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WO2000041447A1 - Verfahren zum herstellen einer mehrlagigen leiterplatte - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer mehrlagigen leiterplatte Download PDF

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WO2000041447A1
WO2000041447A1 PCT/CH1999/000625 CH9900625W WO0041447A1 WO 2000041447 A1 WO2000041447 A1 WO 2000041447A1 CH 9900625 W CH9900625 W CH 9900625W WO 0041447 A1 WO0041447 A1 WO 0041447A1
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WO
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layers
layer
conductor
laminate
plated
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/CH1999/000625
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Widmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPC Electronic AG
Original Assignee
PPC Electronic AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by PPC Electronic AG filed Critical PPC Electronic AG
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Priority to AU16465/00A priority patent/AU1646500A/en
Publication of WO2000041447A1 publication Critical patent/WO2000041447A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H05K3/4652—Adding a circuit layer by laminating a metal foil or a preformed metal foil pattern

Definitions

  • the present invention relates to the field of printed circuit board technology. It relates to a method for producing a multilayer printed circuit board which comprises a plurality of conductor layers which are arranged one above the other and are separated from one another by insulating layers, the conductor layers being conductively connected to one another by via openings arranged one above the other in an axis in the respective insulating layers.
  • Such a method is e.g. known from US-A-5,662,987 or US-A-4,258,468.
  • the object is achieved by the entirety of the features of claim 1.
  • the essence of the invention is to open the plated-through holes of a laminate layer by means of a laser beam through the respective conductor layer and the insulating layer underneath. As a result, very fine openings with a diameter of less than 100 ⁇ m can be produced quickly, cleanly and precisely one above the other, which ensure reliable through-plating during the subsequent metallization.
  • a first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the laminate core comprises a third insulating layer provided on both sides with first conductor layers, and in that first and second laminate layers are applied to both sides of the laminate core and in each case through-contacted.
  • the number of conductor layers and levels can be significantly increased while maintaining a laminate core.
  • a further increase in the number of conductor levels is of course possible if more than two laminate layers are applied one above the other on one or both sides.
  • a second preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the through-openings are introduced into the respective insulating layers by means of the laser beams in two steps, in a first step with a first laser beam of a first power, the conductor layer lying over the insulating layer and a Part of the underlying insulating layer of the respective laminate layer is removed, and in one second step with a second laser beam of a second, compared to the first, reduced power, the remaining part of the insulating layer is removed.
  • a relatively high beam power or intensity of the laser beam is required for the removal of the metallic (Cu) conductor layer in the area of the via openings to be produced.
  • the ratio of the first power to the reduced second power is preferably about 3: 1.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the conductor layers applied with the laminate layers are each reduced in thickness before the through-hole openings are introduced, and are reinforced again after the through-hole openings have been introduced by the metallizations used for the through-hole connection.
  • the reduction in thickness of the conductor layers enables a total reduction in the laser beam power used or a higher processing power with the same laser beam intensity. As a result, greater precision in machining and thus an overall reduced diameter of the openings can be achieved.
  • the conductor layers of the laminate layers preferably initially have a thickness of 10-20 ⁇ m, in particular 12 or 18 ⁇ m, and they are removed down to a thickness of approximately 6-7 ⁇ m for the laser drilling of the plated-through holes.
  • the plated-through holes also have a diameter of 50-150 ⁇ m.
  • Cu films are preferably used as the laminate layers as conductor layers with an epoxy resin layer as the insulating layer, the laminate layers each having an initial thickness of approximately 70-100 ⁇ m.
  • FIGS. 1-14 The exemplary embodiment for the method according to the invention shown in FIGS. 1-14 is based on a flat laminate core 10 according to FIG. 1, which comprises a central insulating layer 11, each provided with a conductor layer 12 and 13 on the top and bottom is.
  • the thicknesses of the individual layers are not drawn to scale in FIG. 1 for reasons of better visibility.
  • the thickness of the laminate core is, for example, 1.2 mm.
  • the insulating layer 11 is made of a conventional epoxy resin.
  • the conductor layers 12 and 13 are usually made of Cu and have a thickness which is adapted to the respective requirements and e.g. is a few 1/10 mm.
  • the two conductor layers 12 and 13 are structured according to FIG. 2 by means of conventional lithographic and etching methods in accordance with an existing circuit board layout, by structures 14 and 15 in the Conductor layers 12, 13 are etched free.
  • two identical first laminate layers 20 and 30 are then applied to the laminate core 10 from both sides by lamination or pressing.
  • Each of the laminate layers 20, 30 consists of a conductor layer 18 or 19 in the form of a copper foil, which is provided on the underside with an insulating layer 16 or 17 made of an epoxy resin.
  • the thickness of the laminate layers 20, 30 is preferably between 70 and 100 ⁇ m, and the initial thickness d1 of the conductor layers 18, 19 is preferably 12 or 18 ⁇ m.
  • the first via openings are then introduced into the laminate structure according to FIG. 3.
  • the thickness of the conductor layers 18, 19 reduced from the original value d1 (12 or 18 ⁇ m) to a value d2 of approximately 6-7 ⁇ m.
  • a laminate structure according to FIG. 4 then results.
  • FIG. 5 in a laser processing center with a laser beam 39 (indicated by the arrow bundle in FIG.
  • Through openings 21 and 22, respectively, are introduced by locally removing (evaporating) both the (reduced-thickness) conductor layer 18 and 19 and part of the underlying insulation layer 16 and 17 to a certain depth.
  • the plated-through holes 21, 22 are preferably produced in succession in the same laser processing center with the same laser beam 39.
  • the plated-through holes 21, 22 are preferably produced with a diameter D1 of 50-150 ⁇ m.
  • the laser beam 39 has only a diameter of approximately 25 ⁇ m and is moved across the laminate structure on a predetermined travel line across the laminate structure in order to lift the larger through-hole 21, 22.
  • the laser operates in a first mode with increased beam power or beam intensity.
  • the laser is operated in a second mode with a beam power attenuated to approximately 1/3 (indicated in FIG. 6 by a smaller number of arrows in the laser beam 23).
  • the insulating layers 16, 17 can thus be cleared out precisely and completely within the plated-through holes 21, 22 without the underlying conductor layers 12, 13 being damaged.
  • next step by applying a metallization 24 or 25, conductive connections are made between the areas of the conductor layers 12, 13 exposed in the via openings 21, 22 and the areas of the conductor layers 18, 19 bordering the via openings 21, 22. Since the metallization takes place over the entire area, the conductor layers 18, 19, which were previously reduced in thickness, are again reinforced overall by the metallization and can subsequently be structured in the usual way, i.e. can be provided with structures 26, 27 (FIG. 8).
  • laminate structure according to FIG. 8 is now ready for the lamination (pressing with) of the next following laminate layers 40 and 50 (FIG. 9), which in turn each consist of a conductor layer 31 or 32 (Cu foil) with an insulating layer 28, 29 underneath (made of epoxy resin) and the laminate layers 20, 30 same.
  • laminate layers 40, 50 the same steps for producing the plated-through holes are carried out according to FIGS. 10-14 as those shown in FIGS. 4-8 for the laminate layers 20, 30 and have already been explained. This includes reducing the thickness of the conductor layers 31, 32 (step from FIG. 9 to FIG. 10), clearing the conductor layers 31, 32 in the plated-through holes 33, 34 with a laser beam 35 of increased power (FIG.
  • the plated-through holes 33, 34 are made directly through the previously created plated-through holes 21, 22 by suitable adjustment of the laminate structure in the laser processing center and corresponding control of the laser beam. Due to the 2-stage laser processing, an island 36, 37 made of insulating material remains within the lower plated-through holes 21, 22 (FIG. 12), which is subsequently covered by the metallization 41 and 42, respectively. In this way it is possible to limit the metallization to only the depth of one laminate layer.
  • the method according to the invention makes it easy and safe to produce a multilayer plated-through circuit board which is characterized by space-saving and precisely arranged plated-through holes.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer mehrlagigen Leiterplatte, die durch das Verpressen von jeweils aus einer Leiterschicht (24, 25, 31, 32) und einer Isolierschicht (16, 17; 28, 29) bestehenden Laminatlagen (20, 30, 40, 50) mit einem Laminatkern (10) aufgebaut wird, werden die Durchkontaktieröffnungen (33, 34) zwischen den Leiterschichten (24, 32 bzw. 25, 31) mittels Laserstrahlbohren durch die einzelnen Laminatlagen (40, 50) erzeugt und anschliessend durchmetallisiert.

Description

BESCHREIBUNG
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER MEHRLAGIGEN LEITERPLATTE
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leiterplattentechnik. Sie betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer mehrlagigen Leiterplatte, welche eine Mehrzahl von übereinander angeordneten, durch Isolierschichten voneinander getrennten Leiterschichten umfasst, wobei die Leiterschichten durch in einer Achse übereinander angeordnete Durchkontaktieröffnungen in den jeweiligen Isolierschichten untereinander leitend verbunden sind.
Ein solches Verfahren ist z.B. aus den Druckschriften US-A-5,662,987 oder US-A- 4,258,468 bekannt.
STAND DER TECHNIK
Bei der Herstellung von mehrlagigen Leiterplatten ist es in den meisten Fällen notwendig, die in einem Stapel mit isolierenden Zwischenschichten angeordneten einzelnen strukturierten Leiterschichten an bestimmten Stellen untereinander mittels Durchkontaktieröffnungen (sog. "via holes" oder "vias") leitend zu verbinden. Bei der Durchkontaktierung von drei oder mehr übereinanderliegenden Leiterschichten ist es dabei aus Gründen der Platzersparnis und der kurzen Leitungsverbindungen zweckmässig und wünschenswert, die Durchkontaktieröffnungen zwischen den verschiedenen Ebenen in einer Linie übereinander anzuordnen, und den Durchmesser der Durchkontaktieröffnungen möglichst gering zu wählen.
In der eingangs genannten Druckschrift US-A-5,662,987 wird im Zusammenhang mit den Fig. 1-6 zunächst ein herkömmliches Verfahren beschrieben, bei dem durch chemisches Nassätzen die übereinanderliegenden Durchkontaktieröffnungen nacheinander in den verschiedenen Isolierschichten geöffnet und anschlies- send metallisiert werden. Dieses herkömmliche Verfahren hat den Nachteil, dass die Durchkontaktieröffnungen nicht hinreichend genau übereinander justiert werden können, und dass der Durchmesser der Oeffnungen relativ gross ist und daher viel Platz beansprucht (Spalte 2, Zeilen 28-52). Bei einem weiteren bekannten Verfahren (Fig. 7-11 ) werden für die Durchkontaktierung leitende Pfosten erzeugt, bei denen allerdings die leitende Verbindung zu den Leiterschichten mit grossen Problemen behaftet ist (Spalte 3, Zeilen 8-21 ). Schliesslich wird ein Verfahren vorgeschlagen (Fig. 12-19), bei dem die einzelnen Durchkontaktieröffnungen nach dem Metallisieren mit einem Füllmaterial ausgefüllt wird. Diese Technik erfordert jedoch eine Vielzahl von zusätzlichen Prozessschritten, die das gesamte Herstellungsverfahren verkomplizieren und verteuern.
Ebenfalls sehr aufwendig ist das in der Druckschrift US-A-4,258,468 beschriebene Verfahren, bei dem zunächst in den einzelnen Leiterschichten durch einen Aetz- prozess Oeffnungen in die zur Durchkontaktierung vorgesehenen Leiterschichtinseln erzeugt werden, und anschliessend der Stapel aus Isolierschichten im Bereich der Oeffnungen mittels eines Laserstrahls durchbohrt und anschliessen durchmetallisiert wird. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von durchkon- taktierten Mehrschicht-Leiterplatten zu schaffen, welches eine sichere Durchkontaktierung gewährleiste, mit einer geringen Anzahl an gut beherrschbaren Prozessschritten auskommt, und Durchkontaktierungen mit einem Minimum an Platzbedarf ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, die Durchkontaktieröffnungen einer Laminatlage mittels eines Laserstrahles durch die jeweilige Leiterschicht und die darunterliegende Isolierschicht hindurch zu öffnen. Hierdurch lassen sich schnell und sauber sowie präzise übereinander angeordnet sehr feine Oeffnungen mit einem Durchmesser von weniger als 100 μm erzeugen, die bei der nachfolgenden Metallisierung eine sichere Durchkontaktierung gewährleisten.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Laminatkern eine beidseitig mit ersten Leiterschichten versehene dritte Isolierschicht umfasst, und dass auf beiden Seiten des Laminatkerns erste und zweite Laminatlagen aufgebracht und jeweils durchkon- taktiert werden. Hierdurch kann unter Beibehaltung eines Laminatkerns die Anzahl der Leiterschichten und -ebenen massgeblich erhöht werden. Eine weitere Erhöhung der Anzahl der Leiterebenen ist selbstverständlich möglich, wenn auf einer oder beiden Seiten mehr als zwei Laminatlagen übereinander aufgebracht werden.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Durchkontaktieröffnungen in die jeweiligen Isolierschichten mittels der Laserstrahlen in zwei Schritten erfolgt, wobei in einem ersten Schritt mit einem ersten Laserstrahl einer ersten Leistung die über der Isolierschicht liegende Leiterschicht und ein Teil der darunterliegenden Isolierschicht der jeweiligen Laminatlage abgetragen wird, und in einem zweiten Schritt mit einem zweiten Laserstrahl einer zweiten, gegenüber der ersten reduzierten, Leistung der verbleibende Teil der Isolierschicht abgetragen wird. Für das Abtragen der metallischen (Cu-)Leiterschicht im Bereich der herzustellenden Durchkontaktieröffnungen ist eine relative hohe Strahlleistung bzw. -intensität des Laserstrahles erforderlich. Würde mit dieser Leistung auch die darunterliegende Isolierschicht vollständig abgetragen, bestünde die Gefahr, dass die darunterliegende nächste Leiterschicht, zu der die Durchkontaktierung hergestellt werden soll, beschädigt würde und die Durchkontaktierung möglicherweise fehlerhaft wäre. Dies wird sicher dadurch vermieden, dass nach dem Abtragen der oberen Leiterschicht die Leistung des Laserstrahles soweit reduziert wird, dass beim nachfolgenden Abtragen der Isolierschicht die darunterliegende nächste Leiterschicht nicht beschädigt wird. Vorzugsweise beträgt dabei das Verhältnis der ersten Leistung zur reduzierten zweiten Leistung etwa 3:1.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Laminatlagen aufgebrachten Leiterschichten jeweils vor dem Einbringen der Durchkontaktieröffnungen in ihrer Dicke reduziert werden, und nach dem Einbringen der Durchkontaktieröffnungen durch die für das Durchkontaktieren eingesetzten Metallisierungen wieder verstärkt werden. Die Dickenreduktion der Leiterschichten ermöglicht insgesamt eine Reduzierung der eingesetzten Laserstrahlleistung bzw. eine höhere Bearbeitungsleistung bei gleichbleibender Laserstrahlintensität. Hierdurch wird zugleich eine grössere Präzision bei der Bearbeitung und damit ein insgesamt verringerter Durchmesser der Oeffnungen erreichbar. Bevorzugt weisen die Leiterschichten der Laminatlagen zunächst eine Dicke von 10-20 μm, insbesondere 12 oder 18 μm, auf, und sie werden für das Laserbohren der Durchkontaktieröffnungen bis auf eine Dicke von etwa 6-7 μm abgetragen.
Weiterhin weisen die Durchkontaktieröffnungen einen Durchmesser von 50-150 μm auf. Als Laminatlagen werden vorzugsweise Cu-Folien als Leiterschichten mit einer Epoxidharzschicht als Isolierschicht verwendet, wobei die Laminatlagen jeweils eine Ausgangsdicke von etwa 70-100 μm aufweisen.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Fig. 1-14 zeigen in ausschnittweisen Schnittansichten verschiedene Stadien bzw. Schritte bei der Herstellung einer durchkontaktierten mehrlagigen Leiterplatte gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Das in den Fig. 1-14 dargestellte Ausführungsbeispiel für das Verfahren nach der Erfindung geht gemäss Fig. 1 aus von einem flächigen Laminatkern 10, der eine zentrale Isolierschicht 11 umfasst, die auf der Ober- und Unterseite jeweils mit einer Leiterschicht 12 und 13 versehen ist. Die Dicken der einzelnen Schichten sind in Fig. 1 wie auch in den anderen Figuren aus Gründen der besseren Erkennbarkeit nicht massstäblich gezeichnet. Die Dicke des Laminatkerns beträgt beispielsweise 1 ,2 mm. Die Isolierschicht 11 ist aus einem üblichen Epoxidharz hergestellt. Die Leiterschichten 12 und 13 sind üblicherweise aus Cu und haben eine Dicke, die den jeweiligen Erfordernissen angepasst ist und z.B. einige 1/10 mm beträgt.
In einem ersten Schritt werden nun gemäss Fig. 2 die beiden Leiterschichten 12 und 13 mittels üblicher lithographischer und Aetzmethoden nach Massgabe eines vorliegenden Leiterplatten-Layouts strukturiert, indem Strukturen 14 und 15 in den Leiterschichten 12, 13 freigeätzt werden. In einem zweiten Schritt werden dann gemäss Fig. 3 von beiden Seiten durch Auflaminieren bzw. Verpressen zwei gleichartige erste Laminatlagen 20 und 30 auf den Laminatkern 10 aufgebracht. Jede der Laminatlagen 20, 30 besteht dabei aus einer Leiterschicht 18 bzw. 19 in Form einer Cu-Folie, die auf der Unterseite mit einer Isolierschicht 16 bzw. 17 aus einem Epoxidharz versehen ist. Die Dicke der Laminatlagen 20, 30 beträgt vorzugsweise zwischen 70 und 100 μm, die Ausgangsdicke d1 der Leiterschichten 18, 19 liegt vorzugsweise bei 12 oder 18 μm. Beim Verpressen der Laminatlagen 20, 30 mit dem Laminatkern 10 füllt das Material der Isolierschichten 16, 17 die freigeätzten Strukturen 14, 15 in den Leiterschichten 12, 13 vollständig aus.
In die Laminatstruktur gemäss Fig. 3 werden nun im weiteren Verlauf des Verfahrens (Fig. 4-6) die ersten Durchkontaktieröffnungen eingebracht. Hierzu wird zunächst durch flächiges, z.B. nasschemisches Aetzen, die Dicke der Leiterschichten 18, 19 vom ursprünglichen Wert d1 (12 oder 18 μm) auf einen Wert d2 von etwa 6-7 μm reduziert. Es ergibt sich dann eine Laminatstruktur gemäss Fig. 4. In diese Struktur werden nun gemäss Fig. 5 in einem Laserbearbeitungszentrum mit einem Laserstrahl 39 (in Fig. 5 durch die Pfeilbündel angedeutet) an vorgegebenen Stellen, die zur Durchkontaktierung vorgesehen sind, von beiden Seiten Durchkontaktieröffnungen 21 bzw., 22 eingebracht, indem lokal sowohl die (dickenreduzierte) Leiterschicht 18 bzw. 19 als auch ein Teil der darunterliegenden Isolierschicht 16 bzw. 17 bis zu einer gewissen Tiefe abgetragen (verdampft) wird. Die Durchkontaktieröffnungen 21 , 22 werden dabei vorzugsweise in demselben Laserbearbeitungszentrum nacheinander mit dem gleichen Laserstrahl 39 erzeugt.
Die Durchkontaktieröffnungen 21 , 22 werden vorzugsweise mit einem Durchmesser D1 von 50-150 μm hergestellt. Der Laserstrahl 39 hat nur einen Durchmesser von etwa 25 μm und wird zum Ausheben der grösseren Durchkontaktieröffnung 21 , 22 quer zur Strahlrichtung auf einer vorgegebenen Fahrlinie über die Laminatstruktur bewegt. Zum Abtragen der Leiterschichten 18, 19 arbeitet der Laser in einem ersten Modus mit erhöhter Strahlleistung bzw. Strahlintensität. Für das Abtragen der stehenbleibenden restlichen Dicke der Isolierschichten 16, 17 wird der tragen der stehenbleibenden restlichen Dicke der Isolierschichten 16, 17 wird der Laser in einem zweiten Modus mit einer auf etwa 1/3 abgeschwächten Strahlleistung betrieben (in Fig. 6 durch eine geringere Anzahl von Pfeilen im Laserstrahl 23 gekennzeichnet). Die Isolierschichten 16, 17 können so präzise und vollständig innerhalb der Durchkontaktieröffnungen 21 , 22 ausgeräumt werden, ohne dass die darunterliegenden Leiterschichten 12, 13 beschädigt werden.
Im nächsten Schritt (Fig. 7) werden durch Aufbringen einer Metallisierung 24 bzw. 25 leitende Verbindungen zwischen den in den Durchkontaktieröffnungen 21 , 22 freigelegten Bereichen der Leiterschichten 12, 13 und den die Durchkontaktieröffnungen 21 , 22 berandenden Bereichen der Leiterschichten 18, 19 hergestellt. Da die Metallisierung ganzflächig erfolgt, werden die vorgängig in der Dicke reduzierten Leiterschichten 18, 19 insgesamt durch die Aufmetallisierung wieder verstärkt und können anschliessend auf übliche Weise strukturiert, d.h. mit Strukturen 26, 27 versehen werden (Fig. 8).
Die Laminatstruktur gemäss Fig. 8 ist nun bereit für das Auflaminieren (Verpressen mit) den nächstfolgenden Laminatlagen 40 und 50 (Fig. 9), die wiederum jeweils aus einer Leiterschicht 31 bzw. 32 (Cu-Folie) mit einer darunterliegenden Isolierschicht 28, 29 (aus Epoxidharz) bestehen und den Laminatlagen 20, 30 gleichen. Auch in diesen Laminatlagen 40, 50 werden gemäss den Fig. 10-14 dieselben Schritte zur Erzeugung der Durchkontaktierungen durchgeführt, wie sie in den Fig. 4-8 für die Laminatlagen 20, 30 dargestellt und bereits erläutert worden sind. Dazu gehört die Dickenreduktion der Leiterschichten 31, 32 (Schritt von Fig. 9 zu Fig. 10), das Ausräumen der Leiterschichten 31 , 32 in den Durchkontaktieröffnungen 33, 34 mit einem Laserstrahl 35 erhöhter Leistung (Fig. 11 ), das Ausräumen der restlichen Isolierschichten 28, 29 bis auf die Ebene der darunterliegenden Leiterschichten 18, 19 bzw. 24, 25 mittels eines Laserstrahls 38 reduzierter Leistung (Fig. 12), die Metallisierung der Durchkontaktieröffnungen 33, 34, wobei durch die Metallisierungen 41 , 42 die dickenreduzierten Leiterschichten 31 , 32 wieder verstärkt werden (Fig. 13), und die abschliessende Strukturierung der Leiterschichten 31 , 32 bzw. 41 , 42 mittels der Strukturen 43, 44 (Fig. 14), die zur fer- tigen mehrlagigen Leiterplatte 100 führt. Grundsätzlich können dann weitere Laminatlagen aufgebracht und entsprechend durchkontaktiert werden.
Die Durchkontaktieröffnungen 33, 34 werden durch geeignete Einjustierung der Laminatstruktur im Laserbearbeitungszentrum und entsprechende Steuerung des Laserstrahles direkt über den vorgängig erzeugten Durchkontaktieröffnungen 21 , 22 eingebracht. Durch die 2-stufige Laserbearbeitung bleibt innerhalb der unteren Durchkontaktieröffnungen 21 , 22 jeweils eine Insel 36, 37 aus Isoliermaterial stehen (Fig. 12), die nachfolgend durch die Metallisierung 41 bzw. 42 überdeckt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Metallisierung jeweils nur auf die Tiefe einer Laminatlage zu beschränken.
Insgesamt lässt sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren einfach und sicher eine mehrlagige durchkontaktierte Leiterplatte herstellen, die sich durch platzsparende und präzise übereinander angeordnete Durchkontaktierungen auszeichnet.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Laminatkern
11 Isolierschicht 12,13 Leiterschicht (Cu) 14,15 Struktur (geätzt)
16, 17 Isolierschicht (Epoxidharz)
18,19 Leiterschicht (Cu-Folie)
20,30 Laminatlage
21 ,22 Durchkontaktieröffnung (Via)
23 Laserstrahl
24,25 Metallisierung
26,27 Struktur (geätzt)
28,29 Isolierschicht (Epoxidharz)
31 ,32 Leiterschicht (Cu-Folie) 33,34 Durchkontaktieröffnung (Via)
35,38,39 Laserstrahl
36,37 Insel (Isoliermaterial)
40,50 Laminatlage
41 ,42 Metallisierung
43,44 Struktur (geätzt) d1 ,d2 Dicke (Leiterschicht)
D1 Durchmesser (Durchkontaktieröffnung)
100 mehrlagige Leiterplatte

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen einer mehrlagigen Leiterplatte (100), welche eine Mehrzahl von übereinander angeordneten, durch Isolierschichten (16, 28 bzw. 17, 29) voneinander getrennten Leiterschichten (12, 18, 24, 32; 42 bzw. 13, 19, 25, 31 , 41 ) umfasst, wobei die Leiterschichten (12, 18, 24, 32; 42 bzw. 13, 19, 25, 31 , 41 ) durch in einer Achse übereinander angeordnete Durchkontaktieröffnungen (22, 34 bzw. 21 , 33) in den jeweiligen Isolierschichten (16, 28 bzw. 17, 29) untereinander leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) auf einen mit einer ersten Leiterschicht (12 bzw. 13) versehenen flächigen Laminatkern (10) eine erste Laminatlage (20 bzw. 30), welche eine auf einer ersten Isolierschicht (16 bzw. 17) aufgebrachte zweite Leiterschicht (18 bzw. 19) umfasst, auflaminiert wird,
(b) an vorbestimmten Stellen mittels eines Laserstrahls (39, 23) durch die zweite Leiterschicht (18 bzw., 19) hindurch erste Durchkontaktieröffnungen (22 bzw. 21 ) in die erste Isolierschicht (16 bzw. 17) eingebracht werden, derart, dass die erste Leiterschicht (12 bzw. 13) durch die ersten Durchkontaktieröffnungen (22 bzw. 21 ) hindurch von oben frei zugänglich ist,
(c) durch eine erste Metallisierung (24 bzw. 25) die erste Leiterschicht (12 bzw. 13) mit der zweiten Leiterschicht (18 bzw. 19) durch die ersten Durchkontaktieröffnungen (22 bzw. 21) hindurch leitend verbunden wird,
(d) auf die erste Laminatlage (20 bzw. 30) eine zweite Laminatlage (40 bzw. 50), welche eine auf einer zweiten Isolierschicht (28 bzw. 29) aufgebrachte dritte Leiterschicht (32 bzw. 31 ) umfasst, auflaminiert wird,
(e) über den ersten Durchkontaktieröffnungen (22 bzw. 21 ) mittels eines Laserstrahls (35, 38) durch die dritte Leiterschicht (32 bzw. 31 ) hindurch zweite Durchkontaktieröffnungen (34 bzw. 33) in die zweite Isolierschicht (28 bzw. 29) eingebracht werden, derart, dass die zweite Leiterschicht (18 bzw. 19) durch die zweiten Durchkontaktieröffnungen (34 bzw. 33) hindurch frei von oben zugänglich ist, und (f) durch eine zweite Metallisierung (42 bzw. 41 ) die erste und zweite Leiterschicht (12, 18 bzw. 13, 19) mit der dritten Leiterschicht (32 bzw. 31 ) durch die zweiten Durchkontaktieröffnungen (34 bzw. 33) hindurch leitend verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Laminatkern (10) eine beidseitig mit ersten Leiterschichten (12, 13) versehene dritte Isolierschicht (11 ) umfasst, und dass auf beiden Seiten des Laminatkerns erste und zweite Laminatlagen (20, 40 bzw. 30, 50) aufgebracht und jeweils durchkontaktiert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Durchkontaktieröffnungen (22, 34 bzw. 21 , 33) in die jeweiligen Isolierschichten (16, 28 bzw. 17, 29) mittels der Laserstrahlen (23, 35, 38, 39) in zwei Schritten erfolgt, wobei in einem ersten Schritt mit einem ersten Laserstrahl (39, 35) einer ersten Leistung die über der Isolierschicht liegende Leiterschicht und ein Teil der darunterliegenden Isolierschicht der jeweiligen Laminatlage abgetragen wird, und in einem zweiten Schritt mit einem zweiten Laserstrahl (23, 38) einer zweiten, gegenüber der ersten reduzierten, Leistung der verbleibende Teil der Isolierschicht abgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der ersten Leistung zur reduzierten zweiten Leistung etwa 3:1 beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Laminatlagen (20, 40 bzw. 30, 50) aufgebrachten Leiterschichten (18, 32 bzw. 19, 31 ) jeweils vor dem Einbringen der Durchkontaktieröffnungen (22, 34 bzw. 21 , 33) in ihrer Dicke (d1) reduziert werden (d2), und nach dem Einbringen der Durchkontaktieröffnungen (22, 34 bzw. 21 , 33) durch die für das Durch- kontaktieren eingesetzten Metallisierungen (24, 42 bzw. 25, 41) wieder verstärkt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenreduktion der Leiterschichten (18, 32 bzw. 19, 31 ) durch ganzflächiges Aetzen erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschichten (18, 32 bzw. 19, 31 ) der Laminatlagen (20, 40 bzw. 30, 50) zunächst eine Dicke (d1) von 10-20 μm, vorzugsweise 12 oder 18 μm, aufweisen, und dass sie für das Laserbohren der Durchkontaktieröffnungen (22, 34 bzw. 21 , 33) bis auf eine Dicke (d2) von etwa 6-7 μm abgetragen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktieröffnungen (22, 34 bzw. 21 , 33) einen Durchmesser (D1 ) von 50-150 μm aufweisen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Laminatlagen (20, 40 bzw. 30, 50) Cu-Folien als Leiterschichten (18, 32 bzw. 19, 31 ) mit einer Epoxidharzschicht als Isolierschicht 16, 28 bzw. 17, 29) verwendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laminatlagen (20, 40 bzw. 30, 50) jeweils eine Ausgangsdicke von etwa 70-100 μm aufweisen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strukturierung der Leiterschichten (18, 32 bzw. 19, 31) jeweils erst nach dem Verstärken durch die Metallisierung (24, 42 bzw. 25, 41 ) erfolgt.
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