DE1227964B - Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungseinheiten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

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DEUTSCHES -^S^S PATENTAMT

Int. σ.:

HOIb

AUSLEGESCHRIFT

H05k
Deutsche KL: 21 c - 2/34

Nummer: 1227 964

Aktenzeichen: N 22370 VIII d/21 c

Anmeldetag: 13. November 1962

Auslegetag: 3. November 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungsplatten, bei denen die Leiterstreifen mit der Oberfläche der aus Isoliermaterial bestehenden Trägerplatte bündig sind.

Bei der Herstellung großer Mengen gleicher elektrischer Schaltungen ist es bereits allgemein üblich, aus Isoliermaterial bestehende Schaltungsplatten zu verwenden, die das für die Schaltverbindung erforderliche elektrisch leitende Muster in Form von Leiterstreifen tragen. Diese Schaltungsplatten werden allgemein als »gedruckte Schaltungen« bezeichnet.

In manchen Fällen ist es jedoch zweckmäßig, daß bei diesen gedruckten Schaltungen die Leiterstreifen in der aus Isolierstoff bestehenden Trägerplatte so eingelegt sind, daß sie mit der Oberfläche der Trägerplatte bündig sind. Diese Bedingung ist besonders dort von großer Bedeutung, wo bewegliche elektrische Kontakte mit Teilen der gedruckten Schaltung zusammenarbeiten.

Um eine gedruckte Schaltung dieser Art herzustellen, war es bisher allgemein üblich, das Leitermuster auf der Trägerplatte aufzubringen und dieses dann unter Einwirkung von Wärme und Druck in die Trägerplatte einzupressen. Bei gedruckten Schaltungen, die sehr kleine Abstände zwischen den einzelnen Leitern aufweisen, was häufig der Fall ist, hat sich dieses Verfahren als unzureichend erwiesen, da sich das Leitermetall unter Einwirkung des Druckes verformt, wodurch die Isolierung zwischen den einzelnen Leitern zerstört wird.

Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem auf einem dünnen metallischen Hilfsträger ein lichtempfindlicher Überzug aufgebracht ist, der anschließend entsprechend des Negativs des gewünschten Leitermusters belichtet und danach entwickelt und fixiert wird. Die nicht belichteten Teile werden anschließend weggewaschen, so daß ein Restüberzug verbleibt, der dem Negativ des gewünschten Leitermusters entspricht. Bevor nun der Hilfsträger zur galvanischen Ablagerung des Leitermusters in das galvanische Bad getaucht wird, ist es erforderlich, auf der Rückseite des Hilfsträgers einen Schutzüberzug aufzubringen, um zu vermeiden, daß sich auch dort das Leitermaterial ablagert. Nachdem sich das Leitermaterial in der gewünschten Dicke auf dem Hilfsträger abgelagert hat, wird der genannte Restüberzug entfernt, so daß sich nunmehr auf dem Hilfsträger nur das gewünschte Leitermuster befindet. Dieses wird in ein plastisches Isoliermaterial gepreßt, das anschließend gehärtet wird. Danach muß der auf der Rückseite des Hilfsträgers befindliche Schutzüberzug entfernt werden, um den Hilfsträger durch Ein-Verf ahren zur Herstellung gedruckter
Schaltungseinheiten

Anmelder:

The National Cash Register Company,

Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,

Augsburg, Ulmer Str. 160

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. November 1961
(151 913)

tauchen in ein Lösungsmittel abätzen zu können. Dieses relativ umständliche und zeitraubende Verfahren besitzt folgende wesentliche Nachteile:

Der Hilfsträger kann nur ein einziges Mal verwendet werden, da er am Schluß jedes Verfahrensganges durch eine Säure aufgelöst wird. Da gedruckte Schaltungen hauptsächlich in großen Stückzahlen gefertigt werden und bei dem vorliegenden Verfahren vorzugsweise für den Hilfsträger Kupferblech verwendet wird, tritt dadurch ein recht beträchtlicher Verlust auf. Außerdem sind große Mengen des Lösungsmittels erforderlich.

Die nur das Hilfsträgermaterial, jedoch nicht das Leitermaterial angreifenden Lösungsmittel arbeiten nur sehr langsam. Um wirtschaftlicher und schneller arbeiten zu können, müssen Lösungsmittel angewandt werden, die beide Metalle angreifen. Hierbei ist große Vorsicht geboten, da die Platten zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt aus dem Lösungsmittel entfernt werden müssen, um Ausschuß zu vermeiden.

Das hier notwendigerweise angewandte Verfahren zum Aufbringen des Leitermusters auf den Hilfsträger ist äußerst kompliziert.

Zur Lösung einer allerdings völlig anderen Aufgabenstellung ist weiterhin bekannt, daß auf einem Hilfsträger befindliche Leitermuster mit einer Vergußmasse zu überdecken.

Die andere Aufgabe besteht darin, das Leitermuster bzw. die Metallfolie ohne die Anwendung von Klebstoff mit dem Isolierstoffträger in eine festhaftende Verbindung zu bringen und gegebenenfalls die Anschlüsse der elektrischen Bauelemente auf einfache Weise von der Leitermusterseite auf die Bauelementeseite der Trägerplatte hindurchzuführen. Dies wird dadurch erreicht, daß das vorgefertigte Leitermuster oder die Metallfolie auf eine mit einem

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Trennmittel (z.B. ein Thermoplast, Silikonfette, Wachse od. dgl.) versehene Unterlage gelegt werden und darauf die Vergußmasse gegossen wird. Nach dem Aushärten der Vergußmasse wird die entstandene Platte von der Unterlage gelöst. Falls eine vollständige Metallfolie verwendet wurde, wird nun erst das Leitermuster herausgearbeitet. In diesem Falle ist das Leitermuster nicht mit der Isolierstoffplatte bündig. Wurde dagegen das fertige Leitermuster auf die Unterlage gelegt, dann besteht die Möglichkeit, daß sich die feinen Leiterteilchen beim Eingießen der Vergußmasse verschieben, da sie auf der Unterlage nicht fixiert sind, so daß sie sich in der fertigen Platte nicht mehr in der gewünschten Lage befinden, oder daß sich infolge des Trennmittels Unebenheiten in der Oberfläche der Vergußmasse bilden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungseinheiten der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei die bei den bekannten Verfahren auftretenden Nachteile und Schwierigkeiten vermieden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte aus elektrisch leitendem Material auf einen Hilfsträger aus leicht schmelzbarem Material aufgebracht, das Leitermuster aus der Platte in an sich bekannter Weise herausgearbeitet und zur Herstellung des endgültigen Trägers ein härtbares Isoliermaterial in an sich bekannter Weise um die frei liegenden Flächen des Leitermusters gegossen und anschließend in ebenfalls bekannter Weise gehärtet wird und daß danach der Hilfsträger durch Abschmelzen entfernt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung des ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens und

F i g. 2, 3, 4 und 5 Schnittansichten zur Veranschaulichung der weiteren Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Im ersten Schritt- des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Platte aus gut leitendem Metall, beispielsweise Kupfer, einer Dicke, die ausreicht, um eine ausreichende Querschnittsleiterfläche nach Fertigstellung der Schaltung zu schaffen, auf einen Träger aus einem leicht schmelzbaren Material, beispielsweise Paraffin, aufgebracht. Die Dicke der Metallplatte wird so gewählt, daß die Leiterstreifen nach Fertigstellung der Schaltungsplatte einen ausreichend großen Querschnitt besitzen.

Die F i g. 1 veranschaulicht ein brauchbares Verfahren zur Durchführung dieses ersten Schrittes. Eine dünne Platte 10 aus elektrisch gut leitendem Material, beispielsweise Kupfer, wird auf eine Platte 11 gelegt, die einen Teil eines Saugluftsystems 12 bildet. Die Platte 11 besitzt eine Reihe Luftlöcher 14 bis 20. Nach Auflegen der Kupferplatte 10 auf die Platte 11 wird das Saugluftsystem in Tätigkeit gesetzt, wodurch infolge des Luftdruckunterschiedes zwischen der Umgebung und dem Inneren des Saugluftsystems die Metallplatte flach gegen die Platte 11 gedrückt wird. Nun wird eine Gußform21, wie aus Fig. 1 ersichtlich, um die leitende Platte gelegt. Nach Anbringen der Gußform 21 wird deren Gußmulde mit einem Wachs, beispielsweise Paraffin, gefüllt, um eine Hilfsträgerplatte 22 herzustellen. Nach dem Hartwerden des Wachses wird die Saugluft abgeschaltet und die aus der Gußform 21, der Hilfsträgerplatte 22 und der Metallplatte 10 bestehende Einheit entfernt,

wie in F i g. 2 veranschaulicht, wobei die Metallplatte 10 fest an der aus Wachs bestehenden Hilfsträgerplatte 22 haftet.

Mittels eines beliebigen bekannten Verfahrens wird anschließend aus der Metallplatte 10 das Leiter-

muster herausgearbeitet. Dabei können einzelne Leiter 31 bis 36 beispielsweise durch Säureätzung gebildet werden, die auch nach der vollständigen Wegätzung des nicht benötigten Leitermetalls fest an der Hilfsträgerplatte 22 haften.

Um die endgültige, aus Isoliermaterial bestehende Schaltungsträgerplatte um das Leitermuster zu gießen, wird die aus der Gußform 21, der Hilfsträgerplatte 22 und den Leitern 31 bis 36 bestehende Anordnung mit der die Leiter tragenden Seite nach oben

gelegt und eine weitere Gußform 23 in der in Fig.4 gezeigten Weise um die Gußform 21 gelegt. Hierauf wird so viel Gießharz in die Gußmulde gefüllt, bis die für die fertige gedruckte Schaltung erforderliche Dicke erreicht ist. Bei dem Gießharz kann es sich beispielsweise um ein Epoxydharz handeln, doch eignet sich auch jedes andere Harz, das leicht gießbar ist und gute Isolationseigenschaften besitzt.

Nachdem das Harz ausgehärtet und somit die endgültige Trägerplatte 24 fertiggestellt ist, wird die

Gußform 23 entfernt und die Hilfsträgerplatte 22 in

■ einem schwach geheizten Ofen abgeschmolzen. Das Ergebnis ist eine fertige Schaltungsplatte gemäß F i g. 5, bei der die Oberfläche der Leiter 31 bis 36 mit der Oberfläche der Schaltungsplatte 24 bündig ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungseinheiten, bei denen das Leitermuster mit der Oberfläche des Isoliermaterials bündig ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (10) aus elektrisch leitendem Material auf einen Hilfsträger (22) aus leicht schmelzbarem Material aufgebracht, das Leitermuster (31 bis 36) aus der Platte (10) in an sich bekannter Weise herausgearbeitet und zur Herstellung des endgültigen Trägers ein härtbares Isoliermaterial (24) in an sich bekannter Weise um die frei liegenden Flächen des Leitermusters gegossen und anschließend in ebenfalls bekannter Weise gehärtet wird und daß danach der Hilfsträger (22) durch Abschmelzen entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsträger (22) aus einem Wachs oder wachsartigen Stoff besteht, das bzw. der in seinem flüssigen Zustand auf die eine Seite der in einer Gußform (21) befindlichen Platte (10) gegossen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Platte (10) vor dem Aufgießen des Hilfsträgers (22) auf eine ebene Oberfläche eines Saugluftsystems (12) gelegt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 057 672,
1 097 500.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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