DE2014104C3

DE2014104C3 - Verfahren zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten

Info

Publication number: DE2014104C3
Application number: DE19702014104
Authority: DE
Inventors: John F. Roslyn Heights Mccormack; Joseph South Farmingdale Polichette; Frederick W. Oyster Bay Schneble; John Duff Miller Place Williamson; Rudolph J. Hauppauge Zeblisky
Original assignee: Photocircuits Corp
Current assignee: Kollmorgen Corp
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1970-03-18
Publication date: 1975-10-09
Also published as: CH502748A; CA939831A; DE2014138C3; DE2014104B2; DE2014138A1; FR2040016A5; DE2014104A1; NL173700C; SE369027B; AT312730B; DE2014138B2; AT311460B; NL7004485A; NL173700B; CH504147A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Kur Herstellung von gedruckten mit Löchern vertehenen Leiterplatten mit Leiterzügen in einer oder mehreren Ebenen einschließlich sogenannter MeIufcbenen-Leiterplatten, bei denen die Löcher mctalli- so tiette Wandungen besitzen.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen gedruckten Schaltungen bekannt (DT-AS 1 245 4SS), bei dem die Oberflächen mit den fertig ausgebildeten Leiterzügen fest und dauerhaft tusammengefügt werden, wobei die beiden äußeren Leiterplatten aus Isoliermaterial wahlweise leitende Schichten tragen oder diese auch fehlen können. Für den Fall, daß derartige Mehrschichtanordnungen auf den genannten äußeren Oberflächen Lötaugen tragen sollen, muß hierbei von mit leitenden Oberflächen versehenem Ausgangsmaterial ausgegangen werden, welches dann entsprechend den Lötaugenbereichen unter Verwendung eines Negativmusters einem Ätzverfahren zu unterwerfen ist. Die Aufbringung und ,⁶S genaue Ausrichtung eines Negativmusters in Übereinstimmung mit den durch die Lötaugen hindurchführenden Lochungen durch die Mehrschichtanordnung ist aber bei zunehmender Leiterdichte der gedruckten Schaltung schwierig und bei sehr kleinen Abständen zwischen den einzelnen Leiterzügen geradezu unmöglich.

Weiter ist ein Verfahren bekannt (FR-PS 1550675), bei dem von bereits katalysiertem, kupferkaschiertem Grundmaterial ausgegangen wird, wobei zunächst auf der Oberfläche der Trägerschicht die Leiterzüge fertiggestellt werden, dann eine Isolierstoflschicht, die für die nachfolgende stromlose Metallabscheidung katalytisch ist, aufgetragen wird und auf diese ein Negativmuster mit Aussparungen im Bereich der anschließend zu bohrenden Löcher. Hier kann unmittelbar nach dem Anfertigen der Löcher stromlos Metall abgeschieden werden, weil sowohl das Basismaterial als auch die Isolierstoffschiebt von sich aus katalytisch sind und es keines Sensibilisierungsschrittes bedarf. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß es von teuerem durchsensibilisiertem Ausgangsmaterial ausgehen muß.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das die wirtschaftliche Herstellung von zuverlässig arbeitenden Leiterplatten ermöglicht, bei denen die Leiterzüge vor Beschädigungen geschützt sind, und die Wandungen der Löcher bei hoher Lochdichte eine ausreichende, gegebenenfalls einen sicheren Lötanschluß gewährleistende Stärke aufweisen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Schaffung eines Verfahrens, das sich dadurch kennzeichnet, daß die auf der oder den Oberflächen in an sich bekannter Weise hergestellten Leiterzüge und die frei liegenden Bereiche des Basismaterials wenigstens teilweise mit einer fest haftenden, permanenten, aus Isoliermaterial bestehenden Deckschicht üoerzogen werden, daß hierauf die gesamte Oberfläche mit einer Schutzschicht bedeckt wird, daß anschließend die Lochungen hergestellt und die Platte in an sich bekannter Weise einer Behandlung unterzogen wird, die eine Sensibilisierung für die stromlose Metallabscheidung bewirkt, und daß dann die Schutzschicht entfernt und auf den Lochwandungen eine Metellschicht stromlos abgeschieden wird, und zwar so lange, bis sich um die Lochränder Ringe aus Metall bilden, die auf die Oberfläche der permanenten Deckschicht reichen.

Je nach der Dauer der Badeinwirkung ergeben sich Metallbeläge, die den Fig. 1 oder 2 oder einem beliebigen dazwischen liegenden Stadium entsprechen. In diesen Schnittdarstellungen bedeutet 1000 das Basismaterial aus Isolierstoff, 1200 die Leiterzüge, 1500 ein Loch und 1600 die permanente Deckschicht, der metallische Lochwandbelag ist mit 1502. und der bei entsprechend lang andauernden Metallabscheidung sich ausbildende Ring (F i g. 2) mit 1525 bezeichnet.

Nach den Untersuchungen der Anmelderin ist es fUr das Ausbilden einer verläßlichen Lötverbindung zum metallischen Lochwandbelag unerläßlich, dall das heiße Lot mit diesem Metallbelag in thermisch leitende Verbindung gebracht wird. Dies wird vermittels des bis auf den äußeren Rand der permanenten Deckschicht reichenden Metall ringes 1525 in A b b. 2 erreicht, da dieser Ring in direkten Kontakt mit dem heißen Lot gelangt und andererseits ein Teil des Metalliiicderschlagcs ist, der auch den Wandbelag bildet.

Für die Herstellung des thermischen Kontaktes

zwischen Metallbelag und Lot genügen relativ sehr schmale Metallringe, so daß sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Leiterplatten auch und insbesondere in jenen Fallen eignen, in denen hohe Leiterdichten und geringe Abstände zwischen den Lochungen verlangt werden.

Als Material für die permanente Deckschicht eignen sich solche Isolierstoffschichten, die die darunter liegenden Leiter vor Korrosion schützen bzw. solche, die lötfest und lotabweisend sind.

Nach einer bevorzugten Ausfühningsform ergeben sich die später an einem Beispiel noch aufgezeigten Verfahrensschritte, wobei davon ausgegangen wird, daß als Basismaterial beidseitig mit Kupferfolie beschichtete Isolierstoffe benutzt werden.

Dadurch, daß die Metallisierung auf die Lochwandungen begrenzt ist, wird sichergestellt, daß selbst bei höchsten Leiterdichten bzw. geringsten Abständen zwischen Leiterkanten und Lochungen keinerlei Schwierigkeiten durch bisher, notwendige, kompli- ao zierte und aufwendige Verfahrensschritte auftreten. Es werden die Leiterzüge mit einer permanenten Deckschicht überzogen, also von der Oberfläche abgeschlossen, und anschließend werden die Löcher hergestellt. Diese durchtrennen also die permanente as Deckschicht sowie entsprechende Leiterzüge und das Basismaterial. Anschließend wird auf den Lochwandungen ein stromloser Metallbelag ausgebildet, wobei der Abscheidungsvorgang so lange forlgesetzt wird, bis der Metallbelag an jedem Lochrand einen Metallring bildet, der auf die Oberfläche der permanenten Deckschicht reicht.

Da alle Leiterzüge unterhalb der Deckschicht liegen, sind sie nicht nur vollkommen geschützt, sondern auch räumlich von der Lochmetallisierung und dem Metallring getrennt. Weder im Lötbad noch späterhin besteht daher eine Gefahr von elektrischen Kurzschlüssen oder Lötbrückenbildung zwischen verschiedenen Leitern oder diesen und den Lochmetallisierungen bzw. den Metallriiigen an den Lochrändern.

Beispiel

1. Herstellen der Leitermuster auf einer oder beiden Oberflächen des Basismaterials unter Benutzung der an sich bekannten Druck- und Ätztechnik.

2. Reinigen der Oberflächen einschließlich der Leiterzüge.

3. Aufbringen der permanenten Deckschicht, beispielsweise aus Epoxydharz.

4. Aufbringen einer Schutzschicht, vorzugsweise einer Folie aus Kunststoff.

5. Herstellen der Lochungen.

6. Behandlung des Werkstückes mit an sich bekannten Sensibilisierungslösungen, welche geeignet sind. Oberflächen für die stromlose Abscheidung von Metallen katalytisch zu aktivieren.

7. Abziehen der Kunststoff-Folie bzw. Entfernen der Schutzschicht.

8. Einbringen des Werkstückes in ein stromlos Metall abscheidendes Bad und für eine der gewünschten Metallabscheidung entsprechende Zeitdauer.

Abschließend soll noch festgehalten werden, daß für die einzelnen Verfahrensschritte allein ein Schutz nicht begehrt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von gedruckten Leiterplatten mit Leiterzügen in einer oder mehrereß Ebenen und mit Lochungen mit metallisierten Wandungen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der oder den Oberflächen in an sich bekannter Weise hergestellten Leiterzüge und die frei liegenden Bereiche des Basismaterials "> wenigstens teilweise mit einer fest haftenden, permanenten, aus Isoliermaterial bestehenden Deckschicht überzogen werden,

daß hierauf die gesamte Oberfläche mit einer Schutzschicht bedeckt wird,

daß anschließend die Lochungen hergestellt und die Platte in an sich bekannter Weise einer Behandlung unterzogen wird, die eine Sensibilisierung für die stromlose Metallabscheidung be- ao wirkt, und daß dann die Schutzschicht entfernt und auf den Lochwandungen eine Metallschicht stromlos abgeschieden wird, und zwar so lange, bis sich um die Lochränder Ringe aus Metall bilden, die auf die Oberfläche der permanenten »5 Deckschicht reichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die permanente Deckschicht ein Material verwendet wird, das die darunterliegenden Leiterzüge vor Korrosion schützt. 3<>

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die permanente Deckschicht ein lötfestes, lotabweisendes Material verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzschicht eine vorzugsweise auf einer Oberfläche mit einer Klebeschicht ausgestattete Folie verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gc- 4» kennzeichnet, daß eine Folie aus Kunststoff verwendet wird.