DE1597749C3

DE1597749C3 - Process for the production of metallized photographic stencils made of glass for copying purposes

Info

Publication number: DE1597749C3
Application number: DE19671597749
Authority: DE
Inventors: John J. St. Paul Minn. Frantzen (V.St.A.)
Original assignee: Buckbee-Mears Co., St. Paul, Minn. (V.StA.)
Priority date: 1967-07-28
Filing date: 1967-11-02
Publication date: 1976-06-10

Description

Bisher bestanden die meisten zur photographischen Vervielfältigung benutzten Photoschablonen aus mit einer Emulsion beschichtetem Glas. Derartige Photoschablonen haben hauptsächlich den Nachteil, daß die Emulsionsschicht verhältnismäßig weich ist und somit leicht zerkratzt wird, und daß sie empfindlich gegenüber den Umgebungsbedingungen ist, unter denen sie benutzt wird. Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man für die Beschichtung härteres Material, z. B. Metall, vorgeschlagen.So far, most of the photo templates used for photographic reproduction consisted of an emulsion coated glass. Such photos stencils have the main disadvantage that the Emulsion layer is relatively soft and therefore easily scratched, and that it is sensitive to it the environmental conditions in which it will be used. To avoid these disadvantages one for the coating harder material, z. B. metal, suggested.

Bei der Herstellung metallischer Glasschablonen war es bisher üblich, verhältnismäßig dünne Schichten aus Metall, wie etwa Kupfer, zu verwenden, um eine einwandfreie Haftung des Metalls am Glas zu gewährleisten. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß bei der Herstellung von Präzisionsmustern die erforderlichen Toleranzen infolge der natürlichen Eigenschaften des Ätzverfahrens nicht eingehalten werden konnten. Versuche, dieses Problem durch Überziehen der Glasplatte mit sehr dünnen Kupferschichten oder durch anderweitiges Aufbringen dieser Dünnschichten wenigstens zum Teil zu lösen, haben zu keinem befriedigenden Resultat geführt, da das Metall nicht fest genug haftete und sich bereits nach kurzem Gebrauch rasch vom Glas ablösen ließ.In the manufacture of metallic glass stencils, it has been customary to use relatively thin layers Metal, such as copper, should be used to ensure proper adhesion of the metal to the glass. It has been found, however, that in the manufacture of precision patterns the necessary Tolerances due to the natural properties of the etching process could not be met. Tries, this problem by coating the glass plate with very thin layers of copper or otherwise Applying these thin layers at least partially does not lead to a satisfactory result because the metal did not adhere firmly enough and quickly peel off from the glass after only a short period of use let.

Die Erfindung bezweckt, metallisierte Photoschablonen aus Glas herzustellen, welche Beschädigungen durch Zerkratzen und durch Ablösen des Leiterbildes von der Glasplatte im geringeren Maße ausgesetzt sind, als dies bei den bisher bekannten, nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten Photoschablonen der Fall ist. Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß auf die gereinigte Oberfläche einer Glasplatte eine verhältnismäßig dicke Metallschicht geklebt und anschließend durch gleichmäßiges Wegätzen auf die für den nachfolgenden Photoätzprozeß geeignete Dicke abgetragen wird. Zweckmäßig wird ein viskoser Klarsichtkleber gleichmäßig über die gereinigte Glasfläche verteilt und die Metallschicht dann gegen das mit dem Kleber überzogene Glas gepreßt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die verklebte Metallschicht so lange abzuätzen, bis sich ihre Dicke auf etwa 20% der ursprünglichen Dicke verringert hat. Als geeignetes Dikkemaß hat sich eine Dicke von etwa 0,04 mm für die ursprünglich aufgeklebte Metallschicht erwiesen, die durch den nachfolgenden Ätzvorgang auf eine Dicke von etwa 0,006 mm verringert wird, die dann anschließend den Photoätzprozeß zur Herstellung des Leiterbildes ermöglicht.The invention aims to produce metalized photo stencils made of glass, which damage to a lesser extent due to scratching and detachment of the conductive pattern from the glass plate than in the previously known photographic stencils produced by the above process the case is. The invention achieves this in that on the cleaned surface of a glass plate a relatively thick metal layer and then by evenly etching away on the for the subsequent photo-etching process suitable thickness is removed. A viscous clear adhesive is useful evenly distributed over the cleaned glass surface and then the metal layer against that with the Glue coated glass pressed. It has proven to be useful to keep the bonded metal layer for such a long time etch until its thickness has reduced to about 20% of the original thickness. As a suitable measure of thickness has proven a thickness of about 0.04 mm for the originally glued-on metal layer, the is reduced by the subsequent etching process to a thickness of about 0.006 mm, which is then subsequently enables the photo-etching process to produce the conductor pattern.

Metallisierte Glasschablonen, die auf diese Weise hergestellt sind, sind nicht nur weniger empfindlich gegenüber den eingangs geschilderten Beschädigungen von auf andere Weise hergestellten Schablonen, sie sind auch bedeutend stabiler und haben des weiteren den Vorteil, daß sie sich mit Hilfe von Durchgangsprüfungen sehr schnell auf ihre Genauigkeit überprüfen lassen, was gerade bei den emulsionsbeschichteten Platten nicht möglich ist.Metallized glass stencils made this way are not only less sensitive to it the aforementioned damage to stencils produced in other ways, they are also significantly more stable and furthermore have the advantage that they can be checked with the aid of continuity tests have their accuracy checked very quickly, especially with the emulsion-coated Disks is not possible.

Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred exemplary embodiments

Eine etwa 3... 6 mm dicke Glasplatte wird in bekannter Weise gründlich gereinigt. Die heutigen, gewöhnlichen Glasplatten sind für den beabsichtigten Zweck glatt und klar genug, obwohl bei Bedarf auch bevorzugte Glassorten verwendet werden können und. das Glas gegebenenfalls durch Bearbeitung poliert und glatt gestrichen werden kann. AU dies liegt im freien Ermessen und hängt von dem vom Benutzer geforderten Ausmaß an Transparenz und Gleichförmigkeit ab. Ein Klarsichtkleber, wie etwa das von der Fa. Minnesota Mining and Manufacturing unter der Bezeichnung MMM 1622BA hergestellte viskose Epoxyd, wird auf die waagerecht liegende Glasplatte ungefähr in deren Mitte gegossen, um einen Klecks zu bilden. Wie sich herausgestellt hat, kann das Aufbringen des Klebers aber auch erfolgen, indem man den Kleber aus dem Behälter von der Mitte der Glasplatte aus spiralförmig nach außen tropfen läßt. Die Art, wie der Kleber aufgebracht wird, liegt im freien Ermessen und ist Erfahrungssache. '"* Anschließend wird auf das mit dem Kleber überzogene Glas eine etwa 0,04 mm dicke Kupferfolie gelegt und unter Benutzung einer oder mehrerer, die erforderlichen Drücke und Temperaturen bewirkenden Vorrichtungen fest und gleichmäßig gegen das Glas gepreßt. Dabei kann man typisch so vorgehen, daß man auf die Kupferfolie eine Glasplatte legt und unter dem Bodenglas sowie über dem Deckglas Polsterungen anbringt als geeignetes Mittel zur Ausübung von Druck, um das Kupfer mit der unteren Glasplatte zu verkleben und gleichzeitig das Glas gegen Bruchschaden. zu schützen. Unter Auflage dieser Anordnung auf einem geeigneten Gestell wird dann mit Hilfe einer Presse ein Druck von etwa 14 kp/cm² nach unten ausgeübt und die Temperatur auf etwa 150⁰C gebracht und etwa Vh Stunden auf dieser Höhe gehalten. Hierdurch wird bewirkt, daß sich der Kleber oder das Epoxyd gleichmäßig über das Glas verteilt und aushärtet, um die Kupferschicht fest mit dem Glas zu verbinden.
Nachdem sich der verklebte Schichtverband abge-A 3 ... 6 mm thick glass plate is thoroughly cleaned in a known manner. Today's common glass plates are smooth and clear enough for their intended purpose, although preferred types of glass can be used and if desired. the glass can be polished and smoothed if necessary by machining. AU this is at one's own discretion and depends on the degree of transparency and uniformity required by the user. A clear adhesive, such as the viscous epoxy manufactured by Minnesota Mining and Manufacturing under the designation MMM 1622BA, is poured onto the horizontally lying glass plate approximately in the middle to form a blob. As has been found, however, the application of the adhesive can also be carried out by letting the adhesive drip out of the container in a spiral shape from the center of the glass plate. The way in which the adhesive is applied is at one's own discretion and a matter of experience. Then a 0.04 mm thick copper foil is placed on the glass coated with the adhesive and pressed firmly and evenly against the glass using one or more devices that bring about the necessary pressures and temperatures. that a glass plate is placed on the copper foil and padding is attached under the bottom glass and above the cover glass as a suitable means of exerting pressure in order to bond the copper to the lower glass plate and at the same time to protect the glass against breakage a suitable frame is then with the aid of a press cm, a pressure of about 14 kp / exercised ² down and brought the temperature to about 150 ⁰ C and held for about Vh hours at this level. this has the effect that the adhesive or the epoxy evenly distributed over the glass and hardens to firmly bond the copper layer to the glass.
After the bonded layer structure has

kühlt hat, wird er in eine Ätzkammer gebracht, in der das flüssige Ätzmittel die Oberfläche des Kupfers gleichmäßig angreift, um die Kupferschicht zu verdünnen. Typisch läßt sich dies mit einer sogenannten Paddel-Spritzvorrichtung durchführen, die ein ständig rotierendes Paddelrad aufweist, an dessen Paddelenden Becher angeordnet sind, die das flüssige Ätzmittel aufnehmen und es gleichmäßig über die Kupferfläche schleudern oder tröpfeln. Die Ätzdauer wird sorgfältig überwacht, so daß — sobald das Kupfer bis auf eine Dicke von etwa 0,006 mm abgeätzt ist — der Ätzvorgang beendet und der Schichtverband gewaschen, gereinigt und getrocknet wird.has cooled, it is placed in an etching chamber in which the liquid etchant attacks the surface of the copper uniformly to thin the copper layer. This can typically be carried out with a so-called paddle spray device, which has a constantly rotating Has paddle wheel, on whose paddle ends cups are arranged that receive the liquid etchant and toss or drip it evenly over the copper surface. The etching time will be careful monitored so that - as soon as the copper is etched to a thickness of about 0.006 mm - the etching process finished and the layer structure is washed, cleaned and dried.

Nachdem das Kupfer auf die gewünschte Dicke reduziert worden ist, wird es unter Anwendung bekannter Verfahren mit einem lichtempfindlichen Lack oder Abdeckmittel überzogen und das gewünschte Leitungs-. bild unter Anwendung ebenfalls bekannter Photokopierverfahren auf die Abdeckschicht kopiert. An das Aufkopieren schließt sich der normale Entwicklungs-Vorgang an. An den Stellen, an denen das Kupfer freiliegt und nicht vom Abdecker oder Lack bedeckt ist, wird es abgeätzt. Was übrig bleibt, ist das gewünschte, von dem auf dem Glas noch vorhandenen Kupfer dargestellte Leitungsbild. An dieser Stelle sei erwähnt, daß beim Durchätzen von nur 0,006 mm dünnem Kupfer das Unterhöhlen der Leitungszüge unbedeutend ist und daß die gewöhnlich beim Durchätzen von verhältnismäßig dicken Kupferschichten auftretende seitliche Unterhöhlung (tapering effect) der Leiterbahnen weitgehend verringert wird. Das zur Vervielfältigung mit der Glasschablone im Normalgebrauch erforderliche feine Linienbild läßt sich daher unter Einhaltung von Toleranzen und mit einem Ausmaß an Präzision herstellen, wie dies bisher mit Ausnahme der emulsionsbeschichteten Glasschablonen unmöglich war. Glasschablonen, die nach dem vorliegenden Verfahren angefertigt wurden, wurden ständig aufs neue zum Kontaktkopieren benutzt, ohne daß sie hätten ersetzt werden müssen, im Gegensatz zu den emulsionsbeschichteten Glasschablonen, die wesentlich häufiger ausgewechselt werden müssen, da sie während der Handhabung und des Normalgebrauchs beim Kontaktkopieren leicht zerkratzt oder anderweitig beschädigt werden.After the copper has been reduced to the desired thickness, it is coated with a photosensitive lacquer or masking agent using known methods and the desired conduction. image is copied onto the cover layer using also known photocopying processes. The normal development process follows the copying. Where the copper is exposed and not covered by the masking agent or paint, it is etched away. What remains is the desired line pattern shown on the copper that is still present on the glass. At this point it should be mentioned that when only 0.006 mm thin copper is etched through, the undercutting of the conductor runs is insignificant and that the lateral undercutting (tapering effect) of the conductor tracks, which usually occurs when relatively thick copper layers are etched through, is largely reduced. The fine line image required for reproduction with the glass stencil in normal use can therefore be produced with adherence to tolerances and with a degree of precision that was previously impossible with the exception of the emulsion-coated glass stencils. Glass stencils made according to the present process have been used over and over again for contact copying without having to be replaced, in contrast to the emulsion-coated glass stencils which have to be changed much more frequently because they are used during handling and normal use in contact copying easily scratched or otherwise damaged.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of metallized photo stencils made of glass for the production of printed circuit boards, which are provided with a conductive pattern provided by a photo-etching process, thereby characterized in that on the cleaned surface of a glass plate a relatively thick Metal layer glued and then by evenly etching away on the for the following Photoetching process suitable thickness is removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the thick metal layer by means of a Transparent adhesive is glued to the glass.

3. The method according to claim 2, characterized in that the bonding of the metal layer with the glass is done by distributing a viscous clear adhesive evenly over the cleaned glass surface and the metal layer is then pressed against the glass coated with the adhesive.

4. The method according to claim 3, characterized in that in step (c) the bonded metal layer is etched away until its thickness has reduced to about 20% of its original thickness.

5. The method according to claim 3, characterized in that the thickness of the bonded metal layer is initially about 0.04 mm and is reduced by etching down to about 0.006 mm.