DE3887989T2 - Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltungen mit durchgehenden löchern für metallisierung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Leiterplatten. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Zusammensetzung für die Behandlung der Oberflächen von verbindenden Durchgangslöchern in Leiterplatten, um die Oberflächen für die anschließende Metallisierung vorzubereiten.
Technologischer Hintergrund der Erfindung
• Es ist im Stand der Technik jetzt allgemein bekannt, Leiterplatten zu liefern, die mehr als eine Ebene oder Lage von Schaltungsanordnungen aufweisen, wobei die Lagen der Schaltungsanordnungen voneinander durch ein nicht-leitendes Trägermaterial, d.h. ein Dielektrikum, getrennt sind. Bei der einfachsten Ausführung solcher Leiterplatten ist ein nicht-leitendes Trägermaterial auf beiden Seiten mit leitenden Schaltmustern vorgesehen. Bei anderen Ausführungen, die in den letzten Jahren enorm gängig wurden, ist eine sogenannte mehrlagige Leiterplatte vorgesehen. Diese mehrlagigen Platten bestehen aus einer oder meheren Innenlagen aus leitenden Schaltungsanordnungen zusätzlich zu Lagen der Schaltungsanordnungen auf den äußeren Oberflächen der Platten mit nicht-leitenden Trägermaterial, das jede Lage oder Innenlage der Schaltungsanordnungen trennt.
• Um leitende Verbindungen zwischen oder unter den Schaltungsanordnungen und/oder -innenlagen in Leiterplatten zu erhalten, werden eine oder mehrere Durchgangslöcher in den Platten ausgebildet (d.h. senkrecht zu der Ebene der Platte) und die Wandoberflächen der Durchganglöcher werden anschließend metallisiert.
• Da die metallisierten Durchgangslöcher die Mittel für die leitende Verbindung zwischen oder unter den Schaltungsanordnungslagen und/oder -innenlagen liefern, ist die Qualität der Metallschicht, die auf den Oberflächen der Durchgangslöcher vorgesehen ist, äußerst wichtig. Insbesondere ist es notwendig, daß der Metallniederschlag dicht an der Oberflächen der Durchgangslöcher haftet und daß der Metallniederschlag in Form einer im wesentlichen ununterbrochenen, fehlstellenfreien Lage vorliegt. Während diese Qualitätsparameter bis zu einem Grad von der Natur der verwendeten Metallabscheidungslösung und den Bedingungen, unter denen die Metallisierung ausgeführt wird, abhängig sind, sind diese Parameter zu einem wesentlichen Grad vom Aufnahmevermögen der Oberflächen der Durchgangslöcher für die Akzeptanz der Metall-Lage abhängig.
• Allgemein gesprochen, wird die Metallisierung der Durchgangslöcher durch die Verwendung von Lösungen zur stromlosen Metallabscheidung durchgeführt, was erfordert, daß die mit dem Metall zu beschichtenden Oberflächen katalysiert werden, um die stromlose Abscheidung zu fördern. Im Stand der Technik existieren eine Vielzahl von Techniken und Vorschlägen zur Behandlung oder Vorbehandlung von Oberflächen der Durchgangslöcher, um ihr Aufnahmevermögen für den Niederschlag katalytischer Spezien und für die anschließend aufgebrachte Metallabscheidung zu steigern, und eine haftende, fehlstellenfreie Metallbeschichtung zu erreichen, die wirksam ist, um die gewünschte leitende Verbindung zwischen oder unter den Schaltungsanordnungsschichten auf oder in der Platte zu liefern.
• Die US-A-3,574,070 bezieht sich auf ein Verfahren zur Metallbeschichtung auf Kunstoffen, wobei ein Kunstoffteil einem einleitenden Behandlungsschritt unterworfen wird, der im Eintauchen des Teils in eine Emulsion besteht. Die Emulsion setzt sich zusammen aus einem Lösungsmittel und einem Nichtlösungsmittel für den Kunststoff. Die Wahl jeder Komponente der Emulsion hängt von dem behandelten speziellen Kunststoff und seinen Lösungseigenschaften ab.
• Mehrlagige Leiterplatten werfen ungewöhnliche Probleme bei der Metallisierung der Durchgangslöcher auf. Bei der Herstellung der Durchgangslöcher (z.B. durch Bohren) in diesen Platten, können die Kantenteile der Metallinnenlagen, die bei den Lochoberflächen freigelegt werden, mit dem dielektrischen Material verschmiert werden. Solche verschmierten Innenlagenoberflächen an dem Durchgangsloch zeigen ein schlechtes Aufnahmevermögen für den Katalysator und das abgeschiedene Metall und führen zu einer mangelnden Haftung und/oder unvollständigen Bedeckung in bezug auf den Metallniederschlag. Entsprechend ist es im Stand der Technik bekannt, Oberflächen von Durchgangslöchern zu "entschmieren", um harzige Verschmierungen von den Schaltungsanordnungsinnenschichten bei den Oberflächen der Durchgangslöcher zu entfernen, z.B. durch Dampfabzug, eine Zweitbohrung, Plasmaätzen oder üblicherweise durch die Wirkung von Chemikalien, wie Schwefelsäure, Chromsäure oder Alkalipermanganat (z.B. Natrium, Kalium). Im Verlauf der Entschmierungsverfahren, besonders wenn chemische Mittel eingesetzt werden, ist das Verfahren auch dafür bekannt, um das dielektrische Material an den Durchgangslöchern "zurückzuätzen", wodurch mehr Oberfläche der Metallschaltungsanordnungsinnenlage an den Oberflächen der Durchgangslöcher freigelegt wird und die nachfolgende Haftung des Katalysators und des abgeschiedenen Metalls unterstützt wird.
• Die Verwendung von Permanganat, um die Durchgangslöcher zu entschmieren und/oder zurückzuätzen und/oder zu reinigen, um die Oberflächen der Durchgangslöcher für die anschließende Metallisierung vorzubereiten, hat eine beträchtliche Aufmerksamkeit in der Technik erfahren.
• Die GB-A-1,479,556 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung einer Harzverschmierung von den Durchgangslöchern einer Leiterplatte und von Lochern, die in Kabelbündel gemacht wurden, indem man die Lochoberflächen mit einer alkalischen Permanganatlösung in Kontakt bringt, die einen pH von 13 - 14 bei einer Temperatur zwischen 35 und 70ºC aufweist, wobei sie vorzugsweise auch ein Benetzungsagens aus Fluorkohlenwasserstoff enthält.
• Die US-A-4,425,380 bezieht sich ebenfalls auf das Entschmieren von Durchgangslöchern in Leiterplatten und Kabelbündel unter Verwendung eines Verfahrens, das den Kontakt der Lochoberflächen mit einer alkalischen Permanganatlösung einschließt, worauf ein Kontakt mit Verbindungen folgt, die wirksam sind, um Manganreste von den Oberflächen zu entfernen, um eine Wechselwirkung dieser Spezien mit dem anschließenden stromlosen Abscheidungsschritt zu vermeiden.
• Bei auf Permanganat basierenden Entschmierungs-/Zurückätzungsverfahren für Durchgangslöcher, die in Leiterplatten ausgebildet sind, wobei das nicht-leitende Trägermaterial Epoxid ist (z.B. glasverstärktes Epoxidharz), lehrt der Stand der Technik auch, daß der Nutzeffekt oder die Wirksamkeit der Permanganatbehandlung allgemein durch eine erste Behandlung der Oberflächen der Durchgangslöcher mit einem Lösungsmittel für das Epoxid gesteigert werden kann, um die Epoxidharzstruktur zu öffnen, weichzumachen oder anschwellen zu lassen. Vergleiche z.B. Kukanskis, "Improved Smear Removal Process For Multilayer Circuit Boards", IPC Technical Papier No. 435 (Oktober 1982), F. Tomaivolo et al., "Alkaline Permanganate Treatment in Etch-Back Processes", Trans IMF, 1986, 64, 80, US-A-4,515,829, US-A- 4,592,852 und WO-A-85/05755. In der gleichen Richtung wird im Stand der Technik ein Verfahren für eine Nachentschmierungsbehandlung der Durchgangslöcher beschrieben, um sie besser für die anschließende Metallisierung vorzubereiten, wobei das Durchgangsloch, nachdem es entschmiert wurde, mit einem Losungsmittel für das Trägerharz behandelt wird, gefolgt von einer Behandlung mit einer alkalischen Permanganatlösung. Vergleiche z.B. US-A-4,597,988.
• Die in den Permanganatvorbehandlungsverfahren der vorgenannten Literaturstellen beschriebenen Epoxylösungsmittel sind vom wasserlöslichen Typ, eine Wahl, die von dem Wunsch diktiert wird, diese Losungsmittel in wäßrigen Lösungen einzusetzen und die von dem Wunsch bestimmt wird, das Ausspülen zu erleichtern, indem man sicherstellt, daß die Losungsmittel mit dem Spülwasser mischbar sind. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß trotz dem Wunsch, wasserlösliche Losungsmittel zu verwenden, die Wirksamkeit der alkalischen Permanganatbehandlung bei Reinigungs- und/oder Entschmierungs- und/oder Zurückätzungs- und/oder Nachentschmierungsvorbereitungsverfahren für Durchgangslöcher, insbesondere solche in Platten, wo das Dielektrikum auf einem Epoxid basiert oder ein Epoxid enthält, allgemein durch den Kontakt der Oberflächen der Durchgangslöcher vor der Permanganatbehandlung mit Wasserunmischbaren organischen Flüssigkeiten gesteigert wird, die dazu dienen, das dielektrische Material zu durchdringen und/oder zu erweichen und/oder anschwellen zu lassen und/oder auf eine sonstige Weise wirken.
• Entsprechend einem weiteren Gegenstand der Erfindung, wird die wasserunmischbare organische Flüssigkeit in Verbindung mit Wasser und gegebenenfalls anderen wasserlöslichen Verbindungen eingesetzt, um die Entfernung der wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit durch die nachfolgende Wasserspülung zu steigern und, ganz wichtig, um eine Permanganatvorbehandlung zu liefern, die optimal wirksam ist, unabhängig von der Zusammensetzung des Dielektrikums, z.B. ob es auf einem Epoxid basiert oder ein Polyimid ist oder ein anderes thermoplastisches oder wärmehärtbares Material od.dgl..
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Behandeln der Oberfläche eines Durchgangslochs, das in einer Leiterplatte ausgebildet ist, um die Oberflächen des Durchgangslochs für das anschließende Metallisieren vorzubereiten, wobei die Leiterplatte aus mindestens zwei abwechselnden Lagen von Schaltungsanordnungen besteht, welche durch ein nicht-leitendes Trägermaterial getrennt sind, und wobei die Oberflächen des Durchgangsloches mit einer wäßrigen alkalischen Losung, die Permanganationen enthält, unter Bedingungen in Kontakt gebracht werden, die wirksam sind, um diese Oberflächen für das Metallisieren vorzubereiten und wobei der Kontakt mit der alkalischen Losung, die Permanganationen enthält, durch Kontakt der Oberfläche der Durchgangslöcher mit einer Verbindung zur Vorbehandlung oder einer Zusammensetzung eingeleitet wird, die wirksam ist, um die anschließende Permanganatbehandlung zu steigern, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbindung zur Vorbehandlung oder die Zusammensetzung im wesentlichen aus einer Wassermischung zur Vorbehandlung, einer organischen Flüssigkeit, die mit dem Wasser unmischbar ist, bei Konzentrationen der eingesetzten organischen Flüssigkeit in der Mischung zur Vorbehandlung, und aus einer wasserlöslichen Alkalimetallverbindung besteht, wobei die Mischung zur Vorbehandlung ferner eine oberflächenaktive Komponente enthält, in einer Menge, die dazu führt, daß die Vorbehandlungsmischung im wesentlichen homogen und im wesentlichen klar ist.
• Nach der Behandlung und gegebenenfalls nach anderen Behandlungen wird das Durchgangsloch metallisiert, üblicherweise durch ein stromloses Metallabscheidungsverfahren, wobei die Oberflächen zuerst katalysiert oder aktiviert werden, um eine haftende, im wesentlichen fehlstellenfreie Metall-Lage auf den Oberflächen der Durchgangslöcher zu liefern.
• Das erfindungsgemäße Verfahren bis einschließlich der Verwendung wasserunmischbarer organischer Flüssigkeiten vor einer Behandlung mit Alkalipermanganat hat eine besondere Anwendbarkeit für die Behandlung von Durchgangslöchern in Leiterplatten, bei denen das nicht-leitende Trägermaterial ein Epoxid ist oder auf einem Epoxid basiert (z.B. glasverfülltes oder -verstärktes Epoxid) oder das Epoxid enthält. Wie früher ausgeführt, fand man, daß die eingesetzten wasserlöslichen Losungsmittel im Stand der Technik bei Verfahren zum Behandeln von Durchgangslöchern in Epoxid-basierenden Platten vor einer Behandlung mit Permanganat nicht als so wirksam wie wasserunmischbare organische Flüssigkeiten bei der Steigerung der Wirksamkeit der nachfolgenden Permanganatbehandlung angesehen wurden, obgleich sie wegen des leichten Kontaktes und Spülens vorteilhaft sind.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist auf den Wunsch gerichtet, den Verwender mit einer einzigen Zusammensetzung für die Behandlung zu versorgen, im Hinblick auf den Einsatz für die Permanganatbehandlung, die gleichermaßen (d.h. hoch) wirksam ist - bei der Steigerung der Wirksamkeit und Nützlichkeit des Permanganats - unabhängig von der eingesetzten Materialzusammensetzung als nicht- leitendes Trägermaterial in der Leiterplatteund insbesondere unabhängig davon, ob die Platte aus Epoxid- basierendem oder Polyimidmaterial aufgebaut ist.
• Wie beobachtet und gemäß der Erfindung sind die wasserunmischbaren organischen Flüssigkeiten solche, die für die allgemein eingesetzten Epoxid-basierenden Leiterplatten ausgewählt werden. Für die Verarbeitung der Leiterplatten, die im wesentlichen auf Nichtepoxid- Materialien basieren, z.B. Polyimide, sind diese gleichen wasserunmischbaren organischen Flüssigkeiten allein nicht so wirksam beim Einwirken auf Polyimid-basierende Platten, um die nachfolgende Permanganatbehandlung zu steigern. Tatsächlich fand man solche Vorbehandlungen als am effektivsten bei der Verwendung von Polyimid-basierenden Platten, die Alkalimetallverbindungen (z.B. Ätznatron) enthielten. Da diese Verbindungen wasserlöslich sind, verlangt ihr Einsatz, der Reihe nach, daß wäßrige Systeme und wasserlösliche organische Losungsmittel eingesetzt werden, um eine geeignete Zusammensetzung für Polyimid- basierende Leiterplatten zur Vorbehandlung zu bekommen.
• Die Permanganatvorbehandlung typischer Epoxidplatten wurde einerseits als höchst vorteilhaft festgestellt, wenn sie unter Verwendung von mit Wasser unmischbaren organischen Flüssigkeiten ausgeführt wurde, während die Permanganatvorbehandlung vieler anderer Plattentypen (z.B. Polyimid-basierende) als höchst vorteilhaft festgestellt wurde, wenn sie unter Verwendung von Systemen durchgeführt wurde, die wasserlösliche Alkalimetallverbindungen enthielten und daher Wasser und wasserlösliche organische Losungsmittel erforderten.
• Um diese widersprüchlichen Anforderungen miteinander vereinbar zu machen, verwendet vorliegende Erfindung eine Mischung, die aus einer mit Wasser unmischbaren organischen Flüssigkeit, Wasser und einer Alkalimetallverbindung besteht, in Form einer im wesentlichen homogenen und im wesentlichen klaren Mischung, die unter Verwendung einer großen Vielfalt geeigneter Materialien machbar ist (die allgemein als oberflächenaktive Mittel, Benetzungsmittel, Kupplungsagentien oder Emulgatoren bezeichnet werden).
• Durch eine solche Vorgehensweise liefert die Erfindung eine Zusammensetzung in Form einer im wesentlichen homogenen und im wesentlichen klaren Mischung zur Verwendung bei der Behandlung von Oberflächen von Durchgangslöchern in Leiterplatten, die ein nicht-leitendes Trägermaterial enthalten, das für den Kontakt der Oberflächen mit einer alkalischen Permanganatlösung vorbereitet ist, wobei die Zusammensetzung im wesentlichen aus einer organischen Flüssigkeit, die mit dem Wasser bei der Konzentration der in der Mischung eingesetzten organischen Flüssigkeit unmischbar ist, Wasser, einer alkalischen Metallverbindung und einem oberflächenaktiven Bestandteil besteht, der in einer Menge wirksam ist, um eine im wesentlichen homogene und im wesentlichen klare Mischung zu ergeben, wobei die Alkalimetallverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkalimetallhydroxid, Alkalimetallcarbonat, Alkalimetallphosphat, Alkalimetallsilikat und deren Mischungen besteht, wobei die Bestandteile der Zusammensetzung von solcher Art sind, daß sie auf das Trägermaterial einwirken, um die Wirksamkeit der anschließenden Permanganatbehandlung zu steigern. Wegen der darin vorliegenden wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit ist die Zusammensetzung hochwirksam bei ihrer Verwendung mit Epoxidplatten und, wegen des darin vorliegenden wäßrigen Bestandteils, in dem die Alkalimetallverbindung aufgelöst ist, ist sie hochwirksam bei ihrer Verwendung mit anderen Platten als diejenigen, die im wesentlichen auf Epoxidmaterialien basieren, z.B. bei Polyimid-basierenden Platten. Wegen der wäßrigen Komponente kann die Zusammensetzung zusätzlich wirksam von den Oberflächen der Durchgangslöcher unter Verwendung herkömmlicher Wasserspülungen ausgespült werden.
• Bei vorliegender Erfindung werden ferner ein Verfahren und eine Zusammensetzung zum Behandeln von Durchgangslöchern einer Leiterplatte bereitgestellt, um sie für die anschließende Metallisierung vorzubereiten. Das Verfahren findet Anwendung bei Durchgangslöchern, die in doppelseitigen Leiterplatten ausgebildet sind und bei mehrlagigen Leiterplatten, obgleich im letzteren Falle die Erfindung ihre höchst signifikante Anwendung findet. Das Verfahren kann z.B. angewendet werden, um die Oberfläche der Durchgangslöcher einer mehrlagigen Platte zu entschmieren und/oder zurückzuätzen, worauf die Durchgangslöcher metallisiert werden, oder man kann das Verfahren als eine Entschmierungs- und/oder Zurückätzungsnachbehandlung verwenden, um die Oberfläche von Durchgangslöchern einer mehrlagigen Platte für die Metallisierung vorzubereiten. Man fand in all diesen Fällen, daß das erfindungsgemäße Verfahren Oberflächen der Durchgangslöcher liefert, die eine mikroaufgerauhte Topographie besitzen, welche ideal geeignet ist, um einen haftenden, im wesentlichen lückenlosen Metallniederschlag aufzunehmen.
Genaue Beschreibung der Erfindung
• Bei einer typischen Herstellungsfolge für Leiterplatten, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren Verwendung findet, wird ein nicht-leitendes Trägermaterial, das ein Metallüberzug (z.B. eine Kupferfolie) auf einer oder beiden Seiten sein kann und das einen oder mehrere metallische Innenlagen, die durch ein nicht-leitendes Trägermaterial getrennt sind, enthalten kann, als Ausgangsmaterial eingesetzt. Das Trägermaterial kann irgendein geeignetes nicht-leitendes, isolierendes Material sein, wie z.B. wärmehärtbare oder thermoplastische Kunststoffe, anorganische Materialien, wie Glimmer und dgl. und es kann mit verschiedenen organischen Materialien, wie Glas, gefüllt oder verstärkt werden. Basierend auf dem gegenwärtigen Stand der Technologie sind die am meisten verbreiteten nicht-leitenden Trägermaterialien entweder Epoxid-basierend (z.B. glasgefüllte Epoxidharze vom difunktionalen oder tetrafunktionalen Epoxytyp, Kresol- oder Phonol-Novolake, Bismaleimidtriazin und dgl.) oder Polyimid-basierende Zusammensetzungen.
• Die Durchgangslöcher werden in die Grundplatte gelocht oder gebohrt und die so freigelegten Oberflächen der Durchgangslöcher werden gemäß einer Ausführungsform der Erfindung anschließend behandelt, um sie für die nachfolgende Metallisierung vorzubereiten, um eine leitende Verbindung zwischen oder unter den Lagen und/oder Innenlagen der Metallschaltungsanordnungen zu bilden, die auf oder in den Oberflächen der Platte vorgesehen sind. Bei diesem Behandlungsverfahren werden die Oberflächen der Durchgangslöcher mit einer wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit oder mit einer Zusammensetzung in Berührung gebracht, die eine wasserunmischbare organische Flüssigkeit enthält (z.B. die oben erwähnten homogenen klaren Mischungen), was den Gesamteffekt bewirkt, daß eine Einwirkung auf das nicht-leitende Trägermaterial in einer Weise stattfindet, die die Wirksamkeit der nachfolgenden Permanganatbehandlung erhöht. Danach, üblicherweise nach der Wasserspülung der Oberflächen der Durchgangslöcher, werden die Oberflächen der Durchgangslöcher mit einer alkalischen Losung in Kontakt gebracht, die Permanganationen enthält (z.B. eine Losung von Kalium- oder Natriumpermanganat). Aufgrund der Vorbehandlung mit der wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit und den Bedingungen der Permanganatvorbehandlung bewirkt die Permanganatlösung eine Mikroaufrauhung des nicht-leitenden Trägermaterials, das an den Lochoberflächen freigelegt ist, so daß sich die Oberflächentopographie in einer Weise ändert, daß das Aufnahmevermögen der Oberflächen z.B. für die Adsorption katalytischer Spezien, die bei der stromlosen Metallabscheidung verwendet werden, und die Haftung der nachfolgenden stromlosen Metallabscheidung ansteigt.
• Das oben beschriebene Verfahren kann die alleinige Vorbereitung der Oberflächen der Durchgangslöcher sein oder es kann einen Teil eines Verfahrens zur Lochvorbehandlung mit vielen Behandlungsschritten bilden. Zum Beispiel kann der Verfahrenszyklus mit der/dem wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit/Permanganat sich darauf stützen, daß eine notwendige Entschmierung und Rückätzung der Oberflächen des Durchgangslochs erfolgt und daß, nach der Spülung und vorzugsweise einer Behandlung zum Entfernen und/oder Neutralisieren irgendwelcher restlichen Manganspezien, anschließend zum Metallisierungsverfahren übergegangen werden kann. Alternativ hierzu kann jedoch jedes erforderliche Entschmieren und/oder Rückätzen einleitend durch irgendein im Stand der Technik bekanntes Mittel vervollständigt werden (z.B. eine Zweitbohrung, Dampfabzug, Plasmabehandlung, Kontakt mit Säuren, wie z.B. Chrom- oder Schwefelsäure, Kontakt mit alkalischen Permanganatlösungen), worauf der erfindungsgemäße Kontaktzyklus mit der wasserunmischbaren organischen Flüssigkeits- bzw. dem Permanganat dann dazu verwendet wird, um weiter die Oberflächen der Durchgangslöcher für die Metallisierung vorzubereiten. Für eine Diskussion dieser Verfahrensfolge der Nachentschmierung siehe z.B. US- A-4,597,988. Tatsächlich kann das erfindungsgemäße Verfahren in einem Zyklus angewandt werden, bei dem das Durchgangsloch zuerst gemäß der erfindungsgemäßen Verfahrenskombination mit der/dem wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit/Permanganat behandelt wird (z.B. um eine Entschmierung und Rückätzung zu bewirken) und anschließend weiter mit denselben Kontaktierungsschritten der/des wasserunlöslichen organischen Flüssigkeit/Permanganats behandelt wird, um noch eine weitere Vorbereitung der Oberflächen der Durchgangslöcher zu bewirken.
• Hinsichtlich der nachfolgenden Metallisierung der Durchgangslöcher nach der erfindungsgemäßen Behandlung kann jede Technik eingesetzt werden. Das typische Verfahren ist jedoch das der stromlosen Metallabscheidung, bei dem die zu beschichtenden Oberflächen zuerst durch eine Adsorption darauf von Spezien (oder deren Vorläufern) aktiviert werden, die für den Metallabscheidungsprozeß katalytisch wirken. Die am meisten allgemein verwendeten katalytischen Materialien für dieses Verfahren sind Zinn-Palladium- Katalysatoren, die bei einem einstufigen Aktivierungsprozeß eingesetzt werden, der echte oder kolloidale Losungen von Zinn- und Palladiumchlorid einschließt. Siehe z.B. US-A- 3,011,920 und US-A-3,532,518. Diesem Aktivierungsprozeß folgt allgemein ein Beschleunigungsschritt, der entweder bewirkt, daß überschüssige Zinn-Niederschläge entfernt werden oder der bewirkt, daß die Wertigkeit der Zinnverbindungen oder anderer Mechanismen sich ändert, um den Katalysator auf der Trägeroberfläche zu stabilisieren und seine Freilegung bei der nachfolgenden stromlosen Metallisierung sicherzustellen. Wenn ein Beschleunigungsschritt stattfindet, ist die Verwendung eines Oxidationsbeschleunigers wie er in US-A-4,608,275 beschrieben wird, besonders bevorzugt. Es sind auch einstufige Katalysatoren bekannt, die keine Aktivierung erfordern, wie z.B. Zusammensetzungen, die organische Säuren enthalten, wie sie in CA-A-1,199,754 von Rhodenizer beschrieben werden. Nach der Aktivierung bringt man eine stromlose Metallabscheidungslösung (z.B. Kupfer, Nickel) in Kontakt mit den aktivierten Oberflächen. Diese Lösungen können von einer Vielzahl von Formaldehyd-reduzierten Typen sein oder können auf anderen Typen von Reduktionsmitteln basieren, wie z.B. auf Hypophosphit. Siehe z.B. US-A- 4,209,331 und 4,279,948.
• Wie kürzlich beobachtet wurde, ist es allgemein bevorzugt und wünschenswert sicherzustellen, daß, vor der stromlosen Metallisierung, restliche Manganverbindungen auf den Oberflächen der Durchgangslöcher entfernt und/oder neutralisiert werden, die von der Permanganatbehandlung herrühren. Während zwar eine Wasserspülung ein solches Entfernen bewirken kann, bevorzugt man, allgemein Neutralisierungs- oder Reduktionsmittel, wie z . B. Hydroxylamin oder deren Salze, einzusetzen.
• Zu den Merkmalen vorliegender Erfindung gehört die Verwendung einer wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit als Vorbereitung für die Behandlung der Durchgangslöcher mit Alkalipermanganat, für diese nicht-leitenden Trägermaterialien, die wirksam und nützlich mit wasserunmischbaren organischen Flüssigkeiten darauf einwirken können. In dieser Hinsicht sind die Epoxid- basierenden Leiterplatten-Materialien bemerkenswert, die, aus den schon angegebenen Gründen, in der Vergangenheit weichgemacht wurden oder die man anschwellen ließ als Vorbereitung für eine Permanganatbehandlung unter Verwendung von wasserlöslichen Lösungsmitteln (z.B. Ketone, Ether, Etheralkohole und dgl.) oder von wäßrigen Lösungen, die diese Lösungsmittel enthielten. In vorliegender Erfindung sind die organischen Flüssigkeiten, die für die Epoxid-basierenden Platten und andere ähnliche isolierende Trägermaterialien eingesetzt werden, von im wesentlichen dem wasserunmischbaren Typ und werden bevorzugt aus organischen Flüssigkeiten ausgewählt, die durch die Strukturformel
• dargestellt werden, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, vorzugsweise 2 oder 3. Besonders bevorzugt sind die wasserunlöslichen Ethylen- und Propylenglykolphenylether, wie die, die von der Dow Chemical Company, Midland, Michigan unter dem Handelsnamen Dowanol EPh und Dowanol PPh erhältlich sind.
• Die Wirksamkeit - der wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit (oder der Zusammensetzung, die sie enthält) in vorliegender Erfindung besteht darin, auf das nicht- leitende Trägermaterial in einer Weise einzuwirken, die die Wirksamkeit der nachfolgenden Permanganatbehandlung steigert, d.h. im Hinblick auf die Reinigungs- oder Entschmierungsfähigkeit des Permanganats und/oder ihrer Fähigkeit beim Zurückätzen der Oberflächen der Durchgangslöcher und/oder ihrer Fähigkeit, allgemein eine Mikroaufrauhung zu bewirken und/oder die Änderung der Topographie der Oberflächen der Durchgangslöcher entweder als Teil eines Reinigungs- oder Entschmierungs- oder Rückätzungsprozesses oder alternativ hierzu als eine Nachentschmierungs- oder Nachrückätzungsbehandlung. Die wasserunmischbare organische Flüssigkeit oder die sie enthaltende Zusammensetzung durchdringen und/oder erweichen und/oder lassen das nicht-leitende Trägermaterial anschwellen, allgemein gesagt, als das Mittel, durch das die nachfolgende Permanganatwirksamkeit gesteigert wird. Der spezielle Mechanismus, mit dem die wasserunmischbare organische Flüssigkeit auf dem nicht-leitenden Trägermaterial reagiert, um die Wirksamkeit der nachfolgenden Permanganatbehandlung zu steigern, wird jedoch nicht vollständig verstanden. Er kann auch anders sein als eine Durchdringung, Erweichung oder Anschwellung und er kann für besondere wasserunmischbare organische Flüssigkeiten und besondere nicht-leitende Trägermaterialien verschieden sein. Aus diesem Grund wird die Wirksamkeit der wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit hier als eine Einwirkung auf das nicht-leitende Trägermaterial bezeichnet, um die nachfolgende Wirksamkeit einer Permanganatbehandlung der Durchgangslöcher zu steigern, die in Platten ausgebildet sind, die aus diesem Trägermaterial aufgebaut sind. Die Wirksamkeit der Permanganatbehandlung hat allgemein, wie ausgeführt, einen Bezug zu ihrer Fähigkeit zur Mikroaufrauhung oder Topographieveränderung gegenüber dem nicht-leitenden Trägermaterial (im Sinne eines steigenden Rauhheits-, Ätz- und/oder verbesserten Topographiegrads), aber sie kann auch einen Bezug haben zur Reinigungs-, Entschmierungs- oder Rückätzungsfähigkeit. Die Wahl der speziellen wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit kann als solche, wenigstens zum Teil, den Zweck berücksichtigen, für den die nachfolgende Permanganatbehandlung eingesetzt wird. Allgemein gesprochen, ist die wasserunmischbare organische Flüssigkeit ein Lösungsmittel für das spezielle nicht- leitende Trägermaterial. Da dieses jedoch nicht immer der Fall ist, verwendet die vorliegende Anmeldung die Terminologie wasserunmischbare organische Flüssigkeit, um die flüssigen organischen Verbindungen zu definieren, die verwendet werden, um das nicht-leitende Trägermaterial zu kontaktieren, wobei eine solche Terminologie flüssige organische Verbindungen umfaßt, die für das Trägermaterial, wörtlich betrachtet, Lösungsmittel sein können oder auch nicht. Es sollen auch wasserunmischbare Flüssigkeiten, wie sie hier verwendet werden, als flüssige organische Stoffe angesehen werden, die wenigstens im wesentlichen mit Wasser unmischbar sind.
• In der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die die einzigartige Zusammensetzung der Erfindung einschließt, wird die wasserunmischbare organische Flüssigkeit dem Wasser und wenigstens einer wasserlöslichen Alkalimetallverbindung zugegeben, üblicherweise einem Alkalimetallhydroxid, -carbonat, -silikat, -phosphat und dgl., wobei ein Alkalimetallhydroxid, wie z.B. Ätznatron, am meisten bevorzugt ist. Diese Mischung wird anschließend bearbeitet, um eine im wesentlichen homogene und klare Mischung zu ergeben, durch die Verwendung von Stoffen, wie z.B. oberflächenaktiven Stoffen, Netzmittel, Kupplungsagentien oder Emulgatoren des Typs und der Menge, die notwendig sind, um die gewünschten Mischungscharakteristika in bezug auf Klarheit und Homogenität zu ergeben. Wie ausgeführt, ist die Arbeitsweise des Verfahrens mit Zusammensetzungen dieses Typs vorteilhaft in dem Sinne, daß der Kontakt und das Spülen erleichtert werden wegen der Anwesenheit des wäßrigen Bestandteils. Sein wichtigster Vorteil besteht jedoch darin, einen Permanganatvorprozeß zu liefern, der eine ausgezeichnete Wirksamkeit mitten durch die Platte besitzt, unabhängig von der Zusammensetzung des nicht- leitenden Trägermaterials der Trägerplatte. Somit liefern Zusammensetzungen des beschriebenen Typs die wasserunmischbare organische Flüssigkeit, die sich als wirksam bei der Behandlung von Epoxid-basierenden und anderen ähnlichen Trägermaterialien herausstellte, während gleichzeitig die Alkalimetallverbindung zur Verfügung gestellt wird, von der man fand, daß sie die Wirksamkeit bei anderen Trägermaterialien, wie Polyimid-basierende Materialien, steigert.
• Typische Zusammensetzungen des beschriebenen Typs enthalten vorzugsweise die Alkalimetallverbindung in einer so großen Menge, wie sie noch verwendet werden kann, um noch die wesentliche Homogenität und Klarheit zu behalten, die verlangt wird, um die Gleichmäßigkeit und einheitliche Wirksamkeit in der Zusammensetzung als eine Permanganatvorbehandlung sicherzustellen. Ublicherweise liegt die Menge der eingesetzten Alkalimetallverbindung im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.%, vorzugsweise von etwa 2 bis 8 Gew.%, wobei etwa 3 bis 7 Gew.% am meisten bevorzugt sind. Typische Zusammensetzungen enthalten Wasser in der Größenordnung von 30 bis 75 Gew.%, vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gew.%, und die wasserunmischbare organische Flüssigkeit in einer Menge von etwa 5 bis 30 Gew.%, vorzugsweise etwa 8 bis 20 Gew.%, wobei etwa 8 bis 12 Gew.% am meisten bevorzugt sind.
• Hinsichtlich des oberflächenaktiven Mittels, des Benetzungsmittels, des Kupplungsagens oder Emulgators in der Zusammensetzung (zur Erleichterung der Bezugnahme hier als oberflächenaktiver Bestandteil bezeichnet, der ein Stoff oder eine Kombination von solchen Stoffen sein kann), seine Auswahl und die Menge, in der er in der Zusammensetzung eingesetzt wird, sind einfach diejenigen, die eine im wesentlichen homogene und klare Mischung all der Komponenten unter Einsatzbedingungen ergeben (allgemein erhöhte Temperatur) und auch, am meisten bevorzugt, unter Umgebungsbedingungen. Das hängt der Reihe nach im wesentlichen von den relativen Verhältnissen von Wasser und der wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit und der in der Zusammensetzung vorliegenden Menge an Alkalimetallverbindung ab. Der oberflächenaktive Bestandteil kann aus einer großen Vielzahl bekannter Verbindungen ausgewählt werden, die die Fähigkeit besitzen (z.B. die auf ihrem hydrophilen-lipophilen Gleichgewicht oder HLB basiert), allein oder in Kombination mit anderen oberflächenaktiven Stoffen anzulösen oder auf andere Weise Wasser und wasserunmischbare organische Phasen in eine homogene, klare Mischung zusammenzufügen. Typischerweise liegt der oberflächenaktive Bestandteil in einer Menge von etwa 2 bis etwa 50 Gew.%, vorzugsweise von etwa 7 bis etwa 25 Gew.% vor, wobei etwa 10 bis etwa 20 Gew.% der Gesamtzusammensetzung am meisten bevorzugt ist. Die vorgenannten Bereiche für den oberflächenaktiven Bestandteil sollen sich auf dessen oberflächenaktiven Teil beziehen, unter Berücksichtigung, daß viele kommerzielle oberflächenaktive Stoffe nur als Mischungen mit Wasser oder mit anderen Bestandteilen erhältlich sind. Aus diesem oder anderen Gründen sollte das so verstanden werden, daß die Kriterien, die die Menge des oberflächenaktiven Bestandteils berücksichtigen, einfach die Menge sind (in welcher Form sie auch immer erhältlich sind), die eine im wesentlichen klare und homogene Mischung der speziellen Bestandteile ergibt, d.h. Wasser, eine spezielle mit Wasser unmischbare organische Flüssigkeit, eine spezielle Alkalimetallverbindung, die in speziellen Mengen angegeben werden, bei denen jede vorliegt, und daß die oben angegebenen Bereiche für den oberflächenaktiven Bestandteil nur als allgemeine Richtlinien zu betrachten sind. Bis zu dem Maß, in dem irgendein oberflächenaktiver Bestandteil verwendet wird, der, wie gekauft, Verbindungen zusätzlich zu dem oberflächenaktiven Stoff enthält, muß auch offensichtlich Sorge dafür getragen werden, daß solche zusätzlichen Verbindungen nicht in irgendeiner Weise mit der beabsichtigten Wirksamkeit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen homogenen, klaren Mischung, in der der oberflächenaktive Bestandteil eingesetzt wird, unvereinbar sind. Desweiteren muß in dem Maß, in dem der oberflächenaktive Bestandteil selbst, wie gekauft, Bestandteile enthalten könnte (z.B. Alkalimetallverbindungen), die absichtlich in der homogenen, klaren Mischung vorliegen, die erfindungsgemäß eingesetzt wird, die Menge irgendwelcher solcher Verbindungen in dem oberflächenaktiven Bestandteil offensichtlich bei der Formulierung der erfindungsgemäßen homogenen klaren Mischung berücksichtigt werden.
• Die bevorzugten oberflächenaktiven Mittel zum Einsatz bei der Erfindung sind disulfonierte Alkyldiphenyloxide, die von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, unter dem Handelsnamen Dowfax erhältlich sind und die die allgemeine Strukturformel
• besitzen, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, vorzugsweise von 4 bis 8. In den Zusammensetzungen der Erfindung werden die oberflächenaktiven Stoffe dieses Typs üblicherweise in einer Menge von etwa 1 bis 15 Gew.%, vorzugsweise von 3 bis 8 Gew.%, eingesetzt. Andere oberflächenaktive Stoffe, die allein oder in Kombination mit anderen oberflächenaktiven Stoffen in den Zusammensetzungen vorliegender Erfindung einsetzbar sind, enthalten Glucoside (wie die von Rohm & Haas unter dem Handelsnamen Triton BG-10 erhältlichen), Alkylnaphthalinnatriumsulfonate (wie die von DeSoto, Inc. unter dem Handelsnamen Petro BA erhältlichen), Tetranatrium-N-alkylsulfosuccinaten (wie die von Alkaril Chemical unter dem Handelsnamen Alkasurf - SSNO erhältlichen), organische Phosphatester (wie die von Chemfax PF-623 erhältlichen), das Natriumsalz der Benzolsulfonsäure, Natrium-N-hexyldiphenyloxiddisulfonat und andere ähnliche Substanzen.
• Der pH der Zusammensetzungen des beschriebenen Typs bewegt sich üblicherweise von etwa 8 bis etwa 14, wobei er in weitem Bereich von der Menge und der Art der vorliegenden Alkalimetallverbindung abhängt, wobei der bevorzugte pH im Bereich von etwa 8 bis etwa 13 liegt. In weniger bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden Vorteile realisiert unter Verwendung von Zusammensetzungen ohne Alkalimetallverbindungen, d.h. Mischungen aus Wasser und mit wasserunmischbarem organischem Material, die im wesentlichen homogen und klar durch die Verwendung eines oberflächenaktiven Bestandteils gemacht wurden. In diesen Fällen ist der pH der Zusammensetzung allgemein nahe dem Neutralpunkt.
• Die Bedingungen, unter denen der Kontakt der Oberflächen der Durchgangslöcher mit der wasserunlöslichen organischen Flüssigkeit oder Zusammensetzung durchgeführt wird, kann weit variieren in Abhängigkeit von der speziellen wasserunlöslichen organischen Flüssigkeit oder den Bestandteilen der Zusammensetzung und dem besonderen nicht- leitenden Trägermaterial der Platte. Allgemein liegt die Behandlungstemperatur für die wasserunmischbare organische Flüssigkeit oder Zusammensetzung im Bereich von etwa Raumtemperatur bis etwa 77ºC (170ºF), vorzugsweise von etwa 54 bis 66ºC (130 bis 150ºF) und die Kontaktzeit (z.B. die Verweilzeit der Platte in einem Tank mit der organischen Flüssigkeit oder Zusammensetzung) liegt in der Größenordnung irgendwo von z.B. 1 bis 20 min, üblichererweise bei 2 bis 10 min.
• Nach einer Wasserspülung werden die Oberflächen der Durchgangslöcher anschließend mit der wäßrigen alkalischen Permanganatlösung in Kontakt gebracht. Diese Lösung enthält allgemein Wasser, ein wasserlösliches Salz des Permanganats und ausreichend Alkali, um einen pH der Lösung im alkalischen Bereich zu erhalten, vorzugsweise einen pH von wenigstens etwa 13,0. Üblicherweise enthält die Lösung das wasserlösliche Permanganatsalz in einer Konzentration von etwa 1 g/l bis zur Sättigung, wobei etwa 40 bis 250 g/l am meisten bevorzugt ist. Die Behandlung mit der Permanganatlösung erfolgt allgemein bei einer erhöhten Temperatur (z.B. bei etwa 54ºC bis etwa 82ºC (etwa 130ºF bis etwa 180ºF)), wobei etwa 71 bis 77ºC (160 bis 170ºF) am meisten bevorzugt ist, und für eine Zeitdauer (z.B. etwa 3 bis 20 min), die ausreichend ist, um die Vorbehandlung zu bewirken (z.B. die Entschmierung und/oder Rückätzung und/oder weitere Änderungen der Oberflächentopographie), die notwendig ist, um eine verbesserte Katalysatoradsorption und verbesserte Adhäsion eines im wesentlichen fehlstellenfreien Metallniederschlags auf den Oberflächen der Durchgangslöcher zu ergeben.
• Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.
Beispiele 1 - 18
• Eine Reihe von Versuchen wurden durchgeführt unter Verwendung einer Anzahl verschiedener mehrlagiger Leiterplattenmaterialien und einer Anzahl verschiedener Zusammensetzungen als Vorbereitung für die Permanganatbehandlung.
• Die behandelten Platten waren in jeder Hinsicht identisch mit Ausnahme des Materials des nicht-leitenden Trägers. So bestand die erste Plattenserie (Probe 1) aus Epoxid- basierenden Platten, die unter dem Handelsnamen N.V.F. erhältlich sind. Die zweite Plattenserie (Probe 2) bestand ebenfalls aus Epoxid-basierenden Platten, die unter dem Handelsnamen Polyclad Tetrafunctional erhältlich sind und die dritte Plattenserie (Probe 3) bestand aus Polyimid- basierenden Platten, die unter dem Handelsnamen Nelco Polyimide erhältlich sind.
• Sechs (6) verschiedene Zusammensetzungen wurden als Permanganatvorbehandlungen eingesetzt. Die Probe A war eine 50 gew.%ige Lösung von Ätznatron in Wasser. Die Probe B bestand zu 100 Gew.% aus N-Methylpyrrolidon. Die Probe C bestand aus 50 Gew.% N-Methylpyrrolidon in Wasser. Die Probe D bestand zu 100 Gew.% aus wasserunmischbarem Ethylenglykolphenylether (Dowanol EPh). Die Probe E bestand aus 50 Gew.% Dowanol EPh, das in Wasser dispergiert war. Die Probe F war eine im wesentlichen homogene und klare Mischung, die 45 % Wasser, 17 % Dowanol EPh, 5 % Ätznatron und 33 % oberflächenaktive Stoffe (Gew.%) enthielt (50:50 Mischung von Triton BG-10 und Dowfax 2A1, wobei letzteres in Form einer 45 gew.%igen Mischung des aktiven Bestandteils mit Wasser vorlag und ersteres aus 70% aktivem Bestandteil mit den verbleibenden 30 %, die 15 % Ätznatron und 15 % Wasser waren, bestand).
• Der Zyklus, dem jede der Durchgangslöcher enthaltenden Platten unterworfen wurde, war der folgende. Fünf (5) Minuten Kontakt mit der Zusammensetzung bei 66ºC (150ºF), zwei (2) Minuten Wasserspülung bei Umgebungstemperatur, fünfzehn (15) Minuten Kontakt mit der Kaliumpermanganatlösung (50 g/l; pH = 13,0) bei 74ºC (165ºF), zwei Drei-(3)-Minuten-Spülungen mit Wasser bei Umgebungstemperatur und fünf (5) Minuten Kontakt bei 43ºC (110ºF) mit einer Neutralisierungslösung aus Hydroxylamin und Salzsäure.
• Für jede Probe wurde eine Ätzrate bestimmt, die sich auf eine Messung des Gewichtsverlustes bezog, die sich aus dem Verfahren ergab. Zusätzlich wurde eine Beurteilung der Oberflächen-Topographie der Durchgangslöcher durchgeführt mittels einer Rasterelektronenmikroskopiephotographie und für jede Serie der Plattenproben ordnete man die topographischen Ergebnisse vom besten (5) zum schlechtesten (1). Die Ergebnisse werden in Tabelle I dargestellt. Tabelle I Beispiel Beschreibung Ätzrate (% Gewichtsverlust) Topographie
• Aus diesen Ergebnissen kann man sehen, daß das wasserunmischbare Dowanol EPh hochwirksam als eine Permanganatvorhandlung sowohl für Epoxid- als auch für Polyimid-Mehrschichtplatten ist, daß eine Zusammensetzung, die Ätznatron enthält, hochwirksam für Polyimidplatten ist, jedoch eine sehr niedrige Wirksamkeit für Epoxidplatten besitzt und daß einfache Zusammensetzungen formuliert werden können, um eine einheitliche ausgezeichnete Wirksamkeit sowohl für Epoxid- als auch für Polyimidplatten zu liefern.
Beispiele 19 bis 29
• Weitere Zusammensetzungen in der Form von im wesentlichen homogenen und klaren Mischungen von einer wasserunmischbaren organischen Flüssigkeit, Wasser, Alkalimetallverbindung und einem oberflächenaktiven Bestandteil wurden aus den Bestandteilen hergestellt, die in der Tabelle II angegeben sind. Alle Messungen sind in Gew.% angegeben. Wie in den Beispielen 1 - 18, lag das Dowfax 2A1 in Form einer 45 gew.%igen Mischung des aktiven Bestandteils mit Wasser vor. Das gleiche gilt für das Natrium-N-hexyldiphenyloxiddisulfonat. Triton BG-10 liegt wie in den Beispielen 1 - 18 angegeben, vor. Tabelle II Wasser Lösungsmittel oberflächenaktives Mittel Dowanol PPh 10 Dowanol EPh 17 Natrium-N-hexyl-diphenyloxiddisulfonat Triton BG-10 Dowfax 2A1
• In Form von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird eine wasserunmischbare organische Flüssigkeit als eine Vorbehandlung für Durchgangslöcher verwendet, als Vorbereitung für die Behandlung der Durchgangslöcher mit alkalischem Permanganat in Verfahren zur Reinigung und/oder Entschmierung und/oder Rückätzung und/oder Vorbehandlung der Oberflächen der Durchgangslöcher für die nachfolgende Metallisierung. Die wasserunmischbare organische Flüssigkeit kann allein verwendet werden, sie wird jedoch vorzugsweise in Kombination mit Wasser zusammen mit einem oberflächenaktiven Mittel eingesetzt, was eine im wesentlichen homogene und klare Mischung ergibt. Am meisten ist bevorzugt, die wasserunmischbare organische Flüssigkeit in Verbindung mit Wasser und wasserlöslichen Alkalimetallverbindungen einzusetzen, wiederum mit wirksamen Mengen eines oberflächenaktiven Bestandteils, um eine im wesentlichen homogene und klare Mischung zwischen allen Bestandteilen zu liefern. Obwohl sie bei irgendwelchen der vorstehenden Ausführungsformen als solche nicht bevorzugt sind, können zusätzlich wasserlösliche organische Flüssigkeiten anwesend sein.

Claims (17)

1. Verfahren zum Behandeln der Oberfläche eines in einer gedruckten Schaltplatte ausgebildeten Durchgangslochs, um die Oberflächen des Durchgangslochs für das anschließende Metallisieren vorzubereiten, wobei die gedruckte Schaltplatte aus mindestens zwei abwechselnden Lagen von Schaltungsanordnungen besteht, die durch ein nichtleitendes Trägermaterial getrennt sind, und wobei die Oberflächen des Durchgangslochs mit einer wäßrigen alkalischen Lösung, die Permanganationen enthält, unter Bedingungen in Kontakt gebracht werden, die wirksam sind, um diese Oberflächen für das Metallisieren vorzubereiten, und wobei der Kontakt mit der Permanganationen enthaltenden alkalischen Lösung durch den Kontakt der Oberflächen des Durchgangslochs mit einer Verbindung oder Zusammensetzung zur Vorbehandlung eingeleitet wird, die wirksam ist, um die anschließende Permanganatbehandlung zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung oder Zusammensetzung zur Vorbehandlung im wesentlichen aus einer Vorbehandlungsmischung aus Wasser, einer organischen Flüssigkeit, die mit dem Wasser bei der Konzentration der in der Vorbehandlungsmischung verwendeten organischen Flüssigkeit unvermischbar ist, und einer wasserlöslichen Alkalimetallverbindung besteht, wobei die Vorbehandlungsmischung ferner einen oberflächenaktiven Bestandteil in einer Menge umfaßt, die die Vorbehandlungsmischung ergibt, welche im wesentlichen homogen und im wesentlichen klar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gedruckte Schaltplatte eine mehrlagige gedruckte Schaltplatte umfaßt, die wenigstens eine Innenlage der Schaltungsanordnungen einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Oberfläche des Durchgangslochs einem Entschmierungsverfahren unterworfen wird, um eine Verschmierung des Trägermaterials von den Oberflächen der in dem Durchgangsloch freigelegten Innenlage zu entfernen, bevor sie mit der wäßrigen alkalischen Lösung in Kontakt gebracht wird, die eine Permanganatlösung enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Inkontaktbringen der Oberflächen des Durchgangslochs mit der Zusammensetzung zur Vorbehandlung und anschließend mit der wäßrigen alkalischen permanganatlösung zur Entschmierung der Oberflächen des Durchgangslochs dient.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das nichtleitende Trägermaterial Polyimid enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das nichtleitende Trägermaterial Epoxyd enthält.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wasserlösliche Alkalimetallverbindung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Alkalimetallhydroxyd, Alkalimetallkarbonat, Alkalimetallsilikat, Alkalimetallphosphat und deren Mischungen besteht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die wasserlösliche Alkalimetallverbindung Ätznatron ist, und wobei das Ätznatron in einer Menge von bis zu etwa 10 Gew.-% der Mischung vorliegt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die organische Flüssigkeit aus der Gruppe ausgewählt wird, die Äthylenglykolphenyläther, Propylenglykolphenyläther und deren Mischungen besteht.

10. Zusammensetzung in Form einer im wesentlichen homogenen und klaren Mischung zur Verwendung bei der Behandlung von Durchgangsloch-Oberflächen in gedruckten Schaltplatten, die aus nichtleitendem Trägermaterial bestehen, als Vorbereitung dafür, daß diese Oberflächen mit einer alkalischen Permanganatlösung in Kontakt gebracht werden, wobei diese Zusammensetzung im wesentlichen aus einer organischen Flüssigkeit, die mit dem Wasser bei der Konzentration der in der Mischung verwendeten organischen Flüssigkeit unvermischbar ist, Wasser, einer alkalischen Metallverbindung und einem oberflächenaktiven Bestandteil in einer Menge besteht, die wirksam ist, um eine im wesentlichen homogene und klare Mischung zu ergeben, wobei die Alkalimetallverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkalimetallhydroxyd, Alkalimetallkarbonat, Akalimetallphosphat, Alkalimetallsilikat und deren Mischungen besteht, wobei die Bestandteile der Zusammensetzung so sind, daß sie auf das Trägermaterial einwirken, um die Wirksamkeit der nachfolgenden Permanganatbehandlung zu steigern.

11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die im wesentlichen wasserunvermischbare organische Flüssigkeit der Formel

entspricht, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.

12. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei n 2 oder 3 ist.

13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Alkalimetallverbindung Natriumhydroxyd ist.

14. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Alkalimetallverbindung in einer Menge von bis zu etwa 10 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung vorliegt.

15. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die im wesentlichen wasserunvermischbare organische Flüssigkeit in einer Menge im Bereich von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung vorliegt.

16. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei der oberflächenaktive Bestandteil in einer Menge im Bereich von etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung vorliegt.

17. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei der oberflächenaktive Bestandteil ein disulfoniertes Alkyldiphenyloxyd umfaßt.