DE2104551C3 - Verfahren zur Herstellung einer durchkontaktierten Schaltungsplatte - Google Patents

Description

vorgang in eine Lacklösung getaucht wird, welche

die beim Stanzen auftretenden Risse und

Delaminierungen versiegelt, nach der Versiege- 15 "

lung die dünne Kunststoffschutzschicht entfernt

und die Schalungsplatte der weiteren chemischen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel-

und galvanischen Verkupferung zugeführt wird. lung einer durchkontaktierten gedruckten Schaltungs-

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung platte, in die Löcher zur Durchkontaktierung und zur einer durchkontaktierten, beidseitig kaschierten ao Aufnahme von Bauteilen gestanzt sind. Um Schai-Schaltungsplatte, dadurch gekennzeichnet, daß tungsplatten mit durchmetallisierten Bohrungen bzw. die dünne Kunststoffschutzschicht auf die züge- Löchern herzustellen, sind verschiedene Verfahren schnittene, gesäuberte, beidseitig kaschierte Hart- bekanntgeworden. Ein solches Verfahren, bei dem papierplatte aufgebracht wird. die gedruckte Schaltungsplatte nach dem sogenannten

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung 25 Aufbauverfahren hergestellt wird, geht bekannlicK einer durchkontaktierten, gedruckten Schaliungs- von einer unkaschierten Hartpapierplatte aus, die z.B. platte nach dem Aufbauverfahren, bei dem eine auf Phenolharz- oder Epoxidharzbasis aufgebaut ist. zugeschnittene, gesäuberte und unkaschierte Hart- Nach dem Zuschneiden und Säubern der Hartpapier papierplatte mit einem Haftvermittler — einer platte wird diese mit einem Haftvermittler beschichtet, Butadienkautschuk enthaltenden Kunststoff- 30 der im allgemeinen aus einer Butadienkautschuk entlösung — beschichtet wird, der Haftvermittler haltenden Kunststofflösung besteht. Nachdem der nach oxidativer, chemischer Aufrauhung mittels Haftvermittler getrocknet und ausgehärtet ist, werden eines Chromschwefelsäurebades einer Bekeimung die zur Aufnahme der vorgesehenen Bauelemente mit katalytisch wirksamen Pigmenten ausgesetzt erforderlichen Löcher unter Verwendung schnellwird und die derart vorbereitete Hartpapierplatte 35 laufender Hartmetall-Spiralbohrer auf einer dazu erin einem stromlos arbeitenden, reduktiven Kupfer- forderlichen elektronisch programmgesteuerten Bohrbad oder Nickelbad allseitig chemisch metallisiert, - maschine gebohrt. Nach dem Bohren wird die mit mit einer entsprechenden Maske bedruckt und Haftvermittler überzogene Hartpapierplatte in Chromdie dem Leitungsbild entsprechenden Leitungs- schwefelsaure passender Zusammensetzung einem züge galvanisch auf die gewünschte Schichtdicke 40 oxidativen, chemischen Aufrauhprozeß ausgesetzt derart verstärkt werden, daß nach Entfernen der und anschließend den erforderlichen Spülbädern zugedruckten Maske und Abätzen der dünnen ehe- geführt. Die nun adsorbtionsfähige Hartpapierplatte mischen Kupferschicht ein fertiges Leitungsbild wird einer Bekeimung mit katalytisch wirksamen resultiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Hart- Palladiumatomen ausgesetzt und in einem stromlos papierplatte nach der Beschichtung mit Haftver- 45 arbeitenden, reduktiven Kupferbad allseitig chemisch mittler und dessen Trocknung mit der dünnen dünn verkupfert oder vernickelt. Jetzt wird die Hart-Kunststoffschutzschicht überzogen wird. papierplatte mit einer Maske bedruckt und die dem

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Leitungsbild entsprechenden, freibleibenden Stellen bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne galvanisch auf die gewünschte Schichtstärke verstärkt. Kunststoffschutzschicht wasserlöslich und mecha- 50 Nach Entfernung der gedruckten Maske und Abätzen nisch leicht abziehbar ist. der dünnen chemischen Kupferschicht resultiert eine

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 fertige, gedruckte Schaltungsplatte, bei der auch die bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunst- Löcher zur Aufnahme der vorgesehenen Bauelemente Stoffschutzschicht aus Polyvinylalkoholen mit Zu- metallisch überzogen, d. h. durchkontaktiert, sind, sätzen modifizierender Bestandteile, wie Gelatine, 55 Um ein solches Verfahren in einer Massenfertigung Dextrin, Glyzerin, Glykol, Lutanol zur Steuerung einsetzen zu können, muß es genügend wirtschaftlich der Elastizität, Reißfestigkeit und Haftfestigkeit, sein. Bei dem beschriebenen Verfahren besteht ein hergestellt wird. besonders unwirtschaftlicher Faktor in dem Zwang_;

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die Hartpapierplatte zu stanzen. Ein derartiges Verdadurch gekennzeichnet, daß zur Versiegelung der 60 fahren ist in den »AEG-Mitteilungen«, 49 (1959), 2/3, beim Stanzen auftretenden Risse und Delaminie- S. 158 bis 160 beschrieben. In dieser Veröffentlichung rungen eine Lacklösung aus Phenolharz verwen- wird insbesondere auf das Temperaturverhalten und det wird. andere Eigenschaften des zu stanzenden Materials

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, hingewiesen. Da aber beim Stanzen, insbesondere bei dadurch gekennzeichnet, daß zur Versiegelung der 65 Verwendung von Phenolharz-Hartpapier, durch den beim Stanzen auftretenden Risse und Delaminie- Stanzdruck Zerstörungen, sogenannte Delaminierunrungen eine Lacklösung aus Epoxidharz verwen- gen, und Rißbildungen auftreten, können das bedet wird. schriebene und die bekannten Herstellungsverfahren

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nicht ohne weiteres angewandt werden, da in die Wasser abgelöst und/oder !eicht mechanisch abge-

derart beschädigter. Stellen Reste aus den verwen- zogen. *

deten Bädern eingeschlossen werden. Die Resie stellen Nunmehr liegt eine völlig saubere, mit Haftverstarke Electrolyte dar und führen in vielen Fällen zu mittler beschichtete, Hartpapierplatte vor, bei der die unkontrollierbaren Verschlechterungen der elektri- 5 Wandungen der Stanzlöcher mit einem die Delamischen Eigenschaften der gedruckten Schaltungsplatte. nierungen und Risse versiegelnden Lacküberzug ver-

Um nun die Billigkeit und Wirtschaftlichkeit des sehen sind.

Stanzprozesses anwenden zu können, wird erfindungs- Die zur Versiegelung der Delaminierungen und gemäß vor dem Stanzen der zur Aufnahme von Bau- Risse verwendete Lacklösung besteht vorzugsweise elementen erforderlichen Löcher die Schalungsplatte io aus geeigneten Phenolharzen, Epoxidharzen oder mit einer dünnen Kunststoffschutzschicht überzogen, Polyesterharzen in entsprechenden dünnflüssigen Auf- und die Schaltungsplatte im Anschluß an den Stanz- lösungen in organisch passenden Lösungsmitteln. Vorgang in eine Lacklösung getaucht, welche die beim Nach der Antrocknung muß die Lacklösung zur Stanzen auftretenden Risse und Delaminierungen ver- Durchführung des weiteren Aufbauprozesses genüsiegelt, nach der Versiegelung die dünne Kunststoff- 15 gend alkalifest sein und eine geringe Ätzbarkeit in schutzschicht entfernt und die Schaltungsplatte der Chromschwefelsäure aufweisen. Um die Metallaufweiteren chemischen und galvanischen Verkupferung nähme im anschließend folgenden stromlosen und zugeführt. galvanischen Prozeß zu erleichtern, können der Lack-Beieiner Schaltungsplatte, die nach dem erfindungs- lösung sowohl mit Palladium aktivierte katalytische gemäßen Verfahren hergestellt ist, können keine 20 Pigmente als auch elektrisch leitende Stoffe, z.B. leit-Elektrolyte in den Delaminierungen und Rissen ein- fähige Ruße und Grafit, zugemischt werden. Durch geschlossen werden, so daß eine elektrisch sichere die -Zumischung dieser Teile wird die Sicherheit einer Schaltungsplatte entsteht, die aus billigem Hartpapier fehlerfreien Metallabscheidung beträchtlich erhöht, besteht und im Stanzverfahren gelocht wird. Nach Beendigung der bisher beschriebenen Ver-

In einem nachfolgend beschriebenen Ausführungs- »5 fahrensschritte, die infolge der geringen Materialbeispiel ist an Hand der Herstellung einer durch- kosten für die Kunststoffschutzschicht sowie die kontaktierten gedruckten Schaltungsplatte nach dem Lacklösung äußerst wirtschaftlich ist, erfolgt die Aufbauverfahren das erfindungsgemäße Verfahren Weiterbehandlung der Hartpapierplatte nach dem an näher erläutert. sich bekannten Aufbauverfahren. Hierbei wird nach

Eine in bekannter Weise mit Haftvermittler be- 30 einer oxidaktiven chemischen Aufrauhung des Haftschichtete Hartpapierplatte wird mit einer dünnen Vermittlers in einem Chromschwefelsäurebad und den Kunststoffschutzschicht überzogen. Diese Kunststoff- erforderlichen Spülungen die nun absorbtionsfähige schutzschicht ist wasserlöslich und mechanisch leicht Hartpapierplatte einer Bekeimung mit katalytisch abziehbar. wirksamen Pigmenten ausgesetzt und chemisch ver-

Vorzugsweise wird diese Kunststoffschutzschicht 35 kupfert. Nach Aufdruck einer Druckmaske werden

aus wäßrigen Auflösungen von Polyvinylalkoholen die dem Leitungsbild entsprechenden Teile galvanisch

hergestellt, denen zur Steuerung der Elastizität, Reiß- verstärkt. Anschließend wird die Druckmaske und

festigkeit und Haftfestigkeit ebenfalls wasserlösliche die dünne chemische Kupferschicht wieder entfernt.

Begleitstoffe, Weichmacher, wie beispitlsweise GIy- Es ist nun eine, aus billigem Hartpapier bestehende,

zerin, Glykole, Polyvinylether, und andere folien- 40 im Stanzverfahren gelochte und elektrisch sichere,

bildende Stoffe, wie z.B. Gelatine, Dextrine und durchkontaktierte, gedruckte Schaltungsplatte ent-

Zelluloseäther beigemischt sein können. Eine weitere standen.

wichtige Eigenschaft einer solchen Kunststoffschutz- , Das gleiche erfindungsgemäße Verfahren läßt sich

schicht ist, daß sie von keinem herkömmlichen Lack- auch mit Vorteil zur ausschließlichen Schaffung von

lösemittel angegriffen wird. Die Kunststoffschutz- 45 durchmetallisierten Löchern bei beidseitig kupfer-

schicht bildet also über der Haftvermittlerschicht eine kaschierten Hartpapierplatten einsetzen,

lösungsmittelfeste Schicht. Die zugeschnittene, gereinigte, beidseitig kaschierte

In die so mit einer Doppelschicht aus Haftvermitt- Hartpapierplatte wird mit der Kunststoffschutzschicht ler und wasserlöslicher, leicht abziehbarer Kunststoff- überzogen und die Löcher zur Aufnahme der Bauschutzschicht versehene Hartpapierplatte werden nun 50 elemente gestanzt. Anschließend wird die Hartpapierdie zur Aufnahme der Bauelemente erforderlichen platte in der Lacklösung getränkt, die in diesem Fall Löcher gestanzt. mit leitfähigen Ruß- und Grafitpigmenten angerei-

Die gestanzte Kartpapierplatte wird nun in eine chert ist, so daß sie für eine galvanische Kupferpassende, für die Prozeßanforderungen geeignete abscheidung genügend leitfähig ist.
Lacklösung getaucht, wodurch alle beim Stanzen her- 55 Nach Entfernen der Kunststoffschutzschicht und vorgerufenen von den Lochwandungen ausgehenden Aufbringen der Druckmaske erfolgt eine galvanische Risse und Delaminierungen so weit getränkt bzw. Verstärkung des Leiterbildes und der Löcher mit versiegelt werden, daß ein Eindringen von Bestand- Kupfer sowie die Abscheidung einer ätzbeständigen teilen der nachfolgend zu durchlaufenden Bäder, die Metallschicht, z.B. aus Zinn oder Zinn —Blei. Nach starke Elektrolyte darstellen, wirksam verhindert wird. 60 einem Ätzprozeß resultiert ebenfalls eine durchkon-Die allseitig einschließlich der Löcher mit der Lack- taktierte, elektrisch einwandfreie, gedruckte Schallösung bedeckte Hartpapierplatte wird mittels einer tungsplatte.

geeigneten Vorrichtung oberflächlich von überschüs- Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt erheb-

siger .Lacklösung befreit. Hierbei werden auch die liehe wirtschaftliche Vorteile, z.B. billiges Hartpapier,

Löcher, beispielsweise mittels Unterdruck, freigesaugt. 65 Stanztechnik und technische Verbesserungen, z. B.

Nach der Antrocknung der Lacklösung wird die den Erhöhung der elektrischen Sicherheit, Schutz vor

Haftvermittler schützende Kunststoffschutzschicht mit Langzeitkorrosion.

Claims (1)

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Patentansprüche: dadurch gekennzeichnet, daß der Lacklösung zur Erleichterung der chemischen und galvanischen

1. Verfahren zur Herstellung einer durchkon- Kupferabscheidung katalytisch wirksame, anorgataktierten gedruckten Schaltungsplatte, in die 5 nische Pigmente und/oder leitfahige Bestandteile Löcher zur Durchkontaktierung und zur Auf- zugesetzt werden.

nähme von Bauteilen gestanzt sind, dadurch 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gegekennzeichnet, daß vor dem Stanzen der kennzeichnet, daß als katalytisch wirksamer Be-

zur Aufnahme von Bauelementen erforderlichen standteil Palladium verwendet wird.

Löcher die Schaltungsplatte mit einer dünnen io 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge-

Kunststoffschutzschicht überzogen wird, und daß kennzeichnet, daß als leitfähiger Bestandteil

die Schaltungsplatte im Anschluß an den Stanz- Kohlenstoff verwendet wird,