La présente invention concerne des plaquettes de câblage
imprimé décapées à l'acide et leur procédé de production et
plus spécialement un procédé de production d'un stratifié comprenant une base sur la surface de laquelle est collée une couche de matière conductrice de l'électricité sur l'un de ses
côtés ou les deux, ladite couche ayant une épaisseur sensiblement inférieure à celle qui peut être obtenue par des procédés
de production classiques. La présente invention concerne encore
un procédé utilisant le nouveau stratifié susmentionné dans la
fabrication de circuits imprimés ou décapés à l'acide par une
nouvelle combinaison des procédés de production "par addition"
et "par décapage".
Le procédé de décapage ou par "enlèvement" ainsi qu'il
a été défini et qui est bien connu en pratique, utilise des stratifiés recouverts de cuivre présentant une mince feuille de cuivre collée.à la base,-la couche de cuivre ayant une épaisseur
comprise entre 0,025 et 0,178 mm. (Ceci équivaut sensiblement
à une teneur en cuivre comprise entre 0,76 et 15,25 g de cuivre
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ble est appliquée à la surface du cuivre, la réserve étant
exposée sélectivement à la lumière ou autre rayonnement approprié et la "photographie" ainsi obtenue est développée par des
techniques classiques. Le processus de développement enlève la
réserve de toute la surface,sauf les parties formant le circuit
désiré. Le stratifié est ensuite décapé par un acide classique
qui enlevé le cuivre à découvert pour laisser la configuration
désirée du circuit.
Le processus de décapage qui s'est répandu au point de
devenir pratiquement une technique type pour la production en
série des plaquettes à circuit imprimé, est à la fois long et
relativement coûteux. Ceci est normal du fait que le processus
de décapage doit enlever une couche de cuivre relativement épaisse. Ainsi, de grandes quantités de décapant ou d'acide sont
nécessaires et les quantités de cuivre perdues sont importantes.
Le processus classique de décapage à l'acide a encore
l'inconvénient de nécessiter l'élimination de quantités relative-ment grandes' des réactifs usés du décapant, du cuivre et autres sous-produits du décapant. Le processus d'élimination peut être difficile et coûteux, en particulier à l'heure actuelle, étant donné que les réactifs usés sont des polluants en puissance qui peuvent causer des dommages écologiques et qui doivent être traités chimiquement pour éviter de tels dommages.
La mise en oeuvre du processus de décapage est limitée en particulier par le fait qu'il ne permet pas de produire des lignes extrêmement minces en partie à cause de l'affouillement important du cuivre devant rester provoqué par le décapage d'une couche de cuivre relativement épaisse. En outre, l'action du décapant ne peut pas être réglée étroitement et il faut maintenir des marges de sécurité en imposant encore une limitation à la largeur des lignes qui peut être atteinte.
Un autre procédé très répandu est le procédé dit "par addition". Pour produire une plaquette de câblage par un.,) forme de réalisation courante de ce procédé, un stratifié de matière plastique non revêtu est soumis à une série d'étapes de décapage et de sensibilisation. Une très mince couche de cuivre est déposée sur les surfaces du stratifié par déplacement chimique. Une réserve est ensuite appliquée sélectivement à la mince couche de cuivre par des procédés classiques, par exemple par la technique photographique décrite plus haut, pour limiter l'accumulation du cuivre sur les zones formant la configuration désirée du circuit. La mince couche de cuivre de ces zones est ensuite augmentée par électro-déposition jusqu'à l'épaisseur voulue du cuivre.
Après avoir enlevé la réserve des parties de 'la plaquette où elle a été appliquée, la mince couche de cuivre indésirable à ce moment est à découvert et est enlevée par un léger décapage.
Cette technique est également longue, coûteuse et difficile. En particulier, l'application de la première couche mince de cuivre présente diverses difficultés. Une sérieuse difficulté est due au manque d'uniformité de la surface de la structura des stratifiés non revêtus fournis par divers fabricants. En conséquence, en utilisant cette technique, on obtient des résultats irréguliers qui affectent en particulier l'adhérence entre le substrat du stratifié et la couche du cuivre déposé. Par suite,. il est nécessaire de soumettre la surface du stratifié à un traitement chimique pour la préparer. En outre, le procédé implique des étapes nombreuses et longues et l'utilisation d'une grande diversité de solutions chimiques. Le traitement et l'élimination indispensables des produits chimiques augmentent également les frais du procédé. et ses inconvénients du point de
vue écologique.
Il serait possible de surmonter ou au moins de réduire
un grand nombre des inconvénients du procédé de production "par addition" si l'on pouvait appliquer au substrat une couche
de cuivre d'une épaisseur inférieure à 0,02 mm par un procédé
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placement chimique et si 1[deg.]on pouvait obtenir une adhérence uniforme entre la couche de cuivre et le substrat. On a souvent tenté d'utiliser une feuille ou clinquant de cuivre d'une épais-
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de traiter un tel cuivre au laboratoire, il s'est avéré difficile de produire de tels stratifiés recouverts de cuivre en quantités industrielles. Le cuivre très mince ne peut être manipulé qu'avec le plus grand soin et sa faiblesse physique a empêché la mise
au point de procédés de production. Par ailleurs, des stratifiés classiques de câblage imprimé présentant une couche de cuivre d'une épaisseur comprise entre 0,025 et 0,178 mm n'ont pas permis de mettre en oeuvre le procédé "par addition".
La présente invention concerne un procédé modifié de production "par addition" en utilisant un substrat composite de matière plastique non conductrice ou de matière plastique et de verre qui est stratifié avec une couche de cuivre d'une épaisseur comprise entre quelques centièmes de micron et 0,02 mm.
En utilisant la nouvelle technique qui sera décrite dans le présent mémoire, cette stratification peut être effectuée en comprimant à chaud la matière plastique et le cuivre, soit avec, soit sans adhésif intermédiaire, selon la matière plastique particulière choisie.
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Le stratifié produit par la technique de la présente invention se distingue des stratifiés classiques principalement par l'épaisseur de la couche de cuivre. La nouvelle technique permet d'utiliser le clinquant de cuivre extrêmement mince décrit plus haut par des procédés classiques de manutention et d'application et permet une stratification en quantités industrielles. Brièvement,.la technique de la présente invention consiste à appliquer une couche très mince (inférieure à 0,02 mm) de cuivre à une matière de support qui peut supporter le processus de stratification sans dégradation. La mince couche de cuivre est ensuite collée au substrat de matière plastique de préférence par-application de chaleur et de pression. La matière de support peut être ensuite enlevée.
Après la préparation du stratifié recouvert de cuivre, on peut avoir recours à un procédé "par addition" sensiblement classique pour produire le circuit de configuration désirée..Dans une forme de réalisation préférée, on utilise une plaquette constituée par un stratifié de verre à
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chaleur et de pression, ce qui fait mûrir la plaquette.
Par conséquent, la présente invention a pour objet la préparation en quantités industrielles de stratifiés à la fois rigides et flexibles dont les surfaces sont recouvertes d'une couche de cuivre plus mince que celle qui pouvait être atteinte jusqu'à présent ; un procédé de collage d'une couche de cuivre relativement mince à un support de matière plastique sans utiliser de matière adhésive, le stratifié recouvert de cuivre obtenu pou-
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quettes de câblage imprimé.
La présente invention a encore pour objet un nouveau procédé "par addition" perfectionné pour fabriquer des plaquettes de câblage imprimé qui est plus simple, moins coûteux et qui
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des.
On va décrire maintenant en détail le procédé selon la présente invention. Une matière de support flexible,par exemple l'acétate de cellulose ou un polyes ter, est revêtue d'une très mince couche de cuivre. Dans un procédé en continu, on fait passer la pellicule dans une série de solutions de décapage et
de sensibilisation qui préparent ses surfaces en vue du. dépôt du cuivre. Des techniques convenables pour un tel dépôt par déplacement chimique sont décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N[deg.] 3 512 946 et dans la demande de brevet des EtatsUnis d'Amérique N[deg.] 597 217.
Le premier dépôt d'une couche de cuivre d'une épaisseur d'environ 0,38 micron est effectué par déplacement chimique. Cette couche doit être portée à une épaisseur comprise par exemple entre 2,5 et 17" 8 microns de façon qu'elle puisse être utilisée comme couche de base pour un circuit à déposer par addition après le transfert sur un stratifié. Un second dépôt de cuivre pour l'augmentation de la première couche de 0,38 micron à l'épaisseur de base désirée, peut être effectué de préférence
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tres procédés qui,en fait, pourraient être utilisés. A titre d'exemple, on peut citer les procédés de dépôt par déplacement chimique qui pourraient atteindre ce but à un prix plus élevé.
L'étape suivante du procédé consiste à transférer la couche de cuivre du support flexible sur le stratifié final. Etant donné que le support flexible doit être enlevé après le collage de la mince couche de cuivre sur le substrat de matière plastique, le support et son traitement doivent former une couche de cuivre avec une adhérence suffisante entre le cuivre et
le support pour permettre une manutention et un traitement conti-.. nu: La liaison doit également résister à une électro-déposition jusqu'à l'épaisseur désirée sans déstratification ou écaillage
de la couche de cuivre par rapport au substrat. Par ailleurs,
la force de la liaison ne doit pas être suffisamment grande pour empêcher d'enlever facilement le support de la couche de cuivre après stratification.
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métallique peut être réglée de diverses manières selon la composition du support. Si la force de liaison est comprise entre
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licule métallique ne doit normalement pas poser de problème.
Si la matière du support subit une dégénérescence sous l'effet de la chaleur ou de la pression ou des deux, la liaison entre la pellicule métallique et le support peut être initialement plus forte qu'on l'a indiqué plus haut, étant donné que ces matières qui se détériorent lorsqu'elles sont soumises à la chaleur et à la pression réduisent la liaison effective à de très faibles valeurs. Il est également possible d'utiliser des matières hygroscopiques car elles peuvent être imprégnées, après la phase d'application de la chaleur et de la pression, d'une quantité suffisante d'eau pour provoquer la dégénérescence. Des exemples de telles matières comprennent un polyimide qui convient parfaitement dans ce but mais qui est relativement coûteux ou un polyester qui est moins coûteux mais plus difficile à imprégner avec la quantité nécessaire d'humidité.
Des exemples de matières qui
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"Kodapak" ou d'autres matières cellulosiques.
Le support doit également présenter un fini superficiel
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cuivre et la surface de la matière plastique de base. Etant donné que la couche de cuivre épouse la texture du support à
la très petite épaisseur- en question, il est très souhaitable que le support présente un fini relativement grossier de manière que le cuivre, lorsqu'il est appliqué à la matière plastique pour la stratification, présente une surface rugueuse améliorant l'adhérence entre le cuivre et la matière plastique.
A titre d'exemple d'un processus détaillé qui peut être utilisé pour fabriquer un stratifié à la surface duquel est collée' une couche de cuivre, on va décrire en détail ci-après un procédé auquel on peut avoir recours pour fabriquer des stratifiés rigides d'époxyde et de verre.
Dans ce procédé, une étoffe de verre imprégnée d'une résine époxy liquide et partiellement mûrie (ébat est découpée à la dimension approximative du stratifié final. Plusieurs couches
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utilisé étant fonction de l'épaisseur désirée du stratifié. Le support flexible'revêtu de la mince couche de cuivre, produite comme décrit plus haut, est également découpé à la dimension prescrite. Le support est ensuite placé sur la couche externe
du verre imprégné d'époxyde à l'état B, la surface de cuivre étant tournée vers l'époxyde et le support faisant face vers l'extérieur. Des couches de barrage et d'amortissement appropriées de matière plastique et/ou de papier sont ensuite placées autour de l'extérieur de la pile pour assurer l'uniformité de la pression et de la température pendant les étapes ultérieures de mtlrissage et pour éviter que la résine liquide coule sur les surfaces de
la presse et adhère à ces dernières. L'ensemble empilé est ensuite placé sur des plateaux ou autres supports rigides et est disposé entre les plateaux chauffants d'une presse. Une pression est appliquée lorsque la température des plateaux de la presse et de l'ensemble empilé a atteint .un niveau élevé. La température et la pression- sont maintenues suffisamment longtemps
pour achever la fusion et le mûrissage de la résine époxy et
du clinquant de cuivre pour former un stratifié final. Après refroidissement, les bords du stratifié sont rognés et, après enlèvement du support, le stratifié revêtu de cuivre est prêt
à être transformé en une plaquette à circuit imprimé par le prccédé de production "par addition" . Des procédés analogues peuvent être utilisés avec d'autres matières de substrat qui peuvent être choisies pour produire soit des structures rigides, scit des structures flexibles. Ces procédés sont analogues d'une façon générale mais diffèrent par certains paramètres, comme
la pression, la température, la durée de mûrissage, etc. Pour
un bon rendement du procédé de production "par addition", il
faut que la surface du cuivre soit rigoureusement propre et
la première étape du procédé consiste à nettoyer soigneusement
la surface du cuivre avec des décapants appropriés ou autres réactifs afin d'enlever toute trace d'oxyde ou matières étrangères.
Comme on l'a indiqué plus haut, une partie de l'épaisseur
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mettre un nettoyage minutieux car une partie du cuivre est habituellement perdue pendant le processus de nettoyage. Il est très important que le cuivre soit d'une épaisseur suffisante pour éviter la présence de zones non conductrices qui ne réagiraient pas au procédé "par addition"..
Une réserve telle qu'une pellicule de réserve photosensible est appliquée ensuite à la surface nettoyée du cuivre.
On peut utiliser des réserves photosensibles formant une pellicule solide telles que "Riston" de DuPont de Nemours and Co. ou une matière de réserve liquide telle que "KPR" de Eastman Kodak qui convient d'une façon générale. Une image du circuit électrique désiré est déposée sur la couche de réserve qui est ensuite exposée à une source de lumière ultraviolette relativement intense.
La couche de réserve exposée est développée soit par immersion, soit par pulvérisation avec un solvant convenable pour laisser le cuivre à découvert dans les zones où une accumulation est désirée. L'épaisseur des surfaces de cuivre à découvert est ensuite portée à la valeur désirée par électro-déposition dans un bain classique de cuivrage. Après le cuivrage, il peut être souhaitable de déposer encore par électro-déposition ou par,un autre moyen une couche de soudure ou autre métal protecteur tel que l'or. La nature de la couche externe dépend de l'application à laquelle le circuit électrique est destiné. La couche de réserve est ensuite enlevée du stratifié par immersion dans une solution convenable. La couche de cuivre relativement mince restant sous la réserve peut être enlevée en plongeant la .
plaquette dans un décapant tel que le persulfate d'ammonium qui attaque le cuivre tout en laissant inchangée la configuration conductrice protégée par la soudure ou l'or.
Le support flexible peut être en d'autres matières que l'acétate de cellulose ou le polyester susmentionné. D'autres
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polyimidc ou de triacétate de cellulose conviennent. Il s'est également avéré possible d'utiliser des clinquants métalliques, par exemple de cuivre, de laiton, d'acier ou d'acier inoxydable ainsi que d'autres métaux ou des combinaisons plaquées de métaux comme matière de support. On peut éviter une adhérence relativement forte entre le clinquant de support, si on utilise un métal, et la couche du cuivre déposé en créant sur la surface métallique du support une couche moléculaire, par exemple d'un oxyde, d'un sulfure ou d'un autre composé métallique. Une telle couche permet de déposer la couche superficielle de cuivre sur le support mais ne permet pas une adhérence entre le support et la couche de cuivre qui soit suffisante pour empêcher l'enlèvement ultérieur du support après stratification.
Comme exemple particulier de l'utilisation d'un support métallique, on pourrait utiliser un clinquant de cuivre sur la surface duquel une mince couche de nickel a été déposée par évaporation. Après avoir laissé sécher le nickel, il se forme une mince couche d'oxyde sur la surface du nickel qui permet l'électro-déposition du cuivre à partir d'un bain de cuivrage acide. Par ailleurs, la
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forte entre la mince couche de cuivre et la surface de nickel. En variante, on pourrait plonger le clinquant de cuivre dans un bain contenant du foie de soufre qui engendre une mince couche de sulfure de cuivre sur la surface du clinquant. Cette couche de sulfure de cuivre agirait de la même manière que la couche d'oxyde de nickel dans l'exemple précédent. L'adhérence entre la mince couche de cuivre et le clinquant de base serait suffisante pour permettre la manutention pendant le processus de stratification sans traitement spécial.
Selon une autre technique, il s'est avéré possible d'utiliser un support rigide tel qu'une plaque d'acier inoxydable. Bien que ce type de support ne se prête pas à un traitement continu, il offre des avantages remarquables. La plaque elle-même est utilisée comme plateau de presse pendant le processus de strati-
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rence entre la plaque et le cuivre.
Une autre étape du procédé consiste à remplacer le dépôt par déplacement chimique de la première couche de cuivre sur le support par un dépôt sous vide. Le dépôt sous vide peut être effectué soit sous vide, soit dans une atmosphère inerte convenable. La vapeur métallique peut être obtenue par évaporation ou par décomposition de composés métalliques carbonylés ,
Il est possible d'utiliser des métaux autres que le cuivre, par exemple le nickel, le cobalt, l'argent, l'or ou des alliages de ces d-erniers pour former la première couche ou pour augmenter l'épaisseur de la première couche par électro-déposition pendant le processus de production "par addition".
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit sans sortir du cadre de l'invention.
The present invention relates to wiring boards
acid-etched printed matter and their production process and
more especially a process for producing a laminate comprising a base on the surface of which is bonded a layer of electrically conductive material on one of its
sides or both, said layer having a thickness substantially less than that obtainable by methods
conventional production. The present invention also relates to
a process using the aforementioned novel laminate in
manufacture of printed or acid-etched circuits by a
new combination of "addition" production processes
and "by stripping".
The pickling or "removal" process as well as
has been defined and which is well known in the art, uses copper coated laminates having a thin copper foil bonded to the base, the copper layer having a thickness
between 0.025 and 0.178 mm. (This is roughly equivalent
with a copper content between 0.76 and 15.25 g of copper
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ble is applied to the surface of the copper, the resist being
selectively exposed to light or other suitable radiation and the resulting "photograph" is developed by
classical techniques. The development process removes the
reserve of the entire surface, except the parts forming the circuit
longed for. The laminate is then pickled with a conventional acid
which removed the exposed copper to leave the configuration
desired circuit.
The stripping process that has spread to the point of
become practically a standard technique for production in
series of printed circuit boards, is both long and
relatively expensive. This is normal because the process
stripping must remove a relatively thick layer of copper. Thus, large amounts of stripper or acid are
necessary and the quantities of copper lost are significant.
The classical acid pickling process has still
the disadvantage of requiring the removal of relatively large amounts of spent stripper reagents, copper and other stripper by-products. The disposal process can be difficult and costly, especially nowadays, since spent reagents are potential pollutants which can cause ecological damage and which must be chemically treated to avoid such damage.
The implementation of the pickling process is limited in particular by the fact that it does not allow the production of extremely thin lines in part because of the significant scour of the copper which must remain caused by the pickling of a layer of copper relatively thick. Furthermore, the action of the stripper cannot be tightly regulated and safety margins must be maintained by still imposing a limitation on the width of the lines which can be achieved.
Another very widespread process is the so-called "addition" process. To produce a wiring board by a common embodiment of this process, an uncoated plastic laminate is subjected to a series of stripping and sensitizing steps. A very thin layer of copper is deposited on the surfaces of the laminate by chemical displacement. A resist is then selectively applied to the thin layer of copper by conventional methods, for example by the photographic technique described above, to limit the accumulation of copper on the areas forming the desired configuration of the circuit. The thin copper layer in these areas is then increased by electroplating to the desired thickness of the copper.
After removing the resist from the parts of the wafer where it was applied, the thin layer of unwanted copper at this point is exposed and is removed by light pickling.
This technique is also long, expensive and difficult. In particular, the application of the first thin layer of copper presents various difficulties. A serious difficulty is due to the inconsistency of the structural surface of the uncoated laminates supplied by various manufacturers. Accordingly, using this technique, uneven results are obtained which particularly affect the adhesion between the substrate of the laminate and the layer of deposited copper. Hence ,. it is necessary to subject the surface of the laminate to chemical treatment to prepare it. In addition, the process involves numerous and long steps and the use of a wide variety of chemical solutions. The necessary treatment and disposal of chemicals also increases process costs. and its disadvantages from the point of
ecological view.
It would be possible to overcome or at least reduce
many of the disadvantages of the "addition" production process if one could apply a layer
of copper of a thickness of less than 0.02 mm by a process
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chemical placement and if 1 [deg.] one could obtain a uniform adhesion between the copper layer and the substrate. Attempts have often been made to use thick copper foil or foil.
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To process such copper in the laboratory, it has proven difficult to produce such copper coated laminates in industrial quantities. Very thin copper can only be handled with great care and its physical weakness has prevented setting
at the point of production processes. Furthermore, conventional printed wiring laminates having a copper layer with a thickness of between 0.025 and 0.178 mm have not made it possible to implement the "addition" process.
The present invention relates to a modified process for "addition" production using a composite substrate of non-conductive plastic or plastic and glass which is laminated with a layer of copper having a thickness of between a few hundredths of a micron and 0. , 02 mm.
Using the new technique which will be described herein, this lamination can be accomplished by hot pressing the plastic and copper, either with or without an intermediate adhesive, depending on the particular plastic material chosen.
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The laminate produced by the technique of the present invention differs from conventional laminates mainly by the thickness of the copper layer. The new technique allows the extremely thin copper foil described above to be used by conventional methods of handling and application and allows lamination in industrial quantities. Briefly, the technique of the present invention is to apply a very thin (less than 0.02mm) layer of copper to a support material which can withstand the lamination process without degradation. The thin layer of copper is then adhered to the plastic substrate preferably by application of heat and pressure. The support material can then be removed.
After the preparation of the copper-clad laminate, a substantially conventional "addition" process can be used to produce the circuit of the desired configuration. In a preferred embodiment, a wafer made of a glass laminate is used.
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heat and pressure, which cures the wafer.
Therefore, the object of the present invention is the preparation in industrial quantities of both rigid and flexible laminates, the surfaces of which are covered with a thinner layer of copper than could hitherto be achieved; a process of bonding a relatively thin layer of copper to a plastic backing without using adhesive material, the obtained copper-coated laminate for
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printed wiring harnesses.
A further object of the present invention is a new and improved "addition" process for manufacturing printed wiring boards which is simpler, less expensive and which
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of.
The method according to the present invention will now be described in detail. A flexible support material, for example cellulose acetate or a polyester, is coated with a very thin layer of copper. In a continuous process, the film is passed through a series of stripping solutions and
awareness campaigns that prepare its surfaces for. deposition of copper. Suitable techniques for such chemical shift deposition are disclosed in US Patent No. 3,512,946 and US Patent Application No. N [deg.] 597,217.
The first deposition of a copper layer with a thickness of about 0.38 microns is carried out by chemical displacement. This layer must be brought to a thickness of for example between 2.5 and 17 "8 microns so that it can be used as a base layer for a circuit to be deposited by addition after transfer to a laminate. A second deposit of copper for increasing the first layer from 0.38 micron to the desired base thickness, can preferably be done
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very processes which, in fact, could be used. By way of example, there may be mentioned the deposition processes by chemical displacement which could achieve this goal at a higher cost.
The next step in the process is to transfer the copper layer from the flexible backing to the final laminate. Since the flexible backing has to be removed after bonding the thin copper layer to the plastic substrate, the backing and its processing should form a copper layer with sufficient adhesion between the copper and
the support to allow continuous handling and processing: The bond must also resist electro-deposition to the desired thickness without delamination or chipping
of the copper layer relative to the substrate. Otherwise,
the bond strength should not be large enough to prevent easy removal of the backing from the copper layer after lamination.
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metal can be adjusted in various ways depending on the composition of the support. If the bond strength is between
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metal licule should not normally be a problem.
If the backing material degenerates under the effect of heat or pressure or both, the bond between the metal film and the backing may initially be stronger than indicated above, since those materials which deteriorate when subjected to heat and pressure reduce the effective bond to very low values. It is also possible to use hygroscopic materials because they can be impregnated, after the phase of application of heat and pressure, with a sufficient quantity of water to cause degeneration. Examples of such materials include a polyimide which is well suited for this purpose but which is relatively expensive or a polyester which is less expensive but more difficult to impregnate with the necessary amount of moisture.
Examples of materials that
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"Kodapak" or other cellulosic material.
The substrate must also have a surface finish
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copper and the surface of the base plastic. Since the copper layer matches the texture of the support to
the very small thickness - in question, it is very desirable that the backing has a relatively coarse finish so that the copper, when applied to the plastic for lamination, has a rough surface improving the adhesion between the copper and plastic.
As an example of a detailed process which can be used to manufacture a laminate to which a copper layer is bonded to the surface, a method which can be used to manufacture rigid laminates will be described in detail below. epoxy and glass.
In this process, a glass cloth impregnated with a liquid and partially cured epoxy resin (shell is cut to the approximate size of the final laminate. Multiple layers.
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used depending on the desired thickness of the laminate. The flexible backing clad with the thin copper layer, produced as described above, is also cut to the prescribed size. The backing is then placed on the outer layer
glass impregnated with epoxy in state B, the copper surface facing the epoxy and the support facing outwards. Appropriate barrier and damping layers of plastic and / or paper are then placed around the exterior of the stack to ensure uniformity of pressure and temperature during the subsequent stages of milling and to prevent liquid resin flows onto the surfaces of
the press and adheres to them. The stacked assembly is then placed on trays or other rigid supports and is disposed between the heated trays of a press. Pressure is applied when the temperature of the press platens and the stacked assembly has reached a high level. Temperature and pressure are maintained long enough
to complete the melting and curing of the epoxy resin and
copper foil to form a final laminate. After cooling the edges of the laminate are trimmed and after removal of the backing the copper coated laminate is ready
to be turned into a printed circuit board by the "addition" production process. Analogous methods can be used with other substrate materials which can be chosen to produce either rigid structures or flexible structures. These methods are generally similar but differ in certain parameters, such as
pressure, temperature, ripening time, etc. For
good yield of the "addition" production process, it
the surface of the copper must be strictly clean and
the first step in the process is to thoroughly clean
copper surface with suitable strippers or other reagents to remove all traces of oxide or foreign matter.
As indicated above, part of the thickness
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put in a thorough cleaning because some of the copper is usually lost during the cleaning process. It is very important that the copper is of sufficient thickness to avoid the presence of non-conductive areas which would not react to the "addition" process.
A resist such as a photosensitive resist film is then applied to the cleaned surface of the copper.
Solid film-forming photosensitive resist such as "Riston" from DuPont of Nemours and Co. or a liquid resist such as "KPR" from Eastman Kodak which is generally suitable can be used. An image of the desired electrical circuit is deposited on the resist layer which is then exposed to a source of relatively intense ultraviolet light.
The exposed resist layer is developed either by dipping or spraying with a suitable solvent to leave the copper exposed in areas where build-up is desired. The thickness of the exposed copper surfaces is then brought to the desired value by electroplating in a conventional copper plating bath. After copper plating, it may be desirable to further deposit by electroplating or by other means a layer of solder or other protective metal such as gold. The nature of the outer layer depends on the application for which the electrical circuit is intended. The resist layer is then removed from the laminate by immersion in a suitable solution. The relatively thin layer of copper remaining under the resist can be removed by dipping it.
wafer in a stripper such as ammonium persulfate which attacks copper while leaving unchanged the conductive configuration protected by solder or gold.
The flexible support can be of other materials than the above-mentioned cellulose acetate or polyester. Others
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polyimidc or cellulose triacetate are suitable. It has also been found possible to use metallic foils, for example of copper, brass, steel or stainless steel as well as other metals or plated combinations of metals as the support material. A relatively strong adhesion between the support foil, if a metal is used, and the deposited copper layer can be avoided by creating on the metal surface of the support a molecular layer, for example of an oxide, a sulfide or an oxide. 'another metallic compound. Such a layer enables the surface layer of copper to be deposited on the support but does not allow adhesion between the support and the copper layer which is sufficient to prevent subsequent removal of the support after lamination.
As a particular example of the use of a metal support, one could use a copper foil on the surface of which a thin layer of nickel has been deposited by evaporation. After allowing the nickel to dry, a thin oxide layer forms on the surface of the nickel which allows the electro-deposition of the copper from an acid copper plating bath. Moreover, the
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strong between the thin copper layer and the nickel surface. Alternatively, the copper foil could be immersed in a bath containing liver of sulfur which generates a thin layer of copper sulfide on the surface of the foil. This layer of copper sulfide would act in the same way as the layer of nickel oxide in the previous example. The adhesion between the thin layer of copper and the base foil would be sufficient to allow handling during the lamination process without special treatment.
According to another technique, it has been found possible to use a rigid support such as a stainless steel plate. Although this type of media does not lend itself to continuous processing, it offers remarkable advantages. The plate itself is used as a press plate during the laminating process.
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rence between the plate and the copper.
Another step of the process consists in replacing the deposition by chemical displacement of the first layer of copper on the support by a deposition under vacuum. Vacuum deposition can be carried out either under vacuum or in a suitable inert atmosphere. Metal vapor can be obtained by evaporation or by decomposition of carbonyl metal compounds,
It is possible to use metals other than copper, for example nickel, cobalt, silver, gold or alloys of these latter to form the first layer or to increase the thickness of the first. electroplated coating during the "addition" production process.
It goes without saying that numerous modifications can be made to the method described without departing from the scope of the invention.