DE2856368A1 - Surface treatment for PCB providing additional coating on wiring - roughens surface microscopically by mechanical process with chalk cover followed by deposit - Google Patents
Surface treatment for PCB providing additional coating on wiring - roughens surface microscopically by mechanical process with chalk cover followed by depositInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Oberflächenveredelung von LeiterplattenProcess for surface finishing of printed circuit boards
und nach solchen Verfahren hergestellte Leiterplatten Die Erfindung betrifft Verfahren zur Oberflächenveredelung von Leiterplatten, bei denen nach dem Ätzen die Leiterflächen, z.B. Kupfer, wenigstens mit einer weiteren Metallschicht, z.B. Nickel, abgedeckt werden, und nach diesen Verfahren hergestellte Leiterplatten mit oberflächenveredelten Leiterflächen.and printed circuit boards made by such methods. The invention relates to processes for the surface finishing of printed circuit boards, in which after the Etch the conductor surfaces, e.g. copper, with at least one additional metal layer, e.g. nickel, and printed circuit boards manufactured using these processes with surface-refined conductor surfaces.
Ausgehend von der allgemeinen Galvanotechnik sind mit dem Fortschritt in der Leiterplattentechnologie spezielle Verfahren entwickelt worden, um die meistens kupfernen Leiterflächen mit einem besonderen Schutz zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit und zur Erhaltung der Lötfähigkeit auch bei längeren Lagerzeiten zu versehen.Starting from the general electroplating technology are with the progress In the printed circuit board technology special processes have been developed for the most part copper conductor surfaces with special protection to increase corrosion resistance and to maintain the solderability even with longer storage times.
Dieser Schutz wird durch zusätzliche Schichten aus Metallen, wie z.B. Silber, Gold, Nickel, Blei oder Rhodium, bewirkt, die allgemein auf galvanischem Wege erzeugt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Mehrlagenbeschichtung erwiesen, bestehend aus einer Zwischen- oder Sperrschicht, z.B. aus Nickel, und einer Deckschicht, z.B. aus Gold.This protection is provided by additional layers of metals, such as Silver, gold, nickel, lead, or rhodium, generally applied to electroplating effects Paths generated will. A multilayer coating has proven to be particularly advantageous proven, consisting of an intermediate or barrier layer, e.g. made of nickel, and a top layer, e.g. made of gold.
Eine derartige Veredelung erfolgt im allgemeinen nach dem Ätzen der Leiterplatten, also nach der Herstellung der Leiterflächen, da dann alle Kanten der Leiterflächen mit einer Schutzschicht überzogen werden, ohne daß Unterätzungen entstehen können.Such refinement is generally carried out after the etching Printed circuit boards, so after the production of the conductor surfaces, there then all the edges the conductor surfaces are covered with a protective layer without undercutting can arise.
Im Gegensatz zu den galvanischen Verfahren zur Aufbringung der Schutzschichten auf die Leiterflächen sind auch rein chemische, also fresdstromlose, Verfahren in Betracht gezogen worden, u.a. weil sie keine durchgehenden Leiterverbindungen erfordern und weil überall gleichmäßig starke Schichten erzielt werden. Auch können die auf chemischem Wege erzeugten Schichten dünner als die auf galvanischem Wege erzeugten Schichten sein, da die chemisch erzeugten Schichten wegen ihrer größeren Porenfreiheit eine höhere Diffusionsfestigkeit aufweisen und somit Material eingespart werden kann. Weiterhin sind chemisch erzeugte Schichten duktiler und haften besser.In contrast to the galvanic process for applying the protective layers Purely chemical processes are also used on the conductor surfaces, i.e. without freshening current Considered, among other things, because they do not require end-to-end conductor connections and because evenly thick layers are achieved everywhere. They can also open layers produced chemically thinner than those produced by electroplating Be layers, as the chemically produced layers because of their greater freedom from pores have a higher diffusion resistance and thus material can be saved can. Furthermore, chemically produced layers are more ductile and adhere better.
Trotz dieser vielfältigen Vorteile haben sich die chemischen Metallisierungsverfahren bei der Oberflächenveredelung von Leiterplatten bisher nicht durchsetzen können, da bei der dazu erforderlichen chemischen.Vorbehandlung der Leiterflächen, um die für die chemische Metallabscheidung notwendigen Kristallisationskeime zu erzeugen, auch die zwischen den Leiterflächen liegenden Flächen angegriffen und dort Kristallisationskeime gebildet werden. Das führt zu nicht gewollten Metallabscheidungen, die gegebenenfalls Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Leitern bilden und damit die Funktion der Leiterplatte beeinträchtigen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Oberflächenveredelung von Leiterplatten zu schaffen, das eine wirtschaftliche Nutzung der fremdstromlosen chemischen Metallisierungsverfahren mit all ihren Vorteilen ermöglicht.Despite these multiple advantages, the chemical metallization processes have proven themselves have not yet been able to enforce the surface finishing of printed circuit boards, because of the necessary chemical pre-treatment of the conductor surfaces in order to to generate the necessary crystallization nuclei for chemical metal deposition, also attacked the surfaces between the conductor surfaces and there crystallization nuclei are formed. This leads to unwanted metal deposits, which may occur Short circuits between the individual conductors and thus the function of the Circuit board affect. The object of the invention is therefore to provide a method for surface finishing of printed circuit boards to create an economical use of the electricity-less chemical metallization process with all its advantages.
Dieses neue Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtenden Leiterflächen vor Aufbringen der weiteren Metallschicht auf mechanischem Wege in mikroskopisch feiner Verteilung scharfkantig aufgerauht werden, daß die Leiterflächen anschließend mit kalkhaltigen Feststoffen, z.B. Schlämmkreide, mit einer die beim Aufrauhen entstandenen Abrißkanten nicht wesentlich beeinträchtigenden Körnung behandelt werden und daß dann die weitere Metallschicht auf chemischem Wege aufgebracht wird.This new method according to the invention is characterized in that the conductor surfaces to be coated before the further metal layer is applied mechanically roughened in a microscopically fine distribution with sharp edges that the conductor surfaces are then covered with calcareous solids, e.g. whitewashed chalk, with one that does not significantly impair the tear-off edges produced during roughening Grain are treated and that then the further metal layer by chemical means is applied.
Das Verfahren nach der Erfindung beschreitet damit einen von den bisher bekannten Verfahren abweichenden Weg, da von der bisher üblichen chemischen Vorbehandlung der zu veredelnden Leiterflächen vor der eigentlichen Metallaufbringung abgewichen wird. Stattdessen werden die Leiterflächen auf mechanischem Wege aufgerauht und damit äußerst wirksame Kristallisationshilfen für das weitere Verfahren geschaffen. Die dabei zwangsläufig entstehende Oxydschicht wird dann bei der nachfolgenden Behandlung mit den kalkhaltigen Feststoffen weitestgehend wieder unschädlich gemacht, ohne daß die Aufrauhung dadurch in ihrer Wirkung beeinträchtigt wird. Die so vorbereiteten Leiterflächen reagieren bei der nachfolgenden chemischen Metallisierung sehr schnell und ermöglichen Metallschichten ausreichender Stärke, die äußerst fest haften und auf die dann - ebenfalls auf chemischem Wege -noch eine andere Metallschicht aufgebracht werden kann.The method according to the invention thus takes one of the previous ones known methods deviating way, because of the previously usual chemical pretreatment deviated from the conductor surfaces to be refined before the actual metal application will. Instead, the conductor surfaces are roughened and mechanically thus created extremely effective crystallization aids for the further process. The oxide layer that is inevitably created is then removed during the subsequent treatment largely rendered harmless again with the calcareous solids, without that the roughening is impaired in its effect. Those so prepared Conductor surfaces react very quickly during the subsequent chemical metallization and allow metal layers of sufficient strength that adhere extremely firmly and on which another metal layer is then applied - also by chemical means can be.
Das neue Verfahren eignet sich damit vorteilhaft für die Herstellung von Oberflächenveredelungen kupferner Leiterflächen, die zunächst mit einer Sperrschicht aus Nickel und anschließend mit einer Deckschicht aus Gold zu versehen sind. Während jedoch bei der bisher üblichen Herstellungsweise auf galvanischem Wege die Nickelschicht wenigstens eine Stärke von 3 pm aufweisen mußte, genügt bei dem neuen Verfahren bereits eine wesentlich geringere Schichtstärke. Herstellungszeit und Materialaufwand werden daher erheblich verringert.The new method is therefore advantageous for the Manufacturing of surface refinements of copper conductor surfaces, initially with a barrier layer made of nickel and then provided with a top layer of gold. While however, with the previously customary method of manufacture by electroplating, the nickel layer had to have a thickness of at least 3 pm is sufficient for the new process already a much smaller layer thickness. Manufacturing time and cost of materials are therefore significantly reduced.
Bis zum Aufrauhungsprozeß nach dem neuen Verfahren verläuft die Herstellung der Leiterplatten mit der Ausbildung der Leiterflächen in herkömmlicher Weise. Dabei kann der Aufrauhungsprozeß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit dem nach dem Ätzen der Leiterplatten folgenden Abwasch- und Spülvorgang gekoppelt werden, so daß hierfür kein gesondertes Arbeitsaggregat erforderlich ist.The production continues until the roughening process according to the new process the circuit boards with the formation of the conductor surfaces in a conventional manner. Included can the roughening process according to a development of the invention with the after The washing and rinsing process following the etching of the printed circuit boards are coupled, so that no separate working unit is required for this.
Das Aufrauhen der zu beschichtenden Leiterflächen erfolgt zweckmäßig und in einfacher Weise durch abrasives Entfernen von Leitermaterial, also durch Hobeln oder Abziehen, um möglichst scharfe Abrißkanten zu erhalten.The roughening of the conductor surfaces to be coated is expedient and in a simple manner by abrasive removal of conductor material, i.e. by Planing or peeling to get the sharpest possible tear-off edges.
Dazu kann man beispielsweise bekannte, mit speziellen Bürsten, z.B. Scotchbrite, ausgerüstete Bürstenautomaten verwenden, die besonders leicht in den vorangehenden Abwasch- und Spülvorgang eingegliedert werden können.For this purpose, for example, known, with special brushes, e.g. Use Scotchbrite, equipped automatic brushes, which are particularly easy to put into the previous washing and rinsing process can be incorporated.
Bei der nachfolgenden Behandlung mit den kalkhaltigen Feststoffen erreicht man die beste Wirkung, wenn die Feststoffe durch den Druck eines elastischen Stoffes auf die Leiteroberflächen schleifend einwirken. Das erfordert Feststoffe feinster Körnung, damit durch die Schleifwirkung der Aufrauhungseffekt nicht wieder verloren geht.During the subsequent treatment with the calcareous solids the best effect is achieved when the solids are pressed by an elastic Have a dragging effect on the conductor surface. That requires solids finest grain size, so that the roughening effect does not occur again due to the grinding effect get lost.
Am besten geeignet sind Schlämmkreide, Wiener Kalk oder feinstes Bimsmehl, die sich in schwachsaurer Lösung nicht zersetzen, um die sich nach dem Aufrauhen ausbildenden Oxyde an der Leiteroberfläche zu entfernen und die Oberfläche aktiv zu halten, bis der nachfolgende chemische Beschichtungsprozeß einsetzt. Die in Form von Pulver oder Paste zur Verfügung stehenden Feststoffe werden ausreichend mit Wasser versetzt, so daß ein die nachfolgende Metallabscheidung behinderndes Festsetzen auf den Leiterplatten oder in den Bohrlöchern verhindert wird, wobei die schleifende Einwirkung auf die Leiterflächen durch Wischen mit einem Schwamm oder beim Durchziehen der Leiterplatte zwischen zwei Schwämmen erzielt werden kann.Most suitable are chalk, Viennese lime or finest Pumice flour, which does not decompose in a weakly acidic solution, to which after the Roughening up forming oxides on the conductor surface and removing the surface to keep active until the subsequent chemical coating process begins. the Solids available in the form of powder or paste will be sufficient mixed with water, so that a hindering the subsequent metal deposition Getting stuck on the circuit boards or in the drill holes is prevented, whereby the abrasive effect on the conductor surfaces by wiping with a sponge or by pulling the circuit board between two sponges.
Nach diesem rein mechanischen, aber äußerst wirksamen Vorbereitungsprozeß kann dann die Aufbringung der erforderlichen Metallschichten zur Oberflächenveredelung auf an sich bekanntem Wege erfolgen.After this purely mechanical but extremely effective preparatory process can then apply the necessary metal layers for surface finishing take place in a known way.
Insgesamt erhält man auf diese Weise Leiterplatten mit oberflächenveredelten Leiterflächen von hoher Qualität, die infolge Nutzung der Metallbeschichtung auf chemischem Wege einfacher und kostengünstiger als bisher herstellbar sind.All in all, printed circuit boards with surface-refined surfaces are obtained in this way High quality conductor surfaces resulting from the use of the metal coating are easier and cheaper to produce by chemical means than before.
Neben dem beschriebenen Verfahren mit seinen Varianten umfaßt die Erfindung auch die nach diesen Verfahren hergestellten Leiterplatten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Leiterflächen mechanisch in mikroskopisch feiner Verteilung scharfkantig aufgerauht sind und daß auf den aufgerauhten und anschließend mit kalkhaltigen Feststoffen feinster Körnung behandelten Leiterflächen wenigstens eine weitere Metallschicht ohne Uberhänge chemisch abgelagert ist.In addition to the method described with its variants, the Invention also the printed circuit boards produced by this process, which thereby are characterized in that the conductor surfaces mechanically in a microscopically fine distribution are roughened with sharp edges and that on the roughened and then with calcareous Solids of the finest grain size treated conductor surfaces at least one further metal layer is chemically deposited without overhangs.
Bei derartigen Leiterplatten sind die zur Oberflächenveredelung aufgebrachten Schichten mit den Leiterflächen äußerst fest verbunden. Die Schichten sind porenfreier als galvanisch aufgebrachte Schichten und damit bereits bei geringer Stärke diffusionsfest.In such circuit boards, those are applied for surface finishing Layers extremely tightly connected to the conductor surfaces. The layers are free of pores as galvanically applied layers and thus diffusion-resistant even at low thicknesses.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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DE19782856368 DE2856368C2 (en) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | Process for the surface finishing of printed circuit boards and printed circuit boards manufactured according to such processes |
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Publications (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0237114A2 (en) * | 1986-03-11 | 1987-09-16 | Philips Patentverwaltung GmbH | Process for making an electrically conductive adhesive connection |
-
1978
- 1978-12-27 DE DE19782856368 patent/DE2856368C2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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NICHTS-ERMITTELT * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0237114A2 (en) * | 1986-03-11 | 1987-09-16 | Philips Patentverwaltung GmbH | Process for making an electrically conductive adhesive connection |
EP0237114A3 (en) * | 1986-03-11 | 1988-10-12 | Philips Patentverwaltung Gmbh | Process for making an electrically conductive adhesive connection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2856368C2 (en) | 1982-10-14 |
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