DE2319998B1 - Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Leiterbahnenstrukturen auf einem Substrat mittels eines programmgesteuerten, für die Leiterbahnenherstellung herangezogenen Werkzeuges - Google Patents

Description

• Für die Abdeckung der Leiterstrukturen kann auch jedes andere geeignete Isolierverfahren angewendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Leiterbahnenstrukturen auf einem Substrat mittels eines programmgesteuerten Werkzeuges, d a d u r c h gekennzeichnet, daß mit dem Werkzeug(4) ein auf das Substrat (16) gespritzter flüssiger Metallstrahl derart erzeugt wird, daß mittels zweier gegeneinander verschiebbarer, unter Strom stehender Metalldrähte (7, 8) ein Lichtbogen erzeugt wird und das so verflüssigte Metall mittels eines Luftstromes (13) durch eine auf Schmelztemperatur des Metalls liegende Düse (17) auf das Substrat (16) gespritzt wird.

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

   Es ist bereits bekannt, Leiterbahnen dadurch herzustellen, daß auf ein Substrat flüssiges Metall mittels Spritzpistolen niedergeschlagen wird. Dabei wird entweder die gesamte Substratoberfläche zunächst mit dem flüssigen Metall überzogen und anschließend die Strukturen ausgebildet, oder aber es wird das flüssige Metall mittels Schablonen auf den Träger aufgebracht (US-PS 3 197 335, 3 239373; »Elektro-Technik«, Nr.

   51/52, 1961, S.558; »Gedruckte Schaltungen«, Carl Hanser Verlag, München, 1961,S.21/22).

   Die Herstellung mehrlagiger Schaltungsstrukturen 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 Leiterbahnen 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 Entwurfs-und 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 mit dem Werkzeug ein auf das Substrat gespritzter flüssiger Metallstrahl derart erzeugt wird, daß mittels zweier gegeneinander verschiebbarer, unter Strom stehender Drähte ein Lichtbogen erzeugt wird und das so verflüssigte Metall mittels eines Luftstromes durch eine auf Schmelztemperatur des Metalls liegende Düse auf das Substrat gespritzt wird.

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

   Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine Koordinatenmaschine mit einem feststehenden oder in einer Koordinate (X) verfahrbaren Aufnahmetisch 1 für das Substrat 16 und einem in einer zweiten Koordinate ( verfahrbaren 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 Werkzeug 4 hat zwei elektrisch isolierende Rohre 5, 6, die je einen Metalldraht 7, 8 führen. Die Drähte bestehen aus dem zu schmelzenden Material und werden von je einer Transporteinrichtung 9, 10 gegeneinander geführt, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Die Drähte 7, 8 sind mit einer nicht weiter dargestellten elektrischen Stromquelle verbunden. Bei Berührung beider Drähte erhitzt sich deren Stoßstelle, und es entsteht ein Lichtbogen. Durch Nachschieben der Drähte mit einer Geschwindigkeit, die dem Abbrand des Drahtmaterials entspricht, wird der Lichtbogen aufrechterhalten. Auf die Lichtbogenstelle 11 wird über einen Schacht 12 ein Luftstrom 13 (Preßluf#t) gerichtet. Zur Bündelung des dadurch von den Drähten abspritzenden, flüssigen Metalls ist der Lichtbogenstelle 11 ein mit einer Heizung 14 versehenes Rohr 15 zugeordnet, das am dem Substrat 16 zugewandten Ende eine Düse 17 hat. Das flüssige Metall der Drähte fliegt wegen des Luftstromes 13 durch das Rohr 15, tritt an der Düse 17 als feiner Strahl aus und spritzt als Schicht 19 auf das Substrat 16.

   Durch die Aufheizung des Rohres 15 auf die Schmelztemperatur des flüssigen Metalls und den das Rohr durchziehenden Luftstrom kann sich dieses nicht an der Innenwand des Rohres niederschlagen, sondern wird aus diesem herausgespritzt.

   Isolierschichten zum Abdecken der erzeugten Leiterstrukturen können unter Anwendung von Isolierpulver ebenfalls mittels eines Luftstromes auf das Substrat aufgebracht werden. Die Öffnung der Düse muß dann jedoch etwas größer sein.