DE102014203380A1

DE102014203380A1 - Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers

Info

Publication number: DE102014203380A1
Application number: DE102014203380.2A
Authority: DE
Inventors: Paul Hund; Michael Schlitzkus; Ruben Wahl; Ralf Diekmann; Guido Bernd Finnah; Klaus Zeh; Frieder Sundermeier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines wenigstens eine Durchkontaktierung (4, 8) und elektrische Leiterbahnen (3) aufweisenden Schaltungsträgers (1, 7), aufweisend wenigstens die Schritte: – Herstellen eines elektrisch isolierenden Substrats (2) mittels eines Spritzgießwerkzeugs unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens, wobei in dem Spritzgießwerkzeug wenigstens eine Metallhülse (5, 9), deren axiale Länge (l) der Dicke (d) des herzustellenden Substrats (2) entspricht, derart angeordnet wird, dass eine Längsachse (L) der Metallhülse (5, 9) quer zu dem herzustellenden Substrat (2) angeordnet ist und dass axiale Kontaktenden (6, 10) der Metallhülse (5, 9) bündig mit einander gegenüberliegenden Seiten des herzustellenden Substrats (2) abschließen; und – Anordnen der Leiterbahnen (3) an dem Substrat (2), derart, dass die axialen Kontaktenden (6, 10) der Metallhülse (5, 9) körperlich und elektrisch leitend mit den Leiterbahnen (3) verbunden sind.

Description

Stand der Technik
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2007 002 940 U1 ist ein elektronisches Bauteil mit einem elektrischen Schaltungsträger und einem Körper bekannt, wobei zwischen dem elektrischen Schaltungsträger und dem Körper mindestens eine Nietverbindung ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines wenigstens eine Durchkontaktierung und elektrische Leiterbahnen aufweisenden Schaltungsträgers, aufweisend wenigstens die Schritte:

– Herstellen eines elektrisch isolierenden Substrats mittels eines Spritzgießwerkzeugs unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens, wobei in dem Spritzgießwerkzeug wenigstens eine Metallhülse, deren axiale Länge der Dicke des herzustellenden Substrats entspricht, derart angeordnet wird, dass eine Längsachse der Metallhülse quer zu dem herzustellenden Substrat angeordnet ist und dass axiale Kontaktenden der Metallhülse bündig mit einander gegenüberliegenden Seiten des herzustellenden Substrats abschließen; und
– Anordnen der Leiterbahnen an dem Substrat, derart, dass die axialen Kontaktenden der Metallhülse körperlich und elektrisch leitend mit den Leiterbahnen verbunden sind.

Durch das Verbinden der Metallhülse mit dem Substrat unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens entsteht eine sehr robuste und dauerhafte Verbindung zwischen diesen Bauteilen eines Schaltungsträgers. Bei einer Durchführung des Spritzgießverfahrens wird die Metallhülse formschlüssig mit dem jeweilig verwendeten Spritzgießmaterial umspritzt. Die nach Durchführung des Spritzgießverfahrens erfolgende Anordnung der Leiterbahnen an dem Substrat kann auf herkömmliche Art und Weise durchgeführt werden, wobei die axialen Kontaktenden der Metallhülse bei der Anordnung der Leiterbahnen an dem Substrat elektrisch leitend mit den Leiterbahnen verbunden werden. Die Längsachse der Metallhülse ist vorzugsweise senkrecht zu dem herzustellenden Substrat angeordnet. Die Metallhülse bildet eine Durchkontaktierung aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist prozesssicher und für einen großindustriellen Einsatz ausgelegt, da keine manuellen Schritte zur Anordnung einer Durchkontaktierung an dem Substrat erforderlich sind. Stattdessen kann die Anordnung einer Durchkontaktierung an dem Substrat vollautomatisiert und maschinell erfolgen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren zur automatisierten Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen an einem Substrat unter Verwendung eines MID(„molded interconnected device“)-Verfahrens angeordneten Leiterbahnen geeignet. Als Molded Interconnect Devices (Spritzgegossene Schaltungsträger) werden elektronische Bauteile bezeichnet, bei denen metallische Leiterbahnen auf spritzgegossene Kunststoffträger aufgetragen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Automobilbereich zur Herstellung von Schaltungsträgern eingesetzt werden, insbesondere da mittels einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Durchkontaktierung eine sehr langlebige elektrische Kontaktierung zwischen an einem Substrat angeordneten Leiterbahnen sichergestellt werden kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Metallhülse verwendet, die an wenigstens einem axialen Kontaktende einen umlaufenden Flanschabschnitt aufweist. Hierdurch wird die Verbindung zwischen der Metallhülse und dem Substrat weiter verbessert, was sich vorteilhaft auf die Dauerhaftigkeit dieser Verbindung aufweist. Vorzugsweise weist jedes axiale Kontaktende der Metallhülse einen umlaufenden Flanschabschnitt auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Leiterbahnen unter Verwendung eines Plasmastrukturierungsverfahrens an dem Substrat angeordnet. Es können aber auch andere Verfahren zum Anordnen der Leiterbahnen an dem Substrat verwendet werden, mit denen eine elektrische Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen und den axialen Kontaktenden der Metallhülse, insbesondere automatisiert, herstellbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Schaltungsträger mit einem elektrisch isolierenden Substrat, an dem Substrat angeordneten Leiterbahnen und wenigstens einer Durchkontaktierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierung eine unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens mit dem Substrat verbundene Metallhülse aufweist, deren axiale Länge einer Dicke des Substrats entspricht, wobei eine Längsachse der Metallhülse quer zu dem Substrat angeordnet ist, und wobei axiale Kontaktenden der Metallhülse bündig mit einander gegenüberliegenden Seiten des Substrats abschließen und elektrisch leitend mit den Leiterbahnen verbunden sind. Mit diesem Schaltungsträger sind die oben mit Bezug auf das Verfahren genannten Vorteile entsprechend verbunden. Der Schaltungsträger kann insbesondere gemäß dem oben genannten Verfahren hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Metallhülse an wenigstens einem axialen Kontaktende einen umlaufenden Flanschabschnitt auf. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Verfahrens genannten Vorteile entsprechend verbunden.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen
1: eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers und
2 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers 1. Der Schaltungsträger 1 umfasst ein elektrisch isolierendes Substrat 2, an dem Substrat 2 angeordnete Leiterbahnen 3 und eine Durchkontaktierung 4.
Die Durchkontaktierung 4 weist eine unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens mit dem elektrisch isolierenden Substrat 2 verbundene Metallhülse 5 auf. Die axiale Länge l der Metallhülse 5 entspricht der Dicke d des Substrats 2. Die Längsachse L der Metallhülse 5 ist quer zu dem Substrat 2 angeordnet. Die axialen Kontaktenden 5 der Metallhülse 5 schließen bündig mit einander gegenüberliegenden Seiten des herzustellenden Substrats 2 ab und sind elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 3 verbunden.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers 7. Der Schaltungsträger 7 umfasst ein elektrisch isolierendes Substrat 2, an dem Substrat 2 angeordnete Leiterbahnen 3 und eine Durchkontaktierung 8.
Die Durchkontaktierung 8 weist eine unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens mit dem elektrisch isolierenden Substrat 2 verbundene Metallhülse 9 auf. Die axiale Länge l der Metallhülse 9 entspricht der Dicke d des Substrats 2. Die Längsachse L der Metallhülse 9 ist quer zu dem Substrat 2 angeordnet. Die axialen Kontaktenden 10 der Metallhülse 9 schließen bündig mit einander gegenüberliegenden Seiten des Substrats 2 ab und sind elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 3 verbunden. Die Metallhülse 9 weist an beiden axialen Kontaktenden 10 jeweils einen umlaufenden Flanschabschnitt 11 auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007002940 U1 [0001]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines wenigstens eine Durchkontaktierung (4, 8) und elektrische Leiterbahnen (3) aufweisenden Schaltungsträgers (1, 7), aufweisend wenigstens die Schritte: – Herstellen eines elektrisch isolierenden Substrats (2) mittels eines Spritzgießwerkzeugs unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens, wobei in dem Spritzgießwerkzeug wenigstens eine Metallhülse (5, 9), deren axiale Länge (l) der Dicke (d) des herzustellenden Substrats (2) entspricht, derart angeordnet wird, dass eine Längsachse (L) der Metallhülse (5, 9) quer zu dem herzustellenden Substrat (2) angeordnet ist und dass axiale Kontaktenden (6, 10) der Metallhülse (5, 9) bündig mit einander gegenüberliegenden Seiten des herzustellenden Substrats (2) abschließen; und – Anordnen der Leiterbahnen (3) an dem Substrat (2), derart, dass die axialen Kontaktenden (6, 10) der Metallhülse (5, 9) körperlich und elektrisch leitend mit den Leiterbahnen (3) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallhülse (5, 9) verwendet wird, die an wenigstens einem axialen Kontaktende (6, 10) einen umlaufenden Flanschabschnitt (11) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (3) unter Verwendung eines Plasmastrukturierungsverfahrens an dem Substrat (2) angeordnet werden.
Schaltungsträger (1, 7) mit einem elektrisch isolierenden Substrat (2), an dem Substrat (2) angeordneten Leiterbahnen (3) und wenigstens einer Durchkontaktierung (4, 8), dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierung (4, 8) eine unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens mit dem Substrat (2) verbundene Metallhülse (5, 9) aufweist, deren axiale Länge (l) einer Dicke (d) des Substrats (2) entspricht, wobei eine Längsachse (L) der Metallhülse (5, 9) quer zu dem Substrat (2) angeordnet ist, und wobei axiale Kontaktenden (6, 10) der Metallhülse (5, 9) bündig mit einander gegenüberliegenden Seiten des Substrats (2) abschließen und elektrisch leitend mit den Leiterbahnen (3) verbunden sind.
Schaltungsträger (1, 7) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (5, 9) an wenigstens einem axialen Kontaktende (6, 10) einen umlaufenden Flanschabschnitt (11) aufweist.