DD229569A1

DD229569A1 - Verfahren zur herstellung einer leiterplatte

Info

Publication number: DD229569A1
Application number: DD27023584A
Authority: DD
Inventors: Rolf Biedorf; Stefan Schneidewind; Andreas Herenz
Original assignee: Univ Dresden Tech
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1985-11-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte nach dem Additivverfahren auf einem polymeren Basismaterial mittels Laser und galvanotechnischen Verfahren. Ziel der Erfindung ist es, ein weiteres additives Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten anzugeben. Aufgabe der Erfindung ist es, mit einem Laser strukturiertes polymeres Basismaterial in einfacher Weise mit Kupfer zu beschichten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die zu beschichtenden Teile der Oberflaeche des Basismaterials und die Wandungen der durchzukontaktierenden Bohrungen mit dem Laser aufgeschaeumt, die ganze Oberflaeche wie an sich bekannt aktiviert, die aktivierte Oberflaeche mit Fluessigkeit gespuelt, das Kupfer darauf galvanotechnisch abgeschieden und nichthaftendes Kupfer entfernt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte nach dem Additiv/verfahren auf einem polymeren Basismaterial mittels Laser und galvanotechnischen Verfahren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im bekannten kombinierten fremdstromlos-galvanischen Additivverfahren wird das unkaschierte polymere Basismaterial mit eine: Haftvermittler beschichtet oder der Haftvermittler vorher den Polymer zugemischt. Danach wird gebohrt. Die Bohrungen werden gereinigt. Anschließend wird die Oberfläche gebeizt, sensibilisiert und aktiviert. Darauf wird fremd stromlos eine wenige /um dünne Kupferschicht abgeschieden. Die Kupferschicht wird mit dem negativen Leiterbild bedruckt. Die freigebliebenen Leiterzüge werden galvanisch verstärkt. Der Fotoresist wird entfernt und die' Kupferschicht so lange geätzt, bis die erste dünne fremdf.tromlos abgeschiedene Kupfer schicht entfernt ist,

dem additiven Aufbau der Leiterplatten werden gegenüber

dem subtraktiven Atzen aus kupferkaschiertem Leiterplattenmaterial verschiedene Vorteile erzielt, insbesondere werden die Verluste an Elektrolytkupfer und die Belastungen aus den Atzprozessen bedeutend reduziert. Allerdings ist die Zahl der Ver fahrensschritte und der Aufwand zur Herstellung der Haftverbin dung zwischen dem Basismaterial und der Kupferschicht hoch.

Außerdem sind der Druck der Leiterplatte und auch die Ätztechnik weiterhin erforderlich.

Es wurde bereits vorgeschlagen, das polymere Basismaterial mittels eines Lasers zu pyrolysieren und die entstehenden leitfähigen Kohlenstoffschichten gaivanotechnisch zu metallisieren. Die besonderen Vorzüge des Verfahrens bestehen in der geringen Zahl von Irozeßstufen und darin, daß die Leiterzüge direkt mit dem Laser geschrieben werden können. Letzteres ist besonders dann von Vorzug, wenn nur wenige Leiterplatten vom jeweiligen Schaltungstyp herzustellen sind wie auch generell im Hinblick auf die Automatisierung der Leiterplattenfertigung. Dabei wird der Laser auch zugleich zum Bohren der Leiterplatte eingesetzt. Nachteilig ist, daß alle Kohlenstoffschichten, auf' denen die Kupferschichten galvanotechnisch abgeschieden werden sollen, miteinander elektrisch verbunden bzw. jeweils einzeln kontaktiert sein müssen.

Auch nach DD-WP 153 950 werden die Leiterzüge mit einem Laser !!geschrieben!!. Die Laserenergie beschleunigt das' Abscheiden des galvanischen Elektrolyten auf speziell vorbehandelten Basismaterialien»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein weiteres additives Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten anzugeben.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einem Laser strukturiertes polymeres Basismaterial in einfacher Weise mit Kupfer zu beschichten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu beschichtenden Teile der Oberfläche des Basismaterials und die Wandungen der durchzukontaktierenden Bohrungen mit dem Laser

aufgeschäumt, die ganze Oberfläche 'wie an sich bekannt aktiviert', die aktivierte Oberfläche mit Flüssigkeit gespült, das Kupfer darauf galvanotechnisch abgeschieden und nichthaftendes Kupfer entfernt wird.

Ss wurde gefunden, daß fremdstromlos-galvanisch abgeschiedenes Kupfer auf den aufgeschäumten Oberflächenteilen auch ohne Haftvermittler fest haftet. Das betrifft auch bereits die Aktivierungsmittel. Von den übrigen Teilen der Oberfläche kann das Aktivierungsmittel mit Flüssigkeit abgespült bzw. dennoch haftendes Kupfer unter Einsatz von Scheuermitteln relativ leicht entfernt werden. Das Abscheiden kann ausschließlich fremdstromlos oder nach Kontaktierung der ersten fremdstromlos abgeschiedenen und strukturierten Schicht unter Einsatz von Strom erfolgen.

Die Oberfläche des Basismaterials wird mit einer solchen Energiedichte bestrahlt, daß nur ein Teil der Polymerverbindungen aufgespalten wird. Dadurch entstehen beisspielsweise aus Duroplasten, wie Polyimid oder Polychinoxalin, hochsiedende Oiigomere, die schwerer als das ursprüngliche Material abtragbar sind. Die außerdem auftretenden leichtflüchtigen gasförmigen Zersetzungsprodukte schäumen das Polymer auf. Thermoplaste schmelzen unregelmäßig auf und bilden dadurch vernetzte Oberflächen (Siedeeffekt).

Zur Herstellung scharfkantiger Strukturen ist eine gleichmäßige Energieverteilung über den gesamten Laserquerschnitt erforderlich, wie sie beispielsweise ein Laser im TEM -Grundmode ausstrahlt.

Zur Herstellung von Durchbrüchen im Polymer wird mi: erhöhter Laserenergie in an sich bekannter 77eise ein vollständiger Abtrag des Materials und durch nachfolgende Impulse geringerer Energie die für die folgende galvanische Behandlung notwendige Aufrauhung durchgeführt.

Die Leiterzüge können direkt !'geschrieben'! werden. Es entfallen

sämtliche„Schritte zur Herstellung des Druckbildes und insbesondere die Atzschritte.

— Λ —

Ausführungsbeispiele

1. Beispiel:

Eine Polyimidfolie mit einer Dicke von 0,04 mm wird mit einem 150 W-GOp-Laser (Niederdrucksystem mit Hocnspannungspulsung) kontinuierlich bei Bewegung auf dem späteren Leiterzugmuster mit einer Bestrahlungsdichte von 12,6 J/cm bestrahlt. Die maximale Bestrahlungszeit beträgt ?£" /US. Lokal erhöht sich an der bestrahlten Stelle die Temperatur auf 82O⁰C. Dadurch wird das Polyimid an dieser Stelle aufgeschäumt oder aufgerauht. An den Durchkontaktierungsstellen wird, mit einem Impuls von ca. 1400 W und 9,3 /Us Dauer ein Loch gebohrt und dessen Oberfläche anschließend mit der zuvor genannten niedrigeren Energiedichte ebenfalls aufgerauht. Nachdem alle Leiterzüge und Durchkontaktierungen mit dem Laser Hgeschriebenn wurden, erfolgt ohne weiteres Beizen der Oberfläche eine Sensibilisierung/Aktivierung mit einer üblichen kolloidalen Aktivierungslösung und chemische Verkupferung bis zu einer Schichtdicke von 15 /um. An den nicht aufgeschäumten Leiterplattenflächen wurde durch übliches intensives Spülen die Aktivierung abgespült,-so daß dort keine Metallisierung erfolgte.

2. Beispiel;

Eine unkaschierte Leiterplatte aus glasfaserverstärktem Epoxid harz wird mit demselben Laser bei einer Energiedichte von 12,6 J/cm und 1,5/*s Bestrahlungszeit ebenfalls im Leiterzugmuster aufgeschäumt und anschließend wie oben beschrieben verkupfert. Auf Grund von Unregelmäßigkeiten und Kratzern in der Oberfläche schlägt sich trotz Spülung der aktivierten Ober fläche auch auf unerwünschten Flächen Kupfer nieder ; es ist jedoch weniger haftfest. Durch einen BurstVorgang mit Hilfe eines milden Schleifmittels (Marmormehl) über die gesamte Leiterplattenoberfläche wird die störende Verkupferung wieder entfernt. Die auf den aufgeschäumten Stellen niedergeschlagene Kupferschicht widersteht dieser Behandlung.

Claims

Erfindung sanspruch

1. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte nach dem Additiwerfahren auf einem polymeren Basismaterial mittels Laser und galvanotechnischen Verfahren, gekennzeichnet dadurch, daß die zu beschichtenden Teile der Oberfläche und die durchzukontaktierenden Bohrungen mit einem Laser aufgeschäumt, die gesamte Oberfläche wie an sich bekannt aktiviert, die aktivierte Oberfläche mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gespült, das Kupfer galvanotechnisch abgeschieden und nichthaftendes Kupfer entfernt wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das polymere Basismaterial mit einem CO^-Laser mit einer Bestrahlungsdichte von etwa 12,6 J/cm aufgeschäumt wird.

3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2 #, gekennzeichnet dadurch, daß mit einer größeren Snergiedichte und mehreren Impulsen des Lasers zuvor das Basismaterial durchbohrt wird.

4· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das nichthaftende Kupfer unter Einsatz mechanischer Mittel, wie z. B. Bürsten und Scheuermitteln, entfernt wird·