DE19955214B4 - Method for producing conductor structures - Google Patents

Method for producing conductor structures Download PDF

Info

Publication number
DE19955214B4
DE19955214B4 DE1999155214 DE19955214A DE19955214B4 DE 19955214 B4 DE19955214 B4 DE 19955214B4 DE 1999155214 DE1999155214 DE 1999155214 DE 19955214 A DE19955214 A DE 19955214A DE 19955214 B4 DE19955214 B4 DE 19955214B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
printing
substrate
conductor structures
printed
substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1999155214
Other languages
German (de)
Other versions
DE19955214A1 (en
Inventor
Wolfgang Prof.Dr. Beier
Günther Prof.Dr.-Ing. Röhrs
Wolfgang Prof.Dr.-Ing. Scheel
Uwe Filor
Martin Stork
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STORK GmbH
Original Assignee
STORK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STORK GmbH filed Critical STORK GmbH
Priority to DE1999155214 priority Critical patent/DE19955214B4/en
Priority to PCT/EP2000/011272 priority patent/WO2001037623A1/en
Priority to AU21587/01A priority patent/AU2158701A/en
Publication of DE19955214A1 publication Critical patent/DE19955214A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19955214B4 publication Critical patent/DE19955214B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1275Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by other printing techniques, e.g. letterpress printing, intaglio printing, lithographic printing, offset printing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/06Lithographic printing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0073Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces
    • H05K3/0079Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces characterised by the method of application or removal of the mask
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/0143Using a roller; Specific shape thereof; Providing locally adhesive portions thereon
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0534Offset printing, i.e. transfer of a pattern from a carrier onto the substrate by using an intermediate member
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0537Transfer of pre-fabricated insulating pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1163Chemical reaction, e.g. heating solder by exothermic reaction
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1173Differences in wettability, e.g. hydrophilic or hydrophobic areas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1545Continuous processing, i.e. involving rolls moving a band-like or solid carrier along a continuous production path
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1572Processing both sides of a PCB by the same process; Providing a similar arrangement of components on both sides; Making interlayer connections from two sides
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/061Etching masks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/067Etchants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
  • Printing Methods (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen von Leiterstrukturen auf starren oder flexiblen, abschnitt- oder bahnförmigen Substraten unter Einsatz eines Druckmediums im Offset-Druck, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Druckwerke (2, 3), von denen jedes eine Auftragwalze (5; 15), einen Plattenzylinder (6; 16), eine Gummituchwalze (7; 17) und einen Druckzylinder (8; 18) umfasst, die senkrecht übereinander, sich berührend, angeordnet sind, einen einstellbaren Spalt (38) bilden, durch den das Substrat (14; 24) horizontal hindurch geführt wird, auf dessen Vorder- und Rückseite simultan das Druckmedium auf das Substrat (14; 24) aufgedruckt wird, wobei beidseitig registergenau auf dem Substrat durch Härten und Ätzen oder Aufbringen von elektrisch leitfähigem Druckmedium die Leiterstrukturen entstehen.method for producing conductor structures on rigid or flexible, section or web-shaped Substrates using a printing medium in offset printing, thereby characterized in that two printing units (2, 3), each of which a Applicator roll (5; 15), a plate cylinder (6; 16), a blanket roll (7; 17) and a printing cylinder (8; 18), which are perpendicular to one another, touching, are arranged to form an adjustable gap (38) through which the substrate (14; 24) is passed horizontally, on its front and back sides simultaneously the printing medium is printed on the substrate (14, 24), being on both sides register accurate on the substrate by curing and etching or Application of electrically conductive Print medium, the conductor structures arise.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Leiterstrukturen auf starren oder flexiblen, abschnitt- oder bahnförmigen Substraten unter Einsatz eines Druckmediums im Offset-Druck.The The invention relates to a method for producing conductor structures on rigid or flexible, section or web-shaped substrates using a printing medium in offset printing.

Die klassische Herstellung von Leiterplatten ist mit einer Vielzahl von Umweltproblemen behaftet wie beispielsweise hohem Energieverbrauch, toxische Abwasserbelastung, Materialverluste beim Strukturieren des Leiterbildes, Einsatz verschiedener chemischer Prozesse, bei denen umweltbelastende Stoffe entstehen.The classic production of printed circuit boards is with a variety affected by environmental problems such as high energy consumption, toxic wastewater pollution, material losses during structuring the conductor image, use of various chemical processes, at which polluting substances arise.

Insbesondere für die Realisierung von Fein- und Feinstleiterstrukturen ist eine hohe Anzahl von Prozeßschritten erforderlich, die zu einem zusätzlichen Verbrauch an Chemikalien und Energie führen und so den Strukturierungsprozess aus Sicht der Umweltbelastung wegen des notwendigen Ressourcenverbrauchs sowie der anfallenden Abfallmengen zu einem kritischen Teilschritt im Gesamtprozeß der Leiterplattenfertigung werden lässt.Especially for the Realization of fine and ultra fine conductor structures is a high Number of process steps required, which is an additional Consumption of chemicals and energy lead and so the structuring process from the point of view of environmental pollution due to the necessary consumption of resources and the amount of waste generated to a critical sub-step in the overall process of PCB manufacturing can be.

Stand der Technik bei der Erzeugung eines Leiterbildes auf einem Substrat für Anwendungen im Bereich der Fein- und Feinstleitertechnik ist die Anwendung der Fotolithografie. Darunter ist zu verstehen, dass strahlungsempfindliche Polymere in flüssiger oder fester Form wie beispielsweise Flüssigresist oder Trockenresist auf die zu strukturierende Oberfläche aufgebracht und durch einen Positiv-Film oder Negativ-Film, der jeweils als Maske dient, hindurch belichtet wird, und so die erforderliche Struktur erzeugt wird. Die wesentlichen Schritte bei der Fotolithografie sind die Oberflächenreinigung des Substrats, die ganzflächige Beschichtung des Substrats mit einem Fotoresist, die Belichtung durch eine Maske hindurch der mit dem Fotoresist beschichteten Substratoberfläche, die Entwicklung des belichteten Fotoresists, das Ätzen der metallischen Beschichtung des Substrats und das Strippen des gehärteten Fotoresists. Dabei wird u.a. die Maske als Positiv- oder Negativfilm hergestellt, indem ein Leiterbildoriginal zur Filmherstellung verwendet wird, der Film belichtet, entwickelt und fixiert wird. Nach der Verwendung der Maske im fotolithografischen Verfahren muß diese entsorgt werden.was standing the technique of creating a pattern on a substrate for applications in the field of fine and fine conductor technology, the application of the Photolithography. By this is meant that radiation-sensitive Polymers in liquid or solid form such as liquid resist or dry resist applied to the surface to be structured and by a Positive film or negative film, each serving as a mask exposed through and so the required structure is created. The essential Steps in photolithography are the surface cleaning of the substrate, the whole area Coating the substrate with a photoresist, the exposure through a mask of the substrate coated with the photoresist, the Development of the exposed photoresist, etching the metallic coating of the substrate and stripping the cured photoresist. It will et al made the mask as a positive or negative film by a conductor image original is used for film production, the film is exposed, developed and fixed. After using the Mask in the photolithographic process, this must be disposed of.

Für gute ganzflächige Haftung des Fotoresists muß die metallische Oberfläche des Substrats in einem mehrstufigen Prozeß gereinigt und aufgerauht werden. Dazu gehört eine Behandlung mit einem Gemisch von beispielsweise Schwefelsäure und Phosphorsäure, eine Kaskadenspülung, Behandlung mit Natriumpersulfat, nochmalige Kaskadenspülung, Dekapierung und eine weitere Kaskadenspülung. Die Überläufe, die durch die Zudosierung der verschiedenen Behandlungsmittel entstehen, müssen in einer Kupferhütte entsorgt werden. Die Spülwässer werden zwar im Kreislauf gefahren, müssen jedoch mittels Ionenaustausch und Destillation vor der neuerlichen Nutzung aufbereitet werden. Die Handhabung der anfallenden Schwefelsäurenlösungen erfordert die Einhaltung von entsprechenden Arbeitsschutzbestimmungen. Derartige Lösungen müssen vor ihrer Entsorgung neutralisisert werden, was zu einem Anstieg ihrer Salzfracht führt. Die ganzflächige Aufbringung von Flüssig- oder Festresist auf die Substratoberfläche erfolgt im letzeren Fall beidseitig unter Reinraumbedingungen in einem Laminator bei etwa 100 °C. Nach der Justierung und Belichtung durch eine Maske hindurch wird unter Normalbedingungen außerhalb des Reinraumes im allgemeinen mit einer Natriumcarbonatlösung entwickelt. Dabei geht jeweils organisches Filmmaterial in Lösung, das vor der Abwassereinleitung gefällt, gefiltert und angepaßt werden muß. Für die anschließende Spülung ist wieder verhältnismäßig viel Wasser erforderlich. Nach erfolgter Spülung werden die freigelegten Kupferflächen bei erhöhter Temperatur im nächsten Verfahrensschritt weggeätzt. Die Ätzmittelreste müssen abgespült werden und die verbrauchten Ätzlösungen können wieder in einer Kupferhütte entsorgt werden. Im letzten Verfahrensschritt wird der restliche Resist mit Natronlauge gestrippt. Hierbei geht jeweils wiederum organisches Material in Lösung. Die Fällung und Entsorgung erfolgen wie beim Entwicklungsschritt. Nach dem abschließenden Spülprozeß wird die fertige Leiterplatte mit Heißluft getrocknet.For good full-surface adhesion the photoresist needs the metallic surface cleaned and roughened the substrate in a multi-stage process become. This includes a treatment with a mixture of, for example, sulfuric acid and phosphoric acid, a Cascade rinsing, Treatment with sodium persulfate, repeated cascade rinsing, pickling and another cascade rinse. The overflows, the caused by the addition of the various treatment agents, have to in a copper hut be disposed of. The rinsing waters are Although driven in the cycle, must However, by means of ion exchange and distillation before the recent Use be prepared. The handling of the resulting sulfuric acid solutions requires the Compliance with appropriate health and safety regulations. such solutions have to be neutralized before disposal, resulting in an increase their salt freight leads. The whole area Application of liquid or solid resist on the substrate surface takes place in the latter case both sides under clean room conditions in a laminator at about 100 ° C. After Adjustment and exposure through a mask will be outside under normal conditions of the clean room generally with a sodium carbonate solution. In each case, organic film material goes into solution, before the wastewater discharge like, filtered and adapted must become. For the subsequent flush is again relatively much Water required. After flushing, the exposed copper surfaces at elevated Temperature in the next Etched away process step. The etchant residues must be rinsed off and the spent etching solutions can again in a copper hut be disposed of. In the last step, the rest of Resist stripped with caustic soda. Here are each turn organic material in solution. The precipitation and Disposal takes place as in the development step. After the final rinsing process is the finished printed circuit board with hot air dried.

Die Nutzung der Siebdrucktechnik zur strukturierten Aufbringung eines Ätzresists auf ein metallisiertes Substrat ist bekannt. So ist in der DE 40 20 215 A1 eine Einrichtung zum Bedrucken nach dem Siebdruckverfahren von plattenförmigen Gegenständen, insbesondere von elektrischen Leiterplatten mit Lacken, Ätzpasten, Lötstopplacken und dergleichen beschrieben.The use of the screen printing technique for the structured application of an etching resist to a metallized substrate is known. So is in the DE 40 20 215 A1 a device for printing by the screen printing method of plate-shaped objects, in particular of electrical circuit boards with paints, etch pastes, Lötstopplacken and the like described.

Bei dieser Einrichtung sind zwei Druckvorrichtungen für vertikal ausgerichtete Platten vorgesehen, wobei die Druckvorrichtungen mit ihren Bedruckungsseiten einander zugewandt und im Abstand einander genau gegenüberliegend angeordnet sind. Die beiden Druckvorrichtungen sind nach dem Hineinbewegen einer zu bedruckenden Platte an diese heran- und nach Bedrucken der Platte von dieser wegbewegbar. Jede der beiden Druckvorrichtungen besitzt eine Siebdruckschablone und eine oder mehrere Farbauftragsrakeln und gegebenenfalls Abstreifrakeln, die jeweils in eine genaue Gegenüberlage zueinander einstellbar sind. Wie schon erwähnt, ist diese bekannte Druckeinrichtung nur für das Siebdruckverfahren geeignet, jedoch nicht für das Photodruckverfahren oder ein Offsetdruckverfahren. Die mit Siebdruck erreichbaren Genauigkeit in der Lage und der Konturschärfe eines Leiterbildes und die verfahrensbedingte geringe Auflösung ermöglichen es nur, laterale Strukturbreiten auf der Leiterplatte von gleichgrößer 100 μm zu erreichen.In this device, two printing devices for vertically oriented plates are provided, wherein the printing devices with their printing sides facing each other and spaced exactly opposite each other. The two printing devices are after moving in a plate to be printed on them and moved away after printing the plate of this. Each of the two printing devices has a screen printing stencil and one or more inking doctor blades and optionally scraper blades, which are each adjustable in an exact opposite of each other. As already mentioned, this known printing device is only suitable for the screen printing method, but not for the photo printing method or an offset printing method. The achievable with screen printing accuracy and the contour sharpness of a circuit pattern and the process-related low resolution make it possible only to achieve lateral structure widths on the circuit board of the same size 100 microns.

Aus der Veröffentlichung "Gedruckte Schaltungen-Technologie der Folienätztechnik", Verfasser Eisler, Paul, München, Carl Hanser Verlag 1961, Seite 102 ist die Anwendung des Offsetdrucks für gedruckte Schaltungen bekannt, jedoch gibt es keinerlei Hinweise auf einen simultanen Vorder- und Rückseitendruck auf den Substraten. Ebensowenig gibt es Anregungen in Bezug auf die Abmessungen von Leiterstrukturen sowie auf eine hohe Registergenauigkeit zwischen Vorder und Rückseitendruck der Substrate.Out the publication "Printed Circuit Technology the film etching technique ", author Eisler, Paul, Munich, Carl Hanser Verlag 1961, page 102 is the application of offset printing for printed Circuits known, but there is no evidence of one simultaneous front and back pressure on the substrates. Nor are there any suggestions regarding the dimensions of conductor structures as well as a high register accuracy between front and back pressure the substrates.

Aus der US 4 458 590 A ist eine litografische Offsetdruckpresse mit zwei Druckwerken bekannt, von denen jedes aus einem Plattenzylinder und einer Druckfilz- oder Gummituchwalze besteht. Bedruckt wird ein Gewebeband. Die Plattenzylinder und die Gummituchwalzen sind über eine Stange miteinander verbunden, die schwenkbar mit Exzentern verbunden ist, so dass die Plattenzylinder bei Bedarf von den Gummituchwalzen abgeschwenkt werden können. Eine technische Realisierung eines simultanen beidseitigen Bedruckens eines Substrats zur Her stellung von gedruckten Schaltungen auf der Vorder- und Rückseite des Substrats ist nicht angesprochen, auch wenn der Schrift entnommen werden kann, dass der Offsetdruck für gedruckte Schaltungen anwendbar ist.From the US 4 458 590 A is a lithographic offset printing press with two printing units is known, each of which consists of a plate cylinder and a Druckfilz- or blanket roll. A fabric tape is printed. The plate cylinders and the blanket rollers are connected together by a rod which is pivotally connected to eccentrics so that the plate cylinders can be swung away from the blanket rollers if necessary. A technical realization of a simultaneous two-sided printing of a substrate for the production of printed circuits on the front and back of the substrate is not addressed, although it can be seen from the document that the offset printing for printed circuits is applicable.

Die EP 0 650 831 A1 betrifft eine Druckeinrichtung zum Bedrucken der Ober- und Unterseite einer Bandkassette, wobei das obere Druckwerk aus einem Plattenzylinder, auf den Druckfarbe aufgebracht wird, und einem Druckzylinder besteht, der eine Farbauftragwalze mit gummielastischem Mantel aus Silikongummi ist. Das untere Druckwerk ist in gleicher Weise aufgebaut und besteht aus einem Plattenzylinder und einem Druckzylinder. Eine Anwendung einer derartigen Druckeinrichtung zum Herstellen von gedruckten Schaltungen ist nicht erwähnt.The EP 0 650 831 A1 relates to a printing device for printing the top and bottom of a tape cassette, wherein the upper printing unit of a plate cylinder, is applied to the ink, and a printing cylinder, which is an inking roller with rubber elastic jacket made of silicone rubber. The lower printing unit is constructed in the same way and consists of a plate cylinder and a printing cylinder. An application of such a printing device for producing printed circuits is not mentioned.

In der EP-B 0 113 601 ist eine Offset-Rotationsdruckmaschine für variable Formate mit einem Gestell beschrieben, das in seinem oberen Teil eine Schwärzungs-, eine Anfeuchtungsvorrichtung, mindestens eine Farbwalze und drei Druckwalzen sowie eine Kassette enthält, die die übereinanderliegenden Druckwalzen abstützt, wobei diese vertikal übereinanderliegenden Walzen in Druckstellung einander berühren. Des weiteren sind Mittel zum Versetzen der Kassette in horizontaler Richtung vorhanden. Die Wellen der drei übereinanderliegenden Druckwalzen sind an jedem Ende auf einem Schlitten drehbar gelagert, der zwischen zwei vertikalen, an einem Pfosten der Kassette angeordneten Führungseinrichtungen bewegbar ist. Die Schlitten sind voneinander durch Zwischenlagen getrennt, deren Höhe dem Abstand zwischen den Achsen der Wellen entspricht. Dieser Abstand ist vom Druckformat abhängig, die beiden unteren Schlitten, auf denen die Welle der unteren Gegendruckwalze drehbar gelagert ist, stützen sich auf oberen Stangenenden von vertikalen Hubzylindern ab, die ein höhenverstellbarer Querbalken trägt. Diese Offset-Rotationsdruckmaschine ist nur für das einseitige Bedrucken eines Substrats geeignet.In EP-B 0 113 601 is an offset rotary printing machine for variable Formats with a frame described in its upper part a blackening, a moistening device, at least one ink roller and three Pressure rollers and a cassette containing the superimposed pressure rollers supported, these being vertically superposed Touch rollers in printing position. Furthermore, there are funds for moving the cassette horizontally. The waves the three superimposed Pressure rollers are rotatably mounted on a carriage at each end, the one between two vertical, arranged on a post of the cassette guide devices is movable. The carriages are separated from each other by intermediate layers separated, their height corresponds to the distance between the axes of the waves. This distance depends on the print format, the two lower carriages on which the shaft of the lower platen roller is rotatably supported on upper rod ends of vertical lifting cylinders, the one height-adjustable Crossbeam carries. This offset rotary press is only for one-sided printing a substrate suitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Leiterbildern so zu verbessern, dass ein beidseitiges Bedrucken von einzelnen Substraten oder einem Substratband mit Leiterstrukturen mit hoher Registergenauigkeit zwischen Vorder und Rückseite der Substrate erzielbar ist, wobei der Energie- und Materialverbrauch sowie umweltschädliche Emissionen verringert werden sollen und darüber hinaus eine erhebliche Kostensenkungen ermöglicht werden soll.task The invention is a method for producing conductive patterns to improve so that a two-sided printing of individual Substrates or a substrate tape with conductor structures with high Register accuracy between front and back of the substrates achievable is, whereby the energy and material consumption as well as polluting emissions should be reduced and above In addition, a significant cost savings should be made possible.

Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß in der Weise gelöst, dass zwei Druckwerke, von denen jedes eine Auftragwalze, einen Plattenzylinder, eine Gummituchwalze und einen Druckzylinder umfasst, die senkrecht übereinander, sich berührend angeordnet sind, einen einstellbaren Spalt bilden, durch den das Substrat horizontal hindurchgeführt wird, auf dessen Vorder und Rückseite simultan das Druckmedium auf das Substrat aufgedruckt wird, wobei beidseitig registergenau auf dem Substrat durch Härten und Ätzen oder Ausbringen von elektrisch leitfähigem Druckmedium die Leiterstrukturen entstehen.These Task is procedurally in the way solved, that two printing units, each of which has an applicator roller, a plate cylinder, comprises a blanket roll and a printing cylinder, which are vertically stacked, touching are arranged to form an adjustable gap through which the Substrate passed horizontally will, on its front and back simultaneously the printing medium is printed on the substrate, wherein on both sides register accurate on the substrate by curing and etching or Application of electrically conductive pressure medium the ladder structures arise.

In Ausgestaltung des Verfahrens wird das Druckmedium auf dem Substrat, das metallbeschichtet ist, durch Strahlung gehärtet.In Embodiment of the method, the printing medium on the substrate, the metal coated, cured by radiation.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird die direkte Bebilderung von Leiterstrukturen mittels eines Laserplotters auf einer Schicht einer Metallplatte erzeugt und wird jede der beiden Metallplatten auf den Plattenzylinder des jeweiligen Druckwerkes aufgespannt.In Another embodiment of the method is the direct imaging of conductor structures by means of a laser plotter on a layer a metal plate is created and each of the two metal plates clamped on the plate cylinder of the respective printing unit.

Zweckmäßigerweise sind die Substrate Kunststoff-Filme auf Polyimid-, Polyethylenterephthalat-Basis oder beschichtete Kraftstoffpapiere.Conveniently, the substrates are plastic films based on polyimide, polyethylene terephthalate or coated fuel papers.

Unmittelbar nach dem Bedrucken der Substrate erfolgt das Härten und/oder Ätzen der Leiterbilder, so dass letztendlich ein einstufiger Prozess von dem Erstellen der Leiterstrukturen bis zu den fertigen Leiterbildern bzw. gedruckten Schaltungen vorliegt. Durch diese Prozessführung, die geringen Breiten der Leiterstrukturen sowie dem geringen Abstand zwischen benachbarten Leiterstrukturen ist der Materialverbrauch optimiert, so dass nur ein sehr geringer Materialabfall und somit nur geringe umweltschädliche Emissionen entstehen, im Vergleich zu bekannten mehrstufigen Prozessen bei der Herstellung von gedruckten elektrischen Schaltungen.Immediately after the substrates have been printed, the curing and / or etching of the printed circuit patterns takes place, so that ultimately there is a one-step process from the creation of the conductor structures to the finished circuit patterns or printed circuits. Through this process control, the small widths of the conductor structures and the small distance between adjacent conductor structures, the material consumption is optimized, so that only a very small waste material and thus only small polluting emissions arise, compared to known multi-stage processes in the production of printed electrical circuits.

Mit der Erfindung wird eine wesentliche Reduzierung an Verfahrensschritten und damit verbunden eine Eliminierung des Einsatzes von Chemikalien, Elektroenergie und Wasser erzielt. Durch die gezielte lokale Aufbringung von ätzresistentem druckfähigem Medium entsprechend der Leiterbildstruktur beim erfindungsgemäßen Druckverfahren gegenüber einer vollflächigen Aufbringung von Fotoresist beim herkömmlichen Verfahren wird die verbrauchte Menge an Fotoresist – auch wegen der geringeren Schichtdicke beim Drucken – um ca. 60 % abgesenkt. Dementsprechend ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen beim Fotoresist. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Trockenfotoresiste verwendet werden, entfällt der Laminierschritt, der unter Wärme erfolgt, wodurch Elektroenergie eingespart werden kann. Werden die Druckklischees mittels eines Laserplotters direkt belichtet, so wird auch der Einsatz von Filmmaterial zur Herstellung von Masken bzw. Leiterbildvorlagen hinfällig. Das Auswaschen der Druckklischees erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Wasser und ist ökologisch unbedenklich, da lediglich Silikonkautschukreste, nicht jedoch Silberionen ins Abwasser gelangen, wie dies beim Einsatz von herkömmlichen Silberhalogenidfilmen der Fall ist. Neben der hohen Einsparung an Energie, Wasser, Fotoresist entfällt auch der gesamte fotochemische Prozeß und die damit verbundene problematische Entsorgung der Abwässer. Weitere Vorteile ergeben sich durch den Einsatz von druckfähigen Materialien, die nur geringgiftige Bestandteile enthalten und gemäß etablierter Entsorgungsprozeduren für Druckereien entsorgt werden können. Daneben ist auch die Verarbeitbarkeit bei Übergang zu flexiblem Leiterplattensubstrat und der damit gegebenen Möglichkeit von Rolle zu Rolle zu fertigen, verbessert.With The invention is a significant reduction in process steps and associated elimination of the use of chemicals, Electric energy and water achieved. Through the targeted local application of etch resistant printable Medium according to the pattern structure in the printing method according to the invention across from a full-surface Application of photoresist in the conventional method is the consumed amount of photoresist - also because of the smaller layer thickness when printing - to about 60% lowered. Accordingly, there are significant cost savings at the photoresist. As in the method according to the invention no Trockenfotoresiste used, deleted the lamination step, which is under heat takes place, whereby electrical energy can be saved. Will the Printing plates directly exposed by means of a laser plotter, so is also the use of film material for the production of masks or pattern templates are obsolete. The washing out of the printing plates takes place in the method according to the invention with water and is ecologically harmless, since only silicone rubber residues, but not silver ions ins Wastewater, as in the use of conventional Silver halide films is the case. In addition to the high savings Energy, water, photoresist is eliminated also the entire photochemical process and the associated problematic disposal of wastewater. Further advantages result through the use of printable materials that only contain low-toxic components and according to established disposal procedures for printing companies can be disposed of. In addition, there is also the workability when transitioning to a flexible printed circuit board substrate and the possibility given from roll to roll.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. It demonstrate:

1 schematisch die im Stand der Technik bekannten Verfahrensschritte zur Herstellung eines einseitigen Leiterbildes auf einem Substrat, 1 2 schematically the process steps known in the prior art for producing a one-sided pattern on a substrate,

2 die Verfahrensschritte zur Herstellung eines einseitigen Leiterbildes auf einem Substrat nach der Erfindung, 2 the method steps for producing a single-sided conductor pattern on a substrate according to the invention,

3 schematisch eine Druckvorrichtung mit zwei Druckwerken zur Herstellung von je einem Leiterbild auf der Vorder und Rückseite eines Substrates, und 3 schematically a printing device with two printing units for producing a respective conductor pattern on the front and back of a substrate, and

4 eine schematische Gegenüberstellung der Verfahrensschritte nach der Erfindung unter Einsatz eines positiven und negativen Druckklischees und eines ätzresistenten und selbstätzenden Druckmediums für die Herstellung von je einem Leiterbild auf der Vorder- und Rückseite eines Substrates. 4 a schematic comparison of the method steps according to the invention using a positive and negative pressure clichés and etch-resistant and self-etching pressure medium for the production of one conductor pattern on the front and back of a substrate.

Bei den im Stand der Technik angewandten Verfahrensschritten, wie sie schematisch in 1 dargestellt sind, wird ein einseitig metallisiertes Substrat vollflächig mit einem druckfähigen Medium, wie z. B. Positiv- oder Negativ-Fotoresist (Fotolack) beschichtet und danach durch eine Filmmaske, die ein Positiv- oder Negativ-Film eines Leiterbildoriginals ist, belichtet. Danach wird das Leiterbild durch Verfahrensschritte wie Härtung, Ätzen und Strippen des Fotoresists fertiggestellt. Die Anfertigung der Filmmaske erfolgt in der Weise, daß von einem Leiterbildoriginal ein positiver oder negativer Filmhergestellt wird, der belichtet, entwickelt und fixiert wird. Diese Filmmaske wird dann auf die vollflächig aufgetragene Fotoresistschicht aufgelegt und durch diese Filmmaske hindurch wird belichtet. Die Filmmaske muß nach der Benutzung entsorgt werden, wie dies voranstehend in der Beschreibungseinleitung beschrieben ist.In the process steps used in the prior art, as shown schematically in 1 are shown, a one-sided metallized substrate over its entire surface with a printable medium, such. B. positive or negative photoresist (photoresist) coated and then exposed through a film mask, which is a positive or negative film of a Leiterbildoriginals. Thereafter, the pattern is completed by process steps such as curing, etching and stripping the photoresist. The preparation of the film mask is carried out in such a way that from a Leiterbildoriginal a positive or negative film is produced, which is exposed, developed and fixed. This film mask is then placed on the fully coated photoresist layer and through this film mask is exposed through. The film mask must be disposed of after use, as described above in the introduction to the description.

Der vollflächig aufgetragene Fotoresist kann in flüssiger oder fester Form (Trockenresist) auf die zu strukturierende Oberfläche aufgebracht werden. Die Film- bzw. Belichtungsmasken werden in Form von klassischen Silberhalogenidfilmen auf Polyesterbasis hergestellt. Hierzu werden die Filme beispielsweise über einen Laserplotter belichtet und anschließend – nach fotografischem Vorbild – unter Anwendung der entsprechenden Chemikalien entwickelt und fixiert.Of the entire area applied photoresist may be in liquid or solid form (dry resist) be applied to the surface to be structured. The Film or exposure masks are in the form of classic silver halide films Made on a polyester basis. For this purpose, the films, for example, via a Laser plotter exposed and then - after photographic model - under Application of the appropriate chemicals developed and fixed.

In 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren schematisch dargestellt. Es wird ein Leiterbildoriginal von einem Laserplotter abgetastet und direkt auf eine Silikonkautschukschicht auf einer Metallplatte aufbelichtet und eingebrannt, d.h., daß die Silikonkautschukschicht an den zu druckenden Bereichen durch den Laserstrahl weggebrannt wird. Das so hergestellte Druckklischee wird auf einen Plattenzylinder 6, 16 eines Druckwerkes 2, 3 der Druckeinrichtung 1, wie sie in 3 gezeigt ist, aufgespannt.In 2 a preferred embodiment of the method according to the invention is shown schematically. A master image original is scanned by a laser plotter and exposed and baked directly onto a silicone rubber layer on a metal plate, ie, the silicone rubber layer at the areas to be printed is burned away by the laser beam. The printing plate thus produced is placed on a plate cylinder 6 . 16 a printing unit 2 . 3 the printing device 1 as they are in 3 shown is stretched.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Druckklischee auf konventionelle Weise durch Erstellen eines Positiv- oder Negativfilms von einem Leiterbildoriginal und nachfolgender Übertragung des Filmbildes durch Belichtung auf die Silikonkautschukschicht der Metallplatte hergestellt werden. Das Druckklischee selbst besteht beispielsweise aus dünnem Aluminiumblech, das eine 1 bis 2 μm dicke Silikonkautschukschicht trägt und kann in ökologisch unbedenklicher Weise entsorgt werden. Es werden ausgezeichnete Auflösung, Kantenschärfe, Konstanz der Leiterbahnbreite erreicht, wobei sowohl die Leiterbahnbreite als auch der Abstand zwischen den Leiterbahnen im Bereich von 5 bis 25 μm liegt. Wie anhand von 3 noch beschrieben werden wird, werden beidseitig metallisierte Substrate bzw. eine beidseitig metallisierte Substratbahn auf der Vorder- und Rückseite mit Leiterbildern bedruckt. Der Druck ist vergleichbar mit einem wasserlosen Offsetdruck. Die Silikonkautschukschicht muß auf der Metallplatte, bei der es sich bevorzugt um eine dünne Aluminiumplatte handelt, haften, wozu im allgemeinen eine Primerschicht auf der Oberfläche der Aluminiumplatte aufgetragen ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß auf der Aluminiumoberfläche eine strahlungsempfindliche Schicht aufgebracht ist, auf der sich die Silikonkautschukschicht befindet. Diese strahlungsempfindliche Schicht stellt dann die Haftung zur Silikonkautschukschicht her und verändert sich im übrigen durch die Bestrahlung derart, daß der Silikonkautschuk an den nicht eingebrannten Stellen mittels Wasser als Gleitmittel abgewaschen werden kann. Durch die Laserbestrahlung kann entweder nur die Silikonkautschukschicht an den zu druckenden Stellen weggebrannt werden oder auch gemeinsam mit der Silikonkautschukschicht die darunter liegenden Bereiche der strahlungsempfindlichen Schicht.In another embodiment of the method, the printing plate may be formed in a conventional manner by forming a positive or negative film from a conductor original and then transferring the film image by exposure to the silicone rubber layer of the metal plate become. The printing plate itself consists for example of thin aluminum sheet, which carries a 1 to 2 microns thick silicone rubber layer and can be disposed of in an environmentally safe manner. Excellent resolution, edge sharpness and consistency of the track width are achieved, with both the track width and the distance between the tracks in the range of 5 to 25 microns. As based on 3 will be described, both sides metallized substrates or a metallized substrate web on both sides are printed on the front and back with conductor images. The print is comparable to a waterless offset print. The silicone rubber layer must adhere to the metal plate, which is preferably a thin aluminum plate, for which purpose a primer layer is generally applied to the surface of the aluminum plate. Another possibility is that on the aluminum surface, a radiation-sensitive layer is applied, on which the silicone rubber layer is located. This radiation-sensitive layer then produces the adhesion to the silicone rubber layer and, moreover, changes as a result of the irradiation in such a way that the silicone rubber can be washed off at the non-baked areas by means of water as a lubricant. As a result of the laser irradiation, either only the silicone rubber layer can be burned off at the points to be printed or, together with the silicone rubber layer, the regions of the radiation-sensitive layer lying underneath it.

In 3 ist schematisch eine Druckeinrichtung 1 mit einem oberen Druckwerk 2 und einem unteren Druckwerk 3 dargestellt, wobei Hubverstellvorrichtungen zur besseren Übersicht weggelassen sind. Es werden entweder einzelne diskrete Substrate 14, 14 oder eine durchgehende Substratbahn 24 mittels Transportwalzen 12, 13 in die Druckeinrichtung 1 eingeführt. Die beiden Druckwerke 2, 3 sind in der Druckeinrichtung 1 im Abstand einander genau gegenüberliegend angeordnet und umfassen jeweils eine Auftragswalze 5, 15, einen Plattenzylinder 6, 16, eine Gummituchwalze 7, 17, und einen Druckzylinder 8, 18. Zwischen den Druckzylindern 8 und 18 besteht ein Spalt 38, dessen Höhe entsprechend der Dicke der Substrate 14 bzw. der Substratbahn 24 mittels Hubverstellvorrichtungen einstellbar ist. Der Druckzylinder 8, die Gummituchwalze 7 und der Plattenzylinder 6 des oberen Druckwerkes 2 sind senkrecht übereinander angeordnet und berühren sich gegenseitig. Sie besitzen die durch die Pfeile angezeigten Drehrichtungen. In gleicher Weise sind der Plattenzylinder 16, die Gummituchwalze 17 und der Druckzylinder 18 des unteren Druckwerkes 3 senkrecht übereinander angeordnet und stehen untereinander in Kontakt. Eine Auftragswalze 5 des oberen Druckwerkes 2 ist horizontal neben dem Plattenzylinder 6 im oberen Druckwerk 2 angeordnet und bildet einen rechten Winkel mit der vertikalen Anordnung aus Plattenzylinder 6, Gummituchwalze 7 und Druckzylinder 8.In 3 is a schematic printing device 1 with an upper printing unit 2 and a lower printing unit 3 shown, wherein Hubverstellvorrichtungen are omitted for clarity. There are either individual discrete substrates 14 . 14 or a continuous substrate web 24 by means of transport rollers 12 . 13 in the printing device 1 introduced. The two printing units 2 . 3 are in the printing device 1 spaced apart exactly opposite each other and each comprise an applicator roll 5 . 15 , a plate cylinder 6 . 16 , a blanket roll 7 . 17 , and a printing cylinder 8th . 18 , Between the printing cylinders 8th and 18 there is a gap 38 whose height corresponds to the thickness of the substrates 14 or the substrate web 24 is adjustable by means of Hubverstellvorrichtungen. The printing cylinder 8th , the blanket roll 7 and the plate cylinder 6 of the upper printing unit 2 are arranged vertically above one another and touch each other. They have the directions of rotation indicated by the arrows. In the same way, the plate cylinder 16 , the blanket roll 17 and the printing cylinder 18 of the lower printing unit 3 arranged vertically above each other and are in contact with each other. An applicator roll 5 of the upper printing unit 2 is horizontal next to the plate cylinder 6 in the upper printing unit 2 arranged and forms a right angle with the vertical arrangement of plate cylinder 6 , Blanket roll 7 and impression cylinder 8th ,

In der gleichen Weise schließt eine Auftragswalze 15 einen rechten Winkel mit der vertikalen Anordnung aus Plattenzylinder 16, Gummituchwalze 17 und Druckzylinder 18 des unteren Druckwerkes 3 ein. An die Auftragswalzen 5 und 15 wird jeweils mittels Rasterwalzen 9 bzw. 19 ein Druckmedium angetragen. Auf den Plattenzylindern 6, 16 sind beispielsweise Platten aufgespannt, auf denen mit einem Bebilderungssystem 11, 11 das strukturierte Druckklischee geschaffen wurde. Durch die Auftragswalzen 5, 15 wird das Druckmedium auf die Druckklischees der Plattenzylinder 6, 16 aufgetragen. Diese wiederum sind in Kontakt mit den Gummituchwalzen 7, 17, die mit den Druckzylindern 8, 18 in Berührung sind. Der eigentliche Druckvorgang findet so statt, daß der Druck nicht unmittelbar auf das Substrat 14 bzw. die Substratbahn 24 erfolgt, sondern vom seitenrichtigen Druckklischee, das sind die Platten auf den Plattenzylindern 6, 16 zunächst auf die Gummituchwalzen 7, 17 seitenverkehrt vorgenommen wird, und von diesen das Druckbild seitenrichtig auf das Substrat 14 bzw. die Substratbahn 24 übertragen wird. Bei den Gummituchwalzen 7, 17 handelt es sich um Walzen, die mit einem Gummituch ausgerüstet sind.In the same way, an applicator roller closes 15 a right angle with the vertical arrangement of plate cylinder 16 , Blanket roll 17 and impression cylinder 18 of the lower printing unit 3 one. To the applicator rollers 5 and 15 is in each case by means of anilox rollers 9 respectively. 19 a print medium offered. On the plate cylinders 6 . 16 For example, plates are mounted on which with an imaging system 11 . 11 the structured printing cliché was created. Through the application rollers 5 . 15 The printing medium is applied to the printing plates of the plate cylinders 6 . 16 applied. These in turn are in contact with the blanket rolls 7 . 17 that with the printing cylinders 8th . 18 are in contact. The actual printing takes place so that the pressure is not directly on the substrate 14 or the substrate web 24 takes place, but from the right-sided printing plate, these are the plates on the plate cylinders 6 . 16 first on the blanket rolls 7 . 17 is reversed, and from these the printed image in the correct direction on the substrate 14 or the substrate web 24 is transmitted. At the blanket rolls 7 . 17 These are rollers that are equipped with a rubber blanket.

Nach dem Austritt der beidseitig bedruckten Substrate 14 bzw. der Substratbahn 24 aus der Druckeinrichtung 1 wird eine Trocknungsstation 21, 21 durchlaufen, die symmetrisch zu beiden Seiten der Substrate bzw. der Substratbahn aufgebaut ist. Diese Trocknungsstation 21 enthält auf jeder Seite zumindest einen Strahler 40, der in der Brennlinie der parabolisch, kugelig oder ellipsoidisch ausgebildeten verspiegelten Innenwände des Gehäuses angeordnet ist. Bei den Strahlern 40, 40 handelt es sich um UV-Strahler, welche die durch das aufgetragene Druckmedium entstandenen strukturierten Leiterbilder auf der Vorder- und Rückseite der Substrate 14 bzw. der Substratbahn 24 durch UV-Strahlung härten. Der Abtransport der Substrate 14 bzw. der Substratbahn 24 aus der Druckvorrichtung erfolgt mit Hilfe von weiteren Transportwalzen 22, 23. Als Druckmedium kommen ätzresistente oder ätzende Druckfarben, ebenso Druckmedien mit elektrisch leitenden Eigenschaften in Betracht. Mit dem Begriff "ätzend" wird eine Druckfarbe bezeichnet, die ätzende Eigenschaften besitzt und die unmittelbar das Ätzen des Leiterbildes ohne weiteres Ätzmedium durchführt.After the exit of the double-sided printed substrates 14 or the substrate web 24 from the printing device 1 becomes a drying station 21 . 21 through, which is constructed symmetrically to both sides of the substrates or the substrate web. This drying station 21 contains on each side at least one spotlight 40 which is arranged in the focal line of the parabolic, spherical or ellipsoidal mirrored inner walls of the housing. At the spotlights 40 . 40 These are UV emitters, which are the structured printed images on the front and back of the substrates resulting from the applied printing medium 14 or the substrate web 24 cure by UV radiation. The removal of the substrates 14 or the substrate web 24 from the printing device is done with the help of further transport rollers 22 . 23 , Etch-resistant or corrosive inks, as well as print media with electrically conductive properties come into consideration as the printing medium. The term "corrosive" refers to a printing ink which has corrosive properties and which directly carries out the etching of the conductive pattern without further etching medium.

In 4 sind die einzelnen Verfahrensschritte unter Verwendung eines negativen Druckklischees und eines positiven Druckklischees einander gegenübergestellt. Ausgangspunkt ist jeweils eine Metallplatte beispielsweise aus Aluminium oder einem anderen Metall, die eine 1 bis 2 μm dicke Silikonkautschukschicht trägt. In der Silikonkautschukschicht wird entweder ein Negativbild (Schritt (a) der 4 auf der linken Seite) oder ein Positivbild (Schritt (a) der 4 auf der rechten Seite) einer Leiterbildstruktur bzw. eines Leiterbildoriginals mittels eines Laserstrahls eingebrannt, danach die Metallplatte gespült, um Silikonkautschukreste zu entfernen und die Metallplatte auf dem Plattenzylinder 6, 16 des Druckwerks 2, 3 aufgespannt. Von den Antragswalzen wird auf die Druckklischees Druckmedium, beispielsweise eine ätzresistente oder ätzende Druckfarbe aufgetragen, die die silikonkautschukfreien Bereiche ausfüllt, wie im Schritt (b) der 4 dargestellt. Das Druckklischee stellt eine trockene Platte dar, mit deren Hilfe eines trockenes Leiterbild erhalten wird. Die Druckfarbenstruktur des jeweiligen Druckklischees wird auf die Vorder- und Rückseite der einzelnen Substrate bzw. der Substratbahn im Schritt (c) aufgedruckt und danach im Schritt (d) die ätzende Druckfarbe und die von ihr abgedeckten metallbeschichteten Bereiche der Substrate bzw. der Substratbahn weggeätzt oder die ätzresistente Druckfarbe durch Strahlung gehärtet und die dazwischen befindlichen metallbeschichteten Bereiche weggeätzt. Schritt (d) der 4 zeigt, daß in beiden Fällen das gleiche Leiterbild erhalten wird.In 4 the individual process steps are compared using a negative pressure cliché and a positive pressure cliché each other. The starting point is in each case a metal plate, for example made of aluminum or another metal, which carries a 1 to 2 μm thick silicone rubber layer. In the silicone rubber layer is either a negative image (step (a) of 4 on the left side) or a positive image (step (a) of 4 on the right side) of a circuit pattern structure or a Leiterbildoriginals be burned by means of a laser beam, then rinsed the metal plate to remove silicone rubber residues and the metal plate on the plate cylinder 6 . 16 of the printing unit 2 . 3 clamped. From the application rollers is applied to the printing plates printing medium, such as an etch-resistant or etching ink that fills the silicone rubber-free areas, as in step (b) of 4 shown. The printing plate represents a dry plate, with the help of a dry conductor image is obtained. The printing ink structure of the respective printing cliché is printed on the front and back of the individual substrates or the substrate web in step (c) and then etched away in step (d) the etching ink and the metal-coated areas covered by the substrates or the substrate web or the etch resistant ink cured by radiation and etched away the metal coated areas therebetween. Step (d) of 4 shows that the same pattern is obtained in both cases.

Als Silikonkautschukschichten werden bekannterweise, wie beispielsweise in der DE-A 43 30 279 beschrieben, solche verwendet, die durch partielle Vernetzung von Polymeren, die Polysiloxanreste als Haupt-Grundgerüst enthalten, mit Vernetzungsmitteln erhalten werden. Zum Härten der Silikonkautschukschichten werden diese kondensiert, d.h. ein Polysiloxan mit Hydroxylgruppen an beiden Enden wird vernetzt mit einem Silan oder einem Siloxan, das eine direkt an ein Siliziumatom desselben gebundene hydrolysierbare funktionelle Gruppe trägt. Bei einem Silikonkautschuk vom Additionstyp werden ein Polysiloxan mit ≡Si-H-Gruppen und ein Polysiloxan mit -CH=CH-Gruppen einer Additionsreaktion unterworfen, unter Bildung eines Silikonkautschuks. Der kondensierte Silikonkautschuk verursacht Änderungen seiner Aushärtungseigenschaften und seiner Haftung an einer lichtempfindlichen Schicht je nach Feuchtigkeitsgehalt der Atmosphäre während des Aushärtens. Ein besonders geeigneter Silikonkautschuk wird durch die Vernetzung einer Mischung von Polysiloxanen und eines Hydrogenpolysiloxan durch Additionsreaktion erhalten. Diese Polysiloxane enthalten mindestens zwei direkt an Siliziumatome gebundene Alkenylgruppen und Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Vinyl- oder halogenierte Kohlenwasserstoffgruppen. Das Hydrogenpolysiloxan enthält einen Wasserstoff oder eine Methylgruppe, ferner eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Vinylgruppe.When Silicone rubber layers are known, such as described in DE-A 43 30 279, those used by partial Crosslinking of polymers containing polysiloxane residues as the main skeleton, be obtained with crosslinking agents. For hardening the silicone rubber layers if they are condensed, i. a polysiloxane with hydroxyl groups at both ends is crosslinked with a silane or a siloxane, the hydrolyzable one bonded directly to a silicon atom thereof wearing functional group. An addition type silicone rubber becomes a polysiloxane with ≡Si-H groups and subjecting a polysiloxane having -CH = CH groups to an addition reaction, forming a silicone rubber. The condensed silicone rubber causes changes its curing properties and its adhesion to a photosensitive layer depending on the moisture content the atmosphere while of curing. A particularly suitable silicone rubber is by the crosslinking a mixture of polysiloxanes and a hydrogenpolysiloxane by addition reaction receive. These polysiloxanes contain at least two directly Silicon atoms bound alkenyl groups and alkyl, aryl, aralkyl, vinyl or halogenated Hydrocarbon groups. The hydrogenpolysiloxane contains a Hydrogen or a methyl group, furthermore an alkyl, aryl, aralkyl or vinyl group.

Die Katalysatoren für die Additionsreaktion dieser Komponenten können aus den im Stand der Technik bekannten Katalysatoren ausgewählt werden. Besonders geeignet sind Platinverbindungen wie elementares Platin, Platinchlorid, Chloroplatin(IV)säure oder Platin, das mit Olefinen koordiniert ist. Der Silikonkautschuk kann ferner einen Vernetzungsinhibitor enthalten. Das Druckklischee muß so flexibel sein, daß es problemlos auf den Plattenzylinder des Druckwerkes aufgespannt werden kann und der Belastung während des Druckvorgangs standhalten kann.The Catalysts for the addition reaction of these components may be from those in the art selected catalysts selected become. Particularly suitable are platinum compounds such as elemental Platinum, platinum chloride, chloroplatinic (IV) acid or platinum with olefins is coordinated. The silicone rubber may further comprise a crosslinking inhibitor contain. The printing plate must be so flexible be that it be clamped easily on the plate cylinder of the printing unit can and stress during can withstand the printing process.

Beispiele für Substrate bzw. für die Substratbahn, die verfahrensgemäß verwendbar sind, sind Kunststoffilme auf Polyimidbasis, evtl. auf Polyethylenterephthalatbasis oder beschichtetes Kraftstoffpapier. Bei den Polyimiden handelt es sich um Polymere mit Imid-Gruppen als wesentliche Struktureinheiten der Hauptkette. Die Imid-Gruppen können als lineare oder zyklische Einheiten vorliegen. Von besonderer technischer Bedeutung sind die Polyimide, die durch Polykondensation von aliphatischen oder aromatischen Diaminen mit aromatischen Tetracarbonsäuredianhydride, die über Polyamidsäuren als Zwischenstufen hergestellt werden. Zu den Polyimiden werden auch Polymere gerechnet, die neben Imid- auch Amid-, Ester- und Ethergruppen als Bestandteile der Hauptkette enthalten. Die Polyimide gehören zu den hochtemperaturbeständigen Kunststoffen und Hochleistungskunststoffen und zeichnen sich durch hohe Festigkeit in einem weiten Temperaturbereich von –240 bis +370 °C, hohe Wärmeformbeständigkeit bis etwa 360 °C, Thermostabilität und Flammwidrigkeit aus. Sie sind darüber hinaus beständig gegen verdünnte Laugen, Säuren, Lösungsmittel, Fette und Öle. Unter anderem werden sie als Träger von gedruckten Schaltungen, d.h. von Leiterplatten eingesetzt.Examples for substrates or for the substrate web which can be used according to the method are plastic films Polyimide based, possibly on polyethylene terephthalate or coated Fuel paper. The polyimides are polymers with imide groups as main structural units of the main chain. The imid groups can are present as linear or cyclic units. Of special technical Meaning are the polyimides, by polycondensation of aliphatic or aromatic diamines with aromatic tetracarboxylic dianhydrides, the above polyamide acids be prepared as intermediates. To be the polyimides Also polymers counted, in addition to imide also amide, ester and Contain ether groups as constituents of the main chain. The polyimides belong to the high temperature resistant Plastics and high-performance plastics and are characterized by high Strength in a wide temperature range from -240 to +370 ° C, high heat resistance up to about 360 ° C, thermal stability and flame retardancy. They are also resistant to dilute alkalis, acids, Solvent, Fats and oils. Among other things, they are considered carriers of printed circuits, i. used by printed circuit boards.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu bedruckenden Substrate bzw. die Substratbahn sind Kunststoffolien mit metallischen Schichten auf der Vorder- und Rückseite. Bei dem Kunststoff dieser Folien handelt es sich bevorzugt um Polyimide. Die Schichtdicke des Druckmediums beträgt 1 bis 2 μm. Als Metallschichten kommen u.a. Kupfer-, Aluminium-, Zink- oder Stahlschichten in Betracht.The according to the inventive method substrates to be printed or the substrate web are plastic films with metallic layers on the front and back. In the case of this plastic Films are preferably polyimides. The layer thickness of the pressure medium 1 to 2 μm. As metal layers u.a. Copper, aluminum, zinc or Steel layers into consideration.

Besitzt das Druckmedium elektrisch leitende Eigenschaften, so sind die zu bedruckenden Substrate bzw. die Substratbahn nicht-metallbeschichtete Kunststoffolien, auf denen durch das Bedrucken elektrisch leitende Strukturen entstehen.has the pressure medium electrically conductive properties, so are the too printing substrates or the substrate web non-metal coated plastic films, on which arise by printing electrically conductive structures.

Mit der Erfindung werden die Vorteile erzielt, daß die Substrate der Leiterplatten über Druckwalzen einer Druckeinrichtung im Offsetverfahren, mit einem Druckmedium entsprechend der gewünschten Leiterbilder strukturiert so bedruckt werden, daß unmittelbar nachfolgend das Ätzen der Leiterbilder erfolgen kann. Damit wird der bisherige mehrstufige Prozeß der Leiterplattenfertigung auf einen einstufigen Prozeß des Ätzens nach dem Druck reduziert. Besitzt das Druckmedium elektrisch leitende Eigenschaften, so wird die Leiterplattenfertigung weiter vereinfacht, da dann das Ätzen entfällt und unmittelbar nach dem Bedrucken der Substrate und Trocknen bzw. Härten des Druckmediums die Leiterplatten fertiggestellt sind.With the invention, the advantages are achieved that the substrates of the printed circuit boards on printing rolls of a printing device in the offset process, printed with a printing medium according to the desired conductor patterns are printed so that immediately following the etching of the conductor images can be done. Thus, the previous multi-stage process of printed circuit board manufacturing is reduced to a one-step process of etching after printing. If the printing medium has electrically conductive properties, then the printed circuit board production is further simplified, since then the etching is omitted and the printed circuit boards are completed immediately after the printing of the substrates and drying or hardening of the printing medium.

Claims (4)

Verfahren zum Herstellen von Leiterstrukturen auf starren oder flexiblen, abschnitt- oder bahnförmigen Substraten unter Einsatz eines Druckmediums im Offset-Druck, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Druckwerke (2, 3), von denen jedes eine Auftragwalze (5; 15), einen Plattenzylinder (6; 16), eine Gummituchwalze (7; 17) und einen Druckzylinder (8; 18) umfasst, die senkrecht übereinander, sich berührend, angeordnet sind, einen einstellbaren Spalt (38) bilden, durch den das Substrat (14; 24) horizontal hindurch geführt wird, auf dessen Vorder- und Rückseite simultan das Druckmedium auf das Substrat (14; 24) aufgedruckt wird, wobei beidseitig registergenau auf dem Substrat durch Härten und Ätzen oder Aufbringen von elektrisch leitfähigem Druckmedium die Leiterstrukturen entstehen.Method for producing conductor structures on rigid or flexible, section or web-shaped substrates using a printing medium in offset printing, characterized in that two printing units ( 2 . 3 ), each of which has an applicator roller ( 5 ; 15 ), a plate cylinder ( 6 ; 16 ), a blanket roll ( 7 ; 17 ) and a printing cylinder ( 8th ; 18 ), which are arranged vertically one above the other, touching, an adjustable gap ( 38 ) through which the substrate ( 14 ; 24 ) is guided horizontally, on its front and back simultaneously the printing medium on the substrate ( 14 ; 24 ) is printed, on both sides register exactly on the substrate by curing and etching or applying electrically conductive printing medium, the conductor structures arise. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium auf dem Substrat, das metallbeschichtet ist, durch Strahlung gehärtet wird.Method according to claim 1, characterized in that that the printing medium on the substrate, which is metal coated, is cured by radiation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktbebilderung von Leiterstrukturen mittels eines Laserplotters auf einer Schicht einer Metallplatte erzeugt wird und dass jede der beiden Metallplatten auf den Plattenzylinder des jeweiligen Druckwerkes aufgespannt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the direct imaging of conductor structures by means of a laser plotter is produced on a layer of a metal plate and that each of the two metal plates on the plate cylinder of each Printing unit is clamped. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate (14; 24) Kunststoff-Filme auf Polyimid-, Polyethylenterephthalat-Basis oder beschichtete Kraftstoffpapiere sind.Method according to claim 1, characterized in that the substrates ( 14 ; 24 ) Are polyimide, polyethylene terephthalate-based plastic films or coated fuel papers.
DE1999155214 1999-11-17 1999-11-17 Method for producing conductor structures Expired - Fee Related DE19955214B4 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999155214 DE19955214B4 (en) 1999-11-17 1999-11-17 Method for producing conductor structures
PCT/EP2000/011272 WO2001037623A1 (en) 1999-11-17 2000-11-15 Method for producing conductive patterns
AU21587/01A AU2158701A (en) 1999-11-17 2000-11-15 Method for producing conductive patterns

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999155214 DE19955214B4 (en) 1999-11-17 1999-11-17 Method for producing conductor structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19955214A1 DE19955214A1 (en) 2001-06-21
DE19955214B4 true DE19955214B4 (en) 2006-05-11

Family

ID=7929292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999155214 Expired - Fee Related DE19955214B4 (en) 1999-11-17 1999-11-17 Method for producing conductor structures

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2158701A (en)
DE (1) DE19955214B4 (en)
WO (1) WO2001037623A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI268813B (en) * 2002-04-24 2006-12-21 Sipix Imaging Inc Process for forming a patterned thin film conductive structure on a substrate
US20040003734A1 (en) * 2002-07-02 2004-01-08 Shively J. Thomas Method and apparatus for printing using an electrically conductive ink
WO2005021276A1 (en) * 2003-08-01 2005-03-10 Man Roland Druckmaschine Ag Method and device for further printing with electrical conductivity
DE10335230A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-17 Man Roland Druckmaschinen Ag Process for the production of RFID labels
CN106376182A (en) * 2016-11-11 2017-02-01 西安大为印制电路板厂 Method and device for producing double face and multilayer circuit boards via hole wall gluing method

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2501768A1 (en) * 1975-01-17 1976-07-22 Ruf Kg Wilhelm Printed circuit application device - uses offset printer to transfer silver onto flexible insulating surface
US4458590A (en) * 1982-09-30 1984-07-10 Harris Graphics Corporation Printing press with plate cylinder skew and throw off
EP0113601B1 (en) * 1982-11-08 1987-01-28 A T N Variable-size rotary offset printing machine
DE3727214A1 (en) * 1987-08-14 1989-02-23 Lohmann Therapie Syst Lts TAMPON PRINTING DEVICE FOR TRANSMITTING DEFINED QUANTITIES OF PRINTING MEDIUM PER AREA UNIT
DE4012279A1 (en) * 1990-04-17 1991-10-24 Laser Optronic Printing blocks prodn. from aluminium - by oxidising block prior to working with laser beam to avoid vaporised metal deposits
DE4020215A1 (en) * 1990-06-25 1992-01-09 Alt Peter Screen printing device for circuit board - conveys board between two vertical facing printers which simultaneously print both sides
DE4330279A1 (en) * 1992-09-07 1994-03-10 Fuji Photo Film Co Ltd Presensitised lithographic printing with minimised edge peel plate - has silicone rubber layer obtd. from mixt. of alkenyl-substd. polysiloxane(s) with different mol.wt. cured with hydrido-polysiloxane
EP0650831A1 (en) * 1993-10-29 1995-05-03 Sony Corporation Method and means for printing a cassette
DE4430801A1 (en) * 1994-08-30 1996-03-07 Metronic Geraetebau Printing device for printing on plastic cards
DE19955223C2 (en) * 1999-11-17 2002-09-12 Stork Gmbh Printing device for simultaneous printing on both sides of sheet-shaped rigid or flexible substrates or substrate webs

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3201065A1 (en) * 1982-01-15 1983-07-28 Schwarzwälder Elektronik-Werke GmbH, 7730 Villingen-Schwenningen Method of printing printed circuit boards
DE4401362C2 (en) * 1994-01-18 1997-12-11 Roland Man Druckmasch Process and rotary printing machine for indirect gravure printing
US5622652A (en) * 1995-06-07 1997-04-22 Img Group Limited Electrically-conductive liquid for directly printing an electrical circuit component onto a substrate, and a method for making such a liquid
US5713288A (en) * 1995-08-03 1998-02-03 Frazzitta; Joseph R. Method and apparatus for use in offset printing
DE19710520C1 (en) * 1997-03-14 1998-09-17 Roland Man Druckmasch Printing machine with an imaging device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2501768A1 (en) * 1975-01-17 1976-07-22 Ruf Kg Wilhelm Printed circuit application device - uses offset printer to transfer silver onto flexible insulating surface
US4458590A (en) * 1982-09-30 1984-07-10 Harris Graphics Corporation Printing press with plate cylinder skew and throw off
EP0113601B1 (en) * 1982-11-08 1987-01-28 A T N Variable-size rotary offset printing machine
DE3727214A1 (en) * 1987-08-14 1989-02-23 Lohmann Therapie Syst Lts TAMPON PRINTING DEVICE FOR TRANSMITTING DEFINED QUANTITIES OF PRINTING MEDIUM PER AREA UNIT
DE4012279A1 (en) * 1990-04-17 1991-10-24 Laser Optronic Printing blocks prodn. from aluminium - by oxidising block prior to working with laser beam to avoid vaporised metal deposits
DE4020215A1 (en) * 1990-06-25 1992-01-09 Alt Peter Screen printing device for circuit board - conveys board between two vertical facing printers which simultaneously print both sides
DE4330279A1 (en) * 1992-09-07 1994-03-10 Fuji Photo Film Co Ltd Presensitised lithographic printing with minimised edge peel plate - has silicone rubber layer obtd. from mixt. of alkenyl-substd. polysiloxane(s) with different mol.wt. cured with hydrido-polysiloxane
EP0650831A1 (en) * 1993-10-29 1995-05-03 Sony Corporation Method and means for printing a cassette
DE4430801A1 (en) * 1994-08-30 1996-03-07 Metronic Geraetebau Printing device for printing on plastic cards
DE19955223C2 (en) * 1999-11-17 2002-09-12 Stork Gmbh Printing device for simultaneous printing on both sides of sheet-shaped rigid or flexible substrates or substrate webs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Eisler, Paul: Gedruckte Schaltungen Technologie der Folienätztechnik, München: Carl Hanser Verlag 1961, S. 102 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19955214A1 (en) 2001-06-21
AU2158701A (en) 2001-05-30
WO2001037623A1 (en) 2001-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3146946C2 (en) Process for producing a hardened resist pattern on a substrate surface
EP1676330B1 (en) Structuring of electrical functional layers by means of a transfer film and structuring the adhesive
DE102006058560B4 (en) A method of forming high resolution structures of desired thickness or high aspect ratio by means of a dry film resist
DE1671637B2 (en) Dry planographic printing plate and its use
EP1743510B1 (en) Method for printing electrical and/or electronic structures and film for use in such a method
EP1532851B1 (en) Production of electronic organic circuits by contact printing
DE102005028240A1 (en) A resist for forming a pattern and a method of forming the pattern using the same
DE102013109636A1 (en) INTEGRATED COATING SYSTEM
WO2004004025A2 (en) Method for the economical structuring of conducting polymers by means of defining hydrophilic and hydrophobic regions
DE2514176A1 (en) CURVED RIGID CIRCUIT BOARD AND METHOD OF MAKING THE SAME
DE60035690T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A DIGITALLY IMAGINATED TEMPLATE FOR A SCREEN PRINTING METHOD
DE19955214B4 (en) Method for producing conductor structures
EP0766908B1 (en) Method and device for coating printed-circuit boards, in particular for the manufacture of multi-chip-modules
EP2056656A2 (en) Method for manufacturing a flexible PCB board structure
WO2012100951A1 (en) Printing stencil for applying a printing pattern to a substrate, and method for producing a printing stencil
DE3221974A1 (en) METHOD FOR SMOOTHING PRINTED SURFACES WITH A THICK COLOR APPLICATION AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE SAME
EP1219417B1 (en) Production of masks for the production of printing forms
DE19703453A1 (en) Dry lithographic printing plate useful for on-demand printing system
DE10260878A1 (en) Formation of gravure etch mask on gravure printing precursor by applying coating of thermally-imageable material, curing coating, imagewise illuminating cured coating, and removing areas of coating that have not been illuminated
CN86107270A (en) Photomask is positioned at device on the printed-wiring board (PWB)
EP1879435A2 (en) Electrically conductive structures
DE2258075B2 (en) Flexographic printing form and process for its production
DE19955223A1 (en) Printing device for simultaneous printing on both sides of sheet-shaped rigid or flexible substrates or substrate webs
DE2416010A1 (en) FLAT PRINT MATRIX
DE2539845A1 (en) Printing plate for paper or plastics - has cylindrical perforated support screen covered by copper or photolacquer layer

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee