DE2239908B2 - Basismaterial zur herstellung gedruckter schaltungen - Google Patents

Basismaterial zur herstellung gedruckter schaltungen

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Description

25
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Basismaterial zur Herstellung gedruckter Schaltungen mit einer von Aktivierung und stromloser Metallbeschichtung durch Oxydation oder Ätzung vorbehandelten Oberfläche.
Aus der deutschen Auslegeschrift 16 65 314 ist es bereits bekannt, für die Herstellung von Leiterplatten nach der Additivtechnik die Oberfläche eines Isolierstoffträgers mit chemischen Mitteln oxydativ aufzuschließen. Durch diesen Aufschluß wird eine rauhe Oberfläche erzielt, die eine gute Haftung eines eventuell nach Bekeimung stromlos aufgebrachten Metallbelages gewährleisten soll. Ein solches Material soll nach Angaben diese Auslegeschrift unbegrenzt lagerfähig sein; es wird lediglich ein kurzes Nachbeizen mit verdünnten Säuren nach längerer Lagerzeit empfohlen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Nachbeizen mit verdünnten Säuren nicht ausreicht, um bei einem beispielsweise mehrere Wochen gelagerten Material mit aufgeschlossener Oberfläche die volle Aktivität dieser Oberfläche zur Bildung einer einwandfreien Metallisierung wieder herzustellen. Daher zeigen solche längere Zeit gelagerten Materialien verminderte Haftfestigkeiten und oft auch beim Aufbringen von Kupfer Blasenbildung. Hieraus ist zu folgern, daß bei der Lagerung eine Inaktivierung bzw. Vergiftung der aufgeschlossenen Oberfläche erfolgt. Da eine solche Inaktivierung nicht an den Zuschnitten für das Basismaterial zu erkennen ist, sondern erst in der Fabrikation zum Ausschuß führt, ist man dazu übergegangen, die Zuschnitte vor dem Bekeimen bzw. Metallisieren nochmals kurzzeitig mit starken Oxydationsmitteln, beispielsweise Chromschwefelsäure aufzuschließen. Da dieser Aufschluß bei etwa 60 bis 80°C erfolgt und anschließend einen gründlichen Neutralisations- und Reinigungsprozeß erfordert, stellt die Wiederholung dieses Prozesses einen Nachteil dar, den man nur im Interesse einer erhöhten Sicherheit der Produktion in Kauf nimmt.
Man hat ferner bisher davon abgesehen, einen oxydativen Aufschluß mit Permanganat im alkalischen Me- 6S dium durchzuführen, da bei der Behandlung der Kunststoffoberfläche, insbesondere wenn sie aus einer Klebschicht unter Verwendung von Acryl-Butadien-Mischpolymerisaten besteht, im Gegensatz zur Behandlung mit Chromschwefelsäure, ein schmieriger Niederschlag entsteht
Es ist zwar aus der US-Patentschrift 36 20 933 ein Verfahren zum Aufschließen der Oberfläche eines Isolierstoffträgers bekannt, bei dem zur Aktivierung die Oberfläche eines Isolierstoffträgers mit einer besonders vorbehandelten Aluminiumfolie verpreßt wird. Durch Entfernen der Aluminiumfolie soll daher eine aufgeschlossene, d. h. eine rauhe bzw. mikroporöse Oberfläche freigelegt werden, welche die angestrebte Metallisierung ermöglichen soll. Auch eine derartig behandelte Oberfläche von Isolierstoffträgern wird nach längerer Lagerzeit inaktiv, so daß eine spätere Metallisierung darauf bezüglich der Haftfestigkeit und Lötbadbeständigkeit zu wünschen übrig läßt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aktivität einer aufgeschlossenen Oberfläche eines Trägers aus Isoliermaterial zur Bildung einer einwandfreien Metallisierung über eine praktisch unbegrenzte Zeit zu erhalten.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Oberfläche mit einer durch Behandlung mit alkalischer Permanganatlösung entstandenen, angetrockneten Überzugsschicht aus Manganverbindungen und Abbajprodukten des Oberflächenmaterials versehen ist.
Die Überzugsschicht bzw. Schutzschicht haftet sehr gut auf dem Träger und besitzt auch eine ausreichende AbriebfesJgkeit, so daß eine gute Handhabung solcher Trägerplatten auch bei mechanischen Arbeitsgängen, beispielsweise beim Bohren oder Stanzen gegeben ist. Die Schutzschicht verhindert eine Inaktivierung oder Vergiftung, wie sie beispielsweise beim Lagern solcher Isolierstoffträger in der Nähe von galvanischen oder stromlosen Metallisierungsbädern sehr leicht eintreten kann. Zum Entfernen der Schutzschicht können saure Reduktionsmittel verwendet werden, wobei grundsätzlich sämtliche Reduktionsmittel eingesetzt werden können, deren Redox-Potential ausreicht, in saurer Lösung höherwertige Manganionen zu reduzieren. Besonders einfach läßt sich die Schutzschicht mittels einer Lösung von Salzsäure und Zinnchlorid mit Spuren von Palladiumsalzen entfernen. Eine solche Lösung wird üblicherweise zum Bekeimen verwendet, und es hat sich gezeigt, daß solche an sich verbrauchte Bekeimungslösungen zum Entfernen dieser Schutzschicht noch gut geeignet sind.
An folgenden Beispielen wird nach bekannten Verfahren hergestelltes Basismaterial mit dem nach der vorliegenden Erfindung verglichen, und es werden die erzielten Haft- und Lötbadfestigkeiten gegenübergestellt. Für alle Beispiele wurde als Ausgangsmaterial für den Isolierstoffträger eine G-10-Qualität nach Nema mit einem Oberflächenharzfilm auf Epoxidharzbasis, modifiziert mit Acryl-Butadien-Mischpolymerisatanteilen verwendet. Die Dicke der Oberflächenharzschicht lag bei 15 bis 20 μηι. Für die Versuche wurde das gleiche Einstufenbekeimungsmittel und das gleiche Kupferbad zur stromlosen Metallisierung verwendet. Es wurden Zuschnitte auf eine Dicke von etwa 30 μπι verkupfert.
Bekannte Verfahren:
Vier Zuschnitte wurden bei 3O0C über 15 Min. mit Chromschwefelsäure gebeizt, mit saurer NaHSOß entgiftet und gewaschen.
. Zuschnitt I wurde sofort bekeimt und stromlos verkupfert. Die Haftung von Zuschnitt 1 betrug 6 bis
8 kp/25 mm und zeigte eine Lötbadfesiigkeit von > 60 Sek. bei 260° C.
Zuschnitt 2 wurde in eine Folie eingeschlagen, im Labor gelagert und nach sechs Wochen mit 100/oiger HCL gebeizt, bekeimt und metallisiert
Bei dem Zuschnitt 2 war eine Messung nicht möglich, da nach Metallisieren eine ganzflächiße Blasenbildung auftrat, weil die Oberfläche inzwrrben inaktiviert worden war.
Ein Zuschnitt 3 wurde offen im Labor sechs Wochen gelagert und dann mit 10%iger HCL gebeizt, bekeimt und metallisiert. Eine Messung der Haftfestigkeit und Lötbadb^ständigkeit war nicht möglich, da ganzflächige Blasenbildung auf der Oberfläche auftrat.
Ein Zuschnitt 4 wurde offen im Labor über sechs Wochen gelagert, mit Chromschwefelsäure bei 300C über 15 Min. gebeizt, entgiftet, gewaschen sowie bekeimt und metallisiert. Er zeigte eine Haftung von 6 bis 8 kp/25 mm und eine Lötbadbeständigkeit von 60 Sek. bei 2600C. Das Muster zeigte partielle Blasenbildung.
Verfahren nach der Erfindung:
Drei Zuschnitte wurden bei 600C über 30 Min. mit einer alkalischen Permanganatlösung gebeizt und dadurch eine Überzugsschicht erzeugt.
Bei Zuschnitt 1 wurde die Überzugsschicht sofort mit HCL-saurer SnCb-Lösung entfernt, dann der Zuschnitt mit destilliertem Wasser gewaschen, bekeimt und metallisiert. Die Haftung betrug 6 bis 10 kp/25 mm, die Lötbadbeständigkeit war größer als 60 SeIc bei 250° C. Zuschnitt 2: Der bei der Behandlung entstandene Belag wurde sofort mit HCL-saurer SnCb-Lösung entfernt und der Zuschnitt über 6 Wochen im Labor gelagert. Dann wurde mit 10%iger HCL nachgebeizt, gewaschen, bekeimt und metallisiert Eine Haftung konnte nicht gemessen werden, da Blasenbildung sich zeigte, ebenso war die Lötbadfestigkeit nicht meßbar.
Eine sechswöchige Lagerung der nichtgeschützten Oberfläche führt zu deren Inaktivierung.
Zuschnitt 3: Der bei der Behandlung mit alkalischer Permanganatlösung sich bildende Belag wurde bei Raumtemperatur eingetrocknet und im Umluftofen bei 80° C weiterbehandelt.
Der Zuschnitt wurde offen sechs Wochen im Labor gelagert, dann wurde der Belag mit HCL-saurer SnCb-Lösung entfernt, danach bekeimt und metallisiert.
Die Haftung betrug 6 bis 10 kp/25 mm und die Lötbadbeständigkeit >60 Sek. bei 2600C.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Basismaterial besteht aus einem Isolierstoffträger 1, insbesondere aus einem Schichtpreßstoff, der mit einem Oberflächenharzfilm 2 versehen ist. Auf diesem Oberflächenharzfilm 2 ist eine Überzugsschicht 3 aufgebracht, die durch Behandlung mit alkalischer Permanganatlösung und nachträglichem Antrocknen entstanden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Lagerfähiges Basismaterial zur Herstellung gedruckter Schaltungen mit einer vor Aktivierung und stromloser Metallbeschichtung durch Oxydation oder Ätzung vorbehandelten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einer durch Behandlung mit alkalischer Permanganatlösung entstandenen, angetrockneten Über- ;o zugsschicht aus Manganverbindungen und Abbauprodukten des Oberflächenmaterials versehen ist.
2. Basismaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Isolierstoffträger besteht, der mit einem Oberflächenharzfilm auf Epoxidharzbasis, modifiziert mit Acrylnitril-Butadien-Mischpolymerisatanteilen, überzogen ist, auf den eine durch Behandlung mit alkalischer Permanganatlösung entstandene, angetrocknete Überzugsschicht aus Manganverbindungen und Abbaupro- dukten des Oberflächenmaterials aufgebracht ist.
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