SE454125B - Underlagsmaterial for framstellning av tryckta kretskort - Google Patents

Description

.in 10 15 20 25 5U 454 125 2 h-metylpenten påtörns nresslaminatet. Denna beläggning upp- ruggas därefter medelst krnmsvavelsyra eller liknande, för att slutligen mctalledningsbildcn skall kunna päföras den uppruggadc ytnn. Akryl-butndion-styrol-pnlymerisatets och också poly-ü-mvtylpenlenens vidhäflning är ringa och värme- beständigheten räcker inte för de vanliga lödningsbetjnqel- serna. Dessutom är ytresislansen för låg, så att detta kända material är inte tillräckligt bra för framställning av tryckta kopplingar.

Känd teknik för att främja adhesion kan också för- stås bättre om man betraktar typen av använt underlag. Ûrganiska beläggningar uch material, vars ytor kan förses med strömlösa metallbeläggningar, vilka hur kommersiellt godtagbar vidhäftning, d.v.s. skalningshållfastheten är minst 1,2 newton per mm bredd, har hittills hamnat i dis- tinkta klasser enligt tramstätlningssättet och den nöd- vändiga kemiska behandlingen för säkerställande av till- räckligt vidhäftande strömlöst avsatta metallbeläggningar på dessa.

Material av den första typen, som användes för bild- ning av en vidhäftande beläggning på ett lämpligt underlag innefattar vanligen en dispergerad fas av syntetiskt gummi, t.ex. butadien eller akrylonitrilbutdicnpulymer i en matris av material, t.ex. blandningar av epnxid- och fenolhartser.

Materialet av den dispergerade fasen av dessa underlag nedbrytes lätt med bxidationsmedel, t.ex. krom- eller per- manganathaltiqa etslösningar, medan matrisfasen är mindre reaktiv gentemot dessa medel. Efter oxidationsbehandlíngen är underlagsytan mikropnrös och hydrnfil och är lämplig för ytterligare behandling i kända strömlösa metallbelägq- ningsförfaranden i förening med eller utan nlektrupläleringn- steg. fn annan vanlig typ nv hnrtshaltign underlag, l.ex. vissa epnxi- uvh pnlysnlfunmntnrinl, vilka ibland betecknas enfafimalerial, erfnrdrnr ell obligatoriskt steg före ets- njngsuteget för bildning mikrnpnrösa ytnr: pnlära och spända nmràdnn eller ylnr, \ilkn selektivt nngripun i nxidatinns- u. 10 25 30 454 125 5 stegen. mäste skapas, vanlinen genum att man hrinqnr ytnn i kontakt med ett nrnnniskt lösningsmedel, föi att till- låtn annropp företrädesvis i denna områden vid knntnkl mnd vtsmrdlnt. Detta förfarande har blivit känt som "sväll- nings- och utsninqstvknikon".

I svällninqn- och etsningstekniken behandlas ytan av ett laminat, som är impregnerat med glasförstürkt epoxi- harts, med ett lösningsmedel och sedan med ett starkt oxi- dationsmedel, t.ex. kromsyra, för bortelsning av delar av ytan och framställning av en mikroporös, hydrnfil yta, som är lämplig för vidhöftande strömslöst avsatt metaJlbn~ läggning. Donna teknik gav i sig själv inte acceptabel yt- resislens, eftersom nxidatinnen inte kunde penetrcra titl- räckligt djupt för att tillåta knntaminering av nlasdukenn lnminatkärna. För undvíkflnde av detta problem har man förv- slagit speciella kvaliteter av laminat med tjnrkn "smörbe- löggningar" av epoxiharts över glasfibrerna. Med användning av dessa kvaliteter av laminat har det varit möjligt att framställa tryckta kretsar med en isoleringsresistens av 100 000 meganhm. Emellertid erfurdrar variationer i härd- nlnqen av "smörbvläggningen" från en tillverkare till nästa och från sats till sats av samma tillverkare att förfarandet definieras för varje sats. Av denna anledning och på grund av svårigheterna att tillförlitligt erhålla likfnrmiga "smörbeläggningar" har försök till industriell framställ- ning inte varit framgångsrika. En annan nackdel med detta förfarande är den ofta förekommande dåliga bindningen i stora områden av expnnerad metall under lödninq.

Det är även välkänt att vissa plastmaterial metalli- serns för dekorativa tillämpningar qenom att de första kun- dilinneras i starka nxiderande syrnr. Bland plnstmateriulvn, snm irumqünqsrikt har plütvrntu, återfinna akrylnnitril- butadiun-utvrensampnlymnrvr, nnlyfenylenuxidvr, pnlysulfn- ner, nulykarbnnater och nylnn. Akrylnnitril-bntadien-styrvn har föreslagits för anvündninq som film vid frumstüllninq av tryrktu krutnknrl mnn hur hefnnnits vara irkv lämpliga; dnsn Uindninnshüllfnuthvt var endast 1 nnwlnn/mm nvh mut- 454 125 lU 20 4 s\n'undv tryvkta krntsknrl kundv intv mntntñ lüdninqntvmpv- i':il |||'i~ii. lnrmndc pnlysulfnnor har använts i myvkut beqrñn» sudv mänqdur som basmnlurial för tryckta kretsar nch vndnst 1 hüqtrvkvunstillämpningnr, där pnlysulfnnvns låga divlnktrl- citvtsknnntnnt och förlustfaktnr är av tillräcklig bvtydvlnv.

Hnsmaterlnl för kretsar bcslâendv av polysulfon har intv uppnått dvn vida användningen framför allt på grund av de extrema hearbctningssvärighcter och även på grund av dvt format höga priset för materialet. Vid bvarbelninq av pulv- sulfunmuteríal för användning som undcrluq för trycktn kretsar är det nödvändigt med utlöpning eller spänninqs- rrduccrinq under minst 2 - A timmar: varvid 6 - 8 timmnr är förudragvt. Dusan arbrtssamma steg erfordras två vllvr flvra qånqer under en typisk cykel för framställning av tryckta krntskort. Alltför krufliq utlöpning ax pntysullnn- materialen måste även undvikas för att förhindra ntt skörhnt och andra skadliga effekter uppkommer.

Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att anvisa bättre förfarande för bildning av underlag för \id- häftnnde mutallisering och bättre underlag för dun strömlösa mntallnvsättningen pä dessa.

Ett bättre syfte med föreliggande uppfinning är vtt nytt urh isnlcrandfi ämnv med vn yta, som kan aktivcrus för mottagning av strömlöst bitdandv metallheläggninqar nrh att tillhandahålla rubusta och varaktiqt mctulliserndn föro- mål av dessa isolerande ämnen.

Ltt syftv mvd förctignandc uppfinninn är att till- handahålla trvvktu krntsnr mod användning av dvssn ämnnn. varvid krvtsurnu har hög ytrnsistvns. utmärkt hindninnuhntl- t"n:;tl1vt inn-llzin yt url rzrll k11\t:;P|i Livti tlvri (1íir|>ü v idliüt't:|n|lv ntrömtñst avsatta mvlnllvn, utmärkt stnhilitvt vid lñdtvmpv_ rnturur, frnmställvn mvd rvprndnrcrbaru förfn'nnd0n nrh kun rvpurvrnn undvr tällmänninn förhñllnndnn. l'tt nnnnt :zyflv nnwl tippfilinirigvn är :att tlllliznidn- hnlln vlt llvrukiklsknrt mvd styrd impvduns für myvkvl unnh- li:| ltic|| :zk n | u. 10 k) \:. 5U 55 454 125 lñx ull uppnå dv | dvl lürvqñvndv nnqxvnu svllvnu xnnv_ lnllnr lürrlxnqnndo upplxnnxng vll hüllrv ümnv. Dvl lrnmqür nl Följandv buukrxvningcn all bnsmulvrinlvl ullvr ümnvl vnlufl uppfinnxnnun. snm är lämpligl lör frmmslällnxnn av lryrkln krnlsknrl. xnnvlnllnr cll underlag, llll vilkvl på mxnsl rn yla hällur vn i förväg bjldud lxlm vllvr fulin nl vn lrxmn~ plusllsk nrgnniuk höglompnralurpnlymvr, vilken polymvr hur ell aromnllskl skclull, som inlv blxr llylnnde cllnr söndvr- delas vid lvmpcraluren För masslödnxng nrh under dvlla löd- nixxq:xlöx'far:nxde.

Lnlxgl föreliggande uppfinning frnmslälls ämnen för Frumßlällning av lryckla krvlsar vnliql del fürfarandv. sun ixnuxfnllar all nuux försvx'xnxnsl nn av ylxnwxn av çll undvr- lflq. som är vald bland mvlaller nrh xsnlrrundv mnlvrzul. mvd ell pälugl sklkl av en förformad fxlm vllvr fnlxn av en énrmn- plasljsk pnlymer med ell aromaljskl skvlvll. som inlr hlxr flylandv cllvr sündurdelas vid masslödninqslörfarandrn; nrh all man förenar delarna lill en nnhel qvnnm värmnjng nndvr lrxck.

Ufll är Pll nnnal syflc med lörvllggandv uppfinning all anvxsa vn nammansall cnhcl innvfallande ell melalljskl eller xsnlvrnndv underlag och på minst vn av ylnrnu ax nndvx- lagel un lörlormad lulie av dun lermoplaslxska pnlymvrvn, som är Fnslsall på denna gvnom pálägnnxnq av värme nvh lryck.

Han har funnit, all sådana summnnsalla vnhnlvr xnlc Försprödns nndvr benrbulnjng och användnxnq och qvr llrkln krvlsknrl mvd ulmärkla värden på )lrPnislnnfi. l.xx zlxxxxxxxx :xxx víjxx ulnylljnn är lryrkln krulsknrl mvd llvr än ull krrlnmönulvr på nn sida ul nndvrluqvl och lrnmnlällnxnn nv dvssu knfl ull nlqänqsmulvrxul mvd vn försln mvd vll lürlurundv. xnnvfullnr lüruür vll som mun mxnnl vn ylu uv krvln. lnmplxnl lryvkl nvh ull mun förnur Ölmxnulnnn vlflrvun unm är nl- . f ruulud mvd krvlnmönnlrvl. mvd ull skxkl hrfilüvndv av vn lüx- lurmnd lnlxv nx den lwrmnplnnlxukn nnlymvrvn, nvh ull mun hn- hnndlnr ylnn nx lnl|vn mvd vll lñunxnnnmndvl nvh nvdnn mnd 454 125 6 ett oxidalionsmedel; och att man förser den behandlade ytan av fnlien med ett andra tryckt kretsmönster; och att man upp- repar sekvensen med påföríng av förformad polymerfolie och bildning av ledningsmönster så många gånger man önskarl för att förbinda valda ledare på skilda nivåer kan b. hål, som går genom ledarna och har metalliseradc väggar. användas.

I on annan utföringsform hållee ledararcorna på en nivå. som skall förhindas med ledare av en senare anordnad 10 nivå, fria från polymerfolien eller befrias efter påsätt- ning av folien från denna, och respektive ledare i den andra nivån bildas så, att den bildade metallavsättningen täcker de fria (exponerade) ytareorna av respektive ledare i den första nivån. ' 15 Andra utföringsformer av föreliggande uppfinning kommer att framgå av den följande beskrivningen.

Med "B-tillståndet", såaum användes genomgående i beskrivningen avses att tillståndet av en komposition, i viJ~ ken en del men inte alla de aktiva molekylerna är tvärbundna, 20 och som alltjämt kan mjukgöras med värme.

Med “C-tillståndet", som användes genomgående i beskrivningen avses det tillstånd, i vilket en komposition har uppnått sitt i huvudsak slutliga polymerisationstill~ stånd, där tvärbindning är allmänt förekommande och kompo- 25 sionen är en härdplast, och är väsentligen olöslig och osmältbar.

De laminerade ämnena av föreliggande uppfinning representerar en förbättring i förhållande till hittills använda underlag. I föreliggande uppfinning användes termo- 30 plastiska, organiska högtemperaturpolymerer som ytskikl för ell ämne. Ytskiktel har en tjocklek av företrädesvis minst 10 um, t.vx. mer än 25 um och företrädesvis mer än 50 pm: 1 allmänhet är tjockleken för polymerytan mindre än 500 pm, företrädesvis mindre än 125 pm och i synnerhet mindre 35 än 75 um. Ett eller flera lager av en tcrmnplaslisk polymcr är larrude iâ varandra och laminnrade iä ett eller flera lnnrr l l l .. av förstärkning. som är impregnernd med hnrts av "B-lill- 10 15 20 25 454 125 7 stånd", t.ex. glasfilm, tyg eller papper, under värme och tryck för bildning av ett stelt underlag för lryrkta mönster- kort.

Föreliggande uppfinning avser ett enkelt och ekonomiskt förfarande för framställning av ämnen med i huvudsak plana ytor, vilka kan vara anpassade för att mottaga ell skikt ett mönster av ledande metall genom strömlös melallavsällning.

Uppfinningen avser ett isolerande underlag, som är lämpligt för användning i tryckta kretsar. Underlagsmaterialet kan framställas genom all man: - åstadkommer lermoplastiska Filmer eller ark med i huvudsak likformig tjocklek av mellan cirka 10 och cirka 500 um, vilket termoplastiskl material har ett aromatiskt skelett, som inte blir flytande eller sönderdelas vid en temperatur av exempelvis 2à$oC efter fem sekunder vid denna temperatur; - åstadkommer ett fiberark eller en fiberbana, som är impregnerad med ell härdbarl harts, eller lager av impregne- rade fíberark eller fiberbanor; n - placerar minst en av filmerna eller arken på minst ett av lagren av med härdbarl harts impregnerade fiberark eller fiberbanor; - konsolidcrar, företrädesvis mellan plana tryckplattor, det sålunda framställda föremålet och härdar del härdbara hart- set genom vârmning under tryck.

Föreliggande uppfinning avser ett ämne, som är lämp- ligt för användning för tryckta kretsar, vilket ämne inne- fattar: - ett isolerande underlag, som vidhäftande på sin ena sida eller på motsläende sidor har en termnplastisk organisk högtemperalurpolymer med en tjocklek av mellan cirka 10 och cirka 500 um, vilken polymer har ett arnmaliskt skelett, som inte blir flytande eller sönderdelae vid en temperatur av ZASOC vid exponering vid denna temperatur i 5 sekunder.

Underlagsmaterialel enligt uppfinningen kan användas för att framställa ett laminat som innefattar det i det föne- gående beskrivna ämnet och dessutom ett elektriskt ledande ilietallzakikt, :iiim är iiverlzigrzil och liiiftni' vill ytziii av iinly- 454 125 “ Un 10 20 25 50 8 merskiktet respektive skíkten. Polymertoliens ylsklkt tjänst- gör som ett bindemedel mellan mutallskiktet och det härdbara underlaget. För all laminera en metall på ett arme- armerade I rat polyesterundcrlag kan exempelvis en melallfilm och en tunn 5 lermoplastisk Film pressas samman med ett armeral polyester- underlag för sammanfogning av dessa tre eller kan den termo- plasliska filmytan av ämnet behandlas med ett oxidations- medel eller ett plasma för bildning av en hydrofil yta, som är mottaglig för senare metalliseríng, och förses med en strömlöst bildad metallbeläggning.

Underlagsmaterialel enligt uppfinningen kan också användas för att framställa ett flerlagermönsterkort. Förfar~ andel innefattar att man - åstadkommer ell isolerande underlag med ett krets- mönster, som är fäst på minst en av dess ytor; - påför ett skikt av exempelvis en polysulfonfolie över kretsmönstret respektive kretsmönslren; - behandlar polysulfonytan (ytorna) med ett lösnings- medel och oxidationsmedel för att göra ytan (ytorna) mikro- porös och hydrofil; - strömlöst avsätter en metall på den behandlade ytan (ytorna).

Vilket som helst känt härdbarl harts för användning vid framställning av isolerade underlag för tryckta kretsar att det eller de lillsammansmed andra använda material ger de önskade egen- kan användas i föreliggande ämne, förutsatt skaperna i det färdiga underlaget. Exempel är allylftalat, Furan, allylhartser, glycerylftalater, silikoner, poly- akrylaleslrar, fenoltormaldehyd- och rcnolfurfuralsampoly- merer, ensamma eller blandade med buladivnakrylonilríl- sampolymerer eller akrylonilrilbutadienstyrensampolymerer, karbamidformaldehyd, melaminformaldchyd. modifierat melakryl- harts, polyester och epoxidharts.Fenulformaldchyder kan an- vändas om fordringarna För användning inte är slringenta.

Fpoxidhartser är föredragna när stringenla egenskaper er- fordras. för Impregnering av fiberhanor eller fiherark, som in- härdhura hurtscl när 1 föreliggande förfarande, kan det användas i vilken som helst bekväm form ooh sätt, men ett 10 15 20 25 30 55 454 125 v lnrl nntnnnvn tnnntlüdnsvln, 1 vllkvt hnrlsvl är dxsnvrgerat nrh Inst 1 vit Ihmplnnt modlum. Vikten av fasta hartsämnvn 1 lnrkvl n: | nltmänhvl :utv krttlsk, men den välJon för att crhàlln vpnxld-qlastyqknmposldvr nnnohållande cirka 55-70 %, l.v\. rlrku 55 till 55 tlktprocnnl fnul harts.

Den rsolvrnndv husen enligt föreliggande uppflnnlnq behüxvr Into vara orgunlsk. Den kan således framställas av oorgunluku lsolerande material, t.ex. oorganiska teror och mlnerat, såsom keram, ferrlt, karborundum, glas, glasbondal, glimmar. steatlt och andra.

Dessutom kan metallark användas som underlag, som skall täckas med den föredragna lermoplaslzska follen med harls eller av ett eller utan mellansklkt av ett härdbarl material lmpreqnerat med ett sådant harts.

Lämptlga termoplastlska material för folier är :termo- plastlska högtcmperaturpolymerer med ett aromatiskt skelett och vilka inte blir flytande eller sönderdelas vid en tempe- ratur för masslödning, t.ex. 2b5OC, efter fem sekunder vld denna temperatur. Exempel innefattar polykarbonat, poly- sulfnn med följande repcterande enhet: @'=(fl =CJ polyotnrsulfon med följande repelerande enhet: f t l lÛ ° rt L \.:~._./ och polysulfon.

Såsom framgår av ovanstående strukturfnrmel är varJe aromatlsk enhet i pulysulfonen bunden till Sin QFGHHO mëd RH -502-sulsljtuenl, knllad sulfonbrygga- På samma sätt är varje arnmatlsk enhet i pulyctßrfiulfonen bunden till granne med en -SÜ2_5ub5|¿lupn| J en ändp ooh nch en -0-ßuhslitucnt 1 en andra änden, hvtvcknad otvrhjnd- 454 125 ef: 10 15 20 25 30 10 ning. Dessutom framgår att varje substituent är suparrrad av fyra kolatomer i den aromatiska enheten, t.r\. para- substitulion.

Vissa kvaliteter av dessa termoplaster i gjutna ark, stavar och/eller folieform kan behandlas för att göra dessa materials ytor mottagliga för vidhäftande metallbeläggning.

Dessa material har använts allmänt för exempelvis dekora- tiva ändamål för bilar, elektriska komponenter, medicinska redskap, bearbetning av livsmedel och för mejeriutrustning.

För belysande ändamål är den följande diskusionen riktad mot vissa kvaliteter av polysulfon. Det är känt, att olika kvaliteter av polysulfon utmärkas av seghet, låg krypning och termisk och hydrulytisk stabilitet under lång tid, inklusive Flera års kontinuerlig användning i kokande vat- ten eller ånga och luft över ett TSÛOC med ringa ändring av egenskaper. Polysulfoner uppfyller Underwriters' tabora- tories ïermal Index fordringar för t5ÛoC; de behåller sina egenskaper inom.ett Lemperaturintervall av -1Ü0GC till mer än t5U0C. De har en värmenedböjningstemperatur av cirka 17&DC vid 1,8 MPa (264 psi) och cirka 181oC vid 61 MPa (6 psi). termisk åldring under lång tid vid 150-ZÛOOC har ringa effekt på de fysikaliska eller elektriska egenskaperna av polysulfoner. ' Pulysulfoner kan framställas genom den nukleofila substitutionsreaktionen mellan natriumsaltet av 2,2-bis- (Å-hydroxifenyl)propan och H-4'-diklorodifenylsulFon. Nat- riumfenoxidändgrupperna bringas att reagera med metylklorid för terminering av polymerisationcn och detta reglerar poly- merens molekyvlikt och bidrar till termisk stabilitet.

Den kemiska strukturen av polysulfon utmärkas av diarylsnltnngruppvr. Detta är en struktur med kraftig resonans, i vilken sulfongruppen tenderar att dra elektroner från tenylringarna. Resonansen förstärks genom närvarande paraställninq till Utmärkt av syreatomen i sulfongrnppen. resistens mot oxidation erhålles i pulysulfoner när elekt- roner är uppbnndna av resonans. Likaså betinncr sig svavel- atnmen i sitt högsta nxidnlinnstillntåndz detta ökar de 10 15 20 25 30 454 125 11 inbegripna Uindningarnas styrka och fixerar dessa grupper till en plan konfiguration. Della ger polymerkedjan stadga. som hibehålles vid höga temperaturer.

Eterbindningen ger viss flexibilitet till polymer- kedjan, som förlänar materialet inre seghet. Sulfon- och cterbindningarna, som förbinder bensenringarna, är hydro- lytiskl stabila. Därför är, såsom framgår av det föregående. polysulfoner resistenta mot hydrolys och mot vattenhaltiga sura och basiska miljöer.

Lämpliga kvaliteter av polysulfnn enligt förelig- gande uppfinning innefattar exempelvis en kvalitet utan fyllmedel, t.ex. P-1700 serien som användes för formsprut- ning eller strängpressning; en serie med högre molekylvikl P-3500 serien: och en mineralfylld polysulfon, som är användbar för be- för strängsprutningstillämpningar, t.ex. läggningstillämpningar, t.ex. P-6050 serien (serierna P-1700, P-3500 och P-6050 är alla kommersiellt Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, New York, NY 10017).

Pnlykarbunater är linjära, tillgängliga från låg-kristallina polymerer med hög molekylvikt (cirka 18 ÜÜÜ), i vilka de förnätade grupperna är karbonatgrupper.Polykarbonater äger en kom- bination av mycket värdefulla egenskaper, som innefattar: (1) mycket hög slaghållfasthet (87 kp.cm/om skåra) till- sammans med god duktilitet; (2) utmärkt dimensionsstabilitet tillsammans med-låg vat- tcnabsorp (0,35 % nedsänkt i vatten vid rumstemperatur; nedsänkning i kokande vatten ändrar inte dimensionerna mer än 0,001 em/cm); (3) stor värmvnedböjningstemperalur ev cirka TJSUC; (5) överlägsen värmeresislens som visar utmärkt resistens mot termisk oxidativ nedbrytning; (5) god elektrisk resistens.

Föreliggande laminerade lermoplastiska polymerfolier åstadkommer bindande model med hög prestanda, lämpliga för mönsterknrttillämpningar med liilfñrjjijiqa egenskaper uuh prestanda. vilka är överlägsna dv, som kan erhållas med 454 125 i 10 15 20 25 30 35 12 hartsrika och gummihaltiga härdbara adheuiva blandningar enligt teknikens ståndpunkt. Ytan (ytorna) av de termoplar- f tiska folierna av föreliggande ämne har i huvudsak lik- formig tjocklek och kan behandlas kemiskt med kända tek- niker för erhållande av utmärkt vidhäflning till senare strömlöst avsatta metallbeläggningar under framställning av mönsterkort.

Det är känt, att dessa högtemperaturpolymerer, speci- ellt polysulfoner, erfordrar, när de används ensamma lång sekundär utlöpning för förhindring av spänningssprickor.

Typiska rekommendationer för utlöpningsbetingelser är 2 - 6 timmar och upptill 9 timmar vid 1700C före bearbetning. Yt-. terligare en lång utlöpningseykel erfordras efter maskinhv- arbetning av materialet före etsning av ytan för senare me- tallbeläggningar. Såsom framgår av det följande sker utlüp- ning och framställning av ämnet och/eller laminatet enligt att när föreliggande termoplastiska polymerfolier t.ex. av uppfinningen samtidigt i ett steg. Man har funnit, polysulfon, lamineras till ett isolerande underlag enligt föreliggande uppfinning, de termoplastiska polymerfoli- erna avspânnes under lamineringscykeln. Detta eliminerar behovet av de tidigare angivna arbetssamma och tidskrävande sekundära utlöpningsstegen.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning bildas ämne genom att man anordnar impregnerade lager av det isolerande underlaget och förformade termoplastiska folier eller ark i form av ett laminat och laminerar detta under värme och tryck, t.ex. vid 1600C och 1,4 MPa i högst 60 minuter. Lamineringssteget kan utföras i en konventionell press med användning av kända betingelser för framställ- ning av med härdbart harts impregnerado laminat med i huvud~ sak plana ytor. Lämpliga härdningscyklur är exempelvis 10-60 minuter vid 120-18ÜUC och 1,5-10 MPa.

Andra sätt att framställa föreliggande ämne kan användas. Exempelvis kan ett laminorat isolerande underlag doppas l en polysulfon, vilken hinder den förfnrmadr termo- plastiska fulinn. Det är välkänt, all on 2 - 5 % lüuninq v.. 10 20 25 30 454 125 15 av polysulfon i metylenklurid kan användas för erhållande av stark bindning vid rumstemperatur. En pulysulfonfolie, kan exempelvis vara bunden till exempelvis ett isolerande underlag genom doppning av folien och'underlaget i en poly- sulfonmetylenklnridlösning, torkning i luft under 15 se- kunder och sedan sammansättning av dessa i en jig och pla- cering av dessa under ett tryck av cirka 5.& MPa l S minuter.

Efter borttagning från pressplattorna eller liknande, som användes i det beskrivna lamíneringssteget, kan det på detta sätt bildade ämnet användas vid framställning av tryckta mönsterkort. 1 en annan föredragen utföringsform kan en tunn me- Lallf olie överlagras en eller flera ytor av ämnet och bringas att vidhäfta för bildning av ett laminat. Ämnen av den i det föregående beskrivna typen kan användas för framställning av tryckta kretskort med ctt; två och flera skikt, med eller utan metallerade hål på det J det följande beskrivna sättet.

I ett sätt att framställa tryckta kretskort an- vändes den s.k. "semi-additiva" tekniken. Föreliggande iso- lerande ämne tillskäres till storlek och hål framställes genom borrning, stansning eller liknande. Ämnets yta utsät- tes för angrepp av en företsningslösning eller slipbehand- ling. Man antar att ämnets yta mekaniskt kan uppruggas före oxidationsbehandlingen för att ersätta förbehandlingen med lösningsmedlet. Uttrycket "förbehandling med lösningsmedel" vilket inkludera an- uttryck användes här, avser även att vändning av ett mekaniskt uppruggningssteg i stället för behandlingen med ett lösningsmedel. En typisk mekanisk upp- ruggning är sandblästring av ämnets yta med en uppslamning av nötande partikeltormigt material, såsom sand, aluminium- oxid, kvarts, karborund och liknande. som passerar en sikt med en maskvidd av 0,15 mm (100 USA Sieve Series mesh).

Det med lösningsmedel behandlade knrten behandlas därefter oeh kemiskt mekaniskt med ne oxidntionslösninq för aktive- ring nv ämnets ytn. 454 125 lä [lt konventionellt strömlöst beläggningstörfarande användes för avsättning av ett tunt skikt av koppar på ämnets aktiverade yta och, om och när så önskas, på hålväg- garna. En temporär, skyddande beläggning eller ett resist- v- skikt användes för duktryck av ett kretsmönster med linjer på 0,35 mm. Den temporära resisten värmehärdas. Krctsmönst- ret uppbygges genom elektrobeläggning av metall på de ohe- lagda områdena av underlaget. Den temporära resiston av- lägsnas och det tunna skiktet av strömlöst avsatt metall, t0 som var täckt av masken, etsas bort med en syra. Alternativt ksn den temporära skyddande beläggningen vara en foturesist.

Vid ett annat sätt att framställa tryckta kretskorl, känt som den "helt additiva" tekniken, framställes ett lämp- ligt isolerande ämne enligt föreliggande uppfinning. varvid 15 ett polysulfon-, polyetersulfon eller polykarhnnatytskikt är lamlnerat på ett lämpligt underlag, t.ex. ett npnxidharts- och fiberglasarmerat kort. Hål är framställda i ämnet på i förväg bestämda positioner. Ämnet och väggarna av hålen yt- behandlas på i det föregående beskrivna sättet. En fotnav- 20 bildande teknik användes sedan. Ämnet och hålen täckas full- ständigt med en vattenhaltig kopparförening, som reduce- ras av ultraviolett ljus, och' orkas. En ultraviolett foto- bild bildas geaom _projicerings- eller kontakttryckning på det sensibiliserade underlaget och en metall, såsom koppar, 25 avsätts strömlöst på det exponerade mönstret och i hålen tills en krets är uppbyggd till den önskade tjockleken. 1 allmänhet är det önskvärt att förhehandla ytan med ett medel, t.ex. dímetylformamid eller dimetylsulfoxid förr eller under elsninqsförfarandet i ett oxidationsmedel. 30 Lämpliga lösningsmedel och blandningar därav för ka: L.. svällning av polysulfon innefattar speciellt dimetylformamid, arntofenon, klornform, cyklnhexanon, klorobensen, dioxan, mntylenklnrid och tctrahydrnfuran.

Beroende pä den speciella ytan av ämnet kan andra jnnbytesframkallande material användas för ästadkommande av den i det föregående angivna temporära pnlnrísntionsreak- tionen. lxnmprlvin har surqjnrd natridmklnrid, unltsyra nrh ya 20 25 åh 55 :Q 454 125 tb klorvätrsyra, krumsyrnr, boralcr, flnorohnratvr orh natrium~ hydroxíd liksom blandningar därav, befunnits vara vftuktlvn för att pularisera de olika syntetiska tcrmoplnstiska iso- lerande matcrialvn, vilka är beskrivna.

De sura oxidationsmedlcn som typiskt användvu för otsning av akryloniLril-bntadien-Styren-underlan, har betun- ntts vara tillfredsställande för polysulfonundrrlag. fn typisk komposition består av 60 viktprocent HZSQA, 10 Vikl- procent Cr03 och 30 viktproccnt vatten.

Under etsning reduceras det krom, som kommer i kon- takt med den förbehandlade polysulfonytan, från Cr+6 till Cr+3 När merparten av kromet är reducerat är syran inte längre lika effektiv för att förbättra adhesion till metall- buläggnjngar. Av detta skäl är det önskvärt. att man har så myflkct krom som möjligt i det sura konditinncfingsmedlet.

Med dimctylformamid som förkonditionurlnqsbad leder vmvller- Lld kromsyrahalter av mer än cirka 5 % till makro-sprickor och dålig adhesion. Ett föredraget surt konditionerings- medel för polysulfonytor är därför, med avseende på vàkten: 55,9 % HZSÜÅ (96 %), tU,& % H3P0a (85 - 87 %}. 30,7 % vatten ooh 5.0 CrÛ3.

I en alternativ "helt additiv" teknik aktiveras ämnvt och hålväggarna efter exponering av ytan för att göra dan polär och mjkroporös med användning av kända ymp- och sensi- biljscringsmedel, t.ex. tenn(Il)klurid - palladiumklorid.

En permanent skyddande beläggning eller rasist anbringas för framställning av en permanent bnkgrundsreàist, som lämnar det önskade kretsmönstrct exponerat. Rcsisten härdus och koppar avsättas strömlöst på det exponoradv mönstrrt och I hålvn. lüreliqqandv ämne kan alternativt vara katalytiskt. t.ox. kalalytiskt matvriul är fördvlat på dfiltu. l dvn i dot förngâunde angivna tekniken för framställning nv tryrktn mönntnrkurt climinrrar detta hohovnt för »tt separat ymp_ rfitxqn- ollxvr sieruazbi lisserifiguzfl og.

Bland materialen, som förnträdrsvin användes som dat lunlvrnndv nndçrlnnet för ümnonn för tryvktn krntsnr knn 454 125 10 15 20 25 50 lb omnämnas isolerande härdbara hartser, termnplnstiska hartscr ooh blandningar av dessa, inklusive fibrer, t.ox. fibcrglas, impregnerade utföringsfnrmvr av de föregående.

Ett adhcsivt skikt innefatta metallunderlag, kan finnas på ämnet. Ämnet kan t.ex. aluminium eller stål. vilka förformadc folinr av skall mi] fl är belagda med isolerande skikt av termoplastiska polymerer. Om det ledande mönstrat innefatta metalliserade hål, är dot föredraget att först förser metallämnsl med hål och belägger ämnet med put- versmälttekniker, t.ex. fluidiserad bädd, med ett lämpligt isolerande skikt.

Bland sina utföringsformer avse föreliggande uppfin- ning metalliserade ämnen, på vilka den strömlöst avsatta metallen, t.ex. koppar, nickel och guld, har byggts upp ytterligare genom anslutning av den strömlöst avsatta metallen till en elcktrod pch elektrolytisk avsättning därpå av samma eller någon annan metall, t.ex. koppar, nickel, sil- ver, guld, rodium, tenn och legeringar därav. Elektrolytiaka beläggningsfërfaranden är välkända osh konventionella.

Föreliggande uppfinning beskrivs ytterligare med :än- visning till ritningarna, som belyser vissa utföringsformer av uppfinningen, och tillsammans med beskrivningen belyser principerna för uppfinningen. fig. framställning av mönsterkort 1 - 3 visar förfarandet, som kan användas för från isolerande ämnen, fram- ställda enligt föreliggande uppfinning. tig. 4 visar en apparat för framställning av ett ämne enligt uppfinningen. fiq. 5 visar en apparat för framställning av ett ñmnr, där pnlysulfnn påförs ett fast underlag. l fig. tA visas ett isolerande ämne 10 enligt förn- liggandv uppfinning. Det isolerande ämnet 10 innefattar en inre kärna 12 av härdplnst och yttre ytskikt av förfnrmnd pnlysnltunfotie th. Kärnan 12 är kntalytisk för strömlös avsättning av metall. Även polysntfnnfnlivn 10 är kutalytisk för strñmlös avsättning av metall. l lig. lß är hål 16 nvh lfl hnrrndn genom ämnet. Ämnet IU nednünks undan I ett tür- 10 20 30 454 125 17 hchandlingshad och behandlas sedan komiskt med en surets- Crüšó 350 mg/l H25U¿, 50 g/1 - 65 C för exponering av kata- 10, tig. lösning av exempelvis 20 g/l Nat, lysatorn och aktivering av ytan av ämnet vid en temperatur av óß såsom visas i 1D) på en tig. 1C. En Fntorcsist 26 påföres (visad i yta av ämnet för maskering av områden, som senare inte skull beläggas med koppar. Koppar avsätts sedan strömlöst på känt sätt på väggarna av hålen 16 och 18 och på de exponerade ytorna av ämnet 10 till ett ledande kopparmönster 22, som fiq. 1E.

En lödmask 50 kan anbringas är cirka 55 um tjockt, visat i Fotorcsisten 2A av- lägsnas sedan, visad i tig. 1t. över kretsmönstret varvid hålen 16 och 18 lämnas exponerade tfiu- tel..

I tig. 2 visas ett additivt förfarande För framställ- tig. isolerande ämne 100. ning av ett flerlagcrmönsterkort. I 2Aär tryckta krets- mönster 102 fastsatt på ett En förfor- mad polysulfonfoliu 104 är överlagrad och bondad på det tryckta ctsmönstret 102 (tig. ZB). Ett hål 106 är sedan bor- rat genom polysulfonfolien 104, det tryckta kretsmönstret 102 och det 100 (tig. ZC). Ytan av poly- sulfonfolicn 104 är adhcsionsträmjande med användning av isolerande ämnet tidigare beskriven teknik. Polysulfonfoliens 104 yta är aktiverad genom neddoppning i en palladium- och tcnnlösning.

I fig. 2D är en Fotoresistbild 110 överlagrad på den yttre ytan av polysulfonfolien 106. Den fria folieytan 104 och hålen 106 är strömlöst belagda med koppar 112 till en tjock- lek av cirka 55 um (fig. ZE). l fig. ZF 110 blivit borttagen gvnum atttlvrlagermönsterkort har or- har fotoresistbilden hållits. ett förfarande för fig. 3A är ett ümnv 200 belagd på molståvndv sidor med koppar 201. ttt 202 är mad att hål J tig. 5 är visat halv-additivt framställning av vlt flfirlagermönslerkort. l första ellcr inre kretsmönster framställd med kon- vnntionnll sulfonfnliv 200 (tig. etaning och täckt zu). fit ämnet 200. Ämnet 200 är adhvuionshufrämjandv och kntnlysH~ lager av törformad poly- 216 är borrat genom tur för mottagning av ntrömlönl hildadv mntnllskikt och vn 454 125 u. 10 15 20 50 18 strömlöst avsatt kopparfilm 211 är påförd polysulfonytan 204 och i hälet 216 till en tjocklek av exempelvis 2 pm (fig. 3C). En fotorcsistbild 210 är pålagt och ytterligare koppar 212 är elektrolytiskt utfälld till ett kopparskikt med en tjocklek av cirka 35 pm (Fig. 50). l tig. 5L är totoresistbilden 210 borttagen och kopparfilmen 211 under fotoresistcn 210 är hortetsad med ett lämpligt ets- medel.

I fig. 0 är visat ett sätt att framställa ett isoler- ande ämne. l denna figur visas matningsrullar 100, 102 och 104. tjocklek av cirka 1,6 mm, vilken bärare är vävt glas, icke Dmkring rullen 100 är ljndat en bärare 106 med en vävt glas, dakron, ravnn, cellulosapapper och liknande, impregnerat med harts. företrädesvis härdplast såsom epoxi- plast, men högtemperaturtermoplaster, t.cx. polyimider och polykarbonutcr, kan även användas. Omkring matnrruilen 102 är lindad en tcrmoplastisk folie 108 med en tjocklek av 1 - 5 mm. Lindad omkring rullen 104 är också en termo- plastisk folie med en tjocklek av 1 - 5 mm. Den termoplas- tiska folien an exempelvis vara en pnlysulfon-. polyeter- sulfon- elelr polykarbonatfolie. l figuren visas även kombinerade upptagningsrullar 110, vilka påför värme och tryck til] laminatet, som passerar genom dem. Ln temperatur av cirka 160-200oC och ett tryck av cirka 30-400 N/mm anbringas typiskt mellan valsarna 110. Ett flexibelt laminerat basmaterial 10 en- ligt Föreliggande uppfinning lämnar rnllarnn. 1 tig. 5 visas en valstillämpning på ett stelt underlag 12, t.vx. 8 mm tjockt epoxiglastygförstärkt lami- nat. I figurerna visas matningsrullnrna 100, 102 och 10A.

Omkring rullurna 102 och 104 är termoplastisku folicr 108 med en tjocklek av 1 - b mm lindade. I figurerna visas även kombinerade upplngninqsrnllnr 100, som påför värme och tryck till lominatvl. som passerar metlnn dem. En tempera- tur av cirka 160-ZÜÜUU och ett tryck av cirka 30-400 N/mm rul lnrnn 111). Det piitörcfi typiskt :av isolvrnfidr» iinrlcrlaciet 12, som puusnrnr mnllnn vnlnnrnn 110, och dn tcrmnplnstiskn lU 20 50 55 454 125 19 tnliernn lamineras på mntutäende ytnr av 12 under värme orh tryck för bildning av ämnet 10, som avskiljns från banan efter utgången från rullarna 110. Eventuellt hv- lägges det 12 med ett isolerande underlaget polysulfun- bindemedel innefattande nolysulfon löst i ett lösningsme- del före anbrinqninq av den termoplastiska Fntien.

De följande exemplen belyser uppfinningen.

Exempel 1 Åtta lager av glastyg impregnerat med hå - 55 vikt- procent epoxidharts placerades i en laminerinqspress med ett ark av förformndpnlysulfonfolie, 50 um tjock, både över och under. Polysulfuntolien var framställd av Udel P-177(R) ett tryck av 4,1 mPa nrh uppehållstíd i den varma pressen av Efter 15 O polysulfnnharts. En lamineringstemperatur av 175 C, 15 minuter användes. minuter kyldes pressen till rumstemperatur och ämnet uttogs. Ämnet bearbetades till ett mönsterkort med använd- ning av de följande stegen: (1) Genomgående hål bnrrudcs i ämnet; (2) ämnet borstades för avlägsning av hurrfraqment (det bör observeras att ingen utlöpning eller bakning i ugn erfordrades efter børrninglz (5) ämnet doppades i en dimetylformamid-vattenlösnnng (densitet 0,955 - 0,965) 1 5 - 6 minuter. (4) ämnet sköljdes 1 varmvatten i 45 sekunder; (5) ytan av ämnet adhesionsbeträmjades vid en temperatur av ESOC under en tid av 7 minuter med den Fdljande lösningen: Crüš 2U g/1 Hšrnà inn ml/1 ltzfitla (itltl flll/l FC-98* 0.5 q/l *tf-98 är vtt unjnniskt pnrtlunrnntkylnultnnnt; tóš ämnet nkötjdvu 1 dvstillernt vatten; (7) Cr(Vl) nvnlrnlisnrndvs med en lösning innehållande 10 % H70, uvn ts m H,sn Z 6: v- 10 _» u» 20 BU V: 454 125 2U (8)-(11) ämnet sköljdvs J vnttvn, dnppadvs successivt 1 2.5 HHCJ, en ymplösnjng, beskrlven i exempel 1 av pntvntskriftvn 7áÜ97t7-I, nch en accvlvrutor (5 % Hßfal; (12) knppnr avsattes strümlöst på ämnet till en tjorklvk av 2,5 pm; (15)-(lä) det kupparbvlagdn ämnvt sköljdes iv atlcn och tnrkadns vid 125nC i 10 minuter. [tt mönsterkort framställdes med användning av det kopparbelagda ämnet och känd teknik, exempelvis trycktes en bakgrundsreslst; bildades ett knpparkretsmönster genom elcktrolytisk utfällninq, nvlägsnades resisten cch den expn- neradc kopparen utsades hurt. En avskalnjngshållfasthet av 1,7 N/mm uppmättps För det tryckta mönsterkortvt.7Ett flyt- lödtest utfördes även. Ett kopparmönstcr, 6,25 cm är det tryckta mönsterkortet (framställt enligt detta exemplet) hölls flytande på smält lödtcnn vid 26ÛOC l 10 sekunder.

Provet avlägsnades för undersökning av potentiella blåsor och/eller delaminering av kopparmönstret från ämnet. Inga blåsor eller delamjnerinq upptäcktes.

Exempel 2 Exempel 1 upprepades utnm att ett lamincringytryrk av 2,8 MPa och en uppehållstjd 1 lamjneríngsprncessvn av 1 tjmmmo användes. En slutlig nvskalníngshållfastnet av 2,4 N/mm uppmättus och ett kopparmönster, 6,25 cm , hölls flytande på ett lödbad vid 260oC i mer än 10 sekunder utan att hläsor eller delaminerlng uppstod.

Exempel 3 Exempel 1 upprepades utom att ett laminvrlngstrvck av l,ü HPu och en uppvhällstid l l' rt t-t- lnminnrlngsprssnn av 5 minuter användes. lnminnrinq stahilisrcadcs ämnet vid IGÜUC 1 1 timme 1 vn uqn med rirkulernndc varmluft för törhindrinq av krympnlnn nch sknvninq under hvarbvtnjnq. fn slutlig nvsknlnjnqshällfasthnt nv 1.9 N/mm uppmättos. [xvmpel b "“““__"“” H) ln' l :1 :l r' :s m ml ( tjtt vptrxímt-g;lzmlznulnnt, tïltl YR SH um tjnvk knppnrlnlin på üvvr nch unnvrsldnn_ ln knpnur- 'IU 15 454 125 21 krvla; írznnnlšillrh-:a med kunvunlxunm-ll vlzzlc-knlk. IH puly" su!Fnnlnncinnnwivl lrgnnslâilldcs gvmnu upplijnuinq av pvlvllmfr av Udvl-P-1700 NI pulysulfnnhnxíß 1 mvlylvnklnrld. Den elszuic- sku-un cioppmlvs 1 [wlysaulFunlíizvxrnjrnqvrn nrh lufilfnrkznhës. fn 75 pm íjurk förfurmud pnlysulfnnfuljn lnminerndcs pä de mvd hindvmvdvl hvluqdu sidorna nv skxvun i en prfiss vnd 175UE I 1 IÜ miuulur xld 1.4 HPU. ßunumqüvndv häl burrades i sklvnn och fraqmnnlvn avlägsnudcs genom hnrslning. Skivan övvrfördos [il] 0!! flerlagormönsterkorl enligi förfarundvl i wxumpul 1.

Fxcmpcl 5 Fit onkcllagvr av upoxidimprvgnvrnd glustyq plavv- radvs mnlluu två ark av 25 um pulynulfnnfulxc och Inmjnnrudvu j en prvßu vid 2.8 MPa vid 17bOC i IÜ mxnulcr. Della gav nt! ämnn, som är användbar! böjljgl för Framstäilning av lrycktn mönslerkorl.

Claims (2)

10 15 454 125 22 PATENTKRAV

1. Underlagsmaterial för framställning av tryckta krets- kort bestående av ett underlag, som är försett med ett orga- niskt, termoplastískt material, k ä n n e t e c k n a t av att materialet är en organisk polymer i form av en folie, som påförs det metalliska eller isolerande underlaget med en tjocklek mellan 20 och 500 um, varvid Folien består av en polymer med ett aromatiskt skelett, som är så tempe- raturbeständígt att det varken sönderfaller eller ändrar Form vid de vid masslödningsförfaranden uppträdande tempe- raturerna och att polymeren består av polysulfon-, poly- karbonat- och/eller polyetersulfongrupper.

2. Underlagsmaterial enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a t av att bärarmateríalet består av isolerings- material, metall eller Fiberförstärkt, hartsimpregnerat hårdpapper. /h