DE3429865A1

DE3429865A1 - Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltungen

Info

Publication number: DE3429865A1
Application number: DE19843429865
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 5451 Oberhonnefeld-Gierend Milker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-14
Filing date: 1984-08-14
Publication date: 1986-02-27

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GEDRUCKTEN SCHALTUNGEN
Die Erfindung betrifft ein einfaches Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen. Es beruht darauf, daß das Platinenlayout von einer Schaltungsvorlage mittels Drucktechnik oder durch Kopieren mittels eines Kopiergerätes auf einen dehäsiv beschichteten, bahnförmigen Träger übertragen wird. Von diesem Zwischenträger wird das Leiterbahnenbild auf das Platinenmaterial unter Einwirkung von Druck und Temperatur kaschiert. Anschließend erfolg der Ätzprozess, falls nach der Subtraktivtechnik gearbeitet wird.
Eine verbreitete Methode zur Herstellung gedruckter Schaltungen ist die Foto-Methode. Auf die lichtempfindlich gemachte kupferkaschierte Platinenoberfläche wird die Ätzvorlage (Klarsichtfolie mit darauf aufgebrachtem Platinenlayout) gelegt. Nach Belichten mit einer UV-Lampe wird das Leiterbahnenbild z.B. in einer Natriumhydroxid-Lösung entwickelt. Im nächsten Arbeitsschr-itt wird das durch den Entwickler von der belichteten Fotoschicht befreite Kupfer in einem Ätzbad entfernt. Einen Überblick zum Stand der Technik bietet nachstehende Literatur: "Gedruckte Schaltungen für Einzelstücke und Kleinserien", G. Seifert, der elektromeister + deiitschp-.s #l #kt:rohnwIwrrk- 1 n, 749 54 754 <19.#U>; "Gedruckte Schaltungen", Firmenschrift der Fa. Hans Kolbe & Co.; ~Leiterplattenätztechnik", Firmenschrift der Fa. Degussa.
Kennzeichnend für den geschilderten Fertigungsablauf ist die Verwendung von lichtempfindlichen Schichten, sei es, indem diese flüssig aufgetragen oder gesprüht werden (Fotolack) oder aufkaschiert werden (Fotoresistfilm). In jedem Fall ist das Zwischenschalten einer Fotoschicht mit den Arbeitsgängen Beschichten, Belichten, Entwickeln, evtl. Fixieren, mit Wasser Abspülen und Trocknen verbunden. Dieser Weg ist aufwendig,steckt voller Tücken und ist für den Nichtfachmann nicht leicht nachvollziehbar.
Darüberhinaus ist die Fotomethode teuer, wenn man bedenkt, daß eine fotopositiv beschichtete Leiterplatte ab einer gewissen Größe genauso viel wie drei unbehandelte Leiterplatten kostet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von gedruckten Leiterplatten zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ohne Verwendung einer 1 ichtempfindl ichen Schicht das Leiterbahnenbild direkt auf die Oberfläche der Platine übertragen wird. Hierfür wird ein bahnförmiger Träger benötigt, dessen Oberfläche dehäsiv ausgerüstet ist. Bewährt haben sich chromstearatbeschichtete Polycarbonat- oder Polyamidfol ien. Auf eine solche Folie druckt oder kopiert man das entsprechende Platinenlayout. Das so auf der Folie fixierte Leiterbahnenbild wird dann unter Druck und Temperatur auf die Platinenoberfläche kaschiert. Für die Serienfertigung käme ein Heißrollenkalander oder ein Plattenkaschierwerk in Frage. Ein heißes Bügeleisen erfüllt für den Amateur den gleichen Zweck.
Nach Abziehen der Folie von der Platine folgt der Ätzprozeß.
Bezüge ichdes Ätzmittels gibt es keine Einschränkungen. Die auf den Leiterbahnen haftende Druck- oder Kopierfarbe läßt sich leicht mit einem organischem Lösemittel abwaschen. Nach Bohren der Löcher kann die Platine mit den Bauelementen bestückt werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht jedem - dem professionellen Hersteller wie auch dem Nichtfachmann - auf unkomplizierte Weise, schnell und preiswert, ausgehend von einer beliebigen Platinenvorlae (wie man sie z.B. in Zeitschriften, Fachbüchern etc. findet), zur fertigen gedruckten Schaltung zu gelangen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben: Beispiel 1 fis sei ein Platinenlayout aus einer Fachzeitschrift wie in Abb. 1 gegeben. Es wird mit einem Trockenkopierer der Fa. Rank-Xerox auf eine chromstearatbeschichtete 50 pm dicke Polyamidfolie kopiert.
Die Folie legt man in das Papiermagazin des Kopiergerätes. Falls möglich, stellt man das Gerät auf "schwache Vorlage" oder auf optimale Schwärzung ein.
Die so erhaltene Ätzvorlage (Abb.2 , Folie mit der Kopie des Platinenlayouts) wird auf eine kupferkaschierte Epoxidharzplatine gelegt. Dann überträgt man durch kurzzeitiges Aufpressen bei einer Temperatur von ca. 120 0C das Leiterbahnenbild auf die Kupferoberfläche und zieht die Folie ab. Der Kaschiervorgang kann bewerkstelligt werden, indem man das Platinen/Folienlaminat durch einen beheizbaren Walzenstuhl zieht (Thermokalander) oder indem man die Folie mit einem Haushaltsbügeleisen "aufbügelt".
Die auf diese Weise mit dem Leiterbahnenbild ausgestattete Platine wird in einer Mischung aus Salzsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser geätzt. Abbildung 3 zeigt die Platine nach dem ätzvorgang (Druckschwärze mit Lösemittel entfernt, ein Teil des Basiskupfers wurde des Kontrastes wegen stehen gelassen).
Nach Bohren der Löcher und Abspülen der Oberfläche mit Aceton kann mit dem Bestücken und Einlöten der Bauelemente begonnen werden.
Beispiel 2 Ein beliebiges Platinenlayout wird mittels Offsetdruck auf eine 75 @m dicke, siliconisierte Polycarbonatfolie gedruckt. Zum Schutz vor Abrieb wird das Leiterbahnenbild mit einer dünnen Polyethylenfolie abgedeckt.
Der Folienverbund wird einer Fachzeitschrift beigeheftet oder beigelegt. Der Käufer der Fachzeitschrift kann diese Folienbeilage entnehmen und dann z.B. durch "Aufbügeln" auf ein kupferkaschiertes Substrat rasch und unkompliziert die gedruckte Schaltung herstellen.
16 Patentansprüche 3 Abbildungen - Leerseite-

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte: a) Übertragen des Platinenlayouts von der Schaltungsvorlage auf einen bahnförmigen, dehäsiv beschichteten Träger.

b) Kaschieren des auf dem bahnförmigen, dehäsiv beschichteten Träger fixierten Leiterbahnenbildes auf das Platinenmaterial.

c) Wegätzen der ungeschützten Platinenoberflächenbereiche mit konventionellen. Ätzchemikalien <Subtraktivtechnik) oder Aufbau von Kupferschichten (Semiadditiv-/Additivtechnik).
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Übertragung des Platinenlayouts auf den bahnförmigen, dehäsiv beschichteten Träger mittels üblicher Drucktechniken oder mittels eines Kopiergerätes erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Technik des Siebdrucks oder Offsetdrucks angewandt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das Kopiergerät nach dem Prinzip der Xerografie (Trockenkopierer) arbeitet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß es sich bei den bahnförmigen, dehäsiv beschichteten Trägern um Kunststoff-Folien, mit Kunststoff beschichtete Papiere oder Metallfolien handelt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Kunststoff-Folien aus Polypropylen oder Polycarbonat oder Polyester oder Polyamid oder Polyimid oder Teflon bestehen.
T. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Papiere mit Polypropylen beschichtet sind.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Metallfolie aus Kupfer oder Aluminium besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6, 7 und 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der dehäsiv beschichtete Träger eine Dicke von 25 pm ... 200 um aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6, 7, 8 und 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der bahnförmige Träger mit Polysiloxanen (wärme- oder elektronenstrahlvernetzt? oder einem Metallkomplex wie z.B. Chromstearat beschichtet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6, 7, 8, 9 und 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Auftragsgewicht der Dehäsivbeschichtung im Bereich von 0,2 ... 2 g/m2 liegt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der bahnförmige Träger doppelseitig dehäsiv beschichtet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e 1 c h n e t, daß das Leiterbahnenbild mittels eines Thermokalanders (Rollenkaschierung) oder einer Heißpresse (Plattenkaschierung) auf die Platinenoberfläche übertragen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 und 13, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Kaschiertemperatur 100 ... 200 0C bei einem Kaschierdruck von 0,5 ... 3 bar beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Platinenmaterial aus Phenolharz -Hartpapier oder Epoxidharz-Hartpapier oder Epoxidharz-Glashartgewebe besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 1 und 15, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß kupferkaschiertes Platinenmaterial (Subtraktivtechnik) oder haftvermittlerfolienkaschiertes Platinenmaterial (Semiadditiv-/Additivtechnik) zum Einsatz kommt.