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Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung mit Hilfe von Bandleitern oder Drähten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung, bei dem Bandleiter oder Drähte in Form von selbständigen, einzelnen oder auch zusammenhängenden Einheiten unter Druck mit dem Trägerkörper verbunden werden.
Es ist zwar bekannt, in Geräten der Schwachstromtechnik, wie z. B. .in elektronischen Steuerungen für Maschinen, Transistorradios und dergleichen, sogenannte gedruckte Schaltungen zu verwenden, die derart hergestellt sind, dass auf einer isolierten Platte, z. B. auf galvanischem Wege, eine dünne Kupferschicht niedergeschlagen wird, welche nachfolgend durch Ätzen und Waschen derart präpariert wird, dass das gewünschte Schaltungsbild entsteht. Hier wird beachtlich an Material eingespart. Die gedruckte Schaltung waist jedoch verschiedene Nachteile auf.
Der wesentlichste Nachteil besteht darin, dass durch das Wegätzen die schädliche Leitfähigkeit zwischen den einzelnen Bandleitern vergrössert wird. Auch sind düe Seitenkanten der Bandleiter der gedruckten Schaltung zerklüftet, so dass hier eine relativ hohe Feldstärke vorliegt, welche den Beginn eines, Kriechstromes zwischen den Bandleitern b #- günstigt, was bekanntlich zum Leistungsabfall, zu Kurzschlüssen oder @Unresonanzen der Schaltung führt.
Die hohe Feldstärke an den Kanten der Bandleiter in der gedruckten Schaltung wird auch dadurch begünstigt, dass trotz der geringen Dicke der Bandleiter diese erhabene Teile auf der Oberfläche der Tafel bilden und mit ihren Kanten mindestens teilweise etwas vorstehen. Beim bekannten Verfahren, dünne Metallstreifen auf Bakelit oder dergleichen anzupressen und thermoplastisch aufzuzementieren, werden lediglich die Kanten in die isolierende Platte eingedrückt.
Auch hier steht der Bandleiter mehr als erforderlich bzw. zulässig über der Plattenebene vor, die Kanten hoher Feldstärke sind nicht abgeschirmt, und es ergeben sich nach wie vor Kriechströme.
Es sind noch andere Verfahren bekannt, bei denen dünne Bandleiter etwa vollständig in die Oberfläche des Trägerkörpers eingepresst werden. Dies allein genügt aber nicht, die hinreichende Isolierung zu gewährleisten, da hier das Problem der gerade von den Kanten ausgehenden Störwirkung überhaupt nicht berücksichtigt wird. Aber gerade bei einer gedruckten Schaltung mit den kleinen Abständen von Leiter zu Leiter, aber grossen Leiterwegen, ist die Frage der einwandfreien Isolation von grösster Bedeutung.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu finden, mit dem die genannten Nachteile vermieden werden können.
Erfindungsgemäss wird das bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die Bandleiter bzw. Drähte unter Anwendung eines Pressdruckes, zumindest auf einen Teil des Leiterquerschnittes, flächig in den Trägerkörper eingepresst werden und die Bandleiterkanten bzw. die nach dem !Einpressen Kanten bildenden Teile der Drähte mindestens teilweise mit einem elektrisch isolierenden Lacküberzug versehen werden.
Dabei ist besonders vorteilhaft, den .isolierenden L7berzug vor dem Einpressen auf die Leiterkanten aufzubringen. Hierdurch wird die hohe, zu Kriechströmen Anlass gebende Feldstärke an den Kanten herabgesetzt und die Korrosion unterbunden, weil gerade an diesen gefährlichen Stellen ein hinreichender Lacküberzug vorgesehen wird.
Mittels dieses Verfahrens kann eine Schalttafel, ein Schalttafelteil oder dergleichen geschaffen werden, dessen Bandleiter in der Regel zwar dicker als diejenigen einer gedruckten Schaltung sind, die aber nicht nur kompakter und widerstandsfähiger in der Bauart sind, sondern auch Kriechströmen einen örtlich höheren Widerstand entgegensetzen. Das Herstellungsverfahren ist einfach und billig. Man ist in der Lage, Bandleiter mit einwandfreien, nicht zerklüfteten Kanten herzustellen.
Der elektrisch isolierende Lacküberzug kann elastisch sein und kann gegebenenfalls auch andere Teile des Bandleiters, insbesondere dessen Oberseite,
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und/oder benachbarte Teile des Trägerkörpers mit erfassen.
Vielfach ist es erforderlich, eine biegsame Trägerplatte zu verwenden. Hier versagen die bekannten gedruckten Schaltungen insofern, als die recht dünnen, auf dem Niederschlagweg hergestellten und somit nicht kompakt zusammenhängenden Bandleiter brüchig werden oder aufplatzen, so dass die Leitung unterbrochen wird. Dies ist bei der erfindungsgemäss hergestellten Schaltung nicht möglich, da ihre Bandleiter, aus z. B. Kupfer, im Bereich 20.-200,u genügend dehnbar sind. Vorteilhafterweise kann man einen Lacküberzug verwenden, der z.
B. auf eine Polyamid- oder Polyurethan- basis zurückgeht und dehnbarer ist als der Werkstoff der Trägerplatte. Man kann vorteilhaft einen Poly- vinylacetal- oder Terephthaipolyesterlack oder auch einen hochhitzebeständigen Lack verwenden.
Eine schematische Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen plattenförmigen Trägerkörper, der auf der Oberseite mit quer verlaufenden, auf der Unterseite mit längs verlaufenden metallischen Bandleitern versehen ist, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Trägerkörper, mit rasterförmig aufgebrachten Bandleitern,
und Fig. 4 eine entsprechende Draufsicht auf einen plat- tenförmigen Trägerkörper, wobei ein Leitungsschaltbild, gewonnen aus einem rasterförmigen Bandleiterfeld, dargestellt ist, Fig. 5 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 2, mit schematischer Darstellung der Isolation an Band- leiterkanten.
Der Trägerkörper kann ein räumlicher Körper mit sechs oder mehr Seitenflächen oder auch ein gekrümmter dreidimensionaler Körper sein. Im Ausführungsbeispiel ist es eine Platte 10, die aus elektrisch isolierendem Werkstoff, wie Phenol-Harz-Hartpapier, Melamin-Ep- oxyd, aus Silikonharzen, mit anorganischen Füllstoffen wie Glasfasern, aus Polytetrafluoräthylen oder einem anderen geeigneten Kunststoff bestehen kann.
Platte 10 weist an einer Oberfläche quer, z. B. parallel zueinander verlaufende Bandleiter 11, 12 usw., z. B. aus Kupfer, auf, mit gleicher oder verschiedener Bandbreite. Die Banddicke liegt vorzugsweise in den Grenzen 20-200 ,cc und kann insbesondere 100 ,u betragen. Die Unterseite der Platte 10 kann ebenfalls Bandleiter 13, 14 aufweisen, die gestrichelt dargestellt sind und, z. B. in der Längsrichtung, aber wiederum parallel zueinan- der, verlaufen.
Die Bandleiter können auch diagonal oder zickzack-förmig verlaufen.
Aus Fig. 2 und 5 gehen im einzelnen die Anordnung und Isolierung der Bandleiter an der Oberfläche der Platte 10 hervor. Da die Platte aus einem nachgiebigen Werkstoff besteht, werden die Bandleiter 13 usw. in die Platte hineingepresst. Vorbeilhafterweise wird eine widerstandsfähigem Oberfläche gebildet, die me- chanisch keine Angriffspunkte bietet.
Vor allem gestattet die Anordnung die Herabsetzung der Kriechströme, indem die Bandleiter 12, 13, 14 usw. an Kanten, und insbesondere bevor sie an der Platte 10 befestigt werden, mit einem Lacküberzug 19 versehen werden (Fig. 5), welcher sowohl elektrisch isoliert als auch eine evtl. Korrosion herabsetzt. Hierzu eignen sich z. B. Lacke, die auf der Basis von Polyamiden, Polyurethanen oder dergleichen aufgebaut sind.
Es können auch an- dere Kunstharzlacke usw. verwendet werden. Ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung sieht die Verwendung eines Lackes vor, der dehnbar und gegebenenfalls auch thermisch beständiger als der Werkstoff der Platte 10 ist. Verwendet man aus Materialersparnis eine dünne Platte 10, so werden die Platte und die Bandleiber gebogen.
In der Platte 10 können Risse oder dergleichen auftreten; ist dies der Fall, bleibt die Dehnung des Lackes aber noch genügend gross und im Elastizitäts- bereich und der Lack rissfrei.
Die Platte 10 kann imprägniert sein. Ferner kann der Einpressvorgang der Bandleiter unter Wärmeanwen- dung .erfolgen. Der Bandleiter kann nicht nur rechteckige überginge haben, sondern Sektoren, gekrümmte Bahnen usw., z. B. für Drehkontakte oder Drehschalter. Als Ausgangsmaterial kann man z. B. im Querschnitt runde Drähte verwenden, die durch den Einpressvorgang im fertigen Erzeugnis eine bandförmige, seitlich verbreiterte, z. B. ovale Gestalt annehmen können.
In besonderen Fällen sind Trägerkörper und Bandleiter hoher Temperatur ausgesetzt. Hier wird die Werkstoffauswahl derart getroffen, dass der Lackwerkstoff thermisch beständiger als der Werkstoff der Trägerplatte oder dergleichen ist. Als Anwendungsgebiet kann der Raketenbau genannt werden.
Um den Bandleiter selbst von einer unerwünschten Beeinflussung durch hohe Temperaturen weitgehend abzuschirmen, muss im Bereich ansteigender Temperatur für die Leitfähigkeit etwa ein konstanter Wert verlangt werden. In einem Schaubild, wo auf der Ordinate die Leitfähigkeit, auf der Abszisse die Temperatur aufgetragen ist, erreicht man durch den erfindungsgemässen Vorschlag einen zur Temperaturachse im wesentlichen parallelen Verlauf, wobei der Ordinatenwert bei extremer Temperatur dann natürlich ansteigt.
In diesem Schaubild gilt für den Werkstoff des Trägerkörpers jedoch der schnellere, lineare Anstieg der Leitfähigkeit.
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Method for producing a printed circuit with the aid of strip conductors or wires The invention relates to a method for producing a printed circuit in which strip conductors or wires in the form of independent, individual or connected units are connected to the carrier body under pressure.
Although it is known in devices of the low-voltage technology, such. B. to use in electronic controls for machines, transistor radios and the like, so-called printed circuits, which are manufactured in such a way that on an insulated plate, e.g. B. by galvanic means, a thin copper layer is deposited, which is subsequently prepared by etching and washing in such a way that the desired circuit pattern is created. Considerable material savings are made here. However, the printed circuit has several disadvantages.
The main disadvantage is that the etching away increases the harmful conductivity between the individual strip conductors. The side edges of the strip conductors of the printed circuit are also jagged, so that there is a relatively high field strength here, which favors the start of a leakage current between the strip conductors b #, which is known to lead to a drop in performance, to short circuits or non-resonance of the circuit.
The high field strength at the edges of the strip conductors in the printed circuit is also favored by the fact that, despite the small thickness of the strip conductors, they form raised parts on the surface of the board and their edges protrude at least partially. In the known method of pressing thin metal strips onto Bakelite or the like and cementing them thermoplastically, only the edges are pressed into the insulating plate.
Here, too, the strip conductor protrudes more than necessary or permissible above the plane of the plate, the edges of high field strengths are not shielded, and leakage currents still result.
Other methods are also known in which thin strip conductors are pressed approximately completely into the surface of the carrier body. However, this alone is not sufficient to ensure adequate insulation, since the problem of the disturbing effect emanating from the edges is not taken into account at all. But especially with a printed circuit with small distances from conductor to conductor but large conductor paths, the question of perfect insulation is of the greatest importance.
The invention was based on the object of finding a method of the type mentioned at the outset with which the disadvantages mentioned can be avoided.
According to the invention, this is achieved in a method of the type mentioned in that the strip conductors or wires are pressed flat into the carrier body using a pressing pressure, at least on a part of the conductor cross-section, and the strip conductor edges or the parts that form edges after the pressing in the wires are at least partially provided with an electrically insulating lacquer coating.
It is particularly advantageous to apply the insulating L7 coating to the conductor edges before pressing it in. As a result, the high field strength at the edges, which gives rise to leakage currents, is reduced and corrosion is prevented because a sufficient coating of paint is provided precisely at these dangerous points.
By means of this method, a switchboard, a switchboard part or the like can be created whose strip conductors are generally thicker than those of a printed circuit, but which are not only more compact and resistant in construction, but also offer a locally higher resistance to leakage currents. The manufacturing process is simple and cheap. It is possible to manufacture strip conductors with flawless, non-jagged edges.
The electrically insulating lacquer coating can be elastic and can optionally also other parts of the strip conductor, in particular its upper side,
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and / or detect adjacent parts of the carrier body.
In many cases it is necessary to use a flexible carrier plate. The known printed circuits fail here insofar as the very thin strip conductors produced on the precipitation path and therefore not compactly connected become brittle or burst open, so that the line is interrupted. This is not possible with the circuit produced according to the invention, since its strip conductor, made of z. B. copper, in the range 20.-200, u are sufficiently flexible. Advantageously, you can use a paint coating that z.
B. is based on a polyamide or polyurethane base and is more flexible than the material of the carrier plate. It is advantageous to use a polyvinyl acetal or terephthalic polyester lacquer or a highly heat-resistant lacquer.
A schematic embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. 1 shows a plan view of a plate-shaped carrier body which is provided on the upper side with transverse metallic strip conductors and on the lower side with longitudinal metallic strip conductors, FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1, 3 shows a plan view of a carrier body with strip conductors applied in a grid-like manner,
and FIG. 4 shows a corresponding top view of a plate-shaped carrier body, showing a line circuit diagram obtained from a grid-shaped strip conductor field, FIG. 5 an enlarged section from FIG. 2 with a schematic illustration of the insulation at strip conductor edges.
The carrier body can be a three-dimensional body with six or more side surfaces or a curved three-dimensional body. In the exemplary embodiment, it is a plate 10 which can be made of electrically insulating material, such as phenol resin hard paper, melamine epoxy, silicone resins, with inorganic fillers such as glass fibers, polytetrafluoroethylene or another suitable plastic.
Plate 10 has on one surface transversely, e.g. B. parallel strip conductors 11, 12 etc., z. B. made of copper, with the same or different bandwidth. The band thickness is preferably within the limits 20-200 cc and can in particular be 100 µ. The underside of the plate 10 can also have strip conductors 13, 14, which are shown in dashed lines and, for. B. in the longitudinal direction, but again parallel to each other.
The strip conductors can also run diagonally or in a zigzag shape.
The arrangement and insulation of the strip conductors on the surface of the plate 10 can be seen in detail from FIGS. Since the plate is made of a flexible material, the strip conductors 13, etc. are pressed into the plate. Advantageously, a resistant surface is formed which mechanically does not offer any points of attack.
Above all, the arrangement allows the leakage currents to be reduced by providing the strip conductors 12, 13, 14 etc. at the edges, and in particular before they are attached to the plate 10, with a lacquer coating 19 (FIG. 5) which is both electrically insulated as well as possible corrosion. For this purpose, z. B. paints that are based on polyamides, polyurethanes or the like.
Other synthetic resin paints etc. can also be used. One embodiment of the invention provides for the use of a lacquer which is stretchable and, if necessary, also more thermally stable than the material of the plate 10. If a thin plate 10 is used to save material, the plate and the ligament are bent.
Cracks or the like may occur in the plate 10; if this is the case, however, the stretching of the lacquer remains sufficiently large and in the elasticity range and the lacquer remains free of cracks.
The plate 10 can be impregnated. Furthermore, the pressing-in process of the strip conductors can take place with the application of heat. The strip conductor can not only have rectangular transitions, but sectors, curved paths, etc., z. B. for rotary contacts or rotary switches. The starting material can be, for. B. use round wires in cross-section, which by the pressing process in the finished product a band-shaped, laterally widened, z. B. can assume an oval shape.
In special cases the carrier body and strip conductor are exposed to high temperatures. Here, the material is selected in such a way that the lacquer material is more thermally stable than the material of the carrier plate or the like. Rocket construction can be named as an area of application.
In order to largely shield the strip conductor itself from undesired influences from high temperatures, a constant value must be required for the conductivity in the area of increasing temperature. In a graph, where the ordinate is the conductivity and the abscissa the temperature, the proposal according to the invention results in a curve that is essentially parallel to the temperature axis, the ordinate value then naturally increasing at extreme temperatures.
In this diagram, however, the faster, linear increase in conductivity applies to the material of the carrier body.