DD221903A1

DD221903A1 - Verfahren zur herstellung von leitenden verbindungen

Info

Publication number: DD221903A1
Application number: DD25959684A
Authority: DD
Inventors: Rolf Biedorf; Stefan Schneidewind; Andreas Herenz
Original assignee: Univ Dresden Tech
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen und/oder Druckkontaktierungen auf Leiterplatten aus pyrolisierbarem Material mittels Laser. Ziel der Erfindung ist es, ein weiteres Verfahren zur Herstellung leitender Verbindungen und/oder Durchkontaktierungen unter Verwendung eines Laserstrahls auf pyrolisierbarem Material hergestellt werden, zu erhöhen und vor allem bei der Herstellung von Druckkontaktierungen in derselben Leiterplatte und unter Einsatz desselben Verfahrens die Zahl der Verfahrensstufen bis zur fertigen Durchkontaktierung erheblich zu senken. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die leitenden Verbindungen auf der Leiterplatte direkt und die Durchkontaktierungen nach dem Bohren mittels Laserstrahles in zwei Schritten, Pyrolyse des Materials mittels des Laserstrahles zu polykristallinem Kohlenstoff und galvanische Verstärkung der pyrolisierten Oberfläche mit Überzügen aus elektrisch leitenden Metallen, hergestellt werden. Fig. 1 c

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen und/oder Durchkontaktierungen auf Leiterplatten aus pyrolisierbarem Material mittels Laser.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bereits bekannt, leitende Verbindungen und andere Teile gedruckter Schaltungen, darunter insbesondere Widerstände durch Pyrolyse mittels Laserstrahl an der Oberfläche von Leiterplatten bzw. anderer Verdrahtungsträger (im folgenden Leiterplatten) aus pyrolisierbarem Material herzustellen.

In der US-PS 4286250 wird ein derartiges Verfahren beschrieben. Mit einem 4 W-Argon-Laser wird Kapton^: (Polyimid der Fa.

DuPont) bestrahlt. In die Oberfläche werden Widerstände mit 1-100kOhm je cm eingebrannt. Die Anschlüsse werden auf die Widerstandsenden mit Leitkleber kontaktiert.

Die hierbei und bei anderen Versuchen erreichten niedrigsten Widerstandswerte liegen über den für leitende Verbindungen wünschenswerten Parametern.

Bei der Herstellung von Durchkontaktierungen wurde der Laserstrahl bisher nur zum Bohren der Durchkontaktierungen eingesetzt. Danach wird die kupferkaschierte Leiterplatte (allgemeinster Fall) durch Beizen, Sensibilisieren, Aktivieren sowie chemische oder elektrolytische Metallisierung durchkontaktiert.

Ziel der Erfindung .

Ziel der Erfindung ist es, ein weiteres Verfahren zur Herstellung leitender Verbindungen und/oder Durchkontaktierungen unter

Verwendung eines Lasers anzugeben. *

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Leitfähigkeit leitender Verbindungen, die mit einem Laserstrahl auf pyrolisierbarem Material hergestellt werden, zu erhöhen und vor allem bei der Herstellung von Durchkontaktierungen in derselben Leiterplatte und unter Einsatz desselben Verfahrens die Zahl der Verfahrensstufen bis zur fertigen Durchkontaktierung erheblich zu senken. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die leitenden Verbindungen auf der Leiterplatte direkt und die Durchkontaktierungen nach dem Bohren mittels Laser in zwei Schritten, Pyrolyse des Materials mittels des Laserstrahles zu polykristallinem Kohlenstoff und galvanische Verstärkung der pyrolisierten Oberfläche mit Überzügen aus elektrisch leitenden Metallen, hergestellt werden. I"

Bei Verwendung eines CO₂-Lasers ist es möglich, auf die polykristallin pyrolisierten Oberflächen unter Einsparung der Verfahrensschritte Beizen, Sensibilisieren und Aktivieren metallische Schichten direkt galvanisch mittels elektrischem Strom abzuscheiden, und damit in praktisch zwei Stufen (von Reinigungsschritten abgesehen) gut leitfähige Verbindungen und Durchkontaktierungen zu fertigen.

Auch bei der Herstellung der Durchkontaktierungen kann das Bohren und Pyrolisieren praktisch in einem Arbeitsgang erfolgen, indem einem kurzen, z.B. 10^s dauernden, leistungsstarken Laserimpuls von beispielsweise 1000W ein im Verhältnis hierzu langer Laserimpuls (z.B. 1000/xs) geringerer Leistung (z.B. 150W) unmittelbar angeschlossen wird.

Ausführungsbeispiel

In den Zeichnungen zeigen ^; ?

Fig. 1: die gemeinsame erfindungsgemäße Herstellung von Durchkontaktierung mit angeschlossenen Leitern in drei Folgen a, bundcsowie

Fig.2: die erfindungsgemäße Herstellung allein einer Durchkontaktierung in den Schritten a, b und c. In einer ersten Variante wird in die Leiterplatte 1 aus Polyimid mit einem 150W-CO₂-Laser (Niederdrucksystem mit Hochspannungspulsung) an der Durchkontaktierungsstelle mit einem Impuls von ca. 100OW und etwa 10/*s Dauer ein Loch 2 gebohrt. Die Ränder verkohlen dabei bereits, wären aber noch nicht galvanisierbar. Deshalb verbleibt der Laser für insgesamt etwa 1000μβ bei seiner Normalleistung von 150W auf der Durchkontaktierungsstelle und wird anschließend zum Einbrennen der Leiterzüge 3 bei Beibehaltung der zuletzt genannten Parameter weitergeführt. Nachdem auch die leitenden Verbindungen auf der Unterseite der Leiterplatte eingebrannt sind, wird die Platte in einen sauren Verkupferungselektrplyten aus Kupfersulfat, Schwefelsäure und Additiven bei 1-3 A/dm² bis zur Abscheidung einer 30μηι starken Kupferschicht 4 getaucht. Der elektrische Anschluß erfolgt dabei über die vorbereiteten Leiterbahnen.

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Bei der zweiten Variante wird von einer beidseitig kupferkaschierten Leiterplatte aus glasfaserverstärktem Epoxidharz ausgegangen. Nur die Durchkontaktierungen sollen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. In einer der beiden Kupferschichten werden die Durchkontaktierungsstellen freigeätzt. Mit dem Laser wird, wie bereits geschildert/das Loch gebohrt und die Wandung polykristallin pyrolisiert. Danach folgt galvanisch ein Kupferüberzug der Durchkontaktierungen mit Anschluß auf die hoch zu strukturierende Leiterplatte. ^; ..

Claims

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Erfindungsansprüche: '

1. Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen und/oder Durchkontaktierungen auf Leiterplatten aus pyrolisierbarem Material, wie z.B. Polyimid, PCO oder Glas-Epoxid, mittels Laser, gekennzeichnet dadurch, daß die leitenden Verbindungen auf der Leiterplatte direkt und die Durchkontaktierungen nach dem Bohren mittels Laser in zwei Schritten, Pyrolyse des Materials mittels des Laserstrahles zu polykristallinem Kohlenstoff und galvanische Verstärkung der pyrolisierten Oberflächen mit Überzügen aus elektrisch leitenden Metallen, hergestellt werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß CO₂-Laser eingesetzt werden.
3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Bohren und Pyrolisieren der Durchkontaktierungen in einem Arbeitsgang erfolgt, indem sich einem kurzen, z.B. 10/xsdauernden,^;leistungsstarkenLaserirnpuls von beispielsweise 1000 W ein im Verhältnis hierzu langer Laserimpuls (z. B. 1000^s) geringerer Leistung (z. B. 150W) unmittelbar anschließt.
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leiterplatte zum Laserstrahl entsprechend der Struktur der Durchkontaktierungen oder/und Leiterbahnen automatisch positioniert wird. _; ; /
5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leiterplatte mit einer Maske abgedeckt ist und mit dem Laserstrahl gerastert wird. :
6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das pyrolisierte Material mit einer 10-35μΓΠ dicken Schicht aus Kupfer, Nickel oder einem anderen elektrisch leitenden Material überzogen wird.

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