DE2202077A1

DE2202077A1 - Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten

Info

Publication number: DE2202077A1
Application number: DE19722202077
Authority: DE
Inventors: Helmut Bollinger; Hans-Dieter Dipl-Ing Cornelius; Werner Dipl-Ing Fleischer; Elimar Dipl-Ing Dr-Ing Goering; Klaus Dipl-Phys Petzold; Wolfgang Dr-Ing Telle; Ruediger Wilberg
Original assignee: Hochvakuum Dresden VEB
Current assignee: Hochvakuum Dresden VEB
Priority date: 1971-05-17
Filing date: 1972-01-17
Publication date: 1972-11-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten, Bekannt sind Mehrlagenleiterplatten, die aus einer Anzahl von Einzelleiterplatten auf Folienbasis bestehen, die miteinander verpreßt werden. Die Herstellung der einzelnen Leiterplatten erfolgt nach den bekannten Verfahren. Die Kontaktierung zwischen den einzelnen verpreßten Ebenen erfolgt durch Bohrungen, die so gelegt werden, daß die gewünschten Leiterbahnen geschnitten werden und sie nach verschiedenen Verfahren leitend gemacht werden. Dazu dienen insbesondere die stromlose chemische Kupferreduktion mit evtl. galvanischer Verstärkung oder Fremdbauelemente, wie z. B. Niete. Bekannt sind auch Verfahren, bei denen die einzelnen Ebenen nacheinander galvanisch aufgebracht werden, wobei als Isolierschichten nacheinander Epoxydharz aufgebracht wird. Die einzelnen Ebenen werden auch durch Sprühverfahren überüb&r ##rken aufgebracht.
Bei den genannten Verfahren gibt s eine Reihe von Mängeln. So müssen die einzelnen Leiterplatten im erstgenannten Verfahren einzeln hergestellt werden, und erst nach dem Verpressen können die Bohrungen eingebracht werden. Diese müssen erst hinterätzt und danach mit gesonderten Verfahren elektrisch leitend gemacht werden. In den weiteren Verfahren müssen die einzelnen Ebenen besonders behandelt werden. Das aufzubringende Epoxydharz darf nicht die Leiterbahnen zur Durchkontaktierung verdecken. Beim Sprühverfahren wirkt sich das Zusetzen der Masken nachteilig aus.
Die Erfindung bezweckt die Abstellung der aufgezeigten Mängel.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten zu entwickeln, welches bei Anwendung nur einer Trägerlatte eine fließende Aufbaufolge gestattet, bei gleichzeitiger Realisierung der notwendigen elektrischen Verbindungen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf eine Isolierstoffträgerplatte nacheinander eine beliebige Anzahl Leiter- und Isolierebenen im Vakuum aufgedampft oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht werden.
Die geometrische Anordnung der Leiterzüge sowie der Durchbrüche in den Isolierschichten erfolgt wahlweise durch Masken, Ätztechnik oder durch programmierte Abtragung mittels Ladunzerägerstrahlen bzw. Photonenstrahlen, die die Stellen, an denen kein Niederschlag auftreten soll, abtasten und das Niederschlagsmaterial abtragen. 1)- Kontaktierung der einzelnen Leiterebenen erfolgt dadurch, daß in die Isolierschicht Durchbrüche eingebracht werden, die dazu führen, daß beim Aufdampfen der nächsten Leiterebenen durch diese Durchbrüche zur vorangegangenen Leiterschicht eine Verbindung aufgebracht wird. Dieses Durchkontaktieren kann beliebig über mehrere Ebenen fortgesetzt werden, derart, daß außer den Leiterebenen auch räumliche Leiterführungen aufgebaut werden können. Innerhalb der Leiterebenen, oder auch innerhalb gesonderter Ebenen, ist es möglich, gewünschte ein- oder mehrlagige Bauelemente anzuordnen. Die Bauelemente können dabei beliebig entweder mit Maske oder Ladungsträger- bzw. Photonenstrahl begrenzt werden. Die Verdampfungsmaterialien richten sich dabei nach dem Verwendungszweck, z. B. Aluminium als Kondensatormaterial.
Die Anlage von Mehrebenen-Bauelementen, wie z. B.
Spulen, wird dadurch erzielt, daß Spiralen gleicher Lage und Form in mehreren Ebenen angeordnet sind, die mittels Durobkontaktierung Jeweils an bestimmten Punkton miteinander verbunden sind. Bei Mehrlagenleiterplatten mit hbherer Strombelastung ist es möglich, einzelne Leiterebenen stärker auszuführen als die übrigen. Zu diesen Zweck kann außer den beschriebenen Aufdampfverfahren auch das vakuumgalvanische Schrittverfahren angewendet werden, d. h. es wird nur eine sehr dünne Schicht mittels des Vakuumaufdampfverfahrens aufgebracht, die dann nach Abdeckung mit einer Negativ; schablone an den nichtabgedeckten Stellen, den aufzubauenden Leiterzügen, galvanisch verstärkt wird. Nach dem evtl. Aufbringen eines Ätzresists und dem Abwaschen der Negativschablone muß die dünne Aufdampfschicht, die durch die Negativschablone abgedeckt war, weggeätzt werden. Der weitere Aufbau der Mehrlagenleiterplatte erfolgt wie bereits beschrieben. Da die Isolierschichten in den meisten Fällen eine größere Stärke haben, können diese statt durch Aufdampfen auch durch ein Sprühverfahren aufgebracht werden.
Zur Anbringung von Fremdbauelementen wird die Isolierstoffträgerplatte mit Bohrungen versehen, die entweder vor oder nach dem Aufbringen der einzelnen Schichten angebracht und durch Bedampfung leitend gemacht werden.
Am geeignetsten werden die Fremdbauelemente gemeinsam an einer Stelle angebracht, die nur einmal kontaktiert wird und im weiteren Prozeß nicht mehr der Bedampfung ausgesetzt wird, damit die Bohrungen nicht unerwünscht mit Isolierstoff bedampft werden.
Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin, daß für eine Mehrlagenleiterplatte nur noch eine Isolierstoffträgerplatte benötigt wird, auf die in einem fortlaufenden Verfahren die verschiedenen Ebenen aufgebracht werden.
In den meisten Fällen macht sich eine galvanische Behandlung unnötig und damit eine Vielzahl galvanischer Bäder überflüssig0 Für das Durchkontaktieren werden keine gesonderten Arbeitsgänge mehr benötigt. Für kleine Leiterplatten ist wesentlich, daß keine Bohrungen eigens zum Kontaktieren einzelner Ebenen benötigt werden, es können sogar verschiedene Kontaktierungen direkt übereinander liegen, wenn sie durch eine Isolierschicht elektrisch voneinander getrennt sind.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1s Schnitt einer Mehrlagenleiterplatte Fig. 2s Schnitt einer Mehrlagenleiterplatte mit Anschluß von Fremdbauelementen In Fig. 1 ist auf den Isolierstoffträgerkörper 1 ein Haftvermittler 2 aufgebracht worden. Darauf wurde die erste Leiterebene aufgedampft, bei der die Leiterzüge 3 durch Abtragen der übrigen Stellen mittels Elektronenstrahl aufgebaut wurden. Danach wird die erste Isolierschicht 4 aufgedampft, die ebenfalls durch Elektronenstrahlabtragung einen Durchbruch 5 erhält. Beim Aufdampfen der zweiten Leiterebene 6 erfolgt innerhalb des Durchbruches 5 ein Kontaktieren der ersten mit der zweiten Leiterebene an der Stelle 7. Die Stelle 8 ist eine Kontaktierung zwischen der dritten und der zweiten Leiterebene, wobei im Beispiel auch eine elektrische Verbindung zur ersten Leiterebene besteht.
In Fig. 2 ist ein Fremdbauelement an gesonderter Stelle an die Leiterplatte derart angebracht, daß dessen Anschlußstift 9 in einer Bohrung 10 in der Isolierstoffträgerplatte 1, die beim Aufdampfen der ersten Leiterebene 3 mit einer Kontaktschicht 11 versehen wurde, eingelötet ist. Die gesonderte Stelle befindet sich nur beim Aufdampfen der ersten Leiterebene im Aufdampfbereich, da die Leitfähigkeit der Bohrung 10 sonst durch die nachfolgenden Isolierschichten beeinträchtigt würde.
Ein anderes Bauelement mit dem Anschluß 13 wurde direkt in die Mehrlagenleiterplatte eingebracht, d. h. im Bereich der Schichten. Im Beispiel ist die Bohrung 14 vor dem Aufbringen der letzten Leiterebene 16 mittels Elektronenstrahl eingebracht worden. Entsprechend der konstruktiven Lösung wurde dabei auch die zweite Leiterebene 5 mit angeschnitten. Beim Aufdampfen der letzten Leiterebene 16 mittels geeigneter Einrichtungen wurde die Bohrung 14 wie bereits die Bohrung 10 mit einer Kontaktschicht 17 versehen, was zur elektrischen Verbindung der letzten Leiterebene 16 mit der zweiten Leiterebene 15 führt und weiterhin ein gutes Einlöten des Anschlusses 13 ermöglicht.
Im Beispiel ist nach dem Einlöten der Bauelemente noch eine Isolierschicht 12 aufgebracht.
Die Leiterebenen sind aufgedampft, die Isolierschichten dagegen aufgesprüht. Die Folge ist eine ausgeglichenere Oberfläche als im Beispiel nach Fig. ~i.,

Claims

Patentansprüche: 1.)Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenleiterplatten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolierstoffträger körper (1) mit evtl. geeigneter Haftgrundvorbereitung nacheinander im Wechsel mit einer beliebigen Anzahl von Leiter- und Isolierebenen (z. 3 3 + 4) durch Bedampfung oder Kathodenzerstäubung im Vakuum versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Struktur der einzelnen Leiterebenen mittels Masken, Ätztechnik oder durch programmierte Abtragung der Jeweils aufgedampften Schicht mit Ladungsträger- bzw. Photonenstrahlen erzielt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung der verschiedenen Leiterebenen untereinander an beliebiger Stelle dadurch erzielt wird, daß beim Aufdampfen einer nächsten Leiterebene durch einen Durchbruch in der letzten Isolierschicht hindurch eine elektrische Verbindung zur vorangegangenen Leiterebene hergestellt wird, wobei der Durchbruch mittels Masken, programmierter Abtragung der jeweils aufgedampften Isolierschicht durch Ladungsträger- bzw. Photonenstrahlen funkenmechanisch, mechanisch oder durch Ätztechnik hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leiterebenen ein- oder mehrlagige Bauelemente nach dem gleichen Aufbauverfahren unter Vakuum eingebracht werden, wobei die Aufdampfwerkstoffe Je nach Anwendung verschieden sein können.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Fremdbauelemente an einer gesonderten Stelle des Isolierstoffträgerkörpers angeordnet sind und in Bohrungen eingelötet werden, die beim Aufdampfen der ersten Leiterebene mit einer Kontaktschicht (11) versehen wurden und im weiteren Aufdampfprozeß abgedeckt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlaufe des Verfahrens Bohrungen (14) in die Mehrlagenleiterplatte mittels Elektronenstrahl eingebracht werden, die nachfolgend mit einer Kontaktschicht (17) bedampft werden und die die elektrische Verbindung zwischen beliebigen Leiterebenen übernehmen und in die die Fremdbauelemente eingelötet werden können.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierebenen im Vakuum aufgesprüht und auch unter Wärmeeinwirkung getrocknet werden.

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