DE3919564A1 - Flexible printed circuits prodn. - by holding polyimide film taut, screen printing resinate paste conductors on it, and drying at high temp. - Google Patents

Flexible printed circuits prodn. - by holding polyimide film taut, screen printing resinate paste conductors on it, and drying at high temp.

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Abstract

Printed circuit type sheets are produced on a substrate by holding a plastic film taut and applying the circuitry by a thick film technique (pref. screen printing technique). Pref. film is a polyimide. Specifically, Al frame in outer (2) and inner (3) parts together form an annular space (4) to take polyimide film (5) and hold it free from creases. Conductors (6) are applied to the film (5) by (pref.) screen printing with a resinate paste. The conductors (6) are then dried for 15 mins. at 100 deg.C to produce a dry coating 16-20 microns thick. ADVANTAGE - The thin plastic film used occupies little space and is very flexible. The method prevents the film from crinkling or bending during the process.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Leiterbahnen auf einer Unterlage.The invention relates to a method for producing Conductor tracks on a base.

Für die Herstellung von Leiterbahnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Erwähnt sei hier nur als Beispiel die sogenannte gedruckte Schaltung. Zur Herstellung einer gedruckten Schaltung wird meist eine kupferkaschierte, dünne Isolierstoffplatte aus Schichtpreßstoff (z. B. Hart­ papier auf Epoxidharzbasis) entsprechend den Leiterzügen mit einem säurefesten Lack bedruckt (meist nach dem Sieb­ druckverfahren). Die nicht bedruckten Teile der Kupfer­ schicht werden mit Säure weggeätzt.There are many for the production of conductor tracks of opportunities. It should only be mentioned here as an example so-called printed circuit. To make one printed circuit is usually a copper-clad, thin insulating sheet made of laminated material (e.g. hard paper based on epoxy resin) according to the wiring printed with an acid-resistant varnish (usually after the sieve printing process). The unprinted parts of the copper layers are etched away with acid.

Bei einem anderen Verfahren wird eine Isolierstoffplatte entsprechend den Leiterzügen mit einem leitenden Lack bedruckt und die Leiterzüge werden galvanisch verstärkt.Another method uses an insulating plate according to the conductor lines with a conductive varnish printed and the conductor tracks are galvanically reinforced.

Der Herstellungsprozeß dieser Schaltung ist in der Regel nicht sehr umweltfreundlich, da umweltfeindliche Stoffe, wie Säuren od. dgl. Lösungen Anwendung finden. Ferner benötigt die Grundplatte in der Regel relativ viel Platz, da ihre Dicke beträchtlich ist. The manufacturing process of this circuit is usually not very environmentally friendly, because environmentally harmful substances, such as acids or similar solutions are used. Further the base plate usually requires a lot of space, because their thickness is considerable.  

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Bei einer Erfindung, wie sie in Anspruch 1 dargelegt ist, wird eine Kunststoff-Folie gespannt und darauf die Leiter­ bahnen in Dickschichttechnik aufgebracht. Eine Kunststoff- Folie benötigt infolge ihrer äußerst geringen Dicke wenig Platz und ist sehr flexible einsetzbar.In an invention as set out in claim 1 a plastic film is stretched and then the ladder applied in thick-film technology. A plastic Due to its extremely small thickness, film requires little Space and can be used very flexibly.

Bevorzugt wird als Kunststoff-Folie eine Polyimid-Folie, insbesondere eine Kapton-Folie, verwendet. Für die Leiter­ bahnen findet eine Resinatpaste Anwendung, wie sie z.B. unter der Bezeichnung W.C. Heraeus Au-20 003-15 bekannt ist. Das Aufbringen der Leiterbahnen erfolgt bevorzugt im Siebdruck.A polyimide film is preferred as the plastic film, in particular a Kapton film used. For the ladder a resin paste is used, e.g. under the designation W.C. Heraeus Au-20 003-15 known is. The conductor tracks are preferably applied screen printed.

Nach dem Aufbringen der Leiterbahnen wird die beschichtete Folie erfindungsgemäß bei etwa 100°C über einen Zeitraum von etwa 15 Min. lang getrocknet. Da sich die Folie in der Spannvorrichtung befindet, welche bevorzugt in der Art eines Stopfstrumpfes ausgebildet ist, wird ein Wellen oder Verbiegen der Folie beim Trockenvorgang vermieden. Dies ist ein ganz erheblicher Vorteil der vorliegenden Erfindung.After applying the conductor tracks, the coated one Foil according to the invention at about 100 ° C. over a period of time dried for about 15 minutes. Since the film is in the tensioning device, which is preferably in the Kind of a stocking is formed, a wave or avoid bending the film during the drying process. This is a very considerable advantage of the present one Invention.

Nach dem Trocknen wird die beschichtete Folie bei etwa 300°C bis 350°C etwa 15-60 Min., vorzugsweise 30 Min., lang gebrannt. Auch beim Brennen ist die Folie noch gespannt, so daß auch dort wiederum kein Wellen oder Verbiegen statt­ finden kann.After drying, the coated film is about 300 ° C to 350 ° C for about 15-60 minutes, preferably 30 minutes, burned long. The film is still stretched when burning, so that again there is no undulation or bending Can be found.

Beim Brennen zersetzt sich dann das Resinat zu einem Metall­ film, der eine bestimmte Dicke und einen bestimmten Quadrat­ widerstand aufweist. Auf diese Weise werden gut haftende, gut leitende und korrosionsfeste Leiterbahnen auf der Folie erstellt, wobei diese Herstellung in Additivtechnik erfolgt, die im Gegensatz zu kupferkaschierten Folien wesentlich sparsamer ist. Hervorzuheben ist vor allem der umweltfreundliche Herstellungsprozeß, der ohne eine zusätzliche Fotomaskierung und einen Ätzvorgang erfolgt.When fired, the resinate decomposes to a metal film that has a certain thickness and a certain square shows resistance. This way, well-adhering, well conductive and corrosion resistant conductor tracks on the Foil created, this manufacture using additive technology  in contrast to copper-clad foils is much more economical. Above all, it should be emphasized the environmentally friendly manufacturing process that without one additional photo masking and an etching process are carried out.

An den Leiterbahnen müssen dann noch lötfähige Anschlüsse hergestellt werden, was bevorzugt aus einer Polymerpaste geschieht, die im Siebdruckverfahren aufgebracht wird (z. B. ESL 19 610 oder WCH 86 006).Then solderable connections still have to be made on the conductor tracks be produced, which is preferably made of a polymer paste happens, which is applied by screen printing (e.g. ESL 19 610 or WCH 86 006).

Die Erfindung soll auch einen Leiter aus Leiterbahnen auf einer Unterlage umfassen, wobei die Leiterbahnen aus einer in eine Polyimid-Folie eingebrannten Resinatpaste bestehen und die Leiterbahnen vor dem Einbrennen auf die gespannte Folie in Dickschichttechnik, vorzugsweise im Siebdruck, aufgebracht sind.The invention is also intended to be a conductor made of conductor tracks on a base, the conductor tracks made of a resinate paste burned into a polyimide film exist and the conductor tracks before burning onto the stretched film in thick film technology, preferably in Screen printing, are applied.

Als mögliche Anwendungsbereiche sollen nur beispielhaft schnelle Temperaturfühler, flexible Heizleiter und sonstige flexible Verbindungen genannt sein.As possible areas of application are intended only as examples fast temperature sensors, flexible heating conductors and others be called flexible connections.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Aluminiumrahmen 1, welcher aus einem Außenrahmen 2 und einem nur gestrichelt angedeuteten Innenrahmen 3 besteht. Außenrahmen 2 und Innenrahmen 3 bilden einen Ringschlitz 4 aus, welcher der Aufnahme einer Polyimid-Folie, insbesondere einer Kapton-Folie, dient. Diese Folie 5 wird zwischen Außen­ rahmen 2 und und Innenrahmen 3 nach Art eines Stopfstrumpfes verspannt, so daß sie faltenfrei ist.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. In its single figure, this shows an aluminum frame 1 which consists of an outer frame 2 and an inner frame 3 , which is only indicated by dashed lines. Outer frame 2 and inner frame 3 form an annular slot 4 which serves to accommodate a polyimide film, in particular a Kapton film. This film 5 is clamped between the outer frame 2 and the inner frame 3 in the manner of a stocking so that it is wrinkle-free.

Auf die Folie 5 werden Leiterbahnen 6 in Dickschichttechnik, vorzugsweise im Siebdruck, aufgebracht. Dabei bestehen die Leiterbahnen 6 aus einer entsprechenden Resinatpaste (z. B. W.C. Heraeus Au-20 003-15).Conductor tracks 6 are applied to the film 5 using thick-film technology, preferably by screen printing. The conductor tracks 6 consist of a corresponding resinate paste (e.g. BWC Heraeus Au-20 003-15).

Nach dem Aufbringen werden die Leiterbahnen 6 bei etwa 100°C über einen Zeitraum von 15 Min. getrocknet. Die Schichtdicke der getrockneten Leiterbahnen 6 liegt bei etwa 10-20 µ. Nach dem Trocknen wird die Folie 5 mit der aufgebrachten Leiterbahn 6 Temperaturen von 300°C bis 350°C über eine Zeitdauer von 15-60 Min., vorzugsweise 30 Min., ausgesetzt und damit die Leiterbahnen 6 einge­ brannt. Dabei zersetzt sich das Resinat (vermutlich durch eine Reaktion des im Resinat vorhandenen Schwefels mit dem Polyimid). Es entsteht ein gut haftender, glänzender, gut leitender Metallfilm, dessen Quadratwiderstand bei ca. 1 Ohm liegt. Allerdings hat sich in der Praxis erwiesen, daß andere Resinatpasten unterschiedliche Ergebnisse er­ zielen.After the application, the conductor tracks 6 are dried at about 100 ° C. for a period of 15 minutes. The layer thickness of the dried conductor tracks 6 is approximately 10-20 μ. After drying, the film 5 with the applied conductor track 6 is exposed to temperatures of 300 ° C. to 350 ° C. over a period of 15-60 minutes, preferably 30 minutes, and the conductor tracks 6 are thus burned in. The resinate decomposes (presumably through a reaction of the sulfur present in the resinate with the polyimide). The result is a well adhering, shiny, highly conductive metal film, the square resistance of which is approx. 1 ohm. However, it has been found in practice that other resinate pastes achieve different results.

Um die Leitfähigkeit der Leiterbahnen 6 zu verbessern, kann die Schichtdicke durch Wiederholung des beschriebenen Dickschichtprozesses oder durch galvanischen Auftrag ver­ stärkt werden.In order to improve the conductivity of the conductor tracks 6 , the layer thickness can be increased by repeating the thick-film process described or by galvanic application.

Schlußendlich müssen dann noch lötfähige Anschlüsse 7 und 8 hergestellt werden. Dies geschieht bevorzugt durch das Aufbringen einer Polymerpaste (z. B. W.C. Heraeus 86 006) im Siebdruckverfahren.Finally, solderable connections 7 and 8 must then be made. This is preferably done by applying a polymer paste (e.g. BWC Heraeus 86 006) using the screen printing process.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen von Leiterbahnen auf einer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoff- Folie gespannt und darauf die Leiterbahnen in Dickschicht­ technik aufgebracht werden.1. A method for producing conductor tracks on a base, characterized in that a plastic film is stretched and then the conductor tracks are applied using thick-film technology. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff-Folie eine Polyimid-Folie, insbesondere eine Kapton-Folie verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that as a plastic film, a polyimide film, in particular a Kapton film is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Leiterbahnen eine Resinatpaste verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a resin paste is used for the conductor tracks. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Leiterbahnen im Siebdruck erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the application of the conductor tracks in Screen printing is done. 5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Leiterbahnen beschichtete Folie bei etwa 100°C über 15 Min. lang getrock­ net wird.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that with the conductor tracks coated film dried at about 100 ° C for 15 minutes is not. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Leiterbahnen beschichtete Folie nach dem Trocknen bei 300°C bis 400°C etwa 15 bis 60 Min., vorzugs­ weise 30 Min., lang gebrannt wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the film coated with the conductor tracks after Drying at 300 ° C to 400 ° C for about 15 to 60 minutes, preferably wise for 30 minutes.   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leiterbahnen lötfähige Anschlüsse, insbesondere aus einer Polymerpaste erstellt werden.7. The method according to claim 6, characterized in that that solderable connections on the conductor tracks, in particular can be created from a polymer paste. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erstellen der lötfähigen Anschlüsse im Siebdruck­ verfahren erfolgt.8. The method according to claim 7, characterized in that that creating the solderable connections in screen printing procedure takes place. 9. Leiter aus Leiterbahnen auf einer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (6) aus einer in eine Polyamid-Folie (5) eingebrannten Resinatpaste bestehen, wobei die Leiterbahnen (6) vor dem Einbrennen auf die gespannte Folie in Dickschichttechnik, vorzugsweise im Siebdruck, aufgebracht sind.9. Conductor made of conductor tracks on a base, characterized in that the conductor tracks ( 6 ) consist of a resin paste burned into a polyamide film ( 5 ), the conductor tracks ( 6 ) before firing onto the stretched film using thick-film technology, preferably in Screen printing, are applied.
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