DE1233231B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer gedruckten Schaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C 23 c

Deutsche Kl.: 48 b-11/04

Nummer: 1233 231

Aktenzeichen: U 9017 VI b/48 b

Anmeldetag: 4. Juni 1962

Auslegetag: 26. Januar 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer gedruckten Schaltung. Mit diesem in der Fachsprache üblichen Stichwort »gedruckte Schaltung« soll auf das Enderzeugnis hingewiesen werden. Es soll nicht bedeuten, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Druckverfahren bzw. eine Druckvorrichtung ist.

Im weiteren Sinne versteht man unter einer gedruckten Schaltung eine elektrisch isolierende Grundplatte, auf deren Oberfläche sich Leitungszüge befinden. Diese Leitungszüge lassen sich auch so ausbilden, daß sie nicht nur einfache Leiter darstellen, sondern auch Widerstände und Kapazitäten. Zum Herstellen solcher gedruckter Schaltungen hat man bereits von Vakuumverfahren Gebrauch gemacht, mit denen dünne Überzüge aus einem leitenden Werkstoff auf die isolierende Grundplatte aufgebracht werden. Gemäß einem anderen bekannten Verfahren trägt man ein Reduktionsmittel auf eine auf der Grundplatte befindliche Vorlage auf. Das Ganze wird dann in einer Gasatmosphäre erwärmt, und die Leitungszüge werden damit »aufgebrannt«. Dieses Verfahren ist aufwendig, umständlich und neigt zu Ungenauigkeiten und Verformungen. Eines der Hauptprobleme und ein Nachteil dieser bekannten Verfahren liegt darin, daß in der Oberfläche der Grundplatte geringe Verformungen oder Sprünge auftreten, die eine Schlierenwirkung hervorrufen und gute elektrische Kontakte unmöglich machen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer gedruckten Schaltung, wobei zum Erzeugen dieser gedruckten Schaltung Leitungszüge, Widerstände, Kapazitäten und elektronische Kreise auf einer isolierenden Grundplatte ausgebildet werden und die fertige gedruckte Schaltung eine glatte Oberfläche erhält.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren geht man dabei so vor, daß auf eine aus einem Metalloxyd bestehende Grundplatte ein Reduktionsmittel aufgebracht und diese Platte an denjenigen Stellen, an denen der Leitungszug gebildet werden soll, örtlich erhitzt wird. Die Hitze reduziert in Zusammenwirkung mit dem Reduktionsmittel das nichtleitende Metalloxyd zu reinem Metall, das elektrisch leitend ist.

In besonderer Ausbildung dieses Grundverfahrens sieht die Erfindung vor, daß eine Grundplatte aus Aluminiumoxyd verwendet wird, während als Reduktionsmittel Kohlenstoff in Pulverform verwendet wird.

Als Hitzequelle sieht die Erfindung einen Elek-

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer gedruckten Schaltung

Anmelder:

United Aircraft Corporation,

East Hartford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Berkenfeld, Patentanwalt,

Köln-Lindenthal, Universitätsstr. 31

Als Erfinder benannt:
Helmut Julius Schwarz,
Simsbury, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 7. Juni 1961 (115 500)

tronenstrahl vor, mit dem die Grundplatte abgetastet wird, indem Grundplatte und Elektronenstrahl gegeneinander bewegt werden.

Statt das Reduktionsmittel vorher ganzflächig auf die Grundplatte aufzubringen, sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, daß das Reduktionsmittel an der Auftreffstelle des Elektronenstrahles örtlich in Pulver- oder Gasform zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich leicht automatisch durchführen, da Elektronenstrahlmaschinen bekannt sind, die eine gesteuerte Abtastung einer Grundplatte durch den Elektronenstrahl zulassen.

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch eine Halterung für die Grundplatte, Mittel zum Projizieren eines scharf gebündelten, hochenergetischen Strahles auf die Oberfläche der Grundplatte, Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Strahl und Grundplatte und Mittel zum Zuführen eines Reduktionsmittels mindestens an der Auftreffstelle des Strahles.

In einer Abwandlung sieht die Erfindung vor, daß die Mittel zum Zuführen des Reduktionsmittels die Form einer Düse haben.

Die Erfindung wird nun am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform beschrieben. Dabei ist

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Elektronenstrahlmaschine bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäß verwandte Grundplatte und

609 759.351

F i g. 3 die perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß hergestellten Leiterplatte während einer späteren Herstellüngsstufe.

Die Fig. 1 zeigt eine Elektronenstrahlmaschine mit einer Kathode 10 und einer Anode 12. Der Elektronenstrahl 14 wird durch die bei 16 angedeutete Vorrichtung gebündelt. Zum Verformen oder Ablenken des Elektronenstrahles 14 dient eine Steuervorrichtung 18. Der Elektronenstrahl trifft anschließend auf die Grundplatte 20 auf. Es ist gleichgültig, ob sich zum Erzeugen der Leitungszüge auf der Grundplatte 20 entweder der Elektronenstrahl 14 gegenüber der Grundplatte 20 bewegt oder umgekehrt.

Für die Zwecke der Erfindung anwendbare Elektroncnstrahlmaschinen werden in den USA.-Patent-Schriften 2778926, 2793281 und 2860251 erläutert.

Eine weitere anwendbare Elektronenstrahlmaschine wird in dem Aufsatz »Electron Beams Machine by Vaporization« auf S. 986 in einer Ausgabe der Metalworking Production vom 5. Juni 1959 beschrieben.

Ein nichtleitendes Metalloxyd, wie Aluminiumoxyd, wird z. B. als Grundplatte verwendet. Diese Grundplatte kann jede beliebige Form annehmen, die für das endgültige Erzeugnis gewünscht wird. Bei der Ausführung nach F i g. 2 wird die Oberfläche des Aluminiumoxyds 32 mit Kohlenstoff 30 in Pulverform überzogen, der in einem flüchtigen Bindemittel suspendiert ist. Man verwendet z. B. eine Suspension von Kohlenstoff in Alkohol. Der Elektronenstrahl wird dann derart geführt, daß er auf dem Aluminiumoxyd 32 den Leiter im gewünschten Schema aufzeichnet. Die durch den Elektronenstrahl hervorgerufene Wärme verwandelt das Aluminiumoxyd auf der Oberfläche in reines Aluminium, wobei sich der freiwerdende Sauerstoff mit dem Kohlenstoff zu Kohlenstoffdioxyd verbindet. Der damit auf der Oberfläche des Aluminiumoxyds 32 entstehende Leiter aus Aluminium ist ein guter elektrischer Leiter. Der Leiter läßt sich zum Beschälten von Transistoren od. dgl. verwenden. .

Die Stellen an der Oberfläche des Aluminiumoxyds 32, die mit dem Elektronenstrahl nicht in Berührung gekommen sind, werden anschließend gereinigt. Zweckmäßig wird deshalb die für das Bindemittel verwendete Suspension so ausgewählt, daß sich eine einfache Reinigung ergibt und keine Rückstände oder Verschmutzungen auf der Grundplatte verbleiben.

Das vorstehend erläuterte Verfahren läßt sich auch mit anderen Metalloxyden und Reduktionsmitteln durchführen.

In F i g. 3 wird schematisch eine Ausführung gezeigt, bei der ein völliges Überziehen mit dem Reduktionsmittel überflüssig wird. Bei dieser Ausführung zeichnet ein Elektronenstrahl 42 ein Leitungsschema auf die Oberfläche 46 der Grundplatte 40. Ein Reduktionsmittel in Pulver- oder Gasform wird mit einer Düse 48 an der Auftreffstelle des Elektronenstrahles 42 auf die Oberfläche 46 gegeben. Als Reduktionsmittel kommt Kohlenstoff in Pulverform oder ein Reduktionsgas, wie Wasserstoff, in Frage. Flüssige Reduktionsmittel mit einem Gehalt an Kohlenstoff und niedrigem Dampfdruck sind anwendbar, falls der Elektronenstrahl in einer Atmosphäre mit niedrigem Druck arbeiten muß. Als ein Beispiel sei auf Silikonöle hingewiesen. Weitere Reduktionsmittel sind Kohlenstoffdioxyd oder Kohlenstofftetrafluorid.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung auf einer isolierenden Grundplatte, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine aus einem Metalloxyd bestehende Grundplatte ein Reduktionsmittel aufgebracht und diese Platte an denjenigen Stellen, an denen der Leitungszug gebildet werden soll, örtlich erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte aus Aluminiumoxyd verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Kohlenstoff in Pulverform verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird, indem Grundplatte und Elektronenstrahl gegeneinanderbewegt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel an der Auftreffstelle des Elektronenstrahles örtlich in Pulver- oder Gasform zugeführt wird.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Halterung für die Grundplatte (20, 40), Mittel (10, 12, 16) zum Projizieren eines scharf gebündelten, hochenergetischen Strahles (14, 12) auf die Oberfläche der Grundplatte (20, 40), Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Strahl (14, 42) und Grundplatte (20, 40) und Mittel zum Zuführen eines Reduktionsmittels (30) mindestens an der Auftreffstelle des Strahles (14, 42).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Düse (48) zur Zufuhr des Reduktionsmittels (30).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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