-
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung Gedruckte elektrische Schaltungsmuster
bestehen gedruckter, elektrischer Schaltungsmuster in der Regel aus mehreren, auf
einer Isolierplatte befindlichen Leiterzügen, und derartige Schaltungsplatten werden
als Bauelemente für elektrische Geräte und Anlagen benutzt. Es gibt an sich zahlreiche
Verfahren, um solche gedruckte Schaltungen herstellen zu können.
-
Eines der bekannten Verfahren dieser Art beruht auf der chemischen
Abätzung. Dazu bedient man sich eines Druckvorganges, mit dem eine Metallschicht'
auf der Isolierplatte mit einem gegen Abätzungen widerstandsfähigen Werkstoff an
den Stellen belegt wird, die beim nunmehr eingeschalteten Atzvorgang nicht abgetragen
werden sollen. Dieses Verfahren ist in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Die zuverlässige
Abdeckung der nicht abzuätzenden Teile, die später die Leiterzüge darstellen, ist
häufig schwierig und daher unvollkommen, so daß auch Teile der Leiterzüge abgetragen
werden, die zu unerwünschten Veränderungen des elektrischen Widerstandes in den
Leiterzügen führen. Außerdem hat sich gezeigt, daß beim Abätzen die abgedeckten
Teile, die die Leiterzüge ergeben, unterschnitten werden, was sich besonders nachteilig
bei Schalt- und Umschaltkreisen auf den Schaltungsplatten auswirkt. Selbstverständlich
bildet auch die Verwendung und Handhabung der notwendigerweise sehr starken Ätzlösung
ein sehr großes Problem.
-
Diese letztere Schwierigkeit ist dadurch zu beseitigen versucht worden,
daß auf elektrolytischem Wege die Abtragung derjenigen Bereiche auf der Schaltungsplatte
herbeigeführt wurde, die zwischen den Leiterzügen. liegen. Auch dieses Verfahren
ist nicht frei von Nachteilen, einmal weil es den eingangs beschriebenen Druckvorgang
ebenso wie das Ätzverfahren voraussetzt und daher zeitaufwendig ist und weil es
andererseits auch die Bildung von Hinterschneidungen der Leiterzüge nicht vermeiden
kann.
-
Für die Herstellung von Flugzeugteilen ist bereits das Elektrodeplattierungsverfahren
in einer Abwandlung benutzt worden, welche einen besonderen Druckvorgang nicht mehr
voraussetzt. Bei diesem Verfahren wird eine Schablone verwendet, wobei man mit der
Schablone die metallischen Werkstückoberflächen in abzutragende Bereiche aufteilt,
in denen dann der Elektrolyt eingeschlossen ist. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren
die Herstellung von gedruckten Schaltungsmustern bisher nicht beeinflußt hat, ist
es auch hierfür nicht verwendbar, weil der Elektrolyt einschließlich des vorn Werkstück
abgelösten Metalls sowie der während des Deplattierungsprozesses gebildeten Produkte
in den abzutragenden Bereichen stehenbleibt, so daß eine Schädigung des Werkstückes
die Folge ist. Außerdem eignet sich dieses Verfahren dann nicht, wenn wie bei der
Herstellung gedruckter Schaltungen erhebliche Metallmengen durch den Elektrolyten
abgetragen werden müssen, weil dieses Metall nicht abgeführt werden kann.
-
Für die Herstellung gedruckter elektrischer Schaltungen ist es schließlich
bereits bekannt, die Leiterzüge auf die Schaltungsplatte elektrisch aufzuplattieren.
Dieses Verfahren wird mit einer Schablone durchgeführt, welche die Bereiche der
Leiterzüge freiläßt, die nunmehr wiederum in einen abgeschlossenen Raum zwischen
der Schablone und der Schaltungsplatte liegen, so daß der Elektrolyt in diesen abgeschlossenen
Räumen eingeschlossen ist.
-
Schließlich ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten
elektrischen Schaltungen bekanntgeworden, das eine Schablone mit vorstehenden Teilen
aufweist, die auf einem Metallbelag der Schaltungsplatte aufliegen und dadurch zwischen
sich Räume einschließen, in denen das Metall durch eine Flüssigkeit entweder eine
ätzend wirkende Flüssigkeit oder einen Elektrolyt abgetragen oder aufgetragen wird.
Im letzteren Fall wird später der zwischen den aufgetragenen Bereichen befindliche
und vorher mit der Schablone abgedeckte Teil nachträglich entfernt, was einen weiteren
und schwierig durchzuführenden Arbeitsgang voraussetzt. Wird jedoch Metall in den
zwischen den vorstehenden Bereichen der Schablone gebildeten Räumen abgetragen,
dann
ergeben sich wiederum - Schwierigkeiten bei der Abführung des aufgetragenen Metalls
und des Elektrolyten. Hierzu dienen in der Schablone angebrachte Löcher, die aber
die einwandfreie Elektroplattierung stören. Größere Metallmengen sind daher auch
mit diesem Verfahren nicht abzutragen, so daß entsprechend dicke elektrische Leiterzüge
auf der Schaltungsplatte nicht hergestellt werden können.
-
Den Verfahren, die wie die beschriebenen mit teilweise oder ganz eingeschlossenem
Elektrolyten arbeiten, wohnt auch der Nachteil inne, daß die Konzentrationspolarisation
desElektrolytendemVerfahren selbst eine bestimmte Grenze setzt. Setzt man dagegen
entsprechende Mittel dem Elektrolyten zu, um das deplattierte Metall abzutrennen,
dann führen die statischen Bedingungen häufig zur Bildung von leitenden kolloidalen
Systemen, die zu Kurzschlüssen Veranlassung geben.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren -zur Herstellung
gedruckter elektrischer Schaltungsmuster aus mehreren auf einer Isolierplatte befindlichen
Leiterzügen anzugeben, das mit der elektrolytischen Deplattierung arbeitet, das
aber die Nachteile und Schwierigkeiten, die bei solchen Verfahren bisher auftraten,
vermeidet.
-
Dieses wird mit einem Verfahren erreicht, gemäß dem das Schaltungsmuster
durch elektrolytische Abtragung einer. auf die Isolierplatte aufgebrachten Metallschicht,
die eine der beiden Elektroden der Elektrolyse bildet, gewonnen wird und das gemäß
der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die zweite -mit- einem :den Verlauf
der Leiterzüge entsprechenden Isoliermuster versehene, als Schablone dienende Elektrode
von der-ersten durch die metallüberzogene Isolierplatte gebildeten Elektrode über
ihre gesamte Fläche im Abstand gehalten und durch diesen Abstand der Elektrolyt
geführt wird.
-
- --Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß die bisher
erforderlichen besonderen Druckvorgänge entfallen, weil eine Schablone ver-'wendet
wird, auf, der das gewünschte Muster abgebildet ist. Andererseits wird der Elektrolyt
zwischen der Schablone und der späteren Schaltungsplatte nicht mehr eingeschlossen,
sondern fließt frei zwischen der metallüberzogenen Isolierplatte und der Schablone,
so daß beliebige Mengen an Metall abgetragen werden können, ohne daß es zu Störungen
im Elektrolyten selbst kommt. Es entfallen auch besondere Ausnehmungen in der Schablone,
welche den Grund für die bisher bei der Elektroplanierung auftretenden Schwierigkeiten
darstellen.
-
Wenn es sich um sehr lange gedruckte Schaltungsplatten handelt, hat
es sich als zweckmäßig erwiesen, das erfindungsgemäße Verfahren so durchzuführen,
daß die Schablone und die metallüberzogene Isolierplatte während der Elektrolyse
unter Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen ihren einander zugekehrten Flächen
synchron bewegt werden. Diese synchrone Bewegung muß selbstverständlich mit einer
Geschwindigkeit durchgeführt werden, die der Zeit entspricht, welche erforderlich
ist, um die Metallschicht auf der Isolierplatte bis auf die Isolierung der Platte
abzutragen, weil nur dadurch eine vollständige Entfernung der Metallschicht zwischen
den Leiterzügen möglich ist.
-
Die synchrone Bewegung der Schablone und der metallüberzogenen Isolierplatte
zueinander kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Besonders zweckmäßig
wird dieses Verfahren so durchgeführt, daß die Schablone in Drehung versetzt und
die metallüberzogene Isolierplatte geradlinig .unter Bildung des Abstandes über
den gesamten Bereich der engsten Annäherung von Schablone und Isolierplatte bewegt
werden. Dann befindet sich die Schablone auf einer walzenartigen Vorrichtung, die
tatsächlich weitgehend einer Druckwalze entspricht.
-
Diese vorteilhafte Möglichkeit wird verfahrensmäßig vorzugsweise so
praktisch durchgeführt, daß die metallüberzogene Isolierplatte zunächst in eine
Stellung bewegt wird, in der ihr vorwärtiges Ende der Schablone gegenüberliegt und
die Isolierplatte in dieser Stellung gehalten wird, bis der Elektrolysestrom auf
einen vorgegebenen Wert abgefallen ist. Darauf wird die metallüberzogene Isolierplatte
mit einer Bewegungsgeschwindigkeit, die auf das Zeitintervall abgestimmt ist, das
vom Beginn des Flusses des Elektrolysestromes zwischen der Schablone und der metallüberzogenen
Isolierplatte bis zum Abfall dieses Stromes vergeht, weiterbewegt.
-
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kennzeichnet sich durch eine eine negative Elektrode einer Elektrolyse bildende
metallische Schablone mit auf ihrer Oberfläche angebrachtem, die gedruckte Schaltung
verwirklichendem Muster aus Isolierstoff, eine mit Abstand von der Schablone angeordnete
metallüberzogene Isolierplatte, die die positive Elektrode bildet und einem flüssigen
Elektrolyt zwischen den beiden Elektroden.
-
Das Verfahren der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Figuren näher
erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, F i g. 2. eine perspektivische
Teilansicht einer Schablone und einer metallüberzogenen Isolierplatte zur Wiedergabe
der Formgebung der elektrischen Leiterzüge des mit der Vorrichtung nach F i g.1
erhaltenen Schaltungsmusters, F i g. 3 einen Teilschnitt durch den Gegenstand der
F i g.1, zur Wiedergabe des freien Abstandes zwischen der Schablone und der metallüberzogenen
Isolierplatte und der Vorrichtungen zur Zu- und Abführung des Elektrolyten, welcher
durch den freien. Abstand geführt wird, F i g. 4 eine senkrechte Seitenansicht eines
Teils der in F i g.1 dargestellten Vorrichtungen zur Wiedergabe der Teile, mit denen
die Schablone angehoben wird, wenn eine Schaltungsplatte fertiggestellt ist, F i
g. 5 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung nach F i g.1 zur Wiedergabe
eines Tisches und verschiedener ineinander zusammenwirkender Schalter, die für den
automatischen Betrieb der Vorrichtung Verwendung finden können, F i g. 6 eine Teileinzelansicht,
teilweise im Schnitt zur Wiedergabe der Vorrichtung zur Querverschiebung des Tisches
nach F i g.1, F i g. 7 eine Teilansicht der Vorrichtung nach F i g. 6 im größeren
Maßstab zur Wiedergabe verschiedener Elemente der Verschiebevorrichtung.
-
In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens
zur Herstellung gedruckter elektrischer Schaltungsmuster aus mehreren auf einer
isolierten Schaltungsplatte . befindlichen Leiterzügen dargestellt; dieses Verfahren
wird später im einzelnen beschrieben.
Die Vorrichtung nach F i g.1
hat eine umlaufende Trommel 10, die eine Schablone 11 aufnimmt, welche das zu vervielfältigende
Schaltungsmuster aufweist. Ein hin- und herbeweglicher Tisch 12 dient zur Aufnahme
einer metallüberzogenen Isolierplatte 13, auf die das Schaltungsmuster der Schablone
übertragen werden soll. Die Trommel 10 und der hin- und hergehende Tisch 12 weisen
die gleiche Breite auf. Die Trommel 10 ist auf einer umlaufenden Welle 14 montiert,
die in Lagerplatten 15 auf gegenüberliegenden Seiten eines Gehäuses 16 gelagert
ist. Der Tisch 12 sitz auf zylindrischen Führungsstangen 17 und 18, die selbst wieder
in einem Bett 19 innerhalb des Behälters 16 montiert sind. Der Tisch wird längs
der Führungsstangen mit Hilfe einer Spindel 20 bewegt, welche von einem Elektromotor
21 über ein Untersetzungsgetriebe 22 und eine verschiebbare Transmission 23 angetrieben
ist.
-
Die Antriebsvorrichtung für den Tisch ist im einzelnen in den F i
g. 6 und 7 dargestellt, aus denen man erkennt, daß die Spindel vom Bett 19 aufgenommen
wird und eine Mutter 25 ergreift, die an dem einen Endglied 26 des Tisches 12 befestigt
ist. Wie später noch näher erläutert werden wird, ist die Transmission 23 zwischen
hoher Geschwindigkeit und niedriger Geschwindigkeit umstellbar. Die Umstellung erfolgt
mit Hilfe eines Elektromagneten 27, welcher einen üblichen Zahnradzug in der Transmission
von einem Schaltzustand in den anderen verschiebt.
-
Die metallüberzogene Isolierplatte, beispielsweise ein kupferüberzogener
Schichtkörper, wird auf dem Tisch 12 durch eine Klammeranordnung 28 fixiert. Die
Klammeranordnung wird durch einen Handgriff 29 gesteuert, welcher bei Verschiebung
von der einen in die andere Stellung auf die obere Metallfläche der metallüberzogenen
Platte greift und diese in ihrer Lage auf dem Tisch hält. Der elektrische Anschluß
mit der Metalloberfläche der Isolierplatte 13 erfolgt durch einen Anschluß an die
Klammer 28, wie es schematisch bei 30 angedeutet ist. Der elektrische Anschluß zur
Schablone 11 erfolgt durch Verbindung der Welle 14 mit einer Leitung 31(F i g. 1).
-
Nach F i g. 2 ist die Schablonenplatte 11 ein Metallglied mit Isoliermaterialteilen
32 auf der Oberfläche, welche die Gestalt des gewünschten Musters definieren. Das
Muster wird hergestellt durch Verwendung einer ziemlich dicken Schicht oder Folie
aus Metall, beispielsweise Kupfer, von dessen äußerer Oberfläche Teile bis zu einer
Tiefe abgetragen werden, die geringer als die Dicke der Folie ist. Die Schlitze
werden mit einem geeigneten elektrischen Isoliermaterial, beispielsweise Isolierharz,
gefüllt.
-
Die Trommel 10 besteht vorzugsweise aus leitendem Material,
kann jedoch auch aus Isoliermaterial hergestellt sein, wobei der Strom dann gleichmäßig
der Schablone 11 durch geeignete Anschlüsse zugeführt wird.
-
Nach F i g. 3 wird die Schablone 11 im Abstand von der metallüberzogenen
Isolierplatte, vorzugsweise in einem Abstand in der Größenordnung von 0,125 mm,
angeordnet. Dieser Abstand ermöglicht den Durchtritt des Elektrolyten und vermeidet
schädliche Kurzschlüsse, die durch unerwartete Oberflächenunregelmäßigkeiten des
metallüberzogenen Schichtkörpers auftreten können. Man stellt den Abstand vorzugsweise
dadurch her, daß man zwei Bänder 33 und 34 auf gegenüberliegenden Seiten der Schablone
auf der Trommel 10 und in der Nähe der Trommelenden montiert. Die Bänder
33 und 34 können aus Isoliermaterial oder aus leitendem Material bestehen, das dann
in geeigneter Weise von der Trommel isoliert wird. Diese Bänder wirken als Abstandsringe
und weisen einen Abstand auf, der im wesentlichen gleich der Breite der metallüberzogenen
Isolierplatte 13 ist, so daß sie auf der oberen Fläche des Tisches laufen. Da die
Bänder 33, 34 die Trommel 10 immer in parallelem Kontakt mit der metallüberzogenen
Isolierplatte 13 ausrichten und die Trommelachsen 14 in den Schlitzen der Seitenplatten
15 in senkrechter Richtung beweglich sind, wird zwischen der Schablone 11 und der
metallüberzogenen Isolierplatte 13 immer ein gleichmäßiger Abstand aufrechterhalten.
Mit der beschriebenen Konstruktion erhält man eine ausgezeichnete Wiedergabe des
auf der Schablone 11 befindlichen Musters auf der Platte 13, unabhängig von Dickenänderungen
dieser Platte über ihre Länge.
-
Der flüssige Elektrolyt wird dem Kanal zwischen der Trommel und der
metallüberzogenen Isolierplatte durch ein Rohr 35 (F i g. 3) zugeführt, welches
auf einer hinteren Klappe 36 montiert ist. Die Klappe 36 besitzt einen mit dem Rohr
35 fluchtenden Kanal 37, der mit einer Längskammer 38 in Verbindung steht, welcher
sich von der einen zur anderen Seite der Klappe erstreckt. Die Kammer selbst steht
mit einem Schlitz 39 in Verbindung, der sich von der Kammer in den Abstand 40 zwischen
Trommel und metallüberzogener Isolierplatte 13 öffnet.
-
Auf der anderen Seite der Trommel 10 ist vorzugsweise eine
zweite Klappe 41 mit einem Kanal 42 montiert, der sich in Längsrichtung der Klappen
erstreckt und mit einem Abstand 40 zwischen Trommel und metallüberzogener Isolierplatte
in Verbindung steht. Das andere Ende des Kanals 42 kann mit einem Raum oberhalb
.des Tisches 12 in Verbindung stehen, so daß der durch den Abstand 40 in den Kanal
42 gedrückte Elektrolyt nach unten in das Bett 19 abtropfen kann.
-
Der flüssige Elektrolyt wird dem Einlaßrohr 35 von einer Pumpe 43
über ein solenoidgesteuertes Ventil 44 und ein Filter 45 zugeführt (F i g. 1). In
der Normalstellung des Ventils wird der Elektrolyt lediglich vom Vorratsbehälter
46 durch das Ventil zurück zum Behälter gepumpt. Der flüssige Elektrolyt wird nach
dem Durchgang durch den Abstand 40 zwischen Trommel und metallüberzogener Isolierplatte
vom Bett 19 durch ein Abzugsrohr 47 abgezogen. Gegebenenfalls kann man den Elektrolyten
auch in einer Mischkammer 48 mit geeigneten Bestandteilen mischen, um seine Eigenschaften
auf den gewünschten Wert einzustellen. Der Elektrolyt kann auch durch eine Zentrifuge
49 oder ein Filter geführt werden, um irgendwelche während des Durchgangs des Elektrolyten
durch die Maschine mitgerissenen Materialteilchen auszuscheiden.
-
Gegebenenfalls kann man auch ein geeignetes Ausfällmittel in die Mischkammer
48 einführen, um das deplattierte Material aus dem Elektrolyten auszufällen. Dieses
Ausfällmittel wird vom Elektrolyten in einer geeigneten Abscheidevorrichtung abgetrennt,
die schematisch bei 50 angedeutet ist.
-
Abwechselnd oder sogar im Zusannmenhang mit der oben beschriebenen
Vorrichtung kann ein Plattierungstank 51 zwischen dem Abzugsrohr 47 und dem Tank
48 zum elektrolytischen Abscheiden der
im Elektrolyten gelösten
Metallionen vorgesehen werden, bevor der Elektrolyt durch die Pumpe 43 in den Abstand
zwischen der Schablone und der metallüberzogenen Isolierplatte zurückgeführt wird.
Der Plattierungsbehälter 51 kann ebenso wie die anderen Elemente zwischen dem Abzugsrohr
47 und der Zuführungsleitung 35 ein bekanntes Bauelement sein, wie sie fair den
besonderen verwendeten Elektrolyten und für das besondere elektrolytisch von der
metallüberzogenen Isolierplatte 13 abzutragende Material entwickelt sind.
-
Mau erkennt, daß die Trommel 10 und damit die Metallschablone
11 synchron mit der Bewegung der metallüberzogenen Isolierplatte 13 in Umlauf versetzt
werden muß. Die Synchrondrehung läßt sich durch die verschiedensten mechanischen
Mittel erreichen, wobei lediglich kein Schlupf zwischen diesen Gliedern auftreten
darf.
-
Die Vorrichtung gemäß der wiedergegebenen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
ist mit einer Zwangsantriebsvorrichtung versehen, die den entsprechenden Synchronismus
zwischen diesen beiden Teilen aufrechterhält. Wie man aus F i g.1 erkennt, bestehen
diese Einrichtungen für. die Trommel 10 aus vier Bändern 52 bis 55. Jedes Band ist
mit einem Ende an der Trommel und mit dem anderen Ende am Tisch über eine geeignete
Klemmvorrichtung, . beispielsweise 56, angeschlossen. Man erkennt, daß jedes Band
teilweise um die Trommel gewickelt ist, so daß bei einer Bewegung des Tisches die
Bänder eine Drehung der Trommel synchron mit der Tischbewegung hervorrufen. Die
Bänder können aus Isoliermaterial bestehen, werden jedoch zweckmäßig wegen besserer
Verschleißeigenschaften aus einem Metall hergestellt, welches gegenüber der Schablone
11 isoliert wird, Selbstverständlich kann man jede andere Antriebsvorrichtung zum
synchronen. Drehen der Trommel bezüglich der mit Metall überzogenen Isolierplatte
verwenden, wobei die gezeigte Streifenantriebsanordnung lediglich als Beispiel gedacht
ist, Wie man aus F i g,1 erkennt, ist die negative Klemme einer Gleichspannungsquelle
über die Welle 14 an die Schablone 11 angeschlossen, während die positive Klemme
über die Klemme 2$ an die obere Metalloberfläche der metallüberzogenen Isolierplatte
13 gelegt ist. Die Amplitude dieser Spannung ist nicht kritisch, so lange sie nicht
so groß ist, daß der Elektrolyt durchschlagen wird. Es hat sich gezeigt, daß eine
Spannung in der Größenordnung von 3 bis 5 Volt für den Deplattierungsvorgang ausreicht.
Die spezifische Leitfähigkeit des Elektrolyten begrenzt selbstverständlich die elektrische
Strommenge, die zwischen der Schablone und der metallüberzogenern Isolierplatte
schließt, so daß bei einem Anstieg der Spannung ein Spannungswert erreicht wird,
über den hinaus der Deplattierungsstrom nicht mehr merklich ansteigt. Die Spannungsamplitude
läßt sich am einfachsten experimentell auf den besten Wert für den Abtrag des Metalls
von der metallüberzogenen Isolierplatte 13 mit der gewünschten Geschwindigkeit und
in geeigneter Form für das spätere Entfernen der Metallionen aus dem Elektrolyten
feststellen.
-
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Abtragen des
Metalls von der metallüberzogenen Isolierplatte 13 läßt sich aus F i g. 2 erkennen.
Die in dieser Figur wiedergegebene Platte 13 enthält eine Isoliermaterialschieht
55, die durch eine Metallschicht 56 abgedeckt ist. Das Isoliermaterial wird entsprechend
dem gewünschten Endzweck des Produktes gewählt und ist beispielsweise ein Glas-Epoxydharz-Schichtkörper
oder ein Papier-Phenolharz-Schichtkörper. Die Metallschicht besteht beispielsweise
aus Kupfer, Aluminium oder Nickel, das auf den Isolator gebunden ist, so daß eine
metallüberzogene Platte entsteht, wie man sie für die Herstellung gedruckter Schaltungen
verwendet, Bei der Herstellung der meisten gedruckten Schaltungen ist die Dicke
des Isoliermaterials wesentlich größer als diejenige der Metallschicht und liegt
in der Größenordnung von 1,5 bis 3,2 mm, während die Dicke der Metallschicht gewöhnlich
nur in der Größenordnung von 0,02 bis 0,13 mm liegt. In F i g. 2 ist die Dicke der
Metallschicht übertrieben wiedergegeben, um die Wirkungsweise der Vorrichtung bei
der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens klarer darstellen zu können. Selbstverständlich
kann die Metallschicht 56 aus irgendeinem anderen Metall bestehen, da jedes Metall
elektrolytisch entfernt werden kann, unabhängig davon, ob es sich um Aluminium,
Nickel od. dgl. handelt.
-
Bei der Bewegung der Platte 13 in Pfeilrichtung nach F i g, 2 fließt
der Strom zwischen den Metalloberflächenbereichen der Schablone 11 durch den Elektrolyten
zur Metallschicht 56. Die Oberfläche der Metallschicht wird dann über den Bereich
entfernt, der nicht von dem Isoliermuster auf der Schablone abgedeckt ist, und zwar
bis zur oberen Fläche der Isolierschicht 55. Das auf der Isolierschicht
55
nach dem Durchgang der Platte unter der Oberfläche der Trommel verbleibende
Metall liegt in Form von isolierten Segmenten, beispielsweise dem in der Zeichnung
wiedergegebenen Schaltbild vor, wobei jedoch ein elektrischer Kontakt zwischen dem
entfernten Metall verbleibt, bis das ganze Metall bis auf die Isolierschicht herunter
entfernt ist. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß die elektrische Verbindung
zu der Anodenschaltungsplatte bis zum hinteren Ende der Metallschicht 56 erhalten
bleibt, während das elektrolytische Abtragen der Metallschicht 56 vom vorderen bis
zum rückwärtigen Ende beim Durchgang des Tisches unter der Trommel fortschreitet.
-
Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Entfernung allen unerwünschten
Metalls bis herunter zur Isolierschicht führt, können trotzdem isolierte Metallteilchen
in der Isolierschicht nach dem Deplattierungsvorgang eingebettet verbleiben. Dies
kann auf die Eigenschaften des metallüberzogenen-Isoliermaterials zurückzuführen
sein, das im Augenblick für die Herstellung gedruckter Schaltungen erhältlieh ist.
Dieses Material wird gewöhnlich durch elektrolytischen Niederschlag von Kupfer auf
eine Metalltrommel und anschließendes Abziehen und Binden der fertigen Streifen
oder Folien auf eine geeignete Isolierplatte hergestellt. Die Oberflächen der Metallstreifen
oder -folien, die sich außen auf der Trommel während des elektrolytischen Niederschlages
bilden, besitzen selbstverständlich im Vergleich zu der glatten Innenoberfläche
ein ziemlich rohes Gefüge. Um eine bessere Bindung zwischen der Isolierschicht 55
und der Metallschicht 56 zu erzielen, wird gewöhnlich die rohe oder unebene Oberfläche
unter Einwirkung von Wärme und Druck mit dem Isolierschichtkörper verbunden. Darüber
hinaus wird diese Oberfläche der Metallschicht gewöhnlich zur Herstellung
einer
besseren Bindung oxydiert. Das Ergebnis einer Herstellung solcher mit Metall überzogener
Isoliermaterialien ist dann die Einbettung isolierter Metallteilchen auf der Oberfläche
des Isoliermaterials. Wird die Metallschicht bis zur Ebene des Isoliermaterials
herunter abgetragen, dann wird der elektrische Kontakt zwischen dem hinteren Ende
der Metalloberfläche der Schaltungsplatte und diesen isolierten Teilchen unterbrochen,
so daß diese Teilchen durch das oben beschriebene Verfahren nicht vollständig entfernt
werden können. Jedoch sind diese Teilchen so klein, daß man sie leicht durch ein
kurzzeitiges Eintauchen in ein geeignetes Ätzmittel beseitigen kann, das sich für
das die Schicht 56 auf der Isolierplatte bildende Metall eignet.
-
Werden dagegen die glatten Oberflächen der Metallschicht während der
Herstellung des metallüberzogenen Isolationsmaterials auf das Isoliermaterial aufgebracht,
dann liegen keine isolierten Metallteilchen vor, und es kann das gesamte unerwünschte
Metall von der Isolierplatte durch das erfindungsgemäße Verfahren abgetragen werden,
ohne daß eine zusätzliche Eintauch- und Ätzstufe erforderlich ist.
-
Eine der verschiedenen oben angegebenen Verfahrensstufen bei der Herstellung
des Schaltungsmusters auf der Isolierplatte können weggelassen werden. Dies ist
darauf zurückzuführen, daß das Verfahren die Bindungskräfte zwischen den Kanten
des stehenbleibenden Metalls und des Isoliermaterials während der elektrolytischen
Abtragung verstärkt. Dies geht vermutlich auf die örtliche Erwärmung an den Kanten
der stehenbleibenden Metallflächen beim Abtragen der diesen benachbarten Metallflächen
zurück.
-
Aus F i g. 2 ist zu erkennen, daß die stehenbleibenden Metallflächen
gerundet sind, was zur Erläuterung in dieser Figur etwas übertrieben dargestellt
ist. Diese runde Form läßt sich leicht von den unterschnittenen Kanten unterscheiden,
die beim chemischen Ätzprozeß bei der Herstellung gedruckter Schaltungen entstehen
und vom Ausblasen des Deplattierungsstromes infolge des Abstandes zwischen der Schablone
und der Schaltungsplatte herrühren. Die oben angegebene gerundete Form ist allgemein
für alle Arten gedruckter Schaltungen wünschenswert, da sie die Gefahr eines zufälligen
Abstreifens der stehengebliebenen Metallteile vom Isoliermaterial herabsetzen, ist
jedoch besonders wünschenswert in Schaltkreisen, wie sie insbesondere in den Zeichnungen
wiedergegeben sind.
-
Es wurde bereits erläutert, daß eine kontinuierliche Strömung des
Elektrolyten durch den Durchlaß zwischen der Schablone und der metallüberzogenen
Isolierplatte für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich
ist. Es ist jedoch nicht wesentlich, daß der Elektrolyt während wiederholter Betriebsvorgänge
kontinuierlich regeneriert wird, und man kann sogar ohne Regeneration während des
Verfahrens gemäß der Erfindung arbeiten. In diesem Fall erfolgt die Re-P
(7
neration zwischen den einzelnen Bädern und dann, wenn die Schädigung des
Elektrolyten eine solche Regeneration erforderlich macht.
-
Bei der wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung werden die Trommel-
und die Klappenanordnung vom Tisch entfernt, wenn eine neue metallüberzogene Isolierplatte
in die Maschine eingesetzt wird, um eine Beschädigung der Klappen 36 und 41 zu verhindern.
Nach F i g. 4 liegt die Trommelwelle 14 mit ihrer unteren Oberfläche an einer Rolle
60 an, welche von einer allgemein bei 61 angedeuteten Schwenkarmanordnung getragen
wird. Die Schwenkarmanordnung läßt sich durch ein Solenoid 64 und eine Zugfeder
65 in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Die Feder 65 führt die Schwenkarmanordnung
61 in die wiedergegebene Stellung zurück, wobei die Trommel angehoben und in ihrer
oberen Stellung gehalten wird. In dieser Stellung steht die Trommel oberhalb des
Tisches, so daß die metallüberzogene Isolierplatte 13 in ihre Ausgangsstellung eingesetzt
werden kann. Die beiden Klappenanordnungen 36 und 41 werden vorzugsweise ebenfalls
von der Welle 14 getragen, so daß sie sich in ihren oberen Lagen befinden, wenn
die Schwenkarmanordnung 61 in der wiedergegebenen Stellung steht.
-
Ist das Solenoid 64 erregt, dann zieht es die Schwenkarmanordnung
61 nach rechts in F i g. 4, so daß sich die Trommelwelle 14 in ihre Betriebsstellung
senken kann. Die Trommel steht in Richtung ihrer unteren Stellung unter Federbelastung,
so daß dem Druck des Elektrolyten, der die Trommel hochzudrücken versucht, entgegengewirkt
wird. Ist das Solenoid 64 stromlos, dann drückt die Feder 65 die Schwenkarmanordnung
nach links, wodurch sich Trommel- und Klappenanordnungen heben. Die Absenkvorrichtung
für die Trommel und die Klappen kann auch mit einem geeigneten, die Bewegung dämpfenden
Element versehen werden, beispielsweise dem allgemein bei 67 angedeuteten Dämpfzylinder,
dessen Kolbenstange am unteren Ende der Schwenkarmanordnung 61 befestigt ist.
-
Selbstverständlich sind die Schwenkarmanordnung, das Solenoid und
der Dämpfungszylinder auf jeder Seite der Trommel vorgesehen, so daß sich eine Beschreibung
der anderen Anordnung erübrigt.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann selbstverständlich automatisch
betrieben werden. Eine hierfür geeignete elektrische Schaltung ist jedoch nicht
im einzelnen dargestellt und beschrieben, weil sie dem Fachmann keine Schwierigkeiten
bereitet.