DE3709770A1 - Leiterplatte, -folie, multilayerinnenlage oder leitersubstrat mit durchkontaktierungen und herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Es besteht allgemein das Bestreben, die Packungsdichte von Bauelementen auf irgendwelchen Substraten, beispielsweise Leiterplatten, zu erhöhen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, hierfür einen Weg anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 und 7 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unter­ ansprüchen zu entnehmen.

Ausgangspunkt war der Gedanke, durch Durchkontaktierungen mit extrem kleiner Querschnittsfläche den bisher für An­ schlußaugen und/oder Durchkontaktierungen benötigten Raum einzusparen. Dieser bisher benötigte Raum war hauptsächlich durch den Bohrungsdurchmesser für die Anschlußaugen bzw. Durchkontaktierungen bestimmt. Da Bohrungen von weniger als 0,25 mm Durchmesser nur mit erheblichem Maschinenaufwand erzielt werden können, ist von der bisher üblichen Vor­ gehensweise zur Herstellung von Durchkontaktierungen ab­ gewichen worden. Durch die Erfindung lassen sich Durchkon­ taktierungen direkt unterhalb von SMD (oberflächenmontierten Bauelement-) -Anschlußflächen und Leiterzügen realisieren.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung näher erläutert.

Fig. 1 dient der Erläuterung des Herstellungsverfahrens.

Fig. 2 zeigt einen Abschnitt einer Leiterplatte nach der Er­ findung.

Eine Leiterplatte nach der Erfindung kann durch folgende Verfahrensschritte hergestellt werden:

• 1. Herstellen von Multilayerinnenlagen 1 bis 5 mit Leitern 11, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22, 23, 31, 32 usw., die be­ vorzugt einander parallel sind und einer Vorzugsrichtung V folgen, nämlich hier der Richtung der Kante K.
• 2. Diese Multilayerinnenlagen werden zu dem gezeigten Stapel, also zu einem Multilayer bleibend zusammengefügt. Dies kann durch Zusammenpressen oder Verkleben geschehen, und zwar möglichst so, daß die Leiter 11, 12, usw. weitestgehend von Material umschlossen sind. Die Quer­ schnittsfläche F eines senkrecht zur Vorzugsrichtung V gelegten Schnittes wird mindestens ebenso groß bemessen, wie die Sollgröße der vom gezeigten Stapel abzuschnei­ denden Leitersubstrate.
• 3. Vom gezeigten Multilayer werden nun durch senkrecht zur Vorzugsrichtung V verlaufende Schnitte Leitersubstrate in Form von Scheiben oder Folien abgeschnitten, die raster­ förmig mit Durchkontaktierungen versehen sind, die je­ weils aus kurzen Abschnitten der Leiter 11 bis 16, 21, 22 usw. bestehen.
  Bei den Leitern 11, 12, usw. kann es sich um Leiterbah­ nen, aber auch um dünne Drähte oder Leiterstreifen han­ deln.
• 4. Mit den abgeschnittenen Leitersubstraten können nun auf verschiedene Weise Leiterplatten, -folien oder Multi­ layerrinnenlagen hergestellt werden, beispielsweise indem additiv Leiterbahnen aufgebracht werden.
  Bevorzugt wird jedoch auf ein solches Leitersubstrat insbesondere beidseitig Kupfer mit Hilfe einer Klebefolie aufgebracht, und es folgen weitere Schritte:
• 5. An denjenigen Stellen der Oberfläche, unter denen sich später Durchkontaktierungen befinden sollen, wird das Kupfer und die Klebefolie entfernt.
• 6. Der im Leitersubstrat als Durchkontaktierung eingebettete Leiter 11, 12, usw. wird nun jeweils mit Hilfe eines herkömmlichen Metallisierungsverfahrens mit dem aufge­ klebten Kupfer kontaktiert.
• 7. Anschließend wird das Kupfer teilweise mit einem her­ kömmlichen Verfahren entfernt, so daß nur noch Ober­ flächenleiter als Leiterbahnen der fertigen Leiterplatte, -folie oder Multilayerinnenlage übrig bleiben.

Das nach dem dritten Verfahrensschritt entstandene Leiter­ substrat kann als Halbfertigfabrikat auf Lager gelegt werden und für verschiedene Leiterplatten zur Anwendung kommen.

Bei der Bestückung einer fertigen Leiterplatte oder -folie mit oberflächenmontierten Bauteilen (SMD) kann die fertig­ gestellte Schaltung auf einen Träger aufgeklebt werden, der den Ausdehnungskoeffizienten auf der Bestückungsseite für eine zuverlässige Verbindung günstig beeinflusst, denn durch Kombination der abgetrennten Leiterplatte bzw. insbesondere -folie mit einem Träger von geringem thermischem Ausdeh­ nungskoeffizienten, läßt sich der thermische Ausdehnungs­ koeffizient auf der Bestückungsseite dem geringen Ausdeh­ nungskoeffizienten des oberflächenmontierten Bauteils an­ passen.

Es ist ersichtlich, daß der Querschnitt der als Durchkon­ taktierungen oder Anschlußaugen dienenden Stücke der Leiter 11, 12, usw. wesentlich kleiner gehalten werden kann, als der Querschnitt einer bisher für eine Durchkontaktierung angebrachten Bohrung von mindestens 0,1 oder sogar 0,25 mm Durchmesser.

Fig. 2 zeigt ein Stück einer fertigen Leiterplatte mit Durchkontaktierungen 61, 62, 63 ... in einem Leitersubstrat 60. Auf diesem befindet sich eine Klebefolie 64, die ur­ sprünglich ganz mit einer Kupferfolie bedeckt war. Diese Kupferfolie ist teilweise entfernt worden. Als Rest sind Oberflächenleiter 65 bis 67 übrig geblieben mit zwei Durch­ kontaktierungen 68 und 69, letztere aufgeschnitten darge­ stellt, die eine elektrische Verbindung zwischen jeweils einem Oberflächenleiter 65 bzw. 67 und einer unmittelbar darunter liegenden Durchkontaktierung im Leitersubstrat 60 aufweisen.

Claims (10)

1. Anordnung in Gestalt einer Leiterplatte, -folie, Multi­ layerinnenlage oder Leitersubstrat mit eingebetteten Durchkontaktierungen (61, 62, 63) und/oder Anschlußaugen, dadurch gekennzeichnet, daß sie massiv, aber von geringe­ rem Querschnitt sind als Durchkontaktierungen, die durch Innenbeschichtung von Bohrungen mit 0,25 mm Durchmesser hergestellt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierungen im Preßsitz eingebettet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierungen streifenstückförmig sind.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierungen rasterförmig angeordnet sind.

5. Leiterplatte, -folie oder Multilayerinnenlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Oberflächenleitern (65, 66, 67) auf einer elek­ trischen Isolationsschicht (60) versehen ist, von denen wenigstens einer (65) mit wenigstens einer Durchkontak­ tierung (68) durch die unterbrochene Isolationsschicht (64) hindurchkontaktiert ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht eine Klebefolie (64) ist.

7. Herstellungsverfahren für eine Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Aufbau eines Multilayer, in welchem wenigstens eine Lage von Leitern (11, 12 ...) vorgesehen ist, die in Richtungen verlaufen, deren Hauptkomponenten in einer gemeinsamen Vorzugsrichtung (V) liegen, wobei die senkrecht zur Vorzugsrichtung gemessene Querschnitts­ fläche (F) des Multilayer mindestens so groß ist wie die Sollgröße der Leiterplatte, -folie, Multilayer­ innenlage oder des Leitersubstrats,
• b) Zertrennen des Multilayer in senkrecht zur Vorzugs­ richtung (V) verlaufende Scheiben oder Folien.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den zu­ sätzlichen Verfahrensschritt: Versehen der Scheiben oder Folien mit Oberflächenleitern (65, 66, 67), wobei wenigstens eine elektrische Verbin­ dung (69) mit einem die Scheibe oder Folie als Durchkon­ taktierung durchdringenden Leiter (11, 12 ...) herge­ stellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Versehen mit Oberflächenleitern geschieht, indem auf die Oberfläche unter Zwischenschaltung einer elektrischen Isolationsschicht (64) eine Kupferschicht aufgebracht wird, daß anschließend die Kupfer- und die Isolations­ schicht unmittelbar über der Durchkontaktierung entfernt wird, worauf die Durchkontaktierung mit der Kupferschicht kontaktiert wird (69), und daß die Kupferschicht teilweise entfernt wird, sodaß die Oberflächenleiter (65, 66, 67) bleiben.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferschicht mit einer Klebefolie (64) als Iso­ lationsschicht aufgebracht wird.