DE2847821A1

DE2847821A1 - Substrat fuer eine gedruckte schaltung mit einer widerstandsbeschichtung

Info

Publication number: DE2847821A1
Application number: DE19782847821
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kakuhashi; Yasufumi Miyake
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1979-05-23
Also published as: BE872131A; FR2409660A1; NL7811403A; JPS5542510B2; DE2847821C2; NL176128C; NL176128B; US4220945A; FR2409660B1; JPS5472468A

Description

Die Erfindung betrifft ein Substrat für eine gedruckte Schaltung mit einer Widerstandsbeschichtung, die geeignet ist zur Herstellung einer Platte für gedruckte Schaltungen mit Widerstandselementen .

Substrate für gedruckte Schaltungen mit einer Widerstandsbeschichtung werden im allgemeinen in Form von Laminaten gebildet aus einem isolierenden Träger, auf dem sich eine Schicht aus einem Widerstandsmaterial befindet und eine Schicht aus einem

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hoch-leitfähigen Material, wie eine Kupferfolie, die auf die Schicht aus dem Widerstandsmaterial aufgebracht ist, wobei man bei der Herstellung einer Platte für eine gedruckte Schaltung mit Widerstandselementen, isolierte Flächen (bei dem alle Schichten auf der Unterlage entfernt worden sind), Widerstandsflächen (bei dem die hoch-leitfähige Schicht entfernt worden war) und leitfähige Flächen (wo keine Schicht entfernt worden ist) solche Flächen je nach dem beabsichtigten Druckmuster durch ein Substraktionsverfahren (Markierungs-Ätz-Verfahren) bildet. Widerstandsmaterialien aus der Kohlenstoffreihe werden im allgemeinen für Widerstandsmaterialien auf dem Gebiet der gedruckten Schaltungen verwendet, aber kürzlich wurde die Verwendung von elektroplattiertem Nickel,enthaltend Phosphor (japanische Offenlegungsschrift 73762/73) oder die Verwendung von verschiedenen binären Legierungen (japanische. Offenlegungsschrift 71513/75), die aufplattiert wurden, vorgeschlagen. Die.in diesen Veröffentlichungen vorgeschlagenen Metalle oder Legierungen bringen jedoch eine Reihe von Problemen hinsichtlich der Eigenschaften und der Verarbeitbarkeit als Widerstandsmaterialien bei der Verwendung von gedruckten Schaltungen mit Widerstandsbeschichtungen mit.

Mit dünnen metallischen Widerstandsbeschichtungen kann man Beschichtungen mit hohem Blattwiderstand erreichen, indem man deren Dicke vermindert, aber im allgemeinen wird eine mikroskopische Gleichheit der dünnen Metallbeschichtung, das sogenannte Einebnen, im wesentlichen geopfert, wenn man die Beschichtungsdicke vermindert. Es besteht somit eine Beschränkung hinsichtlich der Beschichtungsdicke, um einen stabilen Blattwiderstand zu erzielen. Bei einer elektroplattieren Beschichtung aus Nickel-Phosphor, wie sie zur Zeit industriell angewendet wird, ist eine Dicke von mehreren 100 8 die Grenze und diese ergibt einen Blattwiderstand von etwa 100 IX/ Q. Es ist schwierig, Beschichtungen mit höheren Blattwiderständen zu erhalten.

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Andererseits ist es besonders wünschenswert, dass eine metallische Beschichtung, die als dünner metallischer Widerstandsüberzug verwendet wird,sichgleichmässig über alle Schichten eines hochleitfähigen Materials, wie eine Kupferfolie, erstreckt. Die makroskopische Einheitlichkeit der Metallbeschichtung, die als gleichförmige Elektroabscheidungseigenschaft bezeichnet wird, ist bei den vorher erwähnten Nickel-Phosphor-elektroplattierten Beschichtungen nicht besonders gut. Die Dicke, der Beschichtung an den Randflächen der Kupferfolie ist grosser als an der Innenfläche und daher wird der Blattwiderstand an den äusseren Flächen niedriger als an der Innenfläche, und dies gibt eine wirksame Fläche mit einem im wesentlichen gleichförmigen Blattwiderstand, der so niedrig wie 40 bis 60 % ist. Somit hat die vorher erwähnte Beschichtung erhebliche Nachteile hinsichtlich der Materialkosten und bei der Herstellung.

Eine Widerstandsbeschichtung aus diesem elektroplattieren überzug hat weiterhin erhebliche Nachteile bei der Bearbeitungsstufe zur Herstellung einer Platte für eine gedruckte Schaltung mit Widerstandselementen aus einem gedruckten Schaltungssubstrat nach dem Substraktionsverfahren. Platten mit gedruckten Schaltungen mit Widerstandselementen werden aus dieser Art von Substraten für gedruckte Schaltungen in folgender Weise hergestellt.

Die Kupferfolienoberfläche des Substrates wird mit einem Fotowiderstand bedeckt und durch ein fotografisches Negativ belichtet, welches aus einer Kombination aus einem Leitermuster und einem Widerstandsmuster besteht (d.h. einem Muster, das der Leitfläche und einem Muster, das der Widerstandsfläche entspricht) und entwickelt, so dass der Widerstand in dieser Musterfläche zurückbleibt und anschliessend wird die Kupferfolie an den Flächen, die nicht mit dem Widerstand bedeckt sind, weggeätzt und dann wird die nicht bedeckte Widerstandsbeschichtung weggeätzt mit einer Ätzlösung, welche die darunter befindliche

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isolierende Schicht freilegt. Anschliessend wird der restliche Widerstand mit einer Abstreiflösung weggewaschen. Nach dem Bedecken mit einem anderen Fotowiderstand wird es durch ein fotografisches Negativ, mit einem Leitermuster belichtet und entwickelt, so dass der Widerstand in der Leitfähigkeits-Musterflache zurückbleibt und anschliessend wird die Kupferfolie an den Flächen, die nicht vom Widerstand bedeckt sind, weggeätzt (in der Form, die übereinstimmt mit der Fläche des Widerstandsmusters) So wird die Oberfläche der Widerstandsbeschichtung entsprechend der Fläche des Widerstandsmusters freigelegt. Anschliessend wird der zurückbleibende Widerstand mit einer Abstreiflösung abgewaschen und so erhält man eine Platte mit einer gedruckten Schaltung mit Widerstandselementen.

Bei dem vorher erwähnten Verfahren ist es erforderlich, dass das für die Widerstandsbeschichtung verwendete Material stabil genug ist, um von der Ätzlösung nicht angeätzt zu werden oder zumindest kaum angeätzt zu werden, wobei die Ätzlösung verwendet wird, um die Kupferfolie in der Form, welche der Widerstands-Musterflache entspricht, wegzuätzen.

Im allgemeinen ist die ÄtzSelektivität zwischen der vorher erwähnten Nickel-Phosphor-Beschichtung und einer Kupferfolie, wie sie am häufigsten bei den hoch-leitfähigen Materialschichten verwendet wird, so schlecht, dass beim Ätzen der Kupferfolie die Nickel-Phosphor-Beschichtung zum Teil von der Oberfläche geätzt wird, so dass dadurch der Widerstandswert erheblich erhöht wird. Daher wird der Widerstandswert ein gewünschtes Niveau überschreiten und dies erschwert die stabile Herstellung von Widerstandselementen.

Weiterhin sind verschiedene binäre Legierungen, wie die vorher erwähnten, vorgeschlagen worden, weil die plattierten

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Legierungsbeschichtungen im allgemeinen es ermöglichen, höhere Widerstandswerte zu erzielen, als dies mit plattierten Einfach-Metallüberzügen möglich ist. Jedoch ist nur die schon erwähnte Nickel-Phosphor-Beschichtung industriell angewendet worden, weil es, als allgemeine Tendenz bei Legierungsplattierungen, schwierig ist, die vorher erwähnten Faktoren der gleichförmigen Elektroabscheidungseigenschaften, der Nivellierungseigenschaften, der ÄtzSelektivität, im Gleichgewicht zu halten, und darüber hinaus es auch ausserordentlich schwierig ist, stabil eine plattierte Legierungsbeschichtung mit gleichmässigen Widerstandswerten und einer definierten Zusammensetzung zu bilden, und dies ergibt Probleme bei der Verwendung von plattierten Legierungsbeschichtungen als metallischer Widerstandsüberzug, während keine besonderen Probleme auftreten bei allgemeinen Anwendungen hinsichtlich des Aussehens, der Korrosionsbeständigkeit und der mechanischen Eigenschaften bei Stahlplatten, Kupferplatten und dergleichen.

Mit einer Nickel-Molybdän-Legierungsplattierung gemäss einer der binären Legierungen, beschrieben in der japanischen Offenlegungsschrift 71513/75, erhält man eine Zusammensetzung der plattierten Legierungsbeschichtung, aus einem Plattierungsbad mit einer Nickel-Molybdän-Badzusammensetzung von 1/1 (Mo-Ni-Atomverhältnis;0,25 Mol/l von Nickelchlorid und 0,25 Mol/l von Natriummolybdat) von etwa 0,15/1 (Mo-Ni-Atomverhältnis) innerhalb eines weiten Bereiches der elektrischen Stromdichte, d.h., dass die Zusammensetzung sich in Richtung eines niedrigen Molybdängehaltes neigt. Daher ändert sich die Zusammensetzung des Piattierungsbades mit der Plattierungszeit. Infolgedessen ist es schwierig, eine Plattierung mit einer stabilen Beschichtungszusainmensetzung über einen langen Zeitraum durchzuführen.

Bei plattierten überzügen für hohe Beanspruchungen, wie

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Widerstandseleraenten, muss man in Betracht ziehen, dass die Dicke der plattierten Überzüge und Veränderungen in der Zusammensetzung einen merklichen Einfluss auf die Eigenschaften der überzüge haben. Mit den anderen binären Legierungszusammensetzungen, wie sie in den vorher erwähnten Veröffentlichungen beschrieben werden, ist es ausserordentlich schwierig, stabile plattierte Legierungsüberzüge mit definierten Zusammensetzungen zu erhalten.

Als Ergebnis zahlreicher Untersuchungen zur Behebung der vorerwähnten Nachteile und Schwierigkeiten v/urde nun gefunden, dass man überraschenderweise gleichmässige Elektroabscheidungen, ÄtzSelektivität, Stabilität der zu plattierenden Legierungszusammensetzungen und dergleichen bei einem Widerstandselement erzielen kann, wenn man eine Zinn-Nickel-Legierung als Widerstands-überzugsmaterial verwendet.

Bei der Herstellung der Schicht aus einem sehr leitfähigen Material, wie einer Kupferfolie, durch Plattieren mit einer Zinn-Nickel-Legierung, ist es bemerkenswert, dass im Gegensatz zum Plattieren von anderen Legierungen bei denen sich das Konzentrationsverhältnis der Metallionen in einem Plattierungsbad ändert, dies bei der Zinn-Nickel-Legierung nicht der Fall ist. Wie vorher erwähnt, ändern sich die Zusammensetzungen von plattierten Legierungsüberzügen im allgemeinen, weil an der Anode nicht genügend Metallionen zur Verfügung stehen, um die Veränderung des Konzentrationsverhältnisses der Metallionen in dem Bad bei Langzeitplattierungen zu kompensieren.

Mit Zinn-Nickel-Legierungsplattierungen erhält man einen Plattierungsüberzug der Zusammensetzung, die nahezu einer äquivalenten Atomzusammensetzung von Zinn und Nickel entspricht, innerhalb eines weiten Bereiches der Plattierungsbad-Zusammensetzung.

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Da die Atomgewichte von Zinn und Nickel 118/7 bzw. 58,7 sind, kann das Gewichtsverhältnis in der plattierten Legierung aufrechterhalten werden bei etwa 67 % (64 bis 70 %) bzw. etwa 33 % (30 bis 36 %). Die Zusammensetzung von im wesentlichen äquivalenten Atomgehalten kann man leicht erhalten, insbesondere in einem sogenannten Fluoridbad, das Natriumfluorid, saures Ammoniumfluorid und dergleichen enthält. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Plattierung mittels der Bildung eines

Komplexsalzes, NiSnF Cl erfolgt.

χ γ

Man kann auch ein Pyrophosphatbad, enthaltend Kaliumfluorphosphat oder dergleichen anstelle des vorher erwähnten korrosiven Fluoridbades in Anwesenheit eines geeigneten Additivs verwenden, wobei man dann einen Plattierungsüberzug erhält, in welchem die Legierung im wesentlichen einen äquivalenten Atomgehalt aufweist.

Da ein plattierter Zinn-Nickel-Uberzug mit einer stabilen Legierungszusaramensetzung leicht hergestellt werden kann, kann man eine Widerstandsbeschichtung mit einem definierten Blattwiderstand in stabiler Weise bilden, indem man die Beschichtungsdicke einstellt. Der plattierte überzug hat im übrigen wichtige Eigenschaften, die bei einer dünnen metallischen Widerstandsbeschichtung unabdingbar sind.

Der Plattierungsüberzug kann dünn gemacht werden. Selbst bei eiber Beschichtungsdicke von nur etwa 100 8 wird die mikroskopische Gleichmässigkeit (Ebenheit) nicht geopfert und man kann hervorragende, ebene überzüge herstellen mit einem Blattwiderstand von so hoch wie etwa 300 bis 400 Xl/ Q . Natürlich kann man den überzug auch dick machen, im allgemeinen etwa 70 bis 2000 S . Ausserdem hat der plattierte überzug eine gute gleichmassige Elektroabscheidungseigenschaft, so dass eine gleichmässige

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Beschichtungsdicke innerhalb eines weiten Bereiches (im wesentlichen 75 bis 85 %) der Schicht aus hoch-leitfähigem Material, wie einer Kupferfolie, erzielt werden kann, wodurch man hinsichtlich der Materialkosten und der Verarbeitungskosten sehr vorteilhaft liegt.

Weiterhin ist die ÄtzSelektivität mit Kupfer, dem am häufigsten als hoch-leitfähiges Material verwendeten Material, bei dem Legierungsüberzug bemerkenswert gross für verschiedene Ätzlösungen .

Beim Herstellen von Substraten mit gedruckten Schaltungen, die eine Kupferfolie als Schicht aus einem hoch-leitfähigen Material enthalten und einen überzug aus einer Nickel-Phosphor-Legierung als Widerstandsbeschichtung - solche Materialien werden gegenwärtig industriell angewendet - erhält man bei einer Ätzung, die 50 % länger als eine normale Ätzzeit unter Verwendung einer Ammoniumchelat-Ätzlösung (beispielsweise Neutra-Etch V-1 von Shiply Company Inc.) durchgeführt wird, eine Erhöhung des Widerstandes auf 28 -Π/ rj , während 25 Sl/ Q ein normaler Blattwiderstand ist bei einem plattierten Nickel-Phosphor-Uberzug (Erhöhung um 11 %) oder bis zu 125Ü/Q von 100Ü/ q (Erhöhung um 25 %). Dies ist darauf zurückzuführen, dass die unbedeckte Nickel-Phosphor-Beschichtung eine Korrosion durch die Ätzlösung für das Ätzen von Kupfer von der Oberfläche der Nickel-Phosphor-Beschichtung erleidet. Dadurch wird der Widerstandswert verändert. Mit Chromsäure-Schwefelsäure-Ätzlösungen wird eine Erhöhung des Widerstandswertes in gewissem Ausmass kontrolliert, aber dies gelingt nur zu einem unwesentlichen Teil. Ausserdem ist aus Gründen der Umweltverschmutzung es erwünscht, dass die Verwendung einer solchen Ätzlösung nach Möglichkeit vermieden wird.

Mit den plattierten Zinn-Nickel-Legierungsüberzügen gemäss der

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vorliegenden Erfindung kann eine Erhöhung des Blattwiderstandes bei etwa 1 bis 2 % gehalten werden, selbst wenn die Beschichtung von 20 bis 450-£*/□ im Blattwiderstand mit einer Ätzlösung mit einem Ammoniumchelat während einer Zeit, die dem Zweifachen einer üblichen Kupferätzzeit entspricht, behandelt wird. Deshalb kann die Bildung von schlechten Produkten aufgrund der Erhöhung des Widerstandswertes bei der Verarbeitung praktisch vermieden werden.

Ein Substrat mit einer gedruckten Schaltung mit der Widerstandsbeschichtung gemäss der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden. Zunächst wird eine Seite einer Schicht aus einem sehr leitfähigen Material vollständig mit einem Klebeblatt, einer Tinte oder dergleichen zum Maskieren bedeckt und dann wird ein überzug aus einer Zinn-Nickel-Legierung auf die andere Seite als Widerstandsbeschichtung aufgebracht. Dann wird die Maskierungsschicht, beispielsweise die Klebstoffschicht, entfernt und ein isolierender Träger wird durch Wärmeverklebung oder mittels eines Klebstoffes auf die Seite der Widerstandsbeschichtung aufgebracht, um ein Substrat zu erhalten. Die Bildung einer gedruckten Schaltung auf einer Unterlage mit den Widerstandselementen wird dann beendet, indem man in üblicher Weise weiter verfährt und nach Bildung der Schaltung kann die Oberfläche mit einer Widerstandsbeschichtung in dem Gebiet des Widerstandsmusters mit einer Flüssigkeit oder einer filmartigen Bedeckungsschicht versehen werden. Als Schicht aus einem hoch-leitfähigen Material, welche das Substrat der gedruckten Schaltung bei der vorliegenden Erfindung mit der Widerstandsbeschichtung darstellt, kann eine Aluminiumfolie, eine zinnplattierte Kupferfolie, eine Zinkfolie, eine Silberfolie und dergleichen oder auch eine Kupferfolie verwendet werden.

Das wichtigste Merkmal der vorliegenden Erfindung ist darin zu

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sehen, dass die Widerstandsbeschichtung aus einer Zinn-Nickel-Legierung besteht. Diese Legierung wird auf eine Schicht aus einem hoch-leitfähigen Material im wesentlichen durch ein Plattierungsverfahren aufgebracht. Die Zinn-Nickel-Legierung wird ehemisch unter Verwendung von Hydrazinhydrat oder Natriumhypophosphit als Reduktionsmittel oder elektrisch aus einem Fluoridbad unter Verwendung von Natriumfluorid, saurem Ammoniumfluorid und dergleichen oder mittels eines Pyrophosphatbades unter Verwendung von Zinnpyrophosphat oder Natriumpyrophosphat aufplattiert.

Von dem Plattierungsverfahren ist die Elektroplattierung besonders vorteilhaft, weil man hier am leichtesten die Beschichtungsdicke und die Zusammensetzung überwachen kann. Ein Pyrophosphatbad hat den Vorteil, dass die Plattierungszusammensetzung sehr leicht geändert werden kann, während ein Fluoridbad eine Legierungszusammensetzung ergibt, welche innerhalb eines weiten Bereiches der Plattierungsbadzusammensetzung eine Ijegierungszusammensetzung ergibt, die im wesentlichen äquivalente Atomgehalte an Zinn und Nickel enthält und deshalb besonders geeignet ist zur Bildung von Widerstandsbeschichtungen, bei denen eine ganz konstante Zusammensetzung gefordert wird.

Das Pyrophosphatbad wird jedoch bevorzugt, weil es in Gegenwart eines geeigneten Additivs einen Plattierungsüberzug ermöglicht, bei dem innerhalb eines weiten Bereiches der Badzusammensetzung in gleicher Weise wie bei einem Fluoridbad im wesentlichen äquivalente Atomgehalte vorliegen und weil es nicht so korrosiv ist wie das Fluoridbad.

Hinsichtlich des Zusammensetzungsverhältnisses von Zinn zu Hickel in der Legierung wird eine Legierung mit 50 bis 85 Gew.% Zinn bevorzugt, weil sie gute Eigenschaften bei einer Widerstandsbeschichtung ergibt, weil sie gleichförmige Elektroabscheiäungs- und Egalisiereigenschaften hat und v/eil sie sehr Selektivität

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beim Ätzen gegenüber einer Kupferfolie oder dergleichen hat. Insbesondere werden Legierungszusammensetzungen, welche Zinn und Nickel in im wesentlichen äquivalentem Atomverhältnis, d.h. Legierungszusammensetzungen, enthaltend 64 bis 70 Gew.% Zinn, bevorzugt, weil die Widerstandswerte sehr leicht durch die Zugabe aus den vorerwähnten Gründen kontrolliert werden können und weil eine Widerstandsbeschichtung mit einem definierten Blattwiderstand in konstanter WEise hergestellt werden kann.

Als isolierender Träger können Laminate aus glasfaserverstärkten Epoxyharzen, glasfaserverstärkten Polyestern, glasfaserverstärkten Polyimiden, glasfaserverstärkten Polyamidoimiden, phenolharzgetränktes Papier, epoxyharzgetränktes Papier, flexible Isolierblätter oder Filme von Polyimiden, Polyestern, Polyamidoimiden, flexible glasfaserverstärkte Epoxyharze, flexibles polyamidkaschiertes Papier und dergleichen verwendet werden und solche die man erhält, indem man eine Aluminiumoder Eisenplatte auf eine der vorerwähnten verschiedenen Isolierlaminate in der Wärme aufbringt und zwar auf die Oberfläche gegenüber der Seite, auf welcher die Widerstandsbeschichtung aufgebracht werden soll.

Als isolierender Träger können auch anorganische Stoffe, wie keramische Platten oder Glasplatten,auf denen eine Klebeschicht aus einem Harz oder Kautschuk, wie einem Epoxyharz, Polyester, Polyurethan, Polyamidoimid, Polyimid, Kautschuk und dergleichen aufgebracht wurde, verwendet werden.

Bisher wurde die Erfindung der Einfachheit halber nur hinsichtlich eines Aufbaus beschrieben, bei dem die Widerstandsbeschichtung und die Schicht aus einem sehr leitfähigen Material an einer Seite eines isolierenden Trägers vorgesehen sind. Das

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erfindungsgemässe Substrat zur Herstellung einer gedruckten Schaltung mit Widerstandselementen kann jedoch auch strukturell verbessert oder modifiziert werden. Beispielsweise ist auch ein Aufbau in die Erfindung eingeschlossen, bei dem die Widerstandsbeschichtung und die Schicht aus einem sehr leitfähigen Material an beiden Seiten des isolierenden Trägers vorgesehen sind und ein Aufbau, bei dem die Widerstandsbeschichtung und die Schicht aus einem sehr leitfähigen Material an der gleichen Seite des isolierenden Trägers sind und eine Schicht aus einem sehr leitfähigen Material sich an der anderen Seite befindet (z.B. für die Herstellung eines Leiters oder einer Elektrode durch Ätzen und dergleichen).

Bei der Herstellung des Substrates mit einer gedruckten Schaltung mit der Widerstandsschicht gemäss der Erfindung unter Bildung einer Platte mit einer gedruckten Schaltung können bekannte Ätzlösungen als Ätzlösungen für die Schicht aus einem sehr leitfähigen Material verwendet werden. Wird beispielsweise eine Kupferfoiie verwendet, so können Eisenchlorid, Ammoniumpersulfat, Cuprichlorid, Chromsäure-Schwefelsäure-Mischlösungen oder Ammoniakchelate als Ätzlösungen verwendet werden. Der Zinn-Nickel-Legierungsüberzug ist so stabil gegen diese üblichen Ätzlösungen, dass praktisch keine Erhöhung oder Veränderung des Widerstandswertes aufgrund der Ätzung eintritt.

Ätzverfahren zur Bildung von Wxderstandseleraenten aus den Zinn-Nickel-Legierungsbeschichtungen als Widerstandsüberzug können durchgeführt werden, indem man beispielsweise die Beschichtung zunächst in eine Lösung A taucht und dann in eine Lösung B. In einigen Fällen findet allerdings in dieser Reihenfolge keinerlei Ätzung statt. In solchen Fällen kann eine Ätzung bewirkt werden, indem man zunächst in die Lösung B eintaucht und dann in die Lösung A. Warum dies so ist,ist im einzelnen nicht

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bekannt, aber man kann annehmen, dass dieses Phänomen mit der Zusammensetzung und der Struktur der Zinn-Nickel-Legierungsbeschichtung zusammenhängt.

Ätzlösung (A): 35 %-ige wässrige Chlorwasserstoffsäure Ätzlösung (B):

95 % H₂SO₄ 10,0 1

60 % HNO₃ 540 m] Wasser 6,0 1

Beispiel 1

Eine 35 um dicke Kupferfolie wurde in Stücke einer Dimension von 18 χ 15 cm geschnitten und nach 3-minütigem Eintauchen in eine Reinigungslösung (einer Lösung, hergestellt durch Verdünnen von 1 Vol. einer konzentrierten Lösung von Neutra-Clean der Shiply Company Inc. mit 1 Vol. Wasser, Temperatur 40°C) wurden sie mit Wasser gespült, 3 Minuten in eine 10 %-ige wässrige Schwefelsäurelösung eingetaucht, nochmals mit Wasser gespült und getrocknet. Eine Seite der Kupferfolienstücke wurde mit einem Klebeband zum Maskieren (SPV Nr. 224 der Nitto Electric Industry Co., Ltd.) versehen und 3 Minuten in eine 20 %-ige wässrige Chlorwasserstoffsäurelösung getaucht und nach Spülen mit entionisiertem Wasser einer Elektroplattierung unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen unterworfen, wobei Fluoridplattierungsbäder I, II bzw. III verwendet wurden.

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Tabelle 1

	SnCl₂ 2H₂O	I	II	III
Plattierbad- smsammensetzung	NiCl₂ 6H₂O	48,0 g/l	48,0 g/l	48,0 g/l
	NaF	150,0 g/l	200,0 g/l	300,0 g/l
	NH.HF₀	28,0 g/l	28,0 g/l	28,0 g/l
	28 %-iger wässriger Ammoniak	35,0 g/l	35,0 g/l	35,0 g/l
	Temperatur PH	in geringen Mengen zur pH-Einstel lung	in geringen Mengen zur pH-Einstel lung	in geringen Mengen zur pH-Einstel lung
Plattierbe dingungen	Strom dichte	65°C 3,0 (25°C)	65°C 3,0 (25°C)	65°C 3,0 (25°C)
	Rühren	0,14 A/dm²	0,14 A/dm²	0,14 A/dm²
	Anode	nein	nein	nein
	Ni-Platte	Ni-Platte	Ni-Platte

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Die Plattierung wurde in jedem Plattierbad dreimal durchgeführt, wobei die Plattierungszeit von 125 Sekunden auf 200 Sekunden und 300 Sekunden verändert wurde und nach der Elektroabscheidung wurden die Kupferfolienstücke herausgenommen und das Maskierungsklebeband entfernt, und dann wurde gespült und getrocknet.

In dem vorerwähnten Plattierverfahren beobachtete man die Tendenz, dass die Dicke der Plattierungsbeschichtung an den Randgebieten der Kupferfolienteile etwas dicker war als an der inneren Fläche und dadurch wurde eine Verminderung des Blattwiderstandes bewirkt. Bei dem vorliegenden Beispiel jedoch erzielte man bei der Verwendung der angegebenen Plattierungsbäder einheitliche Elektroabscheidungen und die wirksame Fläche als Widerstandsbeschichtung war etwa 80 %.

Es wurden dann die wirksamen Teile aus den plattierten Kupferfolienstücken ausgeschnitten und ein mit Epoxyharz imprägniertes Glastuch (als Prepreg bezeichnet) wurde auf die Seite mit der Widerstandsbeschichtung der Kupferfolienteile aufgelegt und durch Wärmeverpressen damit vereint, wobei man eine Laminierpresse verwendete und ein Substrat mit einer gedruckten Schaltung und einer Widerstandsbeschichtung erhielt.

Jedes der so erhaltenen Substrate für eine gedruckte Schaltung wurde in der bereits beschriebenen Weise bearbeitet, unter Ausbildung einer Platte für eine gedruckte Schaltung mit Widerstandselementen .

Die Bedingungen zum Ätzen der Kupferfolie und der Widerstandsbeschichtung waren die folgenden:

Bedingungen zum Ätzen der Kupferfolie:

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Ätzlösung

Temperatur

PH
Zeit

: Neutra-Etch V-1 der Shiply Company

Inc.
: 52°C
: 7,5 (25°C) : 3 Minuten (Dicke der Kupferfolie

35um)

Bedingungen zum Ätzen der Widerstandsbeschichtung (Eintauchen in eine 25 C warme Lösung A und dann in eine 25 C warme Lösung B).

Ätzlösung (A): 35 %-ige wässrige Chlorwasserstoffsäure Ätzlösung (B): Formulierung

95 % H₂SO₄ 60 % HNO₃ Wasser

1O,O 1 540 ml 6,0 1

Zeit:

Wird in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Widerstandsbeschichtung

Lösung (A)

Lösung (B)

Plattierungs- zeit	125	sek	3	min	2	min
	200	sek	5	min	3	min
	340	sek	10	min	6	min

Eine zweite Kupferfolienätzung (eine Kupferfolienätzung entsprechend der Fläche eines Widerstandsmusters) wurde unter den

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gleichen Bedingungen wie bei der vorher beschriebenen Ätzung der Kupferfolie durchgeführt. In diesem Falle war ein zu starkes Ätzen an der darunterliegenden Widerstandsbeschichtung kaum festzustellen. Deshalb wurde auch keine Erhöhung des Blattwiderstands aufgrund einer Ätzung bemerkt. Das bedeutet, dass die Ätzselektivität sehr gut ist.

Beträgt die normale Ätzzeit 3"Minuten, so wird bei einer Ätzzeit, die man freiwillig auf 6 Minuten erhöht, der Blattwiderstand nur um 1 bis 2 % erhöht.

Nach der zweiten Ätzung der Kupferfolienteile wurden diese gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. Eine Lötabdeckung wurde durch Siebdruck auf die Widerstandsfläche gebracht und dann in der Hitze gehärtet und auf diese Weise erhielt man Platten für eine gedruckte Schaltung mit Widerstandselementen.

Die Widerstandseigenschaften dieser Platten für eine gedruckte Schaltung mit Widerstandselementen sind in Tabelle 3, die die vorgenannten Plattierungsbedingungen wiedergibt, angegeben.

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Tetbella 3

	125	I	340	125	II	340	125	III	340	[O
	66,5	2OO	66,5	65,4	300	65,3	65,2	200	65,3	O I
Plattierzeit (sek)	400 (±7)	66,8	100 (±3)	400 (±7)	65,4	100 (±3)	380 (±7)	64,9	100 (+3)
Zusammensetzting der Widerstandsbeschich- tung (Zinn Geiw.%)	<+150	200 (±5)	<+50	<+150	200 (±5)	<+50	<+150	195 (+5)	<+50
Blattwiderstand (■Ω/θ) (Veränderungen des Blattwiderstan des %)	<+0,7	<+8O	<+0,5	<+0,7	<+80	<+0,5	<+0,7	4+80	<+0,5
* 1	<+1 ,0	<+0,7	<+0,3	<+1 ,0	<+0,7	< +0,3	<+1,0	<+0,7	<+0,3
* 2		<+0,7			<+0,7			<+0,7
* 3

*1 Temperaturkoeffizient des Widerstandes (PPM/°C) (Temperaturbereich -65 - 125°C)

*2 Feuchtigkeitswiderstand (%) (40⁰C, relative Feuchtigkeit 95 %; Veränderungsgrad des Widerstandes nach 240 Stunden ohne Belastung)

*3 Wärmebeständigkeit in einem Lötmittel (%) (Grad der Veränderung des Widerstandes nach Eintauchen in ein 26O°C Lötmittel während 20 Sekunden)

Der Zinngehalt der Widerstandsbeschichtungs-Zusammensetzung in der vorgenannten Tabelle ist der Wert, den man beim Eintauchen der plattierten Kupferfolie in die vorgenannten Ätzlösungen (A) und (B) für die Widerstandsbeschichtung zum Auflösen der Widerstandsbeschichtung (der Zin-Nickel-Legierungs-Plattierungsbeschichtung) erhält, wenn man den Gehalt an Zinn und Nickel durch Atomabsorptionsspektroskopie analysiert.

Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, ergeben die drei Plattierungsbäder I, II und III mit unterschiedlichen Plattierungsbadzusammensetzungen ausserordentlich angenäherte Zusammensetzungen der plattierten Legierungsbeschichtungen (Widerstandsbeschichtungen) und Legierungszusammensetzungen mit im wesentlichen äquivalenten Atomverhältnissen. Dies wird daraus ersichtlich, dass die Widerstandsbeschichtungen etwa die gleichen Eigenschaften aufweisen. Die Tatsache, dass beim Plattieren während Sekunden eine Plattierungsbeschichtung von etwa 100 R Dicke mit einem stabilen Blattwiderstandswert von so hoch wie etwa 400 ^VjQ erhalten wurde, zeigt, dass diese dünne Dicke die Egalisiereigenschaften der Beschichtung nicht stört.

Beispiel 2

Gedruckte Schaltungen wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ein Pyrophosphat-Plattierungsbad verwendet wurde, nachdem auf der einen Seite der Kupferfolie eine Zinn-Nickel-Legierungs-Plattierungsbeschichtung als Widerstandsbeschichtung gebildet worden war. Die Ergebnisse, die man erzielte bei der Herstellung von Platten für gedruckte Schaltungen mit Widerstandselementen beim weiteren Verarbeiten werden nachfolgend gezeigt. In diesem Beispiel war die wirksame

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Fläche der Widerstandsbeschichtung etwa 80 %, die Gleichmässigkeit der Elektroabscheidungseigenschaften waren gut und die Ätzselektivität war so gut wie in Beispiel 1.

Die Plattierbedingungen und die Widerstandseigenschaften der entsprechenden Widerstandsschaltungen werden in Tabelle 4 angegeben.

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Tabelle 4

CO ö co 00 NS

at

Plattierbadzusammensetzung

SnCl₂-2H₂O NiCl₂-6H₂O

^K4^P2°7*^3H2° Ammoniumcitrat

28 %-iger wässriger Ammoniak

Plattierbedingungen

Temperatur

pH

Stromdichte

Rühren

Anode

Plattierzeit(sek)

Zusammensetzung der Widerstandsbeschichtung (Zinn Gew.%) Zeit für das Ätzen der Widerstandsbe schichtung (min)

*1 *2 *3

*5 *6

IV

19,0 g/l 30,0 g/l

200 g/l 20 g/l

geringe Menge zur pH-Einstellung

50°C

8,2 (25°C) 0,1 A/cm²

nein Ni-Platte

140 65,8

4 3

150 (+4).

<+40 <+0,4 <+0,3

300 65,9

7 3

50 (±4)

<+40

<+0,4

<+0,3

: V

52,8 g/l

30,0 g/l

200 g/l

20 g/l

geringe Menge zur pH-Einstellung

50	⁰C
8,2	(25°C)
0,1	A/cm²
	nein
Ni-Platte

70 66,2

300 (±5)

<+70

<+0,7

140 66,8

4 3

150 (±4)

<+40

<+0,4

<+0,3

300 66,8

50 Nj (±4) <0 •I

<+40 -

<+0,3

* 1 Lösung (A)

* 2 Lösung (B)

* 3 Blattwiderstand (-fl/Q ) (Veränderung im Blattwider

etand) (%) Temperatu

peraturbereich -65 bis +125⁰C)

* 4 Temperaturkoeffizient des Widerstandes (PPM/°C) Tem-

*5 Feuchtigkeitsbeständigkeit (%) (40⁰C relative Feuchtigkeit 95 %; Grad der Änderung des Widerstandes nach 240 Stunden ohne Belastung)

*6 Wärmebeständigkeit in Lötmasse (%) (Veränderungsgrad des Widerstandes nach 20-sekündigem Eintauchen in ein 26O°C-Lötbad).

Obwohl die Erfindung hier ausführlich beschrieben wurde hinsichtlich besonderer Ausführungsformen, ist für den Fachmann ersichtlich, dass Veränderungen und Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen..

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

( 1. J Substrat für eine gedruckte Schaltung mit einer Widerstandsbeschichtung, gekennzeichnet durch einen isolierenden Träger, der auf wenigstens einer Seite eine Schicht aus einem hoch-leitfähigen Material hat, die zwischen einer Widerstandsbeschichtung liegt, wobei die Widerstandsbeschichtung aus einer Zinn-Nickel-Legierung besteht.
2. Substrat für eine gedruckte Schaltung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Widerstandsüberzug aus einer Zinn-Nickel-Legierung, enthaltend etwa 50 bis etwa 85 Gew.% Zinn, besteht.

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ORIGINAL TNSPECtID
3. Substrat für eine gedruckte Schaltung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Widerstandsbeschichtung aus einer Zinn-Nickel-Legierung, enthaltend

64 bis 70 Gew.% Zinn, besteht.
4. Substrat für eine gedruckte Schaltung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Widerstandsbeschichtung durch Plattieren einer Zinn-Nickel-Legierung hergestellt worden ist.
5. Substrat für eine gedruckte Schaltung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Plattierung durch Elektroplattierung vorgenommen wurde.
6· Substrat für eine gedruckte Schaltung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Dicke der Widerstandsbeschichtung aus einer Zinn-Nickel-Legierung im Bereich von etwa 70 bis 2000 8 liegt.
7. Substrat für eine gedruckte Schaltung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Blattwiderstand der Widerstandsbeschichtung aus einer Zinn-Nickel-Legierung im Bereich von etwa 20 bis 450 Si /Quadrateinheit beträgt.

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