FR2909833A1 - Multilayer printed circuit forming method for electronic device, involves piercing circuit to perform metallization of hole, and cleaning and metallizing boring, where diameter of boring is larger than/equal to its depth - Google Patents

Abstract

The method involves pressing double face elementary circuits, where one of the circuits has a plated-through hole (12). The pressed circuit is pierced so as to perform metallization of the hole. A blind boring obtained from piercing is cleaned and metallized, where the boring has a diameter larger than or equal to its depth. A blind end of the boring is located between two layers (4, 5) of the circuit having the hole.

Description

Translated fromFrench

1 Procédé de réalisation d'un circuit imprimé multicouche L'invention1 Process for producing a multilayer printed circuit The invention

concerne un procédé de réalisation d'un circuit imprimé multicouche et plus précisément un procédé de réalisation de trous borgnes dans un circuit imprimé multicouches. Un tel circuit imprimé est formé de plusieurs circuits double faces élémentaires entre lesquels on dispose une couche d'isolant pré imprégné. Chaque face du circuit imprimé multicouche comprend des pistes conductrices. On réalise des trous métallisés permettant de relier des pistes de couches différentes. L'assemblage se fait par pressage des circuits élémentaires et des isolants associés.  relates to a method for producing a multilayer printed circuit and more specifically to a method for producing blind holes in a multilayer printed circuit. Such a printed circuit is formed of several elementary double-sided circuits between which there is a preimpregnated insulation layer. Each face of the multilayer printed circuit comprises conductive tracks. Metallic holes are made to connect tracks of different layers. The assembly is done by pressing the elementary circuits and associated insulators.

L'augmentation de complexité et la miniaturisation croissante de dispositifs électroniques mettant en oeuvre des circuits imprimés conduit à augmenter la densité de pistes des circuits imprimés. Pour ce faire, à l'intérieur d'une même couche, on a réduit les largeurs de pistes et les isolements entre pistes voisines. Dans les liaisons entre couches, on a réduit les diamètres des trous métallisés ainsi que les diamètres de pastilles conductrices situées aux extrémités des trous métallisés sur les couches externes du circuit imprimé multicouches. Ces solutions ont été regroupées en classes définies par exemple dans la norme française NFC 93-713. On se rend compte que l'augmentation de densité s'accompagne d'une augmentation de coût de réalisation du circuit imprimé. Pour augmenter la densité de pistes dans un circuit imprimé, on peut aussi augmenter le nombre de couches le composant. Cette augmentation se fait également au détriment du coût de réalisation du circuit imprimé.  The increase in complexity and the increasing miniaturization of electronic devices using printed circuits leads to increasing the density of printed circuit tracks. To do this, within the same layer, the track widths and the isolations between neighboring tracks have been reduced. In the inter-layer bonds, the diameters of the metallized holes as well as the diameters of conductive pads located at the ends of the metallized holes on the outer layers of the multilayer printed circuit have been reduced. These solutions have been grouped into classes defined for example in the French standard NFC 93-713. It is realized that the increase in density is accompanied by an increase in the cost of production of the printed circuit. To increase the density of tracks in a printed circuit, one can also increase the number of layers composing it. This increase is also at the expense of the cost of production of the printed circuit.

Toujours pour augmenter la densité de pistes, d'autres voies ont été mises en oeuvre, par exemple pour réaliser des liaisons entre couches sans créer de pastille sur les couches externes du circuit imprimé. A cet effet on a réalisé des tous métallisés borgnes ou aveugles. L'absence de pastille permet de disposer des pistes dans l'espace laissé vacant sur les couches non percées par les trous borgnes ou aveugles. Des trous aveugles peuvent facilement être réalisés entre les deux couches d'un circuit élémentaire avant pressage. Par contre la réalisation de trous borgnes ou aveugles reliant des couches non voisines est beaucoup plus délicate à mettre en oeuvre.  Still to increase the density of tracks, other ways have been implemented, for example to achieve connections between layers without creating a pellet on the outer layers of the printed circuit. For this purpose we have made all metallized blind or blind. The absence of pellet makes it possible to dispose tracks in the space left vacant on the layers not pierced by the blind or blind holes. Blind holes can easily be made between the two layers of an elementary circuit before pressing. On the other hand, making blind or blind holes connecting non-neighboring layers is much more difficult to implement.

2909833 2 Un mode de réalisation de trous borgnes ou aveugles entre couches non voisines consiste à • presser un certain nombre de couches élémentaires ; • percer un ou plusieurs trous traversants le pressage obtenu ; 5 • métalliser le ou les trous percés ; • poursuivre le pressage avec des couches supplémentaires. Ce mode de réalisation est coûteux à mettre en oeuvre du fait des multiples opérations de pressage nécessaires pour l'obtention d'un circuit imprimé complet.An embodiment of blind or blind holes between non-neighboring layers involves pressing a number of elementary layers; • drill one or more through holes the pressing obtained; • metallize the drilled hole (s); • continue pressing with additional layers. This embodiment is expensive to implement because of the multiple pressing operations necessary to obtain a complete printed circuit.

10 Un autre mode de réalisation permet de réaliser le circuit imprimé en un seul pressage, les trous borgnes étant réalisés après le pressage. Ce mode de réalisation consiste à : • réaliser un trou métallisé traversant ou borgne ; • démétalliser le trou réalisé à profondeur contrôlée ; 15 • boucher au vernis isolant du volume créé lors de la démétallisation ; • remétalliser éventuellement en surface du vernis. L'opération de démétallisation est risquée. En effet, il est impossible de démétalliser totalement un trou jusqu'à la couche souhaitée. La démétallisation se pratique en perçant le trou à un diamètre légèrement 20 supérieur à celui déjà réalisé de façon à éliminer la métallisation. Si la profondeur du perçage dépasse la couche souhaitée, on détruit la liaison entre la métallisation et la piste de la couche, piste reliée à la métallisation. Il est donc nécessaire d'arrêter le perçage avant la couche souhaitée. En effet, la destruction d'une liaison interne entraîne la mise au rebut du circuit 25 imprimé. Néanmoins, une démétallisation en deçà de la couche souhaitée laisse subsister une excroissance tubulaire métallisée dépassant de la couche et bien connue dans la littérature anglo-saxonne sous le nom de stub . Cette appellation sera utilisée par la suite. Ce stub est très néfaste dans l'utilisation du circuit imprimé et notamment lorsque les signaux 30 véhiculés sont hyperfréquence. Ce stub modifie l'impédance de la transition réalisée par la métallisation restante après perçage. Un but de l'invention est de pallier ces problèmes en proposant un procédé de réalisation d'un circuit imprimé multicouche comportant des trous borgnes ou aveugles entre couches non voisines en un seul pressage et permettant de supprimer le stub dans la réalisation de trous borgnes.Another embodiment makes it possible to produce the printed circuit in a single pressing, the blind holes being made after pressing. This embodiment consists in: • producing a through or blind metallized hole; • demetallize the hole made at controlled depth; • seal with the insulating varnish of the volume created during the demetallization; • possibly remetallize the surface of the varnish. The demetallization operation is risky. Indeed, it is impossible to completely demetallize a hole to the desired layer. Demetallization is practiced by drilling the hole to a diameter slightly greater than that already made so as to eliminate the metallization. If the depth of the piercing exceeds the desired layer, the bond between the metallization and the track of the layer, the track connected to the metallization, is destroyed. It is therefore necessary to stop drilling before the desired layer. Indeed, the destruction of an internal link causes the discarding of the printed circuit. Nevertheless, a demetallization below the desired layer leaves a metallized tubular excrescence protruding from the layer and well known in the English literature under the name of stub. This name will be used later. This stub is very harmful in the use of the printed circuit and especially when the signals carried 30 are microwave. This stub modifies the impedance of the transition made by the remaining metallization after drilling. An object of the invention is to overcome these problems by providing a method of producing a multilayer printed circuit comprising blind or blind holes between non-neighboring layers in a single pressing and for removing the stub in the production of blind holes.

2909833 3 L'invention a également pour but de faciliter la réalisation de séquences croisées. On entend par séquence croisée la réalisation de plusieurs liaisons entre couches non voisines sans imposer que les couches origines et destinations soient les mêmes pour les différentes liaisons.The aim of the invention is also to facilitate the production of crossed sequences. By cross-sequence is meant the realization of several links between non-neighboring layers without imposing that the origins and destinations layers are the same for the different links.

5 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de réalisation d'un circuit imprimé multicouche, caractérisé en ce qu'il consiste à : • presser plusieurs circuits double faces élémentaires dont l'un comporte au moins un trou métallisé, 10 • percer le circuit pressé de façon à attendre la métallisation du trou métallisé, • métalliser le perçage obtenu à l'étape précédente. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 15 apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1 représente en coupe un circuit imprimé multicouche une fois pressé ; la figure 2 représente une opération de perçage du circuit imprimé 20 de la figure 1 ; la figure 3 représente le trou de la figure 2 après métallisation Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. La figure 1 représente schématiquement en coupe un circuit 25 imprimé multicouche 10 comportant six couches numérotées de 1 à 6. Les isolants séparant les couches sont représentés par des zones hachurées et les pistes conductrices des couches sont représentées en traits forts. Entre les couches 4 et 5, le circuit imprimé 10 comprend un trou métallisé 12 reliant électriquement les pistes des couches 4 et 5. la couche 3 comprend une 30 piste ou une plage 14 conductrice recouvrant le trou 12. Dans la couche 2, aucune piste ne recouvre le trou 12 et la couche 1, couche externe du circuit imprimé 10, comprend une pastille 16 recouvrant le trou 12. Le circuit imprimé 10 est réalisé par pressage de plusieurs circuits double faces élémentaires dont le circuit 18 comprenant les couches 4 et 5, 35 le trou métallisé 12. Le circuit élémentaire 18 est réalisé sur un isolant 20.To this end, the subject of the invention is a method for producing a multilayer printed circuit, characterized in that it consists in: pressing a plurality of elementary double-sided circuits, one of which comprises at least one metallised hole; • pierce the circuit pressed so as to wait for metallization of the metallized hole, • metallize the hole obtained in the previous step. The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description illustrated by the accompanying drawing in which: FIG. multilayer print when pressed; FIG. 2 represents a drilling operation of the printed circuit 20 of FIG. 1; FIG. 3 shows the hole of FIG. 2 after metallization. For the sake of clarity, the same elements will bear the same references in the different figures. FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a multilayer printed circuit 10 comprising six layers numbered from 1 to 6. The insulators separating the layers are represented by hatched areas and the conductive tracks of the layers are represented in solid lines. Between the layers 4 and 5, the printed circuit 10 comprises a metallized hole 12 electrically connecting the tracks of the layers 4 and 5. the layer 3 comprises a track or a conductive track 14 covering the hole 12. In the layer 2, no track does not cover the hole 12 and the layer 1, outer layer of the printed circuit 10, comprises a patch 16 covering the hole 12. The printed circuit 10 is made by pressing a plurality of double-sided elementary circuits whose circuit 18 comprising the layers 4 and 5 , The metallized hole 12. The elementary circuit 18 is formed on an insulator 20.

2909833 4 La figure 2 représente une opération de perçage du circuit imprimé 10 intervenant après le pressage de celui ci. Le perçage est opéré par la couche externe 1, traverse les couches 2, 3 et 4 pour atteindre la métallisation du trou 12 sans dépasser la couche 5. L'opération de perçage 5 est par exemple réalisée au moyen d'un foret 22. Autrement dit, le perçage est borgne et son extrémité est située entre les faces 4 et 5. Le perçage est concentrique avec le trou métallisé 12. Le diamètre de perçage est légèrement supérieur à celui du trou métallisé 12 afin de détruire légèrement la liaison électrique entre le trou métallisé 12 et la couche 4.FIG. 2 represents a drilling operation of the printed circuit 10 occurring after the pressing thereof. The drilling is performed by the outer layer 1, through the layers 2, 3 and 4 to achieve the metallization of the hole 12 without exceeding the layer 5. The drilling operation 5 is for example carried out by means of a drill 22. Otherwise said, the drilling is blind and its end is located between the faces 4 and 5. The drilling is concentric with the metallized hole 12. The drilling diameter is slightly greater than that of the metallized hole 12 in order to slightly destroy the electrical connection between the metallized hole 12 and layer 4.

10 La figure 3 représente une opération de métallisation du perçage réalisé précédemment. Lors de cette métallisation, les couches 4 et 5, la partie du trou métallisé 12 non détruite lors du perçage, la plage 14 de la couche 3 et la pastille 14 sont toutes raccordées électriquement. Lorsque le perçage ne dépasse pas la couche 5, la métallisation finale ne dépasse pas 15 non plus de la couche 5. on évite ainsi tout dépassement de métallisation vers la couche 6. Avantageusement, entre les opérations de perçage et de métallisation, on nettoie le perçage par exemple au moyen d'un laser pour enlever tout déchet, comme par exemple des copeaux réalisés par le foret 20 22, pouvant rester au fond du perçage. Ainsi, la métallisation est bien régulière. Avantageusement, les opérations précédemment décrites sont répétées à partir des couches externes 1 et 6 du circuit imprimé multicouche 10. On peut ainsi réaliser des trous borgnes métallisés croisés comme par 25 exemple un trou comme décrit figure 3 entre les couches 1 et 5 croisé avec un trou entre la couche 6 (couche externe du circuit imprimé 10) et la couche 3. Pour assurer une bonne reproductibilité industrielle de la métallisation du perçage, le diamètre du perçage est avantageusement 30 supérieur ou égal à sa profondeur. Autrement dit le rapport entre le diamètre du perçage et sa profondeur est supérieur ou égal à 1.Figure 3 shows a drilling metallization operation previously carried out. During this metallization, the layers 4 and 5, the portion of the metallized hole 12 not destroyed during drilling, the range 14 of the layer 3 and the chip 14 are all electrically connected. When the piercing does not exceed the layer 5, the final metallization also does not exceed the layer 5. This avoids any excess metallization to the layer 6. Advantageously, between the piercing and metallization operations, the cleaning is carried out. drilling for example by means of a laser to remove any waste, such as chips made by the drill 22, which can remain at the bottom of the bore. Thus, the metallization is very regular. Advantageously, the operations described above are repeated from the outer layers 1 and 6 of the multilayer printed circuit 10. It is thus possible to make crossed metallized blind holes such as for example a hole as described in FIG. 3 between the layers 1 and 5 crossed with a hole between the layer 6 (outer layer of the printed circuit 10) and the layer 3. To ensure good industrial reproducibility of the drilling metallization, the diameter of the bore is advantageously greater than or equal to its depth. In other words, the ratio between the diameter of the piercing and its depth is greater than or equal to 1.

Claims (7)

Translated fromFrench

REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un circuit imprimé multicouche, caractérisé en ce qu'il consiste à : • presser plusieurs circuits double faces élémentaires dont l'un (18) comporte au moins un trou métallisé (12), • percer le circuit pressé de façon à attendre la métallisation du trou métallisé (12), • métalliser le perçage obtenu à l'étape précédente.  1. A method of producing a multilayer printed circuit, characterized in that it consists in: • pressing a plurality of elementary double-sided circuits, one of which (18) comprises at least one metallized hole (12), • piercing the pressed circuit in order to wait for metallization of the metallized hole (12), metallize the pierce obtained in the preceding step. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 10 perçage est concentrique avec le trou métallisé (12).  2. Method according to claim 1, characterized in that the piercing is concentric with the metallised hole (12). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité borgne du perçage est située entre deux faces (4, 5) du circuit élémentaire (18) comprenant le trou métallisé (12).  3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the blind end of the bore is located between two faces (4, 5) of the elementary circuit (18) comprising the metallized hole (12). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre du perçage est légèrement supérieur à celui du trou métallisé (12). 20  4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the bore is slightly greater than that of the metallized hole (12). 20 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'entre les opérations de perçage et de métallisation, on nettoie le perçage  5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that between the drilling and metallization operations, the drilling is cleaned 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que les opérations du procédé sont répétées à partir de couches externes (1, 6) du circuit imprimé multicouche (10).  6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operations of the process are repeated from external layers (1, 6) of the multilayer printed circuit (10). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre du perçage et sa 3o profondeur est supérieur ou égal à 1. 15  7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio between the diameter of the bore and its depth is greater than or equal to 1. 15