DE3700910C2

DE3700910C2 -

Info

Publication number: DE3700910C2
Application number: DE3700910A
Authority: DE
Inventors: Yamahiro Hachioji Tokio/Tokyo Jp Iwasa
Original assignee: Asahi Chemical Research Laboratory Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Research Laboratory Co Ltd
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1989-06-22
Also published as: FR2593016B1; US4735676A; DE3700910A1; FR2593016A1; NL8700078A; KR900003152B1; KR870007646A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen gedruckten Schaltungen.

Bisher war es üblich, eine Widerstandsschaltung oder eine Kondensator schaltung auf einer kupferbeschichteten Grundplatte aufzubauen, indem ein chipförmiger Widerstand oder Kon densator auf diese Grundplatte aufgelötet wurde. Das fertige Erzeugnis war sperrig und seine Herstellung erforderte Präzisionsmaßnahmen mit den daraus resultierenden Fehlerquellen und hohen Kosten. Weiterhin ist nach dem herkömmlichen Verfahren die Packungsdichte auf der Grundplatte geringer.

Weiterhin ist es im Falle des Aufbaus von komplexen Schaltungen auf der kupferbeschichteten Grundplatte notwendig, die Schaltungen elektrisch miteinander zu verbinden. Gemäß dem Stand der Technik ist ein Durchgangsloch vorgesehen, um die Schaltungen elektrisch auf beiden Seiten der Grundplatte zu verbinden.

Es wurde vorgeschlagen, mehr als zwei Schaltungsschichten auf einer Seite einer keramischen Grundplatte aufzubauen. Zum Beispiel im Falle eines Hybridschaltkreises ist es üblich, eine Leitpaste aus Edelmetallen, z. B. Platinpalladium oder Silberpalladium anzuwen den, um die Schaltungen und deren Anschlüsse auszubilden, und eine Paste aus Rutheniumoxid zu verwenden, um einen Widerstand auszubilden, wonach die Grund platte bei hohen Temperaturen (700°C-1000°C) gebrannt wird. Weiterhin wurde vorgeschlagen, mehr als zwei Schaltungsschichten auf einer Seite einer Grundplatte aufzubauen, indem eine Wolframpaste und eine isolierende Paste abwechselnd auf eine grüne Aluminiumplatte gedruckt und diese danach bei einer Temperatur von ungefähr 1600°C gebrannt wurde. Jedoch ist bei solchen Verfahren eine Hochtemperatur-Brennbehandlung erforderlich. Die Be standteile des zu verwendenden Schaltungsaufbaus sind begrenzt und das erforderliche Gerät ist teuer. Die Verfahren sind deshalb nicht geeignet, um gedruckte Schaltungen in großen Massen herzustellen.

Es ist deshalb erwünscht, industriell ein Verfahren zu erstellen, um mehr als zwei Schaltungsschichten auf einer Seite einer polymeren Grundplatte, welche mit einer geringeren Temperatur behandelt werden kann, aufzubauen. Es war notwendig, eine elektrisch leitfähige Kupferpaste zu entwickeln, welche eine hohe elektrische Leitfähigkeit hat und besonders für Metallplattierungen geeignet ist, speziell für Kupferplattierungen, und die mit geringerem Kostenaufwand erhalten werden kann. Es war jedoch schwierig, elektrisch leitende Paste praktisch zu ver wenden, weil die Kupferpartikel in der Paste leicht oxidieren können, wenn die Paste zur Härtung bei einer Temperatur von ungefähr 150°C erhitzt wird.

Die Oxidation des Kupferpulvers in der Paste erhöht den elektrischen Widerstand und verringert die Löteigenschaften. Diese Mängel haben die herkömmlichen elektrisch leitenden Pasten praktisch nutzlos gemacht. Weiterhin wurde verlangt, die Oberfläche der gehärteten elektrisch lei tenden Kupferpaste mittels eines Katalysators zu aktivieren, indem das Kupferpulver von der Harzpaste getrennt wird, so daß das getrennte Kupferpulver als Binder für die nachträgliche Metallplattierung wirken kann. Dadurch hat die herkömmliche elektrisch leitende Paste so viele Bearbeitungsstufen erfordert.

Aus der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 50-932 (Veröffent lichungs-Nr. 55-42 460, siehe auch DE-OS 25 58 367) ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine hochdielektrische Abdeckung aus Polybutadien als dielektrischer Überzug verwendet wird, z. B. wird eine Klebepaste aus 20% Phenolharz, 63% Kupferpulver und 17% Lösungsmittel benutzt, um integrierte Schal tungen auszubilden. Die Klebepaste wird durch nichtelektro lytisches Plattieren bis zu 20 µm verstärkt und danach die plattierte Klebepaste mit Kupfer überzogen, so daß elektrisch leitende Schaltungen aus mehr als zwei Lagen auf einer Seite der Grundplatte geschaffen werden. Das erwähnte besondere Verfahren wurde niemals industriell angewendet.

Die DE-PS 30 06 117 offenbart ein Verfahren zum Her stellen von Leiterplatten mit mindestens zwei Ebenen, bei dem auf eine erste Leiterebene zunächst eine Isoliermasken schicht aufgetragen wird unter Auslassung eines Fensters 1 zur Verbindung mit einer nächsten Schicht. Darauf folgen im wesentlichen das Auftragen eines Haftvermittlers unter Ein engung des Fensters 1 zu einem kleineren Fenster 2, eine Behandlung des Haftvermittlers, um diesen mikroporös und benetzbar zu machen, sowie das Auftragen der nächsten Leiter ebene. Entscheidend ist das Einengen des Fensters 1 durch den Haftvermittler. In einem Beispiel dieser Druckschrift wird die erste Leiterebene durch stromlose Metallabscheidung auf ein Basismaterial erzeugt, welches bereits eine Haftver mittlerschicht trägt.

Die DE-OS 33 40 563 beschreibt passive elektrische Schaltungsbauteile und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, bei dem mehrschichtig aufgebaute Leiterplatten mit eingear beiteten Widerständen und Kondensatoren erhalten werden.

Die DE-PS 31 02 015 beschreibt ein elektrisch lei tendes Beschichtungsmaterial und eine Leiterplatte unter Verwendung eines solchen Beschichtungsmaterials. Dieses Beschichtungsmaterial enthält neben vorbestimmten Mengen von Kupferpulver und Kunstharzen eine vorbestimmte Menge zumindest eines Beimittels, ausgewählt aus der Gruppe von Anthracen oder dessen Induktionsstoffen (inducer), Anthra nilsäure und Anthracenöl. Aufgrund dieses Beimittels werden Oxidationsschichten um die Kupferpulverteilchen abgebaut, um einen metallischen Kontakt und damit geringen elektri schen Widerstand zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ver bessertes Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Lei terplatten zur Verfügung zu stellen, bei dem die vorstehend geschilderten Nachteile vermieden werden und mit dem wirt schaftlich und kostengünstig mehrschichtige Leiterplatten mit guten Löteigenschaften und guten elektrischen Verbindun gen zwischen den Leiterbahnen erhalten werden.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 4 und 7. Weiterbildungen der Verfahren sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.

Die Anmelderin war viele Jahre mit der Erforschung neuer elektrisch leitender Kupferpasten beschäftigt, um die Mängel des oben erwähnten Standes der Technik zu überwinden, und es ist ihr gelungen, derartige neue elektrisch leitende Pasten zu liefern, die industriell angewendet werden können. Die neu entwickelten elektrisch leitenden Kupferpasten sind die elektrisch leitenden Kupferpasten ACP-020, ACP-020 und ACP-007P von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. Die elektrisch leitende Kupferpaste ACP-020 ist im wesentlichen aus 80% Gewichtsteilen Kupfer pulver und 20% Gewichtsteilen synthetischem Harz zusammengesetzt und weist eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit auf, jedoch sind die Löteigenschaften unbefriedigend. Die elektrisch leitende Kupferpaste ACP-030 ist im wesentlichen aus 85% Gewichtsteilen Kupfer pulver und 15% Gewichtsteilen synthetischem Harz zusammengesetzt und weist hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit etwas niedrigere Werte auf als die Paste ACP-020, aber sie weist ausgezeichnete Löteigenschaften auf. Als letztes ist die elektrisch leitende Kupferpaste ACP-007P eine Verbesse rung der ACP-030 und kann für Metallplattierungen, wie chemisches Kupfer plattieren ohne Gebrauch eines Katalysators angewendet werden. Haupt sächlich hat die Kupferpaste ausgezeichnete Metall plattierungseigenschaften.

Die Paste ACP-007P ist zusammengesetzt aus einem Ge misch von (unter flüssigen Bedingungen) 70-85 Gewichtsteilen Kupferpulver, 15-30 Gewichtsteilen Epoxyharz und 0,2-5 Ge wichtsteilen Anthrazen.

Für die Erfindung kann die neu entwickelte elektrisch leitende Kupferpaste verwendet werden aufgrund der ausgezeichneten Metallplattierungs eigenschaft zur Bildung elektrisch leitender Schaltungen aus mehr als zwei Schichten auf einer Seite einer kupferbeschichteten Grundplatte. Zuerst wird eine erste Schaltungsschicht auf der kupferbeschichteten Grundplatte gebildet. Danach wird die elektrisch leitende Kupferpaste auf die Teile der ersten Schaltungsschicht aufgebracht, die an eine zweite Lage Schal tungen angeschlossen werden sollen, die auf der ersten Schaltungsschicht gebildet wird. Daraufhin wird die elektrisch leitende Paste thermisch gehärtet. Darauf folgend wird eine Metallplattierung auf der aufgebrachten elektrisch leitenden Kupferpaste aufgebracht, um die elektrische Leit fähigkeit der Kupferpaste bis auf die der Kupferschicht zu erhöhen, womit die zweite Schaltungsschicht auf der ersten Lage Schaltungen geschaffen wird.

Auf diese Weise können Schaltungen von mindestens zwei Schichten auf einer Seite der kupferbeschichteten Grundplatte aufgebaut werden und folglich können die Schaltungen von mindestens vier Schichten auf beiden Seiten der Grundplatte geschaffen werden, welche miteinander mittels eines Durchgangsloches elektrisch verbunden sind. Dadurch kann das fertige Erzeugnis zu einem Preis geliefert werden, der fast zur Hälfte unter den Kosten liegt, die nötig sind, um das herkömmliche Erzeugnis herzustellen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es, Schaltungen mit min destens vier Schichten auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte, einschließlich einer Widerstandsschaltung auf jeder Seite davon, zu bilden, wobei eine Widerstandspaste mit einem vorbestimmten elektrischen Widerstands wert auf einer plattierungsbeständigen Abdeckung auf beiden Seiten der Grund platte aufgetragen und dann zum Härten erhitzt wird. Eine elektrisch leitende Paste wird dann auf beiden Seiten der Grundplatte derart aufge tragen, daß mit der Widerstandspaste mindestens zwei Schaltungen der ersten Schicht, die sich auf beiden Seiten der Widerstandspaste befinden oder die Schaltung der zweiten Schicht auf einer Seite der Widerstandspaste elektrisch verbunden werden. Die elektrisch leitende Paste wird zum Härten erhitzt, um dadurch eine Widerstandsschaltung auf jeder Seite der Grundplatte zu schaffen. Eine Aktivierungsbehandlung und dann eine nicht elektrolytische Kupferplattierung werden an der inneren Begrenzungsfläche des Durchgangsloches ausgeführt, um dort eine kupferplattierte Schicht zu schaffen, die die Schaltungen der ersten Schicht auf beiden Seiten der Grundplatte elektrisch verbindet. Dadurch werden Schaltungen aus mindes tens vier Schichten auf beiden Seiten der Grundplatte einschließlich der Widerstandsschaltung geschaffen. In diesem Fall wird kein Arbeitsvorgang benötigt, um ein Widerstandselement in die Grundplatte einzusetzen oder das Widerstandselement auf der Grundplatte anzubringen und zu löten. Dadurch erhält man eine extrem dünne Widerstandsschaltung.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es, Schaltungen aus mindestens vier Schichten auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grund platte einschließlich einer Kondensatorschaltung zu bilden, wobei eine dielektrische Paste auf einem Teil einer Schaltung der ersten oder zweiten Schicht auf jeder Seite der Grundplatte aufgetragen und dann zum Härten erhitzt wird. Eine elektrisch leitende Paste wird dann auf beiden Seiten der Grundplatte in einer Weise aufgetragen, daß mit der dielektrischen Paste eine andere Schaltung der ersten oder zweiten Schicht auf jeder Seite der Grundplatte elektrisch verbunden wird. Die elektrisch leitende Paste wird dann zum Härten erhitzt, um damit eine Kondensatorschaltung auf jeder Seite der Grundplatte zu schaffen. Eine Aktivierungsbehandlung und dann eine nichtelektrolytische Kupferplattierung werden an der inneren Begren zungsfläche des Durchgangsloches ausgeführt, um dort eine kupferplattierte Schicht zu schaffen, die die Schaltung der ersten Schicht auf beiden Seiten der Grundplatte elektrisch verbindet. Dadurch werden Schaltungen aus min destens vier Schichten auf beiden Seiten der Grundplatte einschließlich der Kondensatorschaltung auf jeder Seite der Grundplatte ge schaffen. In diesem Fall wird kein Arbeitsvorgang benötigt, um einen Kon densator in die Grundplatte einzusetzen oder den Kondensator auf der Grund platte anzubringen und zu löten. Dadurch erhält man eine extrem dünne Kondensatorschaltung.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es, eine zuverlässige gedruckte Schaltung zu schaffen, mit Schaltungen in mindestens vier Schichten auf beiden Seiten einer Grundplatte einschließlich einer Widerstands schaltung oder einer Kondensatorschaltung auf jeder Seite derselben. Die gedruckte Schaltung hat eine hohe Packungsdichte bei ver ringertem Gewicht und wird mit extremer Verringerung der Bearbei tungen hergestellt ohne mögliche Fehlanordnungen oder Fehl einsetzung eines Widerstandes oder Kondensators.

Die anderen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlich.

Fig. 1 bis 11 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. In

Fig. 1 wird eine kupferbeschichtete Grundplatte im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 2 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit dem darin vorgesehenen Durchgangsloch im vertikalen Schnitt dargestellt;

Fig. 3 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit der daran ausgeführten Katalysatorbehandlung im vertikalen Schnitt dargestellt;

Fig. 4 wird die kupferbeschichtete Grundplatte gewaschen und getrocknet im vertikalen Schnitt dargestellt;

Fig. 5 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf auf getragenen ätzbeständigen Abdeckung im vertikalen Schnitt dargestellt;

Fig. 6 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer daran ange wandten Ätzbehandlung, um dort die Schaltung der ersten Schicht zu schaffen, im vertikalen Schnitt dargestellt;

Fig. 7 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten plattierungsbeständigen Abdeckung im vertikalen Schnitt dar gestellt;

Fig. 8 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten elektrisch leitenden Kupferpaste im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 9 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten chemischen Kupferplattierung im senkrechten Schnitt darge stellt;

Fig. 10 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten plattierungsbeständigen Abdeckung im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 11 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer nichtelektrolytischen Kupferplattierung, die auf dem inneren Rand des Durchgangsloches auf gebracht ist, im senkrechten Schnitt dargestellt.

Fig. 12 bis 15 zeigen eine zweite Anwendungsform der Erfindung, und in

Fig. 12 wird die kupferbeschichtete Grundplatte wie in Fig. 9 aber mit einer darauf aufgebrachten Widerstandspaste dargestellt;

Fig. 13 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten elektrisch leitenden Paste im senkrechten Schnitt dar gestellt;

Fig. 14 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten plattierungsbeständigen Abdeckung im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 15 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer am inneren Rand des Durchgangsloches aufgebrachten nicht elektrolytischen Kupfer plattierung im senkrechten Schnitt dargestellt.

Fig. 16 bis 19 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung, und in

Fig. 16 wird die kupferbeschichtete Grundplatte wie in Fig. 9 aber mit einer darauf aufgebrachten dielektrischen Paste dargestellt;

Fig. 17 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten elektrisch leitenden Paste im senkrechten Schnitt dar gestellt;

Fig. 18 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer darauf aufge brachten plattierungsbeständigen Abdeckung im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 19 wird die kupferbeschichtete Grundplatte mit einer an dem inneren Rand des Durchgangsloches aufgebrachten nichtelektrolytischen Kupfer plattierung im senkrechten Schnitt dargestellt.

Fig. 20 bis 28 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung, und in

Fig. 20 wird eine mit Haftmittel beschichtete Grundplatte im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 21 wird eine mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einem darin vorgesehenen Durchgangsloch im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 22 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit darauf ange wandter Katalysatorbehandlung im senkrechten Schnitt darge stellt;

Fig. 23 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einer darauf aufgebrachten plattierungsbeständigen Abdeckung im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 24 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einer darauf aufgebrachten nichtelektrolytischen Kupferplattierung, um dort die Schal tungen der ersten Schicht zu bilden, im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 25 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einer darauf aufgebrachten plattierungsbeständigen Abdeckung im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 26 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einer darauf aufgebrachten elektrisch leitenden Paste im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 27 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einer darauf aufgebrachten chemischen Kupferplattierung im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 28 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einem darauf aufgebrachten Überzug dargestellt.

Fig. 29 bis 31 zeigen eine fünfte Ausführungsform der Er findung, und in

Fig. 29 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte wie in Fig. 27 aber mit einer darauf aufgebrachten Widerstandspaste darge stellt;

Fig. 30 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einer darauf aufgebrachten elektrisch leitenden Paste im senkrechten Schnitt dargestellt;

Fig. 31 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einem darauf aufgebrachten Überzug im senkrechten Schnitt dargestellt.

Fig. 32 bis 34 zeigen eine sechste Ausführungsform der Er findung, und in

Fig. 32 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte wie in Fig. 27 aber mit einer darauf aufgebrachten dielektrischen Paste dargestellt;

Fig. 33 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einer darauf aufgebrachten elektrisch leitenden Paste im senkrechten Schnitt dargestellt; und

Fig. 34 wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte mit einem darauf aufgebrachten Überzug im senkrechten Schnitt dargestellt.

In den Fig. 1 bis 11 trägt eine Polymer-Grund platte 1 Kupferbeschichtungen 8 an den Plattenseiten und ist dadurch, wie in Fig. 1 dargestellt, eine kupferbeschichtete Grund platte 3. Die kupferbeschichtete Grundplatte 3 wird be arbeitet, um ein Durchgangsloch 4 zu erhalten, das, wie in Fig. 2 darge stellt, in senkrechter Richtung hindurch reicht. Die kupferbeschichtete Grundplatte 3 wird dann mit einem Katalysator behandelt, um auf beiden Seiten und auf dem inneren Rand 4 a des Durchgangsloches 4 mit Metallpartikeln 5 versehen zu werden, wie in Fig. 3 dargestellt.

Die Katalysatorbehandlung der kupferbeschichteten Grundplatte 3 wird mit einem Katalysator aus Palladiumchlorid (PdCl₂) und Zinnchlorid (SnCl₂) oder einer Alkalikatalysatorlösung nur aus Palladium durchgeführt, und dann werden die Metallpartikel 5 aus Palladium, wie vorher erwähnt, auf den Flächen der kupferbeschichteten Grundplatte 3 aufgebracht. Die Metallpartikel 5 dienen als Keime, um das Kupfer in der nachfolgenden nichtelektrolytischen Kupferbeschichtung abzuscheiden.

In der Beschreibung ist jetzt zu beachten, daß das Verfahren, um eine chemische Kupferplattierung durchzuführen, nachdem die Katalysatorbe handlung gemacht wurde, hier eine "nichtelektrolytische Kupferplattierung" genannt wird, und daß das Verfahren eine chemische Kupferplattierung auf einer elektrisch leitenden Kupferpaste durchzuführen, ohne darauf eine Kataly satorbehandlung zu machen, hier eine "chemische Kupferplattierung" genannt wird.

Nachdem die Katalysatorbehandlung abgeschlossen ist, wird die kupferbeschichtete Grundplatte 3, wie in Fig. 4 dargestellt, gewaschen und dann getrocknet. Dadurch werden die Metallpartikel 5 von der kupfer beschichteten Grundplatte 3 entfernt, mit Ausnahme der Metallpartikel, die am inneren Rand 4 a des Durchgangsloches 4 angebracht sind. Eine ätzbeständige Abdeckung 7 wird auf beiden Seiten der kupferbeschich teten Grundplatte 3 aufgetragen, außer auf deren vorbestimmten Bereichen 3 a, welche ohne elektrisch leitende Schaltungen der ersten darauf aufgebrachten Schicht, wie in Fig. 5 dargestellt, verbleiben. Danach wird die kupferbe schichtete Grundplatte 3 mit Ätzmittel behandelt, um auf beiden Seiten davon eine Vielzahl elektrisch leitender Schaltungen C ₁ der ersten Schicht mittels der Kupferbeschichtungen 8, zu erzeugen, wie in Fig. 6 dargestellt. In diesem Fall ist eine der Schaltungen C ₁ der ersten Schicht dazu vorgesehen, auf das Durchgangsloch 4 auf jeder Seite der kupferbeschichteten Grund platte aufgebracht zu werden.

Danach wird eine plattierungsbeständige Abdeckung 6 auf den Teilen 3 a der kupferbeschichteten Grundplatte 3 aufgebracht, wo keine Schal tungen C ₁ der ersten Schicht, wie in Fig. 7 dargestellt, aufgebracht sind. Die Abdeckung 6 ist z. B. die von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. entwickelte plattierungsbeständige Abdeckung CR-2001, deren Zusammensetzung weiter unten beschrieben ist. Danach wird die kupferbeschichtete Grundplatte 3 z. B. auf eine Temperatur von 150°C ungefähr 30 Minuten lang erhitzt, um gehärtet zu werden. Wie in Fig. 8 darge stellt, wird dann eine elektrisch leitende Kupferpaste 9, z. B. die von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. entwickelte elektrisch lei tende Kupferpaste ACP-007P gemäß der US-PS 43 53 816, auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 mittels Siebdruck in einer Weise aufgetragen, daß mindestens zwei der elektrisch leitenden Schaltungen C ₁ miteinander auf beiden Seiten der Grundplatte 3 elektrisch verbunden werden. Danach wird die kupferbeschichtete Grundplatte 3 auf eine Temperatur von 150°C 30-60 Minuten er hitzt, um gehärtet zu werden.

Die kupferbeschichtete Grundplatte 3 erhält dann eine Vorplattierungs behandlung. Die kupferbeschichtete Grundplatte 3 wird dabei beispiels weise für mehrere Minuten mit einer wäßrigen Lösung aus 4-5% Gewichtsteilen Natronlauge (NaOH) gewaschen und danach wird für mehrere Minuten eine Ober flächenbehandlung mittels einer Lösung aus 5-10% Gewichtsteilen Salzsäure (HCl) angewandt. Mit dieser Oberflächenbehandlung werden viele Kupferpartikel auf der Oberfläche der elektrisch leitenden Kupferpaste 9 von dessen Bindemittel freigelegt, welche als Keime beim nachfolgenden Schritt der Kupferplattierung verwendet werden können. In diesem Fall wird die Katalysatorbehandlung nicht benötigt, welche anderen falls bei der normalen nichtelektrolytischen Kupferplattierung erforderlich sein mag.

In der nächsten Stufe wird die kupferbeschichtete Grundplatte 3 in ein chemisches Kupferplattierungsbad getaucht, um wie in Fig. 9 dargestellt eine chemische Kupferplattierung auf der Oberfläche der elektrisch leitenden Kupferpaste 9 auszuführen. Als Ergebnis werden Kupferplattierungen 10 zur Bildung der elektrisch leitenden Schaltungen C ₂ der zweiten Schicht er halten, die auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 vor gesehen sind, und jede ist mit mindestens zwei elektrisch leitenden Schal tungen C ₁ der ersten Schicht angrenzend dazu elektrisch verbunden.

Dieses chemische Kupferplattierungsbad hat einen pH-Wert von 11-13 und eine Temperatur von 65°C-75°C. Die Dicke der Kupferplattierungsschicht 10 ist mehr als 5 µm bei einer Plattierungsgeschwindigkeit von 1,5 µm-3 µm pro Stunde.

Darauf folgend wird die plattierungsbeständige Abdeckung 6 auf beiden Seiten der Grundplatte 3 aufgetragen, außer an dem Durchgangsloch 4 und den Schaltungen C ₁ der ersten Schicht um das Durchgangsloch 4. Dann wird die Grundplatte 3 erhitzt, um die Abdeckung 6 zu härten. Danach wird, wie in Fig. 10 dargestellt, eine Aktivierungsbehandlung und danach eine nichtelektrolytische Kupferplattierung am inneren Rand 4 a des Durchgangs loches 4 durchgeführt, um dort eine Kupferplattierungsschicht 10 zu bilden und die Schaltungen C ₁ der ersten Schicht, die sich auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 um das Durchgangsloch 4 befinden, miteinander elektrisch zu verbinden. Auf diese Weise werden, wie in Fig. 11 dargestellt, mindestens vierschichtige Schaltungen C ₁, C ₂ auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 geschaffen. In diesem Fall werden die Schaltungen C ₁, die um das Durchgangsloch 4 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 ausgebildet sind, durch die Kupferplattierungsschicht 10, die am inneren Rand 4 a des Durchgangsloches 4 ausgebildet ist, miteinander elektrisch verbunden.

Somit werden die elektrisch leitenden Schaltungen C ₂ der zweiten Schicht mit der Kupferplattierungsschicht 10 und der elektrisch leitenden Kupfer paste 9 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 sowie die Schaltungen C ₁, C ₂ aus mindestens vier Schichten auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 gebildet. Damit ist eine Druck schaltungsgrundplatte 12, wie in Fig. 11 dargestellt, fertiggestellt.

Die Erfindung kombiniert ein Subtraktiv verfahren und ein Additivverfahren richtig miteinander, um leicht die Schaltungen C ₁, C ₂ mit mindestens vier Schichten auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 zu bilden.

Die Fig. 1 bis 9 und Fig. 12 bis 15 erläutern eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit gleichen Bezugszeichen für Teile, die für beide Ausführungsformen gemeinsam sind. Bei der zweiten Ausführungs form sind die Vorgänge dieselben wie bei der ersten Ausführungsform, bis die Schaltungen C ₁, C ₂ der ersten und zweiten Schichten auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 in Fig. 9 gebildet sind. Deshalb wird die Erklärung der Vorgänge hier ausgelassen und die Vorgänge von Fig. 12 bis 15 zur Bildung einer Widerstandsschaltung werden wie folgt erklärt.

Wie in Fig. 12 dargestellt, wird eine Widerstandspaste 14 mit einem vorbestimmten elektrischen Widerstandswert auf die plattierungs beständige Abdeckung 6 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grund platte 3 aufgebracht und danach wird die Grundplatte 3 erhitzt, um die Widerstandspaste 14 zu härten. Danach, wie in Fig. 13 dargestellt, wird eine elektrisch leitende Paste 15 wie z. B. Silberpaste auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 so aufgetragen, daß die Schaltungen C ₁ der ersten Schicht, die sich auf beiden Seiten seitlich jeder Widerstandspaste 14 befinden, elektrisch verbunden werden, und wird die Grundplatte 3 zum Härten erhitzt, um Widerstandsschaltungen 13 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 zu bilden. Somit erhält die kupferbe schichtete Grundplatte 3 die Schaltungen C ₁, C ₂ aus mindestens vier Schichten einschließlich der Widerstandsschaltung 13 auf beiden Seiten davon gebildet.

Darauf folgend, wie in Fig. 14 dargestellt, wird die plattierungsbe ständige Abdeckung 6 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte, außer an dem Durchgangsloch 4 und den Schaltungen C ₁ der ersten Schicht, die um das Durchgangsloch 4 ausgebildet sind, in derselben Weise wie in Fig. 10 der ersten Ausführungsform aufgetragen und danach zum Härten erhitzt. Als nächstes wird eine Aktivierungsbehandlung am inneren Rand 4 a des Durch gangsloches 4 durchgeführt und danach wird eine nicht elektrolytische Kupferplattierung durchgeführt, um dort die Kupferplattierung 10 zu schaffen und um die Schaltungen C ₁ der ersten Schicht, die sich jeweils um das Durchgangsloch 4 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3, wie in Fig. 15 darge stellt, befinden, elektrisch zu verbinden. Auf diese Weise werden die Schaltungen C ₁, C ₂ aus mindestens vier Schichten einschließlich der Wider standsschaltung 13 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 gebildet und die Druckschaltungsgrundplatte 22 ist fertiggestellt. Somit werden gemäß der zweiten Ausführungsform die Schaltungen C ₁, C ₂ aus mindestens vier Schichten einschließlich der Widerstandsschaltung 13 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 mittels der rich tigen Kombination des Subtraktivverfahrens und des Additivver fahrens, ausgebildet.

Die Fig. 1 bis 9 und Fig. 16 bis 19 erläutern eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit gleichen Bezugszeichen für Teile, die für die drei Ausführungsformen gemeinsam sind. Bei der dritten Ausführungsform sind die Vorgänge dieselben wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform, bis die Schaltungen C ₁, C ₂ der ersten und zweiten Schicht auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 in Fig. 9 gebildet sind. Deshalb wird die Erklärung der Vorgänge hier ausgelassen und die Vorgänge von Fig. 16 bis 19 zur Bildung einer Kondensator schaltung werden wie folgt erklärt.

In Fig. 16 wird eine dielektrische Paste 18 auf einen Teil der Schaltung C ₁ der ersten Schicht oder einer Schaltung C ₂ der zweiten Schicht auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 aufgebracht und dann erhitzt, um gehärtet zu werden. Danach, wie in Fig. 17 dargestellt, wird eine elektrisch leitende Paste 19, z. B. eine Silberpaste auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 so aufgebracht, daß die dielektrische Paste 18 mit einer anderen Schaltung C ₁, die von der Schaltung C ₁, auf welcher die dielektrische Paste 18 aufgetragen wird, beabstandet ist, und der plattierungsbeständigen Ab deckung 6, die sich dazwischen befindet, elektrisch verbunden werden. Danach wird die elektrisch leitende Paste 19 zum Härten erhitzt. Dadurch wird auf jeder Seite der kupferbeschichteten Grundplatte 3 eine Kondensatorschaltung 16 geschaffen. Danach, wie in Fig. 18 darge stellt, wird die plattierungsbeständige Abdeckung 6 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 mit Ausnahme des Durchgangslochs 4 und der Schaltungen der ersten Schicht, die sich um das Durchgangsloch 4 be finden, aufgetragen und zum Härten erhitzt. Eine Aktivierungsbe handlung wird dann am inneren Rand 4 a des Durchgangsloches 4 und danach eine nichtelektrolytische Plattierung am inneren Rand 4 a durchgeführt, um dort die Kupferplattierungsschicht 10 auszubilden, um die Schaltungen C ₁, die sich jeweils um das Durchgangsloch 4 auf beiden Seiten der kupferbe schichteten Grundplatte 3 (wie in Fig. 19 dargestellt) befinden, elektrisch zu verbinden. Dadurch werden die Schaltungen C ₁, C ₂ aus mindestens vier Schichten einschließlich der Kondensatorschaltung 16 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 geschaffen.

In Fig. 17 wird die elektrisch leitende Paste 19 nur an die Schaltung C ₁ auf der rechten Seite der plattierungsbeständigen Abdeckung 6 auf jeder Seite der Grundplatte 3 angeschlossen. Die elektrisch leitende Paste 19 kann auch an die Schaltung C ₂ der zweiten Schicht ange schlossen werden.

Auf diese Weise werden das Subtraktivverfahren und das Additiv verfahren richtig kombiniert, um die elektrisch leitenden Schal tungen C ₁, C ₂ aus mindestens vier Schichten einschließlich der Kondensatorschaltung 16 auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grund platte 3 zu schaffen, und damit ist die Druckschaltungsgrundplatte 32, wie in Fig. 19 dargestellt, fertiggestellt.

Bei dieser Ausführungsform werden die Schaltungen C ₁, C ₂ der ersten und zweiten Schicht aufeinander auf jeder Seite der kupferbeschichteten Grundplatte 3 aufgebaut. Die Schaltungen sind jedoch nicht auf zwei Schichten auf jeder Seite der Grundplatte 3 begrenzt. Die Verfahrensschritte können wiederholt auf der plattierungsbeständigen Abdeckung 6 auf jeder Seite der Grundplatte 3 durchgeführt werden, um mehr als drei Schaltungsschichten, d. h. mehr als sechs Schaltungsschichten zusammen auf beiden Seiten der kupferbeschichteten Grundplatte 3 zu bilden.

In Fig. 20 bis 28 wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung erklärt. Eine Polymer-Grundplatte 10 hat auf beiden Seiten ein Haftmittel 20 aufgebracht, womit, wie in Fig. 20 darge stellt, eine mit Haftmittel beschichtete Grundplatte 30 geschaffen wird. Die mit Haft mittel beschichtete Grundplatte 30 wird bearbeitet, um ein Durchgangsloch 40 mit einem inneren Rand 40 a zu erhalten, das ganz durch die Dicke der Platte reicht, wie in Fig. 21 dargestellt. Die mit Haftmittel beschichtete Grund platte 30 wird dann einer Katalysatorbehandlung ausgesetzt und danach werden Metallpartikel 50 an beiden Seiten der Grundplatte und dem inneren Rand 40 a des Durchgangsloches 40, wie in Fig. 22 dargestellt, aufgebracht. Die Metallpartikel 50 können beispielsweise Palladium (Pd) sein und werden als Vielzahl von Keimen für die nachfolgende nichtelektrolytische Kupferplattierung be nutzt.

Die Katalysatorbehandlung der mit Haftmittel beschichteten Grund platte 30 wird mit einem Katalysator aus Palladiumchlorid (PdCl₂) und Zinnchlorid (SnCl₂) oder einem Alkalikatalysator nur aus Palladium durch geführt und danach werden Metallpartikel 50 aus Palladium auf den Flächen der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 aufgebracht. Die Metallpar tikel 50 dienen als Keime, um daran Kupfer in der nach folgenden nichtelektrolytischen Kupferplattierung abzuscheiden. Da Palladium und Kupfer beides Metalle sind und wenig Energie benötigt wird, um eine Oberfläche zwischen ihnen zu schaffen und die atomare Anordnung einer im wesentlichen gleichen Periode haben (beide gehören zum kubisch-flächenzentrierten Gitter und die Gitterkonstanten sind ungefähr 3.8898 Å bzw. 3.6150 Å), wird das Kupfer nach und nach in der nichtelektrolytischen Kupferplattierung freigelegt und dadurch kann die Kupferplattierung auf den Metallpartikeln 50 aufgebracht werden.

Nachdem die Katalysatorbehandlung abgeschlossen ist, wird eine plattierungsbeständige Abdeckung 60, wie die von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. entwickelte Abdeckung CR-2001, auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 auf die Teile aufgetragen, wo wie in Fig. 23 dargestellt, keine Schaltungen ausgebildet sind. Die plattierungsbeständige Abdeckung 60 wird dann auf ungefähr 150°C für etwa 30 Minuten zum Härten erhitzt. Eine nichtelektrolytische Kupfer plattierung wird auf Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 außer den Teilen, die die plattierungsbeständige Abdeckung 60 darauf aufge tragen haben, und auf dem inneren Rand 40 a des Durchgangsloches 40 durchgeführt, wie in Fig. 24 dargestellt. Mit der nichtelektrolytischen Kupfer plattierung wird eine Kupferplattierungsschicht 80 mit einer Dicke von 1,0 µm-3,0 µm pro Stunde in einem Kupferplattierungsbad einer Temperatur von ungefähr 70°C und bei pH 12 geschaffen, obwohl die erwähnten Werte mehr oder weniger davon ab weichen können, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Kupferplattierungsbades. Von der Kupferplattierung wird besonders eine Mindestdicke von 5 µm verlangt, und die Plattierungszeit soll 1,7-5 Stunden sein. Dadurch wird eine Kupferplattierungsschicht 80 zur Bildung der Schaltungen C ₁₀ der ersten Schicht auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 geschaffen. Die Schaltungen C ₁₀ der ersten Schicht sind auf beiden Seiten der Grund platte 30 durch die Kupferplattierungsschicht 80 des inneren Randes 40 a des Durchgangsloches 40 elektrisch miteinander verbunden.

Eine plattierungsbeständige Abdeckung 60 wird wieder auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 auf den Teilen aufgetragen, wo die plattierungsbeständige Abdeckung 60 vorher aufgetragen wurde oder auf Teilen der Schaltungen C ₁₀ der ersten Schicht, die nicht mit den Schaltungen der zweiten Schicht elektrisch verbunden werden sollen, wie in Fig. 25 dargestellt ist. Die Abdeckung 60 wird zum Härten erhitzt.

Wie in Fig. 26 dargestellt, wird danach eine elektrisch leitende Kupferpaste 90, wie die von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. entwickelte Paste ACP-007P, welche zur Kupferplattierung besonders geeignet ist, mittels Siebdruck auf den Teilen, die die plattierungsbeständige Abdeckung 60 wiederholt darauf aufgetragen haben, auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte aufgetragen und danach bei einer Temperatur von ungefähr 150°C 30-60 Minuten lang zum Härten erhitzt.

Die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte 30 erhält dann eine Vor plattierungsbehandlung. Die Grundplatte 30 wird dabei mehrere Minuten lang mit einer wäßrigen Lösung aus 4-5% Gewichtsteilen Natronlauge (NaOH) ge waschen, und danach wird mehrere Minuten lang eine Oberflächenbehandlung mit einer wäßrigen Lösung aus 5-10% Gewichtsteilen Salzsäure (HCl) ange wandt. Mit dieser Oberflächenbehandlung werden viele Kupferpartikel auf der Oberfläche der elektrisch leitenden Kupferpaste 90 von dessen Bindemittel freigelegt, welches als Keime beim nachfolgenden Schritt der Kupferplattierung verwendet werden können. In diesem Fall wird eine Katalysatorbehandlung nicht benötigt, welche andernfalls bei der normalen nichtelektrolytischen Kupferplattierung erforderlich sein mag.

In der nächsten Stufe wird die mit Haftmittel beschichtete Grundplatte 30 in ein chemisches Kupferplattierungsbad getaucht, um wie in Fig. 27 dargestellt eine chemische Kupferplattierung auf der Oberfläche der elektrisch leitenden Kupferpaste 90 auszuführen. Als Ergebnis werden Kupferplattierungsschichten 100 zur Bildung der elektrisch leitenden Schaltungen C ₂₀ der zweiten Schicht auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte erhalten. Dadurch werden die Schaltungen C ₂₀ der zweiten Schicht mit den angrenzenden Schaltungen C ₁₀ der ersten Schicht elektrisch verbunden. Dieses chemische Kupferplattierungsbad hat pH 11-13 und eine Temperatur von 65°C-75°C und die Dicke der Kupferplattierungsschicht 100 ist mehr als 5 µm bei einer Plattierungsgeschwindigkeit von 1,5 µm-3 µm pro Stunde.

Auf diese Weise können die Schaltungen C ₂₀ der zweiten Schicht mit der Kupferplattierungsschicht 100 und der elektrisch leitenden Kupfer paste 90 auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 und demgemäß die Schaltungen C ₁₀, C ₂₀ mit min destens vier Schichten auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 gebildet werden.

Letztlich, wie in Fig. 28 dargestellt, wird ein Überzug 110, wie etwa die von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. entwickelte plattierungsbeständige Abdeckung CR-2001, auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 aufgetragen und damit ist die Druckschal tungsgrundplatte 120 fertiggestellt.

Gemäß dieser Ausführungsform können die Schaltungen C ₁₀, C ₂₀ mit min destens vier Schichten auf einer einzigen Grundplatte alleine mit Hilfe des Haftmittelverfahrens aufgebaut werden.

In Fig. 27 und Fig. 29 bis 31 wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung erklärt. Da die Ausführungsform bis zur Stufe der Fig. 27 in derselben Weise wie die vierte Ausführungsform ausgeführt wird, wird diese Zwischenerklärung hier ausgelassen und nur die Stufen von Fig. 28 bis 31 werden erklärt, wobei gleiche Bezugszeichen für Teile verwendet werden, die beiden Ausführungsformen gemeinsam sind.

In Fig. 29 wird eine Widerstandspaste 140 mit einem vorbestimmten elektrischen Widerstandswert auf die Teile der plattierungsbe ständigen Abdeckung 60, auf denen keine elektrisch leitende Kupferpaste 90 aufgebracht ist, auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 aufgebracht, und die Widerstandspaste 140 wird dann zum Härten erhitzt. Eine elektrisch leitende Paste 150, wie z. B. Silberpaste, wird dann auf beiden Seiten der Grundplatte 30 in einer Weise aufgebracht, daß mit der Widerstandspaste 140 mindestens zwei Schaltungen C ₁₀ der ersten Schicht, die sich auf beiden Seiten der Widerstandspaste 140 be finden, elektrisch verbunden werden, und die elektrisch leitende Paste 150 wird dann zum Härten erhitzt, wie in Fig. 30 dargestellt. Dadurch wird auf jeder Seite der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 zusätzlich zu den Schaltungen C ₁₀, C ₂₀ der ersten und zweiten Schicht eine Wider standsschaltung 130 geschaffen, die in mindestens vier Schichten ausge bildet ist. Dann wird der Überzug 110 auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 aufgebracht. Damit ist eine Druckschal tungsplatte 220, wie in Fig. 31 dargestellt, durch das Haftmittel verfahren fertiggestellt.

In Fig. 27 und Fig. 32 bis 34 wird eine sechste Ausführungsform der Erfindung erklärt. Da diese Ausführungsform bis zur Stufe der Fig. 27 wie die fünfte ausgeführt wird, wird diese Zwischenerklärung hier ausgelassen und nur die Stufen von Fig. 32 bis Fig. 34 werden erklärt, wobei gleiche Bezugszeichen für die Teile verwen det werden, die beiden Anwendungsformen gemeinsam sind.

In Fig. 32 wird eine dielektrische Paste 180 auf einen Teil einer der Schaltungen C ₁₀, C ₂₀ der ersten und zweiten Schicht auf beiden Seiten der Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 aufgebracht und danach zum Härten erhitzt. Eine elektrisch leitende Paste 190 wie z. B. Silberpaste wird auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 so aufgebracht, daß mit der dielektrischen Paste 180 eine andere Schaltung C ₁₀ der ersten Schicht auf jeder Seite der Grundplatte 30 elektrisch verbunden wird und danach wird die elektrisch leitende Paste 190 zum Härten erhitzt. Auf diese Weise wird eine Kondensator schaltung 160 auf jeder Seite der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 geschaffen, zuzüglich zu den Schaltungen C ₁₀, C ₂₀ mit mindestens vier Schichten auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30.

Bei dieser Ausführungsform wird die elektrisch leitende Paste 190 verwendet, um die Schaltungen C ₁₀ und C ₂₀ der ersten und zweiten Schicht, die sich auf der rechten Seite der plattierungsbeständigen Abdeckung 60 be finden, elektrisch mit der dielektrischen Paste zu verbinden.

Letztlich, wie in Fig. 34 dargestellt, wird ein Überzug 110 auf beiden Seiten der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 aufgebracht und danach zum Härten erhitzt. Damit ist die Druckschaltungsplatte 320 fertiggestellt.

In dieser Ausführungsform sind die Schaltungen C ₁₀, C ₂₀ in zwei Schichten auf jeder Seite der mit Haftmittel beschichteten Grundplatte 30 aufgebaut. Es versteht sich von selbst, daß die Verfahrensschritte auf dem Überzug 110 wiederholt werden können, um die Schaltungsschichten weiter zu erhöhen, z. B. bis zu mehr als sechs Schaltungsschichten.

Nachfolgend werden die elektrisch leitende Paste, die elektrische Widerstandspaste, die plattierungsbeständige Paste und die dielektrische Paste, die in dieser Erfindung ver wendet werden, kurz beschrieben.

Hinsicht der von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. entwickelten Paste ACP-007P, beispielsweise verwendet als elektrisch leitende Paste, welcher besonders zur Kupferplattierung anwendbar ist, ist es allgemein bekannt, daß Kupfer leicht oxidiert und daß ganz besonders Kupfer in Form von Pulverpartikeln noch leichter oxidiert werden kann, weil die freigelegte äußere Oberfläche vergrößert wird. Im Gegensatz zu nicht oxidierenden Pasten aus teueren Metallen, wird es notwendig, bei einer Paste mit solchen Bestandteilen die oxidierte Schicht der Kupferpulverpartikel zu entfernen und auch die Reoxidation der Kupferpartikel vermeiden. Um eine elektrisch leitende Kupferpaste zu erhalten, welche einfach einzusetzen ist und gut auf dem Grundmaterial haftet, ist es wichtig, die Bestandteile wie Kupferpulver, Bindemittel, spezielle Zusatzstoffe (z. B. Anthrazen, Anthrazencarbonsäure, Anthradin, Anthranilsäure), Dispersions- und Lösemittel richtig zu wählen und richtig zu mischen.

Die Kupferpartikel haben abhängig von ihrem Herstellungsverfahren, unterschiedlichen Aufbau. Beim elektrolytischen Verfahren werden die Kupferpartikel mit hoher Reinheit und auch in verzweigten Formen abgeschieden. Beim Reduktionsverfahren, wo die Oxide durch ein redu zierendes Gas reduziert werden, werden Kupferpartikel mit schwammigen und porösen Formen erhalten.

Die elektrisch leitende Paste, die im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden soll, muß die folgenden Eigenschaften haben:

1. Zur Bildung feiner Muster muß sie mittels Siebdruck leicht auf zutragen sein.
2. Sie muß fest auf der Grundplatte haften.
3. Sie muß gegen ein Alkalibad zur chemischen Kupferplattierung bei hoher Temperatur beständig sein.
4. Sie muß gut auf der Kupferplattierung haften.
5. Sie muß über die Zeit, um eine stabile Druckbarkeit zu gewährleisten, eine unveränderliche Viskosität haben.

Um die oben erwähnten Erfordernisse zu befriedigen, wird von der elektrisch leitenden Kupferpaste verlangt, daß sie Kupferpartikel von hoher Rein hiet in verzweigter Form, wie sie bei der Elektrolyse abgeschieden werden, und/oder Kupferpartikel in porös-schwammiger Form enthält, wie sie aus Metalloxiden reduziert werden. Die Kupferpartikel können in Flocken ver arbeitet werden.

Weiterhin, um den Gehaltsanteil der Kupferpartikel in der Paste zu erhöhen, ist es erforderlich, die Kupferpartikel mit unterschiedlichen Größen und Formen zu maximaler Dichte zu bringen.

Hinsichtlich des Bindemittels der elektrisch leitenden Paste wird von dem Bindemittel verlangt, als Träger für viele Kupferpartikel und als wirksames Haftmittel auf der Grundplatte zu wirken. Weiter hin muß das Bindemittel einem Alkalibad einer chemischen Kupferplattierung widerstehen.

Es wurde herausgefunden, daß elektrisch leitende Kupferpaste dann am besten war, wenn die Kupferpaste ein Epoxyharz enthielt.

Die Kupferplattierung, die auf der elektrisch leitenden Kupferpaste ACP-007P abgelagert wird, ist rötlich-braun und pastenartig und hat eine Viskosität von 300-500 Pas bei einer Temperatur von 25°C. Die Hafteigenschaft auf einer kupferbeschichteten Grundplatte und einer Harzgrundplatte wurde durch einen Abziehtest bestätigt. Weiterhin wurden die Hafteigenschaften auf einer elektrisch leitenden Paste durch den Abziehtest bestätigt.

Die Bestandteile der elektrisch leitenden Kupferpaste und deren Leitfähigkeit sind im Einzelnen in der US-PS 43 53 816 beschrieben.

Die elektrische Widerstandspaste enthält als elek trisches Leitelement ein hochreines veredeltes Pulver aus Kohlenstoff oder Graphit oder dergl. und ein wärmegehärtetes Harz wie z. B. Epoxyharz, Phenolharz, Melaminharz, Acrylharz oder dergl. als Bindemittel, und sie enthält weiterhin als Viskositätsmodifizierer eine Lösung, die bei hoher Temperatur langsam verdunstet.

Von jedem der Bestandteile der elektrischen Widerstandspaste wird eine bestimmte Eigenschaft verlangt. Zum Beispiel müssen die Partikel fein und gleichmäßig und weiter hin von hoher Reinheit sowie hoher Qualität sein. Weiterhin müssen die Partikel geringe Unterschiede im elektrischen Widerstandswert haben und müssen mit dem hinzuzumischenden Harz verträglich sein.

Hinsichtlich der Polymereigenschaften ist es vorzuziehen, daß die Paste von den Partikeln leicht gelöst wird und nicht filmig wird, wenn sie lange Zeit normalen Temperaturen ausgesetzt wird. Von der Paste wird weiter verlangt, nicht bei normaler Temperatur zu härten und schnell unter Hitze zu härten. Die gehärtete Paste darf im Volumen nicht variieren und muß etwas geschmeidig sein und weiterhin gut auf der Grundplatte haften. Weiterhin muß die Paste widerstandsfähig gegen Hitze und Luftfeuchtigkeit sein und sie muß auch gut auf der Grundierung sowie auf dem Überzug haften.

Hinsichtlich der Löseeigenschaften wird verlangt, daß die Paste bei den aufeinanderfolgenden Druckvorgängen stabilisiert wird, d. h. daß sie die Drucke nicht füllt und den Emulsionsfilm nicht verschlechtert. Von der Paste wird weiter verlangt, bei normaler Temperatur eine kleine Verdunstungsgeschwindigkeit zu haben und zögernd Wasser aufzunehmen, nicht zu abrupt ihre Viskosität bei ±10°C Temperatur zu ändern, nicht giftig zu sein und/oder störenden Geruch bei normaler Temperatur und im Dampf während des Erhitzens zu haben.

Die elektrische Widerstandspaste wie z. B. die Paste TU-1K wurde von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. so entwickelt, daß sie einen sehr stabilen Widerstand aufrecht hält, d. h. die Widerstands schwankungsrate beträgt bei einer Löttemperatur von 240°C nur ungefähr 0,5%. Weiterhin absorbiert die Paste nicht abrupt Hitze und reagiert sie nicht auf Hitze, bis die Löttemperatur erreicht ist, wie es eine Aufzeichnung der Wärmedifferenzkurve zeigt, und deshalb ist die Volumen veränderung des Widerstandes extrem klein.

Hinsichtlich der plattierungsbeständigen Abdeckung, wie z. B. der von Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd. entwickelten und für die Erfindung zu verwendenden Abdeckung CR-2001, werden isolierende und gleichzeitig alkalibeständige Eigenschaften verlangt. Die Abdeckung wurde entwickelt, um den Säuregehalt länger als 4 Stunden in dem Alkalibad bei 70°C und pH 12 aufrecht zu erhalten, genau wie das chemische Kupferplattierungsbad.

Ähnlich der elektrisch leitenden Paste ACP-007P enthält die Ab deckung als Hauptkomponente ein Epoxyharz und wird durch ein 180-Maschen (180 mesh) Polyestersieb gedruckt und dann zum Härten 30 Minuten lang bei 150°C erhitzt. Der Druckfilm ist vorzugsweise 15-30 µm, um Chemikalien und Spannungen zu widerstehen. Die Hauptmerkmale sind wie folgt: Die Abdeckung haftet gut auf der Grundplatte und einer Kupferschicht, auf welcher die Abdeckung aufgetragen wird, und wird weiterhin nicht ver schlechtert, wenn sie für lange Zeit in ein Alkalibad mit pH 12 getaucht wird. Die Abdeckung ist im praktischen Gebrauch völlig sicher, weil der zu benutzende Härter Alkali ist, das wenig Gift enthält. Die Ab deckung wird durch Siebdruck aufgetragen und enthält 10 g Härter gemischt mit 100 g der Hauptkomponente und wird in einer Zeit von 15-30 Minuten bei 150-200°C Temperatur gehärtet.

Die plattierungsbeständige Abdeckung hat eine Oberflächenhärte von mehr als 8 H bei Bleistiftmessung, eine Lösungs beständigkeit (in Trichlorethylen) von mehr als 15 Sekunden, eine Beständigkeit gegenüber Lötwärme (260°C) von mehr als 5 Zyklen, einen Ober flächenisolierwiderstand von mehr als 5 × 10¹³ Ohm, einen Volumen widerstand von 1 × 10¹⁴ Ohm × cm (15 µm), Beständigkeit gegenüber Spannung von mehr als 3,5 kV (15 µm) und einen dielektrischen Verlustfaktor (1 MH_z) von weniger als 0,03.

Die für die Erfindung zu verwendende dielektrische Paste wurden den Typen 1 und 2 der Chip-Kondensatornorm entsprechend ent wickelt, wobei die elektrostatische Kapazität 100 pF-1000 pF beträgt. Die dielektrische Paste wird aus Bariumtitanat (BaTiO₃) hergestellt, welches zu Flocken oder Platten gebrannt und zu Partikeln von 2 µm-10 µm vermahlen wird, welche dann bei mehr als 50 Gew.-% Partikel mit einem Bindemittel und weiter mit einer organischen Lösung gemischt und zu einer Paste geknetet werden. Als Bindemittel kann ein Harz wie Phenolharz, Epoxyharz, Melaminharz etc. verwendet werden. Als Lösemittel kann Butylcarbitol als Hauptgrundstoff zusammen mit Carbitol- oder Butyl cellsol benutzt werden.

Zusammensetzungen von CR-2001 und TU-1K CR-2001

Hauptbestandteile des Harzes:

a) Epoxyharz vom Kresolnovolacktyp
b) Magnesiumsilicat als mineralischer Füllstoff
c) Silicon als Beschichtungs-Zusatzstoff
d) Butylcarbitol-Lösemittel

Härter:

Guanidinverbindung, Imidazolderivat und Butylcarbitol- Lösemittel

Mischungsverhältnis:

Hauptbestandteil/Härter = 100 g : 10 g

TU-1K

a) Phenolharz vom Resoltyp
b) Magnesiumsilicat als mineralischer Füllstoff
c) Kohlepulver
d) Butylcarbitol-Lösemittel

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.

Beispiel 1

Eine elektrisch leitende Kupferpaste ACP-007P wurde direkt auf eine Phenolpapiergrundplatte gedruckt und für eine vorbestimmte Zeit bei 150°C Temperatur zum Härten erhitzt. Danach wurde die Alkali- und Säure behandlung an der Grundplatte und darauf folgend die chemische Kupferplattierung ausgeführt, um eine chemische Kupferplattierungsschicht von 6 µm Dicke zu erhalten. Ein Draht (zinnüberzogen, 0,5 mm ⌀) wurde an die Meßbuchse gelötet (innerhalb von 3 Sekunden). In diesem Fall wurde ge funden, daß die Zugfestigkeit der Lötung 5-6 N/mm², wenn die Paste in 30 Minuten gehärtet wurde und 6-7 N/mm², wenn die Paste in 60 Minuten gehärtet wurde.

Bei Verwendung einer Epoxyharzglasgrundplatte unter denselben Bedingungen wurde gefunden, daß die Zugfestigkeit 6-7 N/mm² war, wenn die Paste in 30 Minuten gehärtet wurde und bis über 7 N/mm², wenn die Paste in 60 Minuten gehärtet wurde.

Beispiel 2

Die plattierungsbeständige Abdeckung CR-2001 wurde auf eine Phenol harzgrundplatte gedruckt und bei 150°C Temperatur 30 Minuten lang zum Härten erhitzt. Darauf wurde die elektrisch leitende Kupfer paste ACP-007P gedruckt und bei 150°C Temperatur für eine vorbestimmte Zeit zum Härten erhitzt. Danach wurden die Alkali- und Säurebehandlung und danach die chemische Kupferplattierung ausgeführt, um eine Kupferplattierungs schicht von 6 µm Dicke zu bilden. Ein Draht (zinnüberzogen, 0,5 mm ⌀) wurde an die Meßbuchse gelötet (innerhalb von 3 Sekunden). In diesem Fall wurde gefunden, daß die Zugfestigkeit der Lötung 6-7 N/mm² war, wenn die Paste in 30 Minuten gehärtet wurde und bis über 7 N/mm², wenn die Paste in 60 Minuten gehärtet wurde.

Bei Verwendung einer Epoxyharzglasgrundplatte unter den selben Bedingungen wurde gefunden, daß die Zugfestigkeit ca. 7 N/mm² war, wenn die Paste in 30 Minuten gehärtet wurde und 7-8 N/mm², wenn die Paste in 60 Minuten gehärtet wurde.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen gedruck ten Schaltungen unter Anwendung der Verfahrensschritte:

a) Bohren einer beidseitig kupferbeschichteten Grundplatte;
b) Katalysieren der gesamten Oberfläche der Grundplatte und Durchführen entsprechender Spülprozesse;
c) beidseitiges Aufbringen einer ätzbeständigen Abdeckung im Positivdruck, Abätzen des nicht erforderlichen Kup fers und Strippen der Abdeckung zur Erzeugung einer ersten Leiterstruktur (C 1);
d) beidseitiges Auftragen einer plattierungsbeständigen Abdeckung unter Aussparung der ersten Leiterstruktur, sowie thermisches Härten dieser Abdeckung;
e) beidseitiges Auftragen einer polymeren oxidationsbestän digen Kupfer-Leitpaste zur Herstellung von Verbindungen innerhalb der ersten Leiterstruktur (C 1), sowie ther misches Härten dieser Paste;
f) Behandeln der gemäß den Schritten a)-e) behandelten Grundplatte für mehrere Minuten mit Natronlauge sowie mit Salzsäure (Vorplattierungsbehandlung);
g) Durchführen einer chemischen Kupferplattierung auf der Kupfer-Leitpaste zur Erzeugung einer zweiten Leiter struktur (C 2);
h) beidseitiges Auftragen einer plattierungsbeständigen Abdeckung unter Aussparung der Bohrungen und der ersten Leiterstruktur (C 1) im Bereich der Bohrungen, sowie thermisches Härten dieser Abdeckung;
i) Aktivierungsbehandlung in den Bohrlochwandungen;
j) Durchführen einer nichtelektrolytischen Kupferplat tierung auf den Bohrlochwandungen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verfahrensschritte g) und h) die folgenden Verfahrensschritte eingeschoben werden:

1. beidseitiges Auftragen einer Widerstandspaste auf ent sprechenden Stellen der plattierungsbeständigen Ab deckung, sowie thermisches Härten dieser Paste;
2. beidseitiges Auftragen einer polymeren Leitpaste zur Herstellung von Verbindungen zwischen der gehärteten Widerstandspaste und den Leiterstrukturen, sowie ther misches Härten dieser Paste.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verfahrensschritte g) und h) die folgenden Verfahrensschritte eingeschoben werden:

1. beidseitiges Auftragen einer dielektrischen Paste auf einem Teil der ersten oder zweiten Leiterstruktur (C 1, C 2), sowie thermisches Härten dieser Paste;
2. beidseitiges Auftragen einer polymeren Leitpaste zur Herstellung von Verbindungen zwischen der dielektrischen Paste und den Leiterstrukturen, sowie thermisches Härten dieser Paste.

4. Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen gedruck ten Schaltungen unter Anwendung der Verfahrensschritte:

a) Bohren einer beidseitig mit Haftvermittler beschich teten Grundplatte;
b) Katalysieren der gesamten Oberfläche der Grundplatte;
c) beidseitiges Auftragen einer plattierungsbeständigen Abdeckung unter Aussparung von Bereichen, die für Lei terstrukturen vorgesehen sind, sowie thermisches Härten dieser Abdeckung;
d) Durchführen einer nichtelektrolytischen Kupfer-Plattie rung auf den ausgesparten Bereichen und auf den Bohr lochwandungen zur Erzeugung einer ersten Leiterstruk tur (C 10);
e) beidseitiges Auftragen einer weiteren plattierungsbe ständigen Abdeckung in gleichen Bereichen wie bei Schritt c) und/oder auf Teilen der ersten Leiterstruktur (C 10), sowie thermisches Härten dieser Abdeckung;
f) Auftragen einer polymeren oxidationsbeständigen Kupfer- Leitpaste in Bereichen der wiederholten Auftragung der plattierungsbeständigen Abdeckung, sowie thermi sches Härten dieser Paste;
g) Behandeln der gemäß den Schritten a)-f) behandelten Grundplatte für mehrere Minuten mit Natronlauge sowie mit Salzsäure (Vorplattierungsbehandlung);
h) Durchführen einer chemischen Kupferplattierung auf der Kupfer-Leitpaste zur Erzeugung einer zweiten Leiter struktur (C 20);
i) beidseitiges Auftragen einer plattierungsbeständigen Abdeckung unter Aussparung der Bohrungen und der er sten Leiterstruktur (C 10) im Bereich der Bohrungen, sowie thermisches Härten dieser Abdeckung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verfahrensschritte h) und i) die folgenden Verfahrensschritte eingeschoben werden:

1. beidseitiges Auftragen einer Widerstandspaste in Berei chen der wiederholten Auftragung der plattierungsbe ständigen Abdeckung, sowie thermisches Härten dieser Paste;
2. beidseitiges Auftragen einer polymeren Leitpaste zur Herstellung von Verbindungen zwischen der gehärteten Widerstandspaste und den Leiterstrukturen, sowie ther misches Härten dieser Paste.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verfahrensschritte h) und i) die folgenden Verfahrensschritte eingeschoben werden:

1. beidseitiges Auftragen einer dielektrischen Paste auf einem Teil der ersten oder zweiten Leiterstruktur (C 10, C 20), sowie thermisches Härten dieser Paste;
2. beidseitiges Auftragen einer polymeren Leitpaste zur Herstellung von Verbindungen zwischen der dielektrischen Paste und den Leiterstrukturen, sowie thermisches Härten dieser Paste.

7. Verwendung einer Kupfer-Leitpaste aus einem Gemisch von (unter flüssigen Bedingungen) 70-85 Gewichtsteilen Kupferpulver, 15-30 Gewichtsteilen Epoxyharz und 0,2-5 Gewichtsteilen Anthrazen.