DE1129198B - Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES mmm PATENTAMT

kl. 21 c 2/34

INTERNAT.KL. H Ol b

AUSLEGESCHRIFT 1129 198

N15164Vrad/21c

ANMELDETAG: 4. JUNI 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 10. MAI 1962

Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung

Anmelder:

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

Vertreter: Dr. rer.nat. P. Roßbach, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 7. Juni 1957 (Nr. 217 955)

Thomas Coe und Rein Bakker, Eindhoven

(Niederlande), sind als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung einer gedruckten Schaltung, bei dem auf
eine härtbare, aber nicht durchgehärtete Isolierstoffunterlage ein- oder beidseitig eine Metallfolie geklebt
wird, die unter Verwendung einer ein Negativ der 5
Schaltung bildenden Schutzlackschicht teilweise chemisch weggeätzt wird und die verbleibenden, die
Schaltung bildenden Teile der Metallfolie unter Druck
und Wärme in die Unterlage gepreßt werden, die
hierbei durchgehärtet wird. io

Es ist bekannt, bei einem Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung die härtbare, nicht
durchgehärtete Isolierstoffunterlage derart auszubilden, daß die nach der Druck- und Wärmebehandlung gehärtete Unterlage eine selbständige, ein- oder 15
beidseitig ein Schaltungsmuster tragende Isolierplatte bildet. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß etwaige beim Ätzen in die Isolierstoffunterlage eingedrungene Badchemikalien die elektrischen
Eigenschaften der Trägerplatte unkontrollierbar her- 20
absetzen können, weil die Chemikalien sich wegen
der mit Hinsicht auf die mechanische Festigkeit
erforderlichen Dicke der Platte kaum noch aus
dieser herausspülen lassen. Bei einem solchen Ver- 2

fahren zur Herstellung einer Schaltungsplatte mit 25

einseitig angeordnetem Schaltungsmuster muß, um Druck derart erwärmt wird, daß eine gute Haftung das Eindringen der Chemikalien zu verhüten, die der Metallfolien auf den Papierlagen eintritt, das nicht mit Metallfolie versehene Seite der Unter- Kunstharz in den Papierlagen aber nur teilweise lage von einer Schutzschicht abgedeckt werden. gehärtet wird, worauf jede Metallfolie in bekannter

Eine solche zusätzliche Abdeckschicht ist natur- 30 Weise mit einer dem Schaltungsmuster entsprechengemäß nicht nötig, wenn beide Seiten der Unter- den Schutzlackschicht versehen und geätzt wird, lage mit einer in einem Leitungsmuster zu ätzenden hiernach der Stapel parallel zu seiner Fläche in zwei Metallfolie versehen werden. Die beiden Muster getrennte, einseitig je ein Schaltungsmuster aufmüssen dann, weil sie schließlich Teile derselben weisende und wenigstens eine Papierlage enthaltende gedruckten Schaltungsplatte bilden, in ihrer Form- 35 Isolierschichten gespalten und jede Isolierschicht in gebung aufeinander abgestimmt sein und sind als an sich bekannter Weise in einer geheizten Presse zusammengehörend zu betrachten. mit einer weiteren Isolierunterlage vereinigt wird,

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zur Her- wobei das Schaltungsmuster in die es tragende Isolierstellung einer gedruckten Schaltung zu schaffen, bei schicht eingepreßt und hierbei das Kunstharz dieser dem ein etwaiges Eindringen von Badchemikalien 40 Isolierschicht völlig ausgehärtet wird, in der Unterlage weniger störend empfungen wird Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vor-

und das es erlaubt, Isolierplatten insbesondere mit teil, daß in einem einzigen Ätzvorgang zwei bei der einem nur einseitig aus einer Metallfolie herausge- weiteren Verarbeitung völlig voneinander unabätzten Schaltungsmuster einfach herzustellen. hängige Leitungsmuster erhalten werden, die dem-

Der geschilderte Nachteil wird bei dem eingangs 45 entsprechend nicht notwendigerweise aufeinander beschriebenen Verfahren dadurch vermieden, daß abgestimmt zu sein brauchen. Bei dieser wirtschaftgemäß der Erfindung mindestens zwei mit härtbarem liehen Herstellungsweise braucht naturgemäß keine Kunstharz getränkte Papierlagen und zwei einseitig zusätzliche Deckschicht verwendet zu werden, wähmit einer härtbaren, teilweise gehärteten Leimschicht rend etwaige unversehens in die nicht durchgehärtete versehene Metallfolien, mit der Leimschicht den 50 Unterlagen nach der Spaltung wegen der Zugäng-Papierlagen zugekehrt, mit letzteren zusammenge- lichkeit der Spaltungsflächen und der relativ geringen schichtet werden und der erhaltene Stapel unter Dicke der Spaltteile eingedrungenen Chemikalien

leicht ausgewaschen werden können. Für die weitere Isolierunterlage kann jedes für besondere Anwendungen in elektrischer und/oder mechanischer Hinsicht günstige Material gewählt werden.

Es ist zwar ein Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung bekannt, bei dem Teile einer Metallfolie durch Atzen entfernt werden, wobei jedoch die endgültigen Träger für das geätzte Schaltungsmuster gar nicht mit der Badflüssigkeit in Berührung kommen. Bei diesem bekannten Verfahren wird zuerst eine Metallfolie auf einer der beiden mit einer Klebschicht versehenen Seiten einer metallischen Trägerfolie festgeklebt, worauf die Metallfolie entsprechend dem gewünschten Leitungsmuster unter Zuhilfenahme eines photographisch her- gestellten Abdeckmusters geätzt wird. Das erhaltene Leitungsmuster wird anschließend während einer Druck- und Wärmebehandlung in eine Isolierunterlage, bestehend aus einem Stapel von imprägnierten Papierlagen mit härtbarem Kunstharz, eingepreßt, wobei das Kunstharz ausgehärtet wird. Schließlich wird die metallische Trägerfolie von der mit dem eingepreßten Leitungsmuster versehenen Isolierunterlage abgezogen. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die metallische Trägerfolie nur in sehr günstigen Fällen mehrmals verwendet werden kann, normalerweise aber nach einmaligem Gebrauch unbrauchbar geworden ist, was das Verfahren relativ kostspielig macht.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In den Fig. 1 bis 5 ist im Querschnitt eine Isolierschicht mit einer darauf angebrachten Metallschicht bzw. einem Metallmuster in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsphasen dargestellt, während Fig. 6 die nach diesem Verfahren hergestellte Platte im Schnitt darstellt.

Einige, z. B. vier, mit wärmehärtendem Kunstharz imprägnierte Papierlagen 1 werden aufeinandergeschichtet, so daß sie einen Stapel 2 bilden, und auf jede Seite des Stapels 2 wird eine Metallfolie 3 bzw. 4, z. B. aus Kupfer, gelegt (Fig. 1). Das wärmehärtende Kunstharz kann z. B. aus einem Phenolformaldehyd oder einem Kresolformaldehydkondensat bestehen. Die Metallfolien haben eine zwischen 20 und 80 μ liegende Stärke. An Stelle von Kupfer kann ein anderes Metall, z. B. Aluminium, für diese Folien gewählt werden. Die Metallfolien 3 und 4 werden vorzugsweise vor dem Auflegen auf den Stapel 2 auf der mit dem Stapel in Berührung kommenden Seite mit einer Haftschicht versehen, die aus einer wärmehärtenden Harzkombination besteht. Besonders geeignet hierfür ist eine Kombination von Butadien-Akrylnitryl mit einem Phenolaldehydkondensat. Es lassen sich für diese Haftschicht jedoch auch Kondensate von Melamin und Formaldehyd oder Epoxyharze verwenden.

Der Stapel 2, dessen einzelne Lagen in Fig. 1 deutlichkeitshalber lose übereinander dargestellt sind, und die auf beide Stapelseiten gelegten Metallfolien 3 und 4 werden etwa 10 Minuten lang in einer auf 115 bis 120° C geheizten Presse unter Wärme und Druck gesetzt. Dabei wird das Kunstharz teilweise gehärtet und eine Haftung zwischen dem Stapel 2 und den Kupferfolien 3 und 4 erreicht, so daß ein zusammenhängendes, gut hantierbares Gebilde entsteht.

Darauf wird auf den Metallfolien 3 und 4 der aus dem Stapel 2 gebildeten Platte 20 im Positiv des zu erzielenden leitenden Musters eine Schutzlackschicht 21 bzw. 22 (Fig. 2) angebracht. Dies kann erfolgen, indem in bekannter Weise die Schutzlackschicht mit Hilfe einer Seidenschirmschablone direkt der Oberfläche der betreffenden Metallfolie aufgedrückt wird. Für detaillierte Muster wird die Schutzlackschicht vorzugsweise auf photographischem Wege angebracht, wobei zunächst in bekannter Weise die ganze Oberfläche der betreffenden Metallfolie mit einer Schicht eines lichtempfindlichen Materials, z. B. einer mit einem Chromatsalz sensibilisierten Polyvinylbutyralschicht, bedeckt wird, darauf diese lichtempfindliche Schicht entsprechend dem zu erzielenden leitenden Muster mit aktinischem Licht beleuchtet wird und dann die nicht beleuchteten Teile der Schicht gelöst oder weggewaschen werden.

Die mit Schutzlack versehene, aus mehreren Schichten bestehende Platte 20 wird darauf in ein Ätzbad eingetaucht, in dem die von dem Schutzlack 21 bzw. 22 nicht bedeckten Teile der Metallfolie 3 bzw. 4 gelöst werden. Das Bad kann z. B. aus einer Ferrichloridlösung bestehen. Nach dem Ätzen wird die Platte gespült und der Schutzlack auf beiden Seiten der Platte mit alkoholischer Salzsäure entfernt, woraus sich eine Isolierplatte 20 ergibt, die beiderseits mit einem aufliegenden leitenden Muster versehen ist, welches aus den übriggebliebenen Teilen 31 bzw. 32 der ursprünglichen Folien 3 und 4 (Fig. 3) besteht.

Es ist nicht immer notwendig, nach dem Ätzen den Schutzlack zu entfernen. In vielen Fällen kann man die Schutzlackschicht bestehen lassen, insbesondere wenn nachher das Löten von Verbindungsdrähten am leitenden Muster durch den Schutzlack hindurch erfolgen kann.

Nach dem Spülen und Trocknen wird die Platte 20 parallel zu ihrer Fläche aufgespalten (Fig. 4), wobei zwei einzelne Isolierschichten 41 und 42 entstehen, die je aus wenigstens einer Papierlage mit teilweise gehärtetem Kunstharz bestehen und je auf einer Seite ein angeheftetes Metallmuster 31 bzw. 32 besitzen.

Eine dieser Schichten, z. B. die Schicht 41, wird, nachdem ringsum ein Rand weggeschnitten worden ist, auf eine Isolierplatte 51 gelegt, die z. B. aus einem völlig oder teilweise gehärteten wärmehärtenden Kunstharz bestehen und auch mehrere Papierschichten enthalten kann. Der so entstandene Stapel wird in eine Presse 50 (Fig. 5) gesetzt und unter Erhitzung gepreßt, wobei das Metallmuster 31 in der Schicht 41 versinkt und gleichzeitig das Kunstharz in dieser Schicht ausgehärtet wird. Dabei entsteht gleichzeitig eine feste Verbindung der Schicht 41 mit der Platte 51. Wenn letztere teilweise ausgehärtetes Kunstharz enthält, so wird auch dieses Kunstharz gleichzeitig gehärtet.

Aus der Presse 50 kommt demnach eine Isolierplatte 61 (Fig. 6), welche völlig ausgehärtet und mit einem in die Oberfläche versenkten leitenden Muster 31 versehen ist.

Die Schicht 42 kann auf die gleiche Weise mit einer anderen Platte 51 vereinigt werden.

Es ist einleuchtend, daß man die in die Presse 50 zu setzende Platte 51 beiderseits mit einer durch Teilung einer Platte 20 erzielten Isolierschicht mit einem daraufliegenden leitenden Muster, also z. B.

oben mit der Schicht 41 und unten mit der Schicht 42, versehen kann. Durch das Pressen entsteht dann eine Platte, die beiderseitig mit einem in ihre Oberfläche versenkten leitenden Muster versehen ist. Diese Muster sind in der Regel nicht einander gleich.

Man kann die Isolierschicht 41 auch mit dem leitenden Muster 31 nach unten auf die Unterschicht 51 legen. Dies bietet den Vorteil, daß das Muster in der nach dem Pressen entstandenen Platte völlig eingeschlossen und somit geschützt ist. In diesem Falle ist es aber schwieriger, elektrische Verbindungen mit dem Muster herzustellen, was dann z. B. durch in der Platte vorgesehene Löcher hindurch erfolgen kann.

Die Zahl der Papierlagen im Stapel 2, von der beim beschriebenen Verfahren ausgegangen wird, ist entsprechend der nachfolgenden Aufteilung mindestens gleich zwei und wird möglichst klein gewählt.

Um beim letzten Pressen das Muster in die Isolierschicht 41 bzw. 42 zu versenken, ist die zu benutzende Minimalstärke des Stapels 2 abhängig von der Stärke der verwendeten Metallfolien 3 und 4. Bei Verwendung dünnerer Metallfolien kommt man mit einer geringeren Stärke des Stapels 2 aus. Normalerweise kann man mit vier bis sechs Papierlagen mit einem Bogengewicht von 90 g pro Quadratmeter, d. h. einer Stärke von etwa 150 μ, auskommen.

Die Erfindung ermöglicht es, die herzustellende Platte im wesentlichen auch aus einem keramischen oder anderen Isoliermaterial aufzubauen, welches in der Presse keiner Formänderung unterworfen zu werden braucht. In einem solchen Falle besteht die Unterschicht 51 aus dem betreffenden Material.

Die geringe Stärke und die sich daraus ergebende Biegsamkeit der nach dem Aufspalten erzielten dünnen Isolierschichten 41 und 42 mit einem Metallmuster ermöglicht die Herstellung von Platten nicht flacher Form. Man kann die Isolierschicht oder -schichten z. B. mit einer gleichfalls verformbaren Unterschicht 41 in einer besonders gestalteten, z. B. halbzylindrischen Presse zusammenpressen und aushärten. Die Unterschicht 51 kann jedoch auch aus praktisch nicht verformbarem Material bestehen, muß dann aber vorher die gewünschte nichtebene Form haben, und die Isolierschicht 41 und/ oder 42 mit dem daraufliegenden Metallmuster muß sich in der Presse dieser Form anpassen. Es ist einleuchtend, daß die Presse gleichfalls der betreffenden Form der Unterschicht angepaßt sein muß.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung, bei dem auf eine härtbare, aber nicht durchgehärtete Isolierstoffunterlage ein- oder beidseitig eine Metallfolie geklebt wird, die unter Verwendung einer ein Negativ der Schaltung bildenden Schutzlackschicht teilweise chemisch weggeätzt wird und die verbleibenden, die Schaltung bildenden Teile der Metallfolie unter Druck und Wärme in die Unterlage gepreßt werden, die hierbei durchgehärtet wird, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens zwei mit härtbarem Kunstharz getränkte Papierlagen und zwei einseitig mit einer härtbaren, teilweise gehärteten Leimschicht versehene Metallfolien, mit der Leimschicht den Papierlagen zugekehrt, mit letzteren zusammengeschichtet werden und der erhaltene Stapel unter Druck derart erwärmt wird, daß eine gute Haftung der Metallfolien auf den Papierlagen eintritt, das Kunstharz in den Papierlagen aber nur teilweise gehärtet wird, worauf jede Metallfolie in bekannter Weise mit einer dem Schaltungsmuster entsprechenden Schutzlackschicht versehen und geätzt wird, hiernach der Stapel parallel zu seiner Fläche in zwei getrennte, einseitig je ein Schaltungsmuster aufweisende und wenigstens eine Papierlage enthaltende Isolierschichten gespalten und jede Isolierschicht in an sich bekannter Weise in einer geheizten Presse mit einer weiteren Isolierunterlage vereinigt wird, wobei das Schaltungsmuster in die es tragende Isolierschicht eingepreßt und hierbei das Kunstharz dieser Isolierschicht völlig ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Isolierunterlage ebenfalls aus mit härtbarem Kunstharz getränkten Papierlagen besteht, in denen das Kunstharz nur teilweise gehärtet ist, und daß dieses Kunstharz im gleichen Arbeitsgang mit dem Aushärten des Kunstharzes in der Isolierschicht ebenfalls ausgehärtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht mit dem leitenden Muster in der Presse in eine nicht ebene Form gebracht und in dieser Form ausgehärtet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 724 380.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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