DE3940087A1 - Verfahren zur herstellung eines gemusterten gegenstands und danach hergestellter gegenstand - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her­ stellen von Mustern aus ätzfestem Material auf Substraten unter Verwendung einer integralen Maske und eines masken­ spezifischen Entfernungsmittels.

Für dünne Schichten auf starren oder biegsamen Substraten gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Hierzu gehören u.a. die verbreitet eingesetzten gedruckten Schaltungen. Den Schichten lassen sich andere Eigenschaften erteilen, indem man sie bspw. in bestimmten Mustern aufbringt.

Man hat dünne Schichten bisher typischerweise durch Auftragen auf ein Substrat unter Verwendung einer Maske oder durch das Ätzen ungemusterter Schichten unter Verwendung herkömmlicher Photoresistlacke und Ätzbehandlungen hergestellt. Diese Verfahren haben eine Reihe Nachteile. Sind enge Toleranzen gefordert, müssen Masken sehr genau positioniert und in der Sollage gehalten werden. Es ist - insbesondere bei biegsamen Substraten - schwierig, eine Bewegung der Maske relativ zum Substrat zu verhindern.

Auch die Ätzbehandlungen haben Nachteile. Hierbei wird die dünne Schicht verhältnismäßig großflächig aufgetragen und dann zu dem gewünschten Muster abgeätzt. Beim Auftragen grö­ ßerer Flächen einer dünnen Schicht entstehen in dieser Spannungen, die zur Rißbildung und zum Absplittern führen. Die Spannungsprobleme werden akzentuiert, wenn es um mehrere Schichten von Stoffen mit unterschiedlichen thermischen oder chemischen Eigenschaften geht. Weiterhin läßt sich kaum so genau ätzen, wie für engtolerierte Muster mit kleinen Ab­ messungen erwünscht ist. Zahlreiche Stoffe widerstehen außerdem einer Ätzbehandlung mit herkömmlichen chemischen Verfahrensweisen. Ihre Ätzgeschwindigkeit ist mit üblichen Ätzmitteln zu niedrig; ätzt man zu stark, können umgebende Materialien sehr leicht Schaden nehmen.

Wie oben erwähnt, ist die Herstellung von Mustern auf an­ organischen Schichten bekannt und in der mit gedruckten Schaltungen arbeitenden Industrie weit verbreitet. Das hierbei vielfach angewandte Verfahren ist die Photolitho­ graphie. In einer Variante dieses Verfahrens arbeitet man mit einer Negativreliefmaske, wie sie auch in der Galvanoplastik und in der Additiv-Photolithographie angewandt wird; in diesen Fällen wird aber die Maskenoberseite nicht beschich­ tet. Die Verwendung einer Negativreliefmaske in der Unter­ druck-Metallisierung bewirkt die Bildung einer Schicht auf der Maske. Lösungsmittel greifen die Reliefmaske entweder durch Nadellöcher in der Schicht oder durch Unstetigkeiten in ihr entlang den Maskenkanten an; sie können auch durch die Maske und die Schicht direkt durchschlagen. In bestimmten Fällen hat man anorganische Negativreliefmasken verwendet, um die bessere Temperaturfestigkeit und den niedrigeren Dampfdruck in den Unterdruck-Aufdampfkammern auszunutzen. Bei der Verwendung anorganischer Negativmasken werden diese normalerweise mit einer Säure selektiv abgeätzt. Bisher war dieses Verfahren jedoch auf kleine starre Substrate be­ schränkt und ließen sich so nur Einzelschichten bis etwa 0,1 µm herstellen.

Es hat sich nun herausgestellt, daß die Durchdringungskraft ("throwing power") bestimmter Auftragsverfahren sich mit Vorteil ausnutzen läßt, um die Mängel der bekannten Verfahren zu umgehen. Insbesondere hat sich ergeben, daß bei bestimmten Auftragsverfahren das Material im wesentlichen gradlinig in der Auftragsrichtung sich ablagert, so daß man bei der Ver­ wendung mit bestimmten ätzbaren Maskenmaterialien integrale ätzbare Masken auf flexiblen Substraten ausbilden bzw. von diesen entfernen kann. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß bestimmte ätzbare Stoffe sich zu für Maskenanwendungen nutz­ baren Dicken aufbauen und so für schwer ätzbare Dünnschicht- Musterungsmaterialien verwenden lassen. Für die Herstellung der Maske sind sowohl subtraktive als auch additive photo­ lithographische Verfahren geeignet.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile der be­ kannten Methoden durch ein neuartiges Verfahren zum Ausbilden von Mustern in anorganischen Schichten, bei dem (1) das Sub­ strat biegsam ist und stetig durch eine oder mehrere Auftrag­ stationen geführt wird, so daß sich größere Materialmengen kostengünstig herstellen lassen, (2) die eingesetzten anorga­ nischen Schichten schwer ätzbar sind, (3) die anorganischen Schichten verhältnismäßig dick, d. h. dicker als 0,1 µm sind und (4) die anorganischen Schichten sich mit ausgezeichneter Auflösung mit Mustern versehen lassen.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Musters schwer ätzbarer Stoffe auf bieg­ samen Substraten mit folgenden Schritten:

• a) Man stellt eine Maske aus einem ersten ätzbaren Stoff her, die integrale erhabene Bereiche auf einer ersten Ober­ fläche eines Trägers oder Substrats aufweist, wobei diese Be­ reiche allgemein rechtwinklig von der Oberfläche abstehen und auf dem Substrat ein erhabenes Negativmuster bilden;
• b) Man trägt durch den Maskenbereich einer Schicht eines zweiten schwer ätzbaren Materials auf, das sich vom ersten Material unterscheidet. In einer Ausführungsform trägt man auf, indem man ein Substat stetig durch eine Auftragstation führt. Bei Anwendung einer Auftragtechnik mit schlechter Durchdringungskraft (wie das Elektronenstrahl-Aufdampfen) läßt das zweite Material sich hauptsächlich auf Flächen auf­ tragen, die parallel zur Ebene der Substratoberfläche ver­ laufen, so daß es die vertikalen Wandungen des vorstehenden Maskenmaterials nicht vollständig abdeckt bzw. abschließt. Dieses vertikale Trennen bzw. Offenliegen erlaubt den wei­ teren Schritt
• c) eines selektiven Wegätzens des Maskenmaterials, so daß ein Positivmuster des zweiten Materials auf dem Substrat ver­ bleibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Muster in Form einer oder mehrerer Schichten des gleichen oder unterschiedlicher Materialien aufgetragen, die sich allesamt vom Material des Maske unterscheiden.

Die hier benutzten Begriffe "schwer ätzbar" bzw. "nicht ätzbar" sollen Stoffe bezeichnen, die bei einem gegebenen Ätzmittel eine verhältnismäßig niedrige Ätzgeschwindigkeit relativ zum eingesetzten Maskenmaterial aufweisen, so daß sich die Maske erfolgreich entfernen läßt, ohne das Musterungsmaterial zu beeinträchtigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nützlich zur Herstellung von gemusterten Aufträgen aus einer Vielzahl von Materialien auf starren oder biegsamen Substraten. Das vorliegende Ver­ fahren ist vorteilhaft, da sich gewünschte Muster genau kon­ trolliert und eng toleriert auftragen lassen. Da weiterhin erfindungsgemäß das Material in verhältnismäßig kleinen Men­ gen aufgetragen werden kann, lassen sich Spannungen leichter als bei größeren Aufträgen ausgleichen, so daß man die Schwierigkeiten mit der Rißbildung in und dem Abheben der aufgetragenen Schicht vermeidet. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das biegsame Substrat durch die integrale Maske versteift und damit leichter handhabbar wird; es verringert sich weiterhin die Möglichkeit eines Abhebens des Muster­ materials nach dem Abschluß der Musterbildung.

Fig. 1 zeigt ein Flußdiagramm des in der vorliegenden An­ meldung beschriebenen Musterbildungsverfahrens;

Fig. 2-8 zeigen Draufsicht- und Schnittdarstellungen eines Bogenmaterials in verschiedenen Stadien des Vorgangs der Musterbildung;

Fig. 9 ist eine schaubildliche Darstellung einer für die vorliegende Erfindung einsetzbaren Auftragvorrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ausführlicher anhand der beigefügten Zeichnungen erläutern. Fig. 1 zeigt als Fluß­ diagramm die verschiedenen Schritte eines bevorzugten erfin­ dungsgemäßen Verfahrens. Die Fig. 2-8 zeigen Teile des ge­ musterten Materialauftrags in den verschiedenen Verfahrens­ stadien.

Ein Substrat 52 wie bspw. eine im Schritt 1 der Fig. 1 ge­ zeigte Folie wird für das Verfahren gewählt. Das Substrat sollte unter den Verarbeitungs- und Einsatzbedingungen eine ausreichende Stabilität der Abmessungen und Meßhaltigkeit aufweisen, so daß der Unterschied zwischen den Wärme­ ausdehnungsbeiwerten minimal bleibt und die von ihm getra­ genen Stoffe sich nicht ablösen. Als starre Substrate dienen üblicherweise Stahl, Keramiken wie bspw. Glas und dicke Kunststoffolien. Für biegsame Substrate verwendet man übli­ cherweise nichtrostenden Stahl oder Kunststoffolien wie bspw. die unter der Handelsbezeichnung "Kapton" von der Fa. DuPont erhältlichen Polyimidfolien, die besonders bevorzugt sind, da sie auch bei verhältnismäßig hohen Temperaturen von 200-300°C fest und maßhaltig bleiben.

Wie die Fig. 1 und 2-5 zeigen, wird im Schritt 3 eine Grun­ dierungsschicht 54 auf die Folie aufgebracht. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, soll diese Schicht die Haftung der nachfolgend aufgetragenen Metallschichten verbessern. Will man bspw. die Haftung von Kupfer auf Polyimid verbessern, sind verschiedene organische Harze und Metalloxide geeignet. Ist eine Grundierungsschicht nicht erforderlich, kann sie entfallen. Aus Gründen der Klarheit und Einfachheit ist die Grundierungsschicht 54 in den übrigen Figuren nicht gezeigt. Im nächsten Schritt wird eine Unterschicht eines ätzbaren Maskenmaterials wie Kupfer auf das Substrat aufgebracht. Nach einem Verfahren bringt man eine dünne Unterschicht 56 des Maskenmaterials durch Sputtern oder sonstwie auf das Substrat bzw. ggf. die Grundierungsschicht 54 zu einer Dicke von etwa 1000 bis 1500 Å auf. Falls für die Weiterverarbeitung erfor­ derlich, kann man die Unterschicht 546 - wie bspw. an der Stelle 7 - galvanisch dicker gestalten.

Nach einem Verfahren zur Ausbildung einer integralen Maske 70 im gewünschten Muster, wie es die Fig. 4 und 5 zeigen, geht man "additiv" vor, wie unten ausführlicher beschrieben. Photoresist 58 wird im Schritt 9 auf die Kupferoberfläche aufgetragen und dann durch eine Schablone 60 (wie im Schritt 11 gezeigt) belichtet (64). Die Schablone 60 kann auf her­ kömmliche fotografische oder andere bekannte Weise bereitge­ stellt werden, die von den Abmessungen und der Präzision ab­ hängt, die für das Muster gefordert sind. Diese Schablone kann ein Positiv oder ein Negativ der gewünschten Maske sein, und zwar abhängig davon, ob man einen Positiv- oder Negativ- Photoresist verwendet. In der vorliegenden Beschreibung han­ delt es sich bei der Schablone um ein Positiv der Maske. Handelt es sich bei der Schablone um ein Gittermuster, sind die Linien 62 opak und verhindern den Lichtdurchtritt. Der Photoresist 58 bleibt in den Bereichen, wo kein Licht auf die Schicht 58 fällt (vergl. Fig. 2) ungehärtet, während sie in den verbleibenden Bereichen 58 unter den transparenten Schablonenteilen vernetzt wird. Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Gegenstand 50, wie er in diesem Stadium des Verfahrens vorliegt.

Nach dem Belichten des Photoresists 58 und dem Härten des­ selben in bestimmten Bereichen 58′ wird er im Schritt 13 in den nicht umgesetzten Bereichen - entsprechend den opaken Linien 62 der Schablone 60 - mit Entwickler 13 gewaschen. Einen Schnitt durch den resultierende Gegenstand 66 zeigt die Fig. 3.

Das freiliegende Kupfer wird dann auf herkömmliche Weise ge­ säubert bzw. geätzt - bspw. mit 5%iger Schwefelsäure - als Vorbereitung (Schritt 15) auf die galvanische Behandlung, bei der (Schritt 17) zusätzlich Kupfer in den offenliegenden Bereichen aufgetragen wird, um die Maske 70 auszubilden, die am Artikel 68 in Fig. 4 gezeigt ist. Die Kupfermaske 70 wird zu einer Dicke mindestens gleich der erwarteten Dicke des nachfolgend aufzutragenden Mustermaterials aufgebaut. Die Dicke sollte ausreichen, daß die Maske 70 Grenzen für das aufzutragenden Mustermaterial 74 ziehen kann, während die Kupfermaske sich später ätzen läßt, wie anhand der Fig. 5 erläutert. Typischerweise reicht eine Dicke von max. 50 µm zum Maskieren von Dünnschichtmaterialien aus. Die Obergrenze hängt jedoch von praktischen Gesichtspunkten wie dem Zusam­ menhalt und der Festigkeit des aufgetragenen Materials 70, der Art des aufzutragenden Mustermaterials, die Störung des nachfolgenden Auftrags des Mustermaterials 74 durch die Maske 70 usw. ab.

Das Mustermaterial hat generell eine Dicke von mindestens 0,1 µm. In bestimmten Anwendungsfällen sind auch verhältnis­ mäßig dicke Schichten von 0,5 µm und mehr sinnvoll; auch bis 1 oder 2 µm oder mehr können erforderlich sein. Wie bereits festgestellt, lassen sich ggf. noch dickere Schichten her­ stellen; ihre Dicke ist nur durch die der Maske begrenzt, die 50 µm (50 mils) und mehr betragen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bisher an der Verwendung von Kupfer als Maskenmaterial 70 beschrieben worden. Es sind jedoch auch andere ätzbare Metalle wie auch organische Stoffe einsetzbar, die selektiv entfernt werden können, ohne das Mustermaterial 74 zu beschädigen. So lassen sich verschiedene lösliche oder abziehbare Polymerisate als Maskenmaterial 70 verwenden, sofern sie fest und stabil genug sind, um eine brauchbare Maske zu bilden, vom Auftragverfahren oder dem Mustermaterial 74 nicht beeinträchtigt werden und sich se­ lektiv entfernen lassen. Beispiele hierfür sind organische Photoresists und dergl., die unter den Temperaturen des Auf­ tragverfahrens stabil bleiben, ohne zu schmelzen, sich zu zersetzen oder so stark auszugasen, daß das Mustermaterial negativ beeinflußt wird.

Nach dem Auftragen der integralen Maske 70 wird der ver­ bleibende vernetzte Photoresist 58′ im Schritt 19 auf her­ kömmliche Weise entfernt und die offenliegende Kupfer-Unter­ schicht 56, die zuvor vom Photoresist 58′ geschützt wurde, an der Stelle 21 entfernt - bspw. durch Flash-Ätzen. Dabei kann auch ein geringer Teil des Maskenmaterials 70 mitent­ fernt werden; diese Menge reicht aber generell nicht aus, um die Maske zu beeinträchtigen. Auf jeden Fall sollte die Dicke der aufgetragenen Maske 70 unter Berücksichtigung der ggf. einzusetzenden Flash-Ätzbehandlung gewählt werden, so daß die nach dem Ätzen verbleibende Materialmenge eine geeignete Maske darstellt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Maske subtraktiv, nicht additiv hergestellt. So wird das Kupfergitter nicht so aufgebracht, wie es oben unter bezug auf die Fig. 1-4 der Zeichnung beschrieben ist. Vielmehr wird eine dicke Kupferfolie auf ein Substrat wie bspw. eine Polyimidfolie aufgebracht und in den unerwünschten Bereichen unter Verwendung der oben beschriebenen Photoresist-Technik weggeätzt, so daß das in Fig. 4 gezeigte Kupfergitter bzw. -muster zurückbleibt.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens kann es sinnvoll sein, von einem handelsüblichen Polyimid/Kupfer-Laminat auszugehen und das zusätzliche galvanische Verkupfern zur Ausbildung der Maske in den Schritten 15, 17 entfallen zu lassen. Vielmehr wird der Photoresist auf die Kupferfolie aufgetragen und durch eine Schablone belichtet (vergl. die Schritte 8 bis 13). Bei der subtraktiven Technik wird der Photoresist ent­ fernt/entwickelt, wo das Mustermaterial verbleiben soll, und das Kupfer dann in diesen Bereichen weggeätzt, um eine Maske 70 auf einem Substrat 52 auszubilden , wie es die Fig. 4 zeigt (ohne die Unterschicht 56). Nach dem Entfernen des restlichen Photoresists wird das Material auf die gleiche Weise weiterbehandelt wie bei einer additiv hergestellten Maske.

Auf dem biegsamen Substrat 52 ist nun, wie es die Fig. 4 zeigt, eine mit diesem einheitliche und präzise angeordnete Maske 70 ausgebildet worden; das Mustermaterial 74 kann nun auf das die Maske 70 tragende Subsrat 52 aufgetragen werden. Beim Mustermaterial kann es sich um ein beliebiges schwer ätzbares Material handeln, das die gewünschte Zier- oder Nutzfunktion erbringt - bspw. Metalle, Legierungen, Keramik sowie organische Polymerisate.

Leitfähige Metalle wie Silber, Wolfram oder Kohlenstoff kön­ nen nützlich sein. Bestimmte keramische, magnetische, dielek­ trische und auch bestimmte rein dekorative Materialien lassen sich ebenfalls mit Vorteil für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzen.

Für den Schritt 23 lassen sich einige herkömmliche Auftrag­ verfahren einsetzen. Es ist jedoch erwünscht, daß man ein Verfahren mit begrenzter Durchdringungskraft ("throwing power") verwendet, damit einige Teile der vertikalen Flächen der Maske 70 unbedeckt bleiben und die Maske 70 daher für ein maskenspezifisches Entfernungsmittel erreichbar ist - bspw. eine Kupferätzlösung, die das Mustermaterial nicht beein­ trächtigt, so daß die Maske 70 sich später entfernen läßt. Das Auftragverfahren muß auch bei Temperaturen durchführbar sein, bei denen das Maskenmaterial nicht beeinträchtigt wird.

In der Praxis hat sich als nützlich herausgestellt, zum Auf­ tragen des Mustermaterials eines einer Anzahl von Aufdampf­ verfahren anzuwenden. Zum Auftragen eines Legierungsmaterials ist z.B. das Elektronenstrahl-Aufdampfen, für nicht leitfä­ hige Stoffe das Induktionsaufdampfen geeignet. Diese Verfah­ ren haben eine schlechte Durchdringungskraft, d. h. es wird sehr wenig Material auf zur Substratoberfläche senkrechten Oberflächen abgelagert, daß die Materialströme im wesentli­ chen gradlinig parallel und ohne wesentliche Turbulenzen verlaufen und abgelagert werden. M.a.W.: eine schlechte Durchdringungskraft bedeutet, daß parallel zu den emittierten Materialströmen liegende Oberflächen nicht wesentlich be- bzw. abgedeckt werden. Die vertikalen Oberflächen der Maske werden also vom Mustermaterial nicht be- oder abgedeckt.

Das Mustermaterial 74 kann so dick wie gewünscht aufgetragen werden, sofern die Dicke der Maske 70 nicht überschritten wird. Würde die Maske 70 vollständig abgedeckt werden, gäbe es keinen Zugriffspunkt für das nachträgliche Entfernen - bspw. durch Ätzen - mehr. Es kann eine einzige oder können mehrere Schichten des Mustermaterials 74 aufgetragen werden. Diese Schichten des Mustermaterials 74 können gleich oder unterschiedlich sein, sofern sie verträglich genug sind, um den gewünschten Zweck zu erfüllen (bspw. aneinander haften und chemisch nicht unerwünscht miteinander reagieren).

Die Fig. 9 zeigt schaubildlich eine Vorrichtung 32, mit der sich Mustermaterial kontinuierlich auftragen läßt. Die Vor­ richtung 32 weist umschaltbare Auf- und Abwickelrollen 33, 34 auf, die das maskierte Substrat 68 aufnehmen. Das Substrat 68 läuft über Spannrollen 35, 36 und eine umschaltbare Auf­ tragwalze 37, die nach Bedarf gekühlt oder beheizt werden kann. Es sind zwei separate Auftragstationen 39, 43 gezeigt, die identisch sein können oder nicht. Es sind zwar zwei Stationen gezeigt; das verfahren läßt sich jedoch auch mit nur einer Station durchführen; in einigen Fällen sind auch mehr als zwei Stationen sinnvoll.

Im Betrieb wird das Substrat 68 zunächst von der Abwickel­ rolle 33 um die Rolle 37 geführt und dann von der Rolle 34 aufgenommen, nachdem es in einer der oder beiden Stationen 39, 43 beschichtet worden ist. Die Geschwindigkeit des Sub­ strats 68 wird so gewählt, daß die gewünschte Menge des Mustermaterials auf es aufgetragen werden kann. Weitere Schichten verschiedener Materialien lassen sich auftragen, indem man die Rollen 33, 34 umschaltet mit der Station 39 in der einen und mit der Station 43 in der anderen Richtung beschichtet. Alternativ kann man auch beide Stationen in der einen oder anderen Richtung gleichzeitig arbeiten lassen, um unterschiedliche Beschichtungseffekte zu erreichen.

Bei den bei 39 und 43 angeordneten Auftragstationen kann es sich um beliebige Auftragsysteme handeln, deren Durchdrin­ gungskraft mit dem aufzutragenden Mustermaterial begrenzt ist. Feste Metalle lassen sich bspw. mit dem Elektronen­ strahl-Aufdampfverfahren aufbringen, nichtmetallische Werk­ stoffe nach herkömmlichen Verfahren wie der Induktions- oder Widerstandsaufdampfung oder dergl.

Nach Abschluß des Auftragens des Mustermaterials stellt sich der Gegenstand 72 im Querschnitt etwa so dar, wie es die Fig. 5 zeigt, wo das Mustermaterial 74 auf diejenigen Flächen der Kupfermaske 70 abgelagert ist, die senkrecht zu den Auftrag­ strömen liegen. Obgleich ein wesentlicher Teil der vertikalen Wandflächen der Maske 70 durch die Schicht des Mustermateri­ als 74 abgedeckt worden ist, ist ein Teil der Kupfermaske 70 am oberen Ende des Maskenauftrags frei und kann von einem maskenspezifischen Entfernungsmittel angegriffen werden.

Nach dem Auftragen des Musters läßt sich das Maskenmaterial 70, 56 entfernen (Schritt 25). Typischerweise handelt es sich bei dem Maskenmaterial 70, 56 um ein ätzbares Metall und kann es mit einem für das Maskenmaterial 70 spezifischen Mittel (im Fall von Kupfer bspw. mit Schwefelsäure) chemisch abge­ ätzt werden, so daß das Mustermaterial 74 zurückbleibt.

Das Entfernen der ggf. vorhandenen Grundierungsschicht 54 erfolgt im Schritt 27. Zum Entfernen der Grundierungsschicht verwendete Chemikalien sollten das Mustermaterial nicht an­ greifen. Die Fig. 6 zeigt das gemusterte Produkt 76 im Quer­ schnitt; die vertikalen Kanten 78 des Mustermaterials 74 sind dabei von dem Zwischenraum getrennt, der nach dem Entfernen des Maskenmaterials 70 zurückbleibt.

Die Fig. 8 zeigt einen gemusterten Gegenstand 80 in der Draufsicht. Dabei ist das Mustermaterial 74 in verschiedenen Mustern aufgetragen gezeigt, die von präzise kontrollierten, von den Kanten 78 des Mustermaterials 74 gebildeten Zwischen­ räumen getrennt sind. Die Breite und Genauigkeit dieser Zwi­ schenräume werden von der zur Herstellung der Schablone an­ gewandten Technologie, der Kontrolle über die Abschattung durch die Überdicke der Maske, der Wahl der Ätzmittel und -bedingungen usw. bestimmt.

Am Punkt 29 des in Fig. 1 gezeigten Verfahrens lassen sich am gemusterten Gegenstand eine Anzahl von Umwandlungsbehand­ lungen durchführen. So kann der Gegenstand zu verschiedenen Formen bspw. zugeschnitten, geschlitzt oder gestanzt werden. Eine Schicht 82 eines Schutz- oder Klebematerials kann hin­ zugefügt werden, um eine Verschmutzung zu verhindern oder das Aufkleben weiterer Materialien zu ermöglichen. Die bieg­ samen gemusterten Gegenstände lassen sich aufwickeln, sta­ peln, laminieren oder dergl., wie es die gewünschte Anwendung erfordert. Die Kleberschicht kann mit einer Schutzfolie 84 abgedeckt sein, wie es die Fig. 7 zeigt.

Die erfindungsgemäßen gemusterten Gegenstände lassen sich zahlreichen dekorativen oder elektrischen Anwendungen zufüh­ ren. Ein Beispiel sind gedruckte Schaltungen, bei denen die Muster Leiterbahnen aus Kohlenstoff, schwer ätzbaren supra­ leitenden Werkstoffen und dergl. darstellen.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung läßt der in Fig. 1 dargstellte Vorgang sich dahingehend modifizieren, daß man präzise gestaltete Stücke oder Teilchen eines Muster­ materials erhält. Insbesondere wird das Verfahren so durchge­ führt, wie es die Fig. 1 zeigt, wobei jedoch die Flash-Ätzbe­ handlung entfällt, die normalerweise im Schritt 21 stattfin­ det, um einen Teil des Maskenmaterials 56 zu entfernen (Fig. 2-5), das sich nicht unmittelbar unter den vorstehenden Maskenbereichen 70 befindet.

Da dieser Schritt entfällt, wird das Mustermaterial 74 auf der Unterschicht 56 abgelagert. Beim nachfolgenden Ätzen des Maskenmaterials 70 (vergl. den Schritt 25 in Fig. 1) wird daher auch die Kupferunterschicht 56 und dem Mustermaterial 74 angegriffen und Mustermaterial 74 von der Unterschicht 52 freigesetzt. Wo das Mustermaterial 74 in Form diskreter In­ seln vorliegt, erhält man kleine Stücke oder Teilchen des Mustermaterials. Diese können als lange dünne Linien, Recht­ ecke, Kreise oder in einer anderen gewünschten Geometrie vor­ liegen und wie im zuvor beschriebenen Verfahren auch aus einer oder mehreren Materialschichten bestehen. Die Größen­ verteilung der Teilchen läßt sich über das angelegte Muster bestimmen. Die Teilchengrößenverteilung kann daher sehr schmal (gekennzeichnet durch eine sehr gleichmäßige Teil­ chengröße) oder auch sehr breit sein. Auch die Dicke der ver­ schiedenen Schichten in den Teilchen läßt sich einstellen.

Die so erhaltenen Stücke oder Teilchen können für sich oder im Gemisch mit anderen Materialien nützlich sein. Bspw. kann man sie in unterschiedliche Träger- oder Grundmaterialien aufnehmen, um auf diese Weise verstärkte Verbundkunststoffe, Überzüge, Lacke und Farben und dergl. herzustellen. Alterna­ tiv lassen sie sich - abhängig von ihrer Zusammensetzung - als schleifend oder optisch wirkende Materialien einsetzen.

Das erfindunsgemäße Verfahren ist oben an sehr spezifischen Werkstoffen beschrieben worden. Für den Fachmann sind jedoch aufgrund der Offenbarung zahlreiche Alternativen für die be­ schriebenen Ausführungsformen offensichtlich.

Beispiel

Zur Erläuterung der Durchführung der vorliegenden Erfindung wurde eine gedruckte Schaltung hergestellt. Hierzu wurde eine biegsame Polyimidfolie (Kapton, DuPont) mit Kupfer besputtert und dann auf die Kupferschicht eine 13 µm (0.5 mol) dicke Schicht Positiv-Photoresist aufgetragen und durch eine Nega­ tivschablone der gedruckten Schaltung belichtet.

In denjenigen Bereichen, aus denen der Photoresist durch Ent­ wickeln entfernt worden war, wurde das Kupfer galvanisch zu eine Maske mit einer Dicke von weniger als etwa 13 µm (0.5 mil) aufgebaut, der verbleibende Photoresist entfernt und die Probe mit Säure/Kaliumdichromat flash-geätzt, um die Kupfer­ schicht in den nichtmaskierten Bereichen zu entfernen.

Das maskierte Bogenmaterial wurde dann in einer Unterdruck­ kammer einige hundert Ångstrom dick mit Kohlenstoff bedampft und schließlich das Kupfer-Maskenmaterial mit Schwefelsäure/ Kaliumdichromat weggeätzt, so daß auf dem Polyimidsubstrat der Kohlenstoff im Muster der Leiterbahnen zurückblieb.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines gemusterten Gegen­ standes mit einem Auftrag auf einem flexiblen Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß man
ein biegsames Substrat in Bogenform bereitstellt und auf mindestens einem Teil einer Hauptfläche dieses Bogens ein erstes ätzbares Maskenmaterial festhaftend aufbringt, das allgemein rechtwinklig zu dieser Oberfläche vorstehende Be­ reiche bildet,
auf mindestens einem Teil des maskierten Bereichs ein zweites, vom ersten sich chemisch unterscheidendes Material aufbringt, das sich primär auf den offenliegenden Flächen des Substrats und der Maske ablagert, die parallel zur Ebene der Hauptfläche des Substrats verlaufen,
die Ablagerung so kontrolliert, daß das Maskenmaterial nicht vollständig be- bzw. abgedeckt wird, und
ein chemisches Mittel aufträgt, um das erste Maskenmaterial selektiv wegzuätzen, so daß ein Muster des zweiten Materials auf dem Substrat zurückbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen kontinuierlich und unter kontinuierlicher Vor­ beiführung des Substrats an einer Auftragstation erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zweiten Material um eines aus der aus den elektrisch leitfähigen, magnetischen und dielektrischen Stof­ fen bestehenden Gruppe handelt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material aus mehreren Schichten besteht, von denen mindestens eine sich von mindestens einer anderen Schicht chemisch unterscheidet.

5. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit einer einem vorgewählten Muster entsprechenden Gestalt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man
ein Substrat bereitstellt und mindestens einen Teil des Substrats mit einem ersten ätzbaren Maskiermaterial bedeckt, von dem ein Teil auf der Oberfläche des Substrats senkrecht vorstehende Bereiche bildet,
auf mindestens einem Teil des maskierten Teils ein zweites Mustermaterial aufträgt, das sich chemisch von dem ersten Maskiermaterial unterscheidet, wobei das zweite Mustermaterial primär auf dem parallel zur Oberflächen des Substrats liegenden ersten Material abgelagert wird,
den Vorgang des Auftragens beendet, bevor das gesamte Maskiermaterial vollständig bedeckt ist, und
ein chemisches Mittel aufträgt, um das erste Maskier­ material unter dem Mustermaterial selektiv wegzuätzen, so daß die Stücke des Mustermaterials vom Substrat freigesetzt wer­ den.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mustermaterial in Form diskreter Materialinseln auf­ trägt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Musterstücke vom Ätzmaterial und dem Substrat trennt und sammelt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesammelten Stücke in einem flüssigen Träger disper­ giert.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesammelten Stücke in einem Polymerisatharz disper­ giert.

10. Nach dem Verfahren des Anspruchs 7 hergestelltes Pro­ dukt.

11. Nach dem Verfahren des Anspruchs 8 hergestelles Pro­ dukt.

12. Nach dem Verfahren des Anspruchs 9 hergestelltes Pro­ dukt.