专利名称：多层印刷电路的制造方法和多层印刷电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及多层、即至少为两层的印刷电路的制造方法。此外，本发明的产品是至少为两层的印刷电路。
具有两层或多层通过触点连接而互相连接的电路的多层印刷电路在电子工业中业已获得了广泛的应用。至少有三层电路的印刷电路称为多层。
多层印刷电路的各层电路之间是通过对事先钻好或冲好的孔进行电化学金属化的方法(即通过式连接)实现电气连接的，这种通过式连接方法只能用於环氧树脂玻璃布层压板，技术上格外繁琐，因而造价较高。
在由双面敷铜基底材料构成的两层印刷电路中，两电路上各导线的电气连接是通过在事先钻好的孔眼中挤入导电膏实现的。然后，这种导电膏在较高温度作用下固化。这种方法的弊端是接触部位的可靠性差。此外，通常所采用的含银导电膏的造价也比较高。
在DE-A-1540249、EP-A2-0137279和FR-A-1，464，288所述各方法中，在一块基板上贴敷上了另一个比较薄的由一层带有经过浸蚀的导线图的基材层构成的电路板。各层电路的接触面和连接面的电气连接是采用焊接方法实现的，而焊接时只有在元器件的引线部位才能实现触点连接，这样就使这种方法的实际应用受到很大的限制。
US-A-3，052，823所述方法类似，在该方法中，所贴敷的第二个或更多的电路板上有许多孔眼，以便与位于其下的那层电路的接触面相连通。触点连接是通过对这些小孔的边缘进行焊接实现的，焊接时，相邻的接触面或连接面可以直接、即不借助于引线连接起来。这个方法只有在手工焊接时才具有足够的可靠性，因而没能应用在大工业生产上。
DE-B1-1923199所述的是一种制造一个带有至少两层通过绝缘层而彼此隔离的电路的电路板的方法。在这种方法中，各层电路是借助于比方说涂有焊锡涂层的接触点，通过绝缘层上的孔隙逐点相互连接的。触点接通是通过在选定的压力下压挤接触面实现的，在压挤过程中，外层被压入内层，并与内层连接。US-A-4，319，708所述方法也与此类似，这些方法造价非常高，而且不允许生产配装密度大的多层电路板。
最后，DE-A1-3152603(＝EP-A1-0067231)公开了一种分级实现的方法，在此方法中，先在具有第一层电路和接触面的基板上涂上一层绝缘层，该绝缘层给接触面留出空位。通过一层粘合剂层将一块铜箔贴敷在该绝缘层上，使得粘合剂层和铜箔在第一层电路的接触面所在位置呈现若干孔眼。然后，通过浸蚀使铜箔成为带连接面的第二层电路板，而使这些连接面成为环绕在粘合剂层各孔眼周围的焊盘。这些焊盘与接触面之间通过敷上一种导电材料，如银膏或焊锡实现触点连接。在此方法中，第一层电路的接触面与第二层电路的焊盘仅通过粘合剂层的厚度隔开。但在自动化焊接，如浸焊时，仍无法充分保证接触面与焊盘之间的连接。DE-A12716545所述方法也与此相似。
因此，本发明的任务在于，使第一层电路接触面和第二层电路相应的连接面之间能够简便而可靠地实现电气化连接。
本发明通过将带有粘合剂层的穿孔导电金属箔在50至150巴的压力下挤压并贴敷在带有第一层电路的基板上，第一层电路的接触面通过粘合剂层和导电金属箔上的孔眼至少部分地向第二层电路19连接面的表面方向隆起，这使得接触面的表面与第二层电路相应连接的表面之间的间距小于连接面的厚度的方法改进制造多层电路板的方法，以得到具有第一层电路的接触面通过粘合层上的孔眼至少部分地向第二层电路连接面的表面方向隆起并且接触面的表面与第二层电路连接面的表面之间的间距小于连接面厚度的特征的至少两层的印制电路。
首先，在至少有一面配置着第一层电路的基板上，在50至150巴、特别是80至120巴高压和至少80℃温度的作用下，贴敷上一层涂有粘合剂的导电金属箔。最好采用层压方法来挤压，在该方法中，层压板至少5分钟保持着140℃以上的温度。在这些挤压条件下，基板材料将变软，所以第一层电路的接触面至少局部、即其表面的部分区域会通过涂有粘合剂的导电金属箔上的孔眼向导电金属箔表面的方向隆起。第一层电路接触面只是在穿孔导电金属箔上有孔眼的地方上方向外或向上隆起，因为挤压时这些地方没有反压，或者至少是反压很小。
装有第一层电路的基板可以以人们熟知的方法、例如通过浸蚀(即减除杂质法)由敷铜层压板制造。当然也可以采用其他从目前来看为人们熟悉的方法，如助剂法或类似方法制造。
对本实用新型
如下图1是本实用新型的结构示意2是构成控制部件的比较放大器电子原理3是电热控温管构造中(1)控制部件(2)电热及测温部件(3)电热体导线(4)温度传感器导线(5)硬质玻璃管体(6)温度传感器(7)电热体图1中的控制部件就是由图2所示的比较放大器构成，它是一个由运算放大器F007组成的恒温电路，采用电容降压，并由一个双向可控硅控制负载，这一部分元件可置于一个小型塑料合中，设有发光二极管指示工作状态。图3中的电热控温管内，温度传感器(6)与电热体(7)相互隔离绝缘安置，确保温度传感器接受的温度为被加热液体的实际温度(误差∠±0.5℃)。管内用填充物(如石膏粉、水泥或环氧树脂)塞实固定。温度传感器(6)和电热体(7)引出线分别按图导2中的
和“负载”两端。
实际应用时，将电热控温管置于盛有液体的显影盘内一侧(用夹具或胶纸稍加固定)然后将插头接220V电源就进入自动工作状态。随着照片显影操作，液体处于搅动状态促使热量的均匀扩散，从而确保显影效果。
层压后，导电金属箔比方说以人们熟知的方式被蚀刻成上层电路，以至于只剩下带有导电金属箔连接面的上层电路图。上层电路的连接面位于导电金属箔上有孔眼的地方，它们比方说完全环绕着被敷上的夹层材料上的孔眼，并因而各自成为一个焊盘。通过焊盘孔眼和粘合层孔眼可以看到它们下面的第一层电路的接触面。
在浸蚀后，最好以人们熟知的方式给多层印刷电路涂覆防焊保护层、钻孔或冲孔、安装元、器件并最终自动焊接。在此，涂覆防焊保护层时应使得第二层电路的各连接面分别留出一块可被焊剂浸润的面积，该面积比方说以焊盘的形式环绕着第一层电路接触面上通过粘合剂层上的孔眼可以看见的部分。这样接触面与连接面就可以特别可靠地连接起来，因为液态焊剂均匀地分布在这两个面(即接触面和连接面)上。
在焊接时，第一层电路的接触面在所贴敷的涂有粘合剂的导电金属箔上有孔眼的地方与第二层电路相应的连接面电气连接起来。在某些情况下，第一层电路接触面与第二层电路相应连接面的电气连接也可以通过涂敷和固化一种导电膏、例如银膏加以实现。然而焊接造价更适宜些，因而也更受欢迎。
因为不能完全排除在基材上层压带粘合剂层的穿孔导电金属箔时会有少量粘合剂渗透进导电金属箔的孔眼中并从而覆盖第一层电路的接触面，因此按照本发明的一种优选的实施方案，建议在上一层电路的连接面或焊盘内装上穿越基板的孔眼。这样，这些孔眼，例如其直径可为0.7mm，就完全穿透上层(第二层)电路的连接面或焊盘、第一层电路的接触面以及基板。在浸焊槽或波峰焊槽中焊接时，因焊剂高温而至少部分被气化的粘合剂残余可以通过这些排气孔排向对面电路板表面，这样就可以进一步提高焊接的可靠性。
本发明所述方法可以以令人惊讶地简便而廉价的方式制造出具有第一层电路和通过粘合剂层与之隔开的第二层电路的多层印刷电路，其中，第一层电路具有若干接触面(衬垫)而第二层电路具有与其相应的若干连接面(焊盘)，并且这些接触面和相应的连接面可以彼此进行电气连接。由于粘合剂层在接触面与相应连接面可以彼此电气连接的地方具有若干孔眼，而第一层电路的接触面通过这些孔眼至少部分地向第二层电路连接面的表面方向隆起，还由于接触面表面与第二层电路连接面表面之间的间距小于连接面的厚度，所以，即使是自动焊接，也可以实现具有高度可靠性的电气连接。
如果绝缘层上的孔眼小于第一层电路的相应接触面，并且如果这些孔眼的面积-在投影中观察-完全落入相应的接触面的面积之内，则特别有利。
从本说明中对第一层电路和第二层电路的描述可以看出，还可以以相应的方式装设更多层电路。此外还可以使用一种双面敷铜层压板材料，以便通过在一面上贴敷一块导电金属箔而制成总共为三层的印刷电路，或者通过在双面各贴敷一块导电金属箔而制成四层印刷电路。
下面通过实施例和附图对本发明作进一步的阐述。
图1为带有第一层电路的基板的截面图;
图2为图1基板的俯视图;
图3为带粘合剂层的穿孔导电金属箔的截面图;
图4为带有固定于其上的穿孔导电金属箔的基板截面图;
图5为图4基板的俯视图;
图6为层压后电路板的截面图;
图7为浸蚀上层导电金属箔后的电路板截面图;
图8为涂覆防焊保护层后的电路板截面图;
图9为安装元器件和焊接后的两层印刷电路截面图。
以上这些附图均未按实际几何尺寸绘制。
首先需要说明的是在下述本发明实施例中，使用的是一种市售具有35μm铜箔层的单面敷铜基底材料。这种基底材料(层压板)由Hüls Troisdorf AG公司以商品号Trolitax DN8034销售。这种层压板由一块酚醛树脂硬纸质的基板2、一层粘合剂层3和一块铜箔4构成。以大家熟知的方式，通过浸蚀由此层压板制造出一块配有一层(第一层)带导线5和接触面(衬垫)6的电路7的电路板8(见图1)。
从图2可以看出，接触面6约呈园形或椭园形。此接触面6的准确形状并不严格，因为只有涂有粘合剂的穿孔铜箔9中的孔眼12的形状才能决定可焊接接触面6以后的形状。
要制造具有粘合剂层的穿孔导电金属箔，需在一块厚为35μm的铜箔11上涂上一层厚为40μm的粘合层10。作为粘合剂可采用市售的丙烯酸酯粘合剂，该粘合剂在玻璃化温度调至60℃时被固化成B状态。重要的是，构成粘合层10的粘合剂的结网只需使其粘合性能可以保证以后层压板1层合牢固即可。另一方面，粘合剂应具有足够高的粘度，以便在挤压时尽量抑制粘合剂溢到铜箔11的孔眼12中。接着用冲压工具给涂有粘合剂层10的铜箔11(导电金属箔)穿孔，使得在第一层电路7的接触面6和第二层电路19连接面16之间有触点连接17的每一个地方均被冲压出一个穿过涂有粘合剂的铜箔9的孔眼12。这些孔眼12呈园形，这尤其从图5中可以看出来。
然后准确地将被冲压过的铜箔9(见图3)置于被浸蚀过的电路板8上，通过若干粘合点固定铜箔，并以100巴的压力在层压机上压挤它。在挤压过程中层压机被加热到约160℃的温度。由被浸蚀过的电路板8和被冲压过的铜箔9构成的层压板13在压挤时通过输热在大约20分钟内被加热到160℃。然后，在保持压力的情况下它在30分钟内被冷却下来。
在压挤过程中，粘合层10和被浸蚀后的电路板8的基板2变软。因为铜箔9上有孔眼12的地方没有压力或者至少压力很小，所以第一层电路7的接触面6的位于孔眼12下面的部分通过孔眼12向上面第二层电路19的表面方向隆起。这个效果在图6中可以清楚地看到。由于接触面6经孔眼12这样局部地向上隆起，可以尽可能地抑制粘合剂层10的粘合剂向孔眼12渗透。同时，接触面6的(向上隆起的)表面与相邻的连接面16的表面靠得非常近，其间距小于连接面16的厚度，这样就简化了以后的焊接连接。在压挤时，粘合剂层10的粘合剂散布在导线5和第一层电路7的接触面6之间的空隙上，而导线5和铜箔11之间留下了一层绝缘层23。在实施例中，粘合剂层10的厚度为40μm，这在第一层电路7的导线厚度为35μm时可以保证留下的绝缘层厚度约为15至20μm，这足以绝缘。
根据所采用粘合层10的粘合剂和基板2的树脂的硬度和粘度的不同，第一层电路7的导线5在压挤时也会被全部或部分压入基板2的表面中。以至于所留下的绝缘层23的厚度几乎与粘合剂层10原来的厚度一样(这一点在各附图中均未表示出来)。
层压之后，紧接着以人们熟知的方式浸蚀上层的铜箔(导电金属箔11)。(除第二层电路19外)使得在铜箔(导电金属箔11)上仅剩下导线15和连接面16(见图7)。
然后以传统方式给被浸蚀后的层压板14涂覆上防焊保护层20，在此，对上层的连接面16应作如下限制，即它们以焊盘的形式出现，环绕着接触面6上通过孔眼12可以看见的那些部分。
在涂覆上防焊保护层20之后，多层印刷电路1以人们熟知的方法被钻孔(孔眼22)、安装元、器件(见图8和图9)并紧接着在浸焊槽中自动焊接。这里，一方面元、器件的引线21可通过焊锡18与第二层电路19的上层导线15连接。元器件引线21也可以与第一层电路的相应焊盘连接(未绘在图中)，只要相应位置上的粘合剂层10被事先除去，或者通过铜箔9上的一个较大的孔眼被留下空隙。
图9绘出了连接面16与位于其下的接触面6之间通过焊剂18的电气连接17。在某种情况下，通过穿过连接面16、接触面6和基板2的排气孔22可以提高焊接的可靠性。
接触面6的表面的粘合剂残余尽可能少，和接触面6的表面被尽可远的压入涂有粘合剂的穿孔铜箔9的孔眼12中并因而与连接面16几乎处于同一平面上，对于焊点连接的可靠性是至为重要的。通过选择接触面6和连接面16上被焊剂17浸润的面积，可以根据表面张力效应使得焊锡18均匀分布。
以与敷设并连接上层电路19的方法相同的方式，也可以在基板2的背面附设一层或两层电路。
1多层印刷电路2基板3粘合剂(第一层电路)4铜箔层(第一层电路)5导线(第一层电路)6接触面(第一层电路)，衬垫7第一层电路8被浸蚀后的电路板(单面)9金属箔(涂有粘合剂的穿孔铜箔)10粘合剂层(第二层电路)11导电金属箔(第二层电路)12孔眼13浸蚀前的层压板14浸蚀后的层压板15上层导线16连接面(第二层电路)，焊盘17电气连接，触点连接18焊锡
19第二层电路20防焊保护涂覆层21元器件引线22孔眼23绝缘层
权利要求
1.一种制造至少为两层的、由基板2、带有接触面(衬垫6)的第一层电路7和带有连接面(焊盘16)的第二层电路19构成的印刷电路1的方法，在这种方法中在带有第一层电路7和接触面6的基板2上，在大于80℃的温度下贴敷一层带粘合剂层10的导电金属箔11，其中，粘合剂层11和导电金属箔11上有若干孔眼12，这些孔眼与第一层电路7上的接触面(衬垫6)相对应，然后，由导电金属箔11制作出带连接面(焊盘16)的第二层电路19，其中，第二层电路19的连接面(焊盘16)与粘合剂层10上的孔眼12邻接，再后，通过粘合剂层10的孔眼12，将第一层电路7的接触面6与第二层电路19的相应连接面(焊盘16)通过焊接或涂覆一种导电膏进行电气连接，该方法的特征在于将带有粘合剂层10的穿孔导电金属箔11在50至150巴的压力下挤压并贴敷在带有第一层电路7的基板2上，在此过程中，第一层电路7的接触面6通过粘合剂层10和导电金属箔11上的孔眼12至少部分地向第二层电路19连接面16的表面方向隆起，这使得接触面6的表面20与第二层电路19相应连接面16的表面21之间的间距都小于连接面16的厚度。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，粘合剂层10是由一种玻璃化温度TG为50至70℃，厚为20至150μm，最好是35至60μm的、受热后变软的丙烯酸脂粘合剂构成的。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，第一层电路7的接触面(衬垫6)与第二层电路19的相应连接面(焊盘16)通过在浸焊槽中自动焊接电气连接起来。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，在焊接前钻制或冲制穿过两层电路(7、19)的连接面(焊盘16)和接触面6的孔眼22，这些孔眼亦穿透基板2。
5.按照权利要求1至4之一的方法，其特征在于，采用的是由树脂浸渍的纸层构成的层压板作为基板2。
6.按照权利要求7的方法，其特征在于，带有粘合剂层10的穿孔导电金属箔11在80至120巴压力和大于140℃温度的作用下贴敷在第一层电路7的基板2上。
7.带有第一层电路7和通过粘合剂层10与其隔离的第二层电路19的、至少两层的印刷电路1，其中第一层电路7上具有若干接触面(衬垫6)，第二层电路则具有若干连接面(焊盘16)，并且这些接触面6与相应的连接面16可以彼此进行电气连接，粘合剂层10在接触面6与相应连接面16彼此电气连接的地方具有孔眼12，该印刷电路特征在于第一层电路7的接触面6通过粘合层10上的孔眼12至少部分地向第二层电路19连接面16的表面方向隆起，并且接触面6的表面20与第二层电路19连接面16的表面21之间的间距都小于连接面16的厚度。
8.在按照权利要求1至6中的任一条所述方法中使用带有一块导电金属箔11和一层直接涂覆其上的粘合剂层10的涂有粘合剂的铜箔9，其特征在于，此粘合剂层10由丙烯酸酯构成，其玻璃化温度TG为50至70℃。
全文摘要
本发明阐述了一种至少两层的印刷电路的制造方法，其中，将一层带粘合剂层的导电金属箔贴敷在具有第一层电路和若干接触面的基板上。涂覆着粘合剂层的穿孔导电金属箔在50至150巴压力和最低80℃温度下被挤压并贴敷在装有第一层电路的基板上。然后，由导电金属箔制成带连接面(焊盘)的第二层电路。以便第一层电路的接触面与第二层电路的相应连接面通过粘合剂层上的孔眼经焊接或涂覆导电膏进行电气连接。
文档编号H05K3/38GK1072557SQ9211258
公开日1993年5月26日 申请日期1992年10月30日 优先权日1991年10月31日
发明者H·布鲁克纳, S·柯普尼克, W·尤戈维策 申请人:希尔斯特罗斯多夫股份公司, 菲利浦电子有限公司