DE1954973C - Verfahren zur Herstellung von mit einem Metallkern versehenen gedruck ten Schaltungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von mit einem Metallkern versehenen gedruck ten SchaltungenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
ίο Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung
mit einem Metallkern, bestehend aus den Verfahrensschritten einer Ätzung der Metallplatte in einer alkalischen
Lösung und chemischen Reinigung von wenigstens einer der Oberflächen, anschließende Aufbringung
einer Schicht von synthetischem Plastikharzmaterial auf diese Oberfläche, anschließende
Wärmebehandlung dieser Schicht, abschließende Oberflächenbehandlung dieser Schicht und Sensitivierung
der oberflächenbehandelten Schicht sowie Aufbringung einer Leiteranordnung auf die sensitivierte
Oberfläche der Plastikharzschicht.
Für die Herstellung von gedruckten Schaltungen werden in der Regel Platten aus einem nichtleitenden
Material verwendet, auf deren Oberfläche entweder
»5 Muster von metallischen Leitern aufgedruckt werden,
oder auf denen eine metallische Schicht aufgebracht wird, von der Teile anschließend weggeätzt werden.
Es zeigt sich jedoch, daß bei derartigen gedruckten Schaltungen die erzeugte Wärme in vielen Fällen
nicht schnell genug abgeleitet werden kann, so daß insbesondere bei gedruckten Schaltungen mit Schaltkomponenten
in Mikrominiaturgröße Schwierigkeiten auftreten.
Man ist somit bereits dazu übergegangen, gedruckte
Schaltungen zu verwenden, weiche einen metallischen Kern aufweisen. So ist es beispielsweise bekannt (siehe
USA.-Patentschrift 3 296 099), auf eine metallische Platte eine Schicht aus synthetischem Werkstoffmaterial
aufzubringen, worauf wahlweise ein mechanischer
Sandblas- oder chemischer Ätzvorgang durchgeführt wird. Diese Ätzbehandlung dient dazu, die Haftung
der anschließend aufgebrachten elektrischen Leiter zu verbessern. Es zeigt sich jedoch, daß trotz eines
derartigen Verfahrens die erforderlichen Haftungs-
eigenschaften zwischen der synthetischen Kunststoffschicht und den aufgebrachten elektrischen Leitern
nicht voll zufriedenstellend ist, so daß die Betriebszuverlässigkeit derartiger gedruckter Schaltung sehr
oft zu wünschen übrig ließ.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung einer mit einem Metallkern versehenen gedruckten Schaltung zu schaffen, bei welcher
die Haftfähigkeit der aufgebrachten Schaltungsleiter gegenüber der synthetischen Kunststoffschicht verbessert
ist.
Erfindungsgemaß wird dies dadurch erreicht, daß zur Aufbringung der synthetischen Plastikharzschicht
zuerst ein Film eines Zwischenmaterials auf die unerwärmte chemisch gereinigte Oberfläche der Metallplatte
aufgebracht wird, daß anschließend das synthetische Plastikharzmaterial auf diese Zwischenmaterialschicht
aufgesprüht wird, daß anschließend die Oberfläche der Plastikharzmaterialschicht nach einer
Wärmebehandlung mechanisch geätzt wird, daß anschließend die mechanisch geätzte Oberfläche zusätzlich
noch chemisch geätzt wird und daß schließlich auf die chemisch geätzte Oberfläche eine Überschicht
aufgebracht wird, welche als Grundlage für die folgende
Aufbringung einer galvanischen Beschichtung dient
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine doppelte Behandlung der Oberfläche der aufgebrachten
synthetischen Kunststoffschicht vorgenommen. Zuerst wird die Oberfläche der aufgebrachten Kunststoffschicht
mit Hilfe eines mechanischen Ätzvorgangs — beispielsweise durch Sandblasen — bearbeitet,
worau/ die mechanisch geätzte Oberfläche noch chemisch geätzt wird, indem beispielsweise eine
alkalische Pennanganatlösung aufgebracht wird, durch welche die während des mechanischen Ätzvorgangs
gebildeten Taschen in ihrer Struktur geändert werden. Dadurch ergibt sich ein Oberflächengefüge,
welches nach Sensitivierung eine ausgezeichnete Haftung der aufgebrachten Leiter der Druckschaltung
auf der Kunststoffoberfläche ergibt.
Um möglichst gute Isoliereigenschaften der zwischen dem Metallkern und den elektrischen Leitern
vorhandenen Isolierschicht zu erreichen, erweist es sich als zweckmäßig, wenn das synthetische Plastikmaterial
in Form einer Mehrzahl von Harzschichten aufgebracht wird.
Um elektrische Verbindungswege zwischen beiden Seiten der gedruckten Schaltungen zu schaffen, ohne
daß dabei Kurzschlüsse gegenüber der Metallplatte auftreten können, erweist es sich als zweckmäßig,
wenn in der Metallplatte zuerst Ausnehmungen eingebracht werden und wenn diese Ausnehmungen mit
aufeinanderfolgenden Schichten von synthetischen Harzschichten beschichtet werden. Die gegenüberliegenden
Hauptflächen der Metallplatte werden dann zweckmäßigerweise mit einem synthetischen Kunststoff
beschichtet, worauf beide Hauptflächen in der bereits angegebenen Art und Weise behandelt werden.
Als synthetische Kunststoffschicht eignet sich besonders Polyurethanharz. Dabei erweist es sich als
zweckmäßig, wenn nicht weniger als sechs aufeinanderfolgende Schichten eines synthetischen Kunststoffmaterials
aufgebracht werden.
Um die Haftfähigkeit der Kunststoffschicht gegenüber den aufgebrachten Metalleitern noch weiter zu
verbessern, erscheint es vorteilhaft, wenn eine Überschicht eines isolierenden Materials auf die oberste
Schicht der Isoliermaterialschicht aufgebracht wird, wobei diese Überschicht ein metallisches Salz enthält.
Zur chemischen Ätzung kann vorzugsweise eine alkalische Permanganatlösung oder eine Chromsäurelösung
verwendet werden.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils des
Metallkerns nach dem Bohr- und Bearbeitungsvorgang·,
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des
Metallkerns nach Aufbringen einer Isolierschicht entsprechend der Linie 2-2 in F i g. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des
Metallkerns gem. Fig. 2 entlang der Linie 3-3 nach Durchführung der mechanischen Bearbeitung;
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Metallkerns von F i g. 3 entlang der Linie 4-4 unter
Darstellung des Isoiationsüberzugs nach dem chemischen Ätzvorgang,
Fig. 5 eine Teilschnittansicht des Überzugs nach dem Verfahrensschritt von Fig. 4;
Fig. 6 eine Teilschnittansicht mit dem Isolationsüberaig
nach dem vollständigen Aufbringen dei ersten Nickelschicht;
F i g. 7 eine perspektivische Ansicht, zum Teil im
Schnitt, der Platte nach einem ersten Aufbau allei Schichten;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, zum Teil im
Schnitt, zur Erläuterung der folgenden Verfahrensschritte;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, zum Teil im Schnitt, entsprechend Fig. 8, wobei der Aufbau dei
Leitung durch eine Bohrung und auf beiden Seiten eines Kems vervollständigt ist;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, zum Teil im Schnitt, ähnlich wie F i g. 7, jedoch unter Anwendun|
eines anderen Verfahrens zur Aufbringung des Schaltungsmusters;
Fig. 11 und 12 perspektivische Ansichten, teils im
Schnitt, entsprechend Fig. 10 zur Darstellung dei anschließenden Verfahrensschritte bei der Herstellung
des Schaltungsmusters;
Fig. 13 eine perspektivische Teilansicht einer fertiggestellten
Schaltungsplatte;
Fiρ 14 eine Schnittansicht zur Darstellung des
weiteren Aufbaus des Isolierüberzugs zum Aufbau des Nickelniederschlages unter Verwendung einer
Kernbildungstechnik;
Fig. 15 eine Teilschnittansicht mit Einzelheiten der Kernbildungstechnik nach Fig. 14 und
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht, — teils im
Schnitt, — einer weiteren Ausbildungsform, die den Aufbau aller Materialschichten umfaßt.
Als eine lediglich zur Illustration ausgewählte Ausbildungsform der Erfindung soll im folgenden eine
gedruckte Schaltungsplatte mit einem Metallkern beschrieben werden, die auf ihren beiden Oberflächen
eine elektrisch leitende gedruckte Schaltung aufweist, wobei die beiden Schaltungsmuster mittels metallischer
Leiter verbunden sind, die durch in der Platte vorgesehene Bohrungen hindurchragen. Es ist jedoch
verständlich, daß das Verfahren zur Herstellung eines solchen Erzeugnisses ohne weiteres auch auf eine einzige
Oberfläche anwendbar ist, sofern das Vorliegen eines einzigen Schaltungsmusters auf einer Seite ausreicht.
Herkömmlicherweise wird als Dicke einer gedruckten Schaltungsplatte die Gesamtdiche der Platte bezeichnet,
nachdem das Schaltungs.nuster aufgebracht wurde. Aus diesem Grunde ist die Dicke des Kernmaterials,
das im vorliegenden Fall aus einem Metallblech besteht, etwas dünner als die zu erwartende
Dicke des Enderzeugnisses, um zu ermöglichen, daß auf einer oder beiden Seiten Leitungen angeordnet
werden können, die dann letztlich die Gesamtdicke bestimmen. Im allgemeinen beträgt die Dicke einer
fertigen gedruckten Schaltungsplatte etwa 0,8 mm. Hs sind iiuch andere Stärken weit verbreitet, doch isi
Jas hier im folgenden beschriebene Verfahren zur Herstellung und zur Aufbringung eines elektrisch leitenden
Schaltungsmusters praktisch immer das gleiche, unabhängig von der relativen Dicke des Enderzeugnisses.
Bei dem hier gewählten Ausbildungsbeispiel soll die fertige gedruckte Schaltung 0,8 mm dick sein. Somit
ist es zweckmäßig, von einer Metallinnenschicht auszugehen, deren Dicke etwa 0,6 mm beträgt, um
noch verschiedene Materialschichten aufbringen zu können. In der Praxis können diese Schichten aber
auch zwei-, drei- oder viermal so dick oder gegebenenfalls auch dünner sein. So kann man auch gedruckte
Schaltungsplattcn von einer Stärke kleiner als 0,6 mm herstellen. Der Grenzwert wird durch das
Verhältnis zwischen der Bohrungsstärke und der Dicke der Schalungsplatte bestimmt. So ist das Herstellungsverfahren
auf die Endabmessung einer Bohrung von 0,5 mm in einer 0,06 mm dicken Unterlage
begrenzt. Die Art der Aufbringung des elektrisch nichtleitenden Überzugs ermöglicht jedoch, daß bei
Verwendung von Bohrungen, deren Durchmesser größer als 0,05 mm sind, auch dünnere Unterlagen
verwendet werden können.
Das Metallblech besteht vorzugsweise aus Aluminium, wegen dessen Zähigkeit, dessen Wärmeleitfähigkeit
und anderer Eigenschaften, auf Grund deren es leicht zu bearbeiten ist. Man kann allerdings auch
andere Metalle verwenden. Eine Metallfolie 10 wird zunächst auf die gewünschte Größe zugeschnitten,
dann werden die Bohrungen 11 eingebohrt, die man braucht, um die auf den sich gegenüberliegenden
Oberflächen dci Folie befindlichen Schaltungsmuster
miteinander zu verbinden und die außerdem dazu dienen, Schaltungsdrähtc von auf einer Seile der
Platte angeordneten elektrischen Bauelementen durch die Platte hindurchzuführen und elektrisch mit einem
auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen Schaltungsmustcr
zu verbinden. Bei der dargestellten Folie 10 sind nur einige Bohrungen II gezeigt. Die genaue
Anordnung der Bohrungen ist codiert. Wird schließlich das Muster der gedruckten Schaltung aufgebracht,
dann umgibt dieses die Bohrungen genau an den Stellen, an denen sie anfänglich angebracht wurden.
Es ist wünschenswert, die Folien fertigzustellen, bevor weitere Verfahrensschritte ausgeführt werden.
Das bedeutet, daß die Bohrungen 11 entgratet werden müssen und außerdem auch noch andere Schlitze,
Einschnitte oder verschiedene Formgebungen, beispielsweise der Schlitz 12. der Ausschnitt 13 und das
Abschneiden des Ecks 14, vorgenommen werden müssen. Die aufgeführten Ausschnitte sind lediglich
als Beispiele angeführt; da jede gedruckte Schaltung in jeder Beziehung individuell ausgestaltet sind wird,
um dem Gehäuse, in dem sie letztlich verwendet wird, angepaßt zu werden.
Anschließend wird die Folie in einer Ätzlösung geätzt und anschließend eloxiert. Das Eloxieren läuft
auf eine chemische Oberflächenbehandlung hinaus, deren Aufgabe es ist, die Oberfläche chemisch zu reinigen,
auf die anschließend Materialien aufgebracht werden sollen. Das Eloxieren ist eine geeignete Ober
flächenvorbereitung für Aluminium, bei der Überzüge, welche einen chemischen Umsatz bewirken,
beispielsweise die verschiedenen Chromatumsatzfilme, wie Iriditc, verwendet werden können. Andere
Metalle, wie Kupfer, Kupferlegieningen, Titan, Stahl, Magnesium, Lithium-Magnesiumlegierungen oder
andere Metalle oder Legierungen, erfordern andere oder ähnliche Obcrflächenvorbareitungen, um eine
Oberfläche zu schaffen, die die Haftfähigkeit eines Überzugs an der Metalluntcrlagc begünstigt.
Die Folie ist dann für die Aufbringung eines elektrisch nichtleitenden Überzugs IS vorbereitet, der im
vorliegenden Beispiel die Eigenschaft hat, dem Wärmeübergang zur Folie einen minimalen Widerstand entgegenzusetzen. Im Ausführungsbeispiel sind
beide Oberflächen der Folie 10 mit einem Überzug versehen, um zu ermöglichen, daß auf beiden Seiten
ein Schaltungsmuster angebracht werden kann.
Zunächst wird auf beide Oberflächen der Folie eine Grundierung aufgebracht, die dann mit mehreren aufeinanderfolgenden relativ dünnen Überzügen aus einem Kunstharzmaterial, welches einen geeigneten Härter enthält, beschichtet wird. Die Konstistenz dicses Kunstharzmatcrials ist so dünn, daß sich bei jeder Beschichtung ein sehr dünner Überzug ausbildet. Zwar ist die Anzahl der aufeinanderfolgenden Überzüge aus dem Kunstharzmaterial nicht kritisch, man stellte jedoch in der Praxis fest, daß man nicht weniger als drei Überzüge verwenden sollte. Damit die fertiggestellte gedruckte Schalungsplatte die erforderliche Oualilüt aufweist, wurde als zweckmäßig befunden, etwa zehn übei/üge zu verwenden, damit die gewünschten physikalischen Eigenschaften, die erforderliclic Isolation und Wärmeleitfähigkeit erzielt werden. Die gleiche Anzahl von Überzügen aus dem Kunstharzmaterial wird auch auf die Bohrwände der Bohrungen 11 aufgebracht. Ein als besonders vorteilhaft befundenes Kunstharzmaterial ist Polyurethanharz.
Zunächst wird auf beide Oberflächen der Folie eine Grundierung aufgebracht, die dann mit mehreren aufeinanderfolgenden relativ dünnen Überzügen aus einem Kunstharzmaterial, welches einen geeigneten Härter enthält, beschichtet wird. Die Konstistenz dicses Kunstharzmatcrials ist so dünn, daß sich bei jeder Beschichtung ein sehr dünner Überzug ausbildet. Zwar ist die Anzahl der aufeinanderfolgenden Überzüge aus dem Kunstharzmaterial nicht kritisch, man stellte jedoch in der Praxis fest, daß man nicht weniger als drei Überzüge verwenden sollte. Damit die fertiggestellte gedruckte Schalungsplatte die erforderliche Oualilüt aufweist, wurde als zweckmäßig befunden, etwa zehn übei/üge zu verwenden, damit die gewünschten physikalischen Eigenschaften, die erforderliclic Isolation und Wärmeleitfähigkeit erzielt werden. Die gleiche Anzahl von Überzügen aus dem Kunstharzmaterial wird auch auf die Bohrwände der Bohrungen 11 aufgebracht. Ein als besonders vorteilhaft befundenes Kunstharzmaterial ist Polyurethanharz.
Als eine Grundierungsschicht mit den erforderlichen Eigenschaften hat sich eine katalysierte Grundierungsschicht
erwiesen, wie sie in MIL-P-15328B
oder MIL-P-14504 A beschrieben ist.
Nach Herstellung der zahlreichen Harzschichten wird die mit Überzügen versehene Folie stabilisiert.
Unter Stabilisation versteht man im vorliegenden Fall eine Wärmebehandlung bei Temperaturen von
150° bis 220° C während ungefähr 72 Stunden. Bei dieser Wärmebehandlung wird das Harz stabilisiert
und beachtlich kompakt. In der Praxis hat man festgestellt,
daß bei Anwendung der oben empfohlenen Wärmebehandlung eine Übcrzugsschicht erzeugt wird,
deren endgültige Dicke ungefähr 50 bis 60° η der aufgebrachten Dicke entspricht.
Da das Kunstharzmaterial die Aufgabe hat, den Metallkern oder die Metallfolie von den metallischen
Leitungen des Schaltungsmusters zu isolieren und außerdem eine Basis zu schaffen, auf der das Schaltungsniuster
aufgebaut werden kann, muß der aus dem Kunstharz bestehende Überzug dauerhaft sein.
Außerdem muß er für eine Aufbringung von Materialien geeignet sein, damit diese haltbar sind und nicht
ohne weiteres zerstört oder gar enlfcrnl werden können
Man hat festgestellt, daß hierbei für die Vorbereitung
der Oberfläche des Kunstharzmate ruils ein aus
mehreren Verfahrensschritten bestehender Vorgang geeignet ist. Zunächst wird die Oberfläche des Überzugs
15. d. h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Oberflächen auf beiden Seiten der Folie, mit
einem Sandstrahl bearbeitet, wobei vorzugsweise Granatpartikel Nr. 220 verwendet werden, die mit einem
Druck zwischen 4 bis 8 kp pro cm2 auftreffen. Bei der
Sandstrahlbearbcitung wird eine Vielzahl von Eindrücken
16. 17, 18 etc. auf der Oberfläche erzeugt, wobei die einzelnen Eindrücke verschiedene Formen
und Größen haben, abhängig teilweise von der Größe der Granatpartikel, teilweise von dem verwendeten
Druck und von der Konzentration der Partikel während des Sandstrahlbcarbcitungsvorgangs.
Nach der Beendigung des Sandstrahlbearbeitungsvorgangs wird die Platte sorgfältig gereinigt, bcispicls-
weise durch Absprühen oder mechanisches Abschruppen, wonach dann ein alkalisches Reinigungsmittel
angewendet wird, um möglicherweise auf der Oberfläciic
befindliche öl- eier Fettspuren zu entfernen.
Abschließend wird die Platte in klarem Wasser gespült.
Über die äußerste Schicht kann man dann eine Außenschicht aus einem abgewandelten, schncllliärtendem
Kunstharz aufbringen. Eine hierfür geeignete Schichtstärke beträgt ungefähr 0,08 mm. Diese
Außenschicht wird dann ebenfalls einem Sandstrahlbearbeitungsvorgang unterworfen und mechanisch
geschruppt. Die Bearbeitungsschritte für die Überzugsschicht bleiben sich jeweils gleich, unabhängig
davon, ob eine spezielle Außenschicht verwendet wurde oder ob die letzte Schicht des Isolicrmaterials
aus dem gleichen Material besteht, wie die darunterliegenden Schichten. Bevorzugt wird ein Harzmateria!,
weiches mit einem Metallsalz modifiziert ist. Hierfür kann man beispielsweise ein Nickeloxyd verwenden,
um die Haftfähigkeit des anschließend aufgebrachten nicht nach einem Elektroplattierverfahren
aufgebrachten Nickel zu verbessern.
Der nächste Schritt besteht darin, die mechanisch bearbeitete oder einem Sandgebläsevorgang unterworfene
Oberfläche chemisch zu ätzen. Hierfür ist ein kaustisches Permanganatätzmittel, wie Kaliumpermanganat/Natriumhydroxyd
verwendbar. Man kann auch eine chromsauerc Lösung als Ätzmittel verwenden,
die sich in das Kunsthar'.material einfressen kann.
In Fällen bei denen der oben beschriebene Außenüberzug vorliegt und die Platte mit einem sauren Medium
abgespült wurde, um das gesamte Kaliumpcrmanganat zu entfernen und ferner alkalisch gereinigt
und neutralisiert wurde, wird das Nickeloxyd d_-r Außenschicht zu Nickel in Natriumhypophosphit
reduziert. Die Poren der exponierten Oberfläche werden dann durch Eintauchen in eine Lösung, beispielsweise
eine Zinn-II-Zinnlösung sensibilisiert.
Das Ziel des chemischen Ätzvorgangs besteht darin, am Grund der Eindrücke 16, 17, 18 etc., die bei
der mechanischen Bearbeitung entstanden, kleine Ausweitungen zu erzeugen, die mit den Bezugszeichen
16', 17', 18' etc. bezeichnet sim., und die Aufgabe haben in ihnen abgeschiedene Materialien besser festzuhalten,
indem sie eine gewisse Verzahnungswirkung des aufgebrachten Materials zulassen. In der Praxis
ist die Kunstharzoberfläche in der Regel nicht benetzbar. Die oben beschrieben aufeinanderfolgenden Ätzverfahren
haben den Zweck, sie temporär benetzbar zu machen, um die nachfolgend aufzubringenden
Materialien anwenden zu können.
Das hier in Betracht gezogene Sensibilisieren besteht
darin, die mit einem Überzug versehene Platte in ein Bad aus Metallsalzen einzubringen, und zwar
solchen Metallsalzen, in denen die vorliegenden Agenzien das Metall aus den Salzen austreiben, und
zwar das reine Metall, um es auf der Oberfläche, insbesondere aber in den Ausweitungen 16', 17', 18' etc.
der Eindrücke niederzuschlagen, die bei dem Ätzvorgang erzeugt wurden, der sich an die mechanische
Bearbeitung anschloß. Die Wirkung dieser Sensibilisierung besteht darin, winzige Keime 20 aus reinem
Metall zu bilden, die sich in den genannten Ausweitungen der Eindrücke ansammeln.
Ein hierfür geeignetes Metall ist ein »Edek-Metall,
als solches sei Palladium, und zwar in Form von Palladiumchlorid als Beispiel genannt. Die Lösung
kann beispielsweise einen pH-Wert zwischen 0,01 und 5 haben. Palladium ist eines der stcbiliercn und
Iängcrhaltenden Edelmetallsalze. Zwar ist es teuer aber man benötigt eine relativ kleine Menge, um eine
mit Überzügen versehene Folie der beschriebenen Art zu scnsMiilisicrcn, so daß die relativ hohen Kosten
des Metalls keinen Ausschlag geben.
Nach der Abscheidung der winzigen Mclallkeimc
ίο 20 in den Eindrücken beginnt der Aufbau der Schichten
oder der Matcrialfilmc auf der Harzoberflächc. Auf den voranstehend beschriebenen Verfahrensschritt kommt eine Abschneidung eines nicht in einem
Elektroplattierverfahren abgeschiedenen Nickels. Das bedcuii'l. daß m;m die behandelte überdache in ein
Nickelbad einbringt, um dieses in einer Dicke aufzubringen, welche für die elektrische Leitfähigkeit ausreicht.
Diese Schicht ist mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet. Anschließend erlolgt eine Erhitzung auf
110" C, die etwa eine Stunde dauert. Sodann wird alkalisch gereinigt und eine saure Aktivierung vorgenommen.
Ein vorzugsweise verwendetes Nickelbad besteht aus einem Nickelsulfamat. gebildet aus einer
Mischung von NiSO4; NiSO., und NiSO.,.
Die Nickelschicht 25 ist etwa 0,3 bis 1,2 μ dick.
Der nächste Verfahrensschritt besteh', in einem Elektroplattieren bei dem eine zweite Nickelschicht
27 einer Dicke von ungefähr 2,5 μ auf das Nickel galvanisch
aufgebracht wird, und zwar beispielsweise unter Verwendung von ungefähr 4OmA pro cm-, mittels
eines Niekclsulfamat-Bades. Anschließend wird
mit heißem Wasser gespült. Die Nickelplattierung dient dazu, eine Grenzschicht zu bilden, die eine Auflösung
der Nickclabschcidung in einem Kupferelektroplatlierungsbad verhindert.
Die Oberfläche wird dann durch Eintauchen in ein Bad aus sauren Salzen bei 6 Volt aktiviert. Hierdurch
erfolgt eine Entpassivierung der aus dem Sulfamat gebildeten Nickcloberfläche, um die Ausbildung von
übereinanderliegenden Schichten zwischen dieser Nickelobcrflächc und den nachfolgend aufplattiertcn
Schichten zu verhincicm und damit eine Verringerung der Aggressionsfähigkeit zu vermeiden. Auf die exponierte
Oberfläche der zweiten Nickelschicht 27 wird dann ein Pyrokupfer aufgebracht, indem man die
Platte mit dem bisher aufgebrachten Überzug in eine
Pyrophosphat-Kupfcrlösung eintaucht und unter Anwendung von ungefähr 25 mA pro cm2 30 bis 90 Sekunden
lang clektroplatticrt, um eine Schicht 28 einer Dicke von ungcfährt 0,5 μ, bestehend aus Kupfer der
genannten Art aufzubauen. Danach wird die Platte ungefähr eine halbe Stunde lang auf etwa 176° C erhitzt.
Anschließend wird ein Pyrophosphat-Kupfcr auf die Pyrokuplerauflagc mittels Elcktroplatticrung bei
ungefähr 25 ASF in einer Pyrophosphat-Kupferlösung während einer Zeit aufgebracht, die ausreicht,
um die erforderliche Dicke der Kupferschicht, beispielsweise 25 bis 75 μ aufzubauen. Diese Schicht ist
mit dem Bezugszeichen 29 bezeichnet. Nach Beendi gung der Kupferaufbringung auf die Platte wird diese
mit reinem Wasser gereinigt und mit einem weichen Schleifmittel bearbeitet, und anschließend abgesprüht.
Sofern die bisher beschriebenen Verfahrensschritte zeitlich unterbrochen wurden und das Erzeugnis in
der Zwischenzeit oxydierte, wird die Platte zunächst nochmals durch Anwendung eines weichen Schleifmittels gereinigt und dann abgesprüht, in Säure ein-
309615/360
getaucht, erneut abgesprüht, reduziert, abgesprüht, in einem Luftstrom getrocknet oder mit anderen Worten,
gereinigt und desoxydiert.
Das Aufbringen von Metallschichten mittels Plattierung kann dann fortgesetzt werden, wobei die
oberste Schicht durch die Pyrokupferschicht 29 gebildet wird, die bis zur Erreichung der gewünschten
Stärke aufgebracht wird.
Ein Widerstandsmaterial 36, welches für sämtliche nachfolgenden Lösungen undurchlässig ist, wird sodann
auf die gereinigte Kupferoberfläche aufgebracht, und zwar an den speziellen Bereichen, \m>
das Schaltungsmuster gewünscht wird.
Geeignete Standard-Wideistandsmaterialien sind
beispielsweise die, die beim Siebdruckverfahren entwickelt wurden oder bekannte Photoemulsionen. In
jedem Fall wird die Schaltung mittels eines Photonegalivs unter Anwendung der Standard-Phoiotechniken
für die Herstellung gedruckter Schaltungen auf das Widerstandsmaterial aufgebracht.
Was bisher in bezug auf die Aufbringung des Widerstandsmaterials auf die Oberfläche beschrieben
wurde, gilt auch in gleicher Weise für jede Bohrungsstelle. Abhängig von der Wahl des Widerstandsmaterials
wird die Bohrung entweder mit einem KPR-Siehdruckschirm
oder mittels Riston überbrückt.
Bevor alle Metallschichten in den dazwischenliegenden schaltungsfreien Bereichen weggeätzt werden,
muß das Widerstandsmaterial, sofern ein solches vorliegt, entfernt werden. Danach können die Kupfer-
und Nickclschichten durch Eintauchen in ein Icrrichloridätzbad,
welches auf 37° C erwärmt ist, innerhalb 3 Minuten weggeätzt werden. (Siehe F i g. 8
und 4J.) Die exponierte Kunstharzschient wird dann
in Saure eingetaucht, mechanisch mit einem milden Schleifmittel abgeschruppt, abgesprüht, erneut in
Säure eingetaucht und in einem Luftstrom getrocknet.
Falls erwünscht, kann eine Überzugsschicht 35 aus
Zinn, einem /.inn-Bleilot, oder aus Nickel auf die
Kupferplatte aufgebracht werden. In diesem Fall wird das Widerstandsmaterial auf diese Überzugsschicht
und nicht auf die Kupierschicht aufgebracht.
Bei diesem Vorgang wird in der Regel als Überzugsmaterial ein 60/40-Zinn-BleiIot bei 25 ASF in
einer Dicke von ungefähr 7 his i 2 μ aufgebracht.
Bei Anwendung eines solchen 60/40-Zinn-Bleilot-Legierungsüberzuges
muß dem Ferrichloridätzbad, bestehend aus Fluorborsäure/30 % Wasserstoffsuperoxyd
vorangehen. Die Ätzzeit bestimmt sich durch die jeweilige verwendete handelsübliche Qualität.
Die oben beschriebenen Ätzverfahrensschritte bil den keinen Teil der vorliegenden Erfindung, vielmehr
können beliebige Standdrdätzmittel (Ammonium-Persulfat, Chrom-Schwefelsäure etc.) verwendet werden.
Die über dem Schaltungsmuster 37 aufgebrachte Widerstandsschicht wiid dann unter Anwendung
eines herkömmlichen Widerstandsmaterialentferners entfernt, um die Oberfläche der Kupferschicht 29 freizulegen, die sich bis dahin unterhalb des Widerstandsmaterials befand. Wurde eine Überzugsschicht aufgebracht, dann wird an Stelle der Kupferschicht 29 die
Uberzugsschicht freigelegt Die Oberfläche wird dann, beispielsweise durch Absprühen, gereinigt, um sicher
zu gehen, daß das ganze Widerstandsmaterial vollständig entfernt ist
Über die Kupferoberfläche kann durch Elektroplattieren eine 60/40-Zinn-Bleischicht 35 einer Dicke
von 7 bis 12 μ. unter Anwendung einer Stromstärke
von 20 mA pro cm2 während 5 Minuten aufgebracht werden. (Siehe F i g. 7 und 8.) Danach wird die Zinn-Bleischicht
mit einem weichen Schleifmittel gereinigt, dann das Widerstandsmaterial 36 aufgebracht, so daß
sich die oben beschriebenen Verfahrensschritte anschließen können.
Der voranstehend beschriebene Vorgang wird im allgemeinen als Platten-Plattierung bezeichnet. Das
ίο beschriebene Verfahren kann aber auch dadurch abgewandelt
weiden, daß man die Plattierungsschichten nur innerhalb der genauen Grenzen der Schaltung
aufbaut. Ein solches Vorgehen bezeichnet man im allgemeinen als Musterplattierung. Es unterscheidet
J5 sich von dem grundsätzlichen Vorgang, welcher oben
beschrieben ist, nur durch die Art und Weise, wie das Widerstandsmaterial exponiert und aufgebracht wird.
In diesem Fall wird das Widerstandsmaterial unter einem Photopositiv exponiert. Alle zwischen der
ίο Schaltung liegenden Bereiche bleiben mit einem
Widerstandsmatei ial bedeckt, und die Schaltung selbst
ist für das Metall frei, welches für den Anfang des Aufbaus der Beschichtung als geeignet angesehen
wird.
as Fig. 10, 11, 12 und 13 zeigen eine Folge einer
Musterplattierung, beginnend mit einer Kupferschicht als ,Grundmetall, auf die dann eine 60/40-Zinn-Bleilotschicht
plattiert wird, und zwar nur im Bereich der exponierten Schaltung. Diese Folge kann mannigfach
abgewandelt werden. Nämlich: Eine nicht durch ein Elektroplattierverfahren aufgebrachte Nickelschicht,
eine in Sulfamatbad erzeugte Nickelschicht oder die Kupfcrauflage können als Grundmctall verwendet werden
und Zinn, Gold, Nickel oder Rhodium als Uberzugsschicht.
Schließlich kann die Überzugsschicht aufgebracht werden, da das Widerstandsmaterial in spezifischen
Atzmitteln oder die exponierte Schaltung erneut mit einem Widerslandsmaterial überzogen und
dann —■ wie oben beschrieben wurde — in Ferrichlorid geätzt werden können.
Entsprechend einer speziellen Ausbildungsform des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird die oberste
Schicht aus dem schnell härtenden Kunstharzmaterial, die sich über der nichtleitfähigen Überzugsschicht 15
befindet, weggelassen.
Anschließend an die Abscheidung der winzigen Metallkeime 20 in den Eindrücken beginnt der Aufbau
der Schichten oder der Materialfilme auf der Kunstharzoberfläche, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Der
erste Schritt besteht darin, die in der oben beschrie benen Weise vorbereitete Oberfläche mit Keimkemen
zu versehen. Das bedeutet die Metallkeime 20 aus Palladium miteinander zu verbinden, die in den Einkerbungen abgeschieden wurden. Für diese Verbin-
dung wurde als geeignet Nickel angesehen, und zwar in Form einer Nickel-Salzlösung unter Verwendung
eines Borreduktionssystems. Hierbei soll ein Anwachsen 21 des Nickels auf den Keimen 20, die bei
der Sensibilisierung entstanden, eingeleitet werden, se daß das wachsende Nickel, wie bereits beschrieben,
die Eindrücke ausfüllt und sich über deren Außenränder über die Oberfläche des Kunstharzmaterials
ausbreitet.
In der Praxis kann diese Ausbreitung durch Flekken22 (siehe Fig. 1 S), begrenzt werden, zwischen denen sich freie Stellen 23 befinden. Unter dieser Umständen reicht die Kernbildung allein nicht aus um eine zuverlässige Nickeloberfläche über dem ge·
In der Praxis kann diese Ausbreitung durch Flekken22 (siehe Fig. 1 S), begrenzt werden, zwischen denen sich freie Stellen 23 befinden. Unter dieser Umständen reicht die Kernbildung allein nicht aus um eine zuverlässige Nickeloberfläche über dem ge·
?ri7c
samten Harzmaterial auszubilden. Demzufolge kann auf den Kernbildungsvorgang eine Abscheidung von
Nickel aus einer Nickel-Salzlösung erfolgen. Das bedeutet, daß man die vorher einer Kcrnbildung unterworfene
Oberfläche in ein Nickelbad mit größerer Platlierungsgeschwindigkeit einbringt, um eine Dicke
zu erreichen, die für eine elektrische Leitfähigkeit ausreicht. Diese Schicht ist mit dem Bezugszeichen
25' bezeichnet und entspricht der Schicht 25 in dem vorher beschriebenen Beispiel.
Die mit Nickel überdeckte Platte wird dann in eine schwach saure I ösung zur Reinigung eingetaucht
Eine solche schwach saure Lösung besteht beispielsweise aus 2- bis lOprozentiger Schwefelsäure-Lösung.
Nach dieser Behandlung wird die Platte erneut gespült.
Die ausgebildete Nickelschicht 25' wird dann mit Kupfer belegt. Dies bedeutet, daß ein Film 26 aus
Kupfer auf dem Nickel ausgebildet wird, dessen Stärke zwischen 0,5 und 2,5 |i beträgt, indem man
von einem Kupferpyrophosphatbad oder einem anderen hierfür geeigneten Bad Gebrauch macht. Ein
solches Bad führt zur Abscheidung einer nur sehr kleinen Kupfermenge, erzeugt aber einen Kupferfilm
mit guter Adhäsionswirkung. Ist hierdurch über der gesamten Oberfläche ein solcher Kupferfilm ausgebildet
worden, dann wird diese Kupferoberflächc gereinigt. Bei der Herstellung hat es sich gezeigt, daß bei
Vorliegen vorgearbeiteter Rohmaterialien als Lagerbestande diese vorgearbeiteten Materialien am besten
dadurch behandelt werden können, indem man das Verfahren bis zum Ende der Kupferauflage durchführt
und dann die Platten lagert. Benötigt man eine solche Speicherung jedoch nicht, dann kann sich die
Reinigung an die Kupferauflage unmittelbar anschließen, was besser ist, als würde man dies erst
dann vornehmen, wenn die gelagerten Platten verwendet werden sollen.
Der sich nunmehr anschließende Verfahrcnsschntt ist eine Elcktroplattierung, bei der eine zweite Schicht
27' aus Nickel auf die Kupferauflage plattiert wird, beispielsweise unter Verwendung eines Nickelsulfamatbades.
Die Nickelplattierung über der Kupferauflage dient dem Ziel, eine Grenzschicht auszubilden,
durch die die Auflösung der Nickelabscheidung durch das Kupferelektroplattierungsbad verhindert wird.
Ab hier wird, sofern die Platte von einem Tank zum nächsten weitergeschoben wird, als nächster
Schritt ein Spülvorgang vorgenommen, der mit 2- bis lOprozentiger Schwefelsäure ausgeführt wird. Er kann
jedoch ausgelassen werden, wenn das Verfahren kontinuierlich im selben Tank durchgeführt wird. Die
exponierte Oberfläche der zweiten Nickelschicht 27' wird dann einer Pyrokupferauflage ausgesetzt, indem
man die Platte mit den bisher vorliegenden Überzügen in eine Pyrophosphat-Kupferlösung für die
Dauer von 30 bis 90 Sekunden eintaucht, um eine Schicht 28' einer Dicke von ungefähr 0,3 bis 1,2 μ
Kupfer der genannten Art zu erzeugen.
Pyrophosphatkupfer wird dsnn auf die Pyrokupferauflage durch Elektroplattieren in einer Pyrophosphat-Kupferlösung aufgebracht, wobei dieser Vorgang
so lange fortgesetzt wird, bis die gewünschte Dicke erzeugt ist Die dickere aufgebaute Pyrophosphat-Kupferschicht ist durch das Bezugszsichen 2Ψ in
Fig. 16 bezeichnet Danach wird die Platte mit reinem Wasser gereinigt und mit einem milden Schleifmittel abgeschruppt und dann abgesprüht. Nach der
Reinigung wird die Oberfläche des Pyrophosphat-Kupfers mit einem schwachen, aus Ammoniumpersulfat
bestehenden Ätzmittel behandelt.
Die so aufgebauten zahlreichen Metallschichten können ntinmeh: mit einem Widerstandsmaterial 40',
bestellend aus einer lichtempfindlichen oder photoempfindlichcn Emulsion versehen werden. Nach Aufbringen
der Emulsion wird sie gehärtet, wobei darauf geachtet werden muß, den Überzug nicht ultraviolettem
Licht auszusetzen.
Die Photowiderstandsschicht oder lichtempfindliche Emulsion wird dann von einem photographischen
Negativ (nicht dargestellt) bedeckt und unter ultraviolettem Licht exponiert. Hierdurch wird ein
Schaltungsmuster, d. h. ein Linienmuster, die letztlich die Leitungen einer elektrischen Schaltung darstellen,
erzeugt. Hierbei liegt die elektrische Schaltung als Positivbild vor. Wo das ultraviolette Licht auf den
Photowiderstand auftreffen konnte, härtet sich der
ao Photowiderstand und bildet einen Widerstand gegenüber
den Abschcidungslösungen im Reinigungsmittel und den Lösungsmitteln im allgemeinen. Die Linien
jedoch, die durch das Positiv des Bildes erzeugt wurden und die Linien wiedergeben, wo sich später die
»5 Schallung befinden soll, sind nicht durch das ultraviolette
Licht getroffen worden und bleiben daher weich.
Nach der Exposition zur Erzeugung des Schaltungsmusters wird die Oberfläche in eine Entwicklerlösung
eingetaucht. Der Entwickler löst die Linien, die das Oberflächenmuster bilden, auf, wobei der
Photowiderstand innerhalb dieses Linienmusters weggewaschen
wird und das darunterliegende Pyrophosphat-Kupfer freigelegt wird. Der verbleibende
Überzug wird eingefärbt, so daß die Bedienungsperson eine Möglichkeit hat, visuell Unvollkommheitcn
festzustellen. Nach der Überprüfung durch die Bedienungsperson wird der überschüssige Entwickler durch
Absprühen ausgewaschen, die Oberfläche vom Wasser getrocknet und anschließend in einem Ofen bei
einer Temperatur von ungefähr 100° C während einer
halben Stunde getrocknet. Hierdurch wird eine harte Oberfläche auf der Platte ausgebildet, die man anfassen
kann. Nun ist es an der Zeit, nadelstichfeine öffnungen, die in dem leitfähigen Schaltungsmuster
vorliegen können, Unvollkommenheiten, Beschädigungen, Schaden im Negativ, auf das Muster gefallene
Staubpartikel und vielleicht noch andere Schaden zu retuschieren. Der Retuschiervorgang wird mit Hilfe
einer Farbbürste vorgenommen, um ein entsprechendes Material, beispielsweise eine Asphalt- oder
Vinylfarbe aufzumalen. Nunmehr besteht das Schaltungsmuster aus eingearbeiteten Linien, wie in Fig.
11, die das blanke Pyrophosphat-Kupfer freilegen. Sie
können nunmehr mit einem anderen Metall bedeckt werden. Im allgemeinen verwendet man hierfür eine
Zinii-B'eimischung, die schichtweise auf das exponierte
Pyrophosphat-Kupfer bis zu einer Dicke von 12 bis zu 70 μ aufgebracht werden kann. Man kann
auch Gold aufbringen, wenn bisher noch kein Gold
verwendet wurde; seine Dicke beträgt dann ungefähr 2 bis 2,5 μ.
Sobald das exponierte Pyrophosphat-Kupfer-Schaltungsmuster mit einem ungleichen Mem H bedeckt wurde, wird das Widerstandsmaterial aus den zwischen den Schaltungslinien verlaufenden Bereichen
entfernt. Danach wird die Oberfläche abgesprüht, um sicher zu sein, daß kein Widerstandsmaterial zuriick-
3075 3t
bleibt. Durch die Entfernung des Widerstandsmaterials
wird die Oberfläche des Pyrophosphat-Kupfers 29' in allen Teilen freigelegt, abgesehen von denen,
über die bereits ein anderes Metall, wie Zinn-Blei aufgebracht wurde. Während aller vorangehender
Verfahrensschritte ist daran zu denken, daß die Metallschichten auch auf den Wänden der Bohrungen
aufgebaut werden, die durch die Folie hindurchragen, und zwar in gleicher Weise, wie auf der oder den
Oberflächen der Folie. Sobald das Widerslandsmaterial von den Zwischenbereichen, bestehend aus Pyrophosphat-Kupfer,
entfernt wurde, kann die Platte geätzt werden. Der Ätzvorgang kann in einem geeigneten
Ätzbad, beispielsweise mit einer Ferrichloridlösung, einer Ammoniumpersulfatlösung oder einer
Chrom-Schwefelsäurelösung vorgenommen werden. Die Auswahl der Lösung hängt davon ab, welches
Überzugsmaterial auf die Platte aufgebracht wurde. Wurde als Überzugsmaterial Zinn-Blei verwendet,
dann kann eineChiom-Schwefelsäure verwendet werden.
Wurde jedoch Gold aufgebracht, dann verwendet man eine Ferrichloridlösung. Obwohl die Femchloridlösung
billiger ist, kann in der Regel aber dann keine Ferrichloridlösung verwendet werden, wenn als
Überzugsmaterial Zinn-Blei aufgebracht wurde, da diese das Blei angreift und den Überzug zerstören
würde. Beim Ätzen werden alle Kupfer- und Nickelschichten entfernt und die Leitungen des Schaltungsmusters 31 bleiben allein auf der Oberfläche. Der
Ätzvorgang reinigt die zwischen denMelall-Leitungen
befindlichen Zwischenräume und läßt nur die nackte Oberfläche des Kunstharzüberzugs 15 zurück.
Die gedruckte Schaltungsplatte wird dann auf ihrer gesamten Oberfläche gereinigt, so daß alle Säuren
und/oder Salze neutralisiert und entfernt werden. Das Erzeugnis ist dann gebrauchsfertig, wenn die entsprechenden
elektrischen Bauelemente (nicht dargestellt) aufgebracht sind, deren Zuführungen (nicht dargestellt)
durch die Bohrungen 11 hindurchgesteckt und mit den Leitungen des Schaltungsmusters auf der
gegenüberliegenden Seite der Folie verlöte? sind.
Wie oben erwähnt, kann das Schallungsmuster mittels eines Siebdruckverfahrens aufgebracht werden.
Bei einer solchen Ausbildungsform der Erfindung werden die gerade beschriebenen Verfahrensschrittc
durchgeführt, und zwar teilweise bis zum Auflegen des Pyrophosphatkupfers und der Ausbildung der
Pyrophosphatkupferschicht mit anschließender üblicher Reinigung durch Abreiben der Schallung
miltels eines weichen Schleifmittels und Absprühen mit sich anschließender milder Ätzung unter Verwendung
eines Materials wie Ammoniumpcrsulfat oder auch einschließlich dieser Vorgänge. An dieser Stelle
ändert sich der Vorgang dadurch, daß das Widerstandsmaterial mil Hilfe eines herkömmlichen Siebdruckvcrfahrcns
so aufgebracht wird, daß das Schaltungsmuslcr frei bleibt, wobei die exponierte
Oberfläche der Pyrophosphat-Kupfcrschicht das Schallungsmusler definiert, während das Widerstandsmaterial,
welches mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgebracht wurde, die zwischen dcnLeitungsmuslcrn
befindlichen Bereiche ausfüllt. Eine Querschniltsansicht des Aufbaues der Schichten entspricht in diesem
Zustand dem in Fig. 16 dargestellten Ausführungsbcispiel
mit Ausnahme des Aufbaues, der erreicht wurde, ohne den Druckvorgang durch ein photographisches Negativ und ohne das Auswaschen
des Wiclcrslandsmatcrials von dem Schallungsmusler.
Danach wird das Überziehen oder die Anwendung eines anderen Metalls, beispielsweise Zinn-Blei oder
Gold auf das exponierte Pyrophosphat-Kupfer ausgeführt, und zwar in der oben beschriebenen Weise,
wonach die Entfernung des Widerstandsmaterials folgt und dann die Metallschichten, welche ursprünglich
von dem Widerstandsmaterial bedeckt waren, abgeätzt werden, bis zum Harzüberzug, jedoch nicht
durch diesen hindurch.
ίο Bei einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung,
die etwas wirtschaftlicher hinsichtlich der Materialien und der für das Verfahren erforderlichen Zeit arbeitet,
werden die anfänglichen Verfahrensschritte wiederholt, und zwar bis zur Erzeugung der Pyrophos-
>5 phat-Kupferauflage über die Nickelplattierung
einschließlich. Bei dieser Ausbildungsform wird ein Pyrokupfcrfilm oder eine Pyrokupferschicht aufgebracht,
jedoch erfolgt liier kein Aufbau der der Dicke der Pyrophosphat-Kupferschicht entsprechen würde.
ao Anschließend wird die Platte mit Hilfe eine«, milden
Schleifmittels abgeschruppt, dann abgesprüht und mit einem schwachen Ätzmittel behandelt, beispielsweise
mit Ammoniumpcrsulfat oder mit anderen Worten gereinigt und desoxydiert. Dann wird das
Photowiderstandsmaterial auf die dünne Schicht aus Pyrophosphat-Kupfer aufgebracht und die F.mulsion,
wie oben beschrieben, gehärtet, dann durch ein Negativ unter ultraviolettem Licht exponiert, um auf diese
Weise ein positives Schaltungsmuster auf dem Wider-Standsmaterial zu erzeugen. Alternativ kann das
positive Schaltungsmuster mit Hilfe des Siebdruckvcrfahrcns
erzeugt werden, welches oben beschrieben wurde, bei dem die zwischen dem Schaltungsmuster
befindlichen Flächenbereiche mit einem Widerstandsmaterial ausgefüllt werden, während das Pyrophosphat-Kupfer
»ι dem Leitungsmuster ".xponicrt vorliegt.
Auch hier findet das Verfahren mit allen oben beschriebenen Verfahrensschritten im Inneren der
Bohrungen auf den Wänden der Bohrungen und auf den Oberflächen statt.
Auch hier wird das Widerstandsmaterial getrocknet, gehärtet und das Schaltungsmustcr, wie oben beschrieben,
retuschiert.
Bei dieser Ausbildungsform der Erfindung wird das exponierte Material in einer milden alkalischen Lösung gereinigt, um beispielsweise Fingerabdrücke und entsprechende Fehler zu entfernen und aktiviert beispielsweise mit Hilfe eines mit Ammoniumpcrsulfatlösung vorgenommenen Desoxydationsvorgaugs.
Bei dieser Ausbildungsform der Erfindung wird das exponierte Material in einer milden alkalischen Lösung gereinigt, um beispielsweise Fingerabdrücke und entsprechende Fehler zu entfernen und aktiviert beispielsweise mit Hilfe eines mit Ammoniumpcrsulfatlösung vorgenommenen Desoxydationsvorgaugs.
Bei jeder der genannten Möglichkeiten liegt das Pyropliosphat-Kupfcrmaterial frei im Schallungsmuster
vor, so daß der Aufbau des Pyrophosphal-Kupfcrs nur innerhalb des Schaltungsmusters eintreten
kann. Mit anderen Worten: der Aufbau des Kupfers ist auf das Schaltungsmuster begrenzt und
umfaßt nicht die gesamte Oberfläche der Platte.
Nach dem Aufbau wird das Schallungsmusler, wie oben beschrieben, mit einem anderen Metall, beispielsweise
mil Zinn-Blei oder Gold überzogen.
Das Widerstandsmaterial wird dann unter Anwendung eines herkömmlichen Lösungsmittels für das
Widerstandsmaterial entfernt, so daß die Oberfläche der dünnen Schicht der Pyrophosphat-Kupferauflage
die bisher unter dem Widerstandsmaterial vorlag, freigelegt ist. Die Oberfläche wird dann durch Sprühen
gereinigt, damit man mit Sicherheit das ganze Widerstandsmaterial entfernt hat. Dieser Reinigung
folgt ein Ätzen. Obwohl der Älzvorgang hier dem
oben beschriebenen Ätzvorgang entspricht, bei dem Ferrichlorid oder Ammoriumpersulfat oder Chrom-SchwefeJsäure,
vorgeschlagen wurde, abhängig von dem für den Überzug verwendeten Metall, sind die
Anforderungen an den ÄtzvOigang geringer, da nur eine sehr dünne Schicht von Pyrophosphat-Kupfer
weggeätzt werden muß, an Stelle eines Aufbaues, der der Dicke der Schicht 29 entspricht Mit fortschreitendem
Ätzen wird die zuerst aufgebrachte Kupferauflage entfernt und die Nickeischicht 25, die die
Oberfläche des Harzüberzugs 15 verriegelt, bleibt intakt.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor,
daß bei der zuletzt beschriebenen Ausbildungsform der Erfindung vorteilhafter Weise verschiedene Sparmaßnahmen
vorgenommen werden können. Das Pyrophosphatkupfer ist nur innerhalb des Schaltungsmusters aufgebracht, wodurch eine beachtliche Menge
bei der Aufbringung des Kupfers und beim Ätzvorgang gespart wird. Man braucht nur noch einen sehr
dünnen Pyrophospbat-Kupferfilm abzuätzen. Trotz dieser Ersparnisse sind aber das Schaltungsmuster
selbst und alle seine Leitungen ebenso wie bei dem zuerst beschriebenen Verfahrensgang in derselben erwünschten
Weise und mit dem gleichen Aufbau angeordnet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
309 615/360
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung mit einem Metallkern, bestehend aus
den Verfahrensschritten einer Ätzung der Metallplatte in einer alkalischen Lösung und chemischen
Reinigung von wenigstens einer der Oberflächen, anschließende Aufbringung einer Schicht
von synthetischem Plastikharzmaterial auf dieser Oberfläche, anschließende Wärmebehandlung
dieser Schicht, abschließende Oberflächenbehandlung dieser Schicht und Sensitivierung der oberflächenbehandelten
Schicht sowie Aufbringung einer Leiteranordnung auf die sensitivierte Oberfläche
der Plastikharzschicht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbringung der synthetischen Plastikharzschicht zuerst ein Film
eines Zwischenmaterials auf die unerwärmte chemisch gereinigte Oberfläche der Metallplatte
aufgebracht wird, daß anschließend das synthetische Plastikharzmaterial auf diese Zwischenmaterialschicht
aufgesprüht wird, daß anschließend die Oberfläche der Plastikmaterialharzschicht
nach einer Wärmebehandlung mechanisch geätzt wird, daß anschließend die mechanisch geätzte
Oberfläche zusätzlich noch chemisch geätzt wird und daß schließlich auf die chemisch geätzte
Oberfläche eine Überschicht aufgebracht wird, welche als Grundlage für die. folgende Aufbringung
einer galvanischen Beschichtung dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Plastikmaterial
in Form einer Mehrzahl von Harzschichten aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Metallplatte zuerst
Ausnehmungen eingebracht werden und daß diese Ausnehmungen mit aufeinanderfolgenden
Schichten von synthetischen Harzschichten beschichtet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden
Hauptflächen der Metallplatte mit dem synthetischen Plastikharzmaterial beschichtet
werden und daß beide Hauptflächen anschließend daran behandelt werden, so daß auf beiden Seiten
der Metallplatte eine gedruckte Schaltung entsteht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als
synthetisches Plastikharzmaterial ein Polyurethanharz verwendet wird.
6. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Mehrzahl von nicht weniger als sechs aufeinanderfolgenden Schichten des synthetischen Plastikharzmaterials
erzeugt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Überschicht eines isolierenden Materials auf die oberste Schicht der Isoliermaterialschicht aufgebracht
wird, wobei diese Überschicht ein metallisches Salz enthält.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur
chemischen Ätzung ein alkalisches Permanganat verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur chemischen
Ätzung eine Chromsäure-Lösung verwendet wird.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US77251768A | 1968-11-01 | 1968-11-01 | |
US77251768 | 1968-11-01 | ||
US86569569A | 1969-10-13 | 1969-10-13 | |
US86569569 | 1969-10-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1954973A1 DE1954973A1 (de) | 1970-07-02 |
DE1954973B2 DE1954973B2 (de) | 1972-09-07 |
DE1954973C true DE1954973C (de) | 1973-04-12 |
Family
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