DE3733002A1 - Additiv metallisierte elektrisch leitfaehige struktur - Google Patents
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Description
Gedruckte elektrische Strukturen, z. B. Schaltungen, lassen
sich auf verschiedene Art und Weise herstellen. In der
Praxis haben sich Leiterplatten bewährt, bei denen die
elektrisch leitfähigen Strukturen (z. B. Leiterbilder) aus
einer auf dem Träger aufgebrachten Metallfolie durch
Wegätzen von Teilen der Metallfolie gebildet werden. Eine
solche Leiterplatte hat wegen der aus reinem Metall
bestehenden Leiterbahnen den Vorteil eines geringen
Leitungswiderstandes. Nachteilig ist der große
Herstellungsaufwand.
Mit wesentlich geringerem Herstellungsaufwand und höherer
Präzision lassen sich gedruckte elektrische Schaltungen
nach einem anderen Verfahren herstellen, das auch für
mehrlagige elektrische Schaltungen (Multilayer) geeignet
ist. Bei diesem Verfahren werden die elektrisch leitfähigen
Strukturen durch Aufdrucken einer leitfähigen Paste, z. B.
einer Silberpaste, insbesondere im Siebdruck auf einem
isolierenden Träger hergestellt. Der Nachteil bei solchen
gedruckten Schaltungen besteht darin, daß wegen des in der
Paste enthaltenen Bindemittels und der Größe der
Silberpartikel die Leitfähigkeit der Paste nicht besonders
gut ist. Deshalb ist es üblich, verhältnismäßig dicke
Leiterbahnen (8-12 µm) aufzudrucken. Hinzu kommt, daß bei
Verwendung einer Silberpaste das Silber zwischen
benachbarten Leiterbahnen unterschiedlichen Potentials bei
Einwirkung von Feuchtigkeit migriert und zu Kriechströmen
und sogar Kurzschlüssen führt. Deshalb ist es erforderlich,
die Leiterbahnen durch besondere Schutzfilme zu schüten.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich auf die
Leiterbahnen keine Bauteile auflöten lassen
(DE-A1 34 13 408).
Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten
elektrischen Schaltungen bekannt, bei dem auf einem
isolierenden Träger eine einen Aktivator enthaltende
Formulierung (pastöse Substanz) entsprechend der
gewünschten Struktur aufgedruckt wird und anschließend auf
dem mit dieser Formulierung bedruckten Teil der Oberfläche
des isolierenden Trägers in einem Metallisierungsbad Metall
abgeschieden wird. In diesem Fall werden rein metallische
Strukturen geringer Dicke erreicht. Trotz dieses Vorteils
konnte sich dieses seit mehreren Jahrzehnten bekannte
Verfahren in der Praxis gegenüber den beiden anderen
Verfahren nicht durchsetzen (DE-PS 11 76 731).
Ein Verfahren zum Herstellen von elektrisch leitenden
Strukturen, bei dem eine Substanz, die aus
organometallischen Aktivatoren, organischen Lösungsmitteln,
Füllstoffen und Bindemitteln besteht, eingesetzt wird, ist
aus der DE-32 41 579 bekannt. Ferner sind Verfahren zur
Herstellung gedruckter Schaltungen in der DE - 26 35 457 und
DE - 27 37 582 beschrieben. Die DE-PS 34 13 408,
DE-PS 30 06 117, DE-OS 25 58 367 und DE-PS 30 32 931
beschreiben darüber hinaus Verfahren zum Herstellen von
mehrlagigen gedruckten Schaltungen.
Trotz der aufgezeigten Nachteile von im Siebdruck unter
Verwendung von einer elektrisch leitenden Metallpaste,
insbesondere Silberpaste, gedruckten elektrischen
Schaltungen hat dieses Verfahren sich für viele Anwendungen,
wo hohe Anforderungen an die Genauigkeit des Leiterbildes
gestellt sind, bewährt. Im Zuge der technischen Entwicklung
steigen jedoch die Anforderungen an die Genauigkeit.
Gefordert werden gedruckte elektrisch leitende Strukturen
höchster Präzision bei möglichst geringer Dicke der
Metallschicht. Eine Schwierigkeit, diese Anforderungen zu
erfüllen, besteht vor allem darin, schmale Strukturen
ausreichend dauerhaft und fest mit dem Träger zu verbinden.
Diese Forderung konnte bisher weder durch Aufdrucken einer
elektrisch leitfähigen Metallpaste (DE-PS 34 13 408 A1)
noch durch stromlose Metallabscheidung (DE-PS 11 76 731)
optimal erfüllt werden.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine elektrisch leitende
Struktur, die aus einem Träger mit insbesondere isolierender
Oberfläche und einer auf der Oberfläche mit einer einen
Aktivator enthaltenden, aufgedruckten Substanz stromlos
aus einem Metallisierungsbad abgeschiedenen Metallschicht
besteht, wobei die Substanz organometallische Aktivatoren,
Füllstoffe, organische Lösungsmittel und Bindemittel
enthält.
Als Bindemittel kommen in Betracht: ein Copolymerisat aus
- a) 5 bis 80 Gew.-% eines cyangruppenhaltigen Monomeren,
- b) 5 bis 40 Gew.-% gegebenenfalls kernsubstituiertes (Methyl)Styrol und/oder
- c) 5 bis 40 Gew.-% (Meth)Acrylsäureester und/oder
- d) 5 bis 40 Gew.-% ungesättigte Carbonsäure(derivate).
Bevorzugte Copolymerisate enthalten 20 bis 50 Gew.-% der
Komponente a).
Geeignete Komponenten a) sind
α-Cyanacrylsäureester mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkoholrest, Maleinsäuredinitril, Fumarsäuredinitril und vor allem Acrylnitril und α-Alkylacrylnitrile, wie Methacrylnitril.
α-Cyanacrylsäureester mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkoholrest, Maleinsäuredinitril, Fumarsäuredinitril und vor allem Acrylnitril und α-Alkylacrylnitrile, wie Methacrylnitril.
Geeignete Komponenten b) sind:
Styrol, α-Methylstyrol, o-Chlorstyrol, p-Chlorstyrol, o-, m- oder p-Methylstyrol, p-tert.-Butylstyrol oder Methylmethacrylat oder deren Mischungen.
Styrol, α-Methylstyrol, o-Chlorstyrol, p-Chlorstyrol, o-, m- oder p-Methylstyrol, p-tert.-Butylstyrol oder Methylmethacrylat oder deren Mischungen.
Beispiele für Komponenten c) sind:
Acrylsäurealkylester mit 1 bis 18 C-Atomen im Alkoholrest oder Methacrylsäurealkylester mit 2 bis 18 C-Atomen im Alkoholrest oder deren Mischungen.
Acrylsäurealkylester mit 1 bis 18 C-Atomen im Alkoholrest oder Methacrylsäurealkylester mit 2 bis 18 C-Atomen im Alkoholrest oder deren Mischungen.
Beispiele für Komponenten d) sind:
β-monoolefinisch ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 5 C-Atomen oder Maleinsäurehalbester mit 2 bis 18 C-Atomen im Alkoholrest oder deren Mischungen.
β-monoolefinisch ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 5 C-Atomen oder Maleinsäurehalbester mit 2 bis 18 C-Atomen im Alkoholrest oder deren Mischungen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Bindemittel haben ein
mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 1 000 000,
bevorzugt von 2000 bis 100 000. Sie werden nach üblichen
Polymerisationsverfahren hergestellt, wobei die
Polymerisationstemperaturen zwischen 20 bis 200°C,
bevorzugt zwischen 50 und 170°C, liegen, und bei Drücken
zwischen 10³ mbar und 2 · 10⁴ mbar gearbeitet wird. Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Copolymerisation in
Lösung durchzuführen.
Als besonders geeignet haben sich lineare aromatische
Polyurethanelastomere erwiesen, wie sie beispielsweise aus
Butandiolpolyadipat, Neopentylglykol und
4,4′-Diphenylmethandiisocyanat hergestellt werden.
Zur Erhöhung der Haftfestigkeit der Substanzen auf den
Oberflächen kann es auch erforderlich sein, den
erfindungsgemäßen Bindemitteln Polyisocyanate oder freie
Isocyanatgruppen enthaltende Oligo- oder Polyurethane
zuzugeben. Als besonders günstig haben sich hierbei Zusätze
erwiesen, die freie aliphatische Isocyanatgruppen
enthalten.
Als Beispiele seien genannt:
Organische Polyisocyanate, wie sie z. B. gemäß EP-A-01 60 913
erhalten werden. Dabei handelt es sich um
Biuretpolyisocyanate auf Basis von 1,6-Diisocyanatohexan,
Isocyanatgruppen aufweisende Polyisocyanate auf Basis von
1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan
und Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate auf Basis
von Gemischen von 1,6-Diisocyanatohexan und
1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan,
Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie
beispielsweise gemäß DE-A 11 01 394 (=US 31 24 605),
US 33 58 010 oder EP-PS 3505 (=US - 42 64 519) zugänglich
sind. Uretdion- und Isocyanuratgruppen aufweisende
organische Polyisocyanate, wie z. B. nach der Lehre der
DE-A 19 54 093 (=GB 12 44 416) oder nach EP 01 73 252
erhalten werden.
Besonders geeignet sind Substanzen, die neben den
Aktivatoren und den erfindungswesentlichen Bindemitteln
Lösungsmittel, Füllstoffe sowie gegebenenfalls Tenside u. a.
Hilfsmittel enthalten.
Als Lösungsmittel kommen in der Druck- bzw. Lackiertechnik
bekannte Substanzen in Betracht, wie aromatische und
aliphatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Toluol,
Xylol, Benzin, Petrolether; Glyzerin; Ketone,
beispielsweise Aceton, Methylethylketon, Cyclohexanon,
Methylisobutylketon; Ester, beispielsweise
Essigsäurebutylester, Phthalsäuredioctylester,
Glykolsäurebutylester, Glykolether, beispielsweise
Ethylenglykolmonomethylether, Diglyme,
Propylenglykolmonomethylether; Ester von Glykolethern,
beispielsweise Ethylenglykolacetat,
Propylenglykolmonomethyletheracetat;
Halogenkohlenwasserstoffe, Diacetonalkohol, in Betracht.
Selbstverständlich können auch Gemische dieser
Lösungsmittel und ihre Verschnitte mit anderen
Lösungsmitteln eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt werden Cyclohexanon und/oder
Ethylenglykolmonomethyletheracetat.
Als Füllstoffe kommen aus der Druck- bzw.
Lackierungstechnik bekannte Hilfsstoffe wie Pigmente,
disperse Kieselsäuren, Tonmineralien, Ruße und rheologische
Additive in Betracht.
Als Beispiele seien genannt:
Aerosile, TiO₂, Talkum, Eisenoxide, Kieselgur, Schwerspate, Kaoline, Quarzmehl, Smectite, Farbruße, Graphite, Zinksulfide, Chromgelb, Bronzen, organische Pigmente und Kreide.
Aerosile, TiO₂, Talkum, Eisenoxide, Kieselgur, Schwerspate, Kaoline, Quarzmehl, Smectite, Farbruße, Graphite, Zinksulfide, Chromgelb, Bronzen, organische Pigmente und Kreide.
Die Substanzen können zur Verbesserung ihrer Eigenschaften
auch Verlaufsmittel (z. B. Silicone, Tenside) und Farbstoffe
enthalten.
Die Herstellung der Substanzen geschieht im allgemeinen
durch Vermischen der Bestandteile. Dazu sind neben dem
einfachen Rühren besonders die in der Lack- und
Drucktechnik üblichen Naßverkleinerungsaggregate wie
Kneter, Attritore, Walzenstühle, Dissolver,
Rotor-Stator-Mühlen; Kugelmühlen sowie Rührwerkmühlen
besonders geeignet. Selbstverständlich kann das Einarbeiten
der Formulierungsbestandteile auch in getrennten Schritten
durchgeführt werden. Beispielsweise kann man den Aktivator
zuerst in den Bindern und Lösungsmitteln lösen bzw.
dispergieren und dann erst die Füllstoffe einarbeiten. Auch
ein vorheriges Einbringen der Füllstoffe in die
Lösungsmittel unter hohen Scherkräften ist eine mögliche
Verfahrensvariante.
Durch Aufbringen der Substanzen können Oberflächen zum
Zweck einer haftfesten chemogalvanischen Metallisierung
aktiviert werden. Das Aufbringen erfolgt im allgemeinen
durch aus der Lack- bzw. Drucktechnik bekannte Verfahren.
Als Beispiele seien genannt:
Aufsprühen, Aufpinseln, Aufrollen, Offsetdruck, Siebdruck, Tampondruck, Tauchen.
Aufsprühen, Aufpinseln, Aufrollen, Offsetdruck, Siebdruck, Tampondruck, Tauchen.
Als Substrate für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich
Glas, Quarz, Keramik, Emaille, Papier, Polyethylen,
Polypropylen, Epoxidharze, Polyester, Polycarbonate,
Polyamide, Polyimide, Polyhydantoine, ABS-Kunststoffe,
Silikone, Polyvinylhalogenide, Polyvinilidenfluorid in Form
von Platten, Folien, Papieren und Vliesen. Besonders
bevorzugt sind Substrate, wie sie in der
Leiterplattenfertigung eingesetzt werden, z. B.
Phenolharzpapiere, glasfaserverstärkte Epoxidplatten,
Polyester-, Polyimidfolien und Keramik.
Geeignete Aktivatoren sind insbesondere solche, die in den
EP-A 34 485, EP-A- 81 438 oder EP-A- 131 195 aufgeführt
sind.
Nach dem Aufbringen der Substanzen auf die Oberfläche
werden die Lösungsmittel entfernt. Im allgemeinen geschieht
dies durch Trocknen.
Das Trocknen kann bei unterschiedlichen Temperaturen,
beispielsweise zwischen RT und 200°C und unter
Normaldruck oder auch im Vakuum erfolgen. Die
Trocknungszeit kann selbstverständlich stark variiert
werden. Häufig genügen kurze Zeiten.
Die so bekeimten Oberflächen müssen anschließend durch
Reduktion aktiviert werden. Dazu können bevorzugt die in
der Galvanotechnik üblichen Reduktionsmittel, wie z. B.
Formaldehyd, Hypophosphit, Borane, Hydrazinhydrat verwendet
werden. Natürlich sind auch andere Reduktionsmittel
möglich.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform bei Verwendung
der Substanzen besteht darin, daß die Reduktion im
Metallisierungsbad gleich mit dem Reduktionsmittel der
stromlosen Metallisierung durchgeführt wird. Diese
Ausführung ist besonders für aminboranhaltige Nickelbäder
oder formalinhaltige Kupferbäder geeignet.
Die mit den Substanzen aktivierten Oberflächen können in
einem weiteren Verfahrensschritt stromlos metallisiert
werden. Dafür kommen besonders Bäder mit Nickel-, Kobalt-,
Eisen-, Kupfer-, Silber-, Gold- und Palladiumsalzen oder
deren Gemische in Betracht. Derartige Metallisierungsbäder
sind in der Technik der stromlosen Metallisierung bekannt.
Die Substanzen eignen sich besonders für eine partielle
Aktivierung von Oberflächen, ganz besonders zur Herstellung
von gedruckten Schaltungen, Folientastaturen, Schaltmatten
und Sensoren nach üblichen Druckverfahren, wie z. B.
Siebdruck, und anschließender additiven chemischen
Metallisierung.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum Herstellen von gedruckten elektrischen
Strukturen, insbesondere von mehrlagigen gedruckten
elektrischen Strukturen zu schaffen, das es erlaubt,
Strukturen höchster Genauigkeit herzustellen. Dabei soll
gewährleistet sein, daß die nach dem Verfahren hergestellten
Strukturen auch bei geringster Dicke und Breite fest an der
Unterlage haften.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen
von elektrisch leitenden Strukturen durch stromlose Metall
abscheidung auf einer insbesondere isolierenden Oberfläche
eines Trägers, insbesondere in einem Metallisierungsbad,
insbesondere einem formalinhaltigen Kupfer- oder
hypophosphit- bzw. aminboranhaltiges Nickelbad, bei dem in
Drucktechnik auf die Oberfläche des Trägers ein- oder
beidseitig eine Substanz, die organometallische
Aktivatoren, Füllstoffe, organische Lösungsmittel und
Bindemittel enthält, entsprechend der Struktur aufgedruckt
wird und bei dem nach Trocknung der aufgedruckten Substanz
der Träger mit der bedruckten Oberfläche dem
Metallisierungsbad zum Zwecke der Abscheidung von Metall auf
dem mit der aufgedruckten Substanz aktivierten Teil der
Oberfläche ausgesetzt wird. Bei einem solchen Verfahren wird
eine Substanz verwendet, die als Füllstoff disperse
Kieselsäure, Bariumsulfat und/oder Ruß und als Bindemittel
Polyurethane und/oder acrylnitrilhaltige Copolymerisate
enthält.
Bei einer vorteilhaften Anwendung des Verfahrens wird
insbesondere im Durchlauf auf ein Band die Struktur
aufgebracht. Dabei kann das Aufdrucken der Formulierung
rotativ und/oder von Rolle zu Rolle erfolgen.
Während bei Verwendung einer im Siebdruckverfahren
aufgebrachten Silberleitpaste eine Leiterbahndicke von 8 bis
12 µm notwendig ist, kommt man beim erfindungsgemäßen
Verfahren mit einer Dicke von ca. 2 µm für Kupferleiter aus.
Trotz dieser unterschiedlichen Dicke ergibt sich bei den
Kupferleitern noch ein um den Faktor 3 geringerer
Leitungswiderstand. Bei gleicher Metallschichtdicke ist also
der Leitungswiderstand um mehr als einen Faktor 10 kleiner.
Zur Überraschung wurde festgestellt, daß es bei der
Metallabscheidung auch bei längerer Behandlung im
Metallisierungsbad nicht zu einem Breitenwachstum der
Struktur kam, sondern die Metallabscheidung auf den mit der
Formulierung bedruckten Bereich beschränkt blieb. Dieser
Effekt ermöglicht eine hohe Fertigungsgenauigkeit. Mit dem
Verfahren lassen sich deshalb gleichmäßige Strichbreiten,
z. B. Leiterbahnen ab ca. 0,01 mm erreichen. Dies ermöglicht
die weitere Miniatisierung von gedruckten Schaltungen,
insbesondere Abstände gleicher Größenordnung zwischen den
Leiterbahnen bzw. andere Strukturen.
Die Anwendungsmöglichkeiten der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Schaltungen sind vielfältig, z. B.
flexible und starre Schaltungen bzw. Strukturen,
Abschirmungen, Tastaturen, Sensoren, Endlosleiter,
Folienverbinder.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine mehrlagige
gedruckte elektrische Schaltung, deren elektrisch leitende
Strukturen in den einzelnen Lagen durch insbesondere
aufgedruckte, isolierende Zwischenlagen elektrisch
voneinander getrennt sind. Bei dieser Schaltung ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Strukturen aus mittels
einer einen Aktivator enthaltenden Substanz stromlos auf der
isolierenden Oberfläche des Trägers und der jeweiligen
isolierenden Zwischenlage abgeschiedenen Metallschicht
bestehen. Sofern die Strukturen in der einzelnen Lagen
elektrisch miteinander verbunden sein sollen, ist weiter
vorgesehen, daß die isolierenden Zwischenlagen Aussparungen
für die Durchkontaktierung aufweisen und im Bereich der
Aussparungen auf die Struktur der jeweiligen unteren Lage
die Substanz vollflächig oder partiell aufgedruckt ist. Bei
dieser Ausgestaltung wird ein elektrisch leitfähiger Kontakt
zwischen der unteren Metallschicht, auf der die Substanz
vollflächig oder partiell aufgedruckt ist, und der auf der
Substanz stromlos abgeschiedenen Metallschicht
überraschenderweise erhalten.
Die Substanz enthält vorzugsweise die erwähnten
Bestandteile.
Vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Der Träger mit der aufgedruckten elektrisch leitfähigen
Struktur oder die mehrlagige gedruckte elektrische Schaltung
läßt sich mit herkömmlichen gedruckten Schaltungen wegen
ihrer geringen Höhe in vorteilhafter Weise kombinieren.
Beispielsweise ist es möglich, bei Leiterplatten, die durch
Verpressen von zum Beispiel in Fotoätztechnik hergestellten
Platten, die elektrisch leitende Strukturen tragen, oder
isolierenden Zwischenschichten (Prepegs) hergestellt werden,
für die Lagen, die elektrisch leitende Strukturen tragen,
die erfindungsgemäßen Träger mit den elektrisch leitenden
Strukturen bzw. die mehrlagigen Schaltungen zu verwenden.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich ein Verfahren zum
Herstellen von mehrlagigen gedruckten elektrischen
Schaltungen (Multilayer), insbesondere in Siebdrucktechnik,
bei dem jeweils durch Aufdrucken einer Substanz, die
organometallische Aktivatoren, Füllstoffe, organische
Lösungsmittel und Bindemittel enthält, in einem ersten
Verfahrensschritt auf der isolierenden Oberfläche eines
Trägers eine elektrisch leitende Struktur, in einem zweiten
Verfahrensschritt auf den bedruckten Träger unter Aussparung
eines oder mehrerer vorgegebener Bereiche der elektrisch
leitenden Struktur eine Isolierschicht und in einem dritten
Verfahrensschritt auf der Isolierschicht und jeden
ausgesparten Bereich eine weitere elektrisch leitende
Struktur aufgebracht wird, wobei der zweite und dritte
Verfahrensschritt entsprechend der geforderten Anzahl von
Lagen wiederholt wird. Bei einem solchen Verfahren ist die
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Aufdrucken der
jeweiligen elektrisch leitenden Struktur durch Aufdrucken
der Substanz, die als Füllstoff disperse Kieselsäuren,
Bariumsulfat und/oder Ruß enthält und als Bindemittel
Polyurethane und/oder acrylnitrilhaltige Copolymerisate
enthält, und nach Trocknung der Substanz durch anschließende
stromlose Metallabscheidung auf dem aktivierten Teil der
Oberfläche des Trägers bzw. der Isolierschicht in einem
Metallisierungsbad erfolgt, wobei die Substanz auch auf
den im Bereich einer Aussparung liegenden Teil des
abgeschiedenen Metalls aufgebracht wird.
Als Bindemittel kommen die auf den Seiten 8 bis 14
genannten Substanzen in Betracht.
Als Metallisierungsbad eignet sich vor allem ein
formalinhaltiges Kupfer- aber auch ein hypophosphit- bzw.
aminboranhaltiges Nickelbad. Aber auch andere ein
Reduktionsmittel enthaltende Metallsalzbäder können
verwendet werden.
Beim Aufdrucken der Substanz hat man besonders gute
Erfahrungen mit der Siebdrucktechnik (Durchdruck) gemacht.
Aber auch andere Druckverfahren, wie Hochdruck (Buchdruck),
Tiefdruck, Flachdruck (Offsetdruck) und Tampondruck sind
geeignet.
Freiliegende elektrisch leitfähige Strukturen, die unter der
Einwirkung von Witterung anlaufgefährdet sind, lassen sich
auf herkömmliche Art und Weise durch Überziehen mit einem
Schutzfilm, gegebenenfalls einem elektrisch leitfähigen
Schutzfilm, z. B. durch Tauchen, schützen. Es ist aber auch
möglich, die freiliegenden metallischen Strukturen durch
stromlose Metallabscheidung oder galvanische
Metallabscheidung in entsprechenden Metallisierungsbädern,
z. B. Nickel- oder Goldbädern abschließend zu behandeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vor allem für die
Herstellung von mehrlagigen gedruckten Schaltungen
(Multilayer) deshalb geeignet, weil die Materialdicke der
elektrisch leitenden Strukturen bei ausreichend kleinem
Leitungswiderstand klein gehalten werden kann. Daraus
resultiert, daß auch bei einer großen Anzahl von Lagen die
Oberfläche der Schaltung nicht wellig wird, sondern eben
bleibt und die gesamte Dicke der mehrlagigen gedruckten
Schaltung im Vergleich zu in herkömmlicher Siebdrucktechnik
mit Metallpaste hergestellten Schaltungen klein bleibt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungs
beispiele der Erfindung darstellenden schematischen
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 eine zweilagige gedruckte elektrische
Schaltung im Querschnitt,
Fig. 2 ein Band mit endlos bedruckten elektrisch
leitenden Strukturen in Aufsicht,
Fig. 3 das Band gemäß Fig. 2 im Querschnitt
nach der Linie I-I und
Fig. 4 eine unter Verwendung von erfindungsgemäßen
elektrisch leitenden Strukturen und/oder
Schaltungen und isolierenden klebfähigen
Zwischenlagen verpreßte Leiterplatte
im Querschnitt.
Bei einer erfindungsgemäßen mehrlagigen gedruckten Schaltung
ist auf einem Träger 1, der insbesondere auf der zu
bedruckenden Seite elektrisch isoliert ist, in verschiedenen
Verfahrensschritten eine mehrlagige gedruckte Schaltung
aufgebaut. Als Trägermaterial sind vor allem Polyester und
Polyamide, aber auch glasfasergefüllte Epoxymaterialien,
Phenolharzpapiere, Teflon, Polycarbonat, Polyäthylen, PVDF,
Papier, Quarz, Keramik, Glas, Stahl, Aluminium geeignet.
Denkbar ist aber auch, daß die elektrische Schaltung auf
eine mit einem Isolierlack abgedeckte Oberfläche eines
metallischen Trägers aufgebracht wird. Auf die insbesondere
isolierte Oberfläche wird vorzugsweise im Siebdruckverfahren
für die herzustellende elektrisch leitfähige Struktur der
ersten Lage eine Substanz als pastöse Substanz 2
aufgebracht, die einen Aktivator für die stromlose
Metallabscheidung enthält. Nach Aufdrucken wird die Substanz
2 getrocknet und ausgehärtet, so daß sie eine feste
Verbindung mit der Oberfläche des Trägers 1 eingeht. Die
Trocknung erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen von 150 bis
200°C.
Der mit der Substanz 2 bedruckte Träger 1 wird anschließend
in einem Metallisierungsbad für die stromlose Abscheidung
von Metall getaucht und in dem Metallisierungsbad so lange
belassen, bis daß sich auf dem mit der Substanz 2 bedruckten
Bereich eine ausreichend dicke Schicht reinen Metalls für
die elektrisch leitfähige Struktur 3 abgeschieden hat.
Anschließend, gegebenenfalls nach einer Reinigung der
bedruckten Seite, wird der Träger 1 einschließlich der
abgeschiedenen Metallschicht vorzugsweise im
Siebdruckverfahren mit einer Isolierlackschicht 4 bis auf
einen Bereich abgedeckt, wo eine Kontaktierung zur nächsten
Lage erfolgen soll.
Auf die Isolierlackschicht 4 und den nicht mit Isolierlack
abgedeckten Bereich des abgeschiedenen Metalls, zu dem die
Bezugslinie des Bezugszeichens für die Struktur 3 führt,
wird vorzugsweise im Siebdruckverfahren die Substanz 5
entsprechend dem Strukturbild für die zweite Lage
aufgedruckt. Wie bei der aufgedruckten Substanz 2 für das
Leiterbild der ersten Lage wird nach Trocknung der Substanz
5 im Metallisierungsbad reines Metall für die Struktur 6 auf
den mit der Substanz 5 bedruckten Bereich abgeschieden.
Während im Bereich der Isolierlackschicht 4 die übereinander
liegenden Strukturen 3, 6 gegeneinander isoliert sind, ergibt
sich im Bereich der Aussparung der Isolierlackschicht 4
trotz der zwischen den Strukturen 3, 6 aufgebrachten Schicht
der dielektrischen Formulierung 5 eine elektrische
Verbindung.
Abschließend kann im Siebdruckverfahren eine weitere Schicht
7 aus Isolierlack aufgebracht werden. Dabei können wieder
bestimmte Bereiche 8 für Kontaktzwecke ausgespart bleiben,
die gegenüber Witterungseinflüssen durch einen Überzug 9, in
diesem Fall gegenüber äußeren Einflüssen, zum Beispiel
Korrosion, geschützt sind. Der Überzug kann durch
galvanische oder stromlose Metallabscheidung aufgebracht
sein.
Bei dem Band gemäß Fig. 2 und 3 wird, wie beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 vorbeschrieben, entsprechend
dem gewünschten Strukturbild im Druckverfahren die Substanz
aufgedruckt. Dieses Aufdrucken kann im Durchlauf,
insbesondere rotativ und/oder von Rolle zu Rolle erfolgen.
Vor allem können beide Seiten des Trägers 10 bedruckt
werden. Nach dem Trocknen der Substanz wird gleichzeitig
beidseitig im Metallisierungsbad auf den Bereichen mit der
Substanz Metall zur Bildung der gewünschten Strukturen 11
abgeschieden.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird von einer
Grundplatte 12 ausgegangen, die ein aus einer aufkaschierten
Metallfolie durch Ätzen gebildetes Leiterbild 12 trägt. Auf
dieser Grundplatte 12 sind zwei erfindungsgemäße, mehrlagige
elektrische Schaltungen 13, 14 zusammen mit isolierenden
Zwischenschichten 15, 16 aus einem klebfähigem Material
(Prepregs) durch Verpressen aufgebracht. Der Einsatz einer
derart kombinierten Leiterplatte ermöglicht es, z. B. das
Leiterbild auf der Grundplatte 12 als Stromverteilung zu
benutzen, weil die aufkaschierte Metallfolie verhältnismäßig
dick und deshalb zur Führung hoher Ströme ausgelegt sein
kann. Selbstverständlich lassen sich derart dicke
Leiterbahnen beim erfindungsgemäßen Verfahren herstellen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Leiterbahnen sind aber auch für filigrane Strukturen
geeignet, die nur geringe Ströme zu führen brauchen.
Insgesamt ergibt sich bei dieser Kombination im Vergleich zu
nach herkömmlicher Ätztechnik hergestellten verpreßten
Leiterplatten eine wesentlich geringere Höhe.
Zur stromlosen Metallabscheidung können handelsübliche
formalinhaltige Kupferbäder eingesetzt werden. Sie enthalten
z. B. 2 g/l Cu, 5 g/l NaOH und 10 g/l Formaldehyd. Als
Substanzen werden insbesondere die auf den Seiten 8
bis 14 genannten Substanzen eingesetzt.
Als isolierende Zwischenschicht eignen sich verschiedene auf
Lösungsmittelbasis oder UV härtende Lacke, z. B.
Polyesterlacke, Alkylharzlacke, Polyurethanlacke und
Epoxidharzlacke.
In den folgenden Beispielen sind einige für die vorliegende
Erfindung besonders geeignete Substanzen aufgeführt.
In einem 12 l VA-Autoklaven mit Ankerrührer und
Temperaturregelung werden
2600 Gew.-Teile Propylenglykolmonomethyletheracetat (PMA)
vorgelegt. Der Autoklave wird bei Raumtemperatur zur
Entfernung von Sauerstoff auf ca. 20 mbar evakuiert und
sodann 3mal mit 2 bar Stickstoff gespült. Sodann wird
Stickstoff bis zu einem Überdruck von 0,5 bar aufgedrückt.
Es wird eine Rührerdrehzahl von 100 U/min eingestellt und
auf eine Innentemperatur von 120°C geheizt. Sodann werden
über 2 Dosierpumpen innerhalb von 4 Stunden folgende
Mischungen gleichmäßig zudosiert:
Monomerenmischung I:
978 Gew.-TeileStyrol
978 Gew.-TeileMethylmethacrylat
978 Gew.-Teilen-Butylacrylat
1954 Gew.-TeileAcrylnitril.
Initiatorlösung II:
100 Gew.-Teiletert. Butylperoctoat, gelöst in
580 Gew.-TeilenPMA.
Nach beendeter Dosierzeit wird 30 Minuten bei 120°C
nachgerührt und sodann eine zweite Initiatorlösung aus
16,8 Gew.-TeilenDi-tert.-Butylperoxid, gelöst in
84 Gew.-TeilenPMA
zugedrückt. Zur Auspolymerisierung wird noch 4 Stunden bei
120°C nachgerührt. Nach Abkühlung auf 80°C wurde die
hochviskose Lösung über das Bodenventil des Autoklaven
abgelassen.
Ausbeute: 8130 g Lösung.
Die Konzentration der Lösung betrug 58,8%, die Viskosität in 30%iger Lösung in PMA 1300 mPa · s bei 25°C.
Ausbeute: 8130 g Lösung.
Die Konzentration der Lösung betrug 58,8%, die Viskosität in 30%iger Lösung in PMA 1300 mPa · s bei 25°C.
Die Lösung bildet auf Glas und Polyesterfolien nach dem
Austrocknen einen gut haftenden, leicht gelblichen
transparenten Film.
Gemäß Beispiel 1 wurden
2444 Gew.-TeileMethylmethacrylat
978 Gew.-Teilen-Butylacrylat und
1466 Gew.-TeileAcrylnitril
als Monomerenmischung eingesetzt und bei einer Temperatur
von 100°C zudosiert und nachpolymerisiert. Es wurden
7950 g Polymerlösung mit einem Feststoffgehalt von
60,1 Gew.-% erhalten. Die unverdünnte Lösung hatte eine
Viskosität von 140 800 mPa · s bei 25°C. Die Lösung bildete
beim Auftrocknen einen schwach gelblichen, transparenten
Film.
Es wurde gemäß Beispiel 2 verfahren, jedoch bei 120°C
zudosiert und nachpolymerisiert.
Es wurden 8050 g Polymerlösung mit einem Feststoffanteil von
60,1 Gew.-% erhalten. Die Viskosität der unverdünnten Lösung
betrug 48 000 mPa · s bei 25°C. Der beim Auftrocknen aus
der Lösung gebildete Film war transparent und gelbbraun
gefärbt.
Gemäß Beispiel 1 wurden
3421 gMethylmethacrylat
978 gn-Butylacrylat und
489 gAcrylnitril
als Monomerenmischung eingesetzt und unter sonst gleichen
Bedingungen polymerisiert.
Es wurden 8100 g Polymerlösung mit einem Feststoffgehalt von
60 Gew.-% erhalten. Die Viskosität der Lösung betrug
3000 mPa · s bei 25°C. Nach Trocknung bildete die Lösung
einen klaren transparenten Film.
66 Gew.-Teileeiner Polymerlösung gemäß Beispiel 4
50 Gew.-TeileEthylenglykolmonomethyletheracetat
4 Gew.-TeileAerosil und
1 Gew.-Teil3-Hepton-2-on-palladiumchlorid
werden über einen Drei-Walzenstuhl sorgfältig vermischt.
Die so erhaltene Paste wird durch ein Sieb auf eine
PES-Folie gedruckt und der Druck 30 Minuten bei 150°C
getrocknet. Anschließend wird der Druck 5 Minuten in einer
1%igen wäßrigen Dimethylaminboranlösung reduziert,
sorgfältig gespült und dann 1 Stunde in einem alkalischen
formalinhaltigen Kupferbad (1,7 g/l Kupfer, 5 g/l NaOH,
8 g/l Formalin) bei 60°C metallisiert. Man erhält eine
zusammenhängende Kupferschicht.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151, Kennwert GT 4.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151, Kennwert GT 4.
Gemäß Beispiel 5 wird eine Druckpaste mit einem Polymer
gemäß Beispiel 2 hergestellt und eine PES-Folie damit
bedruckt und verkupfert. Man erhält eine zusammenhängende
Kupferschicht.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151, Kennwert GT 3.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151, Kennwert GT 3.
Gemäß Beispiel 5 wird eine Siebdruckpaste mit einem
Bindemittel gemäß Beispiel 1 hergestellt und eine PES-Folie
damit bedruckt und verkupfert. Man erhält eine
zusammenhängende Kupferschicht.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 1
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 494: 11 N.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 1
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 494: 11 N.
260 Gew.-Teileeiner Polymerlösung gemäß Beispiel 1
290 Gew.-TeileEthylenglykolmonomethyletheracetat
120 Gew.-TeileGlykolsäurebutylester
40 Gew.-TeileAerosil und
4 Gew.-TeileButadienpalladiumchlorid
werden in einem Dissolver vermischt. Die so erhaltene Paste
wird durch ein Sieb auf eine PES-Folie gedruckt und der
Druck 1 Stunde bei 100°C getrocknet. Anschließend wird
der Druck 30 Minuten in einem aminboranhaltigen Nickelbad
vernickelt. Man erhält eine zusammenhängende Nickelschicht.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 494: 14 N
Viskosität der Druckpaste: 3600 mPa · s.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 494: 14 N
Viskosität der Druckpaste: 3600 mPa · s.
Mit einer Druckpaste gemäß Beispiel 8 wird ein
Leiterbahnbild auf eine glasfaserverstärkte
Epoxidharzplatte (FR-4 Material) gedruckt. Anschließend
wird die Oberfläche bei 150°C 1 Stunde getrocknet und
1 Stunde in einem Verkupferungsbad gemäß Beispiel 5
verkupfert. Man erhält ein abbildungsgenaues Leiterbahnbild
mit einer Kupferauflage von 3 µm.
Haftfestigkeit analog DIN 53 151: Kennwert GT 1.
Haftfestigkeit analog DIN 53 151: Kennwert GT 1.
480 Gew.-Teile einer Polymerlösung in
Ethylenglykolethyletheracetat mit einem Feststoffgehalt von
30%, bestehend aus einem Copolymeren, hergestellt gemäß
Beispiel 1 aus
20 Gew.-TeilenAcrylnitril
20 Gew.-TeilenMethacrylnitril
20 Gew.-TeilenMethylmethacrylat
20 Gew.-TeilenStyrol
20 Gew.-Teilenn-Butylacrylat
20 Gew.-Teileneines Smectides (Bentone® 38)
8 Gew.-TeilenBisacetonitrilpalladiumdichlorid
werden sorgfältig im Dissolver vermischt.
Die entsprechende Mischung wird mit einem Rakel auf eine
Tyvek-Papieroberfläche gestrichen, 2 Stunden bei 80°C
getrocknet und anschließend gemäß Beispiel 5 vorreduziert
und verkupfert. Man erhält eine zusammenhängende
Kupferschicht.
Analog Beispiel 1 wird eine 40%ige Lösung in PMA eines
Copolymeren hergestellt, bestehend aus
15 Gew.-TeilenStyrol
20 Gew.-TeilenMethylmethacrylat
20 Gew.-Teilenn-Butylacrylat
25 Gew.-TeilenAcrylnitril
20 Gew.-Teilenα-Cyanacrylsäurebutylester.
180 Gew.-Teiledieser Lösung werden gemäß Beispiel 10 mit
90 Gew.-TeilenEthylenglykolmethyletheracetat
2 Gew.-TeilenButadienpalladiumdichlorid und
17 Gew.-TeilenAerosil
vermischt.
Die dabei entstehende Druckpaste wird gemäß Beispiel 8 auf
eine PES-Folie gedruckt, getrocknet und metallisiert. Man
erhält eine vernickelte Folie.
Haftfestigkeit nach DIN 53 151: Kennwert GT 1.
Haftfestigkeit nach DIN 53 151: Kennwert GT 1.
Aus Butandiolpolyadipat (MG 2000), Neopentylglykol und
4,4-Diphenylmethan-diisocyanat wird ein nicht reaktives
Polyurethanelastomer hergestellt.
100 Gew.-Teileeiner 30%igen Lösung dieses Polyurethans
in Ethylenglykolethyletheracetat
(Viskosität bei 25°C 1250 mPa · s) 20 Gew.-Teileeines Farbrußes (Printex® V) 2 Gew.-Teile3-Heptan-2-on-palladiumchlorid und 2 Gew.-TeileDiethylenglykol
(Viskosität bei 25°C 1250 mPa · s) 20 Gew.-Teileeines Farbrußes (Printex® V) 2 Gew.-Teile3-Heptan-2-on-palladiumchlorid und 2 Gew.-TeileDiethylenglykol
werden über einen Drei-Walzenstuhl sorgfältig miteinander
vermischt bzw. dispergiert.
Die entstehende Paste wird durch ein Sieb auf eine
Tyvak-Papieroberfläche gestrichen, 1 Stunde im
Wasserstrahlvakuum bei 50°C getrocknet und anschließend
in einem aminboranhaltigen Nickelbad metallisiert. Man
erhält eine zusammenhängende Nickelschicht.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 3.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 3.
20 Gew.-Teileeiner 30%igen Lösung eines Polyurethans
gemäß Beispiel 1 in N-Methylpyrolidon:
Ethylenglykolethyletheracetat = 1 : 1 4 Gew.-Teileeines Farbrußes (Printex® V) 2 Gew.-Teile5-Methyl-3-hexan-2-on-palladiumchlorid und 2 Gew.-TeileDioktylphathalat
Ethylenglykolethyletheracetat = 1 : 1 4 Gew.-Teileeines Farbrußes (Printex® V) 2 Gew.-Teile5-Methyl-3-hexan-2-on-palladiumchlorid und 2 Gew.-TeileDioktylphathalat
werden über einen Drei-Walzenstuhl sorgfältig miteinander
vermischt bzw. dispergiert.
Die entstehende Paste wird durch ein Sieb auf eine
Polyvinylidendifluoridfolie gedruckt und der Druck
anschließend 2 Stunden bei 100°C im Wasserstrahlvakuum
getrocknet. Danach wird der Druck in einem
aminboranhaltigen Nickelbad 30 Minuten metallisiert. Man
erhält eine zusammenhängende Metallschicht.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 5.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 5.
20 Gew.-Teileeiner 30%igen Polyurethanlösung
gemäß Beispiel 13
4 Gew.-TeileAerosil® (200 m²/g nach BET)
20 Gew.-TeileEthylenglykolethyletheracetat
4 Gew.-Teileeines handelsüblichen Einbrennurethanharzes
auf Basis Isophorondiisocyanat/Malonester
blockiert ca. 75% Lösung
in Ethylglykolacetat/Xylol 1 : 1
NCO-Gehalt blockiert ca. 10%
1 Gew.-Teil5-Methyl-3-hexan-2-on-palladiumchlorid
werden im Dissolver sorgfältig vermischt bzw. dispergiert.
Die entstehende Paste wird durch ein Sieb auf eine
gedruckt und der Druck 1 Stunde bei 150°C getrocknet.
Anschließend wird die Oberfläche 5 Minuten in einer 1%igen
alkalischen Aminboranlösung vorreduziert, gespült und dann
1 Stunde in einem formalinhaltigen Kupferbad bei 60°C
verkupfert. Man erhält eine zusammenhängende Metallschicht
der Dicke 2,8 µm.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 3.
Haftfestigkeit gemäß DIN 53 151: Kennwert GT 3.
60 Gew.-Teileeiner 30%igen Polyurethanlösung
gemäß Beispiel 13
1 Gew.-TeilDiacetonitrilpalladiumdichlorid
5 Gew.-TeileAerosil® (380 m²/g nach BET)
30 Gew.-TeileGlykolethyletheracetat
1 Gew.-TeilSiliconöl M 100
werden über einen Drei-Walzenstuhl sorgfältig vermischt
bzw. dispergiert und gemäß Beispiel 3 verdruckt, getrocknet
und die Oberflächen verkupfert. Man erhält eine
zusammenhängende Metallschicht mit einer Haftfestigkeit
gemäß DIN 53 494 von 36 N.
100 Gew.-Teileeiner 30%igen Polyurethanlösung
gemäß Beispiel 1
9 Gew.-TeileAerosil® (380 m²/g nach BET)
50 Gew.-TeileGlykolmethyletheracetat
16 Gew.-Teileeines Uretdion- und Isocyanuratgruppen
aufweisenden Polyisocyanat auf Basis
1,6-Diisocyanatohexan mit einem NCO-Gehalt
von 22,7%
1,5 Gew.-TeileTetrahydrophthalsäureanhydridpalladiumdichlorid
werden in einem Kneter sorgfältig miteinander vermischt.
Anschließend wird die entstehende Paste gemäß Beispiel 14
verdruckt und der Druck verkupfert. Man erhält eine
zusammenhängende Metallschicht. Die Haftfestigkeit kann nach
DIN 53 494 nicht mehr exakt bestimmt werden, da das Kupfer
nicht zerstörungsfrei von der Polyesterfolie abgezogen
werden kann.
650 Gew.-Teileeiner 30%igen Polyurethanlösung
gemäß Beispiel 1
330 Gew.-TeileGlykolmethyletheracetat
55 Gew.-TeileAerosil® (380 m²/g nach BET)
52 Gew.-TeileHelioechtblau GO
13 Gew.-TeileButadienpalladiumchlorid
werden sorgfältig über einen Drei-Walzenstuhl vermischt
bzw. dispergiert und gemäß Beispiel 14 auf eine PES-Folie
gedruckt. Durch stromlose Verkupferung des Druckers erhält
man eine Kupferschicht mit einer Haftfestigkeit gemäß
DIN 53 494 von 21 N.
Claims (19)
1. Elektrisch leitende Struktur, bestehend aus einem
Träger mit insbesondere isolierender Oberfläche und einer
auf der Oberfläche mittels einer aufgedruckten Substanz
stromlos aus einem Metallisierungsbad abgeschiedenen
Metallschicht, wobei die Substanz organometallische
Aktivatoren, Füllstoffe, organische Lösungsmittel und
Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß als Füllstoff disperse Kieselsäuren,
Bariumsulfat und/oder Ruß und als Bindemittel Polyurethane
und/oder acrylnitrilhaltige Copolymerisate eingesetzt
werden.
2. Elektrisch leitende Struktur gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Bindemittel ein Copolymerisat aus
- a) einem cyangruppenhaltigen Monomeren
- b) kernsubstituierten (Methyl) Styrol und/oder
- c) (Meth) Acrylsäureester und/oder
- d) ungesättigten Carbonsäuren oder deren Derivaten
ist.
3. Elektrisch leitende Struktur gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
5 bis 80 Gew.-% der Komponente a),
5 bis 40 Gew.-% der Komponente b),
5 bis 40 Gew.-% der Komponente c) und
5 bis 40 Gew.-% der Komponente d)
in dem Bindemittel sind.
5 bis 80 Gew.-% der Komponente a),
5 bis 40 Gew.-% der Komponente b),
5 bis 40 Gew.-% der Komponente c) und
5 bis 40 Gew.-% der Komponente d)
in dem Bindemittel sind.
4. Struktur gemäß Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß 20 bis 50 Gew.-% der
Komponente a) im Bindemittel sind.
5. Verwendung einer Substanz, die organometallische
Aktivatoren, Füllstoffe, organische Lösungsmittel und
Bindemittel enthält, zum Herstellen von elektrisch leitenden
Strukturen durch stromlose Metallabscheidung auf einer
insbesondere isolierenden Oberfläche eines Trägers,
insbesondere in einem Metallisierungsbad, insbesondere einem
formalinhaltigen Kupfer- oder hypophosphit- bzw.
aminboranhaltigen Nickelbad, bei dem in Drucktechnik auf die
Oberfläche des Trägers ein- oder beidseitig die Substanz
entsprechend der Struktur aufgedruckt wird und bei dem nach
Trocknung der aufgedruckten Substanz der Träger mit der
bedruckten Oberfläche dem Metallisierungsbad zum Zwecke der
Abscheidung von Metall auf dem mit der aufgedruckten
Substanz aktivierten Teil der Oberfläche ausgesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Füllstoff disperse Kieselsäure, Bariumsulfat und/oder Ruß
und als Bindemittel Polyurethane und/oder acrylnitrilhaltige
Copolymerisate eingesetzt werden.
6. Verwendung der Substanz nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Aufdrucken auf ein Band rotativ und/oder von Rolle zu Rolle
erfolgt.
7. Verwendung der Substanz gemäß einem der Ansprüche
5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Substanz in Siebdrucktechnik aufgebracht wird.
8. Mehrlagige gedruckte elektrische Schaltung, deren
elektrisch leitende Strukturen in den einzelnen Lagen durch
insbesondere aufgedruckte isolierende Zwischenlagen
elektrisch voneinander getrennt sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strukturen (3, 6) aus
mittels einer einen Aktivator enthaltenden Formulierung
(2, 5) stromlos auf der insbesondere isolierenden Oberfläche
eines Trägers (1) und der jeweiligen isolierenden
Zwischenlage (4) abgeschiedenen Metallschicht bestehen.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die isolierenden
Zwischenlagen (4) Aussparungen für die Durchkontaktierung
aufweisen und im Bereich der Aussparungen auf die Struktur
der jeweiligen unteren Lage (3) die Formulierung (5)
vollflächig oder partiell aufgedruckt ist.
10. Schaltung nach Anspruch 8 oder 9, enthaltend eine
aus organometallischen Aktivatoren, Füllstoffen, organischen
Lösungsmitteln und Bindemitteln bestehende Substanz,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Füllstoff disperse Kieselsäuren, Bariumsulfat und/oder Ruß
und als Bindemittel Polyurethane und/oder acrylnitrilhaltige
Copolymerisate eingesetzt werden.
11. Struktur oder Schaltung nach einem der Ansprüche
1 bis 4 sowie 8 bis 10, gekennzeichnet
durch eine Dicke der Metallschicht von durch eine Dicke
der Metallschicht von 0,5 µm bis 5 µm, insbesondere 2 µm.
12. Struktur oder Schaltung nach einem der Ansprüche
1 bis 4 sowie 8 bis 10, gekennzeichnet
durch eine Breite der Metallschicht von 0,01 mm und
mehr, insbesondere bis 1 mm.
13. Struktur oder Schaltung nach einem der Ansprüche
1 bis 4 sowie 8 bis 10, gekennzeichnet durch
einen kleinsten Abstand von benachbarten Metallschichten von
0,01 mm bis 1 mm.
14. Struktur oder Schaltung nach einem der Ansprüche
1 bis 4 sowie 8 bis 10, gekennzeichnet durch
eine Haftfestigkeit der Metallschicht von mehr als 10 N,
insbesondere 15 N, DIN 53494.
15. Struktur oder Schaltung nach einem der Ansprüche
1 bis 4 sowie 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger ein Band, insbesondere in
Rollenform, ist, auf dem die teil- oder vollflächige
elektrisch leitfähige Struktur insbesondere endlos gedruckt
ist.
16. 3. Verfahren zum Herstellen von mehrlagigen
gedruckten elektrischen Schaltungen (Multilayer), in
Drucktechnik, bei dem jeweils durch Aufdrucken einer
Substanz, die organometallische Aktivatoren, Füllstoffe,
organische Lösungsmittel und Bindemittel enthält, in einem
ersten Verfahrensschritt auf der insbesondere isolierenden
Oberfläche eines Trägers eine elektrisch leitende Struktur,
in einem zweiten Verfahrensschritt auf den bedruckten Träger
unter Aussparung eines oder mehrerer vorgegebener Bereiche
der elektrisch leitenden Struktur eine Isolierschicht und in
einem dritten Verfahrensschritt auf der Isolierschicht und
jeden ausgesparten Bereich eine weitere elektrische leitende
Stuktur aufgebracht wird, wobei der zweite und dritte
Verfahrensschritt entsprechend der geforderten Anzahl von
Lagen wiederholt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufdrucken der jeweiligen
elektrisch leitenden Struktur durch Aufdrucken der Substanz,
die als Füllstoff disperse Kieselsäuren, Bariumsulfat
und/oder Ruß und als Bindemittel Polyurethane und/oder
acrylnitrilhaltige Copolymerisate enthält, und nach
Trocknung der Substanz durch anschließende stromlose
Metallabscheidung auf dem mit der aufgedruckten Formulierung
aktivierten Teil der Oberfläche des Trägers bzw. der
Isolierschicht in einem Metallisierungsbad erfolgt, wobei
die Substanz auch auf das im Bereich einer Aussparung
liegende Teil des abgeschiedenen Metalls vollflächig oder
partiell aufgebracht wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Substanz in
Siebdrucktechnik aufgedruckt wird.
18. Verfahren zum Herstellen von mehrlagigen
Leiterplatten, gekennzeichnet durch die
Verwendung von mindestens einer elektrisch leitenden
Struktur oder Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2
sowie 6 bis 17, beim Verpressen von elektrisch leitende
Strukturen tragende und isolierende, klebfähige
Zwischenschichten (Prepregs) bildenden Lagen als die
elektrisch leitfähige Struktur tragende Lage bzw. Lagen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873733002 DE3733002A1 (de) | 1986-09-30 | 1987-09-30 | Additiv metallisierte elektrisch leitfaehige struktur |
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DE3633258 | 1986-09-30 | ||
DE19873733002 DE3733002A1 (de) | 1986-09-30 | 1987-09-30 | Additiv metallisierte elektrisch leitfaehige struktur |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3733002A1 true DE3733002A1 (de) | 1988-04-07 |
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ID=25847994
Family Applications (1)
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DE19873733002 Withdrawn DE3733002A1 (de) | 1986-09-30 | 1987-09-30 | Additiv metallisierte elektrisch leitfaehige struktur |
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DE (1) | DE3733002A1 (de) |
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