CH657491A5 - Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltungen. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, vorzugsweise mit Feinstleiterbahnen.
Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen sind bereits bekannt, doch sind diese mit gewissen Nachteilen behaftet.
Ein Nachteil der sogenannten Subtraktivtechnik besteht zum Beispiel darin, dass grosse Mengen der Kaschierung des Basismaterials nach dem Aufbau des Leiterbildes entfernt werden müssen. Gleichzeitig erfolgt die Unterätzung der Leiterzüge mit all den bekannten Schädigungen, die um so gravierender sind und prozentual um so rascher anwachsen, je schmaler die Leiterbahnbreiten sind. Diese Erscheinungen stehen daher einer weiteren Miniaturisierung im Rahmen der Subtraktivtechnik entgegen.
Ein Nachteil der sogenannten Additivtechnik besteht andererseits darin, dass das Material auch unerwünscht auf den Isolierflächen mehr oder weniger stark abgeschieden werden kann.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die gesamte haftvermittlerbeschichtete Platte chemisch aufgeschlossen werden muss. Durch diese intensive Nassbehandlung weist der Haftvermittler gegenüber Epoxidharz deutlich geringere, elektrische Isolierwerte auf, wodurch der Auslegung miniaturisierter Schaltungen ebenfalls enge Grenzen gezogen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens, das die Herstellung von gedruckten Schaltungen unter Vermeidung unerwünschter Metallab-scheidungen und gleichzeitiger Verbesserung der elektrischen Isolierwerte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Basismaterial zunächst mit einem dem Leiterbild entsprechenden Lochmuster zum Zwecke der späteren metallischen Kontaktierung der auf beiden Seiten der Platte aufzubringenden Leiterzüge versehen wird, anschliessend mit einer lichtempfindlichen Fotopolymerschicht beschichtet wird, welche nach einer selektiven Belichtung und nachfolgender Entwicklung dieser Fotopolymerschicht die Zonen und Bohrungen des Basismaterials wieder frei gibt, die als Leiterbahnen, Lötaugen und Verbindungskontaktierungen zwischen Vorder- und Rückseite der Platte, mit einer leitfähigen Schicht, vorzugsweise aus Metall, versehen werden.
Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens bestehen darin,
dass die durch die selektive Belichtung und Entwicklung der Fotopolymerschicht freigelegten Zonen des mit einer Haftvermittlerschicht versehenen Basismaterials mit einem Lösungsmittel angelöst werden und/oder mit einem Aufschlussmittel, vorzugsweise einer Chrom-Schwefelsäure-Beize, aufgeschlossen werden zum Zwecke der Aufrauhung der Haftvermittleroberfläche, um eine Verankerung der in einem späteren Verfahrensgang aufzubringenden leitfähigen Schicht zu erreichen;
dass die selektive Belichtung unter Verwendung eines Films erfolgt, der mittels Vakuum an die gelochte Platte direkt angesaugt und mit einer UV-Lampe belichtet wird, wobei eine hohe Auflösung durch die geringe Reflexion des UV-Lichtes vom Haftvermittler erzielt wird;
dass der selektiv belichtete Teil der entwickelten Fotopolymerschicht als Resistschicht gegenüber dem Lösungsmittel und/oder der Beize dient;
dass die durch die selektive Belichtung und Entwicklung der Fotopolymerschicht freigelegten Zonen nach Aufrauhung und Aktivierung mit einer ersten chemisch abgeschiedenen Metallschicht versehen werden;
dass nach dem ersten Metallisieren die Fotopolymerschicht mit einem Lösungsmittel, vorzugsweise einem organischen Lösungsmittel oder einer wässrigen alkalischen Lösung entfernt wird;
dass eine stromlose Dickverkupferung des Leiterbildes selektiv ohne Maskierung der als Isolierfläche bestimmten Bereiche der Platte erfolgt.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich für die Herstellung von gedruckten Schaltungen, ohne dass es zu unerwünschten Metallabscheidungen kommt. Dieses Verfahren hat ausserdem den ausserordentlichen technischen Vorteil, die Abscheidung von Feinstleiterbahnen für gedruckte Schaltungen in einer Breite von < 100 (im zu ermöglichen, während die konventionellen Verfahren nur breitere Leiterbahnen ermöglichen.
Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können an sich bekannte
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Haftvermittler zum Beispiel: ABS-Polymere;
Fotopolymere zum Beispiel: fotopolymerisierbare Resist-schichten aus äthylenisch ungesättigten Monomeren u.a.;
Lösungsmittel zum Beispiel: Dimethylformamid und/ oder chlorierte Kohlenwasserstoffe;
Aufschlussmittel zum Beispiel: Chrom-Schwefelsäure, Kaliumpermanganat, Schwefeltrioxid und Ozon;
Aktivatoren zum Beispiel: Metallaktivatoren, wie Palladiumsalze und chemische Kupferbäder eingesetzt werden.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung des erfin-dungsgemässen Verfahrens:
Beispiel
Eine mit Haftvermittler auf Basis Nitrilkautschuk, Epoxydharz beschichtete Leiterplatte aus glasfaserverstärktem Epoxydharz wird gebohrt und chemisch und/oder mechanisch vom Bohrmehl befreit, entfettet und getrocknet. Auf an sich bekannte Weise wird die Platte dann mit einem Fotopolymer beschichtet. Zu diesem Zweck wird die Leiterplatte mit einer Positivmaske des gewünschten Schaltbildes abgedeckt, worauf diese Maske durch Unterdruck fest auf die Leiterplatte gepresst wird. Dann erfolgt die Belichtung mit UV-Licht, worauf anschliessend nach einer Reaktionszeit in Trichloräthan entwickelt wird. Das so freigelegte zu metallisierende Schaltbild wird nun in einem Lösungsmittel aufgequollen und mit Wasser gespült.
Nunmehr erfolgt der Aufschluss mit Chrom-Schwefel-säure der Zusammensetzung 200—300 ml conc. H2SO4 / Liter, 10—100 Gramm Cr03 / Liter. Anschliessend wird mit Wasser gespült und danach mit einer schwefelsauren Eisen-(Il)-sulfatlösung behandelt. Dann wird die Leiterplatte mit Wasser gespült.
Nachfolgend wird die Platte in einem üblichen Aktivator zum Beispiel auf Basis von Palladium aktiviert.
Die Vormetallisierung erfolgt dann in einem wässrigen chemischen Kupferbad zum Beispiel folgender Zusammen-5 setzung:
5—10 Gramm/Liter CUSO4 • 5 H20 15—40 Gramm/Liter Kaliumnatriumtartrat 10 5 — 10 Gramm/Liter Formaldehyd 5—15 Gramm/Liter NaOH pH-Wert 12,8
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Die Platten werden dann in Wasser gespült und getrocknet. Das Fotopolymer wird nun durch Behandlung mit Methylenchlorid von der Platte entfernt und anschliessend in einer schwefelsauren Lösung dekapiert und in Wasser gespült. 20 Anschliessend erfolgt der Kupferaufbau auf Leiterzügen, Lötaugen und Lochwandungen in einem wässrigen, chemischen Kupferbad zum Beispiel folgender Grundzusammensetzung
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25—40 Gramm/Liter Äthylendiamintetraessigsäure
10 — 30 Gramm/Liter NaOH
5—10 Gramm/Liter Formaldehyd 30 unter Zusatz üblicher Stabilisatoren und Netzmittel
Man erhält ein Leiterbild hoher Auflösung <100 p.m Breite und Abstand der Leiterzüge mit einer Schichtdicke je nach Anwendung. Die Haftfestigkeit liegt bei > 1600 N/m 35 (40N/Zoll), der Isolationswiderstand bei 1 • 10l2Q.
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Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Basismaterial zunächst mit einem dem Leiterbild entsprechenden Lochmuster zum Zwecke der späteren metallischen Kontaktierung der auf beiden Seiten der Platte aufzubringenden Leiterzüge versehen wird, anschliessend mit einer lichtempfindlichen Fotopolymerschicht beschichtet wird, welche nach einer selektiven Belichtung und nachfolgender Entwicklung dieser Fotopolymerschicht die Zonen und Bohrungen des Basismaterials wieder frei gibt, die. als Leiterbahnen, Lötaugen und Verbindungskontaktierungen zwischen Vorder- und Rückseite der Platte, mit einer leitfähigen Schicht versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Belichtung unter Verwendung eines Films erfolgt, der mittels Vakuum an die gelochte Platte direkt angesaugt und mit einer UV-Lampe belichtet wird.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die selektive Belichtung und Entwicklung der Fotopolymerschicht freigelegten Zonen des mit einer Haftvermittlerschicht versehenen Basismaterials mit einem Lösungsmittel angelöst werden und/oder mit einem Aufschlussmittel, vorzugsweise einer Chrom-Schwefelsäure-Beize, aufgeschlossen werden zum Zwecke der Aufrauhung der Haft-vermittleroberfläche, um eine Verankerung der in einem späteren Verfahrensgang aufzubringenden leitfahigen Schicht zu erreichen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der selektiv belichtete Teil der entwickelten Fotopolymerschicht als Resistschicht gegenüber dem Lösungsmittel und/oder der Beize dient.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die selektive Belichtung und Entwicklung der Fotopolymerschicht freigelegten Zonen nach Aufrauhung und Aktivierung mit einer ersten chemisch abgeschiedenen Metallschicht versehen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Metallisieren die Fotopolymerschicht mit einem Lösungsmittel, vorzugsweise einem organischen Lösungsmittel oder einer wässrigen alkalischen Lösung entfernt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine stromlose Verkupferung des Leiterbildes selektiv ohne Maskierung der als Isolierfläche bestimmten Bereiche der Platte erfolgt.
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