DE2424002A1 - Schwerentflammbare mehrschichtleiterplatte und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Schwerentflammbare mehrschichtleiterplatte und verfahren zu deren herstellung

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Rutsuro Tada
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Motoyo Wajima
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Description

  • Schwerentflammbare Mehrschicht-Leiterplatte und Verfahren zu deren Herstellung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine schwerentflammbare Mehrschicht-Leiterplatte und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Die Anforderungen an Leiterplatten steigerten sich von Jahr zu Jahr mit der Entwicklung der elektronischen Einrichtungen und Geräte.
  • Leiterplatten sind jetzt so verbreitet, daß im wesentlichen die gesamte elektronischen Einrlchtungen und Geräte diese verwenden. Insbesondere ist mit der Verkleinerung der Einrichtungen und Geräte die Entwicklung einer Mehrschicht-Leiterplatte diskutiert worden, um deren Packungsdichte zu vergrößern. Deshalb wurden die Anforderungen an die Eige#chaften an eine Epoxid-Vorimprägnierung, die bei einer isolierenden Grundplatte (Träger ) oder bei einer Mehrschicht-Haftung verwendet wird, immer strenger, und in letzter Zeit wurde deren schwere Entflammbarkeit gefordert. Die vorliegende Erfindung verwendet eine Epoxid-Vorimprägnierung für eine derartige Leiterplatte, die die Leitwplatte schwer entflammbar macht.
  • Als ein Verfahren zur Verringerung der Entflammbarkeit einer Epoxid-Vorimprägnierung wurde bisher ein halogenhaltiges Epoxiharz oder ein halogenhaltiges Aushärtmittel verwendet. Es ist bereits entwickelt worden, daß eine schwere Entflammbarkeit mit dem Halogengehalt in diesem Fall zunimmt. Bei einer Leiterplatte hat jedoch die Verwendung eines derartigen halogenhaltigen Epoxidharzes oder Aushärtmittels den großen Nachteil, daß deren Haftfestigkeit für eine Schaltungs-Metallfolie, wie beispielsweise eine Kupferfolie, bei einer hohen Temperatur (ungefähr 260 C) und deren Lötmittel-Wärmewiderstand verringert werden. Deshalb kann die Schaltungs-Kupferfolie leicht auf der Haftfläche zwischen einer Isolierschicht und der Schaltungs-Kupferfolie abblättern. Die oben aufgezeigten Schwierigkeiten betreffen nicht nur eine Leiterplatte, sondern auch die elektronischen Bauteile, die auf der Leiterplatte vorgesehen sind.
  • Eine elektrolytische Kupferfolie für ein Metall-Überzug-Schichtwerkstoffe hat eine glänzende und eine matte Seite. Die matte Seite ist ein Teil der Folie, der mit der Grundplatte der mit Metall überzogenen Schichtwerkstoffe in Berührung gemacht wird, und er weist eine große Rauhigkeit auf. Die Oberfläche der matten Seite wird behandelt, um deren Haftfestigkeit zu erhöhen. Eine Mehrschicht-Leiterplatte wird durch die Mehrschicht-Haftfestigkeit der glänzenden Seite der Kupferfolie mit einer Vorimprägnierung erzeugt. Jedoch ist die glänzende Seite der matten Seite in der Haftfestigkeit unterlegen. Deshalb sollte die glänzende Seite der gleichen Aufrauhung und Oberflächenbehandlung unterworfen werden wie die matte Seite, wobei jedoch gleichzeitig die Leitbahn- oder Mustergenauigkeit der Schaltung gestört wird. Deshalb sollte die Oberflächenbehandlung der glänzenden Seite auf eine Photoätzung begrenzt werden, und die Vorbereitung der gedruckten Mehrschicht-Leiterplatte beruht im wesentlichen auf der Haftfestigkeit der Vorimprägnierung. Auf der einen Seite muß der Bromanteil der Vorimprägnierung vergrößert werden, damit die Mehrschicht-Leiterplatte schwerer entflammbar wird, aber der hohe Bromanteil zerstört die Haftfestigkeit und den Lötmittel-Wärmewiderstand der Vorimprägnierung.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrschicht-Leiterplatte anzugeben, die nicht nur schwer entflammbar ist, sondern auch eine hervorragende Haftfestigkeit und einen guten Lötmittel-Wärmewiderstand aufweist ~ weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung einer schwer entflammbaren Mehrschicht-Leiterplatte angegeben werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens der Oberflächenteil der Isolierschicht, der in Berührung ist mit der Oberfläche der glänzenden Seite der Schaltung, einen Bromgehalt von weniger als 10 Gew.-% aufweist, und daß der andere Teil der Isolierschicht einen derartigen Bromgehalt besitzt, daß der gesamte Bromgehalt des Harzes insgesamt größer als ca. 15 Gew.-%, bezogen auf das Harz, ist.
  • Die Erfindung sieht also zusammenfassend eine schwer entflammbare Mehrschicht-Leiterplatte mit zwei Außenschicht-Schaltungen, mindestens einer Innenschicht-Schaltung und Isolierschichten aüs einem ausgehärteten wärm eaushärtbaren Epoxidharz zur Verbindung benachbarter Schaltungen vor, wobei mindestens der Oberflächenteil der Isolierschichten, der mit der Oberfläche der glänzenden Seite der Schaltung verbunden ist, einen Bromgehalt von weniger als ungefähr 10 Gew.-% und der andere Teil der Isolierschichten einen derartigen Bromanteil aufweist, daß der gesamte Bromanteil des Harzes insgesamt größer als ungefähr 15 Gew.-% ist, bezogen auf Harz. Die Leiterplatte hat eine ausgezeichnete Hochtemperatur-Haftfestigkeit und einen guten Lötmittel-Wärm ewiderstand.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt eines mit Kupfer überzogenen Schichtwerkstoffes, Fig. 2 eine Kurve zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Brom gehalt des Harzanteiles in der Oberflächenschicht eines Schichtwerkstoffes und der Hochtemperatur-Haftfestigkeit des Schichtwerkstoffes für die Kupferfolie, Fig. 3 eine Kurve zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Bromgehalt des gesamten Schichtwerkstoffes und der Widerstandsfähigkeit gegen eine Entfiammung, und Fig. 4 A bis 4 H ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer schwer entflammbaren Mehrschicht-Leiterplatte.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Hochtemperaturhaftung einer Schaltungsmetall-Folie und der Lötmittel-Wärmewiderstand der Isolierschichten befriedigend werden, wenn der Halogengehalt des Harzanteils in der Oberflächenschicht, die mit der Metallfolie verbunden wird, weniger als 10 Gew.-% beträgt. Unter praktischen Gesichtspunkten und für eine schwere Entflammbarkeit des Schichtwerkstoffes sollte die Dicke der Schicht mit einem so niedrigen Bromgehalt nicht ca. 30 pm überschreiten. Die Haftfestigkeit nimmt nicht zu, selbst wenn die Dicke der Schicht mit dem niedrigen Bromgehalt 30 pm überschreitet. Andererseits ist eine Dicke der Schicht mit niedrigem Bromgehalt von wenigstens 10 jim erforderlich, um eine ausreichende Haftfestigkeit für die Kupferfolie zu erzielen. Nicht nur Brom, sondern auch Chlor können den Schichtwerkstoff schwer entflammbar machen, wobei jedoch Brom wirksamer als Chlor ist. Es ist bei der Erfindung wesentlich, eine Bromverbindung zuzusetzen, aber auch eine Chlorverbindung kann zusammen mit der Bromverbindung vorgesehen werden.
  • Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Epoxidharz ist im allgemeinen beispielsweise ein Bisphenol-A-Epoxiaharz, ein Resorzin-Epoxidharz, ein Tetrahydroxyphenyläthan-Epoxidharz, ein ~Novolac ~-Epoxidharz, ein Polyalkohol-Epoxidharz, ein Polyglykol-Epoxidharz, ein Glyzerin-Triäther-Epoxidharz, ein Polyolefin-Epoxidharz, ein alizyklisches Epoxidharz usw.
  • Als Aushärtmittel für diese Epoxidharze können alle bisher verwendeten Aushärtmittel vorgesehen werden, wie beispielsweise Amin-A ushärtm ittel, Säureanhydrid-A ushärtm ittel usw.
  • Als Halogenquelle oder -mittel zur Erzeugung einer schweren Entflammbarkeit für die oben erwähnten Epoxidharze können beispielsweise brom haltig e Biphenol-A-Epoxidharze, brom haltig e Novolac-Epoxidharze usw. vorgesehen werden; es ist jedoch auch möglich, diese Stoffe mit anderen Materialien zu mischen, wie beispielsweise mit Füllstoffen, Phosphorverbindungen usw., wenn dies erforderlich ist. Weiterhin können auch als halogenhaltige Aushärtmittel 4, 4 ~-Methylenbis-(2-Chloroanilin), 4, 4'-Methylenbis-(2,3-Dichloroanilin), 4, 4 ~-Methylenbis- (2, 5-Dichloroanilin), Het. Säureanhydrid, Tetrabromphthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid usw. verwendet werden.
  • Um eine Schicht mit niedrigem Bromgehalt auf der Oberflächenschicht herzustellen, die mit einer Metallfolie des Schichtwerkstoffes verbunden ist, wird zunächst eine Vorimprägnierung hergestellt, indem ein Harz mit einem hohen Bromgehalt verwendet wird, und dann wird auf der Vorimprägnierung eine Schicht aus einem Harz mit einem niedrigen Bromgehalt durch ein Beschichtungs-, Sprüh- oder Tauchverfahren hergestellt.
  • Der Schichtwerkstoff kann auch durch Schichtung einer Vorimprägnierung eines hohen Brom gehaltes und einer Vorimprägnierung eines niedrigen Bromgehaltes hergestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer schwer entflammbaren Mehrschicht-Leiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig mit einem Kupferüberzug kaschierte Schichtwerkstoffe hergestellt werden, daß eine Innenschicht-Schaltung auf der einen Seite des jeweiligen Schichtwerkstoffes gebildet wird, daß mehrere Schichten aus mindestens einer schwer entflammbaren Vorimprägnierung aus einem wärmeaushärtbaren Epoxidharz aufgebracht werden, wobei mindestens ein Oberflächenteil der Vorimprägnierung einen Bromgehalt von weniger als ca. 10 Gew.-% und der andere Teil der Vorimprägnierung einen derartigen Bromgehalt aufweist, daß der gesamte Bromgehalt des Harzes insgesamt größer als ungefähr 15 Gew.-%, bezogen auf das Harz, ist, so daß die Schicht mit dem geringen Bromgehalt der Vorimprägnierung in Berührung sein kann mit der Innenschicht-Schaltungs-Oberfläche, daß die gesamte Anordnung zur Haftung der Schichten gepreßt wird, und daß schließlich die sich ergebende Mehrschicht-Leiterplatte einem Bohren, einer stromlosen Kupferplattierung, einer elektrischen Kupferplattierung, einem Fotowiderstands-Drucken, einer Goldplattierung, und einer Entfernung der Widerstands- und Ätzrückstände nach an sich bereits entwickelten Verfahren unterworfen wird.
  • Im folgenden werden Vergleichsbeispiele für die Herstellung eines auf einer Seite mit Kupfer kaschierten Schichtwerkstoffes beschrieben. Bei allen Vergleichsbeispielen werden alle Anteile und Prozente durch das Gewicht ausgedrückt.
  • Vergleichsbeispiel 1 50 Teile Biphenol-A-Epoxidharz (Epoxid-Äquivalent 450 - 550, Schmelzpunkt 65 bis 75 C ), 50 Teile Tetrabromobisphenol-A-Epoxidharz (Epoxid- Äquivalent 330 - 380) und 0,5 Teile Benzyldimethylamin als Aushärtbeschleuniger werden in 80 Teilen Methyläthylketon gelöst. Die sich ergebende Lösung wird mit 4 Teilen Dicyandiamid als Aushärtmittel gemischt, das in 20 Teilen Methyl-Cellosolve gelöst ist, um einen Lack mit einer Konzentration von ungefähr 50 % zu bilden. (Dieser Lack wird im folgenden als "Lack A " bezeichnet. ) Sein Bromgehalt beträgt 23 Ó in bezug auf den Feststoffgehalt des Lackes.
  • Dann werden 100 Teile eines Bisphenol-A-Epoxidharzes (Epoxid-Äquivalent 450 - 550, Schmelzpunkt 65 - 75 C ) und 0,5 Teile Benzyldimethylamin als Aushärtbeschleuniger in 80 Teilen Methyläthyl keton gelöst. Die sich ergebende lösung wird mit 4 Teilen Dicyandiamid als Aushärtmittel gemischt, das in 20 Teilen Methyl-Cellosolve (engl.: methyl cellosolve) gelöst ist, um einen Lack mit einer Konzentration von 50 % herzustellen. (Dieser Lack wird im folgenden als ~Lack B" bezeichnet. ) Ein ebenes Glasgewebe mit einer Dicke von ungefähr 100 jim und aus 60/25 mm Kettfäden und einer 58/25-mm-Füllung wird mit dem oben erwähnten Lack A imprägniert und dann bei 130°C während 10 min in einem halb ausgehärteten Zustand (B-Stufe) getrocknet. Die sich ergebende Vorirnprägnierung wird im folgenden als ~Vorimprägnierung A" bezeichnet. Der Lack B wird dann auf die Oberfläche des imprägnierten Gewebes geschichtet, um mit einer Kupferfolie verbunden zu werden, so daß die Dicke der oberen Schicht 10 pm im trokkenen Zustand betragen kann, und anschließend bei 130°C während 10 min getrocknet, um die Schicht aus dem Lack B in die B-Stufe zu überführen. Die sich ergebende Vorimprägnierung wird im folgenden als ~Vorimprägnierung B" bezeichnet. Der Harzgehalt der Vorimprägnierung beträgt 55 %, und der Bromgehalt beträgt 19 %, bezogen auf den gesamten Harzgehalt.
  • Die glänzende Oberfläche einer 105 jim dicken Kupferfolie wird mit einer Ätzlösung aufgerauht, die durch lösung von 40 g Kupferchlorid und 500 ml Chlorwasserstoffsäure in Wasser zur Bildung von 1 1 lösung erhalten wird, und die Kupferfolie wird dann in eine lprozentige wäßrige lösung eines Aminosilan-Bindemittels (Wz A 1100 der US-Firma Union Carbide Corp.) getaucht und dann während 30 min bei 100°C getrocknet. Eine Schicht aus der Vorimprägnierung B und vier Schichten aus der Vorimprägnierung A werden auf die so bearbeitete Kupferfolie gebracht, und die gesamte Anordnung wird unter einem Druck von 40 kg/cm­ bei einer Erwärmung auf 170°C während 60 min gepreßt Auf diese Weise entsteht ein einseitig kupferkaschierter Epoxid-Schichtwerkstoff mit einer Dicke von 0,6 mm, wie dieser in der Fig. 1 dargestellt ist. In der Fig. 1 sind vorgesehen eine Kupferfolie 1, eine Schicht 2 mit einem geringen Bromgehalt und eine Schicht 3 mit einem hohen Bromgehalt.
  • Vergleichsbeispiel 2 Ein Lack C mit einem Bromgehalt von 18 % bezogen auf den Feststoffgehalt des Lackes wird hergestellt, indem 15 Teile des beim Vergleichsbeispiel 1 vorgesehenen Bisphenol-A-Epoxidharzes und 85 Teile eines Tetrabrom obisphenol-A -Epoxidhar zes (Epoxid-Äquivalent 455 bis 500, Schmelzpunkt 70 bis 80 C) in der gleichen Weise wie beim Vergleichsbeispiel 1 verarbeitet werden.
  • Ein Lack D mit einem Bromgehalt von 4 % bezogen auf den Feststoffgehalt des Lackes wird aus 80 Teilen Bisphenol-A-Epoxidharz und 20 Teilen Tetrabrom obisphenol-A -Epoxidharz hergestellt.
  • Auf die Oberfläche des mit dem Lack C (Vorimprägnierung C) imprägnierten ebenen Glasgewebes wird der Lack D geschichtet, so daß der beschichtende Film eine Dicke von 10 yum haben kann, was auf die gleiche Weise wie beim Vergleichsbeispiel 1 geschieht. Auf diese Weise wird eine B-Stufen-Epoxidvorimprägnierung (Vorimprägnierung B) mit einem Harzgehalt von 60 % und einem Bromgehalt von 16 % bezogen auf den gesamten Harzgehalt erhalten. Wie beim Vergleichsbeispiel 1 werden die Epoxidvorimprägnierung und eine Kupferfolie unter Wärmeeinwirkung gepreßt, um einen einseitig kupferkaschierten Epoxid-Schichtwerkstoff mit einer Dicke von 0,6 mm zu erhalten, wie dieser in der Fig. 1 gezeigt ist.
  • Vergleichsbeispiel 3 50 Teile Bisphenol-A-Epoxidharz (wie beim Vergleichsbeispiel 1), 50 Teile Tetrabrom obisphenol-A -Epoxidharz (wie beim Vergleichsbeispiel 1), 16,5 Teile 4,4' -Methylenbis- ( 2-Chloroanilin) als halogenhaltiges Aushärtmittel und 1,0 Teile Bortrifluoridmonomethylamin als Aushärtbeschleuniger werden in Methyläthylketon gelöst, und die Lackkonzentration wird auf 50 % eingestellt, um einen Lack E herzustellen.
  • Der Brom- und Chlorgehalt des Lackes betragen jeweils 21 % und 3,7 %, bezogen auf den Feststoffgehalt.
  • 100 Teile Bisphenol-A-Epoxidharz (wie beim Vergleichsbeispiel 1) und 16,5 Teile 4,4' -Methylenbis- (2-Chloroanilin) als Aushärtmittel werden in Methyläthylketon gelöst, um einen Lack F mit einer Lackkonzentration von 30 % herzustellen. Der Chlorgehalt des Lackes beträgt 3,7 %, bezogen auf den Feststoffgehalt.
  • Auf die gleiche Weise wie beim Vergleichsbeispiel 1 wird ein ebenes Glasgewebe mit dem Lack E (Vorimprägnierung E) imprägniert, und der Lack F wird auf das imprägnierte Gewebe geschichtet, um eine B-Stufen-Epoxidvorimprägnierung (Vorimprägnierung F) mit einem Harzgehalt von 60 % und einem Halogengehalt von ca. 21 %, bezogen auf den gesamten Harzgehalt, herzustellen. Die Vorimprägnierung F und eine Kupferfolie werden unter Wärmeeinwirkung auf die gleiche Weise gepreßt wie beim Vergleichsbeispiel 1. Auf diese Weise entsteht ein einseitig kupferkaschierter Epoxid-Schichtwerkstoff mit einer Dicke von 0,6 mm, wie dieser in der Fig. 1 dargestellt ist.
  • Der einseitig kupferkaschierte Epoxid-Schichtwerkstoff, der nach einem der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 hergestellt wurde, wird mit einem einseitig kupferkaschierten Schichtwerkstoff verglichen, der auf die gleiche Weise wie beim Vergleichsbeispiel 1 mittels einer bereits entwickelten Vorimprägnierung hergestellt wurde, wobei eine Schicht mit einem geringen Bromgehalt nicht auf der Oberflächenschicht der Vorimprägnierung wie beim Vergleichsbeispiel 1 ausgebildet wurde, während besonders die Hochtemperatur-Haftfestigkeit, der lötm ittel-Wärmewiderstand und die Widerstandsfähigkeit gegen eine Entfiammung beachtet werden. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle 1 weiter unten zusammengefaßt.
  • Die Hochtemperatur-Haftfestigkeit ist die Abroll-Festigkeit der Kupferfalie bei 260 0C in einem 100 mm ~ 25 mm (Breite)-Prüfling, wobei die Kupferfolie mit einer Breite von 10 mm in Längsrichtung in der Mitte durch Ätzen entfernt wurde. Der Lötmittel-Wärmewiderstand ist die Zeit, die erforderlich ist, damit die Kupferfolie sich aufbauscht und abrollt, wenn ein 100 mm ~ 100 mm großer Prüfling auf der Oberfläche eines Lötmittelbades bei 260 C schwimmt, wobei die Oberfläche mit der Kupferfolie unten liegt. Die Widerstandsfähigkeit gegen eine Entfiammung wird gemessen, indem die Kupfeftolie von einem Prüfling mit einer Dicke von 12,7 mm und einer Länge von 135 mm durch Ätzen entfernt wird, indem der Prüfling zweimal entsprechend (US- oder japanische Norm) UL 94 gezündet wird, während das Versuchsstück senkrecht gehalten wird, und indem die Zeit bestimmt wird, bis die Flamme gelöscht ist. Für jeden Schichtwerkstoff wurden sechs Prüflinge verwendet. Die Mittelwerte der Messungen und die Meßbereiche (oberster und unterster Wert) sind in der Tabelle 1 gezeigt. (Hier ist ein Mittelwert von 5 5 oder weniger und ein höchster Wert von 10 s oder weniger durch (US- oder japanische Norm) SE-O vorgeschrieben . ) Tabelle 1 Hochtemper atur- Lötm ittel- Widerstands -Haftfestigkeit Wärme- fähigkeit gegen (g/cm ) widerstand Entfiammung (sec) (sec) Vergleichsbeispiel 1 100 >180 2,1 (0 - 6,5) Vergleichsbeispiel 2 95 >180 2,8 (1,0 - 8,5) Vergleichsbeispiel 3 95 >180 2,6 (0 - 7,5) Bereits entwickelt 20 20 2,0 (0 - 5,0) Vergleichsbeispiel 4 Um den Einfluß des Bromgehaltes im Oberflächenteil des mit einer Kupferfolie verbundenen Schichtwerkstoffes auf die Haftfestigkeit zu ermitteln, sind die folgenden Versuche durchgeführt worden.
  • Lacke wurden aus Bisphenol-A -Epoxidharz und aus Tetrabromobisphenol-A-Epoxidharz wie beim Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, wobei die Menge des verwendeten Tetrabromobisphenol-A -Epoxidharzes verändert wurde. Die sich ergebenden Lacke wurden als Oberflächenschicht auf die Vorimprägnierung A beim Vergleichsbeispiel 1 geschichtet, um Vorimprägnierungen herzustellen. Die Beziehung zwischer dem Bromgehalt des Harzanteiles in der Oberflächenschicht und der Hochtemperatur-Haftfestigkeit des Schichtwerkstoffes für eine Kupferfolie ist in der Fig. 2 gezeigt. Wenn der Bromgehalt in der Oberflächenschicht 10 % überschreitet, verringert sich die Hochtemperatur-Haftfestigkeit stark. Da eine Haftfestigkeit von mehr als ungefähr 50 g/cm zur Sicherung der Haftung zwischen der Kupferfolie und dem Schichtwerkstoff erforderlich ist, sollte der Bromgehalt im allgemeinen geringer als 10 % sein.
  • Weiterhin ist die Beziehung zwischen dem Bromgehalt des gesamten Schichtwerkstoffes und der Widerstandsfähigkeit gegen eine EntfiammunV in der Fig. 3 gezeigt. Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, erfüllt die Flammen-Löschzeit nicht die Forderungen der Güte SE-O im UL-94-Maß (US- oder japanische Norm) für eine Widerstandsfähigkeit gegen eine Entfiammung, wenn der Bromgehalt geringer als 15 % ist.
  • Im folgenden werden weitere Beispiele der Erfindung erläutert, in denen alle Teile und Prozente durch das Gewicht ausgedrückt sind.
  • Beispiel 1 Zwei beidseitig kupferkaschierte Schichtwerkstoffe mit der Dicke eines Grundmaterials (Träger) 11 von 0,6 mm und einer Widerstandsfähigkeit gegen eine Entfiammung entsprechend der Güte SE-O werden hergestellt, wobei die eine Seite mit euter 35 pm dicken Kupferfolie und die andere Seite mit einer 70 jim dicken Kupferfolie versehen wird. Eine Innenschaltung 10' mit 30 % einer geätzten Fläche wird auf der jeweiligen Seite der 70 pm dicken Kupferfolie 10 der beidseitig kupferkaschierten Schichtwerkstoffe hergestellt (Fig. 4A und 4 B). Die Kupferoberflächen der oben beschriebenen beidseitig kupferkaschierten Schichtwerkstoffe werden bei 30 C während 3 min mit einer Ätzlösung aufgerauht, die durch Lösung von 40 9 Kupferchlorid und 500 ml 37prozentiger Chlorwasserstoffsäure zur Bildung einer Lösung aus 1 1 hergestellt wird, und dann in eine lprozentige wäßrige Lösung eines Aminosilan-Bindemittels getaucht und bei 100 C während 30 min getrocknet. Drei Schichten 12 der Vorimprägnierung B des Vergleichsbeispiels 1 werden zwischen die Enenschicht-Schaltungs-Kupferfolien 10' dieser beidseitig kaschierten Schichtwerkstoffe gebracht, so daß die Schicht der Vorimprägnierung mit geringem Bromgehalt in Berührung mit den Innenschaltungs-Oberflächen sein kann.
  • Die gesamte Anordnung wird zwischen zwei Metallplatten gebracht, die unter einem Druck von 3 kg/cm­ während 3 min in einer auf 170°C erwärmten Presse und dann unter einem Druck von 40 kg/cm­ während 60 min gehalten werden, um die Haftung zwischen den Schichten herzustellen. Die sich ergebende Mehrschicht-Leiterplatte wird dann gebohrt, stromlos mit Kupfer plattiert, mittels Strom mit Kupfer plattiert, mittels des Fotowiderstandverfahrens gedruckt, mit Gold plattiert, von den Widerstands- und Ätzschichten gelöst, was nach einem bereits entwickelten Verfahren durchgeführt wird, wie dies in den Fig. 4 D bis 4 H gezeigt ist, in denen vorgesehen sind ein durchgehendes Loch 13, ein stromlos abgesciiedener Kupferüberzug 14, ein mittels Strom abgeschiedener Kupferüberzug 15, eine Widerstandsschidit 16, ein Goldüberzüg 17 und ein geätzter Teil (Fenster) 18.
  • Beispiel 2 Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wird die Innenschicht-Schaltungs-Kupferfolienoberfläche behandelt. Der beim Vergleichsbeispiel 1 verwendete Lack B wird dann auf die Innenschicht-Schaltungs-Kupferfolienoberfläche geschichtet und bei 130°C während 10 min getrocknet, um einen B-Stufen-Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 30 pm zu bilden. Drei Schichten aus einer bereits entwickelten Vorimprägnierung (Bromgehalt 20 %), bei denen keine Schicht mit einem niedrigen Halogengehalt in der Oberflächenschicht vorgesehen ist, werden dann zwischen diese beiden beidseitig kaschierten Schichtwerkstoffe gebracht und auf die gleiche Weise behandelt wie beim Beispiel 1, um eine Mehrschicht-Leiterplatte herzustellen.
  • Beispiel 3 Eine Mehrschicht-Lefterplatte wird wie beim Beispiel 1 behandelt, mit der Ausnahme, daß drei Schichten der Vorimprägnierung F des Vergleichsbeispiels 3 benutzt werden.
  • Beispiel 4 Ein ungefähr 25 jum dickes ebenes Glasgewebe aus 65/25-mm-Kettfäden und einer 52/25-mm-Füllung wird mit dem Lack D des Vergleichsbeispiels 2 imprägniert und bei 130°C während 10 min getrocknet, um eine Vorimprägnierung G mit einer Dicke von 30 po herzustellen. Der Harzgehalt dieser Vorimprägnierung beträgt 55 %.
  • Die beidseitig kaschierten Schichtwerkstoffe des Beispiels 1 werden auf die gleiche Weise behandelt wie beim Beispiel 1. Zwei Schichten aus der oben beschriebenen Vorimprägnierung G werden auf die jeweiligen Innenschicht-Schaltungen der beidseitig kaschierten Schichtwerkstoffe gebracht. Drei Schichten aus einer bereits entwickelten Vorimprägnierung (Bromgehalt 20 %) mit einer Dicke von 130 jim werden zwischen die oben beschriebenen Vorimprägnierungen G eingefügt. Die gesamte Anordnung wird auf die gleiche Weise behandelt, wie dies beim Beispiel 1 zur Herstellung einer Mehrschicht-Leiterplatte beschrieben wurde.
  • Beispiel 5 Sechs Schichten aus der Vorimprägnierung F des Vergleichsbeispiels 3 werden zwischen eine 35 ,um dicke Kupferfolie für eine beidseitige Kaschierung und eine 70 pm dicke Kupferfolie für eine beidseitige Kaschierung gebracht. Die gesamte Anordnung wird einer Druckformung bei 170°C und einem Druck von 40 kg/cm­ während 60 min ausgesetzt. Auf diese Weise entstehen zwei beidseitig kaschierte Schichtwerkstoffe. Auf der 70 vam dicken Kupferfolienseite dieser beidseitig kaschierten Schichtwerkstoffe wird eine Innenschicht-Schaltung auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt, und eine Mehr schicht-Leiterplatte entsteht auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1.
  • Beispiel 6 Ein ungefähr 35 rm dickes ebenes Glasgewebe, wie beispielsweise das Glasgewebe des Beispiels 4 wird mit dem Lack B des Vergleichsbeispieles 1 imprägniert und bei 130°C während 10 min getrocknet, um eine Vorimprägnierung H mit einer Dicke von 30 pm zu bilden. Sechs Schichten der Vorimprägnierung E des Vergleichsbeispieles 3 werden zwischen die beiden Schichten der oben erwähnten Vorimprägnierung gebracht und dann zwischen eine 35 jim dicke Kupferfolie und eine 70 Xum dicke Kupferfolie für eine beidseitige Kaschierung gefügt. Die gesamte Anordnung wird in einer Presse behandelt, die auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 5 auf 170°C erwärmt ist, um eine beidseitige Kaschierung zu bewirken. Eine Innenschicht-Schaltung wird auf diesem beidseitig kaschierten Schichtwerkstoff auf die gleiche Weise hergestellt wie beim Beispiel 1, und drei Schichten der Vorimprägnierung F des Vergleichsbeispiels 3 werden zwischen die beidseitig kaschierten Schichtwerkstoffe gebracht. Die gesamte Anordnung wird zur Herstellung einer Mehrschicht-Leiterplatte auf die gleiche Weise behandelt wie beim Beispiel 1.
  • Die Mehrschicht-Leiterplatten der Beispiele 1 bis 6 werden mit einer bereits entwickelten Mehrschicht-Leiterplatte hinsichtlich eines 260°C-Lötmittel-Wärmewiderstandes und der Widerstandsfähigkeit gegen eine Entfiammung verglichen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt: Tabelle 2 Lötmittel- Widerstands-Wärmewiderstand fähigkeit gegen (sec) Entfiammung (sec) Beispiel 1 --- 180 2,0 (0 - 5,0) Beispiel 2 - 180 2,8 (1,2 - 6,2) Beispiel 3 ->180 2,6 (1,2 - 5,8) Beispiel 4 ^ 2,1 (0,8 - 5,2) Beispiel 5 zu 180 2,5 (0,8 - 5,0) Beispiel 6 180 3,2 (1,0 - 8s0 Bereits entwickelt 30 2,2 (0 - 6,0)

Claims (6)

  1. Patentansprüche schwer entflammbare Mehrschicht-Leiterplatte mit zwei Außenschichtmetall-Schaltungen, mindestens einer Innenschichtm etall-Schaltung, die zwischen den Außenschicht-Schaltungen liegt, und mit Isolierschichten aus einem ausgehärteten wärmeaushärtbaren Epoxidharz, wobei die Schaltungen mittels den jeweiligen Isolierschichten haften, da -durch gekennzeichnet, daß mindestens der Oberflächenteil der Isolierschicht, der in Berührung ist mit der Oberfläche der glänzenden Seite der Schaltung, einen Bromgehalt von weniger als 10 Gew % aufweist, und daß der andere Teil der Isolierschicht einen derartigen Bromgehalt besitzt, daß der gesamte Bromgehalt des Harzes insgesamt größer als ca. 15 Gew.-%, bezogen auf das Harz, ist.
  2. 2. Mehrschicht-Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Oberflächenschicht ungefähr 10 bis 50 jim beträgt.
  3. 3. Mehrschicht-Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeaushärtbare Epoxidharz bromhaltig ist.
  4. 4. Mehrschicht-Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht, die mit der Innenschicht-Schaltung verbunden ist, aus einer Vorimprägnierung besteht, die mit einem wärmeaushärtbaren Epoxidharz imprägniert ist, das weniger als 10Gew.-%Brom enthält.
  5. 5. Schwer entfiammbare Mehrschicht-Leiteipjatte mit zwei Außenschichtm etall-Schaltung en, mindestens einer Innens chichtm etall-Schaltung, die zwischen den Außenschicht-Schaltungen liegt, und mit Isolierschichten zur Verbindung benachbarter Schaltungen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Oberflächenteil der an der Oberfläche der glänzenden Seite der Innenschicht-Schaltung haftenden Isolierschicht aus einer Vor im prägnierung besteht, die ein B-Stufen-Epoxidharz enthält, dessen Bromgehalt geringer als ungefähr 10 Gew.-% ist, und daß der andere Teil der Isolierschicht, der an der Innenschicht-Schaltung haftet, einen derartigen Bromgehalt aufweist, daß der gesamte Bromgehalt des Harzes insgesamt größer als ungefähr 15 Gew.-% bezogen auf das in der Isolierschicht imprägniert e Epoxidharz ist.
  6. 6. Verfahren zum Herstellen einer schwer entflammbaren Mehrschicht-Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig mit einem Kupferüberzug (10) kaschierte Schichtwerkstoffe (11) hergestellt werden, daß eine Innenschicht-Schaltung (10') auf der einen Seite des jeweiligen Schichtwerkstoffes (11) gebildet wird, daß mehrere Schichten aus mindestens einer schwer entflammbaren Vorimprägnierung aus einem wärmeaushärtbaren Epoxidharz aufgebracht werden, wobei mindestens ein Oberflächenteil der Vorimprägnierung einen Bromgehalt von weniger als ca. 10 Gew.-% und der andere Teil der Vorimprägnierung einen derartigen Bromgehalt aufweist, daß der gesamte Bromgehalt des Harzes insgesamt größer als ungefähr 15 Gew.#%, bezogen auf das Harz, ist, so daß die Schicht mit dem geringen Bromgehalt der Vorimprägnierung in Berührung sein kann mit der Innenschicht-Schaltungs-Oberfläche, daß die gesamte Anordnung zur Haftung der Schichten gepreßt wird, und daß schließlich die sich ergebende Mehrschicht-Leiterplatte einem Bohren (13), einer stromlosen Kupferplattierung (14), einer elektrischen Kupferplattierung (15), einem Fotowiderstands-Drucken (16), einer Goldplattierung (17) und einer Entfernung der Widerstands- und Ätzrückstände nach an sich bereits entwickelten Verfahren unterworfen wird.
    Leerseite
DE19742424002 1973-05-18 1974-05-17 Schwerentflammbare Mehrschicht-Leiterplatte und Verfahren zu deren Herstellung Expired DE2424002C3 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2387568A1 (fr) * 1977-04-14 1978-11-10 Siemens Ag Plaquette a circuit imprime comportant au moins deux couches de cablage
EP0332834A1 (de) * 1988-03-16 1989-09-20 International Business Machines Corporation Leiterplatten mit niedriger Dielektrizitätskonstante
CN114311881A (zh) * 2021-12-15 2022-04-12 江西省宏瑞兴科技股份有限公司 一种适用于pcb制程具有高相比漏电起痕指数的环氧树脂覆铜板及其制备方法

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CN114311881B (zh) * 2021-12-15 2024-01-12 江西省宏瑞兴科技股份有限公司 一种适用于pcb制程具有高相比漏电起痕指数的环氧树脂覆铜板及其制备方法

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