DE3021896A1 - Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltungen

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DE3021896A1 DE3021896A DE3021896A DE3021896A1 DE 3021896 A1 DE3021896 A1 DE 3021896A1 DE 3021896 A DE3021896 A DE 3021896A DE 3021896 A DE3021896 A DE 3021896A DE 3021896 A1 DE3021896 A1 DE 3021896A1
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Description

OPLrlNG.LOTHAR WERNER
PATENTANWALT
BOLIVARALLEE 3 D-1QOQ BERUN19 TEL-CCQQ] 3Ο4 BO Θ3
Anm.
AnduE Electronic GmbH Görlitzer Str. 5? 1000 Berlin 36
Kein Zeichen: « Berlin, der. 5.6.1980
Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen
BERLINER DISOONTO BANK 586/06,14/01 POSTSCHECK BERLIN WEST 1173 45-1Ο3
c 4 i m* Φ Λ «<*
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GEDRUCKTEN SCHALTUNGEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, vorzugsweise mit Feinstleite rbahnen.
Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen sind bereits bekannt, doch sind diese mit gewissen Nachteilen behaftet.
Ein Nachteil der sogenannten SubtraktivtechnJk besteht zum Beispiel darin, daß große Mengen der Kasch'crjng des Basismaterials nach dem Aufbau des LeiterbMdes entfernt werden müssen. Gleichzeitig erfolgt die Unterätzung der Lei terzüge mit all den bekannten Schädigungen, die um so gravierender sind und prozentual jm so rascher anwachsen, je schmaler die Leiterbahnbreiten sind. Diese Erscheinungen stehen daher einer v/eiteren Mi η i aturs i s ierung im Rahmen der Subtraktivtechnik entgegen.
Ein Nachteil der sogenannten Additivtechnik besteht andererseits darin, daß das Material auch unerwünscht auf den I sol i erf 1 ä'chen mehr oder weniger stark abgeschieden werden kann.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die gesamte haftverm? :t1erbeschΪchtete Platte chemisch aufgeschlossen werden muß. Durch diese intensive Naßbehandlung weist der Haftvermittler gegenüber Epoxidharz deutlich geringere, elektrische Isolierwerte auf, wodurch der Auslegung miniaturisierter Schaltungen ebenfalls enge Grenzen gezogen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens, das die Herstellung von gedruckten Schaltungen unter Vermeidung unerwünschter Meta 11 abseheidüngen und gleichzeitiger Verbesserung der elektrischen Isolierwerte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Basismaterial zunächst mit einem dem Leiterbild entsprechenden Lochmuster zum Zwecke der späteren metallischen Kontaktierung der auf beiden Seiten der Platte aufzubringenden Leiterzüge versehen wird, anschließend mit einer lichtempfindlichen Fotopolymerschicht beschichtet wird," welche nach dem selektiven Belichten und nachfolgendem Entwickeln dieser Fotopolymerschicht die Zonen und Bohrungen des Trägermaterials wieder frei gibt, die als Leiterbahnen, Lötaugen und Verbindungskon takt i erungen zwischen Vorder- und Rückseite der Platte, mit einer leitfähigen Schicht, vorzugsweise aus Metall, vei— sehen werden.
Bevorzugte Ausführungs formen dieses Verfahrens bestehen darin,
Daß die durch Belichtung und Entwicklung einer Fotopolymerschicht freigelegten Zonen der mit einer Haftvermittler" schicht versehenen I so 1ierstofftrager mit einem Lösungsmittel angelöst werden und/oder mit einem Aufschlußmittei, vorzugsweise einer Chrom-Schwefelsäure-Beize, aufgeschlossen werden zum Zwecke der Aufrauhung der Haftvermittleroberfläche, um eine Verankerung der in einem spateren Ver f ah rerisgang aufzubringenden Meta 11 schichten zu erreichen,
daß die selektive Belichtung unter Verwendung eines Films erfolgt, der mittels Vakuum an die gelochte Platte direkt angesaugt und mit einer UV-Lampe belichtet wfrd, wobei eine hohe Auflösung durch die geringe Reflextion des UV-Lichtes vom Haftvermitters erzielt wird,
daß die belichtete Fotopolymerschicht als Resistschicht gegenüber dem Lösungsmittel und der Bei^e dient,
daß durch die Belichtung und Entwicklung der Fotopolymerschicht freigelegten Zonen nach Aktivierung mit einer ersten chemisch abgeschiedenen Metallschicht versehen werden,
daß nach dem ersten Metallisieren die Fotoresistschicht mit einem Lösungsmittel, vorzugsweise einem organisehen'Lösungsmittel oder einer wäßrigen alkalischen Lösung entfernt wird,
daß die stromlose Dickverkupferung des Leiterbildes selektiv ohne Maskierung der als Isolierfläche bestimmten Bereich der PIatte erfoIgt.
Das erf i ndurgsgemäße Verfahren eignet sich für die Herstellu^ von gedruckten Schaltungen, ohne daS es zu unerwünschten Meta 1 1 absehe i düngen kommt. Dieses Verfahren hat außerdem den
1 6 -
außerordentlichen technischen Vorteil, die Abscheidung von ' Feinst1eiterbahnen für gedruckte Schaltungen in einer Breite von C looyCt zu ermöglichen , während die konventionellen Verfahren nur breitere Letterbahnen ermöglichen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, daß durch die Abdeckung der isolierten Flächen während des chemischen Aufschlußes und des Aktiνierungs Vorganges, die Isolierflächen nicht aufgerauht und ein Kontakt mit den Aufschluß- und Aktίνierungs1ösungen verhindert wird. Der Isolationswiderstand ist daher um mindestens eine Zehnerpotenz hoher, als bei Verfahren, bei dem der gesamte Haftgrund aufgeschlossen wird.
Durch den selektiven Aufschluß bildet sich im Bereich der zu metallisierenden Flächen eine Tieflegung des Le3 terbahnbIl des im Haftvermittler. Dadurch wir die Metal 1 abseheidung teilweise eingebettet, so daß sich ein zusätzlicher Flankenschutz der sehr feinen Leiterbahnen ergibt.
Als für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete BasismaterSalien sind zum Beispiel zu nennen: Glasfaserverstärktes Epoxidharz, Pheno1 harzpapier und Epoxidharzpapier, Plexiglas und andere Materialien beschichtet mit ainem geeigneten Haftvermittler. ·
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, indem das Basismaterial nach den üblichen Bohr- oder Stanzvorgängen mit einem UV-Licht empfindlichen Fotopolymer beschichtet
wird. Nachdem mit einem vom Fotoplotter gezeichneten Film eine für das Justieren notwendige Haltevorrichtung ober.die gelochte Platte ausgerichtet ist, wird der Film mittels Vakuum ohne die sonst übliche V/akuumfolie direkt angesaugt und mit einer UV-Lampe belichtet.
Nach dem Belichten wird nach Einhaltung eine Reaktionszeit eine zur Aushärtung der belichteten Zonen, eine Entwicklung gezielt vorgenommen. Die freigelegte Haftvermittelerschicht wird mit Lösungsmittel behandelt und mit einer Chrom-Schwefel säure-Bei ze aufgerauht. Nach dem Entgiften folgen mehrere Spül gange und ein Aktivieren. Nach Reduktion oder Akzeleration wird eine Anschlagmetallisierung vorgenommen. In einem speziellen Strippvorgang,zum Beispiel unter Verwendung eines organischen Losungsmittels oder einer wäßrigen, alkalischen Lösung wird der Fotopolymer entfernt.
Nach einer Dekapierung wird eine chemische Dickverkupferung vorgenommen .
Die gespülte Platte wird getempert und in gewünschter Weise weiterverarbei tet.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können an sich bekannte
Haftvermittler zujn Seispiel: ABS-PoI viners ; Fotopolymere zum Beispiel: fotopolymerisierbare Resistschichten
aus Mthylenlsch ungesättigten Monomeren u . a . ; Lösungsmittel zum Beispiel: Dimethy1formanίd und/oder chlorierte
Kohlenwasserstoffe; Aufschlußmittel zum Beispiel: Chrom-Schwefel saure, Kaliumper-
manganat, Schwefeltrioxid und-Ozon;
Aktivatoren zum Beispiel: Meta I1aktivatoren, wie Pa11adTumsa1 ze
und chemische Kupferbäder
eingesetzt werden.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei sp i e1
Eine mit Haftvermittler auf Basis Nitri3 kautschuk, Epoxydharz beschichtete Leiterplatte aus glasfaserverstärktem Epoxydharz wird gebohrt und chemisch und/oder mechanisch vom Bohrmehl befreit, entfettet und getrocknet. Auf an sich bekannte Weiss wird die Platte dann mit einem Fotopolymer beschichtet. Zu diesem Zweck wird die Platte mit einer Pos i ti viraske des gewünschten Schaltbildes abgedeckt und darauf durch Untendruck fest auf die Platte gepreßt. Dann erfolgt die Belichtung mit UV-Licht, worauf anschließend nach einer Reaktionszeit in TrI chioräthan entwickelt wird. Das so freigelegte zu metaϊ1ίsirende Schaltbild wird nun in einem Lösungsmittel aufgequollen und mit Wasser gespult.
Nunmehr erfolgt der Aufschluß nut Chrom=Schvief el saure der Zusammensetzung 2oo - 3oo ml cone. ^SO/j / Liter, Io - 1oo Gramm Cri>3 / Liter. Anschließend wird mit Wasser gespült und danach mit einer schwefelsauren Eisen (I I)-sul f a t l,ösung behandelt. Dann wird die Leiterplatte mit Wasser gespült.
Nachfolgend wird die Platte in einem üblichen Aktivator zum Beispiel auf Basis von Palladium aktiviert.
_9_ 302Ί&96
Die Vormeta1Tϊsierung erfolgt dann in efnem wäßrigen chemischen Kupferbad zum Beispiel folgender Zusammensetzung:
5 - 1o Gramm / Liter CuSO^ 5 H2O
15 ~ ^o Gramm / Liter Ka1iumnatriumtartrat
5 - Io Gramm / Liter For;iia 1 dehyd
5-15 Gramm / Liter NaOH
pH-Wert 12,8
Die Platten werden dann in Wasser gespült und getrocknet. Das Fotopoiymer wird nun durch Behandlung mit Methylenchlorid von der Platte entfernt und anschließend in einer schwefelsäuren Lösung dekapiert und in Wasser gespült. Anschließend erfolgt der Kupferaufbau auf Leiterzügen,Lötaugen und Lochwandungen in einem wäßrigen, chemischen Kupferbad zum Beispiel folgender Grundzusammensetzung
5-15 Gramm / Liter CuSO1, 5 H2O
25 - ^o Gramm / Liter fithy 1 end i am i ntet raess i gsä'ure Io - 3o Gramm / Liter NaOH
5 - Io Gramm / Liter Formaldehyd
unter Zusatz üblicher Stabilisatoren und Netzmittel
Man erhält ein Leiterbild hoher Auflösung <. loo u Breite und Abstand der Leiterzüge mit einer Schichtdicke je nach Anwendung. Die Haftfestigkeit liegt bei? !»oN/Zoll, der Iso-1 a t i onswi ders tand bei t lo^

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial zunächst mit einem dem Leiterbild entsprechenden Lochmuster zum Zwecke der späteren metallischen Kontaktierung der auf beiden Seiten der Platte aufzubringenden Leiterzüge versehen wird, anschließend mit einer lichtempfindlichen Fotopol ymersc'h i cht beschichtet wird, welche nach dem selektiven Belichten und nachfolgendem Entwickeln dieser Fotopolymersch?cht die Zonen und Bohrungen des Trägermaterials wieder frei gibt, die als Leiterbahnen, Lötaugen und Verbindungskontaktterungen zwischen Vordei— und Rückseite der Platte, mit einer leitfähigen Schicht, vorzugsweise aus Metall, versehen werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Belichtung unter Verwendung eines Films erfolgt, der mittels Vakuum an die gelochte Platte direkt angesaugt und mit einer UV-Lampe belichtet wird.
    3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Belichtung und Entwicklung einer Fotopolymerschicht freigelegten Zonen der mit einer Ha.f tverm i tt 1 ersch i cht versehenen l'soliei— stoffträger mit einem Lösungsmittel angelöst werden und/oder mit einem Aufschlußmittel, vorzugsweise einer Chrom-Schwefelsäure-Beize, aufgeschlossen werden zum Zwecke der Aufrauhung der Haftvermittleroberfläche, um eine Verankerung der in einem späteren Verf ah rensciana aufzubringenden Me ta 1 1 sch i ch ten zu erreichen.
    at· · · «ti * »er·
    SSS
    *f. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die belichtete und entwickelte Fotopolymerschicht als Resistschicht gegenüber dem Lösungsmittel ur?d/oder der Beize dient.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Belichtung und Entwicklung der Fotopolymerschicht freigelegten Zonen nach Aufrauhuiig und Aktivierung mit einer ersten chemisch abgeschiedenen Metallschicht versehen werden.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ersten Metallisieren die Fotopolymerschicht mjt einem Lösungsmittel, vorzugsweise einem organischen Lösungsmittel oder einer wäßrigen alkalischen Lösung entfernt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromlose Verkupferung des Leiterbildes selektiv ohne Maskierung der als Isolierfläche bestimmten Bereich der Platte erfo1g t.
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