DE3108080A1

DE3108080A1 - Verfahren zur herstellung einer gedruckten schaltung

Info

Publication number: DE3108080A1
Application number: DE19813108080
Authority: DE
Inventors: Osamu Nagaokakyo Kyoto Tanabe
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-02-18
Also published as: GB2072429B; GB2072429A; JPS56129394A; JPH0135518B2; US4327167A; FR2478420B1; FR2478420A1

Description

Verfahren zur Herstellung einer gedruck-
ten Schaltung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines leitenden Schaltbildes auf einem isolierenden Substrat mit Hilfe der Elektrophotographie und spezieller ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, bei dem die mit Kupferwänden versehenen Löcher in dem Substrat leicht und genau ausgebildet werden können.
Die gedruckte Schaltung, die aus einem isolierenden Kunstharzbrett mit leitenden Wegen auf beiden Seiten besteht, hat Löcher mit Kupferwandungen, die elektrische Verbindungen zwischen den beiden Seiten herstellen und in denen Enden oder Leitungszweige elektronischer Komponenten befestigt und mit Lötmittel verlötet werden.
Es gibt zwei herkömmliche Methoden zur Herstellung der gedruckten Schaltbretter mit Löchern, die Kupferwandungen besitzen: (A) eine zeltbildende Methode und (B) eine lochverstopfende Methode.
Das Verfahren der zeltbildenden Methode (A) ist in Fig. 1 gezeigt. Wie in Fig. l-a ersichtlich ist, wird ein Loch 4 mit einem Durchmesser von etwa 1 mm durch das Substrat 1 an einer erwünschten Stelle gemacht. Das Substrat 1 besteht aus einem Kunstharzbrett 1a mit einer dünnen Kupferschicht 1b und 1b', die durch Verkupferung auf beiden Seiten erhalten wurde. Die beiden Seiten des Substraten 1 und die Wand des Loches 4 werden mit einer Kupferschicht 3 von etwa 1 ßm Dicke verkupfert.
Dann wird, wie in Fig. 1-b gezeigt ist, ei trockener Resistfilm 2 als Überzug auf der Oberfläche der Kupferschicht 3 aufgebracht, und ein Schaltbild wird auf den trockenen Resistfilm 2 gelegt, welcher dann belichtet wird. Der belichtete trockene Resistfrlm 2 wird dann in einer Lösung behandelt, die das Schaltbild des Filmes 2' erzeugt. Bei dieser Behandlung bleibt ein Teil 2' des trockenen Resistfilmes, der belichtet wurde, während der unbelichtete Teil des Filmes entfernt wird.
Wenn das Substrat geätzt wird, entfernt das Säurebad die belichteten Teile der Kupferschicht 3, 1b, ib', wobei der trockene Resistfilm 2' auf dem Loch zurückbleibt, was als ein Schutzfilm dient. Die Kupferschichten, die mit dem trokkenen Resistfilm 2' an dem Loch 4 bedeckt sind, bleiben, wie in Fig. 1-d gezeigt ist.
Die Endstufe besteht darin, den restlichen trockenen Resistfilm 2' von dem Substrat zu entfernen. Wenn der trockene Resistfilm 2' entfernt ist, erhält man die gedruckte Schaltung 1A, bei der die Verkupferungsschicht 3 an der Innenseite des Loches 4 sowie an den oberen und unteren Oberflächen des Substrates um das Loch herum ausgebildet ist.
Die Lochverstopfungsmethode wird auf folgende Weise durchgeführt. Wie in Fig. 2-a gezeigt ist, wird ein Loch 4 durch ein Substrat 1 hindurch hergestellt, welches letzteres aus einer auf beiden Seiten und auf der Wand des Loches 4 mit einer Kupferschicht 3 verkupferten isolierenden Grundplatte besteht. Eine säurebeständige Farbe 5 wird in das Loch 4 eingefüllt, und das Substrat 1 wird auf den Oberflächen poliert. Ein Photoresist wird auf einem bestimmten Teil des Substrates 1 unter Ausbildung einer Schicht des Photoresists 6 aufgebracht. Ein Schaltbild wird auf die Photoresistschicht 6 aufgelegt und belichtet. Die Photoresistschicht 6 6 wird in der Lösung gewaschen, um unnötige Teile der Photoresistschicht.zu entfernen, wie in Fig. 2-b gezeigt ist.
Das Substrat wird dann geätzt, um unnötige Teile der Kupferschichten 3, ib, 1b', wie in Fig. 2-c gezeigt ist, zu entfernen, wobei die verbleibende Photoresistschicht 6 als Schutzfilm dient. Danach werden die Farbe 5 in dem Loch 4 und die Photoresistschicht 6 entfernt, um die gedruckte Schaltung 1A mit einem Loch mit Kupferwandung 4a zu erhalten, und diese ist die gleiche, wie die in Fig. 1-e gezeigte.
In dem obigen Verfahren kann das Substrat, statt daß man die Photoresistsubstanz 6 aufbringt, mit der säurebeständigen Farbe durch Siebdruck bedruckt und in dem Säurebad behandelt werden, um die belichteten Teile der Kupferschichten zu entfernen. Sodann werden die säurebeständige Farbe und die in das Loch 4 eingefüllte Farbe entfernt, um die gedruckte Schaltung 1A zu erhalten, welche mit der in Fig. 1-e gezeigten gleich ist.
Die obigen Methoden zur Erzeugung der gedruckten Schaltung haben verschiedene Nachteile. Bei der zeltbildenden Methode ist der trockene Resistfilm sehr teuer lwd führt zu einer Erhöhung der Produktionskosten der gedruckten Schaltung. Die lochverstopfende Methode erfordert zusätzliche Behandlungen zur Einführung und Entfernung von Farbe in das Loch und aus dem Loch. Die als Überzug auf dem Substrat aufgebrachte Photoresistsubstanz hat geringe Empfindlichkeit und kann daher nicht mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden. Außerdem ist die bei dieser Methode verwendete Belichtungsvorrichtung teuer.
Bei dem Verfahren unter Verwendung eines Siebdrucks ist die Genauigkeit des Schaltbildes gering, da das Sieb selbst flexibel ist.
Aufgabe der Erfindung war es, die oben erwähnten Nachteile, die mit herkömmlichen Methoden verbunden sind, zu beseitigen, d.h. insbesondere die hohen Kosten bei der Zeltbildungsmethode, das komplizierte Verfahren bei der lochausstopfenden Methode und das ungenaue Schaltbild bei der Siebdruckmethode.
Um das obige Ziel zu erreichen, verwendet das Verfahren zur Herstellung der gedruckten Schaltung nach der Erfindung eine elektronische Photographie und besteht aus den folgenden Stufen: Man bringt auf den Oberflächen einer isolierenden Kunstharzplatte bzw. eines isolierenden Kunstharzsubstrates und auf der Innenwand von Löchern, die an bestimmten Stellen durch das Substrat hindurch gemacht wu#rden, einen elektrophotographischen lichtempfindlichen Film auf, wobei das isolierende Substrat eine leitende Metallschicht auf beiden Seiten hat. Mit säurebeständigem Toner wird auf dem lichtempfindlichen Film mit Hilfe der Elektrophotographie ein Schaltbild erzeugt. Die belichteten Teile des lichtempfindlichen Filmes, die nicht mit dem Schaltbild aus Toner bedeckt sind, werden entfernt. Das Substrat wird geätzt, um die freiliegenden Teile der leitenden Metallschichten, die nicht mit dem lichtempfindlichen Film bedeckt sind, zu entfernen, und der restliche säurebeständige Toner und restliche lichtempfindliche Film werden von dem Substrat entfernt.
Mit dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, die Löcher mit Kupferwandung leicht und genau auszubilden, was das wichtigste bei der Herstellung der gedruckten Schaltungen ist.
In der Zeichnung bedeuten die Fig. 1-a bis 1-e eine Erklärung des Verfahrens zur Herstellung der gedruckten Schaltung nach der herkömmlichen Zeltbildungsmethode, die Fig. 2-a bis 2-c eine Erklärung des Verfahrens zur Herstellung der gedruckten Schaltung nach der herkömmlichen lochausstopfenden Methode und die Fig. 3-a bis 3-d eine Erklärung des Verfahrens zur Ausbildung von Löchern mit Kupferwänden der gedruckten Schaltung nach der Erfindung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung mit Löchern mit Kupferwand mit Hilfe der Elektrophotographie.
Wie in Fig. 3-a gezeigt ist, wird ein Substrat 1 hergestellt, das aus einer isolierenden Kunstharzgrundplatte mit einer leitenden Metallschicht auf beiden Seiten besteht.
Die isolierende Platte 1a besteht aus Phenolharz, Polyimid oder Epoxyglas und ist normalerweise 1,6 mm dick (gelegentlich 0,3 bis 5 mm) und auf beiden Seiten mit einer dünnen Kupferschicht lb und 1b', 35 ßm dick, beschichtet.
Löcher 4 mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1 mm werden durch das Substrat an bestimmten Stellen geschnitten, um die Enden elektronischer Teile aufzunehmen. Das Substrat wird mit einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Film 7 auf beiden Seiten durch Besprühen oder Eintauchen in ein Bad beschichtet. Der lichtempfindliche Film 7 wird auch auf der Innenwand der Löcher 4 gebildet.
Der lichtempfindliche Film kann elektrostatisch geladen werden, und die elektrostatische Ladung wird durch Licht zerstreut. Diese Eigenschaft des lichtempfindlichen Filmes wird wirksam ausgenutzt, um ein Schaltbild auf dem Substrat zu erzeugen. Als der lichtempfindliche Film wird ein organischer photoleitfähiger Film (abgekürzt als O.P.C.-Film) verwendet.
Die lichtempfindlichen Filme 7, die als Überzug auf dem Substrat 1 aufgebracht sind, werden in einem dunklen Raum elektrostatisch geladen. Ein Schaltbild 9 wird auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Substrates aufgelegt und dann mit Lichtstrahlen R bestrahlt. Die elektrostatische Ladung in dem lichtempfindlichen Film 7 wird zerstreut, wo das nicht R durch das Schaltbild 9 gehend auftrifft, bleibt aber in den unbelichteten Bereichen nahe den Löchern 4 entsprechend dem dunklen Teil 10 des Schaltbildes 9.
Das Substrat 1 wird dann behandelt, um das Schaltbild des Toners 8 auf dem lichtempfindlichen Film nach der Methode der Elektrophotographie zu entwickeln. Bei diesem Verfahren haftet der Toner 8 auch auf der Innenwand der Löcher 4.
Wie in Fig. 3-c gezeigt ist, werden die Teile des lichtempfindlichen Filmes 7, die nicht mit dem Toner bedeckt sind, mit der alkalischen Lösung geätzt. Somit bleiben zwei Schichten von Toner und der des lichtempfindlichen Filmes auf den Löchern 4a.
Dieses Substrat wird geätzt, um unnötige Teile der Kupferschichten 3, 1b, 1b', die nicht mit dem Toner 8 bedeckt sind, zu entfernen. Der an dem Loch anhaftende Toner 8 und der lichtempfindliche Film 7 werden durch den-Verdünner entfernt, um die gedruckte Schaltung 1A mit Löchern 4a mit Kupferwänden zu erhalten, wie in Fig. 1-e gezeigt ist.
Das Verfahren zur Herstellung der gedruckten Schaltung nach dieser Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden: Der elektrophotographische lichtempfindliche Film 7 wird auf den Flächen des Substrates 1 und der Innenwand der Löcher 4 als Überzug aufgebracht. Der lichteT#pfindliche Film 7 wird gemäß dem Schaltbild 9 durch Elektrophotographie elektrostatisch geladen. Dieses Substrat wird so behandelt, daß sich das Schaltbild des Toners 8 auf dem lichtempfindlichen Film 7 ausbildet. Die Teile des lichtempfindlichen Films 7, die nicht von dem säurebeständigen Toner 8 bedeckt sind, werden durch das Säurebad entfernt.
Das Substrat wird dann geätzt, um die freigelegten Kupferschichten zu entfernen, und der Toner 8 und der lichtempfindliche Film 7, die als die Schutzfilme auf den Löchern 4 und dem Schaltbild bleiben, werden mit Lösungsmittel gewaschen und entfernt, so daß man die gedruckte Schaltung bekommt, die das erwünschte Schaltbild hat. Mit dem Verfahren können die Löcher mit Kupferwand leicht und genau ausgebildet werden.
Die Vorteile der Erfindung sind folgende: A. Der in der Zeltbildungsmethode verwendete Photoresistfilm und die lochausstopfende Methode erfordern eine lange Belichtung mit Ultraviolettstrahlen. Die Erfindung jedoch verwendet den elektrophotographischen lichtempfindlichen Film, der eine viel größere Empfindlichkeit gegenüber den ersteren hat, so daß das Bild mit hoher Geschwindigkeit entwickelt werden kann. Dies macht es möglich, die Belichtungseinrichtung zu vereinfachen und zu automatisieren.
B. Der elektrophotographische lichtempfindliche Film ist billig im Vergleich mit dem trockenen Resistfilm. Die Kosten sind etwa ein Zehntel derer des trockenen Resistfilmes.
In Verbindung mit der Leichtigkeit, mit welcher der lichtempfindliche Film behandelt werden kann, vermindern die niedrigen Kosten des lichtempfindlichen filmes stark die Produktionskosten der gedruckten Schaltung.
C. Bei der herkömmlichen Siebdruckmethode ist das Druckbild selbst flexibel, so daß die gedruckte Schaltung ungenau werden kann. Die Erfindung verwendet jedoch ein elektrophotographisches Druckverfahren, das hohe Genauigkeit des gedruckten Schaltbildes gewährleistet.
D. Die lochverstopfende Methode erfordert das zusätzliche Verfahren des Einfüllens von säurebeständiger Farbe in die Löcher. Die Erfindung vermeidet dieses Verfahren.
E. Wie aus dem obigen ersichtlich, kann das genaue Schaltbild sehr leicht erhalten werden, da die Erfindung Elektrophotographie verwendet, bei der ein Druckbild auf den elektrostatisch geladenen lichtempfindlichen Film gelegt wird, welcher dann belichtet wird, um das genaue Schaltbild des säurebeständigen Toners zu erzeugen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung Patentansprüche X~E Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf beiden Seiten einer isolierenden Kuntharzplatte bzw. eines isolierenden Kunstharzsubstrates und auf der Innenwand der an bestimmten Stellen durch das Substrat hindurchgehenden Löcher einen elektrophotographischen lichtempfindlichen Film als Überzug aufbringt, wobei das isolierende Substrat auf beiden Seiten eine leitende Metallschicht aufweist, mit säurebeständigem Toner auf dem lichtempfindlichen Film mit Hilfe der Elektrophotographie ein Schaltbild erzeugt, die belichteten Teile des lichtempfindlichen Filmes, die nicht mit dem Schaltbild des Toners bedeckt sind, entfernt, das Substrat unter Entfernung der freigelegten Teile der leitenden Metallschichten, die nicht mit dem lichtempfindlichen Film bedeckt sind, ätzt und den restlichen säurebeständigen Toner und restlichen lichtempfindlichen Film von dem Substrat entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein isolierendes Substrat verwendet, dessen leitende Metallschichten auf beiden Seiten dünne Kupferschichten sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den elektrophotographischen lichtempfindlichen Film als Überzug auf beiden Seiten des gesamten Substrates und auf der Innenwand der Löcher ohne Unterbrechung in dem Film aufbringt.