DE2514176A1 - Gekruemmte starre schaltungsplatte und verfahren zum herstellen derselben - Google Patents

Gekruemmte starre schaltungsplatte und verfahren zum herstellen derselben

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DE2514176A1 DE19752514176 DE2514176A DE2514176A1 DE 2514176 A1 DE2514176 A1 DE 2514176A1 DE 19752514176 DE19752514176 DE 19752514176 DE 2514176 A DE2514176 A DE 2514176A DE 2514176 A1 DE2514176 A1 DE 2514176A1
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Description

MANITZ, FINSTERWALD & CRÄMKOW
M 3051 '1APR.H75
The Marconi Company Limited
Marconi House, New Street,
Chelmsford, Essex CMl lPL/England
Gekrümmte starre Schaltungsplatte und Verfahren zum Herstellen derselben
Die Erfindung betrifft gekrümmte starre Schaltungsplatten und insbesondere doppelseitige Platten. Bekanntlich finden doppelseitige Schaltungsplatten gegenwärtig ausgedehnte Anwendung, um elektrisch leitende Zwischenverbindung zwischen Bauelementen zu schaffen, und als Träger dafür zu dienen, die elektronische Schaltungen und dgl, bilden. Platten mit gedruckten Schaltungen können sehr kompliziert sein und müssen oft mit einem sehr hohen Genauigkeitsgrad hergestellt werden, sowohl um die erzielbare Packungsdichte der die Schaltung bildenden Bauelemente zu erhöhen, als auch um die Gesamtgröße der Schaltungsplatte so gering wie möglich zu halten. Bei doppelseitigen Schaltungsplatten ist
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DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. G R A M K O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART 5O (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 75270 TEL. (089) 22 42 11. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK : MÜNCHEN 7 7O62-805
das zusätzliche Erfordernis, daß die auf jeder Seite gedruckte Schaltung sich in genauer Überdeckung mit der anderen befinden muß. Für manche Anwendungsfälle, besonders, wenn der Raum knapp ist, kann es vorteilhaft sein, eine gekrümmte starre Schaltungsplatte zu verwenden, die mit dem gleichen hohen Genauigkeitsgrad hergestellt ist. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer solchen gekrümmten starren Schaltungsplatte.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer gekrümmten starren Schaltungsplatte besteht im wesentlichen darin, daß ein flexibles Glasgewebe, das mit ungehärtetem oder teilweise gehärtetem Epoxydharz imprägniert ist, zwischen zwei dünnen flexiblen Schichten anzuordnen, deren Aussenflache eine Kupferfolie trägt, dem so geformten Schichtgebilde eine Krümmung mitgeteilt wird, das Schichtgebilde erwärmt wird, um das Glasgewebe zu härten und eine einteilige Platte zu bilden, Oberdeckungslöcher durch die Schaltungsplatte gebildet werden und Bereiche der Kupferfolien selektiv entfernt werden, um die gewünschten gedruckten Schaltungen auf beiden Oberflächen der Schaltungsplatte und in Überdeckung miteinander zu erzeugen.
Obwohl die Überdeckungslöcher aus Schlitzen oder öffnungen bestehen können, sind es vorzugsweise kreisförmige Löcher, die durch Durchbohren der Platte erhalten werden.
Vorzugsweise werden die Überdeckungslöcher dazu verwendet, mit ihnen ein aufgedrucktes sichtbares Muster in Überdeckung zu bringen, das auf der einen Fläche der Platte geformt worden ist und das die Stellen anzeigt, an welchen plattierte Durchgangslöcher geformt werden sollen, um eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Flächen der Platte herzustellen.
Nachdem die erwähnten Stellen zur Bildung von durchgehenden
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Löchern durch die Platte gebohrt worden sind, wird das erwähnte sichtbare Muster entfernt und Kupfer auf die Flächen der Platte und auf die Innenflächen der Löcher aufgebracht.
Vorzugsweise werden beide Flächen der Platte, einschüißßlich der Löcher, mit einem positiv arbeitenden Photoresistlack beschichtet.
Vorzugsweise werden ferner zwei Druckvorlagenmasken in Kontakt mit beiden Flächen der Platte gebracht und mit den Überdeckungslöchern ausgefluchtet und gleichzeitig belichtet.
Die Druckvorlagenmasken können zweckmässig in Kontakt mit der Platte mit Hilfe eines Gummisaugers gehalten werden. Ausser der Sicherstellung des erforderlichen engen Kontakts wird durch die Anwendung eines Unterdrucks die Gefahr einer Bewegung der Masken während der Belichtung herabgesetzt.
Nachdem der Photoresistlack belichtet worden ist, wird er entwickelt und das Kupfer selektiv in an sich bekannter Weise geätzt, um das gewünschte Muster der gedruckten Schaltung zu erhalten, worauf der übrige Photoresistlack entfernt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeigen:
Fig. 1 ein Plattenmaterial bzw. ein Laminat gemäß der Erfindung vor dem Zusammenbau und
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine einfache Presse, die dazu verwendet werden kann, dem Laminat eine gekrümmte Form mitzuteilen.
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Die Zeichnungen sollen dazu dienen, ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen einer gekrümmten starren Schaltungsbzw, Leiterplatte darzustellen. Wie Fig. 1 zeigt, sind flexible Folien aus teilweise gehärtetem epoxydimprägnierten Glasgewebe 1 zwischen zwei dünnen Schichten 2, 3 angeordnet, von denen jede an ihrer Aussenflache eine Kupferfolie 4,5 trägt, Fig. 1 ist nicht maßstäblich gezeichnet und sind die Dicke der Lagen und der Abstand zwischen ihnen der übersichtlicheren Darstellung halber stark übertrieben gezeigt. Das Gewebe 1 besteht aus einer Anzahl einzelner dünner Lagen aus imprägniertem Glasgewebe und zwar sind ausreichend Lagen vorgesehen, um eine Schaltungsplatte von ausreichender Dicke und Festigkeit zu erhalten. Auf jeder Seite der auf diese Weise gebildeten Verbundplatte ist eine Trennfolie 6 vorgesehen. Die Trennfolie kann beispielsweise aus Polyvinylfluorid sein. Eine weitere Materialfolie 7 ist in Kontakt mit den Aussenflachen der Trennfolien 6 vorgesehen. Diese weitere Folie kann aus einem leicht zusammendrückbaren verformbaren Material, wie Löschpapier od, dgl,, sein, das dazu dient, eine gleichmässige Druckverteilung zu erzielen.
Dieses zusammengesetzte Lagengebilde wird in die in Fig, 2 gezeigte Presse zwischen einen massiven Metallzylinder 8 und eine gekrümmte Metallbacke 9 gebracht. An jedem Ende werden Blecheinlagen 10 angeordnet, die gewöhnlich aus Messing oder Aluminium hergestellt werden können. Die Presse wird unter Verwendung von Schneckentriebklemmen (nicht gezeigt) zugespannt, die um den Zylinder 8 und die Backe 9 so herumgelegt sind, daß die verschiedenen Lagen des Laminats in innigen Kontakt miteinander gepreßt werden. Die Temperatur der Presse wird ausreichend erhöht, um die Härtung (oder Polymerisation) des Epoxydharzes zu vervollständigen, mit welchem das Glasgewebe 1 imprägniert worden ist. Dies kann zweckmässig dadurch geschehen, daß das Ganze in einen Ofen gebracht wird, Gewöhnlich reicht eine Temperatur von etwa
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150° oder darüber während einer Stunde für diesen Zweck aus. Durch das Härten des Epoxydharzes wird dem Laminat Steifigkeit verliehen und werden die Lagen zur Bildung einer einteiligen Platte haftend miteinander verbunden. Die Presse wird dann gekühlt, was durch Eintauchen in kaltes Wasser sehr rasch vor sich gehen kann. Sodann wird die Platte aus der Presse entfernt, wobei das Vorhandensein der Trennfolien ein leichtes Entfernen ohne Beschädigung der äusseren Kupferfolien der Platte unterstützt.
Hierauf werden die Bearbeitungs- oder Überdeckungslöcher in der starren gekrümmten Platte geformt. Diese Überdeckungslöcher gewährleisten die Ausfluchtung der verschiedenen Markierungen, welche in den nachfolgenden Verfahrensstufen verwendet werden, und werden zweckmässig dadurch gebildet, daß kleine Löcher, wo erforderlich, gebohrt werden.
Die Innenfläche der gekrümmten Platte wird gereinigt und mit einem gefärbten Photoresistlack beschichtet (es kann ein positiver oder negativer verwendet werden). Der Photoresistlack kann durch Heißtauchen aufgebracht werden.
Eine Druckvorlagenmaske (photomaster mask) wird in Kontakt mit dieser Innenfläche gebracht und an dieser durch einen biegsamen Gummibeutel gehalten, der für ultraviolettes Licht durchlässig ist. Dieser Beutel ist transparent und umhüllt die Platte sowie die Maske. Durch Erzeugen eines Unterdrucks innerhalb des Beutels wird dieser durch die Saugwirkung luftleer und gewährleistet er engen Kontakt zwischen der Maske und der Platte, Zum Ausfluchten der Druckvorlagenmaske mit den Öberdeckungslöchern werden Bearbeitungsstifte verwendet. Nachdem der Photoresistlack mit ultraviolettem Licht belichtet worden ist, wird die Druckvorlagenmaske entfernt und der Photoresistlack entwickelt, um ein sicht-
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bares Muster zu erzeugen. Unter Verwendung dieses sichtbaren Musters wird die Platte in der erforderlichen Weise gebohrt, um die Löcher zu erhalten, die gegebenenfalls dazu verwendet werden, elektrische Verbindungen zwischen den gedruckten Schaltungen herzustellen, die auf den beiden entgegengesetzten Flächen der Platte gebildet worden sind.
Das gefärbte Photoresistlackmuster wird entfernt und die ganze Platte sowie die Innenflächen der Löcher werden mit Kupfer unter Verwendung eines stromlosen Plattierverfahrens plattiert, um sogenannte durchplattierte Löcher zu erhalten. Sodann folgt ein Elektroplattieren, um eine erforderliche Kupferdichte, insbesondere in den Löchern, aufzubauen. Hierauf wird die Platte gereinigt und vollständig (einschließlich der Löcher) mit einem positiv arbeitenden Photoresistlack beschichtet. Unter Verwendung des Vakuumbeutels, wie vor, werden Druckvaiagenmuster bzw, -Masken in Kontakt mit beiden Flächen der Platte gehalten und belichtet, worauf der Photoresistlack entwickelt wird. Bei dieser Verfahrensstufe wird geprüft, ob alle Löcher mit Photoresistlack geschützt worden sind.
Diejenigen Bereiche der Kupferoberfläche, die nicht durch den Photoresistlack geschützt sind, werden durch ein geeignetes Ätzmittel, z.B. Chromsäure, entfernt. Das Rühren des Ätzmittels kann dadurch geschehen, daß Luft durch ein Bad der Lösung geblasen wird, um ein zufriedenstellendes Ätzen sicherzustellen. Nach dem Ätzen kann der Photoresistlack von dem Laminat entfernt werden, um die fertige Schaltungs- bzw. Leiterplatte zu erhalten.
Dieses Verfahren ist zur Großserienfertigung geeignet, verwendet nur leicht erhältliche Materialien und gibt eine MÖg-
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lichkeit, sicherzustellen, daß die Schaltungen auf beiden Seiten der Platte miteinander genau ausgefluchtet sind. Obwohl bei dem beschriebenen Beispiel die Platte nur eine einfache bogenförmige Krümmung aufweist, können andere kompliziertere Profile vorgesehen werden, wenn gewünscht. Die Form der Krümmung wird unter Berücksichtigung des verfügbaren Raums gewählt, in welchem die fertige Schaltungsbzw. Leiterplatte untergebracht werden soll.
Patentansprüche;
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Claims (2)

  1. Patentansprüche ι
    1« Verfahren sun iiarstellon einar -okrCirunten starren Schaltungs- bzw. Leiterplatte, dadurch yrökennzeichnet, daß ein flexibles Glasgewebe, das mit ungehärtetem oder teilweise pah<'irtetem Epoxydharz imprägniert ist, zwischen zwei dünne flexible Schichten gebracht wird, deren Auesenflachen je eine Kupferfolio trägt, den »o erhaltenen Laminat eins Krünaaung mit ro teilt wird, das Laminat zum Härten des Glasgewebes und zur Bildung einer einteiligen Platte erhitzt wird, wobei öb«rdeckunpelöcher durch die Platte geformt werden, und Bereiche der Kupferfolien selektiv entfernt werden, um gewünscht« gedruckte Schaltungen auf beiden Flächen der Platte und in Gberdeckun^ miteinander zu erzeugen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Oberdeckungslöcher kreisförrdpe Löcher sind, die durch Durchbohren der Platte gebildet werden·
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daÄ die Oberdeckungslöcher dazu verwendet werden, die Oberdeckung mit diesen eines gedruckter sichtbaren Musters zu ermöglichen, das auf der einen Fläche der Platte ge» bildet worden ist, und um die Stellen anzuzeigen, an welchen
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    plattierte Durchgangs löcher geformt werden sollen» um eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Flächen der Platte herzustellen.
    *· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daft nachdem die erwähnten Stellen gebohrt worden sind, um eich durch die Platte hindurcherstrockende löcher su bilden, das erwähnte sichtbare Muster entfernt und Kupfer auf die Flächen der Platte und auf die Innenfläche der Löcher aufgebracht wird.
    5« Verfahren nach Anspruch *t, dadurch gekennzeichnet, da& beide Flächen der Platte, einschließlich der Löcher, »it einem positiv arbeitenden Photoresistlack beschichtet werden.
    6· Verfahren nach Anspruch S9 dadurch gekennzeichnet, daß sodann zwei Druckvorla^cnmasken < Photonsaster mask) in Kontakt »it beiden Flachen der Platte gebracht und mit den Übnrdeckungslöchern auspqfluchtet und gleichzeitig belichtet werden.
    7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorlagennasken »it dor Platte durch einen Guaurdbeutel in Kontakt gehalten werden«
    8· Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
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    daß der Photoreeistlack belichtet, entwickelt und dae Kupfer selektiv peStzt wirdt um das gewünschte Muster der gedruckten Schaltung zu erhalten, worauf der restliche Photoresistlack entfernt wird·
    9, Gekrümmte starre Schaltungs- bzw. Leiterplatte» dadurch gekennzeichnet, daS diese nach den vorangehenden Ansprüchen hergestellt worden ist.
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