SE456388B - Forfarande for framstellning av monsterkort - Google Patents

Description

456 sas E 2 Gl 10 15 20 25 30 35 40 terkortytan varken star till förfogande för ytterligare förbindelser eller för oberoende montagehal eller kontaktytor för anslutning av ytförhundna byggelement. Därmed förbrukas en oekonomiskt stor andel av ytan. Detta leder till nödvändighe- ten att göra möneterkorten större, vilket icke endast är olämpligt av kostnadsskäl, utan speciellt med hänsyn till an- vändningen av högintegrerade byggdelar och den allt starkare trenden mot miniatyrisering.

Det har även föreslagits att man såsom förbindelsehal använder sådana med mindre diameter. Detta leder likväl till en väsentlig komplicering av halframställningsförfarandet och utformningen av en pålitlig hàlväggsmetallisering, utan att bringa problemet närmare till en helt tillfredsställande lös- ning.

Det har även föreslagits att man framställer flerplans- mönsterkort pà sådant sätt, att ett maskskikt anbringas efter förfärdigandet av ledningsdragningsmönstret på det första pla- net, vilket maskskikt lämnar de ställen obetäckta, vid vilka elektriska förbindelser mellan ledningsdragningarna pa den första och sådana pa nästa plan är önskvärda, för att därefter på känt sätt uppbygga ledningsdragningsmönstret på det andra planet med hjälp av strömlös metallavskiljning. Förbindelsen mellan ledningsdragningarna skall åstadkommas genom det me- tallskikt, som skall uppbyggas pá de av masken obetäckta me- tallytorna i ledningsdragningarna pa det första planet genom den strömlösa avskiljningen.

Detta förfarande har likväl icke visat sig såsom lämp- ligt för framställning av tillförlitliga kontaktförbindelser, som speciellt även är vuxna mekaniska och termiska belastnin- gar.

Andamàlet med förfarandet enligt föreliggande uppfinning är att på ett ekonomiskt och volymsparande sätt framställa mönsterkort, vid vilka Eörbindelserna mellan ledarna i på va- randra följande plan övervägande eller uteelutande utformas utan tillhjälp av hal med metalliserade väggar och vilka ut- märker sig av framträdande kvalitet hos förbindelserna mellan ledningsdragningarna i pà varandra följande plan.

Föreliggande förfarande kännetecknas därav, att vidhäft- ningsförmedlingsskiktet sträcker sig över kanterna hos det första fönstret i maskskiktet och när ända upp pa metallytan i 10 15 20 30 40 456 388 ifrågavarande ledningsdragningar under ursparning av ett and- ra, mindre fönsterområde pa metallytan i ifrågavarande led- ningsdragningar, och att därefter vidhäftningeförmedlings- ekiktet behandlas med ett medel, som gör det mikroporöst och vätbart utan att metallen i ledníngsdragningarna i störande omfattning eller över huvud taget angripes, och att därefter ledningedragningemönstret och förbindeleerna till ledninge- dragningarna i det första skiktet framställes i de andra föns= teromradena med hjälp av etrömlöe avekiljning enbart eller tillsammans med galvaniskt metallavskiljning eller enligt na- got annat känt förfarande och att eventuellt förfarande för framställning av ledningsdragningarna pa motsvarande sätt upp- repas i ett flertal plan.

Vid förfarandet enligt uppfinningen framställes först ledningsdragningarna pa det första ledningedragningeplanet pa ytan av ett lämpligt utgangsmaterial enligt ett av de kända förfarandena. Därefter täckas ytan med ett maskskikt av isole- ringsmaterial varvid endast de ställen av ledningsdragningarna i det företa planet förblir fria, vilka i ett senare förfaran- deförlopp tjänar för framställning av förbindelserna mellan motsvarande ledningedragningar i det första och ett därpa föl- jande plan. Dessa obetäckta ställen betecknas i det följande såsom “första fönster". Därefter anbringas ett vidhäftnings- förmedlingsskikt på så sätt, att det täcker maskytan åtminsto- ne pá de områden, på vilka ledningedragningsmönstret i det andra planet skall uppbyggas, och vidare sträcker sig över kanterna pá det första fönstret och pa det där av masken obe- täckta metallskiktet hos ifrågavarande ledningsdragningar un- der ursparning av ett andra, mindre fönster. Därefter utsättas den med vidhäftningsskiktet försedda plattan för inverkan av ett uppslutningsmedel, som är lämpligt att göra dess ytomrade mikroporöst och polärt och därmed samtidigt vätbart. På det pà sä sätt förberedda ytskiktet uppbygges därefter ledningsmönst- ret för det andra planet med hjälp av i och för sig kända, strömlösa metalliseringsförfaranden ensamma eller tillsammans med ett galvaniskt metalliseringsförlopp, varvid ett metall- överdrag resp. metalliska ledningsdragningar bildas, vilka såsom enhetliga skikt nar ända in i det andra fönstret och där fästande täcker ytan av ifrågavarande ledningsdragningar i det första planet. -vv á 456 388 Cl 10 20 Om mer än tva ledningsdragningsplan skall användas, upp- repas föreliggande förfarandesteg motsvarande fler gånger.

Det har visat sig såsom speciellt lämpligt att såsom vidhäftningsförmedlingsskikt använda ett sådant, som innehal- ler ett ämne som gör det katalytiskt för den strömlösa metall- avskiljningen alltigenom eller åtminstone pà ytan. Sasom såda- na tillsatser lämpar sig speciellt organometalliska föreningar av en metall från gruppen IB och VIII.

Först genom användningen av vidhäftningsförmedlingsskikt pà det dielektriska isoleringsskiktet lyckas man framställa för praktiken användbara mönsterkort, som även beträffande mekanisk och termisk påfrestning fullt motsvarar fordringarna.

Andra undersökningar har visat, att det för framställ- ningen av sådana mönsterkort överraskande är oavvisligt, att vidhaftningsförmedlingsskiktet nar över de av fönstren i det dielektriska maskskiktet bildade kanterna och ända upp pa ytan av ifrågavarande ledningsdragningar i det första ledningsdrag- ningsplanet, varvid vidhäftningsförmedlingsskiktet lämnar ett andra, mindre fönster fritt. Därmed blir det först möjligt, att en enhetlig beläggning bildas vid uppbyggnaden av metall- skiktet i det andra ledningsdragningsplanet, vilken belaggning på ett tillförlitligt sätt bildar saväl motsvarande lednings- dragning i det andra planet som även förbindelsen till till- hörande ledningsdragning i det första planet. Om de enligt föreliggande förfarande framstallda mönsterkorten användes tillsammans med för ytmontage lämpliga byggelement, framstäl- les motsvarande kontaktytor pà mönsterkorten i deras översta ledningsdragningsplan enligt det beskrivna förfarandet.

Om hal för montage av byggelement med anslutningstradar skall användas, kan dessa för förbättring av lödställsegenska- perna på i och för sig känt sätt förses med en metallvaggsbe- läggning. Enligt undersökningar kan sadana monsterkort pà ett speciellt enkelt satt framställas med metalliserade hàlvaggar, om man använder såväl ett för den strömlösa metallavskilg- ningen ktalyserande vidhäftningsförmedlingsmedel som aven ett utgàngsmaterial, som är försett med en tillsats vilken likzor- migt katalyserar denna. ä 10 15 20 25 30 35 ü0 5 456 388 Förbíndelsehål med metalliserade hálväggar användes enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen även till att på i och för sig känt sätt med varandra förbinda ledningsdragningar som befinner sig på olika sidor av utgángsmaterialet. Eftersom även i dessa fall alla eller flertalet av alla förbindelser mel- lan ledningsdragningarna i olika plan sker utan tillhjälp av hål med metalliserade väggar, uppnås fullständigt det ekonomiska ytutnyttjandet av mönsterkorten och deras framträdande tillför- litlighet.

I regel skall man använda det första eller de första lednings- dragningsplanet eller -planen till uppbyggnad av ledningsdragnings- mönster med relativt ringa täthet, och framställa dem exempelvis i siltryck. Det eller de därpå följande'ledningsdragningspla- nen» skall därefter användas för uppbyggnad av ledníngsdragnings- mönster med högre täthet, -som eventuellt framställes i ljustryck.

Därvid blir det möjligt att använda olika metoder för sig själva för 1edningsmönsterframställning för mönsterkorten med lednings- dragningar till endast två eller flera plan för att på så sätt genom användning av det mest kostnadsgynnsamma síltrycksförfaran- det för skiktet eller skíkten med mindre ledníngsdragníngstäthet uppnå ett utomordentligt ekonomiskt framställningssätt.

För framställning av det mikroporösa, polära och vätbara yt- omrádet hos vidhäftningsförmedlíngsskiktet användes enligt före- liggande förfarande ett medel, som icke eller endast i mycket ringa omfattning angriper metallen i ledningsdragningarna.

~ För kopparledningsdragningar har användningen av en alkalisk permanganatlösning visat sig speciellt lämplig.

Lämplígen påföres det dielektriska maskskiktet såsom harts- skikt, som har en torrfilmtjocklek av 30-100 um. Speciellt lämp- liga är exopidharts-blandningar resp. sådana av epoxid- och fenol- hartser. En torrfilmtjocklek av S0 pm är lämplig.

Såsom vidhäftningsförmedlingsskíkt lämpar sig exempelvis så- dana tvåfashartssystem, som innehåller en beståndsdel, vilken un- der inverkan av ett motsvarande medium leder till utformning av mikroporer.

Motsvarande undersökningar har visat att ytan i det andra fönsterområdet, således fönstret i vidhäftningsförmedlingsskíktet, företrädesvis minst är 0,1-1 mmz stor och framför allt uppgår till minst 0,5 mmz.

I det följande àskàdliggöres vidare förfarandet enligt upp- 10 15 20 25 30 35 40 456 388 6 finningen under hänvisning till exemplen.

Exempel Såsom utgångsmaterial för ett mönsterkort med ledningsdrag- ningar i två plan tjänar ensidigt kopparbelagt, kommersiellt van- ligt basmateríal. Efter tillskärning av arbetsplattan förses den renade kopparytan med en täckmask, som motsvarar det önskade led- ningsdragningsmönstret, t ex genom siltryckförfarandet. Efter etsning och borttagning av täckskiktet kontrolleras den med led- ningsdragningar för det första planet försedda arbetsplattan.

Därefter påföres ett permanent täckmaskskíkt av dielektriskt isoleringsmaterial. Detta sker genom påföring av en epoxidharts- blandning genom siltryck, varvid fönstret på motsvarande lednings- dragningar, som väljes något större än de för kontaktutformningen erforderliga ytorna, förblir fritt. Efter fullständig härdníng av hartsblandningen under 1 h vid 120°C framkommer en torrfilm- tjocklek om 50 um.

Nu påföres i síltryck ett vidhäftningsförmedlingsskikt, som består av ett butadiennitrilgummí-modifierat fenolharts och inne- håller en organometallisk förening av palladium. Detta skikt när över fönstrets kanter in i det dielektriska maskskiktet upp pà ytan av ifrågavarande ledningsdragningar, närmare bestämt under ursparning av ett andra fönster, som gentemot det första uppvisar en mindre yta. Ytan på det på så sätt bildade, andra fönstret upp- går i föreliggande exempel till 0,5 mmz.

Därefter härdas vidhäftningsförmedlingsskiktet under 40 min. vid 16000 och utsättes vid 50-60°C under 1-3 min. för en alkalisk permanganatlösning för utformning av mikroporer samt en polär, vätbar yta. Denna lösning innehåller 40-60 g/l kaliumpermanganat och 40-60 g/l natriumhydroxid.

Efter sköljning med vatten, utspädd saltsyra och åter med vatten renas den friliggande kopparytan i det andra fönstret under kort tid i en ammoniumpersulfatlösning vid 30-40°C. Denna lösning innehåller mellan 100 och 250 g/l ammoniumpersulfat.

Efter sköljníng med vatten, utspädd svavelsyra och åter med vatten avskíljes i ett bad, som avskiljer en strömlös koppar, ett metallskikt, som täcker såväl vidhäftningsförmedlingsskikts- ytan som även kopparytorna i de andra fönsterna, varvid metall- skíktets yte väljes mellan 0,5 och 2,5 um.

Därefter påföres i ljustryck ett maskskikt, som motsvarar negativet av det önskade ledningdragningsmönstret på det andra 10 15 20 25 30 35 40 7 = 456 388 planet, och ledningsdragningsmönstret uppbygges i ett galvaniskt bad med hög utjämningsförmåga.

Mönsterkorten färdígställes genom tryckningnßd lödstopplack och ntstansning ur arbetsplattan.

'EXëm2e1 2 Man förfar såsom beskrivits i exempel 1, tills man pàfört vidhäftningsförmedlingsskiktet och härdat detta. Efter härdningen påtryckes en mask, som motsvarar negativet av ledningsdragnings- mönstret i det andra planet och som återigen låter det andra fönst- ret vara fritt. Därefter behandlas vidhäftningsförmedlíngsskíktet med kaliumpermanganatlösning och arbetsplattan bringas efter mot- svarande sköljsteg ned i ett bad, som avskíljer strömlös koppar.

I detta bad förblir arbetsplattan , tills ledningsdragníngarna ut- formats i önskad tjocklek. Efter sköljning påföres återigen en lödstopplackmask och härdas; för att därefter mönsterkortet skall utstansas ur arbetsplattan. axenpëi 3' För framställning av ett mönsterkort med fyra ledningsdrag- ningsplan förfar man först såsom beskrivits í exempel 1 eller Z.

Före påförandet av lödstopplackmasken upprepas dock tvåytterligare gånger stegen som består av - påföring av det dielektriska maskskíktet och härdning därav; - páföring av vidhäftningsförmedlingsskiktet och härdning därav, ' - behandling med kaliumpermanganatlösning och - uppbyggnad av ledningsdragningarna i motsvarande plan.

Exempel'4 I detta exempel utgår man från tvåsídígtbelagtk0pparbasmate- rial, som alltigenom innehåller ett material, som katalytískt sen- sibíliserar ytorna på basmaterialet för den strömlösa metallav- skíljningen. Härtill har en tillsats av en organometallisk förening av palladíum visat sig såsom lämplig För hartsblandningar, som användes för framställning av basmaterialet.

Först färdígställes på båda sidorna av basmaterialet på känt sätt ledningsdragningarna för de första båda ledningsdragníngs- planen. Därefter förses de båda ytor, som uppbär ledníngsdrag- ningsmönsterna, såsom beskrivits i exempel 1, med det dielektriska skíktet och vídhäftningsförmedlingsskíktet. Därefter framställes genomgângshål på de ställen på vilka ledningsdragníngar från planen 10 15 20 25 456 388' a ' på den ena sidan av basmaterialet skall förbindas med sådana från planen på den andra sidan. Därefter uppbygges väggarna i dessa hål samtidigt med ledningsdragningarna i de andra planen, såsom beskrivits i exempel 1, 2 eller 3, och mönsterkortet fär- digställes.

ExempeI“É.

I detta exempel utgår man från ett basmaterial som istället. för en kopparbeläggning uppbär ett vidhäftningsförmedlingsskikt.

Därefter uppbygges pä känt sätt det första planet av lednings- dragningsmönstret fullständigt genom strömlös metallavskíljning eller med hjälp av detta och efterföljande gavlanisk metallav- skiljning, för att därefter fortsätta såsom beskrivits i ett av exemplen l-4; _ Exempel 6 Såsom utgångsmateríal tjänar ensidigt kopparbelagt basmaterial Detta förses först med 1edningsdragningsmönstret för det första planet och därefter; såsom beskrivits i exempel 1, med det dielekt- riska maskskiktet och vidhäftningsförmedlingsskiktet. Till skill- nad från exempel 1 är likväl det här använda vidhäftningsförmed- lingsskiktet fritt från en tillsats, som katalyserar den ström- lösa metallavskiljningen.

Efter behandling med kaliumpermanganatlösning utsättes ar- betsplattan för en badlösníng; som tjänar såsom katalytisk sensi- bilisering för den strömlösa metallavskiljningen. I föreliggande fall användes en lösning; som innehåller reaktionsprodukten av palladium(II)k1orid och tenn(II)klorid.

Därefter förfar man åter såsom beskrivits i exempel 1.

Claims (13)

* 456 sas Eatentkrav

1. Förfarande för framställning av mönsterkort med åtminstone tva ledningsdragningsplan, varvid först lednings- dragningsbilden i det första planet framställes och därefter förses med ett ieoleringsmaskekikt, som later de ställen i ledningsdragningarna i det första planet vara fria, vilka tjänar för uppbyggnad av förbindelsen med motsvarande ledningsdragningar i ett därpå följande ledningsdragningsplan, varvid därefter ledningedragningarna i det andra planet fram- ställes genom ett metallavekiljningsförlopp och varvid den metallbeläggning, som samtidigt uppbyggee pà de av maekiktet icke täckta områdena benämnas “första fönster” och lednings- dragningarna i det första ledningsdragningsplanet åstadkommer förbindelse mellan motsvarande ledningsdragningar i bada planen, man efter pàförandet av isoleringsmaskskiktet an- bringar ett skikt av ett vidhäftningsförmedlingsmedel, som genom efterföljande behandling eventuellt göres mikroporöst, polärt och vätbart, k ä n n e t e c k n a t därav, att vid- häftningsförmedlingsskiktet sträcker sig över kanterna hos det första fönstret i maskskiktet och när ända upp pà metallytan i ifrågavarande ledningsdragningar under ursparning av ett andra, mindre fönsteromráde pa metallytan i ifrågavarande led- ningsdragningar, och att därefter vidhäftningsförmedlings- ekiktet behandlas med ett medel, som gör det mikroporöst och vätbart utan att metallen i ledningsdragningarna i störande omfattning eller över huvud taget angripes, och att därefter ledningsdragningsmönstret och förbindelserna till lednings- dragningarna i det första skiktet framställes i de andra fönsteromràdena med hjälp av strömlös avskiljning enbart eller tillsammans med galvaniskt metallavskiljning eller enligt nagot annat känt forfarande och att eventuellt förfarande for framställning av ledningsdragningarna pa motsvarande satt upprepas i ett flertal plan.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att det andra fönsteromrädet uppvisar en öppning, som åtminstone är 0,1-lxmnz stor, varvid öppningen företrädesvis uppgår till minst 0,5 mmz.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k- .u -u-.nm ~ _»- \ 456 388 '° n a t därav, att maskskiktets torrfilm bestar av dielektriskt isoleringsmaterial med en tjocklek av 30-100 um.

4. Förfarande enligt nagot av krav 1-3, k ä n n a - t e c k n a t därav, att vidhäftningsförmedlingsskiktet har en tjocklek av 10-50 um.

5. Förfarande enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k- n a t därav, att maskskiktet har en tjocklek av 50 um och vidhâftningsförmedlingsskiktet en av 20 um.

6. Förfarande enligt nagot av krav 1-5, k ä n n e - t e c k n a t därav, att vidhäftningsförmedlingsskiktet innehåller ett ämne, som antingen såsom sådant eller efter motsvarande behandling katalytiskt igangsätter den strömlösa metallavskiljningen ur lämpliga badlöàningar.

7. Förfarande enligt något av krav 1-6, k Ä n n e - t e c k n a t därav, att vidhäftningeförmedlingsskiktet utsättas för en alkalisk permanganatlösning för att göra det mikroporöst och vätbart.

8. B. Förfarande enligt nagot av krav 1-7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att sasom utgàngsmaterial för mönster- kortet användes ett sådant som alltigenom innehåller ett material, vilket åstadkommer att ytorna samt halväggarna därav, när de utsättas för strömlöst metalliserande badlös- ningar, förses med en vidhäftande metallbeläggning.

9. Förfaranda enligt något av krav 1-6, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den av vidhäftningsfärmedlingsskikt och metallytor i fönstarna därav bildade ytan först utsattes för ett strömlöst, matallavskiljande bad, att därefter det på så sätt avskilda metallskiktet förses med ett plastskíkt, som motsvarar negativet av det önskade 1edningsdragningsmönstret 1 ifrågavarande plan, och att därefter ledningsdragningarna upp- bygges genom galvanisk avskiljning.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att det strömlöst uppbyggda skiktet först förstärkas galvaniskt och att för uppbyggnaden av ladningsdragningarna användas ett galvaniskt bad med hög utjämningsförmaga.

11. Förfaranda enligt krav 9 eller 10, k ä n n a - t a c k n a t därav, att alla ledningsdragningeplanen ute- slutande är anordnade pà en sida av utgangsmaterialet för mönsterkortet och att vid den galvaniska metallavskiljningan u. 456 388 alltid två mönsterkort anordnas i badlösningen med de från ledningsdragningar fria sidorna mot varandra berörande var- andra praktiskt eller verkligt.

12. Förfarande enligt nagot av krav 1-11, k ä n n e - t e c k n a t därav, att samtidigt med uppbyggnaden av led- ningsdragningarna i ett plan och föröbindelsen till lednings- dragningarna i nästa häl med metalliserade halväggar fram- ställes, vilka antingen tjänar såsom montagehál för bygg- element eller såsom föröbindelse av ledningsdragningar, som befinner sig på olika sidor av utgangsmatarialet, eller för bàdadera.

13. Förfarande enligt nagot av krav 1-12, k ä n n e - t e c k n a t därav, att för ledningsbildplanen, som ligger intill ytan hos utgangsmaterialet, användes ledningsbild- mönster med relativt ringa ledningsdragningstäthet och att_ ledningsdragningarna i nästa plan resp. vid det ana av tva överskridande antal ledningsdragningsplan i senare uppbyggda skikt väljes högre.