DE2166971C3 - Verfahren zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten - Google Patents
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Description
40
Gegenstand des Patents 21 05 845 ist ein Verfahren zur Vorbehandlung von polymerisieren Kunstharzträgern
vor einer stromlosen Metallbeschichtung, bei welchem der Träger aus einem wärmehärtbaren,
nichtthermoplastischen Kunstharz in einem ersten Schritt der Behandlung mit organischen Lösungsmitteln
und bei weiteren Schritten der Behandlung mit einer wäßrigen Chromsäurelösung unterworfen und zum
Katalysieren mit einer wäßrigen Lösung aus einem Edelmetall in Berührung gebracht wird, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß
a) die Oberfläche des unmetallisierten Schichtträgers mit einem dipolaren aprotischen, organischen
flüssigen Lösungsmittels der die Zusammensetzungen I, II und III umfassenden Gruppe, von welcher
die Zusammensetzungen I die mit der Formel
R2
R1-S=O
R1-S=O
(I) mensetzung II die mit der Formel
R1-C-N-..
O R4
R1-C-N-..
O R4
sind, worin R3 Wasserstoff und Ci — CrAlkylgruppen,
R4 Wasserstoff und Ci —Cs-Alkylgruppen und Rs Wasserstoff und Ci — Cs-Alkylgruppen sind; und
die Zusammensetzungen III die mit der Formel
(III)
I* | C=O | |
I N / \ |
-CH, | |
/ H,C " I |
||
H1C- | ||
sind, worin Ri Wasserstoff und Ci - Cs-Alkylgruppen
und R2 Cl —Cs-Alkylgruppen sind; die Zusamsind,
worin R6 Ci-Cs-Alkylgruppen sind, in
Berührung gebracht wird und
b) der katalysierte Schichtträger bis auf eine Temperatur auf über die Umgebungstemperatur, jedoch
wesentlich unter die Temperatur, bei welcher ein Verkohlen des Harzschichtträgers eintritt, erwärmt
wird.
Dabei ist der Kunstharzträger zweckmäßig aus Harzen auf Epoxy- und Phenolbasis ausgewählt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, auch ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten
anzugeben, durch welches die Haftung zwischen dem Träger und einem auf diesem aufzubringenden
Metallniederschlag wesentlich verbessert wird.
Es ist zwar bekannt, Träger aus einem wärmehärtbaren, nichtthermoplastischen Kunststoff in einem ersten
Schritt der Behandlung mit organischen Lösungsmitteln und bei weiteren Schritten der Behandlung mit einer
wäßrigen Chromsäurelösung zu unterwerfen und zum Katalysieren mit einer wäßrigen Lösung aus einem
Edelmetall in Berührung zu bringen sowie ferner auf die freiliegenden Leiterzüge aus einem stromlos aufgebrachten
Metallfilm in einem weiteren Verfahrensschritt eine metallische Verstärkung aufzubringen,
jedoch ist bei solchen Leiterplatten die Haftung zwischen Träger und Metallbeschichtung unzureichend.
Dagegen wurde erfindungsgemä3 überraschenderweise festgestellt, daß die obengenannte Aufgabe zu
voller Zufriedenheit dadurch gelöst werden kann, daß bei dem Träger von mit Glasfasergewebe verstärkten
Harzen auf Epoxy- und Phenolbasis ausgegangen wird, wobei über dem Glasgewebe eine Oberflächenbeschichtung
aus dem wärmehärtbaren Harz mit einer Dicke von etwa 0,0254 bis etwa 0,127 mm vorgesehen wird,
daß die Oberfläche des unmetallisierten Schichtträgers mit einem dipolaren, aprotischen, organischen Lösungsmittel
mit einer Dielektrizitätskonstante von über 5,0 behandelt wird und daß die Leiterplatten zwischen den
einzelnen Herstellungsschritten, wenigstens jedoch nach der Katalysierungsstufe, einmal oder mehrfach
hitzebehandelt werden.
Bei diesem Verfahren ist es angebracht, auf die katalysierte Oberfläche des Schichtträgers stromlos
einen dünnen Metallfilm aufzubringen. Außerdem ist zweckmäßig, den Schichtträger sowohl nach der
Katalysierung als auch nach der stromlosen Metallisierung hitzezubehandeln.
Das Verfahren nach der Erfindung umfaßt somit
einerseits die Alternative, bei der nach der Katalysierung auf den Schichtträger stromlos ein durchgehender,
dünner Metallfilm aufgebracht auf diesen dann das Abdeckmittel entsprechend dem gewünschten Schaltbild
aufgetragen und schließlich aufbauend auf den freiliegenden Leiterzügen, die sich durch den stromlos
aufgebrachten Metallfilm ergeben, auf galvanischem Wege das Schaltbild in der gewünschten Dicke
aufgebaut wird. Eine andere mögliche Verfahrersweise besteh* darin, auf das Aufbringen des anfänglichen
dünnen Metallfilms zu verzichten und das Abdeckmittel direkt auf den Kunstharzschichtträger aufzubringen
sowie auf die danach freiliegenden Leiterzüge dann das gesamte Schaltbild stromlos abzuscheiden.
Welcher der hier beschriebenen Arbeitsprozesse auch immer verwendet wird, so ist es ein wesentlicher
Gesichtspunkt bei der Erfindung, daß die Leiterplatte im Verlaufe ihrer Entwicklung an einer oder mehreren
Stellen erwärmt oder hitzebehandelt wird, um eine wirksame Bindung zwischen dem Leiter und dem
Kunstharzträger zu fördern. Ein solcher Erwärmungsoder Hitzebehandlungsvorgang kann an einer beliebigen
oder an mehreren Stellen durchgeführt werden, d. h.: a) nach dem Katalysierungsschritt; b) nach dem
Aufbringen der anfänglichen durchgehenden dünnen Leitermetallschicht; c) nach dem Aufbringen des
Deckmittels; d) nach dem Entwickeln des aus Deckmittel bestehenden Schaltungsbildes oder e) nach Fertigstellung
der Leiterplatte je nachdem^ welcher Arbeitsprozeß verwendet wird. Während ein solches Erwärmen
oder Hitzebehandeln nicht in all diesen Stufen erforderlich ist, wird es stets in der einen oder anderen
im Anschluß an die Katalysierungsstufe erforderlich und ist förderlich für das Erzielen einer guten Haftung.
Während der Mechanismus der besseren Haftung durch Kombination einer vorausgehenden Lösungsmittelbehandlung
mit einem anschließenden Hitzebehandlungsschritt noch nicht ganz richtig verstanden wird,
scheint es, daß diese Kombination zum Erzeugen eines innigen Kontaktes zwischen dem Schichtträger und der
leitfähigen Metallschicht beiträgt.
Eines der mit der Herstellung von Leiterplatten nach dem additiven Verfahren in Verbindung stehenden
Probleme liegt darin, daß während der Behandlung des glasfaserverstärkten wärmegehärteten Schichtträgers
mit den vorerwähnten organischen Lösungsmitteln und/oder während des Ätzvorgangs die unbedeckte
Faser der Glasfaserverstärkung wahrscheinlich an der Schichtträgeroberfläche freigelegt wird mit dem Ergebnis,
daß die physikalischen Eigenschaften der Oberfläche und insbesondere die elektrischen Eigenschaften
nachteilig beeinflußt werden. Beim Versuch, an einer Schichtträgeroberfläche einen durch Metallisieren aufgebrachten
Metallüberzug zu bilden, ist oas Ergebnis gewöhnlich ein Ausschußteil auf Grund schlechter oder
dürftiger Abdeckung usw.
Es hat sich herausgestellt, daß das Ablösen des Kunststoffes bis auf die bloße Faser des Glasgewebes
während der Lösungsmittelbehandlung und/oder des Ätzschrittes vermieden werden kann durch Benutzung
eines verstärkten wärmegehärteten Harzträgers und mit einem Oberflächenüberzug aus dem wärmegehärteten
Harz, der eine Dicke von etwa 0,0254 bis etwa 0,127 mm und vorzugsweise von etwa 0,0381 bis etwa
0,09652 mm über der Glasfaserverstärkung in dem Schichtträgerkörper aufweist.
Ein typischer sehr brauchbarer verstärkter Harzträ ger mit einem Oberflächenüberzug der gewünschten
Dicke kann beispielsweise hergestellt werden durch Anstreichen von Leinwandbindung aufweisendem Glasgewebe
mit einer Dicke von 0,1016 mm (Gewicht: 49 g/m2) mit einem Epoxylack der nachstehenden
Formel:
Teile
125
4
15
15
15
15
0,3
Diepoxidharz in Aceton*)
Dicyandiamid
Dimethylformamid
Dicyandiamid
Dimethylformamid
Äthylenglycolmethyläther
Benzyldimethylamin (BDMA)
Benzyldimethylamin (BDMA)
*) Hergestellt durch Reaktion von Bisphenol A mit Epichlorhydrin.
Der Lack wird angesetzt durch Vermischen von Dimethylformamid, Äthylenglycolmethyläther und Dicyandiamid
mit anschließendem Erwärmen des Gemisches auf 43,33°C. Nach dem Abkühlen bis auf
Raumtemperatur wird der Harzlösung nach Bedarf zusätzliches Aceton beigegeben, worauf die Lösung
schließlich vor ihrer Benutzung mindestens 8 Stunden gründlich durchgeführt wird.
Das mit dem anfänglichen Lacküberzug versehene Gewebe ließ man 15 Minuten an der Luft trocknen,
worauf es zum Bilden eines Materials der B-Stufe 6 Minuten auf 177CC erwärmt wurde. Nach dem
Abkühlen wurde das Harz der B-Stufe erneut mit einem Epoxylack angestrichen, 15 Minuten an der Luft
getrocknet und erneut für die Dauer von 6 Minuten bei 177°C hitzebehandelt. Der entstehende Schichtträger
wurde ausgehärtet, indem er bei 177° C für die Dauer von 45 Sekunden einem Druck 3,5 kg/cm2 und dann für
die Dauer von 30 Minuten bei 1770C einem Druck von
Ji 35 kg/cm2 ausgesetzt wurde. Die Dicke des Überzuges
über dem Glasgewebe in der Außenschicht des sich ergebenden Schichtstoffes wurde gemessen und lag
zwischen 0,05842 und 0,07528 mm.
Zur Oberflächenbeschichtung des Harzträgers kann
4» ein beliebiger einer Vielzahl von dem Fachmann bekannten Epoxyharzlacken verwendet werden. Das
Aufbringen des Lacks kann mit dem Pinsel, durch Aufsprühen, durch Aufwalzen od. dgl. in dünner Schicht
von gleichmäßiger Dicke erfolgen. Je nach der
gewünschten Dicke des endgültigen Überzugs können ein oder mehrere Epoxylacküberzüge aufgebracht
werden.
In den Ablaufdiagrammbogen sind als Beispiele von Arbeitsprozessen nach der Erfindung verschiedene
so Verfahrensschrittkombinationen dargestellt. Bei der weiteren Erörterung der Erfindung wird demzufolge auf
die Zeichnungen bezug genommen.
F i g. 1 bis einschließlich 6 zeigen Ablaufdiagramme
der Verfahrensschritte, die mehrere unterschiedliche Arbeitsprozesse zur Vorbehandlung von Schaltplatten
nach der Erfindung umfassen.
Die Erörterung einiger der zu befolgenden Arbeitsprozesse ist einem weiteren Verständnis der Erfindung
dienlich.
Anhand von Fig. 1 der Zeichnungen sind die verschiedenen Hauptschritte bei der Herstellung einer
fertigen gedruckten Leiterplatte in Form eines Ablaufdiagramms angegeben. Es leuchtet ein, daß übliche
Verfahrensschritte wie beispielsweise das Abspülen mit Wasser, sofern erforderlich, aus dem Ablaufdiagramm
fortgelassen worden sind, wobei jedoch ihre Verwendung falls nötig für den Fachmann selbstverständlich ist.
Beginnend mit dem Verfahrensschritt 1 wird eine unbedeckte Schichtträgerplatte, in die bereits durchgehende
Löcher gestanzt sind, sofern diese bei der fertigen Leiterplatte benutzt werden sollen, von jeglichem
Oberflächenschmutz gesäubert. Wie vorstehend erwähnt, ist im allgemeinen ein wärmehärtbarer Kunstharzträger
auf Glas-Epoxy-(G-IO-) oder Phenolbasis erwünscht, und zwar wegen seiner dielektrischen
Eigenschaften sowie seiner Beständigkeit gegenüber struktureller Verformung oder Verziehen infolge von
Temperatur- und Feuchtigkeitsveränderungen.
Im Verfahrensschritt 2 wird der saubere unbedeckte Kunstharzträger in eine Lösungsmittellösung eingetaucht
oder sonstwie mit ihr in Berührung gebrächt,
damit die Lösung in die Oberfläche der Platte eindringt und ihren chemischen und/oder physikalischen Zustand
verändert zwecks Förderung einer wirksameren Bindung mit dem später aufgebrachten Leitermetall, wie es
nachstehend noch näher erörtert wird.
Die Lösungsmittel, die sich für den vorgehenden Verfahrensschritt als am meisten geeignet erwiesen
haben, sind Ν,Ν-Dimethylformamid, Formamid, N-Methylpyrrolidon,
Ν,Ν-Dimethylacetamid und Dimethylsulfoxid. Eine erhebliche Anzahl sonstiger organischer
Flüssigkeiten der nachstehend näher bezeichneten Klassen sind in gleicher Weise brauchbar. Diese
Lösungsmittel können bei voller Stärke benutzt oder beispielsweise mit Wasser verdünnt werden.
Entsprechend dem in Frage kommenden besonderen Schichtträgerharz, der Konzentration des Lösungsmittels,
der Temperatur des Lösungsmittelbades und der Kontakt- oder Eintauchzeit des Schichtträgers im Bad
ist hier ein ziemlich weiter Bereich von Parametern anwendbar. Das die Auswahl der besonderen Lösungsmittelkonzentration,
der Badtemperatur und der Eintauchzeit bestimmende Kriterium ist die Sicherstellung
einer zufriedenstellenden Haftung zwischen dem später aufgebrachten Leitermetall und dem Schichtträger. Als
Mindestwert für eine zufriedenstellende Haftung werden 890 g/cm für die Schäl- oder Haftfestigkeit
angesehen.
Eine besonders wünschenswerte Gruppe von Bedingungen, die sich wirksam erwiesen haben, besteht in der
Verwendung von 50% mit Wasser verdünntem Dimethylformamid in einem Bad bei Raumtemperatur
mit einer Stand- oder Verweilzeit für Glas-Epoxy- oder
Phenol-Aldehyd-Harzschichträger von 1 bis 5 Minuten. Unter diesen Bedingungen sind Schälfestigkeiten von
erheblich mehr als 890 g/cm gleichbleibend erzielbar. Der nicdrigstrr.ögüchc Aufrauhungsgrad des Schicbtträ
gers, der noch zum Erzielen der festgesetzten Mindesthaftkraft führt, wird bevorzugt. Offenbar
erhöhen längere Eintauchzeiten, höhere Arbeitstemperaturen und höhere Lösungsmittelkonzentrationen den
Aufrauhungsgrad anteilig und verbessern im allgemeinen die Haftung. Jedoch gibt es ein Gleichgewicht, das
für jede besondere Situation zwischen dem noch ausreichenden Aufrauhungsgrad und dem verlangten
Haftbetrag herbeigeführt werden muß.
Nach Abspülen mit Wasser kann die Platte fan Verfahrensschritt 3 in geeigneter Weise geätzt werden,
indem sie in eine wäßrige Chrom-Sänrelösung eingetaucht
wird.
Eine dazu geeignete Zusammensetzung besteht aus 30 bis 60 Gew.-°/o Schwefelsäure, 5 bis 10 Gew.-%
Chromsäure und 30 bis 65 Gewichtsteilen Wasser. Das Belassen der Platte in dieser Lösung für die Dauer von 3
bis 5 Minuten bei Raumtemperatur ätzt angemessen.
Nach einem erneuten Abspülen mit Wasser wird die Platte im Verfahrensschritt 4 katalysiert entweder durch
den zwei Schritte umfassenden Aktivierungsarbeitsprozeß unter Verwendung von Zinn(II)-chlorid in Salzsäure
zur Sensibilisierung und von Palladiumchlorid in Salzsäure zur Keimbildung; oder die Katalyse kann mit
Hilfe des nur einen Schritt umfassenden Arbeitsprozesses unter Verwendung eines Zinn-Palladium-Hydrosols
durchgeführt werden.
Gewöhnlich kann die katalysierte Platte einer Beschleunigungslösung ausgesetzt werden, beispielsweise
einer verdünnten Lösung aus Fluorborsäure.
Nach dem Abspulen wird die Platte dann beim Verfahrensschriii 5 in einem wäßrigen Lösungsbad aus
Kupfer oder Nickel metallisiert. Eine beliebige im Handel erhältliche wäßrige Lösung aus Kupfer- oder
Nickel ist brauchbar. Typische Zusammensetzungen solcher Lösungsbäder sind in den US-Patentschriften
28 74 072, 30 75 855 und 30 95 309 für Kupfer und 25 32 283,29 90 296 und 30 62 666 für Nickel angegeben.
Der hier verlangte Metallniederschlag ist nur eine sehr dünne, jedoch durchgehende zusammenhängende
Schicht mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,000254 bis 0,000762 mm sowohl über die gesamte
Oberfläche der Platte als auch an den Wandflächen aller durchgehenden Löcher, die vorhanden sein können. Sie
hat lediglich den Zweck, eine vorübergehende leitfähige Oberfläche zu bilden, die sämtliche auf die Platte zu
druckenden Schaltungsbereiche miteinander verbindet, um die Metallbeschichtung dieser Schaltungsbereiche in
den späteren Verfahrensschritten zu erleichtern.
Nach erneutem Abspulen wird die Platte im Verfahrensschritt 6 zu einer Arbeitsstation vorbewegt,
an welcher auf die Oberfläche oder Oberflächen, auf welchen die leitfähigen Schaltungen gebildet werden
sollen, ein Deckmittelüberzug aufgebracht wird. Hier kann wieder die Wahl zwischen mehreren Verfahren bei
der Auswahl und beim Auftragen des Deckmittelüberzugs getroffen werden, die dem Fachmann alle bekannt
und üblich sind. Gemäß einem Verfahren kann das Schaltungsbild mit Hilfe eines chemischen Deckmittels
aufgezeichnet werden, indem man einen geeigneten Siebdruck verwendet, der so ausgebildet ist daß er die
Bedeckung der nicht zur Schaltung gehörenden Bereiche der Platte herbeiführt, während die zur
Schaltung gehörenden Flächen selbst von Deckmittelmaterial freibleiben. Gemäß dem anderen Verfahren
so zum Aufbringen des Deckmittels wird eine lichtempfindliche
Deckmittelzusammensetzung auf die gesamte Oberfläche der Platte aufgebracht und dann durch ein
positives Transparent oder einen Film der verlangten Schaltung hindurch belichtet, worauf das lichtempfindliehe
Deckmittelmaterial mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels entwickelt wird, um das auf der Platte
vorhandene unbelichtete lichtempfindliche Deckmittelmaterial (Schaltungsbereich) abzulösen. In jedem Falle
wird dann die Platte im Verfahrensschritt 7 getrocknet um zu bewirken, daß der Deckmittelüberzug fest an der
Oberfläche haftet Während Erwärmen notwendig ist um die Deckmrttetzusaramensetzung auszuhärten, so
daß sie gegenüber den späteren an der Platte ausgeführten Arbeitsgängen beständig ist kann es auch
zu dem vorerwärmten Hitzebehandlungsvorgang als Bestandteil der Erfindung dienen. In diesem Falle wird
die Platte vorzugsweise für eine Zeitspanne von etwa 30 Minuten auf eine Temperatur von etwa 1050C erwärmt
Hinsichtlich der Temperatur und der Zeit ist ein erheblicher Spielraum möglich, wobei im allgemeinen
niedrigere Temperaturen längere Zeiträume erforderlich machen und umgekehrt. Praktische Arbeitsbedingungen
schreiben die Benutzung von erheblich über Umgebungstemperatur liegenden Hitzebehandlungstemperaturen
vor, die vorzugsweise bei oder über dem Siedepunkt von Wasser bei Aufrechterhaltung von
atmosphärischem Druck liegen. Offensichtlich darf die benutzte Temperatur nicht so hoch sein, daß sie ein
Verkohlen oder Schmelzen des Harzträgers bewirkt.
Im Beispiel I ist die Platte nunmehr im Verfahrensschritt 8 fertig zum Metallisieren der freigelegten
Schaltungsflächen, um in diesen Bereichen eine verlangte Leitermelaildieke aufzubauen. Infolge Aufbringens
des anfänglichen, durchgehenden dünnen Metallniederschlages wird die übliche Metallbeschichtung
von zusätzlichem Leitermetall oder -metallen auf den Schaltungsflächen weitgehend erleichtert, da eine
einzige Verbindung an einer beliebigen Stelle der leitfähigen Oberflächen der Platte an allen freiliegenden
Schaltungsflächen eine Metallbeschichtung bewirkt, wenn bei einem üblichen elektrolytischen Metallisierungsbad
die Platte zur Kathode gemacht wird. Als Leitermetall wird üblicherweise Kupfer oder Nickel
verwendet, wobei der Metallisierungsvorgang so lange fortgesetzt wird, bis eine ausreichend dicke Schicht des
Leitermetalls aufgebaut ist, die die gewünschten Anforderungen für eine elektronische Schaltung erfüllen
kann, in der die Kunstharzträgerplatte verwendet wird.
Das im Verfahrensschritt 9 anschließende Metallisieren der Schaltungsbereiche mit einem Schutzmetall wie
Gold, Silber oder mit Lot als Abdeckmittel oder zum Erleichtern des späteren Anbringens zusätzlicher
elektronischer Bestandteile an der Platte kann ebenfalls durch Metallbeschichtung aus passenden Metallisierungslösungen
erfolgen. Nachdem die Leiterschaltung vollständig aufgebaut worden ist, wird die Platte beim
Verfahrensschritt 10 einer Lösung ausgesetzt, die das chemische oder photochemische Deckmittel von den
nicht zur Schaltung gehörenden Bereichen entfernt. Dabei bleibt die Oberfläche der Platte über ihre gesamte
Ausdehnung noch mit dem ursprünglichen dünnen Leitermetallniederschlag bedeckt. Dieser Überzug wird
dann im Verfahrensschritt 11 durch Eintauchen der Platte in eine geeignete Säure, d. h. eine das metallische
Deckmittel nicht angreifende Säure, beseitigt, um die nicht zur Schaltung gehörenden Bereiche von jeglichem
leitfähigen Metall zu befreien.
Die fertige Platte wird dann im Verfahrensschritt 12
abgespült, getrocknet und hitzebehandelt. Sofern der
befolgte Arbeitsprozeß eine Hitzebehandlung der Platte bei etwa 105° C für die Dauer von 30 Minuten in
einem der früheren Verfahrensschritte nicht eingeschlossen hat, kann sie an dieser Stelle des Verfahrens
stattfinden.
In dem Ablaufdiagramm nach Fig. 2 ist ein
geänderter Arbeitsprozeß dargestellt In diesem Beispiel ist die benutzte Schichtträgerplatte ein wärmegehärteter
Kunstharzträger auf Epoxybasis, der mit Glasgewebe verstärkt ist, welches einen Epoxy-Oberflächenüberzug
mit einer Dicke von etwa 0,05842 mm über dem Glasgewebe aufweist Auch hier wird die
anfängliche Lösungsmittelbehandlung des Schichtträgers benutzt, und die Platte wird in einer Lösung geätzt
sowie für die Matallbeschichtung katalysiert, ganz wie in den vier ersten Verfahrensschritten nach Beispiel I. Im
Beispiel II wird die Platte dann im Verfahrensschritt 5 mit einem lichtempfindlichen Deckmittel beschichtet,
worauf das gewünschte Schaltbild durch ein Transparent hindurch belichtet und die lichtempfindliche
Deckmittelzusammensetzung entwickelt wird, um wie
ίο vorher ein Bild der gewünschten gedruckten Schaltung
hervorzurufen. Im Verfahrensschritt 6 wird die Platte getrocknet und hitzebehandell und vorzugsweise im
Verfahrensschritt 7 einer verdünnten Schwefelsäurelösung ausgestzt, um die belichtete katalysierte Harzoberfläche
in den Schaltungsbereichcn zu reaktivieren. Dann wird im Verfahrensschritt 8 in den belichteten
Schaltungsbereichen eine wäßrige Lösung aus Nickel oder Kupfer bis auf die gewünschte Gesamtdicke
aufgebracht und die Platte im Verfahrensschritt 9 erneut getrocknet und hitzebehandelt. Im Verfahrensschritt 10
wird auf den belichteten Leiter- oder Schaltungsbereich ein Lötüberzug aus Zinn, Zinnlegierung oder sonstigem
geeigneten Schutzüberzugsmaterial aufgebracht und das lichtempfindliche Deckmittel (im Verfahrensschritt
11) unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels für das verwendete besondere Deckmittelmaterial von
dem nicht zur Schaltung gehörenden Bereich abgelöst. Dies führt zu einer fertigen Platte, sofern nicht weitere
Kontaktstreifenbereiche, wie sie gewöhnlich in eine typische Leiterplatte eingebaut sind, mit Edelmetall wie
Gold oder Silber metallisiert werden sollen, um die Kontaktfläche zu verbessern. In diesem Falle wird im
Verfahrensschritt 12 das Zinndeckmittel von den Kontaktstreifenbereichen abgelöst und die Platte im
Verfahrensschritt 13 mit einer wäßrigen Lösung aus einem Edelmetall, wie z. B. Gold oder Silber in
Berührung gebracht. Hier können dazwischenliegende Reaktivierungsschritte notwendig sein, sofern das
vorher aufgebrachte, darunterliegende Leitermetall für die nichtelektrischen Edelmetallbäder nicht genügend
reaktionsfähig ist, um einen katalytischen Niederschlag zu bewirken. Im Verfahrensschritt 14 wird die Platte
erneut getrocknet und hitzebehandelt und, sofern sie nicht vorher einem Arbeitsgang einer gesteigerten
Hitzebehandlung der vorstehend beschriebenen Art unterworfen worden ist kann dieser Verfahrensschritt
an dieser Stelle eingeschaltet werden.
Beispiel III
Der in F i g. 3 veranschaulichte Arbeitsprozeß ist im wesentlichen dem nach F i g. 2 gleich, wobei jedoch in
jedem Falle der Deckmittelüberzug im Verfahrensschritt 5 vor der Belichtung und Entwicklung hitzebehandelt
wird. Nach dem Entwickeln des Deckmittels (Schritt 6) wird anfänglich aus einer wäßrigen Lösung
aus Leitermetall (Schritt 7) nur ein sehr dünner (0,000508
bis 0,000762 mm) Niederschlag aus Kupfer oder Nickel aufgebracht und die Platte dann getrocknet und bei
etwa 105° C für die Dauer von 30 Minuten hitzebehandelt
(Schritt 8). Die Platte wird nunmehr in verdünnter 10%iger Schwefelsäurelösung (Schritt 9) gebeizt, um
den ursprünglichen Leitermetallniederschlag zu reaktivieren zur anschließenden Metallbeschichtung mit
Kupfer, Nickel und Gold in dieser Reihenfolge (Schritte 10, 11, 12), worauf das Ablösen der Deckmittelzusam-
mensetzung (Schritt 13) und ein weiteres Trocknen und Hitzebehandeln der fertigen Platte folgt.
Beispiel IV
In diesem Beispiel wird eine Leiterschaltung aus reinem Nickel hergestellt, wie in F i g. 4 schematisch
veranschaulicht. Ansonsten wird die gleiche-allgemeine
Schrittfolge benutzt mit dem Unterschied gegenüber Beispiel III, daß das Verfahren durch Fortlassen eines
Hitzebehandlungsschrittes und des Säurebeizvorgangs verkürzt wird, der gewöhnlich nicht notwendig ist, wo
das aufgebrachte Leitermetall Nickel ist.
Ein weiteres Beispiel einer gedruckten Schaltung aus 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.
10
Dieses Beispiel veranschaulicht eine Arbeitsfolge, bei welcher zum Aufbau der gewünschten Schaltung nur
eine wäßrige Lösung aus einem Edelmetall und eine andere Deckmittelart verwendet werden.
In den vorstehenden Beispielen sind Lösungsmittel angegeben, wie sie gegenwärtig bei der Behandlung der
Oberfläche der Schichtträgerplatte im Schritt 2 des Verfahrens aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der
Verfügbarkeit bevorzugt werden. Im allgemeinen gehören jedoch zu denjenigen Lösungsmitteln, die zur
Verwendung bei dem Verfahren nach der Erfindung geeignet sind, dipolare aprotische organische Flüssigkeiten
mit dielektrischen Konstanten, die 5,0 genügend !ange übersteigen, um ein Eindringen des Lösungsmittels
in die und ein derartiges Verändern der Trägeroberfläche zu bewirken, daß nach weiterer Behandlung
entsprechend den nachstehend angegebenen Schritten die Schälfastigkeit des aufgebrachten Metallniederschlags
zum Schichtträger wenigstens 890 g/cm beträgt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten, bei welchem Träger aus einem
wärmehärtbaren, nichtthermoplastischen Kunststoff in einem ersten Schritt der Behandlung mit
organischen Lösungsmitteln und bei weiteren Schritten der Behandlung mit einer wäßrigen
Chromsäurelösung unterworfen und zum Katalysie- ι ο ren mit einer wäßrigen Lösung aus einem Edelmetall
in Berührung gebracht wird, bei welchem ferner auf die freiliegenden Leiterzüge aus einem stromlos
aufgebrachten Metallfilm in einem weiteren Verfahrensschritt eine metallische Verstärkung aufgebracht
wird, dadurch gekennzeichnet, daß
bei dem Träger von mit Glasfasergewebe verstärkten Harzen auf Epoxy- und Phenolbasis ausgegangen
wird, wobei über dem Glasgewebe eine Oberflächenbeschichtung aus dem wärmehärtbaren
Harz mit einer Dicke von etwa 0,0254 bis etwa 0,127 mm vorgesehen wird, daß die Oberfläche des
unmetallisierten Schichtträgers mit einem dipolaren, aprotischen, organischen Lösungsmittel mit einer
Dielektrizitätskonstante von über 5,0 behandelt wird und daß die Leiterplatten zwischen den einzelnen
Herstellungsschritten, wenigstens jedoch nach der Katalysierungsstufe, einmal oder mehrfach hitzebehandelt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die katalysierte Oberfläche des
Schichtträgers stromlos ein dünner Metallfilm aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger sowohl nach
der Katalysierung als auch nach der stromlosen Metallisierung hitzebehandelt wird.
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