DE2856368C2 - Verfahren zur Oberflächenveredelung von Leiterplatten und nach solchen Verfahren hergestellte Leiterplatten - Google Patents

Description

Schichten aus Metallen, wie z. B. Silber, Gold, Nickel, Wege — noch eine andere Metallschicht aufgebracht Blei oder Rhodium, bewirkt die allgemein auf μ werden kann. Das neue Verfahren eignet sich damit

galvanischem Wege erzeugt werden. Als besonders vorteilhaft für die Herstellung von Oberflächenverede-

vorteilhaft hat sich eine Mehrlagenbeschichtung erwie- lungen kupferner Leiterflächen, die zunächst mit einer

sen, bestehend aus einer Zwischen- oder Sperrschicht, Sperrschicht aus Nickel und anschließend mit einer

z. B. aus Nickel, und einer Deckschicht z. B. aus Gold. Deckschicht aus Gold zu versehen sind. Während

Eine derartige Veredelung erfolgt im allgemeinen 65 jedoch bei der bisher üblichen Herstellungsweise auf

nach dem Ätzen der Leiterplatten, also nach der galvanischem Wege die Nickelschicht wenigstens eine

Herstellung der Leiterflächen, da dann alle Kanten der Stärke von 3 μπι aufweisen mußte, genügt bei dem Leiterflächen mit einer Schutzschicht überzogen wer- neuen Verfahren bereits eine wesentlich geringere

Schichtstärke. Herstellungszeit und Materialaufwand werden daher erheblich verringert

Bis zum Aufrauhungsprozeß nach dem neuen Verfahren verläuft die Herstellung der Leiterplatten mit der Ausbildung der Leiterflächen in herkömmlicher Weise. Dabei kann der Aufrauhungsprozeß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit dem nach dem Ätzen der Leiterplatten folgenden Abwasch- und Spülvorgang gekoppelt werden, so daß hierfür kein gesondertes Arbeitsaggregat erforderlich ist ' ο

Das Aufrauhen der zu beschichtenden Leiterflächen erfolgt zweckmäßig und in einfacher Weise durch abrasives Entfernen von Leitermaterial, also durch Hobeln oder Abziehen, um möglichst scharfe Abrißkanten zu erhalten. Dazu kann man beispielsweise is bekannte, mit speziellen Bürsten, z.B. Scotchbrite, ausgerüstete Bürstenautomaten verwenden, die besonders leicht in den vorangehenden Abwasch- und SpülvorgrJig eingegliedert werden können.

Bei der nachfolgenden Behandlung mit den kalkhaltigen Feststoffen erreicht man die beste Wirkung, wenn die Feststoffe durch den Druck eines elastischen Stoffes auf die Leiteroberflächen schleifend einwirken. Das erfordert Feststoffe feinster Körnung, damit durch die Schleifwirkung der Aufrauhungseffekt nicht wieder verloren geht Am besten geeignet sind Schlämmkreide, Wiener Kalk oder feinstes Bimsmehl, die sich in schwachsauer Lösung nicht zersetzen, um die sich nach dem Aufrauhen ausbildenden Oxyde an der Leiteroberfläche zu entfernen und die Oberfläche aktiv zu halten, bis der nachfolgende chemische Beschichtungsprozeß einsetzt Die in Form von Pulver oder Paste zur Verfügung stehenden Feststoffe werden ausreichend mit Wasser versetzt so daß ein die nachfolgenden Metallabscheidung behinderndes Festsetzen auf den Leiterplatten oder in den Bohrlöchern verhindert wird, wobei die schleifende Einwirkung auf die Leiterflächen durch Wischen mit einem Schwamm oder beim Durchziehen der Leiterplatte zwischen zwei Schwämmen erzielt werden kann.

Nach diesem rein mechanischen, aber äußerst wirksamen Vorbereitungsprozeß kann dann die Aufbringung der erforderlichen Metallschichten zur Oberflächenveredelung auf an sich bekanntem Wege erfolgen.

Insgesamt erhält man auf diese Weise Leiterplatten mit oberflächenveredelten Leiterflächen von hoher Qualität, die infolge Nutzung der Metallbeschichtung auf chemischem Wege einfacher und kostengünstiger als bisher herstellbar sind.

Neben dem beschriebenen Verfahren mit seinen Varianten umfaßt die Erfindung auch die nach diesen Verfahren hergestellten Leiterplatten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Leiterflächen mechanisch in mikroskopisch feiner Verteilung scharfkantig aufgerauht sind und daß auf den aufgerauhten und anschließend mit kalkhaltigen Feststoffen feinster Körnung behandelten Leiterflächen wenigstens eine weitere Metallschicht ohne Überhänge chemisch abgelagert ist

Bei derartigen Leiterplatten sind die zur Oberflächenveredelung aufgebrachten Schichten mit den Leiterflächen äußerst fest verbunden. Die Schichten sind porenfreier als galvanisch aufgebrachte Schichten und damit bereits bei geringer Stärke diffusionsfest.

Claims (6)

Patentansprüche- ^en* onne ^^ Unterätzungen entstehen können. * Im Gegensatz zu den galvanischen Verfahren zur

1. Verfahren zur Oberflächenveredelung von Aufbringung der Schutzschichten auf die Leiterflächen Leiterplatten, bei denen nach dem Ätzen die sind auch rein chemische, also fremdstromlose, Verfah-Leiterhächen, z.B. Kupfer, mit wenigstens einer 5 ren in Betracht gezogen worden, u.a. weil sie keine Metallschicht abgedeckt werden, dadurch ge- durchgehenden Leiterverbindungen erfordern und weil kennzeichnet, daß die zu beschichtenden überall gleichmäßig starke Schichten erzielt werden. Leiterflächen vor Aufbringen der Metallschicht (z. B. Auch können die auf chemischem Wege erzeugten Nickel) auf mechanischem Wege in mikroskopisch Schichten dünner als die auf galvanischem Wege feiner Verteilung scharfkantig aufgerauht werden, io erzeugten Schichten sein, da die chemisch erzeugten daß die Leiterflächen anschließend mit kalkhaltigen Schichten wegen ihrer größeren Porenfreiheit eine Feststoffen (z. B. Schlämmkreide) mit einer die beim höhere Diffusionsfestigkeit aufweisen und somit Mate-Aufrauhen entstandenen Abrißkanten nicht wesent- rial eingespart werden kann. Weiterhin sind chemisch lieh beeinträchtigenden Körnung behandelt werden erzeugte Schichten duktiler und haften besser.

und daß dann die Metallschicht auf chemischem is Trotz dieser vielfältigen Vorteile haben sich die Wege aufgebracht wird. chemischen Metallisierungsverfahren bei der Oberflä-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- chenveredelung von Leiterplatten bisher nicht durchsetzeichnet, daß eine zweite Metallschicht (z. B. Gold) zen können, da bei der dazu erforderlichen chemischen ebenfalls auf chemischem Wege aufgebracht wird. Vorbehandlung der Leiterflächen, um die für die

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 chemische Metallabscheidung notwendigen Kristallisagekennzeichnet, daß das mechanische Aufrauhen tionskeime zu erzeugen, auch die zwischen den der Leiterflächen zusammen mit dem auf das Ätzen Leiterflächen liegenden Flächen angegriffen und dort erfolgenden Abwasch-und Spülvorgang erfolgt Kristallisationskeime gebildet werden. Das führt zu

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, nicht gewollten Metallabscheidungen, die gegebenendadurch gekennzeichnet, daß das mechanische 25 falls Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Leitern Aufrauhen der Leiterflächen durch abrasives Entfer- bilden und damit die Funktion der Leiterplatte nen von Leitermaterial (z. B. durch Bürsten) erfolgt beeinträchtigen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Verfahren zur Oberflächenveredelung von Leiterplatdadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung ten zu schaffen, das eine wirtschaftliche Nutzung der der aufgerauhten Leiterflächen mit den kalkhaltigen 30 fremdstromlosen chemischen Metallisierungsverfahren Feststoffen diese auf die Leiterflächen durch Druck mit all ihren Vorteilen ermöglicht

eines elastischen Stoffes (z. B. Schwamm) schleifend Dieses neue Verfahren gemäß der Erfindung ist

einwirken. dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtenden

6. Leiterplatte mit oberflächenveredelten Leiter- Leiterflächen vor Aufbringen der Metallschicht auf flächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterflä- 35 mechanischem Wege in mikroskopisch feiner Verteichen mechanisch in mikroskopisch feiner Verteilung lung scharfkantig aufgerauht werden, daß die Leiterfläscharfkantig aufgerauht sind und daß auf den chen anschließend mit kalkhaltigen Feststoffen, z. B. aufgerauhten und anschließend mit kalkhaltigen Schlämmkreide, mit einer die beim Aufrauhen entstan-Feststoffen feinster Körnung behandelten Leiterflä- denen Abrißkanten nicht wesentlich beeinträchtigenden chen wenigstens eine weitere Metallschicht (z.B. 40 Körnung behandelt werden und daß dann die Nickel) ohne Überhänge chemisch abgelagert ist Metallschicht auf chemischem Wege aufgebracht wird.

Das Verfahren nach der Erfindung beschreitet damit

einen von den bisher bekannten Verfahren abweichenden Weg, da von der bisher üblichen chemischen 45 Vorbehandlung der zu veredelnden Leiterflächen vor

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Oberflächenver- der eigentlichen Metallaufbringung abgewichen wird,

edelung von Leiterplatten, bei denen nach dem Ätzen Statt dessen werden die Leiterflächen auf mechani-

die Leiterflächen, z. B. Kupfer, wenigstens mit einer schem Wege aufgerauht und damit äußerst wirksame

Metallschicht, z. B. Nickel, abgedeckt werden, und nach Kristallisationshilfen für das weitere Verfahren geschaf-

diesen Verfahren hergestellte Leiterplatten mit oberflä- 50 fen. Die dabei zwangsläufig entstehende Oxydschicht

chenveredelten Leiterflächen. wird dann bei der nachfolgenden Behandlung mit den

Ausgehend von der allgemeinen Galvanotechnik sind kalkhaltigen Feststoffen weitestgehend wieder unschäd-

mit dem Fortschritt in der Leiterplattentechnologie lieh gemacht, ohne daß die Aufrauhung dadurch in ihrer

spezielle Verfahren entwickelt worden, um die meistens Wirkung beeinträchtigt wird. Die so vorbereiteten

kupfernen Leiterflächen mit einem besonderen Schutz 55 Leiterflächen reagieren bei der nachfolgenden chemi-

zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit und zur sehen Metallisierung sehr schnell und ermöglichen

Erhaltung der Lötfähigkeit auch bei längeren Lagerzei- Metallschichten ausreichender Stärke, die äußerst fest

ten zu versehen. Dieser Schutz wird durch zusätzliche haften und auf die dann — ebenfalls auf chemischem