DE1249966B

DE1249966B - Verfahren zum Herstellen von metallisierten Wandungen von Bohrungen in gedruckten Leiterplatten

Info

Publication number: DE1249966B
Application number: DER29545A
Authority: DE
Inventors: Krefeld Fritz Stahl
Original assignee: Ruwel-Werke, Spezialfabrik für Hochfrequenzbauteile, Inh. Ing. Fritz Stahl, Geldern (RhId.)
Publication date: 1967-09-14

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIb

Deutsche Kl.: 21c-2/34

Nummer: 1249 966

Aktenzeichen: R 29545 VIII d/21 c

Anmeldetag: 26. Januar 1961

Auslegetag: 14. September 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von metallisierten Wandungen von Bohrungen in gedruckten Leiterplatten.

Es ist bekannt, bei gedruckten Schaltungen die in der Basisplatte angeordneten Bohrungen mit einem Metallüberzug zu versehen, um entweder Leiterzüge, die sich auf verschiedenen Seiten der Basisplatte befinden, elektrisch leitend miteinander zu verbinden oder den Anschluß von Bauelementen, die in die Bohrungen eingesetzt werden, sicherer zu gestalten, da bei den metallisierten Wandungen eine Lötverbindung möglich ist.

Bie dem bisher bekannten Verfahren ist man so vorgegangen, daß die Wandungen der Bohrungen in geeigneter Weise zunächst leitfähig gemacht werden, worauf die ganze Platte in ein galvanisches Bad gebracht wird, in dem ein geeignetes Metall sowohl auf den Wandungen der Bohrungen als auch auf der Kupferfolie der Basisplatte abgeschieden wird, die später die Leiterzüge bilden soll. Darauf wird beim bekannten Verfahren das gewünschte Leitungsmuster als Negativ in einer geeigneten Farbe aufgedruckt und darauf entweder direkt oder unter Zwischenschaltung anderer Metallschichten eine galvanisch aufgebrachte Deckschicht vorgesehen, die aus einem Metall besteht, das gegen Ätzmittel für Kupfer resistent ist. Bei einer Abwandlung des bekannten Verfahrens kann das Negativ des Leitungsmusters sofort aufgedruckt werden, sobald die Wandungen der Bohrungen leitfähig gemacht worden sind. Das Aufbringen der gegen galvanische Badlösungen resistenten Farbschicht kann beispielsweise im Fotodruck, im Siebdruck oder im Offsetdruck erfolgen. Als ätzresistente Metallschichten werden bei dem bekannten Verfahren Schichten aus Silber, Gold oder Lötzinn verwendet. Wenn die ätzresistente Schicht galvanisch aufgebracht ist, wird in üblicher Weise die Druckfarbenschicht entfernt und anschließend die Platte in ein Ätzbad gegeben, wobei das frei liegende Folienkupfer weggeätzt wird, während die gewünschten Leiterzüge und metallisierten Bohrungen nicht angegriffen werden, da sie durch die ätzresistente Metallschicht geschützt sind.

Diese bekannten Verfahren zur Herstellung von metallisierten Bohrungen bei gedruckten Schaltungen sind kompliziert, die Benutzung galvanischer Bäder zum Aufbringen der kostspieligen ätzresistenten Metallschichten ist aufwendig und deshalb unwirtschaftlich, wenn nicht ein Edelmetallüberzug der Oberfläche aus bestimmten Gründen erforderlich ist. Bei der Mehrzahl aller in der Praxis verwendeten gedruckten Schaltungen bedarf es jedoch eines derarti-Verfahren zum Herstellen von metallisierten
Wandungen von Bohrungen in gedruckten
Leiterplatten

Anmelder:

Ruwel-Werke,

Spezialfabrik für Hochfrequenzbauteile,

Inh. Ing. Fritz Stahl, Geldern (RhId.)

Als Erfinder benannt:
Fritz Stahl, Krefeld

gen Edelmetallüberzuges nicht, da die auf die Leiterplatte aufkaschierte Kupferoberfläche allein genügt, die erforderlichenfalls mit einem nichtmetallischen Schutzfilm überzogen werden kann. Bei diesen üblichen gedruckten Schaltungen besteht aber ein Bedürfnis, auch hier metallisierte Bohrungen als Konstruktionselemente zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche metallisierten Bohrungen, die vorzugsweise mit Leiterzügen der Leiterplatten in Verbindung stehen, in wirtschaftlicher und einfachster Weise herzustellen ohne Verwendung von ätzresistenten Metallüberzügen als Schutzschicht für den Ätzvorgang bei der Ausbildung des Leitungsmusters.

Die Erfindung geht somit aus von einem Verfahren zum Herstellen von metallisierten Wandungen von Bohrungen in gedruckten Leiterplatten, bei denen zunächst das Ausgangsmaterial mit den Bohrungen versehen wird, sodann die Isolierstoffoberflächen in den Bohrungen leitfähig gemacht und mit einer Metallschicht, vorzugsweise einer stromlos abgeschiedenen Kupferschicht, der gewünschten Dicke versehen werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß anschließend die metallisierten Wandungen der Bohrungen mit einer ätzfesten Masse bedeckt und die Oberfläche oder Oberflächen der Leiterplatten in an sich bekannter Weise mit dem Positiv des Leitermusters bedruckt werden, worauf folgend die frei liegenden Kupferflächen in an sich bekannter Weise bis zur Isolierstofffläche abgeätzt werden.

Zweckmäßig wird als ätzfeste Masse zum Bedecken der Wandungen der Bohrungen eine ätzfeste Siebdruckfarbe benutzt, vorzugsweise jene Siebdruck-

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Claims

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farbe, die auch zum Aufdrucken des Positivs des Seite zu !verbinden oder lediglich in den Wandungen

Leitermusters dient. anzuordnen, ohne daß eine Verbindung mit dem

Weiter ist es möglich, daß die in die Bohrungen Metallbelag einer der Oberflächen der Leiterplatte

eingebrachte ätzfeste Masse jene vollkommen aus- besteht.

füllt und dauernd in diesen verbleibt, beispielsweise 5 Bei einseitig kaschierten Leiterplatten endet der

ein füllstoffbeladenes Epoxyharz. Metallbelag der Bohrung in der Regel auf der nicht

Zur Aufbringung der ätzfesten Masse wird die mit kaschierten Oberfläche.

Bohrungen versehene Basismaterialplatte auf ein Va- Als Ausgangsmaterial kann auch ein 1 mm dickes, kuumbett aufgelegt, das bewirkt, daß eine auf die beidseitig mit einer Kupferfolie kaschiertes platten Oberfläche der Platte, im Bereich der öffnungen der io förmiges Phenol-Hartpapier dienen. Dieses wird zuBohrungen aufgebrachte Menge an ätzfester Masse nächst an den gewünschten Stellen mit Bohrungen geeigneter Konsistenz durch Saugwirkung in das versehen, worauf die Oberfläche in den Lochbohrun-Tnnere der Bohrungen gezogen wird. gen durch Baden in Stanniolchloridlösung und Palla-

Zweckmäßig erfolgt das Bedecken der Wandungen diumchloridlösung sensibilisiert werden. Darauf wird

der Bohrungen zugleich mit dem Aufdrucken des 15 die Leiterplatte in ein zur stromlosen Abscheidung

Positivs des Leitermusters im Siebdruck; zum Be- geeignetes Kupferbad gebracht. Nach einem 20 Mi-

decken bzw. Ausspachteln sowie zum Aufdrucken nuten dauernden Bad wird die Platte gespült und in

wird die gleiche druckfähige, ätzfeste Druckfarbe be- ein galvanisch Kupfer abscheidendes Bad gebracht,

nutzt. Zweckmäßig wird gleichzeitig mit dem Metalli- in der sie für eine zur Erzielung der gewünschten

sieren der Wandungen der Bohrungen auf den Basis- 20 Schichtdicke ausreichende Zeitdauer belassen wird,

materialaußenflächen oder einer von diesen eine Me- . Anschließend erfolgt der Aufdruck der Leiterzüge,

tallschicht abgeschieden. das Ausspachteln der Bohrungen und das Ätzen der

Schließlich kann die stromlos abgeschiedene Me- Platte.

tallschicht noch durch eine galvanisch abgeschiedene Die F i g. 2 zeigt eine Leiterplatte, die aus einem

Metallschicht verstärkt werden. 25 Phenol-Hartpapier 1 besteht, das auf einer Seite mit

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es mög- . einer Kupferfolie 2 versehen ist, die eine Stärke von

lieh, Leiterplatten mit metallisierten Bohrungen in 35 μ besitzt. In die Platte 1 werden zunächst die Boh-

einfacher und wirtschaftlicher Weise herzustellen und rungen I, II eingebracht, anschließend wird die Platte

hohe Kosten der nach dem bekannten Verfahren ge- in entsprechende, an sich bekannte Bäder gebracht,

fertigten, mit metallisierten Bohrungen versehenen 30 um die Wandungen der Bohrungen zun sensibilisieren

Leiterplatten zu vermeiden und damit derartige Lei- und im Anschluß mit einer stromlos abgeschiedenen

terplatten dem allgemeinen Bedarf zugänglich zu Metallschicht 4 zu überziehen. Darauf werden die

machen. Bohrungen mit einer ätzfesten Siebdruckfarbe 6 ge-

An Hand der Zeichnungen wird das erfindungsge- eigneter Konsistenz ausgespachtelt und gleichzeitig

mäße Verfahren näher erläutert. 35 das Leitungsmuster im Siebdruck als Positiv mit der

Die F i g. 1 zeigt eine Leiterplatte 1 aus Isolierstoff, gleichen Farbe aufgedruckt, wie aus F i g. 2 a ersichtdie auf den beiden Oberflächen mit aufkaschierten Hch. Daraufhin wird geätzt; nach dem Entfernen der Kupferfolien 2, 3 ausgestattet ist und in der die Boh- Siebdruckfarbe 6 aus den Bohrungen I, II und von rungen I, II angeordnet sind. Die Fig. la zeigt die der Oberfläche der Platte 1 bleibt das einseitige Leigleiche Leiterplatte, nachdem sowohl die Oberflächen 40 tungsmuster gemäß Fig. 2b bestehen, das mit den der Kupferfolien 2, 3, als auch die Lochwandungen metallischen Überzügen der Bohrungen leitend vermit einer galvanisch aufgebrachten Kupferschicht 5 bunden ist. Die metallischen Wandungen der Bohüberzogen sind. rungen enden an der gegenüberliegenden Oberfläche,

Um diese Schicht aufzubringen, sind zunächst die ohne daß sie auf diese Oberfläche übergreifen. Die Oberflächen und die Wandungen der Bohrungen bei- 45 so metallisierten Bohrungen dienen insbesondere zur spielsweise durch stromlose Kupferabscheidung nach . Einlötung von Anschlüssen von Bauelementen,
vorangegangener Sensibilisierung der Wandungen mit .
einem leitfähigen, mit den aufkaschierten Kupfer- Patentansprüche:
folien 2, 3 in elektrischem Kontakt stehenden Kup- 1. Verfahren zum Herstellen von metallisierten ferbelag 4 versehen worden. Auf die Kupferschicht 5 50 Wandungen von Bohrungen in gedruckten Leiterder beiden Oberflächen der Leiterplatte 1 wird dann platten, bei welchen zunächst das Ausgangsmatedas gewünschte Leitungsmuster aufgedruckt, und die rial mit den Bohrungen versehen wird, sondern Lochwandungen werden mit der ätzfesten Masse be- die Isolierstoffoberflächen in den Bohrungen leitdeckt bzw. die Bohrungen ausgespachtelt. Die ätz- fähig gemacht und mit einer Metallschicht, vorresistente, durch Druck aufgebrachte Schicht ist mit 6 55 zugsweise einer stromlos abgeschiedenen Kupferbezeichnet. Die F i g. i b zeigt die Leiterplatte nach schicht, der gewünschten Dicke versehen werden, dem Ätzen und nach der Entfernung der auf gedruck- dadurch gekennzeichnet, daß anschlieten ätzresistenten Farbe. Bei dieser fertigen Leiter- ßend die metallisierten Wandungen der Bohrunplatte bestehen die Leiterzüge auf den Oberflächen gen (I, II) mit einer ätzfesten Masse (6) bedeckt der Platten aus den Schichten 2, 4, 5 bzw. 3, 4, 5; in 60 und die Oberfläche (5, 7) öder Oberflächen der den Wandungen der Bohrungen befindet sich ein Leiterplatten in an sich bekannter Weise mit dem Metallbelag 7', an den auf den Oberseiten der Leiter- Positiv des Leitermusters bedruckt werden, worplatte 1 der Belag 7 anschließt. Der Belag 7 besteht auf folgend die frei liegenden Kupferflächen in aus den Schichten 2, 4, S bzw. 3, 4, 5; während der an sich bekannter Weise bis zur Isolierstofffläche Metallbelag T in den Bohrungen aus den Schich- 65 abgeätzt werden,
ten 4,5 besteht. ...
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

Es ist auch ohne weiteres möglich, den Metallbe- kennzeichnet, daß als ätzfeste Masse zum Belag in den Bohrungen nur mit den Leiterzügen einer decken der Wandungen der Bohrungen eine ätz-

feste Siebdruckfarbe benutzt wird und vorzugsweise hierfür jene Siebdruckfarbe benutzt wird, die auch zum Aufdrucken des Positivs des Leitermusters dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Bohrungen (I, II) eingebrachte ätzfeste Masse (6, T) jene vollkommen ausfüllt und dauernd in diesen verbleibt, beispielsweise ein füllstoffbeladenes Epoxyharz.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Bohrungen (I, II) versehene Basismaterialplatte (1) auf ein Vakuumbett aufgelegt wird, das bewirkt, daß eine auf die Oberfläche der Platte im Bereich der Öffnungen der Bohrungen angebrachte Menge an ätzfester Masse (6) geeigneter Konsistenz durch Saugwirkung in das Innere der Bohrungen (I, II) gezogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausspachteln der Bohrun- ao gen (I, II) zugleich mit dem Aufdrucken des Positivs des Leitermusters im Siebdruck erfolgt und zum Ausspachteln sowie zum Aufdrucken die gleiche druckfähige, ätzfeste Druckfarbe (6) benutzt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Metallisieren der Wandungen der Bohrungen (I, II) auf den Basismaterialaußenflächen oder einer von diesen eine Metallschicht (4) abgeschieden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die stromlos abgeschiedene Metallschicht durch eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht verstärkt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1093 840;
»Funkschau«, 1956, H. 12, S. 485 bis 488;
»Elektronik«, 1957, H. 6, S. 163 bis 167.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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