hen, die mit einer Massefläche verbunden sind. Hierbei ist ein Masseanschluss erforderlich. Aus den leitfähigen Deckeln werden die möglichst kurz gehaltenen offenen Leitungen herausgeführt und sind in diesem Bereich nicht elektrisch ge¬ schirmt .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schaltungsträ¬ ger sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei dem eine Digitalschaltung mit mindestens zwei Bauelementen und einer elektrischen Kontaktierung kostengünstig und mit möglichst kleinen ungeschirmten Bereichen hergestellt werden kann .
Die Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Schaltungsträ¬ ger erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektrische Schirmung und der Lichtleitpfad in Lagen ein und desselben den Schaltungsträger und die Bauelemente bedeckenden Schichtaufbaus ausgeführt sind. Der Schichtaufbau kann vorteilhaft mit den einzelnen Lagen verschiedenste Aufgaben für den
Schaltungsträger mit der Digitalschaltung übernehmen. Erfin- dungsgemäß ist auch die Funktion der elektrischen Schirmung und der Erzeugung des Leitpfades durch Lagen in dem Schichtaufbau realisiert. Die Lagen, die die Schirmung und den Leit¬ pfad ausbilden, können in geeigneter Weise strukturiert werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die strukturierten Lagen ei- nen vergleichsweise geringeren Raumbedarf der erzeugten
Strukturen bewirken. Im Vergleich zur Verwendung von Bonddrähten kann die Digitalschaltung auf dem Schaltungsträger daher vorteilhaft platzsparender ausgeführt werden. Außerdem kann die Struktur der Schirmung vorteilhaft näher an den Leitpfad herangeführt werden, so dass der Anteil an unge- schirmten Leitpfaden vorteilhaft verringert werden kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Schirmung und der Leitpfad in ein und derselben strukturierten Lage des Schichtaufbaus realisiert sind, wobei der Leitpfad durch eine Freistellung vollständig von der elektrischen Schirmung getrennt ist.
Durch Vorsehen der Freistellung ist es vorteilhaft erst möglich, dass ein und dieselbe strukturierte Lage gleichzeitig zur Herstellung der Schirmung und des Leitpfades verwendet werden kann. Die Lage ist aus einem elektrisch leitenden Material, wobei die vollständige Trennung zwischen Leitpfad und Schirmung bewirkt, dass diese beiden Strukturen in ein und derselben Lage vollständig galvanisch voneinander getrennt sind. Benachbarte Lagen der betreffenden elektrisch leitfähigen Lage dürfen diese galvanische Trennung nicht aufheben. Sie müssen elektrisch isolierend ausgeführt sein, wenn sie geometrisch die Freistellung überbrücken. Die Ausführung der elektrischen Schirmung und des Leitpfades in ein und dersel¬ ben strukturierten Lage hat den Vorteil, dass der Fertigungs¬ aufwand für den Schichtaufbau vereinfacht werden kann. Dies ist möglich, weil die geforderten Materialeigenschaften der Schirmung und des Leitpfades vergleichbar sind. Außerdem ist der Bereich der zu schirmenden Bauelemente von dem Bereich der Kontaktierung durch den Leitpfad beabstandet, so dass es möglich ist, zwischen diesen beiden Bereichen die Freistellung zu erzeugen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die die elektrische Schirmung und/oder den Leitpfad aufweisende Lage auf einer elektrisch isolierenden Lage aufgebracht ist, wobei die isolierende Lage Durchgänge zu Kon- taktflächen der mindestens zwei Bauelemente und/oder Durchgänge zu einem Masseanschluss des Schaltungsträgers aufweist. Die isolierende Lage vereinfacht vorteilhaft die Isolierung der die elektrische Schirmung und/oder den Leitpfad aufwei- senden Lage gegenüber dem Schaltungsträger. Um eine elektrische Kontaktierung zu den auf dem Schaltungsträger befindlichen Kontaktflächen oder dem Masseanschluss zu bewerkstelli¬ gen, muss die isolierende Lage daher mit Durchgängen durch- brochen werden. Diese Durchgänge werden zur Kontaktierung mit einem elektrisch leitfähigen Material ausgefüllt. Vorteilhaft ist es, wenn die isolierende Lage aus einem fotostrukturier- baren Material besteht. Hierdurch können Bereiche, die nicht eine elektrische Isolierung zwischen der die Schirmung und/oder den Leitpfad aufweisenden Lage und dem Schaltungs¬ träger erfordern, durch fotochemische Verfahren entfernt werden. Hierzu zählen auch die bereits erwähnten Durchgänge.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen werden, dass die die elektrische Schirmung und/oder den Leitpfad aufweisende Lage mit einer elektrisch leitfähigen Verstärkungslage versehen ist. Auf diesem Wege wird es beispielsweise möglich, eine verhältnismäßig dünne elektrische leitfähige Lage auf die darunter liegende isolierende Lage beispielsweise mittels Aufdampfen zu erzeugen. Diese kann dann strukturiert werden und anschließend beispielsweise in einem galvanischen Prozess in ihrer Schichtdicke derart erhöht werden, dass am Ende eine genügende Querschnittsfläche des Leitpfades bzw. eine genü¬ gende Dicke der elektrischen Schirmung erreicht wird. Die Herstellung der Lage mit Verstärkungslagen hat damit prozesstechnische Vorteile, was sich in Kostenvorteilen und der Einsparung von Fertigungszeit auswirkt.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese- hen, dass die die elektrische Schirmung aufweisende Lage im Bereich der elektrischen Schirmung Ausnehmungen aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Abschirmungswirkung der elektrischen Schirmung an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden kann. Die Ausnehmungen verän- dern das elektrische Verhalten der elektrischen Schirmung, so dass auch unter Anwendung von Schichttechnologie ein opti¬ miertes Verhalten der elektrischen Schirmung erzeugt werden kann. Liegt auf der die elektrische Schirmung aufweisenden Lage eine weitere Verstärkungslage (die ebenfalls die elekt¬ rische Schirmung bildet) , so sind die Ausnehmungen selbstverständlich auch in der Verstärkungslage vorgesehen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, dass der fertiggestellte Schaltungsträger mit allen auf ihm befindlichen Lagen mit einer elektrisch isolierenden Versiegelung versehen ist. Hierdurch kann ein zuverlässiger Abschluss des Schaltungsträgers gegenüber der Umwelt erfolgen. Damit kann der Schaltungsträger vorteilhaft auch in einer problematischen Umgebung wie beispielsweise dem Motorraum eines KFZ zum Einsatz kommen.
Weiterhin wird die Erfindung durch das eingangs angegebene Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektri¬ sche Schirmung und der Leitpfad in Lagen ein und desselben den Schaltungsträger und die Bauelemente bedeckenden Schichtaufbaus hergestellt werden. Die Vorteile, die mit der Integ¬ ration der elektrischen Schirmung und dem Leitpfad in den Schichtaufbau verbunden sind, wurden oben in Bezug auf den erfindungsgemäßen Schaltungsträger bereits erläutert. Dass der Schichtaufbau die Bauelemente und den Schaltungsträger bedecken soll, bedeutet nicht, dass alle Lagen des Schicht¬ aufbaus sich oberhalb des Bauelements oder des Schaltungsträ- gers befinden. Beispielsweise können auch erste Lagen des
Schichtaufbaus auf den Schaltungsträger aufgebracht werden, dann ein Bauelement platziert werden und zuletzt weitere La¬ gen des Schichtaufbaus aufgebracht werden, so dass das Bau¬ element durch die Lagen des Schichtbaubaus eingeschlossen ist. Allerdings berühren sich die besagten Lagen in anderen Bereichen des Schaltungsträgers, so dass die Lagen des
Schichtaufbaus dadurch zusammenhängen, d. h. zumindest in Teilbereichen des Schichtaufbaus jeweils die benachbarten La¬ gen des Schichtaufbaus berühren.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die elektrische Schirmung und der Leit¬ pfad durch Strukturieren einer den Leitpfad von der elektri- sehen Schirmung trennenden Freistellung derart hergestellt wird, dass die elektrische Schirmung und der Leitpfad in ein und derselben Lage des Schichtaufbaus liegen. Wie bereits er¬ läutert, kann die betreffende Lage des Schichtaufbaus und evtl. einer darauffolgenden Verstärkungslage folgen, und da¬ nach eine Strukturierung dieser Lagen vorgenommen werden, wodurch die Freistellung erzeugt wird. Die Freistellung führt zu einer galvanischen Trennung des Leitpfades von der elektrischen Schirmung, so dass diese Bauteile elektrisch unabhän- gig voneinander sind.
Eine wieder andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass vor dem Aufbringen der die Schirmung und/oder den Leitpfad aufweisenden Lage eine elektrisch iso- lierende Lage aufgebracht wird, in die Durchgänge zu Kontakt¬ flächen der mindestens zwei Bauelemente und/oder Durchgänge zu einem Masseanschluss des Schaltungsträgers strukturiert werden. Die Durchgänge werden anschließend mit elektrisch leitfähigem Material zur Kontaktierung ausgefüllt. Auf diese Weise kann der Leitpfad beispielsweise mit unter dem Schicht¬ aufbau liegenden Bauelementen (bzw. deren Kontaktflächen) elektrisch kontaktiert werden. Außerdem kann die Schirmung damit auf eine Masseschicht des Schaltungsträgers geführt werden, die vorzugsweise auf der nicht bestückten Rückseite des Schaltungsträgers liegt. In diesem Fall müssen auch
Durchgänge in dem Schaltungsträger vorgesehen werden, die eine elektrische Verbindung mit der Schirmung auf der Bestü¬ ckungsseite des Schaltungsträgers erlauben. Vorteilhaft ist es, wenn die Strukturierung durch Laserablation oder eine Fo- tostrukturierung erfolgt. Hierbei handelt es sich um ge¬ bräuchliche Verfahren, die mit hoher Prozesssicherheit einge¬ setzt werden können. Für eine Fotostrukturierung müssen selbstverständlich die hierfür geeigneten Materialien ausgewählt werden. Eine Laserablation kann auch bei Materialien durchgeführt werden, die sich nicht für eine Fotostrukturie¬ rung eignen. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind in den Figuren jeweils mit den glei¬ chen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figu¬ ren ergeben. Es zeigen: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltungsträgers im Querschnitt, eine Aufsicht auf den Schaltungsträger gemäß Figur 1, ein anderes Ausführungsbeispiel des erfin¬ dungsgemäßen Schaltungsträgers im Querschnitt, ausgewählte Schritte eines Ausführungsbei¬ spiels für das erfindungsgemäße Verfahren, ge¬ eignet zur Herstellung eines Schaltungsträgers ähnlich Figur 1 und ausgewählte Schritte eines anderen Ausfüh¬ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfah rens, geeignet zur Herstellung eines Schal¬ tungsträgers gemäß Figur 3.
In Figur 1 ist ein Schaltungsträger 11 dargestellt, der mit einem Bauelement 12 auf der Montageseite 13 des Schaltungs¬ trägers 11 und mit einem HF-Bauteil (HF steht für Hochfre- quenz) bestückt ist. Das HF-Bauteil 14 ist in einer Einbau¬ öffnung montiert, welche in den Abmessungen größer ist als das HF-Bauteil 14. Die Rückseite 16 ist mit einer Schicht 17 versehen, welche auch eine elektrische Masse des Schaltungs¬ trägers bildet.
Auf der Montageseite 13 des Schaltungsträgers 11 ist ein Schichtaufbau 18 vorgesehen, der aus mehreren Lagen besteht. Diese sind teilweise strukturiert, um die im Folgenden näher beschriebene Konstruktion zu verwirklichen. Auf dem Schaltungsträger 11 sind zunächst Leiterbahnen 19 aufgedruckt, die zur Kontaktierung des Bauelements 12 dienen. Das HF-Bauteil 14 weist eine Kontaktfläche 20 auf. Aus einer der Schichtla- gen ist ein Leitpfad 21 gebildet, der über Durchgänge 22a durch eine elektrisch isolierende Lage 23 mit der Leiterbahn 19 und der Kontaktfläche 20 verbunden ist und so eine elekt¬ rische Kontaktierung zwischen dem Bauelement 12 und dem HF- Bauteil 14 ermöglicht. Der Leitpfad 21 ist außerdem ursprüng- lieh Teil einer Lage 24 zur elektrischen Schirmung des Bauelements 12 und des HF-Bauteils 14 gewesen, allerdings durch eine Freistellung 25 galvanisch vollständig von der restlichen Lage 24 getrennt (vgl. auch Figur 2) . Die elektrische Schirmung bedeckt auf der Montageseite 13 des Schaltungsträgers sowohl das Bauelement 12 als auch das HF- Bauteil 14. Nur im Bereich der Freistellung 25 ist die Schirmung daher durchbrochen. Zusätzlich können Schlitze aus Ausnehmungen 26 in der Lage 23 z. B. oberhalb des Bauelements 12 vorgesehen werden, wodurch das elektrische Verhalten der
Schirmung beeinflusst werden kann. Außerdem wird die Lage 24 zur elektrischen Schirmung über Durchgänge 22b mit der einen Masseanschluss 27 bildenden Schicht 17 verbunden, so dass auch die Schicht 17 auf der Rückseite 16 des Schaltungsträ- gers 11 als elektrische Schirmung zum Einsatz kommt.
In Figur 2 lassen sich die Abmessungen der Lage 24, die die elektrische Schirmung bildet, und auch der Schaltungsträger 11 erkennen, da es sich hierbei um eine Aufsicht auf die Mon- tageseite 13 des Schaltungsträgers 11 handelt. Auch die iso¬ lierende Lage 23 ist zu erkennen. Die Freistellung 25 umgibt die beiden Leitpfade 21, von denen nur einer in Figur 1 zu sehen ist, so dass eine vollständige galvanische Trennung von der restlichen Lage 24 erfolgt. Auch sind die Ausnehmungen 26 zu erkennen, mit denen das elektrische Verhalten der Schirmung (Lage 24) beeinflussbar ist. In Figur 3 ist eine andere Ausgestaltung des Schichtaufbaus 18 zu erkennen. Ansonsten entspricht der Schaltungsträger 11 mit dem montierten Bauelement 12 und dem HF-Bauteil 14 der Figur 1. Allerdings erfolgt eine Trennung zwischen dem Leit- pfad 21 und der die elektrische Schirmung darstellenden Lage 24 nicht durch eine Freistellung, sondern durch eine Herstellung in unterschiedlichen Lagen. Von der einen Lage, von der der Leitpfad 21 Teil ist, lässt sich ansonsten in Figur 3 nichts mehr erkennen. Diese Lage wurde auf der isolierenden Lage 23a hergestellt und strukturiert. Die Lage 24 zur elekt¬ rischen Schirmung ist auf einer zweiten isolierenden Lage 23b hergestellt, die sich daher zwischen dem Leitpfad 21 und der Lage 24 zur elektrischen Schirmung befindet. Auf diese Weise wird die galvanische Trennung gewährleistet. Sowohl die bei- den isolierenden Lagen 23a, 23b als auch der Schaltungsträger 11 weisen die Durchgänge 22b auf, um die Lage 24 mit der die elektrische Masse bildenden Schicht 17 zu verbinden.
Anhand von Figur 4 können Fertigungsschritte zur Herstellung eines Schaltungsträgers gemäß Figur 1 nachvollzogen werden.
In einem Schritt wird auf dem Schaltungsträger 11 die Leiterbahn 19 erzeugt. Hierbei kann beispielsweise eine Strukturie¬ rung einer Metalllage (in Figur 4 nicht näher dargestellt) auf fotochemischem Wege in an sich bekannter Weise durchge- führt werden. Außerdem wird in dem Schaltungsträger die Einbauöffnung 15 hergestellt. Auf der Rückseite 16 des Schal¬ tungsträgers 11 wird die Schicht 17 aufgebracht, die als elektrischer Masseanschluss dienen soll. Alternativ kann auch ein Schaltungsträger 11 verwendet werden, bei der die Schicht 17 bereits als Halbzeug hergestellt ist. Zuletzt erfolgt die Bestückung des Schaltungsträgers, wobei das Bauelement 12 auf die Montageseite 13 des Schaltungsträgers 11 aufgesetzt wird und mit der Leiterbahn 19 kontaktiert wird. Außerdem wird das HF-Bauteil 14 in die Einbauöffnung 15 eingesetzt.
In Figur 5 ist dargestellt, wie ein hochfrequenztauglicher Lack, z. B. Epoxid, als elektrisch isolierende Lage 23 auf die Montageseite 13 des Schaltungsträgers aufgebracht wird. Alternativ kann auch eine Isolationsfolie (beispielsweise ei¬ ne Teflonfolie) auflaminiert werden. Das Material kann foto¬ sensitiv sein, um anschließend mit optischen Verfahren strukturiert werden zu können. Alternativ ist auch eine Struktu- rierung beispielsweise durch Laserablation möglich. Die Dicke der Schicht 23 kann zwischen 10 und 500 ym betragen.
Um einen Zugang zu der Leiterbahn 19 sowie der auf dem HF- Bauteil 14 befindlichen Kontaktfläche 20 zu erhalten, bein- haltet die Strukturierung der Schicht 23 das Ausbilden von Durchgangsöffnungen 22a. Genauso werden Durchgangsöffnungen 22b eingebracht, die sozusagen als Verlängerungen der vorher in den Schaltungsträger 11 eingebrachten Durchgangsöffnungen 22b zu verstehen sind. Diese Durchgangsöffnungen 22b gewähr- leisten die Möglichkeit, eine elektrische Verbindung zu der als elektrische Masse dienenden Schicht 17 zu erzeugen. Daher werden die Durchgangsöffnungen 22b auch zumindest im Bereich des Schaltungsträgers mit einem elektrisch leitfähigen Mate¬ rial (wie angedeutet) ausgefüllt.
In Figur 6 ist dargestellt, wie zunächst eine Lage für die elektrische Schirmung 28 mittels Gasphasenabscheidung (z. B. Sputtern oder Aufdampfen) aufgebracht wird. Das Material der Lage 28 dringt auch in die Durchgänge 22a, 22b ein, so dass eine elektrische Überbrückung der elektrisch isolierenden Lage 23 ermöglicht wird. Alternativ kann auch eine kupferka¬ schierte Folie auflaminiert werden. Die Dicke der Lage 28 be¬ trägt 100 Nanometer bis 5 ym. Diese Lage 28 dient zur Ab- scheidung einer Verstärkungslage 29 auf elektrochemischem Weg. Dies vereinfacht die Herstellung von elektrischen Schirmungen mit genügender Dicke. Beispielsweise kann Kupfer stromlos auf elektrochemischem Weg auf der Lage 28 abgeschie¬ den werden. Die aus den Lagen 28 und 29 bestehende Metall¬ schicht kann zwischen 10 und 50 ym dick ausgeführt sein.
Nicht dargestellt ist die Möglichkeit einer weiteren Korrosi- onsschutzlage auf der Verstärkungslage 29, die beispielsweise aus Zinn mit einer Dicke von 1 bis 5 ym bestehen kann. Zuletzt werden die Lagen 28, 29 z. B. durch Laserablation strukturiert. Es werden die Ausnehmungen 26 sowie die Frei¬ stellung 25 eingebracht. Außerdem entstehen durch eine weitere Strukturierung Kontaktflächen 30, die zur Bestückung mit weiteren Bauelementen vorgesehen sind.
In Figur 7 ist die Bestückung mit weiteren Bauelementen 31 zu erkennen. Zusätzlich ist zu erkennen, dass der entstandene Gesamtverbund mit einem elektrisch isolierenden Schutzlack 32 überzogen wurde, so dass die Schaltung versiegelt ist.
In Figur 8 sind ausgewählte Verfahrensschritte für die Her¬ stellung einer Struktur gemäß Figur 3 dargestellt. Wie zu Figur 4 und 5 beschrieben, steht ein Schaltungsträger 11 mit einer Schicht 17 auf der Rückseite 16 und ausgefüllten Durch- gängen 22b im Schaltungsträger zur Verfügung. Weiterhin ist der Schaltungsträger mit der Leiterbahn 19 versehen und weist ein HF-Bauteil 14 auf. Anders als im vorstehenden Verfahren wird jedoch vor einer Bestückung mit den Bauelementen 12 eine erste elektrisch isolierende Lage 22a aufgebracht, die hoch- frequenztauglich ist (beispielsweise Epoxid) und in der be¬ schriebenen Weise aufgebracht werden kann. Diese wird dahingehend strukturiert, dass die Einbauplätze auf der Leiterbahn 19 für die Bauelemente 12 freiliegen und die Durchgangsöff¬ nungen 22a entstehen. Anschließend wird in der Weise, wie zu Figur 6 die Herstellung der Lagen 28 und 29 beschrieben ist, eine Lage 33 für den Leitpfad und eine darauf liegende Ver¬ stärkungslage 34 erzeugt.
Wie Figur 9 zu entnehmen ist, erhält man durch Strukturierung der Lagen 33 und 34 (vgl. Figur 8) den Leitpfad 21, wobei durch die Herstellung der Lage 33 auch die Durchgänge 22a ausgefüllt werden. Durch Strukturierung der Lagen 33, 34 werden auch die Einbauplätze für die Bauelemente 12 wieder frei¬ gelegt, die ebenfalls bestückt werden.
Figur 10 ist zu entnehmen, dass die Bauelemente 12 und der Leitpfad 21 durch Aufbringen einer elektrisch isolierenden Lage 23b vollständig abgedeckt werden können. Die Lage 23b wird entsprechend dem Verfahrensschritt gemäß Figur 5 aufge¬ bracht und ebenfalls strukturiert, wobei hierbei die Durch¬ gänge 22b in den Lagen 23a, 23b entstehen und so eine Verbindung zu dem im Schaltungsträger befindlichen Durchgang 22b erfolgt. Anschließend wird die Lage 28 für die elektrische Schirmung auf die elektrisch isolierende Lage 23b aufge¬ bracht, wobei das zu Figur 6 beschriebene Verfahren angewen¬ det wird. Dabei werden auch die Durchgänge 22b mit leitfähi¬ gem Material ausgefüllt. Auch die Aufbringung der Verstär- kungslage 29 ist in Figur 6 bereits beschrieben.
In Figur 11 ist dargestellt, dass die Lagen 28, 29 struktu¬ riert werden können (in analoger Weise wie zu Figur 6 beschrieben) . Hierbei entstehen die Ausnehmungen 26 und zusätzliche Kontaktflächen 30, die mit zusätzlichen Bauelementen 31 bestückt werden. Als Versiegelung wird anschließend die
Schutzlage 32 auf die Montageseite 13 des Schaltungsträgers 11 aufgebracht.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltungsträger (11)
- mit einer Digitalschaltung, bei der mindestens zwei Bau- elemente (12, 14) über einen Leitpfad (21) elektrisch kontaktiert sind,
- mit einer elektrischen Schirmung (24), die mindestens eines der Bauelemente (12, 14) überspannt,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die elektrische Schirmung (24) und der Leitpfad (21) in Lagen ein und desselben den Schaltungsträger (11) und die Bauelemente (12, 14) bedeckenden Schichtaufbaus (18) ausge¬ führt sind.
2. Schaltungsträger nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die elektrische Schirmung (24) und der Leitpfad (21) in ein und derselben strukturierten Lage (28) des Schichtaufbaus realisiert sind, wobei der Leitpfad (21) durch eine Freistel- lung (25) vollständig von der elektrischen Schirmung (24) getrennt ist.
3. Schaltungsträger nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die die elektrische Schirmung (24) und/oder den Leitpfad (21) aufweisende Lage auf einer elektrisch isolierenden Lage (23, 23a, 23b) aufgebracht ist, wobei die isolierende Lage (23, 23a, 23b) Durchgänge (22a) zu Kontaktflächen (20) der mindestens zwei Bauelemente (12, 14) und/oder Durchgänge (22b) zu einem Masseanschluss (27) des Schaltungsträgers (11) aufweist .
4. Schaltungsträger nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die isolierende Lage (23, 23a, 23b) aus einem fotostruk¬ turiertem Material besteht.
5. Schaltungsträger nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die die elektrische Schirmung aufweisende Lage (28) im Bereich der elektrischen Schirmung (24) Ausnehmungen (26) aufweist .
6. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die die elektrische Schirmung (24) und/oder den Leitpfad (21) aufweisende Lage (28) mit einer elektrisch leitfähigen Verstärkungslage (29) versehen ist.
7. Schaltungsträger nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die die elektrische Schirmung aufweisende Lage (28) und die Verstärkungslage (29) im Bereich der elektrischen Schirmung (24) Ausnehmungen (26) aufweisen.
8. Schaltungsträger nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Schaltungsträger (11) mit allen auf ihm befindlichen Lagen mit einer elektrisch isolierenden Versiegelung (32) versehen ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines bestückten Schaltungsträ- gers (11), bei dem
- der Schaltungsträger (11) mit mindestens zwei Bauelemen¬ ten (12, 14) bestückt wird,
- die Bauelemente (12, 14) über einen Leitpfad (21) elekt¬ risch kontaktiert werden und
- mindestens eines der Bauelemente (12, 14) mit einer
elektrischen Schirmung (24) versehen wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die elektrische Schirmung (24) und der Leitpfad (21) in Lagen (28) ein und desselben den Schaltungsträger (11) und die Bauelemente (12, 14) bedeckenden Schichtaufbaus (18) her¬ gestellt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die elektrische Schirmung (24) und der Leitpfad (21) durch Strukturieren einer den Leitpfad (21) von der elektrischen Schirmung (24) trennenden Freistellung (25) derart her- gestellt wird, dass die elektrische Schirmung (24) und der Leitpfad (21) in ein und derselben Lage (28) des Schichtauf¬ baus (18) liegen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass vor dem Aufbringen der die Schirmung (24) und/oder den Leitpfad (21) aufweisenden Lage (28) eine elektrisch isolie¬ rende Lage (23, 23a, 23b) aufgebracht wird, in die Durchgänge (22a) zu Kontaktflächen (20) der mindestens zwei Bauelemente (12, 14) und/oder Durchgänge (22b) zu einem Masseanschluss (27) des Schaltungsträgers (11) strukturiert werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Herstellen in den Lagen durch Laserablation oder durch Fotostrukturierung erfolgt.
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