DE2737582A1

DE2737582A1 - Verfahren zur herstellung gedruckter schaltungen

Info

Publication number: DE2737582A1
Application number: DE19772737582
Authority: DE
Inventors: August-Friedrich Bogenschuetz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-08-20
Filing date: 1977-08-20
Publication date: 1979-03-01

Description

Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen, bei dem auf einem Substrat, vorzugsweise aus nichtleitendem Material zunächst eine Haftschxht erzeugt wird und anschließend zumindest ein Teil der Schaltung auf das vorbehandelte Substrat aufgebracht wird.
Das derzeit am häufigsten angewandte Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen bedient sich einer Subtraktivmethode, bei der mit Hilfe von chemischen oder elektrochemischen Ätzmitteln, z.B. aus einer kupferkaschierten EULststoffplatte Ijeiterstrukturen herausgeätzt werden. Hierzu muß die kupferkaschierte Platte zunächst mit einem lichtempfindlichen Foto lack überzogen werden. Dieser wird sodann unter Verwendung einer der Leiterstruktur entsprechenden Maske belichtet, wodurch z.B. an den belichteten Stellen eine Vernetzung des Fotolacks eintreten kann. Beim Entwickeln werden die unbelichteten Bereiche dann freigelegt, so daß an diesen Stellen durch einen Ätzprozeß anschließend die Kupferschicht herausgeätzt werden kann.
Ein weiteres Verfahren bedient sich einer Additivmethode, bei der die Leiterstrukturen auf vorbehandelten Kunststoffunterlagen abgeschieden werden. Auch hierbei müssen allerdings die Strukturen über einen zeitraubenden Fotolackprozeß auf die Kunststoffunterlage aufgebracht werden, Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein billiges und zeitsparendes Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen anzugeben, mit dessen Hilfe Strukturen hoher Konturenschärfe auf ein Substrat aufgebracht werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine haftvermittelnde Paste oder Farbe die fletallkeime oder Substanzen aus denen Netallkeime gebildet werden enthält, mittels eines Druckverfahrens auf das Substrat aufgebracht wird, wobei eine derart ausgebildete Druckform verwendet wird, daß auf dem Substrat haftvermittelnde Bereiche gebildet werden, welche in ihrer geometrischen Struktur der aufzubauenden Schaltungastruktur entsprechen und daß auf die mit einer Haftschicht versehenen Bereiche wenigstens eine Schicht abgeschieden wird, die eine gegenüber dem Substrat höhere Leitfähigkeit aufweist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß durch die Kombination von Druck- und Abscheidungsverfahren Strukturen hoher Konturenschärfe in einem weitgehend automatisierten Fertigungsablauf vorzugsweise für Massenanfertigungen hergestellt werden können, Die Verwendung der Fotolacktechnik im Zusammenhang mit Additivverfahren ist für Massenfertigungsprozesse viel zu aufwendig, während ein reines Druckverfahren, bei dem also z.B. die fertigen Leiterbahnen in einem einzigen Verfahrensschritt auf einer Kunststoffplatte aufgebracht werden, die Forderungen hinsichtlich Konturenschärfe nicht erfüllen würde.
Das der vorliegenden Anmeldung zugrundeliegende Verfahrens- prinzip geht demgegenüber von der Vorstellung aus, daß ähnlich wie bei der Drucktechnik, mit Hilfe von Rotationswalzen z.B. Hartchromwalzen oder Stempeln oder ähnlichen Werkzeugen eine Haftschicht in der gewünschten Struktur auf ein Substrat in nahezu beliebigen Stückzahlen "aufgedruckt" wird. Auf diese Leiterstruktur können dann durch chemische Abscheidung, z.B in einem stromlos arbeitendem, galvanischen Hochleistungsbad Kupfer, Nickel oder sonstige interessierende fletalle in beliebig dicken Schichten aufgebracht werden, Zur Herstellung der Druckform wird dagegen zweckmäßig ein Fotolack-Prozeß angewendet, da mit Hilfe dieses Verfahrens Strukturen hoher Konturenschärfe herstellbar sind. Die Anwendung dieses Verfahres ist hier angebracht, weil durch die Güte der Druckform zwangsläufig auch die Güte der herzustellenden Schaltungsstruktur bedingt list0 Die Haftschicht wird in der Weise "aufgedruckt", daß z.B.
in einem Endlos-Prozeß oder einem schrittweisen Verfahren mittels einer entsprechend ausgebildeten Druckform eine haftvermittelnde Substanz, z.B. eine haftvermittelnde Paste oder Farbe auf das Substrat, welches beispielsweise aus einem keramischen Material Glas, Harz oder Kunststoff bestehen kann, aufgebracht wird. Die haftvermittelnde Substanz enthält vorzugsweise Metallkeime oder Substanzen, aus denen Metallkeime gebildet werden können. Hierfür kommen insbesondere oxidische Metalle wie etwa Kupferoxid oder Titanoxid, Metallsalze wie etwa Zinnchlorid oder komplex gebundene Metalle in Frage. Weiterhin enthält die haftvermittelnde Substanz haftungsbildende Klebesubstanzen oder Verbinder, sowie fombildende Komponenten, mit deren Hilfe beispielsweise die Konturenschärfe beeinfluß werden soll.
Die haftungsbildende Substanz muß durch thermische Behandlung, z,B, iR-Bestrahlung oder durch Uv-Bestrahlung getrocknet werden, wodurch eine in die Oberfläche des Substrats gut verankerte Haftschicht entsteht.
Auf der Haftschicht kann dann die eigentliche gedruckte Schaltung aufgebaut werden, beispielsweise durch stromlose Abscheidung von Metallen, wodurch unmittelbar Leiterbahnen gebildet werden können, oder durch Abscheidung einer Schichtenfolge von Materialien unterschiedlicher Leitfähigkeit, wodurch sich z,B. Widerstände oder Kondensatoren herstellen lassen.
Schließlich ist es auch möglich mehrere gedruckte Schaltungen übereinander aufzubauen. Hierzu muß lediglich die bereits aufgebaute gedruckte Schaltung mit einem isolierenden Uberzug versehen werden, auf den dann wiederum eine Haftschicht "aufgedruckt" wird und auf dieser in bekannter Weise die weiteren Schichten chemisch abgeschieden werden.

Claims

Petentansprüche Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen, bei dem auf einem Substrat, vorzugsweise aus nichtleitendem Material zunächst eine Haftachicht erzeugt wird una anschließend zumindest ein Teil der Schaltung allf dac vorbei ndelte Substrat aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, Q&3 eine haftvermittelnde Paste oder Farbe ~die Metallkeiae ocer Substanzen aus denen Metallkeime gebildet werden enthält, mitteils eines Druckverfahrens auf das Substrat aufgebracht wird, wobei eine derart ausgebildete Druckform ver-#endet wird, daß auf dem Substrat haftvermittelnde Bereiche gebildet werden, welche in ihrer geometrischer Struktur der aufzubauenden Schaltungsstruktur entsprechen und daß auf die mit einer Haftschicht versehenen Bereiche wenigstens eine Schicht abgeschieden wird, die eine gegenüber dem Substrat höhere Leitfähigkeit aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine haftvermittelnde Paste oder Farbe verwendet wird, die oxidische, salzhaltige oder komplexgebundene Metalle enthält, aus denen durch chemische Umsetzung Metallkeime gebildet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine haftvermittelnde Paste oder Farbe verwendet wird, die zudem eine haftungsbildende Klebesubstanz, sowie formbildende Somponenten, vorzugsweise zur Erzeugung einer hohen Kantenschärfe der Schaltungsatruktur enthält.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eIner Haftschicht die haftvermittelnue Paste oder Farbe einer theriischen Behandlung, vorzugaweise einer IR-Bestrahlung oder einer UV-Bestrahlung unterworfen wird
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckform eine Kunststoff- oder iletallplatte verwendet wird, deren Oberfläche durch ein Fotolackverfahren strukturiert wird
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Rotationswalze oder Stempel ausgebildete Druckform verwendet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Substratmaterialien isolierende Materialien wie Keramik, Glas, Harz oder Kunststoff, vorzugsweise in Form von Platten, Folien oder Bändern verwendet werden
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die haftvermittelnde Paste oder Farbe in einem Endlos-Prozeß oder einem schrittweisen Verfahren auf das Substrat aufgebracht wird und daß nach Erzeugung der Haftschicht eine oder mehrere Schichten zur Herstellung von Leiterstrukturen und/oder vorzugsweise passiven Bauelementen in hintereinandergeschalteten Verfahrensschritten übereinander aufgebracht werden,
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die zur Herstellung von Leiterstrukturen oder vorzugsweise passiven Bauelementen dIenende Schicht oder Schichtenfolge mit einer isolierende Schicht überzogen wird, daß auf dieser Schicht eine Haftschicht, vorzugsweise unter Verwendung eines Druckverfahrens erzeugt wird und daß auf dieser Haftschicht w-el.igsteLs eIne weitere Schaltung aufgebracht wIrd.