DE2727013A1

DE2727013A1 - Stanzstempel und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2727013A1
Application number: DE19772727013
Authority: DE
Inventors: Walter Weglin
Original assignee: Jerobee Industries Inc
Current assignee: Jerobee Industries Inc
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1978-01-12
Also published as: JPS6132097B2; JPS535064A; US4053348A; GB1578777A; US4102735A

Description

Dr.-Ing. Walter AbitZ ^

Dr. Dieter F. Morf
Dlpl.-Pliys M. Gritschneder

mandMn86.Pieiuenauerstr.28 15. Juni 1977

696 561»

JEROBEE INDUSTRIES, INC.

P.O. Box 7^7, York Center, Redmond, Washington 98052,

V. St. A.

Stanzstempel und Verfahren zur Herstellung desselben

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£2

Die Erfindung betrifft einen Präzisions-Stanzstempel, der sich insbesondere zur Herstellung einer Leitertafel, ausgehend von einer verhältnismässig schweren Metallfolie, eignet, wobei die einzelnen Schaltkreiselemente und deren Abstand verhältnismässig schmale Abmessungen haben. Dabei wird der Stanzstempel derart hergestellt, dass eine Arbeitsfläche eines Stempelblocks mit einem ersten Schutzüberzug abgedeckt wird, welcher ein vergrössertes Muster aufweist, das dem Muster des herzustellenden Stanzelements entspricht, aber mit einer im wesentlichen gleichmässige Breitenabmessung vergrössert ist. Die Oberfläche wird anschliessend einer Ätzlösung zur Entfernung von Material aus den freiliegenden Bereichen ausgesetzt. Diese beiden Schritte werden ein zweites Mal mit einem in geringerem Umfang vergrösserten Muster wiederholt, und schliesslich ein drittes Mal, um die aus dem Stempelblock hergestellten Stanzelemente innerhalb enger Grenzen auf das Originalmuster zu bringen. Die Stanzflächen der Stempelelemente werden dann zur Ausbildung von Messerkanten an den Stanzstempelelementen in einem Ätzvorgang oder in mehreren Ätzvorgängen geätzt.

Die vorliegende Erfindung ist eine Teilfortführungsanmeldung der US-Patentanmeldung 696 564 vom l6. Juni 1976.

Der erfindungsgemässe Stanzstempel ermöglicht es, aus einer Metallfolie Schaltkreiselemente einer Leiterplatte auszustanzen und gleichzeitig diese Schaltkreiselemente mit einem Substrat zu verbinden. Insbesondere handelt es sich dabei um Stanzstempel hoher Präzision, die Leitertafeln aus verhältnismässig starken Metallfolien herstellen können, wobei die Breitenabmessungen

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der Schaltkreiselemente und ihr Abstand verhältnismässig klein ist.

In der US-PS 3 758 350 der Anmelderin mit der Bezeichnung "Verfahren zur Herstellung eines Stanzstempels zum Ausstanzen von Leitertafeln" wird ein Verfahren zum Ätzen eines Leiterblocks beschrieben, um einen verbesserten Stanzstempel zu erhalten, der besonders zur Herstellung verhältnismässig kompakt aufgebauter Leitertafeln geeignet ist, in denen die Schaltkreiselemente eine verhältnismässig geringe Breite und einen kleinen Zwischenabstand zwischen denselben aufweisen. Bei dem bekannten Verfahren wird zuerst ein üblicher Stanzstempel mit flacher Vorderseite hergestellt, welcher flache Vorderseitenelemente mit dazwischenliegenden Ausnehmungen aufweist, was in bekannter Weise erfolgt. Anschliessend werden die Ausnehmungen mit einem säurefesten Epoxidharz gefüllt und ein Photoresist wird über das Epoxidharz derart aufgebracht, dass die äusseren Randbereiche der Stanzstempelelemente überlappt sind, so dass der Mittelabschnitt eines jeden Stanzstempelelementes freiliegt. Der Stanzstempel wird anschliessend einem Ätzmedium ausgesetzt, um eine Stanzstempelelementausnehmung im Mittelabschnitt eines jeden Stanzstempelelements zu erzeugen, wobei Schultern längs der Randbereiche eines jeden Stanzstempelelements gebildet werden.

Anschliessend wird das säurefeste Material entfernt, und während das die Ausnehmung füllende Epoxidharz weiter vorhanden ist, wird die Stanzstempelfläche erneut während einer kurzen Zeitspanne einer Ätzung unterzogen. Bei einer Ausführungsform erfolgt die abschliessende Ätzung in solcher Weise, dass "modifizierte" Stanzstempelelement-Randbereiche erhalten werden, wo die Innen-

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randfläche eines jeden Stanzstempelelement-Randbereichs etwas abgerundet ist, während bei einer anderen Ausführungsform der abschliessende Ätzvorgang derart durchgeführt wird, dass ein Stanzstempel mit einer Messerkante erhalten wird.

Das vorausgehend beschriebene Verfahren hat sich als durchaus wirksam zur Herstellung von Präzisxonsstanzstempeln für die Herstellung von Leitertafeln mit grosser Fertigungsgeschwindigkeit erwiesen, jedoch besteht noch die Notwendigkeit, das Herstellungsverfahren für den Stanzstempel zu verbessern. Bei vielen industriellen Anwendungen ist es erwünscht, dass die Elemente der Leitertafel aus einer dickeren Metallfolie hergestellt werden, um die Verlässlichkeit der hergestellten Leitertafeln zu vergrössern und desgleichen ihre Strombelastbarkeit. Jedoch ist nach wie vor das Bedürfnis nach noch grösserer Gedrängtheit vorhanden, was sowohl die Herstellung der einzelnen Schaltkreiselemente wie auch ihrer Zwischenräume mit geringeren Breitenabmessungen bedeutet.

Bei der Herstellung von Leiterplatten ist es erwünscht, sowohl die Herstellung der Leiterplattenelemente ausgehend von der Metallfolie wie auch die Verbindung dieser Leiterplattenelemente mit einem dielektrischen Substrat in einem Stanzvorgang durchzuführen. Dies wird gewöhnlich durch Anordnung eines unter Wärmeeinwirkung haftenden Überzugs zwischen der Metallfolie und dem Substrat und durch Erwärmen des Stanzstempels vor dem Stanzvorgang erreicht. Wird der erwärmte Stanzstempel in Anlage mit der Metallfolie gebracht, so werden die Stanzstempelelemente in die Metallfolie gedrückt, um

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die Schaltkreiselemente von der Metallfolie zu trennen und sie in feste Anlage mit dem Substrat zu pressen, während die darunterliegende Klebstoffschicht erhitzt wird, um eine Verbindung der Schaltkreiselemente mit dem Substrat zu bewirken. Die überschüssigen Metallfolienteile neben den Stempelelementen werden nicht mit dem Substrat verbunden und diese überschüssige Metallfolie wird lediglich vom dielektrischen Material abgestreift, nachdem der Stanzstempel von der gerade gebildeten Leitertafel wegbewegt wird.

Wird jedoch versucht, schwerere Metallfolien zur Herstellung der Leiterplatten zu verwenden, so werden die Probleme der richtigen Durchführung des gleichzeitigen Formens und Verbindens der Schaltkreiselemente erheblich erschwert, wenn die Breite und der Abstand der Schaltkreiselemente ziemlich klein bleibt. Zunächst müssen bezüglich des einzelnen Stanzstempelelements die Randbereiche eines jeden Stanzelements ausreichend hoch bemessen sein, um eine Trennung über die gesamte Stärke der Metallfolie zu erzielen. Zweitens muss die Tiefe der Ausnehmungen des Stanzstempels ausreichend sein, damit überschüssige Metallfolie während des Stanzens in diesen Ausnehmungen aufgenommen wird, ohne dass überschüssige Metallfolie mit dem Substrat verbunden wird. Hinsichtlich des Problems einer unbeabsichtigten Verbindung überschüssigen Folienmaterials ist es notwendig, einen Unterschied zwischen "Hintergrund"-Bereichen des Stanzstempels und "Abstandsbereichen" des Stanzstempels und der hergestellten Leiterplatte zu machen. Die "Abstandsbereiche" sind zwischen zwei benachbarten Leiterplattenelementen vorhanden, wobei bei der hier beschriebenen Art der Leiterplatten diese

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Abstandsbereiche in der Grössenordnung von 0,38 bis 1,27 mm (15 Tausendstel bis 50 Tausendstel Zoll) Breite liegen. Die "Hintergrundbereiche" stellen jene Bereiche mit erheblich grösseren Abmessungen dar, welche Gruppen von zu bildenden Schaltkreiselementen trennen. Sowohl die Abstandsbereiche des Stanzstempels und die Hintergrundbereiche müssen Ausnehmungen ausreichender Tiefe aufweisen, um überschüssige Metallfolie aufzunehmen. Jedoch besteht in den Hintergrundbereichen die Notwendigkeit, eine noch grössere Tiefe vorzusehen, da grössere Stücke überschüssiger Metallfolie die Neigung haben, sich während des Ausstanzens zu verwinden oder zu verbiegen und damit eine unbeabsichtigte Verbindung dieser überschüssigen Metallfolie mit dem Substrat während des AusStanzens herbeizuführen.

Wenn Ätztechniken versucht werden, um eine grössere Tiefe in den hergestellten Ausnehmungen zu erzielen, v/erden die Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung einer hohen Genauigkeit, insbesondere gegenüber der Haftung an einem vorgegebenen Muster innerhalb verhältnismässig enger Toleranzen, erheblich erschwert. Wird ein Photoresistmuster auf die Oberfläche eines Stanzstempelblocks aufgebracht und die Ätzlösung auf die Oberfläche aufgetragen, so hat die Ätzlösung die Neigung, nicht nur nach unten in die freiliegende Fläche einzudringen, sondern auch seitlich, um Material unterhalb des Photoresistmusters zu "hinterschneiden". Jedoch ist das Ausmass eines derartigen Hinterschneidens keinesfalls immer gleichmässig. Zunächst können Verunreinigungen oder ein Mangel an Gleichförmigkeit in dem zu ätzenden Material (beispielsweise Kohleteilchen in Stahl) den Fortschritt des Ätzmediums in gewissen Bereichen behindern. Zweitens kann das Photoresistmaterial, welches über den hinterschnittenen Bereichen liegt, in gewissen Teilen wegbrechen, wodurch die hinter-

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schnittenen Bereiche bei weiterer Belichtung mit einer gröaseren Geschwindigkeit weggeätzt werden als jene Bereiche, in welchen der vorhandene Auftrag den Zugang von Ätzmedium zu dem Material gerade unterhalb des Photoresistmusters behindert. Somit ist eine gewisse Neigung vorhanden, dass die Endform der Stanzelemente eine gewisse Streuung gegenüber dem Originalmuster aufweist, welchem der Stanzstempel entsprechen soll. Diese gleichen Schwierigkeiten sind bei dem Versuch vorhanden, eine grössere Tiefe in den Ausnehmungen in den Vorderseiten der Stanzstempelelemente selbst zu erreichen, da das Hinterschneiden des Ätzmediums eine grössere Ungenauigkeit in der endgültigen Gestalt der hervortretenden Randbereiche der Stanzstempelelemente verursacht.

Es ist offensichtlich, dass dieses Problem besonders kritisch wird, wenn versucht wird, die Randbereiche der einzelnen Stanzstempelelemente innerhalb ziemlich enger Toleranzen, beispielsweise 0,025 mm oder weniger, herzustellen, so dass diese ihre Aufgabe, die ziemlich schmalen Leiterplattenelemente von der Folie zu trennen, ordnungsgemäss erfüllen können, wobei die Leiterplattenelemente eine Breite bis herab zu 0,25 nun aufweisen können. Diese Genauigkeit ist nicht nur bei der einleitenden Herstellung des Stanzstempels erforderlich, sondern auch bezüglich der zukünftigen Unterhaltung des Stanzstempels. Werden die Randabschnitte der einzelnen Stanzetempelelemente abgenützt, so wird ein Schärfen erforderlich, wobei dies bei den in Frage kommenden kleinen Abmessungen am besten durch Ätzen ausgeführt werden kann. Ein derartiges Schärfen kann nur richtig ausgeführt werden, wenn die einleitende Herstellung der Leiterplattenelemente innerhalb ordnungsgemässer Toleranzen liegt.

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Im Hinblick auf diesen Sachverhalt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stanzstempel und ein Verfahren zur Herstellung desselben innerhalb sehr enger Toleranzen zu schaffen, wobei der Stanzstempel sich besonders zur Herstellung von Leiterplatten aus verhältnismässig starker Metallfolie eignet, in welcher die Breite und der Abstand der Leiterplattenelemente verhältnismässig klein ist.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Präzisionsstanzstempel geschaffen und ein Verfahren zur Herstellung desselben angegeben, wobei sich der Stanzstempel besonders zur Herstellung einer Leitertafel aus einer schweren Metallfolie eignet, die eine Vielzahl von Schaltkreiselementen aufweist, die innerhalb enger Toleranzen einem vorgewählten Grundmuster von Anordnungen entsprechen, wovon jede Umgrenzungslinien aufweist. Die vorliegende Erfindung kann ferner mit Vorteil bei der Herstellung von Leiterplatten aus dünnerer Metallfolie verwendet werden (beispielsweise Kupferfolie mit einem Gewicht von 1*1,2 g - 28,3 g)> bei welcher der Abstand zwischen den Schaltkreiselementen und die Breite dieser Elemente selbst so gering wie 0,2 bis 0,5 mm (0,008bis 0,020 inch) sein kann. Das Muster weist Abstandsbereiche auf, welche im verhältnismässig engen Abstand angeordnete Leiterplattenelemente voneinander trennen, und mindestens einen Hintergrundbereich von verhältnismässig grösserer Breitenabmessung, welcher die im grösseren Abstand voneinander liegenden Schaltkreiselemente oder Gruppen von Schaltkreiselementen trennt. Der Stanzstempel hat Stempelelemente, welche die Metallfolie erfassen, um die Schaltkreiselemente zu bilden, wobei jedes der Stanzstempelelemente einen Oberflächenbereich mit Randabschnitten aufweist, die eng den

Randlinien des zugeordneten Husters entsprechen, sowie Seitenwände, die von ihren Randabschnitten in benachbarte Ausnehmungen an gegenüberliegenden Seiten des Stanzstempelelements führen.

Beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung wird zuerst ein Stanzstempelblock verwendet, welcher eine Arbeitsfläche aufweist, an der die Stanzstempelelemente ausgebildet werden. Zur Durchführung gewisser Ätzvorgänge an diesem Stanzstempelblock werden eine Anzahl modifizierter überzugsmuster hergestellt, wovon jedes eine Grundmusterfläche aufweist, deren Gestalt dem Originalmuster entspricht, sowie einen vergrösserten Randbereich, der sich über die randseitigen Begrenzungslinien des Originalmusters um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung hinaus erstreckt. Gemäss der bevorzugten Ausführungsform enthalten diese Übsizugsmuster:

a) ein erstes Hintergrundmuster mit einem erweiterten Randbereich mit grösserer Breite, welche kleiner ist als die Hälfte der Breitenabmessung des zugeordneten Hintergrundbereichs ,

b) ein zweites trennendes überzugsmuster, welches einen vergrösserten Randbereich mit einer Zwischenbreite aufweist, die kleiner ist als die Hälfte des Abstands der im engen Abstand liegenden Schaltkreiselemente und

c) ein drittes formgerechtes Überzugsmuster, welches einen vergrösserten Randbereich von verhältnismässig kleiner Breite aufweist, der ziemlich eng dem Originalmuster entspricht.

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Der Stanzstempelblock wird anschliessend drei Ätzvorgängen unterzogen, welche aufeinanderfolgend Schutzüberzüge verwenden, die den vorausgehend genannten drei Mustern entsprechen. Ein erster Schutzüberzug entspricht dem ersten Hintergrundmuster und wird auf die Vorderseite des Stanzstempelblocks aufgebracht, wobei der Stanzstempelblock anschliessend einem Ätzmedium ausgesetzt wird, um einen ausgenommenen Bereich mindestens im Hintergrundbereich zu schaffen und eine erste Relieffläche zu erhalten, welche einen Abschnitt des Stanzstempelblocks enthält, in dem die Stanzstempelelemente ausgebildet werden sollen.

Die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks wird anschliessend mit einer zweiten Schutzschicht bedeckt, welche dem zweiten Uberlagerungsmuster entspricht, um einen grösseren Abschnitt des Hintergrundbereichs freizugeben und ferner,um mindestens einen Teil der Abstandsbereiche im Stanzstempelblock freizulegen. Die Vorderseite des Stanzstempelblocks wird erneut einem Ätzmedium ausgesetzt, um weiteres Material aus dem Hintergrundbereich zu entfernen und ferner,um Ausnehmungen an den Abstandsbereichen am Stanzstempelblock zu bilden. Für den dritten Ätzvorgang wird die Arbeitsfläche des Stanzstempels mit einer dritten Schicht überzogen, welche dem dritten formgerechten Muster entspricht. Dadurch werden die Bereiche des Stanzstempels geschützt, an denen die Schaltkreiselemente schliesslich ausgebildet werden, wobei die dritte Schicht geringfügig über deren Randabschnitte vorsteht. Die Arbeitsfläche des Stanzstempels wird anschliessend einem Ätzmedium ein drittes Mal ausgesetzt, um den Stanzstempelelementen eine Formgebung zu erteilen, die ziemlich eng dem vorgewählten Originalmuster entspricht. In einigen Fällen ist es möglich, die Ätzung des Hintergrunds wegzulassen und direkt von der Zwischenätzung zur formgerechten Ätzung überzugehen.

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Anschliessend werden die Oberflächenbereiche der einzelnen Stanzstempelelemente hergestellt, wobei jeder eine mittige Ausnehmung aufweist, um abstehende, die Metallfolie erfassende Randbereiche der Stanzstempelelemente zu erhalten. Ein Verfahren hierzu ist in der US-PS 3 758 350 der Anmelderin beschrieben. Dabei werden die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial, beispielsweise einem Epoxidharz, gefüllt und anschliessend werden die Arbeitsflächen der Stanzstempelelemente einem Ätzmedium zwecks Herstellung der mittigen Ausnehmung und der abstehenden Randbereiche neben dem in den Ausnehmungen angeordneten Schutzmaterial geätzt. Dies wird zweckmässig in einem zweistufigen Ätzverfahren erreicht, wobei eine Schutzschicht über die Randflächenbereiche der einzelnen Stanzstempelelemente aufgebracht wird, wonach ein erster Ätzvorgang durchgeführt wird. Anschliessend wird der Schutzüberzug entfernt, und die freiliegenden Flächen der Stanzstempelelemente werden ein zweites Mal einem Ätzmedium ausgesetzt, um weiteres Material von den vorstehenden Randabschnitten zwecks Herstellung der die Metallfolie erfassenden Ränder zu entfernen. Gemäss einer alternativen Verfahrensweise kann diese zweite Materialabnahme erfolgen, indem ein feines Schleifmittel auf die Stempeloberfläche aufgebracht wird, beispielsweise durch einen Sandstrahlvorgang oder in einigen Fällen von Hand mit Hilfe eines Entgratungswerkzeugs.

Ein zweites Verfahren zur Herstellung der mittigen" Ausnehmungen in den Stanzstempelelementen wird angewandt, wenn eine grössere Tiefe dieser Ausnehmungen erhalten werden soll. Dies ist ein mehrstufiges, mit Rückwärtsschritt arbeitendes Verfahren, bei welchem eine Anzahl verkleinerter Muster verwendet wird. Bei der bevor-

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zugten, hier beschriebenen Ausführungsform wird ein erstes "geringfügig verkleinertes" Muster verwendet, bei welchem die modifizierten Musterelemente ihre Umfangsabschnitte um einen gleichmässigen Betrag verkleinert haben, so dass sie nur geringfügig kleiner als die Originalmusterelemente sind; ferner ein "massig verkleinertes" Muster, bei welchem eine weitere Verkleinerung der Umfangsabschnitte der Musterelemente vorliegt, und schliesslich ein drittes "merklich verkleinertes" Muster, in dem die Umfangsabschnitte der Musterelemente in einem grösseren Ausmass verkleinert sind.

Nachdem die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Epoxidharz gefüllt wurden, wird zunächst ein Photbresistmuster entsprechend dem "merklich verkleinerten" Muster auf die Vorderseite des Stanzstempels aufgebracht, wonach die Stanzstempelfläche einer Ätzlösung ausgesetzt wird, damit Ausnehmungen in den freiliegenden Flächen der Stanzstempelelemente entstehen. Anschliessend wird das "massig verkleinerte" Muster verwendet, um an der Stanzstempelvorderseite ein Photoresistmuster herzustellen, worauf wiederum eine Ä'tzlösung aufgebracht wird, um die Ausnehmungen der Stempelelemente weiter zu vertiefen und die entstehenden abstehenden Randabschnitte der Stanzstempelelemente näher an die Gestalt des Originalmusters heranzubringen. Schliesslich wird ein drittes Photoresistmuster entsprechend dem "leicht verkleinerten" Muster aufgebracht, und es wird ein weiterer Ätzvorgang ausgeführt, um die Ausnehmungen der Stanzstempelelemente weiter zu vertiefen.

Wie beim ersten Verfahren wird das säurefeste Muster entfernt und der Stanzstempelblock wird anschliessend einer Ätzlösung während einer Zeitspanne ausgesetzt, um die vorstehenden Schulterbereiche eines jeden Stanzstempelelements in Messerkanten umzuformen. Gemäss einer

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alternativen Verfahrensweise kann dies, wie vorausgehend erwähnt, durch Sandstrahlen mit einem feinen Schleifmittel oder in einigen Fällen durch eine Abgratvorrichtung vorgenommen werden.

Der erfindungsgemässe Stanzstempel eignet sich besonders zur Herstellung einer Hehrzahl von einzelnen Schaltkreiselementen, ausgehend von einer verhältnismässig starken Metallfolie,und zum gleichzeitigen Verbinden dieser Schaltkreiselemente mit einem dielektrischen Substrat. Die Schaltkreiselemente entsprechen innerhalb enger Toleranzen einem vorgewählten Originalmuster. Der Stanzstempel enthält eine Mehrzahl von Stanzstempelelementen, wovon jedes einen Oberflächenbereich mit abstehenden Randabschnitten zum Erfassen der Metallfolie aufweist, die den Randlinien der herzustellenden Schaltkreiselemente entsprechen.

Einige der Stanzstempelelemente liegen in einem ziemlich engen Abstand voneinander und haben "trennende Ausnehmungen" , die in ihrer Lage den Abstandsbereichen des Originalmusters entsprechen. Der Stanzstempel hat ferner mindestens eine Hintergrund-Ausnehmung, die in ihrer Lage den Hintergrundbereich des Originalmusters entspricht. Die Tiefe der Hintergrundausnehmung ist grosser als die Tiefe der trennenden Ausnehmungen. V/ird somit der Stanzstempel zwecks Herstellung der Leiterplatte gegen die Metallfolie gedrückt, so kann überschüssiges Folienmaterial in den Bereichen der trennenden Ausnehmungen von den Hintergrundausnehmungen aufgenommen v/erden, ohne dass es mit dem Substrat verbunden wird.

Jedes Stanzelement hat Seitenwände, welche die benachbarten Ausnehmungen bilden, wobei in der bevorzugten Ausführungsform diese Seitenwände im wesentlichen gleichförmig«

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Neigung haben. Werden somit die abstehenden Randbereiche der Stanzstempelelemente mittels eines Ätzvorgangs geschärft, so ist das Ätzen gleichmässiger, so dass die geschärften Randabschnitte des Stanzstempelelements im wesentlichen eine gleichmässige Höhe aufweisen.

Gemäss einem breiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Präzisionsstanzstempels geschaffen, welcher Stanzstempelelemente aufweist, die innerhalb enger Toleranzen einem vorgewählten Originalmuster entsprechen. Gemäss diesem Verfahren werden eine Anzahl modifizierter Überzugsmuster verwendet, von denen jedes eine Musterfläche aufweist, die sich aus einem Grundbereich zusammensetzt, der in seiner Formgebung dem Originalmuster entspricht und der einen vergrösserten Randabschnitt aufweist, welcher sich über die randseitigen Begrenzungslinien des Originalmusters um eine vorgegebene gleichmässige Breitenabmessung hinaus erstreckt. Es sind mindestens zwei derartige überzugsmuster vorhanden, welche mindestens ein erstes Überzugs muster mit einem vergrösserten Randabschnitt grösserer Breite und ein zweites Überzugsmuster mit einem vergrösserten Randabschnitt geringerer Breite enthalten, der enger dem Originalmuster entspricht.

Die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks wird mit einer ersten Schutzschicht entsprechend dem ersten Überzugsmuster versehen, um die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks unterhalb des Musterbereichs des ersten uberzugsmuster zu schützen und den verbleibenden Bereich freiliegen zu lassen. Die Arbeitsfläche des Stanzstempels wird anschliessend einem Ätzmedium ausgesetzt, damit an dem freiliegenden Teil der Arbeitsfläche des Stanzstempels ein ausgenommener Bereich entsteht und ein erster Relief-

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bereich gebildet wird, welcher im wesentlichen dem ersten Überzugsmuster entspricht. Die Arbeitsfläche des Stanzstempels v/ird anschliessend mit der zweiten Schutzschicht versehen, die dem zweiten Überzugsmuster entspricht, um jenen Teil des ersten Reliefbereichs unterhalb der Musterfläche der zweiten Schutzschicht zu schützen und einen zweiten verbleibenden Bereich freizulegen. Die Arbeitsfläche des Stanzstempels wird erneut einem Ätzmedium ausgesetzt, damit der weiterhin in der Anordnung der Stanzelemente zu bildende Reliefbereich näher an die Formgebung des Originalmusters angeglichen wird, gemäss welchem der Stanzstempel hergestellt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit der anschliessenden Beschreibung; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Ausgangsanordnung, die als Originalmuster bei der Durchführung des erfindungsgemiissen Verfahrens verwendet wird,

Fig. 2 eine isometrische Darstellung der Ausgangsanordnung, die auf eine Glasplatte mit einer photographischen Emulsion gelegt ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Schichtung gemäss Fig. 2, die zur Herstellung einer Reproduktion einer Lichtquelle ausgesetzt wird,

Fig. 4 eine Draufsicht eines Teils des Negativs, in vergrössertem Massstab, welches gemäss dem Verfahrensschritt nach Fig. 3 erhalten wird,

Fig. 5 eine isometrische Darstellung einer Vorrichtung, mittels welcher, ausgehend von dem Negativmuster nach Fig.

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modifizierte Überzugsmuster hergestellt werden,

Fig. 6, 7 und 8 Draufsichten in vergrössertem Massstab von drei "vergrösserten" Mustern, die mit der Vorrichtung gemäs3 Fig. 5 erhalten wurden,

Fig. 9 bis 23 Schnittansichten eines Teils eines Stanzstempelblocks, welcher gemäss dem erfindungsgernässen Verfahren zur Herstellung eines vollständig bearbeiteten Stanzstempels unterzogen wird,

Fig. 2Ί einen Schnitt durch ein Stanzstempelelement, in einem noch weiter vergrösserten Massstab, eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Stanzstempels,

Fig. 25 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Positivs, welches in Verbindung mit den Verfahrensschritten gemäss Fig. 17 hergestellt wurde und entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird,

Fig. 26, 27 und 28 Draufsichten im vergrösserten Massstab auf Teile von drei modifizierten "verkleinerten" Mustern, die gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mittels der Vorrichtung nach Fig. 5 erhalten wurden,

Fig. 29 bis 35 Schnittansichten eines Teils eines Stanzstempelelements eines Stanzstempelblocks, welcher gemäss dem Verfahren der zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung eines vollständig bearbeiteten Stanzstempels hergestellt wurde und

Fig. 36 einen Schnitt durch ein Stanzstempelelement eines nach dem Verfahren gemäss der zweiten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Stanzstempels.

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Pig. 1 zeigt in Draufsicht eine typische Ausgangsanordnung für eine Leiterplatte, die durch einen Stanzstempel hergestellt werden soll, der gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren gefertigt wurde. Die graphische Darstellung 10 enthält eine durchsichtige Folie 12, auf welcher ein Muster festliegender opaker Abschnitte 1Ί gezeichnet ist, die eine exakte Darstellung der Schaltkreiselemente einer als Endprodukt herzustellenden Leiterplatte bilden. Die Abschnitte il| sollten mit einer Genauigkeit gezeichnet sein, die innerhalb der Herstellungstoleranzen für das Endprodukt, beispielsweise innerhalb +_ 0,075 mm (3 Tausendstel Zoll) liegt.

(a) Herstellung der Überzugsmuster

Vor den Herstellungsvorgängen zur Bildung des Stanzstempels, ausgehend von einem Stanzstempelblock, sind vorbereitende Schritte erforderlich, um einen Satz von Uberzugsmustern für die nachfolgenden Rtzvorgänge herzustellen. Diese werden nun in Verbindung mit den Figuren 2 bis 8 beschrieben.

Der erste Schritt besteht in der Herstellung eines Negativs, ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten graphischen Darstellung 10. Die graphische Darstellung 10 wird auf eine Glasplatte 16 gelegt, an deren einer Fläche eine Photoemulsion aufgebracht ist. Zwecks genauer Reproduktion sollte jene Seite der graphischen Darstellung 10, auf der die Abschnitte 14 gezeichnet sind, unmittelbar an der Glasplattenfläche anliegen, welche die Photoemulsion trägt. Anschliessend wird gemäss Fig. 3 Licht einer Lichtquelle durch die graphische Darstellung 10 gegen die Emulsion auf der Glasplatte 16 geschickt. Dann wird die auf der Glasplatte befindliche Photoemulsion in üblicher Weise

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entwickelt, um ein Negativbild der graphischen Darstellung 10 zu erhalten. Ein Teil eines derartigen Negativbilds ist bei 20 in Pig. 4 dargestellt, wobei das Bild 22 des Schaltkreiselements als Transparentbild mit einem undurchsichtigen Umgebungsbereich 24 erscheint.

Das Glasplattennegativ 16 wird ansthliessend zur Herstellung einer Reihe von Überzugsmustern verwendet, die in den Fig. 6, 7 und 8 jeweils bei 25a, 25b und 25c gezeigt sind, wobei diese Muster modifizierte Reproduktionen der graphischen Darstellung 10 bilden. Die hierzu verwendete Vorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt und in der vorausgehend erwähnten US-PS 3 758 350 der Anmelderin beschrieben. Ein photographischer Film wird auf eine Grundplatte 26 gelegt und die Glasplatte l6 wird an einem oberen Rahmen 28 derart befestigt, dass die Emulsionsseite der Glasplatte l6 nach unten gerichtet ist, um dem photographischen Film an der Grundplatte l6 gegenüberzuliegen. Der Rahmen 26 ist an 4 drehbaren Exzentern 30 befestigt, welche bei ihrer gleichmässigen Drehung dem Rahmen 28 eine kreisförmige Taumelbewegung erteilen, während die gleiche Orientierung des Rahmens 28 und der damit verbundenen Glasplatte aufrechterhalten wird. Eine Lichtquelle strahlt nach unten auf den Rahmen 28 und die Platte l6.

Da das Bild auf der Glasplatte 16 ein Negativ der graphischen Darstellung.10 darstellt, so dass die Abschnitte als Transparentbilder erscheinen, erweitert die Taumelbewegung der Platte 16 das Bild jedes Abschnitts 14 um einen Randbereich, dessen Breite dem Radius der Taumelbewegung der Exzenter 30 zur Erzeugung des "vergrösserten" oder "erweiterten¹¹ Musters entspricht. Wie sich bei Betrachtung der Fig. 6,7 und 8 ergibt, in denen Teile der drei

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Muster in vergrössertem Massstab dargestellt sind, werden Exzenter mit drei unterschiedlichen Radien verwendet. Zur Erzeugung des Musters 25a geraäss Fig. 6 werden Exzenter mit einem verhältnismässig grossen Radius verwendet (in der Grössenordnung von 0,75 mm - 30 Tausendstel inch); zur Herstellung des Musters 25b gemäss Fig. 7 werden Exzenter mit merklich kleinerem Radius verwendet (in der Grössenordnung von 0,25 mm - 10 Tausendstel Zoll); zur Erzeugung des Musters 25c gemäss Fig. 8 werden schliesslich Exzenter 30 mit einem sehr kleinen Radius verwendet (in der Grössenordnung von 0,076 bis 0,103 mm - 3 bis 4 Tausendstel Zoll).

Zur Erläuterung ist in jedem der Muster 25a, 25b und 25c das Muster der graphischen Darstellung, welches als Originalmuster angesehen werden kann, bei I¹Ia gestrichelt angegeben. Jeder Abschnitt I¹J, der in den Fig. 6, 7 und 8 als IMa bezeichnet ist, enthält einen streifenförmigen Teil 32 und einen Endteil 16. Beispielsweise sei angenommen, dass die Gesamtbreite des streifenförmigen Teils 32 etwa 0,38 mm (15 Tausendstel Zoll) beträgt und der Mindestabstand zwischen dem streifenförmigen Teil der beiden Abschnitte I¹I 0,76 mm (30 Tausendstel Zoll) ist. In der fertigen Leiterplatte entspricht der Isolierbereich zwischen zwei benachbarten Leiterstreifen (d.h. der Abstandsbereich) der Fläche, die in den Fig. 6, 7 und 8 bei 36 zwischen den beiden Abschnitten Hla liegt. Darüberhinaus ist in Fig. 6 der Hintergrundbereich 38 eingetragen, welcher eine Fläche mit erheblich grösserer Breite darstellt, die zwischen zwei im Abstand liegenden Gruppen von Abschnitten 1Ί liegt.

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Das Überzugsmuster gemäss Fig. 6 besteht aus einem undurchsichtigen Abschnitt 40 und einem durchsichtigen Abschnitt 42. Der undurchsichtige Abschnitt 40 weist das Originalmuster 14a auf, welches jedem Abschnitt 14 der als Ausgangsanordnung dienenden graphischen Darstellung gemäss Fig. 1 entspricht. Ferner ist für jeden Abschnitt l4a ein vergrösserter Randabschnitt 44 vorhanden, welcher sich über die randseitige Umfangslinie des Originalabschnitts 14a um eine im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung hinaus erstreckt. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. beträgt diese Breitenabmessung 0,76 mm (30 Tausendstel Zoll). Ist der Abstand zwischen den beiden Abschnitten 14a kleiner als 1,5 mm (60 Tausendstel Zoll), so ist der Abstandsbereich zwischen den Abschnitten l4a vollständig von dem undurchsichtigen Bereich 40 des Musters 25a ausgefüllt.

In dem in Fig. 7 dargestellten Muster 25b liegt innerhalb des undurchsichtigen Bereichs 40' das Originalmuster 14a¹, vielches einen vergrösserten Randabschnitt 44' aufweist, der gegenüber jenem des Musters 25a der Fig. 6 eine erheblich geringere Breite aufweist. Infolgedessen ist ein Teil des Abstandsbereichs 36' zwischen den beiden Abschnitten 14a¹ Teil des durchsichtigen Abschnitts 42'.

Schliesslich ist aus dem Muster gemäss Fig. 8 ersichtlich, dass der vergrösserte Randabschnitt 44" eine verhältnismässig geringe Breite aufweist, so dass das Gesamtmuster nach Fig. 8 nahezu jenem der Fig. 1 entspricht, wobei die Originalabschnitte l4a nur geringfügig, beispielsweise einige Hunderstel Millimeter, in allen Breitenabmessungen vergrössert sind.

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(b) Ätzen der Ausnehmungen im Stanzstempelblock unter Verwendung der modifizierten Muster

Die drei Überzugsmuster 25a, 25b und 25c gemäss den Fig. 6, 7 und 8 werden in einem dreistufigen Ätzvorgang in folgender Weise verwendet:

1. Hintergrundätzung

Das Muster gemäss Fig. 6 wird zum Wegätzen von Material zwecks Herstellung einer Ausnehmung im Hintergrundbereich des herzustellenden Stanzstempels verwendet.

2. Trennätzung

Das Huster gemäss Fig. 7 wird dazu verwendet, um Material in den Abstandsbereichen des zu bildenden Stanzstempels wegzuätzen, um die einzelnen Stanzstempelelemente grob abzugrenzen und eine weitere Entnahme von Material im Hintergrundbereich vorzunehmen.

3. Formgerechte Ätzung

Das Muster gemäss Fig. 7 wird dazu verwendet, um Material an den Seitenwänden der herzustellenden Stanzstempelelemente wegzuätzen, um diese ziemlich eng in Übereinstimmung mit der graphischen Darstellung gemäss Fig. 10 zu bringen.

Diese drei Verfahrensschritte werden anschliessend in Verbindung mit den Fig. 9 bis 15 beschrieben. Zunächst wird ein Stanzstempelrohling,der beispielsweise aus einem rechteckförmigen Metallblock 46 aus geeignetem Metall, wie einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil oder

1%

luft- oder ölgehärteten Stahl besteht, bearbeitet, um eine flache Vorderseite des Stanzstempels zu erzielen. Diese Vorderseite wird mit Bimsstein und V/asser gereinigt und anschliessend kurzzeitig geätzt, beispielsweise mit Ferrichloridlösung, damit eine ausreichende Rauhigkeit zur Aufnahme eines Photoresistmaterials geschaffen wird, worauf erneut eine Reinigung mit Bimsstein und V/asser erfolgt und eine Lufttrocknung vorgenommen wird. Anschliessend wird ein Photoresistmaterial *l8 (beispielsweise KMER, entsprechend einem Kodak Metal X Resist) verdünnt und auf die Stanzstempeloberfläche in einer Schicht mit einer Dicke zwischen etwa 0,0127 und 0,025 mm (0,0005 und 0,001 Zoll) aufgetragen. Die Schicht wird während etwa 10 Minuten in Luft getrocknet und anschliessend bei 121 ⁰C (250 ⁰F) in einem Ofen während etwa 1/2 Stunde getrocknet und luftgekühlt. Dies erfolgt in einem Raum mit gelber Sicherheitsbeleuchtung.

Anschliessend wird ein Negativ 50 des ersten vergrösserten Musters 25a gemäss Fig. 6 über das Photoresistmaterial 48 aufgebracht. Die durchsichtigen Abschnitte des Negatives entsprechen dem vergrösserten Bereich ¹JO und die undurchsichtigen Abschnitte des Negativs entsprechen in dem Hintergrundbereich 38. Eine Lichtquelle wird auf das Negativ gerichtet, um die freiliegenden Abschnitte des Photoresistmaterials 48 zu härten. Der Stanzstempelblock 48 wird anschliessend in eine Entwicklerlösung für das Photoresistmaterial während etwa 1/2 Minute gebracht, um die unbelichteten Bereiche des Photoresistmaterials wegzuspülen, worauf der Stanzstempelblock zur Entfernung des Entwicklers in Wasser gespült wird. Dabei wird ein säurefester überzug erhalten, welcher einen Bereich einnimmt, der dem Originalmusterbereich I¹Ja und dem vergrösserten randseitigen Bereich kk des Musters 25

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hl·

der Fig. 6 entspricht, wobei der Hintergrundbereich 38 frei bleibt. Ein Teil dieses Überzugs ist bei 52 in Fig. IO dargestellt.

Der Stanzstempelblock 46 mit dem Überzugsmuster 52 wird in eine Ätzvorrichtung gegeben, welche Säure auf die Stanzstempelvorderseite spült. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei welchem die Breitenvergrösserung des Originalmusters 0,76 mm beträgt, wird der Ätzvorgang etwa 16 Minuten lang vorgenommen, um auf eine Tiefe von näherungsweise 0,51 mm (20 Tausendstel Zoll) zu ätzen und eine Hinterschneidung in seitlicher Richtung unterhalb des säurefesten Überzugs von näherungsweise 0,25¹J nun (10 Tausendstel Zoll) zu erzielen. Zur Erzielung bester Resultate wird die Ätzperiode von 16 Minuten in kurze Bereiche von ¹JO Sekunden unterteilt, wobei der Stanzstempelblock 46 aus der Ätzvorrichtung entnommen wird und die geätzten Bereiche mit einer weichen Bürste abgebürstet werden, um jegliche Verunreinigungen oder Kohlenstoffteilchen zu entfernen, welche die Ätzgeschwindigkeit in begrenzten Bereichen verzögern könnten.-Die erhaltene Formgebung des Stanzstempelblocks 46 nach dieser ersten Hintergrundätzung ist in Fig. 11 dargestellt. Die Ausnehmung 54 entspricht im wesentlichen dem Hintergrundbereich 38 des Musters 25a gemäss Fig. 6. Der Bereich unterhalb des Überzugsmusters 52 stellt einen Reliefbereich 56 dar, welcher im wesentlichen dem vergrösserten Musterbereich 40 des Überzugsmusters 25a der Fig. 6 entspricht.

Anschliessend wird der Stanzstempelblock einem zweiten Ätzvorgang unterzogen, welcher die "Abstands"-Ätzung darstellt. Dies erfolgt im wesentlichen in gleicher V/eise wie die einleitende Hintergrundätzung, die vorausgehend in Verbindung mit den Fig. 9 bis 11 beschrieben wurde.

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Gemäss Pig. 12 wird auf die geätzte Oberfläche des Stanzstempelblocks 46 ein säurefester überzug aufgebracht, welcher dem zweiten Uberzugsmuster 25b gemäss Fig. 7 entspricht. Dies wird erreicht, indem zunächst ein gleichförmiger Photoresistüberzug aufgebracht wird, ein Negativbild des zweiten Überzugsmusters 25b über den Photoresistüberzug gebracht und eine Lichtquelle auf die freiliegenden Bereiche des Photoresistüberzugs gerichtet wird, um diese zu härten und die nicht belichteten Flächen weggewaschen werden. In dem gezeigten Abschnitt des Stanzstempelblocks 46 in Fig. 12 ist das erhaltene Überzugsmuster durch zwei Überzugsabschnitte 58 dargestellt, die den Musterbereichen ¹J¹J' gemäss Fig. 7 entsprechen.

Die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks 46 wird wiederum einer Ätzlösung ausgesetzt, und zwar weitgehend in gleicher Weise wie beim vorausgehend beschriebenen Ätzvorgang, während etwa 10 Minuten. Infolgedessen wird die Hintergrundausnehmung 54 etwa 0,33 mm (13 Tausendstel Zoll) tiefer wie bei 54' in Fig. 13 angegeben, und die trennenden Ausnehmungen werden im Stanzstempelblock 46 ebenfalls mit einer Tiefe von etwa 0,33 mm ausgebildet. (Wie bereits vorausgehend aufgeführt wurde, werden durch die trennenden Bereiche benachbarte Leiterelemente voneinander getrennt, wobei die trennende Ausnehmung einen Bereich des Stanzstempelblocks 46 bildet, welcher einem derartigen trennenden Bereich in der herzustellenden Leiterplatte entspricht. Die in Fig. 13 in dieser Zwischenstufe dargestellte trennende Ausnehmung ist mit 60 bezeichnet und es ist ersichtlich, dass diese Ausnehmung 60 den vorausgehend gebildeten Reliefbereich 56 gemäss Fig. 11 in zwei Reliefelemente 62 trennt, die im wesentlichen der Gestalt der schliesslich zu bildenden Stanzstempelelemente entspricht.)

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ks

Der dritte Ätzvorgang, d.h. die formgerechte Ätzung, wird nun in im wesentlichen der gleichen Weise durchgeführt wie die vorausgehenden beiden Ätzvorgänge. Zu diesem Zweck wird der säurefeste Überzug 65 entsprechend dem Überzugsmuster 25c nach Fig. 8 aufgebracht. Anschliessend wird der Stanzstempelblock 46 etwas kürzer, beispielsweise 6 Minuten lang, geätzt, wobei dieser Vorgang streng überwacht wird, um die Seitenwände 61 der beiden Elemente 62 in eine Form zu bringen, die ziemlich eng der in Fig. 1 dargestellten graphischen Darstellung entspricht. Die nach dieser formgerechten Ätzung erhaltenen Seitenwände sind in Fig. 15 dar-: gestellt und mit 64 bezeichnet. Diese formgerechte Ätzung vertieft selbstverständlich die vorausgehend erhaltenen Ausnehmungen 60 und 54.

(c) Erstes Verfahren zur Herstellung der einzelnen Stanzstempelelemente mit vorstehenden Randbereichen und einem ausgenommenen mittigen Bereich

Die Ausbildung des Stanzstempelblocks 46 als Folge der vorausgehend beschriebenen Ätzvorgänge weist einen in Fig. 16 gezeigten Bereich auf. In Fig. 16 sind zwei Stanzstempelelemente 66 dargestellt, die mittels einer trennenden Ausnehmung 68 im Abstand voneinander liegen, wobei zwei Hintergrundausnehmungen 70 an gegenüberliegenden Seiten der beiden Stanzstempelelemente 66 vorhanden sind. Jedes Stanzstempelelement 66 hat eine flache Stanzstempelfläche 72, welche im wesentlichen in der gleichen Ebene liegt wie die ursprüngliche Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks 46. Die Formgebung der Stanzstempelflächen 72 entspricht innerhalb sehr enger Toleranzen der Formgebung der Originalmuster l4a, die ihrerseits der graphischen Originaldarstellung 10 gemäss Fig. 1 entsprechen.

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Es muss nunmehr Material von jedem der Stanzstempelelemente 66 im mittigen Bereich der Flächen 72 weggenommen werden, damit vorstehende Randbereiche erhalten werden, welche in der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform als Messerkanten ausgebildet sind. Ein Verfahren, mit dessen Hilfe dies erreicht wird, wird in Verbindung mit den Fig. 16 bis 2k beschrieben. Da die gleiche Folge von Verfahrensstufen in der vorausgehend genannten US-PS 3 758 350 beschrieben ist, werden diese Verfahrensstufen jetzt nur kurz beschrieben.

Zunächst werden die Flächen 72 der Stanzstempelelemente etwa 0,025 mm (1 Tausendstel Zoll) abgeschliffen, um eine gute Arbeitsfläche zu liefern und jegliche "Haken" zu beseitigen, die sich am Rande einer jeden Fläche 72 beim letzten Ätzvorgang gebildet haben könnten. Eine Schleifvorrichtung ist schematisch in Fig. 16 mit 73 bezeichnet.

Anschliessend wird gemäss Fig. 17 eine sehr genaue Reproduktion der Flächen 72 der Stanzstempelelemente 66 hergestellt. Dies geschieht, indem der Stanzstempelblock ¹Jo mit seiner Vorderseite nach oben in einen Behälter mit üblicher photographischer Entwicklerlösung 76 gestellt wird und eine vollständig entwickelte photographische Glasplatte 7¹* gegen den Stanzstempelblock k6 gedrückt wird, so dass die Flächen 72 des Stanzstempels in enge Anlage mit der Glasplatte 7Ί gelangen, während die Entwicklerlösung 76 in Anlage mit den ausgenommenen Bereichen 70 und 68 kommen. Diese Anlage wird ausreichend lange, beispielsweise während 1 Minute, aufrechterhalten, damit die in Kontakt mit der Entwicklerlösung 52 stehenden Bereiche der Glasplatte entwickelt werden. Die Glasplatte 7** wird anschliessend aus der Entwicklerlösung 76 herausgenommen und sofort in Wasser gespült, um Entwicklerlösung zu

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entfernen, wonach die Glasplatte 7¹* etwa 2 Minuten lang in einem Fixierbad aufbewahrt wird. Dabei wird ein Negativ erhalten, welches eine genaue Reproduktion der Flächen 72 der Stanzstempelelemente 66 darstellt.

Der nächste Schritt besteht in der Herstellung einer "modifizierten Reproduktion" des auf die Glasplatte Ik aufgedrückten Stanzstempelelementmusters. Dies geschieht mittels der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung. Jedoch unterscheidet sich das Verfahren zur Herstellung dieser modifizierten Reproduktion gegenüber jenem in Verbindung mit den Fig. 6, 7 und 8 vorausgehend beschriebenen darin, dass zuerst ein Positiv des auf der Glasplatte 7¹* erhaltenen Musters hergestellt wird und anschliessend am Rahmen 28 befestigt wird. Infolgedessen wird ein modifiziertes Muster erhalten, in dem die Randabschnitte des Bilds der Flächen 72 des Stanzstempels in der Breite verkleinert sind.

Anschliessend werden die Ausnehmungen 68 und 70 des Stanzstempels mit einem gegen das Ätzmittel widerstandsfähigen Epoxidfüllmittel 78 aufgefüllt, beispielsweise einem E-Pox-E-Kleber, der von Woodhill Chemical Sales Corporation, Cleveland, Ohio, USA, vertrieben wird. Das Epoxidfüllmittel wird mit Hilfe einer Spachtel von Hand in einer die Stanzstempelvorderfläche geringfügig übersteigenden Höhe aufgebracht (Fig. 18), damit Luftblasen oberhalb des Stanzstempelelements aufsteigen können. Nach dem Erhärten des Epoxidfüllmittels wird die Epoxidschicht auf das Niveau der Flächen 72 der Stanzstempelelemente 66 gemäss Fig. 19 abgeschliffen.

Anschliessend wird ein Photoresist 80 auf die Oberfläche des Stanzstempels aufgebracht und das bei 82 dargestellte modifizierte Überzugsmuster, welches ausgehend von der

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photographischen Reproduktion 74 mittels der Vorrichtung nach Fig. 5 hergestellt wurde, wird über den Photoresistüberzug 80 gelegt. Dieser wird nunmehr belichtet, um die freiliegenden Abschnitte des Überzugsmusters zu belichten, während die nicht belichteten Bereiche des Überzugsmusters 80 weggewaschen werden, um ein Photoresistnuster 81 gemäss Fig. 21 zu ergeben. Dieses Muster 84 weist Abschnitte 86 auf, welche über die Randabschnitte der Flächen 72 des Stanzstempels vorstehen, während die Mitte der Flächen 72 freiliegt.

Anschliessend wird der Stanzstempelblock 46 mit dem modifizierten Photoresistmuster 84 getrocknet und im wesentlichen in gleicher V/eise wie vorausgehend beschrieben geätzt. Eine Ätzlösung wird auf die freiliegenden Flächen 72 aufgespult, um eine Ausnehmung 88 auf eine Tiefe von etwa 0,153 mm (0,006 Zoll) gemäss Fig. 21 zu ätzen. Dies kann wiederum in kurzen Schritten erfolgen, wobei eine Zwischenreinigung mittels einer weichen Bürste eingeschaltet wird. Das Überzugsmuster 84 wird dann entfernt und die entstehende Form ist in Fig. 22 dargestellt. Jedes Stanzstempelelement 66 hat eine mittige Ausnehmung 88 und zv/ei nach oben stehende Schulterabschnitte 90. Jeder Schulterabschnitt weist an seinem Innenrand eine leichte Hakenform 92 auf, die durch das Hinterschneiden der Ätzlösung unter die Überlappungsbereiche 86 des Überzugsmusters 84 entstanden ist.

Anschliessend wird der Stanzstempelblock 46,dessen Ausnehmungen 68 und 70 gemäss Fig. 22 mit Epoxidfüllmittel 78 aufgefüllt sind, kurzzeitig einer Ätzlösung ausgesetzt, um die Hohlräume 88 des Stanzstempelelements zu vertiefen und die Schulterabschnitte 90 seitlich zu

ätzen. Da die Ätzlösung die Neigung hat, stärker an den freiliegenden Eckbereichen, wie beispielsweise im Bereich der Hakenform 92 eines jeden Schulterabschnitts 90, zu wirken, besteht die erhaltene Anordnung aus zwei nach oben gerichteten Messerkanten 9¹J (Fig· 23)· Anschliessend wird das Epoxidfüllmittel 78 entfernt. Dies kann sehr einfach durch Erhitzen des Stanzstempels 66 erfolgen, wobei das Epoxidfüllmittel 78 erweicht und mittels eines Griffels aus den einzelnen Hohlräumen 68 und 70 gelöst werden kann.

Ein Stanzstempelelement 96 des fertigen Stanzstempels gemäss der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2Ί dargestellt. Wie ersichtlich, hat das Stanzstempelelement eine Stanzstempelfläche, welche eine mittige Ausnehmung 98 und zwei nach oben gerichtete Messerkanten 100 aufweist. Von den beiden Messerkanten 100 erstrecken sich die beiden Seitenwände 102 des Stanzsternpelelements 96 nach unten. Der obere Bereich der Flächen 102 ist im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Stempelfläche und die beiden Flächen 102 sind nach unten und aussen in geringem Umfang gekrümmt, um eine leicht abfallende-Steigung in Richtung nach unten zu ergeben.

Der Anstieg der beiden Seitenwände 102 ist im wesentlichen symmetrisch, wodurch das Schärfen des Stanzstempelelements 96 sehr erleichtert wird. Bei den in Frage stehenden, sehr geringen Abmessungen ist es nahezu unmöglich, die Messerkanten mittels eines mechanischen Vorgangs zu schärfen. Vielmehr erfolgt dieses Schärfen am besten durch einen Xtzvorgang, welcher etwa entsprechend dem vorausgehend in Verbindung mit Fig. 22 beschriebenen Xtzvorgang durchgeführt werden kann. Die neben den Stanzstempelelementen liegenden Hohlräume werden mit einem Epoxidharz

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so

bis zur Höhe des oberen Rands der Messerkanten 9¹* aufgefüllt und der Stanzstempel wird anschliessend während einer kurzen Zeit einer Ätzlösung ausgesetzt. Wäre der Anstieg der Seitenwände 102 nicht im wesentlichen symmetrisch, so hätte die Ätzlösung die Neigung, sich seitlich durch die Messerkanten 100 zu arbeiten und dabei eine ungleichmässige Schneidkante zu ergeben. Da die Anstiegsbereiche 102 im wesentlichen gleichmässig ausgeführt sind, kann das Schärfen derart erfolgen, dass die Höhe der Messerkanten im wesentlichen gleichförmig bleibt. Schliesslich sind die Hintergrundausnehmungen 70 tiefer als die trennende Ausnehmung 68. Dies ermöglicht es, während der Herstellung der Leitertafel, dass überschüssige Metallfolie in den Hintergrundbereichen in die Ausnehmungen 70 gefaltet wird, ohne an der gerade hergestellten Leitertafel zu haften.

(d) Zweite Ausführungsform zur Herstellung einzelner Stanzstempelelemente mit vorstehenden Randabschnitten und einem ausgenommenen mittigen Bereich

Ein Stanzstempel mit Stanzstempelelementen gemäss Pig. 2¹» ist für eine grosse Anzahl von Leitertafelfertigungen sehr zufriedenstellend, jedoch ist es in einigen Fällen, bei denen eine ziemlich starke Metallfolie zur Herstellung der Schaltkreiselemente verwendet wird, erwünscht, die Herstellung derart vorzunehmen, dass die beiden vorstehenden Messerkanten eines jeden Stanzstempelelements über den mittigen ausgenommenen Bereich um einen grösseren Betrag vorstehen als dies durch das im Abschnitt (c) vorausgehend beschriebene Verfahren erreicht wird. Wie dies im Einklang mit dieser zweiten Ausführungsform erreicht wird, ist in Verbindung mit den Fig. 25 bis 36 beschrieben.

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Wie bei der ersten Ausführungsform ist der im Einklang mit den Verfahrensstufen gemäss den Fig. 1 bis 15 hergestellte Stanzstempelblock 46 mit Flächen 72 der Stanzstempelelemente 66 ausgestattet, die gemäss Fig. 16 etwa 0,025 mm abgeschliffen sind. Anschliessend wird gemäss Fig. 17 eine sehr genaue Reproduktion der Flächen 72 der Stanzstempelelemente 66 hergestellt und ausgehend hiervor eine positive Glasplatte 104, wovon ein Teil in Fig. 25 gezeigt ist. Der in Fig. 25 gezeigte Teil der Glasplatte 104 enthält ein undurchsichtiges Bild 106, welches in seiner Formgebung genau einer entsprechenden Fläche 72 eines Stanzstempelelements 66 entspricht, wobei dieses undurchsichtige Bild 106 von einer durchsichtigen Fläche 108 umgeben ist.

Als nächster Schritt werden drei "modifizierte Reproduktionen" ausgehend von dem Stanzstempelmuster auf der Glasplatte 104 hergestellt. Dies erfolgt im wesentlichen wie vorausgehend im Abschnitt (c) beschrieben unter Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung. Jedoch unterscheidet sich die Herstellung dieser modifizierten Reproduktionen gegenüber der in Verbindung mit den Fig. 6, 7 und 8 beschriebenen Verfahrensweise, indem ein Positiv des auf der Glasplatte 104 dargestellten Musters hergestellt und anschliessend am Rahmen 28 befestigt wird. Infolgedessen werden modifizierte Muster erhalten, in denen die Randabschnitte des Bilds der Stanzstempelflächen 106 in ihrer Breite verringert sind. Zu diesem Zweck wird ein erstes Muster hergestellt, während die Platte 108 eine Taumelbewegung um einen ziemlich kleinen Radius von beispielsweise 0,153 mm (0,006 Zoll) ausführt, damit das "geringfügig verkleinerte" Muster HOa gemäss Fig. 26 erhalten wird. Eine zweite modifizierte Reproduktion wird durch Drehen der Glasplatte 108 um einen massig grösseren Radius von beispielsweise 0,31 mm (0,012 Zoll) hergestellt, um ein

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"massig verkleinertes" Muster HOb getnäss Fig. 27 zu erhalten. Schliesslich wird die Photoplatte 108 um einen verhältnismässig grossen Radius von beispielsweise 0,6¹I mm (0,025 Zoll) gedreht, um ein "erheblich verkleinertes" Muster HOc gemäss Fig. 28 zu erhalten. Die vorausgehend genannten Radiuswerte würden sich für Stanzstempelelemente eignen, welche eine Mindestbreite von 1,52 mm (0,060 Zoll) oder eine geringfügig grössere Breite auf v/eisen.

Zur Erläuterung ist in einem jeden der Muster HOa, HOb und HOc das Muster der graphischen Originaldarstellung, welches als Originalmuster angesehen werden kann, bei 106a gestrichelt dargestellt. Wie aus Fig. 26 ersichtlich ist, liegt der Umfang der Anordnung im modifizierten Muster HOa gegenüber dem Muster 106a um eine relativ geringe gleichmässige Breitenabmessung von 0,15 mm nach innen versetzt, wobei die Fläche zwischen den beiden umfangsseitigen Begrenzungen durch 112a bezeichnet ist. In ähnlicher Weise ist der Umfang des Musters HOb gleichförmig um 0,31 mm versetzt, wobei die Fläche zwischen den beiden Umfangslinien mit 112b bezeichnet ist. Schliesslich ist das Muster HOc um eine gleichmässige Breitenabmessung von 0,64 mm verringert, wobei die Fläche zwischen den beiden Umfangslinien mit 112b bezeichnet ist.

Die verbleibenden Verfahrensschritte gemäss der zweiten Ausführungsform werden nun in Verbindung mit einem einzelnen Stanzstempelelement 66a beschrieben. Gemäss Fig. 29 ist das Stanzstempelelement 66a identisch oder nahezu identisch mit einem der Stanzstempelelement 72a gemäss Fig. 17. Wie bei der vorausgehenden Ausführungsform sind die Ausnehmungen 68a des Stanzstempels an den einander gegenüberliegenden Seiten des Stanzstempelelements 66a mit einem gegenüber dem Ätzmittel beständigen Epoxid-

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füllmittel 78a gefüllt, welches erhärtet und anschliessend auf die Höhe der Oberfläche 72a des Stanzstempelelements 66a abgeschliffen wird. Anschliessend wird gemäss Fig. ein säurefestes Muster 8¹Ic auf die Oberfläche des Stanzstempels in der in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Weise aufgebracht, wobei dieses Muster 8¹Jc in seiner Formgebung dem modifizierten Muster HOc gemäss Fig. 28 entspricht. Dieses Muster 8Uc weist somit Abschnitte 86c auf, welche Randabschnitte der Fläche 72a des Stanzstempelelements überragen. Diese überragenden Bereiche 86c entsprechen dem Umfangsbereich 112c der Fig. 28, und der freiliegende Bereich der Fläche 72a des Stanzstempels entspricht dem modifizierten Muster HOc. Der Stanzstempelblock wird anschliessend in eine Ätzlösung gebracht, um eine erste Ausnehmung 11¹J in das Stanzstempelelement 66a zu ätzen,und zwar auf eine Tiefe von etwa 0,36 mm (0,01¹J Zoll), wie dies aus Fig. 30 ersichtlich ist. Das Ätzen hinterschneidet dabei den überragenden Abschnitt 86a des säurefesten Überzugs um etwa 0,23 mm (0,009 Zoll), wie bei 116 angedeutet ist, wobei zwei vorstehende Randabschnitte 118 gebildet werden. Anschliessend wird gemäss Fig. 31 das säurefeste Muster 8¹Jc entfernt und ein zweites säurefestes Muster 8¹Jb wird auf die Fläche 72a des Stanzstempels aufgebracht und entspricht in seiner Formgebung dem Muster HOb gemäss Fig. 27. Die überragenden Bereiche 86b entsprechen dem Umfangsbereich 112b nach Fig. 27 und lassen die inneren oberen Flächenbereiche der beiden vorstehenden Schultern 118 freiliegend. Anschliessend erfolgt ein zweites Ätzen, wodurch die Tiefe des Hohlraums H¹J weiter erhöht wird, so dass eine zweite Hohlraumanordnung 120 erhalten wird, welche eine Gesamttiefe von etwa 0,56 mm (0,022 Zoll) aufweist. Dieses zweite Ätzen hinterschneidet ebenfalls den überragenden

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Musterabschnitt 86b um etwa 0,1 mm (0,004 Zoll), wobei die erhaltenen vorstehenden Randabschnitte in einer bei Il8a gezeigten Anordnung gebildet werden.

Das säurefeste Muster 84b wird anschliessend entfernt und ein drittes Photoresistmuster 84a aufgebracht, welches dem bei 110a in Fig. 26 gezeigten Muster entspricht. Wie ersichtlich, erstrecken sich die überragenden Bereiche 86a dieses Musters 84a nur geringfügig über die Seitenränder 122 des Stanzstempelelements 86a hinaus. Anschliessend erfolgt ein drittes Ätzen, welches die Tiefe des Hohlraums 120 auf die bei 124 in Pig. 34 dargestellte Anordnung auf eine Tiefe von etwa 0,76 mm (0,030 Zoll) weiter vergrössert. Das Ätzen hinterschneidet ferner den überragenden Musterabschnitt 86a, so dass die vorstehenden Seitenabschnitte 118a in ihrer Breite auf die bei 118b gezeigte Anordnung weiter verkleinert werden.

Anschliessend wird das sMurefeste M_uster 84a entfernt und, während das Epoxidfüllmittel 78a weiterhin die Ausnehmungen 68a ausfüllt, wird der Stanzstempelblock wiederum kurzzeitig einer Ätzlösung ausgesetzt, um den Hohlraum 124 weiter auf die bei 126 in Fig. 35 gezeigte Formgebung zu vertiefen, wobei ebenfalls ein Ätzen in seitlicher Richtung in die Schulterbereiche 118b erfolgt. Da die Ätzlösung dazu neigt, kräftiger an den freiliegenden Eckbereichen zu wirken, beispielsweise im Bereich der Hakenform 128 an jedem Schulterteil Il8b, besteht die resultierende Anordnung aus zwei vorstehenden Messerkanten, wie sie in Fig. 35 bei 130 dargestellt sind. Gemäss einer alternativen Ausführungsform könnte dieser Verfahrensschritt durch Sandstrahlen mit einem feinen Schleifmittel oder in einigen Fällen mittels einer Präzisions-Abgratvorrichtung ausgeführt werden.

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Das Epoxidfüllmittel 78a wird anschliessend wie bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform entfernt, wobei ein Stanzstempelelement 132 des fertigen erfindungsgemässen Stanzstempels in Fig. 36 dargestellt ist. Wie ersichtlich, hat das Stanzstempelelement 132 eine Vorderseite, welche eine mittige Ausnehmung 126 und zwei vorstehende Messerkanten 130 enthält, die sich etwa 0,76 mm über die Höhe der Ausnehmung 126 erstrecken. Die Endform des Stanzstempelelements 132 entspricht weitgehend jener gemäss Fig. 2¹», abgesehen davon, dass infolge der Anzahl von Ätzvorgängen die Tiefe der Ausnehmung 126 erheblich grosser ist, so dass die beiden Messerkanten 130 eine grössere Höhe aufweisen. Durch Verwendung einer Ätztechnik mit mehrstufigen Rückschritten, die in Verbindung mit den Fig. 25 bis 35 beschrieben wurde, wird eine grössere Tiefe der Stanzstempelausnehmung 126 erhalten, während eine verhältnismässig hohe Genauigkeit in der Formgebung der beiden Messerkanten 130 erzielt wird, so dass diese sehr eng der graphischen Originaldarstellung entsprechen und die Seitenwände einer jeden abstehenden Messerkante I30 bezüglich ihres Anstiegs ziemlich gleichmässig verlaufen.

Bei Zusammenfassung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt sich, dass die ersten drei Ätzstufen, die in Verbindung mit den Fig. 9 bis 15 beschrieben wurden, die Aufgabe haben, Stanzstempelelemente 66 mit flacher Vorderseite zu liefern, die sehr eng dem Muster der graphischen Originaldarstellung entsprechen, wobei die Anordnung der Seitenwände der Stanzstempelelemente 66 bezüglich ihres Anstiegs ziemlich gleichmässig ist. Dies hat mehrere Vorteile. Erstens kann infolge der Gewissheit, dass die graphische Originaldarstellung

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auf die Stanzstempelelemente innerhalb sehr enger Toleranzen reproduziert wird, der Abstand der Schaltkreiselemente sehr eng an den gewünschten Mindestabstand angenähert werden. Ferner ermöglicht die Präzision, mit welcher die Oberfläche und die Seitenwände eines jeden Stanzstempelelements hergestellt werden, die Ausbildung der Messerkanten am Stanzstempelelement mit grösserer Höhe als sie normalerweise erzielt werden würde, während die Ebenflächigkeit der Messerkanten innerhalb enger Toleranzen aufrechterhalten wird. Schliesslich kann, wie vorausgehend erwähnt, das Schärfen der Ränder der Stanzstempelelemente besser auf eine Weise durchgeführt werden, um die Ebenmässigkeit der Messerkanten innerhalb enger Toleranzen aufrechtzuerhalten. Bezüglich der zweiten Ausführungsform gemäss den Fig. 25 bis 36 werden die gleichen Vorteile einer genauen Herstellung erhalten, wobei die Messerkanten des Stanzstempels eine erheblich grössere Höhe aufweisen als sie mittels der normalerweise verwendeten Verfahren erreicht werden könnte.

Die Geschwindigkeit, mit welcher eine Ätzlösung in die Oberfläche eindringt, hängt davon ab, in welchem Ausmass das Material der Ätzlösung ausgesetzt ist. Beispielsweise wird eine freiliegende äussere Ecke oder ein Vorsprung mit grösserer Geschwindigkeit weggeätzt als eine flache Oberfläche, die der Ätzlösung in normaler Weise ausgesetzt ist. Ferner wird eine etwas geschützte Fläche, wie sie beispielsweise unterhalb eines vorstehenden Abschnitts aus säurefestem Material vorhanden ist, mit noch geringerer Geschwindigkeit weggeätzt. Es wurde gefunden, dass durch Verwendung der beschriebenen stufenweisen Ätztechnik, bei welcher das Schutzüberzugsmuster auf die Oberfläche des Stanzstempels in einem vergrösserten Muster aufgebracht und anschliessend in Stufen zunehmend näher an die graphische Originaldarstellung herangeführt wird, jegliche Unregelmässigkeiten, die

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durch ein ungleichmässiges Ätzen während eines Abschnitts des Ätzvorgangs entstehen könnten, im wesentlichen im anschliessenden Abschnitt des Ätzvorgangs beseitigt werden. Es ist daher im Endergebnis möglich, relativ tiefe Ausnehmungen im Stanzstempel zu erhalten, während eine sehr hohe Präzision in den Stanzstempelelementen und in der Gleichförmigkeit des Anstiegs der Seitenwände der Stanzstempelelemente erzielt werden.

Es ist offensichtlich, dass die erfindungsgemässen Verfahrensschritte für die jeweiligen Anwendungen abgeändert werden können. Beispielsweise kann, falls eine grössere Tiefe für die Ausnehmungen des Stanzstempels benötigt wird, eine Anzahl weiterer dazwischenliegender Ätzvorgänge in das Verfahren einbezogen werden. Wird dagegen eine etwas geringere Tiefe der Ausnehmung und/oder eine geringere Präzision im fertigen Erzeugnis gefordert, ist es möglich, die Hintergrundätzung wegzulassen und von der Abstandsätzung auf die formgerechte Ätzung überzugehen.

Beispiel I

Ein Muster einer graphischen Originaldarstellung wurde im wesentlichen im Einklang mit der Beschreibung zur Fig. 1 hergestellt, wobei die Einzelelemente näherungsweise 0,38 mm Breite aufwiesen und der Durchschnittsabstand benachbarter Elemente etwa 1,27 mm betrug. Die Breite der Hintergrundbereiche der graphischen Darstellung war grosser als 1,53 mm und stieg bis zu 12,7 mm an. Gemäss den Fig. 6, 7 und 8 wurden drei modifizierte Überzugsmuster hergestellt. Das grössere Überzugsmuster hatte vergrösserte Randabschnitte mit einer Breite von 0,76 mm (30 Tausendstel Zoll). Das modifizierte Zwischen-

muster hatte eine um 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll) vergrösserte Randbreite. Das dritte, formgerechte, modifizierte Muster hatte eine randseitige Vergrösserung von 0,075 mm (3 Tausendstel Zoll).

Ein rechteckförmiger Stanzstempelblock aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit einer Länge von 17»8 cm, einer Breite von 15>3 cm und einer Stärke von 19 mm wurde an einer Vorderseite mit Ferrichlorid gereinigt, mit Bimsstein und Wasser abgebürstet, mit Wasser gespült und mit Luft getrocknet. Ein Photoresistmaterial, nämlich Kodak KMER, wurde auf die Stanzstempelfläche aufgetragen. Die Photoresistschicht wurde 10 Minuten lang luftgetrocknet und anschliessend in einem Ofen bei 121,1 ⁰C (250 ⁰F) 30 Minuten lang getrocknet und anschliessend luftgekühlt. Dies erfolgte in einem Raum mit gelber Sicherheitsbeleuchtung. Ein ausgehend von dem ersten grösseren Überzugsmuster hergestelltes Negativ wurde über die Photoresistschicht gelegt und eine Glasplatte wurde auf die Oberseite des Negativs gegeben, um dieses in enger Anlage an der Photoresistschicht zu halten. Eine etwa 6l cm oberhalb der Glasplatte angeordnete Bogenlampe wurde eingeschaltet, um das Negativ während etwa 30 Minuten zu beleuchten. Der Stanzstempelblock mit dem darauf angeordneten Photoresistmaterial wurde in eine Entwicklerlösung eingegeben, um die nicht belichteten Bereiche des Photoresistmaterials abzuwaschen und wurde anschliessend in Wasser gespült. Auf diese Weise wurde ein säurefester überzug entsprechend dem ersten erweiterten Überzugsmuster erhalten.

Die Seiten und die Rückseite des Stanzstempelblocks wurden mit einem als Maske dienenden Klebb_an(j abgedeckt und der Stanzstempelblock wurde in eine Ätzvorrichtung (Master Model PC-32) gegeben, welche eine Ätzlösung enthielt,

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die aus Ferrichlorid 35° Baume Ätzlösung (verdünnt' mit Wasser von 42° Baume) enthielt, welche von Philip A. Hunt Chemical Corp. vertrieben wird. Die Platte wurde 16 Minuten lang auf eine Tiefe von näherungsweise 0,5 nun (20 Tausendstel Zoll) geätzt, und der Hinterschnitt unterhalb des Photoresistmaterials betrug näherungsweise 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll). Dieser Ätzvorgang wurde alle ¹IO Sekunden unterbrochen, wobei der Stanzstempelblock aus der Ätzvorrichtung entnommen und die freiliegenden geätzten Flächen mit einer weichen Bürste gereinigt wurden. Dabei wurde eine solche Formgebung des Stanzstempelblocks erhalten, dass jene Bereiche, die eng nebeneinander liegenden Gruppen der Schaltkreiselemente der graphischen Originaldarstellung entsprachen, als einzelne Reliefbereiche erschienen, und jene Bereiche, die dem Hintergrund der graphischen Originaldarstellung entsprachen, auf eine Tiefe von etwa 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) abgetragen waren.

Anschliessend wurde ein säurefester überzug in der vorausgehend beschriebenen Weise auf die Stanzstempeloberfläche aufgebracht, wobei jedoch das zweite Überzugsmuster mit einer Breitenvergrösserung von 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll) verwendet wurde. Beim Auflegen dieses schützenden Überzugs waren die Randabschnitte des Überzugs in einem Abstand von näherungsweise 0,25 mm vom Rand der Reliefbereiche einwärts angeordnet.

Der Stanzstempelblock wurde erneut etwa 10 Minuten lang in der vorausgehend beschriebenen Weise einer Ätzlösung ausgesetzt, um eine zusätzliche Tiefe von etwa 0,33 nun (13 Tausendstel Zoll) wegzuätzen. Die resultierende Tiefe in den vorausgehend geätzten Bereichen betrug näherungs-

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weise 0,84 mm (33 Tausendstel Zoll) und die zwischen benachbarten Musterelementen gebildeten Ausnehmungen hatten eine Grosse von näherungsweise 0,33 mm. Die Breite des hinterschnittenen Bereichs unterhalb der Kanten des Musters betrug näherungsweise 0,15 mm (6 Tausendstel Zoll).

Ein dritter Xtzvorgang wurde mittels des dritten modifizierten Überzugsmusters vorgenommen. War dieses Überzugsmuster auf den Stanzstempelblock aufgebracht, so hatten die Randabschnitte des resultierenden Überzugsmusters einen Abstand nach innen gegenüber den Rändern der Reliefbereiche von lediglich etwa 0,025 mm (1 Tausendstel Zoll). Der Stanzstempelblock wurde anschliessend näherungsweise 6 Minuten lang geätzt, um die Seitenwände der Reliefbereiche in eine Form zu bringen, die sehr eng der graphischen Originaldarstellung entsprach.

Anschliessend wurde der Stanzstempelblock mit einer Oberflächenschleifmaschine flach geschliffen, um etwa 0,025 mm Materialstärke an der Vorderseite des Stanzstempelblocks abzunehmen. Eine vollständig belichtete Photo-Glasplatte wurde in eine photographische Entwicklerlösung eingetaucht und gegen die Oberfläche des Stanzstempels gedrückt, wobei der Stanzstempelblock und die Glasplatte in der Entwicklerlösung 1 Minute lang in Anlage aneinanderblieben. Die Glasplatte und der Stanzstempelblock wurden aus der Entwicklerlösung entnommen, und die Glasplatte wurde sofort in kaltem Wasser gespült und in ein photographisches Fixierbad gegeben. Die Glasplatte wurde in diesem Fixierbad 2 Minuten lang aufbewahrt. Dabei wurde ein Negativ erhalten, welches eine genaue Reproduktion der Oberflächen der Stanzstempelelemente auf dem Stanzstempelblock darstellte.

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Von dem Negativ wurde ein Positiv hergestellt und über eine nicht belichtete photographische Glasplatte in der Vorrichtung gemäss Fig. 5 gelegt. Der Platte zur Halterung der Positiv-Glasplatte wurde eine kreisförmige Taumelbewegung erteilt, wobei der Radius der Drehung des Exzenters 0,103 mm (4 Tausendstel Zoll) betrug. Eine 25,4 cm oberhalb des Films angeordnete ultraviolette Lampe wurde 10 Sekunden lang eingeschaltet, wonach der photographische Film entwickelt wurde, um ein Negativ eines modifizierten Stanzstempelmusters zu erhalten. Ausgehend von diesem Negativ wurde anschliessend ein Positiv hergestellt. Das erhaltene Muster entsprach der graphischen Originaldarstellung, jedoch waren die einzelnen Figuren, die den Schaltkreiselementen entsprachen, an jeder Kante um etwa 0,103 mm "ausgezogen".

Anschliessend wurde ein säurefester E-Pox-E Kleber Nr. EPX-I, der von Woodhill Chemical Sales Corp. vertrieben wird, auf die Stanzstempeloberfläche von Hand mittels einer Spachtel aufgebracht, wobei die Masse geringfügig über die Stanzstempeloberfläche aufgetragen wurde, damit Blasen oberhalb des Stanzstempelelements aufsteigen konnten. Die Stanzstempeloberfläche wurde abgeschliffen, um das erhärtete Epoxidmaterial bis zum Niveau der Stanzstempelelemente zu entfernen. Ein säurefester Überzug, wie er beispielsweise vorausgehend erwähnt wurde, wurde auf die Stanzstempelvorderseite aufgebracht. Das Positiv des modifizierten Musters wurde über die Photoresistschicht gelegt und eine oberhalb der Photoresistschicht liegende ultraviolette Lampe wurde eingeschaltet, um die freiliegenden Abschnitte der Photoresistschicht zu härten. Der Stanzstempel mit dem entwickelten Photoresistmuster wurde in eine Entwicklerlösung

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gegeben, um die nicht belichteten Bereiche der Photoresist schicht zu entfernen.

Der Stanzstempelrohling mit dem aufgebrachten modifizierten Photoresistmuster wurde in einen Ofen eingegeben und 30 Minuten lang bei 121,1 ⁰C (250 ⁰P) getrocknet. Der Stanzstempelblock wurde anschliessend in der vorausgehend beschriebenen Weise geätzt, und dieser Ätzvorgang wurde 4 Minuten lang fortgesetzt. Der Stanzstempel wurde aus der Ätzlösung entnommen und der photographische überzug wurde durch Schleifen entfernt. Der Stanzstempel wurde etwa 4 Minuten lang in die Ätzlösung zurückgebracht. Anschliessend wurde der Stanzstempel auf eine heisse Platte gegeben und auf 76,7 ⁰C (170 ⁰P) erhitzt, um das Epoxidfüllmaterial in den Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen zu erweichen, worauf ein Griffel durch die Ausnehmungen geführt wurde, um das Epoxidmaterial aus diesen zu lösen.

Dabei wurde ein Stanzstempel erhalten, dessen Hintergrundbereiche auf eine Tiefe von etwa 1,03 mm (40 Tausendstel Zoll) ausgenommen waren und dessen Trennbereiche auf eine Tiefe von näherungsweise 0,46 mm (18 Tausendstel Zoll) ausgenommen \*aren. Jedes Stanzstempelelement war an seinen Randabschnitten mit vorstehenden Messerkanten versehen, sowie mit einem ausgenommenen mittigen Oberflächenbereich von einer Tiefe von näherungsweise 0,127 mm (5 Tausendstel Zoll). Die Seitenwände eines jeden Stanzstempelelements neben der Messerkante erstreckten sich nach unten und waren geringfügig gegenüber der Vertikalen nach aussen geneigt. Ein Vergleich des erhaltenen Stanzstempels mit der graphischen Originaldarstellung zeigte, dass die Ausbildung der Stanzstempelelemente innerhalb einer Toleranz von etwa 0,05 mm (2 Tausendstel Zoll) der graphischen Originaldarstellung entsprach.

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Beispiel II

Ee wurde das gleiche Verfahren wie im Beispiel I durchgeführt mit der Ausnahme, dass die mittigen Ausnehmungen in den Stanzstempelelementen statt mit einem einzigen Photoresistmuster mit drei modifizierten Mustern gemäss den Fig. 26, 27 und 28 hergestellt wurden. Das erste "geringfügig verkleinerte" Muster, welches jenem der Fig. 26 entsprach, hatte die Umfangslinie des Stanzstempelmusters um 0,153 mm (0,006 Zoll) verkleinert. Das "massig verkleinerte" Muster entsprechend der Fig. 27 hatte die Umfangslinie der Stanzstempelelemente um 0,31 mm (0,012 Zoll) verkleinert. Das "erheblich verkleinerte" Muster entsprechend Fig. 28 hatte die umfangslinie des Stanzstempelelementmusters um 0,6¹I mm (0,025 Zoll) verkleinert.

Ein Muster entsprechend dem "erheblich verkleinerten" Muster wurde auf die Vorderseite des Stanzstempels aufgebracht, und der Stanzstempel wurde etwa 9 Minuten lang einer Ätzlösung ausgesetzt, um die mittigen Ausnehmungen der Stanzstempelelemente mit einer Tiefe von etwa 0,36 mm (Ο,ΟΙ¹» Zoll) zu bilden. Anschliessend wurde ein zweites Muster entsprechend dem "massig verkleinerten" Muster auf die Stanzstempelvorderseite aufgebracht, und der Stanzstempel wurde etwa 5 Minuten lang einer Ätzlösung ausgesetzt. Auf diese Weise wurdendie Ausnehmungen in den Stanzstempelelementen auf eine Tiefe von etwa 0,56 mm (0,022 Zoll) vergrössert. Schliesslich wurde ein Muster entsprechend dem "erheblich verkleinerten" Muster auf die Stanzstempelvorderseite aufgebracht, und der Stanzstempel wurde etwa 9 Minuten lang der Ätzlösung ausgesetzt. Auf diese Weise wurde eine Tiefe der Aus-

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nehmungen in den Stanzstempelelementen von etwa 0,75 ram (0,030 Zoll) erhalten.

Anschliessend wurde das säurefeste Muster entfernt, und der Stanzstempel wurde etwa 4 Minuten lang einer Ätzlösung ausgesetzt. Die erhaltene Formgebung des Stanzstempels entsprach im allgemeinen jener des Beispiels I, mit der Ausnahme, dass die Höhe der Messerkanten eines jeden Stanzstempelelements näherungsweise 0,76 mm betrug. Ferner war die Breite der einzelnen Stanzstempelelemente mindestens 1,5 nun (0,060 Zoll).

Ende der Beschreibung

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Claims

Patentansprüche

.1.J Verfahren zur Herstellung eines Präzisions-Stanzstempels, der sich zur Herstellung einer Leiterplatte, ausgehend von einer Metallfolie, eignet, wobei die Leiterplatte eine Anzahl von Schaltkreiselementen aufweist, die innerhalb enger Toleranzen einem vorgewählten Originalmuster entsprechen, welches Muster-Figuren mit randseitigen Begrenzungslinien aufweist, sowie Abstandsbereiche, welche die in einem verhältnismässig engen Abstand voneinander liegenden Schaltkreiselemente trennen, sowie mindestens einen Hintergrundbereich grösserer Breite, welcher mehrere, im grösseren Abstand voneinander liegende Schaltkreiselemente voneinander trennt, und der Stanzstempel Stanzstempelelemente aufweist, welche die Metallfolie erfassen, um die Schaltkreiselemente zu bilden, die Stanzstempelelemente ferner jeweils einen Oberflächenbereich haben, dessen Randabschnitte eng den Begrenzungslinien der zugehörigen Musterfigur entsprechen, sowie Seitenwände, die von den zugehörigen Randbereichen in benachbarte Ausnehmungen an gegenüberliegenden Seiten des Stanzstempelelements führen, dadurch gekennzeichnet,

(a) dass ein Stanzstempelblock verwendet wird, welcher eine Arbeitsfläche aufweist, an welcher die Stanzstempelelemente gebildet werden,

(b) dass eine Anzahl von modifizierten Überzugsmuster hergestellt werden, wovon jeder eine Musterfläche aufweist, die aus einer Grundfläche besteht, welche in der Formgebung dem Originalmuster entspricht und einen vergrösserten Randbereich aufweist, welcher sich über die randseitigen Begrenzungslinien des Originalmusters um eine vorgegebene, im we-

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sent lichen gleichförmige Breitenabmessung hinaus erstreckt, wobei die Überzugsmuster ein erstes Hintergrundmuster enthalten, das einen vergrösserten Randabschnitt grösserer Breite aufweist, der kleiner als die halbe Breite des Hintergrundbereichs ist, ferner ein zweites Abstands-überzugsmuster mit einem vergrösserten Randabschnitt einer Zwischenbreite, welche kleiner als der halbe Abstand der eng nebeneinanderliegenden Schaltkreiselemente ist, und schliesslich ein drittes, formgerechtes Überzugsmuster mit einem vergrösserten Randabschnitt einer verhältnismässig kleinen Breite, welche ziemlich eng dem Originalmuster entspricht,

(c) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einem ersten Schutzüberzug abgedeckt wird, welcher dem ersten Hintergrundmuster entspricht, um mindestens einen Teil des Hintergrundbereichs des Stanzstempels freiliegend zu lassen,

(d) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um einen ausgenommenen Bereich mindestens im Hintergrundbereich zu bilden, und einen ersten Reliefbereich zu erhalten, welcher eine Fläche des Stanzstempelblocks einschliesst, an der die Schaltkreiselemente gebildet werden sollen,

(e) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einem zweiten Schutzüberzug versehen wird, der dem zweiten Abstands-überzugsmuster entspricht, um einen grösseren Teil des Hintergrundbereichs freiliegend zu lassen und ferne mindestens einen Teil der Abstandsbereiche des Stanzstempelblocks freizulegen,

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(f) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks erneut einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um weiteres Material vom Hintergrundbereich zu entfernen und um ferner Ausnehmungen an den Abstandsbereichen des Stanzstempelblocks zu bilden,

(g) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempels mit einem dritten Schutzüberzug abgedeckt wird, welcher dem dritten,formgerechten Überzugsmuster entspricht, um die Bereiche des Stanzstempels zu schützen, an welchen die Stanzstempelelemente schliesslich gebildet werden sollen und sich geringfügig über die Randabschnitte desselben hinaus erstrecken,

(h) dass die Arbeitsfläche des StanzStempels erneut einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um die Stanzstempelelemente auf eine Form zu bringen, die ziemlich eng dem vorgewählten Originalmuster entspricht, und

(i) dass die Oberflächenbereiche eines jeden Stanzstempelelements mit einer mittigen Ausnehmung versehen werden, um abstehende Randabschnitte der Stanzstempelelemente zum Erfassen der Metallfolie zurückzulassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste ÄtzVorgang durchgeführt wird, um den ersten Reliefbereich mit einem Muster zu versehen, welches gegenüber dem zvreiten Oberzugsmuster massig vergrössert ist,

dass der zweite Schutzüberzug auf die Arbeitsfläche des Stanzstempels aufgebracht wird, um Randabschnitte des ersten Reliefbereichs freiliegend zu lassen, und dass der zweite Ätzvorgang ausgeführt wird, um massig geneigt verlaufende, eine Ausnehmung bildende Oberflächen an einander gegenüberliegenden Seiten der Stanzstempelelemente zu erhalten.

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. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Material von den mittigen Abschnitten der Arbeitsflächen der Stanzstempelelemente weggenommen wird, indem die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial gefüllt und anschliessend die Arbeitsflächen der Stanzstempelelemente einem Ätzmittel ausgesetzt werden, um an den Randabschnitten der Stanzstempelelemente die vorstehenden Randabschnitte zum Erfassen der Metallfolie zu erhalten.

. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Material von den mittigen Abschnitten der Arbeitsflächen der Stanzstempelelemente entfernt wird, indem die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial gefüllt und anschliessend die Arbeitsflächen der Stanzstempelelemente einem Ätzmittel ausgesetzt werden, um an den Randbereichen der Stanzstempelelemente die vorstehenden Randabschnitte zum Erfassen der Metallfolie zu erhalten.

· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Überzugsmuster erhalten werden, indem zuerst ein Negativ des Originalmusters hergestellt wird, das Negativ über eine strahlungsempfindliche Fläche gelegt wird, das Negativ einer drehenden Taumelbewegung ausgesetzt wird, während durch das Negativ gegen die strahlungsempfindliche Fläche eine Strahlung geschickt wird, wobei das erste Überzugsmuster hergestellt wird, indem die Taumelbewegung um einen grösseren Radius erfolgt, das dritte Überzugsmuster hergestellt wird, indem die Taumelbewegung dem Negativ um einen geringeren Radius erteilt wird und das zweite Überzugsmuster her-

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gestellt wird, indem die Taumelbewegung dem Negativ um einen Zwischenradius mitgeteilt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbereiche eines jeden Stanzstempelelements mit mittigen Ausnehmungen in folgender Weise hergestellt werden:

a) Herstellung einer Anzahl modifizierter verkleinerter Überzugsmuster, wovon jedes eine Musterfläche aufweist, die in ihrer Formgebung der Gestalt der Stanzstempelelemente nach dem dritten Ätzvorgang entspricht, die verkleinerten Überzugsmuster jeweils Musterfiguren mit randseitigen Umfangslinien aufweisen, die gegenüber den Umfangslinien der Stanzstempelelemente der Stanzstempelelementanordnung um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung nach einwärts versetzt sind, und die Überzugsmuster mindestens ein erstes und zweites verkleinertes Überzugsmuster aufweisen, wobei das erste verkleinerte Überzugsmuster randseitige Begrenzungslinien aufweist, die um einen grösseren Betrag nach innen versetzt sind, während das z'tfeite verkleinerte Überzugsmuster randseitige Umfangslinien aufweist, die um einen geringeren Betrag nach innen versetzt sind,

b) Abdecken der Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einem ersten Schutzüberzug, welcher dem ersten verkleinerten Überzugsmuster entspricht, wobei der erste Schutzüberzug überlappende Randabschnitte aufweist, die die Randabschnitte der Stanzstempelelemente um einen grösseren Betrag überlappen, während die mittigen Abschnitte derselben freiliegend bleiben,

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c) die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um ausgenommene Bereiche in den Stanzstempelelementen zu bilden, sowie abstehende Randabschnitte an dem Stanzstempelelement,

d) Abdecken der Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einem zweiten Schutzüberzug, welcher dem zweiten verkleinerten Überzugsmuster entspricht, wobei der zweite Schutzüberzug überlappende Randbereiche aufweist, die die Randabschnitte der Stanzstempelelemente in einem geringeren Ausmass überlappen, während die mittigen Bereiche derselben freiliegend bleiben und

e) erneutes Ätzen der Arbeitsfläche des Stanzstempels mit einem Ätzmedium, um die ausgenommenen Bereiche zu vertiefen und zu erweitern, damit die abstehenden Randabschnitte der Stanzstempelelemente eine schmälere Ausbildung erhalten, die mit verhältnismässig hoher Gleichmässigkeit der Formgebung des Stanzstempelelements entspricht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite verkleinerte Überzug mit seinen überlappenden Randbereichen nur teilweise die vorstehenden Randbereiche überlappt., welche beim vorausgehenden Ätzen gebildet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial gefüllt werden, und dass anschliessend an das zweite Ätzen mit dem zweiten verkleinerten Schutzüberzug, nachdem dieser von der Arbeitsfläche des Stanzstempels entfernt wurde, die Arbeitsfläche des

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Stanzstempels einer weiteren Materialwegnähme unterzogen wird, um den vorstehenden Randbereichen der Stanzstempelelemente eine vergleichsweise scharfe Form zu geben.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Materialwegnahme durchgeführt wird, indem die Vorderseite des Stanzstempelelements einem weiteren Ätzvorgang unterzogen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Materialwegnahme erfolgt, indem die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem feinen Schleifmittel ausgesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes zwischengeschaltetes> verkleinertes Überzugsmuster verwendet wird,welches randseitige ümfangslinien aufweist, die gegenüber der Form des Stanzstempelelements um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung nach innen versetzt sind, die kleiner ist als jene des ersten verkleinerten Überzugsmusters und grosser als das zweite verkleinerte Überzugsmuster, und dass das zwischengeschaltete verkleinerte Überzugsmuster auf die Stanzstempelvorderseite als Schutzüberzug aufgebracht wird, wonach die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmittel ausgesetzt wird, bevor die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit der zweiten verkleinerten Schutzschicht abgedeckt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass drei verkleinerte Überzugsmuster verwendet werden, nämlich das erste Muster, das zweite Muster und ein da-

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zwischengeschaltetes Überzugsmuster, dessen randseitige Umfangslinien gegenüber der Formgebung des Stanzstempelelements um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung nach innen versetzt sind, die grosser als jene des zweiten Überzugsmusters und kleiner als jene des ersten Überzugsmusters ist, und dass drei Ätzvorgänge verwendet werden, bei welchen ein Ätzmittel auf die Arbeitsfläche des Stanzstempelelements aufgebracht wird, nämlich der Ätzvorgang nach dem Aufbringen des ersten Überzugsmusters, der zweite Ätzvorgang nach dem Aufbringen des Schutzüberzugs, welcher dem zweiten Überzugsmuster entspricht, und ein dazwischengeschalteter Ätzvorgang, welcher zwischen dem ersten und zweiten Ätzvorgang erfolgt und nach dem Aufbringen des verkleinerten Schutzüberzugs, der dem dazwischengeschalteten Überzugsmuster entspricht.

13. Stanzstempel gemäss Anspruch 1, welcher sich besonders zur Herstellung einer Anzahl von einzelnen Schaltkreiselementen, ausgehend von einer Metallfolie, und zur gleichzeitigen Verbindung dieser Schaltkreiselemente mit einem Substrat eignet, wobei die Schaltkreiselemente innerhalb enger Toleranzen einem vorgewählten Originalmuster von Musterfiguren mit rand-, seitigen Begrenzungslinien entsprechen und das Originalmuster Abstandsbereiche aufweist, welche verhältnismässig eng benachbarte Schaltkreiselemente voneinander trennen, sowie mindestens einen Hintergrundbereich mit grösserer Breite zwischen in grösserem Abstand liegenden Schaltkreiselementen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzstempel folgende Teile aufweist:

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(a) eine Anzahl von Stanzstempelelementen, wovon jedes einen Oberflächenbereich zum Erfassen der Metallfolie mit vorstehenden, die Metallfolie erfassenden Randabschnitten (130) aufweist, die den Randlinien der herzustellenden Schaltkreiselemente entsprechen,

(b) einige der Stanzstempelelemente im engen Abstand zueinander liegen und trennende Ausnehmungen aufweisen, deren Lage den Abstandsbereichen des Originalmusters entspricht, wobei die trennenden Ausnehmungen eine geringere Tiefe haben und

(c) der Stanzstempel eine Hintergrundausnehmung grösserer Tiefe aufweist, deren Lage dem Hintergrundbereich des Originalmusters entspricht,

so dass beim Anpressen des Stanzstempels gegen die Metallfolie zur Herstellung einer Leitertafel überschüssige Metallfolie im Bereich der Ausnehmungen von den Ausnehmungen aufgenommen werden kann, ohne am Substrat zu haften, und ferner überschüssige Metallfolie des Hintergrundbereichs von der Hintergrundausnehmung aufgenommen werden kann, ohne am Substrat zu haften.

Ik. Stanzstempel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stanzstempelelement eine Ausnehmung bildende Seitenwände mit im wesentlichen gleichförmigem Anstieg aufweist, so dass die vorstehenden Randabschnitte des Stanzstempelelements durch Ätzen geschärft werden können, um die Randabschnitte in Bezug aufeinander im wesentlichen gleichförmig zu halten.

15. Stanzstempel, insbesondere zur Herstellung einer Anzahl einzelner Schaltkreiselemente, ausgehend von einer Metallfolie, und gleichzeitiger Verbindung dieser

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Schaltkreiselemente mit einem Substrat, wobei die Schaltkreiselemente innerhalb enger Toleranzen einem vorgewählten Originalmuster von Musterfiguren mit randseitigen Begrenzungslinien entsprechen, welches Abstandsbereiche aufweist, welche die verhältnismässig in engem Abstand zueinander liegenden Schaltkreiselemente voneinander trennt, sowie mindestens einen Hintergrundbereich grösserer Breite, welcher die in grösserem Abstand liegenden Schaltkreiselemente voneinander trennt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzstempel folgende Teile aufweist:

(a) eine Anzahl von Stanzstempelelementen, wovon jedes einen Oberflächenbereich zum Erfassen der Metallfolie aufweist, der vorstehende, die Metallfolie erfassende Randabschnitte hat, die den Randlinien der herzustellenden Schaltkreiselemente entsprechen,

(b) einige der Stanzstempelelemente im engen Abstand zueinander liegen und trennende Ausnehmungen aufweisen, welche in ihrer Lage den Abstandsbereichen der Originalmusters entsprechen, wobei die trennenden Ausnehmungen eine geringere Tiefe aufweisen, und

(c) der Stanzstempel eine Hintergrundausnehmung grösserer Tiefe aufweist, deren Lage dem Hintergrundbereich des Originalmusters entspricht,

so dass beim Anpressen des Stanzstempels gegen die Metallfolie zwecks Herstellung einer Leitertafel überschüssige Metallfolie an den Ausnehmungen von diesen aufgenommen werden kann, ohne am Substrat zu haften, und überschüssige Metallfolie im Hintergrundbereich von der Hintergrundausnehmung aufgenommen werden kann, ohne am Substrat zu haften.

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16. Stanzstempel nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Stanzstempelelemente Seitenwände aufweist, die eine Ausnehmung mit im wesentlichen gleichförmigem Anstieg bilden, so dass die vorstehenden Randabschnitte der Stanzstempelelemente durch Ätzen geschärft werden können, um die Randabschnitte in Bezug aufeinander im wesentlichen gleichförmig zu halten.

17· Verfahren zur Herstellung eines Präzisions-Stanzstempels mit einer Anzahl von Stanzstempelelementen, die innerhalb enger Toleranzen einem vorgewählten Originalmuster von Musterfiguren mit randseitigen Umfangslinien entsprechen, wobei die Stanzstempelelemente jeweils einen Oberflächenbereich mit Randabschnitten aufweisen, die eng den Randlinien einer zugehörigen Musterfigur entsprechen, und die Seitenwände von ihrem Randabschnitt in Ausnehmungen an entgegengesetzten Seiten des Stanzstempelelements führen, dadurch gekennzeichnet,

(a) dass ein Stanzstempelblock verwendet wird, welcher eine Arbeitsfläche aufweist, an der die Stanzstempelelemente hergestellt werden,

(b) dass eine Anzahl modifizierter Überzugsmuster hergestellt werden, wovon jedes eine Musterfläche aufweist, welche aus einer Grundfläche besteht, deren Formgebung dem Originalmuster entspricht und welche vergrösserte Randabschnitte aufweist, die sich über die randseitigen Begrenzungslinien des Originalmusters um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung hinaus erstreckt, wobei die Überzugsmuster mindestens ein erstes und zweites Überzugsmuster enthalten, und das erste Überzugsmuster einen vergrösserten Randbereich grösserer Breite hat, während das zweite Überzugsmuster einen vergrösserten Randbereich

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geringerer Breite aufweist, welcher enger dem Originalmuster entspricht,

(c) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einem ersten Schutzüberzug versehen wird, der dem ersten Uberzugsmuster entspricht, um den Bereich der Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks unterhalb der Musterfläche des ersten Überzugsmusters zu schützen und die verbleibende Fläche freiliegend zu lassen, und

(d) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um an der verbleibenden Fläche eine Ausnehmung zu erzeugen und eine entsprechende Relieffläche zu bilden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ätzen vorgenommen wird, um die erste Relieffläche entsprechend einem Muster zu bilden, welches gegenüber dem zweiten Überzugsmuster massig vergrössert ist, und dass der zweite Schutzüberzug auf die Arbeitsfläche des Stanzstempels aufgebracht wird, um Randabschnitte der ersten Relieffläche freiliegend zu lassen, wobei das zweite Ätzen durchgeführt wird, um massig ansteigende, eine Ausnehmung bildende Flächen an gegenüberliegenden Seiten der Stanzstempelelemente zu erzeugen.

19. Verfahren nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, dass Material von den mittigen Bereichen der Arbeitsfläche der Stanzstempelelemente weggenommen wird, indem die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial gefüllt werden und anschliessend die Arbeitsfläche der Stanzstempelelemente einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um an den Randabschnitten der

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Stanzstempelelemente vorstehende Randbereiche zum Erfassen der Metallfolie zu schaffen.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Material von den mittigen Abschnitten der Arbeitsfläche der Stanzstempelelemente weggenommen wird, indem die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial gefüllt werden und anschliessend die Arbeitsflächen der Stanzstempelelemente einem Ätzmittel ausgesetzt werden, um an den Randbereichen der Stanzstempelelemente vorstehende Randbereiche zum Erfassen der Metallfolie zu schaffen.

21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes, zwischengeschaltetes Überzugsmuster verwendet wird, welches einen vergrösserten Randbereich aufweist, der kleiner als das erste Überzugsmuster und grosser als das zweite Überzugsmuster ist, und dass das zwischengeschaltete Überzugsmuster auf die erste Relieffläche aufgebracht wird, wonach die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks einem Ätzmittel ausgesetzt wird, bevor die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit dem zweiten Schutzüberzug versehen wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite zwischengeschaltete Überzugsmuster auf die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks aufgebracht wird, um Randabschnitte der ersten Relieffläche freiliegend zu lassen.

23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Überzugsmuster hergestellt werden, indem zuerst ein Negativ des Originalmusters gefertigt wird, dieses Negativ über eine strahlungsempfindliche Fläche gelegt wird, das Negativ einer drehenden Taumelbewegung

ausgesetzt wird,, während Strahlung durch das Negativ ^0 9882/0722

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gegen die strahlungsempfindliche Fläche gerichtet wird, und das erste Überzugsmuster erzeugt wird, indem die drehende Taumelbewegung um einen grösseren Radius erfolgt, während das zweite Überzugsmuster hergestellt wird, indem die drehende Taumelbewegung dem Negativ um einen geringeren Radius mitgeteilt wird.

2M. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass drei Überzugsmuster verwendet werden, nämlich das erste Überzugsmuster, das zweite Überzugsmuster und ein zwischengeschaltetes Überzugsmuster mit einem vergrösserten Randabschnitt, dessen Breite geringer als das erste Überzugsmuster und grosser als das zweite Überzugsmuster ist, wobei drei Ätzvorgänge verwendet werden, bei welchen ein Ätzmittel der Arbeitsfläche des Stanzstempelelementes zugeführt wird, nämlich der Ätzvorgang nach Aufbringen des ersten Überzugsmuster, der zweite Ätzvorgang nach Aufbringen des Schutzüberzugs entsprechend dem zweiten Überzugsmuster und ein zwischengeschalteter Ätzvorgang zwischen dem ersten und zweiten Ätzvorgang und nach dem Aufbringen des Schutzüberzugs, der dem zwischengeschalteten Überzugsmuster entspricht.

25. Verfahren nach Anspruch 17, gemäss welchem die Flächen eines jeden Stanzstempelelements mit mittigen Ausnehmungen in folgender V/eise gebildet werden:

a) Herstellung einer Anzahl modifizierter verkleinerter Überzugsmuster, wovon jedes eine Musterfläche aufweist, deren Form der Stanzstempelelementform nach dem zweiten Ätzvorgang entspricht, und jedes der verkleinerten Überzugsmuster Musterfiguren hat, die randseitige Begrenzungslinien aufweisen, welche um einen grösseren Betrag nach innen versetzt sind,

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während das zweite verkleinerte Überzugsmuster randseitige Begrenzungslinien aufweist, die einen geringeren Betrag nach innen versetzt sind,

b) Abdecken der Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einem ersten Schutzüberzug, der dem ersten verkleinerten Überzugsmuster entspricht, wobei der erste Schutzüberzug in einem stärkeren Ausmass überragende Randbereiche der Stanzstempelelemente aufweist, während mittige Bereiche derselben frei liegen,

c) die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um Ausnehmungen in den Stanzstempelelementen zu bilden und die vorstehenden Randabschnitte der Stanzstempelelemente herzustellen,

d) die Arbeitsfläche des Stanzstempelblock mit einem zweiten Schutzüberzug abgedeckt wird, welcher dem zweiten verkleinerten Uberzugsmuster entspricht, und der zweite Schutzüberzug überragende Randabschnitte aufweist, die die Randabschnitte des Stanzstempelelements in einem geringeren Ausmass überragen, während mittige Abschnitte derselben freiliegend bleiben, und

e) die Arbeitsfläche des Stanzstempels erneut einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um die Ausnehmungen zu vertiefen und zu verbreitern, um den vorstehenden Randabschnitten der Stanzstempelelemente eine schmälere Formgebung zu erteilen, die mit verhältnismässig hoher Gleichförmigkeit der Stanzstempelformgebung entspricht.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite verkleinerte überzug mit seinen überragenden Randbereichen die beim vorausgehenden Ätzvorgang gebildeten vorstehenden Randabschnitte nur teilweise überragt.

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27· Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial gefüllt werden und dass anschliessend an den zweiten Ätzvorgang in Verbindung mit dem zweiten verkleinerten Schutzüberzug, wobei der zweite verkleinerte Schutzüberzug von der Arbeitsfläche des Stanzstempels entfernt ist, die Arbeitsfläche des Stanzstempels einer weiteren Materialwegnahme unterzogen wird, um die vorstehenden Randabschnitte der Stanzstempelelemente verhältnismässig scharf auszubilden.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Materialwegnahme erfolgt, indem die Vorderseite des Stanzstempelelements einem weiteren Ätzvorgang unterzogen wird.

29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Materialwegnahme erfolgt, indem die Arbeitsfläche des Stanzstempels in Kontakt mit einem feinen Schleifmittel gebracht wird.

30. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes, dazwischen geschaltetes, verkleinertes Überzugsmuster verwendet wird, welches randseitige Begrenzungslinien aufweist, die relativ zur Formgebung des Stanzstempelelements um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung nach innen versetzt sind, die kleiner als das erste verkleinerte Uberzugsmuster und grosser als das zweite verkleinerte Überzugsmuster ist, und dass das zwischengeschaltete verkleinerte Überzugsmuster als Schutzüberzug auf die Stanzstempelvorderseite aufgebracht wird, wonach die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmedium ausgesetzt wird, bevor die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit dem zweiten verkleinerten Schutzüberzug versehen wird.

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31· Verfahren nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, dass drei verkleinerte Überzugsmuster verwendet werden, nämlich das erste Überzugsmuster, das zweite Überzugsmuster und ein zwischengeschaltetes Überzugsmuster, dessen randseitige Begrenzungslinien um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung gegenüber der Formgebung des Stanzstempelelements nach innen versetzt sind, welche grosser als jene des zweiten Überzugsmusters und kleiner als jene des ersten Überzugsmusters ist, und dass drei Ätzvorgänge verwendet werden, bei welchen ein Ätzmittel auf die Arbeitsfläche des Stanzstempelelements aufgebrächt wird, nämlich der Ätzvorgang nach dem Aufbringen des ersten Überzugsmusters, der zweite Ätzvorgang nach dem Aufbringen des Schutzüberzugs, welcher dem zweiten Überzugsmuster entspricht,und ein zwischen geschalteter Xtzvorgang zwischen dem ersten und zweiten Ätzvorgang und nach dem Aufbringen des verkleinerten Schutzüberzugs, der dem zwischengeschalteten Überzugsmuster entspricht.

32. Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen in den Oberflächenbereichen von Stanzstempelelementen eines Präzisionsstanzstempels, welcher einen Stanzstempelblock mit einer Anzahl von Stanzstempelelementen aufweist, wovon jedes einen Oberflächenbereich mit randseitigen Begrenzungslinien und Ausnehmungen aufweist, die die Stanzstempelelemente voneinander trennen, dadurch gekennzeichnet,

a) dass eine Anzahl von modifizierten verkleinerten Überzugsmustern hergestellt wird, wovon jedes eine Musterfläche aufweist, deren Formgebung jener der Stanzstempelelemente entspricht, wobei die verkleinerten Überzugsmuster jeweils Musterfiguren mit

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randseitigen Begrenzungslinien aufweisen, die gegenüber jenen der Stanzstempelelemente der Stanzstempelelementform eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung nach einwärts versetzt sind, und die Überzugsmuster mindestens ein erstes und ein zweites verkleinertes Uberzugsmuster aufweisen, wobei das erste verkleinerte Überzugsmuster randseitige Begrenzungslinien aufweist, die um einen grösseren Betrag nach einwärts versetzt sind, während das zweite verkleinerte Überzugsmuster randseitige Begrenzungslinien aufweist, die einen geringeren Betrag nach einwärts versetzt sind,

b) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einer ersten Schutzschicht versehen wird, die dem ersten verkleinerten Überzugsmuster entspricht, die erste Schutzschicht überragende Randabschnitte aufweist, die die Randbereiche der Stanzstempelelemente in einem grösseren Umfang überragen, während mittige Abschnitte der Stanzstempelelemente freiliegend bleiben,

c) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um Ausnehmungen in den Stanzstempelelemente zu bilden und am Stanzstempelelement die vorstehenden Randbereiche zu erzeugen,

d) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit einem zweiten Schutzüberzug versehen wird, der dem zweiten verkleinerten Überzugsmuster entspricht, wobei der zweite Schutzüberzug überragende Randabschnitte aufweist, die die Randabschnitte des Stanzstempelelements in einem geringeren Ausmass überragen, während mittige Abschnitte desselben freiliegend bleiben, und

e) dass die Arbeitsfläche des Stanzstempels erneut einem Ätzmittel ausgesetzt wird, um die Ausnehmungen zu vertiefen und zu erweitern, um vorstehenden Randabschnitten der Stanzstempelelemente eine schmälere Formgebung zu erteilen, die mit verhältnismässig hoher Gleichförmigkeit der Stanzstempelelementforn entspricht.

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33. Verfahren nach Anspruch 3^, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite verkleinerte Überzug mit seinen überragenden Randbereichen nur teilweise die vorstehenden Randabschnitte überragt, die durch den vorausgehenden Xtzvorgang erhalten wurden.

3¹J. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen zwischen den Stanzstempelelementen mit einem Schutzmaterial gefüllt werden und dass im Anschluss an den zweiten Xtzvorgang in Verbindung mit dem zweiten verkleinerten Schutzüberzug, nachdem dieser von der Arbeitsfläche des Stanzstempels entfernt ist, die Arbeitsfläche des Stanzstempels einer weiteren Materialwegnahme unterzogen wird, um den vorstehenden Randabschnitten der Stanzstempelelemente eine verhältnismässig scharfe Ausbildung zu geben.

35· Verfahren nach Anspruch 3^> dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Materialwegnahme erfolgt, indem die Vorderseite des Stanzstempelelements einem weiteren Xtzvorgang unterzogen wird.

36. Verfahren nach Anspruch 3^> dadurch gekennzeichnet,dass die weitere Materialentnahme erfolgt, indem die Arbeitsfläche des Stanzstempels in Kontakt mit einem feinen Schleifmittel gebracht wird.

37. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch .gekennzeichnet, dass ein drittes zwischengeschaltetes, verkleinertes Überzugsmuster hergestellt wird, welches randseitige Umfangslinien aufweist, die gegenüber der Ausbildung des Stanzelements um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung nach innen versetzt sind, die geringer ist als jene des ersten verkleinerten Überzugsmusters und grosser als jene des zweiten

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verkleinerten Überzugsmusters, und dass das zwischengeschaltete verkleinerte Überzugsmuster als Schutzüberzug auf die Stanzstempelvorderseite aufgebracht wird, wonach die Arbeitsfläche des Stanzstempels einem Ätzmedium ausgesetzt wird, bevor die Arbeitsfläche des Stanzstempelblocks mit dem zweiten verkleinerten Schutzüberzug versehen wird.

38. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass drei verkleinerte Überzugsmuster hergestellt werden, nämlich das erste Überzugsmuster, das zweite Überzugsmuster und ein zwischengeschaltetes Überzugsmuster, mit randseitigen Begrenzungslinien, die gegenüber der Ausbildung des Stanzstempelelements um eine vorgegebene, im wesentlichen gleichförmige Breitenabmessung nach innen versetzt sind, welche grosser als jene des zweiten Überzugsmusters und kleiner als jene des ersten Überzugsmusters ist, und dass drei Ktzvorgänge verwendet werden, bei denen ein Ätzmittel auf die Arbeitsfläche des Stanzstempelelements aufgebracht wird, nämlich der Ätzvorgang nach dem Aufbringen des ersten Überzugsmusters, der zweite Ätzvorgang nach dem Aufbringen des Schutzüberzugs, welcher dem zweiten Überzugsmuster entspricht, und ein zwischengeschalteter Ätzvorgang zwischen dem ersten und zweiten Ätzvorgang und nach dem Aufbringen des verkleinerten Schutzüberzugs, der dem zwischengeschalteten Überzugsmuster entspricht.

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