DE2142169A1 - Verfahren zum stromlosen auftragen eines kupferueberzuges und durch dieses verfahren hergestellte gedruckte schaltung - Google Patents

Description

• Beschreibunff zu der Patentanmeldung betreffend Verfahren zum stromlosen Auf tragen eines KuDferüberzugaes und durch dieses Verfahren hergestellte gedruckte Schaltung Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von gedruckten Schaltkreiaplatten durch stromloses Ablagern von elektrisch leitendem Material auf keramischen Grundplatten.
• Die Beschränkungen, denen gedruckte Schaltungen unterworfen sind, deren isolierendes Grundmaterial aus einem mit organischem oder anorganischem Material gefüllten oder verstärkten wärmehärtenden Harz besteht, sind gut bekannt. Die fortgesetzte Anwendung bei Temperaturen von oder über 2000 C führt zur mechanischen und elektrischen Zerstörung und selbst kurzdauerndes Einwirken der beim Löten angewendeten Temperaturen, etwa oberhalb 2500 C, kann die Zerstörung und den Zusammenbruch der Verbindung der Leiter des Stromkreises an die isolie rende Grundlage verursachen. Die Beschränkungen im Hinblick auf das Verhalten bei hoher Temperatur werden verstärkt, wenn ein kautschukartiger Klebstoff als Überzug auf die isolierende Platte aufgetragen wurde, um die Kupferfolie auf die Platte zu kaschieren, um diese für das Ätzverfahren für gedruckte Schaltungen vorzubereiten oder um einezersetzlicheSchicht vorzusehen, auf der ein Metall unter Ausbilden einer starken Haftung stromlos abgelagert werden kann.
• Diese und andere Beschränkungen hatten überwunden werden können, wenn ein einfaches und wirksames Verfahren zum Ausbilden von Metallablagerungen bekannt gewesen wäre, die fest mit keramischen Oberflächen verbunden sind, ohne daß komplizierte und schwierige Vorbehandlungsmethoden angewendet werden mußten und ohne die Notwendigkeit eines Hochtemperaturverfahrens zum Ausbilden einer solchen Bindung.
• Es war zwar bekannt, daß keramische Materialien, wie geschmolzenes Aluminiumoxyd, geschmolzenes Berylliumoxyd oder Ferrite, bessere oder spezielle Eigenschaften aufweisen; es war bisher jedoch nicht praktisch durchführbar, die Materialien auf Harzbasis durch keramische Materialien zu ersetzen, weil keine billigen und praktischen Methoden bekannt waren, mit denen eine starke Bindung zwischen der Oberfläche des keramischen Materials und dem Schaltkreismuster von Leitern, lfiderständen, Induktoren und Kondensatorelektroden erzielt werden konnte.
• Unglücklicherweise hat es sich nicht als möglich erwiesen, Kupfer direkt stromlos auf keramischen Oberflächen in einer solchen Rate abzulagern, die für die wirtschaftliche Herstellung von gedruckten Schaltungen geeignet ist oder eine abgelagerte Schicht auszubilden, die ausreichende Haftung an der keramischen Oberfläche aufweist.
• Es wurde nun gefunden, daß durch stromloses Auftragen einer Nickelschicht auf ein keramisches Grundmaterial die Keramikoberfläche ausreichend aktiviert wird, um eine stromlos aufgetragene Kupferschicht anzunehmen, die in wirtschaftlicher Rate auf dem Nickel abgelagert werden kann.
• Durch die Erfindung wird daher ein Verfahren zum stromlosen Ablagern von Kupfer auf einer Keramikoberfläche bei der Herstellung einer gedruckten Schaltung beziehungsweise einer gedruckten Schaltkreisplatte zugänglich, bei dem eine Nickelschicht stromlos in dem gewünschten Schaltkreismuster auf einer keramischen Grundlage abgelagert wird und danach auf dem Nickel stromlos eine Kupferschicht abgelagert wird.
• Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten gedruckten Schaltungen auf einer keramischen Grundlage zeigen aufgrund der stromlos aufgetragenen Nickelschicht eine größere Haftung zwischen dem Kupfer und der Keramik, als bei eglassen der Nickelschicht oder durch Vakuumauftragen der Nickel- und der Kupferschicht erzielt wird.
• Als Grundmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren können alle beliebigen keramischen Materialien eingesetzt werden, die bisher zur Verwendung als gedruckte Schaltkreisplatten als geeignet angegeben wurden. Zu geeigneten keramischen Materialien gehören beispielsweise Aluminiumoxyd, Porzellan, Berylliumoxyd, Ferrit, Zirkoniumoxyd, gebrannter Pyrophylit und Titandioxyd.
• Als besonders geeignet hat sich unter diesen Materialien Aluminiumoxyd erwiesen, Die keramische Grundlage wird vorzugsweise vor dem Ablagern von Nickel nach Methoden sensibilisiert, die an sich zum Fördern des stromlosen Ablagerns bekannt sind. Eine häufig angewendete Methode umfaßt das Behandeln der Keramik mit einer Palladium/Zinn-Lösung, die die Grundlage aktiviert und das anschließende Vernickeln unterstützt (ein Beispiel dafür ist die in der britischen Patentschrift 1 174 851 beschriebene Sensibilisierungsbehandlung).
• Es wurde gefunden, daß eine wirksame Sensibilisierung der keramischen Grundlage erreicht werden kann, wenn die Grundlage bei Raumtemperatur in eine saure Lösung getaucht wird, die Palladiue urld Stannosalze enthält. In typischer Weise enthält eine solche Lösung Palladiumchlorid und Stannochlorid, gelöst in Chlorwasserstoffsäure.
• Außer den normalen Reinigungs- und Waschmethoden, die gemäß dem Stand der Technik zum Vorbereiten von Substraten für das stromlose Metallisieren angewendet werden, wird erfindungsgemäß bevorzugt, die.keramische Basis in eine Lösung von Fluoborsäure zu tauchen. Es wird anenommen, daß die Fluoborsäure in Keramik die Glasphase angreift, wie 96 % Aluminiumoxyd, und mikroskopisch kleine Vertiefungen bildet, welche die Aufnahme von Aktivierungslösungen und das Haften der Nickelschicht verbessern. Die bevorzugte Stufe zur Anwendung der Fluoborsäurebehandlung folgt nach anderen ntfettungs- und Reinigungsstufen, liegt jedoch vor einem abschließenden Spülen in entmineralisiertem Wasser.vor dem Aktivieren. Für diese Behandlung eignet sich technische Fluoboraäure (eine 40 -ige wässrige Lösung von HBF4). Die Keramik-Grundlage wird vorzugsweise bei Raumtemperatur in der Lösung bewegt, um eine gleichmässige Behandlung zu gewährleisten.
• e Für das erfindungsgemäße Verfahren kAnn/jede Metallisierlösung und alle Metallisierbedingungen angewendet werden, die zum stromlosen Ablagern von Nickel oder Kupfer geeignet sind.
• Geeignete Metallisierlösungen und Metallisierbedingungen sind beispielsweise in "Metallizing of Plastics1,, Harold Narcus (Chapman & Hall, Limited, London, 1960) oder in Printer Circuits and Electronic Assemblies", Seiten 222 bis 224, Verlag Robert Draper Limited9 Teddington, Oktober 1969, beschrieben.
• Unter den verschiedenen zugänglichen Lösungen zum stromlosen Vernickeln wird vorzugsweise eine alkalische Lösung verwendet, weil festgestellt wurde, daß dieser Lösungstyp die vielseitigste Anwendung gestattet. Eine typische alkalische Lösung zum stromlosen Vernickeln enthält Nickelchlorid, Natriumhypophosphit, Natriumcitrat und Ammoniumchlorid bei einem pH-Wert von 8 bis 9, wie die in dem nachstehenden Beispiel 1 beschriebene Lösung.
• Die Dicke der stromlos aufgetragenen Nickelschicht ist nicht kritisch. Gewöhnlich wird die Mindestdicke durch die Forderung bestimmt, das Muster der abgelagerten Schicht mit dem unbewaffneten Auge zu überwachen, was im allgemeinen einer Mindestdics von 12.7 x 10 5 cm entspricht. Die maximale Dicke der Nickelschicht wird gewöhnlich mehr durch wirtschaftliche als durch technische Faktoren bestimmt; es wird bevorzugt, Nickelschichten mit einer Dicke zwischen 510 und 90 % der Gesamtdicke der Metallschicht (Nickel + Kupfer) auf der Keramikgrundlage aufzutragen. Vorteilhaft beträgt die Gesamtdicke der Metallschicht 1.27 bis 3.81 . 10 5 cm (0.5 bis 1.5 tausendstel inch).
• Es wurde gefunden, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten gedruckten Schaltungen einen verbesserten Oberflächenbelag erhalten können, wenn stromlos eine Goldschicht auf das Kupfer aufgetragen wird. Diese Goldschicht verbessert sowohl das Aussehen als auch die Lötbarkeit der Schaltungen selbst nach langer Lagerdauer. Vorzugsweise enthält die zum Ausbilden des stromlos aufgetragenen Goldüberzugs verwendete Lösung nicht nur ein Ausgangsmaterial für Gold, sondern auch ein hlkalimetallhypophosphit und Formaldehyd als Reduktionsmittel. Eine typische Lösung zum Vergolden wird in folgender Weise hergestellt: 250 ml einer 2 fO-igen (Gewicht/Volumen)wässrigen Lösung von Chlorogoldsäure werden mit entmineralisiertem Wasser auf 900 ml verdünnt. Eine 10 ziege (Gewicht/Volumen) wässrige Natriumhydroxydlösung wird zugegeben, um den pH-Wert auf 10 einzustellen, und danach werden 2.25 g Natriumcyanid, 5.0 g Natriumkaliumtartrat und 30 ml einer Lösung von Chel DM zugesetzt.
• Der pH-Wert wird mit weiterer Natriumhydroxydlösung auf 13 eingestellt. Dann werden 10 g Natriumhypophosphit und 10 ml einer 38 -igen (Gewicht/Volumen) wässrigen Formaldehydlösung zugegeben und schließlich die Lösung mit entmineralisiertem Wasser auf 1 1 aufgefüllt.
• Diese Lösung wird vorzugsweise heiß verwendet. Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die keramischen gedruckten Schaltkreisplatten, welche die Deckschicht aus Kupfer tragen, 15 Minuten bei 800 a in dieses Bad getaucht werden.
• Um das in der Lösung vorliegende Gold soweit wie möglich auszunützen, wird bevorzugt, dem Bad zusätzliche Mengen an Reduktionsmittel zuzugeben, wenn es verbraucht wird Dies er folgt vorteilhaft durch Herstellen einer gesättigten Lösung von Natriumhypophosphit in der Formaldehydlösung bei Raumtemperatur und Zugeben dieser Lösung zu dem Bad. Um das Bad zu reaktivieren, werden beispielsweise 20 ml dieser Lösung pro Liter Volumen des Bades in das Metallisierbad bei Raumtemperatur eingerührt.
• Um das gewünschte Muster des elektrisch leitenden Materials auf der Keramikgrundlage auszubilden, ist es erforderlich, die Bereiche, die nicht metallisiert werden sollen, mit einem entfernbaren Abdeckmittel (einem Resistmaterial) zu maskieren.
• Das entfernbare Abdeckmittel kann solange dort belassen werden, bis sämtliche Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, das heißt, Sensibilisieren, stromloses Vernickeln und stromloses Verkupfern, vollständig durchgeführt wurden. Es kann aber auch in jeder Stufe nach dem vollständigen Durchführen des Sensibilisierens entfernt werden. Das Abdeckmaterial sollte gegen den Angriff durch die Behandlungslösungen beständig sein, denen es ausgesetzt wird, und muß die Fähigkeit haben, leicht und vollständig durch eine einzige Behandlung, wie Auflösen in einem Lösungsmittel, entfernt zu werden. Das Abdeckmaterial kann beispielsweise aus einer alkalilöslich-en Druckfarbe bestehen, wie die unter der Bezeichnung KP 4024 durch Coates Bros. Inks'Limited vertriebene Farbe, die durch Einwirkung einer 5 %-igen wässrigen Lösung von kaustischer Soda und anschließende Wasserwäsche entfernt werden kann.
• Zum vollständigeren Verständnis der Erfindung werden die nachfolgenden, der Veranschaulichung dienenden Beispiele gegeben.
• Beispiel 1 Eine 0.63 mm dicke Platte der Größe 5.1 cmx 5,1 cm aus 96 %0 Aluminiumoxyd (bekannt unter der BezeichnungHlsibase", hergestellt von der 3 M Company), wurde durch Eintauchen in kalte Chromsäure während 20 Minuten vorbereitet, Sie wurde dann in fließendem wasser gespült und 5 Minuten in eine alkalische Reinigungslösung getaucht, die folgende Bestandteile umfaßte: Ammoniumcarbonat 10 g Fixanol C Ig entmineralisiertes Wasser auf 1 1 Die Keramikoberfläche wurde dann kräftig mit wasser und einem Narkenscheuerpulver abgerieben, das unter der Bezeichnung "Scourox" vertrieben wird. Die Platte wurde in asser gespült, abtropfen gelassen und an der Luft getrocknet, Dann wurde auf eine Oberfläche der Platte ein Schaltkreismuster durch Siebdruck negativ aufgebracht, wobei die Druckfarbe KP 4024 der Coates Ink verwendet wurde,und über Nacht trocknen gelassen.
• Die freiliegende Oberfläche des Keramikmaterials wurde dann für die Aufnahme einer stromlos aufgetragenen Metallschicht sensibilisiert. Dies erfolgte durch Eintauchen bei 200 C in folgende saure Lösung: Palladiumchlorid 8.3 g Stannochlorid (SnCl2.2H20) 670 g Chlorwasserstoffsäure (als Reagens ) aufgefullt auf 1 1 Die das negative Muster bildende Druckfarbe wurde dann in der folgenden ammoniakalischen Lösung abgewaschen: Ammoniumhydroxyd (I)ichte 0.88) 100 ml entmineralisiertes Wasser aufgefüllt auf 1 1 Die latte wurde gründlich unter fließendem Leitungswasser gewaschen und 1 1/2 Stunden bei 600 C in einer tTickel-Reduktionslösung aufgehängt. Diese tTickeL-EleduktionsLusung hatte folgende Zusammensetzung: Natriumhypophosphit 10 g Trinatriumcitrat 14 g Nickelchlorid 15 g Ammoniumchlorid 17 g Ammoniumhydroxyd auf pH 8 entmineralisiertes wasser auf 1 1 Die Platte wurde in entmineralisiertem wasser gespült, abtropfen gelassen und an der Luft getrocknet. Durch Hikrometermessungen wurde gezeigt, daß die Dicke der aufgetragenen Nickelschicht etwa 1.5 . 10-3 cm betrug.
• Die Platte wurde danach eine Stunde bei 500 C in eine Kupfer Keduktionslösung getaucht. Die Lösung hatte folgende Zusammensetzung: Kupfersulfat .5H20 5g Sequestrine AA * 53.5 g Natriumhydroxyd 14 g Formaldehyd (38 %-ige Lösung) 40 ml Natriumcarbonat (wasserfrei) 43 g Mercaptobenzthiazol 0.0001 g Der pH-Wert wurde mit Hilfe einer NaOH-Lösung auf 10 eingestellt.
• *. Sequestrine AA ist ein Produkt der Geigy Co., die angegebene Zusammensetzung wurde durch die firma Geigy veröffentlicht.
• Die Platte wurde dann aus der Verkupferungslösung entfernt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Es wurde festgestellt, daß sich das Kupfer in zufriedenstellender Weise auf dem Nickel abgelagert hatte und daß die Metallschicht eine zufriedenstellende Leitfähigkeit zeigte, um die metallisierte Grundlage als gedruckte Schaltung zu verwenden. Es hat sich gezeigt, daß ac andere bekannte Kupfer-Reduktionslösungen zu einer gleich guten Ablagerung von Kupfer auf dem stromlos aufgetragenen Nickel führen.
• Beispiel 2 Dieses Beispiel verdeutlicht die hohe Bindefestigkeit, die durch erfindungsgemäßes Anwenden des stromlosen Vernickelns und des anschließenden stromlosen Verkupferns erzielt werden kann. Das Verfahren wurde unter Verwendung einer Keramikplatte von 2.54 cm x 2.54 cm und einer Dicke von 0.63 mm, aus 96 Vo Aluminiumoxyd (hergestellt von der Worcester Porcelain Company) durchgeführt. Die einzige Vorbereitung der Platte bestand in gründlichem Abreiben mit wasser und dem Scheuermittel Scourox. Die Platte wurde dann sorgfältig in fließendem Leitungswasser gespült, abtropfen gelassen und dann 10 Minuten bei 20° C in die in Beispiel 1 beschriebene saure Sensibilisierlösung eingetaucht. Dann wurde die Platte wieder in fließendem Leitungswasser gespült und 30 Minuten bei 600 -c in die in Beispiel 1 beschriebene Nickel-Reduktionalösung getaucht. Nach dem Spülen in entmineralisiertem Wasser und Lufttrocknen wurde die Platte, die nun beiderseits mit Nickel überzogen war, 5 Stunden und 20 Minuten bei 600 C in das nachstehend beschriebene Kupfer-Reduktionsbad getaucht.
• Dann wurde sie wieder in entmineralisiertem ,fasser gespült und an der Luft getrocknet, Um die Haftung der Kupferschicht auf der Grundlage zu prafen, wurde ein Kupferdraht auf jeder Seite der Platte angelötet, wobei die Pfropfen aus dem Lötmittel einen Durchmesser von etwa 0,5 cm hatten und einander gegenüber lagen. In einer Zugprüfmaschine wurde die Zugkraft zwischen den beiden Drähten allmählich erhöht, bis einer der Lötmittelpfropfen abgezogen wurde und dabei eine gewisse Menge des stromlos aufgetragenen Nickels entfernte. Dies trat bei einer Kraft entsprechend 10,9 kg ein.
• Die. in diesem Beispiel verwendete Kupfer-Reduktionslösung hatte folgende Zusammensetzung: Kupfersulfat .5H20 (analytisch rein) 5g Sequestrine AA 18.6 g Natriumhydroxyd (analytisch rein) 9 g Formaldehyd, 36 -ige (Gewicht/Geicht) Lösung 28 ml Natriumcyanid 0.023 g entmineralisiertes Wasser aufgefüllt auf 1 1 Der pH-VZert der Lösung wurde durch Zugabe einer Natriumhydroxydlösung (100 g pro Liter) auf 12 eingestellt.
• Beispiel 3 Eine Platte aus 96 % Aluminiumoxyd (hergestellt von Coor's Porcelain Company of Golden, Colorado) der Abmessungen 5o1 cm t 5.1 cm, Dicke 0.66 mm, wurde zuerst in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise, jedoch mit Hilfe eines entfettenden und entoxydierenden Reinigungsmittels (CD 3 der Chemical Prozesses Limited of Bury St. Edmunds) gereinigt und danach mit einem negativen Schaltkreismuster aus einem Photoresiatmaterial versehen. Das negative Muster wurde unter Verwendung von Kodak KPC Photoresist erzeugt. Nachdem die Platte eine Minute in Fixanol C-Lösung getaucht, gespült und getrocknet worden war, wurde sie 5 Minuten in die in Beispiel 1 beschriebene saure Sensibilisatorlösung getaucht, Es zeigte sich, daß die Einfachschicht aus Kodak KPC-Photoresist den bis dahin verwendeten Ldsungen ohne Schwierigkeit widerstand; es müssen jedoch Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, wenn sie mit Lösungen zum stromlosen Metallisieren mit einem pH-Wart von mehr als 10 in Berührung gebracht wird (die in Beispiel 1 beschriebene Nickel-Reduktionslösung wurde zum Herstellen des stromlos aufgetragenen Nickelüberzugs verwendet und es erwies sich als sehr sicher, die Nickellösung durch Zugabe von Ammoniak auf einen pH-Wert bis zu 10 einzustellen, um eine hohe Metallisierrate zu erzielen).
• Nach dem Entfernen aus der sauren Sensibilisatorlösung wurde die Platte in entmineralisiertem Wasser abgespült, 1 Minute in Chel DM-lösung getaucht und dann 3 Minuten bei 600 C in die Nickel-Reduktionslosung gehängt. In dieser Stufe war die Schaltung bereits mit einer glatten, aus Nickel bestehenden Metallschicht metallisiert, wie auch die nun unerwünschte undstarkmit Blasen bedeckte Photoresist-Schicht. Die Platte wurde daher in entmineralisiertem Wasser gespült, mit Filterpapier abgetupft und das Photoresistmaterif wurde dann durch Eintauchen in Trichloräthylen und Abreiben mit Filterpapier entfernt. Man ließ das Trichloräthylen von der Platte verdampfen, die-danach weitere 7 Minuten in die Nickellösung zurückgebracht wurde, um das stromlose Auftragen des Schaltungsmusters in der gewünschten Dicke von 5.1 , 10 5 mm und dar Erdungsebene auf der Rückseite der Platte in der gleichen Dicke zu vervollständigen. Es war vorgesehen, daß die Leitungen des Schaltkreises 1.27 mm breit sein sollten und diese Breite wurde in allen Teilen der Schaltung genau eingehalten, Das Auftragen eines Schaltungsmusters auf eine sensibilisierte Aluminiumoxyd-Platte unter Verwendung eines Photoresistmaterials ist schwierig durchzuführen, wenn eine Kupfer Reduktionslösung direkt angewendet wird, weil diese Lösungen einen pH-eiert von etwa 12 bis 14 erfordern und diese stark alkalischen Lösungen die Photoresist-Schicht stark angreifen.
• Eine Schaltung mit einer Xupfer-Oberflächenschicht kann jedoch erhalten werden, indem Kupfer stromlos auf der in diesem Beispiel hergestellten vernickelten Aluminiumoxyd-r7rundlage aufgetragen wird, wobei keine weitere Sensibilisierung der Schaltkreisplatte erforderlich ist.
• Beispiel 4 In diesem Beispiel wird die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer fest gebundenen Nickel/Kupfer-Leitschicht auf einer Platte aus gebranntem Pyrophylit veranschaulicht. Eine Platte aus natürlichem Pyrophylit wurde aus einem Block geschnitten, was durch Sagen und Feilen auf die Endabmessungen von 1.9 cm x 1.9 cm x 0.127 cm erfolgte, Dann wurde die Oberfläche durch Abschleifen mit feinem Siliziumcarbid-Schmirgelpapier geglättet. Die Platte wurde dann in einem elektrischen Ofen bei 1 0500 C gebrannt und in dem Ofen über Nacht abkühlen gelassen. Danach wurde die Platte ohne weitere Behandlung während 3 Minuten bei 200 C in die in Beispiel 1 beschriebene saure Zinn-Palladium-Sensibilisatorlösung getaucht. Sie wurde dann in entmineralisiertem Wasser gespült und sofort 55 Minuten bei 600 C in die in Beispiel 1 beschriebene Nickel-Reduktionslösung eingetaucht. Dabei wurde ein gleichmässiger und vollständiger Überzug aus hellgefärbtem nicht glänzendem Wickel erzielt. Nach dem Spülen mit Wasser wurde die Probe in eine Kupfer-Reduktionalösung der folgenden Zusammensetzung getaucht, die bei 430 C gehalten wurde: Kupfersulfat (CuS04.5H20) 7.5 g Chel DM 22.5 ml Natriumhydroxyd-Lösung (100 g/l) 25 ml wasserfreies Natriumsulfit 3 g entmineralisiertes wasser auf 1 l Äthylenglykol 100 ml Formaldehyd (38 ) 4.5 ml Die Gas entwicklung begann nach weniger als 1 Minute und die Färbung des Kupferüberzugs war nach etwa 5 Minuten zu sehen.
• Das Eintauchen bei dieser Temperatur wurde während 2 stunden fortgesetzt und dann ließ man das stromlose Ablagern von Kupfer in der unbeheizten lösung sich über Nacht, das heißt während weiterer 16 Stunden, fortsetzen. Die Platte wurde aus der Lösung entnommen, gewaschen und getrocknet, Um die Festigkeit der Bindung zwischen der Metallschicht und der aus Pyrophylit bestehenden Keramik zu prüfen, wurde ein IwIessingdraht an jede Oberfläche der Platte angelötet und in einer Zugprüfmaschine Zugspannung an die beiden Drähte angelegt. Einer der Drähte wurde bei einer Zugspannung entsprechend dem Gewicht von 4.53 kg abgezogen. Zusammen mit dem Draht wurden der Lötmittelpfropfen, der einen )urchmesser von etwa 7.6 mm hatte, die darunter befindliche Kupferschicht, der größte Teil der Nickelschicht und Spuren der abgebrochenen Oberfläche des Pyrophylits abgezogen.
• Beispiel 5 Es wurde eine Platte einer Größe von 2.5 cm x 2.5 cm und einer Dicke von 0.63 mm aus Berylliumoxyd des Typs K 140 (99 % BeO) der Steatit Insulations Limited verwendet, die von vorneherein eine glatte undurchlässige Oberflache hatte, die sich als wasserabstoßend erwies. Derartige Oberflächen lassen sich nur unter Schwierigkeiten erfolgreich mit Sensibilisatorlösungen behandeln. Eine Oberfläche der Platte wurde einem bschleifvorgang unterworfen, der zum Zurichten von Dickschicht--viderstanden angewendet wird. Dies es Verfahren wurde auf einer sogenannten "Alrbrasive Trimmer"-Vorrichtung der S.S. White & Co., Naw York, durchgeführt. In dieser Vorrichtung werden mit Hilfe eines Hochgeschwindigkeits-Luftstrahls Schleifmittelteilchen (Aluminiumoxyd, Typ 1) auf die Oberfläche des Berylliumoxyis geschleudert und die gebrauchten Teilchen und der durch das Schleifen entstehende Berylliumoxyd-Staub mit Hilfe einer Luftabzughaube ausgetragen. Nach dieser Behandlung war das Aussehen der Oberfläche der einen Plattenseite von glänzend zu matt verändert und erwies sich als leicht bene-tzbar und nicht mehr wasserabstoßend, Die Platte wurde 15 Minuten bei 500 C in Fixanol C-Lösung (1 g/l) eingelegt, dann mit Wasser gespült und 15 Minuten bei 200 C in die in Beispiel 1 beschriebene Sensibilisatorlösùng gebracht. Nach dem Spülen wurde die Probe 75 Minuten bei 600 C in die Nickel-Reduktionslösung gemäß Beispiel 1 mit einem pH-Wert von 10 getaucht. Es zeigte sich, daß auf der abgeschliffenen Seite eine gleichmässige matte Überzugs schicht aus Nickel gebildet wurde; die Metallschicht auf der glatten, nicht abgeschliffenen Seite war jedoch rissig und blätterte ab. Ein großer Teil des Nickels auf dar nicht abgeschliffenen Seite löste sich in Flocken ab, als die Probe unter fließendem Leitungswasser gespült wurde. Dann wurde die Probe in die in dem- vorhergehenden Be-ispiel verwendete Kupfer-Reduktionslösung gebracht, die bei 40° C und einem pH-Wert von 14 gehalten wurde. Es traten sofort Gas entwicklung und Verkupferung ein. Nach 2 Stunden wurde die Probe entnommn und in entmineralisiertem Wasser gespült, abgetupft und einige Minuten an der Luft trocknen gelassen.
• Ein Messingdraht wurde unter Verwendung eines Lötmitteltropfens mit einem Durchmesser von 7.6 mm an die Metallschicht auf der abgeschliffenen Plattenoberfläche gelötet. Die auf einer Zugprüfmaschine gemessene Abziehkraft betrug 2.27 kg.
• Das Lot und die darunter liegende Metallschicht hatten sich vollständig abgelöst, so daß die blanke Keramikoberfläche frei lag.
• Ein entsprechender Versuch wurde durchgeführt, bei dem jedoch nur die Kupferschicht verwendet wurde und die Nickelschicht völlig weggelassen wurde, Die Abziehkraft in diesem Fall betrug nur 1.36 kg. Bei diesem Versuch wurde ebenfalls die Keramikoberfläche freigelegt.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Verfahren zum stromlosen Auftragen eines Kupferüberzugs insbesondere in From einer gedruckten Schaltung auf eine Oberfläche eines keramischen Materials, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man stromlos eine Schicht aus Nickel auf das keramische Grundmaterial aufträgt und danach auf dieser Nickelachicht stromlos den KupferXiberzug ablagert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man die Metallschichten in einer Gesamtdicke von Kupferschicht plus Nickelschicht von etwa 1.2 bis 3.8 . 10-3 cm auf das keramische Grundmaterial aufträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß man das Nickel in einer Schichtdicke auf das keramische Grundmaterial aufträgt, die 10 bis 90 % der Gesamtdicke der Kupfer- und der Nickelschicht entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß man als keramisches Grundmaterial Aluminiumoxyd verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man das keramische Grund-Material vor dem stromlosen Auftragen der Nickelschicht durch Behandeln mit einer Palladium und Zinn enthaltenden Lösung sensibilisiert

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, d a d ur c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß man das keramische Grundmaterial vor dem stromlosen Auftragen der Nickelschicht und vor der gegebenenfalls angewendeten Sensibilisierungsbehandlung mit einer wässrigen Lösung von Fluoborsäure behandelt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß man auf den Kupferüberzug stromlos eine Schicht aus Gold aufträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man die Goldschicht stromlos aus einem ein Alkalimetallhypophosphit und Formaldehyd enthaltenden Bad aufträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, d a.d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , da9 man zur Herstellung einer gedruckten Schaltung die Nickelschicht in dem gewünschten Schaltkreismuster auf das keramische Grundmaterial aufträgt.

10. Gedruckte Schaltung, die eine aus keramischem Material bestehende Grundlage und eine im Muster eines Schaltkreises darauf stromlos abgelagerte Kupferschicht aufweist, d a d u r c h g e' k e n n z e i c h n e t daß sie zwischen der Grundlage aus keramischem Material und der Kupferschicht eine Zwischenschicht aus stromlos aufgetragenem Nickel aufweist.

11. Gedruckte Schaltung nach Anspruch 10, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine stromlos auf die Kupferschicht aufgetragene Goldschicht.