DK142160B - Fremgangsmåde til fremstilling af trykt-kredsløbsplader. - Google Patents

Description

i 142160

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af trykt-kredsløbsplader med helt eller delvis gennemgående huller, hvis vægge er forsynet med et elektrisk ledende metallag. Det metalliske væglag i hvert hul står som regel i 5 forbindelse med i det mindste ét lederspor. Det tjener til såvel forbedring af de fremstillede loddeforbindelser som forbindelser af lederspor, der befinder sig i forskellige lag.

Der kendes en fremgangsmåde til fremstilling af trykte 10 kredsløb med metalliserede gennemgangs- og forbindelsehuller, ved hvilken der på en med metalfolie beklædt isole-ringsplade påføres et isoleret, negativt mønster for det ønskede kredsløb, og hvor hulvæggene gøres ledende ved galvanisk behandling. Ifølge denne kendte fremgangsmåde 15 bliver efter påføringen af det negative mønster og før fremstillingen af hullerne hele den med metalfolie beklædte isoleringsplade belagt med en aftrækkelig film, hvorefter hullerne fremstilles og deres vægge belægges med ledende materiale, hvorpå den aftrækkelige film fjernes, og 20 kredsløbsmønsteret pletteres sammen med hulvæggene,og endelig fjernes det negative mønster og den ikke-pletterede folie.

Denne kendte fremgangsmåde medfører vanskeligheder, i det mindste når afstanden mellem gennemgangs- og forbindelses-25 hullerne og de enkelte ledere er lille. Ringe afstande er imidlertid nødvendige og uundgåelige ved anvendelse af miniature-komponenter. Vanskelighederne består især i, at ved strømfødet, galvanisk metalaflejring på hulvæggen og leder-sporet sker en på grund af metalliseringsfremgangsmåden på-30 tvungen og dermed uundgåelig udbredning af ledersporet. De således bestående, ringe afstande mellem ved siden af hinanden liggende ledere eller lederkanter og loddesteder medfører fare for en dannelse af metalliske broer især ved serielodning, f.eks. dyppelodning. Denne fare kan heller ikke 35 undgås, hvis overfladen forsynes med en loddemaske, som kun 2 142160 lader loddefladerne udækket. Sådanne loddemasker har i praksis kun vist sig anvendelige, hvis ledersporene og afstandene mellem disse holdes forholdsvis store. Bliver leder- og hultæfheden imidlertid meget stor, medfører an-5 bringeisen af en sådan til leder- og hulmønsteret nødvendigvis geometrisk tilpasset maske en stadig vanskeligere operation, der som følge af den yderst store nøjagtighed, med hvilken der må arbejdes, er kostbar og i mange tilfælde uigennemførlig.

10 Den foreliggende opfindelse har til formål på økonomisk måde at undgå udbredning af lederspor ved metallisering af åbninger og huller.

Dette opnås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved, 15 - at der først på i og for sig kendt måde frembringes me talliske lederspor i form af et eller flere trykte kredsløb i ét eller flere planer på en bærer, - at den eller de med lederspor forsynede overflade(r) helt eller i det mindste de områder, der i den færdige 20 kredsløbsplade skal have åbninger med metalliserede vægge, forsynes med et afdæknings- eller maskelag, - at der på det eller de pågældende steder frembringes huller, der går gennem såvel afdæknings- eller maskelaget som de til indbyrdes forbindelse bestemte lederspor 25 og bæreren, og - at der på væggene af hullerne på i og for sig kendt måde opbygges et metallag, der er i å.ektrisk ledende berøring med det eller de af hullerne gennembrudte lederspor.

Ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindel- 30 sen består afdæknings- eller maskelaget af et isolationsmateriale, der tjener som blivende afdæknings- og loddemaskelag for den færdige kredsløbsplade.

Den væsentligste fordel ved fremgangsmåden ifølge opfin- 3 142160 delsen i forhold til kendte fremgangsmåder består i, at ved metalliseringsprocessen optræder der på ingen måde udbredning af ledersporene.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende ved nogle ud-5 førelseseksempler under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et tværsnit gennem en kredsløbsplade til forklaring af de forskellige trin i fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 og 3 delsnit af den færdige kredsløbsplade i for-10 skellige udførelser, fig. 4 snit gennem en anden kredsløbsplade fremstillet efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 5 snit gennem en kredsløbsplade til forklaring af de forskellige trin til ved fremgangsmåden ifølge 15 opfindelsen at fremstille en kredsløbsplade med kredsløbsmønster på begge sider, fig. 6 snit gennem en kredsløbsplade til forklaring af de forskellige trin til ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen at fremstille et trykt kredsløb be-20 stående af flere på hinanden anbragte kredsløbs plader og fig. 7 snit gennem en kredsløbsplade til forklaring af de forskellige trin til ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen at fremstille en anden udførelsesform 25 for et trykt kredsløb med flere lag kredsløbs plader.

I sin simpleste form kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes til fremstilling af en ensidigt belagt kredsløbsplade med metalbelagte gennemføringshuller. I fig. 1A er 30 vist et emne, som indeholder et katalytisk underlag 1000, hvortil der er bundet en tynd metalfilm 1400. I fig. IB er der fremstillet et kredsløbsmønster 1402 på underlaget 1000 ved hjælp af en passende tryknings- og ætsningsteknik.

I fig. 1C er kredsløbsmønsteret 1402 fuldstændigt over-35 trukket med en blivende loddemaske 1600. I fig. ID er der 4 142160 derefter frembragt buller i kredsløbspladen, og i fig. 1E er kredsløbspladen blevet behandlet med en strømløs metalaflejringsopløsning, hvorved der er afsat et lag metal 1502 på væggene, som omgiver hullerne 1500.

5 Som vist i fig. 2 vil der ikke være nogen skarp afgrænsning mellem belagte og ubelagte dele af de gennemgående huller, idet metalaflejringen på hullernes sidevægge sker samtidigt i såvel lodret som vandret retning, således at metalbelægningen ofte vil krybe op på og overtrække 10 en del af de af den isolerende maske bestående vægge, som omgiver hullerne, selv om disse vægge ikke i sig selv er katalytiske med hensyn til modtagelse af strømløst afsat metal.

Ved at formindske tykkelsen af den isolerende maske eller 15 ved at forøge tykkelsen af metalaflejringen på hullets sidevægge, f.eks. ved forøgelse af afsætningshastigheden eller -tiden for den strømløse metalaflejring,kan metalaflejringen på hullets sidevægge, som vist i fig. 3, krybe op til eller endog op over overfladen af masken, således 20 at der dannes en lille metalkrave 1525 på overfladen af masken rundt om hullet.

Når den i fig, 1E viste kredsløbsplade med i hullerne 1500 indførte forbindelsestråde neddyppes i et bad, som indeholder loddemetal, vil kredsløbspladen ikke modtage loddemetal 25 på den del af maskekanten 1601, som omgiver hullerne, og som ligger lige op til maskeoverfladen. Det skal bemærkes, at undersiden af pladen 1000, der ikke er forsynet med en loddemaske, men kun med en isolerende film, er aflejringen 1502 krøbet ud over kanten af væggen i hullerne 1500, såle-30 des at der dannes små kraver rundt om hullerne på undersiden af kredsløbspladen.

Eor at undgå dannelsen af sådanne kraver på undersiden af kredsløbspladen kan begge sider af underlaget 1000 overtræk- 5 142160 kes med en blivende harpiksmaske 1600, som vist i fig. 4, hvorved pladens isolerende egenskaber forbedres. Ved at sørge for at den anvendte maske er tilstrækkelig tyk, kan dannelsen af kraver rundt om hullerne forhindres.

5 Hvis der gås ud fra et almindeligt kobberbelagt bæremateriale, skal der ved fremstillingen udføres en operation for at sensibilisere væggene i hullerne, således at den strømløse metalaflejring kan afsætte sig katalytisk på disse vægge. Fremstillingen af en sådan kredsløbsplade kan f.eks.

10 ske på følgende måde: Først bliver kredsløbsmønsteret udformet ved ætsning af den kobberbelagte overflade, hvorefter denne overflade med ledersporene forsynes med en afdækningsmaske. Derpå bliver der anbragt en yderligere, til senere fjernelse bestemt maske, og de ønskede huller fremstil-15 les. Derefter bliver hele overfladen samt væggene i hullerne sensibiliseret for den atrøml^se metalaflejring. Dette kan ske på kendt måde, f.eks. indvirkning af ædelmetal-io ner. Skal den metalliske vægbelægning udelukkende ske ved hjælp af en uden ydre strømtilførsel arbejdende metode, bli-20 ver det andet maskelag med dets sensibiliserede overflade fjernet, hvorefter emnet udsættes for et egnet, katalytisk arbejdende bad, således at den ønskede vægbelægning umiddelbart afsættes.

Benyttes der imidlertid en galvanisk metalliseringsmetode, 25 bliver først emnets sensibiliserede overflade tillige med væggene i hullerne forsynet med et tyndt, strømløst aflej-ret metallag, hvorpå der påføres et yderligere tredie maskelag, som dækker hele overfladen, men ikke væggene i hullerne.

Derpå bliver den metalliske vægbelægning galvanisk opbygget, 30 idet det tynde,under masken værende metallag tjener som strømtilførsel.

Endelig bliver det øverste maskelag, det derunder liggende, tynde metallag og det næste maskelag fjernet. Det færdige produkt er en kredsløbsplade, hvis lederspor er dækket af 142160 6 en loddemaske, der består af afdækningsmasken. I visse tilfælde er det andet maskelag overflødigt, og i så fald bliver selve afdækningsmaskens overflade sensibiliseret, hvorefter der gås frem som ovenfor beskrevet.

5 En væsentlig forenkling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås ved anvendelse af bærermateriale, som er katalytisk virksomt i strømløst arbejdende bade, uden at en sensibilisering er nødvendig. Sådanne materialer indeholder en bestanddel, f.eks, et fyldstof eller en egnet harpiks-10 forbindelse, der bevirker, at enhver flade på et sådant som katalytisk betegnet bærermateriale i et strømløst arbejdende metalliseringsbad belægges med et metallag. Dette gælder f.eks. også for huller i disse materialer, hvis vægge, når de udsættes for et egnet bad, overtrækkes med et me-15 tallag.

I fig. 5 er anskueliggjort anvendelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen på en kredsløbsplade med kredsløbsmøn— ster på begge sider, hvorved der skabes elektrisk ledende forbindelse mellem de to kredsløbsmønstre.

20 I fig, 5A er vist et emne, som indeholder et katalytisk underlag 10, der på begge overflader er belagt med metalfolie 14. I fig. 5B er der på emnets to overflader fremstillet et positivt kredsløbsmønster ved hjælp af en ætsningsfast trykfarve 15. X fig. 50 er metallet på begge overflader ætset i 25 de områder, som ikke er dækket af masken, hvorved metalfolien er.fjernet i disse områder. I fig. 5D er det ætsningsfaste lag 15 fjernet, og pladen er på begge sider overtrukket med et isolerende, ikke-katalytisk maskelag 17. Som vist i fig.

5E frembringes derefter huller eller åbninger 22 i pladen.

30 Hertil kan der anvendes en hvilken som helst egnet teknik, såsom lokning, boring eller ætsning. Pladen udsættes derefter for strømløs metalaflejring i et passende tidsrum, hvorved der dannes en vedhængende, strømløst afsat metalbelægning 24 på væggene 22 i hullerne, hvorved kredsløbsmøn- 7 142160 strene på begge sider af underlaget 10 er forbundet med hinanden, og det færdige kredsløb får det i fig. 5F viste udseende. Hvis det ønskes, kan masken 17 fjernes, således at den færdige kredsløbsplade med kredsløbsmønster på begge 5 sider og med metalbelagte huller fremstår som vist i fig.

5Gr.

I fig. 6 er vist de tilsvarende fremgangsmådetrin ved fremstilling af en kredsløbsplade med fire lag. Pig. 6A og B viser de til opbygning af kredsløbspladen anvendte emner.

10 Efter ætsning af metalbelægningen 14 bliver de enkelte lag samlet og sammenføjet f.eks. ved sammenpresning og hærdning, idet under- og mellemlagene 10 kan være en harpiksblanding i den såkaldte B-tilstand, d.v.s. ikke fuldt udhærdet. Den samlede kredsløbsplade er vist i fig. 60. I fig. 6D er vist 15 kredsløbspladen påført et afdæknings- og loddemaskelag 201.

Efter frembringelse af huller 110,som vist i fig. 6E, og 1 hullernes vægge er forsynet med metalbelægaing 112 fremkommer den i fig. 6F viste kredsløbsplade.

I fig. 7 er vist en særlig anvendelse af fremgangsmåden 20 ifølge opfindelsen, hvor der er fremstillet en kredsløbsplade med fire lag og med frie kredsløbsdele, der kan udgøre kontaktfingre eller lignende.

I fig. 7A er vist basismaterialet bestående af et underlag 1000, der er katalytisk, og som på begge sider er forsynet 25 med en metalbelægning 1200, der fortrinsvis er af kobber. I fig. 7B er der udformet et kredsløbsmønster med kontaktsteder 1201 og lederspor 1202. I fig. 70 er der på emnets over-og underside anbragt yderligere lag 1100 og 1102, der dækker kredsløbssporene 1202, og som består af et katalytisk 30 underlag 1002 og en tynd metalbelægning 1400.

fig. 7D er der på sædvanlig måde fremstillet kredsløbsmønstre 1402 ved ætsning af metalbelægningen 1400. I fig. 7E er disse kredsløbsmønstre eller -spor dækket af en blivende

Claims (2)

10 En sådan metalkrave muliggør på særlig fordelagtig måde en termisk og let modtagelig berøringsflade mellem et dyp-peloddetinbad og vægmetalliseringen og er derfor en stor fordel for dannelsen af højst pålidelige loddeforbindelser. Metalkraverne har en meget ringe tykkelse og er derfor prak-15 tisk taget uden betydning med hensyn til afstande mellem ved siden af hinanden liggende huller. De bevirker imidlertid ved dyppelodning, at loddebadet kommer direkte i berøring med vægbelægningen i kraveområdet. Herved sikres såvel loddemetallets vedhængning som den fuldstændige ud-20 fyldning af hullerne, ligesom der til dannelse af overordentligt sikre loddeforbindelser tilvejebringes nødvendig varmeoverføring til i disse huller indførte tilslutningstråde. PATENTKHAV.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af trykt-kredsløbspla der med helt eller delvis gennemgående huller, hvis vægge er forsynet med et elektrisk ledende metallag, kendetegnet ved, - at der først på i og for sig kendt måde frembringes metal-30 liske lederspar (14) i form af et eller flere trykte kredsløb i ét eller flere planer på en bærer (10), - at den eller de med lederspor (14) forsynede overflade(r) helt eller i det mindste de områder, der i den færdige kredsløbsplade skal have åbninger med metalliserede vægge, 35 forsynes med et afdæknings- eller maskelag (17), *