專利名稱：雙層或多層印刷電路板和制成該板的疊層及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙層或多層印刷電路板，該印刷電路板包含一支承板和連接到支承板一側(cè)并含有連接部分的第一導(dǎo)電圖案，在該印刷電路板上，帶有連接部分的第二導(dǎo)電圖案通過由電絕緣粘附材料組成并連接到支承板的粘附層，連接到支承板的第一導(dǎo)電圖案側(cè)，在粘附層中至少形成有一個開口，該開口通向第一導(dǎo)電圖案的連接部分，第二導(dǎo)電圖案的連接部分延伸到該開口，通過該開口第一導(dǎo)電圖案的連接部分和第二導(dǎo)電圖案的連接部分可借助于導(dǎo)電材料的連接件作電氣互連，該連接件由可以軟狀態(tài)分布于待作電氣互連的連接部分上的材料組成。這種印刷電路板可從例如DE-OS3152603得知。
本發(fā)明還涉及制造這種印刷電路板的方法，在支承板的一側(cè)配備包含連接部分的第一導(dǎo)電圖案，對包含用于制造成帶有連接部分的第二導(dǎo)電圖案的導(dǎo)電層并包含由電絕緣粘附材料組成的粘附層的疊層至少配備貫通導(dǎo)電層和粘附層的開口，將該開口設(shè)置成使其對應(yīng)于第一導(dǎo)電圖案的連接部分，接著借助于疊層的粘附層在加熱壓制過程中將設(shè)置有至少一個開口的疊層連接到支承板包含第一導(dǎo)電圖案的側(cè)面上，在此期間每一開口對應(yīng)于第一導(dǎo)電圖案的一個連接部分，此后由疊層的導(dǎo)電層制成帶其連接部分的第二導(dǎo)電圖案，以使第二導(dǎo)電圖案的每單個連接部分延伸到粘附層中的開口。這種方法也可由DE-OS3152603得知。
本發(fā)明還涉及用該方法制造這種印刷電路板的疊層，該疊層包含導(dǎo)電層和設(shè)置在導(dǎo)電層上并由粘附材料組成的粘附層。這種疊層也可由DE-OS3152 603得知。
如上所述，第一段中所描述的這種印刷電路板可由例如DE-OS 3152 603得知。ED-OS 31 52 603確實以概括方式指出了支承板和粘附層可由何種材料組成，但對于這些材料的特性方面，特別是粘附層的材料應(yīng)具有的特性方面卻未提供任何指導(dǎo)。已知印刷電路板的支承板和粘附層由具有這樣的特性的材料組成，即第一導(dǎo)電圖案的所有部分，如導(dǎo)電帶、焊盤和焊接區(qū)全部位于一相同高度，此外在用于將粘附層連接到支承板的壓制過程之后，即完全是平坦的，并位于相對于支承板升高的高度且從支承板突起至少一顯著部分，實際上在已知的印刷電路板中存在以下危險性，在所述壓制過程中將第一導(dǎo)電圖案的部分壓得太深以致進(jìn)入粘附層，因此相對較尖銳的導(dǎo)電帶的側(cè)邊、焊盤及焊區(qū)穿入有一定厚度的粘附層，結(jié)果至少第一導(dǎo)電圖案的某些部分穿透粘附層，由此可能導(dǎo)致第一導(dǎo)電圖案的穿透部分與粘附層所支承的第二導(dǎo)電圖案的部分之間有害的短路現(xiàn)象。如防止第一導(dǎo)電圖案部分如此穿透粘附層，可設(shè)置適當(dāng)厚度的粘附層，然而，尤其對于獲得理想導(dǎo)電材料的連接，特別是兩導(dǎo)電圖案連接部分之間的焊接而言，以及對獲得粘附層的最大可能機(jī)械強度和最小可能的材料成本而言，這是不利的。第一導(dǎo)電圖案的諸如導(dǎo)電帶、焊盤和焊區(qū)這些部分全都位于相對支承板較高高度上的事實還可能有如下結(jié)果，粘附層不僅對第一導(dǎo)電圖案的導(dǎo)電帶、焊盤和焊區(qū)，而且對毗鄰導(dǎo)電帶、焊盤和焊區(qū)的支承板區(qū)域可能僅形成不良的粘附連接或不形成粘接，這在稠密地布置第一導(dǎo)電圖案的情況下是尤其不利的，因為有可能在較大表面區(qū)域上產(chǎn)生支承板與粘附層之間的不良相互粘接。這會導(dǎo)致夾附氣體，當(dāng)接著如熱時，例如，在制造有待電氣互連的兩導(dǎo)電圖案的連接部分之間的導(dǎo)電材料連接件的焊接處理期間，其由于這期間出現(xiàn)的高溫而膨脹，這不利地導(dǎo)致粘附層從支承板部分脫離的不希望有的結(jié)果，結(jié)果從第一導(dǎo)電圖案除去了粘附層所支承的第二導(dǎo)電圖案，因此在這些區(qū)域未獲得有待互連的第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案的連接部分之間的焊接接頭。由于第一導(dǎo)電圖案的所有部分作為一個整體是完全平坦的，而且，在已知印刷電路板中，第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案位于兩個有相當(dāng)大差異的高度，這可能有如下結(jié)果，在制造作為通過粘附層中開口的第一導(dǎo)電圖案連接部分與第二導(dǎo)電圖案連接部分之間的導(dǎo)電材料連接件的焊接接頭過程中，例如在波焊法中可能發(fā)生的，該焊接確實獲得了帶有暴露的第二導(dǎo)電圖案連接部分的焊接接頭，但是由于位于較深深度的第一導(dǎo)電圖案連接部分上形成氣泡而未獲得位于較深深度的帶第一導(dǎo)電圖案連接部分的焊接頭，因此未獲得通過該焊接頭的導(dǎo)電連接件。上述焊接的失敗則導(dǎo)致不合格的印刷電路板，其或者應(yīng)被舍棄，或者應(yīng)在后續(xù)焊接過程中加以修理，這兩種情況均是明顯不利的并是不希望的。當(dāng)該焊接的連接件完全覆蓋第一導(dǎo)電圖案的連接部分時，上述焊接故障是特別不利的，因為在該情況下第一導(dǎo)電圖案的連接部分的焊接失敗不能被肉眼觀察到，因此即使在光學(xué)產(chǎn)品檢驗中也不能發(fā)現(xiàn)它。
本發(fā)明的目的是避免上述問題，并以下述方式改進(jìn)本文開始段中所述類型的印刷電路板，即不存在第一導(dǎo)電圖案的導(dǎo)電帶、焊盤和焊區(qū)穿透粘附層的危險，實際上與粘附層的厚度無關(guān)，因此包括在粘附層相當(dāng)薄的情況下，粘附層與支承板的良好相互粘附總是受到保護(hù)，從而能以高可靠性達(dá)到第一導(dǎo)電圖案連接部分與第二導(dǎo)電圖案連接部分之間通過粘附層中開口的無故障導(dǎo)電材料連接。對該場合來說本發(fā)明特征在于僅在其被粘附層所覆蓋的部分，第一導(dǎo)電圖案完全被壓入毗連第一導(dǎo)電圖案的支承板區(qū)域中，第一導(dǎo)電圖案的每一連接部分在其被一開口所圍繞的區(qū)域給定為至少部分地通過該開口朝向第二導(dǎo)電圖案連接部分的彎曲形。它以特別簡單的方式達(dá)到，借此方式使第一導(dǎo)電圖案在其被粘附層所覆蓋的區(qū)域中與支承板齊平，并由此通過電絕緣粘附材料的粘附層使其與第二導(dǎo)電圖案達(dá)到理想電絕緣，無論何處情況必須是這樣。從而高度可靠地防止了第一導(dǎo)電圖案的部分與第二導(dǎo)電圖案的部分之間的短路。此外，可獲得電絕緣的粘附層在其整個表面區(qū)域具有基本上相等厚度的高度重要的實和性優(yōu)點。由于粘附層在任何地方都沒有減少的厚度，它在每處都提供同樣良好的絕緣性，并可獲得第一和第二導(dǎo)電圖案在各處有同樣的相互距離的又一主要優(yōu)點，因此兩導(dǎo)電圖案之間每處呈現(xiàn)相同電容狀態(tài)。被粘附層所覆蓋的第一導(dǎo)電圖案區(qū)域在支承板中的平齊設(shè)置還達(dá)到使粘附層完全壓在支承板的基本上整個表面區(qū)域上，除了第一導(dǎo)電圖案的區(qū)域外，在各處與支承板形成良好粘接，因此防止了局部夾附氣體和其不利結(jié)果。按照本發(fā)明的印刷電路板還能達(dá)到給定為朝向第二導(dǎo)電圖案的彎曲形的第一導(dǎo)電圖案每一連接部分被一開口所圍繞的區(qū)域幾乎可位于與鄰近該開口的第二導(dǎo)電圖案連接部分同樣高度上。由此高度肯定地保證通過粘附層中的開口獲得第一導(dǎo)電圖案的連接部分與第二導(dǎo)電圖案的連接部分之間最好以焊接法形成的理想導(dǎo)電材料的連接，因為兩個所述連接部分能夠位于幾乎相同的高度，這樣在該情況下假設(shè)導(dǎo)電材料連接件的材料處于液態(tài)則當(dāng)其正在擴(kuò)散時，通過該材料同樣能很好地達(dá)到連接。
當(dāng)粘附層是由在達(dá)到粘附層與支承板間的連接之前具有50°和70℃之間溫度范圍中、最好是60℃左右的玻璃化溫度的粘附材料組成的時是特別有益的。這種粘附材料高度滿足關(guān)于本發(fā)明提出的要求。
這里還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粘附層的粘附材料是用丙烯酸脂粘合劑形成時特別有益。這種粘合劑的優(yōu)點是，其可從市場上購得并相當(dāng)便宜。
另外發(fā)現(xiàn)在支承板是由樹脂浸滲的紙層和用于固定第一導(dǎo)電圖案的鄰接第一導(dǎo)電圖案的粘附層的疊層所形成時特別有益。支承板的這種疊層可從市場上購得并相當(dāng)便宜。
在第二段中所述及的一種用于制造本發(fā)明印刷電路板的方法，其特征在于粘附層所用的粘附材料在一定的溫度范圍內(nèi)具有比毗連第一導(dǎo)電圖案的支承板的區(qū)域更大的硬度;在壓制過程期間，在所述一定的溫度范圍內(nèi)，第一導(dǎo)電圖案僅其被粘附層所覆蓋的區(qū)域完全被粘附層壓入支承板中;在壓制過程期間，每一連接部分給定為彎曲形，在其被一開口所圍繞的區(qū)域中至少部分地通過該開口朝向第二導(dǎo)電圖案的連接部分。通過該方法，可以特別簡單的方式實現(xiàn)以下過程，由于壓制處理期間壓力和加熱以及由此引起以相當(dāng)?shù)蜏囟乳_始的毗連第一導(dǎo)電圖案的支承板區(qū)域的軟化，第一導(dǎo)電圖案完全被粘附層壓入鄰接第一導(dǎo)電圖案的支承板區(qū)域中，其比已更為軟化了的鄰接第一導(dǎo)電圖案的為該疊層的粘附層所覆蓋的支承板區(qū)更硬，因此，當(dāng)粘附層進(jìn)入與支承板的粘接過程時，并且在后續(xù)粘附層的進(jìn)一步軟化期間，第一導(dǎo)電圖案的該部分決不會穿透粘附層。通過這能夠高度肯定地防止第一導(dǎo)電圖案的部分與第二導(dǎo)電圖案的部分之間的短路發(fā)生。用按照本發(fā)明的方法還能達(dá)到，在壓制過程期間，由于導(dǎo)致強加熱和壓制過程期間至少鄰接第一導(dǎo)電圖案的支承板區(qū)的軟化的高壓和高溫，并由于在這期間每開口形成的空隙，被一開口所圍繞的第一導(dǎo)電圖案連接部分的區(qū)域未被壓入支承板中，但第一導(dǎo)電圖案的每一連接部分的這一區(qū)域相對于粘附層所覆蓋的每連接部分的區(qū)域朝著第二導(dǎo)電圖案彎曲，因此突伸到粘附層中的有關(guān)開口中。由此保證有待互連的第一和第二導(dǎo)電圖案的連接部分能夠借助于導(dǎo)電材料的連接件確實可靠而無故障地相互連接。按照本發(fā)明的方法還提供以下優(yōu)點，能以簡單的方式制造高質(zhì)量的雙層或多層印刷電路板，且該方法僅需要相當(dāng)少量的工藝步驟。
在按照本發(fā)明的方法中發(fā)現(xiàn)尤為有益地是，在包含壓板和壓頭的壓制機(jī)中執(zhí)行壓制過程時，所述壓板和壓頭是可以垂直于支承板而彼此相對移動的，并在壓制過程中產(chǎn)生50和150巴之間的最大壓力，最好是100巴，以及110°與180℃之間、最好是150℃左右的最大溫度。當(dāng)使用這種壓制機(jī)并觀測到這些參數(shù)時，可極大程度地獲得與本發(fā)明相關(guān)及在上文中描述的優(yōu)點。
此外，當(dāng)壓制過程的總持續(xù)時間在20與40分鐘之間，最好是30分鐘時，并以該總持續(xù)時間大約相等比例實現(xiàn)加熱和冷卻過程時，是非常有益的。這對獲得極好的處理結(jié)果和印刷電路板的最低可能廢品率是有利的。
在第三段中所述的用按照本發(fā)明的方法來制造本發(fā)明的印刷電路板的一種疊層，其按照本發(fā)明的特征在于粘附層的粘著材料具有位于50°與70℃之間溫度范圍、最好是近似60℃的玻璃化溫度。本發(fā)明的這種疊層可作為半成品以簡單方式制造并很好地遵照為用按照本發(fā)明的方法制造本發(fā)明的印刷電路板而提出的要求。
特別有益的是用丙烯酸脂粘合劑形成粘附層的粘接材料。這種粘合劑具有可從市場上購得且相當(dāng)便宜的優(yōu)點。
以下參照附圖中表示的實施例來更為詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限制于該實施例。


圖1以橫截面形式示出了按照本發(fā)明的雙層印刷電路板的一部分支承板，在該支承板上設(shè)有第一導(dǎo)電圖案。
圖2以橫截面形式示出了用在本發(fā)明雙層印刷電路板制造中的含有銅層和粘附層的一部分疊層。
圖3以橫截面形式示出了在疊層中形成有環(huán)形孔作為通過銅層和粘附層的開口的圖2那部分疊層。
圖4以橫截面形式示出了配備有第一導(dǎo)電圖案的圖1支承板部分和設(shè)置有環(huán)形開口并放在支承板第一導(dǎo)電圖案一側(cè)上的圖3疊層部分，在示意性地表示為壓板和壓頭的壓制機(jī)中一個位于另一個頂部。
圖5以橫截面形式示出在壓制機(jī)中經(jīng)壓制使設(shè)置有環(huán)形孔的疊層連接到支承板以后獲得的半成品部分。
圖6以橫截面形式示出了由圖5半成品得到的另一半成品的一部分，其包含由疊層的銅層形成的第二導(dǎo)電圖案。
圖7以橫截面形式示出了雙層印刷電路板的一部分，沒包含由圖6半成品得到的部件，在具有第二導(dǎo)電圖案的一側(cè)形成有阻焊漆層，其中相應(yīng)于疊層中的開口另形成有阻焊層的附加環(huán)形開口，同時用于容納元部件接頭的連續(xù)通過支承板的孔設(shè)置在開口及附加開口的區(qū)域中。
圖8以橫截面形式示出了在通過粘附層中的開口形成兩導(dǎo)電圖案連接部分之間的焊接接頭的焊接操作之后，由按照圖7的無元部件的印刷電路板得到的印刷電路板的一部分。
圖9以橫截面形式示出了帶有元部件并處在其完成狀態(tài)，還包含覆蓋焊接頭的保護(hù)漆層的雙層印刷電路板的一部分。
圖1到7中的表示是按相對實際尺寸放大約10倍的比例，所示層厚是按更為放大的比例，以便在圖中獲得最大的可能清晰度。
圖7、8和9示出本發(fā)明雙層印刷電路板1的一部分，圖7示出的電路板無元部件，圖8帶有元部件，而圖9則帶有元部件并處在其最終的完成狀態(tài)。以下參照圖1到9描述制造圖7到9的印刷電路板1的各個工藝步驟。
圖1示出了在圖9中部分地示出其完成狀態(tài)的雙層印刷電路板1的的支承板2的一部分。具有約1.6mm厚度的支承板2實際上是由浸滲樹脂的紙層疊層形成的基底材料組成。該疊層上側(cè)具有粘附層2a，用于貼著形成支承板2的疊層固定一連續(xù)的銅箔。粘附層2a的粘接材料是在該情況下具有約40℃玻璃化溫度的丙烯酸脂粘合劑。該粘附層2a的厚度約為30μm。這種疊層是可在市場上買到的，例如在牌號FR-2下，其是浸漬了酚醛樹脂的硬紙。也可從市場上購得牌號為FR-3的由浸漬有環(huán)氧樹脂的硬紙制成同類疊層。在疊層2上形成粘附層2a的丙烯酸脂在其非加熱狀態(tài)的室溫下具有例如120Shore的肖氏硬度。當(dāng)對該疊層加熱時，該疊層和粘附層2a起初保持它們的原始硬度值。然后它們變得較軟，在其約40℃玻璃化溫度以上大約40°與50℃之間的溫度范圍內(nèi)，粘附層2a具有例如70到80Shore的肖氏硬度。一旦這些疊層進(jìn)一步被加熱高達(dá)例如150℃的溫度，發(fā)生進(jìn)一步的軟化，則粘附層2a具有例如30至40Shore的肖氏硬度，這是事實上在實際中不可能獲得的較低值。
如以上所指出的，支承板2上的粘附層2a用于固定連續(xù)銅箔。第一導(dǎo)電圖案3可由該具有35μm厚度的銅箔形成。這可以已知方式出現(xiàn)在諸如絲網(wǎng)印制法或光刻法的所謂扣除法中。在無銅箔的情況下也可用不同方式實現(xiàn)在支承板2上配備第一導(dǎo)電圖案，例如，通過所謂的疊加過程。圖1的第一導(dǎo)電圖案3示出兩個環(huán)形焊盤4和5，從其引開的兩導(dǎo)電帶(圖1中看不見)以及三個另外的導(dǎo)電帶6、7和8。
圖2示出包含導(dǎo)電層10和粘附層11的疊層9的一部分。此處導(dǎo)電層10由35μm厚的銅箔形成。本語“疊層”理解為表示由至少兩個互連層組成的產(chǎn)品，這些層的互連不是必須用層壓法實現(xiàn)，也可以某些其它方式例如通過將粘合劑加到導(dǎo)電層而實現(xiàn)。粘附層11設(shè)置在銅箔10的下側(cè)，粘附層11由粘著材料組成，在粘附層11連接到支承板2之前在一定溫度范圍內(nèi)其具有與鄰接第一導(dǎo)電圖案3的區(qū)域，即，實際上為圖1中所示支承板2的粘附層2a相比較大的硬度，在壓制過程中在加熱及壓力作用下，疊層9的粘附層11與粘附層2a接合。在當(dāng)前情況下，粘附層11具有近似40μm的厚度，粘附層11的粘著材料具有約60℃的玻璃化溫度，粘附層11的粘著材料用丙烯酸脂粘合劑形成，丙烯酸脂的聚合度是這樣選擇的，即它具有最大可能的玻璃化溫度或軟化溫度。在室溫下丙烯酸脂處在其非加熱狀態(tài)具有例如120Shore的肖氏硬度。一旦加熱，形成粘附層11的丙烯酸脂開始保持在其原始硬度。然后它變得較軟，在其約60℃的玻璃化溫度以上的溫度范圍內(nèi)，即，60℃與70℃之間時，該丙烯酸脂粘合劑具有例如70到80Shore的肖氏硬度。因此在40°與50℃之間的溫度范圍內(nèi)，疊層9的粘附層11的肖氏硬度值比支承板2的粘附層2a的肖氏硬度值大。一旦進(jìn)一步加熱，疊層9的粘附層11的肖氏硬度進(jìn)一步下降，因此在例如150℃的溫度下，疊層9的粘附層11可具有例如，與該溫度范圍內(nèi)支承板2的粘附層2a相同的肖氏硬度，即30到40Shore的肖氏硬度。
在圖7至9的印刷電路板1的制造過程中，圖2的疊層9形成有最好是以沖壓法形成的開口12和13。在目前情況下開口12和13具有環(huán)形橫截面并均穿過銅層10和粘附層11。開口12和13的中心12a和13a以及焊盤4和5的中心4a和5a具有相同的相對位置。圖3中示出了形成有開口12和13的疊層9的一部分。如由圖1和3顯見，開口12和13的直徑略為小于焊盤4和5的直徑。
當(dāng)繼續(xù)制造圖7至9的印刷電路板1時，形成有開口12和13的圖3疊層以這樣的方式置于配備有第一導(dǎo)電圖案3的圖1支承板上側(cè)，即如圖4所示，使焊盤4和5的中心4a和5a與開口12和13的中心12a和13a相重合。包含帶有第一導(dǎo)電圖案3的支承板2和疊層9的疊層被放入壓制機(jī)14中，圖中示意性地示出了壓板15和壓頭16。在壓制機(jī)14中精確地相對放置支承板2和疊層9，以使開口12和13的橫截面區(qū)完全位于閉合焊盤4和5之內(nèi)。實際上，紙層被插在壓板15與支承板2的下側(cè)之間以及壓頭16與銅箔15的上側(cè)之間，為簡化起見圖4中未示出紙層，但是，其用來使任何不平坦之處平滑并確保壓板15和壓頭16正好壓在位于其間的相應(yīng)印刷電路板區(qū)域上。為繼續(xù)進(jìn)行，壓頭16和壓板15移向?qū)Ψ诫S后被加熱，以便在壓制過程中在加熱和壓力下將粘附層11與支承板2接合在一起。
將大約100巴的最大壓力施加在位于壓板15與壓頭16之間的印刷電路板部分上，在壓制過程期間，壓板15和壓頭16均被加墊，如上所述，該加熱過程持續(xù)直到達(dá)到約150℃的最大工作溫度。帶其粘附層2a的支承板2和連接有粘附層11的銅層10被以該方式加熱。由于粘附層11是由在一定溫度范圍內(nèi)，即大約40℃與50℃之間，具有比鄰接第一導(dǎo)電圖案的支承板2的區(qū)域更大硬度的粘附材料組成的，第一導(dǎo)電圖案3僅其被粘附層11所覆蓋的區(qū)域被粘附層11完全壓入支承板2中，在總的壓制過程持續(xù)時間內(nèi)的給定時間期間粘附層11仍比鄰接第一導(dǎo)電圖案的支承板2的區(qū)域要硬，因此在圖7至9已完成的印刷電路板1中第一導(dǎo)電圖案3僅其被粘附層11所覆蓋的區(qū)域被粘附層11壓入支承板2中。在該情況下，在這一向下加壓期間，如諸圖中所示，第一導(dǎo)電圖案3使粘附層2a的粘附材料主要部分作橫向偏移。這是因為在向內(nèi)壓入過程中鄰接粘附層2a的支承板2的區(qū)域略為比粘附層2a硬。當(dāng)利用其基本材料具有不同軟化特性的不同支承板時，粘附層2a則不會遭受這種偏移，在這種情況下，同樣在壓入之后粘附層2a將以杯形圍繞第一導(dǎo)電圖案3的壓入部分。事實上，在第一導(dǎo)電圖案的厚度為例如35μm的情況下，壓入?yún)^(qū)域仍會由支承板2突起約1μm到3μm左右，但這被認(rèn)為是可忽略不計的。在進(jìn)一步加熱期間，粘附層11變得更軟，但這沒有有害影響，因為第一導(dǎo)電圖案3前面已被仍較硬的粘附層11壓入支承板2的區(qū)域，具體是鄰接第一導(dǎo)電圖案的粘附層2a中。結(jié)果，第一導(dǎo)電圖案3實際上不能穿透到軟化的粘附層11中，借此也避免了在第一導(dǎo)電圖案3與粘附層11所支承的第二導(dǎo)電圖案17的部分之間出現(xiàn)短路。所述向內(nèi)壓入過程僅發(fā)生在粘附層11實際覆蓋第一導(dǎo)電圖案3的位置。因此，在不存在粘附層11的那些區(qū)域中，如在開口12和13之處，第一導(dǎo)電圖案3未被壓入支承板2，因此僅被粘附層11所覆蓋的焊盤4和5的最外部環(huán)形圓圈部分被壓入支承板2中，而中心放置的圓形部分與這些圓圈部分相比在一較高的高度上。在壓制過程期間，由于因此產(chǎn)生的高壓和支承極2與粘附層11二者的強熱，又由于用作空隙的開口12和13，一方面在支承板2與疊層9中的開口12和13的區(qū)域之間另一方面在疊層9的其余部分產(chǎn)生不同的壓力狀態(tài)，位于焊盤4和5的中央圓形部分之下的支承板2的區(qū)域相對支承板2的其它區(qū)域而言被壓向上，其結(jié)果是焊盤4和5的中央圓形部分相對于它們的圈形部分向上彎曲，結(jié)果實際上向上突起達(dá)到銅箔10的高度。在已達(dá)到大約150℃的所需最大工作溫度之后，該溫度被保持一段給定時間，此后壓板15和壓頭16發(fā)生冷卻，在這期間維持壓力不變，以防止印刷電路板的半成品報廢。加熱過程和冷卻過程各耗費約15分鐘時間。由該壓制過程即可獲得粘附層11與支承板2或粘附層2a之間的粘附接合。
圖5中部分地示出了由壓制過程得到的半成品。如從圖5顯見，作為壓制過程的一個結(jié)果，第一導(dǎo)電圖案3僅其被粘附層11所覆蓋的區(qū)域被粘附層11完全壓入支承板2中。由此焊盤4和5的外部環(huán)形圓圈部分也被壓入支承板2中。然而，焊盤4和5的內(nèi)部圓形部分向上彎曲，以使這些區(qū)域與銅層10幾乎位于同一高度的平面上。彎曲形狀的焊盤4和5在目前情況下基本上為杯形;但是它們也可以是拱頂形。如圖5可見，開口12和13通向在這里形成第一導(dǎo)電圖案3的連接部分的焊盤4和5。
如圖6所示，繼續(xù)進(jìn)行按照圖7至9的印刷電路板1的制造過程，由銅層10產(chǎn)生第二導(dǎo)電圖案17，這也可例如以絲網(wǎng)印制法或用光刻法產(chǎn)生。通過開口12和13可接觸的焊盤4和5的區(qū)域在使用絲網(wǎng)印制法時為阻蝕漆所覆蓋，而在利用光刻法時為固體光阻材料所覆蓋。兩個焊區(qū)18和19引出兩個導(dǎo)電帶(圖6中不可見)，第二導(dǎo)電圖案17的另四個導(dǎo)電帶20、21、22和23可在圖6中見到。焊區(qū)18和19具有在常規(guī)方式下的環(huán)圈形橫截面，它們的中心線18a和19a分別與相應(yīng)焊盤4和5的中心線4a和5a以及相應(yīng)開口12和13的中心線12a和13a對齊。焊區(qū)18和19向上延伸到開口12和13并完全環(huán)繞開口12和13。因此焊區(qū)18和19形成第二導(dǎo)電圖案17的連接部分。
應(yīng)注意到圖6中部分描繪的半成品也可以用另一種方法以類似形式獲得，即，在銅層與粘附層之間配置有合成樹脂中間層的疊層形成有開口，但是第二導(dǎo)電圖案也已由該疊層的銅層產(chǎn)生，僅在這之后，合成樹脂中間層和支承第二導(dǎo)電圖案的粘附層的分層結(jié)構(gòu)在壓制過程中被接合到支承板2中。
為繼續(xù)圖7至9的印刷電路板1的制造，圖6中部分示出的半成品在第二導(dǎo)電圖案17一側(cè)配備有阻焊漆層24，這也是用常規(guī)工藝技術(shù)完成。圖7示出了沒有元部件和配置有阻焊漆層24的印刷電路板1的一部分。如由圖7可見，在該情況下也具有環(huán)形橫截面的附加開口25和26被設(shè)置在阻焊漆層24中，以便對應(yīng)于開口12和13。阻焊漆層24中的其他開口25和26的中心25a和26a與焊盤4和5的中心4a和5a，與粘附層11中開口12和13的中心12a和13a，以及與焊區(qū)18和19的中心18a和19a重合。阻焊漆層24中的開口25和26的直徑略小于環(huán)圈形焊區(qū)18和19的外徑但明顯大于其內(nèi)徑。
沒有元部件而配備有阻焊漆層24的印刷電路板1在阻焊漆層24一側(cè)覆蓋有保護(hù)漆(圖7中未示出)，該保護(hù)漆層具有在后續(xù)焊接過程中由于加熱而變?yōu)橐后w的特性，并在焊接過程中充作焊劑。該保護(hù)漆層實現(xiàn)保護(hù)諸如焊區(qū)18和19及焊盤4和5一類的銅帶的功能，為防止氧化它們在進(jìn)行后續(xù)焊接過程之前才暴露。
隨后，仍如圖7所示，通過支承板2形成若干孔，這可用沖壓法以簡單而廉價的方式實現(xiàn)，但另外也以鉆孔法實現(xiàn)。圖7以標(biāo)號27示出這種孔。該孔27用于容納柱狀形元部件接頭。
隨后，為仍沒有元部件并在圖7中部分地示出的印刷電路板1配備元部件，帶連接導(dǎo)線的常規(guī)元件配備在印刷電路板1在圖7中面朝下的一側(cè)，它們的元件連接線通過孔27，因此元件連接線的自由端將在圖7所示印刷電路板1的上側(cè)終止。所謂的SMD元部件直接相對圖7所示印刷電路板上側(cè)設(shè)置，但這未在圖7中表示出。
為繼續(xù)進(jìn)行，將所需的導(dǎo)電材料連接件配備在一方面的焊區(qū)18或19與另一方面的焊盤4或5之間。這可能發(fā)生在例如對上述元部件的常規(guī)波焊過程中。這提供如下優(yōu)點兩導(dǎo)電圖案的焊盤和焊區(qū)之間所需材料連接件的制造可借助于在任何情況下必須執(zhí)行的焊接過程而無需單獨設(shè)施即可實現(xiàn)，因為該過程也用來將元部件連接線焊接到相應(yīng)導(dǎo)電帶接頭上。
然而，另外有可能在圖7印刷電路板配備元部件之前制造一方面的焊區(qū)18和19與另一方面的焊盤4和5之間的導(dǎo)電材料連接件，就這點而言，將準(zhǔn)備在獨立絲網(wǎng)印刷過程中待電氣互連的第一導(dǎo)電圖案3和第二導(dǎo)電圖案17的這些連接部分設(shè)置聚合物銀膏，該銀膏在后續(xù)硬化過程中例如在約150℃溫度下被凝固或聚合。這種方法具有在配備元部件以前已完成了提供來作為連接部分的焊盤4和5焊區(qū)18和19之間的所需導(dǎo)電材料連接的優(yōu)點，因此在設(shè)置元部件之前可檢驗這些材料連接件。若在該檢驗期間所得印刷電路板明顯包含有缺陷的導(dǎo)電材料連接而予報廢時，則在該情況下僅需報廢無元部件的電路板，而不是配置有元部件的電路板，在通過焊接過程配置元部件之后，才形成所需材料的連接件，就是這種情況。
圖8示出在上述波焊過程之后所獲得的雙層印刷電路板1的一部分。在該印刷電路板1中，通過焊錫形成的各焊接頭28和29將焊區(qū)18和19與焊盤4和5互連在一起，同時一個焊接頭29實現(xiàn)將一元部件(未示出)的元部件連接端30電連接到焊區(qū)19和焊盤5的附加功能。
形成焊接頭28和29之后，圖8中部分地示出的雙層印刷電路板1提供有覆蓋保護(hù)漆層31，在此情況下其覆蓋焊接頭28和29以及阻焊漆層24，這不是絕對必要的。圖9中部分地示出了提供有保護(hù)漆層31的成品印刷電路板1。可提供保護(hù)漆層31作為機(jī)械保護(hù)，但是當(dāng)在對所獲得印刷電路板進(jìn)一步處理的過程中基本上不存在損壞該區(qū)域中的印刷電路板的危險性時，也有可能省去該保護(hù)漆層。
如圖9所示，由于壓制過程僅在其覆蓋有粘附層11的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的結(jié)果，印刷電路板1的第一導(dǎo)電圖案3被粘附層11壓入支承板2中。以該方法達(dá)到由粘附層11相互隔開的第一和第二導(dǎo)電帶的部分之間不會發(fā)生短路，因為兩個導(dǎo)電圖案3和17位于被粘附層11的厚度所相互隔開的不同平面上。有益的是，粘附層11在其整個表面區(qū)域上具有恒定的厚度，因此各處都保證在兩個導(dǎo)電圖案的部分之間有同樣理想的絕緣性和相等的電容狀態(tài)。由此還可達(dá)到使粘附層11的整個區(qū)域完全壓在支承板2上，從而獲得粘附層11與支承板2之間的良好粘接并防止不希望的夾附氣體和伴生的有害結(jié)果。由圖9還可清楚看到，第一導(dǎo)電圖案3在開口12和13的區(qū)域中未被壓入支承板2，因為這些區(qū)域中沒有粘附層11，因此在開口12和13的區(qū)域中第一導(dǎo)電圖案3的各部分位于相對支承板2較高的平面上，并具有彎曲的外觀，以使它們幾乎在與第二導(dǎo)電圖案17的同一平面，這對獲得焊盤4和5與焊區(qū)18和19之間的理想焊接頭是有益的，因為待電氣互連的焊盤和焊區(qū)是同樣適于為液體焊錫所接觸的。
在上述實施例中，沒有支承物的僅由銅箔和貼著銅箔設(shè)置的粘附層組成的疊層用于制造印刷電路板。然而，也可使用帶合成樹脂支承層的疊層，這種疊層的合成樹脂支承層一側(cè)帶有銅層，另一側(cè)帶有粘附層。這種疊層具有機(jī)械強度較大的優(yōu)點，這常常是必要且有益的。另一方面，可使用具有與所描述實施例中的不同結(jié)構(gòu)的不同支承板，例如商標(biāo)名為CEM-1的市場上可購得的支承板。在上述實施例中，作為第一導(dǎo)電圖案的連接部分配備的焊盤和粘附層與銅層中的開口均是圓形的。然而，該焊盤和開口也可為矩形或正方形。在所描述實施例中，第一導(dǎo)電圖案的焊盤的中央部分為彎曲形，以便向上達(dá)到第二導(dǎo)電圖案的高度，然而，這不是絕對必需的，這些焊盤的彎曲區(qū)的中心部分也可基本上保持在同一高度的平面，此高度為在制造印刷電路板的壓制過程之前整個第一導(dǎo)電圖案所處的高度。也可不用圓環(huán)形焊區(qū)，而用延伸到粘附層中開口的加寬的導(dǎo)電帶簡單地形成第二導(dǎo)電圖案的連接部分。上述實施例中的支承板僅在一側(cè)配備有第一導(dǎo)電圖案，第二導(dǎo)電圖案位于第一導(dǎo)電圖案之上。在支承板第二側(cè)可配備第三導(dǎo)電圖案，其連接部分連接到第四導(dǎo)電圖案的連接部分，第四導(dǎo)電圖案借助于另一粘附層連接到支承板的第三導(dǎo)電圖案那側(cè)，第三導(dǎo)電圖案由于將該另一粘附層連接到支承板的壓制過程的結(jié)果，在其被該另一粘附層所覆蓋的區(qū)域被該另一粘附層壓入支承板中。
權(quán)利要求
1.一種雙層或多層印刷電路板，該印刷電路板包含一支承板和連接到支承板一側(cè)并含有連接部分的第一導(dǎo)電圖案，在該印刷電路板上，帶有連接部分的第二導(dǎo)電圖案通過由電絕緣粘附材料組成并連接到支承板的粘附層，連接到支承板的第一導(dǎo)電圖案側(cè)，在粘附層中至少形成有一個開口，該開口通向第一導(dǎo)電圖案的連接部分，第二導(dǎo)電圖案的連接部分延伸到該開口，通過該開口第一導(dǎo)電圖案的連接部分和第二導(dǎo)電圖案的連接部分可借助于導(dǎo)電材料的連接件作電氣互連，該連接件由可以軟狀態(tài)分布于待作電氣互連的連接部分上的材料組成，其特征在于第一導(dǎo)電圖案僅被粘附層所覆蓋的部分完全被壓入毗連第一導(dǎo)電圖案的支承板區(qū)域中，第一導(dǎo)電圖案的每一連接部分在其被一開口所圍繞的區(qū)域給定為至少部分地通過該開口朝向第二導(dǎo)電圖案連接部分的彎曲形。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于粘附層包括在達(dá)到粘附層與支承板間的連接之前具有50°和70℃之間溫度范圍中、最好60℃左右的玻璃化溫度的粘附材料。
3.如權(quán)利要求2所述的印刷電路板，其特征在于粘附層的粘附材料是用丙烯酸脂粘合劑形成的。
4.如前述任一權(quán)項所述的印刷電路板，其特征在于支承板是由樹脂浸滲的紙層和連接第一導(dǎo)電圖案用于固定第一導(dǎo)電圖案的粘附層的疊層所形成。
5.一種制造印刷電路板的方法，該方法包括以下步驟在支承板的一側(cè)配備包含連接部分的第一導(dǎo)電圖案，對包含用于制造成帶有連接部分的第二導(dǎo)電圖案的導(dǎo)電層并包含由電絕緣粘附材料組成的粘附層的疊層至少配備貫通導(dǎo)電層和粘附層的開口，將該開口設(shè)置成使其對應(yīng)于第一導(dǎo)電圖案的連接部分，接著借助于疊層的粘附層在加熱壓制過程中將設(shè)置有至少一個開口的疊層連接到支承板包含第一導(dǎo)電圖案的側(cè)面上，在此期間每一開口對應(yīng)于第一導(dǎo)電圖案的一個連接部分，此后由疊層的導(dǎo)電層制成帶其連接部分的第二導(dǎo)電圖案，以使第二導(dǎo)電圖案的每單個連接部分延伸到粘附層中的開口，其特征在于粘附層所用的粘附材料在一定的溫度范圍內(nèi)具有比毗連第一導(dǎo)電圖案的支承板的區(qū)域更大的硬度;在壓制過程期間，在所述一定的溫度范圍內(nèi)，第一導(dǎo)電圖案僅在其被粘附層所覆蓋的區(qū)域完全通過粘附層壓入支承板中;在壓制過程期間，第一導(dǎo)電圖案的每一連接部分給定為彎曲形，在其被一開口所圍繞的區(qū)域中至少部分地通過該開口朝向第二導(dǎo)電圖案的連接部分。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在包含壓板和壓頭的壓制機(jī)中執(zhí)行壓制過程時，所述壓板和壓頭是可以垂直于支承板而彼此相以移動的，并在壓制過程中產(chǎn)生50和150巴之間的最大壓力，最好是100巴，以及110℃與180℃之間，最好是150℃左右的最大溫度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于壓制過程的總持續(xù)時間在20與40分鐘之間，最好是30分鐘，并在該總持續(xù)時間內(nèi)，以大約相等比例實現(xiàn)加熱和冷卻過程。
8.用如權(quán)利要求5到7中任一項所述的方法制造如權(quán)利要求1至4中任一項所述的印刷電路板的一種疊層，該疊層包含導(dǎo)電層和設(shè)置在導(dǎo)電層上并由粘附材料組成的粘附層，其特征在于粘附層的粘接材料具有位于50°與70℃之間溫度范圍，最好是近似60℃的玻璃化溫度。
9.如權(quán)利要求8所述的疊層，其特征在于粘附層的粘接材料是由丙烯酸脂粘合劑形成的。
全文摘要
一種雙層或多層印刷電路板包含支承板，該支承板承載由絕緣材料粘附層連接到支承板的第一和第二導(dǎo)電圖案。在粘附層中至少形成一個開口，該開口通向第一導(dǎo)電圖案連接部分，第二導(dǎo)電圖案連接部分延伸到該開口，通過該開口兩導(dǎo)電圖案連接部分可由連接件互連。粘附層由在一定溫度范圍內(nèi)具有比鄰接第一導(dǎo)電圖案的支承板區(qū)域較大硬度材料組成，由將粘附層與支承板接合的壓制處理第一導(dǎo)電圖案僅其被粘附層覆蓋的區(qū)域被壓入支承板中，同時給定開口圍繞的第一導(dǎo)電圖案每一連接部分的區(qū)域為朝向第二導(dǎo)電圖案連接部分的彎曲形。
文檔編號H05K3/46GK1073316SQ9211278
公開日1993年6月16日 申請日期1992年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月31日
發(fā)明者H·布呂克納, S·柯普尼克, W·烏戈維澤 申請人:菲利浦光燈制造公司, 希爾斯特羅斯多夫股份公司