DE10313399A1 - Microvia Conductor Prepreg Layer for production of HDI multilayers and optoelectronic circuit elements, comprises copper foil laminated with non-woven glass fabric which is coated with epoxy resin dielectric - Google Patents

Microvia Conductor Prepreg Layer for production of HDI multilayers and optoelectronic circuit elements, comprises copper foil laminated with non-woven glass fabric which is coated with epoxy resin dielectric

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Abstract

Microvia Conductor Prepreg Layer (MCPL) for the production of high-density interconnection (HDI) multilayers and optoelectronic circuit elements, especially by compressing separate layers, comprises copper foil (1) (preferably 5-35 microns thick) laminated with non-woven glass fabric (12) (20-200 microns thick) which is coated with epoxy resin dielectric (13). Independent claims are also included for (1) (1) a method for the production of MCPL by coating a solvent-containing dielectric (13) onto a glass nonwoven-covered copper foil (1) at room temperature on a roller-coating system (3), passing the coated foil on a conveyor belt (11) through a dryer (10) to remove solvent etc. and laminating with a film (14) on a laminator (4) in such a way that all the air is pressed out (2) (2) apparatus for the production of MCPL, comprising a roller-coating system (2) consisting of a coating unit (3) and a laminating unit (4) with a rubber-coated feed roller (8) and a chromium-plated laminating roller (9) (for laminating with release film from roller (14)), feed rollers (7) with a belt (11) which takes over transport in the dryer (10), a feed roller (8) for the materials to be coated (copper foil (1) and non-woven (12)), a smooth rubber coating (6) on the coating roller, and an air-cooler (16) after the laminating unit (4) .

Description

Unter Multilayern versteht man Mehrlagenschaltungen, die durch Verpressen von so genannten Innenlagenschaltungen mit Prepregs in Vakuum-Hochdrucketagenpressen verpresst werden. Die Kontaktierung der einzelnen Lagen findet erst zum Schluss statt, wenn alle gemeinsam mit Bohrungen versehen und mit galvanisch abgeschiedenem Kupfer kontaktiert werden. Multilayers are multilayer circuits that are made by pressing such mentioned inner layer circuits with prepregs in vacuum high-pressure floor presses become. The individual layers are only contacted at the end, when all of them provided with holes and contacted with galvanically deposited copper become.

In den letzten Jahren kommen immer mehr HDI Multilayer oder SBU-Multilayer zum Einsatz. HDI bedeutet High Density Interconnections und SBU bedeutet Sequential Build Up Es werden also Multilayer mit hoher Schaltungsdichte benötigt, die sequentiell durch Aufbringen von jeweils zwei Außenschichten hergestellt werden. In recent years, more and more HDI multilayers or SBU multilayers have been added Commitment. HDI means High Density Interconnections and SBU means Sequential Build Up So multilayers with high circuit density are required, which are sequential Application of two outer layers can be produced.

Zur Herstellung derartiger Schichten hat sich insbesondere eine mit Dielektrikum beschichtete Kupferfolie durchgesetzt. Für diese beschichtete Kupferfolie und entsprechende Verfahren sind folgende Patente angemeldet bzw. erteilt worden:
MULTIPLE LAYER PRINTED CIRCUIT BOARDS AND METHOD OF MANUFACTURE US 5,362,534 vom 08.11.1994
PROCESS FOR PRODUCING MULTILAYER PRINTED CIRCUIT BOARD US 5,806,177 vom 15.09.1998
INSULATING RESIN COMPOSITION FOR BUILD-UP BY COPPER FOIL LAMINATION AND METHOD FOR PRODUCTION OF MULTILAYER PRINTED CIRCUIT BOARD USING THE COMPOSITION US 5,837,155 vom 17.11.1998.
Sowie die PCT/EP 99 /01936 mit dem Titel: METHOD AND APPARATUS FOR TWOLAYER COATING OF COPPER FOILS WITH MELTABLE COATING. In particular, a copper foil coated with a dielectric has become established for the production of such layers. The following patents have been registered or granted for this coated copper foil and corresponding processes:
MULTIPLE LAYER PRINTED CIRCUIT BOARDS AND METHOD OF MANUFACTURE US 5,362,534 from November 8, 1994
PROCESS FOR PRODUCING MULTILAYER PRINTED CIRCUIT BOARD US 5,806,177 from 09/15/1998
INSULATING RESIN COMPOSITION FOR BUILD-UP BY COPPER FOIL LAMINATION AND METHOD FOR PRODUCTION OF MULTILAYER PRINTED CIRCUIT BOARD USING THE COMPOSITION US 5,837,155 from November 17, 1998.
As well as PCT / EP 99/01936 with the title: METHOD AND APPARATUS FOR TWOLAYER COATING OF COPPER FOILS WITH MELTABLE COATING.

Es werden also zwei Verfahren beschrieben, bei denen zuerst die Kernschaltung beschichtet und die Leiter eingeebnet werden und anschließend eine beschichtete Kupferfolie auflaminiert wird. Bei zwei weiteren Verfahren wird die Kupferfolie mit zwei Dielektrikaschichten beschichtet. Two methods are therefore described, in which the core circuit is coated first and the conductors are leveled and then a coated copper foil is laminated on becomes. In two other processes, the copper foil with two dielectric layers coated.

Während die beschichtete Kupferfolie in den Patenten US 5,806,177 und US 5,837,155 mit einem Rollenlaminator auflaminiert wird, wird die zweischichtig beschichtete Kupferfolie gemäß US 5362,534 und PCT/EP 99/01936 in Mehretagenpressen aufgepresst. Im Gegensatz zu den bisherigen Multilayern, wird beim HDI-Multilayer ein bereits gebohrtes Kernlaminat verpresst. Das heißt, es muss vor dem Verfüllen der Bohrungen mit geschmolzenem Dielektrikum die Luft entfernt werden. Dies gelingt mit der derzeitigen beschichteten Kupferfolie nur sehr unvollkommen. Die Bohrungen sind bereits verkupfert, sodass sie um ca. 20 µm über dem Laminat erhaben sind. Der Druck des Pressgeleges (Laminate und Pressbleche) führt dazu, dass die Bohrungen von dem Dielektrikum auf der Kupferfolie abgedeckt werden und dass trotz hohem Vakuum eine Luftfreiheit der Bohrungen nicht hergestellt werden kann. Lufteinschlüsse können die Funktionssicherheit des HDI-Multilayers erheblich beeinflussen. Es kann sich hier insbesondere Feuchtigkeit einlagern, die beim Lötprozess zur Delaminierung der Schaltung und zum Totalausfall führt. Dies insbesondere, wenn beim Blei freiem Löten mit höheren Temperaturen gearbeitet werden muss. Zur Zeit behilft man sich mit dem Tempern der fertigen Multilayer. Außerdem kann es beim Verfüllen der vergrabenen Bohrungen zur Reduktion der Dielektrikumschicht über den Leitern kommen. Die Bohrungen können auch Einfallstellen aufweisen. Darüber hinaus wird bei mehrschichtigem Aufbau mit Unverstärkten Dielektrikum die Dimensionsstabilität insbesondere bei Temperaturbeaufschlagung negativ beeinflusst. Um insbesondere die Dimensionsstabilität zu verbessern wurden Prepregs aus Epoxidharz beschichteten Glasgewebe eingesetzt. Diese ließen sich jedoch wesentlich schlechter mittels Laser bohren. Zur Verbessehrung der Dimensionsstabilität werden auch Vliese aus Aramidfasern eingesetzt. Diese lassen sich wie das Epoxidharzdielektrikum mittels Laser bohren. Das Problem bei Vliesen ist das Saugvermögen, welches bis zum fünf- fachen des Vliesgewichtes erreichen kann. Daher werden Vliese auch besonders in der Oberflächenveredlung eingesetzt. Bei der Verwendung als verpressfähiges Prepreg muss der zu erzielende Lackauftrag von ca. 100 Gew.-% bezogen auf das Trägermaterial durch starkt verdünnte Lacklösungen erzielt werden. Ein mechanisches Abquetschen mittels Walzen ist wegen der mangelnden Festigkeit nur sehr schwer möglich. Der Lack imprägniert die Oberfläche der Einzelfasern, was zu einem volumigen Vliesprepreg führt, welches ein hohes Luftvolumen einschließt. Dieses hochvolumige Vliesprepreg führt beim Verpressen zur Reduzierung der Kupferhaftung durch Lackmangel auf der Oberfläche. Die Feuchtigkeit und die Luft kann nur unter Vakuumanwendung wieder herausgeholt werden. Die mangelhafte Kupferhaftung und die Lufteinschlüsse könnent zum Ausfall der Schaltung führen. While the coated copper foil in the patents US 5,806,177 and US 5,837,155 is laminated on a roll laminator, the two-layer coated copper foil according to US 5362,534 and PCT / EP 99/01936 pressed in multi-daylight presses. In contrast to the previous multilayers, a core laminate that has already been drilled becomes a part of the HDI multilayer pressed. That means it must be filled with molten before filling the holes Dielectric the air can be removed. This is possible with the current coated copper foil only very imperfect. The holes are already copper-plated so that they are about 20 µm larger the laminate are raised. The pressure of the press fabric (laminates and press plates) leads to ensure that the holes are covered by the dielectric on the copper foil and that, despite the high vacuum, the holes cannot be free of air. Air pockets can significantly affect the functional safety of the HDI multilayer. Moisture can accumulate here in particular, which is used during the soldering process Delamination of the circuit and total failure. This is especially true if lead is free Soldering must be done at higher temperatures. At the moment you are using the Annealing the finished multilayer. It can also be buried when backfilling the Drill holes to reduce the dielectric layer over the conductors. The holes can also have sink marks. In addition, with a multi-layer structure Unreinforced dielectric especially in the dimensional stability Temperature exposure negatively affected. In order to improve the dimensional stability in particular Prepregs made of epoxy resin coated glass fabric are used. However, these could be much worse drilling with laser. To improve the dimensional stability nonwovens made from aramid fibers are also used. These can be like the epoxy resin dielectric drill with a laser. The problem with nonwovens is the pumping speed, which is up to five times the fleece weight. This is why fleeces are particularly popular in the Surface finishing used. When used as a compressible prepreg, the paint application to be achieved of approx. 100% by weight based on the carrier material by starches diluted paint solutions can be achieved. Mechanical squeezing by means of rollers is because of the lack of firmness very difficult. The paint impregnates the Surface of the individual fibers, which leads to a voluminous fleece prepreg, which has a high Includes air volume. This high-volume fleece prepreg leads to the pressing Reduction of copper adhesion due to lack of paint on the surface. The humidity and the air can only be removed using a vacuum. The poor Copper adhesion and air pockets can lead to circuit failure.

Die Probleme der sequentiellen Herstellung sind darüber hinaus in der Mehrfachverpressung und in der Mehrfachgalvanisierung sowie in der Lasergeschwindigkeit und in der Ausbeute zu suchen. Ist die letzte Microvia Bohrlage fehlerhaft, so muss der ganze HDI-Multilayer verworfen werden. Dies veranlasst die Leiterplattenhersteller nach Möglichkeiten der Einzelherstellung der Microvia Bohrlagen zu suchen. The problems of sequential manufacturing are also in multiple pressing and in multiple plating as well as in laser speed and yield search. If the last Microvia drilling position is faulty, the entire HDI multilayer must be discarded. This prompts the printed circuit board manufacturers to use the Find individual production of the Microvia drilling positions.

In der Fachzeitschrift Produktion von Leiterplatten und Systemen Nr. 8/02 des Eugen G. Leuze Verlags werden auf den Seiten 1316 und 1317 Verfahren zur Einzellagenverpressung beschrieben. Das Verfahren mit der Bezeichnung "SSP Single Step Process" von der Fa. Ibeden beschreibt ein Verfahren, welches von einem dünnen einseitig mit Kupferfolie kaschiertem Epoxidglaslaminat ausgeht. Es werden nach der Lamination mit dem Dryflim zunächst von der Epoxidglaslaminatseite die Vias mittels Laser gebohrt und anschließen galvanisch mit Kupfer vollständig gefüllt und mit Nickel abgedeckt. Anschließend wird das Leiterbild belichtet und geätzt. Die Laminatseite muss nunmehr mit einem Kleber versehen werden und kann dann mit den anderen in gleicher Weise hergestellten Microvia Bohrlagen in einer Vakuumpresse zu einem HDI-Multilayer verpresst werden. Die Nachteile dieses Herstellungsverfahrens liegen in der aufwendigeren Bohrbarkehit des Laminates mittels Laser, hervorgerufen durch die Verwendung von Glasgewebe, in der Einbettung der Leiter in eine Klebschicht, die auch die Kupferkontakte der Vias überdeckt, sowie in der unverstärkten Klebschicht, welche die Dimensionsstabilität in x, y, z Richtung negativ beeinflusst. Das Verfüllen von vergrabenen Bohrungen einer Multilayer-Kernleiterplatte ist nicht möglich. In the trade journal Production of Printed Circuit Boards and Systems No. 8/02 by Eugen G. Leuze Verlag are on pages 1316 and 1317 procedures for Single layer pressing described. The process called "SSP Single Step Process" by the Ibeden describes a process which consists of a thin copper foil on one side laminated epoxy glass laminate. After the lamination with the Dryflim First, the vias are drilled from the epoxy glass laminate side using a laser and then connected galvanically completely filled with copper and covered with nickel. Then that will Conductor pattern exposed and etched. The laminate side must now be provided with an adhesive and can then be used with the other Microvia drilling layers produced in the same way can be pressed into a HDI multilayer using a vacuum press. The cons of this The manufacturing process lies in the more complex drilling ability of the laminate Laser, caused by the use of glass fabric, in the embedding of the conductor an adhesive layer that also covers the copper contacts of the vias, as well as in the unreinforced Adhesive layer that negatively affects the dimensional stability in the x, y, z direction. The It is not possible to fill buried holes in a multilayer core circuit board.

Das zweite Verfahren mit der Bezeichnung "PALAP Patterned Prepreg Lay Up Process" der Firma Denso beschreibt ein Verfahren zur Einzellagenverpressung, welches von einer mit einem Thermoplast beschichteten Kupferfolie ausgeht Auf dieser beschichteten Kupferfolie wird nach dem Laminieren mit Photo-Dryfilm ein Leiterbild erzeugt und geätzt. The second method called "PALAP Patterned Prepreg Lay Up Process" the company Denso describes a method for single-layer pressing, which is carried out by a a thermoplastic-coated copper foil starts on this coated copper foil a conductor pattern is created and etched after lamination with Photo-Dryfilm.

Anschließend werden in den Thermoplast die Vias mittels Laser erzeugt. Diese Vias werden nun mit einer Kupferleitpaste gefüllt. Anschließend wird der Photo Dryfilm gestrippt und die Microvia Bohrlagen können in einem Pressvorgang mit einer Vakuum Multilayerpresse zu einem HDI-Multilayer verpresst werden. Dieses Herstellungsverfahren hat insbesondere die Problematik, dass die HDI-Multilayer über keinerlei Verstärkung verfügen und somit in hohem Maße insbesondere bei vielen Schichten hohe Dimensionsveränderungen in y, y, z Richtung aufweisen. Außerdem ist eine gleichmäßige Dielektrikumdicke über den Leitern nicht gewährleistet. Ein Verfüllen von vergrabenen Bohrungen in Multilayer-Kernschaltungen ist ebenfalls nicht möglich. The vias are then generated in the thermoplastic using a laser. These vias will be now filled with a copper conductive paste. Then the photo dry film is stripped and the Microvia drilling positions can be done in one press using a vacuum multilayer press an HDI multilayer. This manufacturing process has in particular Problem that the HDI multilayers have no reinforcement and thus in high degree, especially with many layers, high dimensional changes in y, y, z Have direction. In addition, there is no uniform dielectric thickness over the conductors guaranteed. Filling of buried holes in multilayer core circuits is also not possible.

Eine weitere Problematik besteht darin, dass in Zukunft optische Leiter verfügbar gemacht werden müssen, was zu Electrical/Optical Hybridschaltungen führt. Hier ist insbesondere eine enge Verbindung mit den elektrischen und den optischen Leitern erforderlich. Ein weiteres Problem stellt die Forderung "Chip in Polymer" dar. Nachdem es mit dem Multilayer gelungen ist, die Leiter auf mehrere Ebenen zu verteilen, ist es nunmehr das Ziel, auch Intergrierte Schaltungen (Chips) in das Innere einer Multilayerschaltung zu verlegen. Dies lässt sich nicht durch Lackbeschichtung oder durch Verpressung mit Glasgewebeprepregs lösen. Daher wurde hierfür auch ein Forschungsprogramm aufgelegt. Another problem is that optical conductors will be made available in the future must be, which leads to electrical / optical hybrid circuits. Here is particular a close connection with the electrical and optical conductors is required. Another problem is the "chip in polymer" requirement Multilayer has managed to distribute the ladder over several levels, it is now the goal, too Lay integrated circuits (chips) inside a multilayer circuit. This cannot be done by varnish coating or by pressing Loosen glass fabric prepregs. A research program was therefore also launched for this.

Die Lösung all dieser Probleme erfolgt durch den erfindungsgemäßen Microvia Conductor Prepreg Layer gemäß dem Patentanspruch 1), ein Verfahren zur Herstellung von HDI- Multilayern durch gemeinsame Verpressung von Einzellagen 6), ein Verfahren zur Herstellung von Optoelectronischen Schaltungselementen 11), ein Verfahren zur Herstellung von in Polymer eingebetteten Chips 12) sowie durch ein Verfahren zur Herstellung der Microvia Conductor Prepreg-Layer gemäß Patentanspruch 13) und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 17) Besonders bevorzugte Varianten des Microvia Conductor Prepreg Layers, der Verfahren und der Vorrichtung sind jeweils Gegenstand der entsprechenden abhängigen Patentansprüche. All of these problems are solved by the Microvia Conductor Prepreg Layer according to the invention according to claim 1), a method for producing HDI multilayers by jointly pressing individual layers 6 ), a method for producing optoelectronic circuit elements 11 ), and a method for producing chips 12 ) embedded in polymer and by a method for producing the Microvia Conductor prepreg layer according to claim 13) and a device according to claim 17) Particularly preferred variants of the Microvia Conductor prepreg layer, the method and the device are each the subject of the corresponding dependent claims ,

Es wird ein Microvia Conductor Prepreg Layer zur Herstellung von HDI-Multilayern und optoelektronischen Verbindungen durch bevorzugte Verpressung von Einzellagen sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung beschrieben. It becomes a Microvia Conductor Prepreg Layer for the production of HDI multilayers and optoelectronic connections by preferred pressing of individual layers as well as a Process and an apparatus for the production thereof are described.

Der Microvia Conductor Prepreg Layer besteht aus einer Kupferfolie, auf deren getreateter Seite ein mit Epoxidharz beschichtetes Glasvlies und auf der glatten Seite zur Erzielung einer optolektronischen Verbindung ein thermisch härtbarter mittels Laser- oder UV-Strahlung strukturierbarer Trockenfim auflaminiert ist. The Microvia Conductor Prepreg Layer consists of a copper foil, on the coated one One side of a glass fleece coated with epoxy resin and on the smooth side to achieve one optolectronic compound a thermally curable by means of laser or UV radiation structurable dry film is laminated.

Die elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolie (1) wird einer Beschichtungseinheit (2) zugeführt, die aus einer Walzenbeschichtungsanlage (3) und einer Laminieranlage (4) besteht. Die Walzenbeschichtungsanlage (3) verfügt über eine verchromten Dosierwalze (5) und eine gummierten Auftragswalze (6) sowie über eine verchromte Führungswalze (7). Die Laminieranlage verfügt über eine gummierte Andruckwalze (8) und eine verchromte Laminierwalze (9). Zwischen diesen beiden Anlagen ist ein Trockner (10) angeordnet. Die Kupferfolie (1) wird über eine Transportband (11) durch den Trockner (10) geführt. Auf diese Kupferfolie (1) wird vor der Beschichtung Glasvlies (12) mit einer Andruckwalze (8) auf die mit einem Transportband (11) umfasste verchromten Führungswalze (7) aufgelegt und dann gemeinsam mit lösungsmittelhaltigem Dielektrikum (13) mittels einer Walzenbeschichtungsanlage (3) beschichtet, die über eine mit einer glatten Gummierung ausgestatteten Auftragswalze (6) verfügt, die eine Härte von 50 bis 70 shore A aufweist. Das Dielektrikum weist hierbei eine bevorzugte Viskosität von 200 bis 2000 m Pa.s auf und wird im Walzenspalt ohne Andruck aufgetragen. Die beschichtete Kupferfolie wird mit dem Transportband (11) in einem Trockner (10) geführt, der mit Infrarotstrahlern und Umluft betrieben wird. Hierbei wird die Viskosität des Dielektrikums stark herabgesetzt, sodass es zu einer optimalen Beschichtung der Kupferfolienoberfläche und des Vlieses kommt. Die eigentliche Laminierung des Dielektrikums (13) in das Vlies (12)erfolgt im geschmolzenen Zustand. Diese Laminierstation (4) verfügt über eine gummierte Andruckwalze (8) mit einer Härte von 20 bis 40 Shore A. Die Laminierung erfolgt nach dem Trockner bei Temperaturen von 100 bis 170°C und einer Schmelzviskosität von 5 bis 30 Pa.s mittels einer Trennfolie (14), die von oberhalb der Laminieranlage (4) zugeführt wird. Von der Unterseite kann über eine verchromte Laminierwalze (9) eine Folie (14)oder ein mittels Laser oder Strahlung strukturierbarer Trockenfilm (15) zur Erzeugung von optoelektronischen Schaltungselementen auflaminiert werden. Anschließen wird in einem Kühler (16) auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einer Schneideinheit (17) der Microvia Conductor Prepreg Layer (18) auf Format geschnitten. The electrolytically deposited copper foil ( 1 ) is fed to a coating unit ( 2 ), which consists of a roller coating system ( 3 ) and a laminating system ( 4 ). The roller coating system ( 3 ) has a chrome-plated metering roller ( 5 ) and a rubberized application roller ( 6 ) as well as a chrome-plated guide roller ( 7 ). The laminating system has a rubberized pressure roller ( 8 ) and a chrome-plated laminating roller ( 9 ). A dryer ( 10 ) is arranged between these two systems. The copper foil ( 1 ) is guided through the dryer ( 10 ) via a conveyor belt ( 11 ). Before coating, glass fleece ( 12 ) with a pressure roller ( 8 ) is placed on this copper foil ( 1 ) on the chrome-plated guide roller ( 7 ), which is covered with a conveyor belt ( 11 ), and then together with solvent-containing dielectric ( 13 ) by means of a roller coating system ( 3 ). coated, which has an application roller ( 6 ) equipped with a smooth rubber coating, which has a hardness of 50 to 70 shore A. The dielectric has a preferred viscosity of 200 to 2000 m Pa.s and is applied in the nip without pressure. The coated copper foil is guided with the conveyor belt ( 11 ) in a dryer ( 10 ) which is operated with infrared radiators and circulating air. The viscosity of the dielectric is greatly reduced, so that the copper foil surface and the fleece are optimally coated. The actual lamination of the dielectric ( 13 ) into the fleece ( 12 ) takes place in the molten state. This laminating station ( 4 ) has a rubberized pressure roller ( 8 ) with a hardness of 20 to 40 Shore A. The lamination is carried out after the dryer at temperatures of 100 to 170 ° C and a melt viscosity of 5 to 30 Pa.s using a release film ( 14 ), which is fed from above the laminating system ( 4 ). A film ( 14 ) or a dry film ( 15 ) that can be structured by means of laser or radiation can be laminated from the underside via a chromium-plated laminating roller ( 9 ) to produce optoelectronic circuit elements. It is then cooled to room temperature in a cooler ( 16 ) and the Microvia Conductor Prepreg Layer ( 18 ) is cut to size using a cutting unit ( 17 ).

Beispiel 1example 1 Herstellung eines Microvia-Conductor Prepreg Layers gemäß Patentanspruch 1Production of a Microvia-Conductor prepreg layer according to claim 1 Walzenbeschichtungsanlage (3) Fig. 1Roll coating system ( 3 ) Fig. 1

Kupferfolie: 18 µm Fa. Gould
Gummierung: Rauhigkeit 10 µm Härte 50 Shore A
Dosierwalze (5): verchromt mit Unterwanne,
Dosierspalt: 140 µm
Epoxidharzlack: Fa. Duroplast-Chemie Rezeptur: A 143 Gew. Tl. EPOSID VP (868) 70 Gew.-%
37 Gew. Tl. EPODUR DICY 10 Gew.-%. in Methylglykol
0,7 Gew. Tl. EPODUR EMI 50 PM
Gelierzeit 170°C: 200 sec. Viskosität: 300 m Pa.s
Lackauftrag Trockengewicht: 60 g pro qm
Lackschichtdicke: 50 µm Copper foil: 18 µm from Gould
Rubber coating: roughness 10 µm hardness 50 Shore A
Dosing roller ( 5 ): chrome-plated with bottom pan,
Dosing gap: 140 µm
Epoxy resin varnish : Duroplast-Chemie Recipe : A 143 parts by weight EPOSID VP (868) 70% by weight
37 parts by weight of EPODUR DICY 10% by weight. in methyl glycol
0.7 parts by weight of EPODUR EMI 50 PM
Gel time 170 ° C: 200 sec. Viscosity: 300 m Pa.s
Paint application dry weight: 60 g per sqm
Lacquer layer thickness: 50 µm

Vlies (12) 20 g/qm Glasvlies Typ FF Sheet Fa. Nitto Boseki Co. Ltd. Japan Laminieranlage (4) Fig. 2 Trennfolie (14): TEDLAR 30 µm Dupont
Andruckwalze (8): Gummierung 30 Shore A glatte Oberfläche Rauhigkeit 10 µm
Umlufttrockner (10): 130°C Länge 10 m
Geschwindigkeit: 10 m pro min Microvia Conductor Prepreg-Layer Prepregdicke: 60 µm
Harzgehalt: 75%, Restgelierzeit bei 170°C: 200 sec TG. 40°C Fleece ( 12 ) 20 g / sqm glass fleece type FF Sheet from Nitto Boseki Co. Ltd. Japan laminating line (4) Fig. 2 release film ( 14 ): TEDLAR 30 µm Dupont
Pressure roller ( 8 ): rubber coating 30 Shore A smooth surface roughness 10 µm
Circulating air dryer ( 10 ): 130 ° C length 10 m
Speed: 10 m per min Microvia Conductor Prepreg-Layer Prepreg thickness: 60 µm
Resin content: 75%, residual gel time at 170 ° C: 200 sec TG. 40 ° C

Beispiel 2Example 2 Herstellung eines HDI-Multilayers durch gemeinsame Verpressung von Einzellagen nach Patentanspruch 6) von Microvia Conductor Prepreg Layer (18) nach Anspruch 1 in einer Vakuum-MultilayerpresseProduction of an HDI multilayer by pressing individual layers together according to claim 6) of Microvia Conductor Prepreg Layer (18) according to claim 1 in a vacuum multilayer press

Fig. 3
Microvia Conductor Prepreg Layer (18)
18 µm Kupferkaschierung, 60 µm Prepregdicke, Gesamtdicke 80 µm. Fig. 3
Microvia Conductor Prepreg Layer ( 18 )
18 µm copper cladding, 60 µm prepreg thickness, total thickness 80 µm.

Fig. 4
Der Microvia Conductor Prepreg Layer (18) wird mit Folien (14) kaschiert. Fig. 4
The Microvia Conductor Prepreg Layer ( 18 ) is laminated with foils ( 14 ).

Fig. 5
In den einseitig mit 18 µm Cu kaschierten MICOP-Layer (18)werden von der Laminatseite mittels Kohlendioxidlaser Bohrungen (19) eingebracht, die die Kupferfolie (1) nicht durchbrechen. Fig. 5
In the MICOP-Layer ( 18 ) laminated on one side with 18 µm Cu, holes ( 19 ) are made from the laminate side by means of carbon dioxide lasers which do not break through the copper foil ( 1 ).

Fig. 6
Die beidseitig aufliegenden Folien (14) werden an den Rändern miteinander verschweißt. Die Microvia Bohrungen (19) werden dann mit mittels des Novigant Prozesses von Atotech galvanisch verkupfert oder mittels Siebdruck mit Kupfer- oder Silberleitpaste gefüllt (20), wobei die durch die Laserbohrung gehärteten Bohrlochwandungen das Eindringen von Galvanoflüssigkeit verhindern Nach dem Abziehen der Folie werden die Leiter (21) mittels UV Laser strukturiert., und das verbliebene Restkupfer sowie die überstehende Leitpaste bzw. galvanisch Kupfer an der Laminatseite weggeätzt. Die Einzellagen werden nun gespült und getrocknet. Fig. 6
The films ( 14 ) lying on both sides are welded together at the edges. The microvia holes ( 19 ) are then galvanically copper-plated using the Novigant process from Atotech or filled with copper or silver conductive paste ( 20 ) using screen printing, whereby the borehole walls hardened by the laser hole prevent the penetration of galvanic liquid. After removing the foil, the conductors become ( 21 ) structured by means of a UV laser, and the remaining copper as well as the protruding conductive paste or galvanic copper are etched away on the laminate side. The individual layers are now rinsed and dried.

Die Microvia Conductor Prpreg Layer (18) werden dann beidseitigt auf eine Kernschaltung (22) aufgelegt und in einer Vakuum Multilayerpresse in einem Pressgang verpresst, wobei die vergrabenen Bohrungen (23) vollständig mit Dielektrikum gefüllt werden. The Microvia Conductor Prpreg Layers ( 18 ) are then placed on both sides on a core circuit ( 22 ) and pressed in a vacuum in a multilayer press, the buried bores ( 23 ) being completely filled with dielectric.

Auswertungevaluation

Der aus den erfindungsgemäßen Microvia Conductor Prepreg Layern hergestellte HDI-Multilayer verfügt über gefüllte vergrabene Bohrungen, eine hohe Dimensionsstabilität in x, y und z Richtung und hat aufgrund der Kontrolle der Einzellagen vor dem Verpressen eine hohe Ausbeute. The one produced from the Microvia Conductor prepreg layers according to the invention HDI-Multilayer has filled buried holes, a high dimensional stability in x, y and z direction and, due to the control of the individual layers in front of the Compress a high yield.

Beispiel 3Example 3 Herstellung eines optoelektronischen Schaltungselementes gemäß Patentanspruch (11)Manufacture of an optoelectronic circuit element according to claim (11)

Fig. 7
Nach dem Verpressen der Microvia Conductor Prepreg Layer (18) auf eine Kernschaltung (22) wird auf der Kupfefolienseiterseite ein thermisch härtbarer Trockenfilm (15) auflaminiert. Fig. 7
After pressing the Microvia Conductor Prepreg Layer ( 18 ) onto a core circuit ( 22 ), a thermally curable dry film ( 15 ) is laminated on the copper foil side.

Fig. 8
Der Trockenfilm (15) wird mittels Kohlendioxidlaser strukturiert und mit einer 0,5 µm dicken chemischen abgeschiedenen Kupferschicht (24) verkupfert. Fig. 8
The dry film ( 15 ) is structured using a carbon dioxide laser and copper-plated with a 0.5 μm thick chemical deposited copper layer ( 24 ).

Fig. 9
Anschließend werden die freien Kupferstege (25) mittels UV Laser entfernt. Fig. 9
The free copper webs ( 25 ) are then removed using a UV laser.

Fig. 10
Die durch die Laserstrukturierung entstandenen Lichtwellenleiter (26) werden nun galvanisch verkupfert. Sie sind somit von allen Seiten umschlossen und können als optoelektronisches Schaltungselement zusammen mit kupferkaschierten Microvia Conductor Prepreg Layer verpresst werden. Fig. 10
The optical fibers ( 26 ) created by the laser structuring are now copper-plated. They are therefore enclosed on all sides and can be pressed together as an optoelectronic circuit element together with copper-clad Microvia Conductor Prepreg Layer.

Beispiel 4Example 4 Herstellung eines Schaltungselementes mit in Polymer eingebetteten integrierten Schaltungen (Chip in Polymer) gemäß Patentanspruch (12)Production of a circuit element with integrated embedded in polymer Circuits (chip in polymer) according to claim (12)

Beschichtung eines Microvia Conductor Prepreglayers gemäß Beispiel 1. Rezeptur A Walzenspalt: 280 µm
Lackauftrag trocken: 120 g pro qm
Lackschichtdicke: 100 µm
Glasvlies: FF sheet 40 g pro qm. Fa. NITTO BOSEKI Japan
Prepregdicke: 120 µm
Beschichtungsgeschewindigkeit: 5 m pro min.
Trockentemperatur: 120°C
Harzgehalt: 75%, Restgelierzeit bei 170°C: 200 sec TG. 40°C Coating of a Microvia Conductor prepreg layer according to Example 1. Recipe A roll gap: 280 µm
Dry paint application: 120 g per sqm
Lacquer layer thickness: 100 µm
Glass fleece: FF sheet 40 g per sqm. NITTO BOSEKI Japan
Prepreg thickness: 120 µm
Coating speed: 5 m per min.
Drying temperature: 120 ° C
Resin content: 75%, residual gel time at 170 ° C: 200 sec TG. 40 ° C

Einbetten der integrierten Schaltungen (Chip) in PolymerEmbedding the integrated circuits (chip) in polymer

Fig. 11
Auflegen eines Microvia Conductor Prepreg-Layers (18) auf eine mit ungehausten integrierten Silizium Schaltungen (Chips) (27) belegten Kernschaltung (22). Fig. 11
Placing a Microvia Conductor prepreg layer ( 18 ) on a core circuit ( 22 ) occupied with unhoused integrated silicon circuits (chips) ( 27 ).

Fig. 12
Verlegen des Microvia Conductor Prepreg-Layers und die bestückte Kernschaltung zwischen zwei Edelstahlpressbleche (28) in einer Vakuum Multilayerpresse (29), evakuieren und auf Kontaktdruck zusammenfahren. Fig. 12
Lay the Microvia Conductor prepreg layer and the assembled core circuit between two stainless steel press plates ( 28 ) in a vacuum multilayer press ( 29 ), evacuate and move together under contact pressure.

Verpressen und Einkapseln der ungehausten integrierten Siliziumschaltungen (Chips) bei 100°C und bei 2 bar Druck. Endaushärtung bei 20 bar Druck und 160°C 60 min. Pressing and encapsulating the unhoused integrated silicon circuits (chips) 100 ° C and at 2 bar pressure. Final curing at 20 bar pressure and 160 ° C for 60 min.

Claims (17)

1. Microvia Conductor Prepreg Layer zur Herstellung von HDI-Multilayern und optelektronischen Schaltungselementen insbesondere durch bevorzugte Verpressung von Einzellagen, dadurch gekennzeichnet, dass eine bevorzugt 5 bis 35 µm dicke Kupferfolie (1) mit einem bevorzugt 20 bis 200 µm dickem mit Epoxidharzdielektrikum (13) beschichtetem Glasvlies (12) laminiert ist. 1. Microvia conductor prepreg layer for the production of HDI multilayers and optelectronic circuit elements, in particular by preferred pressing of individual layers, characterized in that a preferably 5 to 35 μm thick copper foil ( 1 ) with a preferably 20 to 200 μm thick epoxy resin dielectric ( 13 ) coated glass fleece ( 12 ) is laminated. 2. Microvia-Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Erweichungsbereich von bevorzugt TG 20°C bis TG 80°C aufweist. und über ein Zusammendrückbarkeit bei 100°C und 2 bar bei einer Fläche von 50 × 50 mm von 50 bis 70% der Dicke verfügt. 2. Microvia-Conductor Prepreg Layer according to claim 1, characterized in that it has a softening range of preferably TG 20 ° C to TG 80 ° C. and about a compressibility at 100 ° C and 2 bar with an area of 50 × 50 mm from 50 to 70% of the thickness. 3. Microvia Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1, insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass er einen bevorzugten Glasanteil von 20 bis 50 Gew.-% aufweist, wobei bevorzugt ein Glasvlies mit Filamenten von 5 bis 20 µm und einem Gewicht von 20 bis 60 g pro qm verwendet wird. 3. Microvia Conductor Prepreg Layer according to claim 1, in particular thereby characterized in that it has a preferred glass content of 20 to 50 wt .-%, wherein preferably a glass fleece with filaments of 5 to 20 microns and a weight of 20 to 60 g per square meter is used. 4. Microvia Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er bei 100 bis 130°C über eine Schmelzviskosität von 10 bis 30 Pa.s verfügt. 4. Microvia Conductor Prepreg Layer according to claim 1, characterized in that it has a melt viscosity of 10 to 30 Pa.s at 100 to 130 ° C. 5. Microvia Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserbohrgeschwindigkeit bevorzugt der doppelten Geschwindigkeit verglichen mit der bei Glasgewebearmierung üblichen Geschwindigkeit entspricht. 5. Microvia Conductor Prepreg Layer according to claim 1, characterized in that the Laser drilling speed preferred twice the speed compared to that in the case of glass fabric reinforcement corresponds to the usual speed. 6. Microvia Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1 zur Herstellung von HDI Multilayern durch gemeinsame Verpressung von Einzellagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Microvia-Bohrungen (19)mittels Kohlendioxid-Laser von der Prepregseite eingebracht werden können. 6. Microvia conductor prepreg layer according to claim 1 for the production of HDI multilayers by joint pressing of individual layers, characterized in that the microvia bores ( 19 ) can be introduced from the prepreg side by means of a carbon dioxide laser. 7. Microvia Conductor Prepreg Layer nach den Ansprüchen 1 und 6 zur Herstellung von HDI Multilayern im Einzelpressverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Microvia Borungen (24) die Kupferfolie (1) nicht durchbrechen und vollständig mit galvanisch abgeschiedenem Kupfer gefüllt werden können. 7. Microvia conductor prepreg layer according to claims 1 and 6 for the production of HDI multilayers in a single pressing process, characterized in that the microvia bores ( 24 ) do not break through the copper foil ( 1 ) and can be completely filled with electrodeposited copper. 8. Microvia Conductor Prepreg Layer nach den Ansprüchen 1 und 6 zur Herstellung von HDI Multilayern durch gemeinsame Verpressung von Einzellagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung mit der Kupferfolie über Leitpasten (20) erfolgen kann, die in die Micovia-Bohrungen (19) einfüllbar sind. 8. Microvia conductor prepreg layer according to claims 1 and 6 for the production of HDI multilayers by joint pressing of individual layers, characterized in that the contact with the copper foil can take place via conductive pastes ( 20 ) which can be filled into the Micovia bores ( 19 ) are. 9. Microvia Conductor Prepreg Layer nach den Ansprüchen 1 und 6 zur Herstellung von HDI Multilayern durch gemeinsame Verpressung von Einzellagen, dadurch gekennzeichnet, dass er nach der Strukturierung der Leiter (26) und der Kontaktierungspunkte in einem Pressvorgang in mehreren Schichten auf mit Kontaktierungsbohrungen versehene Mulilayerkernschaltungen (27) derart verpresst wird, dass die vergrabenen Bohrungen (28 der Kernschaltung (27) mit Epoxidharzdielektrikum (12) gefüllt werden. 9. Microvia conductor prepreg layer according to claims 1 and 6 for the production of HDI multilayers by joint pressing of individual layers, characterized in that after the structuring of the conductors ( 26 ) and the contacting points in a pressing process in several layers on multilayer core circuits provided with contact holes ( 27 ) is pressed in such a way that the buried bores (28 of the core circuit ( 27 ) are filled with epoxy resin dielectric ( 12 ). 10. Microvia Conductor Prepreg Layer nach den Ansprüchen 1 und 6 insbesondere zur Herstellung von HDI Multilayern durch gemeinsame Verpressung von Einzellagen, dadurch gekennzeichnet, dass der Microvia Conductor Prepreg Layer beidseitig mit Thermoplastfolien unter Vakuum laminiert, an den Rändern thermisch verschweißt, mittels Laser gebohrt, die Bohrungen galvanisch mit Kupfer oder mittels Leitpaste gefüllt, die Thermoplastfolie abgezogen, die Leiter mittels Laser strukturiert und geätzt, und die so erzeugten Microvia Conductor Prepreg Layer auf Multilayerkernschaltungen (27) in einem Pressvorgang aufgepresst werden. 10. Microvia conductor prepreg layer according to claims 1 and 6, in particular for the production of HDI multilayers by joint pressing of individual layers, characterized in that the microvia conductor prepreg layer is laminated on both sides with thermoplastic films under vacuum, thermally welded at the edges, drilled by laser, the holes are galvanically filled with copper or using conductive paste, the thermoplastic film is removed, the conductors are structured and etched using a laser, and the microvia conductor prepreg layers thus produced are pressed onto multilayer core circuits ( 27 ) in one pressing process. 11. Microvia Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Optoelektronischen Schaltungselementes, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kupferfolienoberfläche (1) eine Folie auflaminiert wird, die bevorzugt mit einem mittels Laser strukturierbarem Lack beschichtet ist (22). 11. Microvia conductor prepreg layer according to claim 1 for producing an optoelectronic circuit element, characterized in that a foil is laminated onto the copper foil surface ( 1 ), which is preferably coated with a laser-structurable lacquer ( 22 ). 12. Microvia Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1 insbesondere zur Herstellung von eingebetteten integrierten Schaltungen (Chips), dadurch gekennzeichnet, dass er nach dem Verpressen auf eine mit Siliziumchips (27) bestückte Multilayer Kernschaltungen (22) eine konstante Dielektrikumsdicke über den Chips und eine Zusammendrückbarkeit von mehr als 50% der Oberfläche um mehr als 50% der Dicke gewährleistet 12. The Microvia Conductor prepreg layer according to claim 1, in particular for the production of embedded integrated circuits (chips), characterized in that, after being pressed onto a multilayer core circuit ( 22 ) equipped with silicon chips ( 27 ), it has a constant dielectric thickness above the chips and a compressibility guaranteed by more than 50% of the surface by more than 50% of the thickness 13. Verfahren zur Herstellung von Microvia Conductor Prepreg Layer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass lösungsmittelhaltiges Epoxidharzdielektrikum (13) mittels einer Walzenbeschichtungsanlage (3) bei Raumtemperatur auf eine mit einem Glasvlies belegten Kupferfolie (1) aufgetragen, mittels eines Transportbandes (11)durch einen Trockner (10) transportiert und nach der Trocknung und Lösungsmittelentfernung mittels einer Laminieranlage (4) und einer Folie (14) heiß derart laminiert wird, dass die eingeschlossene Luft herausgedrückt wird. 13. The method for producing Microvia Conductor Prepreg Layer according to claim 1, characterized in that solvent-containing epoxy resin dielectric ( 13 ) is applied by means of a roller coating system ( 3 ) at room temperature to a copper foil ( 1 ) covered with a glass fleece, by means of a conveyor belt ( 11 ) a dryer ( 10 ) is transported and after drying and solvent removal by means of a laminating system ( 4 ) and a film ( 14 ) is hot laminated in such a way that the enclosed air is pressed out. 14. Verfahren zur Herstellung von Microvia Conductor Prepreg Layern nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummierung der Andruckwalze (8) der Laminieranlage (4) eine bevorzugte Härte von 20 bis 40 Shore A aufweist. 14. The method for producing Microvia Conductor prepreg layers according to claim 13, characterized in that the rubber coating of the pressure roller ( 8 ) of the laminating system ( 4 ) has a preferred hardness of 20 to 40 Shore A. 15. Verfahren zur Herstellung eines Micovia-Conductor Prepreg Layers als optoelektronisches Schaltungselement gemäß den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Kupferoberfläche auflaminierte thermisch härtbare Trockenfilm(15) nach der Laserstrukturierung des Lackes und des Kupfers mittels UV Laser, chemisch-galvanisch verkupfert und über Microvias (19) mit den Kupferleitern (21)eines auflaminierten kupferkaschierten Micovia-Conductor Prepreg Layers (18) verbunden wird. 15. A method for producing a Micovia-Conductor prepreg layer as an optoelectronic circuit element according to claims 1 and 11, characterized in that the thermally curable dry film ( 15 ) laminated onto the copper surface after the laser structuring of the lacquer and the copper by means of UV laser, chemical galvanically copper-plated and connected via microvias ( 19 ) to the copper conductors ( 21 ) of a laminated copper-clad Micovia-Conductor prepreg layer ( 18 ). 16. Verfahren zur Herstellung eines Microvia-Conductor Prepreg Layers zum Einbetten von auf Kernschaltungen aufgebrachten ungehausten Siliziumchips nach den Ansprüchen 1 und 12, insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Microvia Conductor Prepreg Layer (18) auf die bestückte Kernschaltung (22) aufgelegt, zwischen Pressblechen (28) in einer Multilayer Vakuumpresse (29) auf Kontaktdruck zusammengepresst wird, nach der Evakuierung die Chips (27) bei einer Temperatur von 80 bis 130°C und einem Druck von 1,5 bis 5 bar eingebettet und bei 150 bis 170°C in 0,5 bis 1 Stunde ausgehärtet werden. 16. A method for producing a Microvia-Conductor Prepreg Layer for embedding unhoused silicon chips applied to core circuits according to claims 1 and 12, in particular characterized in that the Microvia Conductor Prepreg Layer ( 18 ) placed on the populated core circuit ( 22 ) between press plates ( 28 ) is pressed together in a multilayer vacuum press ( 29 ) to contact pressure, after evacuation the chips ( 27 ) are embedded at a temperature of 80 to 130 ° C and a pressure of 1.5 to 5 bar and at 150 to 170 ° C can be cured in 0.5 to 1 hour. 17. Vorrichtung zur Herstellung von Microvia-Conductor Prepreg Layern nach den Ansprüchen 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Walzenbeschichtungsanlagen (2) bestehend aus einer Beschichtungseinheit (3) und einer nachgeordneten Laminiereinheit (4) verwendet wird, dass die Führungswalzen (7) mit einem Band (11) umhüllt sind, das den Transport in den Trockner (10) übernimmt, der zwischen beiden Anlagen angeordnet ist, und dass die zu beschichtenden Materialien wie Kupferfolie (1) und Vlies (12) mit einer Andruckwalze (8) hierauf aufgebracht werden, die Beschichtungswalze mit einer glatten Gummierung (6) versehen ist, die Laminiereinheit (4) für das Laminieren mittels Trennfolie (14) aus einer gummierten Andruckwalze (8) und einer verchromten Laminierwalze (9) besteht, und dass nach der Laminiereinheit (4) ein Luftkühler (16) angeordnet ist. 17. Device for producing Microvia-Conductor prepreg layers according to claims 1 and 13, characterized in that a roller coating system ( 2 ) consisting of a coating unit ( 3 ) and a downstream laminating unit ( 4 ) is used, that the guide rollers ( 7 ) are wrapped with a tape ( 11 ) which takes over the transport into the dryer ( 10 ), which is arranged between the two systems, and that the materials to be coated, such as copper foil ( 1 ) and fleece ( 12 ), are then pressed with a pressure roller ( 8 ) applied, the coating roller is provided with a smooth rubber coating ( 6 ), the laminating unit ( 4 ) for laminating by means of a separating film ( 14 ) consists of a rubberized pressure roller ( 8 ) and a chrome-plated laminating roller ( 9 ), and that after the laminating unit ( 4 ) an air cooler ( 16 ) is arranged.
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