DE3537796A1 - Verfahren zur herstellung mehrschichtiger gedruckter schaltungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung mehrschichtiger gedruckter schaltungen

Info

Publication number
DE3537796A1
DE3537796A1 DE19853537796 DE3537796A DE3537796A1 DE 3537796 A1 DE3537796 A1 DE 3537796A1 DE 19853537796 DE19853537796 DE 19853537796 DE 3537796 A DE3537796 A DE 3537796A DE 3537796 A1 DE3537796 A1 DE 3537796A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
laminate
circuit
pattern
metallized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19853537796
Other languages
English (en)
Other versions
DE3537796C2 (de
Inventor
Roxy Ni East Brunswick N.J. Fan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of DE3537796A1 publication Critical patent/DE3537796A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3537796C2 publication Critical patent/DE3537796C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4661Adding a circuit layer by direct wet plating, e.g. electroless plating; insulating materials adapted therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017Etching of the substrate by chemical or physical means
    • H05K3/0023Etching of the substrate by chemical or physical means by exposure and development of a photosensitive insulating layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0183Dielectric layers
    • H05K2201/0195Dielectric or adhesive layers comprising a plurality of layers, e.g. in a multilayer structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03Conductive materials
    • H05K2201/0332Structure of the conductor
    • H05K2201/0335Layered conductors or foils
    • H05K2201/0347Overplating, e.g. for reinforcing conductors or bumps; Plating over filled vias
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/095Conductive through-holes or vias
    • H05K2201/09509Blind vias, i.e. vias having one side closed
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0505Double exposure of the same photosensitive layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0525Patterning by phototackifying or by photopatterning adhesive
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/07Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
    • H05K2203/0703Plating
    • H05K2203/072Electroless plating, e.g. finish plating or initial plating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/102Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by bonding of conductive powder, i.e. metallic powder
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • H05K3/182Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/245Reinforcing conductive patterns made by printing techniques or by other techniques for applying conductive pastes, inks or powders; Reinforcing other conductive patterns by such techniques
    • H05K3/246Reinforcing conductive paste, ink or powder patterns by other methods, e.g. by plating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger gedruckter Schaltungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrere Schichten umfassenden gedruckten Schaltungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung zur Herstellung mehrschichtiger gedruckter Schaltungen unter Verwendung zweier photopolymerisierbarer Schichten mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften.
Die Herstellung gedruckter Schaltungen, einschließlich mehrschichtiger gedruckter Schaltungen, ist bekannt. Pulvrige Stoffe, etwa teilchenförmige Metalle, werden auf Oberflächen mit bildmäßig klebrigen und nicht-klebrigen Bereichen mittels einer Anzahl Tonungsverfahren aufgebracht, wodurch Muster gedruckter Schaltungen erzeugt werden. Repräsentative Verfahren sind in den US-PSen 4 054 479, 4 054 483 und 4 157 407 offenbart.
Nach dem Auftragen des teilchenförmigen Metalls auf die klebrigen Bildbereiche und dem Entfernen der unerwünschten Teilchen, z.B. auf mechanischem Wege, von den nicht-klebrigen Bildbereicheri wird die Schaltung mittels einer mehrerer additiver Arbeitstechniken gebildet, die das Verschmelzen der Metallteilchen, das stromlose Plattieren etc. einschließen. Die mit Hilfe dieser additiven Verfahren gebildeten gedruckten Schaltungen sind brauchbar, jedoch haben die Verfahren bestimmte Nachteile.
Die US-PS 4 157 407 stellt eine Verbesserung gegenüber den früheren US-PSen 4 054 479 und 4 054 483 dar, in denen leitfähige Verbindungen zwischen den Schichten
durch Vorbohren von Löchern und Ausrichten der Löcher mit den Mustern für die gedruckten Schaltungen hergestellt werden. Solche Arbeitsweisen des Vorbohrens unterliegen Grenzen durch die mit der Ausrichtung auf die Muster für die gedruckten Schaltungen einhergehenden Ungenauigkeiten, wo die Leitungen der Schaltungen nicht in dichtem Abstand angeordnet sind. In ihrem Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen bringt die US-PS 4 157 407 eine einzelne Schicht aus einer photohaftfähigen, z.B. einer photopolymerisierbaren, Zusammensetzung auf ein Substrat auf, das ein elektrisch leitendes Muster einer Schaltung trägt. Damit die photoleitfähige Schicht sich für die Herstellung einer gedruckten Schaltung eignet, muß sie befähigt sein, auf den klebrigen Bereichen zu tonen, ohne auf den Hintergrund-Bereichen zu tonen. Die photohaftfähige Schicht muß auch einen guten EntwicklungsSpielraum mit einem Lösungsmittel hierfür aufweisen, für Metallpulver auf ihrer Oberfläche und in den Leitungswegen haftfähig sein und das Haftvermögen an ihrem Substrat während aller Schritte der Herstellung einer Schaltung, einschließlich der Entwicklung mit dem Lösungsmittel und des Plattierens beibehalten. Es ist schwierig, ein Element mit einer einzelnen photohaftfähigen Schicht zu formulieren, die gute Eigenschaften unter sämtlichen Bedingungen bei der Herstellung der gedruckten Schaltungen ergibt.
Es besteht Bedarf an Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger gedruckter Schaltungen, die ein gutes Ansprechen der Oberfläche (Tonen) und ebenfalls gute Entwicklungseigenschaften und andere physikalische Eigenschaften haben.
Die beigefügten Zeichnungen, die sachlicher Bestandteil der Offenbarung sind, zeigen schematische Darstellungen von Querschnitten eines photopolymerisierbaren Elements .
5
Fig. IA erläutert das Laminieren, wobei auf ein Substrat 1, das ein (nicht dargestelltes) Muster einer Schaltung trägt oder eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist, zwei lichthärtbare Schichten, eine untere Schicht 2 und eine obere Schicht 3, laminiert werden, die unterschiedliche Eigenschaften besitzen, wie sie im Folgenden beschrieben werden.
Fig. IB erläutert das bildmäßige Belichten des Laminats mittels aktinischer Strahlung durch ein Bild 4 einer Schaltung hindurch, das in Beziehung zu dem darunter liegenden Muster einer Schaltung steht, sofern eines vorhanden ist.
Fig. IC erläutert das Aufbringen des feinteiligen Metalls, der feinteiligen Legierung oder des Plattierungs-Katalysators 5 auf die klebrigen Bildbereiche 6, die den nicht-transparenten Bereichen 7 des Schaltungsbildes 4 entsprechen.
Fig. ID erläutert das zweite Belichten des getonten Laminats, d.h. durch ein Bild 8 wenigstens eines darüber liegenden Segments des leitfähigen Schaltungsmusters (Leitungsweg-Target).
30
Fig. IE erläutert die Bildung eines Leitungsweges 9 durch Entfernung der unbelichteten Bereiche der photopolymerisierbaren Schichten 2 und 3 mit einem Lösungsmittel für diese (nur die senkrechten Seiten sind dargestellt).
Fig. IF erläutert das Aufbringen des feinteiligen Metalls, der feinteiligen Legierung oder des Plattierungs-Katalysators 5 auf die Leitungswege, wobei das Metall oder der Katalysator an den senkrechten Seitenwänden 10 der Leitungswege haftet (nur die senkrechten Seitenwände sind dargestellt).
Fig. IG erläutert das Plattieren der metallisierten oder katalysierten (nur die senkrechten Seiten sind dargestellt) und der darunter liegenden Oberfläche oder des darunterliegenden Schaltungsmusters unter Bildung eines elektrisch leitfähigen Schaltungsmusters 11, das in sich und mit der darunterliegenden leitfähigen Oberfläche über elektrisch leitfähige Leitungswege 12 verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung macht ein Verfahren zur Herstellung zweischichtiger gedruckter Schaltungen mit zwischen diesen verlaufenden leitfähigen Verbindungen verfügbar, das die folgenden Schritte umfaßt:
(a) gleichzeitiges oder nacheinander erfolgendes Laminieren zweier photopolymerisierbarer Schichten auf ein ein Muster einer Schaltung tragendes Substrat, einer klebrigen unteren Schicht 1 mit einer Dicke von 0,013 bis 0,254 mm (0,0005 bis 0,010 inch), die für das Ansprechen des Hauptvolumens formuliert ist und ein elastomeres polymeres Bindemittel mit einem Tg-Wert von -100C oder darunter, eine ethylenisch ungesättigte monomere Verbindung und einen Photoinitiator oder ein Photoinitiator-System umfaßt, und
einer klebrigen oberen Schicht 2, die dünner als die untere Schicht 1 ist, mit einer maximalen
Dicke von 0,013 mm (0,0005 inch), die für das Ansprechen der Oberfläche formuliert ist, eine optische Dichte im Bereich von 0,3 bis 1,5 in wenigstens einem Teil des aktinischen Spektralbereichs aufweist und ein nicht-elastomeres polymeres Bindemittel, eine ethylenisch ungesättigte monomere Verbindung, die gleich oder ungleich der monomeren Verbindung in Schicht 1 sein kann, und einen Photoinitiator oder ein Photoinitiator—System, das gleich oder ungleich dem Photoinitiator oder Photoinitiator-System von Schicht 1 sein kann, umfaßt;
(b) Belichten des Laminats mittels aktinischer Strahlung durch ein speziell ausgerichtetes Bild einer Schaltung hindurch, das in Beziehung zu dem darunter liegenden Muster der Schaltung steht, wobei wenigstens ein Segment derselben wenigstens ein Segments des Musters der leitfähigen Schaltung überlagert, wobei die unbelichteten Bereiche der oberen Schicht 2 klebrig bleiben und die belichteten Bereiche der oberen Schicht 2 nicht-klebrig werden;
(c) Einbetten eines feinteiligen Metalls, einer feinteiligen Legierung oder eines Plattierungs-Katalysators in die unbelichteten Bereiche;
(d) gegebenenfalls Erhitzen des metallisierten oder katalysierten Laminats;
(e) Belichten des metallisierten oder katalysierten Laminats mittels aktinischer Strahlung durch ein speziell ausgerichtetes Bild von Durchgangsleitungen wenigstens eines überlagernden Segments der leitfähigen Schaltung hindurch;
(f) Entfernen der unbelichteten Bereiche der photopolymerisierbaren Schichten mit einem Lösungsmittel für diese, wodurch Durchgangsleitungen durch die Schichten 1 und 2 hindurch gebildet werden, wobei die Seiten der Durchgangsleitungen der klebrig bleibenden belichteten Schicht 1 entsprechen, wobei Segmente der darunter liegenden Muster der Schaltung freigelegt werden;
(g) Einbetten eines feinteiligen Metalls, einer feinteiligen Legierung oder eines Plattierungs-Kataly-
sators in die Durchgangsleitungen, wobei das Metall oder der Katalysator in die Seiten der Durchgangsleitungen eingebettet werden;
(h) gegebenenfalls Härten des Laminats durch Belichten des Laminats mittels aktinischer Strahlung und/oder Erhitzen;
(i) stromloses Plattieren der metallisierten oder katalysierten Laminats Durchgangsleitungen, der freigelegten Segmente und des darüber liegenden Bildes der Schaltung, wodurch ein Muster einer leitfähigen Schaltung, in der die Verbindungen untereinander durch elektrisch leitfähigen Durchgangsleitungen hergestellt sind, gebildet wird.
Eine Platte mit mehrschichtiger gedruckter Schaltung mit dazwischen verlaufenden leitfähigen Verbindungen kann aus einer zweischichtigen gedruckten Schaltung hergestellt werden, die ihrerseits unter Einsatz der Schritte (a) , (b) , (c) , (e) , (f) , (g) und (i) , wie sie oben beschrieben sind, und einem oder beiden der wahlfreien Schritte (d) und (h) hergestellt wurde, indem die erforderlichen Schritte und ebenso die wahlfreien Schritte wenigstens einmal wiederholt werden, wobei das
in dem Schritt (i) neu plattierte Schaltungsmuster für den nachfolgenden Verfahrensschritt eingesetzt wird.
Das in der vorliegenden Erfindung für die gedruckte Schaltung eingesetzte Substrat kann ein beliebiges Material sein aus der Vielzahl der Bleche, Platten, Platten aus synthetischen Harzen, Laminat-Platten synthetischer Harze oder Verbundstoffe, das die erforderlichen elektrischen und mechanischen Eigenschaften, chemische Beständigkeit, Wärmebeständigkeit etc. besitzt. Zu Beispielen für Harze zählen Phenol-Formaldehyd-, Epoxy- und Melamin-Harze etc.. Glas-Platten und Keramiken oder keramikbeschichtete Metall-Platten sind ebenfalls verwendbar. Das Substrat kann auch aus Papier, Karton, Faser-Material bestehen, darunter Glas-Gewebe, plattenförmiges hölzernes Material oder ein Phenol-Harz-Laminat auf Papier-Basis. Eine Papier-Basis ohne Harz ist besonders brauchbar bei der Niedrigkosten-Herstellung gedruckter Schaltungen. Metall-Bleche können unter der Voraussetzung verwendet werden, daß das aufgeklebte Material als Isolier-Sperrschicht zwischen dem Träger aus Metall-Blech und der darüber aufgebauten metallisierten Schaltung wirkt. Ebenfalls brauchbar sind selbsttragende lichthärtbare Elemente, wie sie in der US-PS 4 054 479 offenbart sind. Das Substrat für die gedruckte Schaltung kann auf seiner Oberfläche eine leitfähige Metall-Schicht haben, z.B. aus Kupfer, die oft als Masse-Ebene (ground plane) bezeichnet wird. Auf dem Substrat für die gedruckte Schaltung kann ein Muster einer gedruckten Schaltung vorhanden sein, das in dichten Abständen angeordnete Linien enthalten kann. Das Muster der gedruckten Schaltung kann mittels in der Fachwelt bekannter Standard-
Techniken hergestellt werden, z.B. durch Ätzen von Kupfer auf der Oberfläche des Substrats oder mittels anderer Methoden, etwa derjenigen, die in den US-PSen 4 234 626 und 4 411 980 beschrieben sind.
5
Zur Bildung von Platinen mit gedruckten Schaltungen mit leitenden Zwischenverbindungen gemäß der Erfindung werden auf das Substrat der gedruckten Schaltung, das ein Schaltungsmuster trägt oder eine elektrisch leitfähige Oberfläche (Masse-Ebene) hat, werden zwei klebrige photopolymerisierbare Schichten laminiert. Die Laminierung kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen, wie Fachleuten bekannt ist. Die Laminierung kann bei höherer Temperatur erfolgen, vorausgesetzt, daß die Temperatur unterhalb der Abbau-Temperatur der speziellen photopolymerisierbaren Schichten liegt. Die Arbeitsweisen der Laminierung sind in den US-PSen 3 469 982, 3 984 244 und 4 127 436 beschrieben, auf die hier verwiesen wird. Die beiden Schichten haben Dicken im Bereich von 0,0013 bis 0,013 mm (0,00005 bis 0,0005 inch), vorzugsweise von 0,0025 bis 0,064 mm (0,0001 bis 0,00025 inch), für die obere Schicht und von 0,013 bis 0,254 mm (0,00050 bis 0,010 inch) , vorzugsweise von 0,025 bis 0,127 mm (0,001 bis 0,005 inch), für die untere Schicht, die an der Platte für die gedruckte Schaltung haftet. Die obere Schicht ist wesentlich dünner als die untere Schicht. Das Verhältnis der Dicke der unteren Schicht zu derjenigen der oberen Schicht ist wenigstens 2 : 1 und nicht größer als etwa 20 : 1, vorzugsweise nicht größer als etwa 15 : 1. Die kombinierten Dicken der beiden Schichten liegen zwischen 0,014 und 0,267 mm (0,00055 und 0,0105 inch). Vor der Laminierung liegen die photopolymerisierbaren Schichten
zwischen einem entfernbaren Folienträger und einer entfernbaren Schutzdeckfolie vor. Der Folienträger, z.B. Polyethylenterephthalat, Polyimide etc. haben eine schwache bis mäßige Haftung an der photopolymerisierbaren Schicht und lassen sich ohne Beschädigung der Schicht, z.B. bei normaler Raumtemperatur, entfernen. Die photopolymerisierbare Schicht besitzt eine geringere Haftung an der Schutzdeckfolie als an dem entfernbaren Folienträger. Die photopolymerisierbare Schicht besitzt eine geringere Haftung an dem entfernbaren Folienträger als an der Oberfläche, auf die sie aufgebracht wird, d.h. dem Substrat der gedruckten Schaltung. Zu typischen Schutzdeckfolien zählen Polyolefine, mit Silicon behandeltes Polyethylenterephthalat, fluorierte polymere Stoffe etc..
Die. beiden photopolymerisierbaren Schichten unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung, so daß sie unterschiedliche, erwünschte Eigenschaften ergeben. Die obere Schicht wird so formuliert, daß sie ein verbessertes Ansprechen der Oberfläche ergibt. Der Begriff "Ansprechen der Oberfläche", wie er hierin verwendet wird, besagt, daß Toner- oder Katalysator-Material an unbelichteten Bereichen haftet, während an den belichteten Hintergrund-Bereichen im wesentlichen kein Toneroder Katalysator-Material haften bleibt. Eine gute Auflösung feiner Linien mit einer guten Kanten-Begrenzung und demgemäß eine hohe Kontrastfähigkeit wird für das Tonen erhalten. Die untere Schicht wird so formuliert, daß sie ein verbessertes Ansprechen des Hauptvolumens ergibt. Der Begriff "Ansprechen des Hauptvolumens", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet einen guten Spielraum der Lösungsmittelentwicklung, gutes Aufnähmevermö-
gen für den Toner an den Wandungen der Verbindungsleitungen (einschließlich der Zeit nach der Belichtung und Entwicklung), gutes Haftvermögen an dem Substrat für die gedruckte Schaltung sowie gute elektrische und thermische Eigenschaften als permanente dielektrische Schicht. Jede Schicht enthält die normalen Bestandteile einer photopolymerisierbaren Schicht, d.h. ein polymeres Bindemittel, eine ethylenisch ungesättigte Verbindung und einen Photoinitiator oder ein Photoinitiator-System. Die Unterschiede bei den Zusammensetzungen und die Gewichts-Prozentsätze werden im Folgenden ausführlicher erörtert. Optische Aufheller, Füllstoffe etc. sind wahlfreie Zusatzstoffe, die vorhanden sein können.
Damit die obere photopolymerisierbare Schicht ein geeignetes Ansprechen der Oberfläche ergibt, hat sie eine optische Dichte im Bereich von 0,3 bis 1,5, vorzugsweise von etwa 0,9, in wenigstens einem Teil des aktinischen Spektrums, enthält etwa 10 bis 90 Gew.-% eines Monomers oder Gemischs aus Monomeren, s die gleich dem/den in der unteren Schicht (1) vorliegenden Monomer (en) oder verschieden hiervon sein können, ist so dünn, wie dies praktisch sinnvoll ist, enthält einen Initiator oder ein Initiator-System, der/das gleich dem in der unteren Schicht (1) vorliegenden Initiator oder ein Initiator-System oder verschieden hiervon ist und enthält kein elastomeres Bindemittel. Zu geeigneten monomeren Verbindungen zählen die in den üS-PSen 4 400 460, Spalte 3, Zeile 48, bis Spalte 5, Zeile 4, und 4 411 980, Spalte 4, Zeilen 10 bis 65, offenbarten Verbindungen. Verwiesen wird hierzu auf diese beiden PSen sowie die dort zitierten PSen. Nicht-elastische Polymer-Bindemittel, die im allgemeinen einen Tg-Wert
oberhalb von 150C, vorzugsweise oberhalb von 250C (10 bis 90 Gew.-%) haben, umfassen diejenigen Verbindungen, die in der US-PS 4 411 980, Spalte 5, Zeile 46, bis Spalte 6, Zeile 7, offenbart sind. Der Photoinitiator 5 oder das Photoinitiator-System (0,2 bis 10 Gew.-%) umfaßt beliebige derjenigen Verbindungen, die in den US-PSen 2 951 752, 3 479 185, 3 549 367, 3 558 322, 3 615 454, 3 647 467, 3 652 275, 3 661 558, 3 697 280, 3 926 643, 4 311 783 und 4 341 860 etc. offenbart sind, Zur Erzielung der erforderlichen optischen Dichte können, wie Fachleuten bekannt ist, in der oberen Schicht Ultraviolett-Absorptionsmittel, Ultraviolett-Aufheller, Initiatoren mit Absorption im Ultraviolett-Bereich des Spektrums oder farbgebende Mittel vorhanden sein. Die Angaben der Gewichts-Prozente beziehen sich auf das Gesamtgewicht der oberen Schicht.
Damit die untere photopolymerisierbare Schicht (1) ein geeignetes Ansprechen des Hauptvolumens ergibt, enthält sie wenigstens ein elastomeres oder kautschuk-gefülltes Bindemittel mit einem Tg-Wert von -100C oder darunter oder einen Schlagfestmacher, das bzw. der die untere Schicht mit Haftvermögen für das Toner- oder Katalysator-Material austattet (und zwar die unbelichteten wie auch die belichteten Bereiche), und wenigstens eine monomere Verbindung wie etwa hochviskose "glasartige" Monomere, z.B. modifizierte Epoxydiacrylat- oder -dimethacrylat-Harze, und die anderen in den bereits oben genannten US-PSen 4 400 460 und 4 411 980 offenbarten Monomeren. Zu elastomeren polymeren Bindemitteln, die in der oberen Schicht vorliegen, zählen kautschukartige Polymere, sowohl natürliche als auch synthetische, z.B. Polyisobutylen, Thiokol A, Butyl-Kautschuk, chlorierte
Kautschuke, Poly(vinylisobutylether), Polymere von Butadien, Isopren sowie statistische, Teleblock- und Block-Copolymere, Terpolymere oder höhere Polymere, z.B. Butadien copolymerisiert mit Styrol, Isopren, Neopren und Acrylnitril, Nitril-Kautschuke, z.B. Butadien/Acrylnitril, Acrylnitril/Butadien carboxymodifiziert, Acrylnitril/Butadien/Styrol, Alkyl (I bis 4 Kohlenstoff-Atome)acrylat oder -methacrylat/Acrylnitril/Butadien-Interpolymere, Silicon-Elastomere, acrylhaltige Elastomere etc. in verschiedenen Mengenverhältnissen. Die untere Schicht (1) enthält 0,2 bis 10 Gew.-% eines Initiators oder Initiator-Systems, wie sie in den oben aufgeführten US-PSen als Initiatoren oder Initiator-Systeme für die obere Schicht (2) beschrieben sind. Das Verhältnis der monomeren Verbindung zu dem elastomeren Bindemittel hängt von mehreren Paktoren ab, darunter den Typen der verwendeten monomeren Verbindungen und elastomeren Bindemittel und den Molekulargewichten, insbesondere des Bindemittels. Die Angaben der Gewichts-Prozente beziehen sich auf das Gesamtgewicht der unteren Schicht.
Optische Aufheller, die in den photöpolymerisierbaren Zusammensetzungen vorliegen können, sind in der US-PS 3 854 950, Spalte 2, Zeile 67, bis Spalte 3, Zeile 41, sowie in Spalte 4, Zeilen 25 bis 42, offenbart. Füllstoffe, die in den auf das Hauptvolumen ansprechenden photöpolymerisierbaren Zusammensetzungen vorliegen können, sind in den US-PSen 3 261 696, Spalte 4, Zeilen 43 bis 52, und 4 414 278 offenbart.
Das im Vorstehenden beschriebene zweischichtige Laminat wird von einer Quelle aktinischer Strahlung durch ein
speziell ausgerichtetes Bild einer Schaltung hindurch belichtet, das zu dem darunter liegenden Muster der Schaltung in Beziehung steht, sofern ein solches vorhanden ist« Wenigstens ein Segment des Schaltungsbildes überlappt wenigstens ein Segment des darunter liegenden Muster der Schaltung.
Die die aktinische Strahlung liefernde Lichtquelle für die bildmäßige Belichtung ist Fachleuten bekannt als . eine solche, die reich an Ultraviolett-Strahlung ist. Geeignete Lichtquellen sind in den US-PSen 2 760 863, 3 649 268, 4 157 407 und 4 411 980 offenbart.
In feinteiliger Form werden ein Metall, eine Legierung oder ein Plattierungs-Katalysator auf die klebrigen Bildbereiche aufgebracht und werden von diesen eingebettet. Dies geschieht im allgemeinen in der Weise, daß daß die Teilchen des Metalls oder des Plattierungs-Katalysators, z.B. mittels Druck, auf die gesamte exponierte Oberfläche aufgebracht werden und die Teilchen von den nicht-haftfähigen oder nicht-klebrigen Bereichen entfernt werden. Geeignete Teilchen sind unter anderen solche aus Kupfer, Zinn, Blei, Lot, Mischungen aus Kupfer und Lot, Kupfer-Zinn-Legierungen, Zinn-Blei-Legierungen, Aluminium, Gold, Silber, Metalloxiden wie Titan(II)-oxid, Kupferoxid etc.. Ebenfalls brauchbar sind mit Metall überzogene Teilchen, z.B. mit Silber beschichtetes Glas. Die Teilchen haben einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 250 um, vorzugsweise einen mittleren Durchmesser von 1,0 bis 25 μΐη. Kupfer-Pulver wird bevorzugt.
Die Teilchen können aufgebracht (eingebettet) werden mit Hilfe bekannter Verfahren, einschließlich der
Tonungs-Verfahren, die in den üS-PSen 3 060 024, 3 649 268 und 4 069 791 beschrieben sind, jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist ebenfalls möglich, die Teilchen unter Einsatz eines Teilchen-Fließbetts aufzubringen, wie dies von Peiffer und Woodruff in Research Disclosure, Nr. 15882, Juni 1977, beschrieben ist. Gegebenenfalls kann die Haftung der Teilchen an der Bild-Oberfläche dadurch verbessert werden, daß man die Bildbereiche klebrig macht, z.B. durch Wärme einer Infrarot-Heizquelle. Dies kann während des Aufbringens der Teilchen erfolgen. Die Entfernung der überschüssigen Teilchen des Metalls, der Legierung oder des Plattierungs-Katalysators von den nicht-haftfähigen Bereichen, sofern nötig, ist in den oben bezeichneten US-PSen und in der Research Disclosure beschrieben, worauf hier verwiesen wird.
Das metallisierte oder katalysierte Laminat wird dann mittels einer ähnlichen Quelle aktinischer Strahlung, wie sie im Vorstehenden beschrieben wurde, durch ein speziell ausgerichtetes Bild von Durchgangsleitungen wenigstens eines überlagernden Segments der leitfähigen Schaltung hindurch belichtet, und die unbelichteten Bereiche der beiden photopolymerisierbaren Schichten werden mit Hilfe eines Lösungsmittels für diese entfernt, wodurch Durchgangswege mit Seitenwandungen gebildet werden. Vorzugsweise wird zur Entfernung der unbelichteten Bereiche in den beiden photopolymerisierbaren Schichten ein einziges Lösungsmittel verwendet. Zwei verschiedene Lösungsmittel, je eines für jede Schicht, können verwendet werden, falls dies erforderlich ist. Zu typischen Lösungsmitteln zählen 1,1,1-Trichloroethan, Perchloroethylen, Perchloroethylen und n-Butanol, 1,1,1-Trichloroethan und n-Butanol, Butyl-
und Ethylcellosolve*R*, Butyl-Carbitol*R' und 1,1,1-Trichloroethan und Derivate davon, verschiedene Alkohole, z.B. Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol etc. und 1,1,1-Trichloroethan etc.. Diese und andere einsetzbare Lösungsmittel sind in den Patenten beschrieben, die die betreffenden photohaftfähigen Zusammensetzungen offenbaren.
In feinteiliger Form wird das Metall, die Legierung oder der Plattierungs-Katalysator des im Vorstehenden beschriebenen Typs auf die Leitungswege gebracht, wobei das Metall oder der Katalysator an den Seitenwandungen der Leitungswege haften.
Zu diesem Zeitpunkt ist ein anderer wahlfreier Schritt, jedoch einer der vorzugsweise durchgeführt wird, das Härten der Schaltungsplatte durch Belichten der gesamten Schaltungsplatte mit ultravioletter Strahlung, z.B. aus einer Strahlungsquelle, wie sie oben beschrieben wurde, oder einer anderen Bestrahlungseinheit zum Härten mit UV-Strahlung, während eines Zeitraums im Bereich von z.B. 0,1 bis 10 min und/oder durch Erhitzen, z.B. auf eine Temperatur von bis zu 1500C für eine Dauer von wenigstens 10 s. Der Schritt des Härtens, sofern er durchgeführt wird, kann gleichzeitig mit dem Aufbringen der Teilchen des Metalls, der Legierung oder des Plattierungs-Katalysators und/oder im Anschluß an diesen Schritt erfolgen. Es ist wichtig, daß die Dauer und/oder die Temperatur, die in dem Härtungsschritt angewandt werden, begrenzt werden, um irgendeinen merklichen Abbau des photopolymerisierten Elements zu verhindern.
Arbeitsweisen für das stromlose Plattieren sind Fachleuten bekannt, z.B. diejenige, die in der US^-PS 4 054 483 beschrieben ist. Bäder zum stromlosen Plattieren sind im Handel erhältlich, z.B. bei Shipley Company, Revere, MA (USA), Kollmorgen Corp., Glen Cove, New York (USA) und von anderen Bezugsquellen. Die das Metall tragende Schaltungsplatte wird eine ausreichende Zeitspanne in dem Bad belassen, z.B. 1 bis 6 h, vorzugsweise 1 bis 4 h. Brauchbare Lösungen für das stromlose Plattieren werden in den folgenden Beispielen beschrieben, insbesondere auch in Beispiel II der US-PS 3 095 309. Die Bad-Temperatur für das stromlose Plattieren kann im Bereich von 430C bis 850C liegen und beträgt vorzugsweise 430C.
Eine bevozugte Ausführungsform der Erfindung wird in dem nachstehenden Beispiel 2 erläutert.
Anwendbarkeit in der Industrie
20
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Herstellung ermöglicht die Herstellung gedruckter Schaltungen mit zwei oder mehr Schichten und zwischen diesen verlaufenden Zwischenverbindungen ohne das Bohren oder. Stanzen der erfordlichen Löcher und ohne die zeitraubende chemische Katalysierung der Durchgangslöcher. Die gedruckten Schaltungen werden so hergestellt, daß im wesentlichen keine Fremdplattierung auf den Hintergrundbereichen stattfindet. Das Verfahren macht aufgrund der Trennung des Ansprechens der Oberfläche (kein Hintergrund-Toner) der oberen photopolymerisierbaren Schicht von dem Ansprechen des Hauptvolumens der unteren photopolymerisierbaren Schicht einen breiteren Spielraum für die Formulierungen der Schaltungen verfügbar (Entwicklungsspielraum für die Formulierung der Leitungswege, Toner-
Aufnahmefähigkeit für die belichteten und entwickelten Wandungen der Leitungswege sowie physikalische Eigenschaften.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, in denen Teile und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen sind» Die Molekulargewichte der polymeren Verbindungen sind Gewichtsmittel der Molekulargewichte (M ) . Das M des Polymers kann mit Hilfe einer Lichtstreuungs-Methode unter Einsatz bekannter Standard-Proben, z.B. Polystyrol, Polymethacrylsäure, Polymethylmethacrylat etc. bestimmt werden, wie Fachleuten bekannt ist.
Beispiel 1
Ein beidseitig mit Kupfer bedrucktes Laminat für Schaltungen (1 Unze (2,8 g) Kupfer auf jeder Seite), in Fachkreisen als Masseebene (ground plane) bezeichnet, wurde in Stücke der Größe 15,2 cm χ 15,2 cm (6 inch x 6 inch) geschnitten, und die Kupfer-Oberflächen auf beiden Seiten wurden mechanisch geschrubbt mit einer
(R)
Somacal ;LD-Bürste für gedruckte Schaltungen (Warenzeichen der 3M Co., St. Paul, MN (USA)). Die geschrubbte Platte wurde eingetaucht in eine wie folgt hergestellte Lösung:
Ca) Zu 2 500 g destilliertem Wasser gibt man
(b) 380 g konzentrierte Salzsäure, setzt
(c) 376,6 g Benzotriazol zu und füllt
(d) mit destilliertem Wasser auf 3 800 g auf. Danach
(e) wird 1 Teil mit 9 Teilen destilliertem Wasser verdünnt.
Die behandelte Schaltungsplatte wurde 3 min in einen Behälter mit Spülwasser getaucht und etwa 30 s mit destilliertem Wasser abgespült. Man ließ die Platte trocknen und erhitzte sie danach in einem Ofen etwa 15 min auf 1500C. Eine Polyethylenterephthalat-Folie, die auf einer Seite mit 16.250-Trennmittel der Custom Coating and Laminating Corp., Worcester, MA (USA), (in Fig. IA nicht eingezeichnet) behandelt war und eine lichtempfindliche Schicht (2 in Fig. IA) von etwa 0,05 mm (0,0020 inch) Dicke der im Folgenden angegebenen Zusammensetzung trug, wurde auf die beheizte Schaltungsplatte (1 in Fig. IA) mit einer Geschwindigkeit von 0,61 m/min (2 feet/min) bei etwa 103pC in
(R)
einem Riston* 7HRL-24-Laminator, hergestellt von E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE (USA) , auflaminiert.
Bestandteil Menge (Teile)
Methylmethacrylat (46)/Acrylnitril (9)/ 14,59
Butadien (14)/Styrol (31)-Harz
Polymethylmethacrylat, logarithm. -5,98
Viskositätszahl 0,50;
25
Kautschuk _/~3 % carboxy-modifiziertes 12,72
Acrylnitril (27)/Butadien (73)_7
hochmolekular, mittl. Mooney-Viskosität 45;
Pentaerythrittriacrylat 19,29
Di (3-acryloxy-2-hydroxypropyl)ether 19,29
von Bisphenol A
4-Chlorobenzophenon 4,64
Michler's Keton 0,32
Grün-Pigment ^1* 0,09
Mit Polyethylen bedecktes Talkum 23,08
^1 ■ Monastral Green'R' (Pigment 30%), in der Walzenmühle vermischt mit Methylmethacrylat (34)/Styrol (42)/Acrylnitril (8)/Butadien (16)-Interpolymer.
Die Polyethylenterephthalat-Schutzfolie (in Fig. IA nicht eingezeichnet) wurde von der lichtempfindlichen Schicht entfernt, und ein zweites lichtempfindliches Element mit einer 0,013 mm (0,0005 inch) dicken, mittels Elektronen-Entladung (0,07 Coulomb/ft2) behandelten Polyethylenterephtalat-Folie (in Fig. IA nicht eingezeichnet), das eine lichtempfindliche Schicht von (3 in Fig. IA) von etwa 0,0038 mm (0,00015 inch) Dicke der im Folgenden angegebenen Zusammensetzung trug, wurde auf die erste laminierte Schicht unter den gleichen Bedingungen, wie sie oben beschrieben wurden auflaminiert, jedoch mit der Abweichung, daß die Temperatür der Laminierung die Raumtemperatur war.
Bestandteil Menge (Teile)
1 Di-(3-methacryloxy-2-hydroxypropyl)- 52,0
ether des Bisphenols A
2 Polymethylmethacrylat, hochmolekular, 41,4
„ logarithm. Viskositätszahl 1,25;
" - 24 -
3 ^-o-Chlorophenyl-^S-diphenyl- 2,2
imidazolyl)-Dimer
4 2-(Stilbyl-4")-(naphtho-l',2I:4,5)- 2,2
1,2,3-triazol-2"-sulfonsaurephenylester
5 2-Mercaptobenzoxazol 1,5
6 Polyethylenoxid, Mw 600 000; 0,7
Nach dem Stehen über Nacht wurde das im Vorstehenden beschriebene Laminat durch ein positives Linien-Bild
(4) in Fig» IB einer Schaltung hindurch belichtet,
(R)
wobei eine Lichtquelle Riston PC-24, hergestellt von E.I. du Pont de Nemours and Company, mit einer Leistung von 5 kW und einer 10-Einheiten-Einstellung (10 unit setting) unter Vakuum verwendet wurde. Nach der Entfernung der mittels Elektronen-Entladung behandelten PoIyethylenterephtalat-Folie (in Fig. IA nicht eingezeichnet) wurde das belichtete Laminat in 4 Cyclen mit Kupfer-Pulver einer mittleren Teilchengröße von 1 μπι kaskaden-getont. Das überschüssige Kupfer-Pulver auf den Hintergrund-Bereichen wurde mit feuchten Tüchern in 10 Cyclen abgewaschen, und das Produkt wurde an der Luft trocknen gelassen. Wie in Fig. IC dargestellt ist, wurde das Kupfer-Pulver 5 auf den klebrigen Bildbereichen 6 festgehalten, die den undurchlässigen Bereichen 7 des in Fig. IB gezeigten Linien-Schaltungsbildes 4 entsprechen.
Das mit Kupfer getonte Element wurde durch ein Target der Leitungswege (8 in Fig. ID) in Ausrichtung mit dem oben beschriebenen getonten Bild hindurch belichtet,
mit der Abweichung, daß die Belichtung in der Belichtungs-Einrichtung auf 80 Einheiten eingestellt wurde.
Das erneut belichtete Element wurde 90 s in Chloroform
(R)
unter Einsatz eines Entwicklungsgeräts Riston Modell C Processor, hergestellt von E.I. du Pont de Nemours and Company Inc., Wilmington, DE (USA), entwickelt, um das Kupfer-Pulver und das photopolymerisierbare Material bis hinab zu der Masseebene ausschließlich in den Bereichen zu entfernen, die nicht der aktinischen Strahlung ausgesetzt wären. (Der Leitungsweg ist als 9 in Fig. IE dargestellt.) Das Element wurde mittels eines Kissens getont, wobei ein das oben beschriebene Kupfer-Pulver enthaltende Mohair-Kissen verwendet wurde. Das überschüssige Kupfer-Pulver wurde durch Abwischen mit feuchten Tüchern in 10 Cyclen entfernt. Es wurde gefunden, daß das Kupfer-Pulver an den Wandungen der Leitungswege (10 in Fig. IF) haftete. Das Element wurde dann unter UV-Strahlung gehärtet, wobei ein Argus International PC-7100 Ultraviolett Processor mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,05 m/min (10 feet/min) verwendet wurde. Das gehärtete Element wurde in einem Ofen 2h bei 1500C gehärtet. Ein Kontroll-Element wurde in gleicher Weise wie im Vorstehenden beschrieben hergestellt, jedoch mit der Abweichung, daß nur die dickere untere photopolymerisierbare Schicht vorhanden war, und das. Element wurde durch das positive Linien-Bild der Schaltung hindurch mit einer Einstellung von 15 Einheiten belichtet.
Die beiden getonten Elemente wurden durch Waschen mit einer warmen Seifenlösung mit einem pH von etwa 9 gewaschen, nachfolgend mit warmem Wasser abgespült und trocknen gelassen. Die getonten Elemente wurden 20 min
in 15-proz. Schwefelsäure-Lösung getaucht und anschließend in einem Wasser-Behälter und dann in einem Behälter mit destilliertem Wasser jeweils 30 s abgespült. Die abgespülten getonten Elemente wurden direkt in ein Kupfer-Bad zum stromlosen Plattieren gebracht, das von Photocircuits Kollmorgen, Glen Cove, New York (USA), unter der Benennung PCK AP-480 (bezeichnet als additives Plattierbad 480, stromlose Kupfer-Additions-Technologie) bezogen worden war, und 2 h in dem Plattierbad belassen. Die stromlos plattierte Schaltung (11 in Fig. IG) mit einem elektrisch leitenden Verbindungsweg (12 in Fig. IG) und darunter liegender leitfähiger Oberfläche und die Kontrollschaltung wurde 1 min in Wasser gespült, 3 min in die oben bezeichnete Benzotriazol-Lösung getaucht, wiederum in Wasser gespült und getrocknet. Die beiden Schaltungen wurden 1- h bei 1500C gehärtet, abgekühlt und getestet.
Das Kontroll-Element ergab eine schwere Fremdplattierung im Hintergrund und schlechte Bilder der feinen Linien. Das zweischichtige Element gemäß der vorliegenden Erfindung war im wesentlichen frei von Fremdplattierung und lieferte eine gute Auflösung der feinen Linien. Die Fremdplattierung vermag Kurzschlüsse hervorzurufen und das Auflösvermögen feiner Linien einzuschränken.
Seispiel 2
Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit den folgenden Änderungen: Bei der Herstellung des zweischichtigen Laminats wurde die mit der Elektronen-Entladung behandelte Polyethylenterephthalat-Folie fortgelassen und
vor der Belichtung durch eine mit Silicon-Trennmittel behandelte Polyethylenterephthalat-Folie ersetzt. Beide Elemente erhielten eine anfängliehe bildmäßige Belichtung durch das positive Linien-Bild der Schaltung hin- durch mit einer Einstellung von 15 Einheiten und wurden
(R)
mit kugelförmigen Teilchen aus Cerac Kupfer-Pulver (Charge No. 4251) mit einem mittleren Durchmesser von etwa 2,85 μπν, die aus einer zerstäubten Schmelze hergestellt worden waren, getont.
·
Das erfindungsgemäße zweischichtige Element war im wesentlichen frei von Fremdplattierung und ergab eine hervorragende Feinauflösung der Linien, während die Kontrolle in den feinen Linien und deren Zwischenräumen schwerwiegende Kurzschlüsse aufwies. Dieses Beispiel zeigt auf, daß das Element gemäß der vorliegenden Erfindung dramatische Verbesserungen sowohl in bezug auf Fremdplattierung als auch in bezug auf die Auflösung feiner Linien bringt, selbst dann, wenn ein Kupfer-Pulver mit höherer Teilchengröße als Plattierungs-Katalysator verwendet wird.
Beispiel 3
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Abweichung, daß die dicke untere Schicht (Hauptvolumen-Schicht) die folgende Zusammensetzung aufwies:
Bestandteil Menge (Teile)
Polymethylmethacrylat, logarithm. 5,60
Viskositätszahl 0,50;
Kautschuk _/~3 % carboxy-modifiziertes 2,30
Acrylnitril (27)/Butadien (73)_7 hochmolekular, mittl. Mooney-Viskosität 45;
Di(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)ether 24,40
von Bisphenol A
4-Chlorobenzophenon 5,40
Michler's Keton 0,30
Grün-Pigment wie für die untere 0,10
Schicht in Beispiel 1 beschrieben
Methylmethacrylat/Butadien/Styrol- 13,40
Terpolymer
Copolymer aus Epichlorohydrin und 12,50
Ethylenoxid
20
Trimethylolpropantriacrylat 4,60
Tripropylenglycoldiacrylat 3,50
Ton Harwick # 71(2) 27,85
weißes rieselfähiges Pulver mit maximal 0,3 % flüchtigen Bestandteilen; Teichengrößen-Verteilung maximal 10 % auf Sieb 0,350 mm (45 mesh) Weite, maximal 10 % durch Sieb 0,044 mm (325 mesh) Weite, spez. Gewicht 1,0, vertrieben von Rohm and Haas, Philadelphia, PA (USA), unter dem Warenzeichen Acryloid1 ' KMBTA-III-F.
(2)
- Ton hoher Helligkeit mit einer chemischen Zusammensetzung: SiO2 (45,5 %), Al3O3 (38,3 %) , Fe3O3 (0,3 %) , TiO2 (1,5 %), CaO (0,1 %), Na3O (0,1 %), K3O (Spur), spez. Gewicht 2,58, mittlere Teilchengröße 0,55 μπι, Öl-Absorption (ASTM D-281-31) von 37 bis 41, Brechungsindex 1,56, pH 6,5 bis 7,5, vertrieben von Harwick Chemical Corp., Akron, Ohio (USA) .
Statt daß das zweischichtige Element über Nacht aufbewahrt wurde, wurde es 3 min in einem Ofen bei 15O0C gehärtet. Die anfängliche bildmäßige Belichtung durch das positive Linien-Bild der Schaltung hindurch erfolgte mit einer Einstellung von 8 Einheiten. Die anfängliche Tonung erfolgte mit dem in Beispiel 2 beschriebenen
(R)
Cerac Kupfer-Pulver. Nach dem anfänglichen Tonen wurde das Kontroll-Element dieses Beispiels vor dem Abwaschen mit den feuchten Tüchern 3 min in einem Ofen bei 1500C gehärtet, während das erfindungsgemäße Element 3 min bei 1500C nach dem Abwaschen mit den feuchten Tüchern gehärtet wurde. Die Belichtung der Leitungs-Durchgangswege der Elemente erfolgte mit 30
(R) Einheiten. Die Elemente wurden mit einem Riston
Modell B Processor, hergestellt von E.I. du Pont de Nemours and Company Inc., Wilmington, DE (USA), entwickelt. Das zweischichtige Element gemäß der vorliegenden Erfindung ergab im Vergleich zu dem Kontrollelement einen verbesserten Hintergrund und eine verbesserte Linienauflösung und -begrenzung.
30
Beispiel 4
Eine doppelseitig mit Kupfer bedruckte Schaltungsplatte entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 wird mit
zwei lichtempfindlichen Schichten der folgenden Zusammensetzungen unter den für die untere lichtempfindliche Schicht in Beispiel 1 angegebenen Laminierungsbedingungen laminiert.
5
Untere Schicht Bestandteil Menge (Teile)
Methylmethacrylat/Butadien/Styrol- 10,20
Terpolymer wie in Beispiel 3;
Kautschuk /~3 % carboxy-modifiziertes 10,60 Acrylnitril (27)/Butadien (73)_7
hochmolekular, mittl. Mooney-Viskosität 45;
Di(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)ether 42,30
von Bisphenol A
Trimethylolpropantriacrylat 2,20
Methylmethacrylat-Harζ * 1 * 4,30
Michler's Keton 0,03
4-Chlorobenzophenon 3,97
Ton Harwick #71 wie in Beispiel 3 26,40
Polymer mit mittlerem Molekulargewichtsbereich, logarithmische Viskositätszahl 0,45, gemessen mit 0,25 g Polymer gelöst in 50 ml Chloroform bei 25°C mittels eines Cannon-Fenske-Viskosimeters No. 50,
~r' "'■:.::: 353779a
spez. Gewicht (25°/250C) 1,15, Glasübergangs-Temperatur 87°C, Tukon-Härte (Knoop-Zahl) 17, Säurezahl 0. vertrieben von E.I. du Pont de Nemours and Company Inc., Wilmington, DE (USA), unter dem
(R)
Warenzeichen Elvacite 2009 Methyl Methacrylate Resins.
Obere Schicht
Bestandteil Menge (Teile)
Methylmethacrylat-Harz^ 31,9
Di(3-acryloxy~2-hydroxypropyl)ether 51,6
von Bisphenol A
Trimethylolpropantriacrylat 10,0
2-(Stilbyl-4")-(naphtho-lI,2':4,5)- 2,2
1,2,3-triazol-2"-sulfonsäurephenylester
2-Mercaptobenzoxazol 1,5
4-Chlorobenzophenon 2,0
Michler's Keton 0,1
(2)
Polyethylenoxidv ' 0,7
* ' Polymer mit hohem Molekulargewichtsbereich, logarithmische Viskositätszahl 1,20, gemessen mit 0,25 g Polymer gelöst in 50 ml Chloroform bei 25°C mittels eines Cannon-Fenske-Viskosimeters No. 50,
Glasübergangs-Temperatur 950C, Tukon-Härte (Knoop-Zahl) 19, typische Viskosität in Toluol bei 25°C (mit 17,5 % festen Anteilen) 1 400 mPa.s (cP).
(2)
* Wasserlösliches Harz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 400 000 und einem Viskositätsbereich bei 250C (5-proz. Lösung) von 2 250 bis 3 350 mit einer Brookfield-Viskosimeter-Spindel Nr. 1 bei 2 Umdrehungen.min , im Handel erhältlich als Polyox(R) WSRN 3000, Union Carbide Corp., New York, NY (USA).
Das oben beschriebene Laminat wird durch ein positives Linien-Bild einer Schaltung hindurch 6 s mit einer Tama-
rack*R' 152R-Belichtungseinheit, einer 1000 W -Quecksilber-Bogenquelle mit Kollimator, belichtet. Nach der Entfernung der Polyethylenterephthalat-Folie wird das belichtete Laminat mit Kupfer-Pulver getont, und der Überschuß wird entfernt, wie dies in Beispiel 1 beschrieben ist. Das mit Kupfer getonte Element wird durch ein Verbindungsweg-Target in Ausrichtung mit dem getonten Bild hindurch 60 s mit Hilfe der oben beschriebenen Belichtungs-Vorrichtung belichtet. Das getonte Element wird dann entwickelt, mit Kupfer-Pulver getont, das überschüssige Kupferpulver wird entfernt, das Element wird mit UV-Strahlung gehärtet, in einem Ofen gebrannt, behandelt und stromlos plattiert, wie dies alles in Beispiel 1 beschrieben ist.
Das zweischichtige Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen frei von Fremdplattierung und ergibt eine gute Auflösung der feinen Linien.

Claims (9)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von zwei Schichten aufweisenden gedruckten Schaltungen mit leitenden Verbindungen zwischen diesen, durch
(a) gleichzeitiges oder nacheinander erfolgendes Laminieren zweier photopolymerisierbarer Schichten auf ein ein Muster einer Schaltung tragendes Substrat, einer klebrigen unteren Schicht (1) mit einer Dicke von 0,013 bis 0,254 mm (0,0005 bis 0,010 inch), die für das Ansprechen des Hauptvolumens formuliert ist und ein elastomeres polymeres Bindemittel mit einem Tg-Wert von -1O0C oder darunter, eine ethylenisch ungesättigte monomere Verbindung und einen Photoinitiator oder ein Photoinitiator-System umfaßt, und
einer klebrigen oberen Schicht (2) , die dünner als die untere Schicht (1) ist, mit einer maximalen Dicke von 0,013 mm (0,0005 inch), die für das Ansprechen der Oberfläche formuliert ist, eine optische Dichte im Bereich von 0,3 bis 1,5 in
wenigstens einem Teil des aktinischen Spektralbereichs aufweist und ein nicht-elastomeres polymeres Bindemittel, eine ethylenisch ungesättigte monomere Verbindung, die gleich oder ungleich der monomeren Verbindung in Schicht (1) sein kann, und einen Photoinitiator oder ein Photoinitiator-System, das gleich oder ungleich dem Photoinitiator oder Photoinitiator-System von Schicht (1) sein kann, umfaßt;
(b) Belichten des Laminats mittels aktinischer Strahlung durch ein speziell ausgerichtetes Bild einer Schaltung hindurch, das in Beziehung zu dem darunter liegenden Muster der Schaltung steht, wobei wenigstens ein Segment derselben wenigstens ein Segments des Musters der leitfähigen Schaltung überlagert, wobei die unbelichteten Bereiche der
i, oberen Schicht (2) klebrig bleiben und die belich-
teten Bereiche der oberen Schicht (2) nichtklebrig werden;
(c) Einbetten eines feinteiligen Metalls, einer feinteiligen Legierung oder eines Plattierungs-Katalysators in die unbelichteten Bereiche;
(d) gegebenenfalls Erhitzen des metallisierten oder katalysierten Laminats;
(e) Belichten des metallisierten oder katalysierten Laminats mittels aktinischer Strahlung durch ein speziell ausgerichtetes Bild von Durchgangsleitungen wenigstens eines überlagernden Segments der leitfähigen Schaltung hindurch;
(f) Entfernen der unbelichteten Bereiche der photopolymerisierbaren Schichten mit einem Lösungsmittel für diese, wodurch Durchgangsleitungen durch die Schichten (1) und (2) hindurch gebildet werden, wobei die Seiten der Durchgangsleitungen
der klebrig bleibenden belichteten Schicht (1) entsprechen, wobei Segmente der darunter liegenden Muster der Schaltung freigelegt werden;
(g) Einbetten eines feinteiligen Metalls, einer feinteiligen Legierung oder eines Plattierungs-Katalysators in die Durchgangsleitungen, wobei das Metall oder der Katalysator in die Seiten der Durchgangsleitungen eingebettet werden;
(h) gegebenenfalls Härten des Laminats durch Belichten des Laminats mittels aktinischer Strahlung und/oder Erhitzen;
(i) stromloses Plattieren der metallisierten oder katalysierten Laminats Durchgangsleitungen, der freigelegten Segmente und des darüber liegenden Bildes der Schaltung, wodurch ein Muster einer leitfähigen Schaltung, in der die Verbindungen untereinander durch elektrisch leitfähigen Durchgangsleitungen hergestellt sind, gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine elektrisch leitfähige Oberfläche trägt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a) bis (i) wenigstens einmal wiederholt werden, wobei das Muster der in Schritt
(i) erhaltenen, frisch plattierten Schaltung für den nachfolgenden Schritt (a) eingesetzt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (d) darin enthalten ist und das metallisierte oder katalysierte Laminat auf eine Temperatur bis zu 1000C erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinteilige Material ein Metall-Pulver mit einem mittleren Druchmesser von 1,0 bis 250 μΐη ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall-Pulver Kupfer oder eine Kupfer-Legierung ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an Schritt (g) das metallisierte oder katalysierte Laminat durch Erhitzen auf eine Temperatur bis zu wenigstens 1500C gehärtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an Schritt (g) das metallisierte oder katalysierte Laminat durch Belichten des Laminats insgesamt mittels aktinischer Strahlung gehärtet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke der unteren Schicht
(1) zu der Dicke der oberen Schicht (2) wenigstens 2 : 1 ist.
DE19853537796 1984-10-26 1985-10-24 Verfahren zur herstellung mehrschichtiger gedruckter schaltungen Granted DE3537796A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/665,002 US4567062A (en) 1984-10-26 1984-10-26 Process for photoformed plastic multistrate using two layer film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3537796A1 true DE3537796A1 (de) 1986-04-30
DE3537796C2 DE3537796C2 (de) 1989-03-30

Family

ID=24668318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853537796 Granted DE3537796A1 (de) 1984-10-26 1985-10-24 Verfahren zur herstellung mehrschichtiger gedruckter schaltungen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4567062A (de)
JP (1) JPS61114851A (de)
DE (1) DE3537796A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4902610A (en) * 1985-08-02 1990-02-20 Shipley Company Inc. Method for manufacture of multilayer circuit board
JPS6364394A (ja) * 1986-09-05 1988-03-22 株式会社日立製作所 プリント配線板の製造方法
US4859571A (en) * 1986-12-30 1989-08-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Embedded catalyst receptors for metallization of dielectrics
US4737446A (en) * 1986-12-30 1988-04-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for making multilayer circuits using embedded catalyst receptors
US4720322A (en) * 1987-04-13 1988-01-19 Texas Instruments Incorporated Plasma etching of blind vias in printed wiring board dielectric
US5368884A (en) * 1991-11-06 1994-11-29 Nippon Paint Co., Ltd. Method of forming solder mask
TW277204B (de) * 1994-12-02 1996-06-01 Nippon Paint Co Ltd
US5545510A (en) * 1995-03-28 1996-08-13 Mac Dermid, Inc. Photodefinable dielectric composition useful in the manufacture of printed circuits
JP3398557B2 (ja) * 1997-01-29 2003-04-21 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 表層配線プリント基板の製造方法
US6016005A (en) * 1998-02-09 2000-01-18 Cellarosi; Mario J. Multilayer, high density micro circuit module and method of manufacturing same
US7052824B2 (en) * 2000-06-30 2006-05-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for thick film circuit patterning

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4469777A (en) * 1983-12-01 1984-09-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Single exposure process for preparing printed circuits

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4157407A (en) * 1978-02-13 1979-06-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Toning and solvent washout process for making conductive interconnections
EP0003801B1 (de) * 1978-02-17 1982-06-09 E.I. Du Pont De Nemours And Company Verwendung einer fotoempfindlichen Unterlage zur Erzeugung von Durchgangslochverbindungen in Leiterplatten
US4329620A (en) * 1979-02-23 1982-05-11 Raytheon Company Cathode ray tube with light transparent panel and adhesive therefor
US4454168A (en) * 1982-09-29 1984-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Printed circuits prepared from metallized photoadhesive layers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4469777A (en) * 1983-12-01 1984-09-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Single exposure process for preparing printed circuits

Also Published As

Publication number Publication date
US4567062A (en) 1986-01-28
JPH0217355B2 (de) 1990-04-20
JPS61114851A (ja) 1986-06-02
DE3537796C2 (de) 1989-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1219378A (en) Single exposure process for preparing printed circuits
DE3788479T2 (de) Laminierung eines photopolymerisierbaren Films auf einem Träger mittels einer nicht photoempfindlichen flüssigen Zwischenschicht.
DE68909853T2 (de) Verfahren und Film zur Herstellung von gedruckten Schaltungsplatten.
DE2752900C2 (de) Verfahren zum Aufbringen eines trockenen Photoresistfilms auf ein Substrat
DE69324548T2 (de) Auf photographischem Wege aufzeichnende und durch Wasser entwickelbare, dauerhafte Mehrschicht-Beschichtungen für Leiterplatten
EP0105421B1 (de) Lichtempfindliches Schichtübertragungsmaterial und Verfahren zur Herstellung einer Photoresistschablone
DE4229547A1 (de) Verfahren zum herstellen einer mehrschichtigen gedruckten schaltungsplatte
DE69030234T2 (de) Lichtvernetzbares kunststofflaminat und verfahren zur herstellung einer gedruckten leiterplatte unter dessen verwendung
DE69603774T2 (de) Wässrig entwickelbare, mehrschichtige, durch Licht abbildbare, dauerhafte Überzugsmittel für gedruckte Schaltungen
DE3242800C2 (de)
EP0339306B2 (de) Verwendung eines lichtempfindlichen Gemischs mit Carboxylgruppen enthaltenden Bindemitteln zur Bildaufzeichnung
DE3537796A1 (de) Verfahren zur herstellung mehrschichtiger gedruckter schaltungen
DE3541427C2 (de)
DE3108080A1 (de) Verfahren zur herstellung einer gedruckten schaltung
DE3517796A1 (de) Verfahren zur herstellung von elektrisch isolierendem basismaterial fuer die fertigung von durchkontaktierten leiterplatten
DE4220829A1 (de) Lichtempfindliches uebertragungsmaterial und verfahren zur herstellung eines bildes
DE4310814C2 (de) Verfahren zur Beschichtung von Leiterplatten
DE69630555T2 (de) Photostrukturierbare dielektrische Zusammensetzung zur Verwendung in der Herstellung von Leiterplatten
EP0549791A1 (de) Mehrlagenleiterplatte und verfahren zu ihrer herstellung
EP0173057A2 (de) Durch Strahlung polymerisierbares Gemisch
EP0141921B1 (de) Durch Strahlung polymerisierbares Gemisch und daraus hergestelltes Kopiermaterial
DE69605056T2 (de) Lötstopmaske zur herstellung gedruckter schaltungen
DE3485833T2 (de) Fluessiges chemisches verfahren zur herstellung von leitfaehigen durchgehenden loechern durch eine dielektrische schicht.
DE69319277T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Leiterplatte und daraus erhaltenes Produkt
DE3037521A1 (de) Photopolymerisierbare masse

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee