-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung von elektrisch
leitenden Elementen – wie
zum Beispiel jene, welche in gedruckten Leiterplatten verwendet
werden – und
bei einem wichtigen Beispiel auf Verfahren zur Ausbildung von leitenden Elementen,
welche ein Tröpfchen-Abscheidungs-Gerät verwenden.
-
Tröpfchen-Abscheidungs-Geräte gibt
es in vielen Arten und Ausführungen.
Eine gebräuchliche Art
von Tröpfchen-Abscheidungs-Gerät ist der
im Stand der Technik bekannte Tintenstrahl-Druckkopf. Tintenstrahl-Druckköpfe sind
dazu geeignet, eine Flüssigkeit
(welche als „Tinte" bezeichnet wird,
ob farbig oder farblos) auszustoßen, welche eine andere Funktion
ausführen
können,
als nur das Erzeugen eines visuellen Bildes. Insbesondere können die
abgeschiedenen Flüssigkeiten
biologische Materialien zur Verwendung in Proben, Parfümen, elektrisch
leitenden Partikeln oder einer Vielzahl von anderen Elementen enthalten,
die eine Funktion über
die der Erzeugung eines Bildes hinaus ausführen.
-
Einer
der vielen Vorteile von Tröpfchen-Abscheidungs-Geräten ist
die Fähigkeit,
Tröpfchen
einer Flüssigkeit
mit hoher Genauigkeit auf einem Substrat abzuscheiden, siehe zum
Beispiel Dokument WO-A-9919900. Die Genauigkeit oder Auflösung derartiger
Geräte
wird zum Teil durch die Feinheit der Tröpfchen-Abscheidungs-Düse bestimmt, und Tintenstrahl-Druckköpfe weisen
typischerweise Düsen auf,
die einen Durchmesser unter 50 μm
haben. Dies bedeutet natürlich,
dass die physikalischen Eigenschaften beim Abscheiden von Flüssigkeiten
gezielt gesteuert werden müssen,
um sicher zu stellen, dass das Ausstoßen durch derart feine Düsen zuverlässig ausgeführt wird.
Abscheidungsflüssigkeiten
brauchen eine niedrige Viskosität,
vorzugsweise nicht höher
als 35 mPas bei 30°C,
und andere Randbedingungen, wie zum Beispiel Oberflächenspannung, Partikelgröße, Leitfähigkeit
und Stabilität,
die unter anderen Dingen in Betracht gezogen werden müssen, wenn
eine Abscheidungsflüssigkeit
formuliert bzw. gestaltet wird. Es ist schwierig, Abscheidungsflüssigkeiten
zu formulieren bzw. zu gestalten, welche alle diese Randbedingungen
erfüllen,
speziell dort, wo eine spezielle Funktion von der Flüssigkeit erfordert
wird, z.B. Trocknen, um eine leitfähige Spur auszubilden.
-
Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, dass ein Tröpfchen-Abscheidungs-Gerät verwendet
werden kann, um Leiterplatten (PCBs) herzustellen. Typischerweise
sind diese PCBs eine einzelne Schicht, und werden durch den Druckkopf
ausgebildet, welcher eine dünne
Schutzschicht abscheidet, welche verwendet wird, um eine leitende
Schicht abzudecken. Die PCB wird dann säuregeätzt, um Metall von allen unbeschichteten
Bereichen zu entfernen. Die Schutzschicht wird dann entfernt, um
die Metallspuren zurückzulassen.
-
Es
wäre zweckmäßig, den
Säureätzungsschritt
zu vermeiden.
-
Eine
Problematik mit dem direkten Abscheiden von elektrisch leitender
Tinte besteht darin, dass die hohe Aufladung, die von leitfähigen Partikeln
im Allgemeinen erforderlich ist, um eine leitfähige Leiterbahn mit sehr geringem
Widerstand bereitzustellen, dazu neigt, die Viskosität der Abscheidungsflüssigkeit
bis zu einem Punkt zu erhöhen,
an dem eine Abscheidung durch feine Düsen sehr schwierig, wenn nicht
sogar unmöglich
ist.
-
Eine
weitere Randbedingung, die in Betracht gezogen werden muss, ergibt
sich aus den Eigenschaften des PCB-Substrats. Es ist bei der Herstellung
von PCB – wie
bei den meisten Druckanwendungen – wünschenswert, dass Muster ausgebildet werden,
die gut abgegrenzt sind, d.h. mit wenig oder keinem Verlaufen an
den Kanten des Drucks. Elektrisch leitende Leiterbahnen werden gewöhnlich mit einer
hohen Dichte auf PCBs ausgebildet, und es besteht ein reelles Risiko
des Kurzschließens,
wenn die Abscheidungsflüssigkeit
dazu neigt zu verlaufen, und besonders, wenn es eine laterale Ausbreitung
von Abscheidungsflüssigkeit
auf dem Substrat in Richtungen senkrecht zu der Richtung gibt, in
die sich die Leiterbahnen erstrecken. Im Allgemeinen beruhen Druckprozesse
und Techniken, um das Verlaufen von Tinte zu vermeiden, auf der
Absorption der Tinte in das Medium selbst, um laterale Bewegung
zu verhindern. PCB-Substrate
sind typischerweise undurchlässig
und daher steht dieser Mechanismus, um eine laterale Ausbreitung
der Abscheidungsflüssigkeit
zu verhindern, nicht bereit.
-
Es
ist eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, das Problem
zu behandeln, elektrisch leitfähige
Elemente auf – zum
Beispiel – PCBs auszubilden, indem
die nützlichen
Eigenschaften von Tröpfchen-Abscheidungs-Geräten ausgenutzt
werden.
-
Dementsprechend
besteht die vorliegende Erfindung hinsichtlich eines Aspekts in
einem Verfahren, um ein ausgedehntes elektrisch leitfähiges Element
auf einem ebenen Substrat auszubilden, und zwar aus einer Flüssigkeit,
welche trocknet, um das ausgedehnte elektrisch leitfähige Element
auszubilden, bei welchem die Flüssigkeit
von einer Vorrichtung abgeschieden wird, welche getrennt bzw. abseits
von dem Substrat angeordnet ist, und wobei eine Sperrschicht, welche
auf dem ebenen Substrat angeordnet ist, das Ausbreiten der Flüssigkeit
in wenigstens einer horizontalen Richtung, senkrecht zu der Richtung
der Ausdehnung des ausgedehnten, elektrisch leitfähigen Elements
verhindert.
-
Die
Sperrschicht wird vorzugsweise in einem Tröpfchen-Abscheidungs-Prozess ausgebildet.
Daher werden die Genauigkeit und die hohe Auflösung von Tröpfchen-Abscheidungs-Geräten ausgenutzt, unbelastet
von einer mit hoher Ladung versehenen, abgeschiedenen Flüssigkeit.
-
Bei
einer ersten und bevorzugten Ausführungsform ragt die Sperrschicht
aus der Oberfläche des
Substrats heraus. Die leitfähige
Flüssigkeit
wird angrenzend an die Sperrschicht abgeschieden und wird dadurch
davon abgehalten, sich auszubreiten. Die leitfähige Flüssigkeit kann durch ein Tröpfchen-Abscheidungs-Gerät abgeschieden
werden, aber da das laterale Ausmaß der Leiterbahn durch die
Sperrschicht bestimmt wird, kann diese leitfähige Flüssigkeit mit einer viel größeren Toleranz
hinsichtlich der Viskosität
und den Ladungsniveaus der in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe
durch relativ dicke Düsen
abgeschieden werden.
-
Das
Substrat kann jedes geeignete, nicht leitende Material sein. Vorzugsweise
kann die nicht leitende Flüssigkeit
dazu verwendet werden, um erhöhte
Wälle und
damit verbundene Kanäle
auszubilden, in welche die leitfähige
Flüssigkeit
abgeschieden wird. Die Tiefe der Kanäle kann von 2–3 μm bis 1–2 mm reichen,
abhängig
von der Form der Wälle
und der Anwendung.
-
Um
höhere
Sperrschichten oder Wälle
zu bilden ist es wünschenswert,
dass die Abscheidungsflüssigkeit
eine Phasenumwandlungsflüssigkeit
ist, d.h. sie kann so verarbeitet werden, um eine nicht flüssige Oberfläche auszubilden.
Geeignete Flüssigkeiten
sind jene, die als Schmelztinten bekannt sind, die typischerweise
Fluide sind, die flüssig
sind, wenn sie bei einer Temperatur von etwa 100°C ausgestoßen werden und „gefrieren", wenn es ihnen ermöglicht wird
unter diese Temperatur abzukühlen.
Andere geeignete Abscheidungsflüssigkeiten
sind jene, welche eine Phasenumwandlung durchmachen, wenn sie einer
elektromagnetischen Strahlung, wie zum Beispiel UV-Licht ausgesetzt
werden.
-
UV-Aushärtungs-Abscheidungsflüssigkeiten werden
besonders bevorzugt, da man herausgefunden hat, dass teilweises
Aushärten
der Abscheidungsflüssigkeiten
eine Oberfläche
bereitstellt, die ein gutes Haften mit allen nachfolgenden Druckschichten
bietet. Auf diese Weise wird es möglich, eine andere Schicht
aus Abscheidungsflüssigkeit
auf eine vorangegangene, teilweise ausgehärtete Abscheidungsflüssigkeit
nachzudrucken, und zwar bis zu 1–3 mm Höhe. Jede der Schichten oder
Untermuster kann unterschiedliche topografische Eigenschaften aufweisen,
die es möglich
machen, dreidimensionale Wandstrukturen bzw. Wallstrukturen von besonderer
Form zu kreieren, insbesondere Rampen unterschiedlicher Größe oder
Winkel.
-
Wie
früher
erwähnt,
wird eine leitfähige
Flüssigkeit
zwischen den ausgebildeten Wänden
bzw. Wällen
abgeschieden, um leitfähige
Leiterbahnen auszubilden. Da die nicht-leitenden Wälle bzw.
Wände das
Ausbreiten der leitfähigen
Abscheideflüssigkeit
und somit das Potential für
Kurzschlüsse
beschränken,
eine signifikant höhere
Menge der leitfähigen
Abscheidungsflüssigkeit
abgeschieden werden, um die Effizienz der gedruckten Leiterbahnen
zu erhöhen.
Vorzugsweise erstreckt sich die leitfähige Flüssigkeit zwischen 20% und 85%
der Wallhöhe bzw.
Wandhöhe
hoch, obwohl es natürlich
möglich ist,
die Flüssigkeit
bis auf die Höhe
des Walls bzw. der Wand abzuscheiden.
-
Vorzugsweise
werden die Wälle
bzw. Wände dadurch
ausgebildet, indem Tinte von einem „Tropfen-auf-Anforderung"-Tintenstrahl-Druckkopf
ausgestoßen
wird und sogar noch spezieller vorzugsweise von einem piezoelektrischen „Tropfen-auf-Anforderung"-Tintenstrahl-Druckkopf.
Auf diese Weise gibt es, da die Wälle bzw. Wände genau von einem Tintenstrahl-Druckkopf
abgeschieden worden sind, eine geringere Anforderung an Genauigkeit
vom Verfahren des Abscheidens der leitfähigen Leiterbahnen. Vorausgesetzt,
dass die Flüssigkeit,
welche dazu verwendet wurde, um die Leiterbahnen auszubilden, nicht
aus den ausgebildeten Rillen läuft,
welche durch die nicht leitenden Wälle ausgebildet wurden, dann
besteht keine Kurzschlussgefahr. Geeignete berührungsfreie Verfahren zum Abscheiden
der Flüssigkeit,
um die Leiterbahnen auszubilden, sind unter anderem Extrusion, Pipettieren
oder Tintenstrahldrucken.
-
Ein
weiteres optisches Beschichten einer nicht leitfähigen Flüssigkeit kann über die
leitfähige Leiterbahn
aufgebracht werden, um eine Schutzschicht bereit zu stellen, oder
um es zu ermöglichen, dass
eine weitere, zweite Schicht von leitfähigen Leiterbahnen über der
ersten Schicht aufgebracht wird, entsprechend eines zweiten Aspekts
der vorliegenden Erfindung.
-
Es
ist bekannt, dass es für
elektrische Leiterbahnen effizienter ist, die Richtung eher durch
zwei 45° Winkel
zu wechseln, als durch einen einzelnen 90° Winkel. Auf eine ähnliche
Art und Weise ist es vorteilhaft, mehrere Schichten auf einer gedruckten Leiterplatte
durch einen 90° Winkel
zu verbinden bzw. anzuschließen,
und vorzugsweise durch einen stumpfen Winkel zur Ebene des Substrats.
-
Das
Bild kann Wälle
umfassen, die artverwandt mit jenen in der ersten Ausführungsform
sind, um die leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit,
die auf die zweite Schicht angewendet wird aufzunehmen.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Sperrschicht ein Bild, welches
aus einem Material ausgebildet ist, das eine Oberflächenenergie
aufweist, die kleiner als die des Substrats ist. Dies ruft bei der
leitfähigen
Flüssigkeit
den Effekt hervor, dass an der Substrat-/Sperrschichtgrenze ein
hoher Randwinkel ausgebildet wird und die leitfähige Flüssigkeit entsprechend verhindert.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun als Beispiel nur mit Bezug auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, für
welche gilt:
-
1 ist
eine Draufsicht eines PCB-Substrats, das mit einem ersten Muster
bedruckt ist;
-
2 zeigt
einen Schnitt durch das Substrat entlang der Linie A-A;
-
3 zeigt
das Muster von 1, nachdem ein zweites Muster
abgeschieden wurde;
-
4 ist
eine Draufsicht auf ein PCB-Substrat von 3, welches
mit einem dritten Muster bedruckt ist;
-
5 ist
eine Schnittdarstellung durch die Linie A-A von 4 nach
dem Abscheiden eines vierten Musters;
-
6 ist
eine Schnittdarstellung durch die Linie B-B von 4 nach
dem Abscheiden eines vierten Musters;
-
7 bis 11 sind
Schnittdarstellungen, die die Stufen des Aufbaus einer Verbindung
zwischen Schichten in einem Mehrschicht-PCB zeigen;
-
12 und 13 sind
Schnittdarstellungen einer alternativen Ausführungsform.
-
1 zeigt
ein Substrat 100 auf welchem ein Muster ausgebildet worden
ist. Das Substrat 100 ist eine starre Unterlage bzw. ein
starres Bauteil, das aus polymeren oder anderen Kunststoffmaterialien ausgebildet
ist, welche typischerweise verwendet werden, um PCBs herzustellen.
Das erste Muster 1 wird auf das Substrat gedruckt, wobei
eine 100% reaktionsfähige
duroplastische Tinte verwendet wird, um ein erhöhtes dreidimensionales Muster
auszubilden, wobei Rillen 2 zurückgelassen werden. Oft kann dieses
erhöhte
Muster mit einem einzigen Arbeitsgang des Druckkopfs ausgebildet
werden, jedoch sind manchmal mehrere Arbeitsgänge erforderlich, um den gewünschten
Effekt zu erzielen. Wo mehrere Arbeitsgänge erforderlich sind, ist
es wünschenswert,
jede Ebene teilweise vor der Abscheidung der nächsten Schicht zu härten.
-
Eine
Tinte dieser Art ist in WO 99/29787 beschrieben. Ein spezielles,
aber nicht einschränkendes
Beispiel, welches der Anmeldung entnommen wurde, ist eine schwarze
Tinte, die folgendes umfasst:
Actilane
430 | 10
Gew.-% |
Actilane
251 | 10
Gew.-% |
Tegorad
2200 | 0,4
Gew.-% |
Isobornyl
Acrylat | 39,7
Gew.-% |
Speedcure
ITX | 2,0
Gew.-% |
Quantacure
EHA | 3,0
Gew.-% |
Irgacure
907 | 5,0
Gew.-% |
Regal
250R | 1,5
Gew.-% |
Solsperse
24000 | 0,38
Gew.-% |
Solsperse
5000 | 0,03
Gew.-% |
- Actilane 430
- – Trimethylpropan-Ethoxylat-Triacrylat
- Actilane 251
- – Dreifunktionelles Urethan-Acrylat-Vorpolymer
- Tegorad 2200
- – Silizium-Polyether-Acrylat
- Speedcure ITX
- – Isoprpylthioxanton
- Quantacure EHA
- – 2-Ethylhexyl p-Dimethylaminobenzoat
- Irgacure 907
- – 2-Methyl-1-(4-Methylthio)Phenyl-2- Morpholinopropan-1-eins
- Regal 1250R
- – Kohlenstoff Schwarz
- Solsperse 5000/24000
- – Hyperdispergens
-
Das
Verdünnungsmittel
bzw. der Weichmacher besteht im Wesentlichen aus reaktionsfähigem flüssigem Material,
und optional aus wenigstens einem Photopolymerisations-Katalysator
und wobei das reaktionsfähige
flüssige
Material monofunktionelles, zweifunktionelles und drei- oder höherfunktionelles
Material umfasst, und wobei die Gesamtmenge des drei- oder höherfunktionellen
Materials mehr als 10, aber nicht mehr als 30 Gew.-% der Gesamtmenge
des reaktionsfähigen
Materials ausmacht, wobei die Gesamtmenge des monofunktionellen
Materials wenigstens 20 Gew.-% der Gesamtmenge des reaktionsfähigen Materials
ausmacht, und die Gesamtmenge des zweifunktionellen Materials wenigstens
17,5 Gew.-% der Gesamtmenge des reaktionsfähigen Materials ausmacht und
derart ist, dass die Gesamtmenge des zwei- oder höherfunktionellen Materials
nicht weniger als 35 Gew.-% ausmacht.
-
Die
Qualität
eines Musters, das von einem Tintenstrahl-Druckkopf gedruckt wird,
der eine UV-duroplastische Abscheidungsflüssigkeit verwendet, kann verbessert
werden, wenn eine Grundschicht oder Aufnahmeschicht vor dem Abscheiden von
einer oder mehreren obersten Schichten einer Teil-Aushärtung ausgesetzt
wird. Eine Teil-Aushärtung der
Aufnahmeschicht stellt eine Oberfläche bereit, die gute Benetzungs-
bzw. Befeuchtungs- und gute Hafteigenschaften aufweist, während sie
eine gleichmäßige Ausbreitung
der Tropfen ermöglicht.
-
Teil-Aushärtung kann
während
der Herstellung eines Musters einmal oder mehrmals eingesetzt werden.
Jede Schicht kann vor dem Hinzufügen
einer nachfolgenden Schicht teil-ausgehärtet werden, oder einer Anzahl
von Schichten kann aufgebracht werden und dann teilweise oder ganz
ausgehärtet
werden. Teil-Aushärtung
wird erreicht, indem die Abscheidungsflüssigkeit einer geringeren Aushärtungsenergie
ausgesetzt wird, als die, die erforderlich ist, um vollständig auszuhärten. Bei
diesem Beispiel wurde die Tinte teilweise ausgehärtet, wobei eine Aushärtungsenergie
von 0,1 J/cm2 verwendet wurde, und vollständig ausgehärtet, wobei
eine Aushärtungsenergie
in der Größenordnung
von 0,7 J/cm2 verwendet wurde.
-
Das
erste Muster wird verwendet, um die Kanten der elektrischen Leiterbahn
zu begrenzen und daher werden Rillen 2 bereitgestellt,
entweder indem man den Bereich unbedruckt lässt, oder indem weniger Abscheidungsflüssigkeit
abgeschieden wird. 2 ist ein Schnitt durch das
Substrat entlang der Linie A-A. Während gezeigt wird, dass sich
das erste Muster zur Kante der Kante des Substrats erstreckt, gibt
es Fälle,
in denen es wünschenswert
ist gerade nur so viel Abscheidungsflüssigkeit abzuscheiden, um die
Rillen 2 zu begrenzen.
-
Eine
leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit 4 wird
entsprechend der Rillen, welche durch das erste Muster ausgebildet
werden, in einem Muster auf das das Substrat abgeschieden, wie in 3 gezeigt. Das
erste Muster 1 verhindert, dass sich die Abscheidungsflüssigkeit,
welche in diesem zweiten Muster abgeschieden wird, seitwärts ausbreitet
und einen Kurzschluss mit benachbarten Leiterbahnen hervorruft.
Die zweite Abscheidungsflüssigkeit
sollte leitfähig
sein, wobei die Leitfähigkeit
durch Metallpartikel in der Abscheidungsflüssigkeit mitgegeben wird. Diese
zweite Abscheidungsflüssigkeit
ermöglicht
es zu trocknen, um die leitfähigen
Leiterbahnen der gedruckten Leiterplatte auszubilden.
-
Es
ist wünschenswert – selbst
bei einer einschichtigen Leiterplatte –, die Leiterbahnen 4 durch Abscheiden
einer weiteren Schutzschicht 3 zu schützen, die über der obersten der ersten
beiden Muster abgeschieden wird. Dieses dritte Muster ist nicht
leitfähig,
um Kurzschlüsse
zu verhindern und besteht vorzugsweise aus derselben Mischung wie
die Abscheidungsflüssigkeit,
welche verwendet wird, um das erste Muster abzuscheiden. Die duroplastischen Abscheidungsflüssigkeiten
werden an diesem Punkt vollständig
ausgehärtet,
um eine Beschichtung vom Typ eines harten Hochglanzes auszubilden.
-
Bestimmte
Abschnitte der ersten beiden Schichten können entsprechend der Platzierung
von elektrischen Bauteilen bzw. Unterlagen (nicht gezeigt) oder
weiterer elektrischer Leiterbahnen ganz bewusst durch die Schutzschicht 3 unbedruckt
gelassen werden. Eine Verbindung der elektrischen Bauteile bzw.
Unterlagen kann dann hergestellt werden, indem eine ganz normale
Ausrüstung
verwendet wird.
-
In 5,
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von 4,
begrenzt die Schutzschicht 20 weiter die Rillen und ist
an den Punkten 8 und 10 mit unbedruckten Bereichen
ausgebildet. In einem nachfolgenden Schritt werden die Punkte 8 und 10 mit
leitfähiger
Abscheidungsflüssigkeit
gefüllt,
die mit den früher
abgeschiedenen Leiterbahnen 4 Kontakt aufnehmen und eine
elektrische Verbindung ausbilden. Die ausgebildeten Leiterbahnen 12 werden
von den Leiterbahnen 4 isoliert, welche in der ersten Schicht mittels
der Isolierungsschicht 20 ausgebildet wurden. Es ist nur
bei Punkt 8, wo die gewünschte
Verbindung zwischen den beiden leitfähigen Schichten ausgebildet
ist. 6 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie
B-B von 4 und zeigt die Verbindung der
unteren ersten Leiterbahn 4 und der oberen zweiten Leiterbahn 6.
-
Wie
früher
erwähnt
kann die nicht leitfähige Abscheidungsflüssigkeit
in einer Vielzahl von Schichten abgeschieden werden, um das dreidimensionale Profil
zu bilden, in welches die leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit
abgeschieden wird. 7 bis 11 veranschaulichen
das bevorzugte Verfahren, um die elektrische Verbindung zwischen
den leitfähigen
Schichten in einer Vielschicht-Leiterplatte auszubilden.
-
Ein
erstes Sperrschichtmuster 240 wird auf einem Substrat 200 abgeschieden,
wobei ein Tröpfchen-Abscheidungs-Gerät verwendet
wird. Das dreidimensionale Muster wird während einer Anzahl von Arbeitsgängen des
Druckkopfes ausgebildet, und die einzelnen Schichten 202, 204, 206, 208, 210, 212, 214 werden
währen
jedem Arbeitsgang ausgebildet; jede Schicht besteht aus einem kleineren
Bereich als die vorhergehende Schicht. Jeder Arbeitsgang wird vor
dem Abscheiden der nächsten
Schicht einer Teil-Aushärtung
ausgesetzt. Die unbedruckten Bereiche 230, 220 werden
an jeder Seite durch das erste Muster 240 begrenzt.
-
Eine
leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit 250 wird
dann in diese unbedruckten Bereiche abgeschieden, wie in 8 gezeigt.
Die Menge an abgeschiedener Abscheidungsflüssigkeit stellt typischerweise
ein Muster bereit, welches kleiner ist als die Höhe des ersten Musters 240.
Die profilierte Art des ersten Musters, bewirkt durch die Schichten 202–214,
ermöglicht
der leitfähigen
Abscheidungsflüssigkeit, wenn
sie in ausreichender Menge bereitgestellt wird, eine oder mehrere
der unteren Schichten 214, 212 des ersten Musters
zu umströmen
bzw. zu überschwemmen
und zu überlappen,
um einen größeren Bereich
auszubilden, was die elektrische Verbindung erleichtert bzw. ermöglicht.
In diesem Beispiel stellen die teilweise ausgehärteten Schichten 202–214 gute
Oberflächenqualitäten bereit,
welche es ermöglichen
werden, die leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit
direkt auf das profilierte Muster abzuscheiden. Vorteilhafterweise
ermöglicht
dieses es eine reduzierte Anzahl von Abscheidungsschritten und bewältigt jede
Schwierigkeit, die aufgrund von Oberflächeneigenschaften der nicht
leitfähigen
Flüssigkeit
auftreten können.
-
Wie
in 9 gezeigt, wird eine weitere Schicht einer nicht
leitfähigen
Abscheidungsflüssigkeit
in aufeinander folgenden Schichten 260–268 abgeschieden.
Die leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit bei 252 wird
mit den nicht leitfähigen
Abscheidungsflüssigkeitsschichten 260–268 abgedeckt,
welche einem Aushärtungsschritt
ausgesetzt werden. Ein Teil der leitfähigen Flüssigkeit wird nicht mit den
weiteren Schichten der nicht leitfähigen Flüssigkeit 260–268 überdruckt,
um eine elektrische Verbindung mit weiteren abgeschiedenen leitfähigen Abscheidungsflüssigkeits-Leiterbahnen zu ermöglichen,
wie in 10 gezeigt.
-
Die
Abscheidungsflüssigkeit
bei 252 ist von der später
abgeschiedenen leitfähigen
Abscheidungsflüssigkeit 270 isoliert,
und zwar durch eine Wirkung der Muster, welche durch Verwendung
der nicht leitfähigen
Abscheidungsflüssigkeit 260 ausgebildet
wird. Schlussendlich, 11, wird eine Schutzschicht 280 der
nicht leitfähigen
Abscheidungsflüssigkeit über die
gesamte Oberfläche
abgeschieden, und alle Muster werden einem Aushärtungsgrad ausgesetzt, um die
aushärtbaren
Abscheidungsflüssigkeiten
auszuhärten.
-
Die
eckige bzw. winkelförmige
Verbindung zwischen den Schichten verbessert die Effizienz der Verbindung
zwischen den Schichten. Die Leiterplatte, die in 4 dargestellt
ist, zeigt, dass es möglich ist,
während
sich die Leiterbahnen vom Substrat weg bewegen, ihre Richtung innerhalb
der Schichten zu ändern.
Somit muss der Winkel der Leiterbahn, während sie sich von einer unteren
zu einer oberen Schicht bewegt, wenn man sie von oben betrachtet, nicht
parallel mit einer der Leiterbahnen in einer der Schichten sein.
Es ist jedoch wünschenswert,
obwohl es nicht wesentlich ist, dass der Winkel der Neigung, wenn
man ihn von oben betrachtet, mit wenigstens einer der oberen oder
unteren Leiterbahnen parallel ist.
-
Aus
Effizienzzwecken ist es wünschenswert, dass
jede Richtungsänderung
nicht die Anordnung eines spitzen Winkels aufweist.
-
Es
ist natürlich
möglich,
weitere Schichten zu drucken, damit die Leiterplatte fortfährt es zu
ermöglichen,
die elektrischen Bauelemente zu befestigen, wie zum Beispiel Transistoren,
Widerstände
und Ähnliches.
Diese können
befestigt werden, indem herkömmliche
Verfahren verwendet werden.
-
Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 12 und 13 beschrieben.
Es wird ein Substrat 400 bereitgestellt, auf welches ein
erstes Muster 20, 22 gedruckt wird. Das Sperrschichtmuster
wird vorzugsweise gedruckt, indem eine Abscheidungsflüssigkeit verwendet
wird, welche so trocknet, dass eine nicht befeuchtbare Oberfläche ausgebildet
wird. Es wird dann ein zweites Muster 24 abgeschieden,
wobei eine leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit
verwendet wird, oder noch wünschenswerter
eine Abscheidungsflüssigkeit,
die trocknet, um eine leitfähige
Leiterbahn auszubilden.
-
Wie
in 13 gezeigt, verursacht bzw. bewirkt das nicht
befeuchtbare Muster 20, 22, dass die leitfähige Abscheidungsflüssigkeit
an der Grenzstelle zwischen dem Substrat, welches nicht mit der
nicht befeuchtbaren Abscheidungsflüssigkeit gedruckt wird, und
dem Substrat, welches nicht mit der nicht befeuchtbaren Abscheidungsflüssigkeit
gedruckt wird, einen hohen Kontaktwinkel ausbildet. Dies verhindert,
dass sich die leitfähige
Abscheidungsflüssigkeit 24 so
weit entlang des Substrats ausbreitet, als wenn das nicht befeuchtbare
Muster 20, 22 nicht abgeschieden worden wäre. Auf
diese Weise kann die Häufigkeit
von elektrischen Kurzschlüssen
reduziert werden.
-
Während die
Erfindung, die in Bezug auf die Verwendung von UV-duroplastischen Abscheidungsflüssigkeiten
beschrieben worden ist, sind andere Arten bzw. Ausführungen
von Abscheidungsflüssigkeiten,
wie z.B. Schmelz- oder Phasenumwandlungsflüssigkeiten gleichermaßen anwendbar.