DE1640635A1

DE1640635A1 - Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen und Basismaterial hierzu

Info

Publication number: DE1640635A1
Application number: DE19661640635
Authority: DE
Inventors: Wagner Dipl-Phys Hans; Werner Plappert; Hermann Sturm
Original assignee: Kupfer Asbest Co
Current assignee: Kupfer Asbest Co
Priority date: 1966-07-28
Filing date: 1966-07-28
Publication date: 1970-12-10

Description

Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen und Basismaterial hierzu :a:assaassssssssaszs=sssasssosssa=:asszasszss Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen nach der Aufbaumethode. Sie befaßt sich insbesondere mit dem Problem der Haftfestigkeit der nach einem solchen Ver- fahren aufgebrachten Leiterbahnen und beschreibt ein zur Herstel- lung solcher Schaltungen geeignetes Basismaterial.
Bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen nach der Aufbau- methode entsprechend dem Stand der Technik wird wie folgt verfahren: Auf einem geeigneten Isolierstoffträger (Phenolharz-Hartpapier, Bpozydglasfasergewebe u.a.) wird zunächst eine stromlose erzeugte dünne Kupfer- oder Nickelschicht aufgebracht. Um die notwendige Haftfestigkeit zum Isolieratoffträger herzustellen, ist es bekannt, zuvor dessen Oberfläche mechanisch oder chemisch oder auch durch beides aufzurauhen. Auf diese dünne (ca. 2p starke) Kupfer- oder Nickelschicht wird eine isolierende und den Einwirkungen der gal- vanischen Bäder widerstehende Farbschicht aufgedruckt in der Art, daß die späteren Leiterflächen farbfrei bleiben (Negativ-Bedruokung). Im galvanischen Bad wird dann unter Stromzufuhr die für die Leiter erforderliche dicke Kupferschicht (ca. 35u) auf den farbfreien Stellen aufgetragen. Anschließend wird die Farbsohicht abgewaschen und die zwischen den Leiterflächen liegende dünne Kupfer- oder Nickelschicht abgebeizt. Von entscheidender Wichtigkeit ist bei diesem Verfahren, daß die Leiterflächen möglichst gut auf dem Isolierstoffträger haften. Dies bedingt, daß die stromlos erzeugte dünne Kupfer- oder Nickel- schicht möglichst fest mit demselben verbunden ist. Man versucht dies durch mechanische Äufrauhung und chemische Anätzung zu er- reichen. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß eine mechanische iufrauhung nicht ausreichend ist. Eine chemische Aufrauhung ist ebenfalls schwer zu erreichen, da eich die in bekannter Weise unter Verwendung von Phenol- oder Epoxydharzen hergestellten Isolierstoffträger nur sehr schwer anätzen lassen. Bei homogenen. Aufbau der oberen Schichten ergibt sich nach der Ätzung nur eine geringe Rauhigkeit und damit auch eine schlechte Haftfestigkeit der Leiterschicht. In besonderem Maße macht sich dieser Nachteil bemerkbar, wenn z.B. bei Phenolharz-Hartpapier als Isolierstoffträger eine zusätzliche Deckschicht aus Epoxrdharz erforderlich ist, um den Gasaustritt vom Hartpapier zur Oberfläche hin zu unterbinden.
Gemäß der Erfindung wird auf dem Isolierstoffiräger eine dünne Binderschicht aufgebracht, die aus der Mischung eines aushärtbaren Stoffes wie :.B. Bpoxydharz mit einen feinkörnigen Zuschlagstoff besteht. Der Zusehlagstoff selbst soll leicht ätzbar sein, seine Korngröße soll ca. 5 ... 10 u betragen. Wird nun die Binderschicht angeätzt, zweckmäBigerweise nach vorheriger mechanischer Aufrauhung zur Freilegung der Korngrenzen den Zuschlagstoffes.,so werden die leicht ätzbaren Körner desselben ausgeätzt, wogegen das schwer ätzbare Harz nicht angegriffen wird. Durch diese Maßnahme entstehen in der Oberfläche feine Vertiefungen, zum Teil mit Binterschneidungen, sodaß in. Ganzen gesehen eine gleichmäßig aufgerauhte Oberfliohe entsteht, in deren Vertiefungen und Hinterschneidungen sich die stromlos aufgetragene Metallschicht fest verankern kann.
Die erfindungsgemäßen Torteile können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch dadurch erreicht werden, daß bereits bei der Herstellung den Isolierstoffträgers den hierbei verwendeten Harz ein geeigneter feinkörniger Zusohlagstoff beigemengt ist. Diese Deiaeagnag kann gemäß der Erfindung auch nur in der unteren und oberen Deckschicht des Isolierstoffträgers erfolgen.
Die Erfindung Wird nachstehend an Hand von Zeichnungen näher er- läutert: Figur 1 zeigt im Schnitt einen Isolieratoffträger mit aufge- brachter Binderschicht gemäß der Erfindung.
Figur 2 zeigt denselben nach mechanischer Äufrauhung der Ober- fläche.
Figur 3 zeigt denselben nach Durchführung der Anätzung.
Figur 4 zeigt, von Figur 3 ausgehend, die aufgebrachte Leiter- schicht.
Figur 5 zeigt im Schnitt einen Isolierstoffträger, dessen untere und obere Deckschicht gemäß der Erfindung aus- gebildet ist.
Figur 6 zeigt in-der Draufsicht eine gedruckte Schaltung, bei Welcher gemäß der Erfindung die Binderschicht in der Form des vorgesehenen Leiterbildes aufgedruckt ist.
In Figur 1 ist auf der Oberfläche des Isolierstoffträgers 1 eine dünne, ca. 30 9 starke Binderschicht aufgebracht. Diese Binder- schicht besteht aus der Mischung eines aushärtbaren Harzes 2a mit einem feinkörnigen Zuschlagstoff 2b. Als Harz 2a können Epozyd-oder Phenolharze Peruendung finden, wichtig ist eine gute Bindung mit dem Isolierstoffträger 1. Als Zuschlagstoff 2b finden vorzugsweise Materialien Verwendung, welche sich leicht aus dem Harz 2a herauslösen lassen, ohne daß dieses angegriffen wird.
In Figur 2 ist gemäß dem Verfahren die obere Schicht der aus Harz 2a und Zuschlagstoff 2b bestehende Binderschicht durch ein mechanisches Verfahren wie z.B. Bürsten oder Strahlläppen aufgerauht_vorden. Hier- durch werden die Körner des Zuschlagstoffes 2b mit angeschliffen.
Bein darauffolgenden Ätzen werden diese Körner 2b, ohne daß der Harz- anteil 2a angegriffen wird, herausgelöst. Hierdurch entsteht die in Figur 3 gezeigte, rauhe und mit Löchern und Einterschneidungen 3 versehene Oberfläche. Harz 2a, Zuschlagstoff 2b und Ätzlösung sind gemäß der Erfin= -dung so aufeinander abgestimmt, daß sich eine gute Oberflächen- rauhigkeit bei kurzer Ätzzeit ergibt. So finden Zuschlagstoffe 2b und Ätzlösungen vorzugsweise in nachstehender Zusammenstellung Verwendung:

Zuschlagstoff 2 b Ätzlösung

Silikate Natronlauge

ltichtleitd:Metallozyde Schwache Säuren

Kunststoffe Organische Lösungsmittel

Polyvinylalkohol Wasser

t

Figur 4 zeigt, wie auf den Isolierstoffträger 1 mit der aufgerauhten Bindeschicht 2a, 2b auf galvanischem Wege die Leiterschicht 4 aufgebracht ist. Hierbei findet dieselbe in den durch die Busätzung der Körner des Zuschlagstoffes 2b entstandenen Löchern 3 eine gute mechanische Verbindung, wie sie z.B. nur durch mechanische lufrauhung des Isolierstoffträgers 1 nicht erreicht werden kann.
In Figur 5 ist dargestellt, wie die erfindungsgemäßen Vorteile auch dadurch erreicht werden, daß dem Harz der oberen und unteren Deck- schicht 5 des Isolierstoffträgera 1 bereits bei dessen Herstellung ein geeigneter feinkörniger Zuschlagstoff 2b beigemengt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es auch zweckmäßig sein die aus einem aushärtbaren Harz 2a und einem feinkörnigem Zuschlag- stoff 2b bestehende Binderschicht entsprechend Figur 6 in Form des gewünschten Leitungsbildes 6 auf den Isolieretoffträger 1 :.B. im Siebdruckverfahren aufzudrucken. Nach Aushärten des Harzes 2a erfolgen die weiteren Verfahrensschritte wie zuvor beschrieben.

Claims

P 4 2 B N T A N S P R Ü C H E sass:a::s:sssssssssssassss 1. Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen, bei welchem ein Isolierstoffträger 1 zunächst mit einer Binder- schicht versehen wird, auf die in bekannter Weise eine elektrisch leitfähige Metallschicht aufgebracht wird, da- durch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer guten Ver- ankerung der Metallschicht ¢ mit der Binderschicht die auf dem Isolierstoffträger 1 aufgebrachte Binderschiöht aus der Mischung eines sushärtbaren Stoffes 2a mit einem fein- körnigen Zuschlagstoff 2b besteht, und daß diese Binder- schicht vor dem Aufbringen der leitfähigen Metallschicht 4 einer chemischen Anätzung unterworfen wird. 2. Wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der chemischen Anätzung eine mechanische Aufrauhung beispielsweise durch Bürsten oder Strahlläppen vorausgeht. 3. Wie Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zuschlag- etoffe 2b Verwendung finden, zu deren Ausätzung Lösungen verwendet werden können, welche den aushärtbaren Stoff 2a nicht oder nur wenig angreifen. ¢. Wie Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als fein- körniger Zuschlagstoff 2b vorzugsweise in Natronlauge lösliche Silikate oder in schwachen Säuren lösliche, nichtleitende Netalloxyde, z.8. Zinkoxyd Verwendung finden. 5. Wie Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet' daß als fein- körniger Zuschlagstoff 2b in organischen Lösungsmitteln wie z.B. Benzol, Hothylenohlorid, Dt*mthylforaamid u.a. lösliche Kunststoffe Verwendung finden. 6. Wie Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenaseichnot, daß als feinkörniger Zuschlagstoff 2b wasserlösliche Stoffe, beispiels- weise Pol"inylalkohol, Verwendung finden. 7. Wie Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Zuschlagstoffes 2b vorzugsweise 5 ... 10 )1 beträgt. B. Wie Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Binde-rschicht unter Verwendung eines aushärtbaren Epozydharzklebers 2a hergestellt ist. 9. Wie Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Binder -schicht 2 dadurch hergestellt ist, daß dem bei der Herstellung des Isolierstoffträgers 1 verwendeten Harz-Zuschlagstoffe 2b nach Anspruch 3 bis 7 beigemengt sind. 10. Wie Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bei- . mengung des Zuschlagstoffes nur in der unteren und oberen Deckschicht 4 des Isolierstoffträgers 1 erfolgt. -11. Wie Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenaze'iohnet, daß die dem Leiterbild 5 entsprechende Binderschicht is Siebdruckver- fahren aufgebracht ist.