DE3631632C2

DE3631632C2 -

Info

Publication number: DE3631632C2
Application number: DE3631632A
Authority: DE
Inventors: Iwasa Hachioji Tokio/Tokyo Jp Yamahiro
Original assignee: Asahi Chemical Research Laboratory Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Research Laboratory Co Ltd
Priority date: 1985-09-29
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1992-01-30
Also published as: FR2588146A1; GB2181303B; US4734156A; GB8620904D0; GB2181303A; JPH0213477B2; FR2588146B1; JPS6276600A; NL8602455A; DE3631632A1; KR900001840B1; KR870003679A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei dem Verfahren wird eine elektrisch leitfähige Kupferpaste genutzt, um mindestens zwei Beschichtungslagen elektrisch leitfähiger Schaltkreise auf einer einzigen Seite der Grundplatte auszubilden.

Ein solches Verfahren ist bereits aus der DE 25 58 367 A1 bekannt. Dabei wird die erste Leiterbahnschicht durch Wegätzen der überschüssigen Teile der unmittelbar auf der Grundplatte aufgebrachten Kupferfolie erzeugt, so daß die benötigten Schaltkreise stehen bleiben. Daraufhin wird eine Isolierschicht aufgetragen, in der bestimmte Bereiche ausgenommen sind, die im nächsten Verfahrensschritt mit einer zweiten Leiterbahnschicht miteinander verbunden werden sollen. Diese zweite Schicht besteht aus einer Kupferpaste mit einer Metallplattierung. Das Auftragen der Kupferpaste erfolgt beispielsweise im Siebdruckverfahren. Nach dem Aushärten der Kupferpaste wird mittels einem nicht-elektrolytischen Plattierungsverfahren auf der durch die Kupferpaste erzeugten zweiten Schaltkreisschicht ein Kupfermantel aufgetragen.

Dieses Verfahren nach dem Stand der Technik hat mehrere Nachteile. Zum einen ist die Herstellung der ersten Schaltkreisschicht relativ aufwendig. Sie erfordert das Aufkleben einer Kupferfolie auf die Grundplatte, das Beschichten dieser Kupferfolie mit einer photoempfindlichen Schicht, das Belichten der belichteten Kupferfläche mit einem Negativ- oder einem Positivverfahren, das Wegätzen der überflüssigen Kupferflächen sowie schließlich das Entschichten der stehengebliebenen Schaltkreisschicht von dem schützenden photosensitiven Material. Außerdem ist die Materialverbindung zwischen dem metallischen Kupfer der ersten Schicht und der Kupferpaste der zweiten Schaltkreisschicht nicht optimal, so daß das Verfahren nicht für Leiterplatten anwendbar ist, für die erhöhte Zuverlässigkeitsanforderungen bestehen, beispielsweise bei Kfz- und Flugzeugelektronik, wo solche Verbindungen einer erhöhten Belastung durch Vibrationen unterliegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren zu schaffen, das auf Grund weniger Verfahrensschritte kostengünstiger ist, und zuverlässigere Verbindungen zwischen den verschiedenen Ebenen der Schaltkreisschichten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Für das Verfahren wird die aus dem US-Patent 43 53 816 bekannte Kupferpaste des gleichen Inhabers verwendet. Diese Paste besitzt eine sehr gute Leitfähigkeit.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß nur wenige Verfahrensschritte erforderlich sind, da sämtliche Schaltkreisschichten, insbesondere auch die unterste Schicht, dadurch erzeugt werden, daß zuerst die Kupferpaste mittels Siebdruck aufgebracht und jeweils anschließend chemisch mit Metall plattiert wird. Zwischen den einzelnen Schaltkreisschichten wird jeweils eine Isolierschicht aufgetragen, welche an denjenigen Stellen Aussparungen aufweist, die mit der nächsten Schaltkreisschicht verbunden werden sollen. Ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß nur ein Teil der ausgesparten Fläche zur Herstellung der Kupferpasten-Verbindung der nächsten Schaltkreis-Ebene überdeckt wird, so daß bei der anschließenden chemischen Kupferplattierung nicht nur die Kupferpasten-Verbindung überdeckt, sondern auch ein unmittelbarer Kontakt mit der Kupferschicht der darunterliegenden Schaltkreis-Ebene hergestellt wird.

Durch diese Art der Verbindung zwischen zwei übereinanderliegenden Schaltkreisebenen wird ein besonders zuverlässiger elektrischer Übergang geschaffen, denn einerseits kann die Kupferpaste auf der durch chemisches Plattieren erzeugten Oberflächenstruktur besonders gut haften, andererseits entsteht durch die unmittelbare Verbindung der Kupferplattierungen zweier übereinanderliegender Schaltkreisschichten ein mechanisch besonders solider Übergang. Zudem wird in dem Bereich des Kontaktübergangs die Kupferpaste auf Grund der weitgehenden Umfassung durch die Metallplattierung vor eindringenden Sauerstoff geschützt, so daß die elektrische Leitfähigkeit der Kupferpaste eine gute Langzeitbeständigkeit aufweist.

Außerdem hat die Erfindung den Vorteil, daß eine elektrisch leitfähige Kupferpaste verwendet wird, die sich durch besonders gute Eigenschaften zum Metallplattieren auszeichnet, so daß der Verfahrensschritt der Aktivierung der Paste mittels eines Katalysators überflüssig wird, der sonst nötig ist, ehe eine Metallplattierung vorgenommen werden kann. Hiermit wird die Erzeugung einer gedruckten Leiterplatte stark vereinfacht.

Die Erfindung weist die folgenden Schritte auf:
Eine elektrisch leitfähige Kupferpaste, die für eine Metallplattierung geeignet ist, wird auf eine Seite einer Grundplatte aufgetragen. Die Grundplatte wird zum Härten erwärmt und anschließend gesäubert. Danach wird die Grundplatte in eine Metallüberzuglösung eingetaucht, um die elektrisch leitfähige Kupferpaste mit einer Metallplattierung zu versehen, wodurch eine erste, elektrisch leitfähige Schaltkreisschicht entsteht. Diese Metallplattierung kann beispielsweise ein Kupferüberzug sein, wodurch die elektrische Leitfähigkeit der Schaltkreisschicht erhöht wird. Die genannte Seite der Grundplatte wird mit einer Isolierschicht beschichtet, außer in gewissen Bereichen der ersten Schaltkreisschicht, die mit einer weiteren Schaltkreisschicht elektrisch leitend verbunden werden sollen, die anschließend auf der ersten Schaltkreisschicht gebildet wird. Daraufhin wird die elektrisch leitfähige Kupferpaste so aufgetragen, daß die genannten Bereiche der ersten Schaltkreisschicht elektrisch leitend verbunden werden, allerdings mit Ausnahme gewisser Abschnitte der Bereiche der ersten Schaltkreisschicht, die anschließend einer Metallplattierung unterzogen werden sollen. Die Grundplatte wird zum Härten erwärmt und anschließend gesäubert. Danach wird die Grundplatte in eine Metallüberzuglösung eingetaucht, um auf der elektrisch leitfähigen Kupferpaste und den genannten Abschnitten der Bereiche der ersten Schaltkreisschicht eine Metallplattierung zu erzielen, wodurch eine zweite elektrisch leitfähige Schaltkreisschicht entsteht, so daß auf einer einzigen Seite der Grundplatte mindestens zwei elektrisch miteinander verbundene Schaltkreisschichten erhalten werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen die Zeichnungen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Grundplatte im senkrechten Schnitt, die auf einer Seite unmittelbar mit einer elektrisch leitfähigen Kupferpaste beschichtet ist,

Fig. 2 eine Ansicht der Grundplatte gemäß Fig. 1, bei der auf der Kupferpastenschicht eine Metallplattierung vorgenommen wurde,

Fig. 3 eine Ansicht der Grundplatte gemäß Fig. 1 und 2, die mit einer Isolierschicht beschichtet wurde,

Fig. 4 eine Ansicht der Grundplatte gemäß Fig. 3, die mit einer zweiten Kupferpastenbeschichtung versehen wurde,

Fig. 5 eine Ansicht der Grundplatte gemäß Fig. 4, bei der eine weitere Metallplattierung und eine Außenschicht aufgetragen wurde.

Fig. 1 zeigt eine Grundplatte 11 aus einem Polymer, die unmittelbar durch Siebdruck mit einer elektrisch leitfähigen Kupferpaste 4 beschichtet wurde, die zur Metallplattierung geeignet ist. Die Grundplatte wird anschließend zum Härten 30 Minuten auf eine Temperatur von ca.150°C erwärmt. Danach wird die Grundplatte 11 durch Beizen mit Säure gereinigt und in eine Metallüberzugslösung, z. B. eine Kupferplattierlösung, eingetaucht. Hierdurch entsteht auf der Oberfläche der elektrisch leitfähigen Kupferpaste 4 eine Kupferüberzugsschicht 5. Damit sind elektrische Schaltkreise der ersten Schicht C1 gebildet, wie Fig. 2 zeigt.

Als nächstes wird, wie Fig. 3 zeigt, die Grundplatte 11 mit einer Isolierschicht 3 überzogen, außer in denjenigen Bereichen 2a, 2b der ersten Schaltkreisschicht C1, die mit einer zweiten Schaltkreisschicht C2 verbunden werden sollen, die anschließend, wie Fig. 5 zeigt, gebildet wird. Das bedeutet, daß die Isolierschicht 3 durch Aufdrucken auf diejenigen Bereiche der Kupferschicht 5 aufgebracht wird, die nicht mit der Schaltkreisschicht C2 elektrisch verbunden werden müssen, sowie auf diejenigen Bereiche 1a der Grundplatte 11, in denen keine Schaltkreise der ersten Schicht C1 vorhanden sind (siehe Fig. 2). Als Isoliermaterial 3 kann das Produkt CR-2001 der Anmelderin Verwendung finden.

Wie Fig. 4 zeigt, wird dann im Siebdruck die Grundplatte 11 mit einer elektrisch leitfähigen Kupferpaste 4 so beschichtet, daß diejenigen Bereiche 2a, 2b, die ohne Überzug mit der Isolierschicht 3 verblieben sind, elektrisch verbunden werden, allerdings mit Ausnahme von Abschnitten 2d, 2e der Bereiche 2a, 2b. Auf diese Weise kann ein Metallüberzug auf die elektrisch leitfähige Kupferpaste 4 und die Abschnitte 2d, 2e aufgetragen werden. Die elektrisch leitfähige Kupferpaste 4 ist zur Metallplattierung geeignet und kann das Produkt der Anmelderin ACP-007P sein. Die so behandelte Grundplatte wird dann zum Härten etwa 30 Minuten auf eine Temperatur von ca. 150°C erwärmt.

Die hartgewordene Grundplatte 11 wird dann durch Beizen mit Säure gesäubert. Hierzu wird z. B. mit einer Lösung aus 4-5 Gew.-% Natriumhydroxid einige Minuten lang alkalisch reduziert und die Grundplatte dann durch Beizen mit einer Säure aus 5 Gew.-% Chlorwasserstoff eine Minute lang gereinigt.

Anschließend wird die Grundplatte 11 in eine Lösung zur Metallplattierung, z. B. eine Kupferüberzugslösung, eingetaucht, um die Oberflächen der Abschnitte 2d, 2e der Schaltkreisschicht C1 und der elektrisch leitfähigen Kupferpaste 4 chemisch zu überziehen. Dabei kann durch einstündiges Eintauchen in eine Lösung mit einer Temperatur von 70°C und einem pH-Wert von 12 ein Kupferüberzug in einer Dicke von ca. 1,0 µm bis 3,0 µm erhalten werden. Je nach der Zusammensetzung des Plattierbades kann das Resultat mehr oder weniger stark variieren. Allerdings ist wegen einer praktisch nötigen Mindestüberzugsdicke von 5 µm eine Eintauchzeit von ca. 1,7 bis 5 Stunden nötig. In der genannten Weise entsteht also eine Kupferüberzugsschicht 5 auf der elektrisch leitfähigen Kupferpaste 4 und auf den Abschnitten 2d, 2e der Schaltkreise C1, wie Fig. 5 zeigt. Die Kupferüberzugschicht 5 und die elektrisch leitfähige Kupferpaste 4 bilden den elektrischen Schaltkreis C2 der zweiten Beschichtungslage auf der gleichen Seite der Grundplatte 11, wobei die Schaltkreisschicht C2 mit der Schaltkreisschicht C1 elektrisch verbunden ist.

Schließlich wird, wie Fig. 5 zeigt, diejenige Seite der Grundplatte 11, auf der die elektrischen Schaltkreise C1, C2 gebildet sind, mit einer Außenschicht 6 versehen. Zur Bildung dieser Schicht kann das Produkt CR-2001 der Anmelderin aufgedruckt und dann getrocknet werden. Damit ist die Serie der Verfahrensschritte zur Behandlung der Grundplatte 11 beendet.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel benötigt keine Durchkontaktierungen zur elektrischen Verbindung der Schaltkreise der beiden Schichten. Allerdings kann die Erfindung auch an Grundplatten angewandt werden, die mit Durchkontaktierungen versehen sind, um die Schaltkreise auf den entgegengesetzten Seiten der Grundplatte elektrisch zu verbinden. Es braucht nicht ausdrücklich beschrieben zu werden, daß auch mehr als zwei Schichten von Schaltkreisen auf einer einzigen Seite der Grundplatte gebildet werden können und daß die Metallplattierung nicht auf das Überziehen mit Kupfer beschränkt ist. Anstelle des Kupferüberzugs kann auch eine Silberplattierung vorgenommen werden. Allerdings ist das Überziehen mit Kupfer am billigsten und am besten für die Massenfertigung gedruckter Leiterplatten geeignet.

Es sollen nunmehr die Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Kupferpaste 4 im einzelnen beschrieben werden, die aus dem US-Patent 43 53 816 bekannt und zur Schaffung eines Metallüberzugs gemäß der Erfindung geeignet ist.

Um einen praktisch verwendbaren, elektrisch leitfähigen Überzug aus einer Mischpaste aus Kupferpulver zu erhalten, muß der bei der Beschichtung entstehende Film einen elektrischen Widerstand von ca. 1×10^-2 bis 1×10^-3 Ω/cm haben und gegen Feuchtigkeit beständig sein. Mit anderen Worten, er darf im Verlauf der Zeit in einer Umgebung hoher relativer Luftfeuchtigkeit möglichst wenig an Qualität einbüßen und muß außerdem Temperatureigenschaften haben, die einen herkömmlichen elektrisch leitfähigen Überzug aus Silber hinsichtlich der Beständigkeit bei höheren und niedrigeren Temperaturen als der Raumtemperatur von 20°C vergleichbar sind.

Wenn ein Kupferpulver einfach mit Phenolharz gemischt und aufgetragen, erwärmt und getrocknet wird, wird das Kupferpulver durch die Erwärmung oxidiert und nimmt einen elektrischen Widerstand von 1×10³ Ω/cm oder mehr an.

Insgesamt entsteht die elektrische Leitfähigkeit eines Überzugs oder einer Beschichtung durch gegenseitige Berührung zwischen den in der Leiterbahnschicht oder im Überzug enthaltenen Metallpulverkörnchen. Da allerdings die Außenflächen der Metallpulverkörnchen immer von oxidierten Substanzen bedeckt sind, welche in der Überzugsschicht einen außerordentlich hohen elektrischen Widerstand verursachen, ist sich der Fachmann allgemein darüber im klaren, daß ein solcher Überzug für praktische Anwendungsfälle ungeeignet ist. Bei Silber hingegen ist der Fall anders, denn dieses Edelmetall ist nicht wesentlich von oxidierten Substanzen begleitet, so daß in der Tat kein elektrischer Widerstand entsteht. Andere Metall, wie Kupferpulver oder sonstige mittelmäßige Metalle, die erfindungsgemäß verwendet werden, erzeugen bekanntermaßen in Luft sofort einen Film aus oxidierten Stoffen an den Außenflächen der Pulverteilchen. Aus diesem Grund ist es dringend nötig, den elektrischen Widerstand an den Berührungsstellen zwischen den Körnchen des Kupferpulvers in der elektrisch leitenden Schicht zu reduzieren. Das bedeutet, daß die oxidierten Stoffe im Verlauf der Bildung des elektrisch leitfähigen Films beseitigt werden müssen, um die leitfähige Bahn durch Oberflächenberührungen der Metallatome zu erhalten. Um das zu erreichen, müssen die oxidierten Substanzen auf irgendeine Weise von den Körnchen des Kupferpulvers beseitigt werden. Als nächstes ist es nötig, nach dem Erhalt der elektrischen Leitfähigkeit normalen Kupferpulvers ohne oxidierte Substanzen, zu verhindern, daß das Kupferpulver erneut im Verlauf einer Wärmebehandlung oder durch die Einwirkung von Sauerstoff von der Außenseite bei der tatsächlichen Anwendung einen hohen elektrischen Widerstand erhält.

In der Befriedigung der beiden vorstehend genannten Bedürfnisse liegt also der Schlüssel, um einen praktisch nutzbaren elektrisch leitfähigen Überzug gemäß der Erfindung zu erhalten.

Deshalb war es von größter Wichtigkeit, einen Zusatzstoff und dessen Menge zu bestimmen, der dem Gemisch aus Kupferpulver und Kunstharz zugesetzt wird, um ein Oxidieren des Kupfers zu verhindern.

In zahlreichen Studien und Versuchen über viele Jahre hinweg ist es dem Erfinder gelungen, den speziellen Zusatz und dessen Menge festzustellen und eine neue, elektrisch leitfähige Kupferpaste zu entwickeln, mit der die herkömmliche Kupferbeschichtung und die elektrisch leitfähige Silberpaste ersetzt werden kann.

Es können als elektrisch leitfähige Kupferpasten die Erzeugnisse der Anmelderin ACP-020, ACP-030 und AcP-007P verwendet werden.

Als Zusatz zeigt Anthracen oder dessen Induzierstoff ausgezeichnete Wirkung, wobei die beste Wirkung bei Anthracen (C₁₄H₁₀) und Anthracencarbonylsäure (C₁₄H₉COOH) beobachtet wurde. Ausgezeichnete Wirkung zeigt als nächstes auch Anthrazin (C₂₈H₁₆N₂) und Anthranilsäure (C₆H₄(NH₂)(COOH)). Andererseits ist Aminobenzoesäure (C₆H₅ · COOH) fast ungeeignet, weil sie einen elektrischen Widerstandswert von 1×10^-2 Ω/cm hat, der um eine Zehnerpotenz größer ist als der von Anthracen oder dessen Induzierstoff.

Die elektrisch leitfähige Kupferpaste 4 gemäß der Erfindung weist im wesentlichen ein Gemisch in flüssigem Zustand aus 70-85 Gew.-% Kupferpulver, 15-30 Gew.-% mindestens eines aus der aus Phenol-, Epoxy-, Polyester- und Xylolharz bestehenden Gruppe ausgewählten Harzes und eine geringe Menge, vorzugsweise 0,23-1,6 Gew.-%, praktisch aber 0,2-5 Gew.-% Anthracen oder dessen Induzierstoff, Anthranilsäure oder Anthrazin, als Zusatz auf.

Während der Wärmebehandlung verschmilzt beispielsweise das Anthracen, das als Zusatzmittel verwendet wird, die Masse aus oxidiertem Kupfer und sonstige, um das Kupferpulver herum anhaftende Substanzen zu Material, dessen Natur im wesentlichen die gleiche ist wie die des gleichfalls vorhandenen Harzes. Aufgrund dieser Erscheinung wird die elektrische Leitfähigkeit erhöht. Zusätzlich hat die Masse, bestehend aus dem Zusatzmittel und dem mit dem Harz verschmolzenen Kupfer die Wirkung, die Eindringgeschwindigkeit von Wasser und Sauerstoff durch das Harz zu verringern. Die durch das Anthracen oder dessen Induzierstoff, Anthranilsäure oder Anthrazin, erzielte Antioxidationswirkung des Kupferpulvers läßt sich wie folgt beschreiben.

Anthrachencarbonylsäure (C₁₄H₉COOH) wird beispielsweise gemäß folgender chemischer Formel mit dem um das Kupferpulver herum bestehenden oder gebildeten oxidierten Kupfer umgesetzt:

CuO + 2 C₁₄H₉COOH → (C₁₄H₉COO)₂Cu + H₂O .

Dabei entsteht Kupfer-II-Salz der Anthracencarbonylsäure. Aufgrund der chemischen Reaktion im aufgetragenen Film, der durch das gleichzeitig vorhandene Harz von der Umgebung abgeschnitten ist, fehlen dem Kupferpulver die oxidierten Substanzen auf den Außenflächen der Pulverkörner. Statt dessen liegen die gereinigten Metallflächen frei, die in Berührung miteinander stehen und den erwünschten leitfähigen Weg mit minimalen elektrischen Widerstand bilden.

Auf der anderen Seite wird das im Verlauf der chemischen Reaktion gebildete Kupfer-II-Salz der Anthracencarbonylsäure in das gleichzeitig vorhandene Phenol-, Epoxy-, Polyester- oder Xylolharz eingeschmolzen und darin gleichmäßig dispergiert und hat folglich keinen nachteiligen Einfluß auf die Bildung eines abschirmenden Films bei dem damit einhergehenden Hartwerden, bei dem die Körnchen des Kupferpulvers miteinander in Berührung stehen. Ferner hat die ordnungsgemäß mit Harz gemischte Kupfermasse aus dem Anthraceninduzierstoff zur Folge, daß die Eindringungsrate für Wasser und Sauerstoff in das Harz herabgesetzt wird. Ferner wird der Widerstand gegen Feuchtigkeit und Sauerstoff wesentlich erhöht, was die Wirkung der Erfindung insgesamt verbessert.

Es ist experimentell bestätigt worden, daß die wirksamste Menge an zuzugebendem Zusatz im Bereich von 0,23 bis 1,5 Gew.-% liegt, wobei praktisch der Bereich von 0,2 bis 5 Gew.-% reichen kann.

Wird die zugesetzte Menge Anthracen oder des Induzierstoffs desselben geändert, um einen Überzugsfilm in einer Dicke von 40 µm zu erhalten, dann bleibt der elektrische Widerstand des Überzugsfilms nahezu konstant auf dem Wert 1×10^-3 Ω/cm, was auf einen äußerst erwünschten Effekt hinweist, wenn die zugesetzte Menge an Anthracen oder dessen Induzierstoffs ca. 0,23 bis 1,5 Gew.-% ausmacht. Wenn als Zusatz eine Menge von 0,2 Gew.-% hinzugefügt wird, hat der Überzugsfilm einen elektrischen Widerstand von 1,3×10^-3 Ω/cm. Auch wenn als Zusatzmittel eine Menge von 5 Gew.-% hinzugefügt wird, hat der Überzugsfilm einen elektrischen Widerstand von 2×10^-3 Ω/cm. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß diese Mengen an Zusatzstoff auch innerhalb der zulässigen Grenzen für die praktische Verwendung der Beschichtung liegen. Allerdings zeigt die Beschichtung einen drastischen Anstieg des elektrischen Widerstandswertes, wenn das Zusatzmittel weniger als 0,2 Gew.-% ausmacht. Bei einer Menge an Zusatzstoff von 0,1 Gew.-% zeigte die Beschichtung tatsächlich einen elektrischen Widerstand von 1×10^-2 Ω/cm, einen Wert, der für die praktische Verwendung des Überzugs ungeeignet ist. Es ergibt sich ein ähnlicher, drastischer Anstieg des elektrischen Widerstands bei einer Zusatzmenge von mehr als 5 Gew.-%, wobei tatsächlich der elektrische Widerstandswert 1×10^-2 Ω/cm erreicht, wenn die Zusatzmenge 8 Gew.-% beträgt. Auch dieser Wert ist für die praktische Verwendung der Beschichtung ungeeignet. Mit den anderen Zusätzen, nämlich Anthranilsäure und Anthracin sind die Wirkungen der Versuche die gleichen.

Die Tatsache, daß eine Mindestmenge an Zusatz wirksam ist, nämlich ca. 0,2 Gew.-%, ist ein Anzeichen dafür, daß es eine Mindestmenge an oxidierten Stoffen in dem Gemisch aus Kupferpulver und Harz gibt. Ähnlich ist in Versuchen festgestellt worden, daß eine maximale Menge an Zusatzstoff, nämlich ca. 5 Gew.-%, einen nachteiligen Einfluß hat, und beispielsweise die Eigenschaft des gleichzeitig vorhandenen Harzes verschlechtert und die Leitfähigkeit des Überzugs vermindert.

Bei Verwendung der vorstehend genannten Zusammensetzung der elektrisch leitfähigen Kupferpaste und beispielsweise einer Filmdicke von 40 µm der gedruckten Schaltung ergibt sich ein elektrischer Widerstandswert von 1×10^-3 Ω/cm, was im Hinblick eines Überzugs ohne Zusatzmittel nur etwa 1/1 000 000 des Widerstandswertes ausmacht und somit eine überraschende Wirkung darstellt. Was die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit betrifft, so nimmt bei Einwirkung von Feuchtigkeit der elektrische Widerstand geringfügig zu, bleibt aber nach ca. 504 Stunden unverändert. Danach wird im Verlauf der Zeit keine Änderung oder Verschlechterung festgestellt.

Auch hinsichtlich der Temperatur ist die Beständigkeit des elektrischen Widerstands ganz ausgezeichnet. Unterhalb der normalen Raumtemperatur entspricht die Leitfähigkeit der Kupferpaste etwa der halben Leitfähigkeit einer Beschichtung aus Silber. Bei normaler Temperatur ist der Wert in beiden Fällen nahezu der gleiche. Bei Anwendungsbedingungen in der Nähe von 60°C ist der Kupferüberzug praktisch mit einem Silberüberzug vergleichbar.

Die elektrisch leitfähige Kupferpaste, die erfindungsgemäß verwendet wird und dem Produkt ACP-007P der Anmelderin entspricht, stellt eine Verbesserung gegenüber der bereits genannten elektrisch leitfähigen Paste ACP-030 dar, die für das Löten geeignet ist. Es ist sehr leicht, an der Oberfläche freiliegende Kupferpulverteilchen zu schaffen, die die Kerne für das chemische Überzugverfahren bilden sollen. Die aus der Kupferüberzuglösung niedergeschlagenen Kupferkörnchen können sich nämlich leicht an die offenliegenden Kupferpulverkörnchen der Paste anheften. Deshalb kann der Kupferüberzug auf die elektrisch leitfähige Paste nach dem genannten, ganz einfachen Reinigungsprozeß aufgebracht werden, anstatt daß die Paste mittels eines Katalysators aktiviert werden müßte.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Leiterplatten, bei dem

a) auf einer Seite einer Grundplatte (11) ein erster elektrisch leitfähiger Schaltkreis (C₁) gebildet wird,
b) zur Bildung mindestens eines weiteren Schaltkreises (C₂) die gleiche Seite der Grundplatte mit einer schützenden Isolierschicht (5) beschichtet wird, wobei Bereiche (2a, 2b) des ersten Schaltkreises ausgenommen werden, die mit dem weiteren Schaltkreis elektrisch verbunden werden müssen,
c) darauf der weitere, mit dem ersten Schaltbereich elektrisch verbundene Schaltkreis durch Aufbringen einer zur Metallplattierung geeigneten, elektrisch leitfähigen Kupferpaste und anschließendes Metallplattieren der Kupferpaste gebildet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) sämtliche Schaltkreisschichten (C₁, C₂) erzeugt werden durch Siebdruck-Beschichten der Grundplatte mit einer Kupferpaste und Bilden einer Metallplattierung (5) auf der gehärteten Kupferpaste,
e) für die Schaltkreisschichten eine an sich bekannte Kupferpaste verwendet wird, die im flüssigen Zustand enthält:
70-85 Gewichtsprozent Kupferpulver,
15-30 Gewichtsprozent mindestens eines Harzes, das aus der Gruppe Phenolharze, Epoxyharze, Polyesterharze und Xylolharze ausgewählt wird, und
0,2-5 Gewichtsprozent Anthracen oder dessen Induzierstoff Anthranilsäure oder Anthrazin,
f) bei Bildung der weiteren Schaltkreisschicht (C₂) die Kupferpaste unter Auslassung von Abschnitten (2d, 2e) der Verbindungsbereiche (2a, 2b) aufgetragen wird, und daß
g) nach Wärmehärten der Kupferpaste sowie Reinigen der Grundplatte die Metallplattierung (5) auf der Kupferpaste (4) und auf den Abschnitten (2d, 2e) der Bereiche (2a, 2b) der ersten Schaltkreisschicht erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallplattieren durch chemisches Beschichten unter Verwendung von Kupfer als Metall erfolgt.