DE1220916B

DE1220916B - Verfahren zur Herstellung elektrischer Stromwege

Info

Publication number: DE1220916B
Application number: DEJ23806A
Authority: DE
Inventors: Donald S Weed
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1962-06-06
Filing date: 1963-06-01
Publication date: 1966-07-14
Also published as: US3248474A; GB963107A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIb

Deutschem.: 21c-2/34

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

J23806VIIId/21c
1. Juni 1963
14. Juli 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Stromwege durch spanabhebende Bearbeitung einer kartenförmigen Schicht. Auf diese Weise hergestellte elektrische Stromkreise sind besonders geeignet für Grundstromkreise, die auch in supraleitenden Schaltungen verwendet werden können.

Derartige Stromkreise sind besonders einfach herstellbar mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, indem die Schicht aus einer innigen Mischung eines Kunststoffes mit einem Weichmetall aufgebaut wird und in die Schichtoberfläche Linien eingeritzt bzw. Löcher gebohrt werden, die mit ihren durch die Bearbeitung entstandenen, in der Dickendimension der Schicht liegenden Flächen die Stromwege bilden.

Es ist zwar ein Verfahren bekannt, bei dem ebenfalls durch spanabhebende Bearbeitung einer Schicht Stromwege gebildet werden, jedoch wird hierbei der Stromweg durch Trennen des den Stromweg bildenden Teiles einer Kupferschicht von dem übrigen Teil der Kupferschicht hervorgerufen, d. h., es wird der Stromweg gewissermaßen ausgeschnitten, wodurch ein in der Schichtebene liegendes Schichtgebilde bestimmter Form den Stromweg bildet. Aus diesem Grund ist es unbedingt notwendig, daß die Schicht auf einem Träger aus Isolierstoff aufgebracht wird, damit die einzelnen flächenhaften Stromweggebilde zueinander eine feste Zuordnung haben. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden jedoch keine flächenhaften Stromwege hergestellt, sondern es werden die Stromwege durch in der Dickendimension der Schicht liegende Flächen gebildet durch ein Verschmieren des Weichmetalls zu einer ununterbrochenen Fläche beim Einritzen der Linien in die Schichtoberfläche bzw. beim Bohren der Löcher. Es ist dadurch ein Träger aus Isolierstoff entbehrlich, und außerdem ist der Herstellungsvorgang wesentlich verkürzt, denn um z. B. einen zwei Punkte verbindenden geraden Stromweg zu erzeugen, ist lediglich eine einzige Linie in die Sc'hichtoberfläche zu ritzen und sind zur elektrischen Verbindung der an diesen Punkten aufgesetzten Bauelemente je eine Bohrung zu bohren, wohingegen mit dem bekannten Verfahren außer den ebenfalls erforderlichen Bohrungen zweimal die die beiden Punkte verbindende Strecke und zweimal die die Breite des Stromweges darstellende Strecke mit dem Fräswerkzeug abzufahren ist.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand von in den Figuren veranschaulichten, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stromkreisen erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schicht für Verfahren zur Herstellung elektrischer Stromwege

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Donald S. Weed, Hurley, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 6. Juni 1962 (200 574) - -

elektrische Stromwege, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in der Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in der Fig. 1,

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schicht für elektrische Stromwege, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 5 eine andere Schicht mit einem relativ breiten elektrischen Stromweg und

F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in der Fig. 5.

Die Schicht 2, der durch Gießen, Pressen oder auf anderer Weise die Form einer Karte gegeben ist, besteht aus einer innigen Mischung von 10 °/o Epoxyd-Harz und 90% Metall, wobei letzteres vorzugsweise weich, z. B. Blei, ist. Es können auch andere leitende Metalle, wie Kupfer, Aluminium usw., verwendet werden. Es ist selbstverständlich, daß das Verhältnis des Metalls zum Epoxyd-Harz über einen großen Bereich verändert werden kann. Die Größe und die Gestalt der Metallteilchen können verändert werden, um die optimale Metall- und Epoxyd-Kombination zu erzeugen, und das vorliegende Verhältnis wurde als ein typisches Beispiel der Kombination gewählt, die entweder bei für supraleitende Schaltungen benötigten extrem niedrigen Temperaturen oder bei Raumtemperaturen verwendet werden kann. Die in der Oberfläche der Schicht 2 befindlichen Nuten 4, 6 sind mit einem scharfen Werkzeug eingeritzt. Das

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Werkzeug hat daher die Oberfläche durchschnitten und ist hi das Innere der Schicht eingedrungen, wodurch die im Schichtmaterial eingebetteten Bleipartikelchen zu einem ununterbrochenen Weg verstrichen sind. Die Löcher 8, 10 sind in die Schicht 2 eingestanzt oder gebohrt, so daß das Blei ebenfalls durch Verschmieren eine ununterbrochene Fläche aus elektrisch leitendem Material bildet.

Gemäß der Fig. 2 weisen die Nuten in der Schicht 2 eine V-Form auf. Es ist somit jede Schenkelfläche 4', 4" bzw. 6', 6" der beiden V-förmigen Nuten leitend. Durch die V-Form entsteht ein relativ breiter elektrischer Weg bei einem relativ engen Schnitt in der Schicht 2.

Die zylindrischen elektrisch leitenden Wände 8', 10' können als elektrische Verbindungen zwischen allen Stromleitern verwendet werden, die in die Oberseite und die Unterseite der Schicht 2 eingeritzt sind.

Die F i g. 4 zeigt, wie man die in die Oberseite der Schicht 2 eingeritzten Stromwege mit den in die Unterseite der Schicht 2 eingeritzten Stromwegen verbinden kann. In ausgewählten Bereichen der Schicht 2 sind die Löcher 8, 10, 12 hergestellt. Die Nut 14 wird in die Oberseite der Schicht 2 eingeritzt, um die leitende Wand des Loches 10 mit der leitenden Wand des Loches 12 zu verbinden. In gleicher Weise wird die Nut 16 in die Unterseite der Schicht 2 eingeritzt, um die leitende Wand des Loches 12 mit der leitenden Wand des Loches 8 zu verbinden. Demzufolge besteht ein leitender Weg von Loch 10 entlang der Nut 14 zum Loch 12 und entlang der Nut 16 vom Loch 12 zum Loch 8. Die elektrischen Wege sind somit durch Lochungs- oder Schneidvorgänge erzeugbar, die beide außerordentlich einfach ausführbar sind und lediglich mechanische Vorgänge entgegen jenen Verfahren, die Galvanik- oder Vakuumaufdampf-Techniken erfordern.

Die in der F i g. 5 dargestellte Schicht 2 besteht im Gegensatz zur oben beschriebenen Ausführung nicht nur aus einer Mischung von Epoxyd-Harz und Metallpartikeln, sondern aus einer Folie 18 aus Isolierstoff, auf welche die Mischung als Schicht aufgebracht ist. Eine derartige Schicht 2 ist so tief zu ritzen, bis die Isolierfolie 18 vom Anreißwerkzeug erreicht wird. Dadurch ist der in der Fig. 6 dargestellte Querschnitt erhaltbar, bei dem die Flächen 20, 22 leitend sind. Diese leitenden Flächen sind voneinander isoliert und können als getrennte Übertragungsleitungen verwendet werden. Auch hier werden wieder relativ breite leitende Flächen bei relativ engen Nutweiten erhalten, wobei darüber hinaus eine relativ hohe Dichte der Leitungen erzielbar ist.

Die dargesteUte und beschriebene Schicht ist außerordentlich einfach zu erzeugen, äußerst funktionssicher und kann bei Raumtemperaturen oder bei Temperaturen nahe, dem absoluten Nullpunkt verwendet werden, weil sich die Schicht 2 selbst als Ganzes im Ansprechen auf Temperaturschwankungen ändert. Außerdem besitzt die erfindungsgemäße Schicht eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, eine gute Wärmeleitfähigkeit, lange Lebensdauer und eine leichte Verbindbarkeit mit den jetzt in der Industrie verwendeten konventionellen Schaltungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Stromwege durch spanabhebende Bearbeitung einer kartenförmigen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) aus einer innigen Mischung eines Kunststoffes mit einem Weichmetall aufgebaut wird und in die Schichtoberfläche Linien (4, 6 bzw. 14, 16) eingeritzt bzw. Löcher (8, 10) gebohrt werden, die mit ihren durch die Bearbeitung entstandenen, in der Dickendimension der Schicht liegenden Flächen (4', 4"; 6', 6"; 8', 10' bzw. 20, 22) die Stromwege bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) aus einer Mischung von 10% Epoxyd-Harz und 90% Blei besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeritzten Linien (4, 6 bzw. 14, 16) etwa einen V-förmigen Querschnitt aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien (14, 16) in beide Seiten der kartenförmigen Schicht eingeritzt werden und Bohrungen (8, 10) an ausgewählten Stellen der Schicht sowohl die Stromwege darstellenden Linien (14, 16) beider Schichtseiten verbinden als auch den Anschluß externer Stromleitungen erlauben.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) auf einer Folie

(18) aus Isolierstoff angeordnet ist und daß das Werkzeug beim Einritzen von Linien durch die Schicht (2) hindurch auf die Isolierstoffolie (18) trifft und in letztere geringfügig eindringt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 076 212.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen