DE1590345B1 - Verfahren zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen gedruckten Schaltungen und Verbindungselemente zum Durchfuehren des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen gedruckten Schaltungen und Verbindungselemente zum Durchfuehren des Verfahrens

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DE1590345B1
DE1590345B1 DE19661590345D DE1590345DA DE1590345B1 DE 1590345 B1 DE1590345 B1 DE 1590345B1 DE 19661590345 D DE19661590345 D DE 19661590345D DE 1590345D A DE1590345D A DE 1590345DA DE 1590345 B1 DE1590345 B1 DE 1590345B1
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Dahlgren Victor Fritz
Stearns Thomas Hoban
Tally Sidney Kenneth
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen gelöteter elektrischer Verbindungen zwischen gedruckten Schaltungen, insbesondere zwischen den gestapelten gedruckten Schaltungen eines sogenannten Schaltungsmoduls. Bei dem Verfahren werden die isolierenden Unterlagen der Schaltungen im Bereich der Leitungszüge mit durchgehenden Löchern versehen und in die Löcher elektrisch leitende Verbindungselemente eingeführt, die mindestens in den an die Leitungszüge angrenzenden Bereichen mit einem Lötmittel in Berührung gebracht sind. Die Erfindung betrifft außerdem Verbindungselemente zum Durchführen des Verfahrens.
  • Es ist ein obiges Verfahren bekannt, bei welchem die durchgehenden Löcher in den isolierenden Unterlagen mehrerer gedruckter Schaltungen mit einem Weichlötmittel ausgefüllt und dann die gedruckten Schaltungen, nachdem sie mittels einer entsprechenden Vorrichtung zu einem Stapel vereinigt worden sind, in ein ölbad eingetaucht werden. Sobald das Weichlötmittel durch ein langsames Erhitzen des Öl- bades zum Schmelzen gebracht worden ist, werden in die im Stapel übereinanderliegenden Löcher stiftartige Verbindungselemente eingeführt. Diese sind nach dem Abkühlen des ölbades in den Löchern verlötet und halten dann die einzelnen gedruckten Schaltungen zusammen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das langsame Erhitzen und Abkühlen im Ölbad äußerst aufwendig und langwierig ist. Damit Lötmittel aus den Löchern nicht an anderen Stellen der gedruckten Schaltungen haftenbleibt, müssen diese vor dem Erhitzen im ölbad mit einem das Lötmittel abstoßenden überzug versehen werden, der nach dem Abkühlen wieder entfernt werden muß. Da der ganze Stapel außerdem nach dem Abkühlen vom Öl gereinigt werden muß, sind Zwischenräume zwischen den einzelnen gedruckten Schaltungen erforderlich. Mit dem bekannten Verfahren kann also kein Schaltungsmodul aus bündig"aufeinandergestapelten gedruckten Schaltungen geschaffen werden. Schließlich bringen anschließende Lötarbeiten am fertigen Stapel immer die Gefahr mit sich, daß dabei die Verlötungen der Verbindungselemente in einzelnen Löchern wieder gelöst werden.
  • Letzteren Nachteil vermeidet ein anderes bekanntes Verfahren, bei welchem auf zwei Seiten einer isolierenden Unterlage einander gegenüberliegende Leitungszüge durch eine öffnung in der Unterlage hindurch miteinander verschweißt werden. Der Schweißvorgang wird mittels zweier Elektroden bewirkt, zwischen denen die beiden Leitungszüge gegeneinander gedrückt und durch die Wärmewirkung des elektrischen Stromes örtlich erhitzt werden. Mit diesemVerfahrenkönnen jedoch keine Verbindungen zwischen Leitungszügen auf verschiedenen, übereinander- j gestapelten isolierenden Unterlagen hergestellt werden.
  • Der Erfinduna liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich bei relativ geringem Aufwand und in kurzer Zeit mechanisch und elektrisch einwandfreie Verbindungen zwischen gedruckten Schaltungen herstellen lassen. Dabei soll es keine Rolle spielen, ob die zu verbindenden Leitungszüge dicht benachbart sind oder sich z. B. auf verschiedenen isolierenden Unterlagen eines Stapels gedruckter Schaltungen befinden. Ferner sollen geeignete Verbindungselemente zum Herstellen solcher Verbindungen angegeben werden.
  • Ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Hartlötmittel verwendet wird und die Verbindungselemente durch einen an ihren Enden zu beiden Seiten der Unterlagen zugeführten kurzen Stromimpuls auf eine das Hartlötmittel, aber nicht das Material der Verbindungselemente und der Leitungszüge zum Schmelzen bringende Temperatur erhitzt werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man wegen der Verwendung eines Hartlötmittels Verbindungen von großer mechanischer Festigkeit und ausgezeichneter elektrischer Sicherheit, und zwar auch dann, wenn relativ dünne oder flexible isolierende Unterlagen verwendet werden. Das Herstellen der Verbindungen mittels eines kurzen, den Verbindungselementen zugeführten Stromimpulses beansprucht nur wenig Zeit und ist mit einfachen Mitteln zu bewerkstelligen. Durch den Stromimpuls wird das je- weilige Verbindungselement in Bruchteilen einer Sekunde auf eine solche Temperatur erhitzt, daß das Hartlötmittel schmilzt und das Verbindungselement mit den unmittelbar benachbarten oder mit ihm in Berührung stehenden Leitungszügen verbindet. Wegen der außerordentlichen Kürze der Erhitzung ist dabei eine nennenswerte Schädigung oder Veränderung der isolierenden Unterlagen ausgeschlossen, auch wenn diese aus einem Material bestehen, das bei längerer Belastung mit der Schmelztemperatur des verwendeten Hartlötmittels beschädigt würde. Durch -eine entsprechende örtliche Verteilung des Hartlötmittels lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht diejenigen Stellen festlegen, an welchen eine Verbindung bewirkt werden soll. Einer besonderen Abdeckung der einzelnen gedruckten Schaltungen oder einer anderen Vorbereitung derselben bedarf es nicht. Daher können z. B. mehrere gedruckte Schaltungen ohne weiteres dicht zu einem Schaltungsmodul gepackt sein.
  • Wegen des hohen Schmelzpunktes ist es bei späteren normalen Lötarbeiten, z. B, zum Anbringen von Bauelementen, ausgeschlossen, daß sich die Hartlötverbindungen wieder lösen oder sich ihr übergangswiderstand erhöht. Es ist sogar ohne weiteres möglich, für die anschließenden normalen Lötarbeiten ein relativ hochschmelzendes Lötmittel zu verwenden. Es können daher komplizierte Schaltungsmodule oder gestapelte gedruckte Schaltungen, z. B. für Raumfahrtzwecke, hergestellt werden, die erheblich höheren Temperaturen standhalten als die bekannten, unter Verwendung relativ niedrigschmelzender Lötmittel hergestellten Schaltungsmodule. Schließlich haben temperaturabhängige Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen keine Wirkung auf hartgelötete Verbindungen, so daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren untereinander verbundene gedruckte Schaltungen eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer besitzen und auch unter äußerst ungünstigen Umgebungsbedingungen nicht versagen.
  • Verbindungen entstehen beim Erhitzen der Verbindungselemente nur dort, wo diese mit dem Hartlötmittel in Berührung gebracht worden sind. Sehr einfach ist es, dazu mindestens teilweise mit dem Hartlötrnittel überzogene Verbindungselemente zu verwenden. Relativ großflächige und daher mechanisch besonders feste Verbindungen erhält man, wenn das Hartlötmittel in Form dünner Plättchen zwischen die Verbindungselemente und die Leitungszüge gelegt wird. Die Verwendung einer Silberlegierung als Hartlötmittel wird bevorzugt. Der Schmelzpunkt der verwendeten Hartlötmittel sollte über 425' C liegen. Verwendet man als isolierende Unterlage der gedruckten Schaltungen ein mit Polyurethankunststoff überzogenes Glasfasergewebe, erhält man den Vorteil, daß der Polyurethankunststoff als Flußmittel für das Hartlötmittel wirkt, wodurch Verbindungen von besonders hoher mechanischer Festigkeit entstehen.
  • Verbindungselemente zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens können in verschiedenster Weise ausgebildet sein. Für die gegenseitige Verbindung gestapelter gedruckter Schaltungen hat sich ein Verbindun-selement in Form eines mit einem Hartlötmittel überzogenen Kupferstiftes besonders bewährt. Für das anschließende Anlöten von Bauteilen ist als Verbindungselement ein Röhrchen oder eine Hülse besonders geeignet, die an einem Ende einen radial vorspringenden Wulst aufweist, mit dem sie nach dem Einsetzen in ein Loch auf dem angrenzenden Leitungszug aufliegt. Verbindungselemente in Form von Kupferscheiben, die mindestens eine radial wegstehende Lasche aufweisen, ergeben Verbindungen mit besonders großen Kontaktflächen zu den Leitungszügen. Zur Herstellung von Verbindungen zwischen übereinanderliegenden gedruckten Schaltungen werden die Kupferscheiben wie die Schaltungen übereinander gestapelt. Die Anpassung an verschiedene Schaltungsmuster der einzelnen gedruckten Schaltungen ist dabei durch eine entsprechende Ausrichtung der Laschen besonders einfach. Wenn L-förmige Laschen an den Kupferscheiben vorgesehen sind, können dabei sich auch seitlich neben den Löchern erstreckende Leitungszüge erfaßt werden.
  • Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigt F i g. 1 die auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Schaltungsmoduls aus vier gedruckten Schaltungen, F i g. 2 die Draufsicht auf ein Schaltungsmodul aus acht einzelnen gedruckten Schaltungen nach F i g. 1, F i g. 3 das Schaltungsmodul der F i g. 2 beim Bohren eines Loches, F i g. 4 das Schaltungsmodul nach F i g. 2 mit einem in das Loch eingeführten Verbindungsstift, F i g. 5 das Schaltungsmodul nach F i g. 2 mit an den Verbindungsstift angelegten Elektroden, F i g. 6 einen Verbindungsstift im Schnitt, F i g. 7 die perspektivische Darstellung einer Verbindungsstelle zwischen einem Verbindungsstift und mehreren Leitungszügen eines Schaltungsmoduls unter Fortlassung des Isoliermaterials, F i g. 8 die Draufsicht auf eine Verbindung zwischen einem Verbindungselement in einer anderen Ausführungsform und Leitungszügen einer gedruckten Schaltung, F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g. 8, F i g. 10 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer aedruckten Schaltung mit einer weiteren Ausführungsform eines Verbindungselementes.
  • Gemäß F i g. 1 setzt sich ein Schaltungsmodul aus mehreren einzelnen übereinandergestapelten gedruckten Schaltungen 10, 11, 12, 13 usw. zusammen. Die gedruckten Schaltungen umfassen jeweils eine isolierende Unterlage 14 aus Kunststoff oder Glasfasermaterial, die mit einem isolierenden Kunststoff imprägniert oder überzogen ist und die mehrere Leitungszüge 15, 16, 17 usw. aus einem leitfähigen Matall, z. B. aus Kupfer, trägt. Die Leitungszüge sind auf die isolierende Unterlage auf beliebige bekannte Weise aufgebracht, z. B. durch Elektroplattieren, durch Ätzen unter Anwendung eines Abdeckmittels od. dgl. Beim Ausführungsbeispiel sind die einzelnen gedruckten Schaltungen 10, 11, 12 und 13 untereinander gleich, doch relativ zueinander so orientiert, wie es durch Deckungsmarken 18, 19, 20 und 21 angedeutet ist. Die Leitungszüge 15 bis 17 usw. bilden dadurch das bestimmte Leitungsschema, das für eine gewünschte Schaltung erforderlich ist. Die sich in gegenseitiger Deckung befindlichen gedruckten Schaltungen können unter der Einwirkung von Wärme und Druck zu einem geschichteten Verband vereinigt werden, wodurch das in F i g. 2 gezeigte Schaltungsmodul 22 entsteht, der sich aus acht gedruckten Schaltungen entsprechend den Schaltungen 10 bis 13 nach F i g. 1 zusammensetzt und bei dem die Leitungszüge das Leitungsschema 23 bilden. Selbstverständlich sind andere Anordnungen der Leitungszüge möglich.
  • An den Stellen, an denen die Leitungszüge auf den übereinanderliegenden Unterlagen elektrisch miteinander verbunden werden sollen, wird das Modul 22 mit durchgehenden Bohrungen versehen (vgl. F i g. 3). Diese Bohrungen oder Löcher können mit Hilfe von Drahtbohrern 24 oder auf beliebige andere geeignete Weise hergestellt werden. Die Anzahl der Bohrungen richtet sich natürlich nach der jeweils notwendigen Anzahl von Verbindungen zwischen den übereinanderliegenden gedruckten Schaltungen.
  • In jedes Loch im Modul wird ein elektrisch leitendes Verbindungselement, z. B. der in F i g. 6 in größerem Maßstabe dargestellte Verbindungsstift 25, eingeführt (vgl. F i g. 4). Der Verbindungsstift 25 ist durch einen massiven Kern 26 aus Kupfer oder Nickel gebildet, welcher auf der Außenseite einen überzug 27 aus einem Hartlötmittel, z. B. einer Silberhartlötlegierung, trägt. An Stelle eines massiven Kernes 26 kann auch ein Röhrchen oder ein Draht benutzt werden.
  • Wegen der hohen Schmelz- und Fließtemperatur der Hartlötmittel können die gebräuchlichen Heizmittel, Lötkolben, Lötlampen od. dgl., nicht benutzt werden, um die Temperatur des Verbindungsstiftes 25 bis zum Schmelzen des I-Iartlötmittels zu erhöhen, ohne daß gleichzeitig eine Beschädigung der isolierenden Unterlagen des Moduls eintritt. Daher wird der Verbindungsstift mit Hilfe eines kurzen elektrischen Stromimpulses erhitzt, der von einem Generator 28 erzeugt und über Elektroden 29 und 30 zugeführt wird, welche einander angenähert und gegen die Enden des Verbindungsstiftes 25 gedrückt werden (vgl. F i g. 5). Zweckmäßig ist ein Generator mit angebauten, gegen die Enden des Stiftes 25 drückbaren Elektroden vorgesehen. Der Generator kann mit einem Zeitgeber versehen sein, mit welchem die Impulsdauer festlegbar ist. Einwandfreie Ergebnisse wurden mit einem Generator mit einer Leistung von 3 kVA erzielt, bei dem elf Spannungsabgriffe vorhanden waren, die an den Elektroden Spannungen von etwa 1,05 bis etwa 1,60 V in annähernd gleichmäßiger Abstufung lieferten. Bei diesem Generator genügte in Verbindung mit den Stiften 25 eine Stromimpulsdauer von nur wenigen Perioden der Netzspannung, um das Hartlötmittel des überzuges 27 zum Schmelzen und Fließen zu bringen und so eine, feste, -elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Stift 25 und den angrenzenden Leitungszügen 15, 16, 1-7 usw, in den verschiedenen Schichten des Moduls 22 zu erzielen. Dabei bildet das Hartlötmittel typischerweise eine Kehlnaht 31 an jeder Verbindungsstelle, welche sich über eine erhebliche Strecke 32 längs jeden Leitungszuges erstreckt und eine temperaturbeständige, elektrisch leitende Verbindung von hoher mechanischer Festigkeit gewährleistet, die in der Praxis so groß ist, daß die Verbindungsstelle selbst dann nicht zerstört wird, wenn man das Isoliermateria!. bis zum Freilegen der Leitungszüge abreißt (vgl. F i g. 2), Die isolierenden Unterlagen können aus Glasfasergewebe bestehen, das mit einem isolierenden Harz, z. B. mit einem Polyurethankunststoff, imprägniert ist. Geeignet ist ein bekanntes Zweikomponentenharz auf Polyurethanbasis, das bei 100' C 4 Stunden gehärtet werden muß und im gehärteten Zustand eine Shore-A-Härte von 80, eine Dehnung von 150 1/o, eine Zugfestigkeit von etwa 92 kg/cm2, eine Wasserabsorption von 1,1 1/o bei 24stündigem Eintauchen, einen elektrischen Verlustfaktor von 0,08 bei 251 C sowie eine relative Dielektrizitätskonstante von 4,6 besitzt. Die Viskosität nach B r o o kf i el d beträgt 9000 bei 251 C und 300 bei 801 C. Durch Verwendung dieses oder ähnlicher Harze erhält man eine isolierende Unterlage von geringer Dicke und guter Haltbarkeit. Auch Polyesterharze, z. B. Polyäthylenterephthalat, können zur Imprägnation oder Herstellung eines überzuges bei der Erzeugung der isolierenden Unterlagen 14 ZD verwendet werden.
  • Ein typischer Verbindungsstift 25 umfaßt einen Kupferkern 26 mit einem Durchmesser von etwa 0,7 mm, dessen überzug 27 aus einem Hartlötmittel etwa 75 #tin dick ist. Der überzug 27 kann den Kern 26 ganz bedecken, doch endet er vorzugsweise ein kurzes Stück vor dessen Enden, um zu verhindern, daß das Hartlötmittel auf die Elektroden übertritt.
  • Verwendbare Hartlötmittel sind beispielsweise die folgenden Silberhartlötlegierungen: C
    Schmelz- FI'eß-
    Zusammonsetzung Punkt Punkt
    0 C 0 C
    1. 15 % Ag 80 % Cu 5'0/iy P 640 700
    2. 60 % Ag 30 % Cu 10 % Sn 600 720
    3. 72 1/o Ag 28 O/o Cu - 775 775
    4. 61,5 % Ag 24 % Cu 14,5 % In 630 710
    Zum Verbinden des Stiftes 25 mit den Leitungszügen des Schaltungsmoduls 22 durch Hartlöten wurden Wolframelektroden mit einem Durchmesser von etwa 1,6 mm benutzt. Mit Hilfe der Elektroden wurde eine Druckkraft von etwa 2,25 kp auf die Enden des Stiftes 25 aufgebracht Lind dem Stift ein etwa 0,2 Sekunden dauernder Stromimpuls zugeführt, welcher dem Generator 28 an der elften Anzapfung für die Spannung 1,6 V entnommen wurde. Die Tatsache, daß eine Hartlötung bewirkt wurde, ließ sich an der nahezu augenblicklichen Erhitzung des Stiftes erkennen, bei der sich eine kleine Rauch- oder Dampfwolke durch den in der unmittelbaren Nähe des Verbindungsstiftes zum Verdampfen gebrachten Kunststoffes bildete. Trotzdem wurde weder der Zusammenhang des Isoliermaterials in bemerkbarem Ausmaß verändert, noch trat eine Verkohlung ein. Bei den angegebenen Bedingungen handelt es sich um die optimalen Bedingungen für das Hartlöten des Stiftes. Natürlich können andere Kombinationen von Spannung und Impulsdauer für Stifte 25 mit einem überzug aus einem anderen Hartlötmittel oder mit anderem Durchmesser erforderlich sein, um eine einwandfreie Hartlötverbindung zu gewährleisten.
  • In entsprechender Weise können mit dem geschilderten Verfahren auch hartgelötete Verbindungen an nur einschichtigen gedruckten Schaltungen hergestellt werden. Ferne r können gegebenenfalls anders ausgebildete Verbindungselemente angewandt werden. In den F i g. 8 und 9 ist ein Verbindungselement in Form eines Röhrchens bzw. einer Hülse 49 dargestellt, das zur Verbindung eines elektrischen Bauelementes mit einem Leitungszug 41 auf einer isolierenden Unterlage 42 dient. Die Hülse 40 wird in ein Loch 44 in der Unterlage 42 eingeführt. Zwischen einer Schulter 43 an der Hülse 40 und dem Leitungszug 41 wird eine dünne Scheibe bzw. ein Streifen 45 aus einem der oben erläuterten Hartlötmittel angeordnet. Es ist nicht erforderlich, die gesamte Hülse 40 zu erhitzen, um den Streifen 45 zum Schmelzen zu brin-en. Daher ist eine untere, aus Kupfer bestehende Elektrode 46 für die Erhitzung der Hülse mit einer Vertiefung 47a versehen, in der das untere Ende der Hülse aufgenommen wird. Die obere Elektrode 47 besteht aus Molybdän und besitzt in einem typischen Fall einen Außendurchmesser, der etwas größer, z.B. etwa 1,25 mm größer als der Außendurchmesser des oberen Endes der Hülse 40, ist. Die Molybdänelektrode 47 wird durch Hindurchleiten eines Stromimpulses erhitzt und erhitzt den Hartlötmittelstreifen 45 bis zum Schmelzen durch Wärmeleitung über die 5 Hülse 40. Typische Hülsen aus Kupfer haben einen Außendurchmesser von etwa 0,8 mm, eine Schulter 43 mit einem Durchmesser von etwa 1,2 mm und eine durch-ehende öffnung mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm. Bei Benutzung der vierten Generatoranzapfung für 1,2 V und einer auf die Hülse aufgebrachten Druckkraft von etwa 1,6 kp läßt sich eine einwandfreie Hartlötun- mit einem Stromimpuls von ungefähr 83 gsec Dauer erzielen. Es wurde festgestellt, daß sich die hartgelötete Verbindung verbessert, wenn die Unterlage 42 mit einem Polyurethanharz überzogen ist. Jedoch erhält man auch bei anderen harzähnlichen Imprägnierungsmitteln oder überzügen gute Ergebnisse. Es ist 7 möglich, eine Hartlötung durchzuführen, ohne das die Unterlage verkohlt oder auf andere Weise beschädigt wird.
  • In F i g. 10 ist ein weiteres Verbindungselement 50 zur gegenseitigen Verbindung von Bauelementen oder Leitungszügen von gestapelten gedruckten Schaltun-,gen ggezein Das Verbindun-selement 50 ist durch 2 C CD eine kleine Kupferscheibe 51 gebildet, deren Durchmesser dem jeweiligen Zweck angepaßt ist und in der Größenordnung des Durchmessers des Stiftes 26 nach F i g '. 6 liegt. Auf beide Flachseiten der Kupferscheibe sind überzÜge 52 und 53 aus einer Silberhartlötlegierung aufgebracht. Von der Scheibe 51 steht in radialer Richtun- eine Lasche 54 weg, die mit einem Hartlötmittel überzogen ist oder mindestens auf ihrer Unterseite eine dünne Schicht aus einem Hartlötmittel trägt. Um eine Verbindung zwischen dem Verbindungselement 50 und einem Leitungszug 55 auf einer isolierenden Unterlage 56 herzustellen, wird die Unterlage mit einer Bohrung zur Aufnahme der Scheibe 51 versehen. Das Verbindunaselement wird so angeordriet, daß die Lasche 54 am L' Leitun(Yszu(, 55 anlie-t.
  • C im b Dabei ist es gemäß F i g. 10 möglich, eine Säule aus Verbindunaselementen 50, 50' und 50" aufzubauen, die sich Ende an Ende berühren und eine Verbindung zwischen dem Leitungszug 55 und Leitungszügen 57 und 58 der aufeinanderliegenden gedruckten Schaltuna,en herstellen. Mit einer an der Oberseite des oberen Verbindun-selementes 50 und einer an der Unterseite des untersten Verbindungselementes 50" angelegten Elektrode werden die Verbindungselemente 50, 50' und 50" auf einandergedrückt. Beim Hindurchleiten eines Stromimpulses durch die Verbindungselemente wird das auf ihren Flachseiten und an den Laschen 54 vorhandene Hartlötmittel zum Schmelzen aebracht, so daß eine mechanisch sehr feste und elektrisch leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen und zwischen den Laschen und den Leitungszügen 55, 57 und 58 entsteht.
  • Natürlich kann man Abänderun-en bezüalich der Form und den Abmessun-en der Scheibe 51 und der Lasche 54 zur Anpassung an verschiedene Schaltun-en vorsehen. Mit L-förmigen Laschen an der Scheibe 51 ist es z. B. möglich, eine Verbindung zwischen dem Verbindungselement 50 und einem nicht radial verlaufenden Leitun-szuo, herzustellen. Auch ist es beispielsweise möglich, verseilte Verbindun ' gselemerite zu verwenden, die Litzen aus Kupfer und einer Silberhartlötleaierung umfassen, oder bei denen die einzelnen Kupferdrähte mit einer Umhüllun- oder Bewicklung aus einer Silberhartlötlegierung versehen sind. Eine allerdin-s weniaer zweckmäßi-e Mö-lichkeit besteht darin, die Leituncszüüe der -edruckten Schaltung zu plattieren oder auf andere Weise mit einer Schicht aus einer Silberhartlötlegieruno, zu versehen oder Schichten aus deren Legierun"sbestandteilen aufzubringen, die bei der Erhitzung durch einen Diffusionsvorgang eine Verbindung zu einem Verbindunaselement ohne überzue, herstellen. Bei allen diesen Verbinduncen ist es durch die Verwenduna aeeicneter Hartlötmittel und isolierender C C C Unterlaaen aus Kunststoff, die nicht verdampfen, sondern nur verkohlen, wenn sie der Hartlöttemperatur ausaesetzt werden, möglich, saubere und feste Verbindunaen herzustellen. Dabei werden so uleich-C CD mäßige Ergebnisse erzielt, daß der Anteil des Ausschusses auch c bei den kompliziertesten Schaltungsmoduln oder gestapeltengedrucktenSchaltungen sehr C bleibt oder sich überhaupt kein Ausschuß Prim, eraibt. C

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen gelöteter elektrischer Verbindungen zwischen gedruckten Schaltungen, insbesondere zwischen gestapelten gedruckten Schaltungen, bei dem die isolierenden Unterlagen der Schaltungen im Bereich der Leitungszüge mit durchgehenden Löchern versehen und in die Löcher.elektrisch leitende, mindestens in den an die Leitungszüge angrenzenden Bereichen mit einem Lötmittel in Berührung gebrachte Verbindun,-selemente eingeführt werden, dadurch -ekennzeichnet, daß ein Hartlötmittel verwendet wird und die Verbindungselemente durch einen an ihren Enden zu beiden Seiten der Unterlaeen zu-eführten kurzen Stromimpuls auf eine das Hartlötmittel, aber nicht das Material der Verbindunaselemente und der Leitungszüge zum Schmelzen bringende Temperatur erhitzt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens teilweise mit dem Hartlötmittel überzogene Verbindungselemente verwendet werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartlötmittel in Form dünner Plättchen zwischen die Verbindunesele-ZD mente und die Leituncszücye aeleat wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch aekennzeichnet, daß als Hartlötmittel eine Silberleaieruna verwendet wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Unterlage ein mit Polyurethankunststoff überzogenes Glasfaser-,gewebe verwendet wird. 6. Verbindun-selement zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen mit einem Hartlötmittel (27) überzogenen Kupferstift (26). 7. Verbindunaseleinent zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine an einem Ende einen radial vorspringenden Wulst (4-3) aufweisende Hülse (40). 8. Verbindunaselement zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine mindestens eine radial wegstehende Lasche (54) aufweisende Kupferscheibe (51). 9. Verbindungselement nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine L-förmi,-e Lasche.
DE19661590345D 1966-05-10 1966-05-10 Verfahren zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen gedruckten Schaltungen und Verbindungselemente zum Durchfuehren des Verfahrens Pending DE1590345B1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265927A3 (en) * 1986-10-31 1988-09-14 Hitachi, Ltd. Wire stacked bonding method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1387352A (fr) * 1963-12-27 1965-01-29 Haydon Switch & Instr Procédé de formation de circuits électriques
FR1410255A (fr) * 1964-07-02 1965-09-10 Cem Comp Electro Mec Procédé de réalisation des liaisons interfaces dans les circuits électriques du type imprimé, et circuits obtenus par ce procédé
GB1026984A (en) * 1962-12-10 1966-04-20 Sperry Rand Corp Process for interconnecting printed circuit cards

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1026984A (en) * 1962-12-10 1966-04-20 Sperry Rand Corp Process for interconnecting printed circuit cards
FR1387352A (fr) * 1963-12-27 1965-01-29 Haydon Switch & Instr Procédé de formation de circuits électriques
FR1410255A (fr) * 1964-07-02 1965-09-10 Cem Comp Electro Mec Procédé de réalisation des liaisons interfaces dans les circuits électriques du type imprimé, et circuits obtenus par ce procédé

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265927A3 (en) * 1986-10-31 1988-09-14 Hitachi, Ltd. Wire stacked bonding method
US4875618A (en) * 1986-10-31 1989-10-24 Hitachi, Ltd. Wire stacked bonding method

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