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Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallmuster versehenen isolierenden Trägers
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallmuster, z. B. einer Schaltung, versehenen isolierenden Trägers, bei dem auf einem teilweise, im Negativ des erwünsch- ten Musters mit einem nicht-leitenden Abdeckmaterial abgedeckten vorläufigen metallischen Träger auf galvanischem Wege Metall niedergeschlagen wird, sodann auf der mit dem niedergeschlagenen Metall- muster versehenen Seite des vorläufigen Trägers eine sich mit dem Metallmuster verklebende, den end- gültigen Träger bildende Isolierschicht gebildet wird, worauf der vorläufige Träger von der Isolierschicht und dem mit dieser verklebten Metallmuster entfernt wird.
Ein solches Metallmuster kann die Form einer Bedrahtung zur Führung des elektrischen Stromes in
Funk- und Fernsehgeräten, Hörgeräten, Rechenmaschinen, Fernsprechämtern od. dgl. aufweisen ; weiter kann es auch die Form bestimmter Einzelteile aufweisen, z. B. die von Kondensatoren, Spulen, Wider- ständen u. dgl.
Bei einem bekannten Verfahren der obenerwähnten Art wird der mit dem Abdeckmaterial teilweise abgedeckte vorläufige Träger von einer Metallfolie z. B. aus Kupfer oder Zink gebildet, welche gegebenenfalls mit einer leicht an der Folie haftenden Unterlage versehen wird. Zur Bildung des Metallmusters wird auf die unabgedeckten Teile der Metallfolie ein Metall, z. B. Silber, niedergeschlagen, das von dem Metall der Folie verschieden ist u. zw. derart, dass nach Verklebung des Metallmusters mit der den endgültigen Träger bildenden Isolierschicht und Entfernung der gegebenenfalls vorhandenen steifen Unterlage für die Metallfolie das Metall der Folie mittels eines Lösungsmittels gelöst werden kann, gegenüber dem das Metall des Musters praktisch inert ist (franz. Patentschrift Nr. 1. 106. 490).
Die Erfindung betrifft ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, das gegenüber dem bekannten Verfahren die Vorteile aufweist, dass erstens keine verschiedenen Metalle für die Metallschicht und das darauf anzubringende Metallmuster verwendet werden müssen, zweitens die Zeit, während welcher der endgültige Träger mit dem Metallmuster einem chemischen Lösungsmittel, wenn überhaupt, ausgesetzt wird, äusserst kurz sein kann und drittens ein Mindestmass an Metall verloren geht.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der vorläufige Träger von einer auf eine Trennschicht auf galvanischem Wege auf eine Metallplatte niedergeschlagenen Metallschicht mit einer Dicke von höchstens 10 Mikron, vorzugsweise 2-4 Mikron, gebildet wird und dass nach dem Auftragen der den endgültigen Träger bildenden Isolierschicht die Metallplatte entlang der Trennschicht von der alsdann mit dem Metallmuster und dem endgültigen Träger verbundenen Metallschicht getrennt wird und darauffolgend die Metallschicht von der Isolierschicht und dem mit dieser verklebten Metallmuster mechanisch und/oder chemisch entfernt wird.
Mit dem Ausdruck "auf eine Trennschicht" wird gemeint, dass die Oberfläche des vorläufigen Trägers auf aus der Galvanotechnik bekannte Weise derart vorbehandelt ist, dass die auf diese Oberfläche galvanisch niederzuschlagende Metallschicht später leicht von dem Träger abgelöst werden kann.
Der vorläufige Träger besteht vorzugsweise aus rostfreiem Metall, z. B. Chromnickelstahl.
Das Abdeckmaterial kann auf eine der in der Drucktechnik bekannten Weisen, z. B. mittels eines Seidensiebdruckverfahrens oder photographisch bei Benutzung eines lichtempfindlichen Lackes, angebracht werden.
Das Niederschlagen des Metallmusters auf den nicht durch das Abdeckmaterial abgedeckten Teilen der dünnen Metallschicht geschieht in an sich bekannterweise auf galvanischem Wege. Es muss darauf geachtet werden, dass sich das Niederschlagen des Metallmusters in einer nicht spröden Schicht vollzieht.
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Gemäss der Erfindung wird das niedergeschlagene Metallmuster durch Haftung an oder in der Oberfläche eines isolierenden Trägers'befestigt. Dies kann dadurch geschehen, dass das niedergeschlagene Metallmuster in einen geeigneten Träger gepresst oder an diesem festgeleimt wird ; es können auch beide Techniken zusammen verwendet werden.
Das Abdeckmaterial kann vor oder nach der Befestigung des niedergeschlagenen Metallmusters an
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für die Abdeckschicht, z. B. mittels Ester oder Ketonen, durchgeführt werden.
Für den endgültigen Träger lassen sich verschiedene Materialien verwenden, z. B. Kunststoffe und so- genanntes Hartpapier, das z. B. aus einer Anzahl aufeinander geklebter Papierbogen besteht, die mit
Cresolharz getränkt sind.
Die Erfindung hat im Vergleich zu den bekannten Verfahren den Vorteil, dass infolge der sehr gerin- gen Dicke der zu entfernenden Metallschicht der endgültige Träger. an dem oder in dem das niederge- schlagene Metallmuster befestigt wird, entweder gar nicht oder nur für kurze Zeit mit einer Ätzflüssigkeit in Berührung kommt, dass ferner für die Metallschicht eine äusserst geringe Menge Metall benötigt ist und überdies für die Bildung der Metallschicht und des Metallmusters dasselbe Metall verwendet werden kann.
Es kann weiter vorteilhaft sein, eine Anzahl Schichten verschiedener Metalle nacheinander auf den nicht abgedeckten Teilen der dünnen Metallschicht niederzuschlagen. Auf diese Weise kann man ver- schiedene Eigenschaften der Metallmuster erhalten. Man schlägt z. B. auf der dünnen Metallschicht, die aus Kupfer bestehen kann, zunächst eine dünne Rhodiumschicht und darauf eine stärkere Kupferschicht nieder. Aus diesen Schichten hergestellte Metallmuster haben auf der Aussenfläche eine abriebfeste Rho- diumschicht. Man kann auch auf den nicht abgedeckten Teilen der Metallschicht auf galvanischem Wege eine Blei-Zinnlegierung niederschlagen und auf dieser eine Kupferschicht.
Aus diesen Schichten herge- stellte Metallmuster sind gut lösbar. Anstatt Rhodium oder einer Blei-Zinnlegierung kann zunächst eine
Gold- oder Silberschicht angebracht werden. Auf diese Weise hergestellte Metallmuster haben eine grosse
Korrosionsfestigkeit und einen geringen Übergangswiderstand, was bei der Herstellung für Schalter wichtig ist. Weiters kann man auf einer niedergeschlagenen Kupferschicht galvanisch eine Eisen- oder Nickelschicht anbringen. Die letztere dient dazu, eine gute Haftung zwischen dem niedergeschlagenen Metallmuster und dem endgültigen isolierenden Träger zu erzielen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher veranschaulicht. In der Zeichnung veranschaulichen die Fig. I-VI schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung. Die Fig. VH-X zeigen ein zweites Beispiel, das eine Abart des ersten Verfahrens ist.
In Fig. I bezeichnet 1 eine Platte aus rostfreiem Stahl, die sich als Matrizenplatte zum Pressen von Hartpapier eignet und den vorläufigen Träger bildet. Dabei bezeichnet 2 eine 2-4 iL starke Kupferschicht, die galvanisch auf einer auf der Stahlplatte vorgesehenen Trennschicht niedergeschlagen ist. Die Trennschicht ist auf an sich bekannte Weise durch eine Vorbehandlung der Oberfläche der Platte 1, z. B. mittels einer Kaliumbichromaflosung, erhalten worden.
In Fig. II bezeichnen 1 und 2 dieselben Teile wie in Fig. 1 ; 3 bezeichnet eine örtlich angebrachte Abdeckschicht.
Diese Schicht wurde wie folgt hergestellt ; Auf der Kupferschicht wurde eine mittels Ammoniumchromat lichtempfindlich gemachte Schicht aus Polyvinylbutyral (in einer Stärke von etwa 10 IL) angebracht, die unter einem Transparent mit geschwärztem Positivbild des gewünschten Metallmusters belichtet wurde, wobei das Polyvinylbutyral an den belichteten Stellen weiter polymerisierte und die Löslichkeit stark abnahm. Mittels eines Lösungsmittels wurde darauf das nicht belichtete Polyvinylbutyral entfernte
Auf den nicht mehr von der Abdeckschicht 3 bedeckten Teilen der Kupferschicht 2 wurde das Metallmuster in erwünschter Stärke galvanisch aus einem Kupferbad niedergeschlagen. Dieses Muster ist in Fig. III mit 4 bezeichnet. Auf diese Weise ist das gewünschte Metallmuster in Hochrelief sichtbar.
Darauf wurde die rostfreie Stahlplatte 1 mit dem niedergeschlagenen Metallmuster mit einer Anzahl in Cresolharz getränkter Papierbogen unter eine Hartpapierpresse gelegt und bei 1500 gepresst, wobei das Muster 4 in. die aufeinander gestapelten Papierbogen eingedrückt und das Cresolharz ausgehärtet wird.
Die Tatsache, dass die Kupferschicht 2 auf der Stahlplatte 1 auf eine Trennschicht niedergeschlagen wurde, ermöglicht es, die Stahlplatte l nach dem Pressvorgang zu entfernen. Dies ist in den Fig. IV und V veranschaulicht, in denen 5 das Paket mit Cresolharz getränkter Papierbogen bezeichnet. Schliesslich wurde die 2-4 fl starke Kupferschicht 2, die die ganze Hartpapierplatte abdeckt, durch Eintauchen etwa eine halbe Minute lang in einer Ferrichloridlosung gelöst, und die Abdeckschicht 3 wurde nach Tränkung in Äthanol mechanisch entfernt.
In den Fig. vn-X, im Anschluss an Fig. in, ist dargestellte dass die Abdeckschicht 3 entfernt wird,
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bevor das niedergeschlagene Metallmuster 4 in den elektrisch nicht-leitenden Träger 5 gepresst wird. Erst darauf wird der vorläufige Träger 1 entfernt und die Kupferschicht 2 weggeätzt.
Anstatt das Metallmuster in einen Stapel imprägnierter Papierbogen zu pressen, kann eine schon aus- gehärtete Isolierplatte, die aus Papierschichten und Phenolformaldehyd-Harz besteht und an der Ober- fläche mit einer Lehmschicht versehen ist, gegen die das Metallmuster tragende Seite des vorläufigen
Trägers gepresst werden.
Bei einem andern Ausführungsbeispiel wird auf der Seite des Trägers 1, auf der sich das niederge- schlagene Metallmuster 4 befindet, durch Aufgiessen eines Äthoxylinharzes der unter der Handelsbezeich- nung"Araldite"bekanntgewordenen Art eine Isolierschicht gebildet. Nachdem diese Schicht hinreichend hart geworden ist, wird der Träger : 1 entfernt und sodann die das Metallmuster und die gehärtete Isolier- schicht noch überdeckende dünne Metallschicht 2 chemisch, z. B. durch Ätzen, oder mechanisch, z. B. durch Schleifen, entfernt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallmuster, z. B. einer Schaltung, versehenen isolierenden Trägers, bei dem auf einem teilweise, im Negativ des erwünschten Musters mit einem nichtleitenden Abdeckmaterial abgedeckten vorläufigen metallischen Träger auf galvanischem Wege Metall niedergeschlagen wird, sodann auf der mit dem niedergeschlagenen Metallmuster versehenen Seite des vorläufigen Trägers eine sich mit dem Metallmuster verklebende, den endgültigen Träger bildende Isolierschicht gebildet wird, worauf der vorläufige Träger von der Isolierschicht und dem mit dieser verklebten Metallmuster entfernt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorläufige Träger von einer auf eine Trennschicht auf galvanischem Wege auf eine Metallplatte niedergeschlagenen Metallschicht mit einer Dicke von höchstens 10 Mikron, vorzugsweise 2-4 Mikron, gebildet wird und dass nach dem Auftragen der den endgültigen Träger bildenden Isolierschicht die Metallplatte entlang der Trennschicht von der alsdann mit dem Metallmuster und dem endgültigen Träger verbundenen Metallschicht getrennt wird und darauffolgend die Metallschicht von der Isolierschicht und dem mit dieser verklebten Metallmuster mechanisch und/oder chemisch entfernt wird.