DE2805535A1 - METHOD FOR ESTABLISHING A CONDUCTIVE CONNECTION THROUGH AN ELECTRONIC CIRCUIT BOARD - Google Patents
METHOD FOR ESTABLISHING A CONDUCTIVE CONNECTION THROUGH AN ELECTRONIC CIRCUIT BOARDInfo
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Description
taktieren der einzelnen Folien (63 bis 66, 71 bis 74) innerhalb der Löcher (75, 76) erfolgt.clocking the individual foils (63 to 66, 71 to 74) within the holes (75, 76) takes place.
8, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien in ihren in den Löchern liegenden Kontaktbereichen elektrisch verschweißt werden. 8, the method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the foils in their holes lying contact areas are electrically welded.
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Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen durch in elektronischen Leiterplatten vorgesehene Öffnungen.The invention relates to a method for producing conductive connections through in electronic circuit boards provided openings.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen durch die Öffnungen von elektronischen Leiterplatten oder -platinen bekannt. Das wohl bekannteste Verfahren des Durchkontaktierens oder Durchbeschichtens durch die Löcher erfordert zahlreiche Verfahrensschritte, wobei die in den einzelnen Verfahrensschritten verwendeten verschiedenen chemischen Bäder sorgfältig einzustellen sind.There are already numerous methods of making conductive connections through the openings of electronic Circuit boards or boards known. Probably the best known method of through-hole plating or plating through the holes requires numerous process steps, with those in the individual process steps different chemical baths used must be carefully adjusted.
Zur Herstellung eines leitenden Kontakts von einer Seite der Platine zur anderen ist es ferner bekannt, Lötaugen oder Stifte zu verwenden.To produce a conductive contact from one side of the board to the other, it is also known to use soldering eyes or use pens.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes und schnelleres, nicht chemisches Verfahren zum Durchkontaktieren von Leiterplatten zu schaffen.In contrast, the object of the invention is to provide an improved and faster, non-chemical method for through-hole plating of creating printed circuit boards.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Danach werden Löcher in der Leiterplatte gebildet und auf beide Seiten der Leiterplatte je eine leitende Metallfolie gelegt. Durch gegeneinander gerichtete Kräfte werden die Folien durch die Löcher miteinander in Berührung gebracht. Die dabei angewendeten Kräfte sind so groß, daß ein Kaltverschweißen der Folien erfolgt. In einer anderen Ausführung werden die Folien zur Bildung einer Ultraschallbindung in Schwingungen versetzt. Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung werden die Folien unter Anwendung von Hitze thermisch verschweißt oder verklebt.A method according to claim is used to solve this problem 1. Then holes are made in the circuit board and a conductive one on each side of the circuit board Metal foil laid. By opposing forces, the foils are brought into contact with one another through the holes brought. The forces applied are so great that the foils are cold-welded. In another Execution, the foils are made to vibrate to form an ultrasonic bond. According to another embodiment According to the invention, the films are thermally welded or glued using heat.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures; show it:
Figur 1 eine Seitenansicht von symmetrischen Kontaktierungsgesenken, von einer isolierenden Leiterplatte und von leitfähigen Folien;Figure 1 is a side view of symmetrical contacting dies, from an insulating circuit board and from conductive foils;
Figur 2 eine Seitenansicht der Leiterplatte gemäß Figur 1 mit durchkontaktierten leitfähigen Folien;FIG. 2 shows a side view of the printed circuit board according to FIG. 1 with through-plated conductive foils;
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Figur 3 eine Seitenansicht eines einzelnen Kontaktierungsgesenks, einer Grundplatte, einer isolierenden Leiterplatte und von leitfähigen Folien;FIG. 3 shows a side view of an individual contacting die, a base plate, an insulating circuit board and conductive foils;
Figur 4 eine Seitenansicht der Leiterplatte gemäß Figur 3 mit durchkontaktierten Folien;FIG. 4 shows a side view of the printed circuit board according to FIG. 3 with plated-through foils;
Figur 5 eine Seitenansicht von symmetrischen Kontaktierungsgesenken, von mehreren isolierenden Leiterplatten und mehreren leitfähigen Folien; undFIG. 5 shows a side view of symmetrical contacting dies, of multiple insulating circuit boards and multiple conductive foils; and
Figur 6 eine Seitenansicht der Leiterplatten gemäß Figur 5 mit durchkontaktierten mehrfachen leitfähigen Folien.FIG. 6 shows a side view of the printed circuit boards according to FIG. 5 with through-plated multiple conductive ones Foils.
Figur 1 zeigt in einer isolierenden Leiterplatte 10 vorgesehene Löcher 11 und 12. Auf beiden Seiten der Leiterplatte 10 liegen leitfähige Folien 13 und 14 und überdecken das Loch 11. Die Folien 15 und 16 liegen auf beiden Seiten der Leiterplatte 10 und überdecken das zweite Loch 12. Ein Kontakt ierungsgesenk 20 besitzt einen ersten und zweiten Kontaktierungsstempel 31 und 33, die dem ersten Loch 11 bzw. dem zweiten Loch 12 zugewandt sind. Ein zweites Kontaktierungsgesenk 21 ist mit einem dritten Kontaktierungsstempel 32 dem Loch 11 und mit einem vierten Kontaktierungsstempel 34 dem Loch 12 zugewandt.FIG. 1 shows holes 11 and 12 provided in an insulating circuit board 10. Conductive foils 13 and 14 lie on both sides of the circuit board 10 and cover the hole 11. The foils 15 and 16 lie on both sides of the circuit board 10 and cover the second hole 12 . a contact ierungsgesenk 20 has a first and second Kontaktierungsstempel 31 and 33, which are facing the first hole 11 and second hole 12. A second contacting die 21 faces the hole 11 with a third contact punch 32 and faces the hole 12 with a fourth contact punch 34.
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Gemäß Figur 2 liegen die leitfähigen Folien 13 und 14 auf den einander gegenüberliegenden Außenflächen der isolierenden Leiterplatte 10 und stehen im Loch 11 miteinander in Kontakt. In ähnlicher Weise liegen die Folien 15 und 16 auf je einer Seite der Leiterplatte 10 und stehen innerhalb des Lochs 12 miteinander in Berührung.According to Figure 2, the conductive foils 13 and 14 are on the opposite outer surfaces of the insulating circuit board 10 and are in the hole 11 with each other Contact. The foils 15 and 16 are in a similar manner each on one side of the circuit board 10 and are in contact with one another within the hole 12.
Gemäß Figur 1 und 2 sind die Löcher 11 und 12 zuvor in der Leiterplatte 10 geformt. Nach dem Formen dieser Löcher werden die leitfähigen Folien, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium, auf jede Seite der Leiterplatte 10 derart aufgelegt, daß die zuvor gebildeten Löcher von den leitfähigen Folien überdeckt sind. Die Kontaktierungsgesenke 20 und 21 bestehen vorzugsweise aus gehärtetem Stahl. Ihr erster und dritter Kontaktierungsstempel 31 und 32 sind so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen. Die isolierende Leiterplatte 10 wird mit den darauf liegenden leitfähigen Folien 13, 14, 15 und 16 zwischen die Kontaktierungsgesenke geschoben, und die Löcher werden in bezug auf die einander gegenüberliegenden Gesenkstempel ausgerichtet. Hierauf werden die Gesenke zusammengedrückt, wobei der erste Gesenkstempel 31 die erste leitfähige Folie 13 und der dritte Gesenkstempel 32 die dritte leitfähige Folie 14 berührt. Die beiden Folien 13 und 14 werden dabei im Loch nach innen gedrückt, bis sie einander berühren. Wenn die FolienAccording to FIGS. 1 and 2, the holes 11 and 12 are previously formed in the circuit board 10. After shaping these holes will be the conductive foils, for example made of copper or aluminum, placed on each side of the circuit board 10 in such a way that that the previously formed holes are covered by the conductive foils. The contacting dies 20 and 21 are preferably made of hardened steel. Your first and third contacting stamps 31 and 32 are arranged so that that they are facing each other. The insulating circuit board 10 is conductive with the lying on it Foils 13, 14, 15 and 16 between the contacting dies and the holes are aligned with respect to the opposing dies. Be on it the dies are pressed together, the first die 31 having the first conductive foil 13 and the third Die 32 touches the third conductive foil 14. The two foils 13 and 14 are inwardly in the hole pressed until they touch each other. When the slides
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einander berührt haben, dann werden sie zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mechanisch miteinander verbunden. Dies erfolgt entweder durch Anwendung einer entsprechend großen Kraft auf die Kontaktierungsgesenke 20 und 21 zur Bildung einer Kaltverschweißung der Folien 13 und 14, durch Schwingungsanregung der Kontaktierungsgesenke 20 und 21 zur Bildung einer Ultraschallbindung, oder durch Erwärmung zum Weich- oder Hartverlöten der Folien 13 und 14. Auf ähnliche Weise werden die leitfähigen Folien 15 und 16 mit Hilfe der KontaktierungsStempel 33 und 34 miteinander verbunden. Figur 2 zeigt die dabei gebildete leitfähige Verbindung. Die Folien 13 und 14 sind im Loch 11 und die Folien 15 und 16 im Loch 12 galvanisch miteinander verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einander gegenüberliegenden Folien in ihrem gesamten Kontaktbereich miteinander verbunden. Gegebenenfalls können die Kontaktierungsstempel auch so geformt sein, daß sie ein Loch durch die in Verbindung gebrachte Fläche stanzen und die Folien sich lediglich am Umfang des Loches berühren.have touched each other, then they are mechanically connected to each other to establish an electrical connection. This is done either by applying a correspondingly large force to the contacting dies 20 and 21 for formation a cold welding of the foils 13 and 14, by vibrating the contacting dies 20 and 21 for Formation of an ultrasonic bond, or by heating for soft or hard soldering of the foils 13 and 14. On similar Way, the conductive foils 15 and 16 with the help of Contacting stamp 33 and 34 connected to one another. figure 2 shows the conductive connection formed in the process. The foils 13 and 14 are in the hole 11 and the foils 15 and 16 in the Hole 12 galvanically connected to one another. In the illustrated embodiment, the opposite Foils connected to one another in their entire contact area. If necessary, the contacting stamps can also be shaped so that they punch a hole through the mated surface and the foils are only on Touch the circumference of the hole.
In einer Ausführung der Erfindung sind in einer Leiterplatte 40 Löcher 41 und 42 gemäß Figur 3 gebildet und leitfähige Folien 43 und 44 auf beide Seiten der Leiterplatte 40 unter Abdeckung des Loches 41 gelegt. Ein weiteres Loch 42 ist durch ebenfalls auf beiden Seiten der Leiterplatte 40 liegendeIn one embodiment of the invention, holes 41 and 42 according to FIG. 3 are formed in a circuit board 40 and are conductive Foils 43 and 44 placed on both sides of the circuit board 40 under cover of the hole 41. Another hole 42 is through also lying on both sides of the circuit board 40
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leitfähige Folien 45 und 46 überdeckt. Ein Kontaktierungsgesenk 5O besitzt einen dent Loch 4Ί gegenüberliegenden Kontaktierungsstempel 52 sowie einen dem Loch 42 ebenfalls gegenüberliegenden Kantaktierungsstempel 53. Unter der Leiterplatte 4O liegt eine Grundplatte 51 mit ebener, dem Kontaktierungsgesenk 5O zugewandter Oberfläche.conductive foils 45 and 46 covered. A contacting die 5O has a contacting stamp opposite the hole 4Ί 52 and a cantacting stamp 53 also opposite the hole 42. Under the Circuit board 4O is a base plate 51 with flat, the Contacting die 5O facing surface.
Gemäß Figur 4 liegen die Folien 43 und 44 auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 4O> sie sind jedoch im Loch 41 verbunden, und zwar ebenso wie die Folien 45 und 46 im Loch 42 miteinander verbunden sind.According to FIG. 4, the foils 43 and 44 lie on opposite sides of the printed circuit board 40, but they are connected in the hole 41, specifically in the same way as the foils 45 and 46 are connected to one another in the hole 42.
Das anhand der Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine ähnliche Verbindung der leitfähigen Folien wie das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2, wobei jedoch bei der Ausführung gemäß Figur 3 und 4 lediglich ein Kontaktierungsgesenk verwendet wird. Das galvanische Verbinden der leitfähigen Folien erfolgt bei der Ausführung gemäß Figur 3 und 4 aufgrund der gegen die Grundplatte 51 gedrückten Kontaktierungsstempel 52 und 53. Dadurch liegt die Kontaktzone näher an den unteren Folien 44 und 46 und nicht in halber Höhe der Löcher wie beim Ausführungsbei— spiel gemäß Figur 1 und 2.The exemplary embodiment illustrated with reference to FIGS. 3 and 4 shows a similar connection of the conductive foils to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, but only one contacting die is used in the embodiment according to FIGS. 3 and 4. The galvanic connection of the conductive foils takes place in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 due to the contacting stamps 52 and 53 pressed against the base plate 51. As a result, the contact zone is closer to the lower foils 44 and 46 and not halfway up the holes as in the embodiment. game according to Figures 1 and 2.
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Figur 5 zeigt drei isolierende Leiterplatten 60, 61 und 62, die bezüglich ihrer durchgehenden Löcher 75 und 76 ausgerichtet sind. Auf der Oberseite der ersten Leiterplatte 6O liegen leitfähige Folien 63 und 67, zwischen der ersten und zweiten Leiterplatte 60 und 61 sind Folien 64 und 72 vorgesehen, zwischen der zweiten und dritten Leiterplatte 61 und 62 liegen Folien 65 und 73 und die Unterseite der dritten Leiterplatte 62 ist von Folien 66 und 74 überdeckt. Alle leitfähigen Folien 63, 64, 65 und 66 überdecken das Loch 75, während die leitfähigen Folien 71, 72, 73 und 74 über dem Loch 76 liegen. Ein an dem Kontaktierungsgesenk 8O angeordneter Kontaktierungsstempel 32 fluchtet mit dem Loch 75 und liegt einem am unteren Kontaktierungsgesenk 81 vorgesehenen Kontaktierungsstempel 84 gegenüber. In ähnlicher Weise fluchtet ein am Kontaktierungsgesenk 8O vorgesehener Kontaktierungsstempel 83 mit dem Loch 76 und einem gegenüberliegenden Kontaktierungsstempel 85 des unteren Kontaktierungsgesenks 81.Figure 5 shows three insulating circuit boards 60, 61 and 62 aligned with respect to their through holes 75 and 76 are. Conductive foils 63 and 67 lie on top of the first printed circuit board 6O, between the first and On the second circuit board 60 and 61, foils 64 and 72 are provided between the second and third circuit boards 61 and 62 are foils 65 and 73 and the underside of the third circuit board 62 is covered by foils 66 and 74. All conductive foils 63, 64, 65 and 66 cover the hole 75, while the conductive foils 71, 72, 73 and 74 over the Hole 76 lie. A contacting die 32 arranged on the contacting die 8O is aligned with the hole 75 and lies opposite a contacting die 84 provided on the lower contacting die 81. In a similar way A contacting die 83 provided on the contacting die 8O is aligned with the hole 76 and an opposite one Contacting stamp 85 of the lower contacting die 81.
Die isolierenden Leiterplatten 6O, 61 und 62 sowie die leitfähigen Folien 63 bis 66 und 71 bis 74 sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 in gleicher Weise wie bei Figur 5 angeordnet.The insulating circuit boards 6O, 61 and 62 as well as the conductive ones In the exemplary embodiment according to FIG. 6, foils 63 to 66 and 71 to 74 are in the same way as in FIG 5 arranged.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen die galvanische Verbindung von mehreren leitfähigen Schichten durch mehrere Leiterplatten hindurch. Die mechanische Bindung der mehreren Folien wird in gleicher Weise wie zuvor erreicht. Die mehreren Folienschichten können somit auch durch Verwendung von nur einem Gesenk mit darunter liegender Grundplatte gemäß Figur 3 und 4 verbunden werden.Figures 5 and 6 show the galvanic connection of several conductive layers by several circuit boards through. The mechanical bonding of the multiple foils is achieved in the same way as before. The multiple layers of film can thus also by using only one die with an underlying base plate according to FIG. 3 and 4 can be connected.
Obgleich hauptsächlich Kaltverschweißung und Ultraschallverschweißung der leitfähigen Folien beschrieben wurde, sind natürlich auch andere Verbindungsverfahren denkbar. Falls die zu verbindenden Metallfolien in bestimmter Weise ausgewählt und in bestimmten Schutzgasatomsphären verschweißt werden, dann erhält man mit wesentlich weniger Kraftaufwand als bei der Kaltverformung eine Schmelzverschweißung. Man kann aber auch andererseits die Metallfolien bis nahe ihrem Schmelzpunkt erwärmen und anschließend zur Bildung einer thermischen Schweißstelle gegeneinander drücken. Es sind ferner auch andere bekannte Lötoder Schweißverfahren verwendbar.Although mainly cold welding and ultrasonic welding of the conductive foils has been described, other connection methods are of course also conceivable. If the metal foils to be connected are selected in a certain way and welded in certain protective gas atomic spheres a fusion weld is achieved with considerably less effort than with cold forming. On the other hand, however, the metal foils can also be heated to near their melting point and then heated press against each other to form a thermal weld. There are also other known soldering devices Welding process can be used.
Es wird darauf hingewiesen, daß anstelle der Verbindung von Folien auch Drähte oder Metallbänder in der erfindungsgemäßen Weise verbindbar sind. Das gleiche gilt für eine Kombination von Folien, Drähten und Bändern.It should be noted that instead of the connection of foils, wires or metal strips in the inventive Way are connectable. The same goes for a combination of foils, wires and tapes.
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