DE2856368C2 - Process for the surface finishing of printed circuit boards and printed circuit boards manufactured according to such processes - Google Patents

Process for the surface finishing of printed circuit boards and printed circuit boards manufactured according to such processes

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DE2856368C2 DE19782856368 DE2856368A DE2856368C2 DE 2856368 C2 DE2856368 C2 DE 2856368C2 DE 19782856368 DE19782856368 DE 19782856368 DE 2856368 A DE2856368 A DE 2856368A DE 2856368 C2 DE2856368 C2 DE 2856368C2
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Description

Schichten aus Metallen, wie z. B. Silber, Gold, Nickel, Wege — noch eine andere Metallschicht aufgebrachtLayers of metals, such as B. silver, gold, nickel, ways - another metal layer is applied Blei oder Rhodium, bewirkt die allgemein auf μ werden kann. Das neue Verfahren eignet sich damitLead, or rhodium, causes which can generally be on μ. The new method is therefore suitable

galvanischem Wege erzeugt werden. Als besonders vorteilhaft für die Herstellung von Oberflächenverede-be generated galvanically. As particularly advantageous for the production of surface finishing

vorteilhaft hat sich eine Mehrlagenbeschichtung erwie- lungen kupferner Leiterflächen, die zunächst mit einerA multilayer coating of copper conductor surfaces that are initially coated with a

sen, bestehend aus einer Zwischen- oder Sperrschicht, Sperrschicht aus Nickel und anschließend mit einersen, consisting of an intermediate or barrier layer, barrier layer made of nickel and then with a

z. B. aus Nickel, und einer Deckschicht z. B. aus Gold. Deckschicht aus Gold zu versehen sind. Währendz. B. made of nickel, and a top layer z. B. made of gold. Top layer of gold are to be provided. While

Eine derartige Veredelung erfolgt im allgemeinen 65 jedoch bei der bisher üblichen Herstellungsweise aufSuch a refinement generally takes place, however, in the conventional manner of manufacture

nach dem Ätzen der Leiterplatten, also nach der galvanischem Wege die Nickelschicht wenigstens eineafter the etching of the printed circuit boards, ie after the galvanic way, the nickel layer at least one

Herstellung der Leiterflächen, da dann alle Kanten der Stärke von 3 μπι aufweisen mußte, genügt bei demProduction of the conductor surfaces, since then all edges had to have a thickness of 3 μm, is sufficient for that Leiterflächen mit einer Schutzschicht überzogen wer- neuen Verfahren bereits eine wesentlich geringereWhen the conductor surfaces are covered with a protective layer, new processes are much less expensive

Schichtstärke. Herstellungszeit und Materialaufwand werden daher erheblich verringertLayer thickness. Manufacturing time and material costs are therefore considerably reduced

Bis zum Aufrauhungsprozeß nach dem neuen Verfahren verläuft die Herstellung der Leiterplatten mit der Ausbildung der Leiterflächen in herkömmlicher Weise. Dabei kann der Aufrauhungsprozeß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit dem nach dem Ätzen der Leiterplatten folgenden Abwasch- und Spülvorgang gekoppelt werden, so daß hierfür kein gesondertes Arbeitsaggregat erforderlich ist ' οUntil the roughening process according to the new process, the production of the circuit boards continues the formation of the conductor surfaces in a conventional manner. The roughening process according to a Further development of the invention with the washing and rinsing process following the etching of the circuit boards be coupled so that no separate working unit is required for this' ο

Das Aufrauhen der zu beschichtenden Leiterflächen erfolgt zweckmäßig und in einfacher Weise durch abrasives Entfernen von Leitermaterial, also durch Hobeln oder Abziehen, um möglichst scharfe Abrißkanten zu erhalten. Dazu kann man beispielsweise is bekannte, mit speziellen Bürsten, z.B. Scotchbrite, ausgerüstete Bürstenautomaten verwenden, die besonders leicht in den vorangehenden Abwasch- und SpülvorgrJig eingegliedert werden können.The roughening of the conductor surfaces to be coated is carried out in an expedient and simple manner abrasive removal of conductor material, i.e. by planing or peeling, in order to achieve the sharpest possible tear-off edges to obtain. For example, you can use is use known automatic brushes equipped with special brushes, e.g. Scotchbrite, which are specially can easily be incorporated into the preceding washing-up and rinsing phases.

Bei der nachfolgenden Behandlung mit den kalkhaltigen Feststoffen erreicht man die beste Wirkung, wenn die Feststoffe durch den Druck eines elastischen Stoffes auf die Leiteroberflächen schleifend einwirken. Das erfordert Feststoffe feinster Körnung, damit durch die Schleifwirkung der Aufrauhungseffekt nicht wieder verloren geht Am besten geeignet sind Schlämmkreide, Wiener Kalk oder feinstes Bimsmehl, die sich in schwachsauer Lösung nicht zersetzen, um die sich nach dem Aufrauhen ausbildenden Oxyde an der Leiteroberfläche zu entfernen und die Oberfläche aktiv zu halten, bis der nachfolgende chemische Beschichtungsprozeß einsetzt Die in Form von Pulver oder Paste zur Verfügung stehenden Feststoffe werden ausreichend mit Wasser versetzt so daß ein die nachfolgenden Metallabscheidung behinderndes Festsetzen auf den Leiterplatten oder in den Bohrlöchern verhindert wird, wobei die schleifende Einwirkung auf die Leiterflächen durch Wischen mit einem Schwamm oder beim Durchziehen der Leiterplatte zwischen zwei Schwämmen erzielt werden kann.In the subsequent treatment with the calcareous solids, the best effect is achieved if the solids have an abrasive effect on the conductor surfaces due to the pressure of an elastic material. That requires finest-grain solids so that the roughening effect does not occur again due to the grinding effect is lost The most suitable are chalk, Viennese lime or the finest pumice flour, which can be found in Do not decompose weakly acidic solution to avoid the oxides that form on the conductor surface after roughening to remove and keep the surface active until the subsequent chemical coating process begins The solids available in the form of powder or paste are sufficient mixed with water so that the subsequent metal deposition hindering sticking to the Printed circuit boards or in the drill holes is prevented, with the abrasive effect on the conductor surfaces by wiping with a sponge or by pulling the circuit board between two sponges can be achieved.

Nach diesem rein mechanischen, aber äußerst wirksamen Vorbereitungsprozeß kann dann die Aufbringung der erforderlichen Metallschichten zur Oberflächenveredelung auf an sich bekanntem Wege erfolgen.After this purely mechanical, but extremely effective preparation process, the application the necessary metal layers for surface finishing in a known way take place.

Insgesamt erhält man auf diese Weise Leiterplatten mit oberflächenveredelten Leiterflächen von hoher Qualität, die infolge Nutzung der Metallbeschichtung auf chemischem Wege einfacher und kostengünstiger als bisher herstellbar sind.Overall, in this way, printed circuit boards with surface-refined conductor areas of high quality are obtained Quality that is easier and cheaper due to the use of the metal coating in a chemical way than can be produced up to now.

Neben dem beschriebenen Verfahren mit seinen Varianten umfaßt die Erfindung auch die nach diesen Verfahren hergestellten Leiterplatten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Leiterflächen mechanisch in mikroskopisch feiner Verteilung scharfkantig aufgerauht sind und daß auf den aufgerauhten und anschließend mit kalkhaltigen Feststoffen feinster Körnung behandelten Leiterflächen wenigstens eine weitere Metallschicht ohne Überhänge chemisch abgelagert istIn addition to the method described with its variants, the invention also includes those according to these Process manufactured circuit boards, which are characterized in that the conductor surfaces mechanically are roughened sharp-edged in microscopic distribution and that on the roughened and then at least one conductor area treated with calcareous solids of the finest grain another metal layer is chemically deposited without overhangs

Bei derartigen Leiterplatten sind die zur Oberflächenveredelung aufgebrachten Schichten mit den Leiterflächen äußerst fest verbunden. Die Schichten sind porenfreier als galvanisch aufgebrachte Schichten und damit bereits bei geringer Stärke diffusionsfest.In such circuit boards, the layers applied for surface finishing are with the conductor surfaces extremely tightly connected. The layers are free of pores than galvanically applied layers and thus diffusion-proof even at low thicknesses.

Claims (6)

Patentansprüche- ^en* onne ^^ Unterätzungen entstehen können. * Im Gegensatz zu den galvanischen Verfahren zurClaims- ^ en * onne ^^ undercuts can arise. * In contrast to the galvanic process for 1. Verfahren zur Oberflächenveredelung von Aufbringung der Schutzschichten auf die Leiterflächen Leiterplatten, bei denen nach dem Ätzen die sind auch rein chemische, also fremdstromlose, Verfah-Leiterhächen, z.B. Kupfer, mit wenigstens einer 5 ren in Betracht gezogen worden, u.a. weil sie keine Metallschicht abgedeckt werden, dadurch ge- durchgehenden Leiterverbindungen erfordern und weil kennzeichnet, daß die zu beschichtenden überall gleichmäßig starke Schichten erzielt werden. Leiterflächen vor Aufbringen der Metallschicht (z. B. Auch können die auf chemischem Wege erzeugten Nickel) auf mechanischem Wege in mikroskopisch Schichten dünner als die auf galvanischem Wege feiner Verteilung scharfkantig aufgerauht werden, io erzeugten Schichten sein, da die chemisch erzeugten daß die Leiterflächen anschließend mit kalkhaltigen Schichten wegen ihrer größeren Porenfreiheit eine Feststoffen (z. B. Schlämmkreide) mit einer die beim höhere Diffusionsfestigkeit aufweisen und somit Mate-Aufrauhen entstandenen Abrißkanten nicht wesent- rial eingespart werden kann. Weiterhin sind chemisch lieh beeinträchtigenden Körnung behandelt werden erzeugte Schichten duktiler und haften besser.1. Process for surface refinement by applying the protective layers to the conductor surfaces Printed circuit boards, which after etching are also purely chemical, i.e. without external current, process conductor surfaces, e.g. copper, with at least a 5 ren, among other things because they have none Metal layer are covered, thereby require continuous conductor connections and because indicates that the layers to be coated are achieved everywhere evenly thick. Conductor surfaces prior to application of the metal layer (e.g. also can be produced chemically Nickel) mechanically in microscopic layers thinner than those by electroplating fine distribution be roughened with sharp edges, io produced layers, since the chemically produced that the conductor surfaces are then covered with calcareous layers because of their greater freedom from pores Solids (e.g. whiting chalk) with a higher diffusion resistance and thus mate roughening resulting tear-off edges cannot be saved significantly. Furthermore are chemical The layers produced are more ductile and adhere better. und daß dann die Metallschicht auf chemischem is Trotz dieser vielfältigen Vorteile haben sich die Wege aufgebracht wird. chemischen Metallisierungsverfahren bei der Oberflä-and that the metal layer is then chemically. Despite these many advantages, the Ways is applied. chemical metallization process for the surface 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- chenveredelung von Leiterplatten bisher nicht durchsetzeichnet, daß eine zweite Metallschicht (z. B. Gold) zen können, da bei der dazu erforderlichen chemischen ebenfalls auf chemischem Wege aufgebracht wird. Vorbehandlung der Leiterflächen, um die für die2. The method according to claim 1, characterized in that the processing of printed circuit boards has not yet been carried out, that a second metal layer (e.g. gold) can zen, since the chemical required for this is also applied chemically. Pretreatment of the conductor surfaces in order to be suitable for the 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 chemische Metallabscheidung notwendigen Kristallisagekennzeichnet, daß das mechanische Aufrauhen tionskeime zu erzeugen, auch die zwischen den der Leiterflächen zusammen mit dem auf das Ätzen Leiterflächen liegenden Flächen angegriffen und dort erfolgenden Abwasch-und Spülvorgang erfolgt Kristallisationskeime gebildet werden. Das führt zu3. The method according to claim 1 or 2, characterized in 20 chemical metal deposition necessary crystallization, that the mechanical roughening germs to generate tion, even between the of the conductor surfaces attacked together with the surfaces lying on the etched conductor surfaces and there The washing-up and rinsing process takes place. Crystallization nuclei are formed. That leads to 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, nicht gewollten Metallabscheidungen, die gegebenendadurch gekennzeichnet, daß das mechanische 25 falls Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Leitern Aufrauhen der Leiterflächen durch abrasives Entfer- bilden und damit die Funktion der Leiterplatte nen von Leitermaterial (z. B. durch Bürsten) erfolgt beeinträchtigen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein4. The method according to any one of claims 1 to 3, unwanted metal deposits that are given thereby characterized in that the mechanical 25 if short circuits between the individual conductors Roughening of the conductor surfaces by abrasive removal and thus the function of the circuit board of conductor material (e.g. by brushing). The object of the invention is therefore to provide a 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Verfahren zur Oberflächenveredelung von Leiterplatdadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung ten zu schaffen, das eine wirtschaftliche Nutzung der der aufgerauhten Leiterflächen mit den kalkhaltigen 30 fremdstromlosen chemischen Metallisierungsverfahren Feststoffen diese auf die Leiterflächen durch Druck mit all ihren Vorteilen ermöglicht5. The method according to any one of claims 1 to 4, method for surface finishing of printed circuit board thereby characterized that in the treatment th to create an economic use of the the roughened conductor surfaces with the calcareous 30 electroless chemical metallization processes This enables solids to pressurize these onto the conductor surfaces with all of their advantages eines elastischen Stoffes (z. B. Schwamm) schleifend Dieses neue Verfahren gemäß der Erfindung istan elastic fabric (e.g. sponge) sanding. This new method according to the invention is einwirken. dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtendenact. characterized in that the to be coated 6. Leiterplatte mit oberflächenveredelten Leiter- Leiterflächen vor Aufbringen der Metallschicht auf flächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterflä- 35 mechanischem Wege in mikroskopisch feiner Verteichen mechanisch in mikroskopisch feiner Verteilung lung scharfkantig aufgerauht werden, daß die Leiterfläscharfkantig aufgerauht sind und daß auf den chen anschließend mit kalkhaltigen Feststoffen, z. B. aufgerauhten und anschließend mit kalkhaltigen Schlämmkreide, mit einer die beim Aufrauhen entstan-Feststoffen feinster Körnung behandelten Leiterflä- denen Abrißkanten nicht wesentlich beeinträchtigenden chen wenigstens eine weitere Metallschicht (z.B. 40 Körnung behandelt werden und daß dann die Nickel) ohne Überhänge chemisch abgelagert ist Metallschicht auf chemischem Wege aufgebracht wird.6. Printed circuit board with surface-refined conductor-conductor surfaces before applying the metal layer surfaces, characterized in that the conductor surface 35 mechanically in microscopic distributions mechanically in microscopically fine distribution are roughened with sharp edges that the conductor surface is sharp-edged are roughened and that on the chen then with calcareous solids such. B. roughened and then with lime-containing whiting chalk, with one of the solids created during roughening finest grain treated conductor surfaces do not significantly impair tear-off edges At least one further metal layer (e.g. 40 grit) needs to be treated and then the Nickel) is chemically deposited without overhangs, metal layer is applied chemically. Das Verfahren nach der Erfindung beschreitet damitThe method according to the invention proceeds with it einen von den bisher bekannten Verfahren abweichenden Weg, da von der bisher üblichen chemischen 45 Vorbehandlung der zu veredelnden Leiterflächen vora way that differs from the previously known method, because of the previously usual chemical 45 Pretreatment of the conductor surfaces to be finished Die Erfindung betrifft Verfahren zur Oberflächenver- der eigentlichen Metallaufbringung abgewichen wird,The invention relates to a method for surface treatment deviating from the actual metal application, edelung von Leiterplatten, bei denen nach dem Ätzen Statt dessen werden die Leiterflächen auf mechani-refinement of printed circuit boards, where, after etching, instead, the conductor surfaces are die Leiterflächen, z. B. Kupfer, wenigstens mit einer schem Wege aufgerauht und damit äußerst wirksamethe conductor surfaces, e.g. B. copper, at least roughened with a Schem way and thus extremely effective Metallschicht, z. B. Nickel, abgedeckt werden, und nach Kristallisationshilfen für das weitere Verfahren geschaf-Metal layer, e.g. B. nickel, are covered, and created after crystallization aids for the further process. diesen Verfahren hergestellte Leiterplatten mit oberflä- 50 fen. Die dabei zwangsläufig entstehende Oxydschichtprinted circuit boards with surfaces manufactured using this method. The inevitably created oxide layer chenveredelten Leiterflächen. wird dann bei der nachfolgenden Behandlung mit denrefined conductor surfaces. is then used in the subsequent treatment with the Ausgehend von der allgemeinen Galvanotechnik sind kalkhaltigen Feststoffen weitestgehend wieder unschäd-Based on general electroplating technology, calcareous solids are largely harmless again. mit dem Fortschritt in der Leiterplattentechnologie lieh gemacht, ohne daß die Aufrauhung dadurch in ihrerMade with the advancement in printed circuit board technology, without the roughening thereby in their spezielle Verfahren entwickelt worden, um die meistens Wirkung beeinträchtigt wird. Die so vorbereitetenspecial procedures have been developed to prevent the mostly effect being impaired. Those so prepared kupfernen Leiterflächen mit einem besonderen Schutz 55 Leiterflächen reagieren bei der nachfolgenden chemi-copper conductor surfaces with special protection 55 conductor surfaces react during the subsequent chemical zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit und zur sehen Metallisierung sehr schnell und ermöglichento increase the corrosion resistance and to see metallization very quickly and enable Erhaltung der Lötfähigkeit auch bei längeren Lagerzei- Metallschichten ausreichender Stärke, die äußerst festMaintaining the solderability even with longer storage periods- Metal layers of sufficient thickness that are extremely strong ten zu versehen. Dieser Schutz wird durch zusätzliche haften und auf die dann — ebenfalls auf chemischemth to provide. This protection will adhere to additional and then - likewise on chemical
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