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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines Verfahrens zum Erstellen einer Zwischenschicht-Integrität in einem mehrschichtigen Druckschaltkartenaufbau durch die Verwendung einer säurebildenden Peroxidbehandlungszusammensetzung, die auch ein Korrosionsschutzmittel vorzugsweise unter Einschluss einer Halogenidionenquelle und gegebenenfalls wasserlöslicher Polymere enthält. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf den Einsatz einer alkalischen Lösungsbehandlung nach der säurebildenden Peroxidbehandlung zur Behandlung von Metalloberflächen in einem mehrschichtigen Druckschaltkartenaufbau.
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Gedruckte Schaltungen, die eine oder mehrere Schaltungszwischenschichten enthalten, sind heutzutage vorherrschend, da die Forderungen nach größerer Gewichts- und Platzeinsparung in elektronischen Geräten mehr und mehr zunehmen.
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In der typischen Herstellung einer mehrschichtigen gedruckten Schaltung werden die Schaltungsmuster der Zwischenschichten als erste mit einem Verfahren erstellt, bei dem ein mit einer Kupferfolie beschichtetes dielektrisches Substrat mit einem Positivbild-Resist des gewünschten Schaltungsmusters versehen wird, dem ein Ätzvorgang an dem freiliegenden Kupfer folgt. Nach Entfernung des Resist verbleibt das gewünschte Schaltungsmuster in Kupfer.
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Eine oder mehrere Schaltungszwischenschichten irgendeines besonderen Typs oder von Typen von Schaltungsmustern sowie solche Schaltungszwischenschichten, die Erdungsebenen oder Stromversorgungsebenen bilden können, werden in einer mehrschichtigen Schaltung zusammengebaut, indem eine oder mehrere teilweise ausgehärtete dielektrische Substratmaterialschichten (so genannte ”pre-preg”-Schichten) zwischen den Schaltungszwischenschichten eingefügt werden, um ein Komposit auf sich abwechselnden Schaltungszwischenschichten und dielektrischem Substratmaterial zu erzeugen. Das Komposit wird dann einer Wärme- und Druckbehandlung unterworfen, um das teilweise ausgehärtete Substratmaterial auszuhärten und einen festen Anschluss der Schaltungszwischenschichten daran zu erzielen. Das so ausgehärtete Komposit erhält dann mehrere durchgebohrte Durchgangslöcher, die dann metallisiert werden, um Mittel zum leitfähigen Verbinden aller Schaltungslagen miteinander zu bilden. Im Verlaufe des Metallisierungsvorgangs der Durchgangslöcher werden typischerweise auch gewünschte Schaltungsmuster auf den nach außen weisenden Lagen des mehrschichtigen Komposits ausgebildet.
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Eine alternative Lösung zur Ausbildung einer mehrschichtigen Druckschaltkarte erfolgt durch additive oder Oberflächenlaminar-Schaltungstechnik (SLC-Technik). Diese Techniken beginnen mit einem nicht leitfähigen Substrat, auf das die Schaltungselemente additiv plattiert werden. Weitere Schichten erhält man durch wiederholtes Aufbringen einer abbildbaren Schicht auf die Schaltung und das Plattieren weiterer Schaltungselemente auf die abbildbare Schicht.
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Es ist seit langem bekannt, dass die Festigkeit der Klebverbindung, die zwischen dem Kupfermetall und den Schaltungszwischenschichten und den ausgehärteten Prepreg-Schichten oder anderen nicht leitfähigen Schichten, die damit in Berührung sind, gebildet ist, Wünsche offen lässt mit der Folge, dass das ausgehärtete Mehrschichtkomposit oder die Beschichtung sich in nachfolgenden Bearbeitungsschritten und/oder im Gebrauch zerlegen kann. Wegen dieses Problems ist die Technik entwickelt worden, auf den Kupferflächen der Schaltungszwischenschichten (vor dem Zusammenbau mit den Prepreg-Schichten in einem Mehrschichtkomposit) eine Lage aus Kupferoxid auszubilden, beispielsweise durch chemische Oxidation der Kupferflächen. Die frühesten Bemühungen in dieser Richtung (so genannte ”Schwarz-Oxid”-Haftbegünstiger) brachten eine gewisse minimale Verbesserung in der Haftung der Schaltungszwischenschichten an den dielektrischen Substratschichten in der endgültigen Mehrschichtschaltung im Vergleich zu dem, was man ohne den Einsatz des Kupferoxids erreicht hatte. Spätere Variationen der Schwarz-Oxid-Technik umfassten Verfahren, bei denen zunächst eine Schwarz-Oxid-Schicht auf der Kupferoberfläche erzeugt wurde, dem eine Nachbehandlung der Schwarz-Oxid-Schicht mit 15% Schwefelsäure folgte, um ein ”rotes Oxid” zu erzeugen, das als Haftbegünstiger dient, wie beispielsweise beschrieben von A. G. Osborne, ”An Alternate Route To Red Oxide For Inner Layers”, PC Fab. August 1984, sowie Varianten, die die direkte Ausbildung eines Rot-Oxid-Haftbegünstigers umfassten, wobei unterschiedliche Erfolge erzielt wurden. Die bemerkenswerteste Verbesserung dieser Technik wird durch die
US-Patente 4 409 037 und
4 844 981 von Landau repräsentiert, die Oxide verwendet, die aus Kupfer oxidierenden Verbindungen hohen Chlorit-Gehalts und relativ geringen Ätzvermögens gebildet sind und wesentlich verbesserte Ergebnisse der Haftverbindung zwischen den inneren Schichten der Schaltung liefern.
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Wie oben angemerkt, wird das zusammengesetzte und ausgehärtete mehrschichtige Schaltungskomposit mit Durchgangslöchern versehen, die dann eine Metallisierung erfordern, um als Mittel zu dienen, die einzelnen Schaltungslagen der Schaltung leitfähig miteinander zu verbinden. Die Metallisierung der Durchgangslöcher verlangt das Wegwischen von Kunstharz von den Lochoberflächen, die katalytische Aktivierung, das stromlose Abscheiden von Kupfer, das elektrolytische Abscheiden von Kupfer und dergleichen. Viele dieser Verfahrensschritte erfordern den Einsatz von Medien, wie Säuren, die in der Lage sind, die Kupferoxid-Haftbegünstigerbeschichtung auf den Schaltungszwischenschichtabschnitten aufzulösen, die an oder nahe dem Durchgangsloch freiliegen. Diese örtliche Auflösung des Kupferoxids, die durch die Bildung eines pink-farbenen Rings oder Halos um das Durchgangsloch herum in Erscheinung tritt (aufgrund der Pink-Farbe des dadurch freigelegten, darunter liegenden Kupfermetalls) kann wiederum zu einer örtlichen Entlaminierung der Mehrschichtschaltung führen.
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Der Technik ist dieses ”Pink-Ring”-Phänomen wohl bekannt, und sie hat umfassende Mühen in dem Bestreben aufgewendet, zu einem Mehrschichtdruckschaltkarten-Herstellungsverfahren zu gelangen, bei dem eine derartige örtliche Entlaminierung nicht auftreten kann. Eine vorgeschlagene Lösung war, das die Haftung begünstigende Kupferoxid als eine dicke Schicht aufzubauen, um seine Auflösung während der nachfolgenden Bearbeitung einfach aufgrund des reinen Volumens des vorhandenen Kupferoxids zu verzögern. Dieses hat sich jedoch als im Wesentlichen kontraproduktiv herausgestellt, weil die dickere Oxidschicht von Hause aus als Haftbegünstiger per se weniger wirksam ist. Andere Vorschläge, die sich auf die Optimierung der Druck-/Aushärtbedingungen zum Zusammensetzen des Mehrschichtkomposits beziehen, haben nur begrenzten Erfolg gehabt.
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Andere Lösungen dieses Problems umfassen die Nachbehandlung der Kupferoxid-Haftbegünstigerschicht vor dem Zusammensetzen der Schaltungszwischenschichten und der Prepreg-Schichten zu einem Mehrschichtkomposit. Beispielsweise beschreibt das
US-Patent 4 775 444 von Cordani ein Verfahren, bei dem die Kupferoberflächen der Schaltungszwischenschichten zunächst mit einer Kupferoxidschicht versehen und dann mit einer wässrigen Chromsäurelösung in Berührung gebracht werden, bevor die Schaltungszwischenschichten in die Mehrschichtanordnung eingebaut werden. Die Behandlung dient der Stabilisierung und/oder dem Schutz der Kupferoxidschicht gegen Auflösung in dem sauren Medium, mit dem sie in nachfolgenden Bearbeitungsschritten in Berührung gelangen (z. B. bei der Durchgangslochmetallisierung), um dadurch die Pink-Ring/Entlaminierungsmöglichkeiten zu minimieren.
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US-Patent Nr. 4 642 161 von Akahoshi et al.,
US-Patent Nr. 4 902 551 von Nakaso et al. und
US-Patent Nr. 4 981 560 von Kajihara et al. und mehrere darin genannte Druckschriften beziehen sich auf Verfahren, bei dem die Kupferoberflächen der Schaltungszwischenschichten vor dem Einbau der Schaltungszwischenschichten in eine Mehrschichtschaltungsanordnung zunächst zur Bildung einer Oberflächenschicht aus die Haftung begünstigendem Kupferoxid behandelt werden. Das so gebildete Kupferoxid wird dann zu metallischem Kupfer unter Verwendung von reduzierenden Mitteln und Bedingungen reduziert. Als Folge zeigt die Mehrschichtanordnung, die solche Schaltungszwischenschichten verwendet, keine Pink-Ring-Bildung, da bei der nachfolgenden Durchgangslochbehandlung kein Kupferoxid für eine örtliche Auflösung und örtliches Freiliegen unterliegenden Kupfers vorhanden ist. Wie bei anderen Techniken sind jedoch Prozesse dieser Art hinsichtlich der Haftung zweifelhaft, die zwischen den dielektrischen Substratschichten und den metallischen Kupferschaltungszwischenschichten erreicht werden kann. Das gilt insbesondere für diese Reduktionsprozesse, da die Schaltungshaftfläche nicht nur metallisches Kupfer ist, sondern auch das metallische Kupfer in bestimmten Phasen darbietet (d. h. (1) Kupfer aus der Reduktion von Kupferoxid über (2) Kupfer aus der Kupferfolie), die zu einer Trennung/Entlaminierung längs der Phasengrenze neigen.
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Die
US-Patente 4 997 722 und
4 997 516 von Adler umfassen in ähnlicher Weise die Ausbildung einer Kupferoxidschicht auf den Kupferflächen von Schaltungszwischenschichten, gefolgt von der Behandlung mit einer speziellen Reduktionslösung zum Reduzieren des Kupferoxids zu metallischem Kupfer. Gewisse Teile des Kupferoxids können augenscheinlich nicht vollkommen zu metallischem Kupfer reduziert werden (sie werden stattdessen nur zu wässrigem Kufperoxydul oder Kupferhydroxid reduziert), und diese Spezies werden anschließend in einer nicht oxidierenden Säure aufgelöst, die die bereits zu metallischem Kupfer reduzierten Teile nicht angreifen oder auflösen. Als solche zeigt die Mehrschichtanordnung, die solche Schaltungszwischenschichten verwendet, keine Pink-Ring-Ausbildung, weil für die örtliche Auflösung bei der nachfolgenden Durchgangslochbehandlung kein Kupferoxid für die örtliche Auflösung und eine örtliche Aussetzung von darunter liegendem Kupfer vorhanden ist. Hier können wieder Probleme hinsichtlich der Haftung zwischen den dielektrischen Schichten und den metallischen Kupferschaltungszwischenschichten erwachsen, zunächst weil die Haftfläche metallisches Kupfer ist und dann weil das metallische Kupfer in unterschiedlichen Phasen vorherrschend vorhanden ist (d. h. (1) Kupfer aus der Reduktion von Kupferoxid über (2) Kupfer aus der Kupferfolie), eine Situation, die zu einer Trennung/Entlaminierung längs der Phasengrenze neigt.
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Das
US-Patent 5 289 630 von Ferrier et al. beschreibt ein Verfahren, bei dem eine Haftbegünstigungsschicht aus Kupferoxid auf den Schaltungselementen ausgebildet wird, gefolgt von einer gesteuerten Auflösung und Entfernung einer wesentlichen Menge des Kupferoxids in einer Weise, die die Topographie nicht nachteilig beeinflusst.
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Die PCT-Veröffentlichtung
WO96/19097 von McGrath diskutiert ein Verfahren zum Verbessern der Haftung von Polymermaterialien an einer Metalloberfläche. Das beschriebene Verfahren umfasst das Kontaktieren der Metalloberfläche mit einer die Haftung begünstigenden Zusammensetzung, die Wasserstoffperoxid, eine anorganische Säure, einen Korrosionsverhinderer und ein quaternäres Ammoniumtensid enthält.
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Die US-Patentanmeldung Nr. 08/873 992 von Ferrier mit dem Titel ”Process For Improving Adhesion of Polymeric Materials to Metal Surfaces” ist nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung als US-A-5 869 130 veröffentlicht worden und beschreibt ein Verfahren zum Verbessern der Haftung von Polymermaterialien an einer Metalloberfläche, speziell Kupfer- oder Kupferlegierungsoberflächen bei der Herstellung von mehrschichtigen gedruckten Schaltungen. Das in dieser Patentanmeldung beschriebene Verfahren umfasst die Kontaktierung der Metalloberfläche mit einer die Haftung begünstigenden Zusammensetzung aus (a) einem Oxidationsmittel, (b) einer Säure, (c) einem Korrosionshemmer, (d) einer Halidionenquelle und (e) gegebenenfalls einem wasserlöslichen Polymer. Das Verfahren bot eine hervorragende Haftung zwischen den metallischen und den Polymerflächen (d. h. zwischen der Schaltung und der eingefügten Isolationsschicht), während es den Pink-Ring beseitigte oder minimierte und ökonomisch arbeitete im Vergleich zu den oben angegebenen üblichen Verfahren.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Verwendung von sauren Peroxidbehandlungslösungen bei guter Abschälfestigkeit und Stabilität des glasfaserverstärkten, mit Kupfer laminierten Kunstharzes das Auftreten einiger Fehler bei der weiteren Bearbeitung der laminierten Karte zur Erstellung einer fertigen Druckschaltkarte ermöglichte. Bei einigen Kunstharzsystemen, insbesondere Materialien mit niedrigerem Tg entfernt somit das Bohren eine geringe Menge an organischem Material von der Oberfläche des ätzbehandelten Kupfers an dem Punkt, an dem die Bohrung die Kupferschicht schneidet; dieses Phänomen wird ”Einklemmen” genannt. Die weitere Bearbeitung der gebohrten Karte durch die chemischen Schritte der Vorbereitung und Plattierung der Karte erzeugt eine kleine Fläche an der behandelten Kupferoberfläche um das gebohrte Loch, wo die Schicht angegriffen und entfernt wird, was ein ”Pink-Ring” genanntes Phänomen erzeugt. Diese Fläche des Pink-Rings ist sehr viel kleiner als der Pink-Ring, den man bei einer Standard-Oxidbehandlung zur Vorbereitung der Kupferflächen für die Laminierung beobachtete. Dennoch können in diesem Angriffsbereich kleine Kunstharzflächen beobachtet werden, die sich von der Kupferoberfläche zusammenziehen, nachdem die Karte in geschmolzenem Lötmittel geschwommen hat. Obgleich diese Flächen einer Kunstharzkontraktion (genannt ”Kunstharzleerstellen”) nicht ausreichend sein mögen, um die Karte als Ausschuss auszusondern, sind sie doch ein Problem.
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Insbesondere hat sich herausgestellt, dass dieses Einklemm-Phänomen, der Pink-Ring und die Kunstharzleerstellen stark vermindert oder beseitigt werden, indem man die mit diesen sauren Peroxidbehandlungslösungen behandelte Karte durch eine starke alkalische Nachbehandlung schleust, gefolgt von einem Abspülen und Trocknen.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren, bei dem die Haftung zwischen einer Metalloberfläche und einem Polymermaterial verbessert wird, indem die Metalloberfläche mit einer die Haftung begünstigenden Zusammensetzung in Berührung gebracht wird, gefolgt von einer alkalischen Behandlung vor dem Verbinden des Polymermaterials mit der Metalloberfläche. Die Erfindung schlägt daher ein Verfahren zum Behandeln einer Metalloberfläche gemäß Anspruch 1 vor.
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Anschließend kann das Polymermaterial mit der Metalloberfläche fest verbunden werden. Dieses Verfahren wird durch die Merkmale von Anspruch 15 definiert.
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Die vorliegende Erfindung ist besonders für die Behandlung von Kupferoberflächen mit einer Kombination aus einer die Haftung begünstigenden sauren Peroxidverbindung, gefolgt von einer basischen Behandlung, geeignet.
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Die die Haftung begünstigende Verbindung erzeugt eine mikrorauhe, umwandlungs-beschichtete Oberfläche auf dem Metall. Die erzeugte Oberfläche ist speziell für das Verbinden mit einem Polymermaterial geeignet, weil bemerkenswert gesteigerte Haftwerte im Vergleich zu einer nicht behandelten Metalloberfläche erzeugt werden. Außerdem behält die umwandlungsbeschichtete (behandelte) Metalloberfläche die gesteigerte Haftung über lange Zeit bei und vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass mit der Zeit unerwünschte Reaktionen zwischen dem Metall und dem Polymermaterial auftreten.
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Das vorliegende Verfahren ist besonders für die Herstellung von Mehrschicht-Druckschaltkarten geeignet. Bei dieser Anwendung wird somit die metallische Verschaltung (gewöhnlich Kupfer) der Innenschichten mit der hier beschriebenen, die Haftung begünstigenden Zusammensetzung behandelt. Nach der vorangehenden Behandlung, gefolgt von einem Spülen mit Wasser, der weiteren Behandlung in der hier vorgeschlagenen alkalischen Lösung und einem weiteren Spülen mit Wasser werden die Zwischenschichten mit den Polymermaterialien, wie Pre-Pregs oder abbildbaren Dielektrika, fest verbunden (verklebt), was zu der Mehrschicht-Druckschaltkarte führt.
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Die zu behandelnde Metalloberfläche kann eine Vielzahl von Metallen enthalten, wie Kupfer, Nickel, Eisen und Legierungen von jedem der vorangehenden Metalle. Das Verfahren der Erfindung ergibt jedoch die besten Ergebnisse, wenn die Metalloberflächen Kupfer oder Kupferlegierungen enthalten. Das Polymermaterial kann eine Vielzahl von Polymermaterialien sein, einschließlich Prepreg-Materialien, abbildbaren Dielektrika, Foto-bebilderbare Kunstharze, Lötmasken, Klebstoffe oder polymere Ätzresists.
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Das Oxidationsmittel, das in der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung verwendet wird, kann irgendein Oxidationsmittel sein, das in der Lage ist, die Metalloberfläche in der Matrix der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung zu oxidieren. Die Erfinder haben ermittelt, dass Wasserstoffperoxid und Persulfate besonders bevorzugte Oxidationsmittel für den Einsatz beim erfindungsgemäßen Verfahren sind, wobei Wasserstoffperoxid das am meisten bevorzugte Oxidationsmittel ist. Die Konzentration des Oxidationsmittels in der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung kann von 6 bis 60 g/l reichen, liegt jedoch bevorzugt zwischen 12 und 30 g/l.
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Die in der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung verwendete Säure kann jede Säure sein, die in der Matrix stabil ist, jedoch haben die Erfinder ermittelt, dass anorganische Säuren besonders bevorzugt sind. Schwefelsäure ist besonders bevorzugt. Die Konzentration der Säure in der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung kann von 5 bis 360 g/l reichen, liegt jedoch bevorzugt zwischen 70 und 110 g/l.
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Das Korrosionsschutzmittel, das in der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung verwendet wird, ist eine Verbindung, die mit der Metalloberfläche wirksam reagiert, um eine schützende Komplexschicht zu bilden. Bevorzugte Korrosionsschutzmittel sind aus der Gruppe ausgewählt, die aus Triazolen, Benzotriazolen, Tetrazolen, Imidazolen, Benzimidazolen und Gemischen aus den zuvor genannten besteht. Die Konzentration des Korrosionsschutzmittels in der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung kann von 1 bis 20 g/l reichen, liegt jedoch bevorzugt zwischen 6 und 12 g/l.
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Eine Halidionenquelle ist bevorzugt und kann jede Verbindung sein, die Halidionen in der Matrix der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung liefert. Vorzugsweise ist die Halidionenquelle von Alkalimetallsalzen gebildet, wie beispielsweise Natriumchlorid oder Kaliumchlorid, oder von Oxohaliden, wie Natriumchlorat oder Kaliumchlorat, oder von Halide enthaltenen anorganischen Säuren, wie Salzsäure. Die am meisten bevorzugte Halidionenquelle liefert Chloridionen an die die Haftung begünstigende Zusammensetzung. Die Konzentration der Halidionenquelle in der die Haftung begünstigende Zusammensetzung kann von 5 bis 500 mg/l reichen, liegt jedoch bevorzugt zwischen 10 und 50 mg/l, jeweils auf der Grundlage des Halidionengehalts.
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Optional, jedoch bevorzugt, kann die die Haftung begünstigende Zusammensetzung auch ein wasserlösliches Polymer enthalten. Vorzugsweise ist das wasserlösliche Polymer kein Befeuchter oder Netzmittel, sondern vielmehr ein wasserlösliches Homopolymer oder Copolymer niedrigen Molekulargewichts. Besser noch ist das wasserlösliche Polymer ein Polymer von Ethylenoxid, ein Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymer, Polyethylenglykole, Polypropylenglykole, oder Polyvinylalkohole. Unter den am meisten bevorzugten sind die Polymere von Ethylenoxid oder Polyethylenglykol, die von der Firma Union Carbide unter dem Handelsnamen Carbowax verkauft werden. Die Erfinder haben ermittelt, dass Carbowax 750 und Carbowax MPEG 2000 besonders nützlich sind. Auch sind die Ethylenoxidpolymere oder Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere, die von der Firma BASF unter dem Handelsnamen Pluronic verkauft werden, besonders nützlich. Die Konzentration des wasserlöslichen Polymers in der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung kann von 1 bis 15 g/l reichen, liegt jedoch bevorzugt zwischen 3 und 6 g/l. Der Erfinder hat ermittelt, dass die geeignete Kombination von Halid und wasserlöslichem Polymer die bestmöglichen Ergebnisse liefert, indem sie eine verbesserte Verbindung und Zuverlässigkeit zwischen Metalloberflächen und polymeren Bindematerialien schafft.
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Die Metalloberfläche kann mit der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung auf verschiedene Weise behandelt werden, einschließlich Eintauchen, Besprühen oder Umfluten. Die Temperatur der die Haftung begünstigenden Zusammensetzung während der Behandlung kann von 27°C bis 66°C (80°F bis 150°F) reichen, liegt jedoch bevorzugt zwischen 32°C und 49°C (90°F bis 120°F). Die Behandlungszeit variiert in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Behandlungsverfahren, kann jedoch von 15 s bis 15 min reichen und liegt bevorzugt zwischen 1 und 2 min.
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Nach der sauren Oxidationsmittelbehandlung wird die Metalloberfläche mit einer basischen Lösung behandelt. Eine wässrige Lösung aus Natrium- oder Kaliumhydroxid wird als Alkalibehandlung verwendet, wobei die Konzentration von Natrium- oder Kalimhydroxid von 25 bis 50 g/l reicht. Der Kontakt kann durch Eintauchen, Zwangsumflutung oder Besprühen erfolgen, doch ist Zwangsumflutung bevorzugt. Die Kontaktzeit kann von 20 s bis 10 min reichen, doch sind 1 bis 3 min bevorzugt. Die Kontakttemperatur kann von Raumtemperatur bis 71°C (160°F) reichen, jedoch sind 18 bis 38°C (65 bis 100°F) bevorzugt. Diese Alkalibehandlung vermindert die Anzahl der Fehler in dem fertigen laminierten Produkt.
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Nach dieser Alkalibehandlung und Wasserspülung kann die behandelte Metalloberfläche mit dem Polymermaterial durch irgendein übliches Verfahren fest verbunden werden.
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Die vorliegende Erfindung wird weiter im Detail anhand der nachfolgenden Beispiele und Vergleiche beschrieben. Alle Teile und Prozentsätze sind nach Gewicht, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben.
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Vergleichsbeispiel
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Nach einem Reinigungsschritt wurden Paneele, bei denen eine Kupferfolie die Oberfläche auf beiden Seiten vollständig bedeckte, mit einer die Haftung begünstigenden Lösung behandelt, die enthielt:
| Schwefelsäure | 5 Vol.-% |
| Wasserstoffperoxid (50%) | 5 Vol.-% |
| Benzotriazol | 5 g/l |
| Carbowax MPEG 2000 | 3 g/l |
| Natriumchlorid | 40 mg/l |
| Wasser | Rest |
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Die Behandlung wurde in einer Zwangsumflutungsmaschine ausgeführt. Die Teile wurden gespült und getrocknet. Eine Kupferfolie von 28 g (1 Unze) wurde ebenfalls behandelt, um für die Messung der Abschälfestigkeit der Schicht im Anschluss auf die Laminierung gepresst zu werden. Nach dieser Behandlung wurden die Paneele und Folien mit einer gleichförmig dunklen Purpur-/Pink-Schicht bedeckt. Die Paneele wurden 30 min in Luft bei 110°C gebacken und mit Vorratsmaterial Nelco N4205-2 1080B (T
g etwa 140°C) und zwei Abdeckfolien aus mit zwei Unzen Zink behandelter Folie laminiert, um ein endgültiges Panel zu bilden, das vier Zwischenschichten enthält. Die behandelte Folie wurde auch in einer ähnlichen Weise auf ein behandeltes Panel laminiert. Nach der Laminierung wurden die die Zwischenschichten enthaltenden Paneele gebohrt und für die Plattierung mit dem folgenden Standard Durchgangslochplattierzyklus behandelt:
| MacDermid 9204, 43°C (110°F) | 5 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| MacDermid 9275, 74°C (165°F)* | 15 min |
| Kaltwasserspülung | 1 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| MacDermid 9279, 43°C (110°F)* | 5 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| MacDermid Conditioner 90, 49°C (120°F)* | 5 min |
| Kaltwasserspülung | 5 min |
| MacDermid G-4 Microetch 29°C (85°F)* | 1 min |
| Kaltwasserspülung | 1 min |
| MacDermid 93 Predip* | 1 min |
| MacDermid 95 Activator* | 5 min |
| Kaltwasserspülung | 1 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| MacDermid 97 Beschleuniger, 43°C (110°F)* | 2,5 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| MacDermid M-85 stromloses Kupfer* | 30 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| MacDermid 9271 Säurereiniger* | 2 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| MacDermid G-4 Microetch* | 15 s |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
| 10% Schwefelsäure | 1 min |
| MacDermid 9241 saures Kupfer, 20 ASF* | 40 min |
| Kaltwasserspülung | 2 min |
* Anmerkung: Diese Produkte sind von MacDermid Incorporated, 245 Freight Street, Waterbury, CT 06702 erhältlich. MacDermid ist eine Handelsmarke von MacDermid Incorporated. Diese Produkte wurden entsprechend den vom Hersteller veröffentlichten Anweisungen für gedruckte Schaltungen mit durchplattierten Löchern zubereitet und verarbeitet.
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Die Paneele wurden dann getrocknet, zerteilt und ausgestanzt für die Lötschockbehandlung und die Auswertung der Qualität des Panels. Die folgenden Ergebnisse wurden beobachtet: Abschälfestigkeit nach dem Eintauchen in Lot bei 288°C (550°F)
| 0 s | 10 s | 20 s |
| 7,3–7,8 N/cm
(4,2–4,5 lbs/in) | 8,3–8,7 N/cm
(4,8–5,0 lbs/in) | 8,7 N/cm
(5,0 lbs/in) |
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Es wurden beachtliches Einklemmen und etwa 4 mm Pink-Ring beobachtet.
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Etwa 22% der behandelten Zwischenschichten zeigten kleine Kunstharzleerstellen innerhalb der Fläche des Pink-Rings nach der Lötschockbehandlung über 10 s bei 288°C (550°F).
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Beispiel 1
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Proben von kaschierten Paneelen und einer Folie von einer Unze wurden mit der die Haftung begünstigenden Lösung wie im Vergleichsbeispiel behandelt; jedoch wurden die Paneele nach dem letzten Spülen nicht getrocknet. Sie wurden in eine wässrige Lösung aus 38 g/l Natriumhydroxid bei 21°C (70°F) für 30 s eingetaucht, sorgfältig gespült und getrocknet. Die behandelten Paneele und die Folie wurden dann wie im Vergleichsbeispiel gebacken, laminiert und verarbeitet. Nach dem Querschneiden und Löten wurden die folgenden Ergebnisse beobachtet: Abschälfestigkeit nach dem Eintauchen in Lot bei 288°C (550°F)
| 0 s | 10 s | 20 s |
| 10,4–10,7 N/cm
(6,0–6,2 lbs/in) | 8,7–9,0 N/cm
(5,0–5,2 lbs/in) | 7,8–8,3 N/cm
(4,5–4,8 lbs/in) |
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Kein Festklemmen und kein Pink-Ring wurden beobachtet.
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Kein Nachweis von Kunstharzfehlstellen wurde nach dem Fluten in Lot bei 288°C (550°F) für 10 Sekunden beobachtet.
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Beispiel 2
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Paneele und Folien wurden mit einem Verfahren ähnlich dem Beispiel 1 behandelt mit der Ausnahme, dass 38 g/l Natriumhydroxidlösung aufgesprüht wurde, anstelle eines Tauchvorgangs. Ein Satz Paneele und Folie wurde mit einer Besprühung über 15 s behandelt, ein weiterer Satz mit einer Besprühung über 30 s. Nach dem Trocknen, Backen, Laminieren und Verarbeiten und dem Querschneiden, wie im Beispiel 1, wurden die folgenden Ergebnisse beobachtet: Abschälfestigkeit nach dem Eintauchen in Lot bei 288°C (550°F)
| Behandlungszeit | 0 s Lot | 10 s Lot | 20 s Lot |
| 15 s | 11,8 N/cm
(6,8 lbs/in) | 10,0–10,4 N/cm
(5,8–6,0 lbs/in) | 9,5–10,0 N/cm
(5,5–5,8 lbs/in) |
| 30 s | 10,7–11,3 N/cm
(6,2–6,5 lbs/in) | 9,5 N/cm
(5,5 lbs/in) | 8,7–9,0 N/cm
(5,0–5,2 lbs/in) |
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Kein Einklemmen und kein Auftreten eines Pink-Rings wurden beobachtet.
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Kein Auftreten von Kunstharzfehlstellen wurde nach Fluten in Lot bei 288°C (550°F) über 10 s beobachtet.
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Während die Erfindung oben unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen derselben beschrieben worden ist, sei doch gesagt, dass viele Änderungen, Modifikationen und Variationen daran augenscheinlich vorgenommen werden können, ohne vom hier beschriebenen erfinderischen Konzept abzuweichen. Es sollen daher all diese Änderungen, Modifikationen und Variationen mit umfasst sein, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.