DE9105035U1

DE9105035U1 - Mehrlagen-Leiterplatte

Info

Publication number: DE9105035U1
Application number: DE9105035U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1992-06-17
Anticipated expiration: 2001-04-25

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Mehrlagen-Leiterplatte
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Die Erfindung betrifft eine Mehrlagen-Leiterplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mehrlagen-Leiterplatten, die z. B. in der DE-OS 36 05 474 und dem Buch "Hochtechnologie-Multilayer" von H. Müller, Eugen-G.-Leuze-Verlag, 1988, Seiten 18 bis 24 beschrieben sind, bestehen aus übereinandergeschichteten Leiterebenen, die durch Zwischenlagen elektrisch gegeneinander isoliert sind. Im allgemeinen sind je zwei Leiterebenen auf den beiden Seiten eines Isolierstoffträgers, z. B. aus Epoxiglas-Laminat, aufgebracht. Die so zweiseitig kaschierten Kerne werden mittels Prepregs verbunden. Dies sind Klebefolien, z. B. aus harzimprägniertem Glasgewebe. Bei erhöhter Temperatur schmilzt das Harz und härtet unter Druck und Temperatur aus. Die elektrischen Verbindungen zwisehen den Leiterebenen werden mittels Durchkontaktierungen hergestellt. Hierzu werden an den Kontaktstellen in den zu verbindenden Leiterebenen Lötaugen vorgesehen, wobei die einzelnen Lötaugen einer Durchkontaktierung übereinanderliegen. Nach dem Aufeinanderschichten und Verkleben der Kerne wird die Mehrlagen-Leiterplatte an den Stellen, an denen sich die Lötaugen befinden, durchbohrt. Die Bohrung wird metallisiert, im allgemeinen verkupfert, so daß die Lötaugen und damit die zugehörigen Leiter über eine Metallhülse elektrisch miteinander verbunden sind. Solche Durchkontaktierungen beanspruchen auch in den Leiterebenen Platz, in denen sich kein Anschluß an die Metallhülse befindet. Man setzt daher zur besseren Ausnutzung der Leiterebenenflächen vor allem für die elektrische Verbindung zwischen innen liegenden Leiterebenen sogenannte partielle oder verborgene Durchkontaktierungen ein, für die jeweils nur ein Kern zwischen zwei Lötaugen durchbohrt und die Bohrung metallisiert wird. Für die elektrische Verbindung von außen liegenden Leitern können Sacklöcher gebohrt und metallisiert werden. Alle durch Bohrungen hergestellten elektrischen Verbindungen haben

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wegen der notwendigen Lötaugen den Nachteil, daß sie viel Platz in den Leiterebenen beanspruchen. Auch beeinträchtigen die Bohrungen, vor allem, wenn sie durch mehrere Leiterebenen gehen, die elektrischen Eigenschaften der betroffenen Leiter.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrlagen-Leiterplatte zu schaffen, in der die Anzahl der durch Leiterebenen führenden Bohrungen im Vergleich zu den bekannten Mehrlagen-Leiterplatten verringert ist. 10

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

In der neuen Mehrlagen-Leiterplatte erfordern die elektrischen Verbindungen zwischen Leiterebenen, die nur durch ein Prepreg getrennt sind, keine Bohrung. Durch die Aussparungen im Prepreg werden die Leiter unmittelbar kontaktiert. Die Kontaktstelle kann gelötet werden, indem die Aussparung im Prepreg oder ein Leiter an der Kontaktstelle mit Lötpaste bedruckt wird. Auf das Verlöten kann im allgemeinen verzichtet werden, da die Haftwirkung des Prepregs für einen ausreichenden Kontaktdruck sorgt. Zur Erzielung eines einwandfreien Kontaktes können die Kontaktflächen mit einem Flußmittel überzogen werden.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

Figur 1 veranschaulicht in einer Schnittdarstellung den Aufbau einer neuen Mehrlagen-Leiterplatte,

Figur 2 zeigt Aufsichten von Leiterebenen mit zu kontaktierenden Leitern und einem Prepreg als Zwischenlage.

In Figur 1 sind mit LEI, LE2 ... LE6 Leiterebenen einer Mehrlagen-Leiterplatte bezeichnet, die jeweils aus mehreren aus einem mit Kupfer kaschierten Kern geätzten Leiterbahnen bestehen. Die inneren Leiterebenen LE2, LE3, LEA, LE5 sitzen paarweise auf je einem Isolierstoffträger TRl, TR2 und bilden

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mit diesem jeweils einen beidseitig kaschierten Kern Kl bzw. K2. Die äußeren Leiterebenen LEI, LE6 bilden die Außenseiten der Mehrlagen-Leiterplatte. Die Kerne Kl, K2 sind miteinander mittels eines Prepregs PR2 verklebt, das gleichzeitig die Leiterebenen LE3, LE4 gegeneinander isoliert. Mittels Prepregs PRl, PR3 sind die Leiterebenen LEI, LE6 auf die Kerne Kl, K2 geklebt.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den Leiterebenen LE2, LE3 auf dem Kern Kl und den Leiterebenen LE4, LE5 des Kernes K2 sind in bekannter Weise mittels metallisierter Bohrung BRl, BR2 als sogenannte partielle oder verborgene Durchkontaktierungen hergestellt. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Leiterebenen LE3, LE4 sind durch Druckkontakt hergestellt. Hierzu werden die Leiterebenen LE3, LE4 mit einem fotoempfindlichen Lack beschichtet, an der Kontaktstelle belichtet und freientwickelt. In einem galvanischen Prozeß werden an den freientwickelten Flächen Verstärkungen Vl, V2 aufgebaut, bis deren gesamte Stärke etwa gleich der Dicke des Prepregs PR2 ist. In diesem wird an der Kontaktstelle eine Durchbrechung DR angebracht, deren Form der Form der Verstärkungen Vl, V2 entspricht. Im Falle, daß die Durchbrechung gebohrt wird, ist sie selbstverständlich kreisrund, vorteilhaft wird sie jedoch gestanzt, so daß sie auch rechteckig sein kann.

Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf die beiden Leiterebenen LE3, LE4. Die Leiterbahnen sind mit LB, LB¹ bezeichnet. Die Verstärkungen Vl, V2 sind nicht breiter als die Leiterbahnen. Damit sich eine ausreichende Kontaktfläche ergibt und die Verstärkungen eine genügende Festigkeit haben, sind sie jedoch rechteckförmig länglich ausgebildet. Die Durchbrechung DR im Prepreg PR2 ist in diesem Falle ein schmaler Schlitz.

Nach dem Zusammenpressen und Erhitzen der Kerne Kl und K2 sind die Leiterebenen LE3, LE4 miteinander verbunden, und zwar durch einfache Druckkontaktierung ohne Bohrung. Die Haftwirkung des Prepregs sorgt für einen ausreichenden Kontaktdruck. Die Verbindungen durch Isolierstoffträger erfolgen über Boh-

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rungen BRl, BR2. Dadurch ergeben sich zahlreiche Varianten zum Verbinden verschiedener Leiterebenen, und man ist in der Wahl der Leiterbahnen und der Verbindungsstellen sehr flexibel, zumal, wie anhand von Figur 2 gezeigt, die Druckkontaktierung praktisch keinen zusätzlichen Platz beansprucht.

Selbstverständlich brauchen nicht alle Verbindungen zwischen durch Prepregs getrennte Leiterebenen durch Druckkontaktierung hergestellt zu werden. Beispielsweise sind die Verbindungen der beiden äußeren Leiterebenen LEI, LE2 bzw. LE5, LE6 nach dem Verkleben durch metallisierte Sacklöcher SLl, SL2 hergestellt.

Eine sechslagige Leiterplatte gemäß Figur 1 kann in folgenden Verfahrensschritten hergestellt werden. Zunächst werden beide doppeltkaschierten Isolierstoffträger, die späteren Kerne Kl, K2, mit den Bohrungen BRl, BR2 versehen und die Leiterebenen LE2, LE5 hergestellt. Mit den Prepregs PRl, PR3 werden Kupferfolien auf die Leiterebenen LE2, LE5 geklebt. Mit dem Verkleben erhält man zwei dreilagige Teilkerne, auf denen die Leiterebenen LE3, LE4 hergestellt werden können. Die Bohrungen BRl, BR2 werden galvanisch metallisiert; in demselben Arbeitsgang können die Verstärkungen Vl, V2 erzeugt werden. Das Prepreg PR2 wird an der Kontaktstelle mit der Durchbrechung DR versehen, und die beiden Teilkerne werden verpreßt, wobei die Kontaktflächen der Verstärkungen Vl, V2 aufeinandergedrückt und elektrisch verbunden werden. Anschließend werden aus den die Außenseiten bildenden Kupferfolien die Leiterebenen LEI, LE6 geätzt und die Sacklöcher SLl, SL2 metallisiert.

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Claims

G 4 4 19 Schutzansprüche

1. Mehrlagen-Leiterplatte mit mehreren Leiterebenen, die durch isolierende Zwischenlagen voneinander getrennt sind, von denen mindestens eine ein Prepreg ist und mit senkrecht zu den Leiterebenen, in Bohrungen verlaufenden Durchkontaktierungen zwischen Leiterebenen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontaktierung von zwei durch das Prepreg (PR) gegeneinander isolierten Leiterbahnen (LB, LB¹) mindestens eine von diesen eine Verstärkung (V, V) aufweist, derart, daß die Summe der Verstärkungen etwa gleich der Dicke des Prepregs ist, und daß das Prepreg an der Kontaktstelle mit einer Durchbrechung (DR) versehen ist.

2. Mehrlagen-Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiterbahnen (LB, LB¹) an der Kontaktstelle jeweils eine Stärke von etwa der halben Dicke des Prepregs haben.

3. Mehrlagen-Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (DR) des Prepregs (PR) gestanzt ist und die Form eines Rechtecks hat, dessen Breite etwa gleich der der Leiterbahnen (LB, LB¹) ist.

4. Mehrlagen-Leiterplatte nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter durch galvanischen Auftrag von Kupfer verstärkt sind.

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