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Verfahren zur Herstellung von gedruckten Stromkreisen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Stromkreisen, welche sowohl
einen oder mehrere Widerstände als auch Kapazitäten und Verbindungsleitungen aufweisen.
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Zur Herstellung gedruckter Stromkreise, welche aus Widerständen mit
Verbindungsleitungen bzw. Anschlußleitungen bestehen, ist es bekannt, auf einer
aus Isoliermaterial bestehenden Trägerplatte eine beispielsweise aus einem Chromat
bestehende Widerstandsschicht aufzubringen und auf diese Widerstandsschicht eine
aus Kupfer bestehende, den Strom gut leitende Schicht niederzuschlagen. Es werden
dann als Schutzschicht wirkende Masken aufgebracht, welche der Leitungsführung der
Verbindungsleitungen entsprechen und die freie Oberfläche der Kupferschicht abdecken.
Durch einen Ätzvorgang werden dann die durch die genannte Schutzschicht nicht abgedeckten
Teile der Kupferschicht weggeätzt, so daß sich dadurch Widerstandselemente mit Zuleitungen
in der Weise ergeben, daß die Widerstandselemente durch die wieder frei geätzte
Widerstandsschicht gebildet werden, die Verbindungswege dagegen durch die beim Ätzvorgang
abgedeckten Wege gebildet werden, die aus den erhalten gebliebenen Teilen der Kupferschicht,
unter welcher sich noch die Widerstandsschicht befindet, bestehen.
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Es ist ferner bekannt, im Wege der Ätztechnik Kondensatoren in der
Weise herzustellen, daß je eine Metallschicht auf zwei aus dielektrischem Material
bestehende Trägerplatten aufgebracht werden. Von der auf die eine Trägerplatte aufgebrachten
Metallbelegung werden unter Anwendung einer maskenförmigen Abdeckung, welche eine
Schutzschicht bei dem späteren Ätzvorgang bildet, die frei liegenden Partien weggeätzt,
so daß diese Trägerplatte die eine Kondensatorbelegung vorgegebener Kapazitätsfläche
bilden kann und mit der anderen die durchgehende Metallbelegung aufweisende Trägerplatte
zusammengesetzt werden kann.
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Die Erfindung baut auf diesem an sich bekannten Verfahren auf und
gestattet unter Anwendung von Ätzverfahren die Herstellung von gedrucktdn Stromkreisen,
welche Widerstandselemente, Kapazitäten und deren Verbindungsleitungen umfasen.
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Ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Stromkreisen, welche
sowohl einen oder mehrere Widerstände als auch Kapazitäten und Verbindungsleitungen
aufweisen, bei dem auf einer aus Isoliermaterial bestehenden Trägerplatte zum mindesten
an der einen Seite eine aus Widerstandsmaterial bestehende Schicht und auf diese
Widerstandsschicht eine Schicht aus gut stromleitendem Material aufgebracht werden
und anschließend Teile der aus gut stromleitendem Material bestehenden Schicht unter
Erhalt der dar-unterliegenden Widerstandsschicht durch Ätzen wieder entfernt werden,
kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß eine Schicht aus dielektrischem
Material auf einen Teil der genannten aus gut stromleitendem Material bestehenden
Schicht aufgebracht wird und daß eine zweite Schicht aus gut stromleitendem Material
so aufgebracht wird, daß mindestens die dielektrische Schicht gleichmäßig überdeckt
wird und daß ein ein Schutzmittel gegen Ätzen bildendes Abbild der Verbindungsleitungen
und der oberen Kapazitätsbelegungen auf die freien Oberflächen des gut stromleitenden
Materials aufgebracht wird und die Teile der aus gut stromleitendem Material bestehenden
Schichten, welche durch das genannte Abbild nicht abgedeckt sind, mit einem die
Widerstandsschicht nicht angreifenden Ätzmittel weggeätzt werden und daß ein eine
Schutzschicht gegen Ätzmaterial bildendes Abbild der Widerstandselemente auf die
aus Widerstandsmaterial bestehende Schicht aufgebracht wird und die frei liegenden
Teile der Widerstandsschicht von einem zweiten Ätzmittel weggeätzt werden.
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Eine nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Platte zur Weiterverarbeitung
für einen elektrischen Stromkreis besteht daher aus einer Unterlageplatte aus isolierendem
Material, die mindestens
an der einen Seite mit einer Schicht aus
Widerstandsmaterial bedeckt ist, auf welcher eine erste Schicht leitfähigen Materials
aufgebracht ist und eine Schicht dielektrischen Materials, die erste Schicht aus
gut leitendem Material bedeckt und eine zweite Schicht aus gut leitendem Material
gleichmäßig die isolierende Schicht überdeckt.
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Das Verfahren der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 A bis 1 E eine Draufsicht auf die der Herstellung
des gedruckten Stromkreises dienende Platte, F i g. 2 bis 5 Draufsichten auf den
vorgenannten Figuren entsprechende Platten unter Anwendung einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, F i g. 2A bis 5 A Querschnitte der in den F i g. 2 bis 5 gezeigten
Platten für gedruckte Stromkreise, F i g. 6 bis 9 verschiedene aufeinanderfolgende
Verfahrenssehritte, die sich bei der Herstellung eines zweidimensionalen Stromkreises
gemäß der Erfindung ergeben, F i g. 6 A bis 9 A Querschnitte durch die den F i g.
6 bis 9 entsprechenden Platten für gedruckte Stromkreise, F i g. 10 eine Draufsicht
auf einen zweidimensionalen gedruckten Stromkreis mit Verbindungsleitungen, Widerständen
und Kapazitäten, wobei der Stromkreis den in den F i g. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsformen
entspricht, F i g. 11 eine andere Ausführungsform eines gedruckten Stromkreises
mit Verbindungsleitungen, Widerständen und Kapazitäten, wobei der Stromkreis den
Ausführungsformen gemäß den F i g. 1 A bis 1 E entspricht.
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Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt die
Herstellung eines zweidimensionalen RC-Kreises.
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Auf einer aus Isoliermaterial bestehenden Unterlage 10, die
ein Keramikkörper oder ein Kunststoffkörper aus Phenolformaldehyd oder einem anderen
-eeigneten Material sein kann, werden verschiedene leitende Schichten in einer Vakuumverdampfungsanlage
mit drei verschiedenen Verdampfungsschiffchen erzeugt. Die drei Schritte des Niederschlagens
der Metallisierun,sschichten sind in den F i g. 1 A bis 1 E gezeigt. Es wird zunächst
eine Schicht 11 aus Widerstandsmaterial auf die Isolierplatte aufgedampft.
Wenn die geeignete Stärke der Schicht erreicht ist, was durch elektrischen Vergleich
mit einer Vergleichswiderstandschicht erfolgt, wird eine Schicht gut leitenden Materials
12 aufgedampft. Nachdem dieser Verdampfungsvorgang beendet ist, wird eine Blende
oder eine Abschirmplatte vor die Platte geschwenkt und eine Schicht dielektrischen
Materials 13 wird aufgedampft. Diese Abschirmplatte bzw. Blende dient nicht
dem Zweck, die genaue Formgebung sicherzustellen, sondern bezweckt nur, die Isolierschicht
auf einen bestimmten Teil der Platte zu beschränken. Darauf wird die Abschirmplatte
bzw. die Blende wieder entfernt und eine Schicht 14 aus gut leitendem Material auf
die gesamte Oberfläche der Platte aufgedampft. Diese Aufdampfvorgänge können durchgeführt
werden, ohne daß die Vakuumbehandlung der Platte unterbrochen wird.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Schichten
gemäß den F i g. 2 bis 5 aufgedampft. Auch hier werden drei verschiedene Verdampfungsschiffchen
in dem Vakuumverdampfungsapparat verwendet. Es wird die aus Isoliermaterial bestehende
Schicht 10 in die Verdampfungskammer eingebracht und eine streifenförmige
Abschirmplatte in der Nähe des einen Endes der Isolierplatte 10 so angeordnet,
daß sie sich quer über die gesamte Breite der Platte erstreckt. Unter Anwendung
dieser Abschirmplatte wird zunächst eine gleichmäßige Schicht aus Widerstandsmaterial
11 aufgedampft, so daß sich die in F i g. 2 und 2A dargestellte Oberflächenbekleidung
der Platte 10 ergibt; darauf wird gemäß den F i g. 3 und 3 A eine gleichmäßige
Schicht leitenden Materials 12 aufgedampft. Darauf wird die abschirmende streifenförmige
Platte von der Isolierplatte entfernt und eine Maske über die Platte gelegt und
eine dielektrische Schicht 13 aufgedampft, wie in F i g. 4 und 4 A dargestellt
ist. Anschließend wird die als Blende wirkende Maske von der den gedruckten Stromkreis
tragenden Platte entfernt und eine gleichmäßige Schicht aus leitendem Material
14 auf die gesamte Oberfläche gemäß den F i g. 5 und 5 A aufgebracht.
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Um die in den F i g. 1 und 5 dargestellte Platte in einen arbeitsfähigen
RC-Kreis umzuwandeln, sind verschiedene Druck- und Ätzschritte erforderlich. Die
Druckvorgänge können dabei auf xerographischen Verfahren, unter Anwendung von Aufstäuben
durch ein feines Silbernetz od. dgl. erfolgen. In Anbetracht der Schnelligkeit der
Durchführung des Verfahrens und der Vielseitigkeit findet zweckmäßigerweise ein
xerographisches Druckverfahren Anwendung. Ein solches Verfahren ist in der USA.-Patentschrift
2 919 179 beschrieben.
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Das Druckverfahren erfolgt in der Weise, daß zunächst eine positiv
aufgeladene Selenplatte einem dem gewünschten Stromkreis entsprechenden Bild ausgesetzt
wird. Es ergibt sich dadurch auf der Selenschicht ein photographisch exaktes latentes
elektrostatisches Abbild. Das elektrostatische Abbild wird dadurch entwickelt, daß
zusätzlich ein negativ geladenes Kunsttsoffpulver aufgebracht wird. Die Teile haften
auf der Platte nur an den Stellen des elektrostatischen Abbildes an. Es wird dann
das durch Pulver gebildete Abbild des Stromkreises auf die den Stromkreis bildende
Platte dadurch aufgebracht, daß letztere auf das Abbild aufgelegt wird und die Rückseite
der Platte positiv aufgeladen wird. Bei der in der amerikanischen Patentschrift
angegebenen Methode wird eine dünne flexible Folie, beispielsweise aus Polyäthylen,
Terephthalat oder Celluloseacetat, auf die das xerographische Bild tragende Platte
aufgelegt und die Rückseite des Filmes positiv aufgeladen, damit das Staubbild auf
den Film übertritt. Der nunmehr das Staubbild tragende Film wird auf die Platte
des gedruckten Stromkreises aufgelegt und die Rückseite des Filmes negativ geladen,
damit das Staubbild von dem Film auf die Platte des gedruckten Stromkreises übertragen
wird. Darauf wird -das Bild auf der Platte dadurch festgelegt, daß es lösenden Dämpfen
ausgesetzt wird. Wenn es sich um sehr hohe Genauigkeiten handelt, so findet zweckmäßigerweise
ein Photoresistmaterial Anwendung.
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Bei der in den F i g. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsform handelt es
sich um eine keramische Unterlageplatte 10, die gesäubert wird und in den Vakuumapparat
eingebracht wird, worauf letzterer erhitzt wird. Ein im Apparat vorgesehener Heizkörper
erwärmt die Unterlageplatte auf eine Temperatur von
etwa 350° C,
und es wird eine streifenförmige Maske über die Unterlageplatte gelegt. Darauf wird
Chrom verdampft, so daß eine Schicht von 100 Ohm pro Flächeneinheit sich ergibt.
Nach einer kurzen Zeitspanne gleichzeitiger Verdampfung zur Erzeugung einer Chrom-Kupfer-Schicht
wurde die Chromverdampfung unterbrochen und Kupfer aufgedampft, so daß eine gleichmäßige
Schicht sich auf der Unterlageplatte ergibt. Die Chrom-Kupfer-Mischungsschicht ist
erforderlich, um eine gewünschte Verbindungseigenschaft zu erreichen und zu ermöglichen,
daß an der Kupferschicht angelötet werden kann; diese Zwischenschicht ist in den
Zeichnungen nicht dargestellt, da sie im übrigen für die Erfindung nicht weiter
von Bedeutung ist. Wenn der Widerstandsvergleich einen Widerstand von ungefähr 1
Ohm anzeigt, wird die Kupferverdampfung abgebrochen, und es wird die abschirmende
Maske von der Platte weggedreht und über die Platte eine Schablone gelegt, welche
die Fläche für die isolierende Schicht festlegt, ohne daß dabei das Vakuum in der
Apparatur geändert werden muß. Es wird dann Siliziumoxyd durch die Maske auf die
Unterlage aufgedampft. Die Aufdampfung wird optisch verfolgt, so daß ein Film von
ungefähr 1 w Stärke auf der durch die Maske bestimmten Fläche erzeugt wird, worauf
die Verdampfung abgebrochen wird. Wenn das Aufdampfen von Siliziumoxyd vollendet
ist, wird die Maske von der Platte weggedreht, und eine gleichmäßige Schicht Kupfer
wird über die ganze Ausdehnung der Platte in geeigneter Stärke aufgedampft, so daß
auf der oberhalb der isolierenden Schicht liegenden Fläche ein Widerstand von ungefähr
1 Ohm durch den Vergleichswiderstand gemessen wird.
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Unter Anwendung des xerographischen Druckverfahrens für die Ätzschutzschicht
des 2DRC gedruckten Stromkreises erfolgt die weitere Herstellung desselben. Gemäß
F i g. 6 A wird eine Schutzschicht auf die obere stromleitende Schicht der Platte
aufgebracht. Diese Schutzschicht entspricht den Stromleitenden Verbindungen des
Widerstandes 17a, der oberen Belegung 17b der Kapazität, den stromführenden Verbindungsleitungen
17e der oberen Belegung der Kapazität und der Verbindungsleitung für die
untere Belegung 17 d der Kapazität. Die Schutzschicht wurde einem lösenden
Dampf ausgesetzt und dadurch an der Aufbringungsstelle zusammengeschweißt, und es
wurde das frei liegende Kupfer durch Eintauchen in eine Lösung von Ferrichlorid
entfernt, so daß sich die Anordnung gemäß F i g. 7 ergab, die aus Kupferflächen
14 besteht, welche durch die Schutzschichten 17a bis 17d bedeckt sind, während
nunmehr die aus Isoliermaterial 13 bestehende Schicht und die aus Widerstandsmaterial
11 bestehende Schicht frei liegt.
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Es wurde dann eine zweite Schutzschicht 18 auf die Platte aufgebracht,
so daß die Oberfläche des Widerstandsmaterials 11 bedeckt ist, und an der
Aufbringungsstelle verschweißt. Die Schutzschicht entspricht dabei der Anordnung
der Widerstände gemäß F i g. B. Das nicht überdeckte Chrom wurde dadurch entfernt,
daß die Platte mit feinem Zinkpulver überdeckt und in Salzsäure getaucht wurde,
wodurch die in F i g. 9 gezeigte Anordnung erhalten wird, welche aus den stromleitenden
Verbindungen 14, die durch die Schutzschicht 17a bis 17d bedeckt sind,
und aus den durch die Schutzschicht 18 bedeckten Widerständen und der gleichmäßigen
Isolationsschicht 13
besteht, wobei sich unter letzterer die erste gut leitende
Schicht 12 und die Widerstandsschicht 11 befindet. Nach Entfernen
der beiden Schutzschichten, was beispielsweise durch Auswaschen in Trichloräthylen
oder einem anderen Lösungsmittel erfolgt, ergibt sich der in F i g. 10 dargestellte
endgültige 2DRC gedruckte Stromkreis, der drei Widerstände 20 sowie zwei
Kapazitäten, die aus den beiden oberen Elektroden 21 und einer unteren Elektrode
12 bestehen, umfaßt. Die beiden oberen Elektroden 21 sind durch Verbindungsleitungen
22 mit der Kante der Platte 10 verbunden, während die untere Elektrode
12 über die Verbindungsleitung 19 mit der anderen Kante verbunden
ist. Die isolierende Schicht 13 trennt elektrisch die untere Elektrode
12 und die Verbindungsleitung 19 von den oberen Elektroden 21 und
den Verbindungsleitungen 22. Die Widerstände 20 sind an die eine Kante
der Platte 10 durch die Verbindungsleitungen 23 herausgeführt.
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Der in F i g. 11 dargestellte gedruckte Stromkreis entspricht vollständig
dem in F i g. 10 dargestellten, mit dem Unterschied, daß die stromleitenden Verbindungsleitungen
an den gegenüberliegenden Seiten der Isolierplatte nicht vorliegen. Dadurch, daß
an den beiden gegenüberliegenden Kanten der Platte die Verbindungsleitungen gemäß
F i g. 2 bis 5 vorgesehen sind, ist der Anschluß der elektrischen Zuleitungen an
die Kapazitäten bei einem Stromkreis gemäß F i g. 10 einfacher.
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Die in geometrischer Hinsicht sich ergebenden Beschränkungen beim
Aufbringen der Isolierschicht 13, die in Zusammenhang mit F i g. 1 C und 4 erörtert
wurde, gestatten den Aufbau einer Trägerplatte für den gedruckten Stromkreis, der
für eine Vielzahl Schaltungen und mit den verschiedensten Schaltungselementen verwendet
werden kann, wobei die Auswahl der Materialien für die Widerstandsschicht und die
stromleitende Schicht und die Isolierschicht in erster Linie, wenn nicht sogar allein,
durch die physikalischen und elektrischen Eigenschaften bestimmt ist. Wenn die gezeigte
geometrische Anordnung der Isolierschicht bei der Herstellung der Trägerplatte verwendet
wird, können die danach aufgebrachten Schichten durch die Schutzschichten so abgedeckt
werden, daß eine chemische Reaktion jeweils nur auf einen bestimmten Ätzvorgang
und eine bestimmte Schicht beschränkt ist.
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Man kann bei geeigneter Auswahl der isolierenden Schicht und der gut
stromleitenden Schicht und der Widerstandsschicht eine Trägerplatte herstellen,
die aus gleichmäßigen Schichten dieser drei Materialien besteht, d. h. bei der keine
spezifische geometrische Form für die isolierende dielektrische Schicht vorgeschrieben
ist. Solch eine Trägerplatte kann als Platte für eine Vielzahl Schaltungsanordnungen
und Schaltungselemente dienen. Es ist indessen bei der Materialauswahl einer solchen
Platte wesentlich, daß die zur Anwendung gelangenden Materialien Ätzvor-Qänge für
die dielektrische Schicht anzuwenden gestatten, bei denen die darunterliegenden
Schichten nicht angegriffen werden.
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Die Reihenfolge der Verdampfungen und die sich ergebenden Schichtungen
sind die gleichen beim Herstellen vor. Platten gemäß den F i g. 1 A bis 1 D, abgesehen
davon, daß bei der Bildung der dielektrischen Schicht gemäß F i g. 10 eine gleichmäßige
Schicht dielektrischen Materials 13 sich über die gesamte Platte erstreckend
aufgebracht wird, so daß
vollständig die leitende Schicht 12, wie
in F i g. 1 E gezeigt, abgedeckt wird. Darauf folgt zum Schluß die Aufdampfung einer
gleichmäßigen gut leitenden Schicht 14 gemäß F i g. 1 D. Ein geeignetes Material
für eine derartige dielektrische Schicht ist Magnesiumoxyd. Dementsprechend umfassen
die aufeinanderfolgenden Schichten einer Trägerplatte für einen erfindungsgemäßen
gedruckten Stromkreis eine aus Keramik oder einem anderen dielektrischen Stoff bestehende
Unterlageplatte 10, auf der eine gleichmäßige Schicht Widerstandsmaterial
11, im vorliegenden Fall eine Chromschicht 11, aufgebracht ist; darüber befindet
sich eine gleichmäßige Schicht leitenden Materials 12, im vorliegenden Fall Aluminium,
und es folgt dann wiederum eine gleichmäßige Schicht dielektrischen Materials, im
vorliegenden Fall Magnesiumoxyd 13; schließlich folgt eine gleichmäßige leitende
Schicht 14, wiederum aus Aluminium bestehend.
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Verwendet man eine derartige Trägerplatte, so ist die Anwendung von
vier Schutzschichten erforderlich. Die erste Schutzschicht dient dem Zweck, die
obere Belegung 17 b der Kapazitäten und die Verbindungsleitungen für 17e
für dieselben. zu bilden. Die zweite Schutzschicht gestattet dann das Fortätzen
derjenigen Teile der dielektrischen Schicht 13, wodurch dann die darunterliegenden
Schichten freigegeben werden, um die übrigen Widerstände und Verbindungsleitungen
zu bilden. Die dritte Schutzschicht bildet die Verbindungsleitungen für die Widerstände
17A und die Verbindungsleitung der unteren Elektrode 12 der Kapazitäten. Es ist
zu beachten, daß die zweite Schutzschicht das Fortätzen der dielektrischen Schicht
an bestimmten Stellen gestattet, so daß dadurch die dielektrischen Zwischenschichten
der Kapazitäten gebildet werden; die dritte Schutzschicht muß eine besondere Verbindungsleitung
für jede der unteren Elektroden eines Kondensators bilden. Um die Anzahl der Verbindungsleitungen
zu verringern und den Aufbau des gedruckten Stromkreises einfacher zu gestalten,
wird zweckmäßigerweise eine gemeinsame dielektrische Schicht und eine gemeinsame
untere Elektrode 12 für sämtliche Kapazitäten verwendet, schließlich wird eine vierte
Schutzschicht für den Widerstand 18 gebildet. Hierbei würde das Ätzmittel wäßrige
Natronlauge sein, welches das Ätzen der oberen Aluminiumschicht zwecks Herstellung
der oberen Belegung der Kapazität und der dazu vorgesehenen stromleitenden Schicht
gestattet, ohne daß das Ätzmittel Magnesiumoxyd angreift. Es wird dann die Magnesiumoxydschicht
mit Salpetersäure abgeätzt, indem Salpetersäure, ohne die darunterliegende Aluminiumschicht
12 anzugreifen, die Magnesiumoxydschicht fortätzt. Darauf wird wiederum unter Anwendung
von wäßriger Natronlauge die zweite Aluminiumschicht 12 entfernt, wobei die Verbindungsleitungen
17d und 17a gebildet werden. Schließlich wird die Chromschicht 11 unter Anwendung
von Salzsäure und Zinkpulver weggeätzt.
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Bei einer anderen Zusammenstellung der Bestandteile für eine solche
Trägerplatte bestanden die Schichten aus denselben Materialien, abgesehen davon,
daß die stromleitende Schicht 12 aus Nickel bestand. In diesem Falle wurde die Magnesiumoxydschicht
durch Ätzen in Salzsäure entfernt, welche die darunterliegende Nickelschicht nicht
angreift. Die Nickelschicht wurde durch Eintauchen in Salpetersäure entfernt, welch
letztere das darunterliegende Chrom nicht angreift. Es ist offensichtlich, daß auch
andere Kombinationen Anwendung finden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren macht es nicht erforderlich, ein dielektrisches
Material in genau vorbestimmter Weise auf der Platte niederzuschlagen, bedingt lediglich
eine größere Anzahl abschirmender Masken und Ätzschritte und bringt eine gewisse
Beschränkung in der Auswahl der übereinander aufzubringenden Schichten und der Ätzmittel
mit sich.
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Für das Aufbringen der Schichten wurde Verdampfung im Vakuum in Vorschlag
gebracht, es können jedoch auch andere ähnliche Verfahren Anwendung finden, beispielsweise
ionische oder elektronische Zerstäubung, chemisches Niederschlagen od. dgl. Kupferschichten
können chemisch nach dem Verfahren niedergeschlagen werden, welches in der USA.-Patentschrift
2 454. 610 beschrieben ist. Isolierende dielektrische Schichten können chemisch
durch Eintauchen in Magnesiummethylat und Hydrolysieren unter Anwendung von Erwärmung
über den Siedepunkt von Methanol zwecks Abscheidens von Mg0 erzeugt werden.
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Das vorliegende Verfahren wurde im Zusammenhang mit der Herstellung
von Widerständen und Kapazitäten und Verbindungsleitungen in einem gedruckten 2D-Stromkreis
erörtert; die beschriebene Technik und die Materialien haben jedoch weitergehende
Anwendungsfähigkeit. Es ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Technik und
entsprechend hergestellte Vorrichtungen auch für Kryotrons (Ultraleitfähigkeit ausnutzenden
Vorrichtungen), dünnschichtigen ferromagnetischen und ferroelektrischen Vorrichtungen,
dienen können. Der in diesem Zusammenhang benutzte Ausdruck »Widerstand« kann in
dem Zusammenhang sehr verschiedenartige Bedeutung haben. Die Erfindung macht auch
die Herstellung von Stromkreiselementen möglich, die magnetischer oder elekrischer
Art sein können und bei denen Verbindungsleitungen benutzt werden von Widerständen
der vorgenannten Art und von Vorrichtungen, bei denen an den beiden Seiten eines
dielektrischen Materials Elektroden vorgesehen sind, welche verschiedene elektrische
Eigenschaften haben; während beispielsweise die Schichten 12 und
14 aus dem gleichen Material, nämlich Kupfer, bestanden, könnten auch verschiedene
stromleitende Materialien für die Schichten ausgewählt werden. Nur eine Schicht
14 wird verwendet, um die Verbindungsleitungen für die verschiedenen Schaltungselemente
herzustellen. Die Schicht 12 dient nur dem Zweck, eine untere Belegung an der dielektrischen
Schicht herzustellen. Diese Vielseitigkeit der Bauweise ist für verschiedene thermoelektrische
Apparate von Wichtigkeit, beispielsweise für Kryotronkreise.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein kontinuierlicher
Film eines Widerstandsmaterials, beispielsweise Chrom, auf der dielektrischen Schicht
und in gleicher Ausdehnung auf der Trägerplatte niedergeschlagen, und anschließend
wird darauf eine leitfähige Schicht 14 aufgebracht. Betrachtet man die Anordnung
nach F i g. 4, so sieht man, daß die untere Elektrode die Form wie in F i g. 10
hat, daß aber die obere Elektrode 21 nicht vorhanden ist und daß nur zwei Verbindungsleitungen
22 an die einheitliche, die dielektrische Schicht überdeckende Chromschicht angeschlossen
sind, wobei die eine Verbindungsleitung die Eingangsklemme und die andere die Ausgangsklemme
bildet.
Eine solche Anordnung würde ein Netzwerk mit konstantem
RC und verteilten Impedanzen bilden. Es ist ferner zu bemerken, daß nicht notwendigerweise
ein Fortätzen des dielektrischen Filmes erfolgen muß, um Kapazitäten herzustellen.
Da die Kapazität eines aus parallelen Platten bestehenden Kondensators proportional
der Fläche der kleinsten Elektrode ist, kann die Kapazität innerhalb bestimmter
Grenzen allein dadurch festgelegt werden, daß die Form der oberen Elektrode entsprechend
gewählt wird.
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Indem man für RC-Stromkreise vorgesehene Trägerplatten verwendet,
können aus Widerständen und Kapazitäten bestehende Stromkreise innerhalb eines weiten
Bereiches von Werten hergestellt werden. Der Widerstandsbereich wird dabei im allgemeinen
durch Ändern der Form des Widerstandsfilmes erreicht. Die Unterschiede in der Kapazität
werden durch Verändern der Gestalt der oberen Elektrode erreicht. Wenn es sich jedoch
darum handelt, sehr weite Bereiche des Widerstandes und der Kapazität zu beherrschen,
so muß auch die Stärke der Filme geändert werden.
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Um einen Stromkreis gemäß der Erfindung aufzubauen, werden Schaltungen
entsprechend dem Ohm-Flächeneinheit- und Kapazitäten-pro-Flächeneinheit-Verhältnis
verwendet. Es sind dabei nur zwei bestimmte Formen erforderlich: Die eine entspricht
der Form der Kapazitätselektrode mit Verbindungsleitungen, und die andere entspricht
der Form des Widerstandes. Die Herstellung der Stromkreise erfolgt dann lediglich
in der Weise, daß photographisch genaue Schutzschichten auf die Filmoberfläche aufgebracht
werden und die ungewünschten Teile der Schichten durch Atzen entfernt werden.
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Wenn die Art des dielektrischen Filmes derart ist, daß dieser Film
durch das Ätzen des Widerstandes angegriffen wird, kann es zweckmäßig sein, beim
Aufbringen der Schutzschicht für die Herstellung der Widerstände auch die dielektrischen
Flächen mit Schutzschicht zu bekleiden.
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Die sich gemäß der Erfindung ergebenden gedruckten Stromkreise oder
Baugruppen von solchen Stromkreisen können dadurch widerstandsfähig gemacht werden,
daß die Baugruppen in Vergußmasse eingegossen werden bzw. die gedruckten Stromkreise
einen Überzug eines schützenden Kunststoff-Filmes erhalten oder Siliziummonoxyd
oder ein anderer schützender Stoff aufgedampft wird.
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Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es beispielsweise
im Zusammenhang mit F i g. 1 E beschrieben wurde, können beispielsweise auch in
geeigneter Weise nur drei Schutzschichten und entweder drei oder vier Ätzmittel
verwendet werden. Wenn beispielsweise das zu ätzende Dielektrikum Magnesiumoxyd
ist und die erste stromleitende Schicht aus Aluminium besteht, während die zweite
stromleitende Schicht eine Nickelschicht ist, kann die erste Schutzschicht auf die
zweite stromleitende Schicht so aufgebracht werden, daß dadurch die obere Kapazitätsfläche
und die stromleitenden Verbindungsleitungen, welche von den Elektroden zu der Kante
der Platte führen, bestimmt sind und im Wege des Ätzens unter Anwendung von Salpetersäure
hergestellt werden; durch die Salpetersäure werden sämtliche frei liegenden Teile
der zweiten leitenden Nickelschicht entfernt und darauf die frei liegenden Teile
der dielektrischen Magnesiumschicht, welche nicht durch die auf die zweite leitfähige
Schicht aufgebrachte Schutzschicht geschützt sind, wobei jedoch die erste leitfähige
Aluminiumschicht nicht angegriffen wird. Auf diese Weise kann eine einzige Schutzschicht
und ein einziges Ätzbad sowohl die zweite leitfähige Schicht als auch die Schutzschicht
entfernen. Danach können die Aluminiumschicht und die darunterliegende Widerstandsschicht
abgedeckt werden und, wie es im Zusammenhang mit F i g. 1 E erörtert wurde, weggeätzt
werden.
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Wenn die beiden gut leitenden Schichten aus dem gleichen leitfähigen
Material bestehen, kann nicht das gleiche Ätzbad verwendet werden, um die zweite
leitfähige Schicht und die dielektrische Schicht zu entfernen, weil dann das Ätzmittel
auch notwendigerweise die andere leitfähige Schicht entfernen würde. Man könnte
indessen die Schutzschicht auf der zweiten leitfähigen Schicht als Schutzschicht
für die dielektrische Schicht verwenden, indem ein anderes Ätzmittel für die dielektrische
Schicht verwendet wird. Auf diese Weise wird eine Vereinfachung in der Anwendung
der Schutzschicht und, falls erwünscht, in der Anwendung des Ätzmittels erreicht.
Die geschilderte Ausführungsform erforderte getrennte Verbindungsleitungen für die
unteren Elektroden einer jeden Kapazität und, wenn man mit einer geringeren Anzahl
Ätzmittel auskommen will, ergibt sich dadurch eine größere Beschränkung bei der
Auswahl des dielektrischen Materials sowie bei der Auswahl der Materialien für die
beiden stromleitenden Schichten.