DE3605342A1

DE3605342A1 - Fuer das aufbringen festhaftender metallbelaege geeignete formkoerper, metallisierte formkoerper sowie verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3605342A1
Application number: DE19863605342
Authority: DE
Inventors: Eric J. Homer N.Y. Cleveland; David C. Baldwin N.Y. Frisch; Wilhelm Hicksville N.Y. Weber
Original assignee: Kollmorgen Technologies Corp; Smith Corona Corp; AMP Akzo Corp
Current assignee: AMP Akzo Corp
Priority date: 1985-02-22
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1986-09-04
Also published as: JPS61239694A; GB8603699D0; EP0192233A2; GB2171355A; CA1255810A; JP2668112B2; ATE121463T1; GB2171355B; EP0192233B1; EP0192233A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Gießverfahren hergestellte Formkörper, 'die in ausgewählten Bezirken mit festhaftenden Metallbelägen versehen sind sowie Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung gegossene, aus einem Stück bestehende metallisierte Leiterplatten mit Leiterzügen nach Art gedruckter Schaltungen, sowie Verfahren zu deren Herstellung, bestehend aus zwei getrennten Gießvorgängen, die zum Formen der verschiedenen Bestandteile der Schaltung dienen.

In US-PS 3 629 185 wird ein Verfahren zum Herstellen von Gegenständen mit metallisierten Oberflächen beschrieben, beispielsweise einer gedruckten Schaltung auf einer Isolierstoff unterlage. Nach diesem Verfahren enthält das verwendete Material einen Füllstoff, der katalytisch auf die Abscheidung von Metallen aus stromlos arbeitenden Bädern wirkt, so daß in einem nachfolgenden Verfahrensschritt Metall auf diesen abgeschieden werden kann. Das Verfahren bedient sich eines Druckvorgangs, bei dem das positive oder negative Schaltungsmuster aufgedruckt wird. Für größere Stückzahlen sind derartige Druckvorgänge unökonomisch.

US-PS 4 402 135 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen gedruckter Schaltungen,bei dem in zwei getrennten Spritzgußvorgängen die Schaltung auf der Trägerplatte ausgebildet wird. Hierzu wird zunächst im Spritzgußverfahren eine Isolierstoff-Trägerplatte hergestellt und anschließend ein elektrisch leitendes Kunststoffmaterial aufgespritzt. Auf diesem wird stromlos ein Metallbelag abgeschieden und die elektrischen Leiterzüge ausgebildet. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß beim zweiten Spritzguß eine sehr große Anzahl von Durchgängen erforderlich ist, um die zahlreichen Kanäle auf der Ober- und Unterseite in der Trägerplatte zu füllen zum Herstellen der gewünschten Leiterzüge. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich die elektrisch leitenden Plastikstreifen von der Trägerplatte 5 aufgrund einer ungenügenden Bindungsstruktur zwischen dem Träger und den leitenden Plastikstreifen ablösen, insbesondere auf der Ober- und Unterseite des Trägers.

Das Leiterzugnetz kann nicht in einem Stück, aufgebracht werden, weil in diesem Fall alle Leiterzüge untereinander kurzgeschlossen wären.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Formstück im Gießver'-fahren herzustellen, dessen Oberfläche in bestimmten Bezirken mit einem festhaftenden Metallbelag Versehen ist, wie beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte* Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind keine kostspieligen Druckvorgänge erforderlich, wie beispielsweise beim Litho- oder Siebdruck (Seidensiebdruck).

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, in zwei getrennten Spritzguß-Schüssen das Leiterzugmuster und die Trägerplatte herzustellen.
Eine weitere Aufgabe ist die Herstellung eines Formkörpers, dessen Oberfläche mit einem festhaftenden Metallbelag versehen werden kann, wie beispielsweise mit dem Leiterzugmuster einer Schaltung, wobei in einem ersten Schritt ein Formteil bestimmter Gestalt aus elektrisch isolierendem Material geformt und in einem zweiten Schritt ein Formteil bestimmter Gestalt aus einem zweiten, elektrisch isolierenden Material gegossen wird. Anschließend werden beide Formteile miteinander verbunden, so daß sie eine Einheit bilden.
Eine weitere Aufgabe ist die Herstellung eines Formteils mit einem festhaftenden Metallbelag, wie beispielsweise einem gedruckten Schaltungsmuster, das im Additivverfahren und mit einer Minimalzahl von Verfahrensschritten aufgebracht wird.
Noch eine Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines Formkörpers durch Gießen aus einem Material, auf dem ein festhaftender Metallbelag abgeschieden werden kann, wie beispielsweise eine gedruckte Schaltung, und der zusätzlich ein mit der Schaltung in einem Stück gegossenes Teil zur Montage und zum Anbringen von nicht elektrischen Bauteilen aufweist.

Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe ist die wirtschaftliche, kostensparende Herstellung großer Stückzahlen eines

Formteils im Gießverfahren, auf dem festhaftende Metall-

beläge abgeschieden werden können, wie beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung der genannten Formteile im kostensparenden Gießverfahren wie beispielsweise Spritzguß, Kompressionguß, Extrudieren oder Formgießen.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines für festhaftende Metallbeläge geeigneten Formteils aus einer Anzahl verschiedener Materialien wie beispielsweise thermoplastische Harze, wärmeaushärtbare Harze, Keramiken, Glas und ähnliches.

Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein einheitliches Formteil im abwechselnden "Zweischuß"-Spritzgußverfahren herzustellen. Im ersten Schuß wird ein Formteil bestimmter Gestalt aus einem ersten elektrisch isolierenden Material hergestellt, auf dem der Metallbelag nicht haftet, während für den zweiten Schuß ein zweites elektrisch isolierendes Material gewählt wird, auf dem nach entsprechender Vorbehandlung festhaftende Metallbeläge aus stromlos arbeitenden Bädern abgeschieden werden können. Diese Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen formulierten Kennzeichen gelöst.
Die dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Formteils, das mit einem festhaftenden Metallbelag versehen wird, wie beispielsweise eine gedruckte Schaltung, unter Verwendung des Zweischuß-Gießverfahrens. Im ersten Verfahrensschritt wird mindestens ein erstes Formteil vorbestimmter Gestalt, wie beispielsweise ein Schaltungsmuster, hergestellt; hierzu wird elektrisch isolierendes Material in die erste Form gespritzt. Das Material für den ersten Schuß wird so ausgewählt, daß es nach einer wirkungsvollen und kostengünstigen Behandlung mit einem festhaftenden Metallbelag versehen werden kann, wobei das Metall, beispielsweise Kupfer, stromlos abgeschieden wird und z.B. die Leiterzüge einer gedruckten Schaltung bildet.

Im zweiten Schritt wird das erste Formteil aus der Gußform entfernt und in eine' zweite Spritzform eingesetzt. Im dritten Verfahrensschritt wird mindestens ein zweites Formteil bestimmter Gestalt, wie beispielsweise eine für gedruckte Schaltungen geeignete Trägerplatte, hergestellt; hierzu wird elektrisch isolierendes Material in eine zweite Form gespritzt. Das so hergestellte zweite Formteil bestimmter Gestalt ist mit dem ersten so verbunden, daß beide einen einheitlichen Formkörper bilden. Das für den zweiten Schuß gewählte Material ist gegen das Abscheiden von Metällbelägen resistent und bildet den Schaltungsträger. Der nunmehr aus einem Stück bestehende Formkörper wird aus der Gußform entnommen und der im ersten Schuß hergestellte, für das Schaltungsmuster bestimmte und für die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages geeignete Teil wird in wenigen Verfahrensschritten nach dem Additivverfahren mit einer Metallschicht versehen, die das Leiterzugmuster bildet.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Beispielen sowie in den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht:

Fig. 1 zeigt eine Teilansicht der ersten Spritzgußform für ein Formteil bestimmter Gestalt, wie beispielsweise ein Schaltungsmuster, das im ersten Schuß hergestellt wird.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Schaltung nach dem Entfernen aus der Form.

Fig. 3 zeigt in perspe_ktivischer Darstellung eine Teilansicht einer zweiten Spritzgußform zum Herstellen eines zweiten Formteils, das einer Trägerplatte für die in Fig. 2 dargestellte Schaltung entspricht.

Fig. 4 zeigt den Träger in perspektivischer Darstellung einschließlich der Schaltung nach dem Entfernen aus der Form.

Fig. 5 zeigt, ähnlich wie Fig. 4, den Verfahrensschritt zum Aufbringen der Kupferschicht auf die dafür vorbereiteten Oberflächenbezirke und die Lochinnenwandungen der im ersten Schuß hergestellten Schaltung zum Erzeugen der Leiterbahnen.

Fig. 6 zeigt eine Weiterbildung von Fig. 4 mit einem zusätzlichen Formteil/ das in einem Stück mit der im zweiten Schuß im Spritzguß hergestellten Trägerplatte geformt wurde. Fig. 7 zeigt= in perspektivischer Darstellung ein erstes Formteil bestimmter Gestalt, entsprechend der Erfindung im Spritzguß hergestellt.

Fig. 8 zeigt, als Beispiel für die Vielseitigkeit des Verfahrens, in perspektivischer Darstellung ein in Druckmaschinen verwendetes Formteil, das in zwei Spritzgußschritten hergestellt werden kann.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Linie 9-9 aus Fig. 8 und zeigt das gegossene Formteil entsprechend Fig. 7 nach dem Aufbringen des Metallbelages. In Fig. 1 wird ein im Spritzgußverfahren in einer ersten Spritzgußform 32 hergestelltes Schaltungsmuster 30 gezeigt. Als elektrisch isolierendes Material für die Herstellung des ersten Formteils, das dem Schaltungsmuster entspricht, wird vorzugsweise ein Polyäthersulfon gewählt, das einen Füllstoff enthält, der katalytisch auf die Metallabscheidung aus stromlos arbeitenden Bädern wirkt. Ein geeignetes Polyäthersulfon ist Victrex ^410OG, als katalytisch wirkender Füllstoff eignet sich ein Palladiumkatalysator in feiner Verteilung auf gepulvertem Aluminiumsilikat, wie in dan Beispielen 6 und 9 in US-PS 3 600 330 beschrieben. Dieser katalytisch wirksame Füllstoff katalysiert das Material 34 für die Metallabscheidung aus stromlos arbeitenden Bädern in den nachfolgenden Verfahrenssehritten.

Auf dem elektrisch isolierenden Material 34 können in einer Minimalzahl von Verfahrensschritten die Leiterzüge 36 der Schaltung hergestellt werden. Das katalysierte Material 34 wird nach einem Adhäsionspromptions-Verfahren behandelt und so für die stromlose Metallabscheidung aktiviert. Es können dem Material 34 etwa 20% eines Glasfüllstoffes zugesetzt werden; allerdings ist die Oberfläche der metallischen Leiterzüge ebenmäßiger, wenn kein Glasfüllstoff zugesetzt wurde.
Weitere geeignete Materialien für das Schaltungsmuster 30

sind Keramiken, wärmeaushärtbare Polymere und Hochtemperatur-Thermoplaste, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe der Polysulfone, Polyätherimide, Polyäthersulfone, Polypropylensulfide und Polyätherätherketone.

Das in Fig. 2 gezeigte Schaltungsmuster 30 weist auf der Bauteilseite 40 eine Anzahl von vollverkupferten Bezirken 38 auf. Einige dieser Bezirke 38 sind mit Löchern 42 versehen, die das Material von 30 vollständig durchdringen. Die durch die Stifte 43 (nur ein solcher Stift ist in Fig.

1 gezeigt) gebildeten Löcher 42 weisen Lochinnenwandungen 44 auf, die als durchplattierte leitende Verbindungen 36 dienen. Das Schaltungsmuster 30 weist eine Verbindungsfläche 46 zum Verbinden der Oberflächenbezirke 38 untereinander und gleichzeitigem Trennen derselben voneinander auf.

Die Verbindungsfläche 46 ist gegen die durch die Bezirke 38 gebildete Ebene abgesenkt.

Die zweite oder Lötseite 48 des Schaltungsmusters 30 weist eine Anzahl vollständig metallisierter Oberflächenbezirke 50 auf, von denen nur eine gezeigt ist. Die Verbindungsfläche 46 dient zum Verbinden der einzelnen Bdzirke 50 untereinander und zum gleichzeitigen Trennen derselben voneinander. Das aus den Bezirken 38 und 50 und den Verbindungsflächen 46 bestehende Schaltungsmuster wird im Spritzguß-Verfahren gegossen und bildet eine Einheit.

Entsprechend der Erfindung bildet die Verbindüngsflache 46 eine fest Verbindung sowohl zwischen den einzelnen Bezirken 38 auf der Bauteilseite 40 und den Bezirken 50 auf der Lötseite 48 als auch zwischen den Bezirken 38 und 50 auf beiden Seiten des Schaltungsmusters 30.

Entsprechend der Erfindung kann das Schaltungsmuster 30 mit der Verbindungsfläche 46 sowohl als Schaltung als auch als isolierende Unterlage ausgebildet werden durch Metallisierung ausgewählter Bezirke des Schaltungsmusters 30 zum Herstellen der Leiterzüge 36.

Fig. 3 zeigt die aus der ersten Spritzgußform 32 entnommene und in die zweite Spritzgußform 52 eingelegte Schaltung Ein Träger 54 wird durch einen zweiten Spritzguß-Schuß auf

die und in Verbindung mit der Schaltung 30 hergestellt. Für den Träger 54 wird als zweites elektrisch isolierendes Material 56 vorzugsweise ein Polyäthersulfon (Victrex*=^ 200P) gewählt, dem kein katalytischer Füllstoff zugesetzt ist. Das elektrisch isolierende Material 56 kann aber Glas, ein Mineral oder ähnliches als Füllstoff enthalten. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dem Material 56 einen Füllstoff zuzusetzen, um die Festigkeit des Trägers 54 zu erhöhen. Anderer geeignete Materialien für den Träger 54 sind wärmeaushärtbare Harze, Keramiken und Hochtemperatur-Thermoplaste einschließlich der Polyester. Das elektrisch isolierende Material 56 des Trägers 54 bedeckt die Verbindungsfläche 46 sowohl auf der Bauteilseite 40 als auch auf der Lötseite 48, während die Bezirke 38 und 50 unbedeckt bleiben.

Durch eine entsprechende Formgebung der Form 52 wird das elektrisch isolierende Material 56 des Trägers 54 daran gehindert, in die Löcher 42 des Schaltungsmusters 30 einzudringen. Das elektrisch isolierende ,Material 56 bildet

b8

gleichzeitig eine periphere Begrenzung des Schaltungsmusters 30. Der Träger 54 mit der Schaltung 30 wird aus der Form 52 entnommen und kann nunmehr weiterbehandelt werden (Fig. 4).
Das Verfahren nach der Erfindung garantiert eine feste Verbindung zwischen Träger 54 und Schaltungsmuster 30, indem die Verbindungsfläche 46 sowohl auf der Bauteilseite 40 als auch auf der Lötseite 48 mit dem elektrisch isolierenden Material 56 bedeckt ist, das gleichzeitig auch die Begrenzung 58 des Schaltungsmusters 30 bildet.

Fig. 4 zeigt eine Weiterbilding der Erfindung, nach der der Träger 54 im ersten Spritzguß-Schuß in der ersten Form 32 und das Schaltungsmuster 30 im zweiten Spritzguß-Schuß in der zweiten Form 52 hergestellt wird, unter Beibehaltung der festen Verbindung zwischen Schaltungsmuster 30 und Träger 54. Vorzugsweise werden mit dem zweiten Schuß mehr als ein bestimmtes Formteil gespritzt. In nachfolgenden Verfahrensschritten wird auf dem Schaltungs-

muster 30 ein Metallbelag 59, beispielsweise Kupfer, abgeschieden und so die Leiterzüge 36 hergestellt. Da auf dem ersten Material 34 ein festhaftender Metallbelag stromlos abgeschieden werden kann, während das zweite Material 56 gegen einen solchen resistent ist, haftet das Metall

59 nur auf dem aus dem Material 34 hergestellten Schaltungsmuster 30 und bildet so die Leiterzüge 36.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Abweichend vom oben beschriebenen Träger 54, der als feste, flache Platte, wie sie als Träger für gedruckte Schaltungen üblich ist, ausgebildet ist, ist die Trägerkonstruktion

60 dreidimensional und weist zusätzlich eine integrierte Vorrichtung 62 auf, die zur Montage von weiteren mechanischen Bauteilen,wie beispielsweise Achsen, Klammern und ähnlichem, dient, oder auch als Abstandhalter verwendet werden kann. Die Vorrichtung 62 besteht aus dem elektrisch isolierenden Material 56.'

Durch die in einem Stück gegossene Vorrichtung 62 werden weitere kostspielige Arbeitsgänge, wie beispielsweise das Anbringen von Klammern, Rahmen und dergleichen^ vermieden, da sie den gleichen Zweck erfüllt. Die Vorrichtung 62 weist einen hochstehenden Rand 64 mit einer halbkreisförmigen Vertiefung 66 auf, die zur Aufnahme eines mechanischen Bauteils, wie beispielsweise einer zylindrischen Achse, dient. Ein weiteres, hochstehendes Randstück 68 der Vorrichtung 62 weist Einkerbungen 70 unterschiedlicher Formen auf zur Halterung rechteckiger Bauteile. Ein drittes, hochstehendes Randstück 72 ähnelt dem Randstück 64. Eine Anzahl von Stützbeinen 74 erstreckt sich abwärts von der Schaltungsplatte. Die Beine 74 können als Abstandshalter für das Schaltungsmuster 30 zu anderen, in Maschinen und Geräten vorhandenen Bauelementen dienen. Die hochstehenden Ränder 64, 68 und 72 sowie die Beine 74 sind nur Beispiele, um die baulichen Variationsmöglichkeiten aufzuzeigen, die im zweiten Schuß entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung erzielt werden können, wobei durch entsprechende Formgebung zusätzlicher Arbeitsaufwand für das Anbringen von Trägern,

Klammern, Rahmen und ähnlichem vermieden wird. Die Träger-

60 '

konstruktion kann nach dem gleichen Verfahren wie im Zusammenhang mit dem Träger 54 -beschrieben/ behandelt werden, um auf dieser elektrisch leitende Verbindungen 36 herzustellen. ·

In den Fig. 7 bis 9 wird ein Zeilenabstands-Wahlknopf 80 als Beispiel für die vielseitige Verwendbarkeit des Verfahrens nach der Erfindung gezeigt. Der Zeilenabstands-Wahlknopf 80 erlaubt die Auswahl einer beliebigen Zahl von Zeilenabständen beim Vertikal-Tabulieren der Arbeitsvorgänge einer Druckmaschine.

Eine erste festgelegte Form 82 (Fig. 7) des Wahlknopfes 80 wird im Gießverfahren aus einem ersten Material 84 hergestellt. Die Form 82 weist ein Verstärkungstexl 86 auf, das sich über die Vorderwand 88 hinaus erstreckt. Eine U-förmige Aussparung 90 reicht von der oberen Oberfläche 92 der Vorderwand 88 nach unten bis zum Verstärkungstexl 86 und dann nach links durch die öffnung 93 in der Vorderwand 88. Eine zweite Vorderwand 94 weist eine Einkerbung 96 . in der-Ecke 98 auf. Ein Verstär-kungsteil 100 erstreckt sich " nach unten quer über den Hauptteil 102 der ersten Form 82 und dient zum Befestigen des Wahlknopfes 80 and der Druckmaschine (nicht gezeigt). Als erstes Material 84 wird ein solches gewählt, das gegen ein Adhäsionspromotions-Verfahren resistent ist und nicht katalytisch für die stromlose Abscheidung von festhaftenden Metallbelägen auf seiner Oberfläche ist bzw. auch nicht zu diesem Zweck katalysiert werden kann.
Eine zweite festgelegte Form 104 (Fig. 9) des Wahlknopfes 80 wird aus einem zweiten Material 106 direkt auf das erste Material 84 im Gießverfahren aufgebracht. Das zweite Formstück 104 bedeckt praktisch die gesamte Oberfläche 108 der ersten Form 82 einschließlich der Vorderwand 88 und füllt die Aussparung 90 in Form des Vorsprungs 110 aus, reicht durch die öffnung 93 abwärts und gegen die Innenwand 112 der zweiten Vorderwand 94, und weiter nach rechts durch die Einkerbung 96, wo sie unter der zweiten Vorderwand 94

den Zeiger 114 bildet. So entsteht aus dem ersten Formstück 82 und dem zweiten Formstück 104 ein einziges Stück
in Form des Wahlknöpfes 00.

Auf dem äußeren Oberflächenbereich 118 des Hauptteils 102
des zweiten Formstücks 104 sowie auf der freien Oberfläche 120 des Zeigers 114 wird ein Metallbelag 116 stromlos abgeschieden. Das zweite Material 106 ist so gewählt, daß es
durch ein Adhäsionspromotions-Verfahren für die stromlose
Metallabscheidung aus geeigneten Bädern katalysiert werden kann. Da das erste Material 84 gegen die Metallabscheidung resistent ist und auf ihm kein festhaftender Metallbelag
abgeschieden wird, bildet sich dieser (116) nur auf dem
Material 106 des Formstücks 104 aus.
Der festhaftende Metallbelag 116 hat einen glänzenden

Chromüberzug und wurde auf den Oberflächenbezirken 118 aus Schönheitsgründen angebracht, während er im Bezirk 120 bewirkt, daß der Zeiger 114 gut sichtbar ist.
Obgleich das Gießverfahren hier als Spritzguß-Verfahren
beschrieben ist, können die einzelnen Teile ebensogut durch Kompressions-Guß oder in anderen Formgießverfahren hergestellt werden.

Das erste Material 34 und das zweite Material 56 sind
Thermoplaste. Es können aber auch andere Materialien wie
thermoplastische Harze, Keramiken, Glas oder ähnliches benutzt werden.

Zum Abscheiden des.Metallbelages 59 auf dem Schaltungsmuster 30 zum Ausbilden der Leiterzüge 36 sowie der Metallschicht 116 auf dem Wahlknopf 80 aus Schönheitsgründen und dem Zeiger 114, um diesen besser sichtbar zu machen, sind nur

wenige Verfahrensschritte erforderlich, die in den folgenden Beispielen beschrieben werden:

BEISPIEL I

In diesem Beispiel wurde das Schaltungsmuster 30 aus PoIyäthersulfonharz gegossen. (Victrex ^ P200), das 15% eines mit Palladium behandelten Tonfüllstoffes enthielt. Der Tonfüllstoff enthielt 0.1 Gew.-% Palladium. Der Träger 54 wurde

aus klarem Polyäthersulfonharz ohne jeden Füllstoff hergestellt. Das gegossene Werkstück wurde durch Ausheizen im Ofen für 4 Stunden bei 205⁰G und anschließendem Abkühlen im Ofen entspannt. Nach dem Entspannen wurde das Formstück nach dem folgenden Adhäsionspromotions-Verfahren behandelt:

1) Eintauchen für 1 Min. in eine Lösung aus 90% Dimethylformamid und 10% Wasser 2) Eintauchen für 1 Min. in eine wässrige

Lösung aus 0,4 g/l Gafac *** Re 610 bei 60⁰C

3) Eintauchen für 1 Min. in eine wässrige 48%ige Schwefelsäurelösung bei 60⁰C

4) Ätzen für 2 Min. bei 60⁰C in der folgenden Lösung:

Chromtrioxid 400 g/l

Schwefelsäure 450 g/l Perfluoroalkylsulfonat

(FC 98 ®) 0.5 g/l

20... - .- 5) Spülen im Vorspülbad --.-_·.

6) Neutralisieren des verbleibenden Chroms

durch Eintauchen für 5 Min. in eine Lösung, die 1% Schwefelsäure und 1.4% Wasserstoffτ Superoxid enthält

7) Wiederholen des Schrittes 6) mit der glei

chen Lösung

8) Spülen in Wasser für 2 Min.

Durch das beschriebene Verfahren wurde die Oberfläche mikroporös und hydrophil. Der katalytisch wirkende Füllstoff wurde an der Oberfläche der Bezirke 38 und 50 sowie den Lochinnenwandungen 44 des Schaltungsmusters 30 freigelegt. Alle so behandelten Oberflächen, die zuvor glatt und glänzend waren, erschienen nun matt und stumpf. Die Bezirke 38 und 50 sowie die Lochinnenwandungen 44 waren nun für die Metallabscheidung aus stromlos arbeitenden Bädern aktiviert.

Der vörbehahdelte Formkörper wurde in ein stromlos !tupfer abscheidendes Bad gebracht, innerhalb einer Stunde wurde auf den Bezirken 38 und 50 sowie auf den Löchinnenwandungen 44 eine Kupfer schicht vOn 3 μ,ϊίΐ abgeschieden.

Anschließend wurde das Formteil gespült, für 30 Min. bei 65⁰C getrocknet, über kochendem flüssigem Dichlormethan Mit Dicnlormethandam£f behandelt und für¹ 30 Min. be¹! 00⁰C getrocknet. Die matten, Stumpfen Oberflächen walken wiederum glänzend und glatt und widerstandsfähig gegen unerwünschte Kupferabscheidungen.

Der Formkörper wurde in einer heißen alkalischen Losung gereinigt, gespült, die oxidierten Oberflächen durch Eintauchen in verdünnte Schwefelsäure reduziert und der Formkörper anschließend wieder in die stromlos Kupfer abscheidende Badlösüng gebracht.

An den Bezirken 38 und 50 und auf den Lochinnenwandungen 44 wurde eine Kupferschicht 59 von 25 um Dicke abgeschieden, wodurch die Metallisierung vervollständigt und die entsprechenden Leitetzüge 36 hergestellt wurdön.

In einer alternativen Ausführungsfo^m kann das Schaltungsmuster 30 aus einem mit Titandioxidfüllstoff versehenen Harz hergestellt und der Träger aus 54 aus einem Harz ohne Füllstoff--Zusatz gegossen werden. Ein solcher Formkörper kann einem Verfahren zur Adhäsionspromotion unterzogen und anschließend mit einer Pallädiumchlc-rid-LÖsung behandelt werden, wie in US-PS 3 758 304; 4 085 285 und 4 451 505 beschrieben. Danach wird der Formkörper mit UV bestrahlt und so ein latentes Abbild des Leiterzugmusters in den Bezirken 38 und 50 und den Lochinnenwandungen 44 hergestellt. Nach dem in den' o<a'. Patentschriften beschriebenen Verfahren wird überschüssiges Palladiumchlorid von der Trägeroberfläche 54 gespült. Auf dem aus katalytisch wirkendem Palladium gebildeten Abbild der Schaltung wird eine Kupferschicht stromlos abgeschieden. Der nunmehr in den gewünschten Bezirken mit einer dünnen Kupferschicht versehene Formkörper wird, wie in Beispiel I beschrieben, mit Dichlor-

methandäinpfen behandelt, um die Oberfläche des Trägers 54 wieder glatt und glänzend und hydrophob zu machen, bevor auf den vorverkupferten Bezirken eine stärkere Kupferschicht stromlos abgeschieden wurde.

BEISPIEL II ' ^;

Die im Beispiel I beschriebenen Verfahrensschritte wurden wiederholt, wobei anstelle des Kupfers ein Nickelbelag abgeschieden wurde.
-■·..■

BEISPIEL III

Ein dem Schaltungsmuster 30 (Fig. 2) entsprechender Formkörper wurde aus einem Polyäthersulfonharz gegossen, das keinen auf die Metal!abscheidung aus stromlos arbeitenden Bädern katalytisch wirksamen Füllstoff enthielt. Der Träger 54 (Fig. 4) wurde aus einem Polyäthylenterphtalat-Harz gegössen (Valox ^).

Der gegossene Formkörper wurde durch Mikrowellenbestrahlung entspannt. Die Behandlung dauerte 30 Min. und wurde, wie in US-PS 4 42*4*Ό"95 BescHrieberi, -durchgeführt. Anschließend -« wurde eine Adhäsionspromotionsbehandlung entsprechend Beispiel I durchgeführt. - ·' Dann wurde der Formkörper nach dem folgenden Verfahren für die stromlose Metallabscheidung aktiviert? ·

1) Eintauchen für 5 Min. bei 50⁰G -in eine eine strahlungsempfindliche Komponente enthaltende" wässrige Lösung entsprechend US-PS 3 993 802 bestehend aus:

Sorbitol -	220	g/i
2,6-Anthraquinondisulfon-
saures Natriumsalz	16-	g/i
Kupferazetat	8 ·	g/i
Kupferbromid'	0.15	g/i
Nonylphenoxypolyäthoxy-
äthanol ■	2.00	a/l

Fluorborsäure zum Einstellen

des. pH Wertes auf 3.75

2) Trocknen fur 5 Min. bei 50⁰C zum Erzeugen eines strahlungsempfindlichen Überzugs;

3) Bestrahlen mit UV zum Erzeugen einer Kupferkeimschicht;

4) Eintauchen und Bewegen für έ Min. in eine wässrige Lösung mit pH 12.5, die 1.3 MOl/1 Formaldehyd und 0.1 Mol/l Äthylendinitrilotetraazetat enthält;

5) Wiederholen des Verfahrensschrittes 4 mit einer zweiten Lösung der gleichen Zusammensetzung, außer, daß diese nur 0,13 Mol/l Formaldehyd enthielt;

6) Spülen in Wasser.

Nach diesem Verfahren wurde in den Bezirken 38 und 50 und auf den Lochinnenwandüngen 44 eine dunkle Schicht aus Kupferkeimen hergestellt. Das aus den Kupferkeimen gebildete Muster wurde durch stromlose Kupferabscheidung auf 25 μΐη verstärkt, entsprechend Beispiel I; das Endprodukt war eine gedruckte Schaltung mit den Leiterzügen 36.

Bei einem weiteren Verfahren entsprechend der Erfindung zum Gießen eines Formkörpers aus elektrisch isolierendem Material zum Herstellfeil beispielsweise einer gedruckten Schältungsplatte kann als erstes elektrisch isolierendes Material ein Polyäthersulfon ohne Katalysator gewählt werden, beispielsweise Victrex ^ P200. Dieses erste elektrisch isolierende Material 34 wird für den ersten Schuß zum Herstellen des Schaltungsmusters 30 verwendet. Das zweite elektrisch isolierende Material 56 kann ein Polyester sein, ebenfalls ohne katalytisch wirkenden Füllstoff. Hierfür geeignet ist beispielsweise Polyäthylenterphtalat (Rynite ^v~^/ ) . Dieses zweite Material 56 wird zum Herstellen des Trägers 54 verwendet. Das Schaltungsmuster 30 wird entspannt und nach dem Quell- und Ätzverfahren behandelt, wie zuvor beschrieben. Als nächster Schritt wird die Oberfläche des Schaltungsmusters 30 mit einem Stoff behandelt, der katalytisch auf die Metallabscheidung aus stromlos arbeitenden Bädern wirkt.

Hierfür geeignete Lösungen sind in US-PS 4 450 190 beschrieben.
Nach der Adhäsionspromotions-Behandlung des Schaltungs-

musters 30 entsprechend Beispiel I wird der Formkörper für die stromlose Metallabscheidung wie folgt aktiviert:

1) Eintauchen für 15 Min. in eine wässrige Lösung, die festes metallisches Kupfer enthält sowie

. CuCl₂-2H₂O 60 g/l

CuCl 35 g/l

Chlorwasserstoffsäure 200 ml/1

2) Spülen für 1 Min. in Wasser

' 3) Eintauchen für 10 Min. in eine wässrige Lösung, die

NaBH₄ 1 g/l

NaOH 1.5 g/l enthält

und

4) Spülen in Wasser.

Vom Träger 54 werden nun durch Abspritzen mit Wasser, eventuell unter gleichzeitigem Bürsten, die nicht festhaftenden Bestandteile des Katalysators entfernt. Anschließend wird stromlos eine 25 μΐη starke Kupferschicht abgeschieden und so die Leiterzüge 36 entsprechend dem Muster 30 hergestellt.

Es ist offensichtlich, daß das Verfahren* zum Herstellen eines metallisierten Formkörpers aus elektrisch isolierendem Material, wie beispielsweise der Schaltungsplatte 54 oder des Zeilenabstands-Wahlknopfes 80, durch die vorliegende Erfindung wesentlich vereinfacht wurde. Die Herstellung des Schaltungsmusters 30 in einem ersten Spritzguß-Schuß und dessen Verbindung mit einem Träger 54 oder einer Trägerplatte in einem zweiten Spritzguß-Schuß zum elektrischen Isolieren des Schaltungsmusters 30 außer in den ausgewählten Oberflächenbezirken 38 und 50, die frei gelassen werden, schränkt die Anzahl der erforderlichen Verfahrensschritte für die Ausbildung von Leiterzügen in den Oberflächenbezirken 38 und 50 erheblich ein. Das gleiche gilt für die Metallisierung der Oberflächenbezirke 118 und 120 des Wahlknopfes 80.

Die Reduzierung der Verfahrensschritte und damit die Vereinfachung des Verfahrens hat besondere Vorteile bei der Massenproduktion.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist, daß Vorrichtungen zum Anbringen von nicht-elektrischen Bauelementen ohne zusätzliche Verfahrensschritte vorgesehen werden können. 5

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Claims

Patentansprüche:

1. Im Gießverfahren hergestellter Artikel aus Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mindestens aus einem ersten Formteil vorbestimmter Gestalt aus einem ersten Isoliermaterial besteht, dessen Oberfläche mittels eines Adhäsionpromotions-Verfahrens mikroporös und benetzbar gemacht wird und sodann entweder (i) auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages katalysierend wirkt oder (ii) dafür katalysierbar ist; und einem zweiten Formteil vorbestimmter Gestalt aus einem zweiten Isoliermaterial, das (i) gegenüber dem genannten Adhäsionspromotions-Verfahren resistent ist oder (ii) auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages nicht katalysierend wirkt bzw. nicht für eine solche katalysierbar ist; und daß die ersten und zweiten Formteile erste und zweite Oberflächenmuster auf der Fläche des Gegenstandes ^ bilden, wobei das erste Muster für das Aufbringen eines j festhaftenden Metallbelages geeignet ist, während das zwei- s*c te dagegen resistent ist.

2. Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da^J das erste und zweite Isoliermaterial einen Hochtemperatur-Thermoplastpolymer enthält oder aus einem solchen besteht.

3. Artikel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperatur-Thermoplastpolymer ein Polyester, Polysulfon, Polyätherimid, Polyäthersulfon, Polypropylensulfid bzw. ein Polyatheratherketon ist.

4. Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser weiterhin eine oder mehrere, drei-dimensionale, im Gießverfahren hergestellte Ausgestaltung(en) aufweist, die entweder aus dem genannten ersten oder/und zweiten Material besteht (bestehen).

5. Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß= das zweite Formteil auf das erste im Gießverfahren aufgebracht wird oder umgekehrt.

6. Artikel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das auf das erste Formteil aufgegossene zweite Formteil ein vorbestimmtes Isolierstoffmuster bildet, das den Isolierbereichen eines elektrischen Leiterzugnetzwerkes entspricht.
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7. Artikel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser weiterhin im Bereich der Oberflächenbezirke einschließlich etwa vorhandener Lochungen des ersten Formteils mit einem festhaftenden Metallbelag versehen ist.

8. Elektrisches Leiterzugnetzwerk nach Art gedruckter Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses mindestens ein erstes Formteil aus einem ersten, elektrisch iso- lierenden Material aufweist, dessen Oberfläche mittels eines Adhäsionspromotions-Verfahrens mikroporös und benetzbar gemacht wird und sodann entweder auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages katalysierend wirkt oder dafür katalysierbar ist; und ein zweites Formteil, das als Träger und Verbindung für das erste Formteil dient und aus einem zweiten Material besteht, das gegenüber dem genannten Adhäsionspromotions-Verfahren resistent ist oder auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages nicht katalysierend wirkt bzw. nicht für eine solche katalysierbar ist; und daß das genannte zweite Formteil auf das erste Formteil im Gießverfahren aufgebracht wird und einen einheitlichen Gegenstand mit dem ersten Formteil bildet, wobei jene Oberflächenbezirke des ersten Formteils vom zweiten nicht bedeckt sind, die dem gewünschten Leiterzugnetzwerk entsprechen; und daß die genannten Bezirke mit einem festhaftenden Metallbelag versehen sind.

9. Leiterzugnetzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses mindestens auf zwei Flächen Leiterzugmuster aufweist.

10. Leiterzugnetzwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieses metallisierte Lochverbindungen zwischen Leiterzügen in verschiedenen Ebenen aufweist.

11. Verfahren zum Herstellen eines einheitlichen Gegenstandes aus Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens die folgenden Verfahrenschritte aufweist:

- Formen eines ersten Formteils aus elektrisch isolierendem Material, das mittels eines Adhäsionspromotions-Verfahrens mikroporös und bentzbar gemacht wird und sodann entweder auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages katalysierend wirkt oder dafür katalysierbar ist;

- Formen eines zweiten Formteils aus elektrisch isolierendem Material, das gegenüber dem genannten Adhäsionspromotions -Verfahr en resistent ist oder auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages nicht katalysierend wirkt bzw. nicht für eine solche katalysierbar ist;

- Verbinden beider Formteile derart miteinander, daß vorbestimmte Bereiche des ersten Formteils auf der Oberfläche des einheitlichen Gegenstandes vom Material des zweiten Formteils unbedeckt bleiben.

12. Verfahren zum Herstellen eines einheitlichen Gegenstandes aus Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

- Formen eines ersten Formteils aus elektrisch isolierendem Material, das gegen ein Adhäsionspromotions-Verfahren resistent ist bzw. auf die Abscheidung eines festhaftenden . Metallbelages nicht katalysierend wirkt bzw. nicht für eine solche katalysierbar ist;

- Formen eines zweiten Formteils aus elektrisch isolierendem Material, das mittels eines Adhäsionspromotions-Verfahrens mikroporös und benetzbar gemacht wird und sodann ent-

weder auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages katalysierend wirkt oder dafür katalysierbar ist;

- Verbinden beider Formteile derart miteinander, daß vorbestimmte Bereiche des zweiten Formteils auf der Oberfläche des einheitlichen Gegenstandes vom Material des ersten Formteils unbedeckt bleiben.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formteil und/oder das zweite Formteil im Gießverfahren, vorzugsweise im Spritzgußverfahren, hergestellt ist bzw. sind.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite isolierende Material aus Thermoplast-Polymeren, wärmeaushärtbaren Kunststoffen oder Keramik bestehen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast-Polymer ein Polyester, PoIyätherätherketon, Polyätherimid, Polyäthersulfon, Polyäthersulfid oder Polysulfon ist.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Formteil im Spritzgußverfahren miteinander zu einem einheitlichen Gegenstand verbunden werden.

17. Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes aus elektrisch nicht leitendem Material, dessen Oberfläche einen einem vorbestimmten Muster entsprechenden Metallbelag aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschrxtte:

- Formen mindestens eines ersten Formteils aus Isoliermaterial, das mittels eines Adhäsionspromotions-Verfahrens mikroporös und benetzbar gemacht wird und sodann entweder auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages katalysierend wirkt oder dafür katalysierbar ist;

- Formen mindestens eines zweiten Formteils aus Isolier-

material, das gegen das genannte Adhäsionspromotions-Verfahren resistent ist. bzw. auf die Abscheidung eines festhaftenden Metallbelages nicht katalysierend wirkt bzw. nicht für eine solche katalysierbar ist; - Verbinden des (der) ersten und zweiten Formteils (Formteile) , so daß ein einheitlicher Gegenstand entsteht, wo bei die freiliegenden Oberflächenbezirke des (der) ersten Formteils (Formteile) dem gewünschten Metallbelagmuster entsprechen;

10-Behandeln des Gegenstandes mittels eines Adhäsionspromotions-Verfahrens, um die dem Metallbelagmuster entsprechenden Bezirke mikroporös und benetzbar zu machen und gegebenenfalls, bei Verwendung eines nicht katalysierten ersten Isoliermaterials, Katalysieren der genannten Bezirke; - Abscheiden von Metall auf den genannten Bezirken, um so das festhaftende Metallbelagmuster auszubilden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zum Herstellen der Formteile als auch zum Verbinden derselben ein Gießverfahren, vorzugsweise Spritzgußverfahren, verwendet wird.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Formteil(e) Formen aufweist bzw. aufweisen, die über die Oberfläche des Gegenstandes hinausragen bzw. Aussparungen in diesen bilden.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag die Leiterzüge eines elektrischen Netzwerks nach Art gedruckter Leiterplatten bildet.