DE4113730A1 - Verfahren zur herstellung eines substrates fuer eine gedruckte schaltung zur hochfrequenzverwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung eines Substrates für eine gedruckte Schaltung, umfassend eine Isolierschicht mit einer äußerst hohen Genauigkeit in der Dicke und hervorragenden dielektrischen Eigenschaften, und eine fest mit der Isolierschicht verbundene Kupferfolie.

Übliche Substrate für gedruckte Schaltungen für die Hochfrequenz-Verwendung weisen eine Isolierschicht auf, bei der ein Harz mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten verwendet wurde und das beständig gegen die Löthitze ist und ausgezeichnete Eigenschaften wie z. B. Dielektrizitätseigenschaften und Formbeständigkeit aufweist.

Es gibt jedoch nur begrenzte Arten von Materialien, die eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen niedrigen dielektrischen Verlust im Hochfrequenzbereich von 1 GHz bis 10 GHz aufweisen und gegen Löthitze beständig sind. Zusätzlich zeigen auch solche Materialien nicht immer ausreichende dielektrische Eigenschaften.

Als Leiterfolie wird eine Kupferfolie mit dem Substrat zur Herstellung einer kupferbeschichteten Platte. Ein vorgesehenes Leitungsmuster wird auf der kupferbeschichteten Platte ausgebildet und diese gedruckte Schaltung wird als Hochfrequenzsignalmuster u. s. w. verwendet. Es ist wesentlich für ein solches Verfahren zur Herstellung eines Substrates für eine gedruckte Schaltung, daß die Kupferfolie einer Behandlung zur Aufrauhung der Oberfläche unterworfen wird, um ihre Bindungsfestigkeit zu verbessern und dadurch eine feste Anhaftung an das Substrat zu erreichen. Da die an der Oberfläche aufgerauhte Kupferfolie für das Schaltungsmuster an der aufgerauhten Seite, die dem isolierenden Substrat zugewandt ist, Erhöhungen aufweist, ist es schwierig, die elektrostatische Kapazität zwischen dem Schaltungsmuster der Kupferfolie und dem auf der anderen Seite des Substrats zu kontrollieren. Das Auftreten von Erhöhungen kann auch zu einem erhöhten dielektrischen Verlust führen.

Ferner werden nach dem im allgemeinen eingesetzten Verfahren zur Herstellung von Laminaten eine Anzahl von Laminatblätteranordnungen durch ein Medium einer Spiegelplatte aufeinandergelegt, die aufeinandergelegten Laminatblattanordnungen werden zwischen zwei heiße Platten eingelegt und gepreßt. Da es schwierig ist, die Genauigkeit der Dicke innerhalb eines bestimmten Bereiches zu regulieren, die wichtig für Hochfrequenzverwendungen ist, tritt das Problem auf, daß nur niedrige Produkt-Ausbeuten erhalten werden.

Andererseits sind Polyethylene, Polystyrole, Poly(phenylether)harze und ähnliches dahingehend hervorragende Materialien, daß ihre Dielektrizitätskonstanten und dielektrischer Verlust im Hochfrequenzbereich von 1 GHz bis 10 GHz niedrig sind. Jedoch sind diese Harze mangelhaft in der Haftung zur Kupferfolie und auch in der Formbeständigkeit, da sie besonders unter Verformung leiden, wenn die Kupferfolie teilweise durch Ätzen entfernt wurde. Zusätzlich weisen sie keine Beständigkeit gegen Lötwärme auf. Daher sind diese Harze nicht zur Verwendung als Substrate für gedruckte Schaltungen für die Hochfrequenzverwendung geeignet.

Die Erfinder haben intensive Studien im Hinblick auf Substrate für gedruckte Schaltungen für den Hochfrequenzverwendung unternommen, die die oben beschriebenen Probleme nicht zeigen. Als Ergebnis wurde nun gefunden, daß die obigen Probleme durch ein Verfahren vermieden werden können, bei dem durch Spritzguß geformte Platten aus einem thermoplastischen Harz in Kombination verwendet werden. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Erkenntnissen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung zur Verfügung, umfassend Verbinden einer Formplatte (a), hergestellt durch Spritzguß einer Formmasse aus einem thermoplastischen Harz mit einer Dielektrizitätskonstante von 3,5 oder weniger und einem dielektrischen Verlustfaktor von 0,002 oder weniger bei Raumtemperatur und bei einer Frequenz von 1 GHz bis 10 GHz, entweder mit einer Kupferfolie (b-1), die eine Reinheit von 99,9% oder mehr aufweist, von der mindestens eine Seite einer Oberflächenbehandlung zur Bindung unterzogen wurde, mit einem einseitig kupferbeschichteten Laminat (b-2) erhalten unter Verwendung der Kupferfolie (b-1), oder mit einer Printplatine (c), wodurch die Formplatte (a) mit entweder einer Kupferfolie (b-1), einem Laminat (b-2), oder einer der Printplatine (c) zu einem Substrat für eine gedruckte Schaltung vereinigt wird.

In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Formmaterial aus einem thermoplastischen Harz hauptsächlich ein Polyolefin, Polystyrol oder ein Polyphenylenether, wobei letzterer bevorzugt ist, und zusätzlich ein Füllmittel aus der Reihe fluorierter Glimmer, synthetischer fluorierter Glimmer, Bornitrid mit einer Reinheit von 97 bis 99,5% und Glas mit einer Dielektrizitätskonstante von 5,0 oder weniger bei Raumtemperatur und einer Frequenz von 1 GHz.

In anderen bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist die Kupferfolie (b-1) eine aufgerollte Kupferfolie, die Oberflächenbehandlung der Kupferfolie (b-1) für die Verbindung besteht aus einer Oxidation zu Schwarzkupfer, wobei das Kupfer anschließend auf der behandelten Oberfläche zu Kupfermetall reduziert wird, während die feine Rauheit aus der Schwarzkupferoxidation im wesentlichen erhalten bleibt.

In einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Printplatine (c) durch Ausbildung einer vorgesehenen gedruckten Schaltung auf einem kupferbeschichteten Laminat erhalten, das nach einem Verfahren hergestellt wurde, in dem eine Anordnung von Laminatblättern für ein einzelnes Laminat kontinuierlich oder chargenweise zwischen heiße Platten einer Presse zur Durchführung einer kontinuierlichen Laminierung zugeführt wird.

In einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Verbinden zur Herstellung eines vereinten Substrats für eine gedruckte Schaltung durchgeführt durch Aufeinanderlegen der Formplatte (a), die zuvor durch Spritzguß hergestellt wurde, entweder mit einer Kupferfolie (b-1), einem einseitig kupferbeschichteten Laminat (b-2), das unter Verwendung der Kupferfolie (b-1) erhalten wurde, oder einer der Printplatte (c), und Behandeln mit Hitze und Druck unter Erhalt der Anordnung. Es ist in diesem Fall bevorzugt, daß die Kupferfolie (b-1), das einseitig kupferbeschichtete Laminat (b-2), das unter Verwendung der Kupferfolie (b-1) erhalten wurde, oder die Printplatine (c) eine Klebschicht an der mit der Formplatte (a) zu verbindenden Seite aufweisen sollten, mit einer Dicke der Klebschicht von 5 bis 30 µm, wobei diese dasselbe Harz wie die Formplatte (a) enthalten sollte.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Verbinden zur Herstellung eines einheitlichen Substrats für eine gedruckte Schaltung hergestellt durch Einpassen der Kupferfolie (b-1) des einseitig kupferbeschichteten Laminats (b-2), das unter Verwendung der Kupferfolie (b-1) erhalten wurde, oder der Printplatine (c) in eine Vertiefung und Pressen des Formmaterials aus thermoplastischem Harz in den Formenhohlraum. Es ist in diesem Fall bevorzugt, daß Kupferfolie (b-1) oder die Printplatine (c) eine Klebschicht auf der Seite, die mit der Gußplatte (a) verbunden wird, aufweisen sollte, wobei die Klebschicht eine Dicke von 20 bis 150 µm haben sollte und hauptsächlich dasselbe Harz wie die Formplatte (a) enthalten sollte.

Die Figur zeigt eine Schnittansicht eines Substrats für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung, welche nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde.

Die Formplatte (a) zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren wird durch Spritzguß eines Formmaterials aus einem thermoplastischen Harz hergestellt, das eine Dielektrizitätskonstante von 3,5 oder weniger und einen dielektrischen Verlustfaktor von 0,002 oder weniger bei Raumtemperatur in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 10 GHz, vorzugsweise in einem breiteren Frequenzbereich von 300 MHz bis 10 GHz aufweist und eine bestimmte Dicke besitzt. Dieses Harzformmaterial enthält vorzugsweise in der Hauptsache ein Harz, dessen Struktureinheiten keinen oder nur einen geringen Anteil von -OH, -COOH, -CO-, -COO-, -SO₂-, -NH-CO-, -NH- oder andere polare Gruppen aufweisen, die nur aus Nebenreaktionen entstanden sind. Solche Harze sind Polyolefine wie Polyethylen oder Polypropylen, Polystyrol und seine Copolymere, Polyphenyletherharze und ähnliches. Das Harzformmaterial kann eine Zusammensetzung vom sogenannten "IPN"-Typ (Interpenetrating Polymer Network) sein, bei der eine Vinylverbindung, ein Cyansäureester oder eine andere härtbare Verbindung in geeigneter Weise enthalten ist.

Falls die Formbeständigkeit Festigkeit und andere Eigenschaften des Harzformmaterials, aus dem ein solches Harz besteht, ungenügend sind, ist es bevorzugt, anorganische Füllmaterialien mit hervorragenden dielektrischen Eigenschaften in einer Menge zuzusetzen, die nicht die dielektrischen Eigenschaften des Harzes verschlechtern, wodurch insbesondere der lineare Ausdehnungskoeffizient des Formmaterials verringert wird. Beispiele solcher Füllmaterialien umfassen fluorinierten Glimmer, synthetischen fluorinierten Glimmer, Bornitrid mit einer Reinheit von 97 bis 99,5%, Glas mit einer Dielektrizitätskonstante von 5,0 oder weniger bei 1 GHz und ähnliches.

Das Harzformmaterial zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren ist im Hinblick auf die Vollständigkeit des Spritzgusses, und die dimensionalen Toleranz der erhaltenen Formplatten, d. h. die dimensionale Genauigkeit vorzugsweise eine thermoplastische Harzzusammensetzung. Insbesondere ist eine Zusammensetzung aus einem Polyphenylenether oder eine Kombination von Polystyrol und einem Polyphenylenether als Hauptharzkomponente bevorzugt. Als Füllmaterialien ist fluorierter Glimmer oder synthetischer fluorierter Glimmer im Hinblick auf die Einfachheit der Herstellung des Formmaterials bevorzugt.

Bei Verwendung des oben beschriebenen Formmaterials aus einem thermoplastischen Harz kann erfindungsgemäß ein Substrat für eine gedruckte Schaltung nach einem der beiden folgenden zwei Verfahren hergestellt werden: ein Verfahren, bei dem aus dem Formmaterial durch Spritzguß eine Formplatte (a) hergestellt wird, diese Formplatte (a) mit einer Kupferfolie (b-1), einem einseitig kupferbeschichteten Laminat (b-2) oder einer Printplatine (c) unter Erhitzen und Druck vereinigt wird, wobei in geeigneter Weise ein Klebstoff verwendet wird (im folgenden als "Laminierungsbindungsverfahren" bezeichnet); oder ein Verfahren, bei dem (b-1), (b-2) oder (c) in den Formenhohlraum einer Presse eingelegt wird und das oben beschriebene Formmaterial aus einem thermoplastischen Harz anschließend durch Spritzguß zugesetzt wird, wobei die erhaltene Formplatte (a) mit b-1, b-2 oder c verbunden wird (im folgenden als "Spritzgußverfahren" bezeichnet). Das Spritzgußverfahren kann konventionell durchgeführt werden, es ist jedoch bevorzugt, die Gußtemperatur, den Spritzdruck und andere Bedingungen so zu wählen, daß besonders hohe Präzision in Dicke und der Erscheinung erreicht werden. Zum Beispiel sollte man vermeiden, daß auf der Oberfläche der Formplatte (a) ein Abdruck der Spritznadel oder ähnliches während des Entnehmens aus der Preßform entsteht und es ist bevorzugt, das Herausnehmen aus der Preßform zusammen mit Preßluft und ähnlichem durchzuführen. Im Falle des Laminierungsbindungsverfahrens kann eine Verformung (Restspannung) bei diesem Laminierungsschrit beseitigt werden, und es ist daher normalerweise bevorzugt, das erhaltene Laminat ohne Tempern oder ähnlichem zu verwenden. Bei dem Spritzgußverfahren jedoch ist es normalerweise bevorzugt, ein Tempern zur Beseitigung von Restspannungen, wie später erklärt, durchzuführen. Da die Formplatte (a) durch Spritzguß hergestellt wird, ist es äußerst einfach, eine Formplatte mit einem notwendigen Loch Perforation, Vertiefung, Erhöhung u. s. w. herzustellen. Es ist daher bevorzugt, eine Markierung aufzubringen, die eine Bezugsstelle anzeigt, oder der Formplatte andere notwendige Funktionen für anschließende Bearbeitung u. s. w. zugänglich macht.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Kupferfolie (b-1) kann jede elektrolytische Kupferfolie, eine gerollte Kupferfolie oder andere Arten von Kupferfolien sein, wobei eine gerollte Kupferfolie besonders bevorzugt ist. Normalerweise werden Kupferfolien einer sogenannten Profilbehandlung zur Verbesserung der Bindungsfähigkeit unterzogen. In der vorliegenden Erfindung ist jedoch eine Kupferfolie bevorzugt, dessen Oberfläche für die Bindung mit einem chemischen Oxidationsverfahren behandelt wurde, bevorzugt, im Vergleich zu einer Oberfläche, die einer Profilbehandlung unterworfen wurde, im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften usw. Insbesondere ist eine Kupferfolie, die einer Schwarzkupferbehandlung unterworfen wurde, bevorzugt. Ferner ist besonders eine Kupferfolie erhalten durch Schwarzkupferbehandlung, bei der das behandelte Kupfer zu Kupfermetall reduziert wurde, wobei die feine Oberflächenrauheit auf der behandelten Oberfläche im wesentlichen erhalten bleibt, besonders bevorzugt.

Das in der Erfindung verwendete einseitig kupferbeschichtete Laminat (b-2) wird unter Verwendung der oben beschriebenen Kupferfolie (b-1) und einem konventionellen Prepreg zur Hochfrequenzverwendung hergestellt. Als Prepregmatrix ist jedoch eine Zusammensetzung bevorzugt, die hauptsächlich ein Epoxyharz oder ein Cyansäureesterharz enthält und durch Vermischung mit einem thermoplastischen Harz mit guten Hochfrequenzeigenschaften modifiziert wurde. Die Dicke des einseitig kupferbeschichteten Laminats (b-2) ist vorzugsweise nicht sehr groß. Die Dicke beträgt im allgemeinen 0,5 mm oder weniger, vorzugsweise 0,3 bis 0,05 mm.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Printplatine (c) kann nach einem bekannten Verfahren erhalten werden. Das heißt, sie kann durch Ausbilden eines bestimmten gedruckten Schaltungsmusters auf einem kupferbeschichteten Laminat, das unter Verwendung konventioneller Materialien für die Hochfrequenzverwendung hergestellt wurde und anschließend je nach Bedarf durch geeignete Durchführung einer Lochplatierung oder Lötplatierung und Ausbildung eines Referenzloches oder ähnliches zur Positionierung hergestellt wurde. Für eine höhere Präzision der elektrischen Eigenschaften durch Erreichen einer besseren Gleichmäßigkeit der Dicke wird ein kupferbeschichtetes Laminat, durch ein Laminierverfahren hergestellt, bei dem eine Anordnung von Blättern für ein Einzellaminat kontinuierlich zwischen zwei Platten einer Presse (im folgenden als "kontinuierliches Pressen" bezeichnet), oder chargenweise (im folgenden als "chargenweises kontinuierliches Pressen") eingelegt wird, zur Herstellung der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Printplatine (c) verwendet. Die Dicke des Laminats beträgt im allgemeinen 0,5 mm oder weniger, vorzugsweise 0,3 bis 0,05 mm im Falle des kontinuierlichen Pressens, die Dicke ist jedoch nicht besonders im Falle des chargenweise kontinuierlichen Pressens beschränkt. Ein solches kupferbeschichtetes Laminat aus dem kontinuierlichen oder chargenweise kontinuierlichen Pressen kann vollständig durch Pressen gehärtet werden. In den meisten Fällen ist jedoch ein solches Verfahren zur Herstellung von kupfergehärteter Laminate, bei denen das Harz vollständig während des kontinuierlichen Pressens oder chargenweise kontinuierlichen Pressens gehärtet wurde, im Hinblick auf eine wohlausgewogene Produktionseffektivität und Produkteigenschaften überflüssig. Aus diesem Grund ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß halbgehärtete kupferbeschichtete Laminat auf Harzbasis zuerst durch kontinuierliches Pressen oder chargenweise kontinuierliches Pressen hergestellt werden, anschließend wird ein gedrucktes Schaltungsmuster auf solchen halbgehärteten kupferbeschichteten Laminaten auf Harzbasis ausgebildet und die erhaltenen halbgehärteten Printplatinen auf Harzbasis werden anschließend laminiert oder zur Verwendung nachgehärtet. Das Ausmaß der Härtung des Harzes in einem solchen halbgehärteten kupferbeschichteten Laminat auf Harzbasis ist so hoch, daß die Abziehfestigkeit der Kupferfolie 0,2 kg/cm oder mehr, vorzugsweise 0,3 kg/cm oder mehr beträgt. Jedes Harz für die Verwendung bei Hochfrequenzanwendungen kann zur Herstellung des kupferbeschichteten Laminats eingesetzt werden. Eine Zusammensetzung auf Basis eines Epoxiharzes eines Cyansäureesterharzes oder ähnliches und modifiziert durch Vermischen mit einem thermoplastischen Harz mit guten Hochfrequenzeigenschaften, wie z. B. Polyphenylenether ist jedoch bevorzugt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die oben beschriebene Kupferfolie (b-1), das einseitig kupferbeschichtete Laminat (b-2) oder die Printplatine (c) mit der Formplatte (a) verbunden und vereinigt, wodurch ein Substrat für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung hergestellt wird.

Das erfindungsgemäße Verbinden und Vereinigen kann durch das Laminierungsbindungsverfahren oder das Spritzgußverfahren, wie oben beschrieben, durchgeführt werden.

Beim Laminierungsbindungsverfahren können die Laminatblätter ohne besondere Verwendung eines Klebers vereinigt werden, da die Formplatte (a) an sich normalerweise Klebeigenschaften bei Erwärmen und unter Druck aufweist. Es ist jedoch bevorzugt, einen Klebfilm oder eine Klebschicht im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Bindung der Formbeständigkeit u. s. w. zu verwenden. Eine solche Klebschicht kann entweder auf der Kupferfolie, dem einseitig kupferbeschichteten Laminat, der Printplatine oder der Formplatte (a) ausgebildet werden. Die Ausbildung einer Klebschicht auf der Kupferfolie im einseitig kupferbeschichteten Laminat oder der Printplatte ist bevorzugt, da die Formplatte (a) eine leicht geringere Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln im Vergleich zur Kupferfolie, zum einseitig kupferbeschichteten Laminat und zur Printplatine aufweist und da die Klebschicht auch zum Schutz der feinen Oberflächenrauheit u. s. w. auf der Seite der Kupferplatine, die eine Oberflächenbehandlung für das Verbinden unterzogen wurde, aufweist.

Vorzugsweise enthält dieser Klebfilm oder Klebschicht hauptsächlich dasselbe Harz, wie in dem Formmaterial aus thermoplastischen Harz für die Formplatte (a). Der Klebfilm oder Klebschicht kann zum Beispiel durch ein Verfahren gebildet werden, bei dem eine Lösung des Harzes in einem organischen Lösungsmittel oder eine Mischung des Harzes mit einem hitzehärtbarem Harz beschichtet und getrocknet wird, oder durch ein Verfahren, bei dem ein Film aus einer Zusammensetzung, die eine Mischung des Harzes des Hauptbestandteil mit einem Hitzehärtbaren Harz in einem ungehärteten oder halbgehärteten Zustand enthält, durch Pressen verbunden wird. Die Dicke der Klebschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich, der nicht die hervorragende Formbeständigkeit der durch Spritzguß hergestellten Platte verschlechtert. Insbesondere beträgt die Dicke im allgemeinen 50 µm oder weniger, vorzugsweise von 5 bis 30 µm. Wenn eine Klebschicht durch Lösungsbeschichtung aufgebracht wird, kann die Dicke der Klebschicht leicht durch Einstellen der Konzentration der Lösung kontrolliert werden. Ferner kann durch Verwendung eines Harzes für die Klebschicht ein solches mit einem Molekulargewicht, das niedriger ist als dasjenige des Harzes im Formmaterials aus thermoplastischem Harz, das Laminieren bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt werden. Wenn eine Printplatine (c) durch Laminierung auf beide Seiten der Formplatte (a) gebunden wird, ist es normalerweise bevorzugt, daß Referenzlöcher, Referenzvorsprünge und Referenzmarkierungen oder ähnliches zuvor auf der Formplatte (a) und der Printplatine (c) ausgebildet werden, und die Platten entsprechend dieser Markierung vor der Laminierungsverbindung ausgerichtet werden.

Die Bedingungen für die Laminierungsbindung sind wie folgt. Die Temperatur wird geeigneterweise in einem Bereich von einer Temperatur, gewöhnlich ca. 10°C niedriger als der Glasübergangstemperatur des Harzes in der Formplatte (a) bis ca. dem Erweichungspunkt des Harzes eingestellt. Der Laminierungsdruck und die Laminierungszeit werden geeignet aus einem Bereich von 1 bis 50 kg/cm² und entsprechend von ca. 10 Sekunden bis ca. 10 Minuten ausgewählt. Bei Einsatz einer relativ hohen Temperatur wird das Laminieren bei einem niedrigen Druck durchgeführt; bei einer relativ niedrigen Temperatur kann das Laminieren bei einem hohen Druck durchgeführt werden. Zum Beispiel liegt der bevorzugte Druckbereich im Falle von Temperaturen um die Glasübergangstemperatur des Harzes bei ca. 10 bis 50 kg/cm², während er bei Temperaturen um den Erweichungspunkt des Harzes bei ca. 1 bis 10 kg/cm² liegt. Es ist auch bevorzugt, in geeigneter Weise Vakuum anzulegen oder andere geeignete Maßnahmen zur Entfernung der Luft u. s. w. zu unternehmen, da Luft und andere Gase, die zwischen den Laminatblättern eingeschlossen bleiben, Fehlstellen verursachen können.

Bei dem Spritzgußverfahren, das eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, wird b-1, b-2 oder c, die im allgemeinen auf eine bestimmte Größe zugeschnitten wurden, in dem Formenhohlraum einer Presse durch Vakuum eingepaßt, durch Befestigung an einem unbeweglichen Teil, oder anders befestigt werden. Anschließend wird die Gußform geschlossen und ein geschmolzenes thermoplastisches Formmaterial mittels Druck in die Preßvertiefung zugeführt, wodurch gleichzeitig die Herstellung der Formplatte a und ihre Verbindung und Vereinigung mit b-1, b-2 oder c erreicht wird. Das erhaltene Laminat wird als Substrat für eine gedruckte Schaltung aus der Preßform genommen. Bei der Herstellung eines flachen Produktes unter Verwendung einer Kupferfolie b-1 ist es bevorzugt, ein Verfahren einzusetzen, bei dem eine Kupferfolie in einer kontinuierlichen Form sukzessiv einer Gußform zugeführt wird, um das zerknittern der Kupferfolie zu verhindern und aus anderen Gründen. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß b-1, b-2 oder c zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren zuvor mit einer Schutzschicht versehen werden, die auch als Klebschicht dient und zwar auf der Seite, die in Kontakt mit einem geschmolzenen Harz gebracht wird im Hinblick darauf, der Oberfläche Schutz zu verleiten gegen den Fluß von geschmolzenem Harz und die Anhaftung mit dem Harz vom Material zu verbessern. Diese Klebschicht kann dasselbe Harz enthalten, wie im Falle bei der oben beschriebenen Laminierungsbindung und das Harz weist vorzugsweise ein höheres Molekulargewicht oder ein höheres Ausmaß der Härtung auf. Wenn das Produkt aus der Gußform freigesetzt und herausgenommen wird, können dieselben Vorrichtungen, wie zuvor im oben beschriebenen Laminierungsbindungsverfahren verwendet, in geeigneter Weise eingesetzt werden. Es ist darauf hinzuweisen, daß es bei dem Spritzgußverfahren im allgemeinen notwendig ist, Verformungen (Restspannung) zu beseitigen und es ist bevorzugt, dies unter denselben Bedingungen, einschließlich Temperatur und Druck wie beim oben beschriebenen Laminierungsbindungsverfahren durchzuführen, insbesondere bei einem niederen Druck. Ferner ist es bevorzugt, wenn eine Printplatine (c) in die Gußform eingesetzt wird, die Wand des Formenhohlraums mit einer Referenznadel oder ähnlichem zu versehen und die Printplatine (c) in der Vertiefung in einer solchen Weise zu plazieren, daß die Nadel oder ähnliches in ein Referenzloch oder ähnliches, welches zuvor auf der Printplatine (c) ausgebildet wurde, einpaßt.

Wie oben beschrieben und wie in den folgenden Beispielen dargestellt, hat das Substrat für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, eine äußerst hohe Formbeständigkeit, da das Substrat für die gedruckte Schaltung durch Verbinden und Vereinigen einer Spritzgußplatte mit einer hervorragenden Formbeständigkeit, mit entweder einer Kupferfolie, einem kupferbeschichteten Laminat mit einer hohen Präzision in der Dicke, oder einer Printplatine mit einer hohen Präzision in der Dicke, die Klebschichten mit einer Dicke aufweisen können, welche nicht wesentlich die Präzision der Dicke der Formplatte verschlechtert, hergestellt wurde. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren von bemerkenswerter industrieller Bedeutung.

Die vorliegende Erfindung ist im folgenden in Einzelheiten durch Verweis auf die folgenden Beispiele dargestellt, die nicht als beschränkend für den Umfang der Erfindung ausgelegt werden sollten.

Beispiel 1

Ein Polyphenylenether mit einer inneren Viskosität von 0,40 dl/g (Lösungsmittel: Chloroform; Temperatur: 25°C) wurde mit einem Polystyrol in einem Gewichtsverhältnis von 45/55 vermischt.

30 Gewichtsteile eines fluorinierten Glimmers und ein kleiner Anteil eines Gußformablösungsmittels, eines Stabilisators und eines Oberflächenbehandlungsmittels wurden zu je 100 Gewichtsteilen der obigen Mischung gegeben, wobei eine thermoplastische Harzzusammensetzung zur Verwendung als Formmaterial erhalten wurden. Dieses Formmaterial wird bei einer Zylindertemperatur von 280°C in eine Gußform mit einem fächerförmigen Anschnitt und einen Formungshohlraum mit der Größe von 1,2 mm (Dicke zu 200 mm zu 200 mm eingespritzt, wobei die Formplatte (a1) erhalten wurde.

Andererseits wurde eine Seite einer gerollten Kupferfolie einer Schwarzkupferbehandlung unterzogen und die Lösung einer Harzmischung aus Polyphenylenether/Polystyrol = 45/55 (Gewichtsverhältnis) auf die behandelte Oberfläche aufgebracht und getrocknet, wodurch eine Klebschicht mit einer Dicke von 15 µm gebildet wurde.

Die Formplatte (a1) wurde zwischen zwei quadratischen Folien von 210 mm Länge einer mit einer Klebschicht versehenen Kupferfolie in einer solchen Weise eingelegt, daß die Klebschichtseite jeder Kupferfolie in Kontakt mit der Formplatte kam. Die erhaltene Anordnung wurde zwischen zwei heiße Platten eingelegt, auf 180°C erhitzt und anschließend drei Minuten bei einem Druck von 5 kg/cm² unter Erhalt eines doppelseitigen kupferbeschichteten Laminats gepreßt.

Dieses kupferbeschichtete Laminat wies eine Kupferfolienabziehfestigkeit von 0,9 kg/cm und eine Dicke von 3 mm± 20 µm auf.

Beispiel 2

Eine Formplatte (a2) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß eine Gußform mit einem Formungshohlraum mit den Ausmaßen 3,5 mm (Dicke) auf 400 mm auf 400 mm eingesetzt wurde. Mit dieser Formplatte und quadratischen Kupferfolien von 410 mm Länge mit einer Klebschicht wurde ein doppelseitiges kupferbeschichtetes Laminat von guter Qualität in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten.

Beispiel 3

Die Figur zeigt eine Schnittansicht eines Substrats für eine gedruckt Schaltung zur Hochfrequenzverwendung, die nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde. In der Figur bedeutet c1 eine Printplatine, bei der die gedruckte Schaltung beinahe bündig mit der Grundfläche ist, a3 ist eine Formplatte und c2 ist eine Printplatine.

Die Printplatine, wie in der Figur gezeigt, wurde wie folgt hergestellt: drei Prepregs, die jeweils durch Imprägnieren eines 0,2 mm dicken Glasvlieses mit einer Polyphenylenether-modifizierten hitzehärtbaren Epoxyharzzusammensetzung erhalten wurden, wurden aufeinandergelegt und zwischen zwei 35 µm dicke gerollte Kupferfolien, von denen jeweils eine Seite einer Schwarzkupferbehandlung unterzogen wurde, eingelegt. Diese Anordnung wurde kontinuierlich einer Doppelbandpresse zugeführt und unter Erhitzen bei einer Temperatur von 190°C für eine Minute und einen Druck von 50 kg/cm² gepreßt. Auf diese Weise wurde ein halbgehärtetes kupferbeschichtetes Laminat auf Harzbasis mit einer Kupferfolienabziehfestigkeit von 0,45 kg/cm erhalten.

Auf einem Teil des oben erhaltenen Laminats wurde ein vorgesehenes Modell eines gedruckten Schaltmusters durch Ätzen ausgebildet. Die erhaltene halbgehärtete Printplatine auf Harzbasis wurde bei einer Temperatur von 170°C und einem Druck von 70 kg/cm² gepreßt, um das gedruckte Muster in das Substrat einzudrücken und gleichzeitig das halbgehärtete Harz nachzuhärten, wobei eine Printplatine c1 erhalten wurde, bei der die gedruckte Schaltung mit dem Substrat bündig war. Die Präzision in der Dicke dieser bündigen Printplatine c1 lag innerhalb ±40 µm des vorgesehenen Wertes.

Ein anderer Teil des halbgehärtete kupferbeschichteten Laminats auf Harzbasis wurde nachgehärtet und ein bedrucktes Schaltungsmuster darauf durch Ätzen ausgebildet, wodurch die Printplatine c2 erhalten wurde. Die Präzision in der Dicke dieser Printplatine lag innerhalb ± 40 µm des vorgesehenen Wertes.

Andererseits wurde eine Harzzusammensetzung aus einer Mischung von Polyphenylenether/Polystyrol (45/55 Gewichtsverhältnis) als Hauptbestandteil und fluorierter Glimmer als Verstärkungsmittel in einen Formungshohlraum mit einem fächerförmigen Anschnitt eingespritzt, wobei eine Formplatte (a3) mit den Ausmaßen 3,5 mm (Dicke) zu 150 mm zu 150 mm erhalten wurde, die Löcher an bestimmten Stellen und Referenzhervorhebungen an den Stellen, die den äußeren Rändern der auf den Printplatinen c1 und c2 gebildeten gedruckten Schaltungen entsprachen aufwiesen. Die Präzision in der Dicke dieser Formplatte a3 lag innerhalb ± 0,1% des vorgesehenen Wertes.

Die oben erhaltene Formplatte a3 wurde zwischen die Printplatinen (c1, c2) eingelegt und das Positionieren und Befestigen wurde durchgeführt durch Einpassen der Hervorhebungen auf der Formplatte (a3) in die Referenzlöcher der Printplatinen (c1, c2). Die erhaltene Anordnung wurde in einer Presse bei einer Temperatur von 170°C und einem Druck von 10 kg/cm² gepreßt. Die Ränder des erhaltenen Laminats wurden abgeschliffen und eine Schutzschicht wurde auf die neuen Ränder aufgebracht. Auf diese Weise wurde ein Substrat für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung erhalten.

Die Präzision in der Dicke des so erhaltenen Substrats für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung lag innerhalb ±0,1% des vorgesehenen Wertes und das Substrat für die gedruckte Schaltung zeigte hervorragende Hochfrequenzeigenschaften.

Beispiel 4

Eine gerollte Kupferfolie wurde einer Schwarzkupferbehandlung unterzogen. Eine Lösung eines Polyphenylenether/Polystyrol = 50/50 Harzes, das eine kleine Menge an Cyansäureester/Maleinimidharz enthielt, wurde auf die behandelte Oberfläche der Kupferfolie aufgebracht und bei 170°C getrocknet. Hierbei wurde eine Klebschicht mit einer Dicke von 30 µm ausgebildet.

Die so behandelte Kupferfolie wurde in eine Gußform eingepaßt, dessen Wände an wo die Kupferfolie eingepaßt wurde, flach waren und die einen fächerförmigen Anschnitt in Richtung senkrecht zur Richtung des Einpassens der Kupferfolie aufwies und einen Formungshohlraum mit den Dimensionen von 3,5 mm (Dicke) zu 300 mm zu 300 mm hatte. Die Gußform wurde geschlossen und dasselbe Formmaterial wie in Beispiel 1 verwendet, wurde in die Form eingespritzt, bei einer Zylindertemperatur von 280°C, wobei eine einseitig kupferbeschichtete Platte bei der eine Formplatte von 300 mm auf 300 mm auf die Kupferfolie aufgeklebt war, hergestellt wurde. Anschließend wurde die Gußform wieder geschlossen und in ähnlicher Weise das Spritzgußverfahren durchgeführt. Das obige Spritzgußverfahren wurde sukzessiv wiederholt, wodurch einseitig mit Kupfer beschichtete Platten erhalten wurden.

Die einseitig mit Kupfer beschichteten Platten wurden anschließend auf die Größe des Formungshohlraums zugeschnitten. Die geschnittenen Platten wurden zwischen heiße Platten eingelegt, auf 180° erhitzt und 3 Minuten bei einem Druck von 1 kg/cm² gepreßt.

Die erhaltenen kupferbeschichteten Platten wiesen eine Kupferfolienabziehfestigkeit von 0,9 kg/cm und eine Präzision in der Dicke, die gut innerhalb ±0,1% des vorgesehenen Wertes lag. Ferner zeigten die kupferbeschichteten Platten keine Verformung.

Die Erfindung wurde in Einzelheiten und mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben und es ist offensichtlich für den Fachmann, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von Geist und Umfang abzuweichen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Hertellung eines Substrats für eine gedruckte Schaltung zur Hochfrequenzverwendung, umfassend Verbinden einer Formplatte (a), hergestellt durch Spritzguß eines Formmaterials aus einem thermoplastischen Harz mit einer Elektrizitätskonstanten von 3,5 oder weniger und einen dielektrischen Verlustfaktor von 0,002 oder weniger bei Raumtemperatur bei einer Frequenz von 1 GHz bis 10 GHz, mit entweder einer Kupferfolie (b-1) mit einer Reinheit von 99,9% oder weniger, von der mindestens eine Seite einer Oberflächenbehandlung zum Verbinden unterworfen wurde, mit einem einseitig kupferbeschichteten Laminat (b-2), das unter Verwendung der Kupferfolie (b-1) erhalten wurde, oder mit einer Printplatine (c), wodurch die Formplatte (a) mit einer Kupferfolie (b-1), einem Laminat (b-2), oder einer Printplatine (c) zu einem Substrat für eine gedruckte Schaltung verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Formmaterial aus einem thermoplastischen Harz in der Hauptsache ein Polyolefin, ein Polystyrol oder einem Polyphenylenether enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Formmaterial aus einem thermoplastischen Harz in der Hauptsache einem Polyphenylenether enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Formmaterial aus einem thermoplastischen Harz, eine Harzzusammensetzung ist, die ein Füllmittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus fluoriertem Glimmer, synthetischem fluorierten Glimmer, Bornitrid mit einer Reinheit von 97 bis 99,5% und einem Glas mit einer Dielektrizitätskonstante von 5 oder weniger bei Raumtemperatur bei einer Frequenz von 1 GHz enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Kupferfolie (b-1) eine gerollte Kupferfolie ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Oberflächenbehandlung der Kupferfolie (b-1) zur Bindung eine Schwarzkupferbehandlung ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die Schwarzkupferbehandlung in solcher Weise durchgeführt wird, daß das Kupfer auf der behandelten Oberfläche zu Kupfermetall reduziert wird, während die feine Rauheit aus der Schwarzkupferbehandlung im wesentlichen erhalten bleibt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Printplatine (c) eine Printplatine ist, die durch Ausbildung einer vorgesehenen gedruckten Schaltung auf einem kupferbeschichteten Laminat erhalten wird, das nach einer Methode hergestellt wurde, bei dem eine Anordnung von Laminatblättern für ein Einzellaminat kontinuierlich oder chargenweise zwischen zwei heiße Platten einer Presse für ein kontinuierliches Laminierverfahren eingeführt wurde.

9. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Bindung zur Herstellung eines vereinigten Substrats für eine gedruckte Schaltung erreicht wird durch Aufeinanderlegen der Formplatte (a), die zuvor durch Spritzguß hergestellt wurde entweder mit einer Pufferfolie (b-1), mit einem einseitig kupferbeschichteten Laminat (b-2), erhalten unter Verwendung der Kupferfolie (b-1), oder mit einer Printplatine (c) und Anwendung von Hitze und Druck auf die erhaltene Anordnung.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin die Kupferfolie (b-1), das einseitig kupferbeschichtete Laminat (b-2), erhalten unter Verwendung der Kupferfolie (b-1), oder die Printplatine (c) eine Klebschicht auf der Seite, die mit der Formplatte (a) verbunden wird, aufweist, wobei die Klebschicht eine Dicke von 5 bis 30 µm hat und im wesentlichen aus einem Harz besteht, das dasselbe Harz ist, wie in der Formplatte (a) enthalten.

11. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Binden zur Herstellung eines vereinigten Substrats für eine gedruckte Schaltung durchgeführt wird durch Einpassen der Kupferfolie (b-1), des einseitig kupferbeschichteten Laminats (b-2), erhalten unter Verwendung der Kupferfolie (b-1) oder der Printplatine (c) in einen Formungshohlraum und Einspritzen des Formmaterials aus einem thermoplastischen Harz in den Formungshohlraum.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die Kupferfolie (b-1) , oder die Printplatine (c) eine Klebschicht auf der Seite, die mit der Formplatte (a) verbunden wird, aufweist, wobei die Klebschicht eine Dicke von 20 bis 150 µm hat und im wesentlichen ein Harz enthält, das dasselbe ist wie in der Formplatte (a) enthalten.