DE4037747A1 - Verfahren zur herstellung gedruckter schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen - Google Patents
Verfahren zur herstellung gedruckter schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gedruck
ter Schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen, bei dem ein
Schaltungsmuster bzw. Schaltungsbild auf einer Substratober
fläche nach einem Dampfabscheidungsverfahren gebildet wird.
Der Ausdruck gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln und der
gleichen soll allgemein gedruckte Schaltungen, gedruckte Lei
terplatten, gedruckte Schaltungskarten, gedruckte Schaltbil
der, mit umfassen.
Gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen haben
verschiedene Anwendungen gefunden, wie für Computer, Tonband
geräte und -instrumente, Videovorrichtungen bzw. Videoauf
nahme- und -wiedergabegeräte und -instrumente, elektrische
Anwendungen für Kraftfahrzeuge, Schalterplatten, Wortprozes
soren, Facsimiles bzw. Telefaxgeräte, Laserschallplattenspie
ler, Kameras, elektronische Uhren, Farbfilter für Flüssigkri
stallanzeigen, etc. Es besteht jedoch ein Bedarf nach be
druckten Schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen mit noch
höherer Dichte und Präzision, so daß die Größe verringert und
die Leistungsfähigkeit verbessert werden können.
Bekannte gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln oder derglei
chen werden normalerweise nach einem Verfahren hergestellt,
bei dem ein elektrisch leitfähiges Metallblatt bzw. eine Me
tallfolie auf ein Substrat angebracht bzw. befestigt wird,
darauf ein Fotoresist gelegt wird, dieser durch eine Foto
maske belichtet wird, durch Entwicklung ein Muster gebildet
und anschließend die Schaltung bzw. das Schaltbild durch Ät
zen gebildet wird.
Das obige Verfahren besitzt jedoch Nachteile: 1) Die Stufen
sind komplex; 2) die gebildeten Schaltungen zeigen eine unge
nügende Genauigkeit, da beispielsweise eine Korrosion der
Grenzfläche zwischen dem leitfähigen Metallblatt bzw. der Fo
lie und dem Fotoresistfilm durch die Ätzlösung, die in den
Grenzflächenbereich eindringt, auftritt; und 3) die verwen
dete Entwicklungsflüssigkeit und die Ätzflüssigkeit die Be
seitigung des Ablaufs erfordern.
Von diesen Schwierigkeiten kann man mit 2) fertig werden, in
dem man Fotoresists des positiven Typs verwendet, direkte Re
sistmuster mit einem Laserstrahl zeichnet, oder man kann ein
sogenanntes additives Verfahren verwenden, bei dem ein Muster
mit Vertiefungen bzw. Aussparungen und Vorsprüngen in der Re
sistschicht durch Belichtung und Entwicklung und anschließen
der Plattierung der Aussparungen gebildet wird. Unabhängig,
ob irgendwelche solche verbesserten Verfahren durchgeführt
werden, bestehen jedoch noch die Schwierigkeiten 1) und 3).
Wird ein Siebdruckverfahren verwendet, können die Schwierig
keiten 1) und 3) gelöst werden. Es verbleibt jedoch noch die
Schwierigkeit der ungenügenden Präzision. Gemäß dem derzeiti
gen Stand der Technik steht kein Verfahren zur Verfügung, mit
dem gleichzeitig alle obigen Schwierigkeiten 1), 2) und 3)
gelöst werden können.
Die Anmelderin hat ausgedehnte Untersuchungen nach einem Her
stellungsverfahren für gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln
oder dergleichen durchgeführt, das frei ist von all den obi
gen Problemen, und gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden
kann, wenn eine spezifische Metallmaske verwendet wird und
ein verdampftes Material auf dem Substrat mittels eines Gas
phasenverfahrens abgeschieden wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
gedruckter Schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberfläche eines Sub
strats für gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln oder derglei
chen innigst mit einer Metallmaske mit dem gewünschten Muster
kontaktiert bzw. verbunden wird und die entsprechende Schal
tung durch Dampfabscheidung eines verdampften Materials auf
der Oberfläche des Substrats erfolgt, wobei eine Metallmaske
erhalten wird, wenn aufeinanderfolgend die folgenden Stufen
durchgeführt werden.
- i) eine Stufe, bei der eine Fotoresistschicht auf dem Grundfilm gebildet wird, die Fotoresistschicht durch eine Mustermaske bildweise belichtet wird und diese un ter Bildung einer Resistschicht mit dem Muster des Grundfilms entwickelt wird;
- ii) eine Stufe, bei der eine Plattierungsschicht auf dem Teil des Grundfilms gebildet wird, von dem die Foto resistschicht bei der obigen Entwicklung entfernt wurde; und
- iii) eine Stufe, bei der die verbleibende Resist schicht und der Grundfilm entfernt werden.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Her
stellung einer gedruckten Schaltungsplatte, -tafel oder der
gleichen, gemäß dem auf die Oberfläche eines Substrats für
die gedruckte Schaltungsplatte, -tafel oder dergleichen eine
Metallmaske mit dem gewünschten Muster und Gitter bzw. Sieb
teil innigst in Kontakt gebracht wird und die entsprechende
Schaltung durch Dampfabscheidung eines verdampften Materials
auf der Oberfläche des Substrats gebildet wird, wobei die Me
tallmaske, die das gewünschte Muster und den Gitter- bzw.
Siebteil bzw. die Gitter- und Siebteile enthält, erhalten
wird, indem aufeinanderfolgend folgende Stufen durchgeführt
werden:
- 1) eine Stufe, bei der eine erste Fotoresistschicht auf dem Grundfilm gebildet wird, die erste Fotoresist schicht durch eine erste Mustermaske bildweise belichtet wird, und diese unter Bildung einer ersten Resistschicht mit dem Muster entwickelt wird;
- 2) eine Stufe, bei der eine erste Plattierungsschicht auf den Teilen des Grundfilms gebildet wird, von denen die Fotoresistschicht bei der Entwicklung entfernt wurde;
- 3) eine Stufe, bei der auf der ersten Fotoresist schicht und ersten Plattierungsschicht eine zweite Foto resistschicht gebildet wird, die zweite Fotoresist schicht durch eine zweite Mustermaske bildweise belich tet wird und die zweite Fotoresistschicht unter Bildung einer zweiten Fotoresistschicht, die das Muster auf der ersten Fotoresistschicht und ersten Plattierungsschicht umfaßt, entwickelt wird, wobei die zweite Mustermaske ein Gitterteil aus mindestens einem Teil der ersten Re sistschicht in der Form bildet, daß es mit der ersten Plattierungsschicht verbunden ist, so daß die erste Plat tierungsschicht genau folgend dem beabsichtigten Muster fixiert werden kann und dann Entwicklung der zweiten Fo toresistschicht, die unter solchen Bedingungen durchge führt wird, daß im wesentlichen keine Eliminierung der ersten Resistschicht erfolgt;
- 4) eine Stufe, bei der eine zweite Plattierungs schicht auf den Teilen der ersten Resistschicht und der ersten Plattierungsschicht, von der die zweite Fotore sistschicht durch die Entwicklung entfernt wurde, gebil det wird; und
- 5) eine Stufe, bei der die restlichen ersten und zweiten Resistschichten und der Grundfilm entfernt wer den.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schaltung durch
Abscheidung eines verdampften Materials auf einer Oberfläche
des Substrats für gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln oder
dergleichen durch eine Metallmaske gebildet. Das Substratma
terial unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, und es
kann eine große Vielzahl von Materialien verwendet werden.
Beispielsweise können organische Kunststoffmaterialien mit
überlegener Wärmestabilität, Festigkeit bzw. Starrheit und
Dimensionsstabilität, wie ein Polyimid, Polyetherpolyimid,
Polyamidpolyimid und Polyester, usw., und anorganische Mate
rialien, wie Keramikmaterialien und Silicon, erwähnt werden.
Als Substanzen, die auf den Oberflächen solcher Substrate ab
geschieden werden können, können Metalle und Metalloxide ver
wendet werden. Spezifische Beispiele umfassen Kupfer, Nickel,
Silber, Gold, Platin, Chrom, Aluminium, Zinn, Zink und die
Legierungen und Oxide solcher Metalle (beispielsweise Zinn
oxid). Solche Substanzen können mittels Vakuumabscheidung,
wie Dampfen, Bedampfen im Vakuum, ionischem Plattieren, Elek
tronen-Cyclotronresonanz oder ähnlichem bis zu einer Film
dicke in der Größenordnung von 0,01 bis 10 µm, bevorzugt etwa
0,1 bis 3 µm, abgeschieden werden. Es können mehr als nur ein
verdampftes Material gleichzeitig bei dieser Gelegenheit un
ter Bildung eines Gemisches abgeschieden werden, oder nach
der Abscheidung von einer Substanz kann eine weitere Substanz
abgeschieden werden, wobei ein vielschichtiger abgeschiedener
Film gebildet wird.
Die Schaltungsdicke kann gegebenenfalls erhöht werden, wenn
der abgeschiedene Film nach dem Schaltungsbild mit einem Me
tall oder Metalloxid, das sich von der abgeschiedenen Sub
stanz unterscheidet oder identisch ist, plattiert wird.
Die Plattierung kann unter Verwendung einer Plattierungsbad
zusammensetzung bzw. eines Plattierungsmittels durchgeführt
werden, und hieraus kann ein Plattierungsverfahren folgen,
beide per se bekannt, wobei eine elektrolytische oder strom
freie Plattierung verwendet werden kann. Der Ausdruck Plat
tierung bedeutet irgendein Beschichten bzw. Aufbringen bzw.
irgendeine Abscheidung oder Herstellung einer Schutzschicht.
Die Plattierung kann mehrere Male wiederholt werden, wobei
bei diesen Gelegenheiten die Plattierungsmaterialien variiert
werden können, wobei vielschichtige Plattierungen erhalten
werden.
Die Dicke der Plattierungsschicht kann innerhalb eines großen
Bereichs, abhängig von der beabsichtigten Verwendung der ent
stehenden gedruckten Schaltungsplatten, -tafeln oder derglei
chen, variiert werden, sie beträgt normalerweise etwa 1 bis
100 µm, bevorzugt etwa 3 bis 30 µm.
Die Metallmaske, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ver
wendet wird, ist eine Metallfolie (dieser Ausdruck soll Me
tallplatten, Metalltafeln und Metallblätter mit umfassen) mit
offenen Fenstern, entsprechend dem beabsichtigten Schaltungs
muster, wobei durch die Fenster die verdampften Substanzen
auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden werden. Die
Substanz wird durch die Metallmaske an den Stellen ausgenom
men der Fenster unterbrochen. Durch die Verwendung der Me
tallmaske bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit auf
der Substratoberfläche ein Film der abgeschiedenen Substanz
mit dem Schaltungsmuster entsprechend der Form der Fenster
gebildet werden. Das Material, welches die Metallmaske bil
det, ist nicht kritisch, solange es die Substanz, die abge
schieden werden soll, abschirmt. Als Beispiele für nützliche
Materialien für die Metallmaske können Kupfer, Nickel, Sil
ber, Gold, Aluminium, Chrom und Zinn und ihre Legierungen er
wähnt werden. Von diesen sind magnetische Körper, welche
durch Magnetkraft angezogen werden, insbesondere Nickel, be
vorzugt, da sie innigst mit der Substratoberfläche unter Aus
nutzung der magnetischen Kraft von beispielsweise eines Ma
gnetes, der von der Rückseite auf das Substrat einwirkt, in
Kontakt gebracht werden können. Nickel ist ebenfalls bevor
zugt, da es rostbeständig ist. Die bevorzugte Dicke der Me
tallmaske kann im Bereich von 10 bis 500 µm, besonders bevor
zugt von 20 bis 200 µm, liegen. Eine solche Metallmaske kann
durch direkte Bildung der Fenster in der Metallfolie mit ei
nem Laserstrahl oder durch Bildung eines Resistmusters auf
der Oberfläche der Metallfolie, insbesondere einer magneti
schen Metallfolie, und anschließendem Ätzen von ihr mit einer
geeigneten Ätzlösung hergestellt werden. Bei einer bevorzug
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden jedoch
Metallmasken, die durch additive Verfahren hergestellt wer
den, verwendet, wodurch eine bessere Präzision bzw. Genauig
keit erhalten wird. Das Verfahren zur Herstellung der Metall
maske, das bei dem additiven Verfahren entsprechend der vor
liegenden Erfindung verwendet wird, wird im folgenden näher
erläutert.
Zuerst wird eine Metallmaske, die bei dem einstufigen additi
ven Verfahren verwendet wird, gemäß den aufeinanderfolgenden
Stufen wie folgt hergestellt:
- i) eine Stufe, bei der eine Fotoresistschicht auf dem Grundfilm gebildet wird, die Fotoresistschicht durch eine Mustermaske bildweise belichtet wird, und diese un ter Bildung einer Resistschicht mit dem Muster auf dem Grundfilm entwickelt wird;
- ii) eine Stufe, bei der eine Plattierungsschicht auf den Teilen des Grundfilms gebildet wird, von denen die Fotoresistschicht bei der obigen Entwicklung entfernt wurde; und
- iii) eine Stufe, bei der die verbleibende Resist schicht und der Grundfilm entfernt werden.
Es ist bevorzugt, daß der Grundfilm bei dem obigen einstufi
gen additiven Verfahren eine elektrisch leitfähige Oberfläche
aufweist oder einen Plattierungskatalysator enthält oder daß
der Plattierungskatalysator auf seine Oberfläche aufgebracht
wurde, so daß die Plattierungsschicht bei der Stufe (ii) zu
friedenstellend gebildet werden kann.
Beispiele von dem Substrat des Grundfilms, umfassend Poly
imidfilm, Polyesterfilm, Aramidpapier, Epoxyharzplatten bzw.
-tafeln bzw. -folien auf der Basis von Glastuch, Epoxyharz
platten, -tafeln bzw. -folien auf der Basis von Papier, Phe
nolharzplatten bzw. -tafeln bzw. -folien auf der Basis von
Papier und Metallplatten bzw. -folien (beispielsweise Alumi
niumplatten oder rostfreie Stahlplatten). Grundfilme mit
elektrisch leitenden Oberflächen können hergestellt werden,
indem dünne Metallfolien, wie aus Kupfer, auf die Substrat
oberflächen plattiert bzw. aufgebracht werden wie Kupfer oder
indem ein leitfähiger Anstrich auf die Substratoberfläche
aufgebracht wird. Ein solcher leitfähiger Anstrich muß auf
der Oberfläche zum Zeitpunkt der Plattierung verbleiben und
darf durch die Entwicklung nicht entfernt werden. Ein Grund
film (dieser Ausdruck soll auch den Ausdruck Basisfilm mit
umfassen), der einen Plattierungskatalysator enthält, kann
durch Verkneten des Plattierungskatalysators mit dem Substrat
erhalten werden, und ein Grundfilm, der mit dem Plattierungs
katalysator beschichtet ist, kann beispielsweise durch Be
schichtung der Substratoberfläche mit einer Flüssigkeit, in
der der Plattierungskatalysator dispergiert oder gelöst ist,
und Trocknen erhalten werden.
Auf einem solchen Grundfilm wird eine Fotoresistschicht ge
bildet. Fotoresists, welche zur Bildung dieser Schicht ge
eignet sind, umfassen beispielsweise flüssige Fotoresists,
durch Elektroabscheidung aufgebrachte Fotoresists und ge
trocknete Filmfotoresists. Diese Fotoresists können entweder
dem positiven oder dem negativen Typ angehören.
Als flüssiger Fotoresist des negativen Typs können beispiels
weise erwähnt werden eine Kombination aus einem teilweise cy
clisierten Polyisopropenharz und eine Diazidverbindung; und
eine Kombination aus einem Acrylharz, das polymerisierbare
ungesättigte Gruppen enthält, einem fotopolymerisierbaren Mo
nomeren und einem Fotopolymerisationsinitiator. Als flüssige
Fotoresists des positiven Typs können beispielsweise erwähnt
werden ein verestertes Produkt aus einem Phenolharz des Novo
laktyps und einer Quinondiazidverbindung; ein Gemisch aus ei
nem Phenolharz und einer Quinondiazidverbindung; ein Harz,
das fotoempfindliche Gruppen in seiner Molekülstruktur ent
hält (als Harzquelle sind ein Epoxyharz, ein Acrylharz und
Copolymere aus einem Vinylesterharz und einem Epoxyharz nütz
lich).
Durch Elektroabscheidung aufgebrachte Fotoresists können ver
wendet werden, wenn der Grundfilm eine leitfähige Oberfläche
besitzt, die beispielsweise durch Aufbringen einer fotoemp
findlichen Beschichtungsmasse, die durch Elektroabscheidung
aufgebracht werden kann und eine anionische oder kationische
Elektroabscheidung erlaubt und Herstellung eines Films dar
aus, erhalten werden. Diese fotoempfindliche, durch Elek
troabscheidung aufbringbare Anstrich- bzw. Beschichtungsmasse
besteht grundsätzlich als Hauptkomponente aus einem Harz, das
Gruppen für die Salzbildung enthält, damit das Harz wasser
löslich oder wasserdispergierbar wird und das fotoempfindli
che Gruppen enthält. Diese Massen schließen Beschichtungsmas
sen für die Elektroabscheidung sowohl des negativen Typs als
auch des positiven Typs ein (vgl. beispielsweise US-PS
39 54 587, 45 92 816, 46 32 900 und 46 73 458; JA-OS (KOKAI)
Patentanmeldungen von KOKAI Nr. 2 07 139/85, 2 06 293/86,
6 070/88, 4 671/89 und 4 672/89).
Solche, die üblicherweise als Trockenfilm-Fotoresists verwen
det werden, bestehen aus drei Schichten: Deckfilm/Resist/
Carrierfilm. Eine Fotoresistschicht wird durch Abschälen des
Abdeckfilms unter Freilegung der Resistoberfläche gebildet,
die mit dem Grundfilm mittels einer Laminierungsvorrichtung
in innigen Kontakt gebracht wird, und wobei der Trägerfilm
vor der Verwendung entfernt wird. Die Dicke dieser Fotore
sistschicht beträgt bevorzugt 10 bis 500 µm, inter alia, 20
bis 200 µm.
Aus dem Grundfilm, der mit einer Fotoresistschicht, herge
stellt wie oben, versehen ist, wird erfindungsgemäß eine Me
tallmaske gebildet. Die Herstellungsstufen der Metallmaske
werden im folgenden näher erläutert.
Die Fotoresistschicht wird mit aktivierendem Licht bildweise
durch eine Mustermaske belichtet.
Als aktivierendes Licht, das für die Belichtung verwendet
wird, wird normalerweise ein Licht mit einer Wellenlänge von
3000 bis 4500 Å verwendet. Lichtquellen, die solches Licht
erzeugen, können Solarlicht, eine Quecksilberdampflampe, eine
Xenonlampe, eine Bogenlampe oder ein Laserstrahl sein, und
als Quecksilberdampflampe kann eine Hochdruck-Quecksilber
dampflampe, eine Superhochdruck-Quecksilberdampflampe, eine
Metallhalogenidlampe, eine chemische Lampe, etc. verwendet
werden. Die Härtung der Fotoresistschicht durch Bestrahlung
mit einem solchen aktivierenden Licht erfordert von einer Se
kunde bis 20 Minuten, im allgemeinen nicht länger als mehrere
Minuten.
Anschließend an die Belichtung wird die Entwicklung durchge
führt. Die Entwicklung wird durchgeführt, indem der nicht-be
lichtete Teil, wenn der Fotoresist dem negativen Typ angehört
und der belichtete Teil, wenn er dem positiven Typ angehört,
entfernt wird. In bestimmten Fällen kann eine Erwärmungsbe
handlung damit während einer Zeit bis 30 Minuten bei einer
Oberflächentemperatur von 60 bis 180°C, bevorzugt 80 bis
160°C, vor der Entwicklungsbehandlung durchgeführt werden,
wodurch die Insolubilisierung des verbleibenden Resist
schichtteils gegenüber der Entwicklungslösung verbessert wird
und die Musterauflösungskraft weiter verbessert wird.
Normalerweise erfolgt die Entwicklung durch Behandlung der
belichteten Fotoresistschicht mit einer Entwicklungsflüssig
keit. Die Entwicklungsflüssigkeit kann geeigneterweise unter
organischen Lösungsmitteln, wäßrigen Alkalilösungen, wäßrigen
sauren Lösungen usw., abhängig von dem Typ des Fotoresists
ausgewählt werden. Organische Lösungsmittel, die als Entwick
lungsflüssigkeit nützlich sind, umfassen beispielsweise
1,1,1-Trichlorethan. Alkalien, welche zur Herstellung der
wäßrigen Lösungen nützlich sind, sind solche, die die freien
in dem Resistfilm vorhandenen Carboxylgruppen neutralisieren
können, so daß die nicht-belichteten oder belichteten Teile
des Fotoresists wasserlöslich werden, wie Natriumhydroxid,
Natriumcarbonat, Natriumsilicat, Kaliumhydroxid, Ammoniak und
Amine. Als Säuren, die zur Herstellung der wäßrigen sauren
Lösungen nützlich sind, können solche, die die basischen
Gruppen, wie die Aminogruppen, die in dem Resistfilm vorhan
den sind, neutralisieren, so daß die nicht-belichteten oder
belichteten Teile des Fotoresists wasserlöslich werden, ver
wendet werden. Spezifische Beispiele umfassen Chlorwasser
stoffsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Ameisensäure und But
tersäure.
Nachdem auf dem Grundfilm das Resistmuster gebildet worden
ist, werden die bei der Entwicklung der Fotoresistschicht
freigesetzten Teile des Grundfilms plattiert. Die Plattierung
kann unter Verwendung eines Plattierungsbadmittels und eines
Verfahrens, die beide per se bekannt sind, entweder durch
elektrolytische oder durch stromfreie Plattierung erfolgen.
Für die elektrolytische bzw. galvanische Plattierung muß der
Grundfilm eine leitfähige Oberfläche besitzen, jedoch ist für
die stromfreie Plattierung eine leitfähige Oberfläche des
Grundfilms nicht wesentlich. Metalle, die für die Plattierung
nützlich sind, sind beispielsweise Nickel, Kupfer, Aluminium,
Silber, Gold, Platin, Chrom, Zink und Legierungen dieser Me
talle. Aus den bereits erwähnten Gründen ist Nickel besonders
bevorzugt.
Die Plattierungsdicke beträgt normalerweise etwa 10 bis
500 µm, sie liegt bevorzugter innerhalb eines Bereichs von 20
bis 200 µm. Die Plattierung kann mehrere Male durchgeführt
werden, und es ist möglich, verschiedene Arten von Metallen
für die Bildung einer mehrschichtigen Plattierung zu verwen
den.
Von dem plattierten Grundfilm werden dann die verbleibende
Resistschicht und der Grundfilm entfernt. Diese Entfernung
kann entweder durch Behandlung des Systems mit einem Lösungs
mittel oder einer Alkalilösung, die im wesentlichen das bzw.
die plattierten Metalle nicht lösen kann, die aber den Grund
film und die verbleibende Resistschicht lösen kann, erfolgen;
oder es kann zuerst die verbleibende Resistschicht durch Auf
lösen in dem Lösungsmittel oder einer Alkalilösung entfernt
werden und dann kann der Grundfilm selektiv entfernt werden,
beispielsweise eine Metallfolie durch elektrolytisches Ätzen.
Die Metallmaske, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ver
wendet wird, kann ebenfalls nach dem im folgenden beschriebe
nen zweistufigen additiven Verfahren bzw. Additionsverfahren
hergestellt werden. Das heißt, eine Metallmaske, in die das
Muster mit einem Gitterteil oder Teilen fixiert ist, kann er
halten werden, indem man nacheinander die folgenden Stufen
durchführt:
- 1) eine Stufe, bei der eine erste Fotoresistschicht auf einem Grundfilm gebildet wird, die erste Fotoresist schicht durch eine erste Mustermaske bildweise belichtet wird, und diese unter Bildung einer ersten Resist schicht, die das Muster aufweist, entwickelt wird;
- 2) eine Stufe, bei der eine erste Plattierungsschicht auf den Teilen des Grundfilms gebildet wird, von denen die Fotoresistschicht bei der Entwicklung entfernt wurde;
- 3) eine Stufe, bei der auf der ersten Resistschicht und ersten Plattierungsschicht eine zweite Fotoresist schicht gebildet wird, die zweite Fotoresistschicht durch eine zweite Mustermaske bildweise belichtet wird, und die zweite Fotoresistschicht unter Bildung einer zweiten Resistschicht mit dem Muster auf der ersten Re sistschicht und der ersten Plattierungsschicht entwic kelt wird, wobei die zweite Mustermaske ein Gittermuster auf mindestens einem Teil der ersten Resistschicht in der Form bildet, daß sie mit der ersten Plattierungs schicht verbunden ist, so daß die erste Plattierungs schicht genau dem beabsichtigten Muster folgend fixiert werden kann, und wobei die Entwicklung der zweiten Foto resistschicht unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß im wesentlichen keine Eliminierung der ersten Resistschicht erfolgt.
- 4) eine Stufe, bei der eine zweite Plattierungs schicht auf den Teilen in der ersten Resistschicht und der ersten Plattierungsschicht, von denen die zweite Fo toresistschicht bei der Entwicklung entfernt wurde, ge bildet wird; und
- 5) eine Stufe, bei der die restliche erste und zweite Resistschicht und der Grundfilm entfernt werden.
Die zweite Plattierung umfaßt bei dem obigen zweistufigen ad
ditiven Verfahren die Stufen (1) bis (5), so daß der Schal
tungsteil, der bei der ersten Plattierung gebildet wurde, mit
dem Gitter verbunden ist, wobei der erstere fixiert wird.
Beispielsweise ist im Falle einer Gasphasenabscheidung eines
ringförmigen Musters die kreisförmige Maske, die im Zentrum
des Rings in der Metallmaske schwimmt nicht fixiert. Weiter
hin tendiert ein dünner und enger Teil der Metallmaske, der
an seinen Enden nicht fixiert ist (beispielsweise 22 in
Fig. 9) dazu, sich durch sein eigenes Gewicht zu biegen, da
er dünn ist und instabil. Solche instabilen Teile werden mit
den peripheren Teilen mittels des Gitterteils oder Teilen
(beispielsweise 23 in Fig. 9) fixiert.
Die Herstellungsstufen der Metallmaske, die für das erfin
dungsgemäße Verfahren nach dem zweistufigen additiven Verfah
ren nützlich sind, werden im folgenden unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Die Fig. 1 bis 7 sind Querschnittsansichten von
wesentlichen Teilen und zeigen ein Beispiel der
Herstellungsstufen einer Metallmaske nach dem zwei
stufigen additiven Verfahren,
Fig. 8 ist eine Draufsicht des wesentlichen Teils und
zeigt ein Beispiel für die gewünschte Schaltung,
Fig. 9 ist eine Draufsicht eines wesentlichen Teils der
Metallmaske für die Bildung der Schaltung der Fig.
8,
Fig. 10 ist ein Modelldiagramm (im Querschnitt) zum
Zeitpunkt der Dampfabscheidung bei dem Herstel
lungsverfahren einer erfindungsgemäßen gedruckten
Schaltungsplatte, -tafel oder dergleichen, und die
Fig. 11 ist ein Querschnitt und zeigt die Schaltung, die
nach dem in Fig. 10 erläuterten Verfahren erhalten
wird.
Bei der Stufe (1) wird die erste Fotoresistschicht 12 auf dem
Grundfilm 11 gebildet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Diese wird bildweise durch eine erste Mustermaske auf ähnli
che Weise, wie es bei dem einstufigen additiven Verfahren be
schrieben wird, belichtet und entwickelt. Somit wird die er
ste Resistschicht 12, die ein Muster entsprechend der ersten
Mustermaske aufweist, gebildet, wie es in Fig. 2 dargestellt
ist. Diese erste Resistschicht kann einen Plattierungskataly
sator für die zweite Plattierungsschicht, auf die später Be
zug genommen wird, enthalten.
Dann wird bei der folgenden Stufe (2) die erste Plattierungs
schicht 13, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, durch Plattie
rung der Teile 12′ auf dem Grundfilm, von denen die erste Fo
toresistschicht bei der Entwicklung entfernt wurde, mit einem
Metall wie zuvor beschrieben oder stromlos oder gemäß einem
elektrolytischen Plattierungsverfahren gebildet.
Dann wird bei der Stufe (3) eine zweite Fotoresistschicht 14
auf diesen Schichten 12 und 13 gebildet, die gegebenenfalls
einer Plattierungskatalysatorbehandlung unterworfen wurden
oder auf die ein etwa 0,5 bis 2 µm dicker dünner Metallfilm
durch stromfreies Plattieren oder durch Abscheidung aufge
bracht wurde, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, in einer
Dicke von bevorzugt 5 bis 100 µm, mehr bevorzugt 10 bis
80 µm. Durch weiteres bildweises Belichten der zweiten Foto
resistschicht durch eine Mustermaske für die Bildung eines
Gittermusters und Entwicklung der belichteten Schicht wird
eine zweite Resistschicht 14 mit dem Gittermuster, wie in Fig.
5 dargestellt, gebildet. Dieses Gittermuster kann bei
spielsweise, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, auf der er
sten Resistschicht 12(a) zwischen den ersten Plattierungs
schichten 13(a) und 13(b) gebildet werden, so daß die beiden
Plattierungsschichten 13(a) und 13(b) verbunden werden.
Es ist erforderlich, daß die erste Resistschicht 12 durch die
Entwicklung der obigen zweiten Fotoresistschicht nicht we
sentlich entfernt wird. Zu diesem Zweck kann die erste Re
sistschicht 12 vorab durch solche Maßnahmen wie Brennen ge
härtet werden, so daß sie gegenüber der Entwicklungsflüs
sigkeit, die für die Entwicklung der zweiten Fotoresist
schicht verwendet wird, eine verbesserte Beständigkeit auf
weist. Die Materialien, die die ersten und zweiten Fotore
sistschichten bilden, können gleich oder unterschiedlich
sein. Die Entfernung der ersten Resistschicht 12 während der
Entwicklung der zweiten Resistschicht 14 kann im wesentlichen
beispielsweise unter Verwendung eines anionischen Fotoresists
für die Bildung der ersten Fotoresistschicht und eines katio
nischen Fotoresists für die zweite Fotoresistschicht oder un
ter Verwendung dieser Materialien in umgekehrter Reihenfolge
vermieden werden.
Bei der Stufe (4) werden die Aushöhlungen 14′ der zweiten Re
sistschicht 14, die das Gittermuster aufweisen und gemäß
Stufe (3) erhalten werden, d. h. die Teile, von denen die
zweite Fotoresistschicht entfernt wurde, mit einer zweiten
Plattierungsschicht 15 plattiert, wie es in Fig. 6 darge
stellt ist, wobei ein stromfreies oder ein elektrolytisches
Plattierungsverfahren, das per se bekannt ist, verwendet
wird. Das Metall oder die Metalle, die diese zweite Plattie
rungsschicht bilden, können gleich oder unterschiedlich von
denen sein, die zur Bildung der ersten Plattierungsschicht
verwendet wurden, wobei sie bevorzugt eine ausgezeichnete
Kontaktfähigkeit gegenüber der ersten Plattierungsschicht
aufweisen. Die Dicke dieser zweiten Plattierungsschicht be
trägt normalerweise etwa 5 bis 100 µm, und liegt insbesondere
innerhalb des Bereiches von 10 bis 40 µm.
Schließlich werden bei der Stufe (5) die verbleibenden ersten
und zweiten Resistschichten 12 und 14 und der Grundfilm 11
auf solche Weise entfernt, die ähnlich ist, wie sie bei dem
einstufigen additiven Verfahren beschrieben wurde, wobei eine
Metallmaske mit Gitterteilen, wie sie in Fig. 7 dargestellt
ist, erhalten wird.
Die Metallmaske, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ver
wendet wird, kann ebenfalls durch Modifizierung des zweistu
figen additiven Verfahrens erhalten werden, wobei die Reihen
folge der Bildung des Schaltungsmusters und des Gittermusters
umgekehrt ist, d. h. eine Schicht, welche vollständig oder
mindestens teilweise aus Gittern besteht, wird auf den Grund
film als erste Plattierungsschicht gebildet, und auf der er
sten Resistschicht und der ersten Plattierungsschicht wird
die zweite Fotoresistschicht gebildet, belichtet und ent
wickelt, und dann folgt die zweite Plattierungsschichtbildung
und Entfernung der verbleibenden Resistschicht und des Grund
films, wobei die zweite Schicht das Schaltungsmuster aufweist
und mit dem Gitter(n) mindestens teilweise verbunden ist, so
daß die zweite Plattierungsschicht genau entsprechend dem ge
wünschten Muster bzw. der Schaltung fixiert ist.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Ausführungs
form der Metallmaske für die Herstellung der Schaltung 21 mit
dem entsprechenden Partialmuster, wie es in Fig. 8 darge
stellt ist. In Fig. 9 dient der Gitterteil 23 dazu, den dün
nen und schmalen Teil 22 der Metallmaske an den peripheren
Teil 24 zur Fixierung des ersteren zu binden bzw. zu befesti
gen. Dieser Gitterteil 23 besitzt bevorzugt ein Poren- bzw.
Leerstellen- bzw. Lochverhältnis (diese Ausdrücke werden
synonym verwendet) von mindestens 50% inter alia, innerhalb
des Bereiches von 70 bis 90% bei senkrechter Ansicht auf die
Metallmaskenoberfläche. Wenn eine gedruckte Schaltungsplatte,
-tafel oder dergleichen unter Verwendung einer Metallmaske
mit einem Gitterteil mit extrem niedrigem Lochverhältnis ge
bildet wird, besteht die Gefahr, daß der Schaltungsteil, der
dem Gitterteil entspricht, eine drastisch verringerte Dicke
verglichen mit dem Rest der Schaltung aufweist und dement
sprechend eine schlechte Festigkeit oder elektrische Leitfä
higkeit besitzt. Da der Schaltungsteil, der dem Gitterteil
entspricht, dünn wird, ist es bevorzugt, eine größere Breite
verglichen mit dem Rest der Schaltung zu verwenden, so daß
ausreichende Leitfähigkeit und Festigkeit gewährleistet sind.
Metallmasken, die gemäß dem zweistufigen additiven Verfahren
hergestellt worden sind, zeigen eine extrem hohe Präzision.
insbesondere da die Breite von jedem Gitter in dem Gitterteil
so gering wie 20 µm sein kann, kann das Lochverhältnis in dem
Gitterteil erhöht werden, wodurch der Dickenunterschied zwi
schen dem abgeschiedenen Film auf dem Teil, der dem Gitter
teil in der Metallmaske entspricht, und den verbleibenden
Teilen erniedrigt werden kann.
Es ist bevorzugt, daß der Gitterteil in der Metallmaske von
dem Substrat der gedruckten Schaltungsplatte, -tafel oder
dergleichen während der Abscheidung getrennt lokalisiert ist.
Wenn daher die Metallmaske in innigen Kontakt mit dem Sub
strat durch Magnetkräfte von beispielsweise einem Magnet ge
bracht wird, besteht der Gitterteil bevorzugt aus einem
nicht-magnetischen Material, wie Kupfer, Aluminium, etc.
Fig. 10 ist ein Modelldiagramm, wo schematisch der Abschei
dungsvorgang mit einer Vorrichtung dargestellt ist, wobei
eine Nickel-Metallmaske 27 mit einem Gitterteil, hergestellt
aus Kupfer, verwendet wird, die in innigen Kontakt mit dem
Substrat 25 für die gedruckte Schaltungsplatte bzw. -tafel
oder dergleichen durch Magnetkraft eines Magnets 26 ist, der
von der Unterseite auf das Substrat 25 einwirkt. Bei diesem
Fall ist der Netzteil bevorzugt von dem Substrat durch eine
vorgegebene Distanz h, beispielsweise von etwa 50 bis 150 µm
entfernt angebracht. Bei der Dampfabscheidung wird ein abge
schiedener Film auf dem Teil 28 der Schaltung entsprechend
dem Netzteil in der Metallmaske und dem Rest der Schaltung
29, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, aufgebracht, wodurch
eine gedruckte Schaltungsplatte, -tafel oder dergleichen er
zeugt wird.
Die obige Dampfabscheidung erfolgt bevorzugt während der Teil
der Abscheidungsvorrichtung verlagert wird, so daß eine ein
heitliche Abscheidung von verschiedenen Winkeln erfolgt. Die
Dampfabscheidung kann mit einer Vielzahl von Dampfabschei
dungsvorrichtungen durchgeführt werden. Während die abge
schiedene Substanz auf der Metallmaskenoberfläche während der
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgeschieden
wird, kann die Maske wiederholt verwendet werden, indem man
davon die abgeschiedene Substanz mit einer Waschflüssigkeit
entfernt, welche die Metallmaske nicht auflöst sondern nur
selektiv die abgeschiedene Substanz auflöst.
Das Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäßen gedruck
ten Schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen umfaßt einfa
che Stufen, und die Beseitigung der verbrauchten Entwick
lungsflüssigkeit und Ätzflüssigkeit ist nicht erforderlich,
und man erhält gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln oder der
gleichen mit sehr hoher Präzision.
Insbesondere zeigen die Metallmasken mit einem Gitterteil,
die nach den zweistufigen additiven Verfahren hergestellt
werden, eine extrem hohe Präzision, und das Lochverhältnis in
ihrem Gitterteil kann hoch sein. Dementsprechend kann unter
Verwendung der Metallmasken der Dickenunterschied in der ab
geschiedenen gedruckten Schaltungsplatte bzw. -tafel zwischen
dem Teil, der dem Gitterteil und dem Rest entspricht, sehr
klein ausgewählt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Die Teile
sind durch das Gewicht ausgedrückt.
1000 Teile Epoxyharz (Epikote E180S65®, Produkt von Yuka
Shell Epoxy Co.) werden in 1300 Teilen Butylacetat gelöst,
und dazu wird 0,1 Teil Hydroquinon gegeben. Das System wird
auf 110°C erhitzt, und während es bei dieser Temperatur ge
halten wird, werden 300 Teile Acrylsäure zugegeben und bei
dieser Temperatur umgesetzt, bis die Säurezahl auf nicht mehr
als 1,0 verringert war, wobei eine Harzlösung erhalten wurde.
Zu 100 Teilen der entstehenden Harzlösung wurde 1 Teil Benzo
phenon zugegeben, und dann wurde vermischt, wobei eine foto
empfindliche Harzlösung A erhalten wurde.
Produktionsbeispiel 2 | |
Styrol | |
30 Teile | |
Methylmethacrylat | 30 Teile |
Acrylsäure | 40 Teile |
t-Butylperoctoat | 3 Teile |
Ein Gemisch der obigen Komponenten wurde tropfenweise zu 145
Teilen 2-Ethoxyethylacetat bei 110°C zugegeben, was 2 Stunden
erforderte. Das System wurde bei 110°C weitere 8 Stunden ge
halten, wobei eine Acrylharzlösung erhalten wurde. Die so er
haltene Acrylharzlösung besitzt eine Säurezeit von 312, eine
Glasübergangstemperatur von 104°C und ein zahlendurchschnitt
liches Molekulargewicht von 16 000.
Dann wurden 45 Teile Glycidylmethacrylat, 0,1 Teil Tetra
ethylammoniumbromid und 0,005 Teile Hydroquinon zu der obigen
Acrylharzlösung gegeben, und es wurde während 4 Stunden bei
110°C umgesetzt, wobei eine ungesättigte Harzlösung, welche
2,2 mol/kg (als Feststoff) Methacryloylgruppen enthielt und
eine Säurezahl von 92 besaß, erhalten.
Zu 160 Teilen dieser ungesättigten Harzlösung wurden 20 Teile
Phenolnovolackepoxyharz mit einem Epoxyäquivalent von 173, 3
Teile α-Hydroxyisobutylphenon und 1,5 Teile Modaflow®
(Oberflächenconditioner, hergestellt von Monsanto Co. USA)
gegeben und dann wurde vermischt, wobei eine fotoempfindliche
Harzlösung B erhalten wurde.
Die fotoempfindliche Harzlösung A, die bei dem obigen Produk
tionsbeispiel 1 erhalten wurde, wurde auf eine mit Platin
chlorid aktivierte Aluminiumplatte aufgebracht und anschlie
ßend wurde während 20 Minuten bei 90°C unter Bildung einer
ersten Fotoresistschicht mit einer Dicke von etwa 80 µm er
wärmt. Die Fotoresistschicht wurde durch eine Mustermaske für
die Bildung der gewünschten Schaltung mit einer Hochdruck
quecksilberdampflampe bei 300 mj/cm2 belichtet. Die Entwick
lung erfolgte mit einer Lösungsmittelmischung (Butylacetat/
Isopropanol=1/1) bei 30°C. Die Festigkeit der ersten Re
sistschicht mit dem gewünschten Muster wurde durch Trocknen
bei 120°C während 20 Minuten verbessert.
Danach wurden die Teile der Aluminiumplattenoberfläche, auf
der die erste Resistschicht nicht vorhanden war, mit Nickel
plattiert. Dann wurde auf die erste Resistschicht und die
Nickel-plattierte Schicht, d. h. auf die gesamte Oberfläche
des Systems eine 0,1%ige wäßrige Platinchloridlösung aufge
bracht und es wurde getrocknet. Dann wurde die fotoempfindli
che Harzlösung B, erhalten gemäß Produktionsbeispiel 2, auf
gebracht, und anschließend wurde 20 Minuten bei 90°C unter
Bildung einer etwa 40 µm dicken zweiten Fotoresistschicht er
wärmt. Die zweite Fotoresistschicht wurde durch eine vorbe
stimmte Gitter bildende Mustermaske bei 300 mj/cm2 mit einer
Hochdruckquecksilberdampflampe belichtet und anschließend er
folgte eine Entwicklung bei 30°C mit einer 1%igen wäßrigen
Natriumcarbonatlösung. Bei dieser Entwicklung wurde das ge
wünschte Gittermuster auf der zweiten Resistschicht, ohne daß
sich die erste Resistschicht auflöste, gebildet. Dann wurden
die Vertiefungen in der zweiten Resistschichtoberfläche, die
durch die Entfernung des Fotoresists gebildet wurden, mit
Silber plattiert und gefüllt. Es wurde so ein Substrat erhal
ten.
Danach wurde das Substrat in eine 5%ige wäßrige Kaliumhydro
xidlösung bei 50°C eingetaucht, und dann wurden die verblei
benden ersten und zweiten Resistschichten entfernt, es wurde
mit Wasser gewaschen und anschließend wurde selektiv in einer
Ätzlösung geätzt, wobei dieses selbst als Kathode diente. Die
Aluminiumplatte wurde entfernt, wobei eine aus Nickel herge
stellte Metallmaske erhalten wurde. Der Gitterteil dieser Me
tallmaske hatte ein Lochverhältnis von etwa 70%, beobachtet
von der Richtung senkrecht zu der Metallmaske.
Die so erhaltene Metallmaske wurde auf die Oberfläche eines
aus Aluminiumoxid hergestellten Substrats für gedruckte
Schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen (KYOCERA A-493)
gegeben in innigen Kontakt mit der Substratoberfläche mittels
magnetischer Kraft, die von einem elektrischen Magnet von der
Unterseite des Substrats ausgeübt wurde, gebracht, und Kupfer
wurde dampfförmig auf der Substratoberfläche in einer Film
dicke von etwa 1 µm durch Vakuumabscheidung abgeschieden, wo
durch eine Schaltung erhalten wurde. Die Vakuumabscheidungs
vorrichtung, die verwendet wurde, war das Modell EX-400
(Produkt von Nippon Shinku K.K.) und die Abscheidungsbedin
gungen waren ein Vakuumgrad, 2×10-5 Torr, und der
Emissionsstrom der elektronischen Kanone betrug 30 mA.
Die Dicke des Kupferfilms an den Teilen, die dem Gitterteil
entsprachen, betrug etwa 0,7 µm. Die Schaltung zeigte eine
sehr hohe Präzision.
Eine 0,1%ige wäßrige Platinchloridlösung wurde auf einer
Aluminiumplatte aufgebracht und getrocknet. Die gemäß Produk
tionsbeispiel 2 erhaltene fotoempfindliche Harzlösung B wurde
darauf aufgebracht und dann wurde bei 90°C während 20 Minuten
unter Bildung einer Fotoresistschicht von etwa 80 µm Dicke
erhitzt. Die Fotoresistschicht wurde durch eine Mustermaske
bei 300 mj/cm2 unter Bildung einer vorbestimmten Schaltung
mit einer Hochdruckquecksilberdampflampe belichtet und
anschließend wurde mit einer wäßrigen Natriumcarbonatlösung
bei 30°C unter Bildung eines Resistmusters auf der Aluminium
platte entwickelt. Die Vertiefungen in dieser Resistschicht
(die Teile von denen der Fotoresist entfernt wurde) wurden
mit Kupferplattierung unter Bildung eines Substrats gefüllt.
Danach wurde das Substrat in eine 5%ige wäßrige Kaliumhydro
xidlösung bei 50°C eingetaucht, und die verbleibende Resist
schicht wurde entfernt. Es wurde mit Wasser gewaschen, und
dann erfolgte ein selektives Ätzen in 5%iger Phosphorsäure
3%iger Chromsäure als wäßrige Lösung bei 80°C, wobei das
Substrat selbst als Kathode diente. Die Aluminiumplatte wurde
unter Bildung einer aus Kupfer hergestellten Metallmaske ent
fernt.
Auf einer Oberfläche der so erhaltenen Metallmaske wurde ein
Klebstoff aufgebracht, und diese Oberfläche wurde auf die
Vorderoberfläche eines Substrats für gedruckte Schaltungs
platten, -tafeln oder dergleichen aufgebracht. Gegen die Sub
stratoberfläche wurde Kupfer im Dampf in einer Dicke von etwa
0,9 µm mittels Dampfabscheidung abgeschieden, wobei eine
Schaltung erhalten wurde. Die so erhaltene Schaltung hat eine
hohe Präzision.
Die Metallmaske, hergestellt gemäß dem obigen Beispiel 1,
wurde in innigen Kontakt mittels Magnetkraft mit einem 50 µm
dicken Polyimidsubstrat gebracht, und Kupfer wurde durch
Dampfabscheidung dadurch in einer Breite von 1 mm, Länge von
100 mm und Dicke von 0,2 µm durch Vakuumabscheidung unter
Bildung eines Schaltungsmusters darauf abgeschieden. Dann
wurde die Metallmaske entfernt und das Substrat mit der
Schaltung wurde in ein stromfreies Kupferplattierungsbad
(eine wäßrige Lösung von pH 13, welche Kupfersulfat bei einer
Kupferkonzentration von 2,5 g/l enthielt) während 4 Stunden
bei 40°C eingetaucht, wobei auf dem Kupferfilm eine 20 µm
dicke Kupferschicht gebildet wurde. Es wurde so eine Schal
tung erhalten. Wenn ein elektrischer Strom von 500 mA durch
die Schaltung geleitet wurde, betrug der Widerstand 8,6×
10-2 Ω und der Wärmefluß war 2,15×10-2 W. Wurde ein
elektrischer Strom von 500 mA durch die Schaltung mit abge
schiedenem Kupfer vor der Kupferplattierung geleitet, betrug
der Widerstand 8,7 Ω und die Wärmeströmung betrug 2,17 W.
An einem 70 µm dicken Polyethylenterephthalat-(PET)-Substrat
wurde die Metallmaske, hergestellt gemäß Beispiel 1, in inni
gen Kontakt durch Magnetkraft gebracht, und dann wurde Kupfer
in einer Breite von 1 mm, Länge von 100 mm und einer Dicke
von 0,5 µm durch Zerstäubung unter Bildung einer gedruckten
Schaltung abgeschieden. Die Zerstäubungsvorrichtung, die ver
wendet wurde, war CFS-4ES, hergestellt von Tokuda Seisakusho
Co., Ltd., und wurde mit einer Zerstäubungskraft von 400 W
und einem Zerstäubungsdruck von 6,7×10-1 Pa betrieben. Dann
wurde die Metallmaske entfernt und das Substrat mit der ge
druckten Schaltung wurde in ein Nickelplattierungsbad als
wäßrige Lösung bei 80°C, pH 7, welches 8% Ni-P bei einer Ni-
Konzentration von 5 g/l enthielt, gegeben. Unter Durchführung
einer elektrolytischen Plattierung wurde eine 20 µm dicke
Nickelschicht auf dem Kupferfilm gebildet. Dann wurde Gold
auf dieser Nickelschicht durch elektrolytische Plattierung in
einer Dicke von 1 µm abgeschieden, wobei eine Schaltung er
halten wurde. Die Goldplattierung erfolgte mit einem Gold
plattierungsbad mit einer Goldkonzentration von 5 g/l bei
pH 7 und 80°C.
Wurde ein elektrischer Strom von 1000 mA durch die entste
hende Schaltung geleitet, so betrug der Widerstand 0,29 Ω und
die Wärmeströmung 0,29 W. Wurde ein elektrischer Strom von
1000 mA durch die Kupfer-abgeschiedene Schaltung vor der
Plattierung geleitet, betrug der Widerstand 3,5 Ω und die
Wärmeströmung 3,5 W.
Ein 500 µm dickes Aluminiumsubstrat wurde mit der Metall
maske, hergestellt gemäß Beispiel 1, in innigen Kontakt durch
Magnetkraft gebracht, und dann wurde Nickel im Dampf in einer
Breite von 1 mm, Länge von 100 mm und Dicke von 1 µm gemäß
dem elektronischen Cyclotron-Resonanzverfahren (Vakuumgrad
10-2 Pa; Abscheidungsrate 1 µm/min) unter Bildung eines
Schaltungsmusters abgeschieden. Die Metallmaske wurde dann
entfernt und auf den Nickelfilm auf dem Substrat mit dem
Schaltungsmuster wurde eine 2 µm dicke Silberschicht nach dem
stromfreien Plattierungsverfahren unter Bildung einer Schal
tung abgeschieden. Das Silberplattierungsbad hatte eine Sil
berkonzentration von 32 g/l, pH 13 und eine Temperatur von
40°C.
Wurde ein elektrischer Strom von 300 mA durch die entstehende
Schaltung geleitet, betrug der Widerstand 7,3×10-1 Ω und
die Wärmeströmung 6,6×10-2 W. Wurde ein elektrischer Strom
von 300 mA durch die Nickel-abgeschiedene Schaltung vor der
Plattierung geleitet, betrug der Widerstand 7,2 Ω und die
Wärmeströmung 6,5×10-1 W.
Claims (21)
1. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltungs
platte, -tafel oder dergleichen, dadurch gekenn
zeichnet, daß mit der Oberfläche eines Substrats
für eine gedruckte Schaltungsplatte, -tafel oder dergleichen
eine Metallmaske mit dem gewünschten Muster in innigen Kon
takt gebracht wird und die entsprechende Schaltung durch
Dampfabscheidung eines verdampften Materials auf der Oberflä
che des Substrats gebildet wird, wobei eine Metallmaske er
halten wird, indem aufeinanderfolgend die folgenden Stufen
durchgeführt werden:
- i) eine Stufe, bei der eine Fotoresistschicht auf einem Grundfilm gebildet wird, die Fotoresistschicht durch die Mustermaske bildweise belichtet wird und diese unter Bildung einer Resistschicht mit dem Muster auf dem Grundfilm entwickelt wird;
- ii) eine Stufe, bei der eine Plattierungsschicht auf den Teilen des Grundfilms gebildet wird, von denen die Fotoresistschicht bei der obigen Entwicklung entfernt wurde; und
- iii) eine Stufe, bei der die verbleibende Resist schicht und der Grundfilm entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die durch Dampf abgeschiedene Sub
stanz ein Metall oder ein Metalloxid ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dampfabscheidung mittels Vaku
umabscheidung, Zerstäuben bzw. Sputtern, Ionenplattierung
oder mittels eines Elektronencyclotron-Resonanzverfahrens er
folgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Metall oder Metalloxid zusätzlich
auf den mittels Dampf abgeschiedenen Film plattiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Metallmaske eine Dicke von 10 bis
500 µm besitzt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Metallmaske aus Kupfer, Nickel,
Silber, Gold, Aluminium, Chrom, Zinn oder Legierungen dieser
Metalle besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Metallmaske aus einem magneti
schen Metallkörper besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der magnetische Metallkörper Nickel
ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der innige Kontakt der Metallmaske
mit dem Substrat für die gedruckte Schaltungsplatte, -tafel
oder dergleichen durch Magnetkraft erfolgt.
10. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltungs
platte, -tafel oder dergleichen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Oberfläche eines Substrats für
gedruckte Schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen mit ei
ner Metallmaske, die das gewünschte Muster und einen Gitter
teil umfaßt, in innigen Kontakt gebracht wird, und die ent
sprechende Schaltung durch Dampfabscheidung eines verdampften
Materials auf der Oberfläche des Substrats erfolgt, wobei die
Metallmaske, die das gewünschte Muster und einen oder mehrere
Gitterteil(e) umfaßt, erhalten wird, indem aufeinanderfolgend
durchgeführt werden:
- 1) eine Stufe, bei der eine erste Fotoresistschicht auf einem Grund- bzw. Basisfilm gebildet wird, die erste Fotoresistschicht durch eine erste Mustermaske bildweise belichtet wird, und diese unter Bildung einer ersten Re sistschicht mit dem Muster entwickelt wird;
- 2) eine Stufe, bei der eine erste Plattierungsschicht auf den Teilen des Grundfilms gebildet wird, von denen die Fotoresistschicht durch Entwicklung entfernt wurde;
- 3) eine Stufe, bei der auf der ersten Resistschicht und ersten Plattierungsschicht eine zweite Fotoresist schicht gebildet wird, die zweite Fotoresistschicht durch eine zweite Mustermaske bildweise belichtet wird und die zweite Fotoresistschicht unter Bildung einer zweiten Resistschicht, die das Muster der ersten Resist schicht und die erste Plattierungsschicht aufweist, ent wickelt wird, wobei die zweite Mustermaske ein Gittermu ster auf mindestens einem Teil der ersten Resistschicht in der Form bildet, daß sie mit der ersten Plattierungs schicht verbunden ist, so daß die erste Plattierungs schicht genau folgend dem beabsichtigten Muster fixiert werden kann und die Entwicklung der zweiten Fotoresist schicht, unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß im wesentlichen keine Eliminierung der ersten Re sistschicht erfolgt;
- 4) eine Stufe, bei der eine zweite Plattierungs schicht auf den Teilen der ersten Resistschicht und der ersten Plattierungsschicht, von denen die zweite Fotore sistschicht bei der Entwicklung entfernt wurde, gebildet wird; und
- 5) eine Stufe, bei der die restlichen ersten und zweiten Resistschichten und der Grundfilm bzw. Basisfilm entfernt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die als Dampf abgeschiedene Substanz
ein Metall oder Metalloxid ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dampfabscheidung durch Vakuumab
scheidung, Zerstäuben bzw. Sputtern, Ionenplattierung oder
nach dem Elektronencyclotron-Resonanzverfahren erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Metall oder ein Metalloxid zu
sätzlich auf den als Dampf abgeschiedenen Film plattiert
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Metallmaske eine Dicke von 10 bis
500 µm aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Metallmaske aus Kupfer, Nickel,
Silber, Gold Aluminium, Chrom, Zinn oder Legierungen dieser
Metalle besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Metallmaske aus einem magneti
schen Metallkörper besteht.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß der magnetische Metallkörper Nickel
ist.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß der innige Kontakt der Metallmaske
mit dem Substrat für die gedruckte Schaltungsplatte, -tafel
oder dergleichen durch Magnetkraft erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Leerstellenverhältnis des Gitter
teils mindestens 50% beträgt, betrachtet von der Richtung
senkrecht zu der Metallmaske.
20. Metallmaske, die bei dem Verfahren nach Anspruch 1
oder 10 verwendet wird.
21. Gedruckte Schaltungsplatte, -tafel oder dergleichen,
hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 1 oder 10.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30730489A JPH03166793A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 磁性メタルマスクを用いたプリント配線板の製造方法 |
JP32476289A JPH03185787A (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | プリント配線板の製造方法 |
JP33110089 | 1989-12-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4037747A1 true DE4037747A1 (de) | 1991-05-29 |
Family
ID=27338895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904037747 Withdrawn DE4037747A1 (de) | 1989-11-27 | 1990-11-27 | Verfahren zur herstellung gedruckter schaltungsplatten, -tafeln oder dergleichen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4037747A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2376569A (en) * | 2001-03-29 | 2002-12-18 | Lear Corp Inc | A method of forming an electric circuit on a substrate |
DE102011002077B4 (de) * | 2011-04-15 | 2020-12-10 | Kunststoff-Institut Für Die Mittelständische Wirtschaft Nrw Gmbh (Kimw Nrw Gmbh) | Verfahren zum Herstellen eines mit wenigstens einem elektrischen Funktionsteil versehenen Kunststoffwerkstückes |
-
1990
- 1990-11-27 DE DE19904037747 patent/DE4037747A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2376569A (en) * | 2001-03-29 | 2002-12-18 | Lear Corp Inc | A method of forming an electric circuit on a substrate |
GB2376569B (en) * | 2001-03-29 | 2004-08-11 | Lear Corp Inc | Method of forming an electrical circuit on a substrate |
DE102011002077B4 (de) * | 2011-04-15 | 2020-12-10 | Kunststoff-Institut Für Die Mittelständische Wirtschaft Nrw Gmbh (Kimw Nrw Gmbh) | Verfahren zum Herstellen eines mit wenigstens einem elektrischen Funktionsteil versehenen Kunststoffwerkstückes |
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