DE2316178C3 - Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Leiterbahnenstrukturen auf einem Substrat mittels eines programmgesteuerten, für die Leiterbahnenherstellung herangezogenen Werkzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Leiterbahnenstrukturen auf einem Substrat mittels eines programmgesteuerten, für die Leiterbahnenherstellung herangezogenen Werkzeuges.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Leiterbahnstrukturen bekannt, bei Jem Leitlack auf die Oberfläche eines Isolierstoffträgers entsprechend den gewünschten Strukturen aufgespritzt werden (Buch von P. E i s I e r »Gedruckte Schaltungen«, 1961. Carl Hanser Verlag, München). Ei ist erwähnt, daß beim Aufsprühen von beispielsweise Widerständen die Werte durch die Geschwindigkeit der vorbeilaufenden Platten und durch den Druck der Spritzpistole gesteuert werden.

Die Herstellung mehrlagiger Schallungsstrukturen auf einem Keramiksubstrat unter Anwendung der Siebdrucktechnik ist bekannt. Das Herstellungsverfahren ist relativ kompliziert und aufwendig. Für jede Leiterbahnebene wird eine Maske benötigt, wobei auch die zwischen den Leiterbahnebenen liegenden Isolierschichten mittels Masken erzeugt werden müssen. Bei diesem Herstellungsverfahren vergeht eine relativ lange Zeit vom Entwurf einer Mehrebenen-Platine bis zum Vorliegen eines betriebsfähigen Musters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leiterbahnen und Isolierschichten der verschiedenen Ebenen ohne Masken mit ihren aufwendigen Entwurfsund Herstellungsverfahren unmittelbar auf dem Substrat zu erzeugen und die Zeit zwischen Entwurf und erstem Muster auf ein Minimum zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkzeug ein Behälter mit einer in diesem angeordneten Beschleunigungsvorrichtung für die Partikeln eines pastenartigen Leit- oder Isoliermaterials ist und daß am zum Substrat gewandten Teil des Behälters eine Austrittsblende für die Partikeln vorgesehen ist, die auf das Substrat als Belag aufgesprüht werden.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist dem Unteranspruch zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Anordnung zur Durchführung des erfin-

dungsgemäßen Verfahrens.

F i g. 2 die Ausbilduag der verwendeten Partikel-Beschleunigungseinrichtung,

F i g. 3 eine Tenausbildung des Werkzeuges.
Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine Koordinateiunaschine mit einem feststehenden oder in einer Koordinate (X) verfahrbaren Aufnahmetisch 1 für ein Substrat 17 und einem in einer zweiten Koordinate (Y) verfahrbaren

ίο Schlitten 2. Tisch 1 und/oder Schlitten 2 werden per Programm über eine numerische Steuereinrichtung 3 positioniert Der Schlitten 2 trägt ein Werkzeug 4, das ein zylindrischer Behälter 5 mit einer dicht über dem Substrat 17 befindlichen Blende 6 ist Die Blende 6 kann über die Steuereinrichtung 3 von einem Relais 18 in Pfeilrichtung betätigt werden, so daß sie auch als Verschluß dient Das Blendenteil kann ferner eine Mehrzahl von Bohrungen mit verschiedenen Durchmessern tragen. Gegebenenfalls kann auch die Blende 6 entfal-

len und gleich die Gehäuseöffnung 19 als Blende herangezogen werden. Der Behälter enthält beispielsweise eine Schleudervorrichtung in Form einer rotierenden Scheibe 7, wie dies näher in F i g. 2 dargestellt ist. Die Scheibe 7 wird von einem Motor 8 angetrieben, und sie trägt ein glockenartiges Eiement 9, welches eine solche Stellung zur Scheibe 7 hat, daß sich ein Spalt 10 zwischen Scheibe 7 und Element 9 ergibt. In das Element 9 ist ein Rohr 11 eingelassen, über welches das pastenartige Leit- oder Isoliermaterial zugeführt wird. Die Materialmenge, die über das Rohr U in das Zentrum der Glocke 9 gebracht wird, ist sehr fein dosierbar. Wird diese Schleudervorrichtung in Betrieb gesetzt so wird die zugeführte Paste durch den Spalt 10 mit hoher Geschwindigkeit (Motordrehzahl beispielsweise 30 000 U/min) nach allen Seiten geschleudert, wie in F i g. 1 durch 12 angedeutet, und ein Teil auch auf die Blende 6, die von dem diese durchfliegenden Materialstrahl auf dem Substrat 17 abgebildet wird. Die nicht durch die Blende 6 tretende Menge wird über einen am Behälter 5 befindlichen Stutzen 13 abgesaugt und wieder dem Zuführrohr 11 zugeleitet.

Um eine besonders randscharfe Belegung mit Pastenmaterial auf dem Substrat 17 zu erzielen, ist im Behälter 5 eine weitere Blende 14 vorgesehen, die in Nähe der Scheibe 7 angeordnet ist. Damit ist erzwungen, daß nur in paralleler Richtung fliegende Materialpartikeln die Blende 6 passieren.

Um eine Verstopfung der Blendenöffnung zu vermeiden, kann der Blende eine solche Gestalt gegeben werden, daß das angesammelte Material von dieser abläuft. In F i g. 1 ist ein Motor M angedeutet, durch den zwei Abstreifer über die Blenden 6,14 bewegt werden. Nach F i g. 3 kann auch ein vom gleichen Motor angetriebener Arm 15 über die Blendenöffnung streichen. Der Arm 15 ist dabei im Punkt 16 gelagert und rotiert um diesen Punkt.

Der Abstand von Blende 6 und Substrat 17 kann etwa 1 mm betragen. Durch die Schleudervorrichtung ergibt sich ein kontinuierlicher Aufsprühvorgang von Materialpartikeln, durch die auf dem Substrat ein Belag aufgebaut wird.

Die Erfindung gestattet die Herstellung von Belagen mit einer Breite von 0,1 mm. Die Einstellung dieser Abmessungen erfolgt einfach durch eine entsprechende

fts Einstellung des Spaltes 10 der Scheibe 7, der öffnung der Blende 6, die veränderbar ausgebildet sein kann, und durch entsprechende Einstellung der Zufuhr des Pastenmaterials und der Rotationsgeschwindigkeit der

Scheibe 7.

Anstelle der Schleudervorrichtung 7, 8 kann auch jede andere beliebige Vorrichtung verwendet werden, die in der Lage ist, den Materialpartikeln eine hohe Geschwindigkeit in Richtung der Blende 6 zu erteilen.

Die Herstellung von Leiterbahnenstrukturen ^:n mehreren Ebenen geht derart vor sich, daß in einem ersten Schritt ein Behälter mit pastenartigem Leitmaterial verwendet wird und beim Verfahren von Tisch 1 und/oder Werkzeug 4 aus dem Leitmaterial die für die Schaltungsstruktur erforderlichen Leiterstränge gebildet und per Programm auf dem Substrat 17 verlegt werden, und in einem zweiten Schritt entweder ein weiterer Behälter mit pastenartigem Isoliermaterial verwendet wird oder der erste Behälter gleich eine Kammer für das pastenartige Isoliermaterial hat, und bei gleichem Programm beim Verfahren von Tisch 1 und/oder Behälter aus dem Isoliermaterial breitere, die Leiterstränge abdeckende Isolierstränge gebildet werden, worauf die Herstellung der Leiterbahnenstruktur für die folgende Ebene mittels der vorstehend genannten zwei Schritte unter Heranziehung eines neuen Programms erfofgt, wenn die Leiterbahnenstruktur dieser Ebene eine andere Konfiguration als die der ersten Ebene hat Die Herstellung von Leiterbahnenstrukturen weiterer El .-nen erfolgt in gleicher Weise. Anfang und Ende des jeweils derart isolierten Leiterstranges müssen von der Isolation freibleiben. Dies erfolgt über das Programm, indem die Isolierstränge verkürzt ausgeführt werden.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können im Handel erhältliche Dickfilmpasten verwendet werden, deren Weiterbehandlung nach dem Auftragen zur Erzielung bestimmter Eigenschaften (Leitfähigkeit, Isolation, Haftfestigkeit auf Subsfcat Lötfähigkeit, Track nungs- und Brenntemperatur usw.) bekannt ist

Durch Einstellung der Blende 6 ist es möglich, Leiterbahnen mit den verschiedensten Breiten zu erzeugen.

Anschlußkontakte für Bauelemente und Stecker sind im Stillstand des Werkzeuges durch kurzes Aufsprühen bei geeignetem Blendendurchmesser auf das Substrat herstellbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von Leiterbahnen mit einer Breite von 0,1 mm, so daß eine hohe Leiterdichte erreicht ist Bei einem Abstand Düse — Substrat von etwa 1 mm können somit sicher vier isolierte Leiterbahnschichten übereinander aufgebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Leiterbahnenstrukturen auf einem Substrat mittels eines programmgesteuerten, für die Leiterbahnenherstellungherangezogenen Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (4) ein Behälter (5) mit einer in diesem angeordneten Beschleunigungseinrichtung (7) für die Partikeln eines pastenartigen Leit- oder Isoliermaterials ist und daß am zum Substrat (17) gewandten Teil des Behälters (5) eine Austrittsblende (6) für die Partikeln vorgesehen ist, die auf das Substrat (17) als Belag aufgesprüht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung eine rotierende Schleudervorrichtung (7, 8, 9) ist, auf deren Zentrum das zu verarbeitende Material gegeben wird.