DE2064861C3 - Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten. Ausscheidung in: 2065346 und 2065347 und 2065348 und 2065349 - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten. Ausscheidung in: 2065346 und 2065347 und 2065348 und 2065349

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DE2064861C3 DE2064861A DE2064861A DE2064861C3 DE 2064861 C3 DE2064861 C3 DE 2064861C3 DE 2064861 A DE2064861 A DE 2064861A DE 2064861 A DE2064861 A DE 2064861A DE 2064861 C3 DE2064861 C3 DE 2064861C3
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John J. New Haven Grunwald
William P. Cheshire Innes
Michael S. Waterbury Lombardo
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten mit verbesserter Haftung zwischen dem Leitermetall und einem nichtleitenden Schichtträger.
Gedruckte Schaltkarten werden zwecks sicherer und wirtschaftlicher Handhabung von elektronischen Geräten in der Massenfertigung benötigt, um unter anderem die Verdrahtung in eine Form zu bringen.
die eine maschinelle, reproduzierbare und wirtschaftliche Herstellung ermöglicht. Tn funktioneller Hinsicht sollen die gedruckten Schaltkarten allen technischen Erfordernissen nicht nur Rechnung tragen, sondern diese möglichst auch besser als die bisherigen Herstellungsverfahren erfüllen.
Nach dem bisher bekannten Stande der Technik sind im wesentlichen zwei verschiedenartige Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten zur Verwendung in elektronischen Schaltungen vorgeschlagen worden. Eines von diesen wird als das »subtraktive« Verfahren bezeichnet, das gegenwärtig vorwiegend benutzt wird. Das andere Verfahren nennt man das »additive« Verfahren.
Die Herstellung von gedruckten Schaltungen mit
Hilfe des »subtraktiven« Verfahrens beginnt mit einem Schicht- oder Verbundstoff, der in einer Karte aus isolierendem Material als Basis oder Schichtträger vorliegt, von welcher eine oder beide Seiten mit einer dünnen Kupferfolie von einer Dicke in der Größenordnung \on 0,0254 oder 0.0762 mm bedeckt werden. Die Folie wird an der isolierenden Basis mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes oder durch Anwendung von Wärme und Druck beim Formen des geschichteten Gebildes befestigt. Der zum Halten der
leitfähigen Schaltung benutzte Schichtträger oder die isolierende Grundlage wird üblicherweise in Form einer ebenen Karte aus formgepreßtem Epoxy-Glas oder P'ienolhaizmaterial hergestellt.
Nach dem Aufbringen eines Schaltbildes aus organischem oder polymerem abdeckendem Deckmittel werden die Leiterflächen (d.h. die Schaltungsflächen) bis auf die verlangte Dirke elektrolytisch mil Leitermetali beschichtet und dann mit einem metallisehen Deckmittel (beispielsweise dünnem Blei) überdeckt. Das organische Deckmittei wird dann mi; Hilfe einer geeigneten Lösung abgelöst, so daß die nicht zur Schaltung gehörenden KÜpferflächen ungeschützt bleiben und dann mit Hilfe einer passenden samen oder alkalischen Ätzmittellösung entfernt werden können.
Ein Hauptnachteil des »subtraktiven- Verfahrens ergibt sich aus dem während des Wegätzens der nicht zur Schaltung gehörenden Bereiche auftretenden als »Unterschneiden« des auf der Karte verbleibenden Metalls bekannten Phänomens.
Ein weiterer Hauptnachteil des »subiraktiven Verfahrens besteht darin, daß cue kupferverkleidete Karte teuer und nicht wirtschaftlich ist, da bei der Vorbereitung der gedruckten Schaltkane die ursprüngliche Kupferverklcidung bis auf einen fertigen Bruchteil völlig weggeätzt wird.
Als Alternative zu dem »subtraktiven« Verfahren ist bisher das als »additives« Verfahren zur Herstellung solcher Karten bekannte Verfahren vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren geht man von einem nichtleitenden, von jeglicher Kupferfolie freien Schichtträger aus. auf den ein Schaltbild als Abdeckmaske in der Weise aufgebracht wird. cial.< nur die gewünschten Flächen des Schichtträgers leitend gemacht werden.' Dieses Verfahren weist gegenüber dem »subtraktiven« Verfahren offensichtlich eine Anzahl von Vorteilen auf, und es sind viele Versuche unternommen worden, um geeignete additive (nach dem additiven Verfahren hergestellte) Schaltkartcn zu erzeugen. Bis heute sind diese Versuche für handelsmäßige Herstellung jedoch noch nicht weit verbreitet aufgenommen.
Das Haupthindernis für eine erfolgreiche »additive« gedruckte Schaltkarte liegt in der Schwierigkeit, eine geeignete Haftung zwischen dem chemisch aufgebrachten Kupfer oder einem sonstigen leitenden Metall und dem dielektrischen Schichtträger zu erzielen. Eines der kürzlich entwickelten Verfahren ist in der Fachzeitschrift »Transactions of the Institute of Metal Finishing«, 1968, Vol. 46, S. 194 bis 197, beschrieben worden. Dieses Verfahren umfaßt die aufeinanderfolgenden Schritte der Behandlung der Oberfläche der unbedeckten Schichtträgerkarte mit einem »Haupt«-Agens, der Lochung der Karte zum Bilden der notwendigen durchgehenden Löcher, der Aufbringung eines sehr dünnen ersten Nickelniederschlages mif die gesamte Oberfläche mittels eines nichteiektrolytischen Nickelbades worauf dann ein Deckmittel aufgebracht und zum Hervorrufen eines negativen Bildes des gewünschten Schaltungsmusters entwickelt wird, worauf durch übliche Galvanisierungstechniken ein zusätzlicher Metallüberzug aufgebracht wird, um die leitenden Teile der Schaltung bis auf die verlangte Dicke aufzubauen. Danach wird das Deckmittel abgelöst und die gedruckte Schaltkarte geätzt, um den ursprünglichen, dünnen, nichteiektrolytischen Metallniederschlag von den nicht zu der Schaltung gehörenden Flächen vollständig abzulösen, so daß nur noch der dickere Überzug, d. h. die zu der Schaltung gehörenden Bereiche auf der Karte zurückbleiben. Darauf wird die Karte in üblicher Weise behandelt, um auf der gedruckten Leitersehaltunc einen Schutzfilm aus Edelmetall oder Lack /u bilden oder anderenfalls mit einem Lötmittelüber/iig zu bedecken, um das Anschließen der üblichen zusätzlichen, auf der fertigen Schaltkarte angeordneten elektronischen Bauelemente zu erleichtern.
Das vorstehend umrissene Verfahren ha' insbesondere insofern gewisse Vortei'e. als es den elektrolx tischen Niederschlag von elektrisch unterbrochenen Schaltungen erleichtert und die Notwendigkeit weiterer nichtelektrolytischer Auftragvorgänge vermeide, oder verringert. Bei diesem Verfahren liegt jedoch eine Schwierigkeit darin, daß ein »Haupt--Agens verwendet werden muß. das — obwohl in \orerwähnter Literaturstelle nicht vollständig beschrieben — ein polymerer Überzug zu sein scheint. Sorgfältige Aufbereitung und Aufbringung dieses Beschichtungsmaterials sind zum Erzielen wirksamer und gleichbleibender Ergebnisse erforderlich. Ferner bestehen wie in den meisten Fällen, bei denen Versuche gemacht worden sind, um Klebstoffe als Zwischenträger zum Verbinden von Kupfer oder sonstigen Leitermetallen mit einem Kunststoffschichuriiger zu verwenden, stets Probleme bei einem Erzielen richtiger dielektrischer Eigenschaften des Klebstoffes, einer cenauen und übereinstimmenden Reprodu/ierbnrkeit des polymeren Bindematerials und beim Vermeiden von Zerbrechlichkeit oder Brüchigkeit der Verbindungsstelle, um nur einige zu nennen. F.s scheint außerdem, daß das erwähnte Verfahren für Schichtträger aus thermoplastischem Harz besser geeignet ist als für hitzehärtbare Schichtträger, obwohl gerade diese für elektronische Anwendungen mehr bevorzugt werden.
Demzufolge besteht die Hauptaufgabe dieser Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten zu schaffen, bei welchem man auf einem Schichtträger einen entfernbaren Metallüberzug verwendet und welcher die Verwendung von polymeren Haftüberzügen überflüssig macht und trotzdem eine zufriedenstellende Haftung des Kupfers oder eines sonstigen leitenden Metalls an dem dielektrischen Schichtträger beim Auftragen bewirkt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst bei Wärme und Druck Aluminiumfolie mit einem wännegehä'rteten Harzschichtträger verbunden wird, wobei die Aluminiumfolie eine gegen den wärmegehärteten Harzschichtträger anliegende anodisch behandelte Oberfläche aufweist. dann die anodisch behandelte Folie von dem Schichtträger chemisch abgelöst, die Schichtträgeroberfläche katalysiert und dann die katalysierte Oberfläche mit einem Leitermetall in Gestalt der gewünschten Schaltung und die metallisierte Schaltkarte nach dem Katalysierungsschritt mindestens einmal erhitzt wird, um die Temperatur der Karte über die Umgebungstemperatur, jedoch wesentlich unter die Temperatur zu erhöhen, bei welcher ein Verkohlen des Harzschichtträgers eintritt.
Die Verwendung von mit Aluminium überzogenen (glasfaserverstärkten) Schichtträgern auf Epoxy-, Phenol-, wärmehärtbarer Harzbasis bei der Herstellung von Schaltkarten bietet eine Anzahl Vorteile gegenüber der Kupferschichtstoffkarte, wie sie bei bekannten additiven Verfahren zur Herstellung von .Schaltkarten benutzt werden. Beispielsweise ist Aluminium billiger als Kupfer und läßt sich leichter von dem Kunststoffschichtträeer ablösen.
5 6
Der bei dem Verfahren nach der Erfindung be- Katalysierungsstufe erforderlich und ist für das Ernutzte metallplattierle Schichtträger besitzt einen zielen einer guten Haftung förderlich. Metallüberzug aus Aluminium, das mit einem war- Während der Mechanismus der besseren Haltung, megehärtctcn Harz durch Wärme und Druck verbun- ausgehend von einem mit Aluminium überzogeneu den ist und eine gegen das Harz anliegende, anodisch 5 Schichtträger und dann das gesamte Metall vor Bebehandclte Oberfläche hat. In diesem Falle kann ginn des nichtelektrolytischen Niederschlages oder Metallfeinblechfolie so dünn wie möglich sein, da des Beschichtungsprozesses chemisch ablösend, noch diese Plattierung erfindungsgemäß nicht für die nicht richtig' verstanden wird, scheint es, daß eine gc-Schaltung bildende Zwecke verwendet, sondern von wisse Wechselwirkung, die die anodisch behandelte der Karte vor dem Anbringen irgendeiner Schaltung io Oberfläche der Aluminiumfolie an der Metall-Kunstvollständig abgelöst oder -geätzt wird. Nach den·; Stoff-Grenzfläche im Verlauf der Bildung der zu bin-Ablösen der Aluminiumplattierung wird der Schicht- denden Kunststoifoberfläche mit sich bringt oder träger in bekannter Weise in einer Zir.n-Palla- durch sie verursacht wird, und das spätere Ablösen dium-Katalysatorlösung katalysiert und dann die cter anodisch behandelten Folie auf chemischem Karte in einer von zwei Arten bearbeitet, um an ihrer 15 Wege der Grund für die erheblich verbesserte 1 Ln-Oberfläche eine haftende Schaltung aus Leitermetall tung zwischen dem Schichtträger und dem Über/1.:· zu bilden. In einem Arbeitsprozeß wird die kataly- ist, was zu Schäl- und Abhebefestigkeiten von min<k sierte Karte auf ihrer gesamten Oberfläche auf nicht- stens 890 bis zu 2675 g/cm führt. Man nimmt an. elektrolytischem Wege mit einem dünnen ersten daß ein wesentlicher Gesichtspunkt der Bildung einer Niederschlag aus Leitermetall metallisiert, worauf 20 bindungsfähigen Oberfläche darin besteht, daß Je: das Aufbringen eines Schaltbildes aus geeignetem Kunststofffähig ist, in die anodisch behandelte Übe \- Deckmittel folgt, um in den Schaltungsbereichen den fläche einzufließen und sich ihr anzupassen. AuLW-:- späteren Aufbau zusätzlichen Leitermetalls durch dem ist der vorerwähnte Erwärmungs- oder Hit/x-K elektrolytischen oder nichtelektrolytischen Nieder- handlungsverfahrensschritt für das verbesserte ·■ ■ schlag bis auf die endgültige verlangte Dicke zu er- 25 gebnis wesentlich. Nach dem Abätzen des anod ·.: möglichen. Alternativ kann der Arbeitsprozeß das behandelten Aluminiumüberzuges ist das Erm'iv Aufbringen und Entwickeln eines Schaltbildes aus ein Kunststoffschichtträger mit stark flächen;^ '.:■. 0 einem Deckmittel unmittelbar nach dem Katalysieren Oberfläche, die mit Wasser netzbar ist. mit anschließendem Metallisieren der nur zur Schal- Fig. 1 bis einschließlich6 zeigen Ablaufblocl.<■■■.·.-tung gehörenden Bereiche mit leitfähigem Metall 30 gramme der Verfahrensschritte, die mehrere un: rdurch nichtelektrolytische Metallisierungstechniken schiedliche Arbeitsprozesse zur Herstellung v. .) oder in einigen Fällen durch unmittelbares elektro'y- Schaltkarten nach der Erfindung umfassen. tisches Metallisieren umfassen, wie es beispiels- Die Erörterung einiger der zu befolgenden λ"-weisc in der USA.-Patentschrift 3 099 608 beschrie- beitsprozesse ist einem weiteren Verständnis der Rrben ist. 35 findung dienlich.
Beide vorstehend bescKriebenen Arbeitsprozesse R
sind zufriedenstellend, wobei jeder naturgemäß Vor- Beispiel I
teile aufweist, so daß bei einer besonderen Anwen- An Hand von Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen
dung der eine dem anderen gegenüber vorzuziehen sind die verschiedenen Hauptschritte bei der Hersteiist. Beispielsweise erleichtert der erwähnte erste Ar- 40 lung einer fertigen gedruckten Schaltkarte in Form
beitsprozeß die Galvanisierung bei der Bildung des eines Ablaufdiagramms angegeben Es leuchtet ein
Leiterschaltungsbildes, was naturgemäß billiger ist daß übliche Zwischenbehandlungsschritte wie bei-
als Arbeitsprozesse zur Erzeugung von nichtelektro- spielsweise das Abspulen mit Wasser sofern erfor-
lytischem Niederschlag. Jedoch macht die Verwen- derlich, aus dem Ablaufdiagramm fortgelassen wordung dieses Verfahrens einen abschließenden kurzen 45 den sind, wobei jedoch ihre Verwendung falls not"
Atzverfahrensschntt erforderlich, um den ersten dün- dem Fachmann geläufig ist
nen ununterbrochenen nichtelektrolytischen Nieder- Die Verfahrensschritte A bis C einschließlich beschlag aus leitfahigem Metall nach Beendigung des ziehen sich auf die Herstellung des mit Aluminium
wTl 1tU*g zu h.entf'rne,n·. . . „ . überzogenen Schaltkartenrohlings mit in ihn gestanz-Welcher der beiden hier beschriebenen /\rbeits- 50 ten durchgehenden Löchern
Prozesse auch immer verwendet wird ein wesenth- Bei Verfahrensschritt 1 wird die aluminiumbccher Gesichtspunkt dieser Erfindung bleibt, daß die schichtete Karte, in die bereits durchgehende Löcher Schaltkarte im Verlaufe ihrer Entwicklung an einer gestanzt sind, sofern diese bei der fertigen Schaltoder mehreren Stellen erwärmt oder hitzebehandelt karte benutzt werden sollen, eventuell von jeglichem wird, um eine wirksame Bindung zwischen dem 55 Oberflächenschmutz gesäubert. Im allgemeinen wird !.eitermetall und dem Harzschichttrager zu fordern. als Schichtträger wärmegehärtetes Formharz auf Glashm solcher Erwärmungs- oder Hitzebehandlungsvor- Epoxy- oder Phenolbais erlangt, und zwar aus Grüngang kann an einer beliebigen oder an mehreren Stel- den seiner dielektrischen Eigenschaften sowie seiner ten durchgeführt werden beispielsweise nach dem Beständigkeit gegenüber struktureller Verformung Katalys.erungsschntt, nach dem Aufbringen der er- 60 oder einem Verziehen infolge von Temperatur- und sten ununterbrochenen dünnen Leitermetallschicht, Fcuchtiekeitsveränderuneen
nach dem Aufbringen des Deckmittels nach dem Bei Verfahrensschritt 2 wird die Karte bei einer
Entwicke.π des aus einem Deckmittel bestehenden Temperatur von etwa 27 bis etwa 82^ Γ für die
Schaltbildes oder nach Fertigstellung^^ Schalt- Dauer von etwa 2 Ws etwa 3CImZcI in ein" ''
„Um »u!, in al, diesen Stufen erforderlich ist, ^£ £^2!£% ^Äsct wird ,s πη,κ ,m.ndcsl e.nmal im Anschluß an d,e der Karte vollständig abzulösen. Es kann dnc belie-
••!.ι· u · KPn,,.7^n Ätylösuneen für bige der ώ*7*^ΑΚ Aluminium benutz.
neten Losungen ^^^S^y 40 Gewichtsprozent) una alkal seheJ^y wie Natrium-, Kalium- und L th.umhydrox.Φ
etwa 20 G^P^^E^Ä^ wendung der vorliegenden
«ungen «^Χ
gre.fen des n.chlle.tenden
chen· . ■ t δKoniiipn mit Wasser und
Nach einem geeigneten Abspulen mn WaSser un
dem Eintauchen bei VerfahrcnsschnU J ^n schwaches a kahschesBad w,ri die Kart be-Ve^ fahrensschntt4 entweder durch aen
^blP™zeli Karte aufgebracht und dann durch einen passenden Film des verlangten Schaltungsaufbaus hindurch belichtet, worauf das lichtempfindliche Deckmittelmaterial mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels cnt-. , wjrd um ■ Abhängigkeit von dem benutzten dgr ^^ vorhandene be!ichtete oder
unbelichtete lichtempfindliche Deckmittelmaterial ln jedem Fa„e wird dann die Karte bel
Verfahrensschritt 7 getrocknet, um zu bewirken, daß der Deckmittelüberzug fest an der Oberfläche haftet. Während Wärme notwendig sein kann, um die Deck-
miue,zusammcnsel auLuhärten, so daß sie ge- ^ ^ r^ f ührtcn Af.
^n b>slandl ^ kann sie auch zu dem vor.
fahrensschntt4 entweder durch ernannten Hitzebehandlungsvorgang als fester Beumfassenden Aktivierung^beilsP™zeli d ;, der Erfindung dienen. ln diesem Falle wird
S£ SSSL die Karte vorzugsweise für eine Zeitspanne von etwa
15 Minuten auf eine Temperatur von etwa 1500C erwärmt. Hinsichtlich der Temperatur und der Zeit ist ein erheblicher Spielraum möglich, wobei im all*° gcmeinen niedrigere Temperaturen längere Zeiträume erforderlich machen und umgekehrt. Prakti- ^ Arbeitsbedingungen schreiben die Benutzung von erheblich über der Umgebungstemperatur liegenden Hitzebehandlungstemf,eraturen vor und liegen
vorzugsweise bei oder über der Siedepunkttempera- ^ ^ ^^ ^. Aufrechtcrhal ^0n atmosphä.
Druck Qff j htU h darf die benutzte
Temperatur nicht so hoch sein, daß sie ein Verkoh-" H Schmelzen des Harzschichtträgers bewirkt.
H zum Metallisieren der freige.
is Schaltungsflächen, um in diesen Bereichen
eine verlangte Leitermetalldicke aufzubauen. Infolge Vh d t tbochenen dünnen Me
S£n "n eine PaIaSSmSLdsc Eintauchen η e η ra A
Salzsäurelosung ^
beitsprozeß wie er
stelle beschrieben ist
Hilfe des nur ^^
zesses unter Verwendung
Hydrosols durchgeführt wei™n .
Gewöhnhch ist es außerdemerwujscht,
sierte Karte einer Beschl'
zen, beisp.elsweise einer
eigneter Säure oder geeignetem Alkali.
Nach dem Abspulen «J d« VerfahrensrchnttS in einem
Metallisierungsbad aus Kupfer oder N>ckd siert. Ein be lebiges der im Hände ^h nichtelektrolytischen kupfer- oder brauchbar. Typische; Z™ der sind in d
gege
2874072
3 <"5 855 und 3 W5 ^ ^ ^
2 990 296 und 3 062 666 fuppic gg
hier verlangte Metallniederschlag ist nur eine sehr
dünne, jedoch ununterbrochene Schich m^ uncr
Dicke in der Größenordnung von .0·
0,000762 mm, sowohl auf die gesamte
der Karte als auch an d™ ^"ί1^
gehenden Löcher die vorhanden sein
Schicht hat lediglich den Zweck eine ente leitende
Oberfläche zu bilden, die s^thc^^f JJ"
druckenden Schaltungsbere.che det, um den elektrischen Nl^^h n^tJ,_^ tungsbereiche in den spateren Verfahrensschntt..n zu
erleichtern. ., ... · ■ ή~
Nach erneutem geeignetem Abspülen_ wirci cue
Karte bei Verfahrensschntt 6 ^^^1!!8^ vorbewegt, an welcher auf die ^ flächen, auf welchen die le"cnJ™ det werden sollen, ein ^™ bracht wird. Hier kann die J ^ Vcrfahren bei der Auswahl und b«™ Deckmittelüberzuges getroffen er Fachmann alle bekannt und 2874072 eine verlangte Leitermetalldicke aufzubauen. Infolge
g3 Vornahme des ersten ununterbrochenen dünnen Me- ^ ζ H2 ^3. 35 ^ ^ ^ .^ e]ektrolytische
angegeben, uer schl yon zusätzlichem Leitennetall oder
^ ^ Schal flächen weil ehend er. lekhtert da eme einzi Verbindung an einer beliebi Stelle der leiten B den Oberfläche der Karte an B Hegenden Schaltungsflächen einen elektroly ■
tischen Metallniederschlag bewirkt, wenn bei einem
elektrolytischen Metallisierungsbad die ^^ ^ ^^ ^ ^ ^ Leitermetall
JJbin" 45 kann üblicherweise nichtelektrolytisches Kupfer oder xerbin ^ venvendel wer(Jen wobd der Metallisierungs-
Vorgang fortgesetzt wird zum Aufbauen eines ausreiche8d S^B Niedersch,ages solchen Meta„Sj um
den Anforderungen der elektronischen Schaltung zu „ in wdcher die Karte verwendet wird. Ob-
5 wohl sowohl Kupfer als auch Nickel, wie vorstehend erörtert, in geeigneter Weise dienen können, gibt es zur Zeit gewisse Anzeichen dafür, daß nichtelektrolvtisches Nickel in vielen Fällen besser geeignet ist.
Verfahrensschntt 9 anschließende Metalli- ^ ^^ bereiche mit einem Schutzmewie Gol<j Rhodiunlt oder mit Lot als Decke, oder zum Erleichtem des späteren Anbringen zusätzlicher elektronischer Bauteile auf der Karte kann bfll dh lkthih Nidhl
aes
Fachmann alle bekannt und J;*^
einem Verfahren kann aas a*.i _s ^ sätzlicher elektronischer Bauteile auf der Karte kann
eines chem.schen °=Λ™"^ ^5 Seidensieb hin- 6o ebenfalls durch elektrochemischen Niederschlag aus
indem man es durch ein^ geeg ^ ^6 ße_ geeigneten Mctallisierungslösungen erfolgen. Nach-
durchquetscht, das so ausgew α gehörenden ße_ dem die Leiterschaltung vollständig aufgebaut wor-
d hl r ^1 ^ den ist, wird die Karte bei Verfahrensschntt 10 einer
Abhebelösung ausgesetzt, um das chemische oder
photochemische Deckmittel von den nicht zu da ^ gehörcnden Bcreichcn zu entfernen. Dabel
bleibt die Oberfläche der K,rte über ihre gesamte Ausdehnung noch mit durt ursprünglichen dünnen
r 309 683/317
durchq, sgew α gehörenden ße_
dcckung der nichl ™r ^1 w.rh^nd die m der reche der Ka te herbe, unr Deckmit-
Schaltung gehörenden Flachen se
telmatenal frei b'^en. Gemäß de„ and rcn zum Aufbringe η Js 1JJ^ j he oecUmittelzulivc oder negative lid^cmPf ™'"' obcrflächc sammcnsetzung aut die gtsanm.
der
Leitermetallniederschlag bedeckt. Dieser Überzug wird dann bei Verfahrensschritt 11 durch Eintauchen der Karte in ein geeignetes Ätzmittel; wie beispielsweise verdünnte Stickstoffsäure, beseitigt, um die nicht zu der Schaltung gehörenden Bereiche von jeglichem leitenden Metall zu befreien. Der vorher auf die Schaltungsflächen aufgebrachte Metallschutziiberzug verhindert oder erschwert jeglichen wesentlichen Angriff des Ätzmittels auf diese Bereiche im Verlaufe dieses Verfahrensschrittes. Deshalb ist es wesentlich, ein Ätzmittel auszuwählen, das diesen Schutzmetallüberzug nicht nennenswert angreift.
Die fertige Karte wird bei Verfahrensschritt \2 abgespült, getrocknet und hitzebehandelt. Sofern der befolgte Arbeitsprozeß keine Hitzebehandlung der Karte bei etwa 1050C für die Dauer von 30 Minuten in einem der früheren Verfahrensschritte vorsieht, kann sie an dieser Stelle des Verfahrens stattfinden.
Beispiel II
In dem Ablaufdiagramm nach F i g. 2 ist ein abgeänderter Arbeitsprozeß dargestellt. Auch hier wird von der mit Aluminium metallisierten Ausgangskarte die anfängliche Metallfolie abgelöst und der an ihr vorhandene eloxierte Überzug abgespült, in einem schwachen alkalischen Bad eingeweicht und für nichtelektrolytischen Metallniederschlag katalysiert, ganz wie in den vier ersten Verfahrensschritten nach Beispiel I. Im.Beispiel II wird die Karte dann bei Verfahrensschritt 5 mit einem lichtempfindlichen Deckmittel beschichtet, worauf das gewünschte Schaltbild durch ein positives Transparent hindurch belichtet und die lichtempfindliche Deckmittelzusammensetzung entwickelt wird, um wie vorher ein negatives Bild der gewünschten gedruckten Schaltung hervorzurufen. Bei Verfahrensschritt 6 wird die Karte getrocknet und hitzbehandelt und vorzugsweise bei Verfahrensschritt 7 einer verdünnten Schwefelsäurelösung ausgesetzt, um die belichtete katalysierte Harzoberfläche in den Schaltungsbereichen zu reaktivieren. Dann wird bei Verfahrensschritt 8 in den belichteten Schaltungsbereichen nichtelektrolytisches Nickel oder Kupfer bis auf die gewünschte Gesamtdicke aufgebracht und die Platte bei Verfahrensschritt 9 erneut getrocknet und hitzebehandelt. Bei Verfahrensschritt 10 wird auf den belichteten Leiter- oder Schaltungsbereich ein Tauchüberzug aus Zinn- oder Lotlegierung aufgebracht und das lichtempfindliche Deckmittel unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels für das verwendete besondere Deckmittelmaterial von dem nicht zu der Schaltung gehörenden Bereich abgelöst. Dies führt zu einer fertigen Karte, sofern nicht weitere Kontaktfingerbereiche, wie sie gewöhnlich in eine typische Schaltungskarte eingebaut sind, mit Edelmetall wie Gold oder Rhodium metallisiert werden sollen, um die Kontaktfläche zu verbessern. In diesem Falle wird im Verfahrensschritt 11 das lichtempfindliche Deckmittel abgelöst, worauf bei Verfahrensschritt 12 das Zinndeckmittel von den Kontaktfingerbereichen abgelöst und die Karte bei Verfahrensschritt 13 in einem nichtelektrolytischen Gold- oder Rhodium-Metallisierungsbad einem weiteren, nichtelektrolytischen Metallisierungsvorgang
ίο unterworfen wird. Bei Verfahrcnsschritt 14 wird die Karte erneut getrocknet und hitzebehandelt und, sofern sie nicht vorher in einem Arbeitsgang einer gesteigerten Hitzebehandlung der vorstehend beschriebenen Art unterworfen war, kann dieser Verfahrensschritt an dieser Stelle eingeschaltet werden.
Beispiel III
Der in Fig. 3 veranschaulichte Arbeitsprozeß ist im wesentlichen dem nach F i g. 2 gleich, wobei je-
ao doch in diesem Falle der Deckmittelüberzug bei Verfahrensschritt 5 vor der Belichtung und Entwicklung hitzebehandelt wird. Nach dem Entwickeln des Deckmittels (Schritt 6) wird zuerst aus einem nichtelektrolytischen Metallisierungsbad aus Leitermetall
as (Schritt 7) nur ein sehr dünner (0,000254 bis 0.000762 mm) Niederschlag dieses Metalls aufgebracht und die Karte dann getrocknet und bei etwa 105° C für die Dauer von 30Miniuen hitzebehandelt (Schritt 8). Die Karte wird nunmehr in verdünnter 10°/oiger Schwefelsäurelösung (Schritt 9) gebeizt, um den ursprünglichen Leitermetallniederschiag zum anschließenden nichtelektrolytischen Metallisieren mit Kupfer, Nickel und Gold in dieser Reihenfolge (Schritte 10, 11, 12) zu reaktivieren, worauf das Ablösen der Deckmitteizusammensetzung (Schritt 13) und ein weiteres Trocknen und Hitzebehandeln der fertigen Karte folgt.
Beispiel IV
In diesem Beispiel wird eine Leiterschaltung aus reinem Nickel hergestellt, wie in F i g. 4 schematisch veranschaulicht ist. Ansonsten wird die gleiche allgemeine Schrittfolge benutzt.
Beispiel V
Ein weiteres Beispiel einer gedruckten Schaltung aus reinem Nickel ist mit Hilfe der Schrittfolge nach F i g. 5 veranschaulicht. Ansonsten ist der Arbeitsprozeß im wesentlichen der gleiche wie der gemäß Beispiel I.
Beispiel VI
Dieses Beispiel veranschaulicht eine Arbeitsfolge,
bei welcher zum Aufbau der gewünschten Schaltung
nur eine nichtelektrolytische Metallisierungstechnik
und eine andere Deckmittelart verwendet werden (vgl. Fig. 6).
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
·■ ■■-. ·· A

Claims (11)

Patentansprüche·.
1. Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten mit verbesserter Haftung zwischen dem Leitermetall und einem nichtleitenden Schichtträger, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst bei Wärme und Druck Aluminiumfolie mit einem wärmegehärteten Harzschichtträger verbunden wird, wobei die Aluminiumfolie eine gegen den wärmegehärteten Harzschichtträger anliegende anodisch behandelte Oberfläche aufweist, dann die anodisch behandelte Folie von dem Schichtträger chemisch abgelöst, die Schichtträgeroberfläche katalysiert und dann die katalysierte Oberfläche mit einem Leitermetall in Gestalt der gewünschten Schallung und die metallisierte Schaltkarte nach dem Katalysierungsschritt mindestens einmal erhitzt wird, um die Temperatur der Karte über die Umgebungstemperatur, jedoch wesentlich unter die Temperatur zu erhöhen, bei welcher ein Verkohlen des Harzschichtträgers eintritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anodisch behandelte Aluminiumfolie von dem Schichtträger abgelöst wird, indem sie für die Dauer von etwa 2 bis etwa 30 Minuten bei einer Temperatur von etwa 27 bis etwa 823C mit einer wäßrigen Lösung eines aus der Natrium-, Kalium-, Lithiumhydroxid und Salzsäure umfassenden Gruppe ausgewählten Materials behandelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolie in einem etwa 10 bis etwa 60 Gewichtsprozent Phosphorsäure enthaltenden elektrolytischen Bad für die Dauer von etwa 1 bis etwa 30 Minuten bei einer Stromdichte von etwa 10,7 bis etwa S0.7 niA/cm2 anodisch behandelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Epoxyharz isi.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Phenolharz ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger ein verstärkter Schichtträger aus wärmehärtbarem Harz ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger ein glasfaserverstärkter Schichtträger ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte für die Dauer von 30 Minuten auf etwa 105° C erwärmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte nach den beiden Verfahrensschritten des Katalysieren* und des Aufbringens eines Metallüberzuges erwärmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Folge von unmittelbar auf das Katalysieren folgenden Verfahrensschritten über die gesamte Oberfläche auf nichtelektrolytischem Wege ein erster dünner Kupferoder Nickclbclag niedergeschlagen, eine Abdeckmaske in Form der gewünschten Schaltung aufgebracht, der Schichtträger getrocknet und hitzcbehandelt. dann mit zusätzlichen Leitermetall zum Aufbau einer gewünschten Gesamtdicke im Bereich des gewünschten Schaltbildes galvanisiert, auf das frei liegende Leitermetall ein metallisches Abdeckmittel aus einer dieses Mittel enthaltenden Lösung aufgebracht, die Abdeckmaske von dem nicht zu der Schaltung gehörenden Teil der Oberfläche abgelöst, der ganze ursprüngliche, dünne, auf nichtelektrolytischem Wege niedergeschlagene Belag abgeätzt, das metallische Abdeckmittel von ausgewählten Teilen des Leiterkreises abgelöst, auf den Leiterkreis auf nichteiektrolytischem odei elektrolytischem Wege ein Schutzmetall aus der Gold, Rhodium und Nickel umfassenden Gruppe aufgebracht und die fertiggestellte Karte hitzebehandelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß in der Schrittfolge unmittelbar nach der Katalysierung eine Abdeckmaske in Form der auf die Karte zu druckenden Schaltung aufgebracht, die Karte getrocknet und hitzebehandelt, der frei liegende Schaltungsbereich durch seine Berührung mit einer verdünnten Säurelösung reaktiviert und dann mit mindestens einem leitenden Metall bis auf eine gewünschte Dicke auf nichtelektrolytischem Wege metallisiert, die Schaltkarte getrocknet und hitzebehandelt, die Abdeckmaske von dem nicht zu der Schaltung gehörenden Bereich der Oberfläche abgelöst und die fertige Schaltkarte hitzebehandelt wird.
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