DE2124738B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer gedruckten schaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung mit einer nicht leitenden Bahn, die wenigstens einen leitenden Streifen mit vorbestimmter Form trägt, der aus einer über der nicht leitenden Bahn angeordneten leitenden Bahn ausgeschnitten bzw. ausgestanzt ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Herstellung gedruckter Schaltungen im Gesenkstanzverfahren ist bekannt; die bisher eingesetzten Verfahren und Vorrichtungen weisen jedoch gewisse Nachteile auf. Bei einem bekannten Verfahren wird beispielsweise ein Basisträger benutzt, auf dem miteinander durch Klebung verbundene Bahnen eines Stützmateriales und eines leitenden Materiales so angeordnet sind, daß ein Stanzgesenk die leitenden Schaltungselemente aus der leitenden Bahn ausstanzen kann. Das Stanzgesenk besitzt üblicherweise Schneidkanten, die gegenüber den von ihnen umschlossenen Zonen um einen Abstand vorspringen, der größer als die gemeinsame Stärke der übereinanderliegenden Bahnen ist. Um nun ein Durchstanzen der btützmaterialbahn zu verhindern, weist der Basisträger Nuten (entsprechend den Schneidkanten des Gesenks) auf, in die die Stützbahn während des Stanzvorganges hineingedrückt wird. Bei einem solchen Verfahren werden sowohl das leitfähige Material als auch die nicht leitfähige Stützbahn auf Dehnung beansprucht. Nach dem Stanzvorgang nehmen die gedehnten Teile der Stützbahn in etwa wieder ihre ursprüngliche Form an; dabei entsteht jedoch eine Wulst an den Randkanten der leitenden Streifen, die damit etwas dicker als die zwischen den Randkanten befindlichen Teile der leitenden Streifen werden. Bei der folgenden Weiterverarbeitung der gedruckten Schaltungen mit diesen leitenden Streifen werden die wulstartigen Randteile der Streifen leicht eingerissen oder in sonstiger Weise beschädigt, was die Qualität und die elektrische Güte der gedruckten Schaltung ungünstig beeinflußt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen besteht darin,

daß die leitende Bahn auf einer Seite mit dem Klebstoff überzogen ist, durch den die leitenden Schaltungsstreifen mit der nicht leitenden Stützbahn verbunden werden. Die leitende Bahn besteht üblicherweise aus einer verhältnismäßig teueren Metallfolie, von der ein beträchtlicher Teil nach dem Ausstanzen der Schaltungsstreifen als Abfall zurückbleibt. Um nun diese Abfallteile des leitenden Materiales in geeigneter Weise verwerten zu können, muß von diesem

gen 10 des Trägers 7 ausgerichtet sind, so daß sie Locher 11 in die Bahnen 1 und 2 einstanzen können. Die Platte 8 ist durch geeignete Einrichtungen vertikal beweglich. , ,. ,

An der Unterseite der Platte 8 ist ein Verbindungsgesenk 11a angebracht, dessen Gesenkkörper 12 an seiner Unterseite vorstehende Rippen 13 aufweist, die mit der leitenden Bahn 1 in Eingriff kommen. Die Funktion des Verbindungsgesenks besteht dann, aus-

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_πω^ _v„_1>T1._{klwll iU} ,vuuiitii uiuij vwu _U1^ui Funktion des Verbindungg

Ma'terial zunächst der ö'eb^toFentfernt werden! rjies io gewählte Bereiche oder Streifen (von denen einer bei erfordert einen zeitraubenden und kostspieligen Ar- U dargestellt ist) der Bahn 1 über das Klebharz Δ mit ß d i der Bahn 2 zu verbinden. Die Temperatur des ue-

senks 11a muß deshalb ausreichend sein, um aas

Gk k dch

senks 11a muß deshalb a

Klebharz 3 zu plastifizieren; das Gesenk kann durch Hh d sonstige tieiz

beitsprozeß, der damit die Fertigungskosten der gedruckten Schaltungen erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, — _r · · u ·

unter Vermeidung dieser Nachteile ein Verfahren so- 15 eine elektrische Heizeinrichtung oder sonstige Heiz-

wie eine Vorrichtung zu schaffen, die eine rasche und elemente auf die gewünschte Temperatur erhitzt wer-

wirtschaftliche Herstellung gedruckter Schaltungen den. ermöglicht. Dabei soll insbesondere die Dehnungsbeanspruchung bzw. ein Fließen der die gedruckte

Die in der Zeichnung dargestellten Rippen 13 sind voneinander entfernt und zusa· .menhängend, so daß

Schaltung stützenden Materialschicht so weit wie 20 sie der Außenlinie des streifenfcrmigen Bereiches 14 möglich verringert werden, so daß die leitenden Schal- entsprechen, der aus der leitenden Bahn 1 ausgetungsstreifen genauer ausgestanzt werden und die BiI- schnitten werden soll. Die zusammenhangenden Kipdung wulstartiger Ränder der leitenden Schaltungs pen 13 umschließen einen Bereich 15, der mit der streifen vermieden wird. Bah.. 1 nicht in Eingriff kommi. Die Rippen brauchen

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 25 jedoch nicht in der dargestellten Form ausgebildet zu löst, daß vor dem Ausstanzen des Streifens nur ein der sein; man kann auch für jeden Bereich 14 eine Kippe

vorsehen, deren Form der des streifenförmigen Bereiches 14 entspricht. In jedem Falle sind die Rippen 13

an ihrer Unterseite 16 flach ausgebildet.

Form des Streifens entsprechender Teil der leitenden Bahn mit der nicht leitenden Bahn verbunden wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah- - -- - ,. ,

rens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid- 30 Die Bahn 1 wird nur an den Stellen erhitzt, dieden kante gegenüber dem Gesenkkörper um einen Ab- Bereichen 14 entsprechen; vorzugsweise beschrankt

sich der Eingriff zwischen den Rippen 13 und der Bahn 1 auf eine Zone, die ganz innerhalb der Randkanten dieser streifenförmigen Bereiche 14 (angedeutet durch das Bezugszeichen 17) liegt. Infolgedessen kann man eine Plastifizierung des Klebharzes 3 außerhalb der Randkante des streifenförmigen Bereiches 14 verhindern. Rippen, wie sie in den F i g. 2 und 3 veranschaulicht sind, verbinden nicht unbedingt die gesamte Fläche des streifenförmigen Bereiches 14 mit

stand vorspringt, der größer als die Stärke der leitenden Bahn, jedoch kleiner als die gemeinsame Stärke der übereinanderliegenden Bahnen ist. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Schcmadarstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung gedruckter Schaltungen,

F i g. 2 und 3 Schnitte in vergrößertem Maßstab längs der Linien 2-2 bzw. 3-3 der Fig. i,

F i g. 4 und 5 Schemadarstellungen während und nach dem Abnehmen des Stanzabfalles der oberen Bahn,

' i g. 6 und 7 einen Querschnitt durch die Stanzder darunterliegenden Bahn 2, können jedoch eine Verbindung des streifenförmigen Bereiches nahe seiner Randkanten bewirken.

Von der Verbindungsstation 6 werden die Bah-

einrichtung zu Beginn und am Ende des Stanzvorgan- 45 nen 1 u.id 2 durch eine geeignete Einrichtung zu einer _geSi Stanz- bzw. Schneidstation 18 gefördert, in der die

Fig. 8 einen Teih':hr.itt tiurch das beheizte Verbindungsgesenk,

F i g. ° einen vergrößerten Teilschnitt durch das

Bahnen auf einem Träger 19 miF einer Oberfläche 20 liegen, die flach ist mit Ausnahme von Halterungszapfen 11, die in die vorgestanzten Halterungsöffnungen

Stanzgesenk. 50 11 der Bahnen 1 und 2 eingreifen. Der Träger 19 ist

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her- aus einem extrem zähen, nicht kompressiblen Mategestellten gedruckten Schaltungen können aus einer
Bahn 1 aus elektrisch leitendem Material, wie einer
Kupferfolie, hergestellt werden, die über einer Bahn 2

rial hergestellt, das jedoch leicht bearbeitet werden kann so daß die Oberfläche 20 in die gewünschte

^,IU₁₁L₁ ,M₆Va₁MU «ν,.u...,, u.^ „„*., w,.w ^_u.„._ Form gebracht werden kann. Eines unter den vielen aus nicht leitendem Material, wie Polyester, angeord- 55 geeigneten Materialien, aus denen der Träger 19 hernet ist. Die der Bahn 1 zugewandte Seite der Bahn 2 ist gestellt werd, λ kann, ist Polyphenylenoxyd. dabei vorzugsweise mit einem bekannten thermopla- Über dem Träger 19 ist ein Kopf 22 vertikal be-

stischen Klebharz 3 versehen, das trocken und nicht weglich, der einen Teil einer bekannten Fallhammerklebend ist, bis es auf eine vorbestimmte Temperatur maschine bildet. Der Kopf 22 kann bis auf eine vorgeerhitzt wird. Die Bahnen 1 und 2 können von Vorrats- 60 gebene Höhe angehoben werden; wird er dann freigerollen4 bzw. 5 abgezogen werden. Zum Abspulender geben, so fällt er durch Schwerkraftwirkung auf den Bahnen von ihre.i Vorratsrollen sowie zur Wciterför- Basisträger 19. Zum Anheben des Kopfes 22 dient ein derung der Bahnen können beliebige bekannte Ein- nach oben ragender Zapfen 23. richtungen benutzt werden. Vom Kopf 22 wird ein Stanzgesenk 24 getragen,

Die übereinanderliegenden Bahnen 1 und 2 wer- 65 dessen Gesenkkörper 25 an seiner Unterseite zusam-Vbidi 6 füh i d i hängendc Rippen 26 aufweist die einen Bereich

dcn einer Verbindur^sstation 6 zugeführt, in der ein Träger 7 und eine vertikal einstellbare Platte 8 vorgesehen ist. Die Platte 8 trägt Stempel 9, die auf öffnun-

dessen Gesep

menhängendc Rippen 26 aufweist, die einen Bereich 27 umgeben und um den Abstand r/ gegenüber diesem Bereich vorstehen. Die Form der Rippen 26 entspricht

der Form des aus der leitenden Bahn 1 auszuschnei- gestreift werden, wie dies in F i g. 4 angedeutet ist. Es denden strcifenförmigen Bereiches 14. wird dadurch die gesamte Oberfläche der Bahn 2 mit

Jede Rippe 26 besitzt eine innere Seite 28 und eine Ausnahme des durch den streifenförmigen Bereich 14 äußere Seite 29, die nach unten konvergieren und mit- abgedeckten Teiles freigelegt (vgl. F i g. 5). Dann einander einen Winkel von etwa 60° einschließen. Die 5 kann die Bahn 2 und der damit verbundene streifenäußere Seile 29 läuft jedoch nicht gerade nach unten, förmige Bereich 14 durch einen geeigneten (nicht darsondern ist an ihrem freien Ende gebrochen bzw. ab- gestellten) Überzugsfilm oder eine Bahn aus üblichem gerundet (Zone 30), so daß das freie Ende der inneren dielektrischem Material überzogen werden; diese Seite 28 in einer scharfen Schneidkante 31 endet (vgl. Schicht kann mit der Oberseite der Bahn 2 bzw. mit Fig. 9). Die Schneidkante 31 erfaßt die Bahnl längs io dem streifenförmigen Bereich 14 verbunden werden, der Kanten 17 des streifenförmigen Bereiches 14, der womit sich eine fertige gedruckte Schaltung ergibt, aus der Bahn 1 ausgestanzt werden soll (vgl. F i g. 6). Das Klebharz 3 auf der Oberseite der Bahn 2 erleich-

Der vertikale Abstand d zwischen der scharfen tert bei dieser Herstellung des Fertigproduktes die Schneidkante 31 der Rippen 26 und der Oberfläche Verbindung mit dem dielektrischen Überzug, des Bereiches 27 ist eine kritische Abmessung; dieser 15 Das Stanzgesenk 24 besteht vorzugsweise aus ex-Abstand muß einerseits größer als die Stärke der trem hartem Material, beispielsweise luft- oder ölge-Bahn 1 sein, jedoch kleiner als die gemeinsame Stärke härtetem Stahl, der auf eine Härte von 47 bis 48 der der Bahnen 1 und 2 sowie des Klebharzes 3. Vorzugs- Rockwell-C-Skala getempert ist. Der Bereich 27 kann weise ist der Abstand d kleiner als die Stärke der durch elektrische Entladung oder eine Bearbeitung Bahn2. Besitzt beispielsweise die Bahnl eine Stärke ao mittels eines Karbidwerkzeuges hergestellt werden; von 0,0014" und die Bahn 2 eine Stärke von 0,005", gewünschtenfalls kann der Bereich 27 jedoch auch aus so liegt die gemeinsame Stärke der Bahnen 1 und 2 einem anderen geeigneten inkompressiblen Material und des Klebharzes 3 zwischen 0,0070 und 0,0075"; hergestellt werden.

der Abstand d zwischen der scharfen Schneidkante 31 Die Einstellung der beschriebenen Vorrichtung für

und der Oberfläche der Zone 17 beträgt dann vor- 25 die Herstellung gedruckter Schaltungen setzt die Bezugsweise zwischen 0,003 und 0,004". rücksichtigung verschiedener Faktoren voraus, bei-

In der Stanzstation 18 werden die übereinanderlie- spielsweise der Mass* des Kopfes 22 und der hiervon genden Bahnen 1 und 2 relativ zum Stanygesenk 24 getragenen Teile, der Geschwindigkeit des Kopfes im durch die Halterungszapfen 21 so ausgerichtet, daß Zeitpunkt des Auftreffens des Stanzgesenkes 24 auf die Kanten 17 des streifenförmigen Bereiches 14 di- 30 die Bahn 1, ferner eine Berücksichtigung der Materiarekt unter den scharfen Schneidkanten 31 des Gesenk- lien, aus denen die Bahnen hergestellt sind, ihrer körpers 25 liegen. Man läßt dann den Kopf 22 nach Stärke und physikalischen Eigenschaften sowie der unten fallen, wobei die Schneidkanten 31 in Eingriff Flächen der Schneidkanten und des Bereiches 27. Bei mit der Bahn 1 kommen. Durch die Massenträgheit richtiger Einstellung wird die Bahn 1 unter Bildung des Kopfes 22 dringen die Schneidkanten 31 in die 35 eines oder mehrerer streifenförmiger Bereiche 14 ge-Bahn 1 ein und stanzen den streifenförmigen Bereich stanzt, die Bahn 2 dagegen nicht gestanzt. Die wäh-14 aus. Das Gesenk 24 ist ein kaltes, nicht erwärmtes rend eines Stanzhubes des Kopfes 22 frei werdende Gesenk und plastifiziert daher das Klebharz 3 nicht. Energie muß daher so gewählt werden, daß diese Re-Da das Gesenk 24 kalt ist, und das zuvor plastifizierte sulfate erzielt werden. Für eine gegebene Form des Klebharz innerhalb der Kanten 17 des streifenförmi- 40 Stanzgesenkes 24 kann die Gesamtfläche der Schneidgen Bereiches 14 liegt, kommen die Schneidkanten 31 kanten 31 und die Gesamtfläche des Bereiches 27 bein keinem Zeitpunkt mit klebrig gewordenem Kleb- rechnet werden. Für eine gegebene Stärke der die harz in Berührung; die Schneidkanten bleiben infolge- Bahnen 1 und 2 bildenden Materialien sind ihre physidessen sauber. kaiischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Elasüzi-

Wenn sich der Kopf 22 nach unten bewegt, schnei- 45 tätsmodul, Dehnungsgrenzwerte usw. bekannt. Beim den die Rippen 26 des Gesenkkörpers 25 in die nicht Bekanntsein dieser Faktoren kann man die Stoßgeleitende Bahn 2 ein, wie dies in F i g. 7 in starker Ver- schwindigkeit berechnen, die der Kopf Il haben muß, größerung bei 32 veranschaulicht ist. Kurz nach dem um die Bahn 1 zu durchscheren, ohne eine Scherwir-Eindringen der Schneidkanten in die Bahn 1 kommt kung auf die Bahn 2 auszuüben, jedoch der Bereich 27 zwischen den Rippen 26 zur 5° Die Aufprallgeschwindigkeit des Kopfes 22 ist di-Auflage auf der Oberseite der Bahn 1 (bzw. genauer rekt verknüpft mit der Masse des Kopfes und der hierausgedrückt auf der Oberseite des ausgestanzten strei- von getragenen Teile sowie mit dem Abstand, den der fenförmigen Bereiches 14), so daß eine weitere Ab- Kopf durchfallen kann, ehe das Stanzgesenk mit der wärtsbewegung des Gesenkes 24 unterbunden wird. leitenden Bahn in Berührung kommt. Da sowohl die Wenn dann der Kopf 22 mit dem Gesenkkörper 25 55 Masse als auch der Abstand ganz leicht eingestellt vertikal nach oben bewegt wird, nehmen die einge- werden können, ist eine sehr genaue Einstellung der schnittenen Teile 32 der nicht leitenden Bahn 2 wieder Aufprallgeschwindigkeit möglich, ihre ursprüngliche Form an, so daß wieder eine ebene Bei einem typischen Stanzhub des Kopfes 22 wird

Oberfläche entsteht. Bei der Wiederherstellung der τα Beginn der Berührung der Schneidkanten 31 des verformten Teile 32 der Bahn 2 bleiben die Randkan- 60 Gesenks 24 mit der Bahn 1 letztere auf beiden Seiten ten des streifenförmigen Bereiches 14 flach, da die jeder Schneidkante gestreckt. Besteht die Bahn 1 aus ebene Oberfläche des Trägers 19 im Hinblick auf den Kupfer, so wird die Elastizitätsgrenze etwa bei einer kleinen Abstand d zwischen den Schneidkanten 31 40 bis 45%igen Dehnung erreicht; dann erfolgt eine und dem Bereich 27 eine stärkere Verformung der Trennung des Kupfermateriales im Bereich der einBahn 2 verhindert. 65 dringenden Schneidkante 31. Ein wesentlicher Teil Nach dem Ausstanzen des streifenförmigen Berei- der verfügbaren kinetischen Energie des sich abwärts ches 14 aus der Bahnl kann der nicht verbundene bewegenden Gesenks wird mit dem Eindringen der Teil der Bahn 1 in üblicher Weise von der Bahn 2 ab- Rippen 26 in die Bahnen 1 und 2 bis zum Einschnei-

den in die Bahn I verbraucht. Wenn die Rippen weiter in die Bahnen I und 2 eindringen, vergrößert sich der Widerstand gegen diese Bewegung des Gesenkes durch die zunehmende Kompression und Verformung der Liahn 2. Erreicht der Bereich 27 des Gesenkes die Oberseite des von den Bahnen 1 und 2 gebildeten Laminats, so steigt der Widerstand gegen eine weitere Abwärtsbewegung des Gesenkes scharf an, da die Fläche des Bereiches 27 ein Vielfaches der Fläche der Schneidkanten 31 ist. Die restliche kinetische Ener-

gie des Gesenks wird mit der Kompression der laminatartig verbundenen Bahnen durch den Bereich 27 und die Rippen 26 verbraucht. Wählt man die Masse des Kopfes 22 und seinen anfänglichen Abstand über den laminatartig zusammengefaßten Bahnen derart, daß die beim Auftreffen zur Verfügung stehende gesamte kinetische Energie kleiner als die Energie ist, die zum Durchstanzen beider Bahnen 1 und 2 erforderlich ist, so wird ein merkliches Durchstanzen der Bahn 2 verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung mit einer nicht leitenden Bahn, die wenigstens einen leitenden Streifen mit vorbestimmter Form trägt, der aus einer über der nicht leitenden Bahn angeordneten leitendes Bahn ausgeschnitten bzw. ausgestanzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausstanzen des Streifens nur ein der Form des Streifens entsprechender Teil der leitenden Bahn mit der nicht leitenden Bahn verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen nur nahe seinem Randteil mit der nicht leitenden Bahn verbunden ■wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht leitende Bahn eine zwischen den beiden Bahnen vorgesehene Klebharzlage trägt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebharz thermisch empfindlich ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des leitenden Streifens mit der nicht leitenden Bahn durch Anwendung von Druck und Hitze im Bereich dieses Teiles verbunden wird.

6. Verfahren nach eir.;m de vorhergehenden -Vnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus der leitenden Bahn dv. ch Herabfallen eines Stanzgesenkes auf die leitende Bahn ausgestanzt wird, wobei das Stanzgesenk einen Gesenkkörpjr mit Schneidkanten aufweist, die gegenüber dem Gesenkkörper vorstehen und entsprechend der Forrr. des auszustanzenden Streifens geformt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Stanzgesenkes in Richtung durch die Bahnen dadurch begrenzt wird, daß der Gesenkkörper mit der leitenden Bahn in Berührung kommt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesenk aus einer solchen Höhe herabfällt, daß es eine Aufprallgeschwindigkeit besitzt, die ausreicht, um den Streifen aus der leitenden Bahn auszustanzen, jedoch nicht ausreicht, um merklich in die nicht leitende Bahn einzudringen.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (26) gegenüber dem Gesenkkörper (25) um einen Abstand (d) vorspringt, der größer als die Stärke d^r leitenden Bahn (1), jedoch kleiner als die gemeinsame Stärke der übereinanderliegenden Bahnen (1, 2) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (26) einen Bereich (27) mit ebener Oberfläche umschließt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante eine Rippe mit einer Innenseite und einer Außenseite aufweist, wobei die Außenseite (30) abgerundet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10 oder II, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (lla) vorgesehen ist, die einen Teil der leitenden Bahn, der eine Form entsprechend dem auszustanzenden Streifen besitzt, mit der nicht leitenden Bahn verbindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (Ha) eine Rippe (13) aufweist, die eine im wesentlichen flache Oberfläche besitzt, die mit der leitenden Bahn in Eingriff kommt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Oberfläche der Rippe eine kleinere Hache als der Streifen besitzt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Basisträger (19) mit einer glatten, ebenen Oberfläche (20) vorgesehen ist, auf dem die B?hnen aufliegen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht leitende Bahn auf der der leitenden Bahn gegenüberliegenden Seite eine Klebstoffschicht (3) trägt, während die leitende Bahn frei von Klebstoff ist.