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DE2064861B2 - Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltkarten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltkarten

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DE2064861B2
DE2064861B2 DE19702064861 DE2064861A DE2064861B2 DE 2064861 B2 DE2064861 B2 DE 2064861B2 DE 19702064861 DE19702064861 DE 19702064861 DE 2064861 A DE2064861 A DE 2064861A DE 2064861 B2 DE2064861 B2 DE 2064861B2
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DE
Germany
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circuit
card
metal
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electrolytic
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DE19702064861
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English (en)
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DE2064861A1 (de
DE2064861C3 (de
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John J New Haven D'Ottavio Eugene H Thomaston Rhodemzer Harold L Bethlehem Lombardo Michael S Waterbury Innes William P Cheshire Conn Grunwald (V St A )
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MacDermid Inc
Original Assignee
MacDermid Inc
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Publication date
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Publication of DE2064861B2 publication Critical patent/DE2064861B2/de
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten mit verbesserter Haftung zwischen dem Leitermetall und einem nichtleitenden Schichtträger.
Gedruckte Schaltkarten werten zwecks sicherer und wirtschaftlicher Handhabung von elektronischen Geräten in der Massenfertigung benötigt, um unter anderem die Verdrahtung in eine Form zu bringen, die eine maschinelle, reproduzierbare und wirtschaftliche Herstellung ermöglicht. In funktioneller Hinsicht sollen die gedruckten Schaltkarten allen technischen Erfordernissen nicht nur Rechnung tragen, sondern diese möglichst auch besser als die bisherigen Herstellungsverfahren erfüllen.
Nach dem bisher bekannten Stande der Technik sind im wesentlichen zwei verschiedenartige Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten zur Verwendung in elektronischen Schaltungen vorgeschlagen worden. Eines von diesen wird als das »subtraktive« Verfahren bezeichnet, das gegenwärtig vorwiegend benutzt wird. Das andere Verfahren nennt man das »additive« Verfahren.
Die Herstellung von gedruckten Schaltungen mit Hilfe des »subtraktiven« Verfahrens beginnt mit einem Schicht- oder Verbundstoff, der in einer Karte aus isolierendem Material als Basis oder Schichtträger vorliegt, von welcher eine oder beide Seiten mit einer dünnen Kupferfolie von einer Dicke in der Größenordnung von 0.0254 oder 0,0762 mm bedeckt werden. Die Folie wird an der isolierenden Basis mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes oder durch Anwendung von Wärme und Druck beim Formen des geschichteten Gebildes befestigt. Der zum Halten der leitfähigen Schaltung benutzte Schichtträger oder die isolierende Grundlage wird üblicherweise in Form einer ebenen Karte aus formgepreßtem Epoxy-Glas oder Phenolharzmaterial hergestellt.
3 4
Nach dem Aufbringen eines Schaltbildes aus orga- Weise behandelt, um auf der gedruckter! Leiterschalnischem oder polymeren! abdeckendem Deckmittel tung einen Schutzfilm aus Edelmetall oder Lack zu werden die Leiterflächen (d. h. die Schaltungsflä- bilden oder anderenfalls mit einem Lötriittelüberzug chen) bis auf die verlangte Dicke elektrolytisch mit zu bedecken, um das Anschließen der üblichen zu-Leitermetaiil beschichtet und dann mit einem metalli- 5 sätzlichen, auf der fertigen Schaltkarte angeordneten sehen Deckmittel (beispielsweise dünnem Blei) über- elektronischen Bauelemente zu erleichtern,
deckt. Das organische Deckmittel wird dann mit Das vorstehend umrissene Verfahren hat insbeson-Hilfe einer geeigneten Lösung abgelöst, so daß die dere insofern eewisse Vorteile, als es den elektrolytinicht zur Schaltung gehörenden Kupferflächen unge- sehen Niederschlag von elektrisch unterbrochenen schützt bleiben und dann mit Hilfe einer passenden io Schaltungen erleichtert und die Notwendigkeit weitesauren oder alkalischen Atzmitteliösung entfernt rer nichtelektrolytischer Auftragvorgänge vermeidet werden können. ocjer verringert. Bei diesem Verfahren legt jedoch
Ein Hauptnachteil des »subtraktiven- Verfahrens eine Schwierigkeit darin, daß ein »Haupt- -Agens
ergibt sich aus dem während des Wegätzens der nicht verwendet werden muß. das — obwohl in vorer-
zur Schaltung gehörenden Bereiche auftretenden als 15 wähnter Literaturstelle nicht vollständig beschrieben
Unterschneiden'· des auf der Karte verbleibenden —ein polymerer Überzug zu sein scheint. .Sorgfältige
Metalls bekannten Phänomens. Aufbereitung und Aufbringung dieses Beschichtungs-
Ein weiterer Hauptnachteil des »subtraktiven« mater; <>s sind zum Erzielen wirksamer und glcich-Yerfahrens besteht darin, daß die kupferverkleidete bleibender Ergebnisse erforderlich. Ferner bestehen Kane teuer und nicht wirtschaftlich ist. da bei der 20 wie in den meisten Fällen, bei Jenen Verbuche geVorbereitung der gedruckten Schaltkart·- die ur- macht worden sind, um Klebstoffe als Zwischentra- *··■ .ngliche Kupferverkleidung bis auf einen geringen ser zum Verbinden von Kupfer od<_r sonstigen Bruchteil \ öllig weggeätzt wird. "" Leitermetalien mit einem Kunststoffschicht rager zu
Als Alternative zu dem »subtraktiven-' Verfahren verwenden, stets Probleme bei einem Erzielen richtiist bisher das als »additives« Verfahren zur Herstel- 25 per dielektrischer Eigenschaften des Klebstoffes, lung solcher Karten bekannte Verfahren \orgeschla- einer genauen und übereinstimmenden Reproduzierten worden. Bei diesem Verfahren geht man von barkeit des polymeren Bindematerials und beim Veremem nichtleitenden, von jeglicher Kupferfclie freien meiden von Zerbrechlichkeit oder Brüchigkeit der Schichtträger aus. auf den ein Schaltbild ah Abdeck- Verbindungsstelle, um nur einige zu nennen Ls maske in der Weise aufgebracht wird, daß nur die 30 scheint außerdem, daß das erwähnte Verfahren für !!(.■wünschten Flächen des Schichtträgers leitend ge- Schichtträger aus thermoplastischem Harz besser gemacht werden. Dieses Verfahren weist gegenüber eignet ist als für hitzehärtbare Schichtträger, obwohl dem »subtraktiven« Verfahren offensichtlich eine gerade diese für elektronische Anwendunger mehr Anzahl von Vorteilen auf. und es sind viele Versuche bevorzugt werden.
unternommen worden, um geeignete additive (nach 35 Demzufolge besteh! die Hauptaufgabe dies:r Freiem additiven Verfahren hergestellte) Schaltkarten findung darin, ein Verfahren zur Herstellung von ge-211 erzeugen. Bis heute sind diese Versuche für h;m- druckten Schaltkarten zu schaffen, bei welchem man tlelsnäßige Herstellung jedoch noch nicht weit ver- aut einem Schichtträger einen entfernbaren Metallbreitet aufgenommen. überzug verwendet und welcher die Verwendung von
Das Haupthindernis für eine erfolgreiche »addi- 40 polymeren Haftüberzügen überflüssig macht und live-< gedruckte Schaltkarte liegt in der Schwierigkeit. trotzdem eine zufriedenstellende Haftung des Kupcine geeignete Haftung zwischen dem chemisch auf- fers oder eines sons!igen leitenden Metalls ar. dem gebrachten Kupfer oder einem sonstigen leitenden dielektrischen Schichtträger beim Auftragen bewirkt Metall und dem dielektrischen Schichtträger zu erzie- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelen. Eines der kürzlich entwickelten Verfahren ist in 45 löst, daß zunächst bei Wärme und Druck Aliminider Fachzeitschrift »Transactions of the Institute of umfolie mit einem wärmegehärteten Harzschichtträ-Metal Finishing«, 1968. Vol. 46. S. 194 bis 197, be- ger verbunden wird, wobei die Aluminiumfolie eine schrieben worden. Dieses Verfahren umfaßt die auf- gegen den wärm^gehärteten Harzschichtträger aniieeinanderfolgenden Schritte der Behandlung der gende anodisch behandelte Oberfläche auf" .'ist. Oberfläche der unbedeckten Schichtträgerkarte mit 50 dann die anodisch behandelte Folie von dem einem »Haupt«-Agens, der Lochung der Karte zum Schichtträger chemisch abgelöst, die Schichttrüger-Bilden der notwendigen durchgehenden Löcher, der oberfläche katalysiert und dann die katrlysiene Aufbringung eines sehr dünnen ersten Nickelnieder- Oberfläche mit einem Leitermetall in Gestalt der gejchlages auf die gesamte Oberfläche mittels eines wünschten Schaltung und die metallisierte Schalttiichtelektrolytischen Nickelbades, worauf dann ein 55 karte nach dem Katalysierungsschritt mindestens ein-Deckmittel aufgebracht und zum Hervorrufen eines mal erhitzt wire1, um die Temperatur der Karte über negativen Bildes des gewünschten Schaltungsmusters die Umgebungstemperatur, jedoch wesentlich unter entwickelt wird, worauf durch übliche Galvanisie- die Temperatur zu erhöhen, bei welcher ein Verkohrungstechniken ein zusätzlicher Metallüberzug autge- len des Harzschichtträgers eintritt,
bracht wird, um die leitenden Teile der Schaltung bis 60 Die Verwendung von mit Aluminium überzogenen auf die verlangte Dicke aufzubauen. Danach wird (glasfaserverstärkten) Schichtträgern auf Epoxy-, das Deckmittel abgelöst und die gedruckte Schalt- Phenol-, wärmehärvbarer Harzbasis bei der Herstellung karte geätzt, um den ursprünglichen, dünnen, nicht- von Schaltkarten bietet eine Anzahl Vorteile gegenelektrolytischen Metalln/ederschlag von den nicht zu über der Kupferschichtstoffkartc, wie sie bei bekannder Schaltung gehörenden Flächen vollständig abzu- 65 ten additiven Verfahren zur Herstellung von Schaltlösen, so daß nur noch d'^r dickere Überzug, d. h. die karten benutzt werden. Beispielsweise ist Aluminium zu der Schaltung gehörenden Bereiche auf der Karte billiger als Kupfer und läßt sich leichter von dem zurückbleiben. Darauf wird die Karte in üblicher Kunststoffschichtträcer ablösen.
Der bei dem Verfahren nach der Erfindung bc- Katalysierungsstufe erforderlich und ist für das Ernutzte metallplatticrte Schichtträger besitzt einen zielen einer guten Haftung förderlich. Metallüberzug aus Aluminium, das mit einem war- Während der Mechanismus der besseren Haftung,
megehärteten Harz durch Wärme und Druck verbun- ausgehend von einem mit Aluminium überzogenen den ist und eine gegen das Harz anliegende, anodisch 5 Schichtträger und dann das gesamte Metall vor Bebehandelte Oberfläche hat. In diesem Falle kann ginn des nichtelektrolytischen Niederschlages oder Metallfeinblechfolic so dünn wie möglich sein, da des Beschichtungsprozesscs chemisch ablösend, noch diese Plattierung erfindungsgemäß nicht für die nicht richtig verstanden wird, scheint es, daß eine ge-Schaltung bildende Zwecke verwendet, sondern von wisse Wechselwirkung, die die anodisch behandelte der Karte vor dem Anbringen irgendeiner Schaltung io Oberfläche der Aluminiumfolie an der Metall-Kunstvollständig abgelöst oder -geätzt wird. Nach dem stoff-Grenzfläche 'm Verlauf der Bildung der zu bin-Ablösen der Aluminiumplattierung wird der Schicht- denden Kunststoffoberfläche mit sich bringt oder träger in bekannter Weise in einer Zinn-Palla- durch sie verursacht wird, und das spätere Ablösen dium-Katalysatorlösuiig katalysiert und dann die der anodisch behandelten Folie auf chemischem Karte in einer von zwei Arten bearbeitet, um an ihrer t5 Wege der Grund für die erheblich verbesserte Haf-Obei fläche eine haftende Schaltung aus Leitermetall tung zwischen dem Schichtträger und dem Überzug zu bilden. In einem Arbeitsprozeß wird die kataly- ist. was zu Schäl- und Abhebefestigkeiten von mindesierte Karte auf ihrer gesamten Oberfläche auf nicht- stens 890 bis zu 2675 g/cm führt. Man nimmt an, elektrolytischem Wege mit einem dünnen ersten daß ein wesentlicher Gesichtspunkt der Bildung einer Niederschlag aus Leitermetall metallisiert, worauf ao bindungsfähigen Oberfläche darin besteht, daß der das Aufbringen eines Schaltbildes aus geeignetem Kunststoff fähig ist, in die anodisch behandelte Ober-Deckmittel folgt, um in den Schaltungsbereichen den Hache einzufließen und sich ihr anzupassen. Außerspäteren Aufbau zusätzlichen Leitermetalls durch dem ist der vorerwähnte Erwärmungs-oder Hitzebe elektrolytischen oder nichtelektrolytischen Nieder- handlungsverfahrensschritt für das verbesserte Erschlag bis auf die endgültige verlangte Dicke zu er- 35 gebnis wesentlich. Nach dem Abätzen des anodisch möglichen. Alternativ kann der Arbeitsprozeß das behandelten Aluminiumüberzuges ist das Ergebnis Aufbringen und Entwickeln eines Schaltbildes aus e>n Kunststoffschichtträger mit stark flächenaktiver einem Deckmittel unmittelbar nach dem Katalysieren Oberfläche, die mit Wasser netzbar ist. mit anschließendem Metallisieren der nur zur Schal- Fig. 1 bis einschließlich6 zeigen Ablaufblockdia-
tung gehörenden Bereiche mit leitfähigem Metall 30 gramme der Verfahrensschritte, die mehrere unterdurch nichtelektrolytische Metallisierungstechniken schiedliche Arbeitsprozesse zur Herstellung von oder in einigen Fällen durch unmittelbares elektroly- Schaltkarten nach der Erfindung umfassen, tisches Metallisieren umfassen, wie es beispiels- Die Erörterung einiger der zu befolgenden Ar-
weise in der USA.-Patentschrift 3 099 608 beschrie- beitsprozesse ist einem weiteren Verständnis der Erben ist. 35 findung dienlich.
Beide vorstehend beschriebenen Arbeitsprozesse Beispiel I
sind zufriedenstellend, wobei jeder naturgemäß Vorteile aufweist, so daß bei einer besonderen Anwen- An Hand von F i g. 1 der beigefügten Zeichnungen dung der eine dem anderen gegenüber vorzuziehen sind die verschiedenen Hauptschritte bei der Herstelist. Beispielsweise erleichtert der erwähnte erste Ar- 40 lung einer fertigen gedruckten Schaltkarte in Form beitsprozeß die Galvanisierung bei der Bitdung des eines Ablaufdiagramms angegeben. Es leuchtet ein, Leiterschaltungsbildes, waj naturgemäß billiger ist daß übliche Zwischenbehandlungsschritte, wie beials Arbeitsprozesse zur Erzeugung von nichtelektro- spielsweise das Abspülen mit Wasser, sofern erforlytischem Niederschlag. Jedoch macht die Verwen- derlich, aus dem Ablaufdiagramm fortgelassen wordung dieses Verfahrens einen abschließenden kurzen 45 den sind, wobei jedoch ihre Verwendung, falls nötig. Ätzverfahrensschritt erforderlich, um den ersten dun- dem Fachmann geläufig ist.
nen ununterbrochenen, nichtelektrolytischen Nieder- Die Verfahrensschritte/4 bis C einschl· Blich beschlag aus leitfähigem Metall nach Beendigung des ziehen sich auf die Herstellung des mit Aluminium Aufbmis der Schaltung zu entfernen. überzogenen Schaltkartenrohlings mit in ihn gestan?
Welcher der beiden hier beschriebenen Arbeits- 50 ten durchgehenden Löchern.
prozesse auch immer verwendet wird, ein wesentli- Bei Verfahrensschritt 1 wird die aluminiumbe
eher Gesichtspunkt dieser Erfindung ble:v»t, daß die schichtete Karte, in die bereits durchgehende Löchei Schaltkarte im Verlaufe ihrer Entwicklun> an einer gestanzt sind, sofern diese bei der fertigen Schalt oder mehreren Stellen erwärmt oder hitzebehandelt karte benutzt werden sollen, eventuell von jeglichen wird, um eine wirksame Bindung zwischen dem 55 Oberflächenschmutz gesäubert. Im allgemeinen win Leitermetall und dem Harzschichtträger zu fördern. als Schichtträger wärmegehärtetes Formharz auf Glas Ein solcher Erwärmuugs- oder Hitzebehandlungsvor- Epoxy- oder Phenolbais erlangt, und zwar aus Grün gang kann an einer beliebigen oder an mehreren Stel- den seiner dielektrischen Eigenschaften sowie seine len durchgeführt werden, beispielsweise nach dem Beständigkeit gegenüber struktureller Verformun; Katalysierungsschritt, nach dem Aufbringen der er- 60 oder einem Verziehen infolge von Temperatur- urn sten ununterbrochenen dünnen Leiternietallschicht, Feuchtigkeitsveränderungen, nach dem Aufbringen des Deckmittels, nach dem Bei Verfahrensschritt 2 wird die Karte bei eine
Entwickeln des aus einem Deckmittel bestehenden Temperatur von etwa 27 bis etwa S2~ C für di Schaltungsbildes oder nach Fertigstellung der Schalt- Dauer von etwa 2 bis etwa 30 Minuten in eine Alu karte, je nachdem, welcher Arbeitsprozeß verwendet 65 minium ätzende Lösung eingetaucht oder sonstwi wird. Obwohl ein solches Erwärmen oder Hitzebe- mit ihr in Berührung gebracht, um den anodisch be handeln nicht in all diesen Stufen erforderlich ist, handelten Aluminiumüberzug von der Oberfläch wird es immer zumindest einmal im Anschluß an die der Karte vollständig abzulösen. Es kann eine beut
(ο
Karte aufgebracht und dann durch einen passenden Film des verlangten Schaltungsaufbaus hindurch belichtet, worauf das lichtempfindliche Deckmittelmaterial mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels entwickelt wird, um in Abhängigkeit von dem benutzten System das auf der Karte vorhandene belichtete oder unbelichtete lichtempfindliche Deckmittelmaterial abzulösen. In jedem Falle wird dann die Karte bei Verfahrensschritt 7 getrocknet, um zu bewirken, daß
ίο der Deckmittelüberzug liest an der Oberfläche haftet. Während Wärme notwendig sein kann, um die Deckmif-.elzusammensetzung auszuhärten, so daß sie gegenüber den späteren an der Karte ausgeführten Arbeitsgängen bestänc g ist, kann sie auch zu dem vorerwähnten Hitzebehandlungsvorgang als fester Bestandteil der Erfindung dienen. In diesem Falle wird die Karte vorzugsweise für eine Zeitspanne von etwa 15 Minuten auf eine Temperatur von etwa 15O0C erwärmt. Hinsichtlich der Temperatur und der Zeit
zesses unter Verwendung eines Zinn-Palladium-Hydrosols durchgeführt werden.
Gewöhnlich ist es außerdem erwünscht, die kataly-
bige der üblicherweise benutzten Ätzlösungen für Aluminium benutzt werden. Zu den typischen geeigneten Lösungen gehören Salzsäure (etwa 10 bis etwa 40 Gewichtsprozent) und alkalische Metallhydroxide wie Natrium-, Kalium- und Lithiumhydroxid (5 bis etwa 20 Gewichtsprozent). Allger.-ein sind bei Anwendung -.'ir vorliegenden Erfindung alle Abhebelö-•ungen wirksam, solange sie kein übermäßiges Angreifen des nichtleitenden Schichtträgers verursachen.
Nach einem geeigneten Abspülen mit Wasser und
dem Eintauchen bei Verfahrensschritt 3 in ein
schwaches alkalisches Bad wird die Karte bei Verfahrensschritt 4 entweder durch den zwei Schritte
umfassenden Aktivierungsarbeitsprozeß unter Verwendung von Stannochlorid in Salzsäure mit anschließendem Eintauchen in eine Palladiur.ichlorid-Salzsäurelösung katalysiert, einem bekannten Arbeitsprozeß, wie er in der vorerwähnten Literaturstelle beschrieben ist; oder die Katalyse kann mit ao ist ein erheblicher Spielraum möglich, wobei im all-Hilfe des nur einen Schritt umfassenden Arbeitspro- gemeinen niedrigere Temperaturen längere Zeiträume erforderlich machen und umgekehrt. Praktische Arbeitsbedingungen schreiben die Benutzung von erheb'ich über der Umgebungstemperatur liegen-
sierte Karte einer Beschleunigungslösung auszuset- ss den Hitzebehandlungstemperaturen vor und liegen zen, beispielsweise einer verdünnten Lösung aus ge- vorzugsweise bei oder über der Siedepunkttemperaeigneter Säure oder geeignetem Alkali. tür von Wasser bei Aufrechterhaltung von atmosphä-
Nach dem Abspülen wird die Karte dann beim rischem Druck. Offensichtlich darf die benutzte Verfahrensschritt 5 in einem nichtelektrolytischen Temperatur nicht so hoch sein, daß sie ein Verkoh-Metallisierungsbad aus Kupfer oder Nickel metalli- 30 len oder Schmelzen des Harzschichtträgers bewirkt, siert. Ein beliebiges der im Handel erhältlichen In diesem Beispiel iüt die Karte nunmehr bei Vernichtelektrolytischen Kupfer- oder Nickelbäder ist fahrensschritt 8 fertig zum Metallisieren der freigebrauchbar. Typische Zusammensetzung solcher Bä- legten Schaltungsflächen, um in diesen Bereichen der sind in den USA.-Patentschriften 2 874072, eine verlangte Leitermetalldicke aufzubauen. Infolge 3 075 855 und 3 095 309 für Kupfer und 2 532 283, 35 Vornahme des ersten ununterbrochenen dünnen Me-2 990 296 und 3 062 666 für Nickel angegeben. Der tallniederschlags, wird der übliche elektrolytische hier verlangte Metallniederschlag ist nur eine sehr Niederschlag von zusätzlichem Leitermetall oder dünne, jedoch ununterbrochene Schicht mit einer -metallen auf den Schaltungsflächen weitgehend e*- Dicke in der Größenordnung von 0,000254 bis leichtert, da eine einzige Verbindung an einer belie-0,000762 mm, sowohl auf die gesamte Oberfläche 40 bigen Stelle der leitenden Oberfläche der Karte an der Karte als auch an den Wandflächen aller durch- allen frei liegenden Schaltungsflächen einen elektroly · gehenden Löcher, die vorhanden sein könnten. Die tischen Metallniederschlag bewirkt, wenn bei einen» Schicht hat lediglich den Zweck, eine erste leitende üblichen elektrolytischen Metallisierungsbad die Oberfläche zu bilden, die sämtliche auf die Karte zu Karte zur Kathode gemacht wird. Als Leitermetall druckenden Schaltüngsbereiche miteinander verbin- 45 kann üblicherweise nichtelektrolytisches Kupfer oder det, um den elektrischen Niederschlag dieser Schal- Nickel verwendet werden, wobei der Metallisierungstungsbereiche in den späteren Verfahrensschritten zu Vorgang fortgesetzt wird zum Aufbauen eines ausreierleichtern. chend dicken Niederschlages solchen Metalls, um
Nach erneutem geeignetem Abspulen wird die den Anforderungen der elektronischen Schaltung zu Karte bei Verfahrensschritt 6 zu einer Arbeiisstation so. gjeuügen, in welcher die Karte verwendet wird. Obvorbewegt, an welcher auf die Oberfläche oder Ober- wohl sowohl Kupfer als auch Nickel» wie vorstehend flächen, auf welchen die leitenden Schaltungen gebil- "
det werden sollen, ein Deckmittelüberzug aufgebrach* wird. Hier kann die Wahl zwischen mehreren
Verfahren bei der Auswahl und beim Auftragen des 55
Deckmittelüberzuges getroffen werden, die dem
Fachmann alle bekannt und üblich sind. Gemäß
einem Verfahren kann das Schaltungsbild mit Hufe
eines chemischen Deckmittels aufgezeichnet werden,
indem man es durch ein geeignetes Seidensieb hin-Üb" ebenfalls durch elektrochemischen Niederschlag aus durchquetLcht, das so ausgebildet ist, daß es die Be- geeigneten Metallisierungslösungen erfolgen. Nach
erörtert, in geeigneter Weise dienen können, gibt es zur Zeit gewisse Anzeichen dafür, daß nichtelektrolytisches Nickel in vielen Fällen besser geeignet ist.
Das bei Verfahrensschritt 9 anschließende Metallisieren der Schaltungsbereiche mit einem Schutzmetall wie Gold, Rhodium, oder mit Lot als Deckel oder zum Erleichtern des späteren Anbringens zusätzlicher elektronischer Bauteile auf der Karte kann
deckung der nicht zur Schaltung gehörenden Bereiche der Karte herbeiführt, während die zu der Schaltung gehörenden Flächen selbst von Deckmittelmaterial frei bleiben. Gemäß dem anderen Verfahren zum Aufbringen des Deckmittels wird eine positive oder negative lichtempfindliche Deckmittelzusainmensetzung auf die gesamte Oberfläche der
dem die Leiterschaltung vollständig aufgebaut worden ist, wird die Karte bei Verfahrensschritt 10 einer Abhebelösung ausgesetzt, um das chemische oder photochemische Deckmittel von den nicht zu der Sch lining gehörenden Bereichen zu entfernen. Dabei bleibt die Oberfläche der Karte über ihre gesamte Ausdehnung noch mit dem ursprünglichen dünnen
309 525/450
Leitermetallniederschlag bedeckt. Dieser Überzug Edelmetall w:.c Gold oder Rhodium metallisiert werwird dann bei Verfahrensschritt 11 durch Eintauchen den sollen, um die Kontaktfläche zu verbessern. In der Karte in ein geeignetes Ätzmittel, wie beispiels- diesem Falle wird im Verfahrensschritt 11 das lichtweise verdünnte Stickstoffsäure, beseitigt, um die empfindliche Deckmittel abgelöst, worauf bei Vernicht zu der Schaltung gehörenden Bereiche von jeg- 5 fahrensschritt 12 das Zinndeckmittel von den Konlichem leitenden Metall zu befreien. Der vorher auf taktfingerbereichen abgelöst und die Karte bei Verdie Schaltungaflächen aufgebrachte Metallschutz- fahrensschritt 13 in einem nichtelektrolytischen überzug verhindert oder erschwert jeglichen wesentli- Gold- oder Rhodium-Metallisierungsbad einem weichen Angriff des Ätzmittels auf diese Bereiche im teren, nichtelektrolytischen Metallisierungsvorgang Verlaufe dieses Verfahrensschrittes. Deshalb ist es io unterworfen wird. Bei Verfahrensschritt 14 wird die wesentlich, ein Ätzmittel auszuwählen, das diesen Karte erneut getrocknet und hitzebehandelt und, so-Schutzmetallüberzug nicht nennenswert angreift. fern sie nicht vorher in einem Arbeitsgang einer ge-
Die fertige Karte wird bei Verfahrensschritt 12 ab- steigerten Hitzebehandlung der vorstehend beschriegespült, getrocknet und hitzebehandelt Sofern der benen Art unterworfen war, kann dieser Verfahrensbefolgte Arbeitsprozeß keine Hitzebehandlung der 15 schritt an dieser Stelle eingeschaltet werden.
Karte bei etwa 1050C für die Dauer von 30 Minuten in einem der früheren Verfahrensschritte vor- Beispiel III
sieht, kann sie an dieser Stelle des Verfahrens statt- Der in Fig.3 veranschaulichte Arbeitsprozeß ist finden. im wesentlichen dem nach F i g. 2 gleich, wobei je-... ao doch in diesem Falle der Deckmittelüberzug bei Ver-Beispiel 11 fahrensschritt S vor der Belichtung und Entwicklung
hitzebehandelt wird. Nach dem Entwickeln des
In dem Ablaufdiagramm nach Fig. 2 ist ein abge- Deckmittels (Schritt 6) wird zuerst aus einem nichtänderter Arbeitsprozeß dargestellt. Auch hier wird elektrolytischen Metallisierungsbad aus Leiterrnetall von der mit.Aluminium metallisierten Ausgangskarte as (Schritt T) nur ein sehr dünner (0,000254 bis die anfängliche Metallfolie abgelöst und der an ihr 0,000762 mm) Niederschlag dieses Metalls aufgevorhandene eloxierte Überzug abgespült, in einem bracht und die Karte dann getrocknet und bei etwa schwachen alkalischen Bad eingeweicht und für 105° C für die Dauer von 30 Minuten hitzebehandeli nichtelektrolytischen Metallniederschlag katalysiert, (Schritt 8). Die Karte wird nunmehr in verdünnter ganz wie in den vier ersten Verfahrensschritten nach 30 10°/oiger Schwefelsäurelösun.o (Schritt 9^ ««*hpizt um BeispielI. Im Beispiel II wird die Karte dann bei den ursprünglichen l^itermeTaUniederschiagzum an-Verfahrensschritt5 mit einem lichtempfindlichen schließenden nichtelektrolytischen Metallisieren mil Deckmittel beschichtet, worauf das gewünschte Kupfer, Nickel und Gold in dieser Reihenfolge Schaltbild durch ein positives Transparent hindurch (Schritte 10, 11, 12) zu reaktivieren worauf das Abbelichtet und die lichtempfindliche Deckmittelzusam- 35 lösen der Deckmittelzusammensetzung (Schritt 13) mensetzung entwickelt wird, um wie vorher ein nega- und ein weiteres Trocknen und Hitzebehandeln dei tves Bild der gewünschten gedruckten Schaltung fertigen Karte folgt,
hervorzurufen. Bei Verfahrensschritt 6 wird die
Karte getrocknet und hitzbehandelt und Vorzugs- Beispiel IV
weise bei Verfahrensschritt 7 einer verdünnten 40 In diesem Beispiel wird eine Leiterschaltung aus
Schwefelsaurelosung abgesetzt um die belichtete reinem Nickel hergestellt, wie in F i g. 4 schematise!:
katalysierte Harzoberflache in den Schalrungsberei- veranschaulicht ist. Ansonsten wird die gleiche allge-
chen zu reaktivieren. Dann wird bei Verfahrens- meine Schrittfolge benutzt
schritte in den belichteten Schaltungsbereichen
nichtelektrolytisches Nickel oder Kupfer bis auf die 45 B e i s ρ i e 1 V
gewünschte Gesamtdicke aufgebracht und die Platte Ein weiteres Beispiel einer gedruckten Schaltune
bei Verfahrensschritt 9 erneut getrocknet und hitze- aus reinem Nickel isVmitHUfe deSrittfoSe 3
behandelt Bei Verfahrensschritt 10 wird auf den be- F i g. 5 veranschaulichf Ansonsten S. JnttfoISe-n?cE
lichteten Leiter- oder Schaltungsbereich ein Tauch- prozeß im wesentlichen der Bleiche wi
überzug aus Zinn- oder Loüegiening aufgebracht 50 Beispiel I.
und das lichtempfindliche Deckmittel unter Verweil- . ·
dung eines geeigneten Lösungsmittels für das ver- Beispiel VI
wendete besondere Deckmittelmaterial von dem Dieses Beismpl wran^t, r 1.* ·
nicht zu der Schaltung gehörenden Bereich abgelöst bei Ser Z, A^ J Chteinu c u ,
Dies führt zu einer fertigen Karte, sofern nicht weT- 55 η£"ϊSA^ gewünschten Schaltuni tere Kontaktfingerbereiche, wie sie gewöhnlich in und eke ^dere^KSl MetaUl5ierunf techfr
eine typische Schaltüngskarte eingebaut sind, mit (vgl Fig Q Deckmittelart verwendet werdet
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltkarten mit verbesserter Haftung zwischen dem Leitermetall und einem nichtleitenden Schichtträger. dadurch gekennzeichnet, daß zunächst bei Wärme und Dn.ick Aluminiumfolie mit einem wärmegehärteten Harzschichtträger verbunden wird, wobei die Aiuminiumfolie eine gegen den wärmegehärteten Harzschichtträger anliegende anodisch behandelte Oberfläche aufweist, dann die anodisch behandelte Folie von dem Schichtträger chemisch abgelöst, die Schichtträgeroberfläche katalysiert und dann die katalysierte Oberfläche mit einem LeiiermeiaU in Gestalt der gewünschten Schaltung und dii metallisierte Schaltkarte nach dem katalysierungsschritt mindestens einmal erhitzt wird, um die Temperatur der Karte über die Umgebungstemperatur. jedoch wesentlich unter die Temperatur zu erhöhen, bei welcher ein Verkohlen des Harzschichtträgers c ntritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die anodisch behandelte Aluminiumfolie von dem Schichtträger abgelöst wird, indem sie für die Dauer von etwa 2 bis etwa 30 Minuten bei einer Temperatur von etwa 27 bis etwa 82: C liiit finer wäßrigen Lösung eines aus der Natrium-. Kalium-, L'.hiumhydroxid und 3» Salzsäure umfassenden Gruppe ausgewählten Materials behandelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolie in einem etwa 10 bis etwa 60 Gewichtsprozent Phosphorsäure enthaltenden elektroh tischen Bad für die Dauer von etwa 1 bis etwa ?0 Minuten bei einer Stromdichte von etwa 10.7 bis etwa 80.7 mA cm1' anodisch behandelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Hari ein Epoxyharz ist.
•\ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Phenolharz ist.
6. Verfahren nach Ansprucn 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger ein verstärkter Schichtträger aus wärmehärtbarem Harz ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger ein glasfaserverstärkter Schichtträger ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte für die Dauer von 30 Minuten auf etwa 105 C erwärmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Karte nach den beiden Verfahrensschritten des Katalysierens und des Aufbringcns eines Metallüberzuges erwärmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Folge von unmittelbar auf das Katalysieren folgenden Verfahrensschritten über die gesamte Oberfläche auf nichtelekirolytischem Wege ein erster dünner Kupferoder Nickclbclag niedergeschlagen, eine Abdeckmaske in Form der gewünschten Schaltung aufgebracht, der Schichtträger getrocknet und hitzebehandelt, dann mit zusätzlichen Leitcrmetall zum Aufbau einer gewünschten Gesamtdickc im Bereich des gewünschten Schaltbildes galvanisiert, auf das frei liegende Leitermetall ein metallisches Abdeckmittel aus einer dieses Mittel enthaltenden Lösung aufgebracht, die Abdeckmaske von dem nicht zu der Schaltung gehörenden Teil der Oberfläche abgelöst, der ganze ursprüngliche, dünne, auf nichtelektrolytischem Wege niedergescnlagene Belag abgeätzt, das metallische Abdeckmittel von ausgewählten Teilen des Leiterkreises abgelöst, auf den Leiterkreis auf nichtelektrolytischem oder elektrolytischem Wege ein Schutzmetall aus der Gold. Rhodium und Nickel umfassenden Gruppe aufgebracht und die fertiggestellte Karte hitzebehandelt wird.
II. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß in der Schrittfolge unmittelbar nach der Katalysierung eine Abdeckmaske in Form der auf die Karte zu druckenden Schaltung aufgebracht, die Karte getrocknet und hitzebehardelt. der frei liegende Schaltungsbereich durch seine Berührung mit einer verdünnten Säurelösung reaktiviert und dann mit mindesiens einem leitenden Metall bis auf eine gewünschte Dicke auf nichtelektrolytischem Wege metallisiert, die Schaltkarte getrocknet und hitzebehandelt, die Abdeckmaske von dem nicht zu der Schaltung gehörenden Beieich der Oberfläche abgelöst und die fertige Schaltkarte hitzebehandelt wird.
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