DE2656074B2 - Wärmehärtbarer Klebstoff auf Basis eines Acrylnitrilpolymerisats und eines Phenolharzes sowie dessen Verwendung - Google Patents
Wärmehärtbarer Klebstoff auf Basis eines Acrylnitrilpolymerisats und eines Phenolharzes sowie dessen VerwendungInfo
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Description
2. Verwendung des Klebstoffs nach Anspruch 1 zur· Herstellung von Druckschaltungsplatten.
25
Die Erfindung betrifft einen wärmehärtbaren Klebstoff
und dessen Verwendung zur Herstellung von Druckschaltungsplatten.
Derzeit werden mehrere Methoden zur Herstellung von Druckschaltungsplatten angewendet. Die erste, als
»substraktive« oder »Abätz«-Methode bekannte geht von einem eine Kupferplattierung tragenden dielektrischen
Substrat aus; nach üblicher Festlegung eines Schaltmusters wird dann die Kupferplattierung selektiv
weggeätzt, so daß Kupfer in Form des gewünschten Schaltmusters zurückbleibt. Bei einer als »additive«
oder »Aufbau«-Methode bekannten zweiten Methode geht man von einem unplattierten dielektrischen
Substrat aus und scheidet ebenfalls nach üblicher Festlegung eines Schaltmusters stromlos Kupfer in dem
gewünschten Schaltmuster auf dem dielektrischen Substrat ab. Eine dritte Methode ist als »halb-additive
Methode« bekannt. Hier wird ein unplattiertes Substrat stromlos mit einer sehr dünnen Metallschicht belegt,
diese wird mit einem Schaltmuster versehen und dieses Schaltmuster wird dann elektrolytisch unter Bildung der
Leiter aufplattiert. Die nicht elektrolytisch aufgebaute ursprüngliche dünne Metallschicht wird dann weggeätzt.
Eines der Hauptprobleme bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen unter Anwendung von additiven
und halbadditiven Methoden ist die Erzielung einer festen Verbindung zwischen dem dielektrischen Substrat
und dem aufgebrachten Kupferschaltkreis. Die Norm zur Messung einer Verbindungsstärke in der
Industrie ist die Abziehfestigkeit. Die Abziehfestigkeit wird in der Regel in Pfund/Zoll (p.p.i.) ausgedrückt und
sie wird durch Abziehen eines 1 Zoll breiten Streifens des Überzugs von der überzogenen Oberfläche unter
einem Winkel von 90° mit einer Geschwindigkeit von ω 2 Zoll/Minute gemessen. Eine Abziehfestigkeit von
8 ppi wird in der Regel für die Herstellung einer Druckschaltungsplatte verlangt.
Bei der Anwendung der substraktiven Methoden bot die Abziehfestigkeit keine größere Schwierigkeit, da das
Substrat dem Hersteller der Druckschaltungsplatten mit einer gleichmäßigen Plattierung aus einem leitenden
Metal! geliefert wird, wobei diese Plattierung unter Anwendung von Wärme und Druck auf das Substrat
aufgebracht wurde. Nach dem Wegätzen der nicht zu der Schaltung gehörenden Teile der Plattierung bleibt
die freigelegte Schaltung mit dem geschichteten Substrat verbunden, d. h. die Abziehfestigkeiten liegen
bei 8 bis 12 ppi. Im Falle der additiven und
halb-additiven Methoden ist jedoch das Substrat nicht plattiert und die erzielte Abziehfestigkeit des aufgebrachten
Schaltmusters von dem Subtrat hängt von dem Abscheidungsverfahren, etwaigen Vor- und Nachbehandlungen
des Substrats und, was vielleicht am wichtigsten ist, dem zur Verbindung des aufgebrachten
Schaltmusters auf das dielektrische Substrat angewendeten Mechanismus ab, der häufig in der Anwendung
eines Klebmittels besteht
Bei Verwendung einer Klebschicht soll diese eine zur Herstellung von Druckschaltungsplatten erforderliche
Kombination mehrerer Eigenschaften besitzen. So soll sie leicht auf ein Substratmaterial in Form eines
gleichmäßigen Überzugs, z. B. als Flüssigkeits- oder trockener Film, aufzubringen sein; sie soll die Einwirkung
von Elektrolyten z. B. Säuren, Alkalien, oder von Elektroplattierungslösungen aushalten, welche zur Herstellung
des Leitungsmusters auf dem Substrat oder während anderer Behandlungen des Subtrats zur
Anwendung kommen; sie soll wärmebeständig sein, so daß sie ihre Eigenschaften auch bei Temperaturen, wie
sie beim Anlöten von Schaltungskomponenten oder Leitern an das Leitermuster auftreten, beibehält; sie soll
ohne ein »Verharzen« der Bohreinrichtung gebohrt werden können; sie soll zwischen dem Leitungsmuster
und dem Substrat eine ausreichend feste Verbindung schaffen, d. h. sie soll eine Abziehfestigkeit von
mindestens 8 ppi ergeben; sie soll bei der Herstellung eine mögliebst geringe Anzahl von Vor- oder Nachbehandlungsstufen
während der Herstellung der Druckschaltungsplatten erfordern, und schließlich soll sie nicht
zu teuer sein.
Für die Herstellung von Druckschaltungsplatten nach additiven und halbadditiven Methoden sind eine Anzahl
von Klebmassen bekannt. In der US-Patentschrift Nr. 37 79 758 sind solche Klebmassen allgemein zusammengestellt;
auf diese Literaturstelle wird hier Bezug genommen. Andere zur Herstellung von Druckschaltungsplatten
nach additiven und halbadditiven Methoden brauchbare Klebmassen sowie das Verfahren zur
Herstellung solcher Schaltungsplatten sind in den US-Patentschriften Nr. 37 04 207 und 37 04 208 beschrieben,
worauf hier Bezug genommen wird. Alle bisher verwendeten Klebmassen besitzen jedoch nicht
eine Kombination von Eigenschaften, die zur Erfüllung der vorstehend genannten Kriterien ausreicht. Während
so z. B. einige bekannte Klebmassen zwar die erforderliche Abziehfestigkeit von 8 ppi ergeben, halten
viele dieser gleichen Klebmassen doch die beim Löten auftretenden hohen Temperaturen nicht aus. Andere
dieser Klebmassen werden durch während der Herstellung von Schaltungstafeln auftretende chemische
Einflüsse abgebaut. Schließlich wird bei den derzeit verwendeten Klebstoffen eine chemische Oxidation
angewendet, z. B. durch Kontakt mit einer flüssigen Lösung eines starken Oxidationsmittels, um dadurch die
Haftfestigkeit zwischen dem Leiter und dem Substratmaterial zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung schafft neue wärmehärtbare Klebmassen für die Herstellung von Druckschaltungsplatten
sowie das Verfahren zur Herstellung derselben unter Verwendunff dieser Klebmsssen bei
additiven und halbadditiven Methoden. Die Klebmasse liegt entweder in Form eines wäßrigen Latex vor und
kann als solcher in Form einer glatten Schicht, die zu
einem gleichmäßigen Überzug trocknet, oder in Form eines trockenen Films als gleichmäßiger Oberzug
aufgebracht werden. Im trockenen Zustand ist sie gegenüber der großen Vielzahl von üblicherweise zur
Herstellung von Druckschaltungsplatten sowie gegenüber den in Photoresistzusammensetzungen verwendeten
Lösungsmitteln sowie gegenüber den stark alkalisehen chemischen Metallisierungslösungen und den für
die Elektroplattierung verwendeten Lösungen beständig. Außerdem hält die erfindungsgemäße Klebmasse
die beim Löten auftretenden hohen Temperaturen ohne Zersetzung oder ohne Bindungsverlust aus. Schließlich
übersteigt die Abziehfestigkeit zwischen einem abgeschiedenen Metaileiter und dem Substratmetall leicht
und beständig 8 ppi, ohne daß eine chemische Oxidation, wie sie für die bekannten Klebstoffe üblich ist,
erforderlich wird.
Die wärmehärtbare erfindungsgemäße Klebmasse enthält einen größeren Anteil eines Acrylnitrilharzes,
einen kleineren Anteil einer Kombination aus einem Aminharz und einem Phenol-Formaldehydharz, und
vorzugsweise eine kleinere Menge eines Katalysators für die Ingangsetzung der Aushärtung der Klebmasse,
sowie ein thermoplastisches Acrylharz. Andere Zusätze können zugegen sein, z. B. oberflächenaktive Mittel und
dergleichen, wie sie dem Fachmann bekannt sind.
Das Acrylharz soll in Wasser dispergierbar sein, wenn
es in einem wäßrigen Latex zur Anwendung kommt. Es kann einfach Polyacrylnitril, Polymethacrylnitril oder
Mischungen oder Copolymerisate davon sein, ist jedoch vorzugsweise sowohl mit einem Acrylester als auch
einer «,^-ungesättigten Carbonsäure als Vernetzungsmittel
copolymerisiert. Beispiele für Acrylester sind: Methylacrylat, Äthylacrylat, Hydroxyäthylacrylat,
Butylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Hydroxyäthylmethacrylat,
n-Butylmethacrylat, n-Hexylmethacrylat,
n-Octylmethacrylat, n-Laurylmethacrylat
und Mischungen derselben. Beispiele für geeignete Vernetzungsmittel sind Acrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure,
Äthacrylsäure, Propacrylsäure und dergleichen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Acrylnitrilharz ein Terpolymerisat aus
Acrylnitril oder Methacrylnitril, dem Acrylester und der Säure, oder auch aus einem Gemisch von Polymerisation
aus diesen Monomeren. Auf Trockenbasis berechnet macht das Acrylnitril oder Methacrylnitril in dem
bevorzugten Terpolymerisat 25 bis 75 Mol-% desselben und noch besser 38 bis 60 Mol-% aus, der Acrylester ist
zu 75 bis 20 Mol-% und bevorzugt zu 60 bis 36 Mol-% und die Säure von 0 bis 5 Mol-% und bevorzugt von 2
bis 4 Mol-% zugegen. Eine am meisten bevorzugte Zusammensetzung enthält 38 bis 60% Acrylnitril, 60 bis
36% Butylacrylat und 2 bis 4% gemischte Säuren.
Das Aiminharz kann eines der häufiger verwendeten Melaminharze oder ein Harnstoff-Formaldehydharz
sein, jedoch können auch andere Aminharze, z. B. die eo Kondensationsprodukte von Formaldehyd und anderen
Aminen, wie Benzoguanamin, Äthylenharnstoff, Dicyandiamid, Thioharnstoff, Anilin und gamma-Methyl-gamma-acetopimelogicanamin
verwendet werden. Für die erfindungsgemäßen Zwecke ist Hexamethylolmelamin bevorzugt und ein Gemisch aus Methylolmelamin und
Hexamethylolmelamin ist am besten.
Die Harnstoff-Formaidehydharze sind in der Herstellung
den Melamin-Formaldehydharzen sehr ähnlich. Der Harnstoff und Formaldehyd werden in wäßrigen
Medien unter Bildung verschiedener Methylolharnstoffe kondensiert, deren Eigenschaften je nach dem
Verhältnis von Formaldehyd zu Harnstoff, dem pH-Wert dieses Reaktionsgemischs und der Reaktionszeit
und -temperatur variieren. Für die erfindungsgemäßen
Zwecke ist sowohl der Monomethylol- als auch der Dimethylolharnstoff geeignet Es sei jedoch bemerkt,
daß der hier verwendete Ausdruck Phenol-Formaldehydharz nicht nur durch Kondensation von Phenol mit
Formaldehyd gebildete Harze umfaßt, sondern auch andere hydroxylsubstituierte aromatische Verbindungen
wie m-Cresol, o-Cresol, 3,5-XylenoI, Bis-Phenol und
dergleichen.
Das Aminharz ist in der Klebmasse erforderlich, weil es ihr die Wärmebeständigkeit gegen hohe Temperaturen,
wie sie bei der Herstellung von Druckschaltungsplatten beim Löten auftreten, verleiht Die Klebschicht
muß die beim Löten auftretenden hohen Temperaturen ohne Verlust an Bindungsfestigkeit und ohne Bläschenbildung
aushalten.
Das Phenol-Formaldehydharz ist in der Klebmasse erforderlich, um dieser die chemische Beständigkeit,
insbesondere gegenüber Alkalien, zu verleihen. Bei der Herstellung von Druckschaltungsplatten, insbesondere
bei der Anwendung von additiven Methoden, wird Kupfer in typischer Weise chemisch bis zu seiner vollen
gewünschten Dicke abgeschieden. Die Verkupferungslösungen sind ungewöhnlich stark alkalisch und die
Abscheidung erfolgt während längerer Zeit. Die Alkalibeständigkeit ist daher unerläßlich.
Zur Bildung eines Latex werden das Aminharz und das Phenol-Formaldehydharz vorzugsweise zu einer
viskosen Flüssigkeit und nicht zu einem Feststoff polymerisiert, sie können jedoch auch bis zum festen
Zustand polymerisiert und dann als Feststoffsuspension in dem Latex dispergiert oder in einem Lösungsmittel
gelöst und als Flüssigkeitssuspension dispergiert werden.
Der mit dem Latex verwendete Katalysator ist dem Fachmann zur Härtung solcher Harzmischungen
bekannt. Typische Säurekatalysatoren sind Oxalsäure, Schwefelsäure, para-Toluolsulfonsäure, Salzsäure und
saure Salze, z. B. Natriumbisulfat und Natriumbiphosphat.
Außer den vorstehenden Komponenten der erfindungsgemäßen Klebmasse enthält sie zweckmäßig noch
ein thermoplastisches Acrylharz, das entweder eine Polyacrylsäure oder ein Polyacrylester sein kann.
Geeignete Acrylpolymerisate sind z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Methylacrylat, Äthylacrylat, n-Propylacrylat,
n-Butylacrylat, Gemische derselben unter Bildung von Copolymerisaten und dergleichen. Das
thermoplastische Acrylharz macht die gesamte Klebmasse zäh und härter und verbessert die für die Wirkung
der Klebschicht erforderlichen Eigenschaften insgesamt. Ein Harz mit einem niedrigen Molekulargewicht
ist bevorzugt, d.h. mit einem Molekulargewicht von etwa 5000 bis etwa 25 000.
Der Latex kann gemäß der Erfindung so hergestellt werden, daß man erst eine Dispersion des Acrylharzes
durch Emulsionspolymerisation des Monomeren bildet. Dann werden das Aminharz, das Phenol-Formaldehydharz
oder Mischungen der beiden, das Säurehärtungsmittel und das Acrylpolymerisat in dem Latex
dispergiert oder gelöst und man erhält so die
Ein trockener Film aus der Klebmasse kann gebildet werden, indem man den Latex oder eine Lösung der
Klebmasse vor deren Aushärtung auf eine ablösbare Folie aufbringt und dann trocknet Eine typische
ablösbare Folie wäre eine flexible Unterlagsschicht z. B. aus Papier oder einem synthetischen Filmmaterial, wie
Polyäthylen, Polyäthylenterephthalat, Polypropylen, Vinylharzen,
Cellulosematerial usw. Solche ablösbaren Folien sind dem Fachmann bekannt und werden mit
einem Ablösemittel, z. B. Wachs, oder einem wachsartigen
Stoff, z.B. einem wachsartigen Polyäthylen, überzogen. Diese die trockene Klebschicht tragende
Ablösefolie wird auf die für die Druckschaltung bestimmte Platte aufgebracht und die Ablösefolie wird
von der Klebschicht abgezogen, wobei die Klebmasse is
als Überzug auf der Platte verbleibt
Die Konzentrationen der verschiedenenen Komponenten der wärmehärtbaren Klebmassen, mit Ausnahme
der Zusätze wie oberflächenaktive Mittel und dergleichen, werden in Gewichtsteilen auf Trockenbasis,
d. h. auf der Basis einer trockenen Schicht, ausgedrückt Auf dieser Basis enthält die Klebmasse
einen überwiegenden Anteil des Acrylnitrilharzes und inen kleineren Anteil der anderen Harze und Härtungsmittel; vorzugsweise beträgt das Acrylnitril etwa 50 bis
88 Gewichtsteile der Feststoffe und noch besser 59 bis 78 Gewichtsteile der Feststoffe. Es sei bemerkt, daß
innerhalb des Bereichs von etwa 50 bis 59 Gewichtsteilen in der Praxis einige Schwierigkeiten auftreten,
insbesondere in einem Latex, da diese Zusammensetzung rasch erstarrt und härtet, was die Verwendung des
Latex erschwert
Wie bereits bemerkt, umfassen die anderen Komponenten
ein Gemisch aus einem Aminharz und einem Phenol-Formaldehydharz und vorzugsweise einem
thermoplastischen Acrylharz und einem Härtungsmittel.
Das Härtungsmittel ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch bevorzugt und wenn es verwendet wird, wird es
in kleinerer Menge verwendet, in der Regel in einer solchen, die zur Härtung des Harzes ausreicht, damit
dieses die vorstehend beschriebene erwünschte chemische Beständigkeit und Wärmefestigkeit erhält Diese
Menge kann 0 sein oder nur 0,1 Teile der Feststoffe betragen oder auch 5 Teile, vorzugsweise liegt sie
jedoch zwischen 1 und 2 Teilen. Die anderen Harzkomponenten der Zusammensetzung sind insgesamt
in einer Menge von 50 bis 12 Gewichtsteilen der Feststoffe und vorzugsweise in einer Menge von 40 bis
20 Gewichtsteilen zugegeben. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden das Aminharz
und das Phenol-Formaldehydharz jeweils in einer Menge zwischen etwa 20 und 6 Teilen der Feststoffe
verwendet und das thermoplastische Acrylharz wird, obwohl es nicht unbedingt zugegen sein mu3, in Mengen
von 0,1 bis 10 Teilen der Feststoffe und noch bevorzugter in einer Menge zwischen 2 und 8 Teilen
verwendet
Wenn die wärmehärtbare KlebmasES in Form eines
wäßrigen Latex vorliegen soll, ist der Feststoffgehalt des Latex nicht kritisch und hängt von der gewünschten
Dicke der aufgebrachten Schicht ab. In typischer Weise kann diese Dicke von etwa 0,1 bis 5 mil variieren und
beträgt in der Regel 0,5 bis 3,0 mil. Offensichtlich ist der aufgebrachte Überzug umso dicker, je höher der
Feststoffgehalt eines Latex in einer gegebenen nassen Filmstärke ist Im Rahmen der vorstehenden Kriterien
soll der Feststoffgehalt des Latex so hoch wie möglich sein, ohne daß dadurch seine Stabilität leidet, und er
kann von nur 10% bis zu 60% variieren, liegt jedoch vorzugsweise zwischen 40 und 55%.
Die wärmehärtbaren erfindungsgemäßen Klebmassen werden zur Herstellung von Druckschaltungsplatten
nach additiven oder nalbadditiven Methoden verwendet Die hauptsächlichen Verfahrensstufen bei
einem additiven Verfahren umfassen die folgenden, ohne jedoch an die angegebene Reihenfolge gebunden
zu sein.
A. Das Aufbringen des Überzugs
Eine Platte für eine gedruckte Schaltung aus dielektrischem Material, z. B. eine Phenolharz- oder
Epoxydharzplatte, wird mit dem Latex nach bekannten Methoden überzogen, z. B. aufgesponnen, aufgewalzt,
mit einer Streichleiste oder mit einer Schablone aufgebracht oder gleichen. Wenn der Latex mittels einer
Schablone auf die dielektrische Platte aufgebracht wird, erfolgt dies in Form des Schaltungsmusters. Für einen
50% Feststoffe enthaltenden Latex soll die Naßdicke etwa das doppelte der gewünschten Trockendicke
betragen. Eine andere Überzugsmethode besteht darin, daß man die Klebmasse in Form eines trockenen Films
von einer Abziehfolie, z. B. aus Papier, mit einer Wachsablöseschicht unter Verwendung von Druckwalzen
überträgt. Die auf der Ablösefolie befindliche Klebschicht enthält noch genug Feuchtigkeit, um die
Übertragung zuzulassen.
B. Trocknung
Bei Verwendung eines Latex wird das wäßrige flüssige Suspensionsmedium luftgetrocknet oder einer
Schnelltrocknung unterworfen, wobei man eine trockene Klebschicht erhält, die etwas Restfeuchtigkeit
aufweist, wenn die Klebmasse in Form eines Latex aufgebracht wurde. Die Schnelltrocknung kann durch
Erhitzen auf etwa 93°C in einem belüfteten Ofen erfolgen.
C. Ester Brand
Die Klebschicht wird soweit gebrannt, daß sie die gewünschte chemische Beständigkeit und Wärmefestigkeit
erhält, indem man sie etwa 10 bis 45 Minuten und vorzugsweise etwa 30 Minuten auf eine Temperatur
zwischen 121 und 204" C erhitzt.
D. Durchbohrungen
Durchbohrungen werden an den gewünschten Stellen gebohrt, wenn beide Seiten der Druckschaltungsplatte
Leitermuster aufweisen sollen.
E. Aufrauhen (wahlweise)
Eine mechanische Aufrauhung der Oberfläche der Klebschicht, z. B. durch Sandbestrahiung oder Abschleifen
mit feuchtem Bimsstein, wird durchgeführt. Die Wände der Durchbohrungen werden während des
Bohrens aufgerauht.
F. Katalyse
Die Klebschicht und die Wände der Durchbohrungen werden katalysiert, um sie für eine chemische Metallabscheidung
katalytisch zu machen. Verschiedene Methoden sind hierfür bekannt Eine bevorzugte Methode
besteht im Kontakt des Substrats mit einer Zusammensetzung, die man durch Vermischen von Palladiumchlorid
mit einem Überschuß an Stannochlorid gegenüber dem Palladiumchlorid in wäßrigem saurem Medium
erhält, woran sich zweckmäßig ein Kontakt mit einem
Beschleuniger, der typischerweise eine saure oder alkalische Lösung ist, anschließt Diese Stufe macht die
freiliegenden Oberflächen des Klebstoffs für die chemische Metallabscheidung katalytisch.
G. Aufzeichnung des Leitermusters
Auf der Klebschicht wird ein Leitermuster gebildet. Das erfolgt durch Aufbringung eines Schutzmaterials in
Schablonenform auf der Klebschicht oder unter in Verwendung eines lichtempfindlichen Photoresistmaterials.
Eine solche geeignete Photoresistzusammenset-. zung ist in Beispiel 1 der US-Patentschrift 34 02 044
beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird; für dieses Photoresistmaterial muß allerdings eine bestimmte
Verfahrensreihenfolge eingehalten werden, die dem Angriff durch das typischerweise bei der
chemischen Metallisierung verwendete alkalische Verkupferungsbad Rechnung trägt Diese Stufe ergibt ein
Leitermuster aus katalysierter Klebmasse.
H. Metallisierung
Das aus der Klebschicht bestehende Leitermuster wird durch Kontakt mit einer chemischen Metallisierungslösung
metallisiert, aus welcher Metall auf der katalysierten Schicht und in den Durchbohrungen
abgeschieden wird. Das bevorzugte Metall ist Kupfer.
Anschließend an die chemische Metallisierung kann die Metallschicht auf ihre volle Stärke elektrolytisch jü
aufgebaut werden, obwohl dies nicht unerläßlich ist, da die chemischen Verkupferungslösungen auch Kupfer in
der vollen gewünschten Stärke abscheiden können.
I. Abschließender Brand r>
Zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem Leitermuster und dem Substrat erfolgt ein abschließender
Brand während 10 bis 3 Stunden, vorzugsweise während etwa 30 Minuten, bei 93 bis 177°C. Bevorzugt
erfolgt dieses Brennen in zwei Stufen, zuerst 1 bis 3 Stunden zwischen 66 und 121°C und dann 10 bis 60
Minuten zwischen 135 und 177° C. Dieses Brennen ergibt die maximale Verklebung.
Eine änderung der vorstehenden Reihenfolge der Verfahrensstufen ist möglich. So können beispielsweise
die Stufen A und B umgekehrt werden und auch die Stufen C und D können umgekehrt werden.
Ein halbadditives Verfahren wäre dem additiven Verfahren ähnlich, jedoch mit der Ausnahme, daß vor
der Aufzeichnung des Leitermusters eine anfängliche Metallisierung unter Abscheidung einer dünnen Metallschicht,
ζ. Β. einer 0,1 mil dicken Kupferschicht, erfolgt. Daran würde sich dann die Aufzeichnung und eine
zweite Metallisierung anschließen, während der ein Leitungsmuster in seiner vollen Stärke, in typischerweise
elektrolytisch, aufgebaut wird. Dann würde das das Leitungsmuster begrenzende Resistmaterial entfernt
und die dünne darunter befindliche Metallschicht mittels einer chemischen Ätzung ebenfalls entfernt Da das
Leitermuster wesentlich dicker ist als die dünne Metallschicht, wird es durch das Ätzmittel nicht
ungünstig beeinflußt
Auf die vorstehende allgemeine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung von Druckschaltungsplatten
folgen nun spezifische Beispiele für die Herstellung von Druckschaltungsplatten, welche die Erfindung näher
erläutern.
a. Eine 2 mil dicke Schicht aus dem Latex von Beispiel 11 wird durch Tauchüberziehen auf beide Seiten
einer Platte für eine gedruckte Schaltung aus Epoxydharz aufgebracht.
b. Man läßt die Platte 30 Minuten bei Raumtemperatur trocknen und bringt die so überzogene Platte 30
Minuten zur Trocknung und Aushärtung der Klebschicht in einen auf 149°C gehaltenen Ofen.
c. An geeigneten Stellen der Platte werden Durchbohrungen gebohrt.
d. Beide Seiten der Platte werden mit feinem Bimsstein abgerieben. Das Bohren der Durchbohrungen
rauht die Wände derselben soweit auf, daß die Verklebung dadurch gefördert wird.
e. Die Platte wird in eine kolloidales Palladium enthaltende Katalysatorlösung während 3 Minuten
eingetaucht, die auf Raumtemperatur gehalten wird. Dann wird gespült und 3 Minuten bei
Raumtemperatur in einen Beschleuniger eingetaucht.
f. Eine Schicht aus einem für den Siebdruck verwendeten Epoxydresist wird dann in die Form
eines gewünschten Schaltungsmusters gebracht und das Resistmaterial wird in einem Ofen mit
Luftzirkulation 1 Stunde bei etwa 108° C getrocknet.
g. Auf der freiliegenden und katalysierten Klebschicht (die nicht von dem Siebdruckresist bedeckte) wird
chemisch Kupfer abgeschieden. Das Kupfer scheidet sich auf der katalysierten Klebschicht und auf
den katalysierten Wänden der Durchbohrungen in einer Gesamtdicke von etwa 1 mil ab. Die
Abscheidung erfolgt durch Eintauchen in eine geeignete Verkupferungslösung. Das Eintauchen
soll etwa 5 bis 7 Stunden dauern oder bis bei etwa 50° C die volle Dicke des Überzugs erzielt ist.
h. Auf das chemisch abgeschiedene Kupfer wird gegebenenfalls elektrolytisch Kupfer aufplattiert
und die Schaltungsplatte wird, wenn erforderlich, geglättet.
i. Sie wird 2 Stunden in einem Ofen bei 93° C und dann 30 Minuten bei 149° C gebrannt.
Die Stufen a. bis e. von Beispiel 1 werden wiederholt und es schließen sich dann die folgenden Stufen an:
f. Man bringt eine Schicht aus einer Acryl-U.V.-Farbe,
durch eine für den Siebdruck bestimmte Schablone in einem gewünschten Schaltungsmuster
auf und härtet die Farbe durch Belichtung mit UV-Licht während 5 Minuten.
g. Es folgen dann die Stufen g. bis i. von Beispiel 1.
Die Stufen a. bis & von Beispiel 1 werden wiederholt,
worauf man wie folgt vorgeht:
e. Man katalysiert durch Eintauchen in eine wäßrige saure, 1 normale Stannochloridlösung bei Raumtemperatur
während 10 Minuten, spült und taucht in eine wäßrige, saure, 0,1 normale Palladiumchloridlösung
während 5 Minuten.
f. Auf die Plattenoberfläche wird eine trockene Schicht aus einem handelsüblichen negativen
Photoresist aufgebracht
ίο
g. Das Photoresistmaterial wird durch eine positive Druckvorlage bildmäßig belichtet und mit einem
geeigneten Entwickler zur Entfernung des Resistmaterials und unter Freilegung der katalysierten
Klebschicht in Form eines Leitungsmusters entwikkelt.
h. Es folgen die Stufen g. bis i. von Beispiel 1.
Die Stufen a. bis d. von Beispiel 1 werden wiederholt; es schließen sich die folgenden Stufen an:
e. Die Platte erhält in einem positiv arbeitenden Diazo-Photoresist einen Tauchüberzug und wird
dann durch lOminutiges Sintern in einem Ofen mit Luftzirkulation bei 104° C getrocknet.
f. Der Photoresistüberzug wird bildmäßig belichtet und zur Entfernung des Resistmaterials und
Freilegung der Klebschicht in dem gewünschten Leitermuster entwickelt.
g. Die so entwickelte Platte wird in eine kolloidale Palladiumkatalysatorlösung 10 Minuten eingetaucht,
wobei sich die Katalysatorlösung auf Raumtemperatur befindet. Man spült und taucht 5
Minuten in 1 normale Salzsäure ein.
h. Das verbliebene Photoresistmaterial wird durch eine zweite Belichtung des gesamten verbliebenen
Materials und Entwicklung entfernt, so daß die verbliebene Klebschicht freiliegt, und zwar in Form
einer bildmäßigen katalysierten Klebschicht,
i. Es schließen sich die Stufen g. bis i. von Beispiel 1 an.
i. Es schließen sich die Stufen g. bis i. von Beispiel 1 an.
a. Eine 1 mil dicke Schicht der Klebmasse wird in Form eines trockenen Films mittels beheizter
Druckwalzen aufgebracht, wobei der trockene Film aus einem mit der Zusammensetzung des folgenden
Beispiel 11 überzogenen Kimdura-Abziehpapier besteht. Das Kimdura-Papier wird von der
Klebschicht abgezogen.
b. Die Stufen b. bis e. von Beispiel 1 werden wiederholt.
c. Ein 0,1 mil dicker Kupferüberzug (z. B. wie in Beispiel 4, Stufe g) wird chemisch abgeschieden.
d. Durch eine für den Siebdruck verwendete, in ein ίο gewünschtes Muster geschnittene Schablone wird
eine Schicht aus einem Epoxyd-Siebdruckresist aufgebracht und in einem auf etwa 1080C
gehaltenen Ofen mit Luftzirkulation während 1 Stunde getrocknet
e. Auf die freiliegende dünne Kupferschicht wird dann bis zur Erzielung der vollen Dicke Kupfer
elektrolytisch aufplattiert,
f. Das verbliebene Resistmaterial wird entfernt,
g. Die dünne freigelegte Kupferschicht wird vollständig weggeätzt.
f. Das verbliebene Resistmaterial wird entfernt,
g. Die dünne freigelegte Kupferschicht wird vollständig weggeätzt.
h. Die Platte wird 2 Stunden in einem Ofen bei 93° C
und dann 30 Minuten bei 149°C gebrannt.
Es sei bemerkt, daß bei keinem der vorstehenden Beispiele eine chemische Oxidation erforderlich war. Vielmehr besaß die nach jedem der Beispiele hergestellte Platte eine Abziehfestigkeit von über 10 ppi. Ferner trat in keinem Fall eine Bläschenbildung oder eine Beschädigung der Klebschicht beim Anlöten eines Anschlusses an einen Leiter auf.
Es sei bemerkt, daß bei keinem der vorstehenden Beispiele eine chemische Oxidation erforderlich war. Vielmehr besaß die nach jedem der Beispiele hergestellte Platte eine Abziehfestigkeit von über 10 ppi. Ferner trat in keinem Fall eine Bläschenbildung oder eine Beschädigung der Klebschicht beim Anlöten eines Anschlusses an einen Leiter auf.
Die folgende Tabelle enthält Beispiele für in den Rahmen der Erfindung fallende wärmehärtbare Klebmassen.
In der Tabelle liegen die Harze und andere Additive entweder in trockener Filmform vor oder sind,
wenn es sich um einen wäßrigen Latex handelt, in 1 Liter J5 Wasser zur Bildung dieses Latex dispergiert.
Von den angegebenen Zusammensetzungen ist die von Beispiel 9 derzeit bevorzugt.
Konzentration )
Beispiel Nr.
6 7
Beispiel Nr.
6 7
10
14
Acrylnitrilharz | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | 250 | 400 | 300 |
Acrylnitril | 100 | 100 | 100 | 25 | 50 | 28 | 40 | 42 | ||
Methacrylnitril | 50 | 48 | ||||||||
Methacrylat | 40 | |||||||||
Butylacrylat | 70 | 48 | ||||||||
Methylmethacrylat | 45 | 8 | 55 | |||||||
n-Lauryl m ethacrylat | 6? | |||||||||
Hydroxyäthylacrylat | 48 | |||||||||
Acrylsäure | 3 | 5 | 3 | |||||||
Methacrylsäure | 3 | 4 | 3 | |||||||
Itaconsäure | 1 | 1 | 5 | 3 | 4 | |||||
Crotonsäure | 1 | 1 | 3 | |||||||
Phenol-Formaldehydharz | 70 | 50 | 40 | 35 | 25 | 100 | 50 | 75 | 65 | 65 |
Phenol | 25 | 25 | 25 | 33 | 33 | |||||
2,6-Xylenol | 25 | 33 | ||||||||
m-Cresol | 20 | 33 | ||||||||
Bisphenol | 33 | |||||||||
Formaldehyd | 75 | 75 | 75 | 75 | 80 | 67 | 67 | 67 | 67 | 67 |
Aminharz | 40 | 50 | 40 | 35 | 25 | 50 | 100 | 75 | 65 | 65 |
Melamin | 15 | 20 | 20 | 20 | 20 | . 25 | ||||
Harnstoff | 25 | 25 | 25 | 15 | ||||||
Formaldehyd | 85 | 80 | 80 | 75 | 75 | 75 | 80 | 80 | 75 | 85 |
11 12
Fortsetzung
Konzentration1) | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Beispiel Nr. | ||||||||
6 7 | ||||||||
W Härtungsmittel
;; p-Toluolsulfonsäure 3 3 3 3 4 0 0
!' Ammoniumpersulfat 3 3 5
p Acryl-Polymerisat2) 25 25 25 25 25 0 0 0 35 35
|j ') Die Zahlen auf Höhe der Harze bedeuten Gramm pro Liter Latex. Die Zahlen auf Höhe der Monomeren bedeuten die zur
Il Herstellung der Harze verwendeten Mol-% des Monomeren. Kleinere Mengen an oberflächenaktiven Mitteln und der-
|i gleichen waren ebenfalls zugegen, sind jedoch in der Tabelle nicht angegeben.
ff 2) Polyacrylsäure mit einem Molekulargewicht von etwa 8000.
Claims (1)
1. Wärmehärtbare· Klebstoff auf Basis eines Acrylnitrilpolymerisats und eines Phenolharzes,
bestehend aus
a) 50 bis 88 Gewichtsteilen eines Acrylnitrilpolymerisats;
b) einer Kombination aus einem Phenol-Formaldehydharz und einem Melamin-Formaldehydharz
und/oder Harnstoff-Formaldehydharz, wobei jedes der Harze in einer Menge von 20
bis 6 Gewichtsteilen zugegen ist; gegebenenfalls
c) 0,1 bis 10 Gewichtsteilen eines thermoplastisehen
Acrylpolymerisats; und
d) 0 bis 5 Gewichtsteilen eines Härtungskatalysators.
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---|---|---|---|
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---|---|
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---|---|---|---|
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---|---|
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DE (1) | DE2656074B2 (de) |
FR (1) | FR2334732A1 (de) |
GB (1) | GB1541739A (de) |
IT (1) | IT1065048B (de) |
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SE (1) | SE7613976L (de) |
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JP2713548B2 (ja) * | 1994-03-29 | 1998-02-16 | 古河電気工業株式会社 | 配線導体の製造方法及び前記方法により製造された配線導体 |
JP4860114B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2012-01-25 | 日東電工株式会社 | 熱硬化型粘接着テープ又はシート、及びその製造方法 |
DE102013226097B4 (de) * | 2013-12-16 | 2022-06-15 | Robert Bosch Gmbh | Mehrschichtig ausgebildeter Schaltungsträger |
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-
1976
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- 1976-12-10 NL NL7613762A patent/NL7613762A/xx not_active Application Discontinuation
- 1976-12-10 FR FR7637403A patent/FR2334732A1/fr active Granted
- 1976-12-10 GB GB51734/76A patent/GB1541739A/en not_active Expired
- 1976-12-13 SE SE7613976A patent/SE7613976L/xx unknown
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- 1976-12-13 JP JP14965676A patent/JPS5284459A/ja active Pending
Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BHN | Withdrawal |