DE3929943A1 - Aetzfreies, umweltneutrales verfahren zur herstellung von leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein ätzfreies, umweltneutrales Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten.

Auf das nichtleitende Trägermaterial aus Epoxydharz oder Material mit gleichen Eigenschaften sollen Leiterbahnen aufgebracht werden, die durch ihre Ausdehnung in Dicke und Breite bestimmte elektronische Anforderungen erfüllen sollen.

Die Verbindung, (Affinität) zwischen Trägermaterial und Leiterbahnen ist somit an eine bestimmte Qualität gebunden und an bestimmte technische Verfahren.

Zur Erfüllung dieser Vorgabe wird auf ein unbeschichtetes Trägermaterial - Epoxydharz oder anderes Trägermaterial - eine Fotomaske, Laminat, aufgebracht. Darüber kommt ein Platinenfilm der transparent ist und die Leiterbahnen undurchsichtig schwarz darstellt. Eine Lichtquelle, Halogenidkopierlampe, härtet durch den transparenten Teil des Platinenfilms diese Fotoschicht. Unter den schwarzen Leiterbahnen erfolgt keine Härtung. Durch eine 1%ige Natriumcarbonatlösung werden die unbelichteten Teile herausentwickelt. Auf diesen freien Stellen werden die Leiterbahnen aufgebaut. Dieser Aufbau geschieht durch ein Elektrolytbad oder durch fluten über einem Zinnbad.

Beim Fluten muß das Laminat entfernt sein. Bei diesen Techniken wird die Affinität zwischen Trägermaterial Leiterbahnen durch Spattern oder Bedampfen hergestellt. Dieses geschieht nach dem Entwickeln der Fotoschicht. Zum Fluten ist das entfernen der Fotoschicht Bedingung um ein Beschädigen zu vermeiden. Beim Fluten wird die von der Fotoschicht befreite Platine über ein ca 350 Grad heißes Zinnbad geführt. Durch verändern der Temperatur kann die Leiterbahnendicke variabel gestaltet werden. Bei diesem Verfahren ist nur eine 1%ige Sodaentwicklerlösung mit Laminatinhalt zu entsorgen.

Es ist bekannt, beim bisherigen Verfahren wird das Trägermaterial vor dem Aufbringen von Leiterbahnen durch einen aufwendigen Prozeß mit einer Kupfer- oder Metallschicht versehen. Diese Metallschicht ist als Verbindung zwischen Trägermaterial und Leiterbahnen im bisherigen Herstellungsverfahren erforderlich. Bei dem Aufbringen dieser Metallschicht ist jedoch die Anordnung der Leiterbahnen auf dem Trägermaterial noch nicht erkennbar. Die Metallschicht wird somit auf das gesamte Trägermaterial aufgebracht. Die Platinenherstellung beginnt auf einer durchgehenden Kupfer- oder Metallschicht. Der Start der Platinenerstellung beginnt auch wieder mit einer fotografischen Maske, die jedoch auf das kupferbeschichtete Trägermaterial aufgebracht wird. Diese Maske (Laminat) läßt nach der Entwicklung die Bereiche frei, wo Leiterbahnen galvanisch aufgebaut werden sollen. Die außerhalb der Leiterbahnen liegenden Flächen, durch die fotografische Maske abgedeckt, sind von jetzt an nicht mehr erforderlich. Nach Abschluß des Herstellungsprozesses werden diese überflüssigen Teile durch einen Ätzvorgang nach dem Leiterbahnenaufbau entfernt.

Bei diesem Ätzvorgang entsteht durch Einbringen von Kupfer- und Ätzmittelresten in das Abwasser eine sehr hohe Belastung. Die Aufbereitung des Abwassers erfordert danach neutralisieren des pH-Wertes, binden des Kupfers durch Eisen-III-Chlorid und Ausfällen des Eisen-III-Chlorid durch Zugabe von Flockungsmittel. Schließlich Abfiltern des Eisen-III-Chlorid in einer Filterpresse sowie Entsorgen des entstehenden Sondermülls. Weitere Belastung entsteht durch Ammoniakdämpfe in der Raumluft, dazu kommen Beschädigungen und Brüche der Leiterbahnen durch Unterätzung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ätzvorgang zu beseitigen. Das Aufbringen der Fotomaske erfolgt auf unbeschichtetes Platinenträgermaterial. Der Ätzvorgang entfällt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Herstellung der Affinität zwischen Trägermaterial und Leiterbahnen wird durch Sputtern oder Bedampfen des Trägermaterials durch die Fotomaske auf die Leiterbahnen beschränkt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.

Der Leiterbahnenaufbau und das einlöten der Bauteile erfolgt durch Fluten nach entfernen der Fotomaske. Ein vorheriger galvanischer Arbeitsschritt ist nicht erforderlich.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, Leiterbahnen den Vorgaben entsprechend ohne Brüche und Unterätzung herzustellen. Die hierin begründete Ausfallrate, nach der Bestückung und dem Aufbau der Platine oft erst erkennbar, wird wesentlich reduziert. Durch die geringere Beanspruchung des Fotomaskenmaterials kann Material mit besseren Eigenschaften bei der Kantenschärfe und Verarbeitungseigenschaften eingesetzt werden.

Die Herstellung von Platinen mit unbeschichteten Trägermaterial und dem nach dem Aufbringen und Entwickeln der Fotomaske erfolgendem Spattern oder Bedampfen können Leiterplatten ätzfrei und umweltneutral hergestellt werden. Eine Abwasserbelastung entsteht nicht mehr. Die Qualität der Leiterbahnen wird erhöht - die oft erst nach der Platinenbestückung erkennbare Ausfallrate gesenkt. Die MAK-Werte am Arbeitsplatz werden durch die ätzfreie Platinenerstellung weitestgehend reduziert.

Claims (3)

1. Ätzfreies, umweltneutrales Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet, daß der Platinenherstellungsprozeß im reprotechnisch-galvanischen Bereich auf kupfer- oder metallschichtfreiem Trägermaterial gestartet wird.

2. Platinenherstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Affinität zwischen Trägermaterial und Leiterbahnen durch Bespattern oder Bedampfen hergestellt wird.

3. Leiterbahnenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterbahnenaufbau durch Fluten nach dem Spattern oder Bedampfen erfolgt.