DE1640083A1

DE1640083A1 - Verfahren zum Bilden elektrischer Stromkreisverbindungen durch Belegung

Info

Publication number: DE1640083A1
Application number: DE19671640083
Authority: DE
Inventors: Olson John Douglas
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1966-04-18
Filing date: 1967-04-12
Publication date: 1970-05-21
Also published as: GB1101299A; US3475284A; NL6616262A

Description

Hamburg 50, Königstr. 28 telefon 133 5314

Dl. E. WIEGAND 2000 HAMBURG 1, ι. t

MÖNCHEN BALLINDAMM 2Ä lit *

DIPL.-ING. W. NIEMANN telefon· 330475

HAMBURG PATiNTANWXlTI

UJ 22 509/6T6 12/lflö

Friden, Inc.

San Leandro, Kalifornien (V.St.A·)

Verfahren zum Bilden elektrischer Stromkreisvarbindungen durch Belegung,

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung gedruckter elektrischer Stromkreise.

Die Erfindung betrifft ein l/erfahren zum Bilden won elektrischen Verbindungen zu/ischen Leitern an einer Basis, beispielsweise einer elektrischen Stromkreistafel, und insbesondere von Verbindungen, die sich durch Löcher zu/ischen Leitern auf dsn beiden Seiten einer solchen Tafel erstrecken, und zwar durch Belegung oder Niederschlagen» Zweck der Erfindung besteht darin» es möglich zu machen, durchgehende Löcher in Stromkreistafeln zu plattieren, die durch das Hflarosi~Deplattierungsyerfahren hergestellt sind, wie es beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 239 441 und in der Britischen Patentschrift 962 932 beschrieben ist.

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BAD ORIGlNAi.

Gemäß einer Klasse von Verfahren werden elektrische Stromkreistafeln aus isoliertafeln oder -blättern hergestellt, auf deren beide Flächen Kupferfolien fest aufgebracht sind« Metall luird durch chemisches Ätzen oder durch elektrolytisches Deplattieren, beispielsweise wie beim Marosi-Verfahren, aus den Bereichen entfernt, die nicht leitend sein sollen. Durch die Tafel hindurch sind Löcher vorgesehen für Verbindungen zwischen Leitern auf gegenüberliegenden Flächen und für die-Leiter'bzw. Anschlüsse von an der Tafel angeordneten Komponenten, beispielsweise von Widerständen, Kondensatoren und Transistoren. Solche Löcher können "durchplattiert" sein. Insbesondere ist vorgeschlagen worden, daß solche Löcher durchplattiert werden, bevor das Metall von den nicht-leitenden Bereichen zum Bilden der Leiter entfernt wird.

Ein solches "Vorplattieren" der Löcher kann ohne Masklärungausgeführt werden oder mit einer Maskierung, die auf die anderen Bereiche der Tafel aufgebracht wird, jedoch sind bei beiden Verfahren die Belegungen in den Löchern einer Beschädigung durch nachfolgende Behandlung ausgesetzt, und Rippen aus Kupfer rund um die Löcher können in ähnlicher Uisise das Entfernen von Kupfer stören, insbesondere bei dein IYlarosi«»Verfahfren. Trotzdem solche Rippen durch Besanden oder Abschmirgeln weggeschnitten bzw. entfernt werden können, werden durch einen solchen Vorgang ebenfalls andere Bereiche abgeschliffen und die Tafel wird ungleichförmig

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BAD ORIGINAL

belassen.

Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, durch welches die Verbindungslöcher in einer gedruckten Strornkreistafel vollst, ndig plattiert u/erden können, nachdem die Leiter an ihr gebildet sind.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, bei welchem an einer Isolierbasis, an der zuerst Stromkreisleiter und Löcher gebildet sind, ein leitender Film auf die Isolierbasis, die Leiter und in den Lochern aufgebracht ujird, um einen anfänglichen leitenden Überzug auf der Fläche übt Basis und in den Löchern für elektrische Verbindung der btromkreisleitern zu schaffen, wonach eine Maskierung auf Teile der mit υ em Film bzui» der Folie "Iberzogenen Oberfläche der Basis unc rier Leiter, jedoch ausschließlich der Löcher , aufgebracht wird,' dann ein Plattierungsmetall auf denjenigen Teil dör mit dem Film überzogenen Oberfläche aufgebracht wird, auf cen die Maskierung nicht aufgebracht morden ist, f uni schließlich die Maskierung und der freiliegende anfängliche ohne Anwendung won Elektrizität aufgebrachte Überzug entfernt uiercen.

uie Erfindung wird nachstehen-: an Wand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 iet ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur öurch~ führung der Erfindung. . _;

Fiq« 2 bis 6 sind 5chnittansichte.n einer Stromkreisto~el bei verschiedenen Stufen der Behandlung...

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BAD ORIGJNAl.

Bei der durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung · kann damit begonnen werden, ein Schichtvorratsmaterial zu nehmen, welches aus einer Isolierbasis, beispielsweise ein mit Glasfasern verstärktes Epoxyharz besteht, die auf jeder Fläche eine kontinuierliche Kupferfolie anhaftend tragt, und diese Basis wird gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 1 behandelt. Vorzugsweise sollen zuerst alle in der fertiggestellten Stromkreistafel erforderlichen Löcher gestanzt oder gebohrt werden. Danach wird die Tafel auf der maschine zum elektrolytischen ■-'eplattieren nach lYlarosi behandelt, wie es in der»oben genannten USA-Patentschrift beschrieben ist. In dieser Maschine wird eine Muttertaf el, welche Leiter in Bereichen_aufweist, welche denen entsprechen, aus denen das Metall won dem Werkstück bzw. der Stromkreistafel zu entfernen ist, in kleinem Abstand von dem Werkstück gehalten und sie dient als Kathode in einem elektrolytischen Stromkreis zum Entfernen won Metall von dem Werkstück," Beste t-r^ebnisse werden auf der firarosi-ffiaschine erhalten, wenn oie Strom-kreistafel, und insbesondere die Kupferfolie, gleichförmigen ^uherakter und gleichförmige Dicke haben> Es ist einer der Vorteile- der Erfindung, daß die Stromkreistarel auf der flfiarosi-»ITiaschine behandelt werden kann, bevor sie irgendeinem Elektroplattieren oder einem anderen. chemischen Verfahren unterworfen wird und bevor sie irgendeinem mechanischem Arbeitsvorgang, beispielsweise Schleifen, unterworfen wird, durch welchen ihre Gleichmäßigkeit bzw.'

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Gleichförmigkeit beeinträchtigt werden könnte.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Stromkreistafel in dieser Stufe des Herstellungsverfahrens wiedergegeben. Die Isolierbasis ID trägt Leiter 12, 14 und 16, die in · übertriebener Dicke dargestellt, sind und die aus der ursprünglichen Schichtfolie gebildet sind., Typischerweise u/eisen diese Leiter 12j ,14 und 16 ringförmige Teile, sogenannte "Kissen¹* auf, welche die durch die Stromkreistafel " hindurchgehenden Löcher 18 und 20 umgeben. ·

Danach wird.die Stromkreistafel mit einer leichten Eintauchplattierung bzuj_e einem anfänglichen haftenden leitenden Film uersehen, um die Oberflächen des Isoliermaterials zur Aufnahme eines Elektroplattierungsüberzuges vorzubereiten ο Für diesen anfänglichen leitenden Überzug kann das Verfahren der "Shipley Compjtany , Inc. of Ulellesley, Massachusetts, USA" oder ein in der USA-Patentschrift 3 011 920 beschriebenes Verfahren verwendet werden. Dieses m Shipley-Verfahren beläßt einen dünnen etwas durchsichtigen Kupferüberzug auf allen Flächen der Stromkreistafel, und zwar sowohl auf dem Kunststoff als auch auf dem Metall \ einschließlich der Innenseiten der Löcher·

In Fig. 3 ist die Stromkreisj&afel mit dem ohne Antuen·* dung von'Elektrizität aufgebrachten Überzug 22 dargestellt, welcher cjie Basis 10, die Leiter 12, 14 und 16 und die In*- nenflächsn der Fläche 18 und 20 überdeckt. Da dieser Ü alle Flächen überdeckt, verbindet er elektrisch alle ge»

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trennten Leiter 12, 14, 16 usw.- auf beiden Flächen der Tafel und er schafft weiterhin "eine elektrische Verbindung ,zu der filmplattierung auf den Innenflächen der Löcher IB, 20. Die Dicke des Metallüberzugs 22 i,st in der Zeichnung . stark übertrieben dargestellt.

Danach wird eine Schicht 24 (Fig. 4) von Farbe oder einem einerElektroplattierung widerstehenden Material bzw. eine Maskierung auf ausgewählte Bereiche der Tafel aufgebracht,, Beispielsweise kann diese Maskierung 24 durch Aufdrucken oder durch eine Schablone oder ein Seidensieb aufgebracht werden» Alle Löcher, die plattiert werden sollen/ sind von der Maskierung 24 frei zu halten, und vorzugsweise wird jedes solches Loch durch einen ringförmigen Bereich 26, der ebenfalls von der Maskierung 24 frei ist, auf jeder Fläche der Tafel umgeben. Die Dicke der Maskierung 24 ist in der Zeichnung übertrieben dargestellt.

. Danach wird die Tafel mittels Elektroplattierung mit einer Belegung in der Dicke von etwa 0,00127 bis 0,00508cm (0,0005 bis 0,002 Zoll) aus Kupfer in Form von auganförmigen Anschlüssen 2ü und 30 versehen, die in Fig, 5 mit über-r triebener Dicks dargestellt sind. Danach wird die Maskierung 24 mittels eines geeigneten Lösungsmittels, beispielsweise Trichlorethylen, entfernt.Danach wird die Tafel schnell in eine Ätzlösung, beispielsweise Ammoniumpersulfat bzuj. überschuiefelsaures Ammoniak, eingetaucht, um die freiliegenden Teile des Überzuges 22 zu entfernen. Die fertig-

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gestellte Tafel ist in Fig. 6 dargestellt.

Der plattierte Anschluß 28 schafft eine gute nietenartiye elektrische Verbindung zwischen Leitern, beispielsweise zwischen den Leitern 12 und 14, auf gegenüberliegenden Flächen der Stromkreistafel und ebenfalls eine gute mechanische Befestigung. Ein Anschluß, beispielsweise der Anschluß 30 durch das Loch 20 hindurch, welcher mit einem Leiter, beispielsweise dem Leiter 16 auf nur einer Seite J der Tafel in Uerbindung steht, ist zur Aufnahme eines Drahtlt-ilHrs eines angebrachten Elementes,'beispielsweise eines UJi derstaruies, vorgesehen.

Durch das Herfahren gemäß der Erfindung wird die L>ci--ichtta? el in ihrem bestmöglichen Zustand der Iflarosifflaschine dargeboten, und es ermöglicht somit ein schnelles Arbeiten dieser Maschine und eine Herstellung wan Tafeln hoher und gleichmäßiger Qualität, Wenn die Folie der in die Ffiarosi-Hiaschine gebrachten Tafel ungleichmäßig ist, g

n-erden die Dicken Teile der Folie ungenügend deplattiert, ■^hingegen die dünnen Teile übermäßig deplattiert werden, se η a3 die Tafel unreparierbar belassen uiird. Wenn die Löcrwr plattiert werden, bevor die Leiter gebildet sind, können die Ränder 32 nicht an den durchplattierten Anschlüssen 26 und 30 belassen werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung vermeidet durch Bilden der Leiter 12,, lö usuj, Vor der Plattierung der Löcher die Notwenigkeit für irgendwelches Besanaen oder Abschmiergeln vor Bildung der Leiter

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und vermeidet weiterhin irgendein Aussetzen der Anschlüsse 28, 30 usw. der Erosionswirkung des die Leiter bildenden Verfahrens. Der dünne leitende ohne Anwendung von Elektrizität aufgebrachte Überzug 22 schafft durch Verbindung der Leiter 12, 14 usw. eine, bessere elektrische Verbindung zu den Lochteilen dieses Überzugs, als sie geschaffen würden, wenn beispielsweise der Überzug 22 über einerMaskierung, beispielsweise der Maskierung 24, aufgebracht würde.

Es wird bevorzugt, wie oben beschrieben, die Löcher 18, 20 (Fig. 2) in dem anfänglichen Vörr.atsmaterial vor Bilden der Leiter 12-, 14, 16 usw. zu bilden, jedoch können stattdessen die Leiter zuerst gebildet werden, wonach dann die Löcher gebohrt oder gestanzt werden.

Es wird weiter bevorzugt, die ringförmigen Bereiche 26, (Fig. 4) von der Maskierung 24 freizuhalten, um die Bildung eines gut geformten Randes, beispielsweise des Randes 32, an jedem Anschluß 2B und 30 zu unterstützen, jedoch kann stattdessen die Maskierung 24 mit einer Walze aufgebrächt werden wobei Sorgfalt angewendet werden muß, die Maskierung 24 lediglich auf die Fläche aufzubringen und die Kante des Überzugs 22, beispielsweise die Kante 15 in Fig« 3, freizulassen, so daß der elektroplattierte Anschluß eine gufc te Bindung an dieser Kante machen bzw. bilden kann.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist von besonderem Vorteil bei der Herstellung von Stromkreis tafeln unter Verwendung der Ifiarosi-Maschine, es ist jedoch ebenfalls

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BADOFtIGlNAt

vorteilhaft bei der Herstellung von Stromkreismoduln durch anders Verfahren,beispielsweise durch Verwendung von Ätzbädern, u/eil die Gleichmäßigkeit der Folie für gleichmäßige und annehmbare Ergebnisse bei diesen Verfahren ebenfalls erforderlich ist.

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Claims

Patentansprüche

1, l/erfahren zum Bilden elektrischer Stromkreisverbindungen zwischen Leitern an einer elektrischen StromkFeistafel, insbesondere der Verbindungen, die sich durch Löcher zu/ischen Leitern auf den beiden Seiten der Stromkreistafel erstrecken, durch Belegung, dadurch gekennzeichnet, daß " j StipnjRrfieieiJtt^ auf $β$ Fiäche; öes Isolierbasie und Löcher

QfSBtTmöh der Öitdung der Leiter gebildet t jiHhif fcen^a^leitijndeT Film auf die Basis und iiiJ in din kochern aufgebracht wird, um einen anfänglichen leitenden Überzug auf der Fläche der Stromkreistafel und in den Löchern hervorzurufen, um eine elektrische Verbindung der Sttomkreisleiter zu schaffen, Teile der filmüberzogenen Oberfläche der Tafel und der Leiter mit einer Plattierungsmaskierung versehen und das Innere u/enigstens einiger der Löcher unmaskiert. belassen luird, PlattierungsmetalX auf unmaskierte Teile der filmüberzogenen Oberfläche aufgebracht und der leitende Film von . den maskierten Teilen entfernt luird. .,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch nekennzeichrtst,, daß die Maskierung und der leitende Film von den unmaskie,rten Teilen der Tafel und der Leiter entfernt werden, uiährend die iKletallpla.ttierung intakt belassen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter an der Fläche der Isolierbasis

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durch wahlweises Entfernen von Metall von einem Metallblech an der Basis gebildet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter auf der Fläche einer taf elartiue'n leolierbasis durch wahlweises elektrolytisches ufjplattieren von Wletall van einem Metallblech auf der Baeis gebildet werden. _
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch "~ gekennzeichnet, daü der leitende Film durch ein Verfahren ohne Anwendung von Elektrizität von einem Plattierungebad niedergeschlagen wird,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S_t dadurch gekennzeichnet, daß als leiLender Film ein dünner etwas du · chsichtiuer Kupf erüberzug auf "allen tMäc.h.pn der Basis i3inschli.e^fJlich der I nenflac en der Löcher verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch £>, dadurch g ekennzeichnet,

daß ringfermine Randbereiche en einer ebenen Fläche der % Basis und Anschlüsse, 'welche die Löcher umgeben, von der Plettiexungsmaskieruhg -freigehalten, werden, so daß Rietall als rohtfofmige Anschlüsse in den Löchern mit nietenartigen Rändern, welche über ,-ider ebenen Fläche liefen», plattiert wird. --".-■'

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