DE2847070A1

DE2847070A1 - Verfahren zur behandlung eines mit additiv aufplattierten gedruckten leiterzuegen versehenen substrates

Info

Publication number: DE2847070A1
Application number: DE19782847070
Authority: DE
Inventors: Thomas Charles Babcock; Theron Larue Ellis; Henry Casimer Majka
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-11-07
Filing date: 1978-10-28
Publication date: 1979-05-10
Also published as: GB1598182A; JPS5712558B2; JPS5466457A; US4127438A; FR2408276B1; IT1160022B; CA1094929A; FR2408276A1; IT7829274A0; DE2847070C2

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

ne/ms

Verfahren zur Behandlung eines mit additiv aufplattierten
'gedruckten Leiterzügen versehenen Substrates

I -

[Bei der Herstellung mehrschichtiger Schaltkarten mit gedruck- [

'ten Leiterzügen ist es bekannt, daß die Bindung des vorimprägnierten Substrates an das Kupfer für die inneren Schichten
verbessert wird, wenn ein Oxid auf der Kupferoberfläche vor

idem Laminieren vorgesehen wird. Bei der Herstellung von ,

iSchaltkarten mit gedruckten Leiter zügen, die nach einem ι

Isubtraktiven Verfahren erzeugt werden, bei dem eine galvanisch |

gewonnene Kupferfolie zuerst auf das Substrat auflaminiert ,

jwird, wird dieses Oxid auf der Kupferoberfläche vor dem I (Laminieren der Kupferfolie auf das Substrat vorgesehen. Nach

Üem Ätzen der Leiterzüge unter Benutzung eines üblichen ι

subtraktiven Verfahrens ist die verbleibende Kupferoberfläche I

bereits oxidiert und wird leicht mit der weiteren vorimpräg- j

nierten Schicht der Schaltkarte verbunden. I

Wenn jedoch das Kupfer additiv aufgebracht wird, können die ' Bindungen nicht so leicht erreicht werden, da der Naßprozeß j äes additiven Kupferplattierens vor dem Aufbringen eines Oxids | äie Oberfläche des additiv aufgebrachten Kupfers auflockert.
Dies läuft auf eine Schwächung der Bindung zwischen dem Oxid | und dem Kupfer hinaus derart, daß beim Laminieren bei er- I höhten Temperaturen die Bindung Oxid-Kupfer bricht, was eine ' sehr niedrige Bindungsstärke verursacht. Dieses Problem wird
noch kritischer, wenn die internen Leiterzüge dünner und feiner werden, was zu Stromkreisunterbrechungen und anderen damit
zusammenhängenden Problemen führt.

3s ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben,
las auch bei additiv aufplattierten gedruckten Leiterzügen

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eine gute Haftung der inneren Leiterzüge einer mehrschichtigen Schaltkarte gewährleistet·

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, das durch die in dessen Kennzeichen angegebenen Verfahrensschritte charakterisiert ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Im Verlauf der Bildung der für die inneren Ebenen einer mehrschichtigen Schaltkarte vorgesehenen gedruckten Leiterzügen werden die Leiterzüge in üblicher Weise additiv aufplattiert. Nachdem diese Leiterzüge definiert und additiv aufplattiert wurden, können sie einer bekannten Zinn-Tauchbehandlung unterworfen werden, um die Leiterzüge während der nachfolgenden Verarbeitung zu schützen. Nach diesem Schritt wird die Schaltkarte in ein Natriumpersulfatbad gebracht, wobei die Zeit, in der die Schaltkarte sich in dem Bad befindet, so gesteuert wird, daß die Leiter züge nicht über ätzt werden, aber die (Kupferflächen genügend geätzt und gereinigt werden, um die , Haftung zwischen den einzelnen Schichten zu verbessern. Das Natriumpersulfatbad ätzt auch sehr kleine öffnungen in die ^: JKupf erober fläche. Abhängig von der jeweiligen Anwendung können andere Ätzmittel, wie Kupferchlorid und Eisenchlorid, verwen- I det werden. ^l

t ι

fiach dem Eintauchen der Schaltkarte in die Natriumpersulfatlösung wird sie bei einer erhöhten Temperatur getrocknet, um flas Wasser und andere organische Einschlüsse auf oder in der Sähe der Kupferoberfläche auszutreiben. Beispielsweise kann Jas Trocknen bei einer Temperatur zwischen 135 ⁰C und 170 ⁰C während 2 bis 4 Stunden erfolgen. Das Trocknen kann bei atmosphärischem Druck erfolgen oder im Vakuum ausgeführt verden.

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Der Trocknungsprozeß veranlaßt das Verdampfen von Verunreinigungen. Dadurch bleiben weniger zu bindende Rückstände auf
'der Kupferoberfläche zurück. Außerdem werden andere Verunreinigungen durch den Trocknungsprozeß an die Oberfläche des
Kupfers getrieben. Demgemäß besteht der letzte Schritt darin,
die organischen Rückstände zu entfernen, die an die Oberfläche
,des Kupfers gebracht wurden, und ist ein Reinigungsschritt vor
'dem Aufbringen beispielsweise einer Chloridoxidschicht auf das
Leiterzugsmuster.

Die Natriumpersulfatlösung kann zwischen 30 und 120 g Natriumpersulfat je Liter enthalten, abhängig von der Eintauchzeit,
pine bevorzugte Konzentration von etwa 30 g pro Liter für die
Natriumpersulfateintauchlösung wird für eine Eintauchzeit von . Ί Minute verwendet. Für den abschließenden Säuberungsschritt
kann jede geeignete organische Reinigungslösung benutzt werden, !die die Kupferoberfläche nicht beschädigt. Eine solche Reinigungslösung enthält etwa 15 % Kaliumhydroxid, 15 % Propylen- ^: I ί

iglykol, 55 % Methylcarbitol und dem Hest Wasser. Eine andere :

JReinigungslösung enthält etwa 49 % Methylenchlorid und 35 % ! Benetzungsmittel mit geringeren Anteilen an Oxalsäure und

I >

(Methanol. ,

I ι

!Beispiel I

|Nach dem Herstellen der Leiterzüge einer Schaltkarte wurde

Jdie Karte für eine Minute in eine Natriumpersulfatlösung
'gebracht, die pro Liter 30 g Natriumpersulfat enthielt. Die ^;

I I

,Karte wurde dann bei atmosphärischem Druck in einem Ofen bei ,

1135 °C + 5 ⁰C während 2 Stunden getrocknet. Die Schaltkarte ι

wurde dann in einer Reinigungslösung bei etwa 80 C während j

j2 Minuten + 10 Sekunden geschüttelt, und darauf folgte zweimal j

[ein 30 Sekunden langes Abspülen mit heißem Wasser. Darauf j

wurde die Schaltkarte für 30 Sekunden in ein 25%iges Salz- '

Säurebad getaucht, worauf ein zweimaliges Abspülen mit ₍

destilliertem Wasser von jeweils 1 Minute Dauer folgte. I

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Schließlich wird die Schaltkarte mit Luft getrocknet. „ Beispiel II

Die Schritte sind die gleichen wie in Beispiel I, abgesehen
davon, daß eine andere Reinigungslösung verwendet wird. Die
Schaltkarte wird für 2 bis 5 Minuten in diese Reinigungslösung
eingetaucht, die auf Umgebungstemperatur gehalten wird.

Beispiel III

pie Schratte sind die gleichen wie in Beispiel I, mit der
Ausnahme, daß die Schaltkarte für 30 Sekunden in eine
Natriumpersulfatlösung gebracht wird, die 60 g Natriumpersulfat pro Liter enthält.

Beispiel IV

Die Schritte sind die gleichen wie in Beispiel I, mit der
Ausnahme, daß die Schaltkarte für 15 Sekunden in eine Natrium- ; persulfatlösung gebracht wird, die 12Og NatriumpersuZ.fat , pro Liter enthält. '

Beispiel V ^!

I i

Die Schritte sind die gleichen wie in Beispiel I, mit der
Ausnahme, daß die Schaltkarte für 2 Stunden in einem Vakuum- ]

Ofen bei einer Temperatur von etwa 170 ⁰C getrocknet wird. ^!

I ι

,Es wurde gefunden, daß bei Benutzung des Verfahrens gemäß ι der Erfindung die Bindung zwischen den Schichten bedeutend ' |zunimmt. Beispielsweise ergaben vor der Ausführung der Erfindung bestimmte Prozesse Bindungsstärken zwischen den einzelnen
!Schichten, die zwischen 0 und 0,5 kg pro cm lagen. Nach dem j Hinzufügen des dreistufigen Prozesses wuchs die Bindungsstärke
zwischen den Schichten an auf 1,24 kg pro cm bis auf 1,41 kg ι ipro cm. I

I !

I ι

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

j 1. "*} Verfahren zur Behandlung eines mit additiv auf plattierten
■-»-^y gedruckten Leiterzügen versehenen Substrates, durch das

dieses für eine Oxidation und die nachfolgende Laminierung zu einer mehrschichtigen Schaltkarte vorbereitet wird,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Eintauchen des mit Leiterzügen versehenen Substrates

in ein Ätzbad,

ι b) Trocknen des Substrates bei einer Temperatur zwischen
■ 135 und 170 °C,

c) Reinigen der Oberfläche mit einem organischen Reinii gungsmittel,
' d) Abspülen des Substrates und
e) Trocknen des Substrates.

■2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

! daß das mit Leiterzügen versehene Substrat während

ι ■ ι

I 2 bis 4 Stunden getrocknet wird. ι

i !

!3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/

I daß die Ätzlösung aus der Gruppe ausgewählt wird, die ,

¹ aus Kupferchlorid, Eisenchlorid und Natriumpersulfat ι

¹ besteht. '

^!4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ätzbad eine Lösung ist, die zwischen 30 und 120 g
ι Natriumpersulfat pro Liter enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das mit Leiterzügen versehene Substrat in das Ätzbad

ι für eine Zeit zwischen 1 Minute und 15 Sekunden einge- I

taucht wird. '

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• daß das organische Reinigungsmittel etwa 15 % Kaliumhydroxid, 15 % Propylenglykol, 55 % Methylcarbitol und
als Rest Wasser enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß das mit Leiterzügen versehene Substrat gereinigt ] wird durch Eintauchen in das organische Reinigungsmittel , ¹ für eine Zeit von 2 Minuten + 10 Sekunden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das organische Reinigungsmittel 40 % Methylenchlorid, ' etwa 35 % an Benetzungsmitteln und als Rest eine Kombination von Oxalsäure und Methanol enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit Leiterzügen versehene Substrat durch Ein-

• tauchen in das organische Reinigungsmittel für eine Zeit
von 2 bis 5 Minuten gereinigt wird. '

!10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, i daß der Abspülschritt des mit Leiterzügen versehenen

ι Substrates umfaßt: ,

I Aussetzen des mit Leiterzügen versehenen Substrates ι

' zwei aufeinanderfolgenden, je etwa 30 Sekunden dauernden '

I Abspülungen mit heißem Wasser, ι

I Eintauchen des Substrates in eine 25%ige Salzsäurelösung I

für etwa 30 Sekunden und j

ι Abspülen des Substrates in zwei aufeinanderfolgenden I

Bädern mit destilliertem Wasser für je 1 Minute.

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