CS258352B1

CS258352B1 - A method for treating the surface of the openings of the printed circuit board plates for metallization

Info

Publication number: CS258352B1
Application number: CS83816A
Authority: CS
Inventors: Jindrich Vilim; Zuzana Civkova; Karel Kopejtko; Leo Kula; Josef Machovsky; Vladimir Vavroch; Milos Zeman
Original assignee: Jindrich Vilim; Zuzana Civkova; Karel Kopejtko; Leo Kula; Josef Machovsky; Vladimir Vavroch; Milos Zeman
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1988-08-16
Also published as: CS81683A1

Abstract

Způsob umožňuje úpravu povrchu otvorů desek plošných drátových spojů k pokovení, kde vnitřní vodivý motiv je zcela nebo částečně vytvořen z drátových vodičů, opatřených polyimidovou nebo polyimidesterovou izolací a nosný skelet desky je z vrstvenéné dielektrika, například na bázi epoxykaučukového kompozitu. Oprava povrchu otvorů se provádí tak, že izolace drátových vodičů je v těsném okolí jejich vyústění do otvorů chemicky odbourávána na ve vodě rozpustné fragmenty působením reaktivního činidla na bázi vodného roztoku hydrazinu o koncentraci v rozmezí 38 až 64 % při teplotě v rozmezí 20 až 80 °C po dobu 1 až 15 minut. Způsobu lze využít tam, kde je nutné zajistit kvalitní vodivé propojení drátových vodičů desek plošných drátových spojů s pokovenými otvory.The method enables the surface treatment of holes in printed circuit boards for plating, where the internal conductive motif is completely or partially formed from wire conductors provided with polyimide or polyimide ester insulation and the supporting skeleton of the board is made of a layered dielectric, for example based on an epoxy rubber composite. The surface repair of the holes is carried out in such a way that the insulation of the wire conductors is chemically degraded into water-soluble fragments in the immediate vicinity of their exit into the holes by the action of a reactive agent based on an aqueous solution of hydrazine with a concentration in the range of 38 to 64% at a temperature in the range of 20 to 80 °C for a period of 1 to 15 minutes. The method can be used where it is necessary to ensure high-quality conductive connection of wire conductors of printed circuit boards with plated holes.

Description

Vynález se týká způsobu úpravy povrchu otvorů desek plošných drátových spojů k pokovení, kde vnitřní vodivý motiv je úplně nebo částečně vytvořen z drátových vodičů opatřených polyimidovou nebo polyimidesterovou izolací a nosný skelet desky je z vrstveného dielektrika například na bázi sklolaminátu, přičemž drátové vodiče jsou uloženy v dielektriku na bázi epoxykaučukového kompozitu.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of surface treatment of printed circuit board openings, wherein the internal conductive motif is wholly or partially formed from wire conductors provided with polyimide or polyimide ester insulation and the board support skeleton is of laminated dielectric based on fiberglass. dielectric based on epoxy rubber composite.

Mezi montážními propojovacími technologiemi v elektronice se začíná stále více uplatňovat technologie plošných drátových spojů, která byla původně vyvinuta pod označením multiwire podle U.S. patentu č. 3 646 572. Tato technologie je vhodná zejména pro realizaci zásuvných a propojovacích desek. U výsledné desky plošného drátového spoje je signální propojovací motiv vytvořen z drátových vodičů opatřených polyimidovou nebo polyimidesterovou izolaci, přičemž základní deska je z vrstveného dielektrika, například na bázi sklolaminátu, jehož povroh může býti plátován Cu-folií pro vytvoření rozvodu napájení a země.PCB technology that was originally developed under the designation multiwire of U.S. Pat. No. 3,646,572. This technology is particularly suitable for the implementation of plug-and-board boards. In the resulting printed circuit board, the signal interconnect motif is formed from wire conductors provided with polyimide or polyimide ester insulation, the base plate being of a laminated dielectric, for example based on fiberglass, the surface of which may be clad with Cu-foil to form a power distribution and ground.

Spojení mezi terminálními body a vodivým motivem vytvořeným v desce plošného drátového spoje je dosaženo pokovením souřadnicově vyvrtaných otvorů a to bud selektivním chemickým poměděním nebo kombinací chemického pomědění, fotocesty, selektivního galvanického pomědění s následným galvanickým pocínováním a selektivního leptání. Pro dosažení kvalitního napojení izolovaných vodičů ústících do otvorů vyvrtaných v desce plošného drátového spoje je zapotřebí odstranit jejich izolaci v těsném okolí jejich vyústění. Tím dojde nejen k čelnímu napojení vodičů do pokovení otvorů, nýbrž jsou tyto fixovány do metalizace i po svém obvodu, který byl zbaven izolace. Dosud se k tomuto účelu využívalo výhradně částečné rozpustnosti izolace drátových vodičů v některých rozpouštědlech, viz publikace W. L. Underkofler; IBM Technical Disclosure Bulletin, ročník 23, číslo 62, rok 1980; Etchbock of Insulation on Wires in Multiwire Board.The connection between the terminal points and the conductive motif formed in the printed circuit board is achieved by metallically drilling the holes, either by selective chemical copper plating or by a combination of chemical copper plating, photo path, selective galvanic copper plating followed by galvanic tinning and selective etching. In order to achieve a good connection of insulated conductors leading into the holes drilled in the printed circuit board, it is necessary to remove their insulation in the vicinity of their outlets. This leads not only to the front connection of the conductors to the metallization of the holes, but they are also fixed to the metallization even on their circumference, which has been de-insulated. Until now, only partial solubilities of wire conductor insulation in some solvents have been used for this purpose, see W. L. Underkofler; IBM Technical Disclosure Bulletin, Volume 23, Issue 62, 1980; Etchbock of Insulation on Wires in Multiwire Board.

Nevýhodou tohoto způsobu je velká spotřeba rozpouštědla, nároky na jeho regeneraci a výběr izolace drátových vodičů je limitován rozpustností v nich. Tento nedostatek je odstraněn způsobem úpravy povrchu otvorů desek plošných drátových spojů k pokovení vynálezu, jehož podstatou je, že izolace drátových vodičů je v těsném okolí jejich vyústění do otvorů chemicky odbourávána na ve vodě rozpustné fragmenty působením reaktivního činidla na bázi vodního roztoku hydrazinu o koncentraci v rozmezí 28 až 64 % při teplotě v rozmezí 20 až 80 °C po dobu 1 až 15 minut.The disadvantage of this method is the high consumption of solvent, the demands on its regeneration and the choice of insulation of the wire conductors is limited by the solubility in them. This drawback is overcome by the method of surface treatment of PCB openings for metallization of the invention, which is based on the fact that the insulation of the wire conductors in the vicinity of their openings into the openings is chemically degraded to water-soluble fragments by water reactive reagent range 28 to 64% at 20 to 80 ° C for 1 to 15 minutes.

Podstatou vynálezu dále je, že reaktivní činidlo obsahuje přídavek hydroxidů alkalických kovů, například hydroxidu draselného, hydroxidu sodného v množství až 50 %. Rovněž podstatou vynálezu je, že reaktivní činidlo obsahuje přídavek organických aminů, případně jejich solí nebo hydroxidů, například etylendiamin, tetrametylamonium hydroxid v množství až 50 %.It is a further object of the invention that the reactive agent contains up to 50% of alkali metal hydroxides, for example potassium hydroxide, sodium hydroxide. It is also an object of the invention that the reactive agent contains up to 50% of organic amines or their salts or hydroxides, for example ethylenediamine, tetramethylammonium hydroxide.

Zároveň podstatou vynálezu je, že působení reaktivního činidla se následně kombinuje s působením oxidačního činidla na bázi vodního roztoku kysličníku chromového nebo manganistanu draselného s dobou působení 1 až 15 minut při teplotě v rozmezí 20 až 80 °C.At the same time, it is an object of the invention that the reactive agent is subsequently combined with an oxidizing agent based on an aqueous solution of chromium trioxide or potassium permanganate with a treatment time of 1 to 15 minutes at a temperature in the range of 20 to 80 ° C.

Kvalitnější úpravy povrchu otvorů k pokovení, zejména s ohledem na odstranění přemazů natavení kompozice dielektrika, případně vzniklých při vrtání na čelních plochách vodičů ústících do otvorů, se 'dosáhne, když je působení výše uvedeného reaktivního činidla, je povrch otvorů plošných drátových spojů určených k pokovení vystaven působení druhého reaktivního činidla, pracujícího na bázi oxidačního odbourávání polyimidesterové izolaoe a epoxy-kaučukového vrstveného dielektrika v otvoru desky plošného drátového spoje, například roztok kysličníku chromového, manganistanu draselného ve vodě.Better finishes of the surface of the metallization holes, in particular with respect to the removal of the overheating of the melting of the dielectric composition, possibly resulting from drilling on the faces of the conductors entering the holes, are achieved when the reactive agent is applied. exposed to a second reactive agent, based on the oxidative degradation of the polyimidester insulator and the epoxy-rubber layered dielectric in the hole of the printed circuit board, for example a solution of chromium trioxide, potassium permanganate in water.

Tento postup zajištuje navíc v jedné operaci spolehlivě odstranění izolace vodičů i případně vzniklých přemazů nastavené kompozice při vrtání na čelních plochách vodičů.In addition, this procedure reliably ensures, in one operation, the removal of the insulation of the conductors as well as of possible overgrowns of the set composition when drilling on the front surfaces of the conductors.

Tím je vytvořen vhodný reliéf otvorů, který zajištuje v následném pokovení z hlediska tepelně mechanických vlastností zvýšení kvality napojení vodič - otvor.Thereby a suitable relief of the holes is created, which in the subsequent metallization in terms of thermo-mechanical properties increases the quality of the conductor-hole connection.

Dále uvedené příklady dokreslují způsob úpravy otvorů k pokovení u desek plošných drátových spojů podle vynálezu, aniž by ho omezovaly.The following examples illustrate the method of treating the metal-plated holes of the printed circuit boards of the present invention without limiting it.

Příklad 1Example 1

Polotovar desky plošného drátového spoje s vyvrtanými otvory byl exponován ve vaně s reaktivním činidlem o složení 64% vodný roztok hydrazinu při teplotě 50 °C po dobu 10 minut, za současného intenzivního pohybu zajištujícího proudění činidla otvory. Po oplachu ve vodě byl povrch otvorů vhodný k pokovení dle běžných postupů, při dosažení kvalitního napojení vnitřního vodivého motivu desky do metalizace otvorů.The bore hole blank was exposed in a reactive reagent bath of a 64% aqueous hydrazine solution at 50 ° C for 10 minutes, while vigorously moving to provide reagent flow through the holes. After rinsing in water, the surface of the holes was suitable for metallization according to common procedures, while achieving a good connection of the internal conductive motif of the board to the metallization of the holes.

Příklad 2Example 2

Obdobného účinku jako v příkladu 1 bylo dosaženo expozicí v reaktivním činidle o složení 38% vodný roztok hydrazinu při teplotě 80° po dobu 15 minut.A similar effect to that of Example 1 was achieved by exposure to a reactive reagent of 38% aqueous hydrazine at 80 ° C for 15 minutes.

Příklad 3Example 3

Obdobného účinku jako v příkladu 1 bylo dosaženo expozicí v reaktivním činidle o složení 51% vodný roztok hadrazinu s přídavkem 38% hydroxidu draselného při teplotě 30° po dobu 5 minut.A similar effect to that of Example 1 was achieved by exposure to a reactive reagent of 51% aqueous hadrazine solution with the addition of 38% potassium hydroxide at 30 ° C for 5 minutes.

PřikládáHe attaches

Obdobného účinku jako v příkladu 1 bylo dosaženo expozicí v reaktivním činidle o složení 51% vodný roztok hydrazinu s přídavkem 10% etylendiaminu při teplotě 65 °C po dobu 7 minut.A similar effect to that of Example 1 was obtained by exposure to a reactive reagent of 51% aqueous hydrazine solution with the addition of 10% ethylenediamine at 65 ° C for 7 minutes.

Příklad 5Example 5

Polotovary desek připravené podle příkladu 1 až 4 byly před pokovením podrobeny expozici v oxidačním činidle na bázi vodného roztoku kysličníku chromového o složení 750 g CrO^/l při teplotě 30 °C po dobu 5 minut a dále neutralizovány v lázni obsahující okyselený vodný roztok siřičitanu sodného.The board blanks prepared according to Examples 1-4 were subjected to exposure to an oxidizing agent based on an aqueous solution of 750 g CrO g / L at 30 ° C for 5 minutes prior to plating and further neutralized in a bath containing an acidified aqueous sodium sulfite solution. .

Příklad 6Example 6

Polotovary desek připravené podle příkladu 1 až 4 byly před pokovením podrobeny expozici v oxidačním činidle na bázi alkalického vodného roztoku manganistanu draselného o složení 200 g KMnO^/1, 100 g NaOH/1 při teplotě 50 °C po dobu 5 minut a dále neutralizovány v lázni obsahující nasycený vodný roztok kyseliny štavelové. Po dokonalém průtočném oplachu byl povrch otvorů vhodný k pokoveni, při dosažení kvalitního napojení vnitřní vodič - otvor v pokoveném otvoru desky plošného drátového spoje.The plate blanks prepared according to Examples 1-4 were subjected to exposure to an oxidizing agent based on an alkaline aqueous potassium permanganate solution of 200 g KMnO 2/1, 100 g NaOH / 1 at 50 ° C for 5 minutes prior to plating and further neutralized in bath containing a saturated aqueous solution of oxalic acid. After a perfect flow rinse, the surface of the holes was suitable for metallization, while achieving a good internal conductor-hole connection in the metallized hole of the PCB.

Opravu povrchu otvorů podle vynálezu lze s výhodou využívati všude tam, kde je nutno zajistit kvalitní vodivé propojení drátových vodičů desek plošných drátových spojů s pokovenými otvory.The surface repair of the holes according to the invention can be advantageously used wherever it is necessary to ensure a good conductive connection of the wire conductors of printed circuit boards with metallized holes.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A method of surface treatment of openings of metal-plated printed circuit boards, wherein the internal conductive motif is wholly or partially formed from wire conductors provided with polyimide or polyimidester insulation, wherein the board support skeleton is a laminated dielectric based on a polymeric binder with glass fiber reinforcement Insulation of wire conductors in close proximity to their openings in openings, characterized in that the insulation of wire conductors in close proximity to their openings in openings is chemically degraded to water-soluble fragments by treatment with an aqueous hydrazine-based reactive agent at a concentration ranging from 38 to 64%. temperature between 20 and 80 ° C for 1 to 15 minutes.

2. The method of surface treatment of the openings of printed circuit boards for metallization according to claim 1, characterized in that the reactive agent contains an addition of alkali metal hydroxides, for example KOH, NaOH, in an amount of up to 50%.

3. The method of surface treatment of the openings of the printed circuit boards according to claim 1, wherein the reactive agent comprises up to 50 [mu] l of organic amines or their salts or hydroxides, for example ethylenediamine, tetramethylammonium hydroxide.

4. A method according to any one of claims 1, 2, 3, characterized in that the reactive agent is subsequently combined with an oxidizing agent based on an aqueous solution of chromium trioxide or potassium permanganate with a treatment time of 1 to 15 minutes. at a temperature in the range of 20 to 80 °.