NL8003132A - Werkwijze voor het vormen van metaalvoortbrengsels. - Google Patents

Description

805059/vdV/kd

Korte aanduiding; "Werkwijze voor het vormen van metaalvoortfarengsels".

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van een metaalvoortbrengsels door aanbrengen van een kunststofpa-troon op een metalen drager en al dan niet gevolgd door toepassing van op zichzelf bekende galvanische of chemische behandeling en ver-5 wijdering van de kunststof.

Voor het vervaardigen van allerlei eventueel geperforeerde folieachtige raetaaldelen is het bekend om de metaalfolie of plaat voorzien van een fotolaklaag, de fotolaklaag na drogen te belichten door een diapositief of -negatief en vervolgens te ontwikkelen en lOdesgewenst de kunststof in te bakken, waarna men door etsen de ongewenste delen van de drager verwijdert reppektievelijk door middel van galvanische afzetting bepaalde metalen op de drager afzet.

Deze werkwijze heeft het nadeel, dat voor elk metaalvoortbreng-sel een drager bekleed moet worden met de fotolak, de fotolak ge-15droogd en vervolgens belicht door een diapositief of dianegatief afhankelijk van de gebruikte fotolak, welke stappen veel tijd vergen.

Vooral bij het vervaardigen van metaalvoortbrengsels van hetzelfde type in grote series, zou het aanbeveling verdienen om te beschikken over een werkwijze waarbij een aantal van de bovengenoem-20de stappen kunnen vervallen.

Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat men op een, zich op een geleidend substraat bevindend, geladen vast primair kunststofpatroon een verwijderbare kunststoflaag aanbrengt, de verwijderbare kunststof overbrengt op een elektrische geleidende drager 25door het aanbrengen van een potentiaal verschil tussen het substraat en de drager onder vorming van een secundair kunststofpatroon op de drager en na fixeren van dit kunststofpatroon desgewenst metaal van de drager verwijdert door etsen of hierop metaal afzèt langs galvanische weg en hierna opgebrachte kunststof verwijdert.

30 Bij toepassing van deze werkwijze, kan men dragers met een gewenst kunststofpatroon verkrijgen, zonder deze drager eerst te 800 3 1 32 t \ -2- bekleden met een fotolaklaag, deze fotolaklaag te drogen en elke drager afzonderlijk te belichten.

De verwijderbare kunststoflaag vormt namelijk direkt op de drager het gewenste patroon dat na fixeren kan dienen voor afscher-5 ming van niet weg te etsen gedeelten van de drager of voor het afschermen van gedeelten, waarop geen metalen afgezet moeten worden.

Bij het wegetsen van de niet beklede gedeelten van de drager, verkrijgt men metalen voortbrengsels die gebruikt kunnen worden voor geïntegreerde schakelingen, terwijl men door afzetten van metalen, 10 op zeer bepaalde plaatsen geringere hoeveelheden van bijvoorbeeld zeer dure metalen zoals goud of zilver, op optimale wijze kan afzetten zonder enig nadelig effekt op de gedetailleerheid van het verkregen patroon hetzij door galvanische afzetting hetzij door etsen.

Met bijzonder voordeel wordt de verwijderbare kunststoflaag op 15 het vaste primair kunststofpatroon aangebracht door dit primaire kunststofpatroon een lading van een bepaalde polariteit te geven, in het bijzonder door middel van een coronaontlading.

Doelmatig wordt de verwijderbare kunststoflaag aangebracht door afzetten van kunststofdeeltjes uit een dispersie in eenriet-elektri-20sche geleidende vloeistof, in het bijzonder een isoparaffine.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Deze inrichting voor het aanbrengen van een kunststofbekle-ding op het oppervlak van de metalen drager en fixeren van de kunst-25 stofbekleding en 'al dan niet gevolgd door toepassing van op zichzelf bekende chemische of galvanische behandelingen omvattende tenminste een ondersteuning voor de drager, een kunststofopbrengorgaan en een kunststoffixeringsorgaan voor het fixeren van opgebrachte kunststof is gekenmerkt doordat de inrichting tenminste een kunst-30 stofmateriaal opladend orgaan, een kunststofdeeltjes opbreeg orgaan alsmede een orgaan voor het geven van een potentiaal aan de drager 8003 1 32 -3- » omvat.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een uit-voeringsvoorbeeld met behulp van de tekening, waarin;

Fig. 1 een substraat met een vast primair-kunststofpatroon 5 toont; - fig. 2 het vaste primaire kunststofpatroon voorzien van verwijderbare kunststof; = fig. 3 de toestand van de drager aangebracht boven het vaste primaire kunststofpatroon met hierop aangebracht verwijderbare kunst-10 stof; fig. 4 de drager met het hierop overgebrachte kunststofpatroon; fig.;5 de in fig. 4 verkregen drager na een etsbewerking; fig. 5a dezelfde drager als in fig. 5 na verwijdering van de kunststof; 15 - fig. 6 dezelfde drager als in fig. 4 na afzetten van een metaal-laag; fig. 7 schematisch een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

In fig. 1 is een substraat weergegeven in de vorm van een nikkdt-20 plaat 1 waarop door bekleden met een fotolaklaag 2, een vast primair kunststofpatroon gevormd is met behoud van vaste primaire kunststofpatroon gevormd is met behoud van vaste primaire kunststofpatroonge-deelten 2a, 2b, 2c, 2d en vorming van uitsparingen 3a, 3b en 3c.

Het kunststofoppervlak van de gedeelten 2a, 2b, 2c en 2d wordt 25 lading van een bepaalde polariteit gegeven door middel van een co-ronaontlading. Na deze coronaontlading wordt op het geladen oppervlak van het vaste primair kunststofpatroon 2 een laag 4 afgezet van verwijderbare kunststofdeeltjes zoals epoxyharsdeeltjes meestal door laten inwerken van een dispersie van kunststofdeeltjes in een isopa-30 rafine, een zogenaamde toner. Deze kunststofdeeljes bezitten een polariteit welke tegengesteld is aan de polariteit van het oppervlak 8003132

wijrtW

van de gebieden 2a, 2fcy 2c en 2d.

Na afzetting van de verwijderbare kunststoflaaggebieden 4a, 4b, 4c en 4d, wordt boven het oppervlak van de gebieden 4a tot en met 4d een metalen drager 5 gebracht, meestal in de vorm van een 5 nikkelen plaat doch ook andere metalen zijn bruikbaar.

Door aanbrengen van een potentiaal verschil tussen de drager 5 en de gebieden 4a tot en met 4d, worden de kunststofdeelltjes in de gebieden 4a tot en met 4d overgebracht op de drager 5 onder vorming Vbn de gebieden 4a tot en met 4d die het patroon vormen op de drager 10 5.

Vervolgens worden de kunststofgebieden 4a tot en met 4d op de drager 5 gefixeerd door verhitten. De niet beklede gedeelten van de drager kunnen dan geetst worden in het metaaletsingsorgaan 19 met een zuur, waardoor de niet door de kunststoflagen 4a tot en met 4d be- worden 15 schermde gebieden weggeëtst/en ter plaatse doorlopende openingen 6 ontstaan.

Het is ook mogelijk om de drager 5 met hierop aangebracht de kunststofgebieden 4a tot en met 4d na fixeren van deze kunststofgebieden, aan een galvanische bewerking te onderwerpen in galvanisch 20 metaalafzettingsorgaan 20 voor het afzetten van gewenste metalen in de niet beschermde gebieden. Met bijzonder voordeel past men hierbij edele metalen toe, zoals goud en zilver.

Andere metalen zijn echter ook bruikbaar. Men verkrijgt dan metaalafzettingen 7a, 7b, 7c in de holten 8a, 8b en 8c.

25 In fig. 7 is tenslotte een installatie weergegeven voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Deze inrichting als weergegeven in fig. 7 omvat een band zonder einde voor het ondersteunen en transporteren van het substraat 1, voorzien van een fotolakpatroon volgens fig. 1.

30 In een eerste station wordt met behulp van een coronaontladings-inrichting II, het oppervlak van de fotolaklaaggedeelten 2a tot en met 2d van een elektrostatische lading voorzien, terwijl het substradt 8003 1 32 Τ' jsf 1 met aardpotentiaal is verbonden.

Vervolgens wordt het substraat 1 met het daarop aanwezige geladen gedeelten van fotolaklaag 2a, 2b, 2c en 2d gebracht onder een hulpelektroden 12 die met behulp van een potentiaal gevende idnrich-5 ting 21 voorzien wordt van een potentiaal welke dezelfde polariteit bezit als de lading van fotolaklaaggedeelten 2a tot en met 2d, doch in absolute zin iets lager is.

De hulpelektrode of ontwikkelektrode 12 wordt op korte afstand bijvoorbeeld 0,5 mm boven het oppervlak van de elektrostatisch gela-10 den fotolaklaaggedeelten 2a tot en met 2d gehouden.

Uit voorraadvat 14 wordt vloeibare toner toegevoerd via leiding 13, welke uitmondt met monding 15 tussen ontwikkelelktrode 12 en het vrije oppervlak van de geladen fotolaklaaggedeelten 2a tot en met 2d.

De toegepaste kunststofdeeltjes bezitten bij voorkeur dielektrische 15 en goede filmvormende eigenschappen.

Door het gebruik van ontwikkelektrode 12, kan men ervoor zorgen dat geen kunststofdeeltjes neerslaan op de niet beklede gedeelten van het substraat doch uitsluitend op het oppervlak van de elektrostatisch geladen fotolaklaaggedeelten 2a tot en met 2d. Er vormen 20 zich dan op deze gedeelten kunststofdeeltj eslagen 4a tot en met 4d.

Daarna wordt het voorbehandeld substraat met de daarop aanwezige fotolaklaaggedeelten en losse kunststofdeeltjes die voorkomen in de gebieden 2a tot en met 2d gebracht onder een drager 5 in de vorm van een dunne nikkelen plaat van bijvoorbeeld 200 micrometer-25 dikte, die door middel van een potentiaal gevende inrichting 17 op een potentiaal gehouden wordt die van dezelfde polariteit en in absolute zin iets hoger ligt dan de potentiaal van de fotolakgebieden 2a tot en met 2d die met kunststofdeeltjes zijn bezet.

Hierdoor worden de gedeelten 4a tot en met 4d van losse kunst-30 stofdeeltjes overgebracht op het oppervlak van de drager 5.

De drager 5 wordt getransporteerd door een band zonder einde 16.

800 3 1 32 -6- Να het overbrengen van de kunststofdeeltjesgebieden 4a tot en met 4d op de drager 5, verkrijgt men een drager 5 zoals weergegeven in het bovenste gedeelte van fig. 3. Met behulp van de verhittings-inrichting 18 worden deze kunststofdeeltjes vastgebakken op het dra-5 geroppervlak 5. De drager bezit dan de vorm als weergegeven in fig.

4.

De drager met hierop aangebrachte bekledingsgedeelten 4a tot en met 4d van kunststof kan vervolgens naar een etsstation 19 gevoerd worden waar etsing kan plaatsvinden, zodanig dat de niet beklede 5 10 gedeelten van de drager/weggeëtst worden en doorlopende openingen 6 ontstaan.

Het is ook mogelijk om-de drager 5 met hierop aanwezige gedeelten van kunststofbekleding in een galvanisch bad 20 te behandelen met bijvoorbeeld een zilverionenoplossing waardoor zilverionen in 15 deze galvanische inrichting 20 neerslaan)in de gebieden 9a, 9b en 9c die zich bevinden tussen de kunststóflaaggedeelten 4a tot en met 4d op de drager 5.

In deze gedeelten 9a tot en met 9c vormen zich dan zilverafzet-tingen 7a tot en met 7c.

20 De inrichting omvat voorts een bak 9 om de metaalvoortbrengsels na het ondergaan van bovengenoemde galvanische of chemische behandeling met een geschikt oplosmiddel te ontdoen van het secundaire kunststofpatroon 4a tot en met 4d op de drager. Voor het brengen van de metaalvoortbrengsels in deze bak 9 is een geleidingsbaan 10 aanwe-25 zig.

VOORBEELD

Een nikkelplaat 1 van 0,2 mm dikte voorzien van een vastgebakken fotolaklaagpatroon 2a, 2b, 2c en 2d wordt onderworpen aan coronaont-lading.

30 Hierna wordt de nikkelplaat 1 onder een ontwikkelelektrode 12 geplaatst en een vloeibare toner van epoxyharsdeeltjes in een isoparaf- 800 3 1 32 -7- fine toegevoerd via toevoer 13 die uitmondt tussen de ontwikkelelek-trode 12 en oppervlak van het opgeladen substraat. De ontwikkelelek-trode heeft bijvoorbeeld een potentiaal van + 25 V en patroondelen 2a totl'en met 2d een potentiaal van + 400 V.

Na transporteren en plaatsen onder een drager worden de afge-5 zette epoxyhardeeltjes,door de drager een hogere potentiaal te geven dan de patroondelen 2a tot en met 2d doch van dezelfde polariteit, overgedragen op een koperen drager van 0,1 mm dikte. Door middel van verhittingselement 18 worden de epoxyharsdeeljes samengebakken.

Men^verk^ijgt dan een drager 5 als weergegeven in fig. 4. Des-10gewenst/men op beide oppervlakken van de drager een dergelijk kunst-stofpatroon aan. ^ bijvoorbeeld , N zoutzuur)

Door etsen/in etsstation 19 kan men doorlopende openingen 6 in de drager 5 aanbrengen die dan gebruikt kan worden voor geïntegreerde schakelingen na verwijdering van de kunststofgedeelten 4a 15tot en met 4d in kunststofverwijderingsbak 9 gevuld met de kunststof-oplossende vloeistof. Het verkregen eindprodukt is getoond in fig. 5a.

Men kan de drager 5 als weergegeven onderwerpen aan een galvanische metaalafzetting, met bijvoorbeeld goud of zilver, in galvanisch metaalafzettingsorgaan 20. Na verwijdering van de kunst-20stof in bak 9 met bijvoorbeeld een keton verkrijgt mén een metaal-voortbrengsels als weergegeven in fig. 6a. Dit voortbrengsels is ook bruikbaar voor elektrische toepassingen. In plaats van de kunststof deel j es op dragers samen te bakken door verhitting kan men ook hiervoor een verhitte drukrol, een het oppervlak van de kunststof-25deeltjes kleverig makende oplosmiddeldamp of een reactief dampvormig reaktiemiddel toepassen dat de kunststofdeeltjes onderling verknoopt. In plaats van een vloeibare toner, zoals een dispersie van epoxyharsdeeltjes in een isoparaffine kan men ook een uit een of twee componenten bestaande droge toner gebruiken.

8003132 30

Claims (22)

1. Werkwijze voor het vormen van een metaalvoortbrengsel door aanbrengen van een kunstofpatroon op een metalen drager al dan niet gevolgd door toepassing van op zichzelf bekende galvanische of chemische behandeling en verwijdering van de kunststof, met het ken-5 merk, dat men op een, zich op een geleidend substraat bevindend geladen vast primair-kunststofpatroon een verwijderbare kunststoflaag aanbrengt, de verwijderbare kunststof overbrengt op een elektrisch 4 geleidende drager door het aanbrengen van een potentiaal verschil tussen het substraat en de drager onder vorming van een secundair 10 kunststofpatroon op de drager en na fixeren van dit secundair kunst-stofpatroon desgewenst metaal van de drager verwijdert door etsen of hierop metaal afzet langs galvanische of chemische weg na welke ets-of galvanische of chemische behandeling het secundaire kunststofpatroon wordt verwijderd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het primair kunststofpatroon een lading van een bepaalde polariteit gegeven wordt voor het hechten van verwijderbare kunststof.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het primaire kunststofpatroon door coronaontlading een lading van een be- 20 paalde polariteit gegeven wordt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat men de lading van een bepaalde polariteit bezittende kunststof van het primair kunststofpatroon met kunststofdeejttjfes van tegengestelde polariteit bekleedt. 25 5, Werkwijze volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat men de kunststofdeeltjes door middel van een dispersie van kunststofdeeltjes in een niet geleidende vloeistof aangbrengt, bij voorkeur in een isoparaffine.

6. Werkwijze volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat men de 30 kunststof deeltjes in de vorm van droge deeljes aanbrengt. 800 3 1 32 -9- ft

7. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat op constante afstand van het opgeladen primaire kunststofpptroon een oppervlak met een elektrische hulppotentieel aangehouden wordt van dezelfde polariteit doch in absolute zin lager 5 dan die van het primaire kunststofpatroon en de op het primaire kunststof patroon af te zetten kunststofdeeltjes toevoert tussen het gebied van het oppervlak met elektrische hulppotentiaal en het opgeladen oppervlak van het primaire kunststofpatroon.

8. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande corclusies, met 10 het kenmerk, dat volgend op het wegnemen van het oppervlak met de . elektische hulppotentiaal de drager wordt aangebracht^ welk^Örager een f&entiaal bezit die in absolute zin hoger én van dezelfde polariteit is als de oppervlaktepotentiaal van het primair kunststofpatroon en op korte afstand tegenover het beklede kunststofpatroon gehouden 15 wordt, waarbij de afstand tussen beide oppervlakken constant is.

9. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies 1-8, met het kenmerk, dat het primaire kunststofpatroon negatief wordt opgeladen, terwijl de over te dragen kunststofdeeltjes positieve deeltjes zijn.

10. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de verwijderba/fcunststofdeeltjes aanbrengt door op een positief patroon een negatief geladen toner aan te brengen, welke toner vloeibare toner is.

11. Werkwijze volgens een of meer der conclusie 1-9, met het ken-25 merk, dat men de verwijderbare kunststofdeeltjes aanbrengt door op een positief patroon een negatief geladen toner aan te brengen, welke toner een één of twee componenten poeder toner is.

12. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de op de drager aangebrachte kunststof 30 fixeert door warmte en/of druk, en/of door oplosmiddeldampen en/of door reaktieve gassen. 800 3 1 32 V Λ 9 -10-

13. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men op beide zijden van de metalen drager een secundair kunststofpatroon aanbrengt.

14. Metaalvoortbrengsel verkregen onder toepassing van de werkwij-5 ze volgens conclusies, 1-11.

15. Inrichting voor het aanbrengen van een kunststofbekleding op het oppervlak van de metalen drager en fixeren van de kunstofbekle-ding en al dan niet gevolgd door toepassing van op^zichzelf bekende chemische of galvanische behandelingen, omvattende tenminste een 10 ondersteuning voor de drager, een kunststofopbrengorgaan en een kunststoffixeringsorgaan voor het fixeren van opgebrachte kunststof, met het kenmerk, dat de inrichting tenminste een kunststofmateriaal opladend orgaan, een kunststofdeeltjes opbreng orgaan alsmede een orgaan voor het geven van een potentiaal aan de drager omvat.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het kunststofmateriaalopladende orgaan een coronaontlading opwekkend orgaan is.

17. Inrichting volgens conclusie 15 of 16, met het, kenmerk, dat de inrichting een ontwikkelelektrode (12) omvat welke verbonden is 20 met een inrichting (21) voor het geven van een hulppotentiaal aan de ontwikkelelektrode.

18. Inrichting volgens conclusie 13-16, met het kenmerk, dat het kunststofdeeltjesopbrengorgaan (14) voor het opbrengen van elektrostatisch geladen kunststofdeeltjes uitmondt (15) tussen genoemde 25 ontwikkelelektrode (12) en de ondersteuning (8) voor een substraat.

19. Inrichting volgens één of meer der conclusies 15-18, met het kenmerk, dat de ontwikkelektrode (12) in hoogte instelbaar is.

20. Inrichting volgens conclusies 15 tot 19, met het kenmerk, dat de inrichting een tweede ondersteuning (8) omvat voor het onder- 30 steunen van een substraat met een hierop aan te brengen of aangebracht primair kunststofpatroon. 8003 1 32 -11- V 'T

21. Inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies 15- 20. met het kenmerk, dat de inrichting een metaaletsingsorgaan (19) omvat.

21. Inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies 15-20, met het kenmerk, dat de inrichting een galvanisch metaalafzet-tingsorgaan (20) omvat.

22. Inrichting volgens conclusie 2lof 22, met het kenmerk, dat de inrichting een bak (9) van het verwijderen van het secundair kunststof patroon van de behandelde drager omvat, gelegen na metaaletsingsorgaan (19) of metaalafzettingsorgaan (20). 800 3 1 32