DE1765646A1 - Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen - Google Patents

Description

Anaelderin; Stuttgart, den 24οJuni 1968

Electro Connective Systeme_t Inc. P 1827 S/kg 87 Westgate Drive
Brooktown, Masso, V₀St₀A₀

Verfahren, zur Herstellung gedruckter Schaltungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung

gedruckter Schaltungen» bei dem eine leitende Folie

auf einen Träger au» isolierendem Material aufgebracht»

die als Stromwege gewünschten Teile der folie mit einem

gegen Ätzmittel wideratandefähigen Material abgedeckt, "

die freiliegenden Teile der Folie geätzt und danach das gegen Ätzmittel widerstandsfähige Material entfernt wird»

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ORIGINAL INSPECTED

Nach diesem Verfahren hergestellte gedruckte Schaltungen sind seit langem allgemein bekannt. Se let auch bekannt 9 dieses Verfahren zur Herstellung beliebiger Längen von Kabeln zu verwenden, tie aus parallelen flachen Leitern auf einem biegsamen dielektrischen Band bestehen.

Eb gibt verachiedene Verfahren zur Beschichtung einer Folie mit einem gagen Ätzmittel widerstandsfähigen Matrial, das raanohnal auch resist genannt wird, damit das gewünschte Huster der Stromwege erhalten wird» wenn die Folie anschließend äer Ätzung unterworfen wirdo Bei einem aus der britisohen Patentschrift 461 275 bekannten Verfahren wird die ganze Folienoberfläche mit säurebeständigem Material beschichtet und es werden anschließend die Abschnitte, die nicht für die Stromwege benötigt werden, mechanisch entfernt« Sie unbedeckte Folie wird dann auegeätzt, Anschließend wird das säurebeständige Material, das die durch die Ätzung gebildeten Stromwege bedeckt, tntfsrnt. Bei einer anderen Technik, dit mit Erfolg zur Herstellung gedruckter Schaltungen verwendet worden ist, wird das gewünschte Master auf

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UIj FoI:" β nit einen Pi slat a'-iffjedrunkt, vronach die unfcedrAck-rim Flänhan der Folie ausgehst imd der Resin·'- ν·.·, α dem sei ruckten Muster entfernt wird- Ein weiterer Verfahren macht vcn einer lichtempfindlichen Be.s(3i]-Auhturi,3 oder einem lichtempfindlichen Lack Gebrauch* der ent' die iclie aufgebracht wird, Die beschichtete über.-*"' ücl'.e wire dann Ijioht ausgese-tst. das durch ein g

Negawi^ hindurchfällt, «nit dessen Hilfe auf der Sohicht ein Bild dea gewünschten Musters erzeugt wird ο Die belichtete lichtempfindliche Schicht wird dann mittels bekannter fotografischer Tschniken entwickelt, so daß ein gegen Ätzmittel widerstandsfähiger Überzug ver~ bleibt» der dem gewünschten Schaltbild entspricht₀ Dieses resisteMuster kann dann gehörtet oder auf andere Welse behandelt werden, um seinen Widerstand gegen das Ätzmittel zu erhöhen, und es wird dann die ganze Folie ausgeätzt, so daß die unbedeckten Fläohen- ^

abschnitte entfernt werden und das gewünschte Schaltungsmuster zurückbleibte Bei einem relativ jungen Verfahren, das aus der US~Patenteehrift 3 113 896 bekannt let, wird die Folie mit einer polymerisiert baren Substanz beschichtete Die Schicht der polymerieierbaren Substanz wird in dem gewünschten Schaltungen

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mueter mit Elektronen beschossen, wodurch die Substanz in dem gewünschten Muster zur Polymerisation gebracht wirdο Sann wird durch Ätzen der Folie der Teil der Folie entfernt} der nicht mit der polymerisieren Substanz bedeokt ist ο Weitere, aus den USA-Patent» Schriften 2 640 764, 2 746 848 und 2 706 697 bekannte Verfahren umfassen awei Ätzseliritte_o Im ersten Schritt wird ein Teil der Folie in den Bereichen die»in dem Schaltungsmuster nicht erwünscht sind_t entfernt, Die freiliegenden Ränder der teilweise freigelegten Strom« wege werden dann mit einem Ätzpulver behandelt, das auf den Rändern des Musters ein&gsgen Ätzmittel beständige Beschichtung ergibt, die ein Hinterschneiden bei der folgenden Ätzung verhinderte Die Folie wird dann erneut geätzt; um den Rest der unerwünschten Folienabechnitte zu entfernen und dadurch das Schaltungsmuster völlig freizulegen*

Bei allen bekannten Verfahren zur Erzeugung von Schaltungsmustern auf einem isolierenden Träger haben die Schaltungen, also die zurückgebliebenen Abschnitte der leitenden Folie, scharfe Ecken in denen die obere Fläohe

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rait den Randflachen zusammenstößtο Diese scharfen Kanten werden unabhängig von der Art des benutzten Reeist gebildete Y/enn die Schaltung eingeschlossen werden soll, beispielsweise durah Aufbringen eines isolierenden Filmes oder einer isolierenden Dedkechicht auf dio Leiter, sind diese scharfen Kanten unerwünscht, well sie in die Deckschicht einschneiden können^ Wenn die Schaltung mit ainem isolierenden Material bedeckt wird, wird die Deckschicht an den scharfen Kanten verdünnt und es wird an diesen Stellen ihre Kerf-festigkeit vermindert« Weiterhin bilden diese Kanten Funkte oder Linien mit einer dielektrischen Spitzenwirkung, also Stellen mit erhöhter Ladungedichte, in deren Umgebung eine Feldlinienkonzentration vorliegt, wodurch die elektrischen oder magnetischen Eigenschaften der Schaltung nachteilig beeinflußt werden können₀

Sine Möglichkeit «ur Entfernung der gebildeten scharfen Kanten besteht darin, die gesamte Schaltung naob vollendeter Xtaung und Entfernung des Resist-Materiala einer aweiten Ätiung zu unterwerfen» Dieses Verfahren , hat den wesentlichen Haobteil, daß hierbei eine über-

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mäßige Ätzung der Randflächen der Leiter stattfindet und flies« Leiter am Boden und an cien Handflächen hinterschnitten werden, Weiterhin ist bei diesem Verfahren die Breite der Leiter und der Zwischenräume zwischen den Leitarn nishfc aehr mit der erwünschten Genauigkeit einzuhalten, was eioh ungünstig auf die elektrischen und/oder die magnetischen Eigen» schäften der Schaltung auswirkt:

Der Erfindung liegt lie Aufgate zugrunde, diese Hachteile der bekannten Verfahren au rerraeiden und ein. Verfahren sur Herstellung gedruckter Schaltungen au schaffen, bei denen das die Stromwege bildende leitende Material abgerundete Kanten aufweist, die bein Einschließen der Schaltung keine Schwierigkeiten her« vorrufen und keine Stellen eine? hohen dielektrischen Ψ Spannungskonzentretion bilden« Dieses Verfahre» doll einfach und wirtschaftlich durohfUhrbar sein und nioht die Nachteile des Verfahrens aufweiten» bei dem die vollständig geätnte gedruokte Schaltung einer aweiten Iteung unterworfen wird, um die scharftu laatea su entfernen· Bndlioh soll die Erfindung bei allen bekannten

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Verfahren eingesetzt werden können, die gewöhnlich ?ur Herstellung gedruckter Schaltungen Anwendung findenο

Erfindung besteht darin, daß die freiliegenden Teile der Pollen beim Ätzen nur teilweise entfernt werden und nach den Entfernen des gegen das Ätzmittel _Λ widerstandsfähigen Materials eine zweite Ätzung erfolgt; bei der die zwischen den als Stromwege ausgewählten Teile der leitenden Folie vollständig entfernt und die Kanten der freigelegten Stromwege abgerundet werden3

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Verbindung mit jeder Ätztechnik Terwendet werden, bei der eine Maskierung Bit einem gegen Ätzmittel widerstandsfähigen Material erfolgt, um die gewünschten Stromwege zu be« '

stimmen, und dann die unbedeckten Fläohenbereiohe aus der leitenden Folie ausgeätzt werden.. Auch kann die Erfindung mit einer Vielzahl verschiedenster leiten» der Folien verwendet werdenο Weiterhin ist jedes beliebige, in der einschlägigen Technik zur Abdeckung

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verwendeteί gegen Ätzmittel widerstandsfähige Material bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar„ Diese Materialienρ die selbstverständlich mittels geeigneter Beschichtungsverfahren aufzubringen sind» können verschiedene Farben, Lacke, Leime und bituminöse Stoffe umfaeeeno Diese Materialien können duroh solche Techniken wie Kontakt» öder Offsetdruck, trockenes oder naeaee Aufsieben, lltcgraphische oder fotografleobe Verfahren aufgebracht werden.

Der isolierende Träger, mit dem die leitende Folie verbunden ist, kann aus jedem geeigneten Isoliermaterial bestehen, wie beispieleweise thermoplastisoben oder duroplastisohen Harzen, einschließlich der Kondensationsprodukte von Harnstoff-Formaldehyd und Melamin-Formaldehyd« Polyimiden, Fluorkohlenwasserstoffen, Celluloseacetaten und Polyamiden, sowie auch aus anderen glas- oder keramikartigen Stoffen, wie sie in dieser Technik bekennt sind«,

Die leitenden Folien, die verwendet werden» können ebenfalls alle in dieser Technik bekannten Folien umfassen, einschließlich Folien au· Aluminium, Sink, Magnesium und Kupfer·

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Weitere Einzelheiten unc Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand dee in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert \rlva* Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei weiteren Aasftibrungaformen der Erfindung einzeln für sich I oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden * Ee zeigen'.

Pig. 1 einen Querec^ni...a durch einen Abschnitt einer isoliere&irn Irajsohioht, die mit einer lei=> tenden Folie verbunden ist,

Figo 2 einen Schott für ai9 Anordnung räch Fig, 1 jedoch ausitzüich mit gegen Ätzmittel widerst&ndsfähigem Material, das Abschnitte der leitenden Folie abdeokt?

Figo 3 die Anordnung nach Fig. 2 nach Abschluß der ersten Ätzung,

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PIg₉ 4 die Anordnung tiacb Fig- 3 nach Entfernen d98 geges A't:S£ittel widerstandstähigen Material« und

Figo 5 die Anordnung nach Figo 4 naoh Abschluß de:? zweiten Ätzung

W Die Anordnung n&ch FIg₃ 1 bee teilt aus einer isolierenden Tragschicht, beispielsweise auβ Polyamid-Polyimid, mit der eine durchlaufende ?olie 12 aus leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer; verbunden ist-, Me leitende Folie kann Bit der isolierenden Tragschicht auf jede geeignete bekannte Weise verbunden seine Bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist die Tragschicht 10 durch Aufsprühen und Trocknen eines Materials erzeugt worden, das einen harten, forrastabilen Film aus Polyamid-

k Pülyimid bildet, der fest an der Folie 12 anhaftet» Die Dicke der tragenden Schicht und der Folie kann je naoh dem Verwendungszweck der gedruckten Sohaltung ausgewählt werdenο

In F5.g. 2 ist die Folie mit einem gegen At»Mittel wideretandefähigea Material 14 beschichtet_o Die Beeohiohtung

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BAß ORtGINAU

kann nach jedem der eben kurz behandelten Verfahren erfolgen, also beiepieleweiee durch Bedrucken oder mechanische_f strahlungs- oder fotografische Teohniken₀ Die Aufgabe des gegen Ätzmittel widerstandsfähigen Materials H besteht darin,. Teile der darunterliegenden leitenden Folie gegen die folgende Ätzung eu schützen»

In Figo 3 sind die oben bezeichneten Elemente nach der ersten Ätzung dargestellt« Die spezielle Technik, die sur Entfernung eines Teilee der leitenden Folie. .12 verwendet wird; hängt von der Art der Folie ab und es sind viele Techniken bekannt. Beispielsweise kann eine Säurelösung aufgegossen oder auf andere Weise mit der Folie in Berührung gebracht werden, damit sie die freiliegenden Abschnitt· dee Metalles angreifen kann» Der erste Ätevorgang dauert so lange an_; bis ein Teil der leitenden Folie von der Tragechioht entfernt worden istο Die "

Ätzung kann abgebrochen werden, indem die Ätzlösung von der Folie abgewaschen und dann die Folie getrocknet wirdo Bann wird das gegen das Ätsmittel widerstandsfähig· Baterial von de» teilweise freigelegten Schaltungemueter

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entlernt α Dies kann riuroh Lösen der Fares, dee Fotoresist oder eines anderen Abdeckmaterial in einem geeigneten lösungsmittel erfolgen.

Das teilweise gebildete Schaltungsmuster» das durch die erste Ätzung erzeugt worden let, 1st in Pig. 4 nach der Entfernung des gegen das Ätzmittel widerstandsfähigen Materials 14 ix dargestellte Sie scharten. Kanten, die aus den oben dargelegten Gründen unerwünscht sind_s sind »it 16 bezeichnet, Me Folie wird dann einer »reiten Ätzung unterworfen« die der ersten Ätzung'gleich sein kann und durch die der Rest der leitenden Foil» «fischen den Bereichen des Schaltungsmueterβ entfernt wird_B Abgesehen von der Entfernung der ungewünetdxten leitenden Folie werden bei diesem Schritt die echarfen Kanten abgerundet, die sich nach der erste«! Itsung gebildet haben, so daß die fertiggestellte, gedruckte Sohaltung für eine spätere Terkapselung besser geeignet ist und Ton Bereioben befreit ist, an denen ein« «ehr hon· FeIdllnitnkonsentratlon auftritt. Die abgerundeten Kanten sind in Flg. 5 alt 18 beeeiohnet. Die relatire Menge an leitender Folie, die bei der sweitea Ätiung entfernt

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wird» hangt τοη dem Mtß ab, mit ü$m die Kanten des SchaltunjsmuBters abgerundet werden edlen* Weiter·» ein muß berücksichtigt werden, daß die Höhe des Schal» tungsmuatera bei der zweiten Ätzung etwas abnimmt« Wenn erwünscht, können die bekannten Verfahren zum Schutz der Randflächen des teilweise freigelegten Schaltungsmustere in das erfindungagemäße Verfahren einbezogen werden, |

jedoch kann hierdurch in einem gewissen Maß die Kantenatoundung vermindert werden, die durch den zweiten Ätzvorgang eralelt wirdr

:e weiteren Erläuterung, äia erfindungsgemäßen Verfahrene dient das folgende Beispiel:

Zur Herstellung ainer gedruckten ü^haltuixg wird eine Kupferfnlie mit einer Dicke von etwa O₈08 mm mit einer Tragach'cht verbunden,, u'ie aus einem festen dielektrischen film aus Polyaüia-Polyimid besteht. Die Kupferfrlie wird »it eine&i Resiet-Lack (NELCO R73G6) unter Verwendung einer Baksl Technik bedruckt; um die Oberfläche mit dem gewünaohten Leitungsmuster zu versehen^ Bann wird die Kupferfolie ein Befl eingetaucht, das aus einer wässrigen Lösung

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Tön iiisen(III)-chIorid 95. i einer Konzentration von 42Iaumegradar» und einer Taiäperatur von etwa 32⁰C bestehe ο In diesem Bad wird die Kupferfolie 3 bie 5 Minuten belassen» Dann v/ixd die Folie aus des jttsbad herausgancrnen ma m;,t Wasser suiS Abstoppen des Ätsproseeses gowaöchen, ύθγη etwa 90^ der Folie in den von den fiesist-Laok unbedeckten Bereichen entfernt worden ist» In diesen unbedeckten Bereichen bleibt dann eine Folie von etwa 0,01 mm Sicke0 Die Resistlaokmaska dee Schaltungemusters wird dann durch Eintauchen der gesamten Folie in ein Toluolbad bei Raumtemperatur aufgelöst» BIe von der Maske befreite Folie wird dann wieder etwa 30 Sekunden bis 1 Hinute lang zum Ätzen dem Ei8en(lII)-chloridbad ausgesetzt, um den nest des Kupfers in dem Bereich zwischen dem Schaltungsmuster «·? entfernen, Das Bndprodukt hat stark abgerundete Kanten»

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Claims (1)

1. Patentarspruch

   Verfahren zur Heretellur.g gedruckter Schaltungen, bei dem eine leitende Folie mxt einem Träger aus isolierende« Material verbunden, die als Stromwege gewünschtem Teile der Folie mit einem gegen Ätzmittel wideretandefähigen Material abgedeckt, die freiliegenden Teile der Folie geätzt und danach das "

   gegen Xtznittel widerstandsfähige Material entfernt wird, dadurob gekennzeichnet, daß die freiliegenden. Teile der Folie (12) beim Ätzen nur teilweise entfernt werden und nach dem Entfernen des gegen das Ätzmittel widerstandsfähigen Materials (H) ein« zweite Ätzung erfolgt, bei der die zwischen den als Stromwege ausgewählten Teile der leitenden folie (12) voIlständig entfernt und die Kanten (16) der freigelegten Stroewege abgerundet werden (18). I

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