DE1440866C - Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen zur Verwendung in Schalter anordnungen - Google Patents

Description

Gedruckte Schaltungen sind in verschiedenen Ausführiingsfornien bekannt. Bei allen sind die Leiter aus einem auf ein isolierendes Trägermaterial kaschietcn, elektrisch leitendes Folienmaterial entsprechend dem Muster der Schaltverbindungen ausgeätzt. Bei 5 der Anwendung dieser gedruckten Schaltungen besteht häufig die Forderung, gewisse Leiter nicht nur als Anhaltspunkte für weitere Sclialtungsteile, z.B. als Anschlußbahnen für Steckfassungen od. dgl. heranzuziehen, sondern auch für willkürlich herzustellende Verbindungen z. B. Schalterkontakte. Solange hierbei nur einfach aufliegende Schaltfedern als Gegenkontakte für gedruckte Leiter in Frage kommen, genügt meist die Veredlung der Leiteroberfläche, beispielsweise durch eine Auflage von Hartsilber, Rhodium usw. Überall dort aber, wo bei der Schaltbewegung Anordnungen erwünscht sind, wie sie z. B. beim Bau von drehenden Schaltern mit schleifenden und ständig aufliegenden Kontakten bekannt sind, werden an die Kontaktbahnen, welche durch die Leiter der gedruckten Schaltungen gebildet werden, hohe mechanische und elektrische Beanspruchungen vielfältiger Art gestellt.

Die Querschnitte üblicher gedruckter Leiter eignen sich für die Verwendung in Schalteranordnungen grundsätzlich nicht, weil ihre Kanten und die gegenüber dem Trägermaterial der gedruckten Schaltung vorhandenen Höhenunterschiede zumindest starken Abrieb beider Kontaktpartien des Schalters zur Folge haben. Dazu kommen iii Richtung der Drehbewegung liegende Schubbeanspruchungen, weiche die Haftung des Leiters auf dem Trägermaterial beeinträchtigen können. Auch wird nicht jedes Trägermaterial, das sich vielleicht für die gedruckte Schaltung an sich gut eignet, an der Schalterstelle gleichermaßen den Beanspruchungen durch den zwischen den Leiterflächen schleifenden .Kontaktfinger gerecht werden. Dies besonders dort, wo z. B. Kurzschlüsse zwischen den abzutastenden Schaltpunkten nicht erwünscht sind, also ein längerer Schleifweg auf dem Trägermaterial nötig ist. Zwar sind bereits gedruckte Schaltungen bekanntgeworden, bei denen die Leiter in das Trägermaterial so eingebettet sind, daß eine weitgehend ebene Fläche entsteht, auf der ein Kontaktfinger gut gleiten kann. Die Herstellung solcher eingeebneter gedruckter Schaltungen erfolgt vorzugsweise durch Einpressen der bereits ausgeätzten Leiter in das Trägermaterial, wobei dieses entweder erst nach dem Einpressen der Leiter ausgehärtet wird oder, z. B. durch Erwärmung, so weich gemacht wird, wie es der Einpreßvorgang erfordert. Jedoch kann hier einerseits eine nachträgliche Oberflächenveredlung der Leiter nur noch in einer Weise vorgenommen werden, daß die Veredlungsschicht die. Seitenfläche der Leiter nur ungenügend umfaßt, so daß diese durch einen über den Leiter schleifenden Kontakt leicht abgeschält werden kann, andererseits ist es möglich, zwischen den Leitern ein bezüglich der Schaltfunktion der Schalteranordnung besonders günstiges Isoliermaterial zu wählen, da dieses durch das Trägermaterial und damit nach Gesichtspunkten für die günstige Herstellung der gedruckten Schaltung an sich bestimmt ist.

Bekannt ist eine gedruckte Schaltung (vgl. schweizerische Patentschrift 335 320) aus auf eine isolierende Trägerplatte kaschierten Leitern, die aus einem elektrisch leitenden Folienmaterial entsprechend dem Muster der Schaltverbindungen ausgeätzt sind, wobei zur Bildung einer Schleifbahn für mehrere Leiter überstreichende Schleifkontakte die Zwischenräume zwischen den Leitern mit verschleißfestem Füllstoff aus in flüssiger Form auf die Trägerplatte aufgetragen nen und dann ausgehärteten Kunststoffen ausgefüllt sind. In nachteiliger Weise muß bei dieser bekannten Schaltungsführungsform ein abschließender .Preßvorgang durchgeführt werden, der die gedruckte Schaltung planpreßt, so daß Schleifbahnvertiefungen oder -erhöhungen nicht entstehen können.

Auch ist ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen bekannt (s.. deutsche Patentschrift 1065 903), bei welchem aus auf eine isolierende Trägerplatte kaschiertem elektrisch leitendem Folienmaterial die Leiter entsprechend dem Muster der Schaltverbindungen ausgeätzt werden.. Bei diesem bekannten Verfahren nach der deutschen Patentschrift 1 065 903 werden zwar durch Wegätzen von Oberflächenteilen einer Kaschierung stehenbleibende Leiterbahnen erzielt, die höher liegen als der sie umgebende freigelegte Isolierstoff, jedoch ist eine solche gedruckte Schaltung für die mechanische Beanspruchung durch Schleifkontakte nicht geeignet, da die Übergänge von den Leitern zum Isoliermaterial zu scharfkantig sind und die ausreichende Einbettung der Leiter im Isoliermaterial nicht gewährleistet ist. Eine Abrundung der Leiter zum Isoliermaterial hin ist bei diesem bekannten Verfahren· nur mit relativ großem Aufwand möglich, da dies durch elektrolytisches Unterschneiden der Hochkantflächen der Leiter und anschließendes Umbördeln der überstehenden freien Leiterränder geschieht. Ein solches Verfahren ermöglicht im übrigen lediglich, im Vergleich zur Trägerplattenebene höher liegende Leiterebenen zu erzielen.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren (vgl. USA.-Patentschrift 3 075 280) wird Metallpulver unter Druck in Preßformen verdichtet, gesintert und anschließend als Leiterbahn auf einen Kunststoffblock aufgeschmolzen. Variationen hinsichtlich des Musters der gedruckten Schaltung lassen sich nur durch Auswechseln der recht teuren Preßstempel mit Matrize erzielen. Auch ist bei diesem bekannten Verfahren ist die Erzielung tiefer liegender Leiterbahnen nicht ohne weiteres möglich.

Nach einem ferner bekannten Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen (s. französische Patentschrift 1237 098) wird zunächst auf eine Trägerplatte eine Grundierung aus benetzbaren Schichten aufgebracht, anschließend die Grundierung mit einer Haftschicht aus Kupfer, Nickel od. dgl. benetzt, und schließlich wird auf diese Haftschicht die Deckschicht durch Tauchen oder elektrolytisch aufgebracht. Dieses Verfahren gestattet nicht, die Leiter tiefer als die sie umgebenden Isolierschichten zu legen.

Schließlich ist es auch bekannt (s. französische Patentschrift 1 327 145), wie geeignete Trägerplatten für gedruckte Schaltungen auszubilden sind. Bei einem elektrischen Kommutator (vgl. britische Patentschrift 840 194) ist es schließlich noch bekannt, als Schaltung einen Körper aus Metall mit darin eingelassenen Glaseinlagen zu verwenden.

Die Erfindung geht davon aus, daß eine Vielzahl von Bedingungen und Anwendungszwecke bei gedruckten Schaltungen zu berücksichtigen sind. Es erscheint daher wünschenswert, z. B. die Anordnung eines Drehschalters innerhalb einer gedruckten

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Schaltung für alle Arten solcher Schaltungen zu Bei allen Ausführungsformen hat es sich als be-

erniöglichen, ohne daß hierbei an das Träger- oder sonders vorteilhaft erwiesen, daß bei oberflächen-

Leitermaterial oder die Herstellungsart der gedruck- veredelten Leitern die vor dem Aufbringen der

ten Schaltung höhere Anforderungen gestellt werden, Isoliermasse aufgetragene Veredelungsschicht seitlich

als. zunächst für die ganze Schaltungsplatte erforder- 5 an den Leiter bis zur Trägerplatte herabreicht und ■

lieh sind. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe die Isoliermasse den Fußpunkt der Veredelungs-

gestelit, zur Herstellung einer gedruckten Schaltung schicht abdeckt und damit vor dein Abblättern

ein solches Verfahren anzugeben, daß die zwischen schützt. Erfindungsgemäß wird also die Veredelungs-

den Leitern liegenden Teile der Schleifbahn für den schicht vor dem Ausfüllen der Zwischenräume mit

Schleifkontakt, das mechanische Schaltverhalten des io dem Füllstoff auf die Leiteroberflüche aufgebracht.

Schleifkontaktes, der Verschleiß der Schleifbahn ' Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind

selbst, aber auch der Verschleiß der Leiteroberflächen im wesentlichen darin zu sehen, daß sie den Aufbau

in jeweils gewünschter Weise beeinflußt werden mechanischer Schalteranordnungen im Rahmen ge-

können und sich die gewünschten Eigenschaften druckter Schaltungen ermöglicht, wobei unabhängig

durch ein einheitliches Verfahren zwanglos ergeben. 15 von den Eigenschaften des Trägermaterials durch

Die Erfindung betrillt ein Verfahren zur Herstel- geeignete Auswahl und Formgebung des Füllstofflung gedruckter Schaltungen, bei dem aus auf eine materials die mechanischen und elektrischen Eigenisolierende Trägerplatte kaschiertem, elektrisch lei- schäften solcher Schalteranordnungen in bezug auf tendem Folienmaterial die Leiter entsprechend dem Isolierfestigkeit, Veränderung der Leitfähigkeit, Muster ausgeätzt werden. Die Erfindung besteht 20 Schmierung, Abrieb, Umlaufgeschwindigkeit, Reidarin, daß zur Bildung einer Schleifbahn für mehrere bung, Funkenerosion, Funkenhemniung, Schalt-Leiter überstreichende Schleifkontakte die Zwischen- geschwindigkeit, Kontaktdruck, Wärmeverhalten usw. räume zwischen den Leitern mit einer an sich be- in gewünschter. Weise beeinflußt werden können. Das kannten verschleißfesten Isoliermasse aus flüssigen, nachträgliche Aufbringen des Füllstolfes läßt die ausgehärteten Kunststoffen derart ausgegossen ,oder 25 vorherige Behandlung der gedruckten Schaltung zur ausgespritzt werden, daß die so gebildeten Zwischen- Oberflächenveredelung der Leiter ungehindert zu und schichten eine im Vergleich zur Ebene der Schleif- schützt die Veredelungsschicht in vorteilhafter Weise, bahn höher oder tiefer liegende Oberfläche aufweisen Die Erfindung ist auf jede gedruckte Schaltungsart, und diese gewölbt bis zur Ebene der Leiter abfällt unabhängig von der Art ihrer Herstellung, der bzw. ansteigt. Unabhängig vom Trägermaterial der 3° speziellen Form der Leiter usw. anwendbar. Nur dem gedruckten Schaltung lassen sich somit durch ent- besonders starken Verschleiß ausgesetzte Bereiche sprechende Wahl ,des Füllstoffes, gegebenenfalls wei- der gedruckten Schaltung brauchen mit dem Füllstoff terer Zusätze, und durch geeignete Formgebung der ausgefüllt werden. Dies trägt wesentlich zur Kosten-Füllstoffoberfläche alle an eine mechanische Schalter- ersparnis bei solchen Schaltungen bei und ermöglicht anordnung im Rahmen gedruckter Schaltungen ge- 35 insbesondere die jeweilige, individuelle Gestaltung stellten Anforderungen in elektrischer Hinsicht vor- ihrer Reile, wodurch sich ganz neue und wesentlich teilhaft erfüllen. Im einzelnen können das mecha- erweiterte· Anwendungsgebiete für die- gedruckten nische Schaltverhalten, der Verschleiß der Schleif- Schaltungen erschließen lassen, bahn aber auch der Verschleiß der Leiteroberflächen, Nachfolgend wird das Verfahren gemäß Anspruch 1 insbesondere wenn diese zur Veredlung aufgebrachte 4° an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in Oberflächenschichten aufweisen, durch die relative schematischer Darstellung

Lage der Füllstoffoberfläche zur Ebene der vom Fig. I in Draufsicht auf eine gedruckte Schaltung,

Schleifkontakt bestrichenen Leiter sowie durch die die beispielsweise Anordnung der Leiter, die durch

besondere Weise des Überganges zwischen Füllstoff- einen umlaufenden Kontaktfinger schrittweise abge-

schicht und Leiter in gewünschter Weise beeinflußt 45 tastet werden soll,

werden. F i g. 2 in den Teilfiguren α bis d einen Querschnitt

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfah- durch verschiedene Ausführungsformen erfindungs-

rens nach der Erfindung wird als Isoüermasse zur gemäßer eingeebneter Schaltungen,

Erzielung einer höher liegenden Oberfläche ein im Fig. 3 in den Teilfiguren α bis c sowie die Fig. 4

flüssigen Zustand eine hohe Oberflächenspannung 50 und 5 weitere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes

aufweisender Kunststoff verwendet. nach F i g. 2.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform besteht Im Bereich der Schalteranordnung sind, wie sie

darin, daß als Isoliermasse zur Erzielung einer tiefer z. B. F i g. I zeigt, die Zwischenräume 1 zwischen den

liegenden Oberfläche ein im flüssigen Zustand eine Leitern 2, soweit sie als Schleifbahn für den Schleifnur geringe Oberflächenspannung aufweisender 55 kontakt in Frage kommen mit einem Füllstoff 3,

Kunststoff oder ein sich während des Aushärtens etwa entsprechend den F i g. 2 bis 5 ausgefüllt. Die

zusammenziehender Kunststoff verwendet wird. Hier Oberfläche des Trägermaterials 4 wird gleichsam

wird der Schleifkontakt durch die ansteigende Füll- angehoben und so eine die einzelnen Leiter 2 ver-

stoffoberfläche auf die Leiterebene angehoben, so daß bindende Schleifbahn für den Schleifkontakt gestarke Schubbelastungen der Leiter vermieden wer- 6° schaffen. Der Füllstoff 3 wird in seinen elektrischen

den. Gleichzeitig ergibt sich beim Aufgleiten auf die Eigenschaften den durch die Schalterfunktion gestell-

Leiter eine Selbsteinigung der Kontakte, was durch ten Bedingungen angepaßt. Er wird zumeist eine feste

eine entsprechende Oberfläche des Füllstoffes in der Haftung auf dem gegebenen Trägermaterial 4 finden

bereits beschriebenen Weise wieder verbessert werden müssen. In den Ausführungsbeispielen besteht der kann. Infolge der niedriger liegenden Füllstoffober- 65 Füllstoff 3 aus einem aushärtbaren Kunststoff, der in

fläche sinkt während der Schaltbewegung der Rei- flüssiger Form in die Zwischenräume I eingegossen

bungswiderstand ab, was sich günstig auf den Ver- oder eingespritzt ist. Bei der Ausführungsform nach

schleiß der Schleifbahn auswirkt. F i g. 2, α bedeckt dabei zunächst der Füllstoff 3 auch

die vorhandenen Leiter 2. Anschließend wird der überflüssige Füllstoff angeschliffen, so daß eine in der Oberfläche der Leiter 2 liegende Schalterebene entsteht, gleichgültig, ob diese auf das ursprüngliche Leitermaterial bezogen wird, wie F i g. 2, b zeigt, oder die Leiter 2 zuvor mit einer Veredelungsschicht 5 an der Oberfläche gemäß F i g. 2, c überzogen wurden. Dabei empfiehlt es sich, die Oberflächenveredelung der Leiter 2 vor dem Aufbringen und Abschleifen des Füllstoffes 3 duichzufuhren, da in diesem Fall die Veredelungsschicht 5 entsprechend F i g. 2, c die Leiter 2 besser umschließt als eine auf der bereits geschliffenen Schicht aufgebrachten Verdelungsschicht entsprechend F i g. 2, d.

Wird das Auffüllen der Zwischenräume 1 so ausgeführt, daß der Füllstoff 3 nur zwischen den Leitern 2 eingebracht wird, so kann je nach Art des Füllstoffes, vorzugsweise aushärtbarer Kunststoffe, eine gezielte Wirkung erreicht werden. Man kann z. B. einen aushärtbaren Kunststoff zur Anwendung bringen, der nach dem Erstarren eyie nach außen gewölbte Oberfläche 3 a der Füllstoffschicht ergibt, etwa nach Fig. 3 und 4. Wird dagegen ein z. B. entspannter oder schrumpfender Füllstoff 3 benutzt, so kann die Oberflächenform so gesteuert werden, daß der Füllstoff 3 seitwärts am Leiter 2 ansteigt und glatt an diesen anschließt, wie es beispielsweise F i g. 5 zeigt. Es kann ferner eine Füllstoffschicht mit einem Querschnitt nach Fig. 3,b hergestellt werden. Sie kann mit ihrer Oberfläche 3 a auch niedriger als die Ebene der Leiter 2 liegen, wie F i g. 3, c zeigt. Liegt sie höher, entsprechend F i g. 3, a, so hebt der bewegliche Gegenkontakt bei der Schaltbewegung von den Leitern 2 ab. Bei gleicher Höhe der Leiter 2 und der Füllstoffschicht 3 (Fig. 3, b) ergibt sich z.B. eine reinigende Wirkung auf den Kontakten, bei niedrigerer Höhe der Füllstoffschicht "(F i g. 3, c) sinkt z. B. die Reibung während des Schaltvorganges ab. Im übrigen kann die an der Trennstelle zwischen Leiter 2 und Füllstoffschichl 3 entstehende Vertiefung 6 Staub usw. aufnehmen. Da die Schleifbahn des Schalters in den Ausführungsformen nach den F i g. 3 bis 5 nicht plangeschliffen ist, dient sie der Selbstreinigung der Kontaktflächen. Die Behandlung zur Veredelung der Leitcrobcrflächen erfolgt auch hier in jedem Fall zweckmäßig vor dem Ausfüllen der Zwischenräume. Nach den Fig. 3 bis 5 reicht die Veredelungsschicht 5 zweckmäßig immer bis zum ursprünglichen Trägermaterial 4, während die Füllstoffschicht 3 den FußpunktSa dieser Veredelungsschicht 5 eindeutig abdeckt und damit vor dem Abblättern schützt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen, bei welchem aus auf eine isolierende Trägerplatte kaschiertem elektrisch leitendem Folienmaterial die Leiter entsprechend dem Muster der Schaltverbindungen ausgeätzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur BiI-dung einer Schleifbahn für mehrere Leiter überstreichende Schleifkontakte die Zwischenräume zwischen den Leitern mit einer an sich bekannten verschleißfesten Isoliermasse aus flüssigen, aushärtbaren Kunststoffen derart ausgegossen oder ausgespritzt werden, daß die so gebildeten Zwischenschichten (3) eine im Vergleich zur Ebene der Schleifbahnen (Leiter 2) höher oder tiefer liegende Oberfläche (3a) aufweisen und diese gewölbt bis zur Ebene der Leiter abfällt bzw. ansteigt.

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermasse zur Erzielung einer höher liegenden Oberfläche ein im flüssigen Zustand eine hohe Oberflächenspannung aufweisender Kunststoff verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermasse zur Erzielung einer tiefer liegenden Oberfläche ein im flüssigen Zustand eine nur geringe Oberflächenspannung aufweisender Kunststoff oder ein sich während des Aushärtens zusammenziehender Kunststoff verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von oberflächenveredelten Leitern die vor dem Aufbringen der Isoliermasse aufgetragene Veredelungsschicht (5) seitlich an den Leiter bis zur Trägerplatte (4) herabreicht und die Isoliermasse (3) den Fußpunkt der Veredelungsschicht abdeckt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen