DE1960723A1

DE1960723A1 - Siebdruckschablonen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1960723A1
Application number: DE19691960723
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Kleffner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-12-03
Filing date: 1969-12-03
Publication date: 1971-06-09

Description

Siebdruckschablonen und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die erfindung betrifft Siebdruckschablonen und Verfahren zu ihrer Eerstellung.
Solche Siebdruckschablonen werden beispielsweise beim Aufbringen von Metallschichten für Leiterbahnen und Widerstände bei gedruckten Schaltungen und beim Herstellen von Dickschichtschaltungen verwendet.
Es sind Siebdruckschablonen bekannt, die aus einem Seidengewebe bestehen, das an bestimmten Stellen durch eine KunststoÎfschicht, im allgemeinen ein Foto#olymer, fr die zu druckenden Pasten undurchlsssig gemacht wird.
Es ist auch schon bekannt, anstelle des Seidengewebes ein Drahtgeflecht, z. B. aus rostfreien Stahldrähten zu verwenden.
Nachteilig ist bei diesen Ausführungsformen, daß die Kunststof£# schicht, in der das Druckmuster erzeugt wird, chemisch und mechanisch wenig resistent ist, so daa damit nur kurze Standæeiten und geringe Xonturengenauigkeiten erreichbar sind.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind auch schon Siebdruckmasken bekannt, die ganz aus Metall bestehen. Sie werden so her gestellt, daß in eine dünne Meta olive mit Hilfe der bekann ten Fotoatztechnik von der einen weite her bis zur halben Polienstärke das Druckmuster, von der anderen Seite her entsprechend das Siebmuster eingeätzt wird. Dieses Herstellungeverfahren ist jedoch sehr aufwendig, da die Ätzvorgänge genau gesteuert werden mussen, damit die ezungen nicht zu breit und vor allem zu tief ausfallen. Da außerdem die ffitzgescfr.vindigkeit abhängig ist von der Struktur der zu ätzenden Konfigurationen, stoppt man sehr schnell auf groBe Schwierigkeiten, wenn in einer Siebdruckschablone sehr schmale und sehr breite Strukturen gleichzeitig geätzt werden sollen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Siebdruckschablonen anzugeben, die die Vorteile der Metallmasken, wie Konturenschrfe und hohe Standzeit, mit einer leichteren Herstellbarkeit vereinigen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Siebdruckschablone aus einer wenigstens einseitig mit Metall belegten Kunststoff folie besteht, wobei in die Metallschicht das Druckmuster und in die Kunststoffolie und die evtl. vorgesehene zweite Metallschicht das Siebmuster eingeätzt ist.
Damit ergeben sich die Vorteile, daß die Oberfl-che abnutzungsfest ist, daß das Schablonenmuster eine große Konturenschärfe besitzt und daß beim Reinigen der Schablone von Druckpastenresten keine Gefahr besteht, daß die Schablonenoberfläche von chemischen Lösungs- oder Yerdunnungsmitteln angegriffen wird.
Insbesondere ist das der Fall, wenn als Kunststoff Polyimid verwendet wird, da dieses gegen die in den Druckpasten befindlichen und beim Reinigen der Schablonen benötigten Lösungsmittel beständig ist.
Einseitig mit Kupfer belegte Polyimidfolien sind allgemein im Handel erhiJltlich. Sie bestehen aus einer ca. 25 um starken Folie mit einer 17 µm bzw. 35 /um starken Metallauflage und werden im allgemeinen zur Herstellung von flexiblen gedruckten Schaltungen verwez et.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von zwei seitig mit Kupfer belegten Folien aus Polyäthylenterephthalat.
Auch diese metallkaschierten Folien sind handelsüblich und besitzen eine Trägerfolie von ca. 18 Zum Starke und eine beidseitige Kupferauflage von ca. 17 /um.
Sollte die Kupferschicht zu weich und druckempfindlich sein, so wird sie vorteilhaft mit einer dünnen Schicht eines harten Metalls belegt. Hierzu eignen sich z. B. Nickel oder Stahl.
Beim Herstellungsverfahren ist zu unterscheiden, ob von einseitig oder zweiseitig metallkaschierten Kunststoffolien ausgegangen wird.
Bei Verwendung von einseitig kaschierten Folien wird mit-Hilfe der bekannten Fotoätztechnik in der Metallschicht das #ruckmuster#erzeugt und anschließend in der Kunststoffschicht das Siebmuster. Die Sieblöcher können auf verschiedene Weise hergestellt werden: Mechanisch, mit einem Laserstrahl oder durch tzen.
Bei der mechanischen Lochung werden die Sieböffnungen in die Kunststoffolie z. B. gestanzt, natürlich nur im Bereich des ausgeätzten Druckmusters.
Bei der Herstellung der Siebiöcher mittels Laserstrahl verwendet man vorteilhaft ein Linsenraster, das den Laserstrahl In mehrere Teilstrahlen aufspaltet, wodurch das einbringen der SieDöffnungen wesentlich schneller vor sich geht. Durch eine entsprechende #ahl der Strahlungsintensität ist es möglich, nur die Kunststoffolie zu lochen, ohne gleichzeitig die stehengebliebenen Metalltereiche zu durchdringen.
Am einfachsten ist jedoch das herstellen des Siebmusters durch einen <tzvorgang, zumal wenn das stzmittel nicht gleichzeitig die Metallschicht angreift.
Noch einfacher verläuft das Herstellungsverfahren, wenn man von zweiseitig metallkaschierten Kunststoffolien ausgeht. Aus der einen Metallschicht wird das Druckmuster, aus der anderen das Siebmuster herausgeätzt. Der Ktzvorgang stoppt dabei von selbst, wenn das Metall bis zur Kunststoffschicht ausgeätzt ist, so daß auch unterschiedlich breite Konfigurationen gleichseitig und gefahrlos geätzt werden können. Nach dem tzn der Metall schichten wird die Folie mit der Siebmusterseite auf eine Vakuumsaugvorrichtung gelegt und im Bereich der eingeatzten iruckmuster mit einem nur das Kunststoffmaterial angreifenden Lösungsmittel behandelt. Die aufgeweichte und gequollene Kunststoffschicht wird dann abgesaugt, so daß das Druckmuster völlig frei von Kunststoff ist, ohne daß das Siebmuster auf der Rückseite seine Form oder Festigkeit verliert. Ist die Abriebfestigkeit der Kupferoberfläche nicht hoch genug, so kann sie vorteilhaft galvanisch mit einer zusätzlichen harten Metallschicht (z. B. Nickel) versehen werden.
Anhand der Zeichnung soll die erfindung erläutert werden.
In eine beidseitig mit Kupfer 1,3 belegte Kunststoffolie 2 aus Polyethylenterephthalat werden mit Hilfe der bekannten Fotoätztechnik Druckkonfigurationen 4 und Siebmuster 5 eingeätzt. Als Ätzmittel wird vorteilhaft Eisen-III#Chlorid verwendet. Dadurch stoppt der ;#tzvorgang, sobald das Kupfer 1,3 bis zur Kunststoffolie 2 abgetragen ist. Zum Entfernen der Folie 2 wird die Schablone mit der Siebmusterseite 3 auf eine Vakuumsaugvorrichtung gelegt und von oben mit konzentrierter Schwefelsäure betupft. Nach etwa cwei Minuten ist die Folie 2 weich und gequollen und kann abgesaugt werden, wobei gründlich mit Wasser go#aschen wird. Nach mehrmaliger Wiederholung ist die Schablone im Bereich des Druckmusters 4 völlig frei von Kunststoff, ohne daß das Siebmuster 5 an Festigkeit verloren hat. Zusitzlich kann die Siebdruckschablone ein- oder beidseitig mit einer æus-l.tzlichen d#nnen, abriebfesten Metallschicht 6 belegt werden, wodurch die Standzeit der Schablone wesentlich erhöht wird.
12 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 1. Siebdruckschablone, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß sie aus einer wenigstens einseitig mit Metall belegten Kunststoffolie besteht, wobei in die Metallschicht das Druckmuster und in die Kunststoffolie und die evtl. vorgesehene zweite Metallschicht das Siebmuster eingeätzt ist.
2. Siebdruckschablone 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 sie aus einer einseitig mit Kupfer belegten Polyimidfolie besteht.
3. Siebdruckschablone 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 sie aus einer beidseitig mit Kupfer belegten Polyäthylenterephthalatfolie besteht.
4. Siebdruckschablone nach Anspruch 1, 2 und/oder 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kupfer schicht oberflächlich mit einer dünnen, harten, abriebfesten Metallschicht belegt ist.
5. Siebdruckschablone nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die abriebfeste Metall schicht aus Nickel besteht.
6. Siebdruckschablone nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die abriebfeste Metallschicht aus Stahl besteht.
7. Verfahren zum Herstellen von Siebdruckschablonen nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß einer einseitig mitMetall belegten Kunststoffolie mit Hilfe der bekannten Fotoätztechnik in der Metallschicht das Druckmuster und daß anschließend in der Kunststoffschicht das Siebmuster erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Siebmuster mechanisch erzeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z c i c h ne t , daß das Siebmuster mit Hilfe eines Laserstrahles erzeugt wird.
10. 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 Siebmuster eingeätzt wird.
11. Verfahren zum Herstellen von Siebdruckschablonen 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 mit Hilfe der bekannten Fotoäeatechnnk in der ersten Metallschicht einer beidseitig mit Metallbel%iten Kunststoffolie das Druckmuster, in der zweiten Metallschicht das Siebmuster erzeugt wird, daß dann die Kunststoffclie von der ersten Metallschicht her durch das eingeätzte Druckmuster hindurch mit einem mösungsaittel für den verwendeten Kunststoff behandelt wird, bis sie weich und gequollen ist und daß zum Schluß die gequollenen Folienteile mit Hilfe einer Vakuumsaugvorrichtung, die von der Siebmusterseite her wirkt, abgesaugt werden.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis ii, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf die geeitzten Metallschichten eine harte abriebfeste, dünne Metallschicht aufgalvanisiert wird L e e r 9e i t e