Procedimiento de metalización directa.

Un método para proporcionar un revestimiento de dispersión de carbono a las superficies de un substrato,

cuyosubstrato tiene porciones conductoras y no conductoras, en un procedimiento de metalización directa, cuyo métodoconsiste en las siguientes etapas:

a) poner en contacto el substrato con la dispersión de carbono para revestir el substrato con la dispersión quecontiene carbono;

b) mover un rodillo no absorbente sobre al menos una porción de una superficie substancialmente plana delsubstrato para eliminar el exceso de dispersión de carbono de la superficie substancialmente plana delsubstrato, y a continuación

c) pasar el substrato a través de una cámara de extracción a vacío para extraer el exceso de dispersión decarbono que queda sobre las superficies del substrato.

Procedimiento de metalización directa

Campo de la invención La presente invención se dirige a métodos mejorados de fijación del revestimiento de dispersión de carbono sobre las superficies de las placas de cableado impreso.

Antecedentes de la invención Las placas de cableado impreso (también conocidas como placas de circuitos impresos o “PWB”) son generalmente un material laminado constituido por dos o más placas o láminas de cobre, que están separadas entre sí por una capa de material no conductor. Aunque generalmente se usa el cobre como metal galvanoplástico, también se pueden galvanizar otros metales, tales como el níquel, el oro, el paladio, la plata y similares. La capa o capas no conductoras son preferiblemente materiales orgánicos, tales como resinas epoxi impregnadas con fibras de vidrio. La capa no conductora puede también estar constituida por resinas termoendurecibles, resinas termoplásticas y sus mezclas, con o sin materiales reforzantes, tales como fibra de vidrio y rellenantes. Los expertos en la técnica generalmente conocen los materiales adecuados.

En muchos diseños de placas de cableado impreso, la vía o patrón eléctrico requiere una conexión entre las placas de cobre separadas en ciertos puntos del patrón, lo que puede conseguirse practicando agujeros en localizaciones deseadas a través del laminado de las placas de cobre y de la capa no conductora para conectar las placas metálicas separadas. Los diámetros típicos de los agujeros en las placas de cableado impreso varían generalmente entre aproximadamente 0, 5 y aproximadamente 10 milímetros. Se metalizan entonces los agujeros para formar una conexión entre los materiales conductores, lo cual se consigue típicamente por enchapado. Con objeto de evitar la etapa de enchapado no electrolítico de los agujeros pasantes, que requiere varias etapas que incluyen la preactivación, la activación con un activador adecuado, la aplicación de un acelerador, la deposición no electrolítica de metal (es decir, cobre) y varios aclarados antes de que pueda producirse la etapa de galvanoplastia, se han desarrollado diversos procedimientos de "metalización directa", como es bien sabido en la técnica y se describe, por ejemplo, en la Patente EE.UU. Nº 5.759.378 de Ferrier et al., cuya materia objeto es aquí incorporada como referencia en su totalidad.

A continuación, se describen brevemente las etapas del procedimiento de metalización directa:

Después de perforar los agujeros pasantes, se pueden quitar las rebabas de los agujeros para que las paredes de los agujeros sean relativamente lisas. En el caso de las placas de cableado impreso de múltiples capas, puede ser también deseable someter las placas a una operación de desembadurnamiento o retrograbado para limpiar las superficies de interfaz de cobre internas de los agujeros pasantes. Las operaciones preparatorias adecuadas son bien conocidas para los expertos en la técnica e incluyen, a modo de ejemplo y no como limitación, los procedimientos convencionales de desembadurnamiento con permanganato.

Una vez las superficies de los agujeros pasantes han quedado relativamente lisas para el enchapado, se puede someter la PWB a un procedimiento de prelimpieza para dejar la placa de cableado impreso en condiciones de recibir una dispersión conductora de carbono. Por ejemplo, se puede poner la placa de cableado impreso en un baño limpiador durante aproximadamente 1 a 10 minutos a una temperatura de aproximadamente 45°C a 70°C para eliminar grasa y otras impurezas de las superficies de las paredes de los agujeros.

A continuación, se aclara la PWB para eliminar el exceso de limpiador de la placa y se pone en contacto con una solución acondicionadora. Un método preferido de contacto con un acondicionador es sumergir la PWB limpia en un baño de acondicionador acuoso a temperatura ambiente durante un período de tiempo (v.g., aproximadamente 1-10 minutos) . La solución de acondicionador asegura que substancialmente todas las superficies de vidrio/epoxi de las paredes de los agujeros estén apropiadamente preparadas para aceptar una capa continua de partículas de carbono conductoras.

Se aplica entonces la dispersión líquida de carbono a, o se la pone en contacto con, la PWB acondicionada. Esta dispersión contiene tres ingredientes críticos - una fuente de carbono, tal como negro de carbón y/o grafito, uno o más surfactantes capaces de dispersar el negro de carbón y un medio dispersante líquido, tal como agua. Como métodos preferidos de contacto de la dispersión con la PWB, se incluyen la inmersión y la pulverización. Los expertos en la técnica conocen también otros métodos.

Al preparar la dispersión líquida de carbono, se mezclan bien entre sí los tres ingredientes críticos y cualesquiera otros ingredientes preferidos para formar una dispersión estable. Se puede conseguir esto sometiendo una forma concentrada de la dispersión líquida de carbono a molienda de bolas, molienda coloidal, molienda de alto cizallamiento, técnicas ultrasónicas o mezcla de alta velocidad u otras técnicas de mezcla estándar. Se diluye entonces la dispersión bien mezclada de negro de carbón con más agua con agitación hasta la concentración deseada para el baño operativo.

La fuente de carbono es generalmente seleccionada entre grafito, negro de carbón y sus combinaciones. Se pueden usar muchos tipos de negros de carbón, incluyendo los negros de hornos comúnmente disponibles.

Los medios dispersantes líquidos para la dispersión líquida de carbono incluyen agua y solventes orgánicos polares, incluyendo alcoholes inferiores (C1-C4) , tales como metanol, etanol, isopropanol e isobutanol; alcoholes polihídricos, tales como glicoles (es decir, trietilenglicoles) ; o alcoholes tales como cellosolve; ácidos orgánicos, tales como ácido fórmico y ácido acético; derivados de ácidos, tales como ácido tricloroacético; y ácidos sulfónicos, tales como ácido metanosulfónico; aldehídos, tales como acetaldehído; cetonas, tales como acetona; solventes aromáticos, tales como tolueno y alcoholes minerales; hidrocarburos halogenados apróticos, tales como diclorofluorometano y diclorodifluorometano (FREON®) ; dimetilformamida (DMF) ; N-metilpirrolidona; sulfóxido de dimetilo (DMSO) ; y ésteres de ácidos carboxílicos, tales como formiato de metilo, acetato de etilo y acetato de cellosolve. El medio dispersante líquido preferido es el agua, y especialmente el agua desionizada libre de calcio, flúor, yodo y otras impurezas normalmente encontradas en el agua del grifo, con objeto de minimizar la interferencia de iones extraños durante la posterior etapa de galvanoplastia.

El dispersante también contiene un surfactante capaz de dispersar el negro de carbón o el grafito en el medio dispersante líquido. Se añaden uno o más surfactantes a la dispersión con objeto de aumentar la capacidad humectante y la estabilidad del negro de carbón y de permitir la máxima penetración por el negro de carbón en los poros y fibras de la capa no conductora. Como agentes humectantes adecuados, se incluyen surfactantes aniónicos, no iónicos y catiónicos (o su combinación, tal como surfactantes anfotéricos) . Los surfactantes son seleccionados de tal modo que sean solubles, estables y preferiblemente no espumantes en la dispersión líquida de carbono. El tipo preferido de surfactante depende principalmente del pH de la dispersión. Los surfactantes adecuados son bien conocidos para los expertos en la técnica y están descritos, por ejemplo, en la Patente EE.UU. Nº 5.759.378 de Ferrier et al., cuya materia objeto es aquí incorporada como referencia en su totalidad.

La cantidad de carbono en la dispersión es típicamente menor de aproximadamente un 4% en peso de la dispersión, preferiblemente menor de aproximadamente un 2% en peso. En este mismo aspecto, el contenido en sólidos (es decir, todos los ingredientes aparte del medio dispersante líquido) es preferiblemente menor del 10% en peso de la dispersión.

La dispersión puede también contener un material fuertemente básico, tal como un hidróxido alcalino, incluyendo hidróxidos de metales alcalinos, tales como el hidróxido de potasio, el hidróxido de sodio y el hidróxido de litio, e hidróxido de amonio. Se puede añadir suficiente hidróxido alcalino a la dispersión líquida en una proporción suficiente para aumentar el pH de la dispersión que contiene carbono resultante a entre aproximadamente 10 y aproximadamente 14, y preferiblemente a entre aproximadamente 10 y aproximadamente 12.

Se pone típicamente la dispersión líquida en un recipiente adecuadamente agitado y se sumerge en, se pulveriza con, o se pone de algún otro modo en contacto con, la dispersión líquida... [Seguir leyendo]

1. Un método para proporcionar un revestimiento de dispersión de carbono a las superficies de un substrato, cuyo substrato tiene porciones conductoras y no conductoras, en un procedimiento de metalización directa, cuyo método consiste en las siguientes etapas:

a) poner en contacto el substrato con la dispersión de carbono para revestir el substrato con la dispersión que contiene carbono; b) mover un rodillo no absorbente sobre al menos una porción de una superficie substancialmente plana del substrato para eliminar el exceso de dispersión de carbono de la superficie substancialmente plana del substrato, y a continuación c) pasar el substrato a través de una cámara de extracción a vacío para extraer el exceso de dispersión de carbono que queda sobre las superficies del substrato.

2. El método según la reivindicación 1, donde el rodillo no absorbente consiste en poliuretano moldeado.

3. El método según la reivindicación 2, donde el rodillo no absorbente tiene una dureza de al menos 40 grados Shore (A) .

4. El método según la reivindicación 2, donde el rodillo no absorbente tiene una dureza de aproximadamente 15-18 grados Shore (A) .

5. El método según la reivindicación 1, donde el rodillo no absorbente no es fácilmente deformable.

6. El método según la reivindicación 1, donde la dispersión de carbono comprende una fuente de carbono, uno o más surfactantes capaces de dispersar la fuente de carbono y un medio dispersante líquido.

7. El método según la reivindicación 6, donde la dispersión que contiene carbono es aplicada sumergiendo el substrato en la dispersión o pulverizando la dispersión sobre el substrato.

8. El método según la reivindicación 1, donde el substrato es una placa de cableado impreso.

9. El método según la reivindicación 8, donde la placa de cableado impreso tiene agujeros pasantes practicados a su través.

10. El método según la reivindicación 1, que además incluye la etapa de eliminación de substancialmente toda la dispersión de carbono de las porciones conductoras del substrato.

11. El método según la reivindicación 10, donde la etapa de eliminación incluye la etapa de contacto del substrato con un mordiente capaz de micrograbar las porciones conductoras del substrato.