DE2553019A1 - Lichtempfindliches thermoplastisches material, verfahren zu seiner verarbeitung und vorrichtung hierfuer - Google Patents

Lichtempfindliches thermoplastisches material, verfahren zu seiner verarbeitung und vorrichtung hierfuer

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DE2553019A1 DE19752553019 DE2553019A DE2553019A1 DE 2553019 A1 DE2553019 A1 DE 2553019A1 DE 19752553019 DE19752553019 DE 19752553019 DE 2553019 A DE2553019 A DE 2553019A DE 2553019 A1 DE2553019 A1 DE 2553019A1
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Description

VONKREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING
Dr.-Ing. von Kreisler f 1973
Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln
Fu/Ax
5 Köln ι 24. November 1975
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
E.I. DuPont de Nemours & Company, Wilmington, Del. USA
Lichtempfindlich thermoplastisches Material, Verfahren zu seiner Verarbeitung und Vorrichtung hierfür
Die Erfindung betrifft das Aufbringen von lichtempfind-*· lichem, resistbildendem Material in Form trockener Folien, z.B. als Lötmaske, auf Isolierplatten vor. gedruckten Schaltungen und hierfür besonders gut geeignete Materialien.
Das Aufbringen von flüssigen Resistmaterialien oder Resistmaterialien in Form trockener Folien auf glatte Oberflächen ist allgemein bekannt. Ein Resist in Form einer trockenen Folie weist Vorteile gegenüber Flüssigkeiten auf, weil die feste Folie Löcher überspannt und leicht gefärbt werden kann. Wenn jedoch ein Resistmaterial in Form einer trockenen Folie (z.B. ein Material mit einer festen photoresistbildenden Schicht) auf.eine Oberfläche mit erhöhten oder erhabenen Bereichen, z.B. Isolierplatten von gedruckten Schaltungen mit erhabener Leitungsanordnung, aufgebracht werden soll, schmiegt sich bei den einfachen Laminierverfahren das Resist im allgemeinen schlecht an die erhabenen Bereiche an, wodurch Luftblasen eingeschlossen werden. .-'f'
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Telefon: (0221) 234541 -4 ■ Telex: 8882307 dopo d · Telegramm: Dompatent Köln "^ ORIGINAL
Eine Lötmaske ist einResisttyp, der verwendet wird, um Lötmittel auf Leitungsbereiche auf der Isolierplatte zu beschränken und eine Überbrückung zwischen Leitern während der Arbeitsgänge des Verzinnens und während des Lötens der Schaltelemente zu verhindern.
Die Erfindung stellt einen Fortschritt in der Technik
des Aufbringend von trockenen, festen Photoresistfolien i
auf Oberflächen mit erhabenen Bereichen, insbesondere i
für die Verwendung als Lötmasken dar, wodurch die Ein- I
Schließung von Luft um die erhabenen Bereiche vermieden ι
wird. ;
Die Erfindung ist insofern besonders vorteilhaft, als.sie die Probleme bei der Verwendung von Lötmasken ausschaltet. Eine Lötmaske wird üblicherweise als härtbare Druckfarbe i durch Siebdruckverfahren aufgebracht. Das Bedrucken im : Siebdruckverfahren über erhabene Leitungsanordnungen auf einer Isolierplatte für gedruckte Schaltungen wirft je- | doch mehrere Probleme auf, besonders wenn die Leitungs- i dichte hoch und die Isolierplatte groß ist. Die härtbare ! Druckfarbe muß fließen. Wenn sie jedoch zu stark fließt, j findet "Überdecken" ("shadowing") oder Fließen der Farbe ; in Löcher und in Bereiche statt, die offenbleiben sollen. Ferner können mangelnde Deckungsgleichheit oder Pass— ι differenzen zur Folge haben, daß ein Leiter neben einem Wulst offen bleibt, wodurch anschließend das Lötmittel beim Verzinnen oder beim Löten der Schaltelemente elemente überbrückt wird.
Diese Probleme der Siebdrucktechnik können durch Verwen— j
ι dung von trockenen, lichtempfindlichen Resistfolien ähnlich den in den US-PSen 3 469 982 und 3 526 504 und in der FR-PS 7 211 658 beschriebenen als Lötmaske unter,. Anwendung des in der US-PS 3 469 982 oder unter Verwendung einer Vorrichtung ähnlich der in den US-PSen 3 404 057 und 3 547 730 beschriebenen ausgeschaltet werden. Ein weiterer Vorteil des Auflaminierens von licht-
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empfindlichen trockenen Folien als Lötmaske gegenüber i
der Siebdrucktechnik ist die verkürzte Zeit, und die i
Leichtigkeit der Herstellung der maskierten gedruckten
Schaltungen, da längere Härtezeiten bei erhöhten Temperaturen vermieden werden. Der größte'Nachteil des Auflaminierens von trockenen Folien ist die Unfähigkeit der
Folie, sich eng um alle erhabenen Leitungsanordnungen j und Schaltelemente zu legen und sich diesen eng anzu- j schmiegen. Insbesondere schmiegen sich trockene Folien, j die bei erhöhten Temperaturen auflaminiert werden,
schlecht an erh.abene Leitungsanordnungen und Schaltele- ; mente an, die senkrecht zur Laminierrichtung verlaufen, j wodurch Luft zwischen Isolierplatte und Maske einge- I schlossen wird. Diese eingeschlossene Luft hat zur Folge,, daß die Maske schlecht an der Isolierplatte haftet, wäh- ' rend des Verzinnens und Lötens Blasen bildet und die
scharfe Abgrenzung der Leitungsanordnung verloren geht,
wenn die Schaltung selbst aus einem niedrigschmelzenden
i Leiter, z.B. einem Lötmittel, besteht.
Ähnliche Probleme hinsichtlich des innigen Anschmiegens |
ergeben sich, wenn eine trockene lichtempfindliche !
Resistfolie als Goldlaschenresist verwendet wird. Ein '
Goldlaschen-Resistmaterial wird während der Herstellung i von gedruckten Schaltungen verwendet, um den Bereich der
Anschlußlaschen der Isolierplatte so zu isolieren, daß !
die freiliegenden Anschlußkontaktelemente der Isolier- ■
platte mit Gold plattiert werden können. Die Anschluß- j
lasche mit den darauf befindlichen goldplattierten Kon- [ taktelementen bildet dann die elektrische Verbindung
für die fertige gedruckte Schaltung mit den
darauf befindlichen angelöteten Schaltelementen. Ein
Goldlaschenresist wird zur Zeit von Hand als Spezialklebstreifen auf alle Bereiche einer gedruckten Schaltung' mit Ausnahme der Bereiche der Anschlußlaschen aufgebracht. Diese Maßnahme erfordert äußerste Sorgfalt, und das j
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Laschenmaterial muß zwangsläufig den Atz- und Galvani- ι sierbädern widerstehen. Resistbildende Schichten für i diese Zwecke können gemäß der Erfindung mit Leichtigkeit
aufgebracht werden. Die Erfindung ermöglicht somit die ■ Verwendung von Resists in Form von trockenen Folien für
diese Zwecke, ohne daß Luftblasen eingeschlossen werden·
i Gegenstand der Erfindung ist ein lichtempfindliches j Material in Form einer lichtempfindlichen thermoplasti- j sehen Schicht, die an einer Seite mit einer Vielzahl von ' Rillen einer Tiefe von wenigstens 12,7 u versehen ist,
während die andere Seite mit geringer bis mäßiger Haft- |
festigkeit mit einer dünnen, flexiblen polymeren Träger- | folie verklebt ist. i
Die Erfindung umfaßt ferner das Aufbringen einer solchen
Schicht auf eine Oberfläche mit erhöhten oder erhabenen ; Stellen nach einem Verfahren, bei dem man auf die Oberfläche die mit Rillen oder Kanälen versehene Seite der ! Schicht unter Druck aufbringt, der allmählich auf die
Folie in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den j Rillen in der Oberfläche der Schicht ausgeübt wird, ; wodurch die Schicht in innige Berührung mit der die erhabenen Stellen aufweisenden Oberfläche gepreßt wird. Gemäß einem weiteren Merkmal werden die Rillen oder Kanäle
in der lichtempfindlichen thermoplastischen Folie unmittelbar vor ihrer Laminierung auf die Oberfläche gebildet, so daß übliche Photoresistfolien ohne Rillen bei
dem Verfahren verwendet werden können. !
i Ein Verfahren zur Erzeugung von Polymerbildern auf einer
Oberfläche mit erhabenen Stellen umfaßt außer dem Aufbringen der Schicht in der oben beschriebenen Weise die
in beliebiger Reihenfolge vorgenommenen. Schritte des
bildmäßigen Belichtens der thermoplastischen lichtempfindlichen Schicht mit aktinischer Strahlung und des
Abstreifens der Trägerfolie von der bildtragenden Schicht] mit anschließendem Modifizieren der bildtragenden Schicht.!
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ι Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Bildung und J
Aufbringung einer solchen Schicht auf eine Oberfläche j
mit erhabenen Stellen ist durch Bauteile, die die Rillen' in der Oberfläche der Schicht bilden,und Bauteile, die , die mit Rillen versehene Oberfläche der Schicht auf die Oberfläche aufbringen, gekennzeichnet, wobei Druck allmählich längs der Trägerfolie in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Rillen in der Oberfläche der Schicht zur Einwirkung gebracht wird. ·
Eine Vorrichtung, die besonders vorteilhaft zur Her- * stellung von mit einem Photoresist beschichteten Mate- , rialien ist, in denen eine lichtempfindliche Schicht ί mit einem Formkörper, dessen Oberfläche erhabene Stellen oder Ungleichmäßigkeiten oder Unterbrechungen aufweist, ; verklebt ist, und die unter Verwendung eines lichtempfindlichen Materials erhalten werden, das eine lichtempfindliche, thermoplastische Schicht zwischen einem Träger und einer Schutz- und Deckschicht aufweist, weist die
i folgenden Elemente auf: :
a) Bauteile zur Zuführung des lichtempfindlichen Mate- ;
rials zu einer rillenbildenden Vorrichtung,
b) eine Aufwickelvorrichtung zur Entfernung der Deck- ; schicht vom lichtempfindlichen Material während dessen Zuführung, I'
c) ein rillenbildendes Bauteil, das eine Vielzahl von '
ι Rillen in der von der Deckschicht befreiten licht- !
empfindlichen Schicht in Laufrichtung erzeugt, und [
d) Druckrollen zum Aufbringen des mit Rillen versehenen, von der Deckschicht befreiten lichtempfindlichen Materials auf die erhabene Stellen aufweisende Oberfläche des Formkörpers, während das mit Rillen versehene, von der Deckschicht befreite Material und der Formkörper im wesentlichen in Richtung der darin vor—
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handenen Rillen oder Kanäle durch die Druckrollen ge- j zogen werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Apparatur eignet sich , als Bauteil zur Bildung von Rillen jede beliebige Vor- i richtung, die eine Vielzahl von tiefen Rillen mit engem I Abstand in der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht j in der Richtung, in der die Schicht zugeführt wird, ι bildet. Bevorzugt als Vorrichtung zur Rillenbildung wird; eine freibewegliche erhitzte Walze, auf der mit engem Abstand V-förmige Rillen um den Umfang verlaufen, z.B. : eine beheizte Gewindewalze, auf der eine V-förmige Rille spiralförmig über die gesamte Länge der Walze verläuft. In diesem Fall wird die lichtempfindliche Schicht über ] die Gewindewalze geführt und durch Spannung, die durch j den Antrieb auf den Träger ausgeübt wird, in die Rillen gepreßt. " ■
Die Rillen können gerade, schlierenförmig, gekrümmt oder I sinusförmig oder unregelmäßig oder etwas unterbrochen sein, d.h.:Abstände zwischen kleinen Bereichen wie Punk- ! ten, Quadraten, Rauten usw. aufweisen. Der Querschnitt | der Rillen kann unterschiedlich, z.B. gekrümmt, U-förmig,■ V-förmig usw., seih. Die Rillen können sich auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht so schneiden, daß sie Gitter, Netze oder Kreuzmuster bilden. Die Rillen müssen jedoch eine Vielzahl von tiefen Kanälen über die Länge der lichtempfindlichen Schicht in der allgemeinen Richtung, in der die Laminierung stattfindet, bilden. Zwar sind Rillen.und Kanäle mit geringeren Tiefen in bestimmten Fällen geeignet, jedoch sollten die Rillen und Kanäle im allgemeinen wenigstens halb so tief sein wie die Dicke der lichtempfindlichen Schicht und/oder die Höhe der erhabenen Bereiche auf der Oberfläche. Um brauchbar zu sein, müssen die Rillen und Kanäle einen engen Abstand aufweisen, wobei die untere Grenze von der Dicke der Schicht, von der Tiefe der Rille und von der
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Höhe, Breite, dem Abstand und der Richtung der während des Laminierens zu umhüllenden erhabenen Bereiche auf der Oberfläche abhängt.
In der Apparatur können ferner beliebige Bauteile verwendet werden, die die Formteile mit ungleichmäßiger Oberfläche zuführen und, falls erforderlich, erhitzen. Bevorzugt als Vorrichtung zur Zuführung und zum Erhitzen der Formkörper wird ein angetriebenes Band, das durch einen Ofen läuft, wobei ein Ende des angetriebenen Bandes an die erhitzten Formkörper angrenzt und sie der Druckrolle zuführt und das Band durch den Antrieb betätigt wird.
Die Apparatur kann ferner eine zweite Baugruppe aus den Bauteilen (a), (b) und (c) aufweisen, die so angeordnet sind, daß auf die Rückseite des Formkörpers eine zweite gerillte, von der Deckschicht befreite lichtempfindliche Schicht zur gleichen Zeit, zu der auf die Vorderseite des Formkörpers eine gerillte, von der Deckschicht befreite Schicht in der oben beschriebenen Weise laminiert wird, aufgebracht wird. Die Apparatur kann somit j verwendet werden, um gleichzeitig Photoresistschichten j 'auf beide Seiten einer erhitzten gedruckten Schaltung, die erhabene Elemente auf beiden Seiten aufweist, zu laminieren.
Die vorstehend beschriebene Apparatur kann gesondert verwendet werden oder ein Teil einer integrierten automatischen Maschine sein, wie sie in der US-PS 3 547 730 beschrieben ist.
Der Photoresist-bildende Typ der lichtempfindlichen Schicht, üblicherweise als "Trockenfilmresist" bezeichnet, ist eine Schicht eines lichtempfindlichen Materials,; aus der ein Resistbild nach bildmäßiger Belichtung durch äktinische Strahlung durch Entfernen von Bereichen der Schicht erzeugt werden kann. Im Falle eines negativ
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arbeitenden Materials werden die unbelichteten Bereiche entfernt, während die belichteten Bereiche als Resistbild zurückbleiben. Im Falle von positiv arbeitenden Materialien bilden die unbelichteten Bereiche das Resistbild.
Durch die Erfindung wird ein wirtschaftliches Verfahren verfügbar, das es ermöglicht, diese Schichten auf Oberflächen mit erhabenen Bereichen, z.B. gedruckte Schaltungen für die elektronische Industrie, aufzubringen, ohne daß Luftblasen zwischen der Schicht und der Oberfläche eingeschlossen werden.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.
Fig.l zeigt ein Fließschema, das die Funktion der verschiedenen Teile der Maschine gemäß der Erfindung veranschaulicht.
i Fig.2 ist ein Querschnitt durch ein mit Rillen versehenes lichtempfindliches Material.
Fig.3 ist ein Querschnitt durch eine lichtempfindliche Schicht, die auf eine .gedruckte Schaltung mit erhabenen Leitungen aufgebracht ist.
Fig.i|. bis Fig.6 sind Querschnittsansichten von Apparaturen gemäß der Erfindung.
Fig.7 zeigt eine. Reihe von brauchbaren Mustern von mit Rillen versehenen Walzen.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Bildung eines Photoresists, z.B. einer Lötmaske oder eines GoIdlaschenresists, auf einer Oberfläche mit erhabenen Bereichen oder Diskontinuitäten, z.B. auf der Oberfläche von gedruckten Schaltungen, auf die erhabene metallische Schaltelemente, z.B. Leitungen, aufgebracht sind. Die
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erhabenen Stellen oder Diskontinuitäten auf der Oberfläche haben im allgemeinen einen geradlinigen Querschnitt und winkelförmige Kanten mit einem winkeligen ! Übergang zwischen der Oberfläche und den Seitenwänden
der darauf befindlichen erhabenen Stellen. Bei dem bevorzugten Verfahren gemäß der Erfindung zur Bildung eines
Photoresists auf einer gedruckten Schaltung aus einem
lichtempfindlichen Material mit einer thermoplastischen, ! festen lichtempfindlichen Schicht, z.B. einer photopoly-
merisierbaren Schicht, die zwischen einem entfernbaren | Träger und einer Schutz- und Deckschicht angeordnet ist, .
wird die Deckschicht von oer lichtempfindlichen Schicht i
! entfernt und die lichtempfindliche Schicht so gerillt, [ daß eine Vielzahl von Rillen oder Kanälen (z.B. etwa : 8 bis 80 pro cm) mit einer Tiefe entsteht, die der Höhe j der .erhabenen Elemente der Schaltung entspricht und beispielsweise etwa 13 u bis 250 u beträgt. Bei einer bevorzugten Methode zur Bildung der Rillen in der lichtem— ' pfindlichen Schicht wird diese über einen erhitzten, frei, beweglichen, mit Gewinde versehenen runden Stab oder eine Walze mit etwa 40 Rillen/cm, die eine Tiefe von etwa j 0,15 mm haben, gezogen. Die mit dem Träger verklebte, j mit Rillen versehene lichtempfindliche Schicht wird auf I die Oberfläche der gedruckten Schaltung laminiert, indem
die Oberfläche der gedruckten Schaltung auf ungefähr die
Erweichungstemperatur der lichtempfindlichen Schicht .
oder darüber erhitzt, die mit Rillen versehene Schicht
auf die Oberfläche der heißen gedruckten Schaltung gelegt und die gedruckte Schaltung mit der darauf aufgebrachten, mit Rillen versehenen Schicht zwischen zwei
elastischen Druckrollen im wesentlichen in der Richtung
der vorher gebildeten Rillen geführt wird. Der durch die
Druckrollen zur Einwirkung gebrachte Druck muß genügen,
um die gerillte Schicht zu einer geschlossenen Schicht
zu pressen, die sich den erhabenen Elementen der gedruck-
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ten Schaltung hauteng anschmiegt. Die Größe des zur Einwirkung gebrachten Drucks hängt natürlich von der Art der lichtempfindlichen Schicht und von der beim Laminieren angewandten Temperatur ab.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird eine lichtempfindliche, thermoplastische Schicht in innige Berührung mit einer Oberfläche, die erhabene Stellen und Bereiche aufweist, mit hur geringer oder ohne Einschließung von Luftblasen gepreßt. Während dieses Pressens in inniger I Berührung "mit der Oberfläche entweicht die Luft zwischen' der Schicht und der Oberfläche durch die Rillen in der [
Oberfläche der Schicht, und die Schicht wird um die i
erhabenen Stellen der Oberfläche, die von ihr eng um- ! schlossen werden, deformiert. Vorzugsweise wird die
Schicht auf die Oberfläche bei der Klebtemperatur der j
Schicht oder einer über dieser Temperatur liegenden Tem- ; peratur laminiert, so daß die Deformierung der Schicht j durch die erhabenen Stellen erleichtert und eine feste | Verbindung zwischen der Schicht und der Oberfläche ausgebildet wird.
Das laminierte Material besteht aus der gedruckten ' Schaltung, einer damit fest verbundenen geschlossenen j lichtempfindlichen Schicht und einem an der anderen Seite; der Schicht mit geringer bis mäßiger Festigkeit haftenden entfernbaren Träger, der vorzugsweise für aktinische Strahlung durchlässig ist. Die Photoresistschicht wird bildmäßig mit aktinischer Strahlung belichtet, indem ein kontrastreiches Transparentbild auf den transparenten Träger deckungsgleich mit dem Schaltungsbild der gedruckten Schaltung gelegt und das Material in üblicher Weise mit aktinischer Strahlung belichtet wird. In gewissen Fällen, beispielsweise wenn der Träger für aktinische Strahlung nicht durchlässig ist oder wenn, besonders hohe Auflösung erforderlich ist, kann der Träger zuerst entfernt und die transparente Bildvorlage un-
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mittelbar auf die lichtempfindliche Schicht gelegt werden,
bevor mit aktinischer Strahlung belichtet wird.
Das polymere Bild im belichteten Material, das die gedruckte Schaltung enthält, kann modifiziert und in verschiedener Weise verwendet werden. .Nach der Entfernung des Trägers können die löslicheren Teile der bildmäßig belichteten Schicht mit einem geeigneten Lösungsmittel herausgewaschen werden, wobei ein polymeres Resistbild auf der Oberfläche der gedruckten Schaltung gebildet wird. Ebenso können in gewissen Fällen belichtete oder , unbelichtete Teile der bildtragenden Schicht zusammen i mit dem transparenten Träger entfernt werden, wenn der ' Träger abgestreift wird.In den vorstehenden Fällen kann,wax die das polymere Bild tragende Schicht durch bildmäßig^ Entfernung von Bereichen der Schicht modifiziert werden ' kann, das verbleibende polymere Bild entweder als Lot- ; maske oder als Goldlaschenresist oder einfach als dekorative oder schützende Umhüllung verwendet werden. Die belichtete bildtragende Schicht kann auch durch Tonen und Plattieren modifiziert werden, wenn die Oberfläche der bildtragenden Schicht aus klebrigen Bildbereichen besteht oder wenn die Bildbereiche beispielsweise durch Erhitzen klebrig gemacht werden können. Nach der Entfernung der Trägerfolie von der belichteten Schicht können somit die klebrigen Bildbereiche getont werden, indem Farbstoffe, Pigmente, magnetische Teilchen, Metallteil— chen, katalytische Teilchen usw. aufgestäubt oder unter i Druck aufgebracht werden. Bei Verwendung von Metallteilchen oder katalytischen Teilchen zum Tonen der belichteten Schicht kann das Bild durch übliche elektrolytische oder stromlose. Abscheidung von Metall in den getonten Bereichen weiter modifiziert werden. Durch Wiederholen des Verfahrens gemäß der Erfindung können somit Mehrfachschaltungen auf einer einzigen Isolierplatte aufgebaut werden. Ebenso kann durch Tonen mit einfachen Farbstoffen
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und 'Wiederholen des in der US-PS 3 649 268 beschriebenen Verfahrens eine gedruckte Schaltung in einer dekorativen Schutzhülle eingeschlossen werden.
Die lichtempfindliche Schicht kann in verschiedener ι Weise mit Rillen versehen werden. Sie kann in der oben beschriebenen Weise über eine runde, erhitzte, mit Rillen versehene Rolle gezogen oder mit einer in der gleichen | Weise gemusterten Druckwalze geprägt werden. Ebenso kann' die lichtempfindliche Schicht über die Zähne eines fest-! stehenden gezahnten Stabes gezogen werden. Eine licht- j empfindliche Schicht kann aus einer Düse unter solchen . Bedingungen, daß eine gemusterte Oberfläche gebildet |
wird, extrudiert werden. Insbesondere könnte eine Strang-^- preßdüse mit einer Vielzahl von Zähnen versehen werden, J um die gerillte Schicht zu bilden. Die Schicht kann ' unmittelbar vor dem Laminierprozess gerillt werden, oder· das lichtempfindliche Material kann nach der Erzeugung j
ι der Rillen in der lichtempfindlichen Schicht in Rollen I oder flachliegender Form bis zum Gebrauch zu einem späteren Zeitpunkt gelagert werden. Damit ein solches gelagertes Material brauchbar ist, ist im allgemeinen eine verhältnismäßig harte oder elastische lichtempfindliche Masse erforderlich. Eine mit Rillen versehene Schicht kann hergestellt werden, indem eine lichtempfindliche Masse auf ein mit Rillen versehenes oder gemustertes Deckblatt geschichtet und die Trägerfolie auf die glatte Rückseite der lichtempfindlichen Schicht laminiert wird, wobei ein -lichtempfindliches Material erhalten wird. Um ein solches lichtempfindliches Material beim Verfahren gemäß der Erfindung zu verwenden, braucht lediglich das gerillte Deckblatt abgestreift zu werden, wobei die mit Rillen versehene lichtempfindliche Schicht für den Gebrauchfreigelegt wird. Eine gleiche Schicht kann auch durch Extrudieren oder Laminieren einer lichtempfindlichen Schicht zwischen einer glatten Trägerfolie und
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einer gerillten oder gemusterten Deckfolie hergestellt i werden. Eine mit Rillen versehene Schicht auf einer : Trägerfolie kann auch photographisch hergestellt werden,' indem ein aus einem Deckblatt, einer lichtempfindlichen , Schicht und einer Trägerfolie bestehendes Material durch das Deckblatt und ein Gitter oder gemustertes Transparent vorbelichtet wird. Zum Gebrauch eines solchen :
Materials wird das Deckblatt mit den lichtgehärteten Teilen der vorbelichteten Schicht von der übrigen licht-; empfindlichen Schicht abgestreift, worauf die Schicht , in der beschriebenen Weise verwendet wird. .
Die Maschine und das Verfahren gemäß der Erfindung ; können mit zahlreichen Arten von lichtempfindlichen \
Bahnen und/oder Schichten einschließlich photopolyme- j risierbarer Bahnen oder Schichten, die additionspolymerisierbar sind, und photovernetzbarer Bahnen oder Schichten verwendet werden. Zahlreiche spezielle Beispiele solcher lichthärtbarer Schicht werden in den folgenden Patentschriften genannt: US-PSen 3 469 982 und 3 526 504, FR-PS 7 211 658 und US-PS 3 622 334.
Die unbelichteten Bereiche bleiben in diesen besonderen Fällen löslich und werden durch die Entwicklung entfernt Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung sind jedoch auch für positiv arbeitende Filme, z.B. die fotolöslichen Massen,die in der US-Patanmdlg.833 756 vom 16.6.1969 beschrieben werden, und die fotodesensibilisierbaren Massen, die in der US-PS 3 778 270 beschrieben \ werden, anwendbar. In beiden Fällen werden die belichteten Bereiche entfernt, wobei ein Bild auf dem Film zurück— | bleibt. In jedem Fall muß der Film die grundsätzliche j Voraussetzung erfüllen, daß die bildmäßige Belichtung des Films entweder direkt lösliche und unlösliche Bereiche oder Bereiche, die löslich und unlöslich gemacht werden können, ergibt, worauf durch weitere maschinelle Verarbeitung die löslichen Bereiche entfernt werden und ein
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EiId auf dem Film zurückbleibt.
Bei der Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform | der Erfindung wird ein Material, das eine photopolyme- ' risierbare Schicht enthält, auf der ein Bild erzeugt ' werden kann, wie folgt hergestellt: Eine Schicht einer \ photopolymerisierbaren Masse wird auf eine geeignete j Trägerfolie aufgebracht. Nach dem Trocknen der photo- ■ polymerisierbaren Schicht wird auf ihre Oberfläche eine j entfernbare Abdeckfolie laminiert. Die photopolymerisierbare Masse wird in einer solchen Menge aufgetragen, daß ■ eine trockene Schicht einer Dicke von etwa 8 u bis 250 ja oder mehr erhalten wird. Eine geeignete Trägerfolie, die vorzugsweise in hohem Maße bei Temperaturänderungen maß- j haltig ist, kann aus den verschiedensten Arten von Folien, die aus Hochpolymeren, z.B. Polyamiden, Polyolefinen, Polyestern, Vinylpolymerisaten und Celluloseestern bestehen und eine Dicke von 6 u bis 200 u oder mehr haben, ausgewählt werden. Wenn die Belichtung vor der Entfernung der Trägerfolie vorgenommen werden soll, muß sie natürlich einen wesentlichen Anteil der auf sie einfal-
lenden aktinischen Strahlung durchlassen. Wenn die Trägerfolie vor dem Belichten entfernt wird, gelten diese Begrenzungen nicht. Besonders gut geeignet sind transparente Polyäthylenterephthalatfolien einer Dicke von etwa 25 ,u. Geeignete entfernbare Deckfolien können aus der gleichen Gruppe der vorstehend genannten Folien aus Hochpolymeren gewählt werden und eine Dicke im gleichen Bereich haben. Eine 25 u dicke Deckfolie aus Polyäthylen ist besonders gut geeignet. Die vorstehend beschriebenen Träger- und Deckfolien verleihen der photopolymerisierbaren Resistschicht guten Schutz.
Photopolymerisierbare Massen für die Herstellung des * vorstehend beschriebenen lichtempfindlichen Materials können aus den verschiedensten photopolymerisierbaren Verbindungen und geeigneten Bindemitteln für diese Ver-
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bindungen bestehen. Beispielsweise sind die photopolymerisierbaren Materialien, die in den US-PSen 2 760 863 j und 3 469 982, in der FR-PS 7 211 658 und in der US-PS ! 3 622 334 beschrieben werden, ebenso wie die neuen polymerisierbaren polymeren Ester, die in der US-PS 3 418 29ί> beschrieben werden, gut geeignet.
In den vorstehend genannten Patentschriften werden verschiedene geeignete äthylenisch ungesättigte Verbindungen, thermoplastische polymere.Bindemittel, , Additionspolymerisationsinitiatoren, die durch aktini— sches Licht aktivierbar sind, und andere Bestandteile beschrieben. Weitere äthylenisch ungesättigte Monomere werden in den US-PSen 3 060 023, 3 261 686 und 3 380 831! beschrieben. Im Falle der polymerisierbaren Polymerisate ;
ist kein Bindemittel notwendig, jedoch kann es in ge- ; ringer Menge verwendet werden. Außer Photoinitiatoren können auch andere Bestandteile, z.B. Weichmacher, thermische Inhibitoren, Farbstoffe, Füller usw., anwesend sein, wie dies allgemein bekannt ist. Wie die vorstehend genannten Patentschriften zeigen, können gewisse Bestandteile eine doppelte Aufgabe erfüllen. Beispielsweise ■ kann in den aus Monomerem und Bindemittel bestehenden Systemen das äthylenisch ungesättigte, photopolymerisierbare Monomere gleichzeitig als Weichmacher für das thermoplastische Bindemittel wirksam sein.
Verschiedene Farbstoffe können zugesetzt werden, um die Sichtbarkeit des. Resistbildes zu verbessern. Auch Pigmente können für diesen Zweck verwendet werden. Etwaige verwendete farbgebende Stoffe sollten jedoch vorzugsweise durchlässig für die angewandte aktinische Strahlung sein.
Nachstehend wird näher auf die Abbildungen eingegangen. Pig.l veranschaulicht in schematischer Form die wesentlichen Merkmale der Erfindung in ausgezogenen Linien und
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wahlweise einbezogene Merkmale von komplizierteren Ausführungsformen in gestrichelten Linien. Die Apparatur besteht im wesentlichen aus einer Materialzufuhr A, durch die das Material von einer Lieferrolle zu einer Verklebungs- oder Laminierstation B geführt wird, wo es unter Druck mit einer mit Rillen versehenen lichtempfindlichen Schicht einer im wesentlichen trockenen Bahn aus gerilltem lichtempfindlichem Material unter Bildung eines lichtempfindlichen Laminats in Berührung gebracht wird. Das Laminat wird der Laminat-Aufnahmestation C zugeführt. Die Bahn aus gerilltem lichtempfindlichem Material wird von einer Rillenbildungsvorrichtung D zugeführt, die in der lichtempfindlichen Schicht der Bahn des lichtempfindlichen Materials tiefe Rillen oder Furchen bildet, die parallel zu der Richtung verlaufen, in der die mit Rillen versehene Schicht der Laminierstation zugeführt wird. Die Bahn des lichtempfindlichen Materials wird der Rillenbildungsvorrichtung durch ein Lieferwerk E zugeführt.
Außer den vorstehend beschriebenen wesentlichen Bauteilen können andere Ausführungsformen der Apparatur wahlweise die folgenden Bauteile aufweisen: einen Vorwärmer F, durch den die Materialien und/oder die sensibilisierte gerillte Bahn geführt werden können, bevor sie in die Laminier- oder Verklebungsstation eingeführt werden; einen Erhitzer G, der mit der Rillenbildungsvorrichtung als geschlossene Einheit ausgebildet sein kann, und über oder in dem die lichtempfindliche Bahn vor oder während der Rillenbildung in der lichtempfindlichen Schicht erhitzt wird, und eine Abstreifvorrichtung H, die, wenn Materialien mit einem solchen Aufbau verwendet werden, das Schutz- und Deckblatt von der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials entfernt, bevor es von E zu G oder D geführt wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung können Platten oder ähnliche Materialien beider-
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seits laminiert werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Apparatur jeweils mit einer zusätzlichen Rillenbildungsvorrichtung D1, Bahnzuführung E1, Heizvorrichtung G' und Abstreifvorrichtung H1 für das Deckblatt versehen.
Eine spezielle Apparatur gemäß der Erfindung zum Aufbringen einer lichtempfindlichen Schicht auf die Oberfläche einer Platte mit erhabenen Bereichen, z.B. zum Aufbringen eines Photoresists auf eine gedruckte Schaltung mit erhabenen Leitungen und Schaltelementen ist in Fig.4 dargestellt. Bei dieser Apparatur werden die gedruckten Schaltungen 11 maschinell oder von Hand von einem Tisch oder einer Plattform 12 in den Spalt zwischen einem angetriebenen endlosen Band 13 und einer Leerlaufrolle 14 eingeführt, die sich senkrecht über dem Ende des Drahtnetzes 13 in Schlitzen der Bandauflagen 15, die am Maschinenständer 16 befestigt sind, frei dreht. Das endlose Drahtnetzband 13 wird durch eine nicht angetriebene Rolle 17, die an den Bandauflagen 15 unter und parallel zu der Leerlaufrolle 14 befestigt ist, und eine angetriebene Rolle 18, die an den Enden, die den Bandauflagen gegenüberliegen, befestigt ist, voll ausgezogen und getragen. Die Rolle 18 wird durch einen Kettenradantrieb so angetrieben, daß der obere Teil des Bandes, auf dem die gedruckten Schaltungen 11 liegen, zur angetriebenen Rolle läuft. Ein an den Bandauflagen 15 befestigter Hitzeschild 20 aus Blech schließt das angetriebene endlose Drahtnetzband 13 zwischen Umlenkrolle 17 und angetriebener Rolle 18 ein. Zwischen dem oberen Teil des Drahtnetzbandes 13 und parallel dazu und dem Hitzeschild 20 ist ein Wärmestrahler 21 in Form eines Glühstabes am Hitzeschild 20 befestigt. Die gedruckten Schaltungen 11 werden somit durch Strahlungswärme erhitzt, während sie durch den Vorwärmer auf dem Drahtnetzband 13 mit konstanter Geschwindigkeit in den Spalt der Laminiervorrichtung
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laufen. Die Laminiervorrichtung besteht aus zwei angetriebenen Druckrollen 22 und 23, die beide mit einem elastischen Material mit einer Shore Α-Härte von etwa belegt sind und beide durch einen Elektromotor über einen einzigen Kettenradmechanismus angetrieben v/erden. Die untere Druckrolle 22 ist in fester Lage zwischen den Maschinenständern 16 so befestigt, daß sie parallel zur angetriebenen Rolle 18 des Vorwärmteils des Förderbandes und ihre Oberseite tangential zu der Ebene verläuft, die der obere Teil des endlosen Drahtnetzbandes Ij5 bildet, das die gedruckten Schaltungen 11 trägt. Bei der in Fig.4 dargestellten Anordnung wird die untere Druckrolle 22 entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben,' wobei sie ihrerseits die angetriebene Rolle 18 über den Kettenradantrieb mit einer solchen Geschwindigkeit antreibt, daß die resultierende Vorschubgeschwindigkeit des Drahtnetzbandes ebenso hoch oder niedriger ist alsdie tangentiale Geschwindigkeit der angetriebenen unteren Druckrolle 22. Die obere angetriebene Druckrolle 23 ist über der unteren angetriebenen Druckrolle 22 und parallel zu dieser so angeordnet, daß die durch die beiden angetriebenen Druckrollen gebildete Ebene im wesentlichen senkrecht zu der Ebene verläuft, die durch den oberen Bandteil des endlosen Drahtnetzbandes 13 gebildet wird. Die obere angetriebene Druckrolle 23 ist an einer beweglichen Auflage und an einem Bewegungsmechanismus befestigt, der es ermöglicht, die obere angetriebene Druckrolle 23 höhenverstellbar so festzulegen, daß eine gewünschte Spaltbreite und/oder ein gewünschter Klemmdruck auf eine gedruckte Schaltung 11 eingestellt wird, auf die eine mit Rillen versehene lichtempfindliche Schicht 27 laminiert wird. Die obere Druckrolle 23 bei der in Fig.4 dargestellten Anordnung wird im Uhrzeigersinn mit einer tangentialen Geschwindigkeit angetrieben, die auf die tangentiale Geschwindigkeit der unteren angetriebenen
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Druckrolle 22 abgestimmt ist. Eine Rolle aus lichtempfindlichen Material 28 ist fest auf einen Dorn 29 geschoben, der über den Druckrollen 22 und 23 parallel dazu in Schlitzen der Lieferrollenhalter 30 gelagert ist, die ihrerseits an den Maschinenständern 16 befestigt sind. Der Dorn 29 ist mit einem .Kupplungsmechanismus versehen, um freies Drehen und Abwickeln der Rolle der lichtempfindlichen Bahn 28 zu hemmen. Das lichtempfindliche Material besteht in dieser Reihenfolge aus einem entfernbaren Träger 32, einer lichtempfindlichen Schicht 33 und einem abstreifbaren Deckblatt 34, wobei der entfernbare Träger 32 die äußerste Lage der Rolle des lichtempfindlichen Materials bildet. Bei 'der in Fig.4 dargestellten Anordnung wird die Rolle des lichtempfindlichen Materials in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um eine frei bewegliche Umlenkrolle 35 abgewickelt, die zwischen der oberen angetriebenen Druckrolle 23 und dem Dorn 29 parallel dazu in den Maschinenständern 16 gelagert ist. Der mit der Umlenkrolle 35 in Berührung kommende Teil des lichtempfindlichen Materials ist der entfernbare Träger 32. Zwischen der Rolle des lichtempfindlichen Materials 28 und der Umlenkrolle 35 wird das Deckblatt 34 abgestreift, um die Außenseite der Rolle des lichtempfindlichen Materials 28 gewunden und, wie in Fig.4 dargestellt, im Uhrzeigersinn auf eine Aufnahmerolle 36 gewickelt, die durch den Kontakt mit den äußeren Teilen der Rolle des lichtempfindlichen Materials 28 angetrieben wird.'Die Aufnahmerolle 36 wird über der Rolle des lichtempfindlichen Materials 28 durch Schlitzführungen in den Auflagen 30 der Lieferrolle in ihrer Lage gehalten. Nachdem die lichtempfindliche Bahn um die frei bewegliche Umlenkrolle gezogen worden ist, wird sie entgegen dem Uhrzeigersinn um eine frei bewegliche, erhitzte, mit Rillen versehene Rolle 37 so geführt, daß die 'lichtempfindliche Schicht 33 mit der gerillten Rolle in
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Berührung ist. Die lichtempfindliche Schicht wird dann im Uhrzeigersinn so um die obere angetriebene Druckrolle 23, daß der Träger 32 mit der Rolle 23 in Berührung ist, und dann durch den Walzenspalt zwischen den Druckrollen 23 und 22 geführt. Die frei bewegliche, erhitzte, gerillte Walze 37 verläuft parallel zur oberen Druckrolle 23 und ist an den Maschinenständern 16 in einer Lage befestigt, die von einer Ebene, die durch die Achse der Umlenkrolle 35 und der oberen Druckrolle 23 gebildet wird, zur Vorderseite der Maschine seitlich versetzt ist. Die Riffelwalze 37 wird durch einen Erhitzer 39 in einer ringförmigen Ausnehmung in der Welle der Riffelwalze 37 erhitzt. Die Rillen 38 der Riffelwalze 37 werden vorzugsweise gebildet, indem eine Rolle so mit einem Gewinde versehen wird, daß 100 Gänge/Zoll (etwa 40/cm) von 0,13 mm Tiefe (0,005 Zoll) vorhanden sind, jedoch sind zahlreiche Variationen der Rillenmuster möglich, wie in Fig.7 veranschaulicht. Während die lichtempfindliche Bahn durch den Spalt der Druckrollen 22 und 23 gezogen wird, wird die lichtempfindliche Schicht 33 durch den Träger 32 auf Grund der Spannung, die auf den Träger 32 durch die hemmende Wirkung des Kupplungsmechanismus auf die Drehung des Dorns 29 ausgeübt wird, über die Rillen 38 der Riffelwalze 37 gezogen und in die Rillen gepreßt. Während die gedruckte Schaltung 11 zusammen mit der mit Rillen versehenen lichtempfindlichen Bahn durch den Spalt der Druckrollen 22 und 23 läuft, wird das gerillte lichtempfindliche Material 27 zwischen dem Träger 32 und der Oberfläche der gedruckten Schaltung 11 zusammengepreßt, so daß es sich vollständig und innig der Oberfläche und um die erhabenen Elemente der Schaltung anschmiegt. Nach dem Durchlauf durch die Rollen 22 und 23 der Laminiervorrichtung läuft die laminierte gedruckte Schaltung auf einen aus parallelen Leerlaufrollen 40 bestehenden Förderer. Ein Ventilator 41 ist vorgesehen, um Dämpfe, die
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während des Erhitzens gebildet werden, zu entfernen. An der laminierten gedruckten Schaltung können dann weitere Arbeitsgänge vorgenommen werden.
Andere Vorrichtungen zur Rillenbildung sind in Fig.5 und Fig.6 dargestellt. Bei der in Fig.5 dargestellten ersten Variation ist die frei bewegliche, beheizte Riffelwalze 37 seitlich von der Leerlaufrolle 35 an der Rückseite der Maschine angeordnet. Die Riffelwalze 37 verläuft parallel zur Leerlaufrolle 35 und ist in einem beweglichen Rahmen 42 gelagert, der an den Maschinenständern 16 befestigt ist. Die lichtempfindliche Bahn wird zwischen Leerlaufrolle 35 und Riffelwalze 37 so eingeführt, daß der entfernbare Träger 32 mit der Leerlaufrolle 35 in Berührung ist. Indem die Riffelwalze 37 genügend dicht an die Leerlaufrolle 35, d.h. nicht dichter als die Dicke des entfernbaren Trägers 32 und nicht weiter als etwa die Gesamtdicke des Trägers 32 und 2/3 der Dicke der lichtempfindlichen Schicht 33 herangeführt wird, werden brauchbare Rillen in die lichtempfindliche Schicht 33 geprägt, während die lichtempfindliche Bahn durch die Laminierrollen 22 und 23 gezogen wird.
Eine zweite, in Fig.6 dargestellte Variation ist in der gleichen Weise wie die in Fig.5 dargestellte Ausführungsform ausgebildet mit dem Unterschied, daß die frei bewegliche, beheizte Riffelwalze 37 durch einen feststehenden gezahnten Stab 43 mit etwa 40 Zähnen pro cm ersetzt ist. · Weitere Variationen sind ohne weiteres denkbar. Beispielsweise kann die Leerlaufrolle 35 an Stelle der Riffelwalze 37 oder des gezahnten Stabes 43 verstellbar sein. Ferner kann die Leerlaufrolle 35 an Stelle der Riffelwalze 37 oder des gezahnten Stabes 43 oder zusätzlich dazu beheizt werden. Außer den vorstehend beschriebenen Rillenmustern sind zahlreiche andere, gleichwertige Muster möglich. Natürlich können auch die angetriebenen Druckrollen 22 und 23 beheizt sein.
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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Gedruckte Schaltungen mit einer Vielzahl von erhabenen Leitungen unterschiedlicher Dicke werden mit photopolymerisierbaren, resistbildenden Schichten unter· Verwendung der in den Abbildungen dargestellten Vorrichtung, die mit einer Riffelwalze versehen ist, laminiert. Die photopolymerisierbaren Schichten und Materialien gehören zu dem in der US-PS 3 469 982 beschriebenen Typ. Das Material besteht aus einer etwa 0,1 mm dicken photopolymerisierbaren Schicht, einer etwa 25 /U dicken, auf eine Seite der Schicht aufgebrachten flexiblen Trägerfolie aus Polyathylenterephthalat, die von der Schicht abstreifbar ist, und einer abstreifbaren Deckfolie aus Polyäthylen, die auf die andere Seite der photopolymerisierbaren Schicht aufgebracht ist, eine Dicke von etwa 25 M hat und weniger stark an der Schicht haftet als die Trägerfolie. Wie bereits erwähnt, besteht die photopolymerisierbare Schicht aus einer additionspolymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Acrylverbindung, einem makromolekularen polymeren Bindemittel und einem durch aktinische Strahlung aktivierbaren Polymerisationsinitiator. Eine Rolle des photopolymerisierbaren Materials wird auf den Dorn 29 der in Fig.4 dargestellten Apparatur ge- · schoben. Die Deckfolie wird entfernt und die lichtempfindliche Schicht über eine mit Rillen versehene Walze 37 der in Fig.7B dargestellten Art gezogen. Die gerillte Walze 37 ist auf 600C erhitzt und mit etwa 40 V-förmigem, etwa 0,13 mm tiefen Rillen pro cm versehen· Das erhaltene gerillte Material hat einen ähnlichen Querschnitt, wie ©r in Fig.2 dargestellt ist.
Gedruckte Schaltungen werden nacheinander in den Vorwär- ~— mer der Maschine eingeführt und erreichen beim Eintritt
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in den Spalt der Laminierwalzen 22 und 23 eine Temperatur von etwa 15O°C. Die gedruckten Schaltungen durchlaufen die Laminiervorrichtung mit einer Geschwindigkeit von etwa- 30,5 cm/Min, in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Rillen in der auf sie aufgebrachten Schicht. Die Trägerfolie Wird von der photopolymerisierbaren Schicht jeder laminierten gedruckten Schaltung abgestreift, und jede gedruckte Schaltung wird dann visuell geprüft. Gute Anschmiegung des Resists an die Leitungen der Schaltung, d.h. an die erhabenen Schaltelemente, wie in Fig.3, ohne Einschließung großer Luftblasen längs der Kanten der Leitungen der Schaltung wird mit.den folgenden Abmessungen der Leitungen erzielt:
Dicke der Leitungen, Abstand zwischen den Leitunaen .u Zoll χ 10-5 u zoll χ 10"3
36 1,4 295 11,6 100
61 2,4 295-2540 11,6 - 100
86 3,4 295-2540 11,6 - 100
112 4,4 295-2540 11,6 - 100
137 5,4 295-2540 11,6 -
Um das vorstehend beschriebene Laminierverfahren unter Verwendung einer gerillten photopolymerisierbaren Schicht mit bekannten Laminierverfahren unter Verwendung einer gleichmäßigen, ununterbrochenen photopolymerisierbaren Schicht zu vergleichen, wird die photopolymerisierbare Schicht nach dem Abstreifen der Deckfolie nicht in der oben beschriebenen Weise über der erhitzten Riffelwalze 37 mit Rillen versehen. Statt dessen wird die Riffelwalze umgangen und das photopolymerisierbare Material unmittelbar in den Spalt zwischen den Laminierwalzen und 23 eingeführt, so daß die gleichmäßige photopolyme-.risierbare Schicht unmittelbar mit den Oberflächen der erhitzten gedruckten Schaltung, die die gleichen Ab-
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messungen der Leitungen aufweist, die. oben angegeben _ sind, in Berührung kommt und damit laminiert wird. Die Trägerfolie wird dann von der Schicht, die an der gedruckten Schaltung haften bleibt, abgestreift. Bei der Untersuchung der Verbindung zwischen der Schicht und der gedruckten Schaltung sind große Luftblasen um die Kanten der Leitungen der gedruckten Schaltungen, die die oben genannten Abmessungen haben, sichtbar.
Beispiel 2
Dieses Beispiel veranschaulicht das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung zum Aufbringen von geschmolzenem . Metall auf eine Oberfläche mit erhabenen Bereichen. Ge-. druckte Schaltungen mit einer Vielzahl von erhabenen Leitungen werden mit lichtempfindlichen Materialien laminiert, die aus einer lichtempfindlichen, thermoplastischen Schicht mit einer auf eine Seite aufgebrachten, abstreifbaren Trägerfolie aus Polyethylenterephthalat bestehen. Die lichtempfindliche thermoplastische Schicht gehört zu dem Typ, der ein Photoresist bildet und aus einer in Beispiel 1 beschriebenen photopolymerisierbaren Masse besteht, die im wesentlichen frei von Bestandteilen ist, die in der polymerisieren Schicht bei den Temperaturen, die beim Aufbringen von geschmolzenem Metall erreicht werden, verflüchtigt würden. In jedem Fall wird die Photoresist-bildende Schicht mit einem daran haftenden, abstreifbaren Träger auf eine gedruckte Schaltung, die aus einer Isolierplatte aus mit Epoxyharz imprägnierten Glasfasern und Leitungen aus Kupfer besteht, nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung aufgebracht. Die laminierte Platte wir.d dann aus der Laminiervorrichtung entfernt und auf Raumtemperatur gekühlt. Die mit der Trägerfolie verklebte Seite der Photoresist-bildenden Schicht wird dann bildmäßig mit UV-Licht durch die Trägerfolie belichtet, worauf die Trägerfolie entfernt wird. Es ist auch möglich, die Träger-
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folie vor der Belichtung zu entfernen. Die unbelichteten Bereiche werden dann durch Herauswaschen mit einem Lösungsmittel entfernt, das nur die unbelichteten, nicht polymerisierten Bereiche und nicht die belichteten, polymerisierten Bereiche entfernt. Schaltelemente werden so auf die Isolierplatte gebracht, daß ihre Anschlußleitungen über die entsprechenden Leitungen in den Bereichen, aus denen die Bereiche des Resists entfernt worden sind, gebogen sind.
Die Seite der Isolierplatte, auf die die Leitungen aufgebracht worden sind, wird dann mit Flußmittel bedeckt und mit 1,07 m/Min, mit einer handelsüblichen Wellenlötmaschine mit einer Vorheizstation bei 66 bis 29O°C wellengelötet. Das Lötmittel ist ein eutektisches Gemisch von 63% Zinn und 37% Blei. Das Lötmittelgefäß enthält außerdem etwa 1 bis 5% Öl, das eine Temperatur von 232 bis 26O°C hat. Nach dem Auftrag des Lötmittels wird die Platte gekühlt und in einem Lösungsmittel, z.B. 1,1,1-Trichloräthan, gereinigt. Das Photoresist kann nun durch Bürsten mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden oder auf der Schaltung belassen werden. In dieser Weise können Lötverbindungen an gewünschten Stellen der Isolierplatte hergestellt werden, während die anderen Bereiche durch das Photoresist geschützt bleiben.
Beispiel 3
Eine Isolierplatte einer gedruckten Schaltung wird mit einer photopolymerisierbaren Schicht auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise laminiert, wobei jedoch die Riffelwalze etwa 16 V-förmige Rillen/cm (40/Zoll) einer Tiefe von etwa 0,15 mm aufweist. Die photopolymerisierbare Schicht wird bildmäßig durch ein Transparent einer zugehörigen gedruckten Schaltung belichtet. Die Trägerfolie wird dann abgestreift, worauf die unbelichteten Bereiche mit Kupferpulver beispielsweise auf die in Bei-
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spiel III der US-PS 3 060 024 beschriebene Weise getont oder bestäubt werden, wodurch das Pulver in die unbelichteten Bereiche der Schicht eingebettet wird, worauf mit aktinischer Strahlung nachbelichtet wird. Das Kupferbild wird dann stromlos mit Kupfer plattiert, indem die Platte 14 Stunden in ein übliches stromloses Plattierbad getaucht wird. Die zweischichtige Platte mit der gedruckten Schaltung wird dann mit einer zweiten photopolymerisierbaren Schicht laminiert und bildmäßig belichtet, worauf die unbelichteten Bereiche auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise entfernt werden. Schaltelemente werden dann auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise der Platte zugefügt und angelötet. Durch Wiederholen des Laminierens, Belichtens, Tonens und Plattierens kann eine mehrschichtige gedruckte Schaltung mit Sandwichstruktur hergestellt werden.
Beispiel 4
Dieses Beispiel veranschaulicht die Anwendung· des Laminierverfahrens gemäß der Erfindung für die Herstellung von Goldlaschenresists. Gedruckte Schaltungen, deren Anschlußlaschenbereiche mit goldplattierten elektrischen Kontaktelementen versehen sind, werden wie folgt hergestellt: Elektrische Schaltungen mit Leitungen und Schaltelementen aus Kupfer, die mit Zinn-Blei-Lötmittel plattiert sind, werden mit einer mit Rillen versehenen photopolymerisierbaren Schicht auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise laminiert, wobei jedoch die Riffelwalze etwa 16 V-förmige, etwa 0,15 mm tiefe Rillen pro cm aufweist und die photopolymerisierbare Schicht die in Beispiel 1 der US-PS 3 469 982 genannte Zusammensetzung hat. Die mit der Trägerfolie verklebte Seite der resistbildenden Schicht wird dann durch ein Transparent,das die Anschlußlaschenbereiche abdeckt, mit UV-Licht belichtet. Das unbelichtete photopolymerisierbare Material in den Laschenbereichen
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wird durch Herauswaschen mit einem Lösungsmittel wie in Beispiel 2 entfernt. Das Lötmittel wird dann von den Laschenbereichen durch Eintauchen der gedruckten Schaltungen in ein übliches Lötmittelätzbad entfernt. Die gedruckten Schaltungen werden gewaschen", worauf die freigelegten Kupferelemente in üblicher Weise zuerst mit Nickel und dann mit Gold galvanisiert werden. Das Resist wird dann von den gedruckten Schaltungen wie in Beispiel 2 abgestreift, wobei gedruckte Schaltungen mit lötmittelplattierten Kupferelementen mit goldplattierten Kontaktelementen auf der Anschlußlasche erhalten werden. Die gedruckten Schaltungen werden dann auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise mit einer Lötmaske laminiert und verarbeitet, wobei eine fertige gedruckte Schaltung mit angelöteten elektrischen Schaltelementen erhalten wird.
Beispiel 5
Gedruckte Schaltungen werden mit gerillten photopolymerisierbaren Schichten auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise laminiert, wobei jedoch die Rillen auf die in Beispiel 5 dargestellte und oben beschriebene Weise unter Verwendung einer erhitzten Prägerolle mit einem gleichmäßigen Muster aus rautenförmigen Vertiefungen der in Fig.7A dargestellten Art in die Schicht geprägt werden. Die Prägerolle ist aus einer glatten Messingrolle durch übliches Tiefdruckätzen hergestellt worden und weist etwa 16 Vertiefungen/cm von etwa 0,15 mm Tiefe auf. Die geprägte photopqlymerisierbare Schicht 27 hat eine entsprechende geriefte Oberfläche mit einem Rautenmuster mit Vertiefungen, die im wesentlichen parallel zur Richtung der gedruckten Schaltungen verlaufen, während diese durch die Druckrollen geführt werden, und aus denen die Luft während des Laminierens entweichen kann. Gute Anschmiegung der Resistschicht an.die Leitungen der Schaltung ohne Einschließung großer Luftblasen wird mit gedruckten Schaltungen erzielt, deren Leitungen die in Beispiel 1
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genannten Abmessungen haben.
Beispiel 6
Ein gerilltes photopolymerisierbares Material wird wie folgt hergestellt: Eine photopolymerisierbare Masse des in Beispiel IV der US-PS 3 469 982 beschriebenen Typs wird auf eine etwa 25 u dicke, flexible Polyäthylenterephthalatfolie geschichtet. Die lichtempfindliche Schicht wird dann nach einem Verfahren ähnlich dem in Beispiel 1 beschriebenen mit Rillen versehen,und die gerillte Oberfläche wird mit einer etwa 25 η dicken Deckfolie aus Polyäthylen bedeckt. Das gerillte lichtempfindliche Material wird in Stücke geschnitten und bis zum Gebrauch gelagert. Gedruckte Schaltungen werden mit den lichtempfindlichen Schichten laminiert, indem zuerst die Deckfolie entfernt, die gerillte lichtempfindliche Oberfläche der Schicht auf die mit der Schaltung versehene Seite der Isolierplatte gelegt und das ganze durch erhitzte Walzen einer üblichen, mit erhitzten Walzen arbeitenden Laminiervorrichtung des in der US-PS 3 404 beschriebenen Typs geführt wird. Es wird darauf geachtet, daß die- beiden Schichten in Richtung der Rillen in der gerillten Oberfläche durch die Laminiervorrichtung geführt werden. Die Untersuchung der gedruckten Schaltung ergibt., daß sie frei von eingeschlossenen Luftblasen um die Leitungen der Schaltung ist.
Beispiel 7
Eine etwa 0,25 mm dicke Polyäthylenterephthalatfolie wird mit einer erhitzten aufgerauhten Rolle so geprägt, daß auf der Folie ein Muster aus unregelmäßig geformten Vertiefungen ähnlich den in Fig.7C dargestellten mit etwa 12 Vertiefungen pro cm mit einer Tiefe von etwa 0,13 mm gebildet wird. Die gemusterte Oberfläche wird mit einer photovernetzbaren Masse des in Beispiel 1 der US-PS 3 526 504 beschriebenen Typs beschichtet. Nach dem Trock-
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nen wird die gebildete glatte photovernetzbare Oberfläche mit einer etwa 25 u dicken Polyäthylenterephthalatfolie laminiert. Eine Rolle des photovernetzbaren Materials wird auf den Dorn 29 der in Fig.4 dargestellten Apparatur geschoben.
Die Deckfolie aus Polyäthylen wird in der oben beschriebenen Weise entfernt, wobei eine aufgerauhte ph.otove.rnetzbare Oberfläche mit Vertiefungen und Rillen freigelegt wird. Die Riffelwalze wird umgangen und das mit Vertiefungen versehene photovernetzbare Material unmittelbar so in den Spalt der Rollen 22 und 23 der Laminiervorrichtung geführt, daß die die Vertiefungen aufweisende photovernetzbare Oberfläche unmittelbar in Berührung mit den erhitzten Oberflächen von gedruckten Schaltungen, die durch den Vorwärmer der Vorrichtung in Richtung der Vertiefungen zugeführt werden, in Berührung kommt. Nachdem die Polyäthylenterephthalatfolie von den laminierten Platten entfernt worden ist, werden sie visuell untersucht. Gute Anschmiegung des Resists an die Leitungen der Schaltung ohne Einschließung großer Luftblasen wird bei den in Beispiel 1 genannten Abmessungen der Leitungen der Schaltung erzielt.
Beispiel 8
Eine gedruckte Schaltung des in Beispiel 4 beschriebenen Typs wird mit einer photopolymerisierbaren Schicht wie in Beispiel 2 laminiert und dann durch eine Bildvorlage von der Seite der Trägerfolie mit UV-Licht belichtet, wobei die Anschlußlaschenbereiche unter anderen Bereichen unbelichtet bleiben. Die abstreifbare Trägerfolie wird dann selektiv nur von den Anschlußlaschenbereichen ent- . fernt, die mit einem Lösungsmittel herausgewaschen werden. Die gedruckte Schaltung mit dem mit der verbliebenen Trägerfolie geschützten Laminat wird in Atz- und Plattierbädern auf die in Beispiel 4 beschriebene Weise
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behandelt. Nachdem die Goldplattierung der Kontaktlaschen beendet ist, wird die verbleibene Trägerfolie entfernt, worauf die darunter liegenden unbelichteten Bereiche durch Herauswaschen mit einem Lösungsmittel entfernt werden. Die elektrischen Schaltelemente werden dann auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise der gedruckten Schaltung zugefügt und angelötet.
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Claims (13)

  1. Patentansprüche
    ι DyLichtempfindliches thermoplastisches Material mit j einer Photoresist-bildenden Schipht, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoresist-bildende Schicht an der Oberfläche mit einer Vielzahl von Rillen einer Tiefe von wenigstens 12,7 ,u versehen ist, während die .andere Seite mit geringer bis mäßiger Haftfestigkeit mit einer dünnen, flexiblen polymeren Trägerfolie verklebt ist.
  2. 2) Lichtempfindliches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen V-förmig sind.
  3. 3) Lichtempfindliches Material nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoresist-bildende Schicht aus einem photohärtbaren Material besteht.
  4. 4) Lichtempfindliches Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoresist-bildende Schicht eine photopolymerisierbare Schicht ist, die eine additionspolymerisierbare, äthylenisch ungesättigte Verbindung, ein makromolekulares organisches Polymerisat als Bindemittel und einen durch aktinische Strahlung aktivierbaren Photopolymerisationsinitiator enthält.
  5. 5) Verfahren zum Aufbringen einer lichtempfindlichen, thermoplastischen Schicht auf eine Oberfläche mit erhöhten oder erhabenen Stellen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine lichtempfindliche Schicht verwendet, die auf einer Seite mit einer Vielzahl von Rillen oder Kanälen mit einer Tiefe von wenigstens 12, 7 ,u versehen und an der anderen Seite mit einer dünnen, flexiblen polymeren Trägerfolie mit geringer bis mäßiger Haftfestigkeit verklebt ist und die Schicht
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    auf die Oberfläche aufbringt, indem man einen Druck, der genügt, um die Schicht in innige Berührung mit
    der Oberfläche zu pressen, allmählich in einer Rich- j tung im wesentlichen parallel zu den Rillen in der \ Oberfläche der Schicht ausübt. ι
  6. 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, ! daß man als lichtempfindliche thermoplastische j Schicht eine Schicht, die ein Photoresist bildet, ι
    verwendet. ι
  7. 7) Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeich-j
    net, daß man als Photoresist-bildende Schicht eine j photohärtbare Schicht verwendet und die Schicht bei j : einer Temperatur aufbringt, die bei oder über der
    Klebetemperatur der Schicht liegt. .
  8. 8) Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeich-j net, daß man vor dem Aufbringen der Schicht auf die | Oberfläche mit erhabenen Bereichen die Rillen in der ; Oberfläche der Schicht in der Richtung, in der der ;
    Druck ausgeübt wird, bildet. !
  9. 9) Verfahren nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Aufbringen der Schicht auf die Oberfläche mit erhabenen Stellen in beliebiger
    Reihenfolge die thermoplastische lichtempfindliche
    Schicht mit aktinischer Strahlung belichtet und die
    Trägerfolie von der bildtragenden Schicht abstreift
    und anschließend die bildtragende Schicht modifiziertJ
  10. 10) Vorrichtung zum Bilden und Aufbringen eines Materials nach Anspruch 1 bis 4 auf eine Oberfläche mit erhabenen Bereichen, gekennzeichnet durch ein Bauteil (37) das Rillen in der Oberfläche der Schicht (33) bildet, und Bauteilen zum Aufbringen der mit Rillen versehenen; Oberfläche der Schicht (27) auf die Oberfläche mit | erhabenen Bereichen (11) unter Druck, der allmählich
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    auf die Trägerfolie (32) in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Rillen (38) in der Oberfläche der Schicht(27) zur Einwirkung gebracht wird.
  11. 11) Vorrichtung nach Anspruch 10 zum Aufbringen einer lichtempfindlichen thermoplastischen Schicht, die in einem Material zwischen einer Trägerfolie und einer Schutz- und Deckschicht angeordnet ist, auf eine. Oberfläche mit erhabenen Bereichen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bauteile zum Aufbringen der Schicht (27) Druckwalzen (22,23) aufweist, die das mit Rillen versehene Material (27) und die Oberfläche (11) mit erhabenen Stellen in Richtung der Rillen (38) in der Schicht ziehen.
  12. 12) Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, weiter gekennzeichnet durch Bauteile, die das Material (32) dem rillenbildenden Bauteil (37) zuführen, und eine Aufnahmerolle (36), die die Deckschicht (34) vom Material (28), während dieses dem rillenbildenden Bauteil (37) zugeführt wird, vor dem Bauteil (37) entfernt.
  13. 13) Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, weiter gekennzeichnet durch ein Bauteil (39) zum Erhitzen des mit Rillen versehenen Materials (27).
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DE2553019A 1974-11-27 1975-11-26 lichtempfindliches thermoplastisches Material und Verfahren zum Aufbringen einer Photoresist-bildenden .Schicht auf eine Unterlage Expired DE2553019C3 (de)

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