DE1277973B - Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HOIb

Deutsche Kl.: 21c-2/34

P 12 77 973.6-34 (S 94310)

24. November 1964

19. September 1968

Zur Herstellung von gedruckten Schaltungen ist es bekannt, das gewünschte Leitungsbild mit Klebfarbe auf die ätzbare Metallfläche einer beschichteten Platte aufzudrucken, die nichtbedruckte Fläche wegzuätzen und sodann die Farbe abzuwaschen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Unterkriechen der gedruckten Leitungszüge durch Ätzflüssigkeit zu vermeiden, durch das die Konturen der Leitungszüge beeinträchtigt werden.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß ίο die bedruckte Fläche mit einem thermoplastischen Pulver bestreut, anschließend überschüssiges Pulver entfernt und sodann die beschichtete Platte mit dem auf der Klebfarbe haftenden Pulver erhitzt wird. Das zur Anwendung gelangende Abdeckmittel verringert das Unterkriechen der Leitungszüge durch die Ätz-ÖÜSsigkeit, verringert bzw. beseitigt außerdem Lunker und Kratzer in der Abdeckschicht und dient gleichzeitig als Flußmittel zum Auflöten der Bauelemente auf die gedruckte Schaltung.

Mit besonderem Vorteil kann als Abdeckmittel thermoplastisches Pulver auf Kolophonium-Basis verwendet werden, das auf der Farbe festhaftet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt einer mit einer Leitschicht überzogenen Basisplatte nach dem Aufdrucken des Leitungsbildes,

F i g. 2 die Basisplatte von F i g. 1 nach dem Bestreuen mit Pulver,

F i g. 3 die Basisplatte zu Beginn des Ätzvorganges, nachdem das überschüssige Pulver entfernt, das Leitungsbild geschmolzen und mit dem Ätzen begonnen worden ist, und

F i g. 4 die durch das Besprühen mit heißer Ätzflüssigkeit bewirkte Verformung der Abdeckschicht und deren Schutzwirkung.

Das herzustellende Leitungsbild wird in bekannter Weise als Farbmuster auf die zu ätzende Kupferfläche nach einem bekannten Druckverfahren aufgedruckt. Zum Drucken wird Druckfarbe auf Kolophonium-Basis verwendet, dann wird auf die feuchte Druckfarbe ein thermoplastisches Pulver auf Kolophonium-Basis aufgetragen.

Infolge der Klebrigkeit des aufgedruckten Leitungsmusters haftet eine ausreichende Menge Pulver an der eingefärbten Fläche. Überschüssiges Pulver wird weggeblasen und/oder abgesaugt. Das haftende Pulver wird sodann mit Hilfe einer Wärmequelle, beispielsweise eines Heißluftgebläses, erhitzt. Das Pulver schmilzt unter der Wärmeeinwirkung und verteilt sich dabei über das gesamte Leitungsmuster, wo-Verf ahren zur Herstellung
einer gedruckten Schaltung

Anmelder:

Sanders Associates, Inc., Nashua, N. H.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Mainzer Landstr. 134-146

Als Erfinder benannt:

John S. Strobel, Nashua, N. H. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. November 1963
(326 627)

durch es eine ausgezeichnete ätzfeste Abdeckung bildet. Die nichtabgedeckten Kupferflächen werden anschließend in bekannter Weise abgeätzt, vorzugsweise durch Besprühen mit heißer Ätzflüssigkeit.

F i g. 1 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer bedruckten Platte, die aus einem Isolierträger 30, einer von dem Träger 30 getragenen Kupferschicht 31 und einer auf die Kupferfläche 31 aufgedruckte Farbe 32 besteht.

Nach dem Abdruck des Leitungsbildes auf die Leitschicht 31 wird diese mit thermoplastischem Pulver 33 auf Kolophonium-Basis bestreut (Fig. 2) und überschüssiges Pulver nach dem Haften auf der Leitungsbildfläche weggeblasen oder anderweitig entfernt. Das Pulver wird sodann unter Einwirkung von Heizlampen oder einer anderen geeigneten Wärmequelle zum Schmelzen gebracht, wodurch Pulver und Farbe auf der Leitschicht aufschmelzen und die Abdeckschicht bilden. Das thermoplastische Pulver haftet natürlich nur auf der eingefärbten, das Leitungsbild darstellenden Fläche, während die übrigen Flächen nach Entfernen des überschüssigen Pulvers freibleiben.

F i g. 3 zeigt die Platte zu Beginn des Ätzvorganges, nachdem das überschüssige Pulver 33 entfernt und das aufgebrachte Pulver mittels Wärme aufgeschmolzen worden ist. Das Abätzen erfolgt in der üblichen Weise.

F i g. 4 zeigt die Leiterplatte nach dem Ätzvorgang. Infolge des Besprühens mit heißer Ätzflüssigkeit hat sich das Pulver so verformt, daß es die durch das

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Wegätzen gebildeten Leitungszüge 31 an den Seiten abdeckt, wodurch ein Unterkriechen der Leitungszüge durch die Ätzflüssigkeit vermieden wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für starre als auch für flexible Leiterplatten.

Das Leitungsbild kann nach dem Offsetdruckverfahren gedruckt werden. Die das Leitungsbild tragenden Druckplatten bestehen hierbei vorzugsweise aus etwa 0,4 mm dickem, eloxiertem Aluminium. Sie werden mit lichtempfindlichem Lack überzogen und das Leitungsbild wird mit Hilfe eines Negativs auf die Platten aufbelichtet. Nach dem Entwickeln nehmen die freien, d. h. die nicht das Leitungsmuster darstellenden Flächen Wasser an und stoßen Druckfarbe ab. Zum Drucken werden die leitungsmusterfreien Flächen der Platte zunächst angefeuchtet und dann eingefärbt, wobei die Druckfarbe nur von den Lackflächen, d. h. von den das Leitungsmuster darstellenden Flächen angenommen wird.

Die Druckplatten kommen beim Offsetverfahren mit den zu bedruckenden Flächen nicht in Berührung, da das Farbmuster von einer Gummi- oder ähnlichen Transferwalze abgenommen und auf die zu bedruckende Fläche übertragen wird. Dieses Verfahren erhöht die Lebensdauer der Druckplatten.

Das Verfahren kann auch in Verbindung mit dem Tiegel- oder Buchdruckverfahren angewandt werden. Bei diesem Verfahren wird die Druckplatte geätzt, so daß die keine Leitungszüge bildenden Flächen nicht mit der Farbwalze in Berührung kommen und keine Farbe annehmen. Die Druckplatte braucht in diesem Fall nicht aus eloxiertem Aluminium zu bestehen. Sie erhält im Arbeitsgang 20 einen lichtempfindlichen Überzug, wird belichtet, entwickelt und gesetzt und schließlich eingefärbt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind gewisse Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. So ist bei der in der Druckerpresse für den Erstabdruck verwendeten Farbe zu beachten, daß sie ausreichend klebrig ist, um das thermoplastische Pulver zwecks Bildung der Abdeckschicht festzuhalten. Außerdem muß sich die Farbe nach dem Ätzen wieder leicht entfernen lassen. Neben der Geschwindigkeit besteht ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß sich die Abdeckschicht infolge ihrer thermoplastischen Beschaffenheit während des Ätzens verformt und dabei die Leitungszüge seitlich abdeckt, so daß ein Unterkriechen der Leitungszüge durch die Ätzflüssigkeit verringert wird.

Da es sich bei den in der Technik bekannten Ätzen allgemein um saure Ätzmittel handelt, muß die gebildete Abdeckschicht ausreichend säurefest sein. Werden andere Ätzmittel, wie beispielsweise ein alkalisches Ätzmittel, zum Ätzen von Aluminium verwendet, so ist als Abdecker ein Material zu verwenden, das gegenüber dem jeweils benutzten Ätzmittel widerstandsfest ist.

Bei der Verwendung von flexiblem Basismaterial ist der Offsetdruck dem Drucken auf der Tiegeldruckpresse oder der Rotationsdruckmaschine vorzuziehen, da dieses Trägermaterial häufig Falten bildet, so daß beim Anpressen an eine starre Druckplatte diese dabei durch Bruch beschädigt werden kann. Dagegen nimmt beim Offsetdruck das Gummituch nicht nur diese Falten auf, sondern überdruckt diese sogar, wie festgestellt wurde.

Das thermoplastische Pulver muß eine gute Fließfähigkeit und vorzugsweise einen ausgeprägten Schmelzpunkt haben. Wie festgestellt wurde, eignet sich besonders thermoplastisches Pulver mit einem Schmelzpunkt von annähernd 110° C. Wichtig ist die Auswahl einer geeigneten Druckfarbe, um zu gewährleisten, daß eine ausreichende Menge Pulver haften bleibt und die Abdeckschicht zum Löten nicht entfernt werden muß. Als Druckfarben haben sich Überdrucklacke anderen Farben als überlegen gezeigt. Es handelt sich hierbei um nichtpolymerisierende Farben auf Lösemittel-Basis, so daß sich die Abdeckschicht nach dem Ätzen leichter entfernen (wichtig für flexible Leiterplatten) und unter Anwendung der Offsetverfahren leichter auftragen läßt. Als Druckfarbe kann ein Gemisch von Kolophonium mit einem schwerflüchtigen Lösemittel, einem Verdikkungsmittel und einem thixotropen Mittel verwendet werden. Die zu benutzenden Lösemittel müssen sowohl mit den Farbwalzen der Druckerpresse als auch mit der verwendeten Druckplatte in Einklang stehen.

Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Kolophonium oder irgendein anderes geeignetes Flußmittel mit der Druckfarbe kombiniert und das Muster direkt auf die zu ätzende Metallfläche aufgedruckt.

Zwei wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen in dem Vermeiden von Lunkern sowie in der verbesserten Konturenschärfe der Leitungszüge nach dem Ätzen. Die Lunker werden verschlossen — und zwar auch dann, wenn sie im aufgedruckten Leitungsbild auftreten — anscheinend indem die Oberflächenspannung des Pulvers im geschmolzenen Zustand so niedrig ist, daß das Pulver in die Lunker fließen und sie verschließen kann. Die verbesserte Konturenschärfe der Leitungszüge ergibt sich aus der Tatsache, daß die geschmolzene Abdeckschicht thermoplastisch ist und daher beimÄtzen — sofern mit heißer Ätzflüssigkeit gesprüht wird — infolge des Aufpralls der heißen Ätzflüssigkeit auf der Oberfläche der Abdeckschicht um die Kanten der Leitungszüge gepreßt wird. Eine Nachmessung der Leitungszüge nach dem Ätzen zeigt, daß die Leitungszüge durch die Ätzflüssigkeit nicht unterhöhlt werden, sondern vielmehr — beginnend an der Seitenkante des aufgedruckten Leitungszuges — leicht abgerundet in Richtung zur thermoplastischen Abdeckschicht verlaufen. Wie Nachmessungen ergeben haben, vergrößert sich dadurch die Breite der Leitungszüge um etwa 0,08 mm je Seitenkante beim Ätzen von etwa 50 g schweren Leiterplatten aus Kupfer. Zum Ausgleich sollte die Zeichenvorlage des Leitungsbildes daher so bemessen sein, daß sich die gewünschte endgültige Breite des Leitungszuges ergibt. Soll ein Leiter beispielsweise 0,8 mm breit sein, so muß die Breite des Leiters auf der Zeichenvorlage zwischen 0,6 und 0,8 mm liegen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung unter Aufdrucken des Leitungsbildes mit Klebfarbe auf die ätzbare Metallfläche einer beschichteten Platte, Wegätzen der nicht bedruckten Fläche und Abwaschen der Farbe, dadurch gekennzeichnet, daß die bedruckte Fläche mit einem thermoplastischen Pulver bestreut, anschließend überschüssiges Pulver entfernt und sodann die beschichtete Platte mit dem auf der Klebfarbe haftenden Pulver erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Bestreuens der mit Klebfarbe bedruckten Fläche mit thermoplastischem Pulver das Leitungsbild in einer Klebfarbe gedruckt wird, der thermoplastisches Pulver bereits beigemischt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge

kennzeichnet, daß die bedruckte Fläche mit einem 336.

thermoplastischen Pulver auf Kolophonium-Basis bestreut wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1789 638; USA.-Patentschriften Nr. 2 777192, 2 830 918; »Radio und Fernsehen«, Nr. 11, 1957, S. 323 bis

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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