DE10315459A1 - Production of a circuit board for electronic devices comprises forming a layout in a mirror-inverted manner, applying as toner coating to a transfer film covered with a plastic layer and acting as intermediate layer, and further processing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung einer Leiterplatte für elektronische Geräte aus einem aus Isolierstoff bestehenden Basisträger aus Kunststoff und einem darauf befindlichen Layout aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus Kupfer, sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The Invention deals deal with the manufacture of a printed circuit board for electronic devices from one Insulating base carrier made of plastic and an electrical layout on it conductive material, especially copper, and a device to carry out of the procedure.
Technisches Gebiettechnical area
Leiterplatten für den Einsatz in elektronischen Geräten haben eine überaus weite Verbreitung gefunden. Es kommen sowohl starre als auch flexible Leiterplatten zum Einsatz. Ihre Fertigung geschieht überwiegend stückweise. Mehr und mehr finden auch kontinuierliche Fertigungsverfahren Anwendung. Gemeinsam allen Herstellungsverfahren ist, daß die Leiterplatten als flächige Gebilde ausgestaltet sind.PCBs for the Use in electronic devices have a very found widespread. Both rigid and flexible come Printed circuit boards for use. They are predominantly manufactured piecewise. Continuous manufacturing processes are also being used more and more. Common to all manufacturing processes is that the printed circuit boards are flat structures are designed.
Eine
gängige
Methode, Leiterplatten herzustellen, ist die Additiv-Methode, bei
der die Leiterbahnen auf chemischen Wege aufgebaut werden. In ein Basismaterial
aus Isolierstoff werden entsprechend des vorgegebenen Layouts Metallkeime
verankert, die in einem Kupferbad zur Endstärke ergänzt werden. In diese Richtung
geht beispielsweise die
Eine andere Methode, die Subtraktiv-Methode, sieht vor, das Basismaterial mit einem dünnen Metallfilm zu beschichten und durch selektives Abätzen des Metallfilms die Leiterbahnen herzustellen. Das Basismaterial mit dem Metallfilm wird hierfür mit einem lichtempfindlichen Polymerisatfilm beschichtet, der entsprechend den zu entfernenden Teilen des Layouts belichtet wird.A another method, the subtractive method, provides for the base material with a thin metal film to be coated and the conductor tracks by selective etching of the metal film manufacture. The base material with the metal film is used for this coated photosensitive polymer film, the corresponding the parts of the layout to be removed is exposed.
Durch
die
Jedes der genannten Verfahren ist in der Anwendung zeitaufwendig und mit beträchtlichen Kosten verbunden. Sie stellen außerdem eine beträchtliche Umweltbelastung dar.each the method mentioned is time-consuming to use and with considerable Associated costs. They also represent a considerable one Environmental pollution.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten zu schaffen, das einfach zu handhaben ist, auf komplizierte und kostspielige Apparaturen verzichtet und mit geringstem Kostenaufwand durchgeführt werden kann. Dabei sollen die Leiterplatten höchsten Ansprüchen an Qualität genügen. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens vorgeschlagen werdern.The The invention is therefore based on the object of a new method to create circuit boards that are easy to use is dispensed with complicated and expensive equipment and can be carried out at the lowest cost. In doing so the circuit boards highest claims in quality suffice. Moreover a device for carrying out the method is proposed islets.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 15 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 14 sowie 16 und 17 stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.The solution the task is with the features of claims 1 and 15 reached. The subclaims 2 to 14 and 16 and 17 represent advantageous developments of the Invention.
Nach der Erfindung wird zunächst in an sich bekannter Weise das Layout erstellt. Hierfür kann ein Computer mit einem CAD-Programm herangezogen werden. Sodann wird das Layout im Drucker ausgedruckt und im Photokopierverfahren oder einem anderen mit einem Toner arbeitenden Verfahren spiegelbildlich auf eine Transferfolie aufgebracht. Als Transferfolie wird eine Klarsichtfolie benutzt, die vorzugsweise aus Polypropylen hergestellt ist. Die Transferfolie ist mit einem Polymer, insbesondere Polyäthylen, Polyurethan oder dergleichen beschichtet. Diese Beschichtung eignet sich für das Photokopierverfahren, so daß das Ausbringen des Layouts auf die Transferfolie durch ein auf Tonerbasis arbeitendes Xerokopierverfahren erfolgen kann. Verwendbar sind hier alle auf Tonerbasis arbeitenden Xerokopiergeräte oder Laserdrucker.To the invention is first created the layout in a manner known per se. A computer can do this can be used with a CAD program. Then the layout printed out in the printer and in the photocopying process or another applied in a mirror image onto a transfer film using a process using a toner. A transparent film is used as the transfer film, preferably is made of polypropylene. The transfer film is with one Polymer, especially polyethylene, Polyurethane or the like coated. This coating is suitable for the photocopying process, so that Applying the layout to the transfer film using a toner-based one working xerocopying process can take place. Can be used here all toner-based xerocopiers or laser printers.
Von der Transferfolie wird das durch den Toner wiedergegebene Layout auf eine Rohplatine übertragen. Die Rohplatine besteht aus einem Basisträger aus Isolierstoff, z.B. einem Kunststoff, und einer Beschichtung aus elektrisch leitendem Material. Die Beschichtung besteht vorzugsweise aus einem dünnen Metallfilm aus Kupfer mit einer Schichtdicke von 0,2 bis 0,6 μm. Die Übertragung erfolgt durch Auflegen der mit dem Toner-Layout versehenen Transferfolie auf die Rohplatine in der Weise, daß die Kupferschicht der Rohplatine und die Polymerschicht der Toner-Layout-Transferfolie aneinander liegen. Die Transferfolie wird an die Rohplatine angepreßt und erhitzt. Der Innpreßdruck beträgt 2 bis 8 bar. Er ist für die sichere Positionierung der Folie auf der Platine erforderlich. Für den Transfer der Layoutschicht auf die Platine ist eine Erhitzung der Transferfolie erforderlich, die auf eine Temperatur zu erhitzen ist, bei der die auf der Transferfolie vorhandene Polymerbeschichtung schmilzt, so daß das Toner-Layout von der Transferfolie auf die Rohplatine übergeht. Je nach der eingesetzten Polymerbeschichtung ist die Temperatur im Bereich von 90°C bis 220°C zu wählen. Bevorzugt wird ein Temperaturbereich von 95°C bis 120°C. Die Übertragungszeit beträgt bei Geräten, die schnell auf die gewollte Temperatur erhitzt oder auf einer eingestellten Temperatur gehalten werden können, nur wenige Minuten, meist jedoch nur Sekunden. Versuche ergaben Übertragungszeiten von 3 bis 60 Sekunden. Bei größeren Platinen wurden Übertragungszeiten bis zu 2 Minuten als günstig ermittelt. Bei diesem Vorgang wird nur das Toner-Layout mechanisch übertragen. Die Polymerbeschichtung verbleibt auf der Transferfolie.The layout reproduced by the toner is transferred from the transfer film to a raw circuit board. The raw circuit board consists of a base carrier made of insulating material, for example a plastic, and a coating of electrically conductive material. The coating preferably consists of a thin metal film made of copper with a layer thickness of 0.2 to 0.6 μm. The transfer takes place by placing the transfer film provided with the toner layout on the raw board in such a way that the copper layer of the raw board and the polymer layer of the toner layout transfer film lie against one another. The transfer film is pressed onto the raw board and heated. The internal pressure is 2 to 8 bar. It is required for the safe positioning of the film on the board. For the transfer of the layout layer to the board, the transfer film must be heated to a temperature at which the polymer coating on the transfer film melts, so that the toner layout passes from the transfer film to the raw board. Depending on the polymer coating used, the temperature should be selected in the range from 90 ° C to 220 ° C. A temperature range from 95 ° C. to 120 ° C. is preferred. The transfer time for devices that can be quickly heated to the desired temperature or kept at a set temperature is only a few minutes, but usually only seconds. Trials have shown transmission times of 3 to 60 seconds. With larger boards, transmission times of up to 2 minutes were found to be favorable. This process only mechanically transfers the toner layout. The polymer coating tion remains on the transfer film.
Nach dem Übertragungsvorgang wird die Folie mit Wasser angefeuchtet und dabei abgekühlt. So dann wird die Folie mit der Kunststoffbeschichtung von der Rohplatine abgezogen und das Layout ist einwandfrei auf der Platine mechanisch fixiert. Der Toner dient jetzt als Schutz des Layouts gegen das folgende Ätzbad. Die vom Layout nicht abgedeckten Teile der Beschichtung der Rohplatine können nun abgetragen werden, was durch Wegätzen durchgeführt werden kann. Hiernach wird die Tonerschicht, welche das Layout gebildet hat, durch einen geeigneten Verdünner, beispielsweise einen Universalverdünner, entfernt und die auf der Platine abgebildeten Leiterbahnen freigelegt. Hiernach werden die Stellen des Layouts, die einem späteren Lötvorgang unterzogen werden, isoliert. Dieses erfolgt, indem erneut vermittels einer Transferfolie auf den Lötstellen des Layouts eine Tonerauflage aufgebracht wird. Hierbei wird zunächst ein Layout mit den Lötstellen im Computer spiegelbildlich hergestellt und ausgedruckt, das Lötstellen-Layout auf eine Transferfolie übertragen und der gesamte Übertragungsvorgang wiederholt mit Ausnahme des Abtragens der Tonerisolierung. Als Ergebnis sind die Lötstellen mit dem Toner bedeckt und die Leiterbahnen frei. Die Platine wird sodann in einem Zinnbad behandelt. Das Kupfer-Layout reagiert mit dem Zinn und es entsteht eine sehr dünne Schicht auf dem Kupfer, die einen Korrosionsschutz bildet und die bei einem späteren Löten die Annahme des Lots verhindert.To the transfer process the film is moistened with water and cooled in the process. So then the film with the plastic coating is removed from the raw board subtracted and the layout is flawless mechanical on the board fixed. The toner now serves to protect the layout against the following etching bath. The Parts of the coating of the raw circuit board that are not covered by the layout can now be removed, which can be done by etching away can. After that, the toner layer that forms the layout is made with a suitable thinner, for example a universal thinner, removed and the on the printed circuit board shown exposed. After that the locations of the layout that will be subjected to a later soldering process, isolated. This is done by again using a transfer film on the solder joints a toner pad is applied to the layout. Here, first a Layout with the solder joints produced and printed in mirror image on the computer, the solder joint layout transferred to a transfer film and the entire transfer process repeated except for removing the toner insulation. As a result are the solder joints covered with the toner and the conductor tracks free. The board will then treated in a tin bath. The copper layout reacts with the tin and there is a very thin layer on the copper, which forms a protection against corrosion and which is the assumption for a later soldering of the solder prevented.
Je nach Bedarf und in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet der Leiterplatte wird das Layout mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen. Der Überzug ist an den erforderlichen Kontaktstellen mit Durchbrechungen versehen. Auch können entsprechende Bohrungen im Basisträger angebracht werden.ever as required and depending From the area of application of the circuit board, the layout with an electrical insulating coating Mistake. The coating is provided with openings at the required contact points. Can too appropriate holes are made in the base support.
Gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Leiterplattenherstellung hat das erfindungsgemäße Verfahren eine Reihe von Vorteilen.Compared to conventional ones The method according to the invention has methods for producing printed circuit boards a number of advantages.
So entfällt die Laminierung der Rohplatine mit einem Film, der auf die mit Kupfer belegte Seite bzw. Seiten der Isolierschicht aufzutragen ist. Eine Photographie des Layouts wird nicht benötigt. Es entfällt auch das Ätzbad zum Entfernen der Laminierung nach der Bestrahlung der Rohplatine.So deleted the lamination of the raw board with a film that is on the with copper the occupied side or sides of the insulating layer is to be applied. A photograph the layout is not required. It does not apply also the etching bath to remove the lamination after irradiation of the raw board.
Mittels eines Computers mit einem geeigneten CAD-Programm wird in an sich bekannter Weise ein Layout für eine Leiterplatte erstellt. Das Layout wird spiegelbildlich in Originalgröße ausgeführt und mit einem Drucker ausgedruckt. Sodann wird das spiegelbildliche Layout mit einem auf Tonerbasis arbeitenden Xeroxkopiergerät auf eine Transferfolie übertragen. Der auf der Transferfolie anhaftende Toner gibt ein Layout wieder, das als Toner-Layout bezeichnet wird.through a computer with a suitable CAD program is in itself known layout for created a circuit board. The layout is mirrored in its original size and with printed out on a printer. Then the mirrored layout with a toner-based Xerox copier to a Transfer transfer ribbon. The toner adhering to the transfer film reflects a layout, which is called the toner layout.
Die mit dem Toner-Layout versehene Transferfolie wird mit einer Rohplatine zusammengeführt. Die Rohplatine hat den bekannten Aufbau. Sie besteht aus einem isolierenden Basisträger aus Kunststoff mit einer elektrisch leitenden Beschichtung aus Kupfer. Die Transferfolie wird mit ihrer das Toner-Layout tragenden Schicht auf die Kupferschicht des Basisträgers aufgelegt. Beide Teile werden in eine beheizbare Presseneinrichtung eingelegt. In der Presseneinrichtung wird die Transferfolie durch den Pressenstempel an die Rohplatine angedrückt und erhitzt. Das Erhitzen wird bis auf eine Temperatur von 110°C durchgeführt. Diese Temperatur ist ausreichend, um die Polyäthylen/Wachs-Beschichtung auf der Folie zum Schmelzen zu bringen und die mechanische Übertragung des Toner-Layouts auf die Rohplatine zu vollziehen. Der Stempel der Presseneinrichtung ist mit einem weichen Elastomer überzogen, damit die Transferfolie mit gleichmäßigem Druck an die Rohplatine angedrückt wird. Der Pressendruck beträgt 5 bar. Der Pressenstempel ist mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehen, um die gewollte Übertragungstemperatur zu erreichen. Ein einstellbarer Temperaturbegrenzer sorgt dafür, daß die gewollte Temperatur nicht überschritten wird. Nach 50 sek. ist der Übertragungsvorgang beendet. Rohplatine mit Transferfolie können der Presse entnommen werden.The with the toner layout provided transfer foil with a raw board merged. The Raw board has the known structure. It consists of an insulating base support made of plastic with an electrically conductive coating made of copper. The transfer film with its layer bearing the toner layout placed on the copper layer of the base support. Both parts are placed in a heatable press device. In the press facility is the transfer film through the press stamp on the raw board pressed and heated. The heating is carried out up to a temperature of 110 ° C. This Temperature is sufficient to apply the polyethylene / wax coating to melt the film and mechanical transmission the toner layout on the raw board. The Stamp the press device is covered with a soft elastomer, so that the transfer film with even pressure on the raw board pressed becomes. The press pressure is 5 bar. The press ram is equipped with an electrical heating device provided to the desired transmission temperature to reach. An adjustable temperature limiter ensures that the desired Temperature not exceeded becomes. After 50 seconds is the transfer process completed. Blank boards with transfer foil can be removed from the press.
Hiernach wird die Folie mit Wasser abgekühlt. Für den Befeuchtungsvorgang kann die Platine mit der Folie in ein Wasserbad eingetaucht werden. Das Trägerpapier wird dadurch weich und die Tonerübertragung kann beim Abziehen von der Platine nicht beschädigt werden. Das Toner-Layout befindet sich jetzt auf der Rohplatine. Die Platine wird sodann mit einem Ätzmittel behandelt und die vom Toner-Layout nicht bedeckten Kupferteile werden von der Platine weggeätzt.hereafter the film is cooled with water. For the The board with the foil can be moistened in a water bath be immersed. The backing paper it becomes soft and the toner transfer cannot be damaged when removed from the board. The toner layout is now on the raw board. The board is then with an etchant treated and the copper parts not covered by the toner layout etched away from the board.
Daran anschließend wird der Toner mittels eines Nitroverdünners von der Platine entfernt und dadurch die Leiterbahnen freigelegt. Hiernach wird ein gesondert spiegelbildlich hergestelltes Lötstellen-Layout herangezogen, das nur die späteren Lötstellen des Layouts enthält. Dieses Lötstellen-Layout ist dem Computer zu entnehmen. Wie voranstehend wird dieses Lötstellen-Layout mittels einer Transferfolie auf die Platine mit dem Layout übertragen. Die Entfernung des Toners von den Lötstellen erfolgt jedoch erst vor dem Lötvorgang. Vorher wird die Platine in ein Zinnbad getaucht und dadurch werden die Leiterbahnen mit einer dünnen Isolierschicht überzogen.it subsequently the toner is removed from the board using a nitro thinner and thereby exposed the conductor tracks. After that, one is separated Mirrored layout of the solder joint only the later ones solder joints of the layout contains. This solder joint layout is from the computer. This solder joint layout is as above using a transfer film on the circuit board with the layout. However, the toner is only removed from the solder joints before the soldering process. Before that, the circuit board is dipped in a tin bath and thereby the conductor tracks with a thin one Insulation layer covered.
Die Fertigung des Produkts ist äußerst einfach und das Produkt erfüllt die im Gebrauch gestellten Anforderungen. Selbst feinste Leiterbahnen haben glatte Ränder und einen gleichmäßigen Durchmesser.The manufacture of the product is extremely one fold and the product meets the requirements in use. Even the finest conductor tracks have smooth edges and a uniform diameter.
Im Ausführungsbeispiel ist eine Leiterplatte mit einer einseitigen Anbringung der Leiterbahnen beschrieben. Es ist aber auch möglich, die Leiterplatte beidseitig mit Leiterbahnen zu versehen oder gar mehrere Leiterbahnen miteinander zu verbinden. In beiden Fällen sind an den Leiterplatten entsprechende Bohrungen zur Durchkontaktierung anzubringen. Für die Ausbildung von Kontaktstellen sind die Innenseiten der Bohrungen mit Kupferüberzügen zu versehen.in the embodiment describes a circuit board with one-sided attachment of the conductor tracks. But it is also possible to provide the printed circuit board with conductor tracks on both sides or even several Interconnect interconnects. In both cases Corresponding holes for plated-through holes on the printed circuit boards to install. For the formation of contact points are the inside of the holes to be provided with copper coatings.
Das
in der
Erstellen des spiegelbildlichen
Layouts
Aufbringen des Layouts als Toner auf eine Transferfolie
Zusammenfügen von
Transferfolie und Rohplatine
Übertragung des Toner-Layouts
von der Transferfolie auf die Rohplatine
Abziehen der Transferfolie
von der Rohplatine
Wegätzen
der überflüssigen Beschichtung
von der Rohplatine
Entfernung der Layout-Tonerschicht von der
Platine
Aufbringen eines Lötstellen-Toner-Layouts
auf die Platine unter Verwendung einer Transferfolie
Abziehen
der Transferfolie von der Platine
Behandlung der Platine in
einem Zinnbad
Entfernung des Lötstellen-Toner-Layouts von
der Platine
Creation of the mirror-image layout
Applying the layout as a toner to a transfer film
Assembling the transfer film and the raw board
Transfer of the toner layout from the transfer film to the raw board
Remove the transfer film from the raw board
Etching away the unnecessary coating from the raw board
Remove the layout toner layer from the board
Apply a solder joint toner layout to the board using a transfer sheet
Remove the transfer film from the circuit board
Treatment of the board in a tin bath
Remove the solder joint toner layout from the board
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003115459 DE10315459A1 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Production of a circuit board for electronic devices comprises forming a layout in a mirror-inverted manner, applying as toner coating to a transfer film covered with a plastic layer and acting as intermediate layer, and further processing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2003115459 DE10315459A1 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Production of a circuit board for electronic devices comprises forming a layout in a mirror-inverted manner, applying as toner coating to a transfer film covered with a plastic layer and acting as intermediate layer, and further processing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10315459A1 true DE10315459A1 (en) | 2004-10-14 |
Family
ID=32981060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2003115459 Withdrawn DE10315459A1 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Production of a circuit board for electronic devices comprises forming a layout in a mirror-inverted manner, applying as toner coating to a transfer film covered with a plastic layer and acting as intermediate layer, and further processing |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10315459A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1786248A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-16 | General Electric Company | Low cost antenna array fabrication technology |
-
2003
- 2003-04-04 DE DE2003115459 patent/DE10315459A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1786248A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-16 | General Electric Company | Low cost antenna array fabrication technology |
US7985463B2 (en) | 2005-11-10 | 2011-07-26 | General Electric Company | Low cost antenna array fabrication technology |
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Legal Events
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