CH410087A - Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung - Google Patents

Description

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 Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung Die Erfindung    betrifft   ein Verfahren zur Herstellung einer gedruckten .Schaltung mit    versenkten   Schaltelementen auf einem Träger aus isolierendem Material. 



  Es ist bekannt, gedruckte Schaltungen mit nicht versenkten Schaltelementen dadurch herzustellen, dass auf eine    kupferkaschierte      Trägerplatte   aus Kunststoff eine lichtempfindliche Schicht aufgebracht und das Bild der Schaltung auf diese    aufkopiert   und in üblicher Weise entwickelt und    fixiert   wird, worauf an den nicht belichteten Stellen die    Kupferfolie      bzw.   Kupferschicht weggeätzt wird.

   Es    liegt   auf    ,der   Hand,    @dass   ein solches Verfahren keine gedruckten Schaltungen mit versenkten    Schaltelementen,   das    heisst   solche, bei denen diese Schaltelemente in die Oberfläche des Trägers versenkt sind und    vorzugsweise   mit den nicht belichteten, abgeätzten Teilen der Trägerplatte    eine   ebene Fläche bilden,    liefern      kann.   



  Für die Herstellung solcher gedruckten Schaltungen mit    versenkten      Schaltelementen      ist   ein Verfahren vorgeschlagen worden,    bei.   welchem ein Prägestempel benutzt    wird,   in ,dessen    Prägefläche   das Relief der    gedruckten      Schaltung   durch    Kopierfräsen   übertragen ist.

   Mit    .diesem      Stempel   wird zur Herstellung einer    gedruckten   Schaltung jeweils eine Kupferfolie    ausgestanzt   und    werden   die ausgestanzten Teile dieser Folie auf den Träger    aufgepresst   und dabei etwas in dessen Oberfläche    eingepresst.   Um ein festes Haften der    eingepressten      Teile   der Kupferfolie an ,dem Träger zu gewährleisten, wird ein Träger aus nicht durchgehärtetem Kunststoff und bzw. oder ein härtender Kleber benutzt,    wobei   in jedem Falle eine Härtung    des      Trägermaterials   und bzw. oder des Klebers erfolgen muss. 



  Es ist das Ziel der Erfindung, versenkte gedruckte Schaltungen in möglichst rationeller, zeitsparender Weise herzustellen. Durch    die   Anwendung des Verfahrens nach der    Erfindung   wird es möglich, solche Schaltungen mit einem    Minimum   an Arbeitszeit und unter weitgehender Ausschaltung der sogenannten    Standzeiten   zu erzeugen. Bei    pbotogra      phischen   Verfahren ergeben sich solche    Standzeiten   vor allem durch die Behandlung in den einzelnen    Bädern   und beim    anschliessenden   Atzen und Entfernen des Ätzmittels vom Träger bzw. von den    aufgedruckten   Schaltelementen.

   Bei ,dem bereits vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung versenkter gedruckter Schaltungen durch Prägung ist eine relativ lange Standzeit durch die notwendige Härtung des Kunststoffes der Trägerplatte bzw.    ides      härtbaren      Klebers   nach dem Aufdrucken der Schaltung bedingt. 



  Das genannte Ziel wird gemäss der    Erfindung      .dadurch   erreicht, dass zum Prägen eine Prägeplatte verwendet    wird,   auf welcher das Relief der Schaltung mit Hilfe eines photographischen Verfahrens und durch    Wegätzen   der nicht belichteten Stellen erzeugt ist, dass die Schaltung    mittels      dieser   Prägeplatte in den    mit   leitendem Material beschichteten Träger geprägt wird, und dass nach dem Prägen .das    leitende   Material an den nicht eingeprägten    Stellen   des Trägers entfernt wird. 



  Bei diesem Verfahren ergeben sich die    üblichen      Standzeiten   nur bei der Herstellung der    Prägeplatte,   was aber praktisch kaum ins Gewicht    fällt;   die Herstellung der Prägeplatte    Ist      zudem,   gegenüber dem genannten vorgeschlagenen Verfahren, bei    welchem   das Relief des    Prägewerkzeugs   durch Kopierfräsen hergestellt wird, immer noch erheblich billiger.

   Für den Prägevorgang    selbstb   werden nur sehr kurze    Arbeitzeiten,   die unter einer    Minute   pro Stück liegen    können,   benötigt; Standzeiten kommen hierbei ganz in Fortfall, da eine Härtung des    Trägermaterials   und 

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 bzw. oder eines Klebers im üblichen Sinne, wie bei dem genannten vorgeschlagenen Verfahren, nicht erforderlich ist. 



  Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Platten können sich zudem durch völlige Freiheit von    chemischen   Substanzen, wie Säuren und anderen ätzenden Substanzen auszeichnen, welche die gedruckten Schaltelemente im Laufe der Zeit schädigen könnten; ferner zeigen sie    gemäss   Versuchen nur äusserst    geringe   Kriechströme und eine hohe    Überschlagssicherheit   infolge der versenkten Anordnung der Schaltelemente. 



     Gemäss   einer    bevorzugten   Ausführungsform des Verfahrens kann ein Träger mit harter bzw. weitgehend gehärteter Oberfläche verwendet werden, wobei das Verfahren so geführt wird, dass die zu prägenden Teile der Oberfläche    während   des Prägens vorübergehend eine solche Plastizität annehmen, dass unter der    Wirkung   des Pragdruckes die Schaltelemente in die Oberfläche des Trägers eingedrückt werden. 



  Als Träger kann eine Platte aus einem durch    Wärme   und bzw. oder Druck oberflächlich erweichbaren Material verwendet werden, z. B. aus weitgehend gehärtetem Phenolharz,    Harnstoffharz,      Mel-      aminharz,   Polyesterharz oder    Epoxyharz.   Das Harz kann in reiner Form oder in Mischung mit anderen    Komponenten   und Zusätzen verwendet werden. 



  Als leitendes Material kann eine Folie aus Metall, wie Kupfer oder Silber, oder ein    aufge-      spritzer   Überzug, der ein solches leitendes Metall in feiner Verteilung enthält, verwendet werden. 



  Nach dem Prägen kann das leitende Material an den nicht geprägten Stellen in    einfacher   Weise durch mechanische Bearbeitung, z. B. durch Abschleifen, entfernt werden, wobei eine völlig glatte    Oberfläche   der gedruckten Schaltung erzielbar ist. 



  Mit dem vorliegenden Verfahren ist auch die Herstellung von gedruckten Schaltungen in einem sogenannten    Mehrschichtverfahren   möglich. Dabei werden zweckmässig aufeinanderfolgend verschiedene Arten von Schaltelementen, z. B. Widerstände,    Kon-      densatorbeläge,   Isolierschichten und leitende Verbindungen mit Hilfe verschiedener Prägeplatten aufgedruckt. 



     Im   folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren durch ein Ausführungsbeispiel    erläutert.   



  Die Prägeplatte wird aus einer ebenen rechteckigen Platte mit etwa 5 mm Dicke und den Kantenlängen 5 und 6 cm hergestellt. Die    Platte   kann aus rostfreiem Stahl bestehen. Nach entsprechender Reinigung der    Oberfläche      wird   die Platte auf der mit dem Relief der gedruckten Schaltung zu    ver-      sehenden   Seite mit einer lichtempfindlichen Schicht überzogen, die mit    Hilfe   des    Chromatverfahrens   an den belichteten Stellen    gehärtet   werden kann. Dann wird ein Positiv der zu    druckenden   Schaltung auf die lichtempfindliche Schicht kopiert und diese an den belichteten Stellen gehärtet, worauf die unbelichteten, nicht gehärteten Stellen der Schicht weg- gewaschen werden.

   Nach Abätzen der Platte bleibt das Relief der Schalung an den belichteten Stellen stehen; nach Entfernen der gehärteten Schichtteile ist die Prägeplatte fertig zum Gebrauch. 



  Als Träger der gedruckten Schaltung dient eine etwa 2 mm dicke,    gehärtete   Kunststoffplatte mit den Kantenlängen 5 und 6 cm. Die Platte kann beispielsweise aus gehärtetem Phenolharz des Typs    DCC   20    (Dow)   bestehen; es können aber auch andere isolierende    duroplastische   Harze mit dem vorliegenden Zweck entsprechenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften verwendet werden. Es ist dabei zu beachten, dass das Material der Träger bei den zu wählenden    Arbeitsbedingungen   nicht zu spröde ist, damit ein Zerspringen beim Prägevorgang    vermieden   wird. 



  Als leitendes Material dient eine Folie aus Elektrolytkupfer, deren Dicke etwa 0,04 mm beträgt. Folien dieser Art können im Handel bezogen werden. 



  Zum Prägen diente im vorliegenden Falle eine einfache Hebelpresse, mit welcher eine Kraft von etwa 1,5 t    erzeugt   wurde. 



  Zur Vorbereitung des Prägevorganges wurde die Prägeplatte und der aus Kunststoff    bestehende   Träger auf eine Temperatur von etwa 90  C vorgewärmt. Das Vorwärmen ist nicht in jedem Falle nötig; jedoch wird dadurch einerseits die Gefahr des Springens des Trägers herabgesetzt und anderseits das Einpressen der Kupferfolie    erleichert,   da durch das Erwärmen die Oberfläche des Trägers in gewissem Masse plastisch wird; jedenfalls erlaubt die Erwärmung die Anwendung kleinerer Prägedrücke, wodurch der Aufwand beim Pressen verringert und der Prägevorgang abgekürzt werden kann. 



  Nach dem Einlegen in die Presse, wobei der Träger, die Kupferfolie und die Prägeplatte in dieser Reihenfolge von unten nach oben aufeinander lagen, wurde etwa eine Sekunde lang Druck angelegt; dies genügte, um die Kupferfolie an den Stellen des Reliefs in den Träger so weit einzupressen, dass ihre freie    Oberfläche   an den gepressten Stellen etwa bündig mit den nicht gepressten Stellen war. Nach Entfernen aus der Presse und Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Kupferfolie an den nicht geprägten Stellen abgeschliffen und dadurch die gedruckte Schaltung fertiggestellt.

   Dieses Verfahren kann ohne weiteres so abgewandelt werden, dass entweder nur die Prägeplatte bzw. der    Pressstempel   oder nur der Kunststoffträger vorgewärmt    wird.   Im Fertigungsbetrieb    wird   man gegebenenfalls zweckmässig den    Pressstempel   auf die gewünschte Temperatur erwärmen. Eventuell kann, wie gesagt, auf eine    Vorwärmung   überhaupt verzichtet werden, doch wird dann im allgemeinen ein höherer    Pressdruck   und eine längere    Pressdauer   angewendet werden müssen. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung mit versenkten Schaltelementen auf einem Träger aus isolierendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass zum Prägen eine Prägeplatte verwendet wird, auf welcher das Relief der Schaltung mit Hilfe eines photographischen Verfahrens und durch Wegätzen der nicht belichteten Stellen erzeugt ist, dass die Schaltung mittels dieser Prägeplatte in den mit leitendem Material beschichteten Träger geprägt wird und dass nach dem Prägen das leitende Material an den nicht eingeprägten Stellen des Trägers entfernt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger mit harter bzw. weit- gehend gehärteter Oberfläche verwendet wird und dass das Verfahren so geführt wird, dass die zu prägenden Teile der Oberfläche während des Prägens vorübergehend eine solche Plastizität annehmen, dass unter der Wirkung des Prägedruckes die Schaltelemente in die Oberfläche des Trägers eingedrückt werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger ein mit einer Metallfolie bzw. mit einer metallisch leitenden Schicht bedeckter Träger aus Kunststoff verwendet wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material nach dem Prägen an den nicht geprägten Stellen durch mechanische Bearbeitung entfernt wird.