DE2061382C - Verfahren zur Herstellung von Schaltkreisen - Google Patents

Description

™?4^εVerfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schaltkreismuster bildende Kupferschicht bis zu einer Dicke von 0,025 mm aufgebracht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in Verbindung mit Anspruch 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die frei liegenden Tede einer aus Palladium und Gold bestehenden Zwischenschicht durch Atzen mit einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Kaliumtnjodid entfernt werden.

Die Erfindung betriift ein Verfahren zur Herstellung von Schaltkreisen durch Aufbringen einer leitfähigen Zwischenschicht auf eine nichtleitende Unterlage, Ausbilden eines Schaltkreismuster auf vorbestimmten Flächenbereiche j der Zwischenschicht und Entfernen der übriggebliebenen Flächenbereiche der Zwischenschicht durch Ätzen.

Bei der üblichen Herstellung eines aus dünnem oder dickem Film bestehenden Schaltkreismusters kann die Bindung des letzteren an eine geeignete Unterlage dadurch erleichtert werden, daß zunächst eine dünne, kontinuierliche Zwischenschicht eines ersten Materials und danach eine dickere, zweite Schicht in Form des gewünschten Schaltkreismusters auf vorbestünmte Teile der Zwischenschicht aufgebracht wird, wie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 306 830 oder der deutschen Patentschrift 1 269 695 beschrieben ist. Die unbeschichteten Bereiche der Zwischenschicht werden anschließend von der Unterlage abgeätzt. Das Schaltkreismuster wird durch die zurückbleibenden, darunterliegenden Bereiche der Zwischenschicht an die Unterlage gebunden und bildet den fertigen Schaltkreis.

Bei Anwendung der vorstehend beschriebenen Technik dient die Zwischenschicht dazu, das Schaltkreismuster fest an die Unterlage zu binden und gestattet es, sofern die Zwischenschicht leitend ist, das Schaltkreismuster durch Elektroplattierung auf die Unterlage aufzubringen. Diese Verfahrensart steht in Gegensatz zu der ebenfalls bekannten Technik der direkten Aufbringung, bei welcher ein Überzug direkt auf die Unterlage aufgebracht und dann durch Ätzen das Schaltkreismuster gebildet wird.

Die Verwendung einer Zwischenschicht bringt bestimmte Vorteile gegenüber der direkten Aufbringung mit sich. Bei der direkten Aufbringung muß das Material, welches das Schaltkreismuster bildet, erstens chemisch inert gegenüber der Unterlage sein, so daß bei der Anwedung keine Reaktion zwischen beiden Materialien auftritt, zweitens muß es physikalisch derart kompatibel bzw. verträglich mit der Unterlage sein, damit eine Bindung zwischen beiden erreicht wird, und drittens muß es von der Unterlage abgeätzt werden können, wenn das gewünschte Schaltkreismuster durch Atzen erzeugt wird. Darüberhinaus

,_5Uß dieses Material die für die Bildung eines Schalt- lage »w*>d* &***$%£* £j5fi££S

bdnM erforderlichen elektrischen Eigenschaf- bei J^g^ÄΓ4ΓDabei soll die ver-

ten besitzen. Schließlich ist es da dfc Unterlage aus ",JjJgHESSfohne nachteilige Beschädi-

nichtleitendem Material besteht, nicht moghch das *^f ^StoS»usters von der Unterlage ab-

Schaltkreismuster durch Elektroplattierung direkt auf 5 gung des Jwäiaiucreisniu*«;

die Unterlage aufzubringen, sofern man nicht Tech- atebarsemerfindungsgemäß dadurch ge-

niken der nichtelektrischen Aufbnngung anwendet _lös^^ dteuSage einVai einem fest ander

Wird andererseits eine Zwjschenschicht angewandt lost ^"Vftenclen und normaler Weise schwierig

so ist es möglich, das Schaltkreismuster direkt durch ^υα*«£&**™J bestehende diskontinuierliche

Elektroplattierung aufzubringen, sofern man nur eine *« ^.^^ _übVr dfese eine aus einem relativ leicht

litnde Zwischenschicht anwendet Auch braucht |^™^Sta3 ktiuierliche Schicht

Elektroplattierung aufzubringen, sofern man nur ^.^^ _übVr dfese eine aus einem relativ leicht

leitende Zwischenschicht anwendet. Auch braucht |^™^Sta3· kontinuierliche Schicht

die Zwischenschicht nur m bezug auf die Unterlage ^atz.^Daj~^r^

und das Schaltkreismuster zum Zwecke der Erzeu- ^au^i^ d^Erfmduiig soll unter einer gegen At-

i fsten Bindung an die Unterlage und das im ^^^T^l _i lh Sch

und das Schaltkreismuster zum Zwecke der Erzeu ^i^ d^Erfmduiig soll unter einer gegen At

gung einer festen Bindung an die Unterlage und das im ^^.^T^l^icht _einß solche Schicht

sStkreismuster chemisch inert und von der Unter- 15 zung ^^^^^^jT^^eng ätzbar ist, S abätzbar sein Es ist nicht erforderlich, daß die ve^en^e^^uß^^«^^ ^

tkreismuster chemisch inert und von der Unter

S abätzbar sein. Es ist nicht erforderlich, daß die ve^^^^^^^^ ^ Zwischenschicht die für das Schaltkreis^uster zwm- ohne daß eine™?*™& ^^Worten bedeutet fZ erforderlichen elektrischen Eigenschaften besitzt ^muste« ™£f™^^andsfähige Schicht oder diesbezüglich auch nur leitend ist, es sei denn, das, daß eine gegen^"PJ*^ erfordert, daß eine S* es erwischt ist, das Schaltkreismuster durch ~ ^^^S£S^&ik«ima^ auf-Elektroplattierung aufzubringen. tSf Umeekehrt isTeüie »ätzbare« Schicht im Sinne

Auf diese Weise bestehen die wesentlichen Vor- ^XEeini solche Schicht, die ohne nachte»- teilc der Anwendung einer Zwischenschicht darm, der ^g^f^ Schaltkreismusters geätzt bzw. daß erstens die elektrischen Eigenschaften des fur die hge *****£°ξ^ _Mit öderen Worten bedeutet Zwischenschicht verwendeten Metalls weniger kri- «5 *^™^£Z£ Schicht mit Hilfe eines Atztisch sind, als die Eigenschaften des für das Schalt- das, dauern^e^ _rf^ _abpiätzt werden kann, kreismuster erforderlichen Materials, und daß zwei- J^ ^S₈, Beschädigung des Schalttens eine größere Anzahl von MetaHen fur das Svhalt- ^™™_ne^_orruft ^BEs gibt viele Materiahen, die kreismuster angewandt werden kann als bei der Jreismuste«nerve^ruru ^ ^_{1 werden} kondirekten Aufbringung des Schaltkreismusters auf die 30 einer d« be'den ^ppe _rf ^_{n Difinition er}. Unterlage möglich ist. Sint eTiedoch nicht erforderlich, diese Materialien

Es wurde jedoch festgestellt, daß bei der Verwen- £^*V£S£aa^ vielmehr dürfte es genügen, dung einer Zwischenschicht in Verbindung mit be- ™™f™££muia>T nachstehenden Beschreibung stimmten nichtleitenden Unterlagen, insbesondere wenn ^jj^vorzugten Ausfühningsbeis_P1e s keramischer Art, ein zweifaches Problem auftritt. Be- 35 ^ *£%£?*&TAnweÄdung von Palladium als summte Metalle, beispielsweise Palladium, ergeben ""Jf^uJΓ widerstandsfähigem Material und von zwar, wenn sie als Zwischenschicht benutzt werden^ gegen Atzung^ ^ _fohlen wird Auf

eine feste Bindung an die Unterlage, können jedoch ^/_H ^S _er ^a^_n Definitionen ist es für den Fachnicht ohne nachteilige Beschädigung des Schaltkreis- Grün- er odi& ^ _{andere Matena}i_ien

musters von der Unterlage abgeätzt werden. Wenn 40 ™™™εΓ£™&χ^ weitere Materiahen nut beispielsweise auf eine keramische Unterlage z. B. ^™^^Eigenschaften gibt, di« zu einer der aus Aluminiumoxyd, eine kontinuierliche Palladium- ^^ec~e^_ten Gruppen gehören. Auch se. schicht aufgebracht wird, erhält man eine ausgeze.ch- beulen oberen ^ ^^ ^ _eQ ^_t.

nete Bindung. Nachdem jedoch ein Schaltkreismuster, ^^Sdsfähig selbst dann eingestuft werden z.B. aus Kupfer, auf diese Zwischenschich taufge- 45 ^ ™^ _eu?_em milden Atzmittel ätzbar ist bracht worden ist, lassen sich die fre. gebliebenen ^'^^ε _{ΜΕΐβΓίίΐ1 xbst} dann als ätzbar betrachte Bereiche der Palladiumschicht nicht von der Unter- ""^^„^ ^ nur durch ein starkes AtzrnUtel lage abätzen, ohne daß die Kupfersch.cht nachte.l.g werden I^^*^ _Wenn beispielsweibe das durch beschädigt oder gar zerstört wird. eh? mildes Atzmittel abätzbare Material eine Atzzeit

Andererseits gibt es zwar eine ganze Reihe anderer 50 em^wes * nachteiligen Beschäd.gung des

Metalle, wie z. B. Gold, die ohne nachteilige Bescha- ξ^™^™^ _mrU dann ist dieses MateriaJ als digung des Schaltkreismusters von der keramischen ^^tkJ™ widerstandsfäiüg anzusehen. Wenn Unterlage abgeätzt werden können die aber keine JJg^Jto dasjenige Material, dau nur mit emem dauerhafte, feste Bindung mit der Unterlage einge- ^^ü _at_geätzt werden kann, eine sehr hen. Wenn z.B. in üblicher Weise eine kontmmer- 55 ^^^erfordert, die nicht zur Herbeiführung liehe Goldschicht auf eine keramische Unterlage auf- kurze A^e» Beschädigung des Schaltkre.s-

gebracht wird, wird zwar anfänglich eine befnedi- ^^™^¹¹^ _{ist dieS}es Material als ätzbar erntende Bindung erreicht, und nach Aufbr.ngen des aus ^"n

Kupfer bestehenden Schaltkreismusters kann auch ^ZÜ>™™_{G d {ür die Ä}tzbarkeit der obenerwähnter das nicht vom Kupfer bedeckte Go d von der; Unter- 60 PerOraM u _{enschicht liegt in d}er D.s-

lage abgeätzt werden, ohne daß eme Beschad.gung J^u^ⁿf^J_16n, _{aus geg}en Atzung Widerstandsdes Schaltkreismusters auftritt. Wenn jedoch de fer- kxmt.nuitat^de e^ ,^^ J_{fctalI|dddlti di auf d}„ tiggestellte Schaltkreis verwendet wird, blatter das f^-¹™ _aufEebracht worden ist. Diese d_lSkontinu Gold in kurzer Zeit von der Unterlage ab, wodurch ^^ξ,^Ε^ _aus einer Reihe von diskrete, die elektrischen Eigenschaften des Schaltkreises nach- 6₅ I" ^^e _w™_d„_{rch frei} liegende Teile der darunter teilig beeinflußt werden. iLenden Unterlage voneinander getrennt sind. Iu·

relativ hohen elektrischen Widerstand charakterisiert. schnittes dor Γ ig. 6, mit der ein noch späteres Sta-

Beispiclswcisc beträgt der ITachenwiderstand der diuni des Herstellungsverfahrens veranschaulicht

Schicht mehr als hundert Ohm pro Quadrat (spezifi- wird,

scher Flächenwiderstand). ILs wurde überraschender- Tig. 8 eine der Fig. 7 entsprechende Ansicht weise gefunden, daß eine derartige diskontinuierliche 5 eines demgegenüber noch späteren Stadiums des Her-Schicht aus einem normalerweise gegen Ätzung stdlungsverf ahrens und

widerstandsfähigen Material auf einer keramischen Fig. 9 tine der Fig. 6 entsprechende Ansicht,

Unterlage ebenso leicht von der Unterlage ätzbar ist, welche ein fertiges Erzeugnis gemäß der Erfindung

wie ein ätzbares Material, obwohl diese diskontinu- darstellt,

ierliche Schicht eine feste Bindung ergibt. io Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wel-

Ein in der Praxis gangbarer Weg zur Unterschei- dies für die Herstellung von Schaltkreismustern zum dung zwischen einer diskontinuierlichen und einer Zwecke der Anwendung in gedruckten Schaltkreisen kontinuierlichen Schicht eines gegen Ätzung wider- od. dgl. geeignet ist, wird das herzustellende Schaltslandsfähigen Materials besteht in der Messung des kreismuster auf einer Zwischenschicht ausgebildet, Flächenwiderstandes. Im allgemeinen liegt eine kon- 15 die erstens fest an die darunterliegende Unterlage tinuierliche Schicht vor, wenn der Flächenwiderstand (beispielsweise aus Aluminiumoxyd) gebunden und gleich oder kleiner als hundert Ohm pro Quadrat be- zweitens von dieser Unterlage leicht abätzbar ist. Eine trägt, und eine derartige Schicht ist, wie gefunden solche Zwischenschicht, welche die beiden Erforderwurde, gegen Ätzung widerstandsfähig. Wenn jedoch nisse der Bindungsfähigkeit und Ätzbarkeit erfüllt, ist der Flächenwiderstand größer als hundert Ohm pro ao ein zusammengesetzter Film, der aus einer dünnen, Quadrat ist, dann liegt im allgemeinen eine ätzbare diskontinuierlichen »ersten Schicht« eines gegen Ät-Schicht vor. zung widerstandsfähigen Materials (z. B. Palladium)

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er- und einer dickeren, kontinuierlichen »zweiten findung wird eine diskontinuierliche Palladiumschicht Schicht« eines ätzbaren zweiten Materials (beispielsauf eine nichtleitende keramische Unterlage, bei- 25 weise Gold) besteht.

spielsweise Al_nO₃ aufgebracht, indem die Unterlage In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung sind bestimmte in eine geeignete Palladiumsalzlösung eingetaucht bemerkenswerte Eigenschaften veranschaulicht, mit wird. Daraufhin wird eine kontinuierliche Gold- deren Hilfe es möglich ist, eine gewünschte diskontischicht auf die Palladiumschicht aufgebracht, und die nuierliche, auf eine Unterlage aufgebrachte Pallaauf diese Weise erzeugte Struktur wird dann ge- 30 diumschicht von einer kontinuierlichen, auf der brannt, um das Gold und das Palladium auf die Unterlage befindlichen Palladiumschicht zu unterUnterlage aufzusintern. Im Ergebnis erhält man auf scheiden. Die in den Kurvendarstellungen der Fig. 1 diese Weise eine zusammengesetzte Zwischenschicht, bis 3 zusammengefaßten Daten wurden durch Verdie aus Gold und Palladium besteht und fest an die wendung einer O,Ol°/oigen wäßrigen Lösung von Palkeramische Unterlage gebunden ist. Danach wird ein 35 ladiumchlorid bei Raumtemperatur erhalten. Die Schallkreismuster, beispielsweise aus Kupfer auf vor- Unterlagen wurden zunächst sensibilisiert, indem sie gewählte bzw. -bestimmte Bereiche der Goldschicht wälirend drei Minuten in eine 3%ige wäßrige Stannoaufgebracht, und daraufhin werden die frei liegenden chloridlösung eingetaucht wurden. Durch Auswer- oder nicht beschichteten Bereiche der Goldschicht tung der in den Fig. 1 bis 3 enthaltenen Daten ist es und der darunterliegenden diskontinuierlichen Palla- 40 möglich, geeignete Bereiche von Eintauchzeiten zu diumschicht von der Unterlage abgeätzt, wodurch bestimmen, mit denen die Erfordernisse der vorlieman die endgültige Struktur erhält. gcndcn Erfindung erfüllt werden. Es ist für den Fach-

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug- mann erkennbar, daß sich das für die Aufbringung nähme auf die Fig. 1 bis 9 der Zeichnung an Hand einer diskontinuierlichen Palladiumschicht auf einer besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher 45 Unterlage erforderliche Eintauchintervall mit dem beerläutert. Es zeigen stimmten gelösten Stoff, der Konzentration der Lö-

F i g. 1 bis 3 Kurvendarstellungen zur Veranschau- sung, der Temperatur, der Unterlage usw. ändert. Es

lichung der Änderung (1) des elektrischen Flächen- wurde jedoch gefunden, daß die Messung des FIa-

widerstandes eines Palladiumüberzugs auf einer Alu- chenwiderstandes der Palladiumschicht eine genaue

miniumoxydunterlage, (2) der Haftung des Palla- 50 Beurteilung ermöglicht, ob die Palladiumschicht kon-

diumüberzugs auf der Unterlage und (3) def zum Ab- tinvrierlich oder diskontinuierlich ist. Eine derartige

ätzen des Palladiumüberzugs von der Unterlage er- Messung des Flächenwiderstandes kann vorteilhaft

forderlichen Zeit, wobei jede dieser Änderungen als dazu verwendet werden, die Eintauchzeit auf das

Funktion derjenigen Zeit dargestellt ist, während der richtige Intervall, welches für einen bestimmten ge-

die Unterlage zum Zwecke der Bildung des Überzugs 55 lösten Stoff, eine bestimmte Lösungskonzentration,

in eine Palladiumlösung eingetaucht worden ist, eine vorgegebene Temperatur, eine bestimmte Unter-

Fig. 4 ein Verfahrensschema, das ein Ausfüh- lage usw. zutrifft, einzustellen.

rungsbeispiel einer Kombination erfindungsgemäßer Die in F ί g. 1 gezeigte Kurve stellt den elektrischen

Verfahrensschritte veranschaulicht, Flächenwiderstand einer Palladiumschicht auf einer

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines erfin- 60 typischen Reihe von Aluminiumoxyd-Unterlagen dar,

dungsgemäßen Erzeugnisses, das mit einem Verfah- die in die O,Ol°/oige wäßrige Palladiumchloridlösnng

ren nach der Erfindung hergestellt worden ist, und während unterschiedlicher Zeitdauern zum Zwecke

zwar in einem frühen HersteUungsstadhan, der Bildung einer Zwischenschicht eingetaucht wot-

F i g. 6 eine der F i g. 5 entsprechende Ansicht, die den sind. Wie man aus dieser Kurve entnehmen kann,

ein späteres Herstellungsstadium eines durch das er- 65 besitzen die Schichten, welche auf Unterlagen gebil-

findungsgemäße Verfahren hergestellten Erzeugnisses det worden sind, die während 3V* Minuten in die Lo-

veranschaulicht, sung eingetaucht worden sind, Flächenwiderstands-

Fip. 7 eine perspektivische Ansicht eines Aus- werte von mehr als ein Megohm pro Quadrat. Wenn

₁₀

die Unterlagen während 4 Minuten .η d« Losung eingetaucht worden sind, ergeben sich Schichten mit einem viel niedrigerem Flächenwiders and der unge fähr bei 0 1 Megohm pro Quadrat hegt. Der Flachen widerstand von" Filmen, die auf Unteriagen aufg - 5 bracht worden sind, welche wahrend 5 Muh.ten^ oder länger eingetaucht wurden, betragt weniger als 0001 Megohm pro Quadrat. Es wi daß die Palladiumschicht ko«*""»ei ein Flächenwiderstand von ->-;-.

malerweise einen Widerstand von mehr als ein Meg ⁰¹¹Jr₂A Haftfähigkeitseigenschaften einer ,5

selenschicht umfaßt eine untenliegende erste !«hicnt obenerwähnten Art aufgebracht wurde) und eine

5SSXaASA=SSaLs

wmmm

relativ geringe Größe bes.« *· ξ^^ _von 32 Kilogramm pro «n*). Be » _er.

mehr als 2 Minuten *ff .J^i_nV 56 KiIolorderliche Kra t merk1,c itas « -J^^ _wie gramm pro cm- bei 2 « Minu _{imale Kra{t}

,lic Kurve erkennen laßt, bleibt die _wesenti_ichen f.ir Eintauchzeiten bis zu 5 Minuter im

eriorderhehe Kraft ^K.log £_{haulichl die} Atz-

Die Kurve gemäß Hg-J \ ,„sammencesetzten zeit, die für die Entfernung em ^ammg ^ Zwischenschicht von einer "^erläge eno welche in die Palladmmchlo^ung ^l schiedlichen Zeitintervallen zum Zwecke^

des Palladiumbestandteils der »^m ^

Zwischenschicht «g^™££ Sick. Wie aus schicht war ungefähr 25UU/wng _{βΓ &η}_

der Darstellung zu entnehrnen ^ bie^^ _AtaA tauchzeiten bis zu J r
die ausreicht, um die
schicht unter Verwendung
keit (beispielsweise einer /^n
sung von Kaliumtrijodid) von der ätzen, beinahe konstant und betrag künden. Die Ätzzeit wachst fur cm tauchen auf 45 Sekunden »",dieser' in steilem Verlauf fort, so daßi «™ ^J 2 Minuten ergib, wenn die^SSie größer als ten angestiegen ist. Fur »»". _dcr zusammenge-5 Minuten oder mehr sind kann acr setzte Film nicht von der Un crinoline daß das Schaltkrcismuster t zerstört wird.

Aus den Fie 1 bis 3 ist ersichtlich, daß eine für ^ _{Erfin ignete} p_alladiumschicht

Haftfestigkeitseigenschaften beje „^„^ _{in der Weise} hergestellt werden _{d ß man eine} Aluminiumoxydunterlage wah-

«_nd einer Zeitdauer von mehr als 2 Minuten jedoch ren ^ ^^ ^ ^ ^,^ _{wäß Pa},_

, _diu ^B _mchloridi_ösung eintaucht. Es wurde gefunden, _{daß ein Zeitin}tervall von Vh bis 3·/. Minuten besonders geeignet ist.

Wenn man unterschiedliche Parameter bei der _{des paUadiums benutzt} (beispielsweise

unterschiedliche Palladiumsalzlösungen, unterschied- ^^ _Lösungskonzentrationen, unterschiedliche Tem-

uren usw.), läßt sich das erforderliche Emtauch- ^ ^ ^^ _{Weise durch Ve}rgleidi unterschiedlichcr Eintauchzeiten mit dem dabei jeweils entstehenden Flächenwiderstand der Alurninium_oxydunterlage bestimmen. Da der Flächenwiderstand _de/_{Aluminiumoxydunt}erlage normalerweise oberhalb

^ ^ _Quadrat ,.^ _{kann d kur},_{es e}

_Eintauchzeit des erforderlichen Eintauchintervalls _derjenigen Stelle gleichgesetzt werden, d,e unmitte bar vor der Aufbringung von so viel Palladium hegt, _{das gerad}e ausreicht, um einen Beginn der Herabset-B ^ ^^^„^^„^^8 _der A „mimumoxyd- ^z ^ _{bewirken Die läugste} Eintauchzeit des erforderlichen Eintauchintervalls kann demjenigen Punkt gleichgesetzt werden, an dem so viel Palladium _{bracht wird? da}ß _der Flächenw^erstand der Unferlage auf 100 Ohm pro Quadrat herabgesetzt ist. Die bevorzugte Eintauchzeit kann so gewählt werden, ^ ^ _{guf brachte Pal}i_adium den Flachenwider_{stand auf ungefähr} 1 Megohm pro Quadrat ern.ed-

-

abzu- ^_{n F}. _{4 iet ein Verfahieneschema dargPSte}llt mit dem eine bevorzugte Folge von Verfahrensschntten _gemäß der Erfindung zur Verarbeitung einer Unterf _{zu Erlaut}e_rungszwecken aus Alumm.um-

^^^ _{dargestelu isl> wie} J_{61 der} Herstel-

Schaltkreismusters anwendbar sind. «_{ie Untcrlage wird} anfangs sensibilisiert, beisp.elsweise durch Eintauchen in eine 3o_;o.ge wäßrige Lo- ^ _{Stannochlorid}. _{Die Unter},a_{ge wlrd} dann m _{dnc waßrige Lo} von Palladiumchlond

eingetaucht, und zwar während einer zur Bildung g _diskonlinuierlichen Palladiumbeschichtung geZeitdauer, beispielsweise während einer Zeit-J^ ^ _mehr ^ ^ _{jedoch weniger a}, _s Minuten _{wäßrige Lösung Pa},_ladlum

_{ei etauchl}. _Die beschichtete Unterlage wird _{und getrock t A ± Ste}„_e des

_Verfahrens besitzt die Unterlage 11, wie m Fi g. _{veranschaulicht} ist, eine diskontinuieriiche Palladiummetallschicht 12, d.h sie weist e.ne Vielzahl

diskreten Palladiuminseln auf. Nachdem die diskontinuierliche Pdtadmnuelncht 12 auf die Unterlage aufgebracht worden .st, wird _{1000 bis 5000} Angstrom dicke kontinuierliche _Goldschicht in irgendeiner geeigneten Art über die kontinuierliche Pailadiumschicht 12 aufgebracht _{Das entstandene} Erzeugnis wrd dann gcsm-J^⁸J _{die in Fig 6} dargestellte einheitliche Strukauszubilden, in der die Unterlage mit einer dar_übcrii_Cgcndcn zusammengesetzten Zwischenschicht verschen ist, die aus einer Palladiumschichl 12 und einer Goldschicht 13 besteht und fest an die Unlcr- ^ _{gcbundcn ist}

209 683M41

Daraufhin wird da P—sdeck^el £ - ^a pt .zu; «- ^ cnGojd«. η, %

z.B. eine Photoschutzmasse oder «£ dor* S.rt Kea g ^ ^.^ _{Jn dem} nachstehenden

druck aufgebrachte Schutzmasse 14 ange^«dt unü .._{ß dem} verfahren nach der USA.-

zu einem Muster ausgebildet, wie in Fig. 7 darge __ £_aten*_{chrift 3} ^B _{207 838} gelöst:

wird ein Schaltkreismuster " (beispielsweise _Nitrotoluen 20 Gramm

^j^ssTLäSÄ » ESL^:::::::

Hegendes Schaltkreismuster aus Kupfer auf weicnes ^.^ _{erha)tene Flüssigkeit wur}de als

an die darunterliegende zusammengesetzte GoW-FaJ Beschichtungsmittel (beispielsweise durch Bemalung)

ladium-Zwischenschicht gebunden .st< °*'^{e u}™^ ^_{6 gesamte} Oberfläche der palladiumbehande ten

schichtete oder frei liegende Bereiche der zusammen am g _{Diese besch}i_chtete Unterlage

gesetzten Zwischenschicht, die nicht von dem Schalt ,5 unten S^^. _{dner Temperatur im} Bereich von

kreismuster bedeckt sina ^_ra»fhin mit 420 bis 670 C während 15 Minuten entsprecnenu

Das Plattierungsdeckmittel wird daraufhin mit 4zu ^ _des McCormack-Patents gebrannt

Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels entfernt _Der ^. _entstandene Goldfilm besaß

Danach wird das Erzeugnis m eine übliche Atz- · _{Dicke im Berdch von 10}00 bis 5000 Angström,

lösung eingetaucht, beispielsweise in e.ne 73,6JJ Goldschicht wurde mit einer Photodeckmasse

wäßrige Lösung von Kaliumiodid, um de unbe _her ^.^ _{beschichtet Die Pho}todeckmasse

schichteten oder frei hegenden ^Ber.^eich5,^d.f_r *"*Χ _wurde dann durch eine geeignete Maske in einem

mengesetzten Zwischenschicht von Jr Unterlage aD _Belichtunesmesser belichtet, welchem dem Negativ

SS ^wpX£5Ä "~*f ■> «^Λ*^{η Musters emsprach}'^{und darau}^ⁿ

Zwischenschicht läßt sich der «nachtete «der ^7^^ _Kupfermeta11 durch Elektroplattiefrei liegende Teil der zusammengesetzten Ziehen ^. ^ _{Bereiche der Goldschicht} schicht von der Unterlage **™°*^£^ in üblicher Weise mit einem wäßrigen Bad von Kupnachteilige Beschädigung der aus Kupfer bestenenatn _{fe su},_fat (_Cu.,P,O₇) und Ammoniumhydroxyd Schaltkreismuster auftritt. (νή OH) aufgebracht/Die Elektroplattierung wurde Der vollständige, in Fig 9.gezeigte - ™"^ £^_ge '_forlg_esetzt, _bis der Kupferfilm eine Dicke setzte Leiter ist eine schichtartige, »™«;™" _{von 2} j . ₁₀ -s cm erreicht halte, dene Struktur, die in Aufeinanderfolge die nacnsie ^ _{photodcckschicht wurde dann} durch Anwenhend aufgeführten Bestandteile um faßt: ^) «^ra- _sb|i_che„ Abstreiferlösung gelöst, so daß mische Unterlage 11,(2) ^dl%B^u^rte ^minen _dn f_{rei HegendeSi aus} Kupfer bestehendes Schaltkreisgesetzte Zwischenschicht welch ed.^e *?^^ _muster und die an die Unterlage gebundene, zusam-Hche PalladiumschKht_t 12^und^die^^d^«™JJ™^e. _mengesetzte Gold-Palladium-Zwischenschicht zuruck-

SäfnStihaltk^smuster 16 das du«*,die zusam- blieben. ^.^ ^j^^^ _{Gegenslan(J wurde} mengesetzte Zwischenschicht festhaftend an die 40 ^ ^ _dje ^^^ _{konzentrierte Ätzlösun}g einUnterlage gebunden ist. erfindunes- getaucht und bei ungefähr 30° C während einer zwi-Zur weiteren Erläuterung der mit dem ernndungs ^ ^ ^₀ ^ _{Sekunden Uegenden} Zeitdauer gegemäßen Verfrt^^«^»«;.^ ^_n -_schüttelt. _{gerührt oder} in ähnlicher Weise behandelt:

Sid einige besonders bevorzugte Ausfüh- «5 _{Jod 165 Gram}m

rungsbcispiele wiedergegeben, auf welche die Erfin- _{Kaliumjod (KJ)} 113 Gramm

dung jedoch nicht beschrankt ist. w^sex 100 Gramm

Beispiel 1 50 Beim Herausnehmen des zusammengesetzter

Gegenstandes aus der Lösung zeigte eine nahen

• i,«, HntcrHcen die aus Untersuchung, daß diejenigen Bereiche, in denen de

Eine Reihe von kerarmschen ""»«'^jj^ _haf_tende Film direkt der Lösung ausgesetzt gewesei Oft«,, Aiuminiumoxyd bestanden und Abm«n unbedecktesAlummiumoxyderschienen

von 2.5 · 2,5 -0,064 cm besaßen^wurdavdurch 11 η _{ynd darunterlie ndcm Pa}i,_ad,ur

tauchen in eine 3°/„ige S^f"^¹^⁸^^! " bestehende Film durch die Ätzung entfernt worde bei Raumtemperatur ^waJ^{rend 3}^"¹ bespültund war. In den übrigen Bereichen, in denen das darübe, sicrt. Jede Unterlage wurde in passer abgespuu una ^ _{Ätz]ö ausgesetzl ge}wcsc

danach bei Raumtemperatur wahrend weiterer 3 m ^g H nachteilige Beschädigung de

nuten in eine QgIUi* '^Ste'SASÄ» * Schaitkreismusters feststellen, und das aus Ku_Pf< diumchlorid (PdCy zum Zwecke des A««⁵""^ _bestehende Schaltkreismuster sowie die darunte der erforderlichen ^«mtimneriid^ Ρ^Λ«η Gold-Palladium-Zwischenschicht blieben t

schicht eingetaucht Je* ünteijgf^^SSk dkUnterlagegebunden.

wieder in Wasser abgespult und m Luft ge rockneu _β^ ^^^ ^ _{übcr die aus Güld UT}

Als nächstes wurde eine ,^"""¹S* .xjlu. _6s Palladium bestehende zusammengesetzte Zwischei schicht auf jede diskontinuierliche Pf ^Jl™ ** SJdit fest an die Unterlage gebunden und konn in der in der USA-Patentschrift 3 207 838 *J*™ ⁵^ _{ejncr Kraft} ^_{n 49} Kilogramm pro cm* Kupft

%&^%^™^ ^{Uri d}

Beispiel 2

Die Verfahrensschritte nach Beispiel 1 wurden mit der Abänderung durchgeführt, daß an Stelle der im wesentlichen aus Aluminiumoxyd bestehenden Unterlage eine hauptsächlich aus Forsterit bestehende keramische Unterlage verwendet wurde.

Nach Abschluß des Verfahrens war es nicht möglich, das entstandene Muster mit einer Kraft von 49 Kilogramm pro cm² Kupferfläche von der Forsteritfläche wegzuziehen.

Beispiel 3

Der Verfahrensablauf nach Beispiel 1 wurde mit der Abwandlung durchgeführt, daß an Stelle der Kupferplattierung zum Zwecke der Herstellung eines leitfähigen Musters auf der Unterlage eine Nickelplattierung angewandt und hierbei eine Nickelschicht von 2,5 · 10~³ cm Dicke erzeugt wurde.

An Stelle der im Beispiel 1 verwendeten Ätzlösung wurde zum Eintauchen der mit Nickel plattierten Unterlage eine üblicherweise als Königswasser bekannte Ätzlösung verwendet:

Konzentrierte Salzsäure (HCL) 3 Volumteile

Konzentrierte Salpetersäure (HNO.,) .. 1 Volumteil

Nach Abschluß des Verfahrens war es nicht möglich, das Nickelmuster mittels einer Kraft von 56 Kilogramm pro cm² der Nickelfläche von der Unterlage wegzuziehen.

Beispiel 4

Es wurde wiederum der Verfahrensablauf nach Beispiel 1 ausgeführt, jedoch der Palladium-Behandlungsschritt innerhalb des Verfahrensablaufes weggelassen.

Diesmal konnte das Kupfermuster mit einer Kraft von 21 Kilogramm pro cm² der Kupferfläche von der 5 Oberfläche der Unterlage weggezogen werden.

Beispiel 5

Der Verfahrensablauf nach Beispiel 1 wurde wiederum durchgeführt, wobei jedoch die Aufbringung der Goldschicht weggelassen wurde.

Das Kupfermuster konnte daraufhin nicht durch Elektroplattierung auf die Unterlage aufgebracht werden, weil der Palladiumniederschlag nichtleitend war.

. Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß die Goldschicht oder eine andere leitfähige Schicht auf einer diskontinuierlichen Palladiumschicht oder einer anderen fest anhaftenden Schicht notwendig ist, wenn das Schaltkreismuster durch Techniken der Elektroplattierung aufgebracht werden soll, es sei denn, daß eine nichteletrische Platiierung angewandt wird.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung die Verbesserung der Bindung zwischen einem Metallfilm und einer Unterlage durch Anwendung einer Zwischenschicht, welche eine feste Bindung an die Unterlage bewirkt. Die Neigung einer derartigen Zwischenschicht, sich nur äußerst schwierig, wenn überhaupt ohne nachteilige Beschädigung des Metallfilms abätzen zu lassen, wird durch Anwendung einer diskontinuierlichen Zwischenschicht beseitigt. Hierbei wird das Aufbringen des Metallfilms durch Elektroplattierung erleichtert, indem ein kontinuierlichei leitfähiger Überzug auf die diskontinuierliche Zwischenschicht aufgebracht wird, der zusammen mji dieser ohne nachteilige Beschädigung des Metall films abätzbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schaltkreisen durch Aufbringen einer leitfähigen Zwischen- S schicht auf eine nichtleitende Unterlage, Ausbilden eines Schaltkreismusters auf vorbestimmten Flächenbereichen der Zwischenschicht und Entfernen der übriggebliebenen Flächenbereiche der Zwischenschicht durch Ätzen, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß auf die Unterlage eine, aus einem fest an der Unterlage haftendem und normalerweise schwierig zu ätzendem Metall bestehende diskontinuierliche Schicht und über diese eine, aus einem relativ leicht ätzbarem Metall be- is stehende kontinuierliche Schicht aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine keramische Unterlage verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumoxyd als keramische Unterlage verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische, vorzugsweise aus Aluminiumoxyd bestehende Unter- as lage vor dem Aufbringen der Zwischenschicht durch Eintauchen in eine 3°/oige wäßrige Lösung von Stannochlorid sensibilisiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1. 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Palladium als diskontinuierliche Schicht verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierliche Palladiumschicht durch Eintauchen der keramischen Unterlage in eine Palladiumsalzlösung erzeugt wird.

7. Verfahren nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Palladiumsalzlösung eine wäßrige Palladiumchloridlösung verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchzeit nicht größer als die Herabsetzung des Flächenwiderstandes der keramischen Unterlage auf 10* Ohm pro Quadrat erforderliche Zeit und nicht kleiner als diejenige gewählt wird, bei welcher sich der Flächenwiderstand auf vorzugsweise ungefähr ein Megohm pro Quadrat erniedrigt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchzeit nicht größer, vorzugsweise kleiner als die zur Herabsetzung des Flächenwiderstandes der keramischen Unterlage auf 10^a Ohm pro Quadrat und nicht kleiner, vorzugsweise größer als die zur Herabsetzung des Flächenwiderstandes der keramischen Unterlage auf 10^e Ohm pro Quadrat erforderliche Zeit gewählt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierliche Palladiumschicht durch Eintauchen der keramischen Unterlage in eine O,Ol°/oige wäßrige Palladiumchloridlösung während einer Zeitdauer von mehr als 2 Minuten und weniger als S Minuten, vorzugsweise von 2,5 bis 3,5 Minuten erzeugt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Gold als kontinuierliche Schicht verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch H, il.ulurcli gekennzeichnet, daß die kontinuierliche! GoldscMcht SsTSr Dicke von 1000 bis 5000 Angstrom aufeebracht wird. _ , _Λ

13 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kupfer für die das Schaltkreismuster badende Sclucht ver-