DE19951721A1

DE19951721A1 - Very fine circuit production on polymer involves structurization by erosion with short wavelength electromagnetic radiation using metal coat penetrated by photons and erosion by plasma formed at interface with polymer

Info

Publication number: DE19951721A1
Application number: DE19951721A
Authority: DE
Inventors: Joerg Kickelhain; Dieter Meier
Original assignee: LPKF Laser and Electronics AG
Current assignee: LPKF Laser and Electronics AG
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2000-06-15

Abstract

In making very fine circuits by structurized metallization, insulation channels are made by using (i) a metal base coat of maximum thickness corresponding to the photon penetration depth of short wavelength electromagnetic radiation and (ii) energy density such that the radiation penetrates the metal and a plasma caused by energy absorbed at the polymer substrate interface removes metal, giving sharp-edged channels and no residue. Structurized metallization of polymer substrates for making very fine circuits involves (a) completely covering the substrate with a base layer; (b) using short-wavelength electromagnetic radiation, preferably ultraviolet radiation, more especially from a laser, to remove the base layer completely in areas requiring insulating channels; and (c) electroless metallization of the remaining structurized base layer. The novel features are that (i) the base layer is a metal layer with a maximum thickness corresponding to the photon penetration depth of the radiation used; and (ii) the energy density is regulated so that the radiation penetrates the metal without causing erosion and the energy is absorbed at the interface with the polymer substrate, forming a plasma that removes the metal to form insulating channels with sharp edges and no residue.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur strukturierten Metallisierung der Oberfläche von polymeren Substraten zur Herstellung von Feinstleiterschaltungen, wobei auf die Oberfläche des Substrates eine Basisschicht vollflächig aufgetragen wird, dann durch eine im Bereich der einzubringenden Isolationskanäle einwirkende kurzwellige elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im UV-Bereich, insbesondere eines Lasers, in die Basisschicht Isolationskanäle durch vollständigen Abtrag der Basisschicht eingearbeitet werden, und nachfolgend die verbliebene strukturierte Basisschicht in einem stromlosen Metallisierungsbad mit metallischen Leiterbahnen versehen wird.The invention relates to a method for structured metallization of the surface of polymeric substrates for the production of fine conductor circuits, being on the surface of the substrate, a base layer is applied over the entire surface, then by one in the area of the insulation channels to be introduced, acting short-wave electromagnetic Radiation, preferably in the UV range, in particular a laser, into the base layer Insulation channels can be incorporated by completely removing the base layer, and subsequently the remaining structured base layer in an electroless one Metallization bath is provided with metallic conductor tracks.

In der DE 39 22 478 A1 ist ein Verfahren zur Strukturierung kupferkaschierter Polymeroberflächen beschrieben, bei dem mittels eines Excimerlasers ein direkter Abtrag einer Restkupferschicht und einer Kunststoffschicht erfolgt. Hier ist es vor allem nachteilig, daß der Abtrag der relativ dicken Kupferschicht mit einer Wärmeentwicklung einhergeht, die die Kantenschärfe der erzeugten Strukturen nachteilig beeinflußt.DE 39 22 478 A1 describes a method for structuring copper-clad Described polymer surfaces, in which a direct removal by means of an excimer laser a residual copper layer and a plastic layer. The main disadvantage here is that the removal of the relatively thick copper layer is accompanied by a heat development, the the edge sharpness of the structures produced adversely affected.

In der Zeitschrift "Galvanotechnik 84" (1993), Nr. 2, Seiten 570 ff., ist in dem Artikel "Herstellung flexibler Schaltungen mit Bayprint - eine zukunftsweisende Technologie" ein Verfahren beschrieben, das ohne Belichtung und ohne Ätzung arbeitet. Hier wird eine Polymeroberfläche mit einem Primer, d. h. mit einer haftvermittelnden Schicht, im Siebdruckverfahren bedruckt. Die Leiterbahnstrukturen werden hier bereits durch eine strukturierte Beschichtung mit dem Primer vorgegeben. Der Primer ist nichtleitend, haftet gut auf der Polymeroberfläche und weist nach einem Trocknungsvorgang an einer Oberseite eine poröse Struktur auf, die anschließend eine haftfeste Verankerung einer stromlos abgeschiedenen Metallschicht ermöglicht. Die Metallschicht bildet dann die Leiterbahn. Dieses Verfahren weist zwar den Vorteil auf, daß es relativ einfach zu handhaben ist, es ist jedoch durch die Anwendung des Siebdruckes auf Leiterbahnbreiten und Abstände der Isolationskanäle von größer als 100 µm begrenzt.In the magazine "Galvanotechnik 84" (1993), No. 2, pages 570 ff., The article "Production of flexible circuits with Bayprint - a future-oriented technology" Described method that works without exposure and without etching. Here is one Polymer surface with a primer, i.e. H. with an adhesion-promoting layer, in Screen printing process printed. The conductor track structures are already here by a structured coating with the primer. The primer is non-conductive, is liable good on the polymer surface and shows a drying process A porous structure on top, which is then firmly anchored metal layer deposited without current. The metal layer then forms the Conductor track. This method has the advantage that it is relatively easy to do handle, but it is due to the application of screen printing on conductor widths and distances between the insulation channels of greater than 100 microns.

Durch die EP 0 727 925 ist es auch bereits bekannt geworden, auf die Oberfläche des Substrats eine Primerschicht im Bereich einer später aufzubringenden Metallschicht vollflächig aufzutragen und durch eine in bestimmten Bereichen einwirkende elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich, insbesondere eines Excimerlasers mit relativ hoher Energiedichte, in die Primerschicht Isolationskanäle durch vollständigen direkten Abtrag einzuarbeiten, wobei dann nachfolgend die verbliebene strukturierte Primerschicht zur Ausbildung von Leiterbahnen in einem stromlosen Metallisierungsbad mit einer Metallschicht versehen wird.From EP 0 727 925 it has also become known that the surface of the Substrate a primer layer in the area of a metal layer to be applied later to be applied over the entire surface and by one acting in certain areas electromagnetic radiation in the UV range, in particular an excimer laser with relative high energy density, insulation channels through complete direct into the primer layer To incorporate removal, followed by the remaining structured primer layer for the formation of conductor tracks in an electroless metallization bath with a Metal layer is provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine hochauflösende strukturierte Metallisierung der Oberfläche von Substraten, insbesondere von Leiterplatten, schnell und wirtschaftlich ermöglicht.The invention has for its object to provide a method that High-resolution structured metallization of the surface of substrates, in particular of printed circuit boards, quickly and economically.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1. The a further embodiment of the invention can be found in the subclaims.

Indem als Basisschicht auf das Substrat ein metallischer Schichtaufbau in einer maximalen Dicke aufgetragen wird, die der Photonen-Eindringtiefe der einwirkenden elektro magnetischen Strahlung entspricht, und indem die Energiedichte der elektromagnetischen Strahlung derart eingestellt wird, daß der metallische Schichtaufbau ohne Abtrag durchstrahlt und die Energie im wesentlichen an der Phasengrenze zum polymeren Substrat absorbiert wird, ist der Effekt erzielbar, daß im Bereich der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung ein sich bildendes Plasma den metallischen Schichtaufbau unter Ausbildung von Isolationskanälen sehr hoher Konturenschärfe rückstandslos entfernt. An sich war nicht zu erwarten, daß mittels einer einwirkenden kurzwelligen elektro magnetischen Strahlung eine hochauflösende und kantenscharfe Strukturierung eines metallischen Schichtaufbaus im Feinstleiterbereich möglich ist.By using a metallic layer structure as a base layer on the substrate in a maximum Thickness is applied, which is the photon penetration depth of the acting electro corresponds to magnetic radiation, and by the energy density of the electromagnetic Radiation is set so that the metallic layer structure without ablation radiates and the energy essentially at the phase boundary to the polymer Is absorbed substrate, the effect can be achieved that in the area of action of electromagnetic radiation a plasma forming the metallic layer structure with the formation of isolation channels very high contour sharpness removed without residue. As such, it was not to be expected that a short-wave electro magnetic radiation a high-resolution and sharp-edged structuring of a metallic layer structure in the fine conductor area is possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der metallische Schichtaufbau in einer Dicke von 5 bis 500 nm, vorzugsweise in einer Dicke von 10 bis 100 nm aufgetragen. Wie sich gezeigt hat, ist völlig überraschend, daß das sich unterhalb eines metallischen Schichtaufbaus dieser geringen Dicke ausbildende Plasma offenbar dazu in der Lage ist, den Schichtaufbau rückstandslos zu entfernen, wobei in vorteilhafter Weise äußerst randscharfe Bruchkanten ausgebildet werden. Es sind somit extrem saubere Schnittkanten erzielbar, die bisher nicht erreichbar waren.According to a preferred embodiment of the invention, the metallic Layer structure in a thickness of 5 to 500 nm, preferably in a thickness of 10 to 100 nm applied. As has been shown, it is completely surprising that this is below one Metallic layer structure of this small thickness plasma apparently to do so in is able to remove the layer structure without residue, advantageously extremely sharp edges are formed. So they are extremely clean Cutting edges can be achieved that were previously unattainable.

Der Schichtaufbau ist von einem bei der stromlosen Metallisierung katalytisch wirkenden Metall gebildet, das es ermöglicht, den nach der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung verbliebenen strukturierten Schichtaufbau anschließend in einem stromlosen Metallisierungsbad mit Leiterbahnen zu versehen.The layer structure is of a catalytic effect in the electroless metallization Metal formed, which makes it possible after the exposure to electromagnetic Radiation remaining structured layer structure then in an electroless Metallization bath to be provided with conductor tracks.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der metallische Schichtaufbau zweischichtig von einem auf der Oberfläche des Substrates aufgetragenen Metallhaftfilm und von einem auf dem Metallhaftfilm aufgetragenen, aus dem katalytisch wirkenden Metall bestehenden Metallfilm ausgebildet ist. Der Metallhaftfilm optimiert hier die Haftung des metallischen Schichtaufbaus und somit der Leiterbahnen auf der Oberfläche des Substrates.It can be advantageous if the metallic layer structure has two layers from one to the other the surface of the substrate applied metal adhesive film and from one on the Metal adhesive film applied, consisting of the catalytically active metal film is trained. The metal adhesive film optimizes the adhesion of the metallic one Layer structure and thus the conductor tracks on the surface of the substrate.

Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Schichtaufbau bzw. der Metallfilm vorzugsweise aus Au, Cu, Pd, Pt, Ag, Al bzw. aus Legierungen dieser Metalle besteht. Der Metallhaftfilm besteht vorzugsweise aus Cr. Vorzugsweise wird der Schichtaufbau durch Aufdampfen bzw. Sputtern aufgebracht.In the context of the invention it is provided that the layer structure or the metal film preferably consists of Au, Cu, Pd, Pt, Ag, Al or alloys of these metals. The Metal adhesive film is preferably made of Cr. The layer structure is preferably carried out by Evaporation or sputtering applied.

Vorzugsweise wird der metallische Schichtaufbau in den Isolationskanälen zwischen den späteren Leiterbahnen mittels eines Krypton-Fluorid-Excimerlasers mit einer Wellenlänge von 248 nm und einer geringen Energiedichte von 100-200 mJ/cm² abgetragen. Wie sich gezeigt hat, ist es insbesondere bei Verwendung eines Krypton-Fluorid-Excimerlasers möglich, feinste Isolationskanäle und Leiterbahnen mit einer Breite bis zu etwa 5 µm zu strukturieren. Der Arbeitsbereich erstreckt sich von ca. 5 µm bis ca. 200 µm, insbesondere auf etwa 20-40 µm. Wie sich gezeigt hat, ist aufgrund des geringen Energieeinsatzes in der Regel je Flächeneinheit lediglich ein einziger Laserimpuls erforderlich, um die Strukturen zu erzeugen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich daher auch durch eine große Schnelligkeit und hohe Wirtschaftlichkeit aus.The metallic layer structure in the insulation channels between the later conductor tracks is preferably removed by means of a krypton fluoride excimer laser with a wavelength of 248 nm and a low energy density of 100-200 mJ / cm ² . As has been shown, in particular when using a krypton fluoride excimer laser, it is possible to structure the finest insulation channels and conductor tracks with a width of up to approximately 5 μm. The working range extends from approx. 5 µm to approx. 200 µm, especially around 20-40 µm. As has been shown, due to the low energy input, usually only a single laser pulse is required per unit area in order to generate the structures. The method according to the invention is therefore also characterized by great speed and high economy.

Es ist beispielsweise auch möglich, unter Wahrung der genannten Vorteile, die Isolationskanäle mittels eines frequenzkonvertierten Nd:YAG-Festkörperlasers auszubilden. Hier kann es sich z. B. um einen frequenzverdoppelten Nd:YAG-Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von λ = 532 nm, einer Laserfrequenz von 5 kHz und einer mittleren Leistung von etwa 6 W handeln.It is also possible, for example, while maintaining the advantages mentioned Form isolation channels using a frequency-converted Nd: YAG solid-state laser. Here it can be z. B. a frequency-doubled Nd: YAG solid-state laser with a Wavelength of λ = 532 nm, a laser frequency of 5 kHz and an average power of about 6 W.

Die Isolationskanäle können beispielsweise aber auch mittels eines frequenzverdreifachten Nd:YAG-Festkörperlasers mit einer Wellenlänge von λ = 355, einer Laserfrequenz von 5 kHz und einer mittleren Leistung von etwa 0,5-1 W ausgebildet werden.The isolation channels can also be tripled, for example, by means of a frequency Nd: YAG solid-state laser with a wavelength of λ = 355, a laser frequency of 5 kHz and an average power of about 0.5-1 W are formed.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können äußerst feine Isolationskanäle und Leiterbahnen mit einer Breite von 5 µm bis 200 µm, vorzugsweise 10 µm bis 100 µm, erzeugt werden. Vorteilhaft ist beim vorliegenden Verfahren außerdem die Tatsache, daß unter Anwendung von Excimerlasern, verbunden mit dem Einsatz optischer Komponenten, auch die Strukturierung gekrümmter Substratmaterialien möglich ist.Extremely fine insulation channels and Conductor tracks with a width of 5 µm to 200 µm, preferably 10 µm to 100 µm, be generated. Another advantage of the present method is the fact that using excimer lasers combined with the use of optical components, The structuring of curved substrate materials is also possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die elektromagnetische Strahlung unter Verwendung einer im Strahlengang des Excimerlasers angeordneten Maske oder mittels eines Abbildungsverfahrens aufgebracht. Auch ist es möglich, den metallischen Schichtaufbau in den Isolationskanälen mittels eines fokussierten Laserstrahls abzutragen. Die genannten Verfahren ermöglichen es, den Laserstrahl fein strukturiert auf den metallischen Schichtaufbau einwirken zu lassen.According to a preferred embodiment of the invention, the electromagnetic Radiation using a mask arranged in the beam path of the excimer laser or applied by means of an imaging process. It is also possible to use the metallic Removing the layer structure in the insulation channels by means of a focused laser beam. The methods mentioned allow the laser beam to be finely structured on the to allow metallic layer structure to act.

Es ist im übrigen von erheblichem Vorteil, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch räumliche elektronische Schaltungsträger, wie das Innere von Gerätegehäusen, in der beschriebenen Art und Weise mit Leiterbahnen äußerst feiner Struktur versehen werden können. Alle erforderlichen Verfahrensschritte sind auch an gewölbten Oberflächen problemlos durchführbar. Auch auf die Oberfläche eines stark gewölbten Substrates kann der metallische Schichtaufbau z. B. durch Aufdampfen bzw. Sputtern aufgetragen werden. Die Einwirkung der Strahlung eines Excimerlasers kann beispielsweise über eine entsprechend geformte Schablone gleichfalls an beliebig gekrümmten Oberflächen von Substraten mit größter Präzision erfolgen. Nicht zuletzt bereitet der abschließende Auftrag der Metallschicht auch an gewölbten Oberflächen keine Schwierigkeiten. Erfindungsgemäß ist es möglich, elektrische und mechanische Elemente auf nahezu beliebig geformten Leiterplatten zu integrieren.It is also of considerable advantage that by means of the method according to the invention also spatial electronic circuit carriers, such as the inside of device housings, in the described manner can be provided with conductor tracks of extremely fine structure can. All necessary process steps are also on curved surfaces feasible without any problems. Can also be applied to the surface of a strongly curved substrate the metallic layer structure z. B. be applied by vapor deposition or sputtering. The effect of the radiation from an excimer laser can be, for example, via a accordingly shaped template also on any curved surfaces of Substrates with the greatest precision. Last but not least, the final order prepares the metal layer no problem even on curved surfaces. According to the invention it is possible to build electrical and mechanical elements on almost any shape Integrate circuit boards.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawing and is in following described in more detail. Show it:

Fig. 1, einen Querschnitt durch eine Leiterplatte mit einem aufgetragenen metallischen Schichtaufbau, Fig. 1, a cross section through a printed circuit board with a deposited metallic layer structure,

Fig. 2, einen Querschnitt durch die Leiterplatte gemäß Fig. 1, mit durch die Einwirkung einer kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung abgetragenen Isolationskanälen, FIG. 2 shows a cross section through the printed circuit board according to FIG. 1, with insulation channels removed by the action of a short-wave electromagnetic radiation,

Fig. 3, einen Querschnitt durch die Leiterplatte gemäß Fig. 1 und 2, mit einer aufgebrachten Metallschicht. Fig. 3, a cross section through the circuit board according to FIGS. 1 and 2, with an applied metal layer.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Substrat, d. h. eine Leiterplatte bezeichnet, die in an sich bekannter Weise aus einem nichtleitenden Polymer besteht. Auf der Oberfläche des Substrates 1 ist ein metallischer Schichtaufbau 2 in einer Dicke von 5 bis 500 nm, vorzugsweise in einer Dicke von 10 bis 100 nm aufgebracht. Das Aufbringen des metallischen Schichtaufbaus 2 erfolgt z. B. durch Aufdampfen bzw. Sputtern. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der metallische Schichtaufbau 2 zweischichtig von einem auf das Substrat 1 aufgedampften Metallhaftfilm 3 und von einem auf den Metallhaftfilm 3 aufgedampften Metallfilm 4 gebildet. Der Metallhaftfilm 3 besteht z. B. aus Cr und dient der Herstellung einer sicheren Haftung des metallischen Schichtaufbaus 2 auf dem Substrat 1. Der Metallfilm 4 ist, um eine spätere stromlose Metallisierung zu ermöglichen, von einem katalytisch wirkenden Metall gebildet. Grundsätzlich kann der metallische Schichtaufbau 2 jedoch durchaus auch einschichtig aufgebaut und ausschließlich von einem katalytisch wirkenden Metall gebildet sein. Wichtig ist es, daß der metallische Schichtaufbau 2 in den später zu metallisierenden Bereichen vollflächig auf die Oberfläche des Substrates 1 aufgebracht ist.In the drawing, 1 denotes a substrate, ie a printed circuit board, which consists of a non-conductive polymer in a manner known per se. A metallic layer structure 2 is applied to the surface of the substrate 1 in a thickness of 5 to 500 nm, preferably in a thickness of 10 to 100 nm. The application of the metallic layer structure 2 takes place, for. B. by vapor deposition or sputtering. In the present embodiment, the metallic layer structure 2 has two layers constituted by a vapor-deposited on the substrate 1 adherent metallic film 3, and a vapor-deposited on the metal bonding film 3 metal film. 4 The metal adhesive film 3 consists, for. B. from Cr and serves to produce a secure adhesion of the metallic layer structure 2 on the substrate. 1 The metal film 4 is formed from a catalytically active metal in order to enable a later electroless metallization. In principle, however, the metallic layer structure 2 can also be constructed in one layer and be formed exclusively from a catalytically active metal. It is important that the metallic layer structure 2 is applied to the entire surface of the surface of the substrate 1 in the areas to be metallized later.

Aus der Fig. 2 der Zeichnung ist ersichtlich, daß der metallische Schichtaufbau 2 des Substrates 1 zur Strukturierung einer kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung 5 z. B. eines in der Zeichnung nicht dargestellten Excimerlasers ausgesetzt wird. Sofern die Eindringtiefe der Photonen beispielsweise etwa 20 bis 30 nm beträgt, so wird dabei der metallische Schichtaufbau 2, sofern dessen Dicke geringer ist als die Eindringtiefe der Photonen, ohne Abtrag durchstrahlt und die Energie im wesentlichen erst an der Phasengrenze zum polymeren Substrat 1 absorbiert. Ein sich im Bereich der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung an der Phasengrenze zum polymeren Substrat 1 unterhalb des metallischen Schichtaufbaus 2 ausbildendes, in der Zeichnung nicht dargestelltes Plasma bewirkt dann, daß der metallische Schichtaufbau 2 unter Ausbildung von Isolationskanälen 6 rückstandslos entfernt wird. From Fig. 2 of the drawing it can be seen that the metallic layer structure 2 of the substrate 1 for structuring a short-wave electromagnetic radiation 5 z. B. is exposed to an excimer laser, not shown in the drawing. If the penetration depth of the photons is, for example, about 20 to 30 nm, the metallic layer structure 2 , provided that its thickness is less than the penetration depth of the photons, is irradiated without removal and the energy is absorbed essentially only at the phase boundary with the polymeric substrate 1 . A plasma which is formed in the area of the action of the electromagnetic radiation at the phase boundary with the polymeric substrate 1 below the metallic layer structure 2 and is not shown in the drawing then causes the metallic layer structure 2 to be removed without residue, with the formation of isolation channels 6 .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der metallische Schichtaufbau in einer Dicke von lediglich 10 bis 20 nm aufgetragen. Wie sich gezeigt hat, ist das sich unterhalb eines metallischen Schichtaufbaus dieser geringen Dicke ausbildende Plasma völlig überraschend offenbar dazu in der Lage, den Schichtaufbau rückstandslos abzusprengen, wobei in vorteilhafter Weise äußerst randscharfe Bruchkanten ausgebildet werden. Es sind somit extrem saubere Schnittkanten erzielbar, die bisher nicht erreichbar waren. Es ist somit möglich, in der Primerschicht 2 feinste Strukturen mit einer Breite von bis zu etwa 5 µm zu erzeugen. Beim Abtrag des metallischen Schichtaufbaus 2 ist jedoch zu beachten, daß eine später aufgebrachte Metallschicht 7 möglicherweise auch an den Rändern der Isolationskanäle 6 aufgebaut wird. Die Isolationskanäle 6 müssen aus diesem Grunde an jedem dieser Ränder um die Stärke der aufgebrachten Metallschichten 7 breiter abgetragen werden, als es an sich für die Isolierung erforderlich ist.According to a preferred embodiment of the invention, the metallic layer structure is applied in a thickness of only 10 to 20 nm. As has been shown, the plasma which forms below a metallic layer structure of this small thickness is surprisingly capable of blasting off the layer structure without any residues, advantageously with extremely sharp edges. This means that extremely clean cutting edges can be achieved that were previously unattainable. It is thus possible to produce the finest structures in the primer layer 2 with a width of up to approximately 5 μm. When removing the metallic layer structure 2 , however, it should be noted that a later applied metal layer 7 may also be built up at the edges of the insulation channels 6 . For this reason, the insulation channels 6 have to be removed wider at each of these edges by the thickness of the applied metal layers 7 than is actually required for the insulation.

Ein weiterer vorteilhafter Effekt ergibt sich aus der Tatsache, daß der vorzugsweise durch Aufdampfen bzw. Sputtern auf das Substrat 1 aufgebrachte metallische Schichtaufbau 2 scharf abgegrenzt auf dessen Oberfläche angeheftet ist, ohne diese zu durchdringen. Es ist folglich zum erforderlichen sicheren, vollständigen Abtrag des metallischen Schichtaufbaus 2 im Vergleich zu den bekannten Verfahren nicht erforderlich, auch das Substrat oberflächlich zu entfernen. Es ergibt sich letztlich erst hieraus die Möglichkeit, in äußerst vorteilhafter Weise sehr schnell mit einer elektromagnetischen Strahlung 5 einer so geringen Energiedichte zu arbeiten, daß weder ein direkter Abtrag des metallischen Schichtaufbaus 2, noch ein Polymerabtrag am Substrat 1 erfolgt. So können als sehr positiver Randeffekt schädliche Ablagerungen in den Isolationskanälen 6 sicher vermieden werden.A further advantageous effect results from the fact that the metallic layer structure 2 , which is preferably applied to the substrate 1 by vapor deposition or sputtering, is adhered to the surface in a sharply delimited manner without penetrating it. It is consequently not necessary in order to remove the metallic layer structure 2 reliably and completely, in comparison to the known methods, to also remove the substrate on the surface. Ultimately, this results in the possibility of working very quickly with electromagnetic radiation 5 of such a low energy density in an extremely advantageous manner that neither a direct removal of the metallic layer structure 2 nor a polymer removal on the substrate 1 takes place. In this way, harmful deposits in the insulation channels 6 can be reliably avoided as a very positive edge effect.

Die Begrenzung der Strahlung 5 auf den Bereich der Isolationskanäle 6 des metallischen Schichtaufbaus 2 erfolgt beispielsweise durch die Anordnung einer Maske im Strahlengang eines Excimerlasers. Selbstverständlich ist es auch möglich, mittels eines Abbildungs verfahrens bzw. mittels eines fokussierten Laserstrahls, den metallischen Schichtaufbau 2 sehr fein strukturiert abzutragen.The radiation 5 is limited to the region of the insulation channels 6 of the metallic layer structure 2 , for example by arranging a mask in the beam path of an excimer laser. Of course, it is also possible to remove the metallic layer structure 2 in a very finely structured manner by means of an imaging method or by means of a focused laser beam.

Wie in der Fig. 3 dargestellt, wird nach dem Abtragen des metallischen Schichtaufbaus 2, d. h. nach Fertigstellung der Isolationskanäle 6, auf die verbliebenen Strukturen des metallischen Schichtaufbaus 2 eine Metallschicht 7 aufgebracht, die Leiterbahnen 8 bildet. Die Metallisierung der verbliebenen Primergeometrien erfolgt mittels eines handelsüblichen stromlosen Metallisierungsbades, wobei eine Metallstärke von 2 µm in 1 Sekunde erreichbar ist. Die stromlose Metallisierung gewährleistet eine außerordentlich gleichmäßige Schichtstärke. Die aufgebrachten Metallschichten 7 können zudem extrem dünn gehalten werden, wobei Schichtdicken mit einer Stärke von 0,5-30 µm, bevorzugt 1-10 µm, eingestellt werden.As shown in FIG. 3, after the metallic layer structure 2 has been removed, that is to say after the insulation channels 6 have been completed , a metal layer 7 , which forms conductor tracks 8, is applied to the remaining structures of the metallic layer structure 2 . The remaining primer geometries are metallized by means of a commercially available electroless metallization bath, a metal thickness of 2 μm being achievable in 1 second. The electroless metallization ensures an extremely uniform layer thickness. The applied metal layers 7 can also be kept extremely thin, layer thicknesses having a thickness of 0.5-30 μm, preferably 1-10 μm, being set.

Claims

1. A process for the structured metallization of the surface of polymeric substrates ( 1 ) for the production of fine conductor circuits, a base layer being applied over the entire surface to the surface of the substrate ( 1 ), then by short-wave electromagnetic radiation acting in the area of the insulation channels ( 6 ) to be introduced ( 3 ), preferably in the UV range, in particular a laser, insulation channels ( 6 ) are worked into the base layer by completely removing the base layer, and subsequently the remaining structured base layer is provided with metallic conductor tracks ( 8 ) in an electroless metallization bath, characterized in that that is applied as a base layer, a metallic layer structure (2) at a maximum thickness that the energy density of the electromagnetic radiation (3) is adjusted so that the photon penetration depth corresponds to the applied electromagnetic radiation (3) and, as the metallic layer structure (2) irradiates, without removal, and the energy is absorbed essentially at the phase boundary to the polymeric substrate (1), wherein log forming plasma sharp edges of the metallic layer structure (2) with the formation of the isolation channels (6) and completely removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the metallic layer structure ( 2 ) in a thickness of 5 to 500 nm, preferably in a thickness of 10 to 100 nm, is applied.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the metallic layer structure ( 2 ) is formed by a metal which acts catalytically in the electroless metallization.

4. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the metallic layer structure ( 2 ) in two layers of an on the surface of the substrate ( 1 ) applied metal adhesive film ( 3 ) and one applied to the metal adhesive film ( 3 ) , formed from the catalytically active metal metal film ( 4 ).

5. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the layer structure ( 2 ) or the metal film ( 4 ) preferably consists of Au, Cu, Pd, Pt, Ag, Al or alloys of these metals .

6. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the metal adhesive film ( 3 ) preferably consists of Cr.

7. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the layer structure ( 2 ) is applied by vapor deposition or sputtering.

8. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the isolation channels ( 6 ) by means of a krypton fluoride excimer laser formed with a wavelength of λ = 248 nm and an energy density of 100-200 mJ / cm ² become.

9. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the isolation channels ( 6 ) are formed by means of a frequency-converted Nd: YAG solid-state laser.

10. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the isolation channels ( 6 ) by means of a frequency-doubled Nd: YAG solid-state laser with a wavelength of λ = 532 nm, a laser frequency of 5 kHz and an average power of about 6 W.

11. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the isolation channels ( 6 ) by means of a frequency-tripled Nd: YAG solid-state laser with a wavelength of λ = 355, a laser frequency of 5 kHz and an average power of about 0.5-1 W can be formed.

12. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that insulation channels ( 6 ) and conductor tracks ( 8 ) with a width of 5 microns to 200 microns, preferably 10 microns to 100 microns, are generated.

13. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the electromagnetic radiation ( 3 ) is applied using a mask arranged in the beam path of the excimer laser or by means of an imaging method.

14. The method according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the electromagnetic radiation ( 3 ) is introduced by means of a focused laser beam.