DE10147054A1

DE10147054A1 - Mehrebenenleiterplatte mit erhöhter freier Verdrahtungsfläche

Info

Publication number: DE10147054A1
Application number: DE2001147054
Authority: DE
Inventors: Helmut Katzier; Renate Reischl
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2003-04-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrebenenleiterplatte, bei der wenigstens zwei Ebenen mit Hilfe einer Klebefolie (KF) verbunden sind. Die Klebefolie (KF) weist vertikal zur Klebefolie (KF) ausgerichtete Einlagerungen (EL) aus einem leitfähigen Material auf, durch die vertikal zur Klebefolie (KF) elektrische Kontakte herstellbar sind. Die erfindungsgemäße Mehrebenenleiterplatte erlaubt, Durchkontaktierungen mit großem Durchmesser einzusparen. Dadurch steht mehr Verdrahtungsplatz zur Verfügung. Zudem entstehen bei Durchkontaktierungen mit großem Durchmesser häufig Probleme durch parasitäre Kapazitäten bei hochfrequenten Signalen, die bei der erfindungsgemäßen Mehrebenenleiterplatte vermieden werden.

Description

Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Mehrebenenleiterplatte mit erhöhter freier Verdrahtungsfläche.

Die Baugruppen komplexer elektronischer Systeme, wie z. B. Vermittlungsanlagen in der Vermittlungstechnik, werden mit Hilfe von Mehrebenenleiterplatten aufgebaut. Die Ebenen einer Mehrebenenleiterplatte besteht aus mehreren Lagen, wie z. B. Lagen aus isolierendem Trägermaterial, Prepreg-Klebefolien, Kupferlagen etc. Lagen aus Leitermaterial sind dabei durch Lagen aus isolierendem Trägermaterial getrennt. Das Leiterbild wird in den Lagen aus Leitermaterial, z. B. Kupfer, geätzt.

Ein wichtiger Schritt bei der Herstellung von Mehrebenenleiterplatten ist die Bohrung der Durchkontaktierungen zwischen verschiedenen Ebenen der Mehrebenenleiterplatte, die z. B. mechanisch oder mit Hilfe eines Lasers erfolgen kann. Dabei versucht man, den Raum auf der Leiterplatte, der wegen Durchkontaktierungen für das Anbringen von Leitungen und Schaltelementen verloren geht, möglichst gering zu halten. Aus herstellungstechnischen Gründen nimmt der Durchmesser der Durchkontaktierungen mit der Länge bzw. der Zahl der Ebenen, die durch die Durchkontaktierungen verbunden sind, zu.

Ein weiteres Problem bei der Herstellung von Mehrebenenleiterplatten ist, dass die Durchkontaktierungen bei der Verwendung von Hochfrequenzsignalen parasitäre Kapazitäten bilden, die die Führung der Signale zwischen den Ebenen beeinträchtigen. Die Beeinträchtigung nimmt wie die Verminderung der freien Verdrahtungsfläche bei langen, sich über mehrere Ebenen erstreckende Durchkontaktierungen zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften von Mehrebenenleiterplatten bezüglich der oben erwähnten Probleme zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch eine Mehrebenenleiterplatte entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Mehrebenenleiterplatte sind wenigstens zwei Ebenen der Mehrebenenleiterplatte mit Hilfe einer Klebefolie verbunden, wobei

- die Klebefolie im wesentlichen vertikal zur Klebefolie ausgerichtete Einlagerungen aus einem leitfähigen Material aufweist,
- die Einlagerungen beidseitig bis an den Rand der Folie reichen, und
- mit Hilfe der Einlagerungen zwischen beiden Ebenen vertikal zur Klebefolie elektrische Kontakte herstellbar sind (Anspruch 1). Die erfindungsgemäße Mehrebenenleiterplatte erlaubt, Durchkontaktierungen mit großem Durchmesser einzusparen. Dadurch steht mehr Verdrahtungsplatz zur Verfügung. Zudem entstehen bei Durchkontaktierungen mit großem Durchmesser häufig Probleme durch parasitäre Kapazitäten bei hochfrequenten Signalen, die bei der erfindungsgemäßen Mehrebenenleiterplatte vermieden werden. Die Einlagerungen können gleichmäßig über die gesamte Klebefolie verteilt sein (Anspruch 2). Alternativ kann in der Ebene der Folie der Bereich, wo Einlagerungen vorgesehen sind, beschränkt sein, und durch die Beschränkung der Einlagerung eine anwendungsspezifische Strukturierung gegeben sein (Anspruch 3). Bei einer strukturierten Folie erspart man sich das Einbringen der Einlagerungen außerhalb des Bereichs, wo eine leitende Verbindung hergestellt werden soll. Für die Kontaktierung zwischen verschiedenen Ebenen einer Mehrebenleiterplatte sind dann wenigstens zwei Durchkontaktierungen von verschiedenen Ebenen, die durch die Klebefolie verbunden sind, so übereinander angeordnet, dass die beiden Durchkontaktierungen über die Klebefolie elektrisch verbunden sind (Anspruch 4).

Im folgenden wird die Erfindung im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Herkömmlicher Aufbau einer Mehrebenenleiterplatte

Fig. 2 Aufbau einer erfindungsgemäßen Mehrebenenleiterplatte mit Klebefolie

Fig. 3 Struktur der Klebefolie mit Einlagerungen aus leitfähigen Material

Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. In Fig. 1 ist eine Mehrebenenleiterplatte gezeigt, die mit drei Halbzeugen HZ1, HZ2, HZ3 gebildet ist. Dabei setzt sich ein Halbzeug aus drei Kupferlagen KL und zwei Lagen aus isolierenden Trägermaterial TM zusammen, die einander abwechseln. Die Halbzeuge sind mit Hilfe von Klebefolien Prepreg zu einer Mehrebenenleiterplatte zusammengefügt. Jedes der drei Halbzeuge HZ1, HZ2, HZ3 weist eine Durchkontaktierung mit kleinem Durchmesser kDK auf, die jeweils leitend mit einer großen Durchkontaktierung mit großem Durchmesser gDK verbunden ist, die sich durch alle drei Halbzeuge HZ1, HZ2, HZ3 erstreckt und den elektrischen Kontakt der einzelnen Halbzeuge mit kleinem Durchmesser kDK besorgt. Diese Durchkontaktierung mit großem Durchmesser gDK hat aus herstellungstechnisch bedingten Gründen einen deutlich größeren Durchmesser als die Durchkontaktierungen mit kleinem Durchmesser kDK, was sich aus der Anzahl der Ebenen der Mehrebenenleiterplatte begründet, durch die die jeweilige Durchkontaktierungen läuft. Die Durchkontaktierungen mit kleinem Durchmesser kDK sind mit der Durchkontaktierung mit großem Durchmesser gDK leitend verbunden, wodurch ein Kontakt der Durchkontaktierungen mit kleinem Durchmesser kDK untereinander realisiert ist. Exemplarisch wird auf die Verbindung zwischen der Durchkontaktierung mit kleinem Durchmesser des Halbzeugs HZ3 mit der Durchkontaktierung mit großem Durchmesser gDK mit dem Bezugszeichen VDK hingewiesen.

In Fig. 2 ist gezeigt, dass die Durchkontaktierung mit großem Durchmesser gDK bei einer erfindungsgemäßen Mehrebenenleiterplatte mit Klebefolie KF eingespart werden kann. Entsprechend steht dann mehr Verdrahtungsplatz zur Verfügung. Drei kleine Durchkontaktierungen kDK sind dargestellt, die auf Höhe des jeweiligen Halbzeuges HZ1, HZ2, bzw. HZ3 übereinander angeordnet sind. Die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Halbzeugen wird nicht, wie es in der herkömmlichen Anordnung von Fig. 1 der Fall ist, durch eine große Durchkontaktierung gDK hergestellt, sondern durch leitende Einlagen der Klebefolien KF.

In Fig. 3 ist die Mehrebenenleiterplatte aus Fig. 2 und ein vergrößerter Ausschnitt der Klebefolie KF dargestellt. Die Klebefolie KF weist vertikale, z. B. stabförmige, leitfähige Einlagerungen EL (im vergrößerten Ausschnitt quer schraffiert) auf, die sich beidseitig bis an den Rand der Folie erstrecken. Die Klebefolie erhält ihre Eigenschaft, äußere Kontakte vertikal zur Klebefolie KF mit Hilfe der Einlagerungen EL leitend verbinden zu können, eventuell erst bei der Verarbeitung, z. B. beim Verpressen im Rahmen der Herstellung der Mehrebenenleiterplatte. Die Einlagerungen EL bewirken, dass vertikal zur Klebefolie KF, d. h. senkrecht zu den Halbzeugen HZ1, HZ2, HZ3 ein elektrischer Kontakt zwischen den übereinander angeordneten Durchkontaktierungen mit kleinem Durchmesser kDK entsteht. Die Halbzeuge HZ1, HZ2, HZ3 bzw. deren Durchkontaktierungen kDK sind so elektrisch verbunden. Durch die Anisotropie der Klebefolie KF wird erreicht, dass in der Klebefolie KF senkrecht zu den Einlagerungen EL kein Strom fließt. In der Folie können die Einlagerungen EL auch auf Bereiche beschränkt werden, bei dem Durchkontaktierungen gDK verschiedener Halbzeuge HZ miteinander verbunden werden sollen.

Claims

1. Mehrebenenleiterplatte mit vergrößerter freier Verdrahtungsfläche, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens zwei Ebenen der Mehrebenenleiterplatte mit Hilfe einer Klebefolie verbunden sind, wobei
die Klebefolie im wesentlichen vertikal zur Klebefolie ausgerichtete Einlagerungen aus einem leitfähigen Material aufweist,
die Einlagerungen beidseitig bis an den Rand der Folie reichen, und
mit Hilfe der Einlagerungen zwischen beiden Ebenen vertikal zur Klebefolie elektrische Kontakte herstellbar sind.

2. Mehrebenenleiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagerungen gleichmäßig über die gesamte Klebefolie verteilt sind.

3. Mehrebenenleiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Ebene der Folie der Bereich, wo Einlagerungen vorgesehen sind, beschränkt ist, und
dass durch die Beschränkung der Einlagerung eine anwendungsspezifische Strukturierung gegeben ist.

4. Mehrebenenleiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Durchkontaktierungen von verschiedenen Ebenen, die durch die Klebefolie verbunden sind, so übereinander angeordnet sind, dass die beiden Durchkontaktierungen über die Klebefolie elektrisch verbunden sind.