DE1100741B

DE1100741B - Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallmuster versehenen isolierenden Traegers

Info

Publication number: DE1100741B
Application number: DEN10824A
Authority: DE
Inventors: Johannes Martinus Holst; Jan Leendert Melse; Johannes Henricus Joseph Dijk
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-06-25
Filing date: 1955-06-22
Publication date: 1961-03-02
Also published as: CH353417A; NL108173C; FR1142987A; GB792920A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallmuster, z. B. einer Schaltung, versehenen isolierenden Trägers, bei dem auf einem 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 voläufigen 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.

Ein solches Metallmuster kann die Form einer Bedrahtung zur Führung des elektrischen Stroms in Funk- und Fernsehgeräten, Röhrengeräten, elektronischen Rechenmaschinen, Fernsprechämtern usw. aufweisen, weiter kann es auch die Form bestimmter Einzelteile aufweisen, ζ. B. die von Kondensatoren, Spulen oder Widerständen.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs erwähnten Art besteht der vorläufige Träger aus einer Stahlplatte, die das erwünschte Muster in Hochrelief zeigt, bei der also die abgedeckten Teile vertieft ausgebildet sind. Das auf die Hochreliefteile niedergeschlagene Metallmuster wird in einen thermoplastischen Träger eingedrückt, worauf mit letzterem das Metallmuster von der Stahlplatte abgezogen wird.

Wenn zur Haftung des Metallmusters in oder an dem isolierenden Träger Klebstoffe benutzt werden, entsteht insbesondere bei härtbaren Klebstoffen vielfach eine Haftverbindung zwischen dem isolierenden Träger einerseits und dem Abdeckmaterial oder, wenn letzteres vor dem Überdrucken des Metallmusters auf dem isolierenden Träger entfernt ist, dem vorläufigen Träger andererseits. Diese Haftverbindung erschwert die Trennung des vorläufigen Trägers von dem isolierenden Träger und kann sogar eine solche Trennung praktisch unmöglich machen. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird eine solche unerwünschte Haftung dadurch vermieden, daß ein ungewöhnliches Abdeckmaterial, nämlich eine Fluor-Kohlenwasserstoff-Verbindung, verwendet wird, das klebstoffabstoßend wirkt. Dieses Abdeckmaterial im Negativ des erwünschten Musters auf den vorläufigen Träger aufzubringen, ist durch die notwendige mehrmalige Verstärkung der Abdeckschicht jedoch nicht ganz einfach und fordert mehrere zeitraubende Verfahrensschritte.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei dem eine etwaige Haftung zwischen dem isolierenden Träger und von dem Metallmuster verschiedenen Oberflächen des vorläufigen Trägers gar keine Rolle spielt und bei dem die Abdeckschicht vor dem Übertragen des Metallmusters Verfahren zur Herstellung

eines mit einem Metallmuster versehenen

isolierenden Trägers

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität;
Niederlande vom 25. Juni 1954

Johannes Martinus Holst, Jan Leendert Meise
und Johannes Henricus Joseph van Dijk,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

entfernt werden kann. Letzteres hat den Vorteil, daß bei Verwendung eines flachen, also nicht profilierten, vorläufigen Trägers das Metallmuster hervorsteht und bequem derart auf den isolierenden Träger übertragen werden kann, daß im Endzustand die Oberfläche des Metallmusters und die Oberfläche des isolierenden Trägers in der gleichen Ebene liegen. Damit ist eine etwaige Beschädigung des Metallmusters bei der Weiterverwendung des mit diesem Metallmuster versehenen isolierenden Trägers weniger zu befürchten. Bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird demnach gemäß der Erfindung — zwecks Bildung des vorläufigen Trägers — auf einer Metallplatte in an sich bekannter Weise auf einer Trennschicht eine dünne, höchstens 10 μ starke Metallschicht galvanisch niedergeschlagen, welche mit dem darauf niedergeschlagenen Metallmuster auf den isolierenden Träger übertragen wird, wobei die Metallplatte entlang der Trennschicht von der dünnen. Metallschicht getrennt und schließlich die dünne Metallschicht mechanisch und/oder chemisch von dem jetzt ein einheitliches Gebilde darstellenden isolierenden Träger ' und dem Metallmuster entfernt wird.

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Mit dem Ausdruck »auf eine Trennschicht« ist ge- ;; ' meint, daß die Oberfläche der Metallplatte auf aus der Galvanotechnik bekannte Weise derart vorbehandelt ist, daß die auf dieser Oberfläche galvanisch niederzuschlagende dünne Metallschicht leicht' von der :5 Metallplatte getrennt werden "kann. .-..:.-

Der vorläufige Träger besteht — wie bekannt — vorzugsweise aus nichtrostendem Metall, z. B. Chromnickelstahl. - - - - ,

Das Abdeckmaterial kann auf eine der in der Drucktechnik bekannten Weise, 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 bekannter Weise auf galvanischem Wege. Es muß darauf geachtet werden, daß sich das Niederschlagen des Metallmusters in einer nicht spröden Schicht vollzieht.

Das niedergeschlagene Metallmuster wird dann 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 oder in dem isolierenden endgültigen Träger entfernt werden: Dies kann mittels geeigneter Lösungsmittel für die Abdeckschicht, z. B. mittels Ester oder Ketonen, durchgeführt werden.

Für den endgültigen Träger lassen sich verschiedene Materialien verwenden, z. B. Kunststoffe und sogenanntes Hartpapier, das z. B. aus einer Anzahl aufeinandergeklebter Papierbogen besteht, die mit Cresolharz getränkt sind und beim Pressen ausgehärtet werden.

Die Erfindung hat im Vergleich zu den bekannten Verfahren den Vorteil, daß der endgültige Träger, an dem oder in dem das niedergeschlagene Metällmuster befestigt wird, entweder gar nicht oder nur für kurze Zeit mit einer Ätzflüssigkeit in Berührung kommt, daß ferner das Metall des Metallmusters sehr sparsam benutzt wird und daß es möglich ist, Metallmuster in dem endgültigen Träger vertieft anzubringen, wodurch die Gefahr einer Unterbrechung des Musters durch Beschädigung und eines Loslösens des Musters stark herabgemindert wird.

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 verschiedene Eigenschaften der Metallmuster erhalten. Man schlägt demnach gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung 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 Metalhnuster haben auf der Außenfläche eine abriebfeste Rhodiumschicht. Man kann auch auf den nicht abgedeckten Teilen der Metallschicht auf galvanischem Wege eine Blei-Zinn-Legierung niederschlagen und auf dieser eine Kupferschicht. Aus diesen Schichten hergestellte Metallmuster sind gut lötbar. Anstatt Rhodium oder einer Blei-Zinn-Legierung 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 von Kontakten für Schalter wichtig ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung 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.

Es sei nebenbei erwähnt, daß ein Herstellungsverfahren eines Leitungsmusters bekannt ist, bei dem die nicht mit einem Abdeckmaterial abgedeckten Teile einer auf eine isolierende Unterlage angebrachten Metallfolie mit einem von dem Metall der Folie verschiedenen Metall versehen werden, z. B. auf galvanischem Wege, und darauffolgend wenigstens die nicht mit dem letztgenannten Metall versehenen Teile der Folie mittels eines selektiven Ätzmittels, das das aufgebrachte Metall nicht angreift, entfernt werden. . Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher veranschaulicht. Tn der Zeichnung veranschaulichen

Fig. I bis VI schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung;

Fig, VII bis X zeigen ein zweites Beispiel, das eine Abart des ersten Verfahrens ist.

In Fig. I bezeichnet 1 eine Platte aus nichtrostendem Stahl, die sich als Matrizenplatte zum Pressen ran Hartpapier eignet und den vorläufigen Träger bildet. Dabei bezeichnet 2 eine 2 bis 4 μ starke Kupferschicht/ die galvanisch auf einer auf der Stahlplatte vorgesehenen Trennschicht niedergeschlagen ist.

In Fig. II bezeichnen 1 und 2 dieselben Teile wie in Fig. I; 3 bezeichnet eine örtlich angebrachte Abdeckschicht.

Diese Schicht wurde wie folgt hergestellt: Auf der Kupferschicht 2 wurde eine mittels Ammoniumchromat lichtempfindlich gemachte Schicht aus Polyvinylbutyral (in einer Stärke von etwa 10 μ) angebracht, die unter einem Transparent mit geschwärztem Positivbild des gewünschten Metallmusters belichtet wurde, wobei das Polyvinylbutyral an den belichteten Stellen weiterpolymerisierte und die Löslichkeit stark abnahm. Mittels eines Lösungsmittels wurde darauf das nicht belichtete Polyvinylbutyral entfernt.

Auf den nicht mehr von der Abdeckschicht 3 bedeckten Teilen der Kupferschicht 2 wurde das Metallmuster in erwünschter Stärker 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 nichtrostende Stahlplatte 1 mit dem niedergeschlagenen Metallmuster mit einer Anzahl in Cresolharz getränkter Papierbogen unter eine Hartpapierpresse gelegt und bei 150° C gepreßt, wobei das Muster 4 in die aufeinandergestapelten 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 1 nach dem Preßyorgang 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 bis 4 μ starke Kupferschicht 2, die die ganze Hartpapierplatte abdeckte, durch Eintauchen etwa ¹Ii Minute lang in einer Ferrichloridlösung gelöst, und die Abdeckschicht 3 wurde nach Tränkung in Äthanol mechanisch entfernt.

In den Fig. VII bis X, im Anschluß an Fig. III, ist dargestellt, daß die Abdeckschicht 3 entfernt wird, be-

vor das niedergeschlagene Metallmuster 4 in den elektrisch nichtleitenden Träger 5 gepreßt wird. Erst darauf wird der vorläufige Träger 1 entfernt und die Kupferschicht 2 weggeäzt.

Anstatt das Metallmuster in einen Stapel imprägnierter Papierbogen zu pressen, kann eine schon ausgehärtete Isolierplatte, die aus Papierschichten und Phenol-Formaldehyd-Harz besteht und an der Oberfläche mit einer Leimschicht versehen ist, gegen die das Metallmuster tragende Seite des vorläufigen Trägers gepreßt werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird auf der Seite des Trägers 1, auf der sich das niedergeschlagene Metallmuster 4 befindet, durch Aufgießen eines Epoxyharzes eine Isolierschicht gebildet. Nachdem diese Schicht hinreichend hart geworden ist, wird der Träger 1 entfernt und sodann die das Metallmuster und die gehärtete Isolierschicht noch überdeckende dünne Metallschicht 2 chemisch, z. B. durch Ätzen, oder mechanisch, z. B. durch Schleifen, entfernt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallmuster, z. B. eine Schaltung, versehenen isolierenden Trägers, gemäß dem auf einem 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 — zwecks Bildung des vorläufigen Trägers — auf einer Metallplatte in an sich bekannter Weise auf einer Trennschicht eine dünne, höchstens 10 μ starke Metallschicht galvanisch niedergeschlagen wird, welche mit dem darauf niedergeschlagenen Metallmuster auf den isolierenden Träger übertragen wird, wobei die Metallplatte entlang der Trennschicht von der *5 dünnen Metallschicht getrennt und schließlich die dünne Metallschicht mechanisch und/oder chemisch von dem jetzt ein einheitliches Gebilde darstellenden isolierenden Träger und dem Metallmuster entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trennschicht eine Metallschicht (2) mit einer Dicke von 2 bis 4 μ niedergeschlagen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für die Bildung der Metallschicht als auch für die Bildung des Metallmusters dasselbe Metall, vorzugsweise Kupfer, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallmuster (4) aus verschiedenen Metallschichten aufgebaut wird, indem in entsprechender Reihenfolge verschiedene Metallschichten galvanisch niedergeschlagen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Metallmusters erst ein Metall der Gruppe Rhodium, Silber und Gold und darauf Kupfer niedergeschlagen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als letzte Phase in der Bildung des Metallmusters Eisen oder Nickel niedergeschlagen wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Isolierschicht mehrere aufeinandergelegte organische Folien, die mit einem nicht gehärteten härtbaren Kunstharz imprägniert sind, verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Cresolharz imprägnierte Papierfolien verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Metallmuster versehene vorläufige Träger mit der Isolierschicht zusammengepreßt und das Kunstharz mittels Wärme ausgehärtet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht durch Aufgießen eines härtbaren Epoxyharzes auf die das Metallmuster tragende Seite des vorläufigen Trägers und anschließendes Härten des Harzes gebildet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 587 568, 2 666 008.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen