NL8700833A - Prodn. of printed circuit panel on insulating substrate - by forming pattern of material contg. metal nuclei, using spray head, followed by electroless metallising - Google Patents

Prodn. of printed circuit panel on insulating substrate - by forming pattern of material contg. metal nuclei, using spray head, followed by electroless metallising Download PDF

Info

Publication number
NL8700833A
NL8700833A NL8700833A NL8700833A NL8700833A NL 8700833 A NL8700833 A NL 8700833A NL 8700833 A NL8700833 A NL 8700833A NL 8700833 A NL8700833 A NL 8700833A NL 8700833 A NL8700833 A NL 8700833A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
metal
substrate
liquid
deposited
germination liquid
Prior art date
Application number
NL8700833A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8700833A priority Critical patent/NL8700833A/en
Publication of NL8700833A publication Critical patent/NL8700833A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1603Process or apparatus coating on selected surface areas
    • C23C18/1607Process or apparatus coating on selected surface areas by direct patterning
    • C23C18/1608Process or apparatus coating on selected surface areas by direct patterning from pretreatment step, i.e. selective pre-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1619Apparatus for electroless plating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • H05K3/182Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

In prodn. of a printed circuit panel, by appln. to an electrically insulating substrate of a material contg. metal nuclei, in a pattern, where the metal nuclei have a catalytic effect on the formation of a metal in an electroless metallising bath. A conducting metal layer is deposited in the desired pattern in an electroless metallising bath. The material contg. metal nuclei is a nucleating liq. which is applied as droplets by means of a spray-head which is displaced in the desired pattern w.r.t. the substrate.

Description

r k % .. v «i PHN 12.081 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken.r k% .. v «i PHN 12,081 1 N.V. Philips' Incandescent lamp factories.

"Werkwijze voor het vervaardigen van een gedrukte bedradingspaneel"."Method of Manufacturing a Printed Wiring Panel".

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een gedrukte bedradingspaneel, waarbij op een elek trisch isolerend substraat patroonmatig een metaalkiemen bevattend mate riaal wordt aangebracht, welke metaalkiemen katalytisch werken op de vor 5 ming van een metaal in een stroomloos metalliseringsbad, waarna in een stroomloos metalliseringsbad een geleidende metaallaag wordt afgezet in het gewenste patroon.The invention relates to a method for manufacturing a printed wiring panel, in which a metal seed containing material is patterned on an electrically insulating substrate, which metal seeds act catalytically on the formation of a metal in an electroless metallization bath, after which an electroless metallization bath a conductive metal layer is deposited in the desired pattern.

In het Amerikaans octrooischrift US 4504529 is een werk wijze beschreven waarbij op xerografische wijze een diêlektrisch 10 poeder patroonmatig op een substraat wordt aangebracht en wordt gesensi tiseerd met een metaalverbinding om een stroomloze metallisering in het gewenste patroon mogelijk te maken. Een dergelijke xerografische werk wijze is vooral geschikt voor het aanbrengen van geleidende patronen op vlakke substraten.United States Patent US 4504529 discloses a method in which a dielectric powder is patterned xerographically on a substrate and sensitized with a metal compound to allow electroless metallization in the desired pattern. Such a xerographic method is especially suitable for applying conductive patterns to flat substrates.

15 De uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffen, waar mee op eenvoudige wijze ook op niet-vlakke substraten gedrukte bedra dingspatronen kunnen worden vervaardigd. De uitvinding beoogt daarbij een werkwijze te verschaffen waarmee zeer smalle geleidende sporen kun nen worden vervaardigd, bijvoorbeeld met een breedte van minder dan 100 20 pm. De uitvinding beoogt tevens een geheel additief metalliseringsproces te verschaffen dat aan de gestelde voorwaarden voldoet.The object of the invention is to provide a method with which wiring patterns can also be produced in a simple manner printed on non-flat substrates. The object of the invention is to provide a method with which very narrow conductive tracks can be manufactured, for instance with a width of less than 100 µm. Another object of the invention is to provide an entirely additive metallization process that satisfies the stated conditions.

Aan deze opgave wordt volgens de uitvinding voldaan door een werkwijze zoals in de aanhef is beschreven, welke werkwijze verder is gekenmerkt, doordat het metaalkiemen bevattende materiaal een bekie 25 mingsvloeistof is welke in de vorm van druppels wordt aangebracht door middel van een spuitkop welke in het gewenste patroon ten opzichte van het substraat wordt verplaatst.This task is fulfilled according to the invention by a method as described in the preamble, which method is further characterized in that the metal-germ-containing material is a dripping liquid which is applied in the form of drops by means of a spray head which is placed in the desired pattern is moved relative to the substrate.

Met de uitdrukking metaalkiemen worden hier zowel metalli sche kiemen aangeduid als ook kiemen welke een metallische verbinding 30 bevatten. Dergelijke kiemen kunnen op bekende wijze worden gesensibili seerd voor het stroomloos metalliseren. Het metaalpatroon zal in het algemeen tot doel hebben om elektrische verbindingen te verschaffen, f r ΡΗΝ 12.081 2 maar kan daarnaast voor identificatiedoeleinden benut worden, bijvoor beeld in de vorm van alfanumerieke karakters.The term metal germs here refers to both metallic germs and also germs which contain a metallic compound. Such germs can be sensitized in known manner for electroless metallization. The metal pattern will generally serve to provide electrical connections, but it can also be used for identification purposes, for example in the form of alphanumeric characters.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden de druppels gevormd door pulsen van een piëzo 5 elektrisch element. Daarbij bedraagt de viscositeit van de bekiemings vloeistof bij voorkeur 0.5 tot 100 mPa.s.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the drops are formed by pulses from a piezoelectric element. The viscosity of the sprouting liquid is preferably 0.5 to 100 mPa.s.

Een inrichting met een beweegbare pièzoelektrische spuitkop is bijvoorbeeld bekend voor toepassingen in inktstraalafdruk eenheden. In het Amerikaanse octrooischrift US 4560584 is een soort 10 gelijke inrichting beschreven, welke wordt toegepast voor het aanbrengen van soldeerafschermlak op een gedrukte bedradingspaneel.For example, a device with a movable piezoelectric nozzle is known for applications in inkjet printing units. US-A-4560584 discloses a type of similar device which is used for applying solder shielding lacquer to a printed circuit board.

Om een sterke hechting te verkrijgen tussen het substraat en de patroonmatige metaallaag is het doelmatig dat de bekiemingsvloei stof een bindmiddel omvat, bijvoorbeeld door een op zich bekende lijm 15 toe te passen. Daarbij kan het noodzakelijk zijn om het oppervlak van de lijmlaag aan te etsen om de metaalkiemen toegankelijk te maken voor het stroomloze metalliseringsbad.In order to obtain a strong adhesion between the substrate and the patterned metal layer, it is expedient for the germination liquid to comprise a binder, for instance by applying an adhesive known per se. In addition, it may be necessary to etch the surface of the adhesive layer to make the metal seeds accessible to the electroless metallization bath.

In een geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding bestaan de metaalkiemen uit een organische metaalverbin 20 ding, bij voorkeur een organische metaalcomplexverbinding. Het is op zich bekend om dergelijke verbindingen voor dit doel toe te passen, zie bijvoorbeeld de gepubliceerde Europese octrooiaanvrage EP 166327, waarin een werkwijze wordt beschreven volgens welke een substraat volledig wordt bedekt met een metaallaag in een stroomloos metalliseringsbad, 25 waarna in een subtractief proces een geleiderpatroon wordt vervaardigd. In de genoemde Europese octrooiaanvrage worden ook middelen beschreven om dergelijke verbindingen te sensibiliseren.In a suitable embodiment of the method according to the invention, the metal seeds consist of an organic metal compound, preferably an organic metal complex compound. It is known per se to use such compounds for this purpose, see for example published European patent application EP 166327, which describes a method according to which a substrate is completely covered with a metal layer in an electroless metallization bath, after which in a subtractive process a conductor pattern is manufactured. The said European patent application also describes means for sensitizing such compounds.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze vol gens de uitvinding wordt de op het substraat aangebrachte bekiemings 30 vloeistof bestraald door middel van een lichtgeleider, bijvoorbeeld een optische glasvezel. De lichtgeleider is bij voorkeur in een vaste posi tie ten opzichte van de spuitkop geplaatst, bijvoorbeeld daaraan beves tigd. Door de toevoer van warmte kan de hechting met het substraat wor den verbeterd, door de toevoer van licht kunnen in bepaalde gevallen de 35 kiemen worden geactiveerd.In a special embodiment of the method according to the invention, the germination liquid applied to the substrate is irradiated by means of a light guide, for instance an optical glass fiber. The light guide is preferably placed in a fixed position relative to the nozzle, for example attached to it. Adhesion to the substrate can be improved by the application of heat, and in some cases the germs can be activated by the application of light.

Voor toepassingen in niet-vlakke substraten, waarbij een soldeerproces bijvoorbeeld door laserlassen kan zijn vervangen en waar £ 'V c. f ·- :: -ξ r 5 PHN 12.081 3 bij voor of na het aanbrengen van het geleiderpatroon het substraat aan diverse vormgevingsprocessen kan worden onderworpen, is het doelmatig dat als substraataateriaal een thermoplastische kunststof wordt gekozen welke bestand is tegen een temperatuur van ten minste 180°c. Geschikte 5 substraatmaterialen voor de aangegeven doeleinden zijn bijvoorbeeld polyiaide, polyetheriaide, polyethersulfon, polysulfon en polyvinylideen sulfide, al dan niet met versterkende materialen zoals glasvezels.For applications in non-planar substrates, where a soldering process can be replaced by laser welding, for example, and where £V c. f · - :: -ξ r 5 PHN 12.081 3 when the substrate can be subjected to various shaping processes before or after the application of the conductor pattern, it is expedient that a thermoplastic plastic which is resistant to a temperature of at least at least a temperature is chosen as the substrate material. 180 ° c. Suitable substrate materials for the indicated purposes are, for example, polyiaide, polyetheriaide, polyether sulfone, polysulfone and polyvinylidene sulfide, with or without reinforcing materials such as glass fibers.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij een goede hechting tussen het substraat 10 en de geleidende metaallaag wordt verkregen, wordt het substraat voor het aanbrengen van de bekiemingsvloeistof op chemische wijze opgeruwd, bijvoorbeeld door de oppervlaktelaag te laten zwellen in een oplos aiddel.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, wherein a good adhesion between the substrate 10 and the conductive metal layer is obtained, the substrate is chemically roughened before applying the germination liquid, for example by swelling the surface layer in a solvent. .

In een alternatieve uitvoeringsvorm van de werkwijze 15 volgens de uitvinding wordt het substraat voor het aanbrengen van de bekiemingsvloeistof onderworpen aan een bestralingsbehandeling om het oppervlak hydrofiel te maken, waardoor de hechting tussen substraat en metaallaag wordt verbeterd. Geschikte op zich bekende bestralings behandelingen zijn een behandeling aet ultraviolet licht in ozon, een 20 plasmabehandeling en een coronabehandeling.In an alternative embodiment of the method according to the invention, the substrate for applying the germination liquid is subjected to an irradiation treatment to render the surface hydrophilic, thereby improving the adhesion between substrate and metal layer. Suitable per se known irradiation treatments are an ultraviolet light treatment in ozone, a plasma treatment and a corona treatment.

Desgewenst kan de in het stroomloze metalliseringsbad afgezette metaallaag galvanisch worden versterkt. De maatregelen van de verschillende voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen ook in combinatie met elkaar worden toegepast.If desired, the metal layer deposited in the electroless metallization bath can be galvanically reinforced. The measures of the various preferred embodiments of the method according to the invention can also be used in combination with one another.

25 In het Amerikaanse octrooischrift US 4230788 is een werkwijze voor het vervaardigen van gedrukte bedradingspanelen beschre ven, waarbij een lichtgevoelig materiaal op het substraat wordt aange bracht, waarna door belichting via een masker in het gewenste patroon kiemen worden gevormd, welke katalytisch werken op de vorming van een 30 metaal in een stroomloos metalliseringsbad. Door de toepassing van een masker is deze werkwijze niet geschikt gebleken om zeer smalle metaal sporen, bijvoorbeeld met een breedte van ongeveer 100 pm, te vervaar digen.In US patent US 4230788 a method of manufacturing printed wiring panels is disclosed in which a photosensitive material is applied to the substrate, after which germs are formed by exposure through a mask in the desired pattern, which catalytically act on the formation of a metal in an electroless metallization bath. The use of a mask has made this method unsuitable for manufacturing very narrow metal tracks, for example with a width of about 100 µm.

In het Duitse octrooischrift DE 2319998 is een werkwijze 35 voor het vervaardigen van gedrukte bedradingspanelen beschreven, waarbij vloeibare metaaldruppels bij hoge temperatuur vanuit een beweegbare spuitkop op een substraat worden aangebracht. De bereikte spoorbreedte ii Γ ··, f- -· t / PHN 12.081 4 is niet vermeld, en door de hoge temperatuur van het gesmolten metaal is deze werkwijze minder geschikt om op thermoplastische substraten te wor den toegepast.German patent DE 2319998 describes a method for manufacturing printed wiring panels, in which liquid metal drops are applied at high temperature from a movable spray head to a substrate. The track gauge ii · ··, f- - · t / PHN 12.081 4 has not been reported, and due to the high temperature of the molten metal, this method is less suitable for application on thermoplastic substrates.

üitvoeringsvoorbeelden van de werkwijze volgens de 5 uitvinding worden toegelicht aan de hand van een tekening, waarin Figuur 1 een schematische langsdoorsnede is door een spuitkop met piëzoelektrisch element, geschikt voor toepassing in de werkwijze volgens de uitvinding,Exemplary embodiments of the method according to the invention are explained with reference to a drawing, in which Figure 1 is a schematic longitudinal section through a nozzle with piezoelectric element, suitable for use in the method according to the invention,

Figuur 2 een schematische dwarsdoorsnede is door een 10 alternatieve spuitkop met piëzoelektrisch element, geschikt voor toepassing in de werkwijze volgens de uitvinding,Figure 2 is a schematic cross section through an alternative nozzle with piezoelectric element suitable for use in the method according to the invention,

Figuur 3 de structuurformule is van de herhalingseenheid van een polyethersulfon, en waarinFigure 3 is the structural formula of the repeat unit of a polyether sulfone, and wherein

Figuur 4 de structuurformule is van de herhalingseenheid 15 van een polyetherimide.Figure 4 is the structural formula of the repeat unit 15 of a polyetherimide.

In Figuur 1 is in doorsnede een buisvormige spuitkop weer gegeven, welke een dunwandige glazen buis 10 en een daaromheen aange brachte piêzokeramische buis 13 omvat. De buiten- en binnenzijde van de piêzokeramische buis 13 zijn respectievelijk verbonden met elektri 20 sche aansluitdraden 14 en 15. Een uiteinde van de glazen buis 10 is door middel van een slang 16 verbonden met een niet in de figuur weergegeven voorraadvat waarin zich de bekiemingsvloeistof bevindt. Aan het andere uiteinde van de glazen buis 10 bevindt zich een glazen mondstuk 18 (dia meter van de opening bijvoorbeeld 0.08 mm), waaruit onder invloed van 25 door elektrische spanning in de piêzokeramische buis 13 opgewekte pulsen vloeistofdruppels 19 naar buiten spuiten met een snelheid van ongeveer 2 m/s en een frequentie welke waarden tot 10 kHz kan bedragen. De buisvormige spuitkop is vooral geschikt om te worden toegepast met vloeistoffen welke een viscositeit hebben welke groter is dan 5 mPa.s, 30 bij voorkeur tussen 20 en 30 mPa.s.In Fig. 1 a tubular nozzle is shown in cross-section, comprising a thin-walled glass tube 10 and a piezo-ceramic tube 13 arranged around it. The outside and inside of the piezoceramic tube 13 are respectively connected to electrical connecting wires 14 and 15. One end of the glass tube 10 is connected by means of a hose 16 to a storage vessel not shown in the figure, in which the germination liquid is located . At the other end of the glass tube 10 there is a glass nozzle 18 (diameter of the opening, for example 0.08 mm), from which pulses of liquid droplets 19 generated by electrical voltage in the piezo-ceramic tube 13 spurt out at a speed of about 2 m / s and a frequency which can be values up to 10 kHz. The tubular nozzle is especially suitable for use with liquids that have a viscosity greater than 5 mPa.s, preferably between 20 and 30 mPa.s.

In Figuur 2 is in doorsnede een planaire spuitkop weer gegeven, welke een basislichaam 20 omvat, bijvoorbeeld uit staal, dat is voorzien van een drukkamer 21 welke is afgedekt met een membraan 22, bijvoorbeeld eveneens uit staal. Op het membraan 22 is een piëzokera 35 mische schijf 23 bevestigd, welke elektrisch is verbonden met aansluit draden 24 en 25. De drukkamer 21 is door middel van een slang 26 verbon den met een niet in de figuur getoond voorraadvat waarin zich de bekie f ? n : f: ~ \ * \ * * ’ PHN 12.081 5 t ingsvloeistof bevindt. De spuitkop is voorzien van een afdekplaat 27 iet daarin een opening 28 (diameter bijvoorbeeld 0.05 mm) waaruit onder invloed van door elektrische spanning in de piêzokeramische schijf 23 opgewekte pulsen vloeistofdruppels 29 naar buiten spuiten met een snel 5 heid van ongeveer 2 m/s en een frequentie welke waarden tot 10 kHz kan bedragen. Tussen het basislichaam 20 en de afdekplaat 27 bevindt zich een basislichaam 30 uit kunststof, dat is voorzien van een drukkanaal 31, dat de drukkamer 21 en de opening 28 met elkaar verbindt. De pla naire spuitkop is geschikt om te worden toegepast met vloeistoffen welke 10 een viscositeit hebben welke groter is dan 0.1 mPa.s.Figure 2 shows in cross-section a planar nozzle, which comprises a basic body 20, for example of steel, which is provided with a pressure chamber 21 which is covered with a membrane 22, for example also of steel. On the diaphragm 22 is mounted a piezoelectric disk 23, which is electrically connected to connecting wires 24 and 25. The pressure chamber 21 is connected by means of a hose 26 to a storage vessel not shown in the figure, in which the view is located. n: f: ~ \ * \ * * 'PHN 12.081 5 t liquid. The spray head is provided with a cover plate 27, therein an opening 28 (diameter, for example 0.05 mm) from which, under the influence of pulses generated by electrical voltage in the piezo-ceramic disc 23, liquid droplets 29 spray out at a speed of approximately 2 m / s and a frequency which can be values up to 10 kHz. Between the base body 20 and the cover plate 27 there is a base body 30 of plastic, which is provided with a pressure channel 31, which connects the pressure chamber 21 and the opening 28 to each other. The planar nozzle is suitable for use with liquids having a viscosity greater than 0.1 mPa.s.

Pitvoerincrsvoorbeeld 1.Pit feed incs example 1.

Als substraatmateriaal voor het te vervaardigen gedrukte bedradingspaneel wordt volgens dit voorbeeld polyethersulfon toegepast.According to this example, polyether sulfone is used as substrate material for the printed wiring panel to be manufactured.

15 Ander geschikte substraatmaterialen zijn polyetherimide, polyimide, poly sulfon en polyvinyleensulfide. Het substraatmateriaal kan in de vorm van een flexibele folie of een stijve plaat worden toegepast, en desgewenst zijn versterkt met behulp van vulstoffen zoals glasvezels. Het substraat kan ook een niet-vlakke, driedimensionale vorm vertonen.Other suitable substrate materials are polyetherimide, polyimide, poly sulfone and polyvinylene sulfide. The substrate material can be used in the form of a flexible foil or a rigid plate, and if desired be reinforced with fillers such as glass fibers. The substrate can also have a non-planar, three-dimensional shape.

20 De folie uit polyethersulfon, zie Figuur 3, bijvoorbeeldThe polyether sulfone film, see Figure 3, for example

OO

van het type Victrex 300P, in de handel verkrijgbaar bij de firma ICI, wordt onderworpen aan een bestralingsbehandeling met ultraviolet licht in een ozonatmosfeer om het oppervlak hydrofiel te maken. Voor dit doel kan met goed resultaat ook een plasma- of een coronabehandeling 25 worden toegepast.Victrex 300P type, commercially available from ICI, is subjected to an ultraviolet irradiation treatment in an ozone atmosphere to render the surface hydrophilic. A plasma or corona treatment can also be used with good results for this purpose.

Vervolgens wordt het oppervlak van de folie opgeruwd door deze gedurende 5 seconden in een mengsel van 80 gewichts % dimethylfor amide en 20 gewichts % isopropanol te dompelen en vervolgens te spoelen et water en verdund zoutzuur (10 volume %).The surface of the film is then roughened by immersing it in a mixture of 80% by weight dimethylforamide and 20% by weight isopropanol for 5 seconds and then rinsing with water and dilute hydrochloric acid (10% by volume).

30 Met behulp van een buisvormige spuitkop, zie figuur 1, wordt in het gewenste patroon kiemvloeistof op de folie aangebracht, waartoe de spuitkop in een geautomatiseerd proces, bijvoorbeeld door een computer gestuurd, ten opzichte van het oppervlak van de folie wordt ver plaatst. Voor het vervaardigen van een gedrukte bedradingspatroon op een 35 niet-vlak substraat moet de spuitkop in drie onafhankelijke richtingen kunnen worden verplaatst en kan het nodig zijn dat de spuitkop draaibaar is opgesteld om ook de spuitrichting te kunnen wijzigen.With the aid of a tubular nozzle, see figure 1, germination liquid is applied to the foil in the desired pattern, for which purpose the nozzle is displaced relative to the surface of the foil in an automated process, for instance computer-controlled. To produce a printed wiring pattern on a non-planar substrate, the nozzle must be movable in three independent directions, and the nozzle may need to be rotatable to also change the spray direction.

τ #τ #

VV

ΡΗΝ 12.081 6.0 12,081 6

De bekiemingsvloeistof welke volgens dit voorbeeld wordt toegepast, bevat 4.5 gram palladium(II)chloride, 100 gram tin(II)chlo ride en 500 ml zoutzuur (36 %) per liter water. Aan deze vloeistof is 50 volume % ethyleenglycol toegevoegd om de viscositeit enigszins te verho 5 gen. Een andere geschikte bekiemingsvloeistof, welke dezelfde componen ten bevat, is MetexR activator 9070M, in de handel verkrijgbaar bij de firma MacDermid.The germination liquid used according to this example contains 4.5 grams of palladium (II) chloride, 100 grams of tin (II) chloride and 500 ml of hydrochloric acid (36%) per liter of water. 50 volume% ethylene glycol has been added to this liquid to slightly increase the viscosity. Another suitable sprouting liquid containing the same components is MetexR activator 9070M, commercially available from MacDermid.

De folie wordt behandeld met een 10 gewichts % oplossing van formaldehyde in loog (1 N NaOH), waardoor de kiemen geactiveerd wor 10 den. Vervolgens wordt in 30 minuten een laag koper met een dikte van 2 ijm afgezet in een stroomloos verkoperbad met de volgende samenstelling: 0.3 M koper(II)nitraat, 0.05 M van het tetranatriumzout van ethyleendi aminetetraazijnzuur, 0.05 M natriumhydroxyde en 0.06 M formaldehyde.The foil is treated with a 10% by weight solution of formaldehyde in lye (1 N NaOH), whereby the germs are activated. Then, in 30 minutes, a layer of 2-gauge copper is deposited in an electroless seller bath of the following composition: 0.3 M copper (II) nitrate, 0.05 M of the tetrasodium salt of ethylenediamine tetraacetic acid, 0.05 M sodium hydroxide, and 0.06 M formaldehyde.

Voor dit doel kan bijvoorbeeld ook het koperbad Metex1* 9027, in de 15 handel verkrijgbaar bij de firma MacDermid, worden toegepast.For example, the copper bath Metex1 * 9027, commercially available from MacDermid, can also be used for this purpose.

Voor het verkrijgen van een goede hechting wordt de folie gedurende 2 uur bij een temperatuur van 100°C gedroogd. Vervolgens wor den de geleidersporen versterkt in een galvanisch proces, bijvoorbeeld met koper tot een laagdikte van 30 pm. In de plaats van koper, of aanvul 20 lend daarop, kan desgewenst ook nikkel worden aangebracht, zowel galva nisch als stroomloos. Een toplaag uit nikkel is bijzonder geschikt wan neer elektrische componenten door middel van laserlassen moeten worden bevestigd, wat bijvoorbeeld bij een niet-vlak substraat het geval kan zijn. Omdat polyethersulfon transparant is, is het mogelijk om de las 25 plaats door het substraat heen te bestralen.To obtain good adhesion, the foil is dried at a temperature of 100 ° C for 2 hours. The conductor tracks are then amplified in a galvanic process, for example with copper to a layer thickness of 30 µm. Instead of copper, or in addition to it, nickel can also be applied, if desired, both galvanically and electrolessly. A nickel top layer is particularly suitable when electrical components are to be attached by laser welding, which may be the case with a non-flat substrate, for example. Because polyether sulfone is transparent, it is possible to irradiate the weld 25 through the substrate.

Pitvoeringsvoorbeeld 2.Pit lining example 2.

Een folie uit polyetherimide met 20 gewichts % glasA polyetherimide foil with 20% by weight glass

OO

vezels, zie Figuur 4, bijvoorbeeld van het type UItem 2200, m de 30 handel verkrijgbaar bij de firma General Electric Company, wordt onder worpen aan een coronabehandeling om het oppervlak hydrofiel te maken. In de plaats van een coronabehandeling kan ook een behandeling met een oxi derend zuur, bijvoorbeeld een mengsel van salpeterzuur en fluorwaterstof zuur, voor dat doel worden toegepast.fibers, see Figure 4, for example, type 2200, commercially available from the General Electric Company, are corona treated to render the surface hydrophilic. Instead of a corona treatment, a treatment with an oxidizing acid, for example a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid, may also be used for that purpose.

35 Vervolgens wordt het oppervlak van de folie opgeruwd door deze gedurende 10 seconden in dichloormethaan te dompelen en vervolgens te spoelen met water en verdund zoutzuur (10 volume %).The surface of the foil is then roughened by immersing it in dichloromethane for 10 seconds and then rinsing with water and dilute hydrochloric acid (10 volume%).

1 . ’· i' Λ PHN 12.081 71. PHN 12,081 7

Met behulp van een plenaire spuitkop, zie Figuur 2, wordt in het gewenste patroon kiemvloeistof op de folie aangebracht, zie voor beeld 1. De bekiemingsvloeistof welke volgens dit voorbeeld wordt toege past, is een zuurvrije, colloidale koperoplossing welke 1 tot 2 gram 5 koper per liter bevat. Een geschikte bekiemingsvloeistof van dit type is RonacatR Catalyst M, in de handel verkrijgbaar bij de firma Leo Ronal.Using a plenary nozzle, see Figure 2, germination liquid is applied to the foil in the desired pattern, see example 1. The germination liquid used according to this example is an acid-free, colloidal copper solution containing 1 to 2 grams of copper per liter. A suitable germination fluid of this type is RonacatR Catalyst M, commercially available from Leo Ronal.

De folie wordt behandeld met een 10 gewichts % oplossing van formaldehyde in loog, waardoor de kiemen geactiveerd worden. Vervol gens wordt een laag koper met een dikte van 30 pm afgezet in een stroom 10 loos verkoperbad, bijvoorbeeld in RonadepR 100, in de handel verkrijg baar bij de firma Deo Ronal.The foil is treated with a 10% by weight solution of formaldehyde in lye, which activates the germs. Then, a layer of copper with a thickness of 30 µm is deposited in a flowless seller bath, for example in RonadepR 100, commercially available from Deo Ronal.

Vervolgens wordt de folie gedroogd, zoals aangegeven in het voorbeeld 1. Desgewenst kan op bekende wijze op de koperlaag nog een nikkel- of tinlaag worden afgezet ter bescherming. Ook ander metalen, 15 zoals goud, kunnen worden toegepast.The foil is then dried, as indicated in example 1. If desired, a nickel or tin layer can be deposited on the copper layer in a known manner for protection. Other metals, such as gold, can also be used.

Uitvoerinqsvoorbeeld 3.Output example 3.

Een folie uit ongevuld polysulfon, bijvoorbeeld van het type UdelR 1700, in de handel verkrijgbaar bij de firma Union Carbide, 20 wordt onderworpen aan een coronabehandeling om het oppervlak hydrofiel te maken.A film of unfilled polysulfone, for example of the type UdelR 1700, commercially available from Union Carbide, 20 is subjected to a corona treatment to render the surface hydrophilic.

Met behulp van een buisvormige spuitkop, zie voorbeeld 1, wordt in het gewenste patroon kiemvloeistof op de folie aangebracht. De kiemvloeistof bestaat volgens dit voorbeeld uit een colloidaal mengsel 25 van tin en palladium, waaraan als bindmiddel 5 gewichts % van een acry laathars is toegevoegd. Andere geschikte bindmiddelen zijn bijvoorbeeld acetaat-butyraatharsen, celluloseacetaat, polyester en materialen met dezelfde samenstelling als het thermoplastische subtraat.Using a tubular nozzle, see example 1, germination liquid is applied to the foil in the desired pattern. According to this example, the seed liquid consists of a colloidal mixture of tin and palladium, to which 5% by weight of an acrylic resin has been added as binder. Other suitable binders include, for example, acetate butyrate resins, cellulose acetate, polyester and materials of the same composition as the thermoplastic substrate.

Na te zijn gedroogd wordt de lijmlaag (bindmiddel met 30 metaalkiemen) geopend om de metaalkiemen toegankelijk te maken, bijvoor beeld door aanetsen met een basische oplossing van Mn02. Vervolgens worden de metaalkiemen geactiveerd, bijvoorbeeld met een basische oplos sing van formaldehyde.After being dried, the adhesive layer (binder with 30 metal seeds) is opened to make the metal seeds accessible, for example by testing with a basic solution of MnO 2. The metal seeds are then activated, for example with a basic solution of formaldehyde.

Vervolgens wordt bij 50°C in 10 uur een 30 pm dikke 35 koperlaag afgezet, waarna het gedrukte bedradingspaneel wordt gedroogd en desgewenst wordt voorzien van aanvullende metaallagen.Then, a 30 µm thick copper layer is deposited at 50 ° C in 10 hours, after which the printed wiring panel is dried and, if desired, provided with additional metal layers.

Na mechanische bewerkingen zoals boren en frezen, worden r ' - "r 'After mechanical operations such as drilling and milling, r '- "r'

f · i Vf · i V

ΡΗΝ 12.081 8 τ aansluitdraadloze elektrische componenten op het gedrukte bedradings paneel aangebracht. Met behulp van een soldeerpasta worden de componen ten gesoldeerd bij een temperatuur van 215°C, waarna kan worden vast gesteld dat de hechting van de koperlaag op het substraat nog voldoende 5 sterk is..0 12.081 8 τ connection wireless electrical components mounted on the printed wiring board. The components are soldered using a solder paste at a temperature of 215 ° C, after which it can be determined that the adhesion of the copper layer to the substrate is still sufficiently strong.

Uitvoerinasvoorbeeld 4.Output example 4.

Volgens dit voorbeeld wordt gewerkt zoals in voorbeeld 3, met dit verschil, dat in plaats van metallische tin- en palladiumkiemen 10 een organische palladiumverbinding wordt toegepast, bijvoorbeeld 4-cyclo hexeen-1,2-dicarbonzuurimide-palladium(II)chloride. Dergelijke verbindin gen zijn bijvoorbeeld beschreven in de gepubliceerde Europese octrooi aanvrage EP 166327. Na het openen van de lijmlaag wordt de organische palladiumverbinding ontleed onder vorming van metallisch palladium. Een 15 dergelijke reductie kan worden uitgevoerd met een vloeibaar of dampvor mig reductiemiddel, bijvoorbeeld formaldehyde, of onder invloed van be straling met ultraviolet licht.This example is followed as in example 3, with the difference that instead of metallic tin and palladium germs 10 an organic palladium compound is used, for example 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid imide-palladium (II) chloride. Such compounds are described, for example, in published European patent application EP 166327. After opening the adhesive layer, the organic palladium compound is decomposed to form metallic palladium. Such a reduction can be performed with a liquid or vapor reducing agent, for example formaldehyde, or under the influence of ultraviolet light irradiation.

Met de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk 20 om in een schoon en eenvoudig proces gedrukte bedradingspanelen te vervaardigen met een hoge mate van betrouwbaarheid. Zeer smalle metaalsporen, bijvoorbeeld tot 70 um, kunnen worden vervaardigd. Omdat daarnaast ook niet-vlakke substraten kunnen worden toegepast, is het mogelijk om een zeer grote pakkingsdichtheid te verkrijgen, waarbij het 25 substraat elektrische en mechanische functies in zich verenigt, en bijvoorbeeld een deel van de omhulling van een apparaat kan vormen.With the method according to the invention it is possible to produce printed wiring panels in a clean and simple process with a high degree of reliability. Very narrow metal tracks, for example up to 70 µm, can be produced. Since non-flat substrates can also be used, it is possible to obtain a very high packing density, wherein the substrate combines electrical and mechanical functions, and can for instance form part of the casing of a device.

p. s.T /*, trr 9· - : f* ·> ^ ·* - 4 · · Λ -* V ·p. s.T / *, trr 9 · -: f * ·> ^ · * - 4 · Λ - * V ·

Claims (10)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een gedrukte bedra dingspaneel, waarbij op een elektrisch isolerend substraat patroonmatig een metaalkiemen bevattend materiaal wordt aangebracht, welke metaal kiemen katalytisch werken op de vorming van een metaal in een stroomloos 5 metalliseringsbad, waarna in een stroomloos metalliseringsbad een gelei dende metaallaag wordt afgezet in het gewenste patroon, met het kenmerk, dat het metaalkiemen bevattende materiaal een bekiemingsvloeistof is welke in de vorm van druppels wordt aangebracht door middel van een spuitkop welke in het gewenste patroon ten opzichte van het substraat 10 wordt verplaatst.1. A method for manufacturing a printed wiring panel, in which a metal germ-containing material is patterned on an electrically insulating substrate, which metal germs act catalytically on the formation of a metal in an electroless metallization bath, after which a gel is deposited in an electroless metallization bath. The metal layer is deposited in the desired pattern, characterized in that the metal seed-containing material is a sprouting liquid which is applied in the form of drops by means of a spray head which is displaced in the desired pattern relative to the substrate. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de druppels worden gevormd door pulsen van een piêzoelektrisch element.Method according to claim 1, characterized in that the drops are formed by pulses from a piezoelectric element. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de viscositeit van de bekiemingsvloeistof 0.5 tot 100 mPa.s bedraagt.A method according to claim 2, characterized in that the viscosity of the germination liquid is 0.5 to 100 mPa.s. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bekiemingsvloeistof een bindmiddel omvat.Method according to claim 1, characterized in that the germination liquid comprises a binder. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de metaalkiemen bestaan uit een organische metaalverbinding, bij voorkeur een organische metaalcomplexverbinding.Method according to claim 4, characterized in that the metal seeds consist of an organic metal compound, preferably an organic metal complex compound. 6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de op het substraat aangebrachte bekiemingsvloeistof wordt bestraald door middel van een lichtgeleider.Method according to claim 1, characterized in that the germination liquid applied to the substrate is irradiated by means of a light guide. 7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als substraatmateriaal een thermoplastische kunststof wordt gekozen welke 25 bestand is tegen een temperatuur van ten minste 180°C.7. A method according to claim 1, characterized in that a thermoplastic plastic which is resistant to a temperature of at least 180 ° C is chosen as substrate material. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het substraat voor het aanbrengen van de bekiemingsvloeistof op chemische wijze wordt opgeruwd.A method according to claim 7, characterized in that the substrate is roughened up chemically before applying the germination liquid. 9. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het 30 substraat voor het aanbrengen van de bekiemingsvloeistof wordt onder worpen aan een bestralingsbehandeling om het oppervlak hydrofiel te i maken.9. A method according to claim 7, characterized in that the substrate for applying the germination liquid is subjected to an irradiation treatment to render the surface hydrophilic. 10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de in het stroomloze metalliseringsbad afgezette metaallaag galvanisch wordt 35 versterkt. P f: ;10. A method according to claim 1, characterized in that the metal layer deposited in the electroless metallization bath is galvanically reinforced. P f:;
NL8700833A 1987-04-09 1987-04-09 Prodn. of printed circuit panel on insulating substrate - by forming pattern of material contg. metal nuclei, using spray head, followed by electroless metallising NL8700833A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8700833A NL8700833A (en) 1987-04-09 1987-04-09 Prodn. of printed circuit panel on insulating substrate - by forming pattern of material contg. metal nuclei, using spray head, followed by electroless metallising

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8700833 1987-04-09
NL8700833A NL8700833A (en) 1987-04-09 1987-04-09 Prodn. of printed circuit panel on insulating substrate - by forming pattern of material contg. metal nuclei, using spray head, followed by electroless metallising

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8700833A true NL8700833A (en) 1988-11-01

Family

ID=19849829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8700833A NL8700833A (en) 1987-04-09 1987-04-09 Prodn. of printed circuit panel on insulating substrate - by forming pattern of material contg. metal nuclei, using spray head, followed by electroless metallising

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8700833A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0484808A2 (en) * 1990-11-05 1992-05-13 Heraeus Noblelight GmbH Process and apparatus for selective metallisation
WO2004017688A1 (en) * 2002-08-16 2004-02-26 Qinetiq Limited Depositing solid materials

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0484808A2 (en) * 1990-11-05 1992-05-13 Heraeus Noblelight GmbH Process and apparatus for selective metallisation
EP0484808A3 (en) * 1990-11-05 1994-02-09 Heraeus Noblelight Gmbh
WO2004017688A1 (en) * 2002-08-16 2004-02-26 Qinetiq Limited Depositing solid materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0677985B1 (en) Method of manufacturing printed circuit boards
US4865873A (en) Electroless deposition employing laser-patterned masking layer
EP0287843B1 (en) Process for manufacturing printed-circuit boards
US4822633A (en) Auto-selective metal deposition on dielectric surfaces
US20070014975A1 (en) Method of manufacturing wiring substrate, and wiring substrate
KR100759069B1 (en) Resin substrate having a resin-metal composite layer and method for manufacturing thereof
US4898648A (en) Method for providing a strengthened conductive circuit pattern
US4602318A (en) Substrates to interconnect electronic components
JPH04272182A (en) Method and device for production of partial metal layer
LT6518B (en) Method for formation of electro-conductive traces on polymeric article surface
US3928670A (en) Selective plating on non-metallic surfaces
KR100883726B1 (en) Method of plating nonconductor product
JPH06297168A (en) Method and device for laser irradiation, forming method for three-dimensional circuit, surface treatment method, and method for sticking powder
US4541882A (en) Process for the manufacture of substrates to interconnect electronic components and articles made by said process
US3775121A (en) Method of selectively depositing a metal on a surface of a substrate
NL8700833A (en) Prodn. of printed circuit panel on insulating substrate - by forming pattern of material contg. metal nuclei, using spray head, followed by electroless metallising
JP2009071037A (en) Method for forming conductive film pattern
ES2293674T3 (en) PROCEDURE FOR THE MODIFICATION OF SURFACES.
JP2004319927A (en) Patterning device and patterning method of film
JP3409714B2 (en) Manufacturing method of chip-shaped electronic component
US5338645A (en) Three dimensional printed circuits
US5225251A (en) Method for forming layers by UV radiation of aluminum nitride
KR100200007B1 (en) Manufacturing method for ink jet printer head
JPH02190474A (en) Treatment of base for metalization
WO2021143381A1 (en) Method for manufacturing three-dimensional circuit and electronic element

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed