DE1690542A1 - Verfahren zur mechanischen Separierung reproduzierbarer,diskreter Leiterbahnen auf mit leitender Schicht bedecktem Isoliermaterial - Google Patents

Description

• Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen diskreter., separater, reproduzierbarer Leiterbahnen, auch Leiterzüge genannt, die dauerhaft mit einer Schicht aus nicht-' leitendem Material verbunden sind. Es handelt sich um ein mechanisches Verfahren ohne Anwendung ätzender Chemikalien. Es können jedoch zum Zweck der KonservierWg der nach dem vorliegendem Verfahren hergestellten Produkte, die im Sprachgebrauch-euch als Leiterplatten bezeichnet werden, chemische Substanzen verwendet werden.
• Es sind bereits Verfahren zum Herstellen diskreter, separater, reproduzierbarer Leiterbahnen, die dauerhaft mit einer Schicht aus nichtleitendem Material verbunden sind, bekannt, weiche entweder durch Auftragen von Ätzreserven auf die leitende Oberschicht eines mit einer leitenden Oberschicht bedeckten, nichtleitenden Materials und anschliessendes Abätzen der nicht mit Ätzreserve abgedeckten Teile der leitenden Oberschicht ausgeübt werden, oder bei denen zwischen diskreten Leiterbahnen Teile der leitenden Oberschicht - ggf. auch Teile der nichtleitenden Trägerschicht --auf mechanischem, spanabhebenden Wege entfernt werden.
• Die bekannten chemischen Verfahren, bei denen Teile der leitenden Oberschicht durch Ätzen entfernt werden, setzen die Beständigkeit der nichtleitenden Trägerschicht (im allgemeinen Kunststoff-Trägerschichten auf Epoxydharz- oder Hartpapier-Basis) gegen chemische Einflüsse und Feuchtigkeit voraus. Die bekannten spanabhebenden Verfahren setzen eine relativ hohe mechanische Beständigkeit der Trägerschicht und deren Unempfindlichkeit gegenüber der bei der mechanischen Bearbeitung mit spanabhebenden Werkzeugen auftretenden, reibungsbedingten Temperaturerhöhung voraus und sind außerdem nur für relativ einfach geformte Leiterzuge zu verwenden, weshalb sich mechanische Verfahren im allgemeinen nur für gradlinige Rasterplatten und sonstige, mit mechanischen Mitteln leicht reproduzierbare Leitsrbahnmuster durchgesetzt haben. Die Kosten für mechanisch sehr stabiles bzw. gegen aggressive Chemikalien beständiges Trägermaterial behindern den wirtschaftlichen Einsatz der obigen Systeme, die auch unter dem Sammelbegriff "gedruckte Schaltungen" bekannt geworden sind, auf vielen Gebieten.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den oben geschilderten Mängeln abzuhelfen und ein Verfahren anzugeben, das es gestattet, auf einfaches, billiges Material - vorwiegend papier- oder pappearfiige Stoffe, thermoplastische oder andere, bisher nicht für die Herstellung von Leiterplatten verwendbare Kunststoffe - als Trägerschicht, weiche mit einer äditenden Oberschicht - z.B. Kupferfolie - bedeckt bzw.-kaschiert ist, zurückzugreifen und so in einfacher Weise diskrete, separate, reproduzierbare, wenn nötig, auch sehr komplex geformte Leiterbahnen herzustellen, die dauerhaft mit einer Schicht aus nichtleitendem Material verbunden sind.
• Nach der Erfindung wird ein Plattenmaterial, das aus einer wie im vorigen Absatz beschriebenen Trägerschicht besteht, die einseitig oder beiderseitig mit einer leitenden Oberschicht bedeckt ist (s. Anhang Fig. 1), in ein Stanzwerkzeug gebracht, welches messerartige Erhebungen an solchen Stellen aufweist, weiche den gewunschten Trennlinien zwischen den herzustellenden Leiterzüaen ßntmxeche-n. - Die erwähnten Erhebungen können jeden Querschnitt haben, der sie befähigt, die leitende Oberschicht des Plattenmaterials zu durchtrennen und tief genug in das Trägermaterial einzudringen. Die Erhebungen können z.B. keilförmig sein (s. Anhang Fig. 2). Nach Auslösen des Stanzvorganges wird die leitende Oberschicht des Plattenmaterials mittels der messerartigen, beispielsweise keilförmigen Erhebungen des Stanzwerkzeugs unterbrochen.
• Die messerartigen Erhebungen des Stanzwerkzeugs sind um ein geringes tiefer in das Plattenmaterial einzuführen, als die Abreißebene der leitenden Oberschicht verläuft, damit zwischen den vorgesehenen Leiterzügen ein Hohlraum -entsteht, der nach dem Entfernen des Stanzwerkzeugs nicht mehr durch die elastischen Eigenschaften des Plattenmaterials ganz ausgefüllt werden kann (s. Anhang Fig. 3). In einfachen Fällen -z.B. bei Verwendung eines nachgiebigen, wenig elastischen Trägermaterials - genügt bereits das Einführen der Erhebungen des Stanzwerkzeugs wenige Zehntelmillimeter tief in das Trägermaterial hinein, um eine bleibende Formveränderung des Plattenmaterials und damit das Entstehen eines genügend großen Hohlraums zu erreichen. Darüberhinaus ist es möglich, durch eine Bewegung der eingedrungenen Erhebungen des Stanzwerkzeugs bzw. des Stanzstempels gegen das Plattenmaterial in verschiedenen Bewegungsrichtungen - z. B. in zwei Bewegungsrichtungen senkrecht zur Stanz-Bewegungsrichtung - den Hohlraum zwischen den getrennten Leiterzügen zu vergrößern. Besteht das Plattenmaterial aus Substanzen, deren Elastizität so groß ist, daß ein nachträgliches Schließen des durch das Eindringen der Erhebungen des Stanzwerkzeugs entstandenen Hohlraumes zu erwarten ist, oder ist durch die Gegebenheiten des Verwendungszwecks des so hergestellten Produkts ein nachträgliches Auffüllen des Hohlraumes mit leitender Substanz zu erwarten, so kann der Hohlraum nach der Bearbeitung im Stanzwerkzeug mit einem nichtleitenden Material - z.B. einem Lack auf Kunststoff-Basis - ausgefüllt werden (s. Anhang Fig. 4).
• Ein elektrischer Kontakt zwischen den Leiterzügen der nach der Erfindung hergestellten Leiterplatte und anderen Teilen kann in der Weise hergestellt werden, daß die Leiterplatten Licher erhalten - die z.B. zugleich mit den Trennlinien eingestanzt werden - in die Kontaktträger - z.B. Hohlnieten - eingeführt werden. Mittels solcher Kontaktträger können die elektrischen Anschlüsse elektrisch leitend mit einzelnen Leiterzügen verbunden werden, wobei die Kontaktträger die zu verbindenden Leiter entweder durch mechanischen Druck oder kalten Metallfluß direkt verbinden oder mittels warmem Metalifluß - z.B. Löten - miteinander verbunden werden. Ein elektrischer Kontakt kann auch in der Weise zwischen der Leiterplatte und anderen Teilen herge- -stellt werden, daß mobile Kontaktträger bestimmte Stellen der Leiterbahnen berühren. Verfahren zur mechanischen Separierung reproduzierbarer, diskreter Leiterbahnen auf mit leitender Schicht bedecktem Isoliermaterial.

Claims (6)

1. Patentanspruche 1 . Verfahren zur Separierung reproduzierbarer, diskreter Leiterbahnen auf mit leitender Schicht bedecktem Isoliermaterial durch Stanzen bzw. Prägen, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht mit Hilfe eines messerartig wirkenden Teils eines Stanz- bzw. Prägewerkzeugs in das Isoliermaterial so hineingedruckt wird, daß sie abreißt und der eindringende Teil des Stanz- bzw. Prägewerkzeugs zwischen den Separationen der leitenden Schicht isolierende Zwischenräume hinterläßt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignetes Bewegen des Stanz- bzw. Prägewerkzeugs oder seiner Teile gegen die Ebene des zu stanzenden oder zu prägenden Materials die Zwischenräume, die durch den Stanz- bzw. Prägevorgang entstanden sind, erweitert bzw. vergrößert werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den durch Stanzen bzw. Prägen separierten Leiterzügen entstandenen Zwischenräume durch geeignetes, nichtleitendes Material so weit ausgsfu11t werden, daß ein gegenseitiges BerUhren der weggebogenen Leiterbahnräder infolge einer durch Elastizität des verarbeiteten Materials bedingten gegenläufigen Bewegung nicht mehr zu erwarten ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Einprägen bzw. Stanzen im Trägermaterial entstandene Druckgefälle durch nachträgliche Behandlung nach Anspruch 3 so verändert wird, daß keinerlei Kräfte oder Ruckstellkräfte mehr auftreten, die in der Lage wären, die durch Behandlung nach Anspruch 1 oder 2 entstandenen Zwischenräume wieder zu,-schließen.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beliebige innere oder äußere Konturen einer Leiterplatte durch Stanzen in einer!-. Arbeitsgang mit der Herstellung der Leiterbahnen erzeugt werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Erwärmung von Teilen des Stanz- bzw. Prägewerkzeugs die Temperatur des zu bearbeitenden . Materials einer Leiterplatte in unmittelbarer Umgebung der in das Material eindringenden Teile des Stanzwerkzeuges so weit erhöht wird, daß den im Material der Leiterplatte anläßlich des Eindringens von Teilen des Werkzeugs auftretenden Rückstellkrtiften durch thermische Verformung des Materials der Leiterplatte in der Weise entgegengewirkt wird, daß ein nachträgliches Schließen der zwischen den Leiterbahnen entstandenen Zwischenräume erschwert wird. 7.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzwerkzeug mit einer messerartig wirkenden Vorrichtung versehen ist, die in ihrer Linienführung den Trennlinien zwischen diskreten Leiterbahnen einer herzustellenden Leiterplatte entspricht und die so dimensioniert ist, daß säe nach Auslösen des Stanz- bzw. Prägevorgangs das zu bearbeitende Leiterplattenmaterial nicht völlig durchdringt, sondern nur in dieses eindringt.