DE1904080A1 - Verbessertes Verfahren zur Herstellung einer planen,die Abbildung tragenden Glasplatte - Google Patents
Verbessertes Verfahren zur Herstellung einer planen,die Abbildung tragenden GlasplatteInfo
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Description
DR. JUR. DIr-L-CHEM-WALTER BEIL
ALFRED UJiHPENER
ALFRED UJiHPENER
dr. JUR. ni?L.-CHc.vA. H.-J. WOLFP ^7. Jan. 1959
DR. JUR. HANS CHÜ. BEIL
FRANKFURT AM MAIN-HÖCHST
Unsere Nr. 15 216
PPG. Industries, Inc. Pittsburgh, Pa., V.St.A.
Verbessertes Verfahren zur Herstellung einer planen, die Abbildung tragenden Glasplatte.
Eine plane, Abbildungen tragende Glasplatte (image plane plate) ist eine Glasplatte, die als Schablone
im Verfahren 'zum Drucken von "Schaltungen" (Circuits) auf eine geeignete Unterlage benutzt wird. Nach
einem bisher zur Herstellung von Abbildungen tragenden planen Glasplatten angewendeten Verfahren wird
-die Schaltung auf die Glasplatte geätzt und der geätzte T.eil mit einem für Ultraviolette-Strahlen opaken
Material, gewöhnlich einem "Metall"-J1UlIstoff, gefüllt.
Das geätzte und mit Füllung versehene Schaltungsmuöber
wird dann unmittelbar auf die mit einer lichtempfindlichen Schicht versehene Oberfläche eines mit Kupfer
belegten Schaltbrettes gebracht. Das beschichtete Brett wird dann mit UV-Licht bestrahlt, das die die
Abbildung tragende Glasplatte durchdringt, worauf das Muster der Schaltung in der auf der Kupferplatte befindlichen
lichtempfindlichen Schicht abgebildet wird.
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Die mit metallischem Füllstoff versehene plane Platte ist teuer und bei wiederholtem Gebrauch verschlechtert
sich die Qualität und Schärfe der Schaltungslinien sehr schnell. Bei wiederholtem Gebrauch der Platte
zusammen mit dem die gedruckte Schaltung enthaltenden Brett müssen nach etwa 75 Anwendungen die Rinnen des
Musters nachgearbeitet werden. Eine verbesserte Abbildungen tragende, plane Platte sowie ein Verfahren
zur Herstellung der Platte wird in der gleichlaufenden USA-Patentanmeldung Serial Nr. 671 83O offenbart. Oie
in dieser Anmeldung offenbarte, verbesserte erfindungsgemäße plane, Abbildung tragende Platte besteht aus
einer Glasplatte einer gewünschten Form und Größe, wobei Teile derselben und eine Oberfläche derselben
so behandelt werden, daß eine dünne, für UV-Licht undurchlässige Zone in der Platte gebildet wird. Dann
wird in die Oberfläche der Glasplatte ein beliebiges zu druckendes Schaltmuster eingeätzt, so daß die für
UV-Licht undurchlässige Zone in der Form des gewünschten Musters entfernt wird. Das in dieser Anmeldung ,
offenbarte Verfahren liefert eine Glasplatte mit ultraviolettdurchlässigen Gebieten in den Mustern der
Schaltung. Die plane, die Abbildung tragende Platte wird dann als Abdeckplatte oder Schablone auf ein
einen Kupferbelag aufweisendes Schaltbrett, das eine lichtempfindliche Schicht besitzt, gelegt. Die plane,
die Abbildung tragende Platte wird zwischen eine UV-Lichtquelle und das mit Kupferbelag versehene Brett
gelegt und gewöhnlich mit dem beschichteten Schaltbrett in Berührung gebracht. Das UV-Licht geht durch die
geätzten Stellen der planen, die Abbildung tragende Platte hinduch und reagiert mit dem darunter befindlichen
lichtempfindlichen Material. Das lichtempfindliche
Material wird durch die Einwirkung des'UV-Lichts
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polymerisiert. "Die nichtpolymerisierte Schicht wird
abgezogen, worauf ein aus hartem löslichem, inertem, lichtunempfindlichem Material bestehendes Muster der
gewünschten Schaltung zurückbleibt. Das unterhalb der durch UV-Licht bestrahlten Felder liegende Kupfermaterial
wird durch die gehärtete Schicht geschützt, die zum Schutz des Kupfers während des nachfolgenden
Ätzverfahrens dient. Die Kupferplatte wird dann in ein Ätzbad getaucht und die ungeschützte Kupferfläche
entfernt. Nach Entfernen aus dem Ätzbad wird die inerte Schicht von der Kupferfläche gelöst, worauf in dem
Muster, das in die plane, die Abbildung tragende Platte eingezeichnet war, ein Kupferkonduktor zurückbleibt.
Die auf einem Teil einer Seite der Glasplatte sowie auf der Oberfläche derselben hervorgerufene, für
UV-Licht undiirchlässige Zone wurde durch Auftrag einer
aus Silberchromat und Titandioxyd 'sowie einem geeigneten Trägerstoff bestehenden Dispersion gebildet. Diese
Schicht kann auf viele verschiedene Arten, z.B. durch Sprühen, Eintauchen usw., auf die Platte aufgetragen
werden. Vorzugsweise wurde das Gemisch durch Serigraphie (silk screening) aufgetragen. Das Glas wird dann im
Ofen gebrannt, an der Luft gekühlt und die verbrauchte Schicht vom Glas abgewaschen. Die derart mit Silberchromat-
ti tandioxyd behandelte Platte ist mit einer durchsichtigen tiefroten und gleichmässigen Beize,
deren Lichtdurchlässigkeit für Licht im ultravioletten Bereich sehr gering oder praktisch gleich Null ist,
gefärbt. Andere Ausführungsformen zur Herstellung der
Platten werden in dieser Patentanmeldung offenbart. Das Beizmittel wird auf die nach diesem Verfahren
hergestellte Planplatte in einer Stärke von etwa 25,4 »
aufgetragen. Je nach der erforderlichen Undurchlässigkeit gegenüber UV-Licht ist durch zusätzliche Behand-
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lung die Erzielung einer größeren oder geringeren Beiztiefe möglich. Bei diesem Verfahren wird auf die
gebeizte Platte eine Schutzschicht aufgetragen und in diese ein Muster eingezeichnet. Das ungeschützte
Glas sowie auch Teile der opaken Zone werden weggeätzt, während die geschützten Teile der Oberfläche
nicht geätzt werden. Bei Durchführung dieses Ätzvorgangs schreitet die Ätzung seitlich in die Unterlage
in etwa dem gleichen Maß fort wie sie die Unterlage durchdringt. Deshalb ist die Mindestbreite einer geätzten
Rille gewöhnlich gleich der doppelten Tiefe derselben zuzüglich der Ausgangsbreite. Dies wird
als Ätzfaktor bezeichnet. Dieses Phänomen führt dazu, daß der enge Abstand zwischen den einzuätzenden
Linien begrenzt wird oder bestimmt damit die Anzahl der Linien je cm (per inch).
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung einer planen, die Abbildung tragende Platte,
die eine-· größere Auflösung der Linien in Form von Linien je cm (per inch) und größere Feinheit der
Linien gestattet. In den bisherigen Verfahren war die für UV-Licht opake Schicht in der Ionen ausgetauscht
werden (ion exchanged) gewöhnlich ziemlich dick verglichen mit der Gesamtdicke der Glasplatte. Zur Entfernung
von Teilen der für UV-Licht undurchlässigen Schranke (barrier) war es erforderlich, das Glas zur
Tiefe der Schicht zu ätzen, und, wie vorstehend beschrieben, wird die obere Breite der Ätzrinne umso
breiter je tiefer die Ätzung ist. Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren, wobei flache· Ätzungen
angewendet werden, wodurch die Wirkung des Ätzfaktors vermindert und dadurch eine größere Anzahl Linien je
cm (per inch) auf der planen Platte eingezeichnet
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werden kann. In die Unterlage der Platte kann eine größere AnzaM Linien je cm (per linear inch) eingezeichnet
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Entwicklung einer planen, die Abbildung
tragenden Platte, die eine verhältnismäßig flache Ätzung aufweist. Die resultierende Verminderung der
Ätzbreite, die aufgrund des "Ätzfaktors" erfolgt, gestattet das Einzeichnen einer größeren Anzahl
Linien je cm (per inch) auf der Plattenoberflache.
Die beiliegende Zeichnung macht die praktische Durchführung des vorliegenden Verfahrens verständlich,
wobei
Pig. 1 eine plane Glasplatte,
Fig. 2 eine Linie einer in das Glas geätzten Schaltung,
Fig. 3 die mit einer Schutzschicht versehene geätzte Platte,
Fig. 4 die Platte nach Entfernung der Schutzschicht von allen ni'chtgeätzten Teilen,
Fig. 5 die mit einer für UV-Licht undurchlässigen Zone versehene Platte und
Fig. 6 die fertiggestellte Platte, deren ungeätzte Teile eine lichtundurchlässige Zone aufweisen,
darstellt.
Die erfindungsgemäße plane, die Abbildung tragende Platte kann auf folgende Weise hergestellt werden: Eine
Glasplatte wird zu einer geeigneten Größe und Form geschnitten. Das Schaltungsmuster wird in das Glas
durch übliche, in der Technik bekannte Ätzverfahren, eingeätzt, z.B. durch Säureätzung eines vorgezeichneten
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oder lichtempfindlich geprägten Musters wie in Fig.1
2 gezeigt.
Auf die Glasplatte wird eine Schicht aufgebracht. Die
Schicht kann durch Verdampfen, Heißsprühen, Dampfbe-.
schichtung oder andere in der !Technik bekannte Verfahren aufgetragen werden.
Ein vorzugsweise angewendetes überzugsmittel ist Zinn-IV-oxyd. Das Zinn-IV-oxyd oder ein anderes Überzugsmittel
wird, wie in Fig. 4 gezeigt, von den nichts geätzten Teilen entfernt, was durch Reduktion der Zinn-IV-oxyd-Schicht
mittels einer Säure und eines Metalls, z.B. Zink und Salzsäure erfolgen kann. Man verwendet
ein flaches Metallstück und berührt damit nur die nichtgeätzten Teile des Glases, worauf die Schutzschicht nur
von den nichtgeätzten Gebieten entfernt wird und auf den geätzten Feldern bestehen bleibt.
Das geschützte Glas wird dann zur Erzielung einer gegen
UV-Licht undurchlässigen Schicht gebeizt (stained). In
einem Verfahren zur Erzielung der für UV-Licht undurchlässigen Zone verwendete man ein durch Serigraphie aufgetragenes
Gemisch und eine Dispersion aus Silberchromat und Titandioxyd und einem geeigneten Trägerstoff. Das
so behandelte Glas wird etwa 7 Minuten in einem Ofen
bei etwa 6210C gebrannt. Das gebrannte Glas wird dann
an der Luft gekühlt und dann mittels Schwamm und Wasser der verbrauchte Überzug abgewaschen. Das derart mit
Silberchromat-titandioxyd behandelte Glas ist mit einer
durchsichtigen tiefroten und gleichmässigen Beize gefärbt,
die im sichtbaren Lichtfeereich eine Lichtdurchlässigkeit von etwa 8 bis 10 $>
aufweist, während im
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UV-Lichtbereich die Durchlässigkeit außerordentlich gering und praktisch Stall ist. Durch dieses Verfahren
wird im Glas eine Schicht oder eine Zone erzeugt, die Material enthält,, in dem Ionen ausgetauscht werden
(ion exchanged material)f und die sich von der Oberfläche
in den Körper der Glasplatte erstreckt. Die
"Zone, in der Ionen, ausgetauscht werden", zeigt verminderte
UV—Liehtdurchiässigkeit, wie vorstehend beschrieben.
Das Muster kann vor dem Beizen in das Glas eingeätzt
werden, wobei man ein. beliebiges bekanntes Verfahren
anwenden kann, z.B* das Beschichten des Glases mit
einem lichtempfindlichen Negativ oder einer lichtempfindlichen Schicht oder durch manuelles Einzeichnen
der Schaltung in die lichtbeständige Schutzschicht des Glases. Die vorgezeiehnete, beschichtete, plane
Platte wird in eine Ätzlösung getaucht. Das ungeschützte Glas wird weggeätzt, während die geschützte
Fläche durch die Ätzung nicht angegriffen wird. Anschließend wird die geätzte Platte aus dem Bad entfernt,
gewaschen, und getrocknet. Das (3as wird dann
mit einem dünnen Film von Zinn-IV-oxyd entweder durch Verdampfen, Heißsprühen, Bampfbeschichtung oder mittels
eines anderen in der Technik bekannten Verfahrens beschichtet.
Das Zinn-IV-oxyd wird durch Reduktion entfernt, und zwar verwendet man dabei ein flaches Stück
Metall, das die nichtgeätzten Flächen berührt. Das Oxyd verbleibt in den gerillten Stellen und wird nur
aus den Gebieten entfernt, die die Metallplatte berühren. Anschließend wird das Glas wie vorstehend beschrieben
und wie in der USA-Pat ent schrift Ser.Nr. 671 330; offenbart, gebeizt.
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Die Vorteile dieses verbesserten Verfahrens sind klar ersichtlich. Hierdurch fällt die Notwendigkeit fort,
durch die für UV-Licht undurchlässigen Zonen der Glasplatte hindürchzuätzen. Das vorgezeichnete oder geätzte
Muster braucht nur in der Oberfläche in sehr unbedeutender Tiefe hervorgerufen zu werden. Hierdurch
wird das durch den Ätzfaktor hervorgerufene Problem ausgeschaltet. Das verbesserte Verfahren
ermöglicht das Ätzen einer größeren Anzahl Linien je
cm (per inch) auf der Platte und liefert eine höhere Auflösung der Linien, -da die obere Breite der geätzten
Teile beinahe die gleiche Dimension wie der Boden' der geätzten Teile hat. Die Seiten der geätzten Teile werden
nur in der Dicke gebeizt, die der Tiefe entspricht, in der das ionenaustauschende Mittel in die übrige
Platte eingedrungen ist, wie in Fig. 6 gezeigt wird. Auf diese Weise wird ein vorgezeichnetes Gebiet in
einem Muster gebildet, das die Streuung, die auftritt, wenn das UV-Licht die plane, die Abbildung tragende
Platte zu dem darunter liegenden, beschichteten Schaltbrett durchdringt, stark vermindert. Das Licht wird von
der Oberfläche der Unterlage der abgedruckten Schaltung reflektiert und es wird diese Unscharfe oder Streuung
der Linie erzeugt, die auf die Reflexion des Lichtes von den schrägen Seiten der Vertiefung zurückzuführen
ist.
Diese Reflexion des Lichtes und der Streueffekt werden
herabgesetzt durch die verhältnismässig geringe Tiefe
der geätzten Stellen und den relativ kleinen Teil der geätzten Stellen, der von-der ionenaustauschenden Schicht
oder -Zone durchdrungen; wird.
9U9836/13 1
Claims (1)
- Patentansprüche :1.) Verfahren zur Herstellung von planen, die Abbildung tragenden Glasplatten zur Verwendung als Schablonen zum Drucken von Schaltbrettern, dadurch gekennzeichnet, daß mana) in der Oberfläche der Glasplatte ein Muster erzeugt,b) aie Oberfläche der Platte mit einer Schutzschicht überzieht,c) dann die Schutzschicht von den mit Muster versehenen Teilen der Platte entfernt undd) in den ungeschützten Stellen der Glasplatte eine für UV-Licht undurchlässige Schicht bildet.2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man im Anschluß an die Behandlungsstufen a - c ein Gemisch aus Silberchromat und i'itandioxyd auf die Ooerflache der Glasplatte aufträgt, die Platte erhitzt, die gebeizte Platte kühlt und das überschüssige verbrauchte Gemisch entfernt.3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man im Anschluß an.die Behandlungsstufe a die Oberfläche der mit Muster versehenen Glasplatte mit einer Schutzschicht aus Zinn-IV-oxyd überzieht, die Oxydschicht von den mit Muster versehenen Teilen der Platte entfernt und die Platte sowie eine für UV-Licht undurchlässige Oberfläche der Platte im ungeschützten Teil der Platte zur Erzielung einer Zonepnjder Ionen ausgetauscht werden, beizt.909-836/13 1 1- ίο -4.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Muster im Glas durch Atzen mit einem flüssigen Ätzmittel herstellt.5o) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schutzschicht Zinn-IV-oxyd verwendet.Pur: PPG. Industries, Inc.,Pittsburgh, Pa., V.St.A.Rechtsanwalt91)9836/1311
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1969
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1225342A (de) | 1971-03-17 |
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FR1602814A (de) | 1971-02-01 |
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