DE10109786A1

DE10109786A1 - Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten

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Publication number: DE10109786A1
Application number: DE2001109786
Authority: DE
Original assignee: FRACTAL AG
Current assignee: FRACTAL AG
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-12-12
Also published as: AU2002247609A1; WO2002069678A2

Abstract

Additivverfahren zur Herstellung von Leiterplatten mit hoher Biegewechselfestigkeit, bei dem durch Bestrahlen des Basismaterials mit Schwerionen und definiertes Aufätzen der Ionenspuren die Formierung der Oberfläche des Basismaterials durchgeführt wird, danach wird eine Startschicht, die ein Abbild der Leiterbahnen vorgibt, auf das Basismaterial aufgetragen und anschließend wird dieses Abbild der Leiterbahnen mittels Abscheideverfahren verstärkt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Additivverfahren zur Herstellung von Leiterplatten, die sich durch eine hohe Biegewechselfestigkeit auszeichnen, nach der Gattung des Hauptanspruchs und des Nebenanspruchs 9 bzw. von einer Leiterplatte hergestellt nach diesen Verfahren, nach der Gattung des Nebenanspruchs 23.

Im Zuge der zunehmenden Miniaturisierung in der Elektronik gewinnen die Additivverfahren, bei denen die metallischen Leiterbahnstrukturen auf das Basismaterial aufgebaut werden, im Vergleich zu den Subtraktivverfahren, bei denen die Strukturen aus der metallischen Deckschicht eines vollständig metallisierten Basismaterials herausgeätzt werden, an Bedeutung. Verschiedene Verfahren wurden entwickelt, um der Oberfläche der Basismaterialien eine solche Struktur zu verleihen, damit die Leiterbahnen mit der notwendigen Haftfestigkeit aufgebaut werden können.

Es ist ein Verfahren zur Erhöhung der Haftfestigkeit einer Kupferbeschichtung auf Basismaterialien (Folien) für flexible Leiterplatten bekannt (EP 0 215 175 A1), bei dem die zu beschichtenden Oberflächen der Folien (Polyester, Polyimid, u. a.) einer Strukturierung durch Honen (Ziehschleifen) unterzogen werden, wobei als Ziehmittel die wässrige Dispersion eines Schleifpulvers (bestehend z. B. aus Korund, Siliziumcarbid, Schmirgel, feinen Glaskügelchen u. a.) unter Zusatz eines Benetzungsmittels verwendet wird. Durch die damit verbundene Aufrauhung und Oberflächenvergrößerung der glatten Polymeroberflächen wird eine stark verbesserte Haftfestigkeit der aufgebrachten Kupferbeschichtung erreicht, die auch nach einem Biegewechseltest (1000 Zyklen, Biegeradius 5 mm) erhalten bleibt. Die größte Steigerung wird erzielt, wenn die durch das Honen erzeugten mikroskopischen Grübchen eine Tiefe von 1 bis 5 µm und einen Durchmesser von 0,5 bis 2 µm (gemessen bei der halben Tiefe) besitzen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass ungeachtet der vorgenommenen Aufrauhung die Kupferschicht nicht direkt auf das Basismaterial aufgebracht werden kann, sondern eine aus einem geeigneten Kleber bestehende Zwischenschicht erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass trotz aufwendiger Druckwasserspülung in einigen Grübchen Körner des Schleifmittels zurückbleiben, wodurch die Qualität der aufgebrachten leitfähigen Schicht beeinträchtigt wird.

Ein anderes Verfahren zur Erzeugung einer optimal strukturierten Oberfläche des Basismaterials besteht darin, seine Oberfläche zunächst vollständig mit einer dünnen Kupferfolie zu kaschieren. Die mikrorauhe Struktur der Kupferfolie wird dabei in die Oberfläche des Basismaterials eingeprägt. Danach wird die Kupferkaschierung vollständig abgeätzt. Das so formierte Basismaterial ist, da es diese mikrorauhe optimal an eine Kupferbeschichtung angepasste Oberflächenstruktur beibehält, sehr gut für den Leiterbahnaufbau im Additivverfahren geeignet. Dieses Verfahren wird in der Literatur als Volladditivverfahren bezeichnet (G. Herrmann, Handbuch der Leiterplattentechnik, Eugen G. Leuze Verlag, 1993). Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die primäre Kupferkaschierung des Basismaterials vollständig abgeätzt werden muss. Das Ätzmittel mit dem darin gelösten Kupfer muss aufwendig wieder aufbereitet (Kupferrückgewinnung) oder entsorgt werden.

Neben der Haftfestigkeit werden in der Literatur eine Reihe weiterer Eigenschaften von Basismaterialien für flexible Leiterplatten genannt, die zum Teil gegenläufige Tendenzen zeigen. Dazu zählen die Oberflächenrauhigkeit, die relative Dielektrizitätskonstante, der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Glasübergangstemperatur und das Wasseraufnahmevermögen. Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften und auch der Kosten muss ein den Anforderungen genügender Kompromiss gefunden werden.

Bei Feinstleiterplatten, insbesondere bei Basismaterialien für Hoch- und Höchstfrequenzanwendungen, werden besonders hohe Anforderungen an die Oberflächenrauhigkeit gestellt. Diese muss sich in einem sehr engen Bereich bewegen, um einerseits feine Leiterbahnstrukturen mit Breiten unter 80 µm und rechteckigem Querschnitt herstellen zu können und andererseits auch die erforderliche Haftfestigkeit der Strukturen auf der Trägerfolie zu gewährleisten.

Bei einem anderen bekannten flexiblen Basismaterial für Leiterplatten mit hoher Strukturdichte (WO 00/07219) beträgt die Oberflächenrauhigkeit des Dielektrikums nicht mehr als 6 µm, vorzugsweise nicht mehr als 3 µm. Dieses Substrat soll den zunehmenden Anforderungen der Miniaturisierung (Leiterbahnbreiten und Zwischenräumen von 10 bis 50 µm) gerecht werden und zudem vorteilhafte mechanische und elektronische Eigenschaften aufweisen. Insbesondere werden durch den Skin-Effekt bedingte Verluste, die bei hohen Frequenzen zum Tragen kommen, minimiert. Dieses Basismaterial und das zu seiner Herstellung angegebene Verfahren weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, da die Verbesserung der elektronischen Eigenschaften durch eine wesentliche Verringerung der Oberflächenrauhigkeit erreicht wird. Dies bedeutet, dass eine flexible Leiterplatte auf der Grundlage eines solchen Basismaterials nur eine sehr geringe Biegewechselfestigkeit aufweist. Bei mechanischer Beanspruchung kann eine Ablösung der Leiterbahnstrukturen und ein Verlust der Funktionsfähigkeit der Schaltung eintreten. Zudem ist der Herstellungsprozess dieses Basismaterials sehr aufwendig und kostenintensiv.

Bei wieder einem anderen bekannten Verfahren (US 5 554 305) wird das Aufbringen von Leiterbahnstrukturen auf ein flexibles Basismaterial aus hochporösem Teflon ermöglicht. Hochporöses Teflon (70% Luftanteil) wird hergestellt durch Strecken von handelsüblichem Teflon, wodurch 1,4.10⁹ Poren pro cm² erzeugt werden, die gleichmäßig im Volumen verteilt sind. Dieses Basismaterial ist wegen seiner geringen relativen Dielektrizitätskonstante (1,2 bis 1,3) für Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeitsschaltkreise mit geringer Leistung von großem Interesse. Die Poren des Basismaterials werden zunächst vollständig mit einem geeigneten Additivmaterial gefüllt, wonach das Leiterbahnbild mit üblichen Verfahren aufgebracht wird. Die Prozessbedingungen werden so gewählt, dass während des Leiterbahnaufbaus nur ein unwesentlicher Anteil des Additivmaterials (niedrig schmelzendes Wachs, Dikarboxylsäuren oder andere organische Feststoffe) aus dem gefüllten Basismaterial entweicht. Die Poren bleiben also gefüllt, so dass ein unerwünschtes Eindringen von leitfähigem Material in das Basismaterial oder ein Kollabieren der porösen Struktur verhindert wird. Nach Abschluss des Leiterbahnaufbaus werden Bedingungen eingestellt, bei denen sich das Additivmaterial vollständig aus dem porösen Basismaterial verflüchtigt, so dass dessen relative Dielektrizitätskonstante wieder den ursprünglichen, niedrigen Wert annimmt. Die Verflüchtigung (Sublimation, Diffusion oder Verdampfung) wird durch Tempern erreicht und kann durch Evakuieren unterstützt werden. Neben Teflon ist das Verfahren auch für poröse Keramiken, Polyethylen, Polystyrol und andere Polymere einsetzbar. Das Verfahren hat den Nachteil, dass der Verflüchtigungsprozess des Additivmaterials sehr zeitaufwendig ist, insbesondere für das direkt unter den Leiterbahnen befindliche Material. Bei unvollständiger Verflüchtigung erhält man Inhomogenitäten mit erhöhter relativer Dielektrizitätskonstante im Basismaterial, was zur Verschlechterung der elektronischen Eigenschaften (Impedanzverhalten, höhere dielektrische Verluste) führt. Durch die Temperung kann zudem das Leiterbahnbild beschädigt werden.

Bekannt sind auch Verfahren zur Herstellung flexibler Leiterplatten, bei denen durch eine laserunterstützte Strukturierung der Trägerfolien eine haftfeste Metallisierung ihrer Oberflächen ermöglicht wird. Es ist hierzu eine für Polymerfolien, vorzugsweise Polyimid, Polyester und Polykarbonat, geeignete Strukturierung mit Pulslasern (Krypton- Fluorid-Excimerlaser, Nd : YAG-Festkörperlaser) bekannt (Zeitschrift Galvanotechnik 88 (1997) Nr. 2, Seite 612ff DE 199 51 721), durch die eine hochauflösende strukturierte Metallisierung der Oberflächen mit hoher Haftfestigkeit ohne chemische oder physikalische Vorbehandlung ermöglicht wird. Bei diesem Verfahren wird eine Basisschicht (Primer) durch Aufdampfen bzw. Sputtern vollflächig mit einer Schichtdicke von 5 bis 500 nm, vorzugsweise 10 bis 100 nm, auf die Polymeroberfläche aufgetragen. Die Basisschicht kann einlagig ausgebildet sein und aus einem bei der stromlosen Metallisierung katalytisch wirksamen Metall (Gold, Kupfer, Palladium, Platin, Silber, Aluminium) bestehen. Die Basisschicht kann zur Verbesserung der Haftfestigkeit aber auch zweilagig ausgebildet sein, wobei auf die Polymeroberfläche zunächst ein Metallhaftfilm, vorzugsweise aus Chrom bestehend, aufgedampft wird, auf den dann der katalytisch wirksame Metallfilm aufgebracht wird. Zur Erzeugung des Leiterbahnbildes werden dann die Isolationskanäle (die Gebiete zwischen den erwünschten metallischen Leiterbahnen) mit Pulsen eines kurzwelligen Lasers bestrahlt. Dazu wird eine Maske mit dem Leiterbahnbild in den Strahlengang des Lasers gebracht. Bei der Bestrahlung bildet sich an der Grenzfläche zwischen dem Polymer und der metallischen Basisschicht ein Plasma, das die Basisschicht rückstandslos und sauber begrenzt auf den bestrahlten Bereich absprengt. In der Basisschicht lassen sich so feinste Strukturen mit einer minimalen Breite bis zu 5 µm erzeugen. Das so erzeugte Leiterbahnbild wird durch stromlose Metallisierung verstärkt, wobei dünne Schichten mit sehr gleichmäßiger Schichtdicke erzielt werden (0,5 bis 30 µm, bevorzugt 1 bis 10 µm). Damit ist das Verfahren zur Herstellung von Feinstleiterplatten geeignet. Ein Nachteil dieser lasergestützten Strukturierung besteht darin, dass nur sehr dünne Basisschichten (Dicke ≦ 500 nm) bearbeitet werden können. Zudem ist die Verwendung von Chrom als Haftvermittlerschicht aus Gründen des Arbeitsschutzes bedenklich.

Es ist außerdem eine Haftvermittlerschicht für laserstrukturierte Leiterplatten bekannt (WO 00/27 175) und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei diese Schicht als Gradientenschicht ausgebildet wird. Unmittelbar an der Polymeroberfläche besitzt sie oxidischen Charakter. Mit wachsender Schichtdicke wird der Sauerstoffgehalt kontinuierlich bis auf Null abgesenkt, so dass die Schicht metallischen Charakter annimmt. Diese Schicht mit einer Dicke von 10 bis 50 nm wird durch Kathodenzerstäubung oder Aufdampfen erzeugt, indem dem Arbeitsgas Sauerstoff beigemischt wird, dessen Konzentration mit zunehmender Abscheidungsdauer verringert wird. Als Metalle kommen in der Schicht Kupfer, Chrom, Nickel, Titan oder eine Mischung dieser Elemente, oder eine Mischung von Kupfer mit Zinn oder Zink zum Einsatz. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass ein hoher Aufwand erforderlich ist, um die Zusammensetzung der Haftvermittlerschicht genau und reproduzierbar zu steuern. Zudem beträgt die bei der nachfolgenden stromlosen Verstärkung der Leiterbahnen erreichbare Abscheidungsgeschwindigkeit nicht mehr als 5 bis 8 µm/h, bei herkömmlichen Bädern sogar nur 2 µm/h und erfordert damit Metallisierungszeiten von mehreren Stunden.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. die Leiterplatte mit den kennzeichnenden Merkmalen des Nebenanspruches 9 sowie 23 weisen demgegenüber die Vorteile auf, dass die Leiterplatten in einem kontinuierlichen Prozess mit hohem Durchsatz, einer geringen Zahl von Prozessschritten und geringem Verbrauch an leitfähigem Material hergestellt werden können und sich durch eine hohe Haftfestigkeit der Leiterbahnen auf dem Basismaterial auszeichnen, woraus sich der zusätzliche Vorteil ergibt, auf einen Haftvermittler zwischen dem Basismaterial und den Leiterbahnen zu verzichten.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bei der Bestrahlung des Basismaterials eine Auswahl der Sorte der Schwerionen und eine definierte Einstellung der Eintrittsenergie der Schwerionen in das Basismaterial, der totalen Bestrahlungsdichte und des Einfallswinkels der Schwerionen relativ zur Oberfläche.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestrahlung mit ⁴⁰Ar⁺-Ionen oder/und ⁸⁴Kr⁺-Ionen.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Form der Ausnehmungen durch die Zusammensetzung des Ätzmittels, d. h. durch die Art und Konzentration seiner Komponenten, den pH-Wert und/oder die Temperatur erreicht.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei den Basismaterialien, die für die Beschichtung mit Leitsilberpaste vorgesehen sind, die Reichweite der Ionen auf 3 bis 6 µm eingestellt, so dass latente Ionenspuren erhalten werden, die auf einer Länge von 2 bis 5 µm ätzbar sind.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden beim Aufätzen der Ionenspuren die Bestrahlungsbedingungen und die Ätzbedingungen so aufeinander abgestimmt, dass das Basismaterial ein für das nachfolgende Auftragen einer Leitsilberpaste optimiertes Oberflächen-Tiefen-Relief erhält, welches konische Mikroausnehmungen mit einem (an der Oberfläche gemessenen) Durchmesser und einer Tiefe von jeweils 1,5 bis 3,5 µm aufweist, die einen Oberflächenanteil von 5 bis 40%, vorzugsweise 10 bis 20%, bedecken.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei Basismaterialien, die für die Beschichtung mit einer metallisierbaren Druckpaste vorgesehen sind die Reichweite der Ionen auf 7 bis 10 µm eingestellt. Die daraus resultierenden Ionenspuren sind bis zu einer Länge von 6 bis 9 µm ätzbar.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden beim Aufätzen der Ionenspuren die Bestrahlungsbedingungen und die Ätzbedingungen so aufeinander abgestimmt, dass das Basismaterial ein für das nachfolgende Auftragen einer metallisierbaren Druckpaste optimiertes Oberflächen-Tiefen-Relief mit kegelstumpfartigen Mikroausnehmungen erhält, welche eine Tiefe von 3 bis 6 µm und einen (an der Oberfläche gemessenen) Durchmesser von 3 bis 6 µm aufweisen, welcher sich in der Tiefe auf 2 bis 4 µm verjüngt, wobei diese Mikroausnehmungen einen Oberflächenanteil von 5 bis 40%, vorzugsweise 10 bis 40% bedecken.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die sich aber als Nebenanspruch auch auf Additivverfahren ohne Ionenbestrahlung mit nachfolgendem Aufätzen bezieht, nämlich auch auf unformierte Oberflächen wird durch ein Druckverfahren eine dünne Startschicht, die das Leiterbahnabbild vorgibt, auf das Basismaterial aufgebracht. Bei unformierten Oberflächen des Basismaterials ist die Haftfestigkeit zwischen Startschicht und Basismaterial entsprechend anders.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Druckverfahren ein Siebdruckverfahren.

Nach einer alternativen diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Druckverfahren ein Tampondruckverfahren.

Nach einer speziellen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Startschicht eine leitfähige Paste, insbesondere Leitsilberpaste, auf das Basismaterial aufgedruckt und konditioniert, wobei eine teilweise Separation der in der Paste enthaltenen Phasen eintritt und die Epoxidharzkomponente überwiegend zum Verguss des Reliefs genutzt wird, wobei die metallischen Partikel an der Oberfläche abgeschieden werden.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Abscheidung zum Aufbau der Leiterbahnstruktur auf der Startschicht galvanisch.

Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Startschicht eine metallisierbare Druckpaste auf das Basismaterial aufgedruckt und konditioniert.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Abscheidung zum Aufbau einer Leiterbahnstruktur auf der Startschicht zunächst stromlos (chemisch-reduktiv) und nachfolgend galvanisch.

Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Galvanisierung in mindestens zwei voneinander getrennten Galvanisierbädern, die nacheinander durchlaufen werden, damit eine gleichmäßige Abscheidung langer Leiterbahnen erreicht wird.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die nacheinander durchlaufenen Galvanisierbäder eine zunehmende Leitfähigkeit auf, damit die Abscheidegeschwindigkeit von Bad zu Bad ansteigt.

Nach einer speziellen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Kupfer oder Nickel abgeschieden.

Nach einer speziellen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in die zum Aufdrucken der Startschicht verwendeten Druckmasken Hilfsbrücken integriert, welche Verbindungen zwischen den einzelnen, vorzugsweise parallel verlaufenden Windungen langer Leiterbahnen und zwischen voneinander getrennten Leiterbahnen des Leiterzugabbildes schaffen.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Hilfsbrücken nach Abschluss der Galvanisierung entfernt.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Hilfsbrücken auf mechanischem Wege mittels einer Trennscheibe oder auf optischem Wege durch Laserbearbeitung entfernt.

Nach einer speziellen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Galvanisierung sowohl mittels Gleichstrom als auch nach dem Pulse-Plating-Verfahren erfolgen, bei dem abwechselnd Pulse positiver und negativer Polarität mit unterschiedlicher Amplitude und Dauer eingesetzt werden.

Nach einer die Leiterplatte nach Nebenanspruch 23 betreffenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Basismaterial aus Polymeren oder Kunststoffen.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Basismaterial aus Polyimid, Polyester oder Polykarbonat.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Basismaterial flexibel.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Basismaterial eine Dicke von 25 µm bis 150 µm auf.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Startschicht eine leitfähige Paste, insbesondere Leitsilberpaste, welche auf dem Basismaterial angeordnet ist.

Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Startschicht eine metallisierbare Druckpaste, welche auf dem Basismaterial angeordnet ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Kombination von Merkmalen folgender Prozessschritte a bis d auf:

1. Formierung der Oberfläche der Basismaterialien durch Bestrahlung mit Schwerionen unter definierten Bedingungen und nachfolgende Aufätzung der latenten Ionenspuren zu Mikroausnehmungen, mit konischer oder kegelstumpfartiger Form;
2. Aufbringung der gewünschten Leiterbahnstrukturen durch Bedrucken der Folie, durch eine Leitsilberpaste oder eine metallisierbare Druckpaste in einem Druckverfahren, welches mit einem Siebdruck, Tampondruck o. dgl. arbeitet, wobei die Konsistenz der Pasten dem jeweils zu bedruckenden Basismaterial und dessen Oberflächenstruktur optimal angepasst wird;
3. Im Fall der Verwendung einer metallisierbaren Druckpaste bedruckten Trägerfolie erfolgt eine Verstärkung der aufgedruckten Strukturen im Additivverfahren, zunächst durch stromlose Metallisierung bis zu einer Dicke von 2 bis 4 µm und danach durch galvanische Abscheidung für eine zusätzliche Verstärkung der Struktur bis zur erforderlichen Dicke von 10 bis 40 µm. Im Falle der mit einer Leitsilberpaste bedruckten Trägerfolie erfolgt die Verstärkung der Strukturen im Additivverfahren bis zur erforderlichen Dicke von 10 bis 40 µm ebenfalls durch galvanische Abscheidung. Bestehen die Leiterbahnstrukturen aus einzelnen, elektrisch nicht miteinander verbundenen, oder sehr langen Strukturen, so werden im Druckbild Hilfsbrücken zur Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen diesen Strukturen angelegt, die eine gleichmäßige galvanische Abscheidung ermöglichen;
4. Beseitigen der Hilfsbrücken auf mechanischem oder laseroptischem Wege und Konfektionieren der so hergestellten Schaltungen.

Für flexible Substrate kann der gesamte Prozess kontinuierlich geführt werden, indem das zu bearbeitende Basismaterial über geeignete Rollensysteme nacheinander die Bestrahlungskammer, das Ätzbad, die Siebdrucklinie, die Bäder zur stromlosen und galvanischen Verstärkung sowie die Vorrichtung zur Beseitigung der Hilfsbrücken durchläuft. Abschließend werden die fertigen Leiterplatten in einer dafür vorgesehenen Anordnung konfektioniert.

Die erfindungsgemäße Formierung der Oberfläche des Basismaterials wird erreicht, indem sie mit hochenergetischen Schwerionen bestrahlt wird, wobei latente Ionenspuren in dem Basismaterial erzeugt werden, welche durch eine nachfolgende Ätzung zu Mikroausnehmungen in definierter Form und Größe erweitert werden. Art und Eintrittsenergie der Schwerionen werden so gewählt, dass die Reichweite der Ionen und damit die Länge der entstehenden latenten Ionenspuren auf die Form und Größe der zu erzeugenden Mikroausnehmungen abgestimmt werden. Bei Basismaterialien, die für die Beschichtung mit Leitsilberpaste vorgesehen sind, wird die Reichweite der Ionen auf 3 bis 6 µm eingestellt. Die daraus resultierenden latenten Ionenspuren sind auf einer Länge von 2 bis 5 µm ätzbar. Bei Basismaterialien, die für die Beschichtung mit einer metallisierbaren Druckpaste vorgesehen sind, wird die Reichweite der Ionen auf 7 bis 10 µm eingestellt. Die daraus resultierenden, latenten Ionenspuren sind auf einer Länge von 6 bis 9 µm ätzbar.

Durch die Abstimmung der Bestrahlungs- und Ätzbedingungen wird die Selektivität, definiert als das Verhältnis von Spurätzrate (Ätzgeschwindigkeit in Richtung der latenten Ionenspuren) zu Materialätzrate (Ätzgeschwindigkeit des unbestrahlten Materials), so eingestellt, dass die latenten Ionenspuren während des Ätzprozesses zu konischen Mikroausnehmungen (bei kurzer Ätzzeit) oder zu kegelstumpfartigen Mikroausnehmungen (bei längerer Ätzzeit) erweitert werden. Die für die Selektivität ausschlaggebenden Bestrahlungsbedingungen enthalten die Ionenart (gegeben durch Kernladungs- und Massenzahl sowie die Ionisationsstufe) und die Eintrittsenergie der Ionen in das Basismaterial. Die Orientierung der Mikroausnehmungen wird durch die Bestrahlungsgeometrie bestimmt, welche die Richtung des Ionenstrahls relativ zur Basismaterialoberfläche festlegt. Je nach gewählter Geometrie treten die Ionen unter einem vorgegebenen Eintrittswinkel, oder in mehreren Scharen unter verschiedenen Eintrittswinkeln, oder in einer kontinuierlichen, durch zwei Grenzwinkel definierten Verteilung in die Oberfläche ein und erzeugen entsprechend orientierte latente Ionenspuren.

Für eine erfindungsgemäße Beschichtung mit einer leitfähigen Paste, beispielsweise Leitsilberpaste, sind konische Mikroausnehmungen mit einer Tiefe und einem an der Oberfläche gemessenen Durchmesser von jeweils 1,5 bis 3,5 µm vorgesehen. Für eine erfindungsgemäße Beschichtung mit handelsüblichen metallisierbaren Druckpasten sind kegelstumpfartige Mikroausnehmungen mit einer Tiefe von 3 bis 6 µm und einem ebenfalls an der Oberfläche gemessenen Durchmesser von 3 bis 6 µm, der sich in der Tiefe auf 2 bis 4 µm verjüngt, vorgesehen. Die totale Bestrahlungsdichte wird hierbei auf den bei der Ätzung der Substrate zu erzielenden Durchmesser der Mikroausnehmungen abgestimmt und so gewählt, dass die entstehenden Mikroausnehmungen einen Oberflächenanteil von 5 bis 40%, vorzugsweise 10 bis 20% bedecken. In beiden Verfahren werden erfindungsgemäß die Eintrittsenergie der Ionen in das Material und die Ätzbedingungen so aufeinander abgestimmt, dass die gewünschten Mikroausnehmungen erzielt werden.

Tabelle 1

Die zur Realisierung eines Bedeckungsgrades von 10% erforderliche totale Bestrahlungsdichte als Funktion des Durchmessers der Mikroausnehmungen an der Oberfläche

Das additive Aufbringen der gewünschten Leiterbahnstrukturen auf die in der oben beschriebenen Weise formierte Oberfläche des Basismaterials, in Art einer optimierten Oberflächen-Tiefen-Reliefs, kann durch zwei Methoden erfolgen, bei denen entweder eine Leitsilberpaste oder eine metallisierbare Druckpaste zum Einsatz gelangen.

Eine erste Methode weist das Aufbringen einer Leitsilberpaste auf das formierte Basismaterial auf mittels eines Siebdruckverfahrens, wobei die Siebdruckmaske ein Abbild der zu erzeugenden Leiterbahnstruktur trägt. Die typische Breite der Strukturen, die in kommerziellen Anwendungen zum Einsatz kommen, liegt gegenwärtig zwischen 100 µm und 1 mm bei einem Zwischenraum von mindestens 100 µm, der durch die Verbreiterung der Leiterbahnen aufgrund ihres isotropen Wachstums bei der nachfolgenden galvanischen Verstärkung bedingt ist.

Handelsübliche Leitsilberpasten sind disperse Systeme mit einem zähflüssigen Epoxidharz als Dispergens, in dem blättchenförmige Silberpartikel verteilt sind, die einen Feststoffanteil von typischerweise 45 bis 75% ausmachen. Die aus dieser Zusammensetzung resultierende Konsistenz der Paste ermöglicht ein optimales Bedrucken glatter Oberflächen. Zum Bedrucken der hier verwendeten formierten Oberflächen ist eine erhöhte Fließfähigkeit der Paste wünschenswert. Diese wird erreicht, indem durch Zugabe einer definierten Menge von Epoxidharz der Feststoffanteil der Paste auf ca. 40% abgesenkt wird. Mittels Siebdruck wird die Paste in einer Schichtdicke von weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als 5 µm, auf die formierte Oberfläche aufgedruckt und so das vorgegebene Bild der Leiterbahnen erzeugt. Durch die erhöhte Fließfähigkeit kommt es zu einer teilweisen Separation der beiden Phasen der Paste, wobei das Epoxidharz in die Ausnehmungen hineinfließt und deren Oberfläche vollständig benetzt. Die blättchenförmigen Silberpartikel mit einer typischen Dicke von nur 3 µm, aber einem Durchmesser von bis zu 30 µm können aufgrund ihrer Größe und sperrigen Form nicht in die Ausnehmungen eindringen und lagern sich als blätterteigartige Deckschicht auf der Oberfläche ab, wobei die Ausnehmungen abgedeckt werden. Durch die Separation der Phasen infolge des viskosen Fließens erhöht sich der Partikelanteil in der Deckschicht so, dass dort ein Mischungsverhältnis wie bei einer Leitsilberpaste mit hohem Feststoffanteil entsteht.

Bei einer elektronenmikroskopischen Aufnahme eines Schnitts durch ein auf diese Weise beschichtetes Basismaterial kann die formierte Oberflächenschicht des Basismaterials erkannt werden mit 2 bis 2,5 µm tiefen, zahnwurzelförmigen Ausnehmungen, die vollständig mit Epoxidharz gefüllt sind. Durch das Harz wird eine sehr gute Haftung der auf der Oberfläche in blätterteigartiger Struktur abgelagerten Silberpartikel vermittelt.

Die so erhaltene Silberlackschicht geringer Dicke (4 bis 8 µm) weist nach ihrer Trocknung bei Temperaturen unterhalb von 120°C in Folge der Koagulation der Partikel eine elektrische Leitfähigkeit auf, die zwar um ein bis drei Größenordnungen geringer als die von kompaktem Silber ist, jedoch ausreicht, um die Schicht als Startschicht für das nachfolgende Aufgalvanisieren von kompaktem Kupfer zu nutzen. Durch die Verankerung des Epoxidharzes in den Ausnehmungen wird eine hohe Haft- und Biegefestigkeit der aufgebrachten leitfähigen Startschicht gewährleistet. Die Verankerung kann durch unterschiedliche Neigungen der Ausnehmungen relativ zur Oberflächennormale der Folie unterstützt werden. Da nur das Epoxidharz dem durch die Bestrahlung und Ätzung erzeugten durch Mikroausnehmungen geprägten Oberflächen-Tiefen-Profil folgen kann, während sich die Silberpartikel wegen ihrer Größe und blättchenförmigen Struktur parallel zur Oberfläche ablagern, wird eine sehr kleine Oberflächenrauhigkeit der Startschicht erreicht, die geringer als die Oberflächenrauhigkeit des formierten Basismaterials ist, was sich für die nachfolgende galvanische Verstärkung als vorteilhaft erweist.

Eine zweite Methode beinhaltet das Aufbringen einer handelsüblichen metallisierbaren Druckpaste auf die durch Bestrahlung und Ätzung optimal formierte Basismaterialoberfläche, wobei ebenfalls geeignete Druckverfahren (Siebdruck, Tampondruck) eingesetzt werden und die Druckmaske ein Abbild der zu erzeugenden Leiterbahnen trägt.

Dazu geeignete Druckpasten enthalten als wesentliche Komponente einen Aktivator, der fein verteilte metallische Keime katalytischer Wirkung (Palladium oder andere Metalle) enthält und eine direkte additive Metallisierung des Druckbildes flexibler Schaltungen durch stromlose Abscheidung gestattet. Als weitere Komponenten sind Bindemittel, Füllstoffe, Lösungsmittel und sonstige Zusätze enthalten. Die handelsüblichen Pasten sind für den Einsatz auf glatten bzw. in herkömmlicher Weise angeätzten Oberflächen optimiert. Alle in der Paste enthaltenen Partikel weisen Abmessungen unterhalb 1 µm auf. Dadurch kann die minimale Strukturbreite den im Falle der Silberleitlackschicht erreichbaren Wert von ca. 100 µm bei einem Zwischenraum von mindestens 100 µm wesentlich unterschreiten und auf unter 50 µm reduziert werden.

Zur Metallisierung der hier verwendeten, formierten Polymerfolie, charakterisiert durch ein optimiertes Oberflächen-Tiefen-Relief mit Ausnehmungen der oben angegebenen Form und Größe wird eine Druckpaste durch Mischung mit einem dafür vorgesehenen Verdünner so eingestellt, dass beim Druckvorgang eine Abfüllung der Ausnehmungen unter vollständiger Benetzung ihrer Wände erzielt wird. Der nachfolgende Trocknungsprozess ist mit einer Konditionierung der Paste verbunden, in deren Ergebnis auf den Wänden der Ausnehmungen eine ausgehärtete, etwa 1 µm dicke Startschicht verbleibt. Unter definierten Trocknungsbedingungen wird die Startschicht so konditioniert, dass sie einerseits eine hohe Haftfestigkeit auf dem Basismaterial, erheblich verstärkt durch ihre mechanische Verankerung in den Ausnehmungen, erreicht und andererseits auch eine Oberflächenstrukturierung erhält, die eine haftfeste stromlose Metallisierung, vorzugsweise eine Verkupferung oder Vernickelung, gestattet.

Bei einer elektronenmikroskopischen Aufnahme des oberflächennahen Bereichs der Bruchkante eines mit der Paste bedruckten und getrockneten Polyesterbasismaterials, ist erkennbar, dass die Paste die Poren vollständig ausfüllt und an der Oberfläche eine solche mikrorauhe Struktur zeigt, die bei der nachfolgenden stromlosen Metallisierung die erforderliche Haftfestigkeit gewährleistet. Die stromlose Verkupferung erfolgt mit einem kommerziellen Metallisierungsbad unter den vorgeschriebenen Bedingungen, vorzugsweise unter Verwendung von Formaldehyd als Reduktionsmittel. Dieser Zwischenschritt der stromlosen Abscheidung ist unumgänglich, da die isolierenden Eigenschaften der Druckpaste eine direkte galvanische Abscheidung ausschließen. Sie erfolgt in einem chemisch-reduktiven Bad unter stark basischen Bedingungen und wird durch die in der Druckpaste enthaltenen metallischen Keime katalysiert. Die Keime bestehen vorzugsweise aus Palladium, Platin, Gold oder Silber, aber auch Kupfer oder Kohlenstoff sind geeignet. Das Bad enthält Kupfersalze (Kupfersulfat, Kupferchlorid), die in der Lösung dissoziieren und zweiwertige Kupferionen liefern, Komplexbildner, die das Kupfer in der zweiwertigen Form erhalten, Reduktionsmittel, Lauge zur Einstellung des erforderlichen pH-Werts (12 bis 13), Stabilisatoren und duktilitätsfördernde Mittel. Zwischen den auf dem Basismaterial aufgedruckten Strukturen, die homogen mit den katalytisch wirkenden Metallkeimen gefüllt sind, und dem Elektrolyten bildet sich ein Kontaktpotential von etwa -0,1 V aus, so dass Cu²⁺-Ionen aus dem Elektrolyten sich dort abscheiden und unter Einwirkung von Formaldehyd zu metallischem Kupfer reduziert werden. Die stromlose Vernickelung erfolgt in einem analogen Prozess, wobei als Nickellieferant vorzugsweise Nickelsulfat und als Reduktionsmittel Hypophosphit oder Dimethylaminboran zum Einsatz kommen.

Bei der stromlosen Metallisierung ist eine sorgfältige Prozessüberwachung erforderlich, um störende Nebenreaktionen, die mit der Entwicklung von Wasserstoff und Methanol verbunden sind, so weit wie möglich zu unterdrücken.

Der beschriebene additive Prozess bewirkt eine selektive Verstärkung der aufgedruckten Leiterbahnen, ohne dass es zu einer unerwünschten Metallabscheidung in den katalysatorfreien Bereichen zwischen den Bahnen kommt. Es wird eine Abscheiderate von 2 bis 2,5 µm/h erreicht. Wegen dieser, im Vergleich zur galvanischen Abscheidung (35 µm/h) geringen, Abscheiderate bei der stromlosen Metallisierung wird nur eine Schicht der Dicke 2 bis 4 µm stromlos abgeschieden, die dann galvanisch verstärkt wird.

Die Verstärkung der aufgedruckten Leiterbahnstrukturen ist notwendig, da im Falle der Leitsilberpaste der Widerstand der Startschicht, insbesondere für Anwendungen im Radiofrequenzbereich (z. B. für Smart Cards mit langen Strukturen) noch wesentlich zu groß ist. Auch der Widerstand der dünnen Metallschicht, die stromlos auf der nicht leitenden getrockneten Druckpaste abgeschieden wurde, ist für diese Anwendungen noch zu groß.

Die Verstärkung erfolgt durch galvanische Abscheidung von Kupfer oder anderen Metallen aus einem Elektrolyten, indem die Leiterbahnstrukturen durch Anlegen einer negativen Spannung als Katode geschaltet werden. Ihr Vorteil besteht in der wesentlich höheren Abscheidegeschwindigkeit gegenüber der stromlosen Metallisierung.

Die mittels einer Leitsilberpaste erzeugten Leiterbahnstrukturen weisen zu Beginn der Galvanisierung einen sehr hohen Widerstand auf. Dadurch entsteht insbesondere bei langen Leiterbahnen (z. B. bei spiralförmigen Antennen auf Smart Cards, die eine Länge von mehreren Meter besitzen können) und hohen Stromdichten, die für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses erforderlich sind, eine unerwünschte Potentialdifferenz zwischen dem Kontaktpunkt, an den das negative Potential angelegt wird und weit entfernten Punkten der Struktur (z. B. am entgegengesetzten Ende einer Spiralstruktur). Daraus ergibt sich das Problem, dass aus der entlang der Struktur monoton abfallenden Spannung eine mit wachsendem Abstand zum Kontaktpunkt monoton fallende Geschwindigkeit der galvanische Abscheidung und folglich Leiterbahnen mit abnehmender Dicke resultieren.

Um diesen Effekt zu vermeiden, wird bei bekannten Verfahren der Zwischenschritt der stromlosen Abscheidung eingeschoben, wie er oben für den Fall der nicht leitenden metallisierbaren Druckpaste beschrieben wurde. Durch die stromlose Abscheidung wird eine entlang der gesamten Leiterbahn gleichmäßig dicke, sehr homogene, metallische Schicht mit etwa 2 µm bis 4 µm Dicke abgeschieden. Dadurch wird der Widerstand der Leiterbahnen soweit abgesenkt, dass die unerwünschte Potentialdifferenz ΔU wesentlich kleiner als die anliegende Gesamtspannung U wird (ΔU/U < 0,01), was zu einer gleichmäßigen galvanischen Verstärkung der Leiterbahnen auf ihrer gesamten Länge führt. Dieses Vorgehen hat den Nachteil, dass der Zwischenschritt der stromlosen Abscheidung sehr zeitaufwendig ist und die Prozessdauer wesentlich verlängert.

Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, dass erfindungsgemäß die für die Entstehung der unerwünschten Potentialdifferenz ΔU wirksame Länge Δl verringert wird, indem die benachbarten Leiterbahnen einer spiralförmigen Leiterbahnstruktur durch Hilfsbrücken kurzgeschlossen werden, die bereits im Leiterzugbild auf den Druckmasken integriert sind. Dadurch verringert sich Δl von mehreren Metern auf maximal 10 cm, so dass auf der gesamten Leiterbahnstruktur eine weitgehend ortsunabhängige Abscheiderate und damit ein nahezu gleichmäßiges Wachstum der metallischen Leiterbahnen bei wirtschaftlichen Stromdichten erzielt wird. Dieses Verfahren ist nicht nur für bedruckte Substrate mit vorher formierter (aufgerauhter) Oberfläche, sondern auch für bedruckte Substrate mit unformierter (glatter) Oberfläche einsetzbar. Allerdings ist bei Verwendung derartiger Substrate mit unformierter Oberfläche eine Qualitätsminderung aufgrund einer verringerten Haftfestigkeit zu erwarten.

Das Einbringen dieser Hilfsbrücken reicht jedoch nicht in jedem Fall aus, um das erforderliche gleichmäßige Wachstum der Leiterzüge auf einer dünnen metallischen Startschicht (Dicke kleiner 1 µm) zu gewährleisten. Insbesondere zu Beginn dieses Prozesses kommt es wegen der schnellen relativen Dickenänderung der aufwachsenden kompakten Kupferschicht hoher Leitfähigkeit in kurzer Zeit zu einer raschen Absenkung des Widerstands um ein bis zwei Größenordnungen, was zu einer ungleichmäßigen Abscheidegeschwindigkeit führt. Um ein gleichmäßiges Wachstum entlang langer Leiterbahnen zu erreichen, sind die Leitfähigkeit des Elektrolyten und Stromdichte soweit zu verringern, dass eine homogene Abscheidung möglich wird. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die Leitfähigkeit des Elektrolyten wesentlich niedriger als die zum gegebenen Zeitpunkt vorliegende Leitfähigkeit der Leiterbahnen ist. Da die Leitfähigkeit im gesamten Elektrolyten konstant ist, wird auf diesem Wege ein gleichmäßiges Schichtwachstum entlang der gesamten Länge der Leiterbahnen erzielt. Um eine gleichmäßig wachsende Schicht zu galvanisieren, sind zu Beginn der Abscheidung kleine Ströme erforderlich, die eine entsprechend lange Prozesszeit bedingen. Mit zunehmender Schichtdicke wird der Strom kontinuierlich hochgefahren, so dass der Prozess in einer möglichst kurzen Zeit abgeschlossen wird, ohne dabei die maximale Stromdichte (typischerweise 2,5 A/dm²) zu überschreiten.

Bei der elektrolytischen Abscheidung von Metallen auf einer Startschicht bei einer Endlosfolie ist daher mit einem kleinen Strom zu beginnen. Eine Erhöhung des Stroms in Bereichen, in denen schon eine Schicht aufgewachsen ist, ist in einem einzigen Bad nur bedingt möglich, z. B. indem eine geeignete Elektrodenanordnung gefunden wird.

Einen Ausweg bietet das Durchlaufen zweier oder mehrerer Bäder. Im ersten Bad wird ausgehend von der Startschicht eine Schichtdicke von etwa 2 µm mit einem kleinen Strom galvanisiert. Im nächsten bzw. den nächsten Bädern wird die Schicht dann mit höheren Strömen auf die gewünschte Dicke (z. B. 35 µm) verstärkt.

Durch eine Optimierung der Prozessparameter (Zahl der Bäder, Länge der Folie im Bad, Strom in den einzelnen Bädern, aufgewachsene Schichtdicke nach Durchlauf durch ein Bad, Anordnung der Elektroden in den Bädern, Transportgeschwindigkeit der Folie) lässt sich das Aufwachsen der Schicht in der geforderten Qualität wirtschaftlich gestalten.

Für den beim Galvanisieren fließenden Strom ist anzumerken, dass neben seiner Dichte (integraler Wert) weitere Eigenschaften einen Einfluss haben: ist der Strom ein glatter Gleichstrom, pulsierender Gleichstrom, ein mit einer Wechselspannung überlagerter Gleichstrom, treten kurze Impulse umgekehrter Polarität auf usw. In modernen Anlagen wird oftmals das Pulse-Plating-Verfahren angewendet, bei dem Pulse positiver und negativer Polarität und unterschiedlicher Amplitude eingesetzt werden. Die galvanische Verstärkung der mittels einer metallisierbaren Druckpaste erzeugten Leiterbahnstrukturen erfolgt analog. Dabei kann gegebenenfalls auf das erste Galvanisierbad verzichtet werden, wenn durch die vorangehende stromlose Metallisierung bereits von einer bereits 2 µm dicken Leiterbahn ausgegangen wird.

Das Beseitigen der zum Zwecke der gleichmäßigen Galvanisierung in die Leiterzüge eingebrachten Hilfsbrücken erfolgt auf mechanischem Wege z. B. mittels einer Trennscheibe oder auf optischem Wege durch Laserbearbeitung, wodurch die volle Funktionstüchtigkeit der Schaltung gewährleistet wird. Nach diesem Prozessabschnitt kann die Konfektionierung der Schaltungen erfolgen.

Die mit der angegebenen erfinderischen Lösung im Additivverfahren strukturierten flexiblen Leiterplatten zeichnen sich durch eine sehr gute Haftfestigkeit der aufgebrachten Leiterbahnen aus, resultierend in erster Linie aus der mechanischen Verankerung der Startschichten im Basismaterial. Sie sind als Basismaterialien für Anwendungen im Hochfrequenzbereich z. B. zur Herstellung von Smart Cards und Labels zur Identifikation sich bewegender Objekte im Nahbereich (sogenannter RFID-tags) geeignet.

Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Additivverfahren zur Herstellung von ein Basismaterial (Trägerfolie) und eine Leiterbahnstruktur aufweisenden Leiterplatten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Bestrahlung der Oberfläche des Basismaterials der Leiterplatten mit Schwerionen, zur Erzeugung von (latenten) Ionenspuren,
- definiertes Aufätzen der (latenten) Ionenspuren, zur Erzeugung eines Oberflächen-Tiefen-Reliefs, welches die mechanische Verankerung einer darauf aufzubringenden Startschicht ermöglicht,
- Auftragen einer Startschicht zum Verguss des Reliefs in definierten Abschnitten des Basismaterials (Trägerfolie), um ein Abbild der zu erzeugenden Leiterbahnstruktur vorzugeben und
- Erzeugung der fertigen Leiterbahnstruktur infolge Aufbau auf das durch die Startschicht vorgegebene Leiterbahnabbild mittels Abscheideverfahren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestrahlung des Basismaterials eine Auswahl der Sorte der Schwerionen erfolgt und eine definierte Einstellung der Eintrittsenergie, der totalen Bestrahlungsdichte und des Einfallswinkels der Schwerionen relativ zur Oberfläche.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Ausnehmungen durch die Zusammensetzung des Ätzmittels, also durch die Art und Konzentration seiner Komponenten, den pH-Wert und/oder die Temperatur erreicht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerionen ⁴⁰Ar⁺-Ionen oder ⁸⁴Kr⁺-Ionen sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reichweite der Ionen in der Trägerfolie auf 3 bis 6 µm eingestellt wird, so dass latente Ionenspuren erhalten werden, die auf einer Länge von 2 bis 5 µm ätzbar sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufätzen der Ionenspuren die Bestrahlungsbedingungen und die Ätzbedingungen so aufeinander abgestimmt werden, dass konische Mikroausnehmungen mit einem (an der Oberfläche gemessenen) Durchmesser und einer Tiefe von jeweils 1,5 bis 3,5 µm erzielbar sind, mit einem Oberflächenanteil von 5 bis 40%, vorzugsweise 10 bis 20%.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reichweite der Ionen in der Trägerfolie auf 7 bis 10 µm eingestellt wird, so dass Ionenspuren erhalten werden, die auf einer Länge von 6 bis 9 µm ätzbar sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufätzen der Ionenspuren die Bestrahlungsbedingungen und die Ätzbedingungen so aufeinander abgestimmt werden, dass kegelstumpfartige Mikroausnehmungen erzielbar sind mit einem (an der Oberfläche gemessenen) Durchmesser und einer Tiefe von jeweils 3 bis 6 µm, wobei sich der Durchmesser in der Tiefe auf 2 bis 4 µm verjüngt, und die einen Oberflächenanteil von 5 bis 40%, vorzugsweise 10 bis 20%, bedecken.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, oder einem Additivverfahren zur Herstellung von ein Basismaterial (Trägerfolie) und eine Leiterbahnstruktur aufweisenden Leiterplatten

- mit Auftragen einer Startschicht in definierten Abschnitten des Basismaterials (Trägerfolie), um ein Abbild der zu erzeugenden Leiterbahnstruktur vorzugeben und
- mit Erzeugung der fertigen Leiterbahnstruktur infolge Aufbau auf das durch die Startschicht vorgegebene Leiterbahnabbild mittels Abscheideverfahren,

dadurch gekennzeichnet, dass die das Leiterbahnabbild vorgebende Startschicht dünn ausgebildet ist und mittels eines Druckverfahrens auf das Basismaterial aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverfahren ein Siebdruckverfahren ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverfahren ein Tampondruckverfahren ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Startschicht eine elektrisch leitfähige Paste, insbesondere Leitsilberpaste, auf das Basismaterial aufgedruckt und konditioniert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung zum Aufbau einer Leiterbahnstruktur auf der Startschicht galvanisch erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Startschicht eine metallisierbare Druckpaste auf das Basismaterial aufgedruckt und konditioniert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung zum Aufbau einer Leiterbahnstruktur auf der Startschicht zunächst stromlos (nach einem chemisch- reduktiven Verfahren) und nachfolgend galvanisch erfolgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Abscheidung in mindestens zwei getrennten Galvanisierbädern erfolgt, die nacheinander durchlaufen werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die nacheinander durchlaufenen Galvanisierbäder eine zunehmende Leitfähigkeit aufweisen.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Kupfer oder Nickel abgeschieden werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in die zum Aufdrucken der Startschicht verwendeten Druckmasken Hilfsbrücken integriert werden, welche Verbindungen zwischen den einzelnen, vorzugsweise parallel verlaufenden Windungen langer Leiterbahnen und Verbindungen zwischen voneinander getrennten Leiterbahnen des Leiterzugabbildes schaffen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsbrücken nach Abschluss der Galvanisierung entfernt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsbrücken auf mechanischem Wege, mittels einer Trennscheibe o. dgl., oder auf optischem Wege, durch Laserbearbeitung odgl., entfernt werden.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Abscheidung mittels Gleichstrom oder mit dem Pulse-Plating-Verfahren erfolgt, bei dem abwechselnd Pulse positiver und negativer Polarität mit unterschiedlicher Amplitude und Dauer eingesetzt werden.

23. Leiterplatte aus einem Basismaterial und mindestens einer darauf angeordneten Leiterbahnstruktur, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial Ausnehmungen aufweist, in welche das Leiterbahnmaterial eingreift und in welchen es sich verankert.

24. Leiterplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial aus Polymeren oder Kunststoffen besteht.

25. Leiterplatte nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial aus Polyimid, Polyester oder Polykarbonat besteht.

26. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial flexibel ist.

27. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial eine Dicke von 25 µm bis zu 150 µm aufweist.

28. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass als Startschicht eine elektrisch leitfähige Paste, insbesondere Leitsilberpaste, dient, welche auf dem Basismaterial angeordnet ist.

29. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass als Startschicht eine metallisierbare Druckpaste dient, welche auf dem Basismaterial angeordnet ist.