DE1590615B1

DE1590615B1 - Verfahren zur Herstellung kreuzungsfreier,gedruckter Schaltungen

Info

Publication number: DE1590615B1
Application number: DE19661590615D
Authority: DE
Inventors: Helmut Wilde
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1966-08-10
Filing date: 1966-08-10
Publication date: 1970-10-01
Also published as: GB1134376A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- leitenden und nichtleitenden vorgelochten Schichten lung kreuzungsfreier, gedruckter Schaltungen, bei bestehen, durch die zur Herstellung elektrischer dem eine Anzahl einseitig mit Leiterbahnen ver- Querverbindungen Stäbe gepreßt werden. Die Durchsehene Platten oder Schichten übereinandergelegt messer der Bohrungen durch die Isolierschichten werden und die Querverbindungen unter den Leiter- 5 und die leitenden Platten, die mit den Stäben keine bahnen der verschiedenen Schichten durch leitende Verbindung herstellen sollen, sind größer gewählt Stifte erfolgt. als die der übrigen Ausnehmungen. Die Stäbe sind

Bekanntlich müssen gedruckte Schaltungen so aus- mit einem Lötmaterial überzogen und die Verlötung gebildet sein, daß sich die einzelnen Leitungszüge erfolgt durch Erhitzen des ganzen Schaltungsblocks nicht kreuzen. Bei komplizierten Schaltungen hat i° (deutsche Auslegeschrift 1 258 942). Alle diese Verdiese Forderung nach Kreuzungsfreiheit der ein- fahren zur Herstellung mehrschichtiger Schaltungen zelnen Leitungszüge häufig eine recht umständliche verlangen eine mechanische und/oder galvanische Leitungsführung zur Folge, die eine Miniaturisierung Vorbehandlung jeder einzelnen Leiterplatte und eine derartiger Schaltungen geradezu unmöglich macht, Nachbearbeitung des fertigen Schaltungsblocks, die besonders wenn man bedenkt, daß die Leitungszüge 15 um so schwieriger und teuer wird, je geringer die aus Herstellungs- und Sicherheitsgründen eine mini- Abmessungen desselben sind. Auch das Verlöten der male Breite nicht unterschreiten dürfen. , Querverbindungen verlangt einen oder mehrere zu-

Die aus den USA kommende Chicotechnik brachte sätzliche Arbeitsgänge, wobei keine Gewißheit gezwar der Miniaturisierung einen funktionellen, tech- geben ist, ob wirklich alle Lötstellen einwandfrei nischen Fortschritt, doch läßt ihre Wirtschaftlichkeit ²° abgebunden haben. Dazu besteht die Gefahr, daß zu wünschen übrig. Bei dieser Technik werden die beim Anlöten von Bauelementen an die eingelöteten Schaltungen auf eine beidseitig kaschierte dünne Stäbe Lötstellen im Inneren des Schaltungsblocks Folie aufgedruckt. Je nach Bedarf werden Verbin- wieder aufgehen.

düngen von einer Seite zur anderen galvanisch Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

durchkontaktiert und die fertige Folie in ein Rahm- 25 Verfahren zur Herstellung kreuzungsfreier gedruckchen mit Schweißstiften eingeschweißt. ter Schaltungen zu schaffen, welches auch bei gerin-

Die hierbei gewonnene Platzersparnis ist für eine gen Abmessungen eine rationelle und zuverlässige echte Miniaturisierung gemäß den heutigen Anfor- Fertigung ermöglicht,
derangen jedoch nicht ausreichend. Das Verfahren sieht gemäß der Erfindung vor, daß

Zur besseren Raumausnutzung von gedruckten 3° die elektrischen Verbindungen zwischen den leiten-Schaltungen ist z. B. durch die deutsche Auslege- den Stiften und den Leiterbahnen lediglich durch schrift 1150725 ein-weiteres Verfahren bekannt, Einpressen von leitenden Nadeln mit einem konisch nach dem alle Leitungszüge auf einer Platte, mit zugespitzten Ende hergestellt werden, wobei der einem Anschluß an deren Rand versehen sind. Die' Durchmesser der durch die Schichten gehenden Boheinzelnen Platten werden übereinander angeordnet 35 rungen kleiner bemessen ist als der der Nadeln, und und ihre Leitungszüge durch entsprechende Lötun- die Nadeln und die Leiterbahnen zumindest im Begen ihrer Randanschlußpunkte miteinander verbun- reich der Bohrungen vergoldet sind,
den. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil Das Verfahren gemäß der Erfindung hat unter

einer relativ komplizierten Leitungsführung auf jeder anderem die Vorteile, daß eine Vorbehandlung eineinzelnen Platte auf und eignet sich wegen der 4° zelner Leiterschichten oder eine Nachbearbeitung schwierig herzustellenden seitlichen Lötverbindungen einzelner Stellen des fertigen Schaltungsblocks und kaum zur Fertigung.großer Stückzahlen. ' · '.'' '· das Weichlöten der Kontaktstellen nicht mehr not-

Die deutsche Auslegeschrift 1188 157 beschreibt wendig sind.

ein Verfahren zur Herstellung einer geschichteten Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachgedruckten Schaltungsplatte, bei dem die elektrischen 45 stehend an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert Verbindungen zu den Anschlußstellen durch Anlöten werden. Es zeigt

von Drähten oder Stiften erfolgt. Hierzu muß die Fig. 1 das der Erfindung zugrunde liegende

Schaltungsplatte jeweils bis zu der Schicht, in der Prinzip,

sich eine der Anschlußstellen befindet,. freigebohrt , F i g. 2 die einzelnen einseitig bedruckten Folien,
werden. Die inneren Verbindungen werden durch So F i g. 3 die Zusammenstellung der einzelnen Folien Verkupfern von Bohrungen hergestellt, welche durch bzw. Plättchen zu einem Leitungsstreifen,
die übereinanderliegenden Anschlußstellungen gehen. In der Darstellung nach Fig. 1 sind die Platten Pl

Ein anderes Verfahren zum Aufeinanderschichten und P 2 mit Leiterbahnen Ll und L 2 einer gedruckmehrerer gedruckter Schaltungen nach der USA.- ten Schaltung versehen. Die Stärke der Schichten Patentschrift 3 205298 sieht eine Innengalvani- 55 kann z. B. 0,1 mm und die der Leiterbahnen 70 μ sierung der übereinanderliegenden Bohrungen für betragen. An der Stelle, an der die LeiterbahnLl die Verbindungsstellen vor, durch die jeweils ein der oberen Platte Pl mit der LeiterbahnL2 der Stab aus leitendem Material gesteckt und anschlie- unteren Platte P 2 elektrisch verbunden werden soll, ßend verlötet wird. Bei dem Verfahren nach der sind diese Leiterbahnen mit deckungsgleichen Boh-Schweizer Patentschrift 415780 sind die Bohrungen 60 rungen versehen. Durch die Bohrungen wird eine der aufeinandergeschichteten Platten, die durch einen Nadel N gepreßt, die den elektrischen Kontakt zwi-Metallstift miteinander verbunden werden sollen, sehen den beiden LeiterbahnenLl und L2 herstellt, konisch ausgebildet und mit einem Lötmittel gefüllt. Um eine zuverlässige Kontaktgabe zu erzielen, sind Nach dem Eindrücken der Metallstifte wird das die Nadeln iV und die Leiterbahnen Ll und L 2 verganze Schaltungspaket in einem Ölbad auf die 65 goldet. Ferner weisen die Bohrungen der Leiter-Schmelztemperatur des Lötmittels erhitzt. Schließlich bahnen einen kleineren Durchmesser als die Nadel N ist ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger ge- auf. Der durch das Einpressen derselben entstehende druckter Schaltungen vorgeschlagen worden, die aus hohe Kontaktdruck mit den Lochrändern beträgt

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etwa 2 kg und ist damit etwa hundertmal größer als für eine ausreichende Kontaktgabe notwendig ist.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau und die Bestandteile eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leitungsstreifens. Dieser enthält sechs Platten Fl bis P 6, die als Folien von je 0,1 mm Stärke ausgebildet sind, auf denen sich Leiterbahnen befinden, von denen zumindest die an den Enden vorgesehenen Ausweitungen A vergoldet sind. Nach oben ist der Leitungsstreifen durch eine Deckplatte Pa und nach unten durch eine Grundplatte Pg begrenzt. Diese ist ebenfalls mit vergoldeten Leiterbahnen versehen, die an der aus dem Streifen herausstehenden Kante zuAnschlußflächenS ausgeweitet sind.

Zum Einpressen der Nadeln N wird der zusammengelegte Stapel mit Bohrungen C versehen, die durch die Ausweitungen^ an den Enden der Leiterbahnen und durch die freien Flächen der übrigen Platten gehen.

Das Einpressen der Nadeln erfolgt zweckmäßigerweise gleichzeitig, so daß sich ein Leitungsstreifen nach F i g. 3 ergibt, bei dem die oben herausstehenden Köpfe der Nadeln" gleich hoch sind. Wie bereits erwähnt, haben die Nadeln einen hohen Kontaktdruck und werden, wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, durch die elastische Eintütung der Folien an den Durchgangsstellen in ihrer Lage festgehalten. Die unten aus dem Leitungsstreifen herausragenden Nadelspitzen werden nach dem Durchpressen abgeschnitten. Um das Eindringen von Feuchtigkeit zu den Kontaktstellen zu verhindern, wird der fertige Leitungsstreifen mit einer geeigneten Masse vakuumgetränkt.

Die Vervollständigung der Schaltung durch Einzelbauelemente und/oder integrierte Schaltungen erfolgt durch Auflöten oder Aufschweißen derselben auf die Enden der Nadeln. In F i g. 3 ist als Ausführungsbeispiel hierzu eine integrierte Schaltung F dargestellt, deren Anschlüsse auf die Nadelenden aufgeschweißt sind. Da sich im Innern des Leitungsstreifens keine Lötstellen befinden, ist die Höhe der Schweiß- oder Löttemperatur für die Bauelemente nicht kritisch.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung kreuzungsfreier, gedruckter Schaltungen, bei dem eine Anzahl einseitig mit Leiterbahnen versehene Platten oder Schichten übereinandergelegt werden und die Querverbindungen unter den Leiterbahnen der verschiedenen Schichten durch leitende Stifte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen zwischen den leitenden Stiften und den Leiterbahnen (L 1, L 2) lediglich durch Einpressen von leitenden Nadeln (N) mit einem konisch zugespitzten Ende hergestellt wird, wobei der Durchmesser der durch die Schichten (Pa, Pg, Pl bis P 6) gehenden Bohrungen kleiner bemessen ist als der der Nadeln (N) und die Nadeln und die Leiterbahnen (L 1, L 2) zumindest im Bereich der Bohrungen (C) vergoldet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltung nach dem Einpressen der Nadeln (N) im Vakuum getränkt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (F), die durch die gedruckte Schaltung verbunden werden sollen, auf die Enden der Nadeln (N) aufgeschweißt oder gelötet werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste (Pa) und die unterste Schicht (Pg) der gedruckten Schal-Jung aus stärkerem Material hergestellt sind.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Schicht (Pg) breiter als die übrigen ausgebildet ist und als Anschlußstellen dienende Ausweitungen (B) der darauf befindlichen Leiterbahnen aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen QOpy