DE69025500T2

DE69025500T2 - Verfahren zur Herstellung eines kupferkaschierten Laminats

Info

Publication number: DE69025500T2
Application number: DE69025500T
Authority: DE
Inventors: Katsurou Aoshima; Takeharu Kato; Norio Kawachi; Toshirou Miki; Tatsuo Wada
Original assignee: Meiko Electronics Co Ltd; Toagosei Co Ltd
Current assignee: Meiko Electronics Co Ltd; Toagosei Co Ltd
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2010-06-23
Also published as: US5096522A; DE69025500D1; EP0405369A2; EP0405369B1; EP0405369A3

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kupferplattierten Laminats und, im besonderen, ein Verfahren zur Herstellung eines kupferplattierten Laminats, welches eine Kupferfolienschicht mit verminderten Pinholes besitzt und isotrope mechanische Eigenschaften aufweist.
Ein kupferplattiertes Laminat, welches als Basis für gedruckte Schaltplatten verwendet wird, die in verschiedene elektronische Vorrichtungen eingebaut werden, wird durch Heißdruckbindung einer Kupferfolie mit ausreichender Dicke für eine leitfähige Schaltung an einen isolierenden Träger, welcher z. B. ein Glasfaser/Epoxydharz-Kompositmaterial enthält, hergestellt.
Ein konventionelles Verfahren zur Herstellung eines kupferplattierten Laminats umfaßt galvanische Kupferabscheidung auf eine rotierende, als Kathode fungierende Trommel, deren Oberfläche zur Bildung einer elektrolytischen Kupferfolie von vorbeschriebener Dicke poliert worden ist, kontinuierliches Abziehen der Kupferfolie von der Trommel, und anschließendes Heißdruckbinden der matten Oberfläche der Kupferfolie auf einen isolierenden Träger.
In den vergangenen Jahren wurde meist ein Transferverfahren verwendet, welches aus der Bildung einer Kupferablagerung vorbeschriebener Dicke auf einem leitfähigen Träger mit weicher Oberfläche, z. B. eine einzelne Platine aus rostfreiem Stahl, durch Elektroplattieren, dem Kontaktieren der kupferplattierten Seite des leitfähigen Trägers mit einer isolierenden Basis, anschließender Heißdruckbindung und Abstreifen des leitfähigen Trägers zum Transfer der Kupferablagerung auf die Oberfläche der isolierenden Basis besteht.
In dem oben beschriebenen Transferverfahren wird Kupfer z. B. durch Elektroplattieren auf der Oberfläche eines leitfähigen Trägers, wie eines leitfähigen metallischen Streifens oder einer Einzelplatine, galvanisch gefällt, um eine Kupferfolienschicht mit einer vorbeschriebenen Dicke zu bilden. Dann wird eine dünne Lage einer Kunststoffimprägnierung (prepreg) an die Oberfläche der Kupferfolienschicht heißdruckgebunden, um ein integrales Laminat zu erhalten, und der leitfähige Träger von dem Laminat abgezogen, während die Kupferfolienschicht auf die Kunststoffimprägnierung übertragen wird. Auf diese Weise wird ein kupferplattiertes Laminat mit einer übertragenen Kupferfolienschicht erhalten. Ein vergleichbares Transferverfahren wird z. B. in EP-A- 0258452 offenbart.
Mit der jüngsten Nachfrage nach höherer Leistung der gedruckten Schaltplatten wurde ein Aufbau hoher Dichte verschiedener Elemente gefordert. Gedruckte Schaltplatten hoher Dichte, die ein sehr kleines Schaltungsmuster bilden können, wurden ebenso untersucht.
Um eine solche gedruckte Schaltplatte hoher Dichte zu erhalten, ist es von Vorteil, ein ultradünnes kupferplattiertes Laminat mit einer extrem dünnen Kupferfolienschicht zu verwenden.
Im allgemeinen besitzt eine Kupferfolienschicht, die Pinholes aufweist, ein mangelhaftes Erscheinungsbild und einen reduzierten kommerziellen Wert. Verschiedene Anstrengungen wurden unternommen, um die Bildung von Pinholes bei der Produktion eines solchen ultradünnen kupferplattierten Laminats durch das Transferverfahren zu vermeiden.
Obwohl die Ursachen der Pinholebildung bei dem Transferverfahren nicht immer klar sind, wird angenommen, daß die Oberflächenbeschaffenheit des verwendeten leitfähigen Trägers und die Bedingungen des Elektroplattierens, eingeschlossen die Plattierbadzusammensetzung, einen großen Einfluß auf die Pinholebildung besitzen.
Leitfähige Träger, die in dem Transferverfahren verwendet werden können, werden im allgemeinen durch Walzen eines Blockes aus rostfreiem Stahl, Nickel oder Kupfer zu einer Platine oder dünnen Platte hergestellt. Die Oberfläche der entstehenden gewalzten Platine oder dünnen Platte enthält unvermeidlicherweise metallurgische Defekte, wie während der Arbeit produzierte Poren (z. B. Ölpits), nichtmetallische Fremdstoffe oder intermetallische Verbindungen, die während des Schmelzens produziert werden. Da Kupfer eine Duplizierpräzision von ungefähr 0,05 µm besitzt, werden, wenn eine Kupferfolienschicht auf einen derartigen leitfähigen Träger aufgebildet wird, die Oberflächendefekte auf die aufgebildete Kupferfolienschicht kopiert. Wenn, im besonderen, Unterätzungsrisse (undercut pits) auf der leitfähigen Trägeroberfläche vorliegen, wird der Aufbau von Kupfer auf die peripheren Teile der Risse konzentriert. Wenn eine isolierende Basis auf die so gebildete Kupferfolienschicht laminiert und dann von dem leitfähigen Träger abgetrennt wird, wird das galvanisch abgeschiedene Kupfer, das auf einem Teil der Unterätzungsrisse aufgebildet ist, abgerissen und verbleibt auf dem Träger. Im Ergebnis besitzt die Kupferfolienschicht des entstehenden kupferplattierten Laminats Pinholes entsprechend der Unterätzungsrisse.
Wenn außerdem ein leitfähiger Träger mit einem auf der Oberfläche exponierten, nichtmetallischen Fremdstoff oder einer intermetallischen Verbindung benutzt wird, wird eine Differenz oder eine Streuung in der elektrischen Leitfähigkeit auf der Oberfläche eines solchen leitfähigen Trägers aufgrund der unterschiedlichen Leitfähigkeit des nichtmetallischen Fremdstoffes oder der intermetallischen Verbindung und des Matrixmaterials verursacht. Im Ergebnis variiert der Grad der galvanischen Kupferabscheidung auf dem Träger mit der Lage, und die entstehende Kupferfolienschicht besitzt Pinholes.
Wo die Defekte des leitfähigen Trägers physikalischer Natur sind, wie die oben beschriebenen Poren, ist es möglich, solche Defekte durch Polieren der Trägeroberfläche zu eliminieren. Wenn jedoch der Defekt ein nichtmetallischer Fremdstoff oder eine intermetallische Verbindung ist, welche in dem Träger per se enthalten ist, kann er nicht durch Polieren der Oberfläche entfernt werden.
Wenn auf der anderen Seite das Pinholeproblem unter dem Aspekt der Elektroplattierbedingungen betrachtet wird, ist bekannt, daß bei Durchführung des Kupferplattierens unter Verwendung eines Plattierbades enthaltend Kupferpyrophosphat oder Kupfercyanid bei einer niedrigen Stromdichte die Ablagerung von Kupfer durch die Wirkung eines Chelatmittels, welches dem Bad zugegeben wird, kontrolliert werden kann und somit die Pinholes vermindert werden. Ein solches Verfahren des Kupferelektroplattierens erreicht jedoch nur eine niedrige Geschwindigkeit der Kupferablagerung und geringe Produktivität.
So besitzt eine Kupferfolienschicht, die durch das konventionelle Transferverfahren gebildet wird, typischerweise eine Anzahl von Pinholes aufgrund der metallurgischen Defekte auf der Oberfläche des verwendeten leitfähigen Trägers. Aus diesem Grund wird die Produktivität und die nicht defekte Ausbeute dieser Verfahren unvermeidbarerweise reduziert, wenn sie auf die Produktion von ultradünnen kupferplattierten Laminaten angewendet werden, die als Basismaterial von gedruckten Schaltplatten hoher Dichte verwendet werden können.
Außerdem entwickelt ein leitfähiger Träger während der Herstellung, d. h. während des Walzens und der Oberflächenbehandlung, z. B. dem Polieren, vor der Kupferfolienbildung Anisotropie. Im Ergebnis zeigt die auf der anisotropen Trägeroberfläche gebildete Kupferfolienschicht ebenso Anisotropie in ihren mechanischen Eigenschaften, z. B. unterschiedliche Ausdehnung in überkreuzenden Richtungen. Eine derartige Anisotropie einer Kupferfolienschicht wirkt sich durch Wiederholung von Stufen, die von Heizen begleitet werden, zur Bildung einer gedruckten Schaltplatte nachteilig auf die Zuverlässigkeit von Schaltungen aus.
In dem oben beschriebenen Transferverfahren wird eine Kupferfolienschicht, wie eine elektrolytische Kupferfolie und eine Kupferablagerung, im allgemeinen folgenden Oberflächenbehandlungen unterzogen.
Zum einen handelt es sich dabei um eine Oberflächenauf rauhbehandlung zur Erhöhung der Haftfestigkeit an eine isolierende Basis, auf die die Kupferfolienschicht übertragen wird. Eine solche Behandlung umfaßt gewöhnlich das Aufrauhen der Oberfläche durch mechanisches Schleifen oder chemisches Schleifen unter Verwendung einer Ätzlösung. Derzeit wird meist ein Oberflächenaufrauhverfahren angewendet, welches die Ausfällung von Ramiformprojektionen auf der Oberfläche einer Kupferschichtoberfläche durch elektrolytisches Kupferplattieren umfaßt, um die Oberfläche uneben zu machen. Durch Heißdruckbindung an eine isolierende Basis werden die Ramiformprojektionen in dem Matrixharz der isolierenden Basis versenkt, um eine Ankerwirkung auszuüben und somit die Haftfestigkeit an die isolierende Basis zu verbessern.
Eine andere Behandlung, die auf das oben beschriebene Oberflächenaufrauhverfahren folgt, umfaßt die Bildung einer Schutzschicht gegen Hitzeschädigung auf der aufgerauhten Oberfläche.
Eine Kupferfolienschicht eines kupferplattierten Laminats wird im allgemeinen durch eine vorbeschriebene Maske geätzt, um eine leitfähige Schaltung entsprechend des Maskenmusters zu bilden. Verschiedene IC-Chips werden durch Löten auf der leitfähigen Schaltung montiert. Dabei werden die leitfähige Schaltung oder die Adhäsionsbereiche zwischen der Schaltung und der Basis an den gelöteten Verbindungen während des Lötens teilweise erhitzt. Im Ergebnis unterliegt das Kupfer der aufgerauhten Oberfläche Hitzeschädigung und blättert von der Oberfläche der isolierenden Basis ab.
In diesem Zusammenhang darf eine in Automobilen verwendete Schaltplatte in einem Erhitzungstest auf 180 ºC für 48 Stunden keiner Hitzeschädigung unterliegen. In Anbetracht derartiger Spezifizierungstests handelt es sich bei dieser obgleich strengen Anforderung um eine begründete Hitzeschädigungseigenschaft.
Bei einer Hitzeschädigungsschutzschicht handelt es sich um eine Schicht zur Inhibierung der oben erwähnten Hitzeschädigung und zur Sicherstellung der Haftung zwischen einer Kupferfolienschicht und einer isolierenden Basis, welche gewöhnlich Messing (Cu-Zn), eine Ni-Cu-Legierung, eine Sn-Cu-Legierung oder eine Sn-Zn-Cu-Legierung enthält.
Die Hitzeschädigungsschutzschicht wird gewöhnlich durch Elektroplattieren eines vorbeschriebenen Metalls oder einer Legierung auf die aufgerauhte Oberfläche einer Kupferfolienschicht oder durch Bindung einer Hitzeschädigungsschutzschicht auf die aufgerauhte Oberfläche einer Kupferfolienschicht unter Verwendung eines Klebstoffes gebildet.
Noch eine weitere Oberflächenbehandlung ist eine Rostschutzbehandlung. Der Zweck dieser Behandlung ist, oxidatives Ausbleichen der äußeren Oberfläche einer Kupferfolienschicht (d. h. die einer isolierenden Basis gegenüberliegenden Seite) während der Lagerung und/oder des Transportes und damit eine Verminderung des kommerziellen Wertes aufgrund des Erscheinungsbildes zu verhindern. Die Rostschutzbehandlung wird im allgemeinen mit einem Chromat durchgeführt. Zu diesem Zweck reicht eine Behandlung auf der äußeren Seite der Kupferfolienschicht aus.
Ein kupferplattiertes Laminat, welches sich aus einer isolierenden Basis mit einer darauf druckgebundenen Kupferfolienschicht zusammensetzt, besitzt demnach eine Struktur, bei der die Seite der Kupferfolienschicht, die mit der Basis in Kontakt ist, eine aufgerauhte Oberfläche besitzt, und die aufgerauhte Oberfläche der Kupferfolie mit einer Hitzeschädigungsschutzschicht beschichtet ist, und, wenn erwünscht, außerdem eine Rostschutzschicht auf der Hitzeschädigungsschutzschicht aufgebildet ist.
Eine Projektionsschicht, die aus der aufgerauhten Oberfläche und der darauf aufgebildeten Hitzeschädigungsschutzschicht besteht, wird allgemein als Profilschicht bezeichnet. Bei der Profilschicht handelt es sich um ein Teilstück, das durch Kombination zweier hintereinander ablaufender, unabhängiger Schritte, der Oberflächenaufrauhung einer Kupferfolienschicht und der Bildung einer Hitzeschädigungsschutzschicht, gebildet wird.
In der Profilschicht, wo die Projektionen der aufgerauhten Oberfläche zu hoch sind, d. h., wo die Oberflächenrauhheit der Kupferfolienschicht zu groß ist, erreicht das Matrixharz einer darauf druckgebundenen, isolierenden Basis nicht die Projektionstäler, so daß leicht Luftblasen eingeschlossen werden, welche eine ungenügende Haftung zwischen der Kupferfolienschicht und der Basis verursachen. Die Höhe der Projektionen der Profilschicht, d. h., die Oberflächenrauhheit der Kupferfolienschicht beträgt gewöhnlich 7 - 9 µm, und das oben beschriebene ungünstige Phänomen reduziert oft die Zuverlässigkeit von kupferplattierten Laminaten.
Wenn eine Kupferfolienschicht eines kupferplattierten Laminats einer vorbeschriebenen Ätzbehandlung unterzogen wird, können in Fällen, in denen die Projektionshöhe der Profilschicht mit der Lage variiert, d. h., in denen die Oberflächenrauhheit einer Kupferfolienschicht weit gestreut ist, Projektionen mit einer geringen Höhe, die flach in das Matrixharz einer isolierenden Basis eingesenkt sind, durch Ätzen entfernt werden, während Projektionspunkte hoher Projektionen nicht geätzt werden und im Matrixharz verbleiben. Der nicht geätzte, verbleibende Kupfer (Fleck) beeinträchtigt die elektrische Isolierung zwischen leitenden Stromleitungen. Ein derartiges Phänomen ist ein ernstes Problem, besonders bei der Bildung eines feinen Schaltmusters mit kleinen Abständen zwischen den Kupferdrähten, das manchmal die Funktion als gedruckte Schaltplatte beeinträchtigt.
Eine Gegenmaßnahme, die zur Bewältigung des oben beschriebenen Fleckenproblems ergriffen wird, ist die Reduzierung der gesamten Dicke einer Kupferfolienschicht. Bei einer konventionellen Kupferfolienschicht ist jedoch die Dicke des Hauptteiles (Basiskupfer) reduziert, ohne daß die Projektionshöhe in der Profilschicht oder deren Streuung wesentlich verändert werden. Darum wird die Bildung eines feinen Musters immer noch von dem Problem des nach dem Ätzen verbleibenden Kupfers begleitet.
Wie oben erwähnt, wurde bisher keine Kupferfolienschicht für kupferplattierte Laminate entwickelt, welche eine Profilschicht mit niedrigen Projektionen, d. h. geringer Oberflächenrauhheit - ungeachtet der Dicke des Basisteils der Kupferfolie - und eine geringe Verteilung der Oberflächenrauhheit besitzt.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines kupferplattierten Laminats mit einer pinholefreien, mechanisch isotropen Kupferfolienschicht - ungeachtet der Bedingungen des Kupferelektroplattierens - zur Verfügung zu stellen.
Diese und andere Aufgaben dieser Erfindung werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines kupferplattierten Laminats gemäß Ansprüchen 1 bis 19 gelöst, welches folgende Stufen umfaßt:
(a) Kontaktieren der Oberfläche eines leitfähigen Trägers mit einer Katalysatorflüssigkeit, welche mindestens eines der Edelmetalle Pd, Pt, Ru, Rh, Au und/oder Ag enthält,
(b) anschließende Ausbildung einer Kupferfolienschicht auf der Oberfläche des leitfähigen Trägers durch Kupferelektroplattieren;
(c) Laminieren einer isolierenden Basis auf die Kupferfolienschicht durch Heißdruckbindung; und
(d) Trennen des leitfähigen Trägers von der Kupferfolienschicht zum Erhalt eines kupferplattierten Laminats.
Stufe (a) umfaßt die Behandlung der Oberfläche eines leitfähigen Trägers mit einer im folgenden beschriebenen Katalysatorf lüssigkeit zur gleichmäßigen Absorption feiner Partikel von Pd, Pt, Ru, Rh, Au oder Ag auf der Oberfläche.
Der verwendete leitfähige Träger ist nicht besonders eingeschränkt und kann aus jeglichem Material und von jeglicher Form sein, die konventionell bei Transferverfahren verwendet werden. Geeignete Träger sind beispielsweise konventionelle Streifen oder Einzelplatinen aus rostfreiem Stahl, Nickel oder Kupfer.
Bei der Katalysatorflüssigkeit, die für die Oberflächenbehandlung eines leitfähigen Trägers verwendet werden kann, handelt es sich um eine Flüssigkeit mit wenigstens einem der Edelmetalle Pd, Pt, Ru, Rh, Au und/oder Ag, welches konventionell verwendet wird, wenn ein nicht leitendes Material, wie ein synthetisches Harz, stromlos plattiert wird. Derartige Katalysatorflüssigkeiten umfassen solche des kolbidalen Typs, des Lösungstyps und des Salzzusatztyps, wobei jeder dieser Typen in der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Hinsichtlich der leichten Handhabbarkeit ist der kolloidale Typ besonders bevorzugt. Ein bevorzugtes, in der Katalysatorflüssigkeit enthaltenes Edelmetall ist Palladium, da es relativ günstig und verfügbar ist.
Eine kolloidale Pd-Sn-Katalysatorflüssigkeit enthält z. B. PdCl&sub2;, SnCl&sub2; und eine große Menge Salzsäure, in der das durch die reduzierende Aktivität von Sn²&spplus; gebildete metallische Palladium in einem Schutzkolloid der α-Zinnsäure dispergiert wird.
Wenn die Oberfläche eines leitfähigen Trägers mit z. B. einer Katalysatorflüssigkeit des kolloidalen Typs behandelt wird, werden die oben beschriebenen kolloidalen Edelmetallpartikel gleichmäßig auf der Oberfläche des Trägers adsorbiert. Im Ergebnis werden nichtmetallische Fremdstoffe oder intermetallische Verbindungen, die auf der Oberfläche des leitfähigen Trägers exponiert sind, mit diesen kolloidalen Partikeln bedeckt. Durch Entfernen des Schutzkolloids, welches die Edelmetallpartikel umgibt, durch z. B. Waschen mit Salzsäure oder Wasser, wird ein leitfähiger Träger erhalten, dessen gesamte Oberfläche mit feinen Edelmetallpartikeln bedeckt ist. Auf diese Weise können Schwankungen der Leitfähigkeit auf der Oberfläche des leitfähigen Trägers eliminiert werden, und der resultierende Träger weist eine gleichmäßige Leitfähigkeit infolge der adsorbierten Edelmetallfeinpartikel auf.
In der auf Stufe (a) folgenden Stufe (b) (Kupferelektroplattieren) dienen die adsorbierten Edelmetallpartikel als Kerne für das Wachstum der galvanisch gefällten Kupferkristalle. Da die Edelmetallpartikel extrem fein sind, wächst das galvanisch gefällte Kupfer nicht zu großen Kristallen heran. Mit anderen Worten, da die Kupferfolienschicht auf dem leitfähigen Träger als Aggregat feiner Kristalle gebildet wird, wird die Pinholebildung wirksam unterdrückt.
Die in Stufe (a) verwendete Katalysatorflüssigkeit besitzt vorzugsweise eine Edelmetallkonzentration von 100 - 150 ppm. Bei einer Edelmetallkonzentration unter der unteren Grenze ist die oben beschriebene Wirkung bezüglich der Pinholeinhibierung ungenügend, was in eine Erhöhung der Anzahl und Größe der Pinholes resultiert. Edelmetallkonzentrationen, die die obere Grenze überschreiten, erzeugen keine weitere Verbesserung und sind darum aus ökonomischer Sicht nachteilig.
Bei Durchführung der Stufe (a) wird ein leitfähiger Träger vorzugsweise zuvor einer konventionellen Reinigungsbehandlung unterzogen, wie z. B. entfetten und mit Wasser waschen, und die gereinigte Oberfläche dann mit der oben beschriebenen Katalysatorflüssigkeit behandelt. Das Behandlungsverfahren ist nicht besonders eingeschränkt, geeignet ist jedoch ein Verfahren, bei dem der Träger in die Katalysatorflüssigkeit eingetaucht wird. Eine geeignete Eintauchdauer beträgt ungefähr 30 - 60 Sekunden. Wenn die Eintauchdauer zu kurz ist, ist die Oberflächenmodifizierung ungenügend, und es kommt nicht zu einer Inhibierung der Pinholebildung in der gebildeten Kupferfolienschicht. Eine zu lange Eintauchdauer erzielt keine weitere Wirkung.
Nach der Behandlung mit einer Katalysatorflüssigkeit wird der gesamte Träger mit Wasser gewaschen und der Stufe (b) unterzogen.
Effektiver zur Inhibierung der Pinholebildung ist das Polieren der Oberfläche des leitfähigen Trägers vor der Behandlung mit einer Katalysatorflüssigkeit. Mit Zunahme der Oberflächenrauhheit des leitfähigen Trägers vermindert sich die Wasserstoff-Überspannung zu dem Zeitpunkt des Kupferelektroplattierens, was Wasserstoffentwicklung beschleunigt, wodurch im Ergebnis die gebildete Kupferfolienschicht leicht Pinholes entwickelt. Es wird angenommen, daß ein derartiges Phänomen durch die oben beschriebene Polierbehandlung unterdrückt wird. Das Polieren des leitfähigen Trägers entfernt nicht nur unregelmäßige Unebenheiten der Oberfläche, sondern säubert die Oberfläche, was zur Inhibierung der Pinholebildung beizutragen scheint. Eine bevorzugte Oberflächenrauhheit des leitfähigen Trägers liegt im Bereich von ungefähr 0,1 - 1 µm.
Die Stufe (b) umfaßt das Plattieren des so behandelten leitfähigen Trägers mit elektrolytischem Kupfer, wodurch eine Kupferfolienschicht mit vorbeschriebener Dicke, d. h., eine Basiskupferschicht gebildet wird.
Die Stufe des Kupferelektroplattierens ist hinsichtlich der Bedingungen, wie Zusammensetzung, Temperatur oder pH-Wert des Plattierbades, Stromdichte und Plattierdauer nicht besonders eingeschränkt. Geeignete Bedingungen werden passend in Relation zu der gewünschten Kupferfolienschicht ausgewählt.
Zur Inhibierung der Pinholebildung in der gebildeten Kupferfolienschicht ist sowohl ein Hochgeschwindigkeitsplattierverfahren (Aufbaugeschindigkeit: 15 µm/Min. oder mehr) als auch ein relativ langsames Plattierverfahren effektiv. Eine extrem hohe Effizienz der Kupferfolienschichtbildung wird durch Anwendung des Hochgeschwindigkeitsplattierverfahrens erreicht.
Zur Erhöhung der Haftung zwischen der Kupferfolienschicht und der isolierenden Basis wird die Oberfläche der in Stufe (b) gebildeten Kupferfolienschicht vorzugsweise außerdem mit Kupfer unter verschiedenen Plattierbedingungen plattiert, um eine Profilschicht, wie oben beschrieben, auf der Basiskupferschicht zu bilden, so daß die Oberfläche, die mit einer isolierenden Basis verklebt werden soll, eine Oberflächenrauhheit von höchstens etwa 7 µm besitzt. Mit anderen Worten beträgt die Projektionshöhe der Profilschicht bevorzugt höchstens etwa 7 µm, bevorzugter 1 - 5 µm. Außerdem liegt die Variation in der Oberflächenrauhheit der Profilschicht vorzugsweise innerhalb etwa ± 0,5 µm der mittleren Oberflächenrauhheit. Das bedeutet, daß die Dicke a der Profilschicht (d. h. Höhe der Projektionen) vorzugsweise die folgende Beziehung erfüllt:
a&sub0; - 0,5 ≤ a ≤ a&sub0; + 0,5,
wobei a&sub0; die mittlere Projektionshöhe (mittlere Oberflächenrauhheit) der Profilschicht und a die Dicke (Projektionshöhe) der Profilschicht sind.
Wenn die Oberflächenrauhheit 7 µm überschreitet, können bei der Heizdruckbindung an die isolierende Basis leicht Luftblasen in die Profilschicht eingeschlossen werden, welche eine ungenügende Haftung zwischen der Kupferfolienschicht und der isolierenden Basis verursachen. Wenn die Oberflächenrauhheit weit über etwa ± 0,5 µm gestreut ist, verbleibt oftmals nach der Ätzbehandlung zur Schaltungsbildung unerwünschtes Kupfer zurück, was in erheblicher Verschlechterung der elektrisch isolierenden Eigenschaften resultiert.
Eine Profilschicht, welche in der auf Stufe (b) folgenden fakultativen Stufe unter den bestimmten unten beschriebenen Bedingungen durch Elektroplattieren gebildet wird, liefert nicht nur eine rauhe Oberfläche, sondern fungiert gleichzeitig als Schutzschicht gegen Hitzeschädigung. Der Grad der Rauhheit der Profilschicht kann, wie gewünscht, durch angemessene Regelung der Bedingungen des Elektroplattierens ausgewählt werden, inter alia, der Plattierdauer.
Die Profilbildungsstufe wird im folgenden detailliert beschrieben.
Die Profilschicht kann durch Elektroplattieren, im besonderen Hochgeschwindigkeitsplattieren, gebildet werden. Das heißt, daß die Oberfläche der galvanisch gefällten Kupferschicht auf dem leitfähigen Träger auf der Seite, die mit einer isolierenden Basis verklebt wird, zur Bildung einer Profilschicht einem Hochgeschwindigkeitsplattieren unterzogen wird.
Im Detail wird die auf dem leitfähigen Träger gebildete elektrolytische Kupferablagerung, d. h., die Basiskupferschicht, als Kathode verwendet und gegenüber einer unlöslichen Anode, z. B. aus Ti, Pb oder Pt-behandeltem Ti mit einer vorbeschriebenen Lücke dazwischen angeordnet und ein Kupferplattierbad zur Bildung einer Profilschicht mit den beiden Elektroden kontaktiert. Auf diese Weise wird das elektrolytische Kupfer gefällt und auf der Basiskupferoberfläche abgelagert, wobei eine Schicht entsteht, die nicht nur rauh ist, sondern auch Widerstand gegen Hitzeschädigung leistet.
Die planare Lücke zwischen der Anode und Kathode (der Basiskupferschicht) wird in Abhängigkeit von der Kontaktgeschwindigkeit des Plattierbades ausgewählt und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 10 - 15 mm.
Bei dem Kupferbad zur Bildung einer Profilschicht handelt es sich vorzugsweise um ein Säurebad, welches z. B. Schwefelsäure und ein Chelatmittel und bevorzugter außerdem wenigstens eines der Metalle Zn, Sn und Co enthält. Ein bevorzugtes Kupferelektroplattierbad zum obigen Zweck enthält beispielsweise etwa 110 - 130 g/l Kupfersulfatpentahydrat (CuSO&sub4; 5 H&sub2;O), etwa 55 - 65 g/l Schwefelsäure (H&sub2;SO&sub4;) , etwa 21 - 24 g/l eines Nitrations (NO&sub3;&supmin;), etwa 200 - 1.000 ppm einer Zink-, Zinn- und/oder Kobaltverbindung und etwa 5 - 20 g/l eines Chelatmittels.
Kupfersulfatpentahydrat dient als Kupferquelle und liegt in dem Plattierbad in Konzentrationen von ungefähr 110 - 130 g/l vor. Bei Konzentrationen unter etwa 110 g/l ist die Kupferversorgung der Basiskupferoberfläche ungenügend, was die Bildung einer gleichmäßigen und streuungsfreien Profilschicht auf der gesamten Oberfläche der Basiskupferschicht schwierig macht. Wenn die Konzentration über etwa 130 g/l liegt, wird der Grad der Oberflächenrauhheit zu hoch, so daß es schwierig wird, eine gleichmäßige Rauhheit zu erhalten. Eine bevorzugte Konzentration von Kupfersulfatpentahydrat beträgt etwa 115 - 120 g/l.
Schwefelsäure dient der Erhöhung der ionischen Leitfähigkeit des Plattierbades, und ihre Konzentration wird auf einen Bereich von etwa 55 - 65 g/l eingestellt. Wenn die Konzentration unter etwa 55 g/l liegt, wird die Überspannung zu hoch, um ein ausreichendes Aufrauhen der Oberfläche durchzuführen. Wenn sie 65 g/l übersteigt, erhöht sich die Leitfähigkeit übermäßig, so daß keine Aufrauhung der Oberfläche erreicht wird. Eine bevorzugte Konzentration der Schwefelsäure beträgt 55 - 60 g/l.
Nitrationen (NO&sub3;&supmin;) unterliegen Anodisierung, wobei ein Nebenprodukt gebildet und schließlich Cu ungleichmäßig auf der Basiskupferoberfläche ausgefällt wird, was zur Aufrauhung der Oberfläche beiträgt. Die Konzentration von Nitration liegt im Bereich von etwa 21 - 24 g/l. Wenn sie unter etwa 21 g/l liegt, wird der Rauhheitsgrad hoch, begleitet von eine erhöhten Streuung. Der Rauhheitsgrad wird ebenso bei Konzentrationen, die 24 g/l überschreiten, hoch. Nitrationenquellen umfassen Salpetersäure und Nitrate, z. B. KNO&sub3; und NaNO&sub3;.
Die Zink-, Zinn- oder Kobaltverbindung dient als Quelle für Zn, Sn bzw. Co. Es handelt sich um eine Verbindung zur Verbesserung der Schutzwirkungen gegen Hitzeschädigung einer Profilschicht in Zusammenwirkung mit einem Chelatmittel, welches im folgenden beschrieben wird. Die Konzentrationen dieser Verbindungen liegen im Bereich von etwa 200 - 1.000 ppm, bevorzugt von etwa 250 - 500 ppm. Konzentrationen unter etwa 200 ppm neigen dazu, eine Reduzierung der Schutzwirkung gegen Hitzeschädigung einer Profilschicht zu verursachen. Konzentrationen über 1.000 ppm neigen dazu, die mechanische Festigkeit einer Profilschicht zu verringern, was die Abtrennung einer Profilschicht während des Gebrauchs verursacht.
Es kann jegliche Zinkverbindung benutzt werden, solange sie in dem Plattierbad löslich ist. Geeignete Zinkverbindungen sind beispielsweise ZnO und ZnSO&sub4;. Geeignete Zinnverbindungen sind beispielsweise SnCl&sub2;, SnO und SnSO&sub4;. Zu geeigneten Kobaltverbindungen zählen beispielsweise Co(NO&sub3;)&sub2;, CoCl&sub2; und CoSO&sub4;.
Das Chelatmittel wird in einer Konzentration von etwa 5 - 20 g/l verwendet. Konzentrationen unter etwa 5 g/l verhindern die Bildung einer gleichförmigen Schutzschicht gegen Hitzeschädigung, welche keine Verbesserung hinsichtlich der Schutzwirkung gegen Hitzeschädigung zeigt. Die obere Grenze wird hinsichtlich der Löslichkeit in dem Bad bei etwa 20 g/l angesetzt. Eine bevorzugte Konzentration des Chelatmitteis beträgt 5 - 10 g/l.
Zu geeigneten Chelatmitteln zählen beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Weinsäure, Ethylendiamin und Pyrophosphorsäure, wobei EDTA hinsichtlich der erzielten Schutzwirkungen gegen Hitzeschädigung besonders bevorzugt ist.
Das Plattierbad mit der oben erwähnten Zusammensetzung ist sauer mit einem pH-Wert zwischen 1 und 2. Beim Elektroplattieren wird das Plattierbad vorzugsweise in einer turbulenten Strömung verwendet, indem die Reynoldszahl (Re) derart eingestellt wird, daß sie über 2.300 liegt. Bei einem Re-Wert von 2.300 oder weniger wird die Strömung eine laminare Strömung.
Das Plattierbad zur Bildung einer Profilschicht ist bei einer hohen Fließgeschwindigkeit mit Anoden- und Kathodenoberflächen in Kontakt. Die Fließgeschwindigkeit an der kontaktherstellenden Grenzfläche mit der Kathode oder Anode (Kontaktgeschwindigkeit) wird auf einem Bereich von etwa 0,3 - 0,7 m/Sek. eingestellt. Wenn sie weniger als etwa 0,3 m/Sek. beträgt, ist die Cu-Ionen-Versorgung der Kathodenoberfläche verlangsamt, was eine weite Streuung der Projektionshöhe in der gebildeten Profilschicht verursacht und damit eine ungleichmäßige Profilschicht erzeugt. Wenn auf der anderen Seite die Kontaktfließgeschwindigkeit höher als etwa 0,7 m/Sek. ist, ist der Grad der Oberflächenrauhheit der gebildeten Profilschicht ungenügend. Eine bevorzugte Kontaktfließgeschwindigkeit des Plattierbades liegt im Bereich von 0,35 - 0,45 m/Sek.
Die elektrische Stromdichte wird auf einem Bereich von etwa 30 - 55 A/dm² eingestellt. Wenn sie weniger als etwa 30 A/dm² beträgt, kann Kupfer nicht gleichmäßig aufgebaut werden, und die Projektionshöhe der gebildeten Profilschicht ist weit gestreut. Wenn sie etwa 55 A/dm² überschreitet, wird das Kupfer übermäßig aufgebaut, was die Projektionen zu hoch macht.
Das Plattierbad wird vorzugsweise während des Elektroplattierens bei einer Temperatur von etwa 20 - 22 ºC gehalten. Bei einer Badtemperatur unter 20 ºC wird die Mobilität der Kupferionen vermindert, so daß auf der Kathodenoberfläche, d. h., der Basiskupferoberfläche, leicht chemische Polarisierung stattfindet und im Ergebnis die Geschwindigkeit der Profilschichtbildung vermindert wird. Bei einer Badtemperatur über 22 ºC schreitet die Oberflächenaufrauhung nicht fort, es sei denn, die Stromdichte ist erhöht.
Durch genaue Auswahl dieser Elektroplattierbedingungen, im besonderen der Plattierdauer, kann eine Profilschicht mit Projektionen jeder erwünschten Höhe auf der Basiskupferschicht aufgebildet werden.
Die oben beschriebene Plattierbehandlung kann in einer Stufe oder, wenn erwünscht, in zwei aufeinanderfolgenden Stufen unter den oben dargestellten Plattierbedingungen durchgeführt werden.
Stufe (c) umfaßt das Aufschichten einer isolierenden Basis auf die in Stufe (b) gebildete Kupferfolienschicht oder Profilschicht, wobei die gesamte Struktur heißdruckgebunden wird, um ein integrales Laminat zu erzeugen.
Es kann jegliche isolierende Basis, die konventionell bei Transferverfahren verwendet wird, ohne besondere Einschränkungen benutzt werden. In der Regel sind vorimprägnierte Stoffe geeignet, die durch Imprägnierung eines Epoxydharzes in Glasfaser und Halbaushärten des Harzes zum B- Stadium hergestellt werden. Ebenso sind die Bedingungen der Heißdruckbindung nicht besonders eingeschränkt und können leicht entsprechend eines konventionellen Transferverfahrens bestimmt werden.
Stufe (d) umfaßt die Trennung des leitfähigen Trägers von dem in Stufe (c) erhaltenen Laminat. In Stufe (d) wird die Kupferfolienschicht auf die isolierende Basis übertragen, um das kupferplattierte Laminat der vorliegenden Erfindung zu liefern.
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter mit Bezug auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dargestellt, ist aber nicht auf diese beschränkt. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die angegebenen Teile, Prozente und Verhältnisse auf das Gewicht.

Beispiele 1 - 4 und Vergleichsbeispiele 1 und 2

Es wurden 6 rostfreie Stahibleche (SUS 304) von 510 mm Länge, 340 mm Breite und 1 mm Dicke und einer Oberflächenrauhheit von 1 - 2,0 µm, die einer Härtungsbehandlung unterzogen worden waren, hergestellt. Bei diesen Stahlplatten handelte es sich um der Länge nach gewalzten Flachstahl.
Je eine Seite von 4 der Platten wurde mittels einer Drehschwingpoliermaschine derart poliert, daß sie eine Oberflächenrauhheit von 0,5 - 0,8 µm besaß.
Jede der 6 Stahlplatten wurde entfettet, mit einer Säure gewaschen und dann zur Reinigung der Oberfläche mit Wasser gewaschen. 3 der 4 Stahlplatten, die der Polierbehandlung unterzogen worden waren, und eine der 2 Platten, die nicht der Polierbehandlung unterzogen worden waren, wurden für einen in Tabelle 1 angegebenen Zeitraum in eine Katalysatorflüssigkeit enthaltend einen Aktivator auf Pd-Sn- Basis des Kolloidtyps (Pd-Konzentration: 130 ppm) getaucht. Die Platten wurden aus der Katalysatorflüssigkeit genommen und gründlich mit Wasser gewaschen.
Auf jeder der 6 Stahlplatten wurde unter den folgenden Bedingungen Hochgeschwindigkeitsplattieren durchgeführt, um eine Kupferfolienschicht mit einer Dicke von 5 µm zu bilden.
Plattierbad: 150 g/l CuSO&sub4; 5 H&sub2;O 200 g/l H&sub2;SO&sub4;
Badtemperatur: 60 ºC
Anode: Pt-Zn
Kontaktfließgeschwindigkeit des Plattierbades mit der Stahlplatte: 7 m/Sek.
Stromdichte: 80 A/dm²
Plattierdauer: 15 Sekunden.
Die so gebildete Kupferfolienschicht wurde mit einer 50 µm dicken Glas/Epoxydharz-Kunststoffimprägnierung kontaktiert und bei 170 ºC und 25 kg/cm² für 1 Stunde heißdruckgebunden und dann über einen Zeitraum von 30 Minuten auf 30 ºC abgekühlt; dann wurde die Stahlplatte abgezogen. Die Platte konnte reibungslos abgetrennt werden, wobei ein ultradünnes kupferplattiertes Laminat entstand.
Das entstandene ultradünne kupferplattierte Laminat wurde in einem dunklen Raum auf einen belichteten Tisch gelegt und seine Kupferfolienschicht unter einem Mikroskop beobachtet (100-fache Vergrößerung), um die Anzahl und Größe von Pinholes in einem Bereich von 510 mm x 340 mm zu bestimmen.
Außerdem wurde die Kupferfolienschicht vorsichtig von der isolierenden Basis abgezogen und die Dehnung (%) der Kupferfolie in Längsrichtung (LD) und Querrichtung (WD) bestimmt, um das LD/WD-Verhältnis der Dehnung zu erhalten.
Die Ergebnisse dieser Auswertungen sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1 Behandlung des leitfähigen Trägers Pinholes der Kupferfolienschicht Dehnung Beispiel Nr. Polieren der Oberfläche *¹ Behandlung mit Katalysatorflüssigkeit *² Anzahl Größe (µm) Beispiel Vergleichbeispiel durchgeführt *1: Oberflächenrauheit (µm) ist in Klammern angegeben *2: Eintauchdauer (Sek.) ist in Klammern angegeben
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 ersichtlich, reduziert die Behandlung mit einer Katalysatorflüssigkeit auffällig die Anzahl der Pinholes, sogar wenn die Oberflächenrauhheit gleich ist (Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 1). Aus dem Vergleich von Beispiel 1 mit Beispiel 4 ist außerdem ersichtlich, daß bei Durchführung einer Behandlung mit einer Katalysatorflüssigkeit die geringere Oberflächenrauhheit offensichtlich die Größe von Pinholes reduziert.
Außerdem zeigt die durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildete Kupferfolienschicht Isotropie in ihren mechanischen Eigenschaften. Es wird angenommen, daß der Grund hierfür ist, daß feine Edelmetallpartikel auf der Oberfläche des leitfähigen Trägers adsorbiert werden, der aufgrund des Walzens in Längsrichtung Anisotropie besitzt, und damit zu Kernen werden, an denen Kupfer dicht abgeschieden und aufgebaut wird. Die feinen Edelmetallpartikel haben demnach Anteil an dem initialen Ausfällungsmechanismus, einem wichtigen Bestandteil des Kristallwachstums, und beinflussen damit die Isotropie und physikalischen Eigenschaften.

Bezugsbeispiele 1 - 7 und Vergleichsbeispiel 3 - 15

1) Bildung der Basiskupferschicht:

Eine Seite einer rostfreien Stahlplatte (SUS 630) wurde mit Hilfe einer Drehschwingschwabbelscheibe poliert, so daß sie eine Oberflächenrauhheit von 0,8 µm besaß, und unter Verwendung eines Plattierbades enthaltend 150 g/l CuSO&sub4; 5 H&sub2;O und 200 g/l H&sub2;SO&sub4; auf der polierten Oberfläche Kupfer auf 5 µm aufgebaut.

2) Bildung der Profilschicht

Dann wurde unter Verwendung der Cu-plattierten Stahlplatte als eine Kathode und einer Ti-Platte als eine Anode bei einem Elektrodenabstand von 14 - 15 mm unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen das Elektroplattieren durchgeführt. Die Plattierbedingungen von Bezugsbeispiel 3 und Vergleichsbeispiel 13 - 15 in Tabelle 2 zeigen, daß das Plattieren in zwei Stufen durchgeführt wurde. Z. B. wurde in Vergleichsbeispiel 3 die erste Plattierstufe bei einer Badkontaktfließgeschwindigkeit von 0,7 m/Sek. und einer Stromdichte von 53 A/dm² für 15 Sekunden und dann die zweite Plattierstufe bei einer Badkontaktfließgeschwindigkeit von 0,3 m/Sek. und einer Stromdichte von 30 A/dm² für 6 Sekunden durchgeführt. Die beiden bei der Bildung der Profilschicht verwendeten Zusammensetzungen sind ebenso in Tabelle 2 wiedergegeben.
Ein Durchschnittswert und die Variation der Projektionshöhe (µm) auf der gebildeten Profilschicht wurden unter einem Rasterelektronenmikroskop bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben.

3) Leistung der Profilschicht:

Die so erhaltene Kupferfolienschicht wurde mit einer 0,1 mm dicken Kunststoffimprägnierung aus Epoxydglas (ANSI grade: FR-4) kontaktiert und die gesamte Struktur bei 170 ºC und einem Preßdruck von 25 kg/cm² heißdruckgebunden. Dann wurde die Stahlschicht abgezogen, um ein kupferplattiertes Laminat zu erhalten.
Die Haftfestigkeit zwischen der Kupferfolienschicht und der Kunststoffimprägnierung, das nach dem Ätzen verbleibende Kupfer und der Widerstand gegen Hitzeschädigung des resultierenden kupferplattierten Laminats wurden anhand der folgenden Testmethoden bewertet.

1) Haftfestigkeit:

Das kupferplattierte Laminat wurde in ein 10 mm breites Probestück für einen Schälversuch geschnitten. Ein Ende des Probestückes wurde zu einer angemessenen Länge abgezogen, an einem Griff fixiert und mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/Min. bei einem Zugwinkel von 90º gezogen, um die Abziehkraft (kg/cm) zu messen; je höher der Wert, desto stärker die Haftung.

2) Nach dem Ätzen verbleibendes Kupfer:

Auf dem kupferplattierten Laminat wurde gemäß einer bekannten Ätzbehandlung ein 100 µm breites Leitungsmuster mit einem Leitungszwischenraum von 200 µm gebildet, um eine gedruckte Schaltplatte zu erhalten. An die Schaltung wurde eine direkte Stromspannung von 500 V angelegt und Funkenbildung und Abnahme oder Instabilität des elektrischen Widerstandes beobachtet. Die Auswertung wurde basierend auf folgendem Beurteilungssystem durchgeführt:
gut... Der Widerstand betrug 10&sup4; MΩ oder mehr und war stabil.
mangelhaft.. Es wurde Funkenbildung beobachtet oder der Widerstand betrug weniger als 10&sup4; MΩ und war instabil.

3) Widerstand gegen Hitzeschädigung:

Das kupferplattierte Laminat wurde in einem Ofen bei 180 ºC für 48 Stunden stehen gelassen und die Abziehkraft auf die gleiche, oben beschriebene Weise bewertet; je höher der Wert, desto höher der Widerstand gegen Hitzeschädigung.
Die Ergebnisse dieser Auswertungen sind in Tabelle 3 wiedergegeben. Tabelle 2 Zusammensetzung des Plattierbades Plattierbedingungen Kontaktfließgeschw. des Plattierbades Stromdichte Plattierdauer Bezugsbeispiel Beispiel Nr. Vergleichsbeispiel Fortsetzung folgt Tabelle 2 (Fortsetzung) Zusammensetzung des Plattierbades Plattierbedingungen Kontaktfließgeschw. des Plattierbades Stromdichte Plattierdauer Beispiel Nr. Vergleichsbeispiel Tabelle 3 Eigenschaften der Profilschicht mittlere Projektionshöhe Streuung der Projektionshöhe Gleichmäßigkeit Abziehkraft nach dem Ätzen verbl. Kupfer Abziehkraft nach Hitzebehandl. Gesamturtle Bezugsbeispiel Beispiel Nr. Vergleichsbeispiel ausgezeichnet gut mangelhaft Fortsetzung folgt Tabelle 3 (Fortsetzung) Eigenschaften der Profilschicht mittlere Projektionshöhe Streuung der Projektionshöhe Gleichmäßigkeit Abziehkraft nach dem Ätzen verbl. Kupfer Abziehkraft nach Hitzebehandl. Gesamturteil Beispiel Nr. Vergleichsbeispiel mangelhaft gut Bemerkung: *: Die Gleichmäßigkeit der Profilschicht wurde anhand der Gleichmäßigkeit der Projektionshöhe zusammen mit der visuellen Erscheinung der Oberfläche, wie Auftreten eines Musters, beurteilt und als "ausgezeichnet", "gut" oder "mangelhaft" (es wurde ein Muster beobachtet) beurteilt.

Beispiele 5 und 6

Eine Seite zweier rostfreier Stahlplatten (SUS 630) wurde mit Hilfe einer Drehschwingschwabbelscheibe poliert, so daß sie eine Oberflächenrauhheit von 0,8 µm besaß. Nachdem die Stahlplatten in eine Katalysatorflüssigkeit enthaltend einen Aktivator auf Pd-Sn-Basis des Kolloidtyps (Pd- Konzentration: 130 ppm) für 30 Sekunden getaucht und mit Wasser gewaschen worden war, wurde auf die polierte Oberfläche jeder der Stahlplatten durch das gleiche Kupferplattieren wie in Beispiel 1 Kupfer elektroplattiert, wobei eine Basiskupferschicht mit einer Dicke von 5 µm gebildet wurde.
Dann wurde auf die gleiche Weise wie in Bezugsbeispiel 1 Elektroplattieren durchgeführt, um eine Profilschicht auf der gebildeten Basiskupferschicht zu bilden, mit dem Unterschied, daß die Elektroplattierbedingungen und die Badzusammensetzungen wie in Tabelle 4 wiedergegeben geändert wurden.
Die so erhaltene Kupferfolienschicht wurde mit einer Kunststoffimprägnierung kontaktiert und heißdruckgebunden und anschließend die Stahlschicht abgezogen, um ein kupferplattiertes Laminat wie in Bezugsbeispiel 1 zu erhalten.
Die Eigenschaften der kupferplattierten Laminate und der gebildeten Profilschichten wurden auf die gleiche Weise wie in Bezugsbeispiel 1 und Beispiel 1 bestimmt; die Ergebnisse sind in Tabelle 5 wiedergegeben. Tabelle 4 Zusammensetzung des Plattierbades Plattierbedingungen Beispiel Nr. Kontaktfließgeschw. des Plattierbades Stromdichte Plattierdauer Tabelle 5 Eigenschaften der Profilschicht Beispiel Nr. mittlere Projektionshöhe Streuung der Projektionshöhe Gleichmäßigkeit Abziehkraft nach dem Ätzen verbl. Kupfer Abziehkraft nach Hitzebehandl. Pinholes der Kupferfolienschicht Anzahl Größe ausgezeichnet gut
Wie oben beschrieben, werden gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens Oberflächendefekte eines leitfähigen Trägers durch Oberflächenbehandlung mit einem Flüssigkatalysator zum Abdecken der Defekte mit feinen Edelmetallpartikeln eliminiert, was die Bildung einer gleichmäßigen Kupferfolienschicht auf der Trägeroberfläche ermöglicht und gleichzeitig die Pinholebildung unterdrückt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist darum nicht nur zur Produktion von gedruckten Schaltplattenbasen hoher Dichte, sondern ebenso zur Herstellung ultradünner kupferplattierter Laminate für andere Verwendungen, bei denen sich das Problem der Pinholebildung zeigt, gut verwendbar.
Außerdem weist die Kupferfolienschicht in dem kupferplattierten Laminat gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung trotz einer kleinen Projektionshöhe einer Profilschicht hohe Haftfestigkeit an eine isolierende Basis auf. Die Projektionen der Profilschicht besitzen eine kleine Verteilung der Höhenvariation, so daß das nach dem Ätzen verbleibende Kupfer vermindert ist. Die Profilschicht besitzt außerdem eine ausgezeichnete Schutzwirkung gegen Hitzeschädigung. Diese Wirkungen werden der spezifischen Zusammensetzung des Plattierbades und den spezifischen Plattierbedingungen, die bei der Bildung der Profilschicht verwendet werden, zugeschrieben.
Das Verfahren zur Bildung der oben beschriebenen Profuschicht liefert eine hohe Produktivität, da eine Hochgeschwindigkeitsplattiertechnik angewendet werden kann und vor allem, da die Verwendung eines spezifischen elektrolytischen Kupferplattierbades es ermöglicht, eine Oberflächenaufrauhbehandlung und eine Schutzbehandlung gegen Hitzeschädigung in einer einzigen Stufe durchzuführen, während diese zwei Behandlungen konventionell separat durchgeführt wurden. Aus diesem Grunde ist die vorliegende Erfindung von großem industriellem Wert.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines kupferplattierten Laminats mit den Stufen:

(a) Kontaktieren der Oberfläche eines leitfähigen Trägers mit einer Katalysatorflüssigkeit mit mindestens einem der Edelmetalle Pd, Pt, Ru, Rh, Au und/oder Ag in Mengen von 100 oder mehr ppm;

(b) anschließende Ausbildung einer Kupferfolienschicht auf der Oberfläche des leitfähigen Trägers durch Kupfer-Elektroplattieren;

(c) Laminieren einer isolierenden Basis auf die Kupferfolienschicht durch Heißdruckbindung; und

(d) Trennen des leitfähigen Trägers von der Kupferfolienschicht zum Erhalt eines kupferplattierten Laminats.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorflüssigkeit in Stufe (a) eine kolloidale Katalysatorflüssigkeit einer Dispersion von metallischen Edelmetallpartikeln in einem Schutzkolloid enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorflüssigkeit in Stufe (a) eine kolloidale Pd-Sn Katalysatorflüssigkeit enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in Stufe (a) die kolloidale Katalysatorflüssigkeit feine Partikel des Edelmetalls auf der Oberfläche des leitfähigen Trägers gleichförmig ablagert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei nach Stufe (a) und vor Stufe (b) die mit der Katalysatorflüssigkeit kontaktierende Oberfläche des leitfähigen Trägers mit Salzsäure oder Wasser gewaschen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorflüssigkeit das Edelmetall in einer Konzentration von 100 - 150 ppm enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor Stufe (a) die Oberfläche des leitfähigen Trägers entfettet und mit Wasser gewaschen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Oberfläche des leitfähigen Trägers mit der Katalysatorflüssigkeit für einen Zeitraum von etwa 30 - 60 Sekunden kontaktiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Träger eine Oberflächenrauhheit von etwa 0,1 - 1 µm aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupferfolienschicht durch Hochgeschwindigkeitsplattieren gebildet wird, wobei der Aufbau der Kupferfolienschicht mit einer Geschwindigkeit von mindestens 15 µm/Minute erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche der auf dem leitfähigen Träger gebildeten Kupferfolienschicht unter Verwendung einer sauren Kupferelektroplattierlösung, die ein Chelatmittel aufweist, elektroplattiert wird, um eine Profilschicht mit einer Oberflächenrauhheit von höchstens etwa 7 µm zu erhalten.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Oberfläche der Profilschicht eine Oberflächenrauhheit von etwa 1 - 5 µm und Veränderungen in der Oberflächenrauhheit von etwa ± 0 5 µm, bezogen auf die durchschnittliche Oberflächenrauhheit, aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die saure Elektroplattierlösung zusätzlich mindestens eine Zinkverbindung, Zinnverbindung und/oder Kobaltverbindung enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die saure Elektroplattierlösung etwa 110 - 130 g/l Kupfersulfatpentahydrat, von etwa 55 - 65 g/l Schwefelsäure, von etwa 21 - 24 g/l eines Nitrations, von etwa 200 - 1000 ppm mindestens eine der Verbindungen von Zink, Zinn und/oder Kobalt und von etwa 5 - 20 g/l eines Chelatmitteis enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Kupferelektroplattierlösung von etwa 115 - 120 g/l Kupfersulfatpentahydrat, von etwa 55 - 60 g/l Schwefelsäure, von etwa 21 - 24 g/l eines Nitrations, von etwa 250 - 500 ppm der Zinkverbindung, Zinnverbindung und/oder Kobaltverbindung und etwa 5 - 10 g/l des Chelatmittels enthält.

16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die saure Elektroplattierlösung mit der Oberfläche der in Stufe (b) hergestellten Kupferfolienschicht in turbulenter Strömung bei einer Fließgeschwindigkeit von etwa 0,3 - 0,7 m/sec. kontaktiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die saure Kupferelektroplattierlösung mit der Oberfläche der in Stufe (b) hergestellten Kupferfolienschicht mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 0,35 - 0,45 m/sec. kontaktiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Elektroplattieren bei einer Stromdichte von etwa 30 - 55 A/dm² durchgeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Elektroplattieren bei einer Temperatur von etwa 20 - 22º C durchgeführt wird.