Каталитический лак для изготовления печатных схем Советский патент 1981 года по МПК C09D11/00 B41N1/14 

(54) КАТАЛИТИЧЕСКИЙ ЛАК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Изобретение относится к каталитическому лаку для изготовления печатных схем с применением основных материалов и процесса осаждения металла. В практике осуществляется множест во способов для изготовления печатных схем. Широко распространенным яв ляется 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 пе чати или фотопечати). При технике из готовления проходных контактов обычно стенки отверстий занимают палладиевыми отростками, на которых затем при помощи химического омеднения изготавливается проводящее соединение верхней и нижней сторон. Тонкий слой меди/ химически осажденный на стенках отверстий, должен на них усиливаться Гсшьваническим путем при помощи очен вязкого слоя меди. Естественно наПЕЧАТНЫХ СХЕМ ростает гальваническая медь не только на стенках отверстий, но и на проводящих путях. Проводящие пути для последующего процесса травления должны быть гальванически покрыты материгшом устойчивым к травлению, например оловянно-свинцовой смесью или оловом. Перед последующим травлением плат удсшяется лак трафаретной печати и освободившиеся медные поверхности протравливаются соответственным протравливающим раствором. В среднем, в зависимости от типа нанесенной печатной схемы, вытравливается от 60 до 70% меди I. 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 подвергается химическому травлению, преимуществ1жно хромовой смесью. Затем такая плата активизируется обычным образом и вслед за этим

омедняется химическим слоем до 4 Sjtt,, включая вероятно необходимые отверстия. Затем известным способом, либо способом трафаретной печати, либо фотопечатью наносится негативная схема нужной печатной платы и при noMOUtti последующего гальванического омеднения наносится желаемая толщина проводящих путей, например 30ju, .

.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(. 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, Na-полиакрилаты, Na-карбоксиметилцеллюлозы), соль многовалентного металла (сульфат меди), аммиак, источник ионов бихромата, нелетучее вещество с кислой реакцией, например п-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 метешлического зародышевого слоя на наносимой поверхности платы после, вы|Сушива.ния.

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, вк почающей карбоксиметилцеллюлозу / смесь метилцеллюлозы и Гуара в соотношении 2:1, смесь крахмала и 50%ной акриловой эмульсии в соотношении 5:20г в качестве наполнителя аэросил и дополнительно этилендиаминтетра-уксусную кислоту в качестве комплексооёразователя, формальдегид в качестве восстановителя и родамин в качестве стабилизатора при следующем соотношении компонентов, г:

Связующее3-25

Сульфат меди10

Этилендиаминтетрауксусная кислота 10-15 ФормальдегидЮ

АэросилО,5

Родамин0,0001

Вода40-65

В случае использования в качест зе связующего карбоксиметилц ллюлозы она содержится в количестве 3 г; когда связующее - смесь метилцеллюлозы и гуара в соотношении 2:1 количество его составляет 3 г, когда связующим является смесь крахмала и акриловой эмульсии в соотношении 5:20 - количество его составляет 2Ь г.

Каталитический лак дополнительно может содержать 5 г 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 этом отпалает требуемое образование отростков при помощи палладия, а также обработка травлением. Больше не требуется применение вещества, повышающего прочность к сцеплению.

Кроме того, металлический слой пр применении лака осаждается предельно тонко и равномерно распределяется благодаря чему можно изготавливать исключительно малые толщины слоя, например, только 0,067/t, которые имеют исключительную адгезионную прочность

Для нанесения лака на основные 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, I и -из керамических материалов.

Высушивание нанесенного лака може производиться путем длительной сушки при комнатной температуре или путем нагрева.до 400С. Для этого используют печи с горячим воздухом и излучательные лампы.

Для утолщения образованного металлического слоя толщиной примерно 0,03/А. можно применять обычную восстановительную ванну, выделяющую металл, которая позволяет наращивание толщины слоя до 50/bt-. Пример 1. Состав лака, г: Карбоксиметилцеллюлоза 3 Коллоидная кремниевая кислота (аэросил)0, Вода63, Сульфат меди. Ю Этилеидиаминтетрауксусная кислота13 Формальдегид (37%-ный раствор)Ю Стабилизатор (родамин), мг0,1 Раствор NaOH значение рН довод ся до 12,8. Каталитическим лаком заполняют машину для трафаретной печати и че рез установленный на трафарете обр зец печатают на пластмассовой плат Затем 7 мин обжигают при 200°С. Пр этом ионы меди восстанавливаются меди и одновременно получается адг зионное прочное соединение между л ком и поверхностью пластмассы. Обр ботанную таким образом плату погру жают в химическую медную ванну и с меди утолщается до 30 - 50 ,и.. Зате плату промывают и сушат. Теперь ее можно оснащать конструктивными дет лями . П р и м е р 2. Состав лака, г: Метилцеллюлоза Гуар Аэросил Вода. Сульфат меди Этилендиаминтетрауксусная кислота Формальдегид (37%-ный раствор) Стабилизатор (родамин) , мг Метиленхлорид : Раствором NaOH рН доводится 12,8. Применение этого лака производ ся по примеру 1. П р и м е р 3. Состав лака, г: Крахмал 5 Эмульсия акрилата (50%-ная)20 Аэросил0, Вода. 41, Сульфат меди10 Этилендиаминтетрауксусная кислота13 ФормальдегидЮ Стабилизатор (родамин) , мг0/ Смачиватель (сульфат лаурилового эфира), мг 0, Значение рН 30%-ным раствором NaOH доводят до 12,5. Применение этого лака производи ся по примеру 1. Лаки по примерам 1-3 предлага мого изобретения обладают следующи свойствами: Адгезионная прочность, N/CM25 Твердость (по ударной вязкости) , кДж/м 50 Прочность, N Толщина лакового слоя, мкм, по примеру 150 275 3100 Слой металлических ддрпдиитеР кристаллизации этих лаков укрепляется при обработке металлоосаждающей ванной до толщины 30 - 35/х.. Известный лак обладает теми же свойствами по адгезионной прочности, твердости, прочности и консистенции. Однако в противоположность лакам, получаемым согласно изобретению, они неактивны по отношению к металлоосаждающим ваннам, так как металлический слой не осаждается. Формула изобретения 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 поверхности платы после высушивания, он содержит в качестве связующего вещество, выбранное из группы, вклю- чающей карбоксилметилцеллюлозу, см;есь метилцеллюлозы и гуара в соотношении 2:1, смесь крахмала и 50%ной акриловой эмульсии в соотношении 5:20, в качестве наполнителя аэросил и дополнительно этилендиаминтетрауксусную кислоту в качестве комплексообразователя,формальдегид в качестве восстановителя и родами-н в качестве стабилизатора при следующем соотношении компонентов, г: Связующее3-25 Сульфат меди . Ю Этилендиаминтетрауксусная кислота10-15 ФормальдегидЮ Аэросил0,5 Родамин0,0.001 Вода40-65 2.Лак по п. 1, включающий карбо. ксиметилцеллюлозу, отличающ и и с я тем, что он содержит 3 г карбоксиметилцеллюлозы. 3.Лак по п. 1,. включающий смесь метилцеллюлозы и гуара в соотношении 2:1, отличающийся тем, что он содержит 3 г смеси метилцеллюлозы и гуара. 4.Лак по п. 1, включающий смесь крахмала и акриловой эмульсии в соотношении 5:20, отличающийся тем, что он содержит 25 г смеси крахмала и акриловой эмульсии. 893 5.Лак по п.1,отличающ и и с я тем, что он дополнительно содержит 5 г метиленхлорида. . 6.Лак по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он дополнительно содержит ,q0001 г лаурил-эфирсульфатаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1368 1. Kata ytischer .Lack Zur hersteCeung von gedruckten SchaStungen Gagvanotechnik, 1974, 65, 8, с. 659. 2 Заявка ФРГ и тййцчтя /- 1э70 3. Патент Англии И 1252826, кл, 6 С, 1971 (прототип).