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DE10033507A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, sowie Folie dazu - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, sowie Folie dazu

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Publication number
DE10033507A1
DE10033507A1 DE2000133507 DE10033507A DE10033507A1 DE 10033507 A1 DE10033507 A1 DE 10033507A1 DE 2000133507 DE2000133507 DE 2000133507 DE 10033507 A DE10033507 A DE 10033507A DE 10033507 A1 DE10033507 A1 DE 10033507A1
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DE
Germany
Prior art keywords
layer
conductive material
electrically conductive
film
hot stamping
Prior art date
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Ceased
Application number
DE2000133507
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English (en)
Inventor
Peter Kromer
Jean-Francois Pasquini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pasquini und Kromer GmbH
Original Assignee
Pasquini und Kromer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pasquini und Kromer GmbH filed Critical Pasquini und Kromer GmbH
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Priority to DE2000133507 priority patent/DE10033507A1/de
Publication of DE10033507A1 publication Critical patent/DE10033507A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/04—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching
    • H05K3/046—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, sowie eine dazu geeignete Folie (1, 13). Das Muster wird mittels Heißprägung auf einen flexiblen Träger (3) übertragen. Die Übertragung erfolgt von einer Folie, die ein Kunststoff-Trägerband (110) enthält, auf dem eine Schicht (114) aus leitfähigem Material aufgebracht ist, und wobei zwischen der Schicht aus leitfähigem Material und dem Kunststoff-Trägerband eine Wachsschicht (112) und auf der Schicht aus leitfähigem Material eine Klebstoffschicht (115) vorgesehen ist. Bei der Übertragung erfolgt Wärmeeinwirkung über vorstehende Musterteile (20) eines Heißprägestempels (2) auf die Unterseite (111) des Kunststoff-Trägerbandes mit einer derartigen Temperatur, dass das Wachs direkt über dem berührenden Musterteil schmilzt und das darüber befindliche Material der Schicht aus leitfähigem Material mittels des darüber befindlichen Klebstoffes mustergenau auf den flexiblen Träger übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie eine Folie dazu.
Auf dem Markt sind elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, allgemein als sogenannte gedruckte Schaltungen bekannt. Sogenannte Leiterplatten mit Leitungs- und/oder Bauteilmustern haben dabei einen festen Träger, auf dem entweder im Siebdruckverfahren die Leiterbahnen aufgedruckt oder im Ätzverfahren hergestellt werden. Diese Technik ist oft aufwendig und mit erheblicher Umweltbelastung durch die Verwendung von Chemikalien und Energie verbunden.
Im Bereich von Sicherheitsetiketten ist es bekannt, auf diese Weise - Siebdruck bzw. Ätztechnik - hergestellte Transponder auf Folien aufzubringen und dort mit in entsprechende Ausnehmungen eingesetzte Chips zu verbinden, um ein Sicherheitsetiketten herzustellen, die über die als Antenne wirkenden Transponder aktivier- und ansteuerbar sind. Die Transponder sind vorzugsweise aus Kupfer hergestellte Leitungsmuster, die selbst in Folienform angeliefert werden, jedoch in der vorstehend erwähnten üblichen Siebdruck- bzw. Ätztechnik vorher gefertigt werden.
Aus der DE 197 00 299 A1 ist ein Heißprägeverfahren bzw. eine Heißprägevorrichtung zum Übertragen von Musterelementen auf einen Träger bekannt. Dabei wird die zwischen einem Heißprägezylinder und einem Gegendruckzylinder hindurchlaufende Heißprägefolie schrittweise mit einem jeweils der Größe der Musterelemente entsprechenden Vorschub angetrieben, wodurch erhebliche Einsparungen an Folienmaterial erzielt wird. Nach einer Möglichkeit werden die auf den Träger zu übertragenden Musterelemente durch erhabene Bereiche des Heißprägezylinders definiert. Nach einer anderen Möglichkeit werden die auf der Musterfolie vorhandenen Einzelmuster jeweils in Gänze übertragen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, anzugeben sowie eine dazu geeignete vorteilhafte Folie anzugeben, welche vorteilhaft gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist und deren Nachteile vermeidet.
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass das Muster mittels Heißprägung auf einen flexiblen Träger übertragen wird, die Übertragung von einer Folie erfolgt, wobei die Folie ein Kunststoff-Trägerband enthält, auf dem eine Schicht aus leitfähigem Material aufgebracht ist, und wobei zwischen der Schicht aus leitfähigem Material und dem Kunststoff-Trägerband eine Wachsschicht und auf der Schicht aus leitfähigem Material eine Klebstoffschicht vorgesehen ist, und bei der Übertragung die Wärmeeinwirkung auf die Unterseite des Kunststoff-Trägerbandes mit einer derartigen Temperatur erfolgt, dass das Wachs direkt über dem berührenden Musterteil schmilzt und das darüber befindliche Material der Schicht aus leitfähigem Material mittels des darüber befindlichen Klebstoffes mustergenau auf den flexiblen Träger übertragen wird. In vorteilhafter Weise wird mittels dieses Verfahrens eine einfache, kostengünstige und umweltschonende Erzeugung elektrisch leitender Muster auf flexiblem Träger ermöglicht und zwar in einer Weise, die produktionstechnisch hohe Fertigungsgeschwindigkeiten und Mengen gestattet.
Entsprechend vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Übertragung vorzugsweise mit einer Temperatur von 170°-220°Celsius.
In weiterer sehr zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übertragung rotativ kontinuierlich mit linienförmigem Kontakt. Gemäß einer dazu vorteilhaften Alternativlösung, die je nach Produktionsziel einsetzbar ist, erfolgt die Übertragung schrittweise diskontinuierlich mit flächigem Kontakt.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist oder wird das durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger entstandene Muster aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Schutzschicht versehen. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist als elektrisch leitfähiges Material Kupfer in der entsprechenden Schicht vorgesehen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird vorrichtungsmäßig prinzipiell dadurch gelöst, dass das zu übertragende Muster auf einem Heißprägestempel vorgesehen ist. Entsprechend vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Heißprägestempel ein Rotationsprägezylinder oder ein flächiger Prägestempel. Damit können entweder kontinuierlich die Muster mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten übertragen werden oder im Takt auf den flexiblen Träger übertragen werden, wenn dies dem angestrebten Produktionsziel besser dient.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist für den Heißprägestempel eine elektrisch oder mit Öl betriebene Heizung vorgesehen.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Vorwärmekammer vorgesehen, durch welche die elektrisch leitfähiges Material enthaltende Folie vor der Übertragung hindurchläuft. Dies hat den besonderen Vorteil, dass dadurch die Folie vor der Übertragung bereits vorgewärmt ist und dann am eigentlichen Übertragungsort die Übertragung sicher, effektiv und mustergenau erfolgt. In zweckmäßiger Ausgestaltung ist die Vorwärmekammer durch einen Abschluss verschließbar, welcher bei Anhalten der Bewegung der Folie und Abheben des Heißprägestempels die Kammer öffnend verschiebbar ist. Damit ist sichergestellt, dass die angehaltene Folie keinen Schaden nimmt. Vorteilhaft wird die Vorwärmkammer durch die Führung des Heißprägestempels verschlossen. Wird dieser beim Anhalten angehoben, wird die Vorwärmekammer nach außen hin geöffnet und die Wärme kann entweichen, so dass die Folie keinen Schaden nimmt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Aufbringung einer Schutzschicht auf dem durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger entstandene Muster aus elektrisch leitfähigem Material, eine Laminierstation zum Aufbringen einer Schutzfolie oder eine Besprühstation zum Aufsprühen einer Schutzschicht vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die elektrisch leitende Schicht nach der Übertragung des Musters gegen Korrosion wirksam geschützt werden.
Entsprechend einem weiteren ganz wesentlichen Aspekt vorliegender Erfindung ist die Folie, die insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäß der Erfindung oder in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung besonders geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kunststoff-Trägerband enthält, auf dem eine Wachsschicht und darauf eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht ist und dass die Schicht aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Schicht aus Klebstoff abgedeckt ist.
Entsprechend einer ganz wesentlichen und zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäß gestalteten Folie ist als elektrisch leitfähiges Material in der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material Kupfer vorgesehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Folie besteht darin, dass zwischen der Wachsschicht und der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material eine diese schützende Abdeckschicht vorgesehen ist. Diese Form der Folie erübrigt ein separates Aufbringen eine Schutzfolie oder Aufsprühen einer entsprechenden Schutzschicht.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Folie ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Trägerband eine Dicke von etwa 20 µm aufweist, die Wachsschicht etwa 1-2 µm dick ist (ca. 1,5-2 g/m2 Releaselack), die Schichtdicke der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere wenn sie als elektrisch leitfähiges Material Kupfer enthält, zwischen 0,2 µm und etwa 35 µm liegt, und die Schicht aus Klebstoff etwa 2-4 µm (ca. 2-4 g/m2 Klebelack) beträgt. Die eventuell zwischen der Wachsschicht und der Schicht aus elektrisch leitfähigem Material vorhandene und diese schützende Abdeckschicht kann eine Dicke von etwa 1,5 µm (ca. 1,5 g/m2 Prägelack) haben.
Zeichnung
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie der erfindungsgemäß gestalteten Folie in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 in schematisierter Schnitt-Darstellung eine erste, eine Schutzschicht enthaltende Ausführungsform der Folie gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels;
Fig. 2 schematisch in Schnitt-Darstellung eine zweite, eine anders aufgebaute Schutzschicht enthaltende Ausführungsform der Folie gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels;
Fig. 3 in schematisierter Schnitt-Darstellung eine dritte, keine Schutzschicht enthaltende Ausführungsform der Folie gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels;
Fig. 4 schematisch in Draufsicht das Leiterbahnbild eines Transponders, welcher als Antenne dient, und
Fig. 5 schematisch in Seitenansicht eine rotative Ausführungsform der Erfindung mit einem Rotationsprägezylinder als Heißprägestempel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist in schematisierter Schnitt-Darstellung eine erste Ausführungsform 11 der Folie 1 gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels 2 dargestellt. Die Folie 11 enthält ein Kunststoff-Trägerband 110, welches bevorzugt eine PE- Folie ist. Auf dem Kunststoff-Trägerband 110 ist eine Wachsschicht 112 aufgebracht. Des Weiteren enthält die Folie 11 in dieser Ausführungsform auf der Wachsschicht 112 Schutzschicht 112 aus schützendem Lack. Als nächstes enthält die Folie eine Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material. Als elektrisch leitfähiges Material ist bevorzugt Kupfer vorgesehen. Über der Metallschicht 114 ist eine Kleberschicht 115 aufgebracht.
In der Darstellung von Fig. 1 ist weiterhin ein flexibler Träger 3 gezeigt, der als Substrat für die auf ihn übertragenen Teile der Folie 1 dient. Diese Teile sind die Klebschicht 115, die Metallschicht 114 und die Schutzschicht 113.
In Fig. 2 ist schematisch in Schnitt-Darstellung eine zweite Ausführungsform 12 der Folie 1 gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels und ähnlich der Anordnung von Fig. 1 dargestellt. Diese Ausführungsform 12 der Folie 1 enthält eine anders aufgebaute Schutzschicht 113', die aus einer Schicht 15 aus Basislack und aus einer Schicht 14 aus Prägelack besteht, wobei die Schicht 14 aus Prägelack die die Metallschicht 114 gegen Korrosion schützende Schicht ist.
In Fig. 3 ist in schematisierter Schnitt-Darstellung eine dritte, keine Schutzschicht enthaltende Ausführungsform 13 der Folie 1 gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Heißprägestempels 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Möglichkeit vorgesehen, dass nach der Heißpräge-Übertragung entweder eine Schutzfolie auflaminiert wird oder eine schützende Lackschicht aufgesprüht wird. Dies ist in den Figuren im Einzelnen nicht dargestellt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Heißprägestempel 2 in Richtung des Doppelpfeiles 4 nach unten auf die Folie 1 gedrückt und damit in Richtung auf den flexiblen Träger 3, der von einer in Fig. 5 dargestellten, als Gegenlager dienenden Gegendruckrolle 5 getragen ist. Auf dem Heißprägestempel 2 sind die zu übertragenden Muster in der Weise aufgebracht, dass der Heißprägestempel 2 in Richtung auf die Folie 11 und den Träger 3 vorspringende Teile 20 aufweist. Diese sehen in der Darstellung von den Fig. 1-3 wie Zähne aus.
Die Wirkungsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nun folgende. Der Heißprägestempel 2 ist beheizt. Die Wärme wird durch die vorspringenden Teile 20, die mit der Unterseite 111 der Folie 1 bzw. damit deren Kunststoff-Trägerband 110 in Berührung stehen, auf die Kontaktierungsbereiche konzentriert und begrenzt durch dieses hindurch auf die Wachsschicht 112, die auch als Release- oder Freigabe-Schicht bezeichnet werden kann, übertragen. Die Wärmeeinwirkung auf die Unterseite 111 des Kunststoff-Trägerbandes 110 erfolgt mit einer derartigen Temperatur, dass das Wachs der Wachsschicht 112 direkt über dem berührenden Musterteil 20 schmilzt und das darüber befindliche Material der Schicht aus leitfähigem Material 114 mittels des darüber befindlichen Klebstoffes der Kleberschicht 115 mustergenau auf den flexiblen Träger 3 übertragen wird. Vorzugsweise liegen die Übertragungstemperaturen im Bereich von 170°-220°Celsius. Die Übertragung erfolgt rotativ kontinuierlich mit linienförmigem Kontakt mittels eines Rotationsprägezylinders 25 in Fig. 5 oder diskontinuierlich mit flächigem Kontakt mittels eines entsprechend flächig gestaltetem Heißprägestempel 2. Die Zuführung der Folie 1 und des flexiblen Trägers 3 sowie die Zustellung und Bewegung des Heißprägestempels 2 ist darauf jeweils passend abgestimmt. Die Heizung des Heißprägestempels 2 kann mit Öl oder elektrisch erfolgen.
Die auf den flexiblen Träger 3 zu übertragenden Muster sind als hervorstehende, erhabene Teile 20 auf dem flachen oder zylinderförmigen Heißprägestempel 2 vorgesehen. In Fig. 4 ist als Beispiel eines solchen Musters 40 schematisch in Draufsicht das Leiterbahnbild eines Transponders, welcher als Antenne dient, gezeigt. Die in Form einer rechteckigen Spirale ausgeführte Leiterbahn 41 beginnt an einem dreieckförmigen ersten Anschlusspad 42 und endet in einem rechteckigen vergrößerten zweiten Anschlusspad 43. An diese Anschlusspads kann beispielsweise ein Bauteil wie ein entsprechendes Chip zur Bildung eines Sicherheitsetikettes elektrisch angeschlossen werden. Es ist klar und selbstverständlich, dass darüber hinaus eine Vielzahl anderer Muster möglich sind, die zum einen auf dem Heißprägestempel 2 vorgesehen sind und die zum anderen auf den flexiblen Träger 3 übertragbar sind. So können mit der Erfindung Leiterbahnmuster der klassischen gedruckten Schaltungen und Platinen hergestellt werden, die anschließend in Einschicht- und Mehrschichttechnik anwendbar sind. Die Erfindung eröffnet hier eine enorme Vielzahl von möglichen Mustern und bietet hohe Flexibilität in der Anwendung.
In Fig. 5 ist schematisch in Seitenansicht eine rotative Ausführungsform der Erfindung mit einem Rotationsprägezylinder 2' als Heißprägestempel 2 dargestellt. Von einer Zuführungsrolle 30 wird der folienförmige flexible Träger 3, auf den das Muster aufgeprägt werden soll, in geeignet gewählter Anschmiegung über eine Umlenkrolle 53 zwischen den als Heißprägestempel 2 dienenden Rotationsprägezylinder 2' und die als Auflage dienende Gegendruckrolle 5 geführt. Von der Übertragungsstelle, dem linienförmigen Berührungsbereich zwischen Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5, wird der mit dem Muster versehene flexible Träger 3' über eine geeignet angeordnete Umlenkrolle 53' zu einer Aufwickelrolle 30' geführt und dort als fertiges Produkt aufgewickelt. Die Folie 1, welche die zu übertragende Schicht 114 mit dem elektrisch leitenden Material enthält, wird von einer Vorratsrolle 10 in geeignet gewählter Anschmiegung über eine geeignet angeordnete Umlenkrolle 51 ebenfalls zwischen den als Heißprägestempel 2 dienenden Rotationsprägezylinder 2' und die als Auflage dienende Gegendruckrolle 5 geführt. Von der Übertragungsstelle, dem linienförmigen Berührungsbereich zwischen Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5, wird die Folie 1', aus der das Muster herausgeprägt wurde, über eine geeignet angeordnete Umlenkrolle 51' zu einer Aufwickelrolle 10' geführt und dort aufgewickelt. Durch zwei weitere dargestellte Umlenkrollen 56 und 56' kann die Folie 1 und 1' in einem anderen Winkel der Übertragungsstelle zugeführt und von ihr abgeführt werden. Die weitere Anpassung der Anschmiegung ist auch für den flexiblen Träger 3 möglich, jedoch sind keine entsprechenden Umlenkungen gezeigt.
Der Rotationsprägezylinder 2' ist zusammen mit einer Anpressrolle 52, die verstärkten Druck auf die Rotationsprägezylinder 2' ausübt, in einer Kulisse 54 angebracht, die in einer Tragaufnahme 55 in Richtung des Doppelpfeils 4 auf und ab bewegbar ist. Auf diese Weise können Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5 mit der Folie 1 und dem flexiblen Träger 3 dazwischen entweder mit dem richtigen Druck zum Prägen zusammengebracht werden oder auseinandergefahren werden. Gestrichelt eingezeichnet ist im linken Teil der Tragaufnahme 55 eine Vorwärmekammer 57, durch die die Folie 1 vor der Heißprägung hindurch geleitet wird. Durch die Vorwärmung wird die eigentliche Heißprägung und damit die Musterübertragung wesentlich unterstützt und verbessert. Die Vorwärmekammer 57 ist durch einen Abschluss gegenüber der Umgebung verschließbar und bei Bewegungsstillstand, wenn weder die Folie 1 noch der flexible Träger 3 vorgeschoben wird, und Abheben des Heißprägestempels 2 bzw. 2' von der Gegendruckrolle 5 geöffnet wird. Damit steht die Vorwärmekammer bei Stillstand mit der Umgebung im Wärmeaustausch, so dass die durchlaufende, dann stehende, Folie 1 keinen Schaden nimmt. Der Abschluss kann in vorteilhafter Ausgestaltung durch die Kulisse 54 gebildet werden.
Zwischen der Übertragungsstelle, dem linienförmigen Berührungsbereich zwischen Rotationsprägezylinder 2' und Gegendruckrolle 5, und der Aufwickelrolle 30' für den mit dem Muster versehenen flexiblen Träger 3' kann zur Aufbringung einer Schutzschicht auf dem durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger entstandene Muster aus elektrisch leitfähigem Material, eine Laminierstation zum Aufbringen einer Schutzfolie oder eine Besprühstation zum Aufsprühen einer Schutzschicht vorgesehen sein. Dies ist in Fig. 5 nicht dargestellt. Vorteilhaft ist dies dann, wenn eine Folie 1 in der Ausführungsform 13 gemäß Fig. 3, das heißt ohne Schutzschicht, verarbeitet wird.
Entsprechend einem weiteren ganz wesentlichen Aspekt vorliegender Erfindung ist die Folie 1, die insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäß der Erfindung oder in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung besonders geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kunststoff-Trägerband 110 enthält, auf dem eine Wachsschicht 112 und darauf eine Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht ist und dass die Schicht aus elektrisch leitfähigem Material 114 mit einer Schicht aus Klebstoff 115 abgedeckt ist. Entsprechend einer ganz wesentlichen und zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäß gestalteten Folie 1 ist als elektrisch leitfähiges Material in der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material Kupfer vorgesehen.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin zwischen der Wachsschicht 112 und der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material eine diese schützende Abdeckschicht 113 oder 113' als Schutzschicht vorzusehen. Diese Form der Folie erübrigt ein separates Aufbringen eine Schutzfolie oder Aufsprühen einer entsprechenden Schutzschicht.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Folie zeichnet sich dadurch aus, dass das Kunststoff-Trägerband 110 eine Dicke von etwa 20 µm aufweist, die Wachsschicht 112 etwa 1-2 µm dick ist bzw. aus ca. 1,5-2 g/m2 Releaselack gebildet wird, die Schichtdicke der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere wenn sie als elektrisch leitfähiges Material Kupfer enthält, zwischen 0,2 µm und etwa 35 µm liegt, und die Schicht 115 aus Klebstoff etwa 2-4 µm beträgt bzw. aus ca. 2 -4 g/m2 Klebelack besteht.
Die eventuell zwischen der Wachsschicht 112 und der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material vorhandene und diese schützende Abdeckschicht 113 kann eine Dicke von etwa 1,5 µm haben bzw. aus ca. 1,5 g/m2 Prägelack gebildet sein. Die in Fig. 2 gezeigte Schutzschicht 113', die zwischen der Wachsschicht 112 und der Schicht 114 aus elektrisch leitfähigem Material vorhanden ist, besteht aus der Prägelackschicht 14 und der Basislackschicht 15. Diese beiden Schichten 14 und 15 haben zusammen oder einzeln etwa auch die Stärke von etwa 1-2 µm bzw. besteht aus ca. 1-2 g/m2 Prägelack und gegebenenfalls aus ca. 1-2 g/m2 Basislack.
Insgesamt bietet die erfindungsgemäß gestaltete Folie zusammen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine vorteilhafte, kostengünstige und überaus vielseitige Möglichkeit, um elektrisch leitfähige Muster auf flexiblen Trägern bzw. Substraten für eine Vielzahl von Anwendungen herzustellen.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, insbesondere aus Kupfer, wobei die Muster selbst ein elektrisches Bauteil sein können und/oder elektrische Bauteile miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass
das Muster mittels Heißprägung auf einen flexiblen Träger übertragen wird,
die Übertragung von einer Folie erfolgt, wobei die Folie ein Kunststoff-Trägerband enthält, auf dem eine Schicht aus leitfähigem Material aufgebracht ist, und wobei zwischen der Schicht aus leitfähigem Material und dem Kunststoff- Trägerband eine Wachsschicht und auf der Schicht aus leitfähigem Material eine Klebstoffschicht vorgesehen ist, und
bei der Übertragung die Wärmeeinwirkung auf die Unterseite des Kunststoff-Trägerbandes mit einer derartigen Temperatur erfolgt, dass das Wachs direkt über dem berührenden Musterteil schmilzt und das darüber befindliche Material der Schicht aus leitfähigem Material mittels des darüber befindlichen Klebstoffes mustergenau auf den flexiblen Träger übertragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung vorzugsweise mit einer Temperatur von 170°-220° Celsius erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung rotativ kontinuierlich mit linienförmigem Kontakt erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung schrittweise diskontinuierlich mit flächigem Kontakt erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger entstandene Muster aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Schutzschicht versehen ist oder versehen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, oder einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitfähiges Material Kupfer in der entsprechenden Schicht vorgesehen ist.
7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zu übertragende Muster (40) auf einem Heißprägestempel (2, 2') vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (2) ein Rotationsprägezylinder (2') oder ein flächiger Prägestempel ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Heißprägestempel (2, 2') eine elektrisch oder mit Öl betriebene Heizung vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorwärmekammer (57) vorgesehen ist, durch welche die elektrisch leitfähiges Material enthaltende Folie (1) vor der Übertragung hindurchläuft.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmekammer (57) durch einen Abschluss (54) verschließbar ist, welcher bei Anhalten der Bewegung der Folie (1) und Abheben des Heißprägestempels (2') die Vorwärmekammer (57) öffnend verschiebbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufbringung einer Schutzschicht (113, 113') auf dem durch Übertragung mittels Heißprägung auf dem flexiblen Träger (3, 3') entstandene Muster (40) aus elektrisch leitfähigem Material, eine Laminierstation zum Aufbringen einer Schutzfolie oder eine Besprühstation zum Aufsprühen einer Schutzschicht vorgesehen ist.
13. Folie (1), insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kunststoff-Trägerband (110) enthält, auf dem eine Wachsschicht (112) und darauf eine Schicht 114) aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht ist und dass die Schicht (114) aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Schicht (115) aus Klebstoff abgedeckt ist.
14. Folie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitfähiges Material in der Schicht (114) aus elektrisch leitfähigem Material Kupfer vorgesehen ist.
15. Folie nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wachsschicht (112) und der Schicht (114) aus elektrisch leitfähigem Material eine diese schützende Abdeckschicht (113, 113') vorgesehen ist.
16. Folie nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Trägerband (110) eine Dicke von etwa 12-25 µm aufweist, die Wachsschicht (112) etwa 1-2 µm dick ist bzw. aus ca. 1,5-2 g/m2 Releaselack gebildet wird, die Schichtdicke der Schicht (114) aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere wenn sie als elektrisch leitfähiges Material Kupfer enthält, zwischen 0,2 µm und etwa 35 µm liegt, und die Schicht (115) aus Klebstoff etwa 2-4 µm beträgt bzw. aus ca. 2-4 g/m2 Klebelack besteht.
17. Folie nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Wachsschicht (112) und der Schicht (114) aus elektrisch leitfähigem Material vorhandene und diese schützende Abdeckschicht (113, 113') eine Dicke von etwa 1-2 µm hat bzw. aus ca. 1-2 g/m2 Prägelack, gegebenenfalls mit Basislack, besteht.
DE2000133507 2000-07-11 2000-07-11 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Mustern auf Trägern, sowie Folie dazu Ceased DE10033507A1 (de)

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