DE1202854B - Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung - Google Patents
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
HOIb
Deutsche KL: 21 c - 2/34
Nummer: 1202 854
Aktenzeichen: W 28608 VIII d/21 c
Anmeldetag: 22. September 1960
Auslegetag: 14. Oktober 1965
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen.
Gedruckte Schaltungen rinden dank ihrer Gedrungenheit
und niedrigen Kosten wachsende Anwendung in elektrischen Geräten. Die bekannten gedruckten
Schaltungen bestehen gewöhnlich aus einer Zusammensetzung leitender Wege, die auf einer isolierenden
Unterlage in geeigneter Form angeordnet sind, wobei Vorsorge für die Befestigung von elektrischen
Elementen, wie Transistoren und gedruckten Kondensatoren, getroffen wird. Es ist dabei besonders
wichtig, daß der leitende Weg einer gedruckten Schaltung fest mit der isolierenden Unterlage verbunden
ist. Außerdem werden an die Verbindung verschiedene Anforderungen gestellt, wie Temperaturunempfindlichkeit,
auch sollten die Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten des Leiters und der isolierenden
Unterlage klein sein, um ein strukturbedingtes Versagen im Betrieb zu vermeiden. Ferner ist die gewünschte
Leitfähigkeit zu bedenken, welche von gut leitenden Metallen, wie Silber oder Kupfer erfüllt
wird. In bestimmten Fällen, wo die isolierende Unterlage dünn oder biegsam sein muß, wird die Duktilität
des Leitungsweges wichtig.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen bekannt, bei denen auf eine
Isolierträgerplatte ein Leitungsmuster aufgebracht wird. Es ist bekannt, die Schaltungen aus Metallfolien
auszustanzen und die ausgestanzten Schaltungen dann gegebenenfalls unter gleichzeitiger Anwendung von
Druck und Wärme auf die Trägerplatte aufzukleben. Hierbei sind mehrere Arbeitsgänge erforderlich, die
das Herstellungsverfahren sehr verteuern. Weiter ist bekannt, die zweckmäßig mit Klebstoff versehene
Folie mittels eines eine erhabene Nachbildung des Leitungsmusters tragenden Stempels auf dem Isolierstoffträger
aufzuprägen und die nicht aufgedruckten Folienteile abzuziehen. Dabei bleibt nachteilig, daß
ein großer Abfall an Folienmaterial unvermeidlich ist, und es besteht auch keine Gewähr dafür, daß ein
wirklich zuverlässiger Verband zwischen dem Leitungsmuster und der Isolierträgerplatte zustande
kommt. Aus diesem Grunde ist auch empfohlen worden, die Haftfestigkeit der Kupferfolie vor dem Aufbringen
durch Aufsintern von Kupferpulver aufzurauhen. Ein solches Aufsintern von Kupferpulver ist
jedoch ein sehr schwierig durchzuführender und in jedem Fall ein zusätzlicher Arbeitsgang, der die Fertigung
verteuert. Es ist auch bekannt, an die Leitungszüge bzw. die Metallfolie eine Isolierträgerplatte an-
zuformen.
Bei den bekannten Verfahren ist als nachteilig an-Verf
ahren zur Herstellung einer gedruckten
Schaltung
Schaltung
Anmelder:
Western Electric Company Incorporated,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21
Als Erfinder benannt:
Robert Frederick Jack, Meyersville, N. J.;
Robert Elwyn Prescott, Bernardsville, N. J.;
Philips Robert White,
Murray Hill, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Oktober 1959
(847 290)
V. St. v. Amerika vom 19. Oktober 1959
(847 290)
zusehen, daß das Leitungsmuster nicht als unmittelbares Erzeugnis des Aufpräge-, Aufdruck- oder Anformvorganges
erhalten wird. Es ist vielmehr nach wie vor erforderlich, die nicht zu dem Leitungsmuster
gehörenden Folienteile abzuziehen. Dies erscheint ohne Gefährdung und Beeinträchtigung des Leitungsmusters praktisch kaum möglich.
Um diese Nachteile zu vermeiden, geht die Erfindung von einem Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Schaltung, bei dem ein Leitungsmuster auf einer Unterlage hergestellt und anschließend an eine
Isolierträgerplatte angeformt wird, aus. Gemäß der Erfindung wird in dem Leitungsmuster entsprechende
Ausnehmungen einer Preßform Metallpulver eingefüllt, dieses dort verdichtet und gesintert und anschließend
die Isolierträgerplatte an das Leitungsmuster angeformt.
Vorzugsweise besteht das zur Verwendung kommende Metallpulver aus Kupfer und ist weiter zweckmäßig
aus Elektrolytkupfer hergestellt. Als besonders günstig hat sich dabei erwiesen, wenn der Durchmesser
der Pulverkörner 0,044 bis 0,149 mm beträgt.
509 717/2S3
3 4
Es hat sich weiter gezeigt, daß sich bei Verwendung F i g. 2 ist ein Querschnittsbild der in F i g. 1 abgevon
Kupferpulver mit Partikeln von weniger als bildeten Preßform;
0,074mm Korngröße optimale Resultate erreichen Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Teil der
lassen. Vorzugsweise wird die Verdichtung des Lei- Preßform nach F i g. 1, welche mit Metallpulver getungsmusters
durch Druckausübung über eine aus 5 maß Erfindung gefüllt worden ist;
nicht komprimierbarem, verformbarem Material be- Fig. 4 zeigt den in Fig. 3 abgebildeten Querstehende Abdeckung in einer Preßform durchgeführt, schnitt nach der Kompression des Metallpulvers;
welche die Unterlage enthält und derart umschließt, F i g. 5 ist ein schematischer Querschnitt durch eine daß ein Ausweichen der Abdeckung in Seitwärtsrich- Preßvorrichtung, in welche die Preßform nach Fig. 1 tung verhindert ist. Dabei kann die Abdeckung aus io mit komprimiertem Metallpulver eingesetzt ist;
gummielastischem Material bestehen. Die Verdich- F i g. 6 ist ein Querschnitt der Preßvorrichtung tung wird vorzugsweise mit einem Mindestdruck von nach F i g. 5, welche nach der Zugabe des Kunstharz-3420 g/cm2 durchgeführt. Nach dem erfindungsge- pulvers verschlossen worden ist;
mäßen Verfahren kann die Anformung der Isolier- Fig. 7 zeigt die Zusammenstellung nach Fig. 6 trägerplatte durch Einfüllung, Verdichtung und Er- 15 nach dem Preßvorgang;
nicht komprimierbarem, verformbarem Material be- Fig. 4 zeigt den in Fig. 3 abgebildeten Querstehende Abdeckung in einer Preßform durchgeführt, schnitt nach der Kompression des Metallpulvers;
welche die Unterlage enthält und derart umschließt, F i g. 5 ist ein schematischer Querschnitt durch eine daß ein Ausweichen der Abdeckung in Seitwärtsrich- Preßvorrichtung, in welche die Preßform nach Fig. 1 tung verhindert ist. Dabei kann die Abdeckung aus io mit komprimiertem Metallpulver eingesetzt ist;
gummielastischem Material bestehen. Die Verdich- F i g. 6 ist ein Querschnitt der Preßvorrichtung tung wird vorzugsweise mit einem Mindestdruck von nach F i g. 5, welche nach der Zugabe des Kunstharz-3420 g/cm2 durchgeführt. Nach dem erfindungsge- pulvers verschlossen worden ist;
mäßen Verfahren kann die Anformung der Isolier- Fig. 7 zeigt die Zusammenstellung nach Fig. 6 trägerplatte durch Einfüllung, Verdichtung und Er- 15 nach dem Preßvorgang;
hitzung von Pulver aus thermisch härtendem Kunst- Fig. 8 ist ein Querschnittsbild einer gedruckten
harz in Form einer Preßform geschehen, welche die Schaltung, die gemäß vorliegender Erfindung herge-
Unterlage mit dem gesinterten Leitungsmuster ent- stellt worden ist.
hält. Wie Fig. 1 zeigt, besitzt die Preßform 1 drei kon-
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine 20 zentrische Nuten 2, die den Leitungsweg der gegedruckte
Schaltung hergestellt, bei der der leitende wünschten gedruckten Schaltung darstellen. Die Preß-Weg
fest mit der isolierenden Unterlage verbunden form 1 wird typischerweise aus einem Stahl der Sorte
ist. Die Verbindung ist erwünschtermaßen tempe- hergestellt, die man üblicherweise in der Preßtechnik
raturunempfindlich, und die Unterschiede der Aus- verwendet.
dehnungskoeffizienten des Leiters und der isolieren- 25 F i g. 2 ist ein Querschnittsbild der Preßform 1,
den Unterlage sind klein, so daß ein strukturbedingtes welches die Form der Nuten 2 zeigt und welche etwa
Versagen im Betrieb vermieden wird. In bestimmten 1,28 mm Breite und 1,28 mm Tiefe haben. Die Quer-Fällen,
wo die isolierende Unterlage dünn und bieg- schnittsform der Nuten kann in weitem Umfang gesam
sein muß, ist die Duktilität des Leitungsweges ändert werden, um den Leitungsansprüchen der geangepaßt.
Neben der Qualität des Erzeugnisses ist 30 druckten Schaltung zu entsprechen. Die Verwendung
auch die Fertigungstechnik des erfindungsgemäßen eines Metalls mit schlechterer Leitfähigkeit als beiVerfahrens
von Vorteil. Dadurch, daß das Leitungs- spielsweise Kupfer, verlangt eine Vergrößerung des
muster aus Metallpulver durch Verdichtung und Querschnitts der Nuten, um die Leitfähigkeit auf der
Sinterung hergestellt wird, ist eine exakte Fertigung gewünschten Höhe zu halten. Solche Nuten können
deV Leitungswege ermöglicht. Da das Auftragen des 35 nur 0,51 mm Breite und 0,38 mm Tiefe haben,
Metallpulvers auf die Leitungswege beschränkt bleibt, ohne daß die ausgezeichneten Bindungseigenbesteht
kein Erfordernis, überschüssiges Metall durch schäften des Verfahrens nach der Erfindung verkostspielige
Handarbeit nachträglich zu entfernen. lorengehen.
Damit kommt auch jegliche Gefährdung und Beein- Der erste Schritt bei der Herstellung des Leitungs-
trächtigung des Leitungsmusters in Fortfall. 40 weges besteht im Füllen der Nut mit Metallpulver.
Die Herstellung der isolierenden Unterlage im An- Fig. 3 ist ein vergrößertes Querschnittsbild eines
schluß an die Herstellung des Leitungsweges nach Teiles der Preßform 1 und zeigt die Nuten 2 mit
der Lehre dieser Erfindung besitzt gegenüber den Metallteilchen 3 angefüllt. Als Leitungsmaterial wird
früheren Methoden einen überragenden Vorteil. Die vorzugsweise Kupfer verwendet. Andere Metalle, wie
isolierende Unterlage kann in fast jeder Ausfüh- 45 Silber, Zinn, Blei, Bronze, Weichlot, Nickel, Gold,
rung geformt werden und gestattet so die Anpassung Eisen, Aluminium, Platin, können vorteilhaft eben-
an einen speziellen Verwendungszweck. Außerdem falls verwendet werden.
ist es möglich, eine isolierende Unterlage herzustellen, Die Teilchengröße des Kupferpulvers zur Herstel-
die mehrere gedruckte Schaltungen enthält, deren lung des Leitungsweges ist abhängig von wichtigen
jede eine andere Fläche oder Oberfläche der isolie- 50 Eigenschaften des fertigen Leitweges. Kupferpulver
renden Unterlage in Anspruch nimmt. So gestattet mit Partikeln von weniger als 0,074 mm Korngröße
beispielsweise die Herstellung eines Isolierstücks in bewirkte nach vorliegender Erfindung optimale Re-
Form eines Würfels die Benutzung aller sechs Flächen sultate. Ist das Metallpulver feiner, wird auch die
als Platz für gedruckte Schaltungen. Oberfläche glatter, andererseits wird die Haftung an
Ein anderer weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, 55 der Kunststoffplatte verringert. Aus diesem Grunde
daß Halter, ösen oder andere unregelmäßige Vor- ist ein Pulver vorzuziehen, dessen durchschnittliche
sprünge als zusammenhängende Teile mit der Unter- Feinheit nicht geringer als 0,044 mm ist.
lage hergestellt werden können. Dies erleichtert das Bei einer Erhöhung der Teilchengröße nimmt die
Anheften des gedruckten Schaltkreises mit einem Festigkeit des Leitungsweges ab, demzufolge liegt
Minimum zusätzlicher Arbeit. In vielen Fällen ist es 60 eine bevorzugte obere Grenze der Teilchengröße etwa
schwierig, wenn nicht unmöglich, für die Verbindung bei 0,149 mm.
üblicher Schaltkreise geeignete Vorsorge zu treffen, Zerkleinertes elektrolytisches Kupferpulver mit
ohne zusätzlichen Arbeitsraum zu benötigen. einer unregelmäßigen Oberfläche ist einem Kupfer-
Das Verständnis der Erfindung wird durch die pulver vorzuziehen, das durch Zerstäuben geschmol-
Zeichnungen erleichtert. 65 zenen Kupfers gewonnen wird, wodurch die Kupfer-
F i g. 1 ist eine Aufsicht auf eine Preßform, die bei teilchen sphärische Form erhalten. Pulverisiertes
der Herstellung gedruckter Schaltungen gemäß vor- Elektrolytkupfer bewirkt eine größere Festigkeit und
liegender Erfindung benutzt wird; Duktilität der Leitungswege.
5 6
Es versteht sich, daß Teilchenmischungen verschie- die in Berührung mit dem nicht komprimierbaren
dener Metalle verwendet werden können, um ein ge- Material steht, rauh und uneben ist, womit eine aus-
wünschtes Endergebnis zu erhalten. So können auch gezeichnete Unterlage für eine feste mechanische
Metallteilchen verwendet werden, die mit einem an- Verbindung mit der isolierenden Grundlage gegeben
deren Metall oder Legierung überzogen sind. Es kann 5 wird, die anschließend angeformt wird. Das ist ein
auch wünschenswert sein, Teilchen zu verwenden, sehr wichtiger Gesichtspunkt, da eine Oberfläche von
die aus einer Legierung von zwei oder mehr Metallen der Glätte, wie sie beispielsweise die in Berührung
bestehen. Es ist zu beachten, daß die Wahl der Zu- mit der Preßform stehende Fläche der komprimierten
sammensetzung des Leitungsweges in erster Linie Partikelchen hat, nicht zur Bildung einer starken
von den elektrischen Eigenschaften diktiert wird, die io mechanischen Verbindung mit der isolierenden
in Verbindung mit der Charakteristik der Pulver- Unterlage führt,
metallurgie gefordert werden. Die Masse aus komprimierten Teilchen wird dann
Nach dem Füllen der Nuten 2 mit den Metallteil- gesintert, um die Teilchen zum Zusammenfließen zu
chen wird das überschüssige Pulver entfernt, bei- bringen und eine einheitliche Struktur bei der ge-
spielsweise indem man einen Schaber über die Ober- 15 wünschten Leitungsausbildung anzunehmen. Dieser
fläche der Preßform 1 führt. Arbeitsgang sorgt sowohl für die hohe Leitfähigkeit
Der nächste Schritt besteht im Zusammenpressen als auch Strukturstärke, die bei gedruckten Schaltunder
Teilchen. Dieser Schritt ist nicht einfach infolge gen notwendig sind. Der Sinterungsvorgang wird in
der Tatsache, daß die komprimierenden Teilchen in einer reduzierten Atmosphäre, beispielsweise Wasser-Nuten
liegen und daß der Druck unterhalb der 20 stoff, durchgeführt. Bei diesem Vorgang werden
stehengebliebenen Ebene der Preßform 1 angewandt Oberflächenschichten aus Kupferoxyd reduziert, wowerden
muß. Ein bequemes Verfahren zum Zusam- mit der Beginn eines Kornwachstums an den Grenzmenpressen
der Teilchen beruht auf dem Prinzip, flächen der Teilchen ermöglicht wird. Wie oben festdaß
ein Druckausgleich in einem geschlossenen gestellt, gestattet die Anwendung von Drucken der
System, das mit einer nicht komprimierbaren Flüssig- 35 Größenordnung von 3,42 kg/cm2 oder mehr das Sinkeit
gefüllt ist, eintritt. So besteht ein praktisches Ver- tern der Temperatur im Bereich von 400 bis 600° C.
fahren zum Komprimieren der Teilchen in der An- Die Steigerung der Sintertemperatur auf eine Höhe
Ordnung der Preßform innerhalb eines Stahlzylinders, von 700 bis 800° C gestattet eine Abnahme des
wobei die Fläche der Preßform einschließlich der Preßdruckes beim Preßvorgang auf beispielsweise
Nuten mit einem nicht komprimierbaren Material, 30 2,45 kg/cm2. In der Pulvermetallurgie ist der Zubeispielsweise
einer Gummiplatte, oder Stoffen mit sammenhang dieser beiden Kenngrößen wohl beähnlichen
Eigenschaften, wie Blei oder andere weiche kannt. Höhere Sintertemperaturen von beispiels-Metalle,
oder Polyäthylen oder Kunststoffe ähnlicher weise 600° C können ein Anlassen der im Verfahren
Natur oder Leder, welche unter angelegtem Druck nach der Erfindung benutzten Stahlform einleiten,
fließen, bedeckt wird, und daß dann diese Zusammen- 35 Um ein solches Anlassen zu vermeiden, ist die Verstellung
in eine hydraulische Presse gebracht wird. Wendung kostspieliger Stahllegierungen angezeigt.
Der Druck wird ausgeübt, indem man einen dicht Indessen ist die Anwendung höherer Sintertemperapassenden Stahlkolben in den Stahlzylinder preßt, türen insofern vorteilhaft, als die Duktilität des Leiderart,
daß er die Gummiplatte gegen die Preßform tungsweges praktisch der Sintertemperatur direkt
drückt; da der Gummi auf den Raum beschränkt ist, 40 proportional ist. Vom Standpunkt der Leitfähigkeit,
der durch Stahlzylinder, Preßform und Kolben um- Festigkeit und Duktilität des fertigen Leitungsweges
grenzt ist, fließt er in einer Weise, welche Druckaus- wurde festgestellt, daß Sintertemperaturen in Höhe
gleich innerhalb des geschlossenen Systems bewirkt. von 400 bis 600° C hervorragend befriedigten.
Der Preßvorgang wird vorzugsweise bei einem Druck, Die Schlußbehandlung bei der Herstellung einer der größer als 3,42 kg/cm2 ist, durchgeführt. Der 45 gedruckten Schaltung gemäß der Erfindung besteht durch die benutzte Apparatur bestimmte Maximal- in der Herstellung der isolierenden Unterlage. Diese druck liegt in den meisten Fällen in der Größenord- wird in bequemer Weise unter Verwendung der übnung von 48,85kg/cm2. Die zur Erzeugung eines liehen Preßtechnik durchgeführt. Fig. 5 zeigt die Leitungsweges von hoher Qualität erforderliche Preßform 1, die den gesinterten Leitungsweg 10 ent-Druckhöhe steht in Beziehung mit der Sinte- 50 hält, nach dem Einsetzen in den Zylinder 4, der einen rungstemperatur, die im Bereich von 400 bis Teil einer typischen Preßvorrichtung darstellt. Der 600° C bei obenerwähntem, bevorzugten Druck- Kolben 5 dient als Unterlage für die Preßform 1.
bereich liegt. In diesem erläuternden Beispiel wird die freie
Der Preßvorgang wird vorzugsweise bei einem Druck, Die Schlußbehandlung bei der Herstellung einer der größer als 3,42 kg/cm2 ist, durchgeführt. Der 45 gedruckten Schaltung gemäß der Erfindung besteht durch die benutzte Apparatur bestimmte Maximal- in der Herstellung der isolierenden Unterlage. Diese druck liegt in den meisten Fällen in der Größenord- wird in bequemer Weise unter Verwendung der übnung von 48,85kg/cm2. Die zur Erzeugung eines liehen Preßtechnik durchgeführt. Fig. 5 zeigt die Leitungsweges von hoher Qualität erforderliche Preßform 1, die den gesinterten Leitungsweg 10 ent-Druckhöhe steht in Beziehung mit der Sinte- 50 hält, nach dem Einsetzen in den Zylinder 4, der einen rungstemperatur, die im Bereich von 400 bis Teil einer typischen Preßvorrichtung darstellt. Der 600° C bei obenerwähntem, bevorzugten Druck- Kolben 5 dient als Unterlage für die Preßform 1.
bereich liegt. In diesem erläuternden Beispiel wird die freie
Es ist zu beachten, daß die Verwendung eines Fläche der Druckform 1 mit der geeigneten Menge
nicht komprimierbaren Materials, wie die zuvor be- 55 eines Kunststoffpulvers bedeckt. Dabei ist zu bedenschriebenen,
als druckübertragendes Mittel lediglich ken, daß das besondere Kunststoffpulver oder die vereine
der Erläuterung dienenden Methode der Druck- wendete Kunstharzmischung weitgehend von den für
ausübung auf die Partikel in der Preßform darstellt. die spezielle Verbindung geforderten Eigenschaften
Es können andere geeignete Verfahren in befrie- abhängt. Thermisch härtende Harze werden in den
digender Weise für diesen Zweck verwendet werden. 60 Fällen verwendet, wo die gedruckte Schaltung höhe-F
i g. 4 ist ein vergrößertes Querschnittsbild eines ren Temperaturen als Raumtemperaturen ausgesetzt
Teiles der Preßform 1, welche die Wirkung des Korn- wird. Die isolierende Unterlage kann auch aus tafelpressionsvorgangs
auf die Metallteilchen in den förmigem vorfabrizierten Material hergestellt werden,
Nuten zeigt. In Fig.4 wird der Teil9 des kompri- da es notwendig ist, die Oberfläche zum Fließen zu
mierten Leitungsweges gezeigt. Die Verwendung des 65 bringen, so daß sich eine Verbindung hoher Qualität
oben beschriebenen Kompressionsmittels auf die Me- zwischen der isolierenden Unterlage und dem Leitallteilchen
ist auch insofern vorteilhaft, als die Ober- tungsweg bildet. Andere Verfahren zur Herstellung
fläche der Masse aus zusammengepreßten Teilchen, der isolierenden Unterlage umfassen die Verwendung
von Gießharzen, wie Epoxyharzen und niedrigschmelzenden Gläsern. Die Tatsache, daß das Isolationsmaterial
in flüssiger Form vorliegt, wenn es den Leitungsweg berührt, bewirkt eine ausgezeichnete
mechanische Bindung.
F i g. 6 zeigt die in F i g. 5 abgebildete Zusammenstellung, nachdem das Preßpulver 6 eingefüllt ist und
das System durch die Platte 7 geschlossen ist. Durch den Kolben 5 wird dann auf Preßform und Kunststoffpulver
Druck ausgeübt.
F i g. 7 zeigt die Preßapparatur nach dem Anlegen des erforderlichen Preßdrucks. Kunststoff und Form
werden für die erforderliche Zeit unter Druck gehalten, die von dem besonderen, verwendeten Kunststoff
gefordert wird. Wenn beispielsweise ein thermisch härtendes Harz verwendet wird, muß genügend
Zeit gelassen werden, damit die Vernetzung eintreten kann, wodurch der geformten Unterlage genügend
Festigkeit verliehen wird. Auf der anderen Seite muß bei Verwendung eines thermoplastischen Materials ao
die Form gekühlt werden, damit die geformte Unterlage vor der Entfernung aus der Preßform sich verfestigt.
F i g. 8 ist ein Querschnitt durch die fertige gedruckte Schaltung 8, die gemäß dem beschriebenen »5
Verfahren hergestellt wurde.
Eine gänzlich verschiedene Art von Isolationsunterlage wird in der keramischen Technik verwendet.
So kann beispielsweise ein grüner Preßling hergestellt werden, indem man keramisches Rohmaterial
in Kontakt mit dem gesinterten Leitungsweg einformt. Die Tatsache, daß keramisches Rohmaterial
in feinverteiltem Zustand vorliegt, sorgt für die Bildung einer festen mechanischen Bindung. Das keramische
Teil wird dann entsprechend keramischer Technik bei geeigneter Temperatur gesintert. Die
Herstellung einer isolierenden Unterlage dieses Typs verlangt, daß sich die keramische Sinterungstemperatur
mit dem als Leitungsweg benutzten besonderen Material verträgt.
Die ausgezeichnete Bindung zwischen dem Leitungsweg und der isolierenden Unterlage gedruckter
Schaltungen, die gemäß Erfindung hergestellt sind, erlaubt das Verzinnen des Leitungswegs durch Eintauchen
der gesamten Vorrichtung in ein Bad aus geschmolzenem Lot od. dgl. Die Temperaturunempfindlichkeit,
welche Vorrichtungen nach der Erfindung aufweisen, gestattet auch das Nachlöten von
Verbindungen über den ganzen Bereich des Leitungswegs, ohne Brüche oder andere schädliche Wirkungen
befürchten zu müssen, die gewöhnlich bei vorbekannten gedruckten Schaltungen auftreten.
Nachfolgend ist ein detailliertes Produktionsbeispiel einer gedruckten Schaltung gemäß Erfindung
geschildert.
Eine Preßform wurde unter Nachahmung einer praktisch ausgeführten Schaltung hergestellt. Die eingearbeiteten
Nuten wurden mit Kupferpulver gefüllt, zerkleinertes Elektrolytkupfer, Partikelgröße kleiner
als 0,074 mm.
In einer üblichen hydraulischen Presse wurde eine Gummiplatte mit einem Druck von etwa 4,15 kg/cm2 6g
gegen das Preßstück gedrückt. Die Sinterung wurde bei einer Temperatur von annähernd 500° C in einer
Atmosphäre von praktisch reinem Wasserstoff für eine Dauer von etwa 15 Minuten durchgeführt.
Die Preßform mit den gesinterten Kupferteilchen wurde dann in eine übliche Kunststoffpreßvorrichtung
gesetzt. Eine ausreichende Pulvermenge eines asbestgefüllten Phenolformaldehydharzes wurde zur
Erzeugung einer Platte von etwa 3,18 mm Dicke in die Preßvorrichtung eingefüllt. Bei einer Temperatur
von etwa 182° C wurde der übliche Druck bei einer Dauer von etwa 6 Minuten ausgeübt.
Leitfähigkeitsversuch: Der Widerstand des Leitungsweges bei etwa 21° C wurde zu annähernd
· 10-6 Ohm/cm berechnet.
Biegeversuch: Ein rechteckiger Abschnitt von 6,35 · 3,18 cm wurde aus dem Preßstück herausgeschnitten.
Der Abschnitt wurde mechanisch deformiert, die Deformationsgeschwindigkeit war etwa
5,1 mm in der Minute. Der Vergleich der Biegespannungskurve der isolierten Grundplatte mit kontinuierlichen
Messungen des durch die Schaltung fließenden Stromes zeigte an, daß der Strom im Augenblick des
Versagens der Isolierplatte stark verringert wurde.
Temperaturwechselversuch: Ein fünfmaliger Wechsel von -78° C auf etwa 125° C ergab kein Anzeichen
des Versagens des Leiters oder eines Bruchs der isolierten Unterlage.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung, bei dem ein Leitungsmuster auf einer
Unterlage hergestellt und anschließend an eine Isolierträgerplatte angeformt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Leitungsmuster entsprechende Ausnehmungen (2) einer Preßform (1) Metallpulver (3) eingefüllt, dieses
dort verdichtet und gesintert und anschließend die Isolierträgerplatte (6) an das Leitungsmuster
(10) angeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Metallpulver aus
Kupfer.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Metallpulver aus
Elektrolytkupfer.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von
Metallpulver mit einem Korndurchmesser von 0,044 bis 0,149 mm.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von
Metallpulver mit einem Korndurchmesser unter 0,074 mm.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung
des Leitungsmusters durch Druckausübung über eine aus nicht komprimierbarem, verformbarem
Material bestehende Abdeckung in einer Preßform durchgeführt wird, welche die Unterlage
enthält und derart umschließt, daß ein Ausweichen der Abdeckung in Seitwärtsrichtung verhindert
ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Abdeckung aus
gummielastischem Material.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung mit einem
Mindestdruck von 3420 g/cm2 durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformung
der Isolierträgerplatte durch Einfüllung, Verdichtung und Erhitzung von Pulver aus thermisch
härtendem Kunstharz in einer Preßform geschieht, welche die Unterlage mit dem gesinterten
Leitungsmusters enthält.
10
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 808 052; »Kunststoffe«, 1958, Heft 6, S. 262.
In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1097 500.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 717/283 10.65 ® Bundesdruckerei Berlin
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