DE2323542A1 - Gedruckte schaltung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

THOMSOIi - CSP
173f Bd. Haussmann
PARIS 8e /Frankreich

Unser Zeichen: T 1371

Gedruckte Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen, das die Anfertigung von Schaltungen mit sehr kleinen Abmessungen gestattet. Bei den derzeitigen Methoden bestehen die gedruckten Schaltungen aus auf einem isolierenden Substrat abgeschiedenen Leiterbahnen.

Bestimmte Bahnen müssen dabei das Substrat durch metallisierte Löcher hindurch durchqueren. Diese Löcher sind vorher in das Substrat gebohrt worden und ihre Metallisierung erfolgt während verschiedener Herstellungsstufen. Damit diese Metallisierung unter guten Bedingungen erfolgen kann, müssen die Löcher einen ausreichenden Durchmesser besitzen. Diese Voraussetzung

Dr.Ha/Gl

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bedingt eine Beschränkung der Miniaturisierung gedruckter Schaltungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen ermöglicht die Erzielung von Schaltungen mit wesentlich kleineren Abmessungen als sie bei den bekannten Verfahren erhältlich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß auf einem Metallsubstrat, durch eine lichtempfindliche Harzmaskierung hindurch eine durch Säuren leicht angreifbare Metallschicht gebildet wird, wobei diese Schicht sich in den nicht durch die Maskierung geschützten Bereichen bildet und in den geschützten Bereichen Löcher aufweist; nach Entfernung der Maskierung dient diese Schicht nach Ablösung von dem Substrat als provisorischer Träger für die Leiterbahnen, wird dann stückweise entfernt und durch ein Isoliermaterial ersetzt.

Die Erfindung wird aufgrund der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung besser verständlich.

In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 und 2 im Querschnitt bzw. als Draufsicht eine gedruckte Schaltung mit zwei Schichten nach Ende der ersten Herstellungsstufe;

Pig. 3 und 4· Schnittansichten der Schaltung nach der ersten bzw. der dritten Herstellungsstufe;

Pig. 5 die Schaltung nach der vierten Herstellungsstufe;

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Pig. 6 und 7 eine Schnittansicht bzw. eine Draufsicht auf die Schaltung nach Ende der fünften Her-Btellungsstufe;

Pig. 8 und 9 eine Schnitt- bzw. perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach Ende der sechsten Herstellungsstufe j

Pig. 10, 11 und 12 perspektivische Darstellungen der Torrichtung während der drei letzten Herstellungsstufen und

Pig. 13 bis 17 Schnittansichten einer Schaltung mit drei Schichten während verschiedener Herstellungsstufen.

In Pig. 1 und 2 wurden auf einem Metallsubstrat, z.B. aus rostfreiem Stahl, zwei Pföstchen 2 aus lichtempfindlichem Harz abgeschieden, beispielsweise durch Maskierung und Entfernung des belichteten Harzes. Diese beiden Pföstchen befinden sich an den Stellen, wo die späteren Leiter von zwei übereinanderbefindlichen Schichten der gedruckten Schaltung in elektrischen Kontakt gebracht werden sollen.

In Pig. 3 wurde durch Elektrolyse eine Schicht 3 aus einem chemisch leicht angreifbaren Metall auf dem Substrat abgeschieden, beispielsweise eine Kupferschicht. Die Pföstchen 2 verhinderten jede Metallabscheidung auf dem durch sie geschützten Substrat.

In Pig. 4- wurde das lichtempfindliche Harz entfernt und an seiner Stelle verbleiben zwei Löcher 4 in der Schicht 3.

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In Pig. 5 wurde die Kupferschicht von dem Substrat abgelöst.

Durch Maskierung und Photogravierung wurden auf beiden Seiten der Kupferschicht Aussparungen 5 in Form von lichtempfindlichen Harzbändern abgeschieden, wobei auf diesen beiden Seiten die Teile der Kupferschicht frei Kleiben, auf welchen die späteren Leiterbahnen abgeschieden werden sollen.

In Pig. 6 und 7 wurden durch Elektrolyse die Leiter 6, 8 und 10 auf der Oberseite und der Leiter 7 auf der Unterseite abgeschieden. Diese Leiter bestehen aus einem Metall, das gegenüber den das erste Metall zerstörenden chemischen Reagenzien beständig ist. Dieses Metall ist beispielsweise Gold. In den Löchern 4 scheidet sich ebenfalls Gold unter Bildung der Metallösen 9 ab. Man erhält so Leiterbahnen 8 und 7 und 7 und 10, die miteinander durch die ösen 9 verbunden sind.

Jedoch besitzt die Bahn 6 keinerlei Verbindung mit einer Bahn der gegenüberliegenden Seite.

In den folgenden Stufen wird das Problem der Kupferentfernung und seines etappenweisen Ersatzes durch ein Isoliermittel zur Aufrechterhaltung der Festigkeit der Anordnung gelöst.

In Pig. 8 wurde das Harz 5 entfernt.

In Pig. 9».10 und 11 wurde das ganze auf einen starren und isolierenden Träger 50 aufgesetzt. Harzpföstchen 12 wurden unter Bedeckung der während vorhergehender Verfahrensstufen freigelegten Kupferschicht aufgebracht

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and zwar an der Stelle, wo die Leiter 6 und 7 sich kreuzen, ohne miteinander verbunden zu sein und auf einem Teil des Leiters 6. Die übrigen Teile 14 sind nicht von Harz bedeckt.

Das ganze wird dann einem chemischen Angriff ausgesetzt, welcher das Kupfer auf den Flächen 14 entfernt.

Das Kupfer wird in seiner ganzen Dicke entfernt und verbleibt nur bei 30 unter den Pföstchen 12 (Pig. 10).

Die Ösen 9 und das Kupfer 30 unter den Pföstchen 12, sowie das Substrat 50 gewährleisten die Festigkeit der Vorrichtung (Fig. 11).

In Fig. 12 wurde das Kupfer da, wo es zerstört worden war, durch eine Isolierschicht 15 ersetzt. Das Pföstchen 12 ist entfernt worden und das ganze wurde erneut einem öhemischen Angriff ausgesetzt. Der Kupferrest 30 wird dabei entfernt. Er wird durch das Isoliermittel (Fig. 12) ersetzt. Diese beiden letzteren Verfahrensstufen ermöglichten die Aufrechterhaltung eines mechanischen Trägers für die ganze Anordnung.

Die gleiche Methode ermöglicht die Herstellung von Schaltungen mit drei oder mehr Schichten.

Fig. 13 und 14 zeigen im Schnitt bzw. als Draufsicht zwei Leitergruppen8, 6 und 7, die auf den beiden Seiten eines provisorischen Kupferträgers 3 auf die nachstehend beschriebene Weise abgeschieden wurden. Durch Maskierung war in dem Leiter 7 ein Loch 16 gebildet worden. Durch dieses Loch wird eine spätere Leiterbahn einer dritten Ebene mit der Leiterbahn 6 in Verbindung treten. In

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Fig. 15 wurde durch Maskierung ein.Pföstchen 17 aus lichtempfindlichem Harz in dem Loch 16 abgeschieden und eine elektrolytisch abgeschiedene Kupferschicht umhüllte das ganze. Das Pföstchen 17 verhindert dabei, daß das Kupfer 18 sich auf den Wänden des Lochs abscheidet.

In Pig. 16 wurde daB Pföstchen 17 entfernt und durch Elektrolyse und Maskierung wurden die beiden Leiterbahnen 19 und 20 der dritten Ebene abgeschieden.

Die Leiterbahn 20 steht durch eine leitende Öse 21 mit der Bahn 7 in Verbindung, da das Pföstchen 17 eine Kupferabscheidung auf den vergoldeten Wänden des Lochs 16 verhindert hat. Die beiden Leiterbahnen 20 und 7 sind somit miteinander verbunden.

In Pig. 17 wurden Schutzpföstchen 23 aus Harz auf den beiden Seiten der Anordnung abgeschieden und zwar an den Stellen, an denen die Leiter verschiedener Ebenen sich ohne Verbindung kreuzen, wie im Pail von zwei Leiterschichten.

Der chemische Angriff wird dann wie in Bezug auf Pig. bis 12 beschrieben durchgeführt.

Die Erfindung ermöglicht die Erzielung von Schaltungen mit sehr geringen Abmessungen. Die Ösen besitzen Durchmesser bis herab zu 5 Mikron.

Jede Durchbohrung von Isoliermittel und Metallisierung wird vermieden. Außerdem wird jede Leiterbahn durch einen einzigen Elektrolysevorgang erhalten. Die Kontinuität bei der Abscheidung einer Leiterbahn wird nie

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unterbrochen; die Dicke der Leiterbahn ist gleichmäßig und die Zuverlässigkeit wird wesentlich erhöht.

Natürlich kann man jede Kombination von zwei Metallen verwenden, vorausgesetzt, daß das eine gegen das chemische Reagenz, welches das andere zerstört, "beständig ist.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   1J Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen -^ mit mindestens zwei Leiterebenen mit sehr geringen Abmessungen, dadurch gekennzeichnet, daß

   (I) auf einem Metallsubstrat durch eine liehtemfpindliche Harzmaske eine erste, von einem chmischen Reagenz angreifbare Metallschicht abgeschieden wird, welche sich in den nicht maskierten Bereichen des Substrats unter Bildung von Löchern in den durch die Maskierung geschützten Bereichen abscheidet;

   (II) mau das lichtempfindliche Harz auslöst und das Metallsubstrat entfernt;

   (ΠΙ) man auf beiden Seiten der aus dem ersten Metall bestehenden Schicht entlang vorherbestimmter Bahnen Schaltverbindungen abscheidet, die aus einem zweiten Metall bestehen, das gegenüber dem das erste angreifenden chemischen Reagenz beständig ist, wobei dieses Metall sich in den Löchern abscheidet und Verbindungsösen zwischen bestimmten auf verschiedenen Seiten befindlichen Leiterbahnen bildet;

   (IV) worauf das erste Metall durch Säureangriff entfernt und durch ein Isoliermittel ersetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe IV die folgenden Abschnitte umfaßt:

   a) Anbringung der ganzen Einheit auf einem isolierenden Träger;

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   b) Abscheidung von Pföstchen aas lichtempfindlichem Harz an den Stellen, an denen zwei Leiter verschiedener Ebenen sich ohne Verbindung kreuzen;

   c) Entfernung des ersten Metalls an den nicht durch die Pföstchen geschützten Stellen, wobei die Festigkeit des ganzen durch die Ösen und das unter den Pföstchen befindliche erste Metall gegeben ist;

   d) Ersatz des ersten Metalls durch das Isoliermittel an den Stellen, an denen das Metall entfernt wurde und

   e) Entfernung der Pföstchen und des Rests des ersten Metalls unter Ersatz desselben durch das Isoliermittel.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Metall Kupfer und das zweite Gold ist·
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß noch auf mindestens einer der Leiterbahnen eine neue Schicht aus dem ersten Metall und auf dieser neuen Schicht eine weitere Leiterbahn abgeschieden wird und in der neuen Schicht durch Maskierung Löcher gebildet werden.
5. 5. Nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhaltene gedruckte Schaltung.

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