Каталитический лак для изготовления печатных схем
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советскнк
Социалистически к
Республик (и}89 3 1 36 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 040877 (21) 2514605/23-05 (23) Приоритет — (32) 04. 08. 76 (31) P 2635457 ° 4 (33) ФРГ
Опубликовано231281. Бюллетень М 47
Дата опубликования описания 23,1281 (51) м. кл.
С 09 D 11/00
В 41 и l/14
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 667. 5 (088. 8) Иностранцы
Курт Хейманн и Рольф Рольфф (ФРГ) (72) Авторы изобретения
Иностранная фирма Шеринг АГ (ФРГ) (71) Заявитель (54) КАТАЛИТИЧЕСКИЙ JIAK ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ПЕ ЧАТНЫХ СХЕМ
Изобретение относится к каталитическому лаку для изготовления печатных схем с применением основных материалов и процесса осаждения металла.
В практике осуществляется множество способов для изготовления печатных схем. Широко распространенным является так называемый субтрактивный способ, по которому печатные платы изготовляются как односторонними,так и двухсторонними с проходными соединениями через отверстия.
При субтрактивном способе, как известно, исходят из кашировного с одной или с двух сторон материаланосителя, который подвергается негативному процессу печати (световой печати или фотопечати). При технике иэ- 2р готовления проходных контактов обычно стенки отверстий занимают палладиевыми отростками, на которых затем при помощи химического омеднения из— готавливается проводящее соединение 25 верхней и нижней сторон. Тонкий слой меди, химически осажденный на стенках отверстий, должен на них усиливаться гальваническим путем при помощи очень вязкого слоя меди. Естественно на- Зр ростает гальваническая медь не только на стенках отверстий, но и на пронодящих путях. Проводящие пути для последующего процесса травления должны быть гальнанически покрыты материалом устойчиным к травлению, например оловянно-свинцовой смесью или оловом.
Перед последующим травлением плат удаляется лак трафаретной печати и освободившиеся медные поверхности протравливаются соотнетстненным протранлинающим раствором. В среднем, в зависимости от типа нанесенной печатной схекы, вытравливается от 60 до
70% меди (1) .
Выход подобных растворов для травления, содержащих значительное количество меди, в производстве очень велик и во всех случаях представляет собой дорогостоящие проблемы сточных вод и защиты окружающей среды.
При аддитивном способе, с другой стороны, на платы наносится клей, который затем для достижения достаточно высокой адгезионной прочности подвергаетсч химическому транлению, преимущественно хромовой смесью.
Затем такая плата активизируется обычным образом и вслед эа этим
893136 омедняется химическим слоем до 4
5и., включая вероятно необходимые отверстия. Затем известным способом, либо способом трафаретной печати, либо фотопечатью наносится негатив-. ная схема нужной печатной платы и при помощи последующего гальванического омеднения наносится желаемая толщина проводящих путей, например 30„ц.. ,Следующие за этим рабочие стадии соответствуют рабочим стадиям описанного субтрактивного способа (2), Аддитивный способ делает возможным изготовление значительно более тонких проводящих путей, так как процесс травления должен стравить исключительно 4 — .5,р. толщины нанесенного химически медного слоя, однако даже при этом требуется множество рабочих стадий. К тому же в каждом случае, когда должна использоваться предварительно покрытая клеем плата, для достижения хорошей адгезионной проч ности, наносимых позднее слоев этой поверхности, должна быть придана шероховатости.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является каталитический лак для изготовления печатных форм и схем, включающий водорастворимую соль гидрофильного пленкообразующего (связующего) коллоида,способного образовывать с многовалентными металлами водорастворимые соли (альгинат аммония, Иа-полиакрилаты, Ncl-карбоксиметилцеллюлозы), соль многовалентного металла (сульфат меди), аммиак, источник ионов бихромата, нелетучее вещество с кислой реакцией, например и-толуолсульфокислота, наполнители, вода (3).
Однако при высушивании известного материала для покрытия аммиак удаляется и соль металла вместе с коллоидом образует нерастворимый комплекс.
Окисляющее вещество служит при этом исключительно для ускорения отверждения образовавшейся пленки.
Известный состав неактивен по отношению к металлоосаждающим ваннам, в силу чего на наносимой поверхности платы не осаждается металлический слой.
Цель изобретения — образование металлического зародышевого слоя на наносимой поверхности платы после вы,сушивания.
Поставленная цель достигается тем, что каталитический лак для изготовления печатных схем, включающий связующее, сульфат меди, наполнитель и воду, содержит в качестве связующего вещество, выбранное из группы, вк1почающей карбоксиметилцеллюлозу, смесь мвтилцеллюлоэы и гуара в соот-. ношении 2:1, смесь крахмала и 50%ной акриловой эмульсии в соотношении
5:20, в качестве наполнителя аэросил и дополнительно этилендиаминтетра.уксусную кислоту в качестве комплек сообразователя, формальдегид в качестве восстановителя и родамин в качестве стабилизатора при следующем соотношении компонентов, r:
Связующее 3-25
Сульфат меди 10
Этилендиаминтетрауксусная кислота 10-15
Формальдегид 10
Аэросил 0,5
Родамин 0,0001
Вода 40-65
В случае использования в качестве связующего карбоксиметилцс.ллюлозы, она содержится в количестве 3 г; когда связующее — смесь метилцеллюлозы и гуара в соотношении 2:1 количество его составляет 3 r, когда связующим является смесь крахмала и акриловой эмульсии в соотношении 5:20 — количество его составляет 25 г.
Каталитический лак дополнительно может содержать 5 r метиленхлорида и 0,0001 г лаурилэфирсульфата.
Предлагаемый лак позволяет сократить количество технологических стадий, по сравнению с известным способом изготовления проводящего слоя, так как после нанесения лака, преимущественно путем трафаретной печати, и сушки этого лака, образуемый металлический слой усиливается при воздействии ванны, осаждающей металл.
При этам отпадает требуемое образование отростков при помощи палладия, а также обработка травлением. Больше не требуется применение вещества, повышающего прочность к сцеплению.
Кроме того, металлический слой при применении лака осаждается предельно танко и равномерно распределяется, 4О благодаря чему можно изготавливать исключительно малые толщины слоя, например, только 0 067р,, которые имеют исключительную адгезионную прочность.
Для нанесения лака на основные
4 материалы могут применяться обычные способы печати, при которых желаемый образец проводников наносят на подложку способом позитивной печати, преимущественно способом трафаретной печати. В качестве основных плат используют платы на основе пластмасс, например бумага, с фенольной смолой, эпоксидное стекло, гибкие термоплас-! ты, и .из керамических материалов.
Высушивание нанесенного лака может производиться путем длительной сушки при комнатной температуре 20 С или путем нагрева до 400 С. Для этого используют печи с горячим воздухом и излучательные лампы.
60 Для утолщения образованного металлического слоя толщиной примерно
0,03р, можно применять обычную восстановительную ванну, выделяющую ме талл, которая позволяет наращивание б5 толщины слоя до 50,и..
893136
П р и ме р 1. Состав лака, r:
Карбок симет илцеллюло за 3
Коллоидная кремниевая кислота (аэросил) 0,5
Вода 63,4
Сульфат меди 10
Этилендиаминтетрауксусная кислота
Формальдегид (37Ъ-ный раствор) l0
Стабилизатор (родамин), мг 0,1
Раствор NaOH значение рН доводится до 12,8.
Каталитическим лаком заполняют машину для трафаретной печати и через установленный на трафарете образец печатают на пластмассовой плате.
Затем 7 мин обжигают при 200ОС. При этом ионы меди восстанавливаются до меди и одновременно получается адгеэионное прочное соединение между лаком и поверхностью пластмассы. Обработанную таким образом плату погружают н химическую медную ванну и слой меди утолщается до 30 — 50,и,. Затем плату промывают и сушат. Теперь ее можно оснащать конструктивными деталями.
Пример 2. Состав лака, г:
Метилцеллюлоза 2
Гуар 1 Аэросил 0,5
Вода 58,4
Сульфат меди 10
Этилендиаминтетрауксусная кислота 13
Формальдегид (37Ъ-ный раствор) 10
Стабилизатор (родамин), мг 0,1
Метиленхлорид 5
Раствором NaOH pH доводится до
l2,8.
20
Формула изобретения
10-15
0,5
0 0001
40 "б5
2. Лак по и. 1, включающий карбо ксиметилцеллюлозу, о т л и ч а юшийся тем, что он содержит 3 г карбоксиметилцеллюлозы.
3. Лак по и. 1,. включающий смесь метилцеллюлозы и ryapa в соотношении 2:1, отличающийся тем, что он содержит 3 г смеси метил60 целлюлозы и гуара.
4, Лак по п. 1, включающий смесь крахмала и акрилоной эмульсии в соотношении 5 20, отличающийся тем, что он содержит 25 г смеси крах65 мала и акриловой эмульсии.
Применение этого лака производится по примеру 1.
Пример 3. Состав лака, гг
Крахмал 5
Эмульсия акрилата (50Ъ-ная) 20 Аэросил 0,5
Вода 41,3
Сульфат меди 10
Этилендиаминтетрауксусная кислота 13
Формальде гид 10
Стабилизатор (родамин), мг 0,1
Смачиватель (сульфат лаурилового эфира), мг 0,1
Значение рН 30Ъ-ным раствором
NaOH доводят до 12,5.
Применение этого лака произнодится по примеру 1.
Лаки по примерам 1 - 3 предлагаемого изобретения обладают следующими свойствами:
Адге э ион ная прочность, H /см 25
Твердость (по ударной вязкости), кДж/м 50
Прочность, и /мм 1 70
Толщина лаконого слоя, мкм, по примеру 1 50
2 75
3 100
Слой металлических зародышей крис" таллизации этих лаков укрепляется при обработке металлоосаждающей ванной до толщины 30 — 35 .
Известный лак обладает теми же свойствами по адгезионной прочности, твердости, прочности и консистен(5 ции. Однако в противоположность лакам, получаемым согласно изобретению, они .неактивны по отношению к металлоосаждающим ваннам, так как металлический слой не осаждается.
1. Каталитический лак для изготовления печатных схем, включающий связующее, сульфат меди, наполнитель и воду, отличающийся тем, что, с целью образования металлического зародышевого слоя на наносимой
30 поверхности платы после высушивания, он содержит в качестве связующего вещество, выбранное из группы, вклю чающей карбоксилметилцеллюлозу, смесь метилцеллюлозы и ryapa в соот35 ношении 2:1, смесь крахмала и 5ОЪной акрилоной эмульсии в соотношении
5:20, в качестве наполнителя аэросил и дополнительно этилендиаминтетраук сусную кислоту в качестве комплексо40 образователя,формальдегид н качестве восстановителя и родамин в качестве стабилизатора при следующем соотношении компонентов, г:
Связующее 3-25
Сульфат меди 10
Этилендиаминтетрауксусная кислота
Формальдегид
Аэросил
Вода
893136
Составитель T.Áðîâêèía
Редактор Н.Гунько ТехредЛ.Пекарь Коррект ор С. Щомак
Заказ 11293/88
Тираж 687 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5. Лак по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что он дополнительно содержит 5 г метиленхлорида.
6. Лакпоп. 1, отличаюшийся тем, что он дополнительно содержит . )0001 r лаурил-эфирсульфата.
Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе
1. Katafytischer:Lack Zur herв1еИ ung von gedruckten Scha0tungen Ga8vanotechnik, 1974, 65, Р 8, с. 659.
2. Заявка ФРГ Р 1665314, $ кKл . Н 01 В 5/14, 1970 °
3. Патент Англии Р 1252826, кл. :В 6 С, 1971 (прототип).
