WO2021115518A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrisch leitfähigen struktur - Google Patents

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WO2021115518A1
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Bernd Rösener
Robin Alexander Krüger
Alexander Fischer
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Lpkf Laser & Electronics Aktiengesellschaft
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    • C23C18/31—Coating with metals

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite structure from at least one conductive structure, a carrier made from a non-conductive carrier material made of plastic and at least one electronic component by means of laser radiation, wherein the non-conductive carrier material contains an additive which is subsequently applied by irradiation with the laser radiation in an electroless metallization bath forms catalytically active species.
  • carrier materials are injection-molded as molded parts in one-component injection molding with plastic granulate with special additives.
  • the additives can be converted into catalytically active germs in a physico-chemical reaction in a location-selective manner, with metal being deposited on the areas treated in this way in a subsequent chemical metallization bath.
  • conductor track structures are described on an electrically non-conductive carrier material, which consist of metal nuclei and a metallization subsequently applied to them, the metal nuclei being created by breaking up electrically non-conductive inorganic metal compounds contained in the carrier material by electromagnetic radiation.
  • DE 102014 114986 A1 describes a method for producing a conductor track structure on a circuit carrier by selective laser irradiation corresponding to the conductor track structures to be produced, which is subsequently generated in a metallization bath without external current.
  • laser radiation with a wavelength of 1,064 nanometers and a pulse frequency of 100 kHz is used here.
  • a thermosetting copper oxide-polyester hybrid is mixed into the carrier material and injection molded into workpieces, which are then selectively activated by laser for subsequent metallization.
  • DE 102012 010635 A1 relates to a method for direct 3D structuring of hard, brittle and optical materials, in which the surface is structured with an ultrashort pulse laser and a 3D structure or shape is thereby introduced in a targeted manner.
  • thermosetting plastics as carrier material, to be the foreign deposits that occur. Since thermosets do not melt but are decomposed, considerable amounts of carbon are released, which is catalytically active in an electroless plating bath.
  • the invention is therefore based on the object of creating a method in which impairment of the conductive structure produced in this way on the carrier material due to removal products is substantially reduced.
  • a further reduction in the structure sizes of the electrically conductive structures is to be made possible.
  • a carrier made of a non-conductive carrier material made of thermosetting plastic and at least one electronic component by means of laser radiation the non-conductive carrier material containing an additive which is subsequently applied by irradiation with the laser radiation in an electroless metallization bath forms catalytically active species
  • the conductive structure is formed by irradiation by means of pulsed laser radiation with a pulse duration of less than 100 picoseconds and subsequent electroless metallization and the pulse repetition rate is set in such a way that successive pulses in the area of a respective additive to be activated or an additive area overlap on the Additive or the additive area are deflected.
  • the invention is thus based on the surprising finding that the method for producing an electrically conductive structure by laser activation of the metal compounds contained in the additive, in particular with ultrashort pulse lasers, in particular also with thermosets, can be used without problems and has the advantage that fewer foreign deposits occur.
  • a method for direct laser structuring is created which, on the one hand, reliably achieves the energy input required for laser activation, but, on the other hand, limits the heating in such a way that not only significantly fewer removal products arise, but also the temperature of which is so low that adhesion to the carrier material is very low and these can therefore be easily removed.
  • particularly fine electrically conductive structures can be produced in this way because the avoidance of foreign deposits also prevents the associated risk of short circuits. As a result, the structure width and the spacing between the structures can be reduced.
  • Another particularly promising embodiment of the method according to the invention is also achieved when the number of laser pulses per second (pulse repetition rate) is dimensioned so large, for example 2 to 2.5 MHz, that successive pulses in the area of a respective additive particle to be activated or an additive area act with overlapping areas of influence. As a result, several successive pulses always act on each additive particle or each additive area, whereby the energy input is correspondingly increased.
  • the thermal energy coupling into the carrier material is so low that the temperature is not sufficient to reduce the additive, for example a Cu-Cr spinel, to elemental copper, and thus the catalytically active species for the desired metallization do not arise or do not arise reliably and in particular irregular partial metallizations occur.
  • the overlapping areas of action of successive pulses also ensure that the temperature during structuring is not too high, so that, in contrast to the prior art, the ablation products do not get hot and can therefore adhere to the carrier material in an undesirable manner in such a way that they do not stick can be removed more reliably.
  • the method creates a composite structure in which the non-conductive carrier material contains an additive which has catalytically active species formed as a result of the action of laser radiation, the conductive structure being irradiated by means of pulsed laser radiation, in particular an ultrashort pulse laser, and by subsequent metallization in the Metallization bath is formed.
  • pulsed laser radiation in particular an ultrashort pulse laser
  • a quasi-athermal processing of the carrier material is achieved in that the material is evaporated directly due to the extremely high peak intensities, so that no or almost no melt is produced.
  • the pulses are so short that during the pulse duration there is no transmission of the energy in lattice vibrations and thus in an increase in temperature takes place. It is assumed that the energy introduced by the ultrashort pulse corresponds to the energy required to evaporate the material, so that no further energy is available for thermalization.
  • the invention is based on the surprising finding, that not the thermal energy input, but the maximum intensity forms the basis and thus creates the cause and necessary prerequisite for the activation of the metal compounds.
  • the non-conductive carrier material contains at least one inorganic filler with a maximum particle size of 50 ⁇ m.
  • filler materials can also be used that are not destroyed or split by the acting laser radiation because, due to their small particle size, they do not impair or hinder subsequent machining processes, for example the introduction of recesses such as bores including through bores or blind holes.
  • the fillers can thus be selected without restriction according to the desired technical properties of the thermoset, for example with regard to viscosity, CTE (coefficient of thermal expansion) or the solidification time.
  • the adhering, catalytically active ablation products in the area of bores as so-called “collar formation”, which are particularly disadvantageous in the prior art, are reliably avoided.
  • this does not increase the cycle time.
  • ultrashort pulse lasers from a picosecond laser source considerably less heat is generated during the ablation. This prevents the generation of hot ablation products during drilling and the formation of collars even at higher powers.
  • the use of higher capacities leads to higher removal rates, whereby the cycle time can even be reduced in practice.
  • the change from nanosecond to picosecond pulses with otherwise constant parameters when structuring the carrier material and the associated reduced heat input, which could lead to insufficient activation of the additive is caused by an overlap area compensated for the individual pulses, which is made possible by the use of high pulse repetition rates, for example in the range between 2 to 2.5 MHz.
  • Another embodiment that is also particularly promising is achieved by using a contactless measuring method, in particular using electromagnetic radiation such as X-rays, to determine the position and / or orientation of at least one electronic component in the carrier material and then a deviation from the actual position and / or actual orientation is determined from the desired position and / or desired orientation and correction values for the subsequent irradiation of the carrier material by means of the pulsed laser radiation are derived therefrom and the irradiation is finally carried out taking these correction values into account.
  • a contactless measuring method in particular using electromagnetic radiation such as X-rays
  • the exact position and rotation of the electronic component is determined, for example, by an X-ray method, and the activatable additives or the catalytically active species are irradiated, taking the correction values into account.
  • Software can be used to adapt the conductor tracks and holes to be structured to the actual position and orientation of the electronic component in the carrier material, thereby avoiding rejects and considerably increasing reliability.
  • the size and / or mass of the individual filler particles contained in the carrier material is significantly larger than the size and / or mass of the individual additive particles contained in the carrier material, this is due to the size or mass differences of the filler particles and the additive particles, on the other hand, surprisingly lead to an inhomogeneous distribution of the additive and filler particles, with the result that, in the course of processing the carrier material, the comparatively large or heavy filler particles collect primarily in the inner or medial area of the carrier material, while the comparatively small or light additive particles are displaced into the layers of the carrier material close to the edge.
  • the activation process can be significantly improved there, which can be carried out with low radiation intensity without the total amount of added additives having to be increased for this purpose.
  • the correspondingly reduced proportion of additives in the core of the carrier material also avoids undesirable changes in other material properties.
  • 3 to 15 percent by weight, preferably 6 to 12 percent by weight, of LDS additive are contained in the carrier material.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur aus mindestens einer leitfähigen Struktur, einem Träger aus einem nichtleitendem Trägermaterial aus duroplastischem Kunststoff und mindestens einer elektronischen Komponente, wobei das nichtleitende Trägermaterial ein Additiv enthält, das infolge der Einwirkung einer Laserstrahlung in einem außenstromlosen Metallisierungsbad gebildete katalytisch aktive Spezies aufweist. Durch die Verwendung einer gepulsten Laserstrahlung wird eine quasi athermische Bearbeitung des Trägermaterials erreicht, indem das Material aufgrund der enorm hohen Spitzenintensitäten direkt verdampft wird, sodass keine oder nahezu keine Schmelze entsteht.

Description

Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Struktur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur aus mindestens einer leitfähigen Struktur, einem Träger aus einem nichtleitenden Trägermaterial aus Kunststoff und mindestens einer elektronischen Komponente mittels Laserstrahlung, wobei das nichtleitende Trägermaterial ein Additiv enthält, das durch Bestrahlung mit der Laserstrahlung nachfolgend in einem außenstromlosen Metallisierungsbad katalytisch aktive Spezies bildet.
Bei einem als Laser-Direktstrukturierung (LDS) bekannt gewordenen Verfahren werden Trägermaterialien im Einkomponenten-Spritzguss mit speziell additiviertem Kunststoffgranulat als Formteile spritzgegossen. Mittels Laser können die Additive ortsselektiv in einer physikalisch-chemischen Reaktion zu katalytisch wirksamen Keimen umgesetzt werden, wobei sich in einem anschließenden chemischen Metallisierungsbad an den so behandelten Stellen Metall abscheidet.
In der DE 101 32 092 A1 werden Leiterbahnstrukturen auf einem elektrisch nichtleitenden Trägermaterial beschrieben, die aus Metallkeimen und einer nachfolgend auf diese aufgebrachten Metallisierung bestehen, wobei die Metallkeime durch Aufbrechen von feinstverteilt in dem Trägermaterial enthaltenen elektrisch nichtleitenden anorganischen Metallverbindungen durch elektromagnetische Strahlung entstanden sind.
Die DE 102014 114986 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterbahnstruktur auf einem Schaltungsträger durch eine selektive Laserbestrahlung entsprechend den herzustellenden Leiterbahnstrukturen, die nachfolgend in einem außenstromlosen Metallisierungsbad erzeugt wird. Hierbei wird beispielsweise eine Laserstrahlung mit der Wellenlänge von 1.064 Nanometern und mit einer Pulsfrequenz von 100 kHz verwendet. Bei einem in der DE 102013 100 016 A1 offenbarten Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrisch leitfähigen Struktur wird in das Trägermaterial ein duroplastisches Kupferoxid-Polyester-Hybrid eingemischt und zu Werkstücken spritzgegossen, die dann mittels Laser ortsselektiv für eine nachfolgende Metallisierung aktiviert werden.
Aufgrund technologischer Begrenzungen können heutzutage Spurweiten von minimal 150 pm verlässlich mittels LDS-Verfahren hergestellt werden. Um die gewünschte Miniaturisierung der MID weiter voranzutreiben, ist es unumgänglich, diese Beschränkung weiter zurückzudrängen. Zu diesem Zweck werden große Anstrengungen betrieben, die Laserstrahlung weiter zu fokussieren und präziser über die Oberfläche des Formteils zu führen.
Die DE 102012 010635 A1 betrifft ein Verfahren zur direkten 3D-Strukturierung von harten, spröden und optischen Materialien, bei dem die Oberfläche mit einem Ultrakurzpulslaser strukturiert und dadurch gezielt eine 3D-Struktur oder Form eingebracht wird.
Als nachteilig bei der Durchführung des Verfahrens zur Herstellung elektrisch leitfähiger Strukturen auf oder an einem nichtleitenden Trägermaterial durch Laseraktivierung, beispielsweise bei Leiterbahnen, haben sich in der Praxis insbesondere bei Duroplasten als Trägermaterial die auftretenden Fremdabscheidungen erwiesen. Da Duroplaste nicht schmelzen, sondern zersetzt werden, kommt es zur Freisetzung erheblicher Mengen von Kohlenstoff, der in einem außenstromlosen Metallisierungsbad katalytisch aktiv ist.
Bei der nachfolgenden Metallisierung der Metallatome kommt es in unerwünschter Weise auch außerhalb des bearbeiteten Bereichs zu Fremdabscheidung auf den im Metallisierungsbad katalytisch aktiven Abtragsprodukten. Bei einem geringen Abstand der erzeugten Leiterbahnen kann diese Fremdabscheidung in der Praxis zu Kurzschlüssen führen. Dabei erweisen sich diese Abtragsprodukte auch deshalb als so problematisch, weil diese sich aufgrund ihrer hohen Temperatur bei der Zersetzung wieder mit der Kunststoff- Oberfläche außerhalb der strukturierten Flächen verbinden und daher kaum noch entfernt werden können. Diese Probleme treten mit zunehmender Miniaturisierung der herzustellenden Strukturen nicht nur bei Duroplasten, sondern prinzipiell bei allen Kunststoffen auf.
Wenn die Temperatur bei der Strukturierung zu hoch ist, werden die Ablationsprodukte so heiß, dass sie fest mit der Oberfläche des Trägermaterials verkleben, die dann nicht mehr zuverlässig gereinigt werden kann. Die anhaftenden, katalytisch aktiven Ablationsprodukte führen, insbesondere im Bereich von Ausnehmungen, zur „Kragenbildung“ durch Fremdabscheidung im Randbereich der Ausnehmungen. Zwar hat sich in der Praxis gezeigt, dass dieser Effekt durch eine signifikante Senkung der Laserleistung minimiert werden kann, jedoch resultiert daraus eine deutlich größere Zykluszeit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem eine Beeinträchtigung der so hergestellten leitfähigen Struktur auf dem Trägermaterial aufgrund von Abtragsprodukten wesentlich vermindert wird. Insbesondere soll erfindungsgemäß eine weitere Reduzierung der Strukturgrößen der elektrisch leitfähigen Strukturen ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur aus mindestens einer leitfähigen Struktur, einem Träger aus einem nichtleitenden Trägermaterial aus duroplastischem Kunststoff und mindestens einer elektronischen Komponente mittels Laserstrahlung, wobei das nichtleitende Trägermaterial ein Additiv enthält, das durch Bestrahlung mit der Laserstrahlung nachfolgend in einem außenstromlosen Metallisierungsbad katalytisch aktive Spezies bildet, wird die leitfähige Struktur durch Bestrahlung mittels gepulster Laserstrahlung mit einer Pulsdauer von weniger als 100 Pikosekunden und anschließender außenstromloser Metallisierung gebildet und die Pulsrepetitionsrate derart eingestellt, dass aufeinanderfolgende Pulse im Bereich eines jeweiligen zu aktivierenden Additivs oder eines Additivbereichs einander überlappend auf das Additiv oder den Additivbereich abgelenkt werden.
Der Erfindung liegt so die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass das Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Struktur durch Laseraktivierung der in dem Additiv enthaltenen Metallverbindungen, insbesondere mit Ultrakurzpulslasern, insbesondere auch bei Duroplasten, problemlos anwendbar ist und dabei den Vorteil hat, dass weniger Fremdabscheidungen auftreten.
Erstmals wird so ein Verfahren zur Laserdirektstrukturierung geschaffen, welches einerseits den zur Laseraktivierung erforderlichen Energieeintrag zuverlässig erreicht, andererseits aber die Erwärmung derart beschränkt, dass nicht nur wesentlich weniger Abtragsprodukte entstehen, sondern auch deren Temperatur so gering ist, dass eine Anhaftung an dem Trägermaterial sehr gering ist und diese somit leicht entfernt werden können.
Erfindungsgemäß lassen sich so besonders feine elektrisch leitfähige Strukturen erzeugen, weil so durch die Vermeidung von Fremdabscheidungen auch dem damit verbundenen Risiko von Kurzschlüssen vorgebeugt wird. Dadurch können die Strukturbreite und der Abstand der Strukturen verringert werden.
Eine weitere besonders Erfolg versprechende Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch dann erreicht, wenn die Anzahl der Laserpulse pro Sekunde (Pulsrepetitionsrate) derart groß bemessen wird, beispielsweise 2 bis 2,5 MHz, dass aufeinanderfolgende Pulse im Bereich eines jeweiligen zu aktivierenden Additivpartikels oder eines Additivbereichs mit einander überlappenden Einwirkungsbereichen einwirken. Dadurch wirken auf jeden Additivpartikel bzw. jeden Additivbereich stets mehrere aufeinanderfolgende Pulse ein, wodurch der Energieeintrag entsprechend erhöht ist.
Hierdurch wird ein präzises Temperaturmanagement erreicht, durch das ausgeschlossen wird, dass die thermische Energieeinkopplung in das Trägermaterial so gering ist, sodass die Temperatur nicht ausreicht, um das Additiv, beispielsweise ein Cu-Cr-Spinell, zu elementarem Kupfer zu reduzieren, und somit die katalytisch aktive Spezies für die gewünschte Metallisierung nicht bzw. nicht zuverlässig entstehen und insbesondere unregelmäßige partielle Metallisierungen auftreten. Zudem wird durch die überlappenden Einwirkungsflächen aufeinanderfolgender Pulse auch sichergestellt, dass die Temperatur bei der Strukturierung nicht zu hoch ist, sodass die Ablationsprodukte im Gegensatz zum Stand der Technik nicht heiß werden und damit in unerwünschter Weise auf dem Trägermaterial derart anhaften können, dass diese sich nicht mehr zuverlässig entfernen lassen.
Durch das Verfahren wird eine Verbundstruktur geschaffen, bei der das nichtleitende Trägermaterial ein Additiv enthält, das infolge der Einwirkung einer Laserstrahlung gebildete katalytisch aktive Spezies aufweist, wobei die leitfähige Struktur durch Bestrahlung mittels gepulster Laserstrahlung, insbesondere eines Ultrakurzpulslasers, und durch eine anschließende Metallisierung in dem Metallisierungsbad gebildet ist. Durch die Verwendung einer gepulsten Laserstrahlung wird erfindungsgemäß bei richtiger Wahl der Parameter eine quasi athermische Bearbeitung des Trägermaterials erreicht, indem das Material aufgrund der enorm hohen Spitzenintensitäten direkt verdampft wird, sodass keine oder nahezu keine Schmelze entsteht. Dabei sind die Pulse so kurz, dass während der Pulsdauer keine Übertragung der Energie in Gitterschwingungen und damit in eine Erhöhung der Temperatur stattfindet. Es wird davon ausgegangen, dass die durch den Ultrakurzpuls eingebrachte Energie der zum Verdampfen des Materials erforderlichen Energie entspricht, sodass keine weitere Energie für eine Thermalisierung zur Verfügung steht.
Entgegen dem Vorurteil der Fachwelt, die bisher davon ausgegangen ist, dass die Aktivierung der Metallverbindungen und die Bildung katalytisch aktiver Keime in den so laseraktivierten Bereichen einem thermischen Prozess entspricht, der zum Aufbrechen der Additivpartikel hohe Temperaturen benötigt, liegt der Erfindung die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass nicht der thermische Energieeintrag, sondern die maximale Intensität die Grundlage bildet und damit die Ursache und notwendige Voraussetzung für die Aktivierung der Metallverbindungen schafft.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn das nichtleitende Trägermaterial zumindest einen anorganischen Füllstoff mit einer maximalen Partikelgröße von 50 pm enthält. Hierdurch können auch solche Füllstoffmaterialien verwendet werden, die durch die einwirkende Laserstrahlung nicht zerstört oder gespaltet werden, weil diese aufgrund ihrer geringen Partikelgröße nachfolgende Bearbeitungsverfahren, beispielsweise das Einbringen von Ausnehmungen wie Bohrungen einschließlich Durchgangsbohrungen oder Sacklöchern, nicht beeinträchtigen oder behindern. Somit können die Füllstoffe uneingeschränkt entsprechend der gewünschten technischen Eigenschaften des Duroplasts, beispielsweise hinsichtlich der Viskosität, CTE (Coefficient of Thermal Expansion) oder der Verfestigungszeit, ausgewählt werden.
Somit werden insbesondere die beim Stand der Technik besonders nachteiligen anhaftenden, katalytisch aktiven Ablationsprodukte im Bereich von Bohrungen als sogenannte „Kragenbildung“ zuverlässig vermieden. Erfindungsgemäß wird die Zykluszeit dadurch nicht erhöht. Durch die Verwendung von Ultrakurzpulslasern einer Pikosekunden- Laserquelle wird beim Abtrag erheblich weniger Wärme erzeugt. Dies verhindert beim Bohren die Erzeugung heißer Ablationsprodukte und die Kragenbildung auch bei höheren Leistungen. Die Verwendung höherer Leistungen führt zu größeren Abtragsraten, wodurch die Zykluszeit in der Praxis sogar noch verringert werden kann.
In besonders vorteilhafter Weise wird der Wechsel von Nanosekunden- zu Pikosekundenpulsen bei im Übrigen gleichbleibenden Parametern beim Strukturieren des Trägermaterials und der damit verbundene reduzierte Wärmeeintrag, der zu einer unzureichenden Aktivierung des Additivs führen könnte, durch einen Überlappungsbereich der Einzelpulse ausgeglichen, was durch die Verwendung hoher Pulsrepetitionsraten, beispielsweise im Bereich zwischen 2 bis 2,5 MHz, ermöglicht wird.
Eine andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Ausgestaltungsform wird auch dadurch erreicht, dass durch ein berührungsloses Messverfahren, insbesondere durch Verwendung elektromagnetischer Strahlung wie Röntgenstrahlung, die Position und/oder Orientierung zumindest einer elektronischen Komponente in dem Trägermaterial und anschließend eine Abweichung der Ist-Position und/oder Ist-Orientierung von der Soll- Position und/oder Soll-Orientierung bestimmt wird und daraus Korrekturwerte für die nachfolgende Bestrahlung des Trägermaterials mittels der gepulsten Laserstrahlung abgleitet werden und schließlich die Bestrahlung unter Berücksichtigung dieser Korrekturwerte durchgeführt wird. Hierdurch wird insbesondere bei der Einbettung einer oder mehrerer elektronischer Komponenten in eine Verbundmasse die individuelle Lageabweichung der elektronischen Komponente von der Sollposition bestimmt. Hierzu wird beispielsweise durch ein Röntgenverfahren die genaue Lage und Verdrehung der elektronischen Komponente bestimmt, und die Bestrahlung der aktivierbaren Additive oder der katalytisch aktiven Spezies unter Berücksichtigung der Korrekturwerte durchgeführt. Mittels einer Software kann so eine Anpassung der zu strukturierenden Leiterbahnen und Bohrungen an tatsächliche Position und Orientierung der elektronischen Komponente in dem Trägermaterial vorgenommen werden, wodurch Ausschuss vermieden und die Zuverlässigkeit erheblich gesteigert wird.
Wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung die Größe und/oder Masse der in dem Trägermaterial enthaltenen einzelnen Füllstoff-Partikel wesentlich größer ist als die Größe und/oder Masse der in dem Trägermaterial enthaltenen einzelnen Additivpartikel, kommt es durch die Größen- bzw. Massenunterschiede der Füllstoffpartikel einerseits und der Additivpartikel andererseits in überraschender Weise zu einer inhomogenen Verteilung der Additiv- und Füllstoffpartikel mit der Folge, dass sich im Verlauf der Verarbeitung des Trägermaterials die vergleichsweise großen bzw. schweren Füllstoffpartikel primär im inneren bzw. medialen Bereich des Trägermaterials sammeln, während demgegenüber die vergleichsweise kleinen bzw. leichten Additivpartikel in die randnahen Schichten des Trägermaterials verdrängt werden. Indem so die Konzentration des Additivs in den randnahen Schichten steigt, kann der Aktivierungsprozess dort wesentlich verbessert werden, der dadurch bereits mit geringer Strahlungsintensität durchgeführt werden kann, ohne dass hierzu die Gesamtmenge der zugesetzten Additive erhöht werden muss. Durch den so entsprechend reduzierten Anteil der Additive im Kern des Trägermaterials werden zugleich unerwünschte Änderungen sonstiger Materialeigenschaften vermieden. Beispielsweise sind in dem Trägermaterial 3 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 6 bis 12 Gewichtsprozent, LDS-Additiv enthalten.

Claims

PATENTANSPRÜCH E
1. Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur aus mindestens einer leitfähigen Struktur, einem Träger aus einem nichtleitenden Trägermaterial aus duroplastischem Kunststoff und mindestens einer elektronischen Komponente mittels Laserstrahlung, wobei das nichtleitende Trägermaterial ein Additiv enthält, das durch Bestrahlung mit der Laserstrahlung nachfolgend in einem außenstromlosen Metallisierungsbad katalytisch aktive Spezies bildet, wobei die leitfähige Struktur durch Bestrahlung mittels gepulster Laserstrahlung mit einer Pulsdauer von weniger als 100 Pikosekunden und anschließender außenstromloser Metallisierung gebildet wird und wobei die Pulsrepetitionsrate derart eingestellt wird, dass aufeinanderfolgende Pulse im Bereich eines jeweiligen zu aktivierenden Additivs oder eines Additivbereichs einander überlappend auf das Additiv oder den Additivbereich abgelenkt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung durch eine teildurchlässige Maske auf den nichtleitenden Träger abgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polygonscanner zur Positionierung der Laserstrahlung auf dem Träger verwendet wird.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung der Laserstrahlung auf dem Träger mehrere, insbesondere vier, Galvanometer-Scanner verwendet werden.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein resonanter Spiegel zur Positionierung der Laserstrahlung auf dem Träger verwendet wird.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein berührungsloses Messverfahren, insbesondere durch Verwendung von Röntgenstrahlung, die Ist-Position und/oder die Ist-Orientierung der elektronischen Komponente in dem Trägermaterial und anschließend eine Abweichung der Ist-Position und/oder der Ist-Orientierung von der Soll-Position und/oder der Soll- Orientierung bestimmt wird und daraus Korrekturwerte für die nachfolgende Bestrahlung des Trägermaterials mittels der gepulsten Laserstrahlung abgleitet werden und die Bestrahlung unter Berücksichtigung dieser Korrekturwerte durchgeführt wird.
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