DE2141897A1

DE2141897A1 - MANUFACTURING PROCESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARD

Info

Publication number: DE2141897A1
Application number: DE19712141897
Authority: DE
Inventors: Filipp Georgiewitsch Staros
Original assignee: STAROS
Current assignee: STAROS
Priority date: 1971-08-20
Filing date: 1971-08-20
Publication date: 1973-03-01

Description

Herstellungsverfahren für Gedruckte Leiterplatte Die Erfindung betrifft die Nachrichtenelektronik, insbesondere ein Herstellungsverfahren für gedruckte Leiterpiatten, die in elektronischen Schaltungen zur Herstellung elektrischer Verbindungen eingesetzt werden. Manufacturing Process for Printed Circuit Board The invention relates to communications electronics, in particular a manufacturing process for printed matter Printed circuit boards used in electronic circuits for making electrical connections can be used.

Breite Verwendung hat ein Herstellungsverfahren für gedruckte Mehrlagenschaltungen gefunden, das darin besteht, daß man photochemisch ein Leitungsmuster auf einer an die eine oder an die beiden Leiterseiten der isolierenden Trägerpiatte angeklebten Metallfolie erhält. Das Leitungsmuster soll mit sowohl auf der eigentlichen Platte als auch auf deren Umfang liegenden Anschlußstellen versehen werden. Wenn die schaltungstechnische Lösung auf drei und mehr Metallfolien realisiert werden kann, so wird an die zweiseitige Haupt-Trägerplatte die entsprechende Zahl ein- bzw. zweiseitiger zusätzlicher Trägerplatten angeklebt. A manufacturing method for multilayer printed circuit boards has been widely used found, which consists in the fact that one photochemically a line pattern on a to one or both of the conductor sides of the insulating support plate glued on Metal foil received. The wire pattern should be with both on the actual board as well as connection points lying on the circumference thereof. If the circuitry Solution can be realized on three or more metal foils, so it is on the two-sided Main carrier plate the corresponding number of one or two-sided additional carrier plates glued on.

Falls die Leiterplatte aus zwei zweiseitigen aneinanderliegenden Trägerplatten besteht, verwendet man für sie als Isolierschicht einen Lacküberzug. If the circuit board consists of two two-sided adjoining If there is carrier plates, a lacquer coating is used for them as an insulating layer.

Nach dem Zusammenkleben sämtlicher Leiterebenen der Platte locht man zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Lagen im folgenden durchzuplattierende Löcher, wodurch sogenannte galvanische Niete ausgebildet werden. Die Löcher für die Niete werden durch mechanische Verarbeitun>, beispielsweise durch Lochen, ausgeführt, wozu Ein- oder Mehrstempelstanzen mit programmgesteuerter zweidimensionaler Plattenverschiebung verwendet werden. After all the conductor levels of the board have been glued together, make holes to establish an electrical connection between the layers in the following Holes to be plated through, whereby so-called galvanic rivets are formed. The holes for the rivets are made by mechanical processing, for example performed by punching, including single or multiple punch with program-controlled two-dimensional plate displacement can be used.

In Einzelfällen wird zwecks Erhöhung mechanischer Zuverlässigkeit der galvanischen Niete an deren Anschlußstellen eine zusätzliche mechanische Bearbeitung der Löcher durchgeführt, nämlich deren Aufsenken, was seinerseits eine getrennte Herstellung von Nieten auf jeder Leiterebene mit; nachfolgender zusätzlicher Herstellung der Niete auf der komplett zusammengebauten Platte erforderlich macht. In individual cases, in order to increase mechanical reliability the galvanic rivets at their connection points an additional mechanical processing the holes carried out, namely their countersinking, which in turn was a separate Manufacture of rivets on every conductor level with; subsequent additional production the rivet required on the fully assembled panel.

Dem genannten Herstellungsverfahren für gedruckte Mehrlagenschaltungen haften folgende Nachteile an: - hohe Kosten technologischer Ausrüstung als Folge einer notwendigen Anwendung kostspieliger komplizierter Stanzen oder programmgesteuerter Einrichtungen zur zweidimensionalen Plattenverschiebung; - Kompliziertheit und große Dauer des technologischen Prozesses; - niedrige Zuverlässigkeit der gedruckten Leiterplatten aufgrund unzureichender Zuverlässigkeit der durch die galvanischen Niete ausgebildeten elektrischen Kontakte als Folge des Fehlens eines Temperaturausgleiches für die Differenz linearer Ausdehnungskoeffizienten des Materials des Leitungsmusters und des Trägermaterials und der Begrenztheit der Anschlußstelle eines galvanischen Nietes mit dem Leitungsmuster; - Unmöglichkeit einer Übereinstimmung mit erforderlicher Genauigkeit der Koordinaten der Lochmitten mit den Koordinaten der Mittelpunkte der Anschlußstellen für die Löcher als Folge einer Instabilität des SchnxndmaBes des Trägermaterials. The aforementioned manufacturing process for printed multilayer circuits have the following disadvantages: - high cost of technological equipment as a result of a necessary application of expensive complicated punching or program-controlled Devices for two-dimensional plate displacement; - complexity and greatness Duration of the technological process; - low reliability of the printed circuit boards due to insufficient reliability of those formed by the galvanic rivets electrical contacts as a result of the lack of temperature compensation for the Difference in linear expansion coefficients of the material of the line pattern and the carrier material and the delimitation of the connection point of a galvanic rivet with the line pattern; - Impossibility of matching required Accuracy of the coordinates of the hole centers with the coordinates of the center points the connection points for the holes as a result of an instability of the cutting dimension of the carrier material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Mängel ein Herstellungsverfahren für gedruckte Leiterplatten zu schaffen, das eine hohe Zuverlässigkeit elektrischer Verbindungen, eine Verbilligung technologischer Ausrüstung sowie eine beträchtliche Verkllrzung des technologischen Zyklus für die Herstellung einer Leiterplatte gewährleistet. The invention is based on the object while avoiding the above Deficiencies in providing a printed circuit board manufacturing process that one high reliability of electrical connections, cheaper technology Equipment as well as a considerable shortening of the technological cycle for the Manufacture of a printed circuit board guaranteed.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Löcher für die galvanischen Niete zuerst auf Metallfolien bei der Herstellung des Leitungsmusters und dann in Isolierschichten durch Atzen ausführt, wobei man die Löcher im Leitungsmuster als Führung nach vorheriger Aufbringung eines mit dem Ätzmittel nicht reagierenden Schutzüberzuges auf die äußeren Leiterseiten der Platte mit Ausnahme der zu ätzenden Stellen ausnutzt. The object is achieved by making the holes for the galvanic rivets first on metal foils during the production of the conductor pattern and then in insulating layers by etching, making the holes in the wiring pattern as a guide after prior application of a non-reactive with the etchant Protective coating on the outer conductor sides of the plate with the exception of those to be etched Exploits places.

Zweckmäßigerweise werden die Löcher für die galvanischen Niete in den Isolierschichten größer als die Löcher im Leitungsmuster ausgeführt, jedoch derart, daß sie nicht über die Anschlußstellen um die Löcher herum auf dem Leitungsmuster hinausgehen. The holes for the galvanic rivets are expediently in the insulating layers made larger than the holes in the wiring pattern, however so that they do not have the connection points around the holes on the wiring pattern go out.

Die Isoliersciiichten in den Löchern für die galvanischen Niete werden vorzugsweise gleichzeitig von beiden Seiten der Leiterplatte geätzt. The insulating layers are in the holes for the galvanic rivets preferably etched from both sides of the circuit board at the same time.

Die Erfindung gestattet es, den Arbeitsaufwand und die Herstellungskosten für gedruckte Leiterplatten, insbesondere Mehrlagenschaltungen, aufgrund des Ersatzes der mechanischen Arbeitsgänge zur Ausbildung der Locker für die galvanischen Niete durch ein zweistufiges chemisches Verfahren beträchtlich zu senken. The invention allows the labor and manufacturing costs for printed circuit boards, especially multilayer circuits, due to the replacement the mechanical work steps for the formation of the looseness for the galvanic rivets can be reduced considerably by means of a two-stage chemical process.

Die %lverlässigkeit der Leiterplatten wird erheblich dadurch erhöht, daß bei Betrieb der Leiterplatte unter wechselnden Temperaturverhältnissen hei den galgalvanische Nieten keine Risse auftreten und der elektrische Kontakt zwischen den lagen nicht gestfix wird, ird,da der Unterschied zwischen den linearen Ausr3n koeffizienten der Materialien der Leiterplatte durch die gewellte @ @@ m der Niete ausgeglichen wird; und die Möglichkeit der Jierstellung von Wellungen wird bei der Ätzung der Löcher in den tsolierschichten realisierb, die größere Abmessungen im Vergleich zu denen der Löcher im Leitungsmuster aufweisen können0 Es entfällt die Notwendigkeit einer genauen Übereinstimmung der Löcher für die Niete mit den Anschlußstellen für diese Durchbrüche im Leitungsmuster da die Durchbrüche auf den Anschlußstellen des Leitungsmusters als eine Art von Mehrloch-Führung zum Lochen der Isolierschichten dienen. The reliability of the circuit boards is considerably increased by that the operation of the circuit board under changing temperature conditions is called the Galvanic rivets no cracks occur and the electrical contact between The positions are not fixed, because the difference between the linear configurations coefficients of the materials of the circuit board due to the corrugated @ @@ m of the rivet balanced will; and the possibility of the formation of corrugations is increased with the etching of the Holes in the insulating layers realized, the larger dimensions in comparison to which the holes in the line pattern may have 0 The need is not applicable an exact match of the holes for the rivets with the connection points for these breakthroughs in the line pattern as the breakthroughs on the connection points of the Line pattern as a kind of multi-hole guide for punching the insulating layers to serve.

Die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontakte in den Zonen der galvanischen Niete ist dadurch erhöht, daß der galvanische Niet mit den Anschlußstellen des Leitungsmiisters nicht nur in der Zone der Lochinnenwandungen, sondern auch auf beiden Seiten der Anschlußstelle kontaktiert wird. The reliability of electrical contacts in the zones of galvanic The rivet is increased by the fact that the galvanic rivet with the connection points of the line connector not only in the zone of the inner walls of the hole, but also on both sides of the Connection point is contacted.

In den Fällen, wo eine elastische Mehrlagenschaltung erforderlich ist, bietet die Erfindung eine Möglichkeit für die Anwendung als isolierende Trägerplatte einer Isolierfolie, beispielsweise aus Lausan, da den Folien eigener Schwund bei der technologischen Verarbeitung keinen Ein fluß auf den Vorgang zur Anpassung der Löcher für die gal vanischen Niete an die Anschlußstellen für diese Niete ausübt. In those cases where an elastic multilayer circuit is required is, the invention offers a possibility for use as an insulating carrier plate an insulating film, for example from Lausan, since the films have their own shrinkage the technological processing has no influence on the process of adapting the Holes for the gal vanic rivets at the connection points for these rivets.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeich nung erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1, 2, 3 eine Draufsicht der Abschnitte der Leiterlagen in den Zonen der Anschlußstellen; Fig. 4, 5, 6 Querschnitte durch die Leiterlagen nach Fig. 1, 2, 3 in entsprechender Reihenfolge; Fig. 7 die Draufsicht einer Mehrlagenschaltung nach dem Zusammenkleben einzelner Leiterlagen; Fig. 8 dieselbe im Querschnitt; Fig. 9 eine Mehrlagenschaltung mit aufgetragener lichtempfindlicher Schicht in Draufsicht; Fig. 10 dieselbe im Querschnitt; Fig. 1-1 eine Mehrlagenschaltung nach dem Ätzen der Anschlußstellen in Draufsicht; Fig. 12 dieselbe im Querschnitt; Fig. 13 eine Mehrlagenschaltung nach der Ausbildung eines galvanischen Niets im Querschnitt; Fig. 14 eine Mehrlagenschaltung, in der die hohlen gaL-vanischen Niete mit einem stromleitenden Stoff gefüllt sind; Fig. 15 einen Querschnitt durch die fertige Mehrlagenschaltung. The method according to the invention is intended below using an exemplary embodiment will be explained with reference to the drawing voltage. They show: Fig. 1, 2, 3 one Top view of the sections of the conductor layers in the zones of the connection points; Fig. 4, 5, 6 cross-sections through the conductor layers according to FIGS. 1, 2, 3 in the corresponding order; 7 shows the top view of a multilayer circuit after individual ones have been glued together Conductor layers; 8 the same in cross section; 9 shows a multilayer circuit with applied photosensitive layer in plan view; 10 the same in cross section; 1-1 a top view of a multilayer circuit after the connection points have been etched; 12 the same in cross section; 13 shows a multilayer circuit after the training a galvanic rivet in cross section; 14 shows a multilayer circuit in which the hollow Galvanic rivets are filled with an electrically conductive substance; Fig. 15 shows a cross section through the finished multilayer circuit.

Zur Herstellung einer Dreilagenschalti:ng fertigt man anfangs einzelne Lagen (Fig. 1 bis 6) an, wo auf eine isoliarende Trägerplatte 2 im Fotodruckverfahren ein Leitungsmuster 1 aufgetragen wird. hierbei weist das Leitungsmuster 1 Löcher 3 auf. To produce a three-layer circuit, individual ones are made at the beginning Layers (Fig. 1 to 6) where on an isoliarende carrier plate 2 in the photo printing process a conduction pattern 1 is applied. here the line pattern 1 holes 3.

Im folgenden werden alle drei Lagen mit einer Kompoundmasse 4 (Fig. 7 und 8) derart zusammengeklebt, daß die Löcher 3 aller drei Lagen zusammenfallen. Die nach dem Zusammenileben der einzelnen Lagen vorgefertigte Mehrlagenschaltung überzieht man an beiden Seiten mit einer lichtempfindlichen Schicht 5 und streicht deren Stirnseiten mit einer Schutz-1(ompoundmasse 6 (Fig. 9 und 10) an. In the following, all three layers are coated with a compound 4 (Fig. 7 and 8) glued together in such a way that the holes 3 of all three layers coincide. The prefabricated multilayer circuit after the individual layers have lived together it is coated on both sides with a photosensitive layer 5 and painted their end faces with a protective 1 (compound compound 6 (Fig. 9 and 10).

Danach führt man durch die Löcher 3 die Bearbeitung im Fotodruck- und Ätzverfahren von Abschnitten 7 in den isolierenden Trägerplatten 2 (Fig. 11 und 12) durch. Then you carry out the processing in the photo printing through the holes 3 and etching process of sections 7 in the insulating carrier plates 2 (Fig. 11 and 12) through.

Dann führt man nacheinander die Arbeitsgänge zum chemischer und galvanischeii Kupferabscheiden in den Löchern 3 aus, wodurch ein hohler galvanischer Niet 8 (Fig. 13) ausgebildet wird. The chemical and electroplating operations are then carried out one after the other Copper deposits in the holes 3, whereby a hollow galvanic rivet 8 (Fig. 13) is formed.

Der folgende Arbeitsgang ist das Ausfüllen des galvanischein Nietes 8 mit einer stromleitenden Kompoundmasse 9 (Fig. 14) und das Abwaschen der lichtempfindlichen Schicht (Fig. 1 r ) , Im Bedarfsfall kann die fertige Leiterplatte (Fig, 15) mit einer Isolierschicht (nicht gezeigt) überzogen werden The next step is to fill in the galvanic rivet 8 with a conductive compound 9 (Fig. 14) and washing off the photosensitive Layer (Fig. 1 r), If necessary, the finished printed circuit board (Fig, 15) can with an insulating layer (not shown)

Claims

Claims 1. Manufacturing process for a printed circuit board, that the photochemical for a printed the gluing together of conductor layers, that Drilling of holes for electroplated rivets and - the production of electroplated rivets includes, by noting that the holes for the galvanic Rivets first on metal foils when making the line pattern and then in Insulating layers is carried out by etching, whereby the holes in the conductor pattern as Guided tour after prior application of a protective coating that does not react with the etchant on the outer conductor sides of the plate with the exception of the areas to be etched.

2. The method according to claim 1, characterized in that the holes for the galvanic rivets in the insulating layers larger than the holes in the conductor pattern be drilled, but in such a way that they do not have the connection points around the holes get around on the wire pattern.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating layers-in the holes for the galvanic rivets at the same time of both sides of the PCB are etched.