DE10033507A1 - Producing conducting patterns on bearers involves transferring pattern to flexible bearer by hot embossing from foil with plastic bearer strip, conducting material, wax layer, adhesive coating - Google Patents
Producing conducting patterns on bearers involves transferring pattern to flexible bearer by hot embossing from foil with plastic bearer strip, conducting material, wax layer, adhesive coatingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie eine Folie dazu.The invention relates to a method for producing electrically conductive patterns on carriers, in particular Copper, the pattern itself being an electrical component can and / or connect electrical components to each other, according to the genus defined in the preamble of claim 1. The The invention further relates to a device for performing this process and a slide.
Auf dem Markt sind elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, allgemein als sogenannte gedruckte Schaltungen bekannt. Sogenannte Leiterplatten mit Leitungs- und/oder Bauteilmustern haben dabei einen festen Träger, auf dem entweder im Siebdruckverfahren die Leiterbahnen aufgedruckt oder im Ätzverfahren hergestellt werden. Diese Technik ist oft aufwendig und mit erheblicher Umweltbelastung durch die Verwendung von Chemikalien und Energie verbunden.There are electrically conductive patterns on carriers on the market, especially copper, the patterns themselves being electrical Can be component and / or electrical components with each other connect, commonly known as so-called printed circuits. So-called printed circuit boards with line and / or component samples have a solid support on which either Screen printing process printed the conductor tracks or in Etching processes are produced. This technique is often complex and with significant environmental impact through the use of Chemicals and energy linked.
Im Bereich von Sicherheitsetiketten ist es bekannt, auf diese Weise - Siebdruck bzw. Ätztechnik - hergestellte Transponder auf Folien aufzubringen und dort mit in entsprechende Ausnehmungen eingesetzte Chips zu verbinden, um ein Sicherheitsetiketten herzustellen, die über die als Antenne wirkenden Transponder aktivier- und ansteuerbar sind. Die Transponder sind vorzugsweise aus Kupfer hergestellte Leitungsmuster, die selbst in Folienform angeliefert werden, jedoch in der vorstehend erwähnten üblichen Siebdruck- bzw. Ätztechnik vorher gefertigt werden.In the field of security labels, it is known to address them Way - screen printing or etching technology - manufactured transponders Apply foils and there with corresponding recesses used chips to connect to a security label to manufacture the transponders acting as antennas can be activated and controlled. The transponders are preferred wire patterns made of copper, even in foil form can be delivered, but in the usual mentioned above Screen printing or etching technology are made beforehand.
Aus der DE 197 00 299 A1 ist ein Heißprägeverfahren bzw. eine Heißprägevorrichtung zum Übertragen von Musterelementen auf einen Träger bekannt. Dabei wird die zwischen einem Heißprägezylinder und einem Gegendruckzylinder hindurchlaufende Heißprägefolie schrittweise mit einem jeweils der Größe der Musterelemente entsprechenden Vorschub angetrieben, wodurch erhebliche Einsparungen an Folienmaterial erzielt wird. Nach einer Möglichkeit werden die auf den Träger zu übertragenden Musterelemente durch erhabene Bereiche des Heißprägezylinders definiert. Nach einer anderen Möglichkeit werden die auf der Musterfolie vorhandenen Einzelmuster jeweils in Gänze übertragen.DE 197 00 299 A1 describes a hot stamping process or a Hot stamping device for transferring pattern elements to a Carrier known. It is between a hot stamping cylinder and a hot stamping foil passing through an impression cylinder step by step with the size of the pattern elements appropriate feed driven, which makes considerable Savings in film material is achieved. After a Possibility to be transferred to the carrier Pattern elements through raised areas of the hot stamping cylinder Are defined. According to another possibility, those on the Transfer the existing individual samples of the sample foil in their entirety.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, anzugeben sowie eine dazu geeignete vorteilhafte Folie anzugeben, welche vorteilhaft gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist und deren Nachteile vermeidet.The object of the present invention is a method and a Device for producing electrically conductive patterns Carriers, especially made of copper, the pattern itself can be electrical component and / or electrical components connect with each other, specify and a suitable one to specify advantageous film, which is advantageous over the is known methods and devices and their disadvantages avoids.
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass das Muster mittels Heißprägung auf einen flexiblen Träger übertragen wird, die Übertragung von einer Folie erfolgt, wobei die Folie ein Kunststoff-Trägerband enthält, auf dem eine Schicht aus leitfähigem Material aufgebracht ist, und wobei zwischen der Schicht aus leitfähigem Material und dem Kunststoff-Trägerband eine Wachsschicht und auf der Schicht aus leitfähigem Material eine Klebstoffschicht vorgesehen ist, und bei der Übertragung die Wärmeeinwirkung auf die Unterseite des Kunststoff-Trägerbandes mit einer derartigen Temperatur erfolgt, dass das Wachs direkt über dem berührenden Musterteil schmilzt und das darüber befindliche Material der Schicht aus leitfähigem Material mittels des darüber befindlichen Klebstoffes mustergenau auf den flexiblen Träger übertragen wird. In vorteilhafter Weise wird mittels dieses Verfahrens eine einfache, kostengünstige und umweltschonende Erzeugung elektrisch leitender Muster auf flexiblem Träger ermöglicht und zwar in einer Weise, die produktionstechnisch hohe Fertigungsgeschwindigkeiten und Mengen gestattet.According to the method, this object is achieved in that the pattern is transferred to a flexible carrier by means of hot stamping, the transfer is made from a slide, the slide being a Contains plastic carrier tape on which a layer of conductive material is applied, and wherein between the Layer of conductive material and the plastic carrier tape a layer of wax and on the layer of conductive material an adhesive layer is provided, and the transmission Exposure to heat on the underside of the plastic carrier tape such a temperature that the wax is directly over the touching sample part melts and the one above it Material of the layer of conductive material by means of the above adhesive on the flexible carrier is transmitted. Advantageously, by means of this Process a simple, inexpensive and environmentally friendly Generation of electrically conductive patterns on flexible supports enables and in a way that is technically high Production speeds and quantities allowed.
Entsprechend vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Übertragung vorzugsweise mit einer Temperatur von 170°-220°Celsius.According to an advantageous embodiment of the invention The method is preferably carried out with a Temperature of 170 ° -220 ° Celsius.
In weiterer sehr zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übertragung rotativ kontinuierlich mit linienförmigem Kontakt. Gemäß einer dazu vorteilhaften Alternativlösung, die je nach Produktionsziel einsetzbar ist, erfolgt die Übertragung schrittweise diskontinuierlich mit flächigem Kontakt.In a further very expedient embodiment of the invention the transfer rotatively continuously with linear contact. According to an advantageous alternative solution, depending on If the production target can be used, the transfer takes place gradually discontinuous with surface contact.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist oder wird das durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger entstandene Muster aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Schutzschicht versehen. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist als elektrisch leitfähiges Material Kupfer in der entsprechenden Schicht vorgesehen.In an advantageous development of the method according to the invention is or will this be by hot stamping on the flexible carrier patterns made of electrically conductive Provide material with a protective layer. According to a special one Embodiment of the invention is as an electrically conductive Material copper provided in the appropriate layer.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird vorrichtungsmäßig prinzipiell dadurch gelöst, dass das zu übertragende Muster auf einem Heißprägestempel vorgesehen ist. Entsprechend vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Heißprägestempel ein Rotationsprägezylinder oder ein flächiger Prägestempel. Damit können entweder kontinuierlich die Muster mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten übertragen werden oder im Takt auf den flexiblen Träger übertragen werden, wenn dies dem angestrebten Produktionsziel besser dient.The object on which the invention is based becomes device-wise principally solved in that the pattern to be transferred on a hot stamp is provided. Correspondingly more advantageous Further development of the device according to the invention is the Hot stamping a rotary embossing cylinder or a flat one Die. This can be used either continuously with the pattern high production speeds are transmitted or in time be transferred to the flexible carrier if this is the targeted production target better serves.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist für den Heißprägestempel eine elektrisch oder mit Öl betriebene Heizung vorgesehen.According to an advantageous embodiment of the invention Device for the hot stamp is an electric or with Oil powered heating provided.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Vorwärmekammer vorgesehen, durch welche die elektrisch leitfähiges Material enthaltende Folie vor der Übertragung hindurchläuft. Dies hat den besonderen Vorteil, dass dadurch die Folie vor der Übertragung bereits vorgewärmt ist und dann am eigentlichen Übertragungsort die Übertragung sicher, effektiv und mustergenau erfolgt. In zweckmäßiger Ausgestaltung ist die Vorwärmekammer durch einen Abschluss verschließbar, welcher bei Anhalten der Bewegung der Folie und Abheben des Heißprägestempels die Kammer öffnend verschiebbar ist. Damit ist sichergestellt, dass die angehaltene Folie keinen Schaden nimmt. Vorteilhaft wird die Vorwärmkammer durch die Führung des Heißprägestempels verschlossen. Wird dieser beim Anhalten angehoben, wird die Vorwärmekammer nach außen hin geöffnet und die Wärme kann entweichen, so dass die Folie keinen Schaden nimmt.According to an advantageous development of a preheating chamber is provided, through which the film containing the electrically conductive material runs through before transmission. This has the special one Advantage that the film already before the transfer is preheated and then at the actual transfer location Transfer is safe, effective and accurate. In The preheating chamber is expedient by a Lockable closure, which when the movement of the Foil and lifting the hot stamp open the chamber is movable. This ensures that the stopped No damage to the film. The preheating chamber is advantageous closed by guiding the hot stamp. Will this raised when stopping, the preheating chamber is directed outwards opened and the heat can escape, so that the film does not Takes damage.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Aufbringung einer Schutzschicht auf dem durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger entstandene Muster aus elektrisch leitfähigem Material, eine Laminierstation zum Aufbringen einer Schutzfolie oder eine Besprühstation zum Aufsprühen einer Schutzschicht vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die elektrisch leitende Schicht nach der Übertragung des Musters gegen Korrosion wirksam geschützt werden.In a further advantageous embodiment of the invention Device is for applying a protective layer on the through Transfer by hot stamping on the flexible carrier resulting pattern from electrically conductive material, a Laminating station for applying a protective film or a Spray station is provided for spraying a protective layer. In this way, the electrically conductive layer after the Transmission of the pattern can be effectively protected against corrosion.
Entsprechend einem weiteren ganz wesentlichen Aspekt vorliegender Erfindung ist die Folie, die insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäß der Erfindung oder in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung besonders geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kunststoff-Trägerband enthält, auf dem eine Wachsschicht und darauf eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht ist und dass die Schicht aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Schicht aus Klebstoff abgedeckt ist.According to another very important aspect of the present Invention is the film that is especially for use in a Method according to the invention or in a device according to the Invention is particularly suitable, characterized in that it contains a plastic carrier tape on which a wax layer and then a layer of electrically conductive material is applied and that the layer of electrically conductive Material is covered with a layer of adhesive.
Entsprechend einer ganz wesentlichen und zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäß gestalteten Folie ist als elektrisch leitfähiges Material in der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material Kupfer vorgesehen.According to a very essential and functional Further development of the film designed according to the invention is as electrically conductive material in the layer of electrical conductive material copper provided.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Folie besteht darin, dass zwischen der Wachsschicht und der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material eine diese schützende Abdeckschicht vorgesehen ist. Diese Form der Folie erübrigt ein separates Aufbringen eine Schutzfolie oder Aufsprühen einer entsprechenden Schutzschicht.Another advantageous embodiment of the film consists in that between the wax layer and the layer of electrical conductive material a protective cover layer is provided. This form of film makes a separate one unnecessary Apply a protective film or spray on an appropriate Protective layer.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Folie ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Trägerband eine Dicke von etwa 20 µm aufweist, die Wachsschicht etwa 1-2 µm dick ist (ca. 1,5-2 g/m2 Releaselack), die Schichtdicke der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere wenn sie als elektrisch leitfähiges Material Kupfer enthält, zwischen 0,2 µm und etwa 35 µm liegt, und die Schicht aus Klebstoff etwa 2-4 µm (ca. 2-4 g/m2 Klebelack) beträgt. Die eventuell zwischen der Wachsschicht und der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material vorhandene und diese schützende Abdeckschicht kann eine Dicke von etwa 1,5 µm (ca. 1,5 g/m2 Prägelack) haben.A particularly useful embodiment of the film according to the invention is characterized in that the plastic carrier tape has a thickness of approximately 20 μm, the wax layer is approximately 1-2 μm thick (approximately 1.5-2 g / m 2 release varnish), and the layer thickness the layer of electrically conductive material, in particular if it contains copper as the electrically conductive material, is between 0.2 μm and approximately 35 μm, and the layer of adhesive is approximately 2-4 μm (approximately 2-4 g / m 2 of adhesive varnish) is. The protective layer that may be present between the wax layer and the layer of electrically conductive material and this protective covering layer can have a thickness of approximately 1.5 μm (approximately 1.5 g / m 2 embossing lacquer).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie der erfindungsgemäß gestalteten Folie in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen: The method according to the invention is based on in the drawing illustrated embodiments of the invention designed device for performing the method and the foil designed according to the invention in the following Description explained in more detail. The figures show in detail:
Fig. 1 in schematisierter Schnitt-Darstellung eine erste, eine Schutzschicht enthaltende Ausführungsform der Folie gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels; Figure 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the film containing a protective layer according to the invention together with part of a hot stamping die.
Fig. 2 schematisch in Schnitt-Darstellung eine zweite, eine anders aufgebaute Schutzschicht enthaltende Ausführungsform der Folie gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels; FIG. 2 shows schematically a sectional illustration of a second embodiment of the film according to the invention containing a different protective layer, together with part of a hot stamping die;
Fig. 3 in schematisierter Schnitt-Darstellung eine dritte, keine Schutzschicht enthaltende Ausführungsform der Folie gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels; Fig. 3 in a schematic sectional representation of a third, containing no protective layer embodiment of the film according to the invention together with a portion of a hot stamping die;
Fig. 4 schematisch in Draufsicht das Leiterbahnbild eines Transponders, welcher als Antenne dient, und Fig. 4 shows schematically in plan view the trace of a transponder, which serves as an antenna, and
Fig. 5 schematisch in Seitenansicht eine rotative Ausführungsform der Erfindung mit einem Rotationsprägezylinder als Heißprägestempel. Fig. 5 shows schematically in side view a rotary embodiment of the invention with a rotary embossing cylinder as a hot stamp.
In Fig. 1 ist in schematisierter Schnitt-Darstellung eine erste Ausführungsform 11 der Folie 1 gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels 2 dargestellt. Die Folie 11 enthält ein Kunststoff-Trägerband 110, welches bevorzugt eine PE- Folie ist. Auf dem Kunststoff-Trägerband 110 ist eine Wachsschicht 112 aufgebracht. Des Weiteren enthält die Folie 11 in dieser Ausführungsform auf der Wachsschicht 112 Schutzschicht 112 aus schützendem Lack. Als nächstes enthält die Folie eine Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material. Als elektrisch leitfähiges Material ist bevorzugt Kupfer vorgesehen. Über der Metallschicht 114 ist eine Kleberschicht 115 aufgebracht. In Fig. 1 in a schematic sectional representation of a first embodiment of the film 1 of the invention shown together with a part 11 in accordance with a hot embossing punch 2. The film 11 contains a plastic carrier tape 110 , which is preferably a PE film. A wax layer 112 is applied to the plastic carrier tape 110 . Furthermore, the film 11 in this embodiment contains a protective layer 112 of protective lacquer on the wax layer 112 . Next, the film contains a layer 114 of electrically conductive material. Copper is preferably provided as the electrically conductive material. An adhesive layer 115 is applied over the metal layer 114 .
In der Darstellung von Fig. 1 ist weiterhin ein flexibler Träger 3 gezeigt, der als Substrat für die auf ihn übertragenen Teile der Folie 1 dient. Diese Teile sind die Klebschicht 115, die Metallschicht 114 und die Schutzschicht 113.In the illustration of Fig. 1, a flexible support 3 is further shown, which serves as a substrate for the data transmitted on it portions of the film 1. These parts are the adhesive layer 115 , the metal layer 114 and the protective layer 113 .
In Fig. 2 ist schematisch in Schnitt-Darstellung eine zweite Ausführungsform 12 der Folie 1 gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels und ähnlich der Anordnung von Fig. 1 dargestellt. Diese Ausführungsform 12 der Folie 1 enthält eine anders aufgebaute Schutzschicht 113', die aus einer Schicht 15 aus Basislack und aus einer Schicht 14 aus Prägelack besteht, wobei die Schicht 14 aus Prägelack die die Metallschicht 114 gegen Korrosion schützende Schicht ist.In FIG. 2, a second embodiment 12 of the film 1 according to the invention is shown schematically in a sectional view together with a part of a hot stamp and similar to the arrangement of FIG. 1. This embodiment 12 of the film 1 contains a differently constructed protective layer 113 ', which consists of a layer 15 of basecoat and a layer 14 of embossing lacquer, the layer 14 of embossing lacquer being the layer protecting the metal layer 114 against corrosion.
In Fig. 3 ist in schematisierter Schnitt-Darstellung eine dritte, keine Schutzschicht enthaltende Ausführungsform 13 der Folie 1 gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Möglichkeit vorgesehen, dass nach der Heißpräge-Übertragung entweder eine Schutzfolie auflaminiert wird oder eine schützende Lackschicht aufgesprüht wird. Dies ist in den Figuren im Einzelnen nicht dargestellt.In Fig. 3 in a schematic sectional representation of a third, containing no protective layer embodiment of the invention shown 13 of the film 1 in accordance with a part of a hot embossing punch 2. In this embodiment, the possibility is provided that after the hot stamping transfer either a protective film is laminated on or a protective lacquer layer is sprayed on. This is not shown in detail in the figures.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Heißprägestempel 2 in Richtung des Doppelpfeiles 4 nach unten auf die Folie 1 gedrückt und damit in Richtung auf den flexiblen Träger 3, der von einer in Fig. 5 dargestellten, als Gegenlager dienenden Gegendruckrolle 5 getragen ist. Auf dem Heißprägestempel 2 sind die zu übertragenden Muster in der Weise aufgebracht, dass der Heißprägestempel 2 in Richtung auf die Folie 11 und den Träger 3 vorspringende Teile 20 aufweist. Diese sehen in der Darstellung von den Fig. 1-3 wie Zähne aus.In the present process the hot die 2 in the direction of the double arrow 4 is pressed down onto the film 1 and is thus carried in the direction of the flexible carrier 3 shown by a in Fig. 5 as a counter bearing acting counterpressure roller 5. In the hot die 2, the applied pattern to be transferred in such a way that the hot die 2 in the direction of the film 11 and the carrier 3 has projecting parts 20th These look like teeth in the representation of FIGS. 1-3.
Die Wirkungsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nun folgende. Der Heißprägestempel 2 ist beheizt. Die Wärme wird durch die vorspringenden Teile 20, die mit der Unterseite 111 der Folie 1 bzw. damit deren Kunststoff-Trägerband 110 in Berührung stehen, auf die Kontaktierungsbereiche konzentriert und begrenzt durch dieses hindurch auf die Wachsschicht 112, die auch als Release- oder Freigabe-Schicht bezeichnet werden kann, übertragen. Die Wärmeeinwirkung auf die Unterseite 111 des Kunststoff-Trägerbandes 110 erfolgt mit einer derartigen Temperatur, dass das Wachs der Wachsschicht 112 direkt über dem berührenden Musterteil 20 schmilzt und das darüber befindliche Material der Schicht aus leitfähigem Material 114 mittels des darüber befindlichen Klebstoffes der Kleberschicht 115 mustergenau auf den flexiblen Träger 3 übertragen wird. Vorzugsweise liegen die Übertragungstemperaturen im Bereich von 170°-220°Celsius. Die Übertragung erfolgt rotativ kontinuierlich mit linienförmigem Kontakt mittels eines Rotationsprägezylinders 25 in Fig. 5 oder diskontinuierlich mit flächigem Kontakt mittels eines entsprechend flächig gestaltetem Heißprägestempel 2. Die Zuführung der Folie 1 und des flexiblen Trägers 3 sowie die Zustellung und Bewegung des Heißprägestempels 2 ist darauf jeweils passend abgestimmt. Die Heizung des Heißprägestempels 2 kann mit Öl oder elektrisch erfolgen.The mode of operation in the method according to the invention is now as follows. The hot stamp 2 is heated. The heat is concentrated by the protruding parts 20 , which are in contact with the underside 111 of the film 1 or thus its plastic carrier tape 110 , on the contacting areas and through this limited to the wax layer 112 , which is also used as a release or release Layer can be referred to transfer. The heat on the underside 111 of the plastic carrier tape 110 takes place at a temperature such that the wax of the wax layer 112 melts directly over the touching pattern part 20 and the material of the layer of conductive material 114 located above it is pattern-perfect by means of the adhesive of the adhesive layer 115 located above it is transferred to the flexible carrier 3 . The transfer temperatures are preferably in the range from 170 ° -220 ° Celsius. The transfer takes place rotatively continuously with linear contact by means of a rotary embossing cylinder 25 in FIG. 5 or discontinuously with area contact by means of a correspondingly area-shaped hot stamping stamp 2 . The feeding of the film 1 and the flexible carrier 3 as well as the infeed and movement of the hot stamping stamp 2 is matched to this in each case. The hot stamping die 2 can be heated with oil or electrically.
Die auf den flexiblen Träger 3 zu übertragenden Muster sind als hervorstehende, erhabene Teile 20 auf dem flachen oder zylinderförmigen Heißprägestempel 2 vorgesehen. In Fig. 4 ist als Beispiel eines solchen Musters 40 schematisch in Draufsicht das Leiterbahnbild eines Transponders, welcher als Antenne dient, gezeigt. Die in Form einer rechteckigen Spirale ausgeführte Leiterbahn 41 beginnt an einem dreieckförmigen ersten Anschlusspad 42 und endet in einem rechteckigen vergrößerten zweiten Anschlusspad 43. An diese Anschlusspads kann beispielsweise ein Bauteil wie ein entsprechendes Chip zur Bildung eines Sicherheitsetikettes elektrisch angeschlossen werden. Es ist klar und selbstverständlich, dass darüber hinaus eine Vielzahl anderer Muster möglich sind, die zum einen auf dem Heißprägestempel 2 vorgesehen sind und die zum anderen auf den flexiblen Träger 3 übertragbar sind. So können mit der Erfindung Leiterbahnmuster der klassischen gedruckten Schaltungen und Platinen hergestellt werden, die anschließend in Einschicht- und Mehrschichttechnik anwendbar sind. Die Erfindung eröffnet hier eine enorme Vielzahl von möglichen Mustern und bietet hohe Flexibilität in der Anwendung.The patterns to be transferred to the flexible carrier 3 are provided as protruding, raised parts 20 on the flat or cylindrical hot stamping stamp 2 . In FIG. 4, the conductor path of a transponder, which as an antenna, as an example of such a pattern 40 schematically in plan view is shown. The conductor track 41 , which is in the form of a rectangular spiral, begins at a triangular first connection pad 42 and ends in a rectangular enlarged second connection pad 43 . For example, a component such as a corresponding chip can be electrically connected to these connection pads to form a security label. It is clear and self-evident that, in addition, a large number of other patterns are possible, which are provided on the one hand on the hot stamping die 2 and on the other hand can be transferred to the flexible carrier 3 . Thus, the invention can be used to produce conductor track patterns of classic printed circuits and circuit boards, which can then be used in single-layer and multi-layer technology. The invention opens up an enormous variety of possible patterns and offers great flexibility in use.
In Fig. 5 ist schematisch in Seitenansicht eine rotative Ausführungsform der Erfindung mit einem Rotationsprägezylinder 2' als Heißprägestempel 2 dargestellt. Von einer Zuführungsrolle 30 wird der folienförmige flexible Träger 3, auf den das Muster aufgeprägt werden soll, in geeignet gewählter Anschmiegung über eine Umlenkrolle 53 zwischen den als Heißprägestempel 2 dienenden Rotationsprägezylinder 2' und die als Auflage dienende Gegendruckrolle 5 geführt. Von der Übertragungsstelle, dem linienförmigen Berührungsbereich zwischen Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5, wird der mit dem Muster versehene flexible Träger 3' über eine geeignet angeordnete Umlenkrolle 53' zu einer Aufwickelrolle 30' geführt und dort als fertiges Produkt aufgewickelt. Die Folie 1, welche die zu übertragende Schicht 114 mit dem elektrisch leitenden Material enthält, wird von einer Vorratsrolle 10 in geeignet gewählter Anschmiegung über eine geeignet angeordnete Umlenkrolle 51 ebenfalls zwischen den als Heißprägestempel 2 dienenden Rotationsprägezylinder 2' und die als Auflage dienende Gegendruckrolle 5 geführt. Von der Übertragungsstelle, dem linienförmigen Berührungsbereich zwischen Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5, wird die Folie 1', aus der das Muster herausgeprägt wurde, über eine geeignet angeordnete Umlenkrolle 51' zu einer Aufwickelrolle 10' geführt und dort aufgewickelt. Durch zwei weitere dargestellte Umlenkrollen 56 und 56' kann die Folie 1 und 1' in einem anderen Winkel der Übertragungsstelle zugeführt und von ihr abgeführt werden. Die weitere Anpassung der Anschmiegung ist auch für den flexiblen Träger 3 möglich, jedoch sind keine entsprechenden Umlenkungen gezeigt.In Fig. 5 a rotary embodiment of the invention is schematically shown with a rotary embossing cylinder 2 'as a hot stamper 2 in side view. From a supply roll 30 of the sheet-like flexible carrier 3 on which the pattern is to be imprinted, is guided in a suitably selected clinging via a deflection roller 53 between serving as a hot stamper 2 rotary embossing cylinder 2 'and serving as a support platen roll. 5 From the transfer point, the line-shaped contact area between rotary embossing cylinder 2 'and counter-pressure roller 5 , the flexible carrier 3 ' provided with the pattern is guided via a suitably arranged deflection roller 53 'to a winding-up roller 30 ', where it is wound up as a finished product. The film 1, which contains the layer to be transferred 114 to the electrically conductive material is also fed from a supply roll 10 in a suitably selected clinging through a suitably arranged roller 51 between serving as a hot-stamping die 2 rotary embossing cylinder 2 'and serving as a support platen roller 5 , From the transfer point, the line-shaped contact area between rotary embossing cylinder 2 'and counter-pressure roller 5 , the film 1 ', from which the pattern was embossed, is guided via a suitably arranged deflection roller 51 'to a winding roller 10 ' and wound up there. By means of two further deflection rollers 56 and 56 'shown, the film 1 and 1 ' can be fed to the transfer point at a different angle and removed from it. Further adaptation of the conformity is also possible for the flexible carrier 3 , but no corresponding deflections are shown.
Der Rotationsprägezylinder 2' ist zusammen mit einer Anpressrolle 52, die verstärkten Druck auf die Rotationsprägezylinder 2' ausübt, in einer Kulisse 54 angebracht, die in einer Tragaufnahme 55 in Richtung des Doppelpfeils 4 auf und ab bewegbar ist. Auf diese Weise können Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5 mit der Folie 1 und dem flexiblen Träger 3 dazwischen entweder mit dem richtigen Druck zum Prägen zusammengebracht werden oder auseinandergefahren werden. Gestrichelt eingezeichnet ist im linken Teil der Tragaufnahme 55 eine Vorwärmekammer 57, durch die die Folie 1 vor der Heißprägung hindurch geleitet wird. Durch die Vorwärmung wird die eigentliche Heißprägung und damit die Musterübertragung wesentlich unterstützt und verbessert. Die Vorwärmekammer 57 ist durch einen Abschluss gegenüber der Umgebung verschließbar und bei Bewegungsstillstand, wenn weder die Folie 1 noch der flexible Träger 3 vorgeschoben wird, und Abheben des Heißprägestempels 2 bzw. 2' von der Gegendruckrolle 5 geöffnet wird. Damit steht die Vorwärmekammer bei Stillstand mit der Umgebung im Wärmeaustausch, so dass die durchlaufende, dann stehende, Folie 1 keinen Schaden nimmt. Der Abschluss kann in vorteilhafter Ausgestaltung durch die Kulisse 54 gebildet werden.The rotary embossing cylinder 2 'is mounted together with a pressure roller 52 , which exerts increased pressure on the rotary embossing cylinder 2 ', in a link 54 which can be moved up and down in a support receptacle 55 in the direction of the double arrow 4 . In this way, rotary embossing cylinder 2 'and counter-pressure roller 5 with the film 1 and the flexible carrier 3 in between can either be brought together with the correct pressure for embossing or be moved apart. A preheating chamber 57 , through which the film 1 is passed before hot stamping, is drawn in with dashed lines in the left part of the support receptacle 55 . The actual hot stamping and thus the pattern transfer is significantly supported and improved by the preheating. The preheating chamber 57 can be closed off from the surroundings by a closure and is opened when the movement stops, when neither the film 1 nor the flexible carrier 3 is advanced, and when the hot stamping die 2 or 2 ′ is lifted off the counterpressure roller 5 . The preheating chamber is thus in heat exchange with the surroundings at a standstill, so that the continuous, then standing, film 1 is not damaged. In an advantageous embodiment, the conclusion can be formed by the backdrop 54 .
Zwischen der Übertragungsstelle, dem linienförmigen Berührungsbereich zwischen Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5, und der Aufwickelrolle 30' für den mit dem Muster versehenen flexiblen Träger 3' kann zur Aufbringung einer Schutzschicht auf dem durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger entstandene Muster aus elektrisch leitfähigem Material, eine Laminierstation zum Aufbringen einer Schutzfolie oder eine Besprühstation zum Aufsprühen einer Schutzschicht vorgesehen sein. Dies ist in Fig. 5 nicht dargestellt. Vorteilhaft ist dies dann, wenn eine Folie 1 in der Ausführungsform 13 gemäß Fig. 3, das heißt ohne Schutzschicht, verarbeitet wird.Between the transfer point, the line-shaped contact area between rotary embossing cylinder 2 'and counter-pressure roller 5 , and the take-up roller 30 ' for the flexible carrier 3 'provided with the pattern, a protective layer can be applied to the pattern made of electrically conductive on the flexible carrier by hot stamping Material, a laminating station for applying a protective film or a spraying station for spraying a protective layer can be provided. This is not shown in FIG. 5. This is advantageous if a film 1 is processed in embodiment 13 according to FIG. 3, that is to say without a protective layer.
Entsprechend einem weiteren ganz wesentlichen Aspekt vorliegender Erfindung ist die Folie 1, die insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäß der Erfindung oder in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung besonders geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kunststoff-Trägerband 110 enthält, auf dem eine Wachsschicht 112 und darauf eine Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht ist und dass die Schicht aus elektrisch leitfähigem Material 114 mit einer Schicht aus Klebstoff 115 abgedeckt ist. Entsprechend einer ganz wesentlichen und zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäß gestalteten Folie 1 ist als elektrisch leitfähiges Material in der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material Kupfer vorgesehen.According to a further very essential aspect of the present invention, the film 1 , which is particularly suitable in particular for use in a method according to the invention or in a device according to the invention, is characterized in that it contains a plastic carrier tape 110 on which a wax layer 112 and a layer 114 of electrically conductive material is applied thereon and that the layer of electrically conductive material 114 is covered with a layer of adhesive 115 . In accordance with a very essential and expedient development of the foil 1 designed according to the invention, copper is provided as the electrically conductive material in the layer 114 made of electrically conductive material.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin zwischen der Wachsschicht 112 und der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material eine diese schützende Abdeckschicht 113 oder 113' als Schutzschicht vorzusehen. Diese Form der Folie erübrigt ein separates Aufbringen eine Schutzfolie oder Aufsprühen einer entsprechenden Schutzschicht.It is also particularly advantageous to provide a protective layer 113 or 113 'as a protective layer between the wax layer 112 and the layer 114 made of electrically conductive material. This form of the film makes a separate application of a protective film or spraying on a corresponding protective layer unnecessary.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Folie zeichnet sich dadurch aus, dass das Kunststoff-Trägerband 110 eine Dicke von etwa 20 µm aufweist, die Wachsschicht 112 etwa 1-2 µm dick ist bzw. aus ca. 1,5-2 g/m2 Releaselack gebildet wird, die Schichtdicke der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere wenn sie als elektrisch leitfähiges Material Kupfer enthält, zwischen 0,2 µm und etwa 35 µm liegt, und die Schicht 115 aus Klebstoff etwa 2-4 µm beträgt bzw. aus ca. 2 -4 g/m2 Klebelack besteht.A particularly expedient embodiment of the film according to the invention is characterized in that the plastic carrier tape 110 has a thickness of approximately 20 μm, the wax layer 112 is approximately 1-2 μm thick or from approximately 1.5-2 g / m 2 Release varnish is formed, the layer thickness of the layer 114 made of electrically conductive material, in particular if it contains copper as the electrically conductive material, is between 0.2 μm and approximately 35 μm, and the layer 115 of adhesive is approximately 2-4 μm approx. 2 -4 g / m 2 of adhesive varnish.
Die eventuell zwischen der Wachsschicht 112 und der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material vorhandene und diese schützende Abdeckschicht 113 kann eine Dicke von etwa 1,5 µm haben bzw. aus ca. 1,5 g/m2 Prägelack gebildet sein. Die in Fig. 2 gezeigte Schutzschicht 113', die zwischen der Wachsschicht 112 und der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material vorhanden ist, besteht aus der Prägelackschicht 14 und der Basislackschicht 15. Diese beiden Schichten 14 und 15 haben zusammen oder einzeln etwa auch die Stärke von etwa 1-2 µm bzw. besteht aus ca. 1-2 g/m2 Prägelack und gegebenenfalls aus ca. 1-2 g/m2 Basislack.The protective layer 113 that may be present between the wax layer 112 and the layer 114 of electrically conductive material and this protective layer may have a thickness of approximately 1.5 μm or be formed from approximately 1.5 g / m 2 of embossing lacquer. The protective layer 113 ′ shown in FIG. 2, which is present between the wax layer 112 and the layer 114 made of electrically conductive material, consists of the embossing lacquer layer 14 and the basecoat layer 15 . These two layers 14 and 15 together or individually also have a thickness of approximately 1-2 μm or consist of approximately 1-2 g / m 2 embossing lacquer and optionally approximately 1-2 g / m 2 basecoat.
Insgesamt bietet die erfindungsgemäß gestaltete Folie zusammen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine vorteilhafte, kostengünstige und überaus vielseitige Möglichkeit, um elektrisch leitfähige Muster auf flexiblen Trägern bzw. Substraten für eine Vielzahl von Anwendungen herzustellen.Overall, the film designed according to the invention offers together with the inventive method and the inventive Device an advantageous, inexpensive and extremely Versatile way to create electrically conductive patterns flexible supports or substrates for a variety of To manufacture applications.
Claims (17)
das Muster mittels Heißprägung auf einen flexiblen Träger übertragen wird,
die Übertragung von einer Folie erfolgt, wobei die Folie ein Kunststoff-Trägerband enthält, auf dem eine Schicht aus leitfähigem Material aufgebracht ist, und wobei zwischen der Schicht aus leitfähigem Material und dem Kunststoff- Trägerband eine Wachsschicht und auf der Schicht aus leitfähigem Material eine Klebstoffschicht vorgesehen ist, und
bei der Übertragung die Wärmeeinwirkung auf die Unterseite des Kunststoff-Trägerbandes mit einer derartigen Temperatur erfolgt, dass das Wachs direkt über dem berührenden Musterteil schmilzt und das darüber befindliche Material der Schicht aus leitfähigem Material mittels des darüber befindlichen Klebstoffes mustergenau auf den flexiblen Träger übertragen wird.1. A method for producing electrically conductive patterns on supports, in particular made of copper, wherein the patterns themselves can be an electrical component and / or connect electrical components to one another, characterized in that
the pattern is transferred to a flexible carrier by means of hot stamping,
the transfer of a film takes place, the film containing a plastic carrier tape on which a layer of conductive material is applied, and wherein a wax layer between the layer of conductive material and the plastic carrier tape and an adhesive layer on the layer of conductive material is provided, and
during the transfer of heat to the underside of the plastic carrier tape takes place at such a temperature that the wax melts directly over the touching sample part and the material of the layer of conductive material above it is transferred to the flexible carrier by means of the adhesive located above it.
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