DE19515159A1 - Coupler for multilayer circuit with inner core - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für Multi layer-Schaltungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2 und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Verbin dungsanordnungen.The invention relates to a connection arrangement for multi Layer circuits according to the preamble of claim 1 or 2 and a method for producing such a connector arrangement.
Aufgrund der verstärkten Anwendung oberflächenmontierbarer Bauelemente und einer höheren Integrationsrate auf Baugrup penebene ist es bei der Fertigung elektronischer Baugruppen auf der Basis gedruckter Schaltungen erforderlich, in rationeller Weise mehrlagige Leiterplatten, sogenannte Multilayer herstellen zu können, welche fertigungstechnisch leicht realisierbare und hinsichtlich der Lebensdauer qualitativ hochwertige, innere Verbindungen aufweisen.Due to the increased use of surface mountable Components and a higher integration rate on assembly It is at the level of the production of electronic assemblies the basis of printed circuits required, in a more rational way Wise multilayer printed circuit boards, so-called multilayers to be able to manufacture which is technically easy feasible and qualitative in terms of service life have high quality internal connections.
Es ist bekannt, daß die begrenzten Außenflächen der verwendeten Schaltungspads eine Verlegung der elektrischen Verbindungen in das Innere viellagig aufgebauter Multilayer erfordern.It is known that the limited external surfaces used Circuit pads laying the electrical connections in require the interior of multilayered multilayers.
Der Stand der Technik bei der Ausbildung derartiger vertikaler Kontakte, die Verbindungen zwischen einer oder mehreren Ebenen herstellen ist dadurch gekennzeichnet, daß selbige durch eine Durchgangsbohrung oder eine Sacklochbohrung erfolgen, welche anschließend metallisiert wird. Mit der Metallisierung kann dann gleichzeitig eine Ankontaktierung der entstehenden Hülse mit der jeweiligen Signal- bzw. Leiterebene realisiert werden. Besonders kritisch ist die Ausbildung von sogenannten Sackloch- Multilayern, welche auf einem Lötauge der ersten oder der zweiten Innenlage enden. Die hierfür notwendigen Sacklochboh rungen müssen sehr präzise und mit hoher Produktivität mit entsprechenden Tiefentoleranzen hergestellt werden, was in der Serienfertigung erhebliche technologische Probleme nach sich zieht.The prior art in the formation of such vertical Contacts, the connections between one or more levels manufacture is characterized in that the same by a Through hole or a blind hole, which is then metallized. With the metallization can then simultaneously contacting the resulting sleeve can be realized with the respective signal or conductor level. The formation of so-called blind holes is particularly critical. Multilayers, which are based on one of the first or the first second inner layer. The blind hole required for this needs to be very precise and with high productivity corresponding depth tolerances are produced, which in the Series production has significant technological problems pulls.
Aus der DE-PS 38 43 528 ist es bekannt, eine Innenlage für Sackloch-Multilayer dadurch herzustellen, daß dünne hochduktile Kupferfolien gegen eine mit erhabenen Flächen im gewünschten Kontaktmuster versehene Fläche geprägt und die entstehenden Prägedrucke mit einem wärmeaushärtenden Harz ausgefüllt werden. Das sich dann ausbildende Laminat mit erhabenen Stellen kann als erste Innenlage in einem Sackloch-Multilayer verwendet werden. Da in einem derart ausgebildeten Multilayer das anzubohrende Lötauge dicht unter der Oberfläche liegt, verringert sich die Gefahr einer Kontaktierung mit einer dar unterliegenden Innenlage. Unabhängig von der erweiterten Tie fentoleranz ist als nachfolgender technologischer Schritt neben dem Bohren eine Verbindungs- bzw. Kontaktmetallisierung erforderlich. Dabei ist die vorstehend beschriebene Lösung insbesondere für sehr kleine, im Zuge der Miniaturisierung wünschenswerte innere Kontakte und Verbindungen, verfahrenstechnisch aufwendig und technologisch schwer beherrschbar. Zusätzlich wirkt sich eine Lochwandmetallisierung als Leitungsdiskontinuität negativ auf die zu übertragende Signalform aus.From DE-PS 38 43 528 it is known to have an inner layer for To produce blind hole multilayers by using thin, highly ductile Copper foils against one with raised areas in the desired Contact pattern embossed surface and the resulting Embossed prints are filled with a thermosetting resin. The laminate with raised areas that then forms can used as the first inner layer in a blind hole multilayer become. Because in a multilayer designed in this way soldering eye to be drilled lies just below the surface, the risk of contacting one is reduced underlying inner layer. Regardless of the extended tie fentolerance is next as a next technological step drilling a connection or contact metallization required. Here is the solution described above especially for very small ones in the course of miniaturization desirable internal contacts and connections, procedurally complex and technologically difficult manageable. A perforated wall metallization also has an effect as line discontinuity negative to the one to be transferred Waveform off.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 91 02 817.5 ist eine in nenliegende Verbindung zum Aufbau von Multilayer-Schaltungen bekannt, wobei auf einem Trägermaterial Signalnetze bzw. Lei terebenen entsprechend der Schaltungsstruktur angeordnet sind.From the German utility model G 91 02 817.5 one in internal connection to build multilayer circuits known, signal networks or Lei on a carrier material ter levels are arranged according to the circuit structure.
Bei der dort gezeigten Lösung werden an den Enden des latera len, entsprechend der Schaltungsstruktur auf einem Träger material realisierten Signalnetzes an der Stelle, wo innere Verbindungen schaltungstechnisch erforderlich sind, hervor stehende, halbkugel-, pyramiden-, oder pyramidenstumpfförmige Hügel durch galvanisches Aufwachsen oder mittels Differenz ätzung aus einer stärkeren Metallfolie oder -schicht ausge bildet.In the solution shown there, at the ends of the latera len, according to the circuit structure on a carrier realized signal network at the point where inner Connections are required in terms of circuitry standing, hemisphere, pyramid, or truncated pyramid Hills by galvanic growth or by difference etching from a thicker metal foil or layer forms.
Mindestens zwei mit gegenüberliegenden Hügeln versehene Signalebenen müssen dann zueinander positioniert werden, wobei zwischen den Signalebenen vorvernetzte Epoxid-Klebefolien, sogenannte Prepregs, eingebracht sind. Diese werden dann mittels eines Druck-Temperatur-Zeitprozesses verpreßt. Hierbei werden die Epoxid-Klebefolien durchstoßen, wobei sich gleich zeitig ein Kontakt zwischen den sich gegenüberliegenden Hügeln ausbildet. Hierdurch entsteht ein Multilayer, der innere Ver bindungen aufweist, ohne daß ein Bohren mit nachträglichem Ausbilden eines galvanischen Kontaktes erforderlich ist. Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht jedoch darin, daß die gegenüberliegenden Hügel exakt positioniert sein müssen und daß eine Kontaktierung zu außenliegenden Leitbahnen bzw. Signalebenen nicht möglich ist.At least two hills with opposite hills Signal levels must then be positioned relative to one another, whereby Pre-crosslinked epoxy adhesive films between the signal levels, so-called prepregs are introduced. Then these will pressed by means of a pressure-temperature time process. Here the epoxy adhesive films are pierced, whereby the same early contact between the opposite hills trains. This creates a multilayer, the inner ver has bindings without drilling with subsequent Forming a galvanic contact is required. Of the However, the disadvantage of such an arrangement is that the opposite hills must be positioned exactly and that contact to external interconnects or Signal levels is not possible.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungsanordnung für Multilayer-Schaltungen und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Verbindungsanordnungen vorzuschlagen, welche bzw. welches es gestattet, in einfacher Weise auf Sacklochbohrungen zu verzichten und eine Kontaktierung von einem innenliegenden Kern zu außenliegenden Leitbahnen mit geringem technologischem Aufwand vorzunehmen.It is therefore an object of the invention to provide a connection arrangement for multilayer circuits and a manufacturing process to propose such connection arrangements, which or which allows for easy drilling on blind holes to do without and a contact from an inside Core to external interconnects with little technological Effort.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegen stand nach den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2 bzw. 5, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Grundgedankens der Erfindung zeigen.The object of the invention is achieved with a counter stood according to the features of claims 1 or 2 or 5, the subclaims being at least useful configurations and show developments of the basic idea of the invention.
Dieser Grundgedanke der Erfindung besteht darin, auf einem innenliegenden Kern an entsprechenden Kontaktierungsstellen speziell geformte Hügel, z. B. galvanisch, aufzuwachsen, wobei diese Hügel dann bei der Laminierung eine aufschmelzende Isolationsschicht hin zu einer darüberliegenden Leitschicht durchstoßen und die Leitschicht an vorgesehenen Stellen kontaktieren.This basic idea of the invention is based on a internal core at appropriate contact points specially shaped hills, e.g. B. galvanically, grow up, wherein these hills then melted when laminated Insulation layer to an overlying conductive layer pierce and the conductive layer at the designated places to contact.
Alternativ kann die äußere, über der Isolierschicht befindliche Leitschicht an den Kontaktstellen freigeätzt oder auch vollständig entfernt werden, um mit einem darauffolgenden Schritt eine stromlose Ankontaktierung zwischen dem Hügel und dem umgebenden, freigeätzten Bereich der äußeren Leitschicht bzw. weiteren inneren Leitschichten vorzunehmen.Alternatively, the outer one, located above the insulating layer Conductive layer etched free at the contact points or also to be completely removed with a subsequent one Step a currentless contact between the hill and the surrounding, etched-off area of the outer conductive layer or other inner guide layers.
Mit der Erfindung ist es möglich, auch innere Lagen eines Multilayers einer Bestückung mit elektronischen Bauteilen zugänglich zu machen und eine mehrlagige Verschaltung mehrerer derartig vergrabener Bauelemente bzw. Chips vorzunehmen.With the invention, it is also possible to use inner layers Multilayers of an assembly with electronic components to make accessible and a multilayer interconnection of several to carry out such buried components or chips.
Bei der Verbindungsanordnung gemäß Erfindung für Chip-In-Board- Strukturen werden galvanisch Hügel abgeformt. Während des Laminierens der Einzelsubstrate zu Multilayern durchdringen diese Hügel das Dielektrikum (Prepreg) benachbarter Substrate, wodurch Kontakt zur gegenüberliegenden Leitungsebene herge stellt wird.In the connection arrangement according to the invention for chip-in-board Structures are molded from hills. During the Laminating the individual substrates penetrate to multilayers these hills the dielectric (prepreg) of neighboring substrates, making contact with the opposite management level is posed.
Die Hügel bestehen in einer Ausführungsform aus einer Sand wichanordnung eines Kupferrumpfes und einer SnPb-Kappe. Die Kontaktpads der Gegenseite, auf die die Hügel verpreßt werden, sind zweckmäßigerweise vergoldet. Hierdurch entstehen Preßschweißverbindungen, die aufgrund des Schrumpfprozesses während des Laminierens mit einer permanenten Kontaktkraft beaufschlagt werden.In one embodiment, the hills consist of sand soft arrangement of a copper body and a SnPb cap. The Contact pads of the opposite side, on which the hills are pressed, are appropriately gold-plated. This creates Press welded joints due to the shrinking process during lamination with a permanent contact force be charged.
In diesem Sinne lassen sich vorbestückte Schaltungen in COB-, TAB- oder Flip-Chiptechnik in einen Hohlraum eines Multilayerkerns kontaktieren.In this sense, pre-assembled circuits in COB, TAB or flip chip technology in a cavity of one Contact the multilayer core.
Zusammengefaßt ermöglicht die Erfindung mittels der Kontakt hügel, eine aufschmelzende Isolierschicht zu überbrücken, wodurch sich eine Verbindung zu einer außenliegenden Leit schicht ausbilden kann. Dieser Verfahrensschritt findet während des ohnehin notwendigen Laminierens der Leitschicht und der Isolierschicht zur Ausbildung des Multilayers statt. Anschlie ßend kann die äußere, über der Isolierschicht befindliche Leitschicht wie vorbeschrieben an den Kontaktstellen freigelegt und entfernt werden, um eine entsprechende Außen-Ankontak tierung vornehmen zu können.In summary, the invention enables contact hill to bridge a melting insulating layer, which creates a connection to an external guide can form layer. This process step takes place during the anyway necessary lamination of the conductive layer and Insulating layer to form the multilayer instead. Then ßend the outer, located above the insulating layer Conductive layer exposed at the contact points as described above and be removed to make a corresponding outside contact to be able to make.
Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen und unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will now be based on exemplary embodiments and are explained in more detail with the aid of figures.
Die Fig. 1 zeigt hierbei einen Querschnitt durch eine viel lagige, mit einer innenliegenden Durchkontaktierung versehenen Multilayer-Struktur; Figs. 1 here shows a cross section through a much ply, provided with an inner via hole multi-layer structure;
Fig. 2 einen Querschnitt der Verbindungsanordnungsbestandteile vor dem Laminieren und Fig. 2 is a cross section of the connector assembly components before lamination and
Fig. 3 Schliffe durch Verbindungskontakte nach einem Ausfüh rungsbeispiel. Fig. 3 sections through connecting contacts for an example Ausfüh.
Der innenliegende Kern 1 bzw. die innenliegende Kernschaltung ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Bilayer gefertigt, d. h. er weist zweiseitig vorhandene Leitbahnen auf, die mit Durchkontaktierungen 2 versehen bzw. verbunden sind. In the exemplary embodiment shown, the inner core 1 or the inner core circuit is manufactured as a bilayer, that is to say it has two-way interconnects which are provided or connected with plated-through holes 2 .
Für die Herstellung innenliegender Kerne bzw. Kernschaltungen 1 sind die im folgenden näher beschriebenen Verfahren geeignet.The processes described in more detail below are suitable for producing internal cores or core circuits 1 .
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird auf einen fertig bearbeiteten Bilayer oder Multilayer eine chemische Schicht, z. B. Kupfer, zur Schaffung einer zusammenhängenden Ableitfläche zum Rand hin abgeschieden.In a first embodiment, one is finished processed bilayer or multilayer a chemical layer, e.g. B. copper, to create a coherent discharge surface deposited towards the edge.
Nachdem ein Fotoresist aufgebracht und an den auszubildenden Hügelkontaktflächen wieder entfernt wurde, können die Hügel 3 nun in einem galvanischen Metallisierungsschritt an den vom Fotoresist befreiten Stellen ausgebildet werden.After a photoresist has been applied and removed from the hill contact surfaces to be formed, the hill 3 can now be formed in a galvanic metallization step at the locations freed from the photoresist.
Nach dem Entfernen der Fotomaske wird die zusammenhängende Ableitfläche in einem Differenzätzschritt wieder entfernt.After removing the photo mask, the contiguous Dissipation surface removed in a differential etching step.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der typischerweise beidseitig mit im wesentlichen 18 µm bzw. 35 µm Kupferfolie kaschierte Kern so weit vorgeätzt, daß nur eine dünne Kupfer schicht von weniger als im wesentlichen 3-5 µm erhalten bleibt. Auf dieser Schicht wird hintereinander jeweils in einer Fotomaske das Leiterbild (Pattern Plating) und dann das Hügel bild abgeschieden.In a further embodiment, the is typically both sides with essentially 18 µm or 35 µm copper foil laminated core pre-etched so far that only a thin copper layer of less than substantially 3-5 microns obtained remains. On this layer, one after the other Photo mask the pattern plating and then the hill image deposited.
Nach dem Entfernen der Fotomasken wird die dünne Kupferschicht in Differenz zum Leiterbild und Hügelbild geätzt.After removing the photomasks, the thin copper layer etched in contrast to the ladder pattern and hill pattern.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel liegt der kupferka schierte Kern bereits mit metallisierten Durchkontaktierungen vor (Panel Plating).According to a third embodiment, the kupferka lies already core with metallized vias before (panel plating).
In diesem Zustand wird ein positiv arbeitender Fotoresist aufgebracht. Mit einer Doppelbelichtung werden zuerst die Hügelstrukturen zur galvanischen Abformung freigelegt und anschließend die Kanäle zwischen den Leiterbahnen zum Ausätzen.In this state, a positive working photoresist upset. With a double exposure, the first Hill structures exposed for electroplating and then the channels between the conductor tracks for etching.
Auf den Hügeln wird zum Abschluß eine dünne Metallschicht abgeschieden, die gegen das Ätzmittel resistent ist, bei spielsweise Nickel oder Gold. Nach dem Ablösen des Fotoresist ist der Kern fertig zum Laminieren mit Isolationsschicht und Kupferfolie.At the end there is a thin layer of metal on the hills deposited, which is resistant to the etchant, at for example nickel or gold. After removing the photoresist the core is ready for lamination with insulation layer and Copper foil.
Wie vorstehend geschildert, werden also Hügel 3 mit einer vorzugsweise halbkugel-, pyramiden- oder pyramidenstumpf förmigen Form ausgebildet.As described above, hills 3 are formed with a preferably hemispherical, pyramid or truncated pyramid shape.
Anschließend wird der Multilayer mit einer Kupferfolie und einem isolierenden Träger verpreßt. Die Kupferfolie besitzt beispielsweise eine Dicke von 5 µm und die Dicke des Isolier trägers beträgt 70 µm. Der Isolierträger bzw. die Isolier schicht 4, welche gleichzeitig als Laminatklebefolie dient, wird beim Verpressen von den Hügeln 3 durchstoßen, wobei diese in Kontakt mit der darüberliegenden Leitbahn 5 bzw. Kupferfolie treten.The multilayer is then pressed with a copper foil and an insulating support. The copper foil, for example, has a thickness of 5 microns and the thickness of the insulating support is 70 microns. The insulating support or the insulating layer 4 , which also serves as a laminate adhesive film, is pierced during the pressing of the hills 3 , which come into contact with the overlying interconnect 5 or copper foil.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Prozeß des Laminierens bzw. Pressens zum Multilayer ein Ätz schritt eingefügt. Dabei wird die außenliegende Leitschicht 5 an den Kontakthügeln 3 geöffnet, beispielsweise mit einem geringfügig größeren Umfang als die Kontakthügel 3 selbst. Dann wird über eine stromlose galvanische Abscheidung eine Verbin dungsschicht 6 zwischen freigelegten Hügeln 3 und Leitschicht 5 aufgebracht.In a further embodiment of the method, an etching step is inserted after the process of laminating or pressing to the multilayer. The outer conductive layer 5 is opened at the contact bumps 3 , for example with a slightly larger circumference than the contact bump 3 itself. Then a connection layer 6 is applied between exposed bumps 3 and conductive layer 5 via an electroless electrodeposition.
Im letzteren Fall erstreckt sich die Verbindungsschicht 6 auch über einen Bereich der aufschmelzenden Isolierschicht 4. Durch die Vergrößerung der Struktur im Vergleich zu den Kontakthügeln 3 lassen sich Bearbeitungstoleranzen bei großformatigen Schal tungen ausgleichen. Wenn dies nicht notwendig ist, wird die außenliegende Leitschicht 5 an den Kontakthügeln 3 mit einem geringfügig kleineren Umfang als die Kontakthügel geöffnet. Die galvanische Verbindung zwischen Kontakthügel 3 und Leitschicht 5 bleibt erhalten, da der Hügel 3 gegen das Ätzmittel resistent ist. Alternativ kann für diesen Arbeitsgang bei überhöht aus gebildeten Hügeln 3 auch ein Schleif- und Poliervorgang zur Beseitigung der Leitschicht 5 über den Hügeln angewendet werden. In the latter case, the connecting layer 6 also extends over a region of the melting insulating layer 4 . By enlarging the structure compared to the contact bumps 3 , machining tolerances can be compensated for large-sized formwork. If this is not necessary, the external conductive layer 5 on the contact bumps 3 is opened with a slightly smaller circumference than the contact bumps. The galvanic connection between the contact bump 3 and the conductive layer 5 is retained since the bump 3 is resistant to the etchant. Alternatively, a grinding and polishing process for removing the conductive layer 5 above the hills can also be used for this step in the case of hills 3 formed too high.
Die Verbindungsschicht 6 zwischen Hügel 3 und Leitschicht 5 wird in diesem Fall nach einem Reinigungsschritt galvanisch aufgebracht.In this case, the connection layer 6 between hill 3 and conductive layer 5 is applied galvanically after a cleaning step.
Im folgenden ist der prinzipielle Verfahrensablauf zur Ausbildung der Verbindungsanordnung für Multilayer-Schaltungen dargestellt:The basic procedure is as follows Formation of the connection arrangement for multilayer circuits shown:
- 1. innenliegenden Kern als Bilayer oder Multilayer fertig bearbeiten;1. Inner core finished as bilayer or multilayer to edit;
- 2. Aktivierung des Dielektrikums zwischen den Leiterbahnen;2. activation of the dielectric between the conductor tracks;
- 3. chemische Kupferschicht abscheiden;3. deposit chemical copper layer;
- 4. Vakuumlaminieren eines Fotoresists, Fotodruck und Abent wickeln der Kontaktflächen für Hügel-Galvanik;4. Vacuum laminating a photo resist, photo printing and advent winding the contact surfaces for hill plating;
- 5. galvanisches Abscheiden von Kupfer zu Hügelstrukturen;5. galvanic deposition of copper to hill structures;
- 6. Strippen des Fotoresists;6. stripping the photoresist;
- 7. Differenzätzung der chemischen Kupferschicht;7. Differential etching of the chemical copper layer;
- 8. Multilayerpressen mit Dielektrikum- und Dünnkupferfolie 5 µm bzw. 10 µm;8. Multilayer presses with dielectric and thin copper foil 5 µm or 10 µm;
- 9. Bürsten und Polieren zum Freimachen der Hügel;9. Brushing and polishing to clear the hills;
- 10. Laminieren eines Fotoresists, Fotodruck und Abentwickeln des Leiterbildes für die Außenlagen;10. Laminating a photo resist, photo printing and developing the pattern for the outer layers;
- 11. galvanische Verstärkung der Hügelkontakte und des Leiter bildes;11. Galvanic reinforcement of the hill contacts and the conductor picture;
- 12. Strippen des Fotoresists;12. stripping the photoresist;
- 13. Ätzen der Kanäle zwischen den Leiterbahnen und13. Etch the channels between the traces and
- 14. Oberflächenfinish zum SMD-Löten, Kleben und Bonden.14. Surface finish for SMD soldering, gluing and bonding.
Grundsätzlich geht das Verfahren also von einem galvanischen Abformen von Hügeln aus. Als Hilfsschicht wird eine Plating- Base verwendet, die beispielsweise aus einer möglichst dünnen Kupferschicht besteht, die in einem Differenzätzschritt wieder entfernbar ist.Basically, the process is based on a galvanic one Molding from hills. A platinum Base used, for example, from the thinnest possible Copper layer exists again in a differential etching step is removable.
Hierfür wurden abgeätzte Multilayerlaminate in Dicken zwischen 0,8 bis 1,2 mm mit Prepregs und speziellen Dünnkupferfolien laminiert. Diese Folien sind auf Kupfer oder Aluminiumträger folien aufgebracht und bis zu minimalen Schichtdicken von 5 µm erhältlich. Nach dem Laminieren wird die Trägerfolie entfernt. Nach mehrmaligem Bürsten steht das für das Verfahren verwendete Basismaterial mit ca. 3 µm Kupferschicht zur Verfügung.For this, etched multilayer laminates in thicknesses between 0.8 to 1.2 mm with prepregs and special thin copper foils laminated. These foils are on copper or aluminum substrates films applied and up to a minimum layer thickness of 5 µm available. After lamination, the carrier film is removed. After repeated brushing, the one used for the process stands Base material with approx. 3 µm copper layer available.
Im Anschluß an die bereits beschriebenen Fotoprozesse zur Hügel- und Leiterbilderzeugung werden Durchbrüche für die TAB- Schaltungen gefräst. Die Materialstärke der Multilayerkerne wird durch die Konfektionierung der TAB-Bauteile vorgegeben. Die Kontakthügel sowie das Leiterbild liegen beim Fräsen noch geschützt unter der letzten Fotomaske, welche erst am Schluß gestrippt wird. Im Anschluß daran erfolgt das Differenzätzen der Plating-Base.Following the photo processes for Hill and ladder imaging are breakthroughs for TAB Circuits milled. The material thickness of the multilayer cores is specified by the assembly of the TAB components. The contact bumps and the conductor pattern are still in place during milling protected under the last photo mask, which only at the end is stripped. Differential etching then takes place the plating base.
Das Laminieren zum Chip-In-Board-Multilayer erfolgt unter Vakuum unter Nutzung von Klebefolien. Die Stärken der Klebe folien sind auf die Höhen der Leiterbilder und Kontakthügel abgestimmt. Die Temperatur- und Druckeinstellung beim Laminieren erfolgt zweistufig, um das Fließverhalten der verwendeten Prepregs zu verbessern.The lamination to the chip-in-board multilayer takes place under Vacuum using adhesive films. The strengths of adhesive foils are on the heights of the conductor patterns and contact bumps Voted. The temperature and pressure setting at Laminating takes place in two stages to determine the flow behavior of the used to improve prepregs.
Zweckmäßigerweise wird eine niedrige Starttemperatur kurz unterhalb der Geliertemperatur eingestellt, um eine gleich mäßige Wärmeverteilung bis an die Klebestelle zu sichern und um ein langsames Durchfahren des Gelierpunktes zu erreichen.A low starting temperature is expediently short set below the setting temperature to equal one to secure moderate heat distribution up to the glue point and around to achieve a slow passage through the gelling point.
Das Vorpressen nach einer kurzen Evakuierzeit unter Vakuum verbessert die Dimensionsstabilität und die Ausbildung einer möglichst großen Kontaktfläche der Hügelkontakte zur gegen überliegenden Metallschicht.The pre-pressing after a short evacuation time under vacuum improves dimensional stability and the formation of a largest possible contact area of the hill contacts to the opposite overlying metal layer.
Die Fließgrenze der Klebefolien wird im Anschluß daran langsam durchfahren, indem die Temperatur bis über den Gelierpunkt gesteigert wird.The flow limit of the adhesive films then becomes slow drive through by setting the temperature above the gel point is increased.
In Abhängigkeit von den Fließeigenschaften der jeweils ver wendeten Klebefolien wird der Preßdruck verstärkt und bis in die Abkühlphase hinein konstant gehalten. Depending on the flow properties of each ver applied adhesive films, the pressure is increased and up to the cooling phase was kept constant.
Für eine optimale Relaxation der laminierten Schaltung wurde in einem Ausführungsbeispiel eine Abkühlrate von weniger als 1° je Minute eingestellt.For an optimal relaxation of the laminated circuit, in one embodiment, a cooling rate of less than 1 ° each Minute set.
Um Harzeinschlüsse, die für Kontakte mit erhöhtem Widerstand oder für Kontaktunterbrechungen verantwortlich sind, zu ver meiden, wurden die Prepregs im Bereich der Kontaktpads frei gestellt. Hierdurch ist sichergestellt, daß vor dem Ausfließen der Prepregs die Verbindungen zur gegenüberliegenden Ebene bereits geschlossen sind und im Laminierprozeß nur noch in Epoxidharz eingebettet werden.To resin inclusions that are used for contacts with increased resistance or are responsible for interrupted contacts, ver avoid the prepregs in the area of the contact pads posed. This ensures that before flowing out the prepregs the connections to the opposite level are already closed and only in in the lamination process Epoxy resin can be embedded.
Die erhaltene Kontaktzuverlässigkeit ist hoch. So wurden beim Biegen der Platinen über eine Kante mit einem Radius von ca. 300 mm keinerlei Veränderungen der Übergangswiderstände nachgewiesen. Die inneren Verbindungen sind also gegen thermo mechanische Belastungen weitgehend unempfindlich.The contact reliability obtained is high. So at Bend the blanks over an edge with a radius of approx. 300 mm no changes in the contact resistance proven. The internal connections are therefore against thermo mechanical loads largely insensitive.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können innenliegende Ver bindungen ausgehend von einem innenliegenden durchkontaktierten Bilayer zu äußeren Leitschichten oder Signalebenen realisiert werden, wobei es nicht mehr erforderlich ist, mittels Bohren oder dgl. Sacklöcher einzubringen. Damit wird die Gefahr der Beschädigung des Bilayers bzw. des innenliegenden Kerns beim Ausbilden ansonsten erforderlicher Sacklochbohrungen vollständig beseitigt.With the arrangement according to the invention, internal Ver bonds based on an internally plated-through hole Bilayer to outer guiding layers or signal levels realized by drilling, which is no longer required or the like. To introduce blind holes. This eliminates the danger of Damage to the bilayer or the inner core when Form otherwise required blind holes completely eliminated.
Die Kontakthügel bzw. Bumps besitzen beispielsweise einen Durchmesser von im wesentlichen 0,2 mm und eine Höhe von 30 µm. Mit der vorgeschlagenen Verbindungsanordnung wurden vier lagige Multilayer mit ca. 1000 Kontaktübergangsstellen zwischen dem Kern und den äußeren Leitschichten gefertigt.The contact bumps or bumps have, for example Essentially 0.2 mm in diameter and 30 in height µm. With the proposed connection arrangement, four layered multilayer with approx. 1000 contact points between the core and the outer guide layers.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich eine alter native Verbindungsform über die erwähnten Hügelkontakte, die besonders dann vorteilhaft ist, wenn eine Vielzahl von Verbindungen durch zwei Ebenen geschleift und verzweigt werden muß, wie es beispielsweise bei der Bus- und Adreßverdrahtung in transportablen Mikrocomputern der Fall ist.The method according to the invention results in an old one native form of connection via the mentioned hill contacts, the is particularly advantageous if a large number of Connections are looped and branched through two levels must, as is the case with bus and address wiring in portable microcomputers is the case.
Alles in allem kann mit der neuartigen Verbindungsanordnung von Multilayerschaltungen in effektiver Weise unter Nutzung ohnehin erforderlicher Laminierschritte eine elektrische Kontaktierung von einem zweiseitig mit Leitbahnen oder Leitschichten ver sehenen und Durchkontaktierung aufweisenden Kern hin zu darüber befindlichen bzw. äußeren Leitschichten erfolgen, ohne daß ein aufwendiges und qualitätseinschränkendes Sacklochbohren und nachträgliches Galvanisieren notwendig wird.All in all, the new connection arrangement from Multilayer circuits effectively using anyway required lamination steps an electrical contact from one side ver with interconnects or guide layers seen and through-plated core to above located or outer guide layers take place without a complex and quality-limiting blind hole drilling and subsequent electroplating becomes necessary.
BezugszeichenlisteReference list
1 Innenliegende Kernschaltung
2 Durchkontaktierungen burried hole
3 Kontakthügel
4 Aufschmelzende Isolierschicht
5 Äußere Leitschicht
6 Verbindungsschicht 1 internal core circuit
2 vias burried hole
3 contact bumps
4 Melting insulating layer
5 Outer conductive layer
6 connection layer
Claims (8)
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