DE1696602B2 - Fuer die stromlose metallabscheidung geeignetes substrat - Google Patents

Description

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pen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es mit einem z. B. Aluminiumoxyde, z. B. Montmorillonit, oder oder mehreren Metallen der Gruppe IB und VIII des Natrium-, Kalium-, Calcium- und andere Betonite; Periodensystems beladene Ionenaustauscher, insbe- ferner Hektorite, Saponice, Illite, Zeolithe, Vermiculite sondere in feinverteiltem, pulverförmigem Zustand, und Attapulgite. Alle diese Mineralien sind durch ein als Füllstoff enthält oder mit derartige Füllstoffe ent- 5 ungesättigtes Kristallgitter charakterisiert, das e.ne haltenden Überzügen versehen ist und gegebenenfalls negative Uberschußladung aufweist, welche normaleran der Oberfläche teilweise metallisiert ist. weise durch anorganische Kationen neutralisiert ist. Da die durch und durch katalytischen Substrate nach Die Austauschkapazität derartiger Tonmineralien der Erfindung ihrer Natur nach Nichtlei^r sind, sind reicht in der Regel von 15 bis 150 Milliäquivalent aussie zur Herstellung von gedruckten Schaltungen sowohl io tauschbarer Kationen pro 100 g Ton, und praktisch nach dem negativen als auch dem positiven Masken- alle Austauschermaterialien mit einer Austauschverfahren besonders gut geeignet. kapazität von 15 und darüber sind erfindungsgemäß

Für zahlreiche Anwendungsgebiete ist, wie bereits verwendbar.

erwähnt, ein Substrat wünschenswert, das auch im Erfindungsgemäß verwendbar sind ferner die natür-

Inneren durchweg katalytische Eigenschaften besitzt, 15 liehen und synthetischen kristallinen Aluminiumsilikate,

beispielsweise dann, wenn das herzustellende Produkt die auch Molekularsiebe oder kristalline Zeolithe ge-

mit Löchern oder Schlitzen versehen werden muß, nannt werden. Ein bedeutsames Merkmal dieser kn-

deren Innenwandungen ebenfalls metallisiert werden stallinen Aluminiumsilikate i>«.. daß sie dehydriert

sollen. Die Oberfläche eines solchen Su'>strats kann werden können, ohne daß ihre Kristallkonfiguration

katalytisch wirksam sein, muß es jedoch nicht; dies 20 verändert wird.

hängt im wesentlichen von der Konzentration des Die Kristallstruktur derartiger Molekülsicbe besteht katalytischen Füllstoffs sowie vom verwendeten Her- aus einem dreidimensionalen Gitter von SiO₄- und stellungsverfahren ab. Die Oberfläche kann katalytisch AlO₄-Tetraedern, die untereinander durch Sauerstoffgemacht werden durch Aufrauhen, z. B. durch Sand atom; verbunden sind. Die freie Elektronenvalenz des strahlen oder Ätzen, oder auch durch Anlösen mit 25 aluminiumhaltigen Tetraeders wird durch Aufnahme organischen Lösungsmitteln. Vorzugsweise wird zu eines Kations in das Kristallgitter ausgeglichen. Erfindiesem Zweck die Oberfläche mit starken anorgani- dungsgemäß erweist sich die Verwendung von fein sclien Säuren, z. B. Salpeter-, Schwefel- oder Chrom- verteilten Metallaluminiumsilikaten mit dreidimensiosäure behandelt. Eine weitere Möglichkeit, der Ober- nalem Gitter mit einer bestimmten Anordnung von fläche die gewünschten katalytischen Eigenschaften zu 30 Hohlräumen, die untereinander durch Poren von einer geben, besteht darin, diese mit einer zusätzlichen Grüße zwischen 3 bis 15 Angstrom verbunden sind. Schicht zu versehen, die aus einem organischen Kleb- als vorteilhaft.

stoff besteht, in dem der katalytische Füllstoff in Sowohl die natürlichen als auch die synthetisch

feinverteilter Form vorliegt. hergestellten Aluminiumsilikaie des angegebenen Typs

Bei den in Form von Überzügen und Niederschlagen 35 enthalten ein austauschbares Alkali- ode. Erdalkali-

aufzubringenden Metallen kann es sich um jedes der atom. Beim Kationenaustausch gegen ein Kation der

bekannten leitfähigen Metalle handeln, z.B. um Gruppe IB oder VIII des Periodensystems werden

Kupfer, Silber, Gold, Nickel. Rhodium. Aluminium entweder alle oder nur ein Teil der vorhandenen

oder deren Mischungen und Legierungen. Alkali- oder Erdalkaliatome ersetzt.

Die erfindungsgemäß verwendbaren katalytischen 40 Erfindungsgemäß verwendbar sind ferner zahlreiche Füllstoffe bestehen aus einem Stoff, welcher aus vor- organische Kationen-Austauscherharze, die aus dreizugsweis.: im pulverförmigen Zustand mit dem Kation dimensionalen Gittern mit geladenen Gruppen, die eines oder mehrerer der Metalle der Gruppe IB oder von beweglichen Ionen entgegengesetzter Ladung VIII des Periodischen Systems, vorzugsweise mit Gold, neutralisiert werden und austauschbar sind, bestehen. Platin. Palladium, Rhodium. Zinn, Kupfer oder 45 Derartige Austauscherharze werden im Handel in Iridium, zur Reaktion gebrachten Kationen-Austau- großer Zahl und in verschiedenen Qualitäten, z. B. in schern besteht. bezug auf Poren- und Korngröße, angeboten. Die Erh'nddngsgemäß werden katalytische Füllstoff- Zahfder Quervernetzungen zwischen den Keuen bemaierialien aus natürlichen oder synthetischen Stoffen s»^;rrmt das Quellvermögen der Harze. Erfindungssolchen Typs hergestellt, die Kationen enthalten, z. B. 5° uemäß werden solche synthetischen Kationen-Aus-Alkali- oder Erdalkah- oder Ammoniumionen, velche lauscherharze bevorzugt, deren funktioneile Gruppen gegen Kationen der Gruppe IB oder VIII, die kataly- aus Sulfonsäuren Phosphorsäure-, Carboxyl- oder tisch auf Metallabschcidungen wirken, austauschbar Phenolgruppen bestehen.

sind, worauf die auf diese Weise hergestellten Reak- Zur Herstellung des erfindungsgemäßen katalytisch

tionsprodukte rls Füllstoff für Substratmaterialien be- 55 wirksamen Substrats wird der Ionen-Austauscher in

nutzt werden, so daß diese ohne weitere Sensibilisie- eine wäßrige Lösung eines Salzes eines Metalls der

rung mit Hilfe eines Abschcidungsbades metallisier- Gruppe IB oder VIII eingebracht. Dabei kann die

bar sind. Konzentration der Salzlösung in weiten Grenzen

Typische geeignete Ausgangsstoffe sind z. B. orga- variiert werden. Vorzugsweise wird das Metallsalz,

nische oder anorganische Ionenaustauscher. Nach 60 verglichen mit e'er Aufnahmefähigkeit des Austausclier-

erfolgtem Kationenaustausch sind die austauschbaren harzes, in großem Überschuß verwendet. Das Harz

Kationen durch K.a',^:onen der Elemente der Grup- wird so lange in der Salzlösung belassen, bis möglichst

pen IB oder VIII ersetzt, so daß das erhaltene Material alle austauschbaren Ionen ersetzt sind, wobei dieser dann katalytisch auf die stromlose Metallabscheidung Vorgang durch Erwärmen beschleunigt werden kann, wirkt. Bei diesem A iv-iausch Vorgang werden die be- 65 Die zur Anwendung gelangenden Temperaturen liegen

treffenden Kationen chemisch im Austauschermaterial zwischen Zimmertemperatur bis zu derjenigen Tem-

gebunden. peratur. bei der noch keine Wärmezersetzung des Typische geeignete Austauschermaterialien sind Austauscherharzes stattfindet. Nach der Behandlung

in der Salzlösung wird das Austauschermaterial mit destilliertem Wasser nachgewaschen.

Der Austauschvorgang kann bei normalem Druck oder verringertem Druck oder unter Überdruck durchgeführt werden, und es kann kontinuierlich oder chargenweise gearbeitet werden. Die zur Behandlung verwendete Salzlösung wird langsam durch das Austauschcrmaterial fließen gelassen.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Substrate sind die verschiedensten Verbindungen der Metalle der Gruppen ί B und VIII des Periodensystems gceignet. Die zur Verwendung kommenden Verbindungen müssen löslich in dem für die Austauschreaktion gewählten flüssigen Medium sein. In der Regel werden Chloride, Nitrate oder Sulfate der entsprechenden Metalle verwendet.

Zur Herstellung der katalytisch wirksamen Substrate nach der Erfindung können verschiedene Techniken angewendet werden. So können z. B. die katalytisch wirksamen Partikeln in dem Harz verteilt werden, worauf dieses zur Imprägnierung von Preßstoffen, z. B. Hartpapicren, Holz, Fiberglas, Polyestern oder porösen Prcßsloffcn vergleichbaren Typs vcrwendet wird. Zum Imprägnieren können die angegebenen Stoffe z. B. in ein Harz getaucht werden. das derartige katalytisch wirksame Partikeln enthält, oder eine solche Harzmischling kann auf die Oberfläche dieser Stoffe aufgesprüht werden. Nach diesem Tauch- oder Sprühvorgang kann der imprägnierte Stoff im Ofen getrocknet werden. Nachdem die gesamtc Flüssigkeit verdampft ist, wird das erfindungsgemäße Substrat erhalten. Gewünschlenfalls können in Form von einzelnen Platten erhaltene Substrate aufcinandcr geklebt werden, so daß Substrate jeder beliebigen Stärke crzielbar sind.

Zur Herstellung des erlindungsgemäßen Substrats ist es ferner möglich, die katalytischen Partikeln im Ilarzgemisch zu dispergieren und erst anschließend dem Substrat die gewünschte Form zu geben.

7ur Herstellung des erfindungsgemäßen Substrats ist es ferner möglich, die katalytisch wirksamen Partikeln bereits in das noch nicht polymerisierte Harzausgangsgemisch zu bringen und dieses erst danach weiterzuverarbciten.

Derartige katalytische Füllstoffe können auch in der Weise in ein Harz eingearbeitet werden, daß sie als Gieß- und Preßharzgranulat in das Harz eingearbeitet werden und dieses zu den gewünschten Gegenständen verformt wird.

Der das katalytische Substrat aufbauende Grundstoff braucht nicht notwendigerweise ein organisches Material zu sein, sondern kann auch aus anorganischen Stoffen, z. B. Tonen, Mineralien, beispielsweise keramischen Massen, Ferrits, Carborundum, Gläsern und Steatit bestehen. In diesen Fällen wird ein anorganischer Füllstoff verwendet, der dem Grundmaterial vor dem Brennen zugesetzt wird.

Die katalytisch wirksamen Füllstoffe können somit in einem das Substrat bildenden Isoliermaterial fein verteilt werden und so sowohl das Innere wie auch die Oberfläche eines Formstücks katalytisch machen für die Reduktion von Metallkationen, so daß beim Eintauchen in ein stromlos Metall abscheidendes Bad die Innenwandungen der Löcher metallisiert werden.

Ferner können die katalytischen Füllstoffe in Druckfarben eingearbeitet werden, und mit diesen kann die Oberfläche von Substratplatten überzogen werden, so daß sich auf der gesamten Oberfläche oder gewünschtenfalls in bestimmten Bezirken der Oberfläche Metal aus stromlos arbeitenden Metallisierungsbädern nie derschlägt. Katalytisch wirksam gemachte Druck farben sind zum Aufdrucken von positiven Masker verwendbar, da sie in vorteilhafter Weise nicht lcit fähig sind.

Besteht das Isolierstoffgrundmaterial für das erfindunggemäße Substrat aus Kunstharzen, so könncr die katalytisch wirkenden Füllstoffe vor dem Verpressen eingearbeitet werden, oder es kann ein Winartiges Material mit dem Füllstoff versetzt werden worauf dieses anschließend laminiert, d. h. zu cincir Schichtstoff verarbeitet wird. In diesem Fall kann da« imprägnierte Grundmaterial z. B. aus Laminaten au< Hartpapicren oder Glasfasern bestehen.

Gemäß einer weiteren Aiisführungsform der Erfin· dung kann der katalytisch wirkende Füllstoff in einei Druckfarbe fein verteilt und anschließend z. B. im Siebdruckverfahren auf ein Substrat aufgedruckt und

dann ausgeheizt werden.

Gemäß einer weiteren wichtigen Aiisführungsform wird der Füllstoff mit einem entsprechenden Harz gemischt, worauf das gewünschte Formstück hcrgcst·., ill wird. In diesem Fall ist das ganze Substrat durch und durch katalytisch. Wird ein solches Substrat mit Löchern oder Schlitzen versehen, so bildet sich nach Eintauchen in ein stromlos Metall abscheidendes Mad ein Mctallfilm sowohl auf der Oberfläche als auch auf den inneren Wandungen der Löcher und Schlitze.

Diese Ausführungsform ist besonders wichtig für die Herstellung gedruckter Schaltungen, weil in diesem Fall eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Metaünicdersehlag auf der Oberfläche und dem inneren der Trägerplatte besieht.

Die katalytischen Füllstoffe eignen sich somit sowohl als Zusatz zu Photolacken als auch zur Imprägnierung von Harzen und Harzgemischen für alle Arten von Plastikmaterialien sowie für keramische Massen und Tone, die metallisiert werden sollen.

Mit »katalytisch« wird ein Material bezeichnet, welches katalytisch auf die Reduktion von Metailkationen in stromlos Metall abscheidenden Bädern wirkt. Die Menge an Katalysator, die dem Grundmaterial zugesetzt wird, hängt vom Typ des Katalysators sowie vom verwendeten Verarbeitungsverfahren ab und kann zwischen0,001 "I₀ bis80"/„vai.iert werden. Vorzugsweise werden zwischen 0,1 ⁿ/„ und 50°/₀, bezogen auf die Menge an Grundmaterial oder Klebstoff für Überzüge, verwendet.

Typische zur Herstellung des katalytischen Grundmaterials und Klebstoffs verwendbare organische Grundstoffe sind z. B. wärmeaushärtbare und thermoplastische Harze sowie deren Gemische.

Zur Herstellung gedruckter Schaltungen enthält der

gegebenenfalls verwendete katalytische Klebstoff in der Regel ein flexibles Klebharz, das entweder für sich allein oder im Gemisch mit wärmeaushärtbaren Harzen des angegebenen Typs vorliegt. Typische geeignete flexible Klebharze sind z. B. flexible Epoxyharze, PoIy vinylacetalharze, Polyvinylalkoholharze und PoIy- vinylacetate.

Als Klebharze werden vorzugsweise natürliche oder synthetische Gummis verwendet, z. B. chlorierte Gummis, oder chlorosulfonierte Polyäthylenbutadiene, Akrylonitril-Mischpolymerisate und Acrylpolymerisate und -mischpolymerisate.

Klebharze des angegebenen Typs enthalten polare Gruppen, z. B. Nitrile, Epoxyde, Acetale und Hydro-

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xyle. Derartige Harze mischpolymerisieren und plasti- In F i g. 1 wird eine Platte gezeigt, welche ein

fizieren jedes wärmeaushärtbare Harz, welches im erfindungsgemäßes Substrat aufweist, das mit kata-

Gemisch mit ihnen vorhanden ist, wobei die vorliegen- lytisch wirksamem Füllstoff imprägniert ist, so daß

den polaren Gruppen die guten Klebeeigenschaften dieser auf die Reduktion von Metallkationen zu Metall

se!, her Harzgemische bewirken. 5 in stromlosen Bädern katalytisch wirkt.

Die katalytischen Kleber enthalten neben den an- Der katalytische Füllstoff 12 liegt fein verteilt in

gegebenen Klebharzen in darin fein verteilter Form dem Grundmaterial 10 vor, und die Oberfläche des

ein oder mehrere katalytisch wirksame Stoffe des an- Grundmaterials ist mit einem dünnen Metallfilm 14

gegebenen Typs. überzogen. Dieser Metallfilm hat vorzugsweise eine

Es kann auch ein katalytisches Grundmaterial mit io Dicke zwischen 0,05 und 105 Mikron und besteht

nichtkatalytischen Oberflächen hergestellt werden. beispielsweise aus Kupfer.

Wird z. B. nur eine sehr geringe Menge katalytischer Wird der Metallfilm 14 nach konventionellen VerFüllstoff dem Grundstoff zugesetzt, so ist die Ober- fahren hergestellt, indem eine dünne Metallfolie auf fläche praktisch frei von katalytisch wirkenden Par- die Oberfläche des Grundmaterials in Form einer tikeln. Soll andererseits ein an katalytischem Füllstoff 15 Schicht aufgebracht wird, so hat diese eine Dicke von reiches Grundmaterial verwendet werden, so können etwa 17 Mikron. Wird das Metall aufgedampft oder die Oberflächen mit einer nichtkatalytischen Kleber- durch stromlose Metallabscheidung aufgebracht, so schicht versehen werden. Wird z. B. Hartpapier oder kann die Schichtdicke nur etwa 0,05 Mikron betragen. Glasfasermaterial, das mit einem katalytischen Harz- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das getränkt ist, als Grundmaterial verwendet, so können ao Metall, vorzugsweise Kupfer, durch Niederschlagen die Oberflächen vor dem endgültigen Verpressen mit aus einem stromlos arbeitenden Bad abgeschieden, einer nichtkatalytischen Harzschicht versehen werden. Der gebildete Metallfilm hat dann in der Regel eine Eine derartige Schicht kann auch noch nachträglich Dicke von 0,05 bis 30 Mikron, vorzugsweise von 0,1 aufgebracht werden. bis 10 Mikron.

Zur Metallisierung von Kunststotfartikeln wird zum 45 Dünne Metallfilme haben den Vorzug, daß sie sehr Unterschied von der Herstellung gedruckter Schaltun- schnell und leicht geätzt werden können, wie weiter g η ein verhältnismäßig billiges, nichtkatalytisches unten noch beschrieben werden soll.
Material verwendet, das auf den zu metallisierenden In F i g. 2 ist eine Platte 10 gezeigt, die einen ka-Obernächen mit einem katalyüschen überzug vcf- ialyiischen Füllstoff 12 enthält und die auf beiden sehen wird. Um die katalytische Wirkung dieses Über- 30 Seiten einen dünnen Kupferfilm 14 trägt,
zugs noch zu verstärken, kann die Oberfläche mit In den F i g. 3 und 4 werden andere Ausgestaltungseiner oxydierenden Säure aufgeschlossen werden. formen der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Platten Hierfür eignet sich insbesondere Chromschwefelsäure. veranschaulicht. Werden nämlich bestimmte kataly-Durch eine derartige Behandlung werden in der Ober- tische Füllstoffe, z. B. in Form von festen Teilchen, fläche Poren gebildet, so daß ein besserer Kontakt 35 verwendet, so besteht eine gewisse Neigung, daß die zum katalytischen Füllstoff geschaffen wird. Darüber daraus hergestellten Platten an der Oberfläche verhinaus wirkt sich die Porosität der Oberfläche günstig hältnismäßig wenig katalytischen Füllstoff und verauf die Haftfestigkeit der aufgebrachten Metallschicht gleichsweise viel Harz aufweisen. Dies kann dazu aus. Das nach stromlosem Verfahren aufgebrachte führen, daß die Oberfläche des Grundmaterials nicht Metall kann z. B. Kupfer, Nickel, Gold oder Silber 40 sehr katalytisch ist, obgleich das Innere der Platte oder ein ähnliches Metall sein. Dieses Verfahren ist gute katalytische Eigenschaften aufweist. In diesen verhältnismäßig billig, da der teure katalytische Füll- Fällen wird daher die Oberfläche der Platte 10 auf stoff nur in dem Oberflächenüberzug verwendet wird. einer oder auf beiden Seiten mit einem katalytischen

Derartige Kunststoffartikel können z. B. durch Kleberüberzug 18 versehen, wie es in den F i g. 3 Spritzen oder Pressen hergestellt werden, wobei der 45 und 4 dargestellt ist. Eine andere Möglichkeit zur katalytische Überzug im gleichen Arbeitsprozeß her- Behebung dieser Erscheinung besteht darin, die Obergestellt oder nachträglich aufgebracht werden kann. fläche einer Säurebehandlung auszusetzen. Hierfür Die katalytische Überzugsmasse kann aus dem gleichen besonders geeignet sind oxydierende Säuren, z.B. oder einem anderen Kunstharz bestehen, wobei für Schwefel-, Salpeter- oder Chromsäure sowie Gedie Kunststoffartikel vorzugsweise möglichst billige 50 mische derselben. Die Behandlung mit derartigen Materialien, z. B. Polyester oder Phenolharze, oder Säuren macht nicht nur die Oberfläche katalytisch auch andere Kunstharze des angegebenen Typs ver- aktiv, sondern beeinflußt auch meistens die Haftwendbar sind. festigkeit der Metallschicht günstig.

Werden zur Metallisierung der Substrate nach der Die F i g. 5 stellt die Verfahrensschritte zur Her-Erfindung stromlos arbeitende Metallabscheidungs- 55 stellung einer einseitig gedruckten Leiterplatte mit

bäder verwendet, so können die abgeschiedenen durchplattierten Löchern dar.

Schichten sehr dünn sein, was bei nachfolgender In Fig. 5A wird die Ausgangsplatte 10 aus kata-

Ätzung von Vorteil ist. Tn der Regel liegt die Schicht- lytischem Substrat dargestellt, die auf einer ihrer

dicke zwischen 0,1 und 7 mils oder 0,0025 bis 0,175 mm, Oberflächen mit einem dünnen Metallfilm 14 versehen doch können auch noch Metallfilme geringerer Dicke 60 ist, der die ganze oder Teile der Oberfläche bedecken

aufgebracht werden. kann.

Aus den erfindungsgemäßen Substraten sind z.B. In Fig. 5B ist eine negative Maske20 auf die Platten herstellbar, die auf einer oder mehreren Ober- Metallfolie 14 gedruckt, wobei die Bezirke frei bleiflächen mit einem dünnen Metallfilm überzogen und ben, die dem gewünschten Schaltschema entsprechen, mit oder ohne durchplatrierte Löcher für Ein-, Zwei- 65 In Fig. 5C ist durch Bohren oder Stanzen ein und Mehrebenenschaltungen verwendet werden kön- Loch 22 hergestellt worden, das als Verbindung dient nen. Die Erfindung wird durch die Zeichnung näher Die in F i g. 5 C dargestellte Platte wird dann in ein veranschaulicht. stromlos Metall abscheidendes Bad gebracht, und

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Metall 26 wird auf der inneren Lochwandung 30 ab- deren katalytische Grundplatte 106 beidseitig mit geschieden. Außerdem wird Metall in all jenen Ober- einer katalytischen Klebeschicht 18 versehen ist. Auf flächenbezirken abgeschieden, die nicht von der der äußeren Kleberschicht 18 wird ein Schaltschema Maske 20 abgedeckt sind.Gcwünschtenfalls kann nach 150 (F i g. 10A) aufgebracht, wie in Verbindung mit Abscheidung des Metalls auf der Lochinnenwand eine 5 Fig. 9, 9A und 9B beschrieben. Auch hier können Elektrode an die Platte gelegt und das Schaltungs- Löcher 110 vorgesehen sein, um gleichzeitig die Lochmuster nach konventionellen Verfahren aufplattiert innenwandungen und das Schaltschema 150 auf der kawerden. Nachdem entweder galvanisch oder stromlos talytischen Schicht 18 aufzuplattieren (vgl. F i g. 10 A). das Schaltungsmuster in der gewünschten Stärke auf- Die ganze Schaltung wird durch den katalylischen plattiert ist, wird die Maske 20 mit einem geeigneten io Kleber 18 zusammengehalten. Die Löcher 110 mit den Lösungsmittel entfernt (vgl. Fig. 5E). Schließlich metallisierten Innenwandungen 112 bilden die Verwird die Platte in eine Ätzlösung gebracht, die z. B. bindungen zwischen den Schaltungen 150 und 104, aus Ferrichlorid oder Ammoniumpersulfat bestehen Gewünschtenfalls kann auf der Oberfläche 101 ein kann, um das bisher von der Maske abgedeckte Schaltschema 151 aufgebracht werden (vgl. F i g. 10B). Kupfer wegzuätzen. Ist der ursprüngliche Metallfilm 15 Gemäß dieser Ausführungsform kann eine zusätzliche sehr dünn, z. B. weniger als 5 Mikron, so ist es nicht katalytische Schicht 18 zum Überziehen der Obererforderlich, während des Ätzvorganges das Schalt- fläche 101 verwendet werden, bevor das Schaltmuster oder die Lochinnenwandungen abzudecken, schema 151 hergestellt wird.

da der Ätzvorgang so kurz ist, daß keine nennens- Alle in den Fig. 9A, 9B, 1OA und 1OB darge-

werte Verminderung der Dicke der Leiter oder der ao stellten Mehrebenenschaltungen können sowohl nach

Lochinnenwandungen eintritt. der beschriebenen additiven Methode als auch durch

Das gleiche Verfahren, wie es in F i g. 3 dargestellt das Druck- und Ätzverfahren hergestellt werden,

ist, kann auch für zweiseitige Platten mit durchplat- In den Fig. 11 bis 15 sind Ausführungsformen

tierten Löchern, wie sie in F i g. 6 dargestellt sind, dargestellt, wie sie sich in manchen Anwendungs-

verwendet werden. Die erhaltene Platte besteht aus 25 gebieten, z. B. bei ein- oder doppelseitig gedruckten

dem katalytischen Grundmaterial 10 und weist auf der Schaltungen oder auch bei Mehrebenenschaltungen,

unteren und oberen Oberfläche die Schaltmuster 52 als zweckmäßig erweisen, nämlich Ausgestaltungen,

und 54 auf. Eine Verbindung besteht durch das in denen eine Oberfläche der fertigen Schaltung keine

Loch 22, dessen Innenwand mit der Metallschicht 24 katalytischen Eigenschaften hat.

bedeckt ist. 30 In F i g. 11 ist eine Platte aus dem katalytischen

In F i g. 8 ist eine einseitige Platte mit durch- Substrat 10 mit einer nichtkatalytischen Oberfläche 11

plattiertem Loch dargestellt, die nach dem gleichen gezeigt. Diese nichtkatalytische Oberfläche haftet auf

Verfahren hergestellt wurde, wie es an Hand der dem Substrat 10 und bedeckt dieses in der Regel vcil-

F i g. 5 gezeigt und für die Platte der F i g. 3 be- ständig,

schrieben wurde. 35 In F i g. 13 ist eine katalytische Grundplatte 10

In F i g. 7 ist eine zweiseitige Platte mit durch- mit einer nichtkatalytischen Oberfläche 11 und einer

plattiertem Loch dargestellt, die nach dem in der Metallfilmschicht 14 gezeigt.

F i g. 5 dargestellten Verfahren entsprechend F i g. 4 In F i g. 14 ist eine Platte gezeigt, welche zur Herhergestellt wurde. In der F i g. 7 werden die beiden stellung gedruckter Schaltungen Verwendung findet. Schaltschemen 52 und 54 durch das Loch 22 der 40 Sie besteht aus der katalytischen Grundplatte 10, die Grundplatte 10 verbunden. Die inneren Lochwandun- eine nichtkatalytische isolierende Oberfläche 11, eine gen sind mit stromlos abgeschiedenem Metall 24 katalytische Kleberschicht 18 und einen dünnen Metallbedeckt, film 14 aufweist.

Die F i g. 9, 9 A und 9 B zeigen Verfahren zum In F i g. 15 ist eine katalytische Grundplatte 10

Herstellen von Mehrebenenschaltungen aus dem 45 mit einer nichtkatalytischen Oberfläche 11 und einer

erfindungsgemäßen Substrat. In F i g. 9 wird eine katalytischen Kleberschicht 18 dargestellt.

Platte500 aus katalytischem Grundmaterial 100 dar- Die Fig. 16 und 17 zeigen weitere zur Herstellung

gestellt, die ein Schaltschema 104 trägt. Schichtförmig gedruckter Schaltungen brauchbare Platten, nämlich

darauf aufgebracht ist eine Platte 600 aus katalytischem F i g. 16 eine Platte aus dem Substrat 10 mit einei

Harz 106. Auf 106 wird wie in Fig. 9 A dargestellt 50 einseitigen katalytischen Kleberschicht 18 und Fig. 1'

das Schaltschema aufgebracht. Gewünschtenfalls kön- die gleiche Platte mit katalytischen KJeberschichten If

nen Verbindungslöcher 110 vorgesehen werden, deren auf beiden Seiten.

Innenwandungen mit einer Metallschicht 112 über- In F i g. 18 A ist ein mit Metall kaschiertes Substra

zogen werden (vgl. F i g. 9 A). Auf der unteren Ober- gezeigt, welches in F i g. 18 B bedruckt ist mit einen fläche 101 kann ebenfalls eine Schaltung hergestellt 55 Negativ 16 auf einem sauren Lack 15.

werden, und zwar gleichzeitig mit der Schaltung 108 Nach erfolgtem Druck (vgl. Fig. 18Q ist dii

(vgl. F i g. 9 B). nicht durch den Schutzlack bedeckte Metallfolie weg

In Fig. 10 sind Bauelemente dargestellt, die sich geätzt und dadurch das Leiterbild 14 bis 15 hergestell

als vorteilhaft erweisen, wenn die Substretoberflädie (vgl. F i g. 18D). Nach dem Ätzen wird der Schutz reich an Harz, aber verhältnismäßig arm an katalyti- 60 lack 15 entfernt und das Leiterbild 14 freigelegt (vgl

schem Füllstoff ist. Die daraus hergestellten Mehr- Fig. 18E). In Fig. 18F ist das Leiterbild 14 um

fachschaltungen sind in den Fig. 1OA und 1OB das Grundmaterial mit einer katalytischen Farbe 1'

dargestellt. überzogen, auf weiche eine negative Maske 17 aui

Auf eine Platte501 der Fig. 10 wird ein Schalt- gedruckt ist, bei der die Leiterzüge des nächst© schema 1G4 durch Druck- und Ätztechnik auf der 65 Leiterbildes9 frei bleiben (vgl. Fig. 18G). An de;

katalytischen Klebstoffschicht 18 aufgebracht, welche Verbindungsstellen werden „odann Löcher gebolu

am katalytischen Substrat 100 gebunden ist Auf das (vgl. Fig. 18H). Schließlich wird die Schaltung i;

Schältschema 104 wird eine Platte 502 aufgebracht, ein stromlos Metall abscheidendes Bad getaucht ..

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daß Metall in den Lochwandungen und in den vom Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin-

Maskenlack frei gebliebenen Bezirken 9 abgeschieden dung wird eine Platte aus katalytischem Substrat mit

und ein zweites Leiterbild 54 gebildet wird. Die katalytisch wirksamen Oberflächen, die vorzugsweise

Maske 17 kann bestehenbleiben oder nach der Metall- durch Verwendung eines katalytisch wirksamen KIe-

abscheidung entfernt werden. 5 bers in der angegebenen Weise hergestellt wurden, auf

Nach einem weiteren Verfahren zur Herstellung von einer oder mehreren Oberflächen mit einer negativen

zweiseitig gedruckten Schaltungen mit durchplattierten Maske bedruckt, worauf Löcher an den vorgesehenen

Löchern aus mit Metall kaschiertem katalytischem Stellen gebohrt oder gestanzt werden. Die Plattt wird

Substrat wird auf die Kupferkaschierung eine positive dann in einem stromlos arbeitenden Metallabschei-

Maske aufgedruckt unter Verwendung eines ätz- io dungsbad an den nicht durch die Maske abgedeckten

beständigen Widerstandlackcs. Anschließend wird das Stellen sowie im Inneren der Löcher mit einem Metall-

durch den Lack nicht geschützte Metall weggeätzt, niederschlag versehen.

worauf dei Lack entfernt wird. Danach wird die Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausfüh-

ganze Platte mit einem nichtkatalytischen Abdeck- rungsform wild eine Platte aus katalytischem Substrat

lack überzogen, und die Platte wird gelocht. An- 15 mit nichtkatalytischen Oberflächen mit Hilfe einer

schließend wird die Platte in ein stromlos Metall katalytisch wirksamen Druckfarbe, deren Herstellung

abscheidendes Bad gebracht und ein Metallnieder- entweder durch Zusatz von katalytisch wirksamem

schlag auf den Lochwandungen abgelagert, wodurch Füllstoff zu normaler Siebdruckfarbe oder zu einer

die Schal.ungen auf beiden Seiten verbunden werden. lichtempfindlichen Druckfarbe erfolgt, mit einem

Gewünschtenfalls kann die Abdeckmaske dann ent- ao Schaltschema bedruckt. Nach dem Bohren oder

fernt werden. Stanzen der Löcher und Schlitze wird die Platte in

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausge- einem stromlos arbeitenden Metallabscheidungsbad

staltung wird eine Platte aus katalytischem Substrat, behandelt.

das beidseitig mit einer Kupferkaschierung und an Von entscheidendem Vorteil ist es, daß die erfinbestimmten Punkten mit Löchern und Schlitzen ver- 25 dungsgemäßen Substrate ohne irgendeinen Sensibilisehen ist, in ein stromlos Metall abscheidendes Bad sierungsvorgang direkt zur Herstellung gedruckter gebracht, so daß die Metrllfolie und die Lochwan- Schaltungen verwendbar sind, auch wenn diese mit düngen mit einem dünnen Metallfilm überzogen durchplattierten Löchern versehen werden sollen, werden, worauf eine negative Maske auf die Ober- Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher fläche aufgedruckt und die Platte in ein Galvanisie- 30 erläutern, rungsbad eingebracht wird, um das gewünschte Schaltungsschema galvanisch aufzuplattieren. Nach Ent- Beispiel 1 fernung der Maske wird die Platte so lange einem

Ätzbad ausgesetzt, bis die nun freigelegte Ursprung- _Em Molekularsieb des Typs A, d. h. ein kristalliner

liehe Metallfolie weggeätzt ist. Für zahlreiche Anwen- 35 Zeolith der Grundformel dungsbereiche reicht eine Kupferoberfläche auf den

Leiterzügen nicht aus, so daß es sich als notwendig ,. , _n, _Am . „_c;ri . „„ r»

ι ι· η ι ι r*i ri-ii vi- ι ι m WInInKJ . t\ln\Jn . XolkJo . VtInKJ

erweist, anschließend noch z. B. Silber, Nickel, Rho- *' ^{2 3} 2^2 dium. Gold oder Zinn/Blei aufzuplattieren.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausfüh- 40 ^wonn bedeutet

rungsform wird die Oberfläche des katalytischen . , . ,, _T, .

Substrats in solcher Weise behandelt, daß diese mit ^M mindestens ein austauschbares Kation, welches

Sicherheit keine katalytischen Eigenschaften aufweist. ^die Elektronenvalenz im Tetraeder ausgleicht,

Diese Oberflächen werden sodann mit einer Metall- " die Anzahl der Valenzen des Kations,

schicht versehen, und anschließend wird ein Schaltbild 45 .v die Zahl der Mole SiO₂ und

nach bekannten Verfahren aufgedruckt, worauf das _y die Zahl der Mole Wasser, nicht von der aufgedruckten Maske bedeckte Kupfer
weggeätzt wird. Nach Entfernung der aufgedruckten

Maske wird die Platte in ein stromlos Metall abschei- und in welchem der Wert für χ — 2,0 ist, wurde mehr-

dendes Bad gebracht und ein Metallniederschlag so- 50 fach einer wäßrigen Silbernitratlösung ausgesetzt, und

wohl auf den Leiterzügen als auch auf den Loch- zwar so lange, bis der Kationenaustausch vollständig

wandungen erzielt. war, was dadurch angezeigt wird, daß kein Silbei

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin- mehr aufgenommen wird. Nach dem Kationenaus·

dung wird ein katalytisches Substrat mit einer dünnen tausch wurde das Molekularsieb gut nachgewascher

Metallkaschierung versehen, worauf die Oberfläche 55 und bei 200⁰C getrocknet. Anschließend wurde mi

mit einer negativen Maske bedruckt und entsprechend Hilfe des wie angegeben behandelten Molekularsieb

dem Schaltschema gelocht wird. Anschließend wird eine Polyesterharzmasse der folgenden Zusammen

die Platte in ein stromlos Metall abscheidendes Bad Setzung hergestellt: gebracht, um einen Metallniederschlag in den nicht

abgedeckten Bezirken der Oberfläche sowie auf den 60 Polyesterharz 20 g

inneren Lochwandungen zu erzeugen. Die Platte wird Benzoylperoxyd 0,6 g

entweder so lange in dem Bad belassen, bis der Metall- Kaolin 10 g

niederschlag eine ausreichende Stärke erreicht hat, Molekularsieb des Typs A nach Ka-

oder es wird im stromlos arbeitenden Bad nur ein tionenaustausch mit Silber 0,05 g

dünner Metallniederschlag erzeugt, und diese?· wird 65

anschließend galvanisch verstärkt. Danach wird die Aus der erhaltenen Masse wurde ein Formstück ge

Maske entfernt, und schließlich wird in einem Ätzbad fertigt, in welches Locher gebohrt wurden und welche

die ursprüngliche dünne Metallfolie weggeätzt. anschließend in ein stromlos Kupfer abscheidende

Bad der folgenden Zusammensetzung eingebracht wurde:

Kupfersulfat 0,06MoI/l

Äthylendiamintetraessigsäure .. 0,12 Mol/l

Formaldehyd 0,08 Mol/l

Natriumcyanid 0,5 Millimol/I

pH-Wert eingestellt durch

NaOH-Zugabe auf 12

Temperatur 57°C

Benetzer lg/I

Nach 60 Minuten war ein Kupferniederschlag auf der Innenwandung der Löcher feststellbar.

Bei Erhöhung des Gehaltes an katalytischem Füllstoff wurde die Zeit bis zrjn Auftreten eines feststellbaren Kupferniederschlages, wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich, verkürzt:

Menge an katalytischem
Füllstoff

0,5 g
1,0 g
2,5 g

Zeit bis zum Auftreten eines feststellbaren Cu-Niederschlags

30 Minuten

15 Minuten

5 bis 10 Minuten

Beispiel 2

20 g des unter der Bezeichnung »Amberlite IR-20« bekannten Ionenaustauscherharzes (das Harz gehört in die Polystyrolgruppe, hat gebundene Sulfonsäurereste und besitzt eine große Austauschkapazität) wurde mit einer Silbernitratlösung so lange behandelt,

bis der Kationenaustausch vollständig vollzogen war, wie durch die Nichtaufnahme weiterer Silbermengen angezeigt wurde. Danach wurde da° Har* getrocknet und gemahlen. Es wurde sodann das folgende Gemisch hergestellt:

Polyesterharz 20 g

Benzoylperoxyd 0,5 g

Kaolin 9 g

ίο Austauscherharz nach Austausch mit

Silber Ig

Das aus dem erhaltenen Gemisch hergestellte Formstück wurde in ein Bad der im Beispiel 1 angegebenem Zusammensetzung eingebracht. Der an den Lochwandungen auftretende Kupferniederschlag bewies, daß das hergestellte Substrat katalytisch aktiv war.

Beispiel 3

Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Austauscherharz in diesem Fall mit einer Palladiumchloridlösung statt einer Silbernitratlösung behandelt wurde und daß als Ionenaustauscher ein Polystyrol-Austauschharz mit quaternären Amin- statt mit SuIf onsäuregruppen, das demzufolge basisch reagierte, verwendet wurde. Im übrigen wurde wie im Beispiel 2 verfahren unter Verwendung der gleichen Merge mit Palladiumgesättigtem Austauscherharz. Das herge-

stellte Formstück wurde in das gleiche stromlos Metall abscheidende Bad getaucht, das im Beispiel 1 benutzt wurde. Im Inneren der Lochwandungen war bereits nach einer halben Stunde ein Kupferniederschlag feststellbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

ι 2 Weise herzustellen, daß die mit Löchern versehenen Patentansprüche: Substrate zunächst sensibilisiert, d. h. nacheinander mit wäßrigen Lösungen von Stannochlorid und einer

1. Für die stromlose; Metallabscheidung nach an Edelmetallsalzlösung behandelt werden, worauf sie in sich bekannten Verfaliren geeignetes, aus elektrisch 5 einem stromlos arbeitenden Metallisierurgsbad mit isolierenden Stoifen vom Typ der Gieß-, Spritz- einem Metallüberzug versehen werden. Es ist ferner bzw. Preß-Harzpulver, der wärmehärtbaren bzw. bekannt, Sensibüisierungslösungen zu benutzen, welthermoplastischen sowie flexiblen Harze und Kunst- cheZinnsalz und Edelmetallionen gemeinsam enthalten, stoffe oder Mischungen derselben, der Photolacke Solche Sensibilisierungsverfahren haben zahlreiche oder Druckfarben bestehendes Substrat, z.B. für io Nachteile. So ist z. B. eine Benetzung von hydrophoben gedruckte Schaltungen, mit einem Gehalt an zum Substratoberflächen mit wäßrigen Lösungen nicht Kationenaustausch befähigten Gruppen, da- möglich. Sollen derartige Sensibilisierungsverfahren durch gekennzeichnet, daß es mit auf Substrate angewandt werden, die freie Metalleinem oder mehreren Metallen der Gruppe IB oberflächen aufweisen, so erweist es sich als nach- und VTTT des Periodensystems beladene Tonen- 15 teilig, daß die Haftfestigkeit der auf der Metallobera.istausche-, insbesondere in feinverteiltem, pulver- fläche stromlos aufgebrachten Metallschicht nur sehr förmigem Zustand, als Füllstoff enthält oder mit gering ist, was auf die im Sensibilisierungsverfahren derartige Füllstoffe enthaltenden Überzügen ver- auf der Metalloberfläche entstehende sogenannte sehen ist und gegebenenfalls an der Oberfläche teil- Seederzwischenschicht zurückzuführen ist. Diese Zwiweise metallisiert ist. 20 schenschicht verhindert eine gute Haftfestigkeit des

2. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekenn- aufplattierten Metalls sowohl an den Folienkanten, zeichnet, daß der Ionenaustauscher aus einem Ton- welche die Lochwandungen umgeben, als auch auf mineral, einem kristallinen Metall-Aluminosilikat der Folienoberfläche selbst. Andererseits gibt es ver- oder einem organischen Kationen-Austauscherharz schiedene Gründe, die ein Aufbringen einer zusätz- oder einem Gemisch derselben besteht. 25 liehen Metallschicht auf einer ursprünglich bereits

3. Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekenn- vorhandenen Metallschicht erforderlich machen. So zeichnet, daß das Tonmineral aus einem Mont- kann z. B. die Folienstärke ungenügend sein, oder es morillonit, Bentonit, Hektoni , Saponit, Attapulgit, kann sich als zweckmäßig oder erforderlich erweisen, llligit. Vermiculit oder Zaolith oder einem Gemisch die Oberfläche mit einem anderen Metall zu überderselben besteht. 30 ziehen, um so bestimmte Eigenschaften zu erzielen.

4. Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Zur Vermeidung von Sensibilisierungsverfahren ist zeichnet, daß das Kationen-Austauscherharz funk- es bereits bekannt, die Oberflächen von derartigen tionelle Gruppen enthält, die aus Sulfonsäure-, Substraten mit zum Ionenaustausch befähigten Grup-Phosphorsäure-, Carboxyl-, Phenol- oder substi- pen zu versehen, indem die Substrate üblichen bekanntuierten Aminogruppen bestehen. 35 ten Sulfonierungs-, Hydroxylierungs- oder Carboxy-

5. Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekenn- lierungsverfahren unterworfen oder mit zum Ionenzeichnet, daß das kristalline Metall-Aluminosilikat austausch befähigte Gruppen aufweisenden Farb-Poren mit einem Öffnungsdurchmesser von 3 bis stoffen behandelt werden, wobei die Farbstoffe an der 15 Ä aufweist. Oberfläche irreversibel adsorbiert werden. Danach

6. Substrat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge- 40 werden diese zum Ionenaustausch befähigten Oberkennzeichnet, daß der katalysierend wirkende Füll- flächen mit wäßrigen Lösungen, wie Gold-, Silber-, stoff in einer Menge von etwa 0,001 bis 70 Gewichts- Platin- oder Palladiumionen enthalten, in Kontakt prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des elek- gebracht, worauf reduziert und in üblicher bekannter trisch isolierenden Stoffes, vorliegt. Weise eine Metallschicht abgelagert vsird.

7. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 45 Nachteilig; an diesem bekannten Verfahren ist jezeichnet. daß zumindest ein Teil seiner Oberfläche doch, daß mit dessen Hilfe gedruckte Schaltungen mit mit einer Schicht aus einem Klebstoff, der den Lochwandu igen, die ebenfalls einwandfrei metallisiert katalysierend wirkenden Füllstoff enthält, ver- werden sollen, in völlig befriedigender Weise nicht sehen ist. herstellbar sind, da die zum Ionenaustausch befähigten

8. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 50 Gruppen nur an der Oberfläche erzeugt werden,
zeichnet, daß es aus einem anorganischen elektrisch Aufgabe der Erfindung ist es, elektrisch isolierende isolierenden Stoff und einem anorganischen kata- Substrate anzugeben, die sich auch zur Herstellung lysierend wirkenden Füllstoff besteht. von Druckschaltungen, z. B. auch Zwei- und Mehrschichtleiterplatten, mit einwandfrei metallisierten

55 Lochwandungen hervorragend eignen und die sich

außerdem durch gute Haftfestigkeit der darauf z. B. stromlos aufgebrachten Metallniederschläge sowie

Die Erfindung betrifft ein für die stromlose Metall- durch einfache Handhabung und große Wirtschaftlich-

abscheidung nach an sich bekannten Verfahren ge- keil auszeichnen.

eignetes, aus elektrisch isolierenden Stoffen vom Typ 60 Gegenstand der Erfindung ist ein für die stromlose

der Gieß-, Spritz- bzw. Preß-Harzpulver, der wärme- Metallabscheidung nach an sich bekannten Verfahren

härtbaren bzw. thermoplastischen sowie flexiblen geeignetes, aus elektrisch isolierenden Stoffen vom

Harze und Kunststoffe oder Mischungen derselben. Typ der Gieß-, Spritz- bzw. Preß-Harzpulver, der

der Photolacke oder Druckfarben bestehendes Sub- wärmehärtbaren bzw. thermoplastischen sowie flexi-

strat. z. B. für gedruckte Schaltungen, mit einem 65 blen Harze und Kunststoffe oder Mischungen der-

Gehalt an zum Kationenaustausch befähigten Gruppen. selben, der Photolacke oder Druckfarben bestehendes

Es ist bereits bekannt, Substrate für gedruckte Schal- Substrat, z. B. für gedruckte Schaltungen, mit einem

Ui/igen mit metallisierten Lochwandungen in der Gehalt an zum Kationenaustausch befähigten Grup-