DE2922304A1 - Verfahren zur herstellung gedruckter schaltungen, sowie dafuer verwendete leitende farbe und vorrichtung - Google Patents
Verfahren zur herstellung gedruckter schaltungen, sowie dafuer verwendete leitende farbe und vorrichtungInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen, sowie dafür verwendete leitende Farbe und Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ganz allgemein gedruckte Schaltungen und insbesondere ein verbessertes Verfahren zur
Herstellung, Veränderung und Ausbesserung gedruckter Schaltungen, sowie die dazu verwendeten Materialien und
die Einrichtung und die damit erhaltenen Schaltungen.
übliche gedruckte Schaltungen werden nach einer Methode
erhalten, die sich am besten als subtraktive Methode beschreiben läßt, bei welcher mit einer oder mehreren leitenden
Schichten zu einem Laminat verbundene Schaltplatten unter Entfernung einiger Teile einer Leiterschicht geätzt
werden, während andere Teile entsprechend einem vorherbestimmten Schaltmuster verbleiben. Diese Methode umfaßt
verhältnismäßig komplizierte photographische Verfahren, die eine große Kapitalinvestierung für die Ätz- und Plat-
Dr.Ha/Ma
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tierungseinrichtung und dafür benötigte Apparaturen,
z.B. Kameras und dergleichen, erfordern. Im allgemeinen wird für den Entwurf und die Herstellung einer gedruckten
Schaltung nach üblichen Methoden sehr viel Zeit erfordert und es sind ziemlich viel geübte Techniker nötig. Infolgedessen
können nur verhältnismäßig wenige Firmen gedruckte Schaltungen nach üblichen Methoden herstellen. Auch eignen
sich wegen des zur Herstellung einer gedruckten Schaltung erforderlichen Zeit- und Kostenaufwands Standardmethoden
nicht für kurzzeitige Produktionen, selbst wenn die gedruckte Schaltung anderweitig benötigt würde.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung der Herstellungsmethoden
für gedruckte Schaltungen. Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung einer Methode zur Herstellung
gedruckter Schaltungen, die rasch und billig ist und sich sowohl für eine kurz- als auch langzeitige Produktion eignet,
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung neuer Materialien und entsprechender Einrichtungen zur Herstellung
gedruckter Schaltungen nach additiven Methoden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Verbeserung der gedruckten
Schaltungen an sich.
Gemäß der Erfindung werden gedruckte Schaltungen auf einer
Platte dadurch erhalten, daß man eine leitende, metallgefüllte Farbe in einem vorherbestimmten Schaltmuster auf
eine Platte druckt, das gedruckte Muster mit einem leitenden Metallpulver bedeckt, das Pulver in die Farbe einpreßt, '
die Farbe aushärtet und überschüssiges Pulver entfernt. Dann wird eine leitende Lötmittelpaste auf die Platte über
die gedruckte Schaltung oder einen Teil derselben aufgebracht und mit dem Pulver und der Farbe legiert.
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Die Erfindung umfaßt auch Materialien zur additiven Herstellung gedruckter Schaltungen, einschließlich einer
leitenden Farbe, bestehend aus einem mit leitenden Metallpulvern, vorzugsweise Kupfer, und einem Katalysator gefüllten
Epoxydharz, sowie einer Lötmittelpaste, bestehend aus einer Blei-Zinn-Legierung mit Antimon in Pulverform, die
in einem Binder und einem starken Flußmittel suspendiert ist.
Die Erfindung umfaßt auch eine Presse, um das Metallpulver in die Farbe einzupressen, bestehend aus mehreren ¥alzen
mit allmählich zunehmender Härte, um so einen allmählich zunehmenden Druck auf die Schaltplatte auszuüben.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung gedruckter Schaltungen,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer typischen Platte für die erfindungsgemäße Herstellung einer
gedruckten Schaltung,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Siebs für das Aufdrucken einer Schaltung auf die Platte,
Fig. 4 eine Schnittansicht, welche die bevorzugte Methode zur Aufbringung der leitenden Farbe auf die Platte
erläutert,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer mit der leitenden Farbe bedruckten Platte,
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Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Platte, wie sie gerade mit leitendem Pulver bestäubt wird,
Fig. 7 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Presse,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines zum Aufdrucken eines Lötmittelresists auf die Platte verwendeten
Siebs,
Fig. 9 eine detaillierte Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab eines Teils einer erfindungsgemäß erhaltenen
gedruckten Schaltung und
Fig. 10 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 9 einer abgeänderten AusfUhrungsform.
Gemäß der Erfindung wird eine elektrischleitende Schaltung auf eine Trägerfläche, z.B. eine Platte 10, durch Aufbringung
von Schaltungsmaterialien aufgedruckt. In typischer Weise kann die Platte 10 aus einem beliebigen, für gedruckte
Schaltungsplatten geeigneten Material bestehen. Platten diesel Art müssen elektrisch isolierend sein und sind im allgemeinei
verhältnismäßig dünn und steif, obwohl für einige Anwendungei flexible Trägeroberflächen verwendet werden können. Zu diesen
Zweck können Platten aus Phenolharzen, Fiberglaslaminaten, imprägnierter Pappe oder dergleichen verwendet werden. In
idealer Weise soll die Platte die bei den Lötvorgängen entstehende Wärme aushalten, elektrisch isolierend sein, sowie
Stöße und Vibrationen aushalten. Auf jeden Fall wird die Platte 10 zunächst in die gewünschte Form gebracht; bei der
dargestellten Ausführungsform ist die Platte in der Regel rechtwinklig und besitzt ein Paar mit ihr ein Ganzes bildende
Ansätze 12 und 14 an einem Rand, mittels welcher die Platte in üblicher Weise in einen Rahmen eingesteckt werden
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kann. Diese Form bildet jedoch nur ein Beispiel, da viele verschiedene Formen mit und ohne zungenartige Ansätze verwendet
werden können. Wenn eine große Anzahl von Platten hergestellt werden soll, kann eine Anzahl von Schaltungen
auf eine großflächige Platte gedruckt werden, und diese wird anschließend in die einzelnen Platten geschnitten.
Die Platte besitzt eine Anzahl kleiner Löcher 16, durch welche die Zuführungen der Schaltungskomponenten nach Aufdrucken
der Schaltung verlaufen und an welche Schaltungskomponenten angelötet werden. Die leere Platte 10 wird
zunächst mit einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Isopropanoi oder Methyläthylketon, gereinigt.
Nach Reinigung der Platte 10 wird auf die fertige Platte ein Drucksieb 18 wie in Fig. 3 und 4 dargestellt aufgebracht.
Das Drucksieb 18 trägt das gewünschte Schaltungsmuster und in der Praxis hat sich ein aus 160-180 mesh-rostfreiem Stahl
hergestelltes Sieb zur Erzielung besonders günstiger Ergebnisse als geeignet erwiesen. Das Muster auf dem Drucksieb
ist bei 20, wo die Schaltung auf die Platte gedruckt werden soll, offen, und an den Stellen, wo kein Druck erfolgen
soll, fest. Mit dem Drucksieb 18 in Betriebsstellung über der Platte 10 wird dann durch das Sieb 18 eine leitende
Farbe 22 auf die Oberfläche der Platte 10 aufgebracht, wobei die Farbe durch die offenen Stellen 20 des Siebs hindurchtritt,
so daß das Schaltungsmuster auf die Platte übertragen wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
Die Farbe 22 besteht gemäß der Erfindung aus einer metallgefüllten
Harzkomponente und umfaßt ein mit einem leitenden Metallpulver, vorzugsweise einem 325 mesh-Kupferpulver, gefülltes
Phenolharz. Die Farbe enthält auch eine als Härtungskatalysator wirkende Säure, die auch zur Entfernung von etwa
an dem Kupfer haftenden Oxiden dient.
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Die Farbe kann auf die Platte von Hand aufgebracht werden, obwohl der Siebdruck die zufriedenstellendsten Ergebnisse
lieferte, da er ein sauberes, scharfes Bild ergibt und verhältnismäßig billig ist. In Fig. 4 dient eine Streichleiste
zur Ausbreitung der Farbe 22 auf dem Sieb, so daß das Bild durch das Sieb auf die Platte übertritt. Wie Fig.
zeigt, weist die bedruckte Platte 10 ein Schaltungsmuster auf, bestehend aus SchaltungsSegmenten 26, die dem Schaltung!
muster auf dem Drucksieb 18 entsprechen, wobei jedes Schaltungssegment aus der aufgedruckten Farbe 22 besteht.
Während die Farbe in den auf die Platte aufgedruckten Schaltungssegmenten 26 noch feucht ist, werden diese Segmente
mit einem leitenden Metallpulver 28 bedeckt, z.B. durch Aufstäuben des Pulvers, und zu diesem Zweck hat sich
ein 325 mesh-Kupferpulver als zufriedenstellend ergeben. Das Pulver 28 soll innerhalb weniger Minuten nach dem
Bedrucken und vorzugsweise innerhalb 5 Minuten auf das Schaltungsmuster aufgestäubt werden. Ein PulverÜberschuß
soll angewendet werden, um sicherzustellen, daß die Farbe vollständig von dem Pulver bedeckt ist, obwohl schon überschüssiges
Pulver auf der Plattenoberfläche zugegen ist. Nach vollständigem Einstäuben der Platte mit dem Kupferpulver
wird diese durch eine in Fig. 7 dargestellte Walzenpresse geschickt, welche das Kupferpulver 28 fest in die
Farbe der Schaltungssegmente 26 einpreßt.
Die Presse 30 besitzt mehrere paarweise angeordnete Walzen wobei die Härte jedes Walzenpaars von einem Ende zum andern
zunimmt. Zum Beispiel kann das erste Walzenpaar eine Duromete härte von etwa 45 besitzen, während das nächste Paar eine
Härte von 50 besitzt, gefolgt von einem Paar mit einer Härte von 55 und einem letzten Paar mit einer Härte von 60. Die
Walzen sind in einen starren Rahmen 34 eingebaut, wobei die
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untersten Walzen von einem gemeinsamen Antriebssystem angetrieben werden und die Platte von links nach rechts,
wie dies Fig. 7 zeigt, fördern. Die oberen Walzen sind mittels durch Federn 38 belasteter Schrauben 36 einzeln
verstellbar, wobei die Federn einen Druck auf den oberen Walzensatz ausüben. Wenn somit die Platte 10 in den
Walzenspalt des ersten Walzenpaars eingeführt wird, wird das Kupferpulver nach unten in die Farbe hineingepreßt
und der Druck nimmt allmählich mit der durch die Presse wandernden Platte zu. Der Preßvorgang erzeugt einen innigen
Kontakt zwischen dem Pulver und der Farbe und nachdem die Platte einmal durch die Presse gewandert ist, wird überschüssiger
Kupferstaub entfernt und die Platte kann noch einmal durch die Presse geschickt werden. Wendet man bei
dem anfänglichen Einstäuben einen Kupferpulverüberschuß auf, wird die gesamte gedruckte Schaltung von dem Pulver
bedeckt, was verhindert, daß Farbe von den Walzen der Presse aufgenommen und übertragen wird. Das Endresultat
besteht darin, daß das gepreßte Schaltmuster hart und sauber bleibt. Ferner besteht eine Wechselwirkung zwischen
der Oberflächenspannung des Harzes und dem durch die Walzen ausgeübten Druck. Durch die Anwendung fortschreitend zunehmenden
Drucks auf die Platte wird eine gleichmäßige Oberfläche ohne eine Verzerrung des Musters erzeugt.
Nach Beendigung des Preßvorgangs wird die Farbe ausgehärtet.
In der Praxis kann die gedruckte Schaltung eine Vorhärtung bei 70 bis 90°C während 10 bis 15 Minuten und eine
Endaushärtung bei 125°C während 1 bis 2 Stunden erfahren. Die Härtung kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden,
z.B. in einem Ofen mit zirkulierender Luft oder durch Verwendung von Infrarotlampen. Nachdem die Farbe vollständig
ausgehärtet ist, sind die Schaltungssegmente 26 fest mit der Platte 10 verbunden und das Kupferpulver 28 ist ein
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integraler Teil der Schaltungssegmente 26 geworden. Verbliebenes loses oder überschüssiges Kupferpulver 28 wird
durch Vakuum oder auf andere geeignete Weise entfernt.
Die nächste Stufe bei der Herstellung der gedruckten Schaltung besteht in der Aufbringung einer Lötmittelpaste
auf die gleichen Schaltungssegmente 26, die mit Kupferpulver eingestäubt und dann ausgehärtet wurden. Zu diesem
Zweck kann ein Drucksieb ähnlich dem zur Aufbringung der Druckfarbe auf die Platte anfänglich verwendeten Sieb 18
verwendet werden, mit der Ausnahme, daß ein weitermaschiges, z.B. ein 90-100 SS mesh-Sieb, mit einem etwas breiteren
Muster verwendet wird, um eine vollständige Bedeckung der Schaltung zu gewährleisten. Die hier verwendete Lötmittelpaste
ist vorzugsweise eine aus einer Blei-Zinn-Legierung mit Antimon in Pulverform in einem Flußmittel und einem
Binder erhaltene Zusammensetzung, wobei die Metallpulver in der Paste suspendiert bleiben. Zwei Lötmittelpasten,
die sich als zufriedenstellend erwiesen haben, sind ein 60/40 Lötmittel mit 1 % Äthylenglykol, verkauft von Bow
Solder Products Co., Inc.. Die zweite ist eine 60/40 Paste von Electronic Fusion Devices, Inc., mit der Nr. 2037.
Die Paste besitzt eine cremige Konsistenz und wird auf die Schaltungen in der gleichen Weise,wie in bezug auf
Fig. 3 und 4 beschrieben, unter Verwendung des dort erläuterten Drucksiebs und der Streichleiste aufgedruckt. Das
Flußmittel in dem Lötmittel soll vorzugsweise sehr aktiv und eine starke anorganische Säure sein. Eine bevorzugte
Lötmittelpastenzusammensetzung enthält 3 bis 6 Gew.?6
Zinkchlorid, 80 Gew.% vorlegiertes Blei-Zinn-Antimon und als Rest einen Binder. Nach Aufbringung der Lötmittelpaste
bildet diese auf den Schaltungssegmenten 26 eine Lötmittelschicht 40. Nach beendetem Aufdrucken des Lötmittels
wird dieses mit der darunterliegenden Farbe und
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dem Kupferpulver durch Erhitzen der Schaltung auf den Schmelzpunkt des Lötmittels, typischerweise auf 325 bis
550 C, je nach der verwendeten Lötmittelzusammensetzung,
legiert. Das Erhitzen kann auf verschiedene Weise, z.B. mittels Infrarotlampen in Verbindung mit einem die Platte
mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Fuß pro Minute befördernden Förderband erfolgen. Auf jeden Fall wird
das Lötmittel auf seinen Schmelzpunkt erhitzt, so daß es sich mit der Farbe und dem Kupferpulver unter Bildung
einer leitenden gedruckten Schaltung auf der Platte legiert. Die Aufbringung des Lötmittels auf die darunter befindliche
Farbe und das Kupferpulver erhöht die Leitfähigkeit der Schaltung stark und dient dazu, das Lötmittel fest mit der
Platte zu verbinden.
Nach beendeten Legierungsvorgang kann ein Muster aus Lötmittelresist
42 selektiv auf die gedruckte Schaltung und die Platte aufgebracht werden. Der Lötmittelresist ist
ein dielektrisches Material, welches dazu dient, die Teile der Platte zu isolieren, an welche keinerlei Kontakte,
Zuführungen usw. anschließend angelegt werden sollen. Der Lötmittelresist kann in typischer Weise ein Epoxydmaterial
sein und dient dazu, zu verhindern, daß Lötmittel von einer Schwall- oder Anschwemmlötmaschine beim Anlöten von Teilen
an die Platte an anderen Teilen der Schaltung haftet. Der Lötmittelresist kann nach den bereits beschriebenen Siebdruckmethoden
unter Verwendung eines Siebes 44 mit dem auf der Schaltplatte gewünschten Muster aufgebracht werden.
In der Regel unterscheidet sich das Lötmittelresistmuster von dem der Schaltungsplatte, indem bestimmte Teile der
Schaltung bedeckt werden sollen und andere nicht.
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Die Lötmittelresistschicht kann auch.als Isolator zwischen
aufeinanderfclgenden Schaltungsschichten, die auf einer
Fläche der Platte aufgebaut werden, dienen, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Verschiedene Schaltungen können
auf eine Lötmittelresistschicht nach den gleichen Methoden, wie sie zur Aufbringung der ersten Schaltung direkt auf die
Platte angewendet wurden, aufgebracht werden. In der Praxis soll die Lötmittelpasteschicht 40 auf der der Platte zunächs
befindlichen Schaltung einen höheren Schmelzpunkt als die Lötmittelpasteschicht auf der äußeren Schaltung besitzen,
wenn eine Mehrfachschaltung auf einer Seite der Platte in
aufeinanderfolgenden Schichten aufgebaut werden soll, so daß die unterste Lötmittelschicht nicht wieder fließt oder
schmilzt, während die äußersten Schaltungen legiert werden.
Fig. 10 zeigt eine Schaltungsplatte mit zwei aufeinander aufgebauten Schaltungsschichten. Die erste Schaltung besitzt
ein mit Kupferpulver eingestäubtes Schaltungssegment 26, das
ausgehärtet und mit einer Schicht aus Lötmittelpaste 40 legiert wurde, wobei die Schaltung dann mit einer Lötmittelresistschicht
42 bedeckt wurde. Oben auf die Lötmittelresist· schicht 42 ist ein anderes Schaltungssegment 26· aus leitender
Farbe aufgedruckt, das mit Kupferpulver bestäubt wurde und auf dem sich wiederum eine Schicht 40' aus mit der Farbe
und dem Pulver legierter Lötmittelpaste befindet. Die verschiedenen übereinander angeordneten gedruckten Schaltungen
können sich überkreuzen oder sie können in einer beliebigen Anzahl von Schichten, je nach den Erfordernissen der besonderen
Schaltung, aufgebaut sein. Auf gleiche Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausbesserung üblicher gedruckter
Schaltungsplatten oder zur Durchführung von Schaltungsänderungen auf solchen Platten angewendet werden.
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Die in dem Verfahren verwendete leitende Farbe ist ein wärmehärtendes, mit elektrischleitenden Metallpulvern
gefülltes Harz. Eine bevorzugte Zusammensetzung ist ein zweiteiliges System, bestehend aus einem mit Kupferpulver
gefüllten Phenolharz (Resorcinol), dem ein Katalysator, z.B. wasserfreies Isopropanol und Phosphorsäure, zugesetzt
wurde. Das wasserfreie Isopropanol soll rein sein, und zwar vorzugsweise mindestens 99.% rein. In gleicher Weise
soll die Phosphorsäure analysenrein sein. Das wasserfreie Isopropanol wirkt nicht nur als Katalysator, sondern dient
auch als partielles Verdünnungsmittel und bildet somit ein Mittel zur Viskositätsregelung der Farbe. Obwohl
Phosphorsäure bevorzugt ist, können doch auch andere anorganische Säuren mit Vorteil verwendet werden. Die Säure
dient nicht nur als Katalysator, sondern entfernt auch etwa in dem Kupferpulver anwesende Oxide. Da die Oxide die
Leitfähigkeit hemmen, sollen solche Oxide entfernt werden.
Die leitende Farbe gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird so hergestellt, daß man zuerst das Phenolharz (Resorcinol)
auf 13O°C erhitzt, bis die Polymerisation ein Stadium
erreicht hat, in welchem das Harz eine toffeeartige Konsistenz besitzt. Die Viskosität des Harzes kann mit wasserfreiem
Isopropanol eingestellt werden. Dann wird das Kupferpulver
zugegeben; dieses ist vorzugsweise ein unbehandeltes, 325 mesh, 200 RL Kupferpulver. Die Kupferfüllung soll 70
bis 75 Gew.% betragen. So wurden z.B. insgesamt 100 g Farbe
aus 25 g Harz und 75 g Kupferpulver bestehen. Wenn das Material nicht sofort verwendet werden soll, soll es in
einem Kühlschrank bei etwa 4,5 C aufbewahrt werden, um eine weitere Polymerisation zu verhindern. Wird das Material zum
Drucken benötigt, wird es erst auf Raumtemperatur gebracht und dann wird der Katalysator zugefügt, der vorzugsweise
6 Oe-w.% des Materials ausmacht. Das bevorzugte Katalysator-
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gemisch besteht aus 3 % Phosphorsäure und 3 % Isopropanol.
Andere in dem Verfahren verwendete Materialien sind z.B. wasserfreies Isopropanol als Verdünnungsmittel, wie vorstehend
angezeigt, und ebenso als Reinigungsmittel für die Drucksiebe. Ein zu diesem Zweck geeignetes Reinigungsmittel
ist ein Gemisch aus Isopropanol und Methyläthylketon in gleichen Anteilen.
Die Lötmittelpaste kann eine 60/40 Zusammensetzung aus Blei und Zinn mit 1 % Äthylenglykol als Additiv enthalten.
Das Lötmittel kann je nach dem gewünschten Schmelzpunkt
aus verschiedenen Verbindungen hergestellt sein. Die Lötmittelpaste soll eine solche Konsistenz besitzen, daß sie
durch ein rostfreies Stahlsieb mit der beschriebenen Maschengröße durchgesiebt werden kann.
Die vorstehend in bezug auf die dargestellten Ausführungsformen beschriebene Erfindung kann zahlreiche, dem Fachmann
geläufige Abänderungen erfahren. Zum Beispiel können die angegebenen Bereiche, Temperaturen, Dauern und anderen
Parameter unter Erzielung ebenfalls befriedigender Ergebnisse geändert werden. So kann z.B. die Flexibilität der
Druckfarbe durch Einstellung des Verhältnisses zwischen dem Epoxydharz und den Phenolen geregelt werden. Auch kann
anstelle des Kupferpulvers ein anderes leitendes Metall,
wie Silber, Aluminium, usw., verwendet werden.
Anstatt das Kupferpulver von Hand aufzustäuben kann es auch mittels VibrationsZuführungen über ein Förderband,
elektrostatisch oder auf andere geeignete Weise aufgebracht werden. Ebenso kann die Lötmittelschicht durch Schwall- oder
Anschwemmlöten oder dergleichen aufgebracht werden, anstatt
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sie mit einem Drucksieb aufzudrucken, in welchem Falle das Lötmittel sich sofort mit der Kupferpulverschicht
ohne eine getrennte Erhitzungsstufe legieren würde. Eine weitere Abänderung betrifft die Verwendung einer leeren
Harzfarbe ohne die Metallfüllung, in welchem Fall die gesamte Leitfähigkeit von dem Pulver und der Lötmittelschicht
geliefert wird.
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Claims (16)
- Dipl.-lngE. Prinz
Patentanwälte 2922304 Dipl.-lng. Dipl.-Chem. G. Leiser Dr. G. Hauser Ertuibergerstrassf? 19 8 München 60 SHIPLEY COMPANY INC. 31. Mai 197923OO Washington StreetNewton, Massachusetts 02162 / V.St.A.Unser Zeichen: S 2993Patentansprüche( 1 ·) Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung auf einer dielektrischen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man(a) eine Schicht aus einer wärmehärtenden Harzfarbe auf die Oberfläche in einem vorherbestimmten Schaltungsmuster aufbringt,(b) eine Schicht aus elektrischleitenden Metallteilchen auf diese Farbschicht aufbringt,(c) die Farbschicht aushärtet und(d) eine Schicht aus elektrischleitendem Lötmittel auf die Metallteilchenschicht aufbringt und damit legiert.Dr.Ha/Ma130015/0013 - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine dielektrische Schicht selektiv auf die Lötmittelschicht aufbringt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metallteilchen vor dem Aushärten der Farbschicht in diese einpreßt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen unter fortschreitend zunehmendem Druck in die Farbschicht eingepreßt werden.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht und die Lötmittelschicht durch ein Druckverfahren aufgebracht werden.
- 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dielektrisehen Schicht eine zweite elektrische gedruckte Schaltung gebildet wird, indem man eine zweite elektrischleitende Harzfarbe auf die dielektrische Schicht in einem vorherbestimmten Muster aufbringt, eine zweite Schicht aus elektrischleitenden Metallteilchen auf die zweite Farbschicht aufbringt, diese zweite Farbschicht aushärtet, eine zweite Schicht aus elektrischleitendem Lötmittel auf diese zweite Metallteilchenschicht aufbringt und die zweite Schaltung bis zum Schmelzen der zweiten Lötmittelschicht erhitzt.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe elektrischleitend ist.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötmittelschicht nach dem Schwall- oder Anschwemmverfahren aufgebracht wird.130015/0013
- 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt der ersten Lötmittelschicht höher ist als der der zweiten Lötmittelschicht.
- 10. Elektrischleitende Farbe zum Aufdrucken einer elektrischen Schaltung auf eine dielektrische Oberfläche, bestehend aus(a) einem wärmehärtenden Harz,(b) in diesem Harz dispergierten leitenden Metallteilchen und(c) einem Katalysator,(d) wobei dieses Harz, die Teilchen und der Katalysator in der Farbe in Mengen von etwa 23 Gew.%, 71 Gew.% bzw. 6 Gew.% zugegen sind.
- 11. Elektrischleitende Farbe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Phenolharz ist.
- 12. Elektrischleitende Farbe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz Resorcinol ist.
- 13. Elektrischleitende Farbe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen Kupferteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 325 mesh sind.
- 14. Elektrischleitende Farbe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator aus etwa gleichen Gewichtsteilen wasserfreiem Isopropanol und einer organischen Säure besteht.130015/0013
- 15. Elektrischleitende Farbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure Phosphorsäure ist.
- 16. Einrichtung zur Herstellung gedruckter Schaltungsplatten gemäß Anspruch 1 bis 9, mit mindestens einer Schicht aus leitender Farbe und einer Schicht aus leitenden Teilchen darüber, gekennzeichnet durch(a) ein Gestell,(b) mehrere auf diesem Gestell montierte Walzenpaare und(c) Mittel, um mindestens eine Walze jedes Walzenpaars anzutreiben,(d) wobei diese Walzen so montiert sind, daß sie einen linearen Weg zwischen jedem Walzenpaar für eine zu fördernde Platte bilden, und(e) die Härte der Walzen auf diesem Weg laufend zunimmt.130015/0013
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FR1420044A (fr) * | 1963-12-26 | 1965-12-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Procédé de fabrication des circuits imprimés |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19511553A1 (de) * | 1995-03-29 | 1996-10-24 | Litton Precision Prod Int | System und Verfahren zur Erzeugung elektrisch leitfähiger Verbindungsstrukturen sowie Verfahren zur Herstellung von Schaltungen und von bestückten Schaltungen |
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