DE1156131B - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsmusters - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsmusters In dem Bestreben, bei der Herstellung von Leitungsverbindungen für elektrische Geräte das Verlegen von Drähten zwischen den zu verbindenden Punkten zu vermeiden, ist das Verfahren der gedruckten Schaltungen angewendet worden. Dabei werden mit Foto-, Ätz- oder galvanischen Prozessen oder Kombinationen solcher Prozesse Leitungszüge auf flächenhaften Trägern hergestellt. Dafür wurde der Begriff der gedruckten Schaltungen geprägt. Zu ihrer Herstellung ist eine meist sehr große Zahl von teilweise schwierigen Arbeitsgängen erforderlich. Die Fläche, welche die Schaltung trägt, muß dabei in elektrolytische Lösungen getaucht werden oder die ganze Fläche mit Klebstoff bedeckt werden, was zur Folge hat, daß die Isolationseigenschaften der aus Isolierstoff gefertigten Trägerplatte leiden.
• Es ist bekannt, aus Blechtafeln mittels auf eine bestimmte Schaltung zugeschnittener Stanzwerkzeuge zusammenhängende Schaltungsmuster auszustanzen und diese mit weiteren, nur für eine bestimmte Schaltun; brauchbaren schneidenden und biegenden Werkzeugen mit besonders dafür hergerichteten Trägerplatten zu vereinigen; beim letztgenannten Vorgang werden dabei vorher dem Zusammenhalt des Musters dienende, für die Schaltung unnötige Stege durchtrennt. Um die Handhabung des ausgestanzten Schaltungsmusters zu ermöglichen, ist eine weit über dem durch die elektrischen Anforderungen gegebenen Mindestwert liegende Blechstärke nötig. Jede Schaltungsänderung erfordert den Ersatz beider Werkzeuge.
• Es ist weiter bekannt, ein Schaltungsmuster durch ein auf die Schaltung zugeschnittenes Werkzeug aus einer Folie auszustanzen, das Muster auf einen Träger zu kleben und die Verstärkungsstege des Musters dann auszuschneiden. Die fertige Schaltung, deren Leitungsquerschnitte aus mechanischen Gründen ebenfalls überdimensioniert sein müssen, ruht hier auf einem an der Stelle der Stege durchlochten Träger; eine Schaltungsänderung erfordert neue Werkzeuge.
• Schließlich ist es bekannt, eine Metalfolie wieder mit einem auf die Schaltung zugeschnittenen Werkzeug nur an den Stellen des Schaltungsmusters auf einen Träger zu kleben und die restlichen Folienteile zu entfernen.
• Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Leitungszügen auf Isolierplatten, welches der automatischen Steuerung unmittelbar aus Informationen zugänglich ist, die in Lochkarten oder anderen Aufzeichnungsträgern enthalten sind. Bei diesem Verfahren werden weiterhin galvanische und fotografische Schritte oder der Auftrag eines Klebstoffes auf die ganze Platte vermieden. Es werden im Gegensatz dazu lediglich die das Schaltungsmuster bildenden Teile mit Klebstoff in Berührung gebracht, so daß die Prüfung der Isolationseigenschaften entfällt. Weiterhin ist die elektrische Prüfung der Schaltung vor dem Aufbringen auf die Isolierplatte möglich.
• Die Dicke der verwendeten Folie wird nur durch die Anforderungen der Schaltung bestimmt. Schaltungsänderungen verursachen keine Werkzeugänderungen, sondern nur Anpassung der steuernden Information.
• Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsmusters nach Art der gedruckten Schaltungen durch Aufkleben eines aus einer Metallfolie ausgestanzten und noch Verbindungsstege enthaltenden Leitungsmusters auf einen Träger und anschließendes Ausstanzen der Verbindungsstege, das gekennzeichnet ist durch die Kombination folgender Schritte: a) Auftrag einer wärmehärtenden Klebstoffschicht auf die erste rauhe Seite der Folie; b) Lochen der Folie mittels einer durch Aufzeichnungsträger gesteuerten Lochstanze, so daß flächenhafte, durch Stege verbundene Bezirke erhalten bleiben; c) Aufkleben einer vorläufigen Trägerschicht auf die zweite Seite der gestanzten Folie; d) an sich bekanntes Ausstanzen der nicht erforderlichen Verbindungsstege; e) Verbinden der Folie mit einer endgültigen Trägerplatte und Entfernen der vorläufigen Trägerschicht.
• In der folgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine in Teilbereichen regelmäßig gelochte Metallfolie, in Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1 nach einer weiteren Lochoperation, in Fig.3 die Folie nach Bekleben mit einem vorläufigen Träger, in Fig. 4 die beklebte Folie nach der nächsten Lochoperation, in Fig. 5 die beklebte Folie nach dem Entfernen der nicht benötigten Folienteile, in Fig. 6 die Vereinigung der Folie mit dem endgültigen Träger, in Fig. 7 das Abziehen des vorläufigen Trägers und in Fig. 8 die endgültige Schaltung.
• Für das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst eine Zeichnung der Schaltung so entworfen, daß alle Verbindungsleitungen auf geraden Linien verlaufen, die entweder parallel sind oder senkrecht aufeinander stehen. Die Endpunkte von Leitungszügen, die im folgenden als Inseln bezeichnet werden, sind die Punkte, an welchen die verschiedenen elektrischen Bauelemente mit der Schaltung verbunden werden, und auch diese Inseln müssen längs gerader Linien liegen, welche entweder parallel oder senkrecht zueinander verlaufen und die zwischen den erstgenannetn Linien eingeschoben sind und mit jenen in Verbindung stehen.
• Das so festgelegte Leitungsmuster muß jetzt auf eine Metall-, z. B. Kupferfolie durch einen Locher übertragen werden, dessen Operationen von Lochkarten gesteuert werden, so daß das gewünschte Muster entsteht.
• Zunächst wird die Metallfolie vorzugsweise auf ihrer rauhen oder matten Seite mit einem Klebstoff überzogen, der bei Erwärmung erhärtet. Solche bekannten Klebstoffe sind z. B. Phenolaldehyd, Harnstoffaldehyd oder Melaminaldehyd.
• Es folgt nun ein erster Lochvorgang, nach welchem die Folie das Aussehen der Fig. 1 angenommen hat. Durch Stanzen rechteckiger Löcher an vorbestimmten Stellen ist ein gitterartiges Netzwerk entstanden, welches schmale Streifen nicht gelochter Folien enthält. In Fig. 1 ist die Folie mit 10 bezeichnet, die Gitterstege mit 14 und die stehengebliebenen Folienteile mit 12. Aus den stehengebliebenen Folienteilen werden; später die eingangs erwähnten Inseln gebildet. Das Gitterwerk enthält außer den zur Bildung des Stromkreises nötigen Teilen eine Anzahl vorläufiger Verbindungen, welche dazu dienen, den Zusammenhang der Folie zu erhalten. Diese vorläufigen Verbindungsstücke werden später entfernt.
• Die Fig. 2 zeigt den Zustand der Folie nach dem zweiten Lochvorgang. Es wurden aus den stehengebliebenen Folienteilen die Inseln 15 gebildet, welche über die Brücken 16 und 18 in Verbindung blieben. Die Lochstempel, welche die Inseln bilden, brauchen nicht durch Lochkarten od. dgl. gesteuert zu werden, da sie in den Bezirken, die vorher mit den rechteckigen Stempeln des ersten Lochvorganges ausgestanzt wurden, keine Wirkung haben.
• Auf der vorher nicht mit dem Klebemittel bedeckten Seite der Folien werden nun die Inseln mit einem Klebstoff versehen, welcher bei Erwärmung auf höhere Temperaturen seine Klebkraft verliert. Als Beispiel für einen derartigen Klebstoff sei eine Mischung aus Gummiarabikum, Polyvinylalkohol und Gelatine genannt, welche als wäßrige Lösung oder dispergiert mittels Gummistempeln od. dgl. aufgetragen werden kann. Das Gitter, das die Inseln umgibt, wird nicht mit Klebstoffauftrag versehen. Dieser Klebstoffauftrag dient zum Befestigen eines vorläufigen Trägers 19 auf der gelochten Folie (Fig. 3). Der vorläufige Träger kann ein elektrischer Leiter oder ein Isolierstoff und sollte biegsam sein. Beispiele dafür sind Aluminium- oder Kupferfolie und Papier, eventuell harzgetränkt. Ein isolierender Stoff als vorläufiger Träger hat den Vorzug, daß die elektrische Schaltung vor dem Aufbringen auf die endgültige Trägerschicht geprüft werden kann.
• In einem weiteren Lochvorgang werden nun durch einen von Lochkarten gesteuerten Locher an den in Fig.4 mit 20 bezeichneten Stellen die vorläufigen, nicht zur Bildung der Schaltung benötigten Teile von Stegen entfernt. Da früher nur die Inseln mit Klebstoff versehen wurden, lassen sich nun die nicht mehr mit Inseln in Verbindung stehenden Stege des Gitters leicht von Hand oder automatisch, z. B. unter Verwendung von Saugwirkung, entfernen. Die Fig.5 zeigt die nunmehr verbleibenden Teile der Folie, welche die gewünschten Verbindungen und Inseln enthält. Falls der vorläufige Träger aus Isolierstoff besteht, läßt sich jetzt die Schaltung elektrisch prüfen.
• Die Fig. 6 zeigt, wie die Schaltung mit dem endgültigen Träger verbunden werden kann. Auf die Isolierplatte 22, welche den endgültigen Träger darstellt, wird die mit dem wärmehärtenden Klebstoff versehene Seite der Folie 10 aufgelegt. Durch Zusammenführen der beiden beheizten Platten 24 einer hydraulischen Presse verbindet der wärmehärtende Kleber der Folie diese mit der Platte 22. Gleichzeitig vernichtet die hierbei zugeführte Wärme die Klebkraft des Klebstoffes, welcher den vorläufigen Träger mit der Folie verbindet. Diese kann nun abgezogen werden (Fig. 7). Die erforderliche Temperatur liegt zwischen 155 und 170° C, der Druck bei 60 bis 80 kg/cm2 bei Verwendung üblicher wärmehärtender Klebstoffe. Die Folienteile werden dabei in die Oberfläche der Isolierplatte 22 eingebettet. Als Material für die Isolierstoffplatte 22 kommen Papier oder andere faserige Platten in Frage, die mit einem wärmehärtenden Harz oder einer Harzmischung aus Phenolaldehyd, Harnstoffaldehyd oder Melaminaldehyd getränkt sind. Das Harzgemisch kann vorher gehärtet sein, wird aber vorzugsweise nur teilweise oder gar nicht gehärtet, um die Einbettung des Schaltungsmusters und eine feste Verbindung mit demselben zu ermöglichen.
• Reste des Klebstoffes, welcher den vorläufigen Träger festhielt, können nun durch Bürsten oder Polieren beseitigt werden. Fig. 8 zeigt die fertige Schaltung, deren Inseln teilweise noch mit Löchern versehen wurden, in welchen Schaltelemente durch Löten befestigt werden können. Auch diese Löcher 26 können durch einen automatisch gesteuerten Locher hergestellt werden..
• In Abwandlung des beschriebenen Verfahrens kann der wärmehärtende Klebstoff, welcher das Schaltungsmuster auf der endgültigen Isolierstoffplatte befestigt, zu irgendeinem Zeitpunkt vor dem Verbindungsvorgang aufgebracht werden. Es ist jedoch zweckmäßig, ihn vor dem ersten Lochvorgang anzubringen. Weiter ist es möglich, die zweite Lochoperation, welche die Ins--In bildet, vor der ersten Lochoperation durchzuführen. In diesem Falle sollte auch diese die Insel bildende Lochoperation gesteuert werden, so daß die Locher nur in den später benötigten Bezirken wirksam werden. Das Endergebnis ist dasselbe, wie in Fig. 2 dargestellt. Zum Lochen kann entweder eine Einrichtung benutzt werden, die an sämtlichen möglichen Stellen Lochstempel enthält, welche von den Lochkarten gesteuert werden, oder die aus einer Reihe von Lochstempeln besteht, welche über die Folienfläche bewegt werden und nacheinander an den gewünschten Stellen die Lochungen hervorrufen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsmusters nach Art der gedruckten Schaltungen durch Aufkleben eines aus einer Metallfolie ausgestanzten und noch Verbindungsstege enthaltenden Leitungsmusters auf einen Träger und anschließendes Ausstanzen der Verbindungsstege, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Schritte: a) Auftrag einer wärmehärtenden Klebstoüschicht auf die erste rauhe Seite der Folie; b) Lochen der Folie mittels einer durch Aufzeichnungsträger gesteuerten Lochstanze, so daß flächenhafte, durch Stege verbundene Bezirke erhalten bleiben; c) Aufkleben einer vorläufigen Trägerschicht auf die zweite Seite der gestanzten Folie; d) an sich bekanntes Ausstanzen der nicht erforderlichen Verbindungsstege: e) Verbinden der Folie mit einer endgültigen Trägerplatte und Entfernen der vorläufigen Trägerschicht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufklebung der vorläufigen Trägerschicht mittels eines Klebstoffes erfolgt, der bei Erwärmung seine Klebkraft verliert.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt b) in zwei Stufen erfolgt, dessen erste von einem aufzeichnungsträgergesteuerten Locher durchgeführte bestimmte Folienbereiche erfaßt und. dessen zweite Stufe sich ohne Auswahl auf die ganze Folienfläche erstreckt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Locher für die erste Stufe ein regelmäßiges Lochmuster mit dazwischenliegenden schmalen Stegen erzeugten kann.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Locher für die zweite Stufe die vom Locher der ersten Stufe nicht erfaßten Lochbereiche derart beschneiden, daß diese noch über schmale Brücken mit den Stegen in Verbindung stehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 820 915, 808 052; Zeitschrift »Radio und Fernsehen«, 1957, Heft 11, S. 323 bis 336.