DE2659625C3 - Verfahren zur Herstellung von Basismaterial zur Herstellung gedruckter Schaltungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Basismaterial zur Herstellung gedruckter SchaltungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Basismaterial, insbesondere von metallbcschichteten Schichtpreßstoffen, zur Herstellung gedruckter
Schaltungen.
Es ist bekannt für gedruckte Schaltungen eine
Metallfolie, insbesondere auf einem im wesentlichen starren, elektrisch isolierenden Basismaterial zu befestigen,
wobei solche Folien in einem besonderen Arbeitsgang hergestellt werden. Bei aus Phenolpapieren
gebildeten Schichtpreßstoffen als Basismaterial ist es unerläßlich, zur Verbindung mit der Metallfolie einen
Kleber /u benutzen. Bei Schichtpreßstoffen auf Basis Kpoxycl entfällt diese Klebcrbeschichtiing. Die Folie
muß verhältnismäßig dick sein, damit sie beim
gleichzeitigen Zusammenpressen mit den sogenannten Kernbogen des Schichtpreßstoffes nicht Risse entwikkelt.
Die Herstellung der Metallfolien in einem gesonderten Arbeitsgang stellt einen enormen Kostenfaktor dar.
Die meist aus Kupfer bestehenden Folien sind, wie gesagt, notwendigerweise verhältnismäßig dick, wodurch
sich ein großer Metallverbrauch und ein entsprechend hohes Gewicht ergeben. Außerdem ergibt
sich beim Ätzen der dicken Kupferschicht unter der Abdeckung ungefähr eine der Dicke entsprechende
seitliche Unterätzung von beiden Seiten her. Der Verringerung der Dicke der Kupferfolie sind dadurch
Grenzen gesetzt, daß sich die Herstellungskosten bis unter eine gewisse Dicke stark erhöhen, daß sich die
Handhabung erschwert, und daß schließlich die Folie allein den hohen für ihr Zusammenpressen mit den
Kernbogen des Schichtpreßstoffes erforderlichen Druck nicht aufnehmen könnte.
Zwecks Verringerung der Dicke der Kupferschicht und Herstellung sogenannter Thinclad Materialien ist es
bekannt, eine dünne Kupferschicht, z. B. etwa 5 bis 8 μπι
dick, durch galvanische Abscheidung auf einen Aluminiumträger aufzubringen und den Träger nach der
Vereinigung der Folie mit den Kernbogen des Schichtpreßstoffes zu entfernen. Aus mit dem als Abfall
des AIuminiumträge,rs verlorengehenden bedingten Preisgründen und durch die Probleme, die mit dem
Entfernen des Aluminiumträgers verbunden sind, ist der Einsatz dieses Materials begrenzt, obwohl in der
Industrie zum Herstellen von Leiterplatten der Feinleitertechnik eine große Nachfrage besteht.
Bei einer Ausbildung dieses Verfahrens erfolgt die Entfernung des Aluminiumträgers durch Abbeizen, was
in bestimmten Vorrichtungen zu Explosionen geführt hat, da beim chemischen Abbau von Aluminium
Knallgas entsteht. Bei einer anderen Ausbildung dieses Verfahrens, die in der DE-OS 24 13 932 angegeben ist,
wird der Aluminiumträger von der Kupferschicht abgezogen, was eine das Zerreißen -verhindernde Dicke
der Kupferschicht und eine die Trennung von Kupfer und Aluminium zulassende Trennschicht bedingt.
Aus der DE-AS 16 90 025 ist es schlieBlich bekannt,
eine dünne Isolierfolie chemisch zu verkupfern und diese verkupferte dünne Folie selbst als gedruckte
Schaltung zu verwenden. Das Anwendungsgebiet solcher dünnen Folien ist begrenzt und hat nicht zur
Änderung der Hersteilung von mit einer Metallschicht versehenen Schichtpreßstoffen geführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Basismalerialien für gedruckte
Schallungen zu schaffen, das sich durch Vereinigung von geringem Preis, von geringer und somit
das Hinterschneiden beim Ätzen vermeidender Dicke der Metallschicht auszeichnet, bei dem die Kosten des
Ätzens verringert werden, das keinem gefährlichen und kostspieligen Verfahren wie bei den bekannten
aus Aluminium oder Kupfer bestehenden Trägern unterworfen werden muß, bei dem keine Schwierigkeiten
und keine besonderen Arbeitsgänge bezüglich der Verbindung der Kupferschichl mit dem SchichtprcUstoff
auftauchen und bei dem kein Material als Abfall verlorengeht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Basismatcrialicn zur
Herstellung von gedruckten Schaltungen, das folgende Schritte vereinigt:
eine dünne Metallschicht wird im fortlaufenden
Verfahren auf eine aus Isolierstoff bestehende Folie
aufgebracht;
das aus der Metallschicht und der Folie gebildete
Verbundmaterial wird etwa auf dieselbe Größe wie die zur Bildung des Schichtpreßstoffes bestimmten Kernbogen
zugeschnitten;
das Verbundmaterial wird auf einen der äußeren Kernbogen mit seiner Metallschicht nach außen
aufgelegt; und
das Verbundmaterial und die Kernbogen werden unter Anwendung von Druck und gegebenenfalls unter
Anwendung erhöhter Temperatur zu einem homogenen Körper zusammengepreßt und miteinander vereinigt
Wie ersichtlich, gestattet das erfindungsgemäße
Verfahren die Anbringung einer sehr dünnen Schicht aus Kupfer oder anderem Metall auf dem Schichtpreßstoff,
wobei die Folie aus Isolierstoff eine Deckschicht des Schichtpreßstoffes bildet, wobei kein Material als
Abfall verlorengeht, wobei keine Schwierigkeiten der Verbindung der Metallschicht mit dem Schichtpreßstoff
auftauchen, und wobei kein gesonderter Arbeitsgang für
die Verbindung der die Metallschicht tragenden Folie mit einem vorab verpreßten Schichtpreßstoff erforderlich
ist
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert- Es zeigt
F i g. I eine Perspektive einer metallkaschierten Folie aus Isoliermaterial;
Fig.2 eine Perspektive eines Basismaterials, auf
dessen Oberseite bzw. Unterseite eine metallkaschierte Folie nach Fig.! mit der Folie in Berührung mit dem
Basismaterial angebracht ist;
Fig.3 eine Perspektive einer beidseitig metallkaschierten
Folie;
Fig.4 eine Perspektive eines Basismaterials, auf
dessen Oberseite eine metallkaschierte Folie angebracht ist und auf dessen Unterseite eine strichliniert
dargestellte metallkaschierte Folie nach F i g. I und 2 angebracht sein kann;
Fig.5 eine Perspektive, teilweise im Schnitt eines
beidseitig mit metallkaschierten Folien nach Fig. I bedeckten Basismaterials und einer galvanisch metallkaschierten,
sich quer durch die Folien und das Basismaterial erstreckenden Bohrung;
Fig.6 eine schematische Darstellung in größerem
Maßstab der Anordnung zweier metallkaschierter Folien und mehrerer Kernbogen vor ihrer gemeinsamen
erfindungsgemäßen Verpressung zu einem in F i g. 5 veranschaulichtem Block; und
F i g. 7 eine schematische Darstellung einer elektrochemischen Beschichtung einer Folie mit Metall.
Das in F i g. 1 veranschaulichte, biegsame, blattförmige
Verbundmaterial 20 besteht aus einer nichtmetallischen, verhältnismäßig dünnen, z. B. aus Kunststoff
bestehenden FoIi? 21 und einer auf dieser Folie angebrachten Metallbeschichtung 22. Die Metallheschichtung
oder -kaschierung 22, deren Herstellung später im Zusammenhang mit der Erläuterung der
Fig.7 beispielsweise beschrieben werden wird, hat vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 100 μητ, während
die Dicke der Folie vorzugsweise 20 bis 200 μπι beträgt,'
wobei vorzugsweise spezifische Dicken für den Mctallnicdcrschlag 5 μπι, 10 μπι, 20 μπι und J5 μπι und
für die Folie 50 μπι oder 100 μπι sind.
Das in F i g. 1 veranschaulichte Material 20 ist, wie in F ι g. 2 veranschaulicht, mit der Seite der Folie 21 in der
spüler /u beschreibenden, erfindiingsgemäßcn Weise mit einem Schichtpreßstoff 23 verbunden. Die Dicke des
Schichtpreßstoffes kann 0,2 bis 7,3 mm sein und beträgJ
vorzugsweise 1,5 mm.
Wie in Fig.2 liniert angedeutet, kann auch ein
zweites metallkaschiertes Material 20 auf der anderen Seite des Schichtpreßstoffes 23 angebracht werden.
Fig.3 veranschaulicht ein doppelseitig metallkaschiertes
dünnes, biegsames Verbundmaterial 31 mit einer elektrisch isolierenden Folie 32 und äußeren auf
deren beiden Seiten angebrachten oder niedergeschlagenen Metallbeschichtungen 33 und 34. Das Verbundmaterial
31 ist wie in Fig.4 gezeigt, mit einer der
Metallseiten auf der Oberfläche eines Schichtpreßstoffes 35 vereinigt. Auf der anderen Seite des Schichtpreßstoffes
35 kann ein strichliniert dargestelltes Verbundmaterial 20 der aus Fi^. 1 und 2 ersichtlichen Art
vorgesehen sein, oder es kann auch (nicht dargestellt) auf der anderen Seite ein doppelbeschichtetes Verbundmaterial
gemäß F i g. 3 angebracht sein.
Fig.5 zeigt leitende Verbindungen zwischen den Metallbeschichtungen 22 auf beiden Seiten des Schichtpreßstoffes
23 und der auf ihnen ? gebrachten Folien 2i. Diese Querverbindung kann dadurch hergesteüi
werden, daß sowohl für die Folien 21 als auch für den
Träger23 kernkatalysiertes Material verwendet wird, so
daß in einem chemischen Metallisierungsbad Metall, vorzugsweise Kupfer, an der Wand eines sowohl die
Folien 21 als auch den Schichtpreßstoff 23 durchdringenden Loches als rohrförmiger Leiter 36 niedergeschlagen
wird. In der nicht durch eine isolierende Abdeckung geschützten Umgebung des Loches, bilden
sich dabei anschließend an die Enden des rohrförmigen Leiters 36 tellerartige, leitend an den Metallbeschichtungen
22 haftende Verdickungen 37.
Fig.6 veranschaulicht schematisch wie auf die gleiche Größe zugeschnittene Kernbogen 36, 37,38,39
und Verbundbogen 20 (bestehend aus Isolierfolie 21 und Metallschicht 22gemäß Fig. 1) zueinander angeordnet
werden, ehe sie unter Anwendung genügend lange einwirkendem Druck, und gegebenenfalls erhöhter
Temperatur, zu einem homogenen beiderseitig die Metallschichten 22 der Fig.5 aufweisenden Schichtpreßstoff
miteinander vereinigt werden.
Die Kernbogen 36 bis 39 bestehen aus harzimprägniertem Papier oder aus anderem geeigneten Material.
Die Dicke der Kernbogen, vor der Verpressung kann 0.2
bis 73 mm, vorzugsweise aber etwa 1,5 mm, sein. Die
Folien der Deckbogen 20 können vorteilhafterweise aus mit Epoxyharz imprägniertem Glasgewebe bestehen.
Die Dicke der Deckbogen kann 50 bis 300 μπι und der
ίο ganzflächigen Metallkaschierung 0,1 bis 20 μηι sein.
Wie ersichtlich, fügt sich die Anbringung der Metallschicht oder -schichten in einen Arbeitsgang mit
der Herstellung des Schichtpreßstoffes ein, und es ist nichts als Abfall zu entfernen; im Gegenteil die Folie
oder Folien verstärken den Schichtpreßstoff und können zur Erreichung seiner Gesamtdicke eingeplant
werden.
F i g. 7 veranschaulicht schematisch ein elektrochemisches Beschichten einer Folie 67, die von eine;
t·.· drehbaren Rolle 68 über Umlenkrollen 69 bis 73
zunächst durch einen Aktivierungsbehälter 74 und dann
über weitere Umlenkrollen 75 bis 78 durch rinen cm chemisches Metallisierungsbad 79 enthaftenden Behälter
80 geführt und schließlich über weitere Umlenkrol-
< ■ len 81, 82, 83 eine die meiallkaschieric folie
aufnehmende drehb&re Rolle 84 aufgewickelt wird.
Zum Aktivieren innerhalb des Behälters 74 können Metalllösungcn, Metallkolloide (Kupferkolloid). Gra-
phil oiler l.ciilackc verwendet werden, die mittels der
Leitung 85 und der fünrichtungen 86 bzw. 87 und 88 einseitig oder beidseitig die Folie 67 so akliviercn, dall
sich in dein chemischen Melallisierungsbad 79 die Melallheschiehlung (nicht diirgcslcllt) auf der Folie ϊ
absel/t.
Nach dem Durchlauf der Folie 67 durch das Melallisierungsbad 79 werden die Folie 67 und der
metallische Niederschlag im Bereich zwischen den Umlenkrollen 81 und 82 mittels hierfür üblicher, nicht i<
> dargestellter Hinrichtungen getrocknet, neutralisiert
und gehärtet.
Als besonders vorteilhilft hat sich lichtopiisclie
stromlose Abscheidung von Kupfer (über Kupferoxyd) auf Lpoxyharz imprägniertem Glasgewebe erwiesen. r>
Im folgenden seien noch einige der zahlreichen besonderen, zeichnerisch nicht veranschaulichten. Anwciiiliings-
und Aiisbildiingsbcispicle der Frfindiing
kurz erwähnt.
Die Frfindung IaKl sich auch in Verbindung entweder ->n
mil dem sogenannten additiven oder dem siiblrakliven Verfuhren anwenden.
Hei Anwendung des additiven Verfahrens wird zunächst nur ein dünner Melallniederschlag erzeugt, der
dann spüler, entweder vor oder nach dein Wegätzen der «
als I.eiler übrig /u bleibenden Bereiche durch
cleklrogalvanischen Niederschlag auf die erforderliche Dicke gebracht wird.
Beim siibtraklivcn Verfahren dagegen wird die
Metallschicht in der erforderlichen linddicke hergestellt. und es werden dann die nicht als Leiter /ii
verwendenden Teile der Beschichtung in üblicher Weise
weggeätzt.
Bei der Auswahl des Materials für die mctallzuhc schichtende Folie muß berücksichtigt werden, dall eine
Haftung mil dem Hasislrägcr erzeugt werden kann, dall
bei llochvaktiiimbcschichliing das Material keine
Dampfe abgibt. (Hler bei cleklrochcmischer Beschichtung
das Material nicht von den Aklivierungsinilielii
oder dem chemischen Melalhsierhad unzulässig auge
griffen wird.
Als Folie kommen insbesondere in Betracht thermo plastische kunststoffe; Isolierfilme, verstärkt zinn
Beispiel durch Glasseidengewebe; Isolierfilme, die durch Druck, Wärme oder ein i_osungsmiuci zwecks
Befestigung an dem Trägermaterial klebend gestaltet werden.
Zur metallischen Kaschicning der lohe können
Kupfer. Silber. Aluminium. Nickel, («old. Fisen. Kobalcl.
ferromagnetische Werkstoffe und Legierungen verwende! werden.
Hierzu 2 BIaIt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Basismaterial zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, bei
dem auf einem aus mehreren aufeinanderliegenden Kernbogen bestehenden Schichtpreßstoff eine Metallschicht
angebracht ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Schritte: eine
dünne Metallschicht wird im fortlaufenden Verfahren auf eine aus Isolierstoff bestehende Folie
aufgebracht; das aus der Metallschicht und der Folie gebildete Verbundmaterial wird etwa auf dieselbe
Größe wie die zur Bildung des Schichtpreßstoffs bestimmten Kernbogen zugeschnitten; das Verbundmaterial
wird auf einen der äußeren Kernbogen mit seiner Metallschicht nach außen aufgelegt; und
das Verbundmaterial und die Kernbogen werden unter Anwendung von Druck und gegebenenfalls
unter Anwendung erhöhter Temperatur zu einem homogenen Körper zusammengepreßt und miteinander
vereinigt
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß auf beiden Seiten der Folie aus Isolierstoff je eine dünne Metallschicht kontinuierlich
niedergeschlagen und die eine Metallschicht auf einen der äußeren Kernbogen aufgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Folie thermoplastischer
Kunststoff verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- jo zeichnet, daß eine z. B. durch Glasseidengewebe,
verstärkte Isolierfolie verwendet wird.
5. Verfahren nach dnem .J,er vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierfolie zwecks deren Verbindung Tiit einem äußeren js
Kernbogen durch Druck, Wärme oder ein Lösungsmittel klebend gestaltet wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur metallischen
Kaschierung der Folie Kupfer, Silber, Aluminium, -to
Gold, Eisen, Kobald, ferromagnetische Werkstoffe oder Legierungen verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die beiden äußeren
Kernbogen mit Metallkaschierung versehene Folien aufgebracht werden, und daß in Löchern der Folien
und des von den Kernbogen gebildeten Schichtpreßstoffes Metall galvanisch niedergeschlagen wird, daß
dadurch die beiderseitigen Metallkaschierungen leitend verbindet. w
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