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Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtungsplatte Die Erfindung
befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung
einer Verdrahtungsplatte
mit verschalteten Leitungswegen aus
isoliertem Draht für die Aufnahme
integrierter Miniaturachaltgruppen oder Steckverbindungen, wobei die Leitungswege
in einer
Isolierstoffplatte eingeschlossen sind und die Leitungswege -,n
Ösen enden, an denen die Miniaturschaltgruppen oder Steckverbindungen
angeschlossen sind.
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Es besteht die Aufgabe, die Verdrahtung von Miniaturbaugruppen,
die nebeneinander angeordnet sind, oder-Steckverbindungen unter-
einander
durchzuführen und den daraus gewonnenen Baustein in
einem Gerät weiter zu
verschalten.
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Die Miniaturisierung der Elektronik gewinnt
in der heutigen
Übertragungstechnik nicht nur immer größere Bedeutung,
sondern sie wird in ihren Abmessungen-immer kleiner. So geht man
heute
bereits schon so weit, ganze Verstärkerzüge auf die Fläche
von
1 qcm zusammenzudrängen. Diese Bausteine hätten keine Berechti-
gung,
würde man nicht auch gleichzeitig ihre Verdrahtung mit
verkleinern.
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Die z.Zt. sehr weit verfeinerte Druckschaltungstechnik
läßt
zwar eine sehr große Wirtschaftlichkeit zu und ist auch in der
Massenfertigung
so weit rationalisiert, d.aß es naheliegt, diese
Technik auch für die
Verdrahtung von Miniaturschaltgruppen zu,
verwenden.' Die aus der
Druckschaltungsbauweise hervorgegcngene Mehrschicht-`
technik; die unter
dem Namen "Multilayer" bekannt geworden ist,
wäre zur -Verdrahtung
von Bausteinen das Naheliegendste. Diese
Technik gestattet durch
ihren Charakter der Übereinanderschichturig von nebeneinander angeordneten
Leitungswegen, Leitungs-
kreuzungen durchzuführen. Hierbei. sind diesem
Verfahren auch
Grenzen gesetzt, wenn es darum geht, die Bauweise zu verkleinern.
Schon
die Realisierung des Rastermaßes von 1-,25 mm ist bei der
geforderten
Technik kaum mehr möglich. Die Leitungszüge werden
zu schmal und damit der
Leitungswiderstand zu hoch; zweitens
werden die Abstände von Leitung zu
Leitung klein, wodurch der
Isolationswiderstand durch die geforderten Toleranzen
bei der
Ätzung nicht mehr gewährleistet ist. Damit wird die Sicherheit
beim
Ätzen verringert, was die Ausschußzahl in die Höhe schnel-' len läßt.
Drittens müssen mit Verringerung des Rasterabstandes gleichzeitig die
Forderungen in Bezug auf Fertigungstoleranzen
erhöht werden. Hierbei gibt
es eine Grenze, von der ab das Ver-
fahren unwirtschaftlich
wird. Nachteilig machen sich außerdem
eine Fehlerbeseitigung und notfalls
erforderliche Änderungen -in der Verdrahtung bemerkbar.
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Diese Nachteile gilt es zu beseitigen. Das wird durch das
er-
findungsgemäße Verfahren erreicht, welches gekennzeichnet ist
durch
die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Ver-
fahrensschritte:
a)
Legen isolierter Drähte 'zach Vorlage auf eine mit nach einem
gewählten
Rasterabstand-angeordneten Stiften versehene,
wiederverwendbare
Werkzeugplatte,
b) Ausformen der Leitungsenden an den zugeordneten Stiften
zu
Ösen,
c) zusätzliches Schützen der Drahtisolation an den zur Weg-
umlenkung
dienenden Stiften,
d) Fixieren der Schaltdrähte durch Vergießen- zu
einer Zeschlossenen.Isolierstoffplatte, e) Abheben der ausgehärteten, die Verdrahtung
beinhaltenden Isolierstoff@latte, f) Verschließen nicht zu benutzender Löcher,`.
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g) Ausätzen der Lochwände in der Isölierstoffplatte und der Drahtisolation
der in den Lochwänden eingeschlossenen Drahtösen, h) Durchplattieren-der für den
Anschluß der Miniaturbaugruopen oder Steckverbindungen vorgesehenen Löcher.
Um
eine Haftung der Vergußmasse an den Metallteilen zu vermeiden; wird vorgeschlagen,
alle mit der Vergußmasse in Berührung kommenden Metallteile mit einer Trennschicht
zu versehen. Gegebenenfalls kann man die Schaltdrähte vor dem Auslegen in die Werkzeugplatte
vorformen und die Leitungsenden abisolieren. Die Leitungsenden können mit Ringen
verschweißt werden und bei der Verlegung der Drähte über die zugeordneten Stifte
gestülpt trerden-. Ebenfalls kann man die Leitungsenden reit über die Stifte zu
stülpenden Hohlnieten verquetschen..In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
an Wegumlenkungen die Leitungsdrähte mit einer weiteren Unmantelung zusätzlich zu
schützen. Die Fixierung der Verdrahtung kann einer Weiterbildung der Erfindung gemäß
durch Ausschäumen oder durch einen Preßvorgang eines geeigneten plastischen Werkstoffes
vorgenommen werden. Nicht benutzte Löcher kann man mit einer Ätzschutzmasse ausfüllen,
um sie- vor Einwirkung der Ätzflüssigkeitzu schützen.. Ferner besteht eine Weiterbildung
darin, die Lochwände in der Isolierstoffplatte mechanisch aufzureiben.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfinlung an einem Beispiel. näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt einer Werkzeugplatte.mit Stiften nebst ihrer
Verschaltung im vergossenen Zustand.
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Der Ausschnitt einer Werkzeugplatte 1 ist mit Stiften 2 versehen,
die in der Warkzeugplatte 1 fest veran'-:ert sind, Die Anordnung der Stifte 2 auf
der W_Irkzeuaplatte 1 ist derart, daß
die fertige Verdrahtungsplatte
mit den durch die Stifte 2 ge-
bildeten Löchern zur Aufnahme von kleinen nebeneinander
und
hintereinander zu staffelnden Miniaturschaltgruppen dienen
soll.
Diese Stifte 2 werden mit isolierten Drähten 3 unter-
einander verschaltet,
wobei die isolierten Drahtenden zu die
Stifte 2 umfassende Ösen 4 gebogen_sind.
Möglich ist auch ein
Schichten mehrerer Ösen 4' übereinander, wie aus der
Zeichnung
hervorgeht. Wird ein Leitungsweg um einen Stift 2 herumgeführt,
so
erfolgt an dieser Stelle zusätzlich eine Umhüllung 5, die
mittels
Isolierschlauch oder sonst einer isolierenden Schicht
vorgenommen wird
und gegen alle für die weitere Behandlung
verwendeten Ätzflüssigkeiten
resistent sein müssen. Eine Ab-
isolierung kann dann unterbleiben, wenn
eine solche Ätzflüssigkeit verwendet wird, die eine Abisolierung vornimmt
und das
Metall des Leitungsdrahtes an den gewünschten Stellen freizu-
legen
vermag. Die Verdrahtung der Stifte 2 untereinander ist
an keine Leitungsführung
in Ebenen gebunden, sondern es können
sich auch Leitungen 3 übereinander kreuzen.
Auch die Höhe der
Leitungsführung ist nicht entscheidend, sie darf nur nicht
über
die Oberseite der vorgesehenen Isolierstoffplatte 6 hinausragen.
Zur
nunmehr vorzunehmenden Vergießung der gesamten Schaltan-
ordnung wird
die Werkzeugplatte 1 mit ihrer darauf befind-
lichen Verdrahtung.mit einem
Rahmen umgeben (nicht dargestellt),
um ein Verfließen der Vergußmasse
zu vermeiden. Um weiter zu
vermeiden, daß sich die Vergußmasse
mit den Teilen des Werk-
zeugei verbindet, werden alle Teile des Werkzeugs
vor dem
Vergießen mit einer Trennschicht versehen. Das Ausgießen
selbst kann bis zur gewünschten Stärke der Isolierstoffplatte 6 vorgenommen werden.
Hierbei müssen alle Schaltdrähte abgedeckt werden. und auch sollen noch die Stifte
2 über die obere Fläche der Isolierstoffplatte 6 hinausragen.
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Nach dem Aushärten der Vergußmasse wird die verdrahtete Isolierstoffplatte
6 von der Werkzeugplatte 1 und den Stiften 2 abgehoben. Die herausgezogenen Stifte
2 hinterlassen geradlinige Löcher,-die teils von Drahtösen 4 umgeben sind, oder
auch solche, die frei von jeglicher Verdrahtung sind.
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Nicht beschaltete Löcher werden zur Führung und Halterung der Anschlußdrähte
oder Steckerstifteder aufzusetzenden Miniaturschaltgruppen oder Steckverbindungen
benötigt und sind deshalb unter Umständen vor ÄtzflÜssigkeit zu schützen..Das Ätzensolcher
Löcher kann durch einen geeigneten Werkstoff, beispielsweise einem plastischen oder
einem anderen Kunststoff, verhindert werden. Sie sind deshalb vor den folgenden
Ätzungen mit diesem Werkstoff abzudichten. -Bei den Ätzungen soll erreicht
werden, einmal einen Teil der Lochwandungen der.Löcher in der Isolierstoffplatte
6 zu ent-
fernen, d.h. die Löcher zu weiten. Dies bewirkt, daß dadurch die
Ösen 4 der Leitungen -3 bis zu ihrer gewünschten Tiefe frei-gelegt werden. Dieser
Ätzprozeß ist genau abzustimmen, um eine
sowohl genügende Tiefe
zu ätzen als auch wiederum die Löcher
nicht zu sehr zu geiten
und damit die Fixierung der Ösen 4 zu gefährden. Andererseits ist für den Fall,
daß die Isolierung an den Ösen 4 belassen wurde, eine Atzung vorzusehen, die, ohne
den Isolierstoff der Platte 6 anzugreifen, nur die Isolierung an den Ösen 4 entfernt.
Dieser Ätzvorgang kann je nach Drahtisolation in einem einzigen Verfahrensschritt
ausgeführt werden. - Es ist aber auch durchaus-möglich, auf mechanischem-Wege die
Löcher aufzureiben bzw. die Ösen 4.an ihrer Innenseite blank zu machen.'- Eine Ätzung
der Leitungen an den Stellen, wo die Stifte'2 der Werkzeugplatte 1 zur Umlenkung
von Leitungen dienten, wird dadurch verhindert, d.aß ein Ätzschutz zusätzlich durch
einen besonderen Isolierstoff, beispielsweise einem Isolierschlauch 5 oder einem
der Ätzung resistenten Material, beaufschlagt wird.
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Zum Abschluß des Verfahrens werden alle offenen Löcher mit ihrer nach
den üblichen Verfahren herzustellenden Durchblattierung verwehen. Mit dieser Durchplattierung
soll erreicht werden, die Ösen 4 galvanisch mit einer Buchse zu versehen, die dann
die Anschlußdrähte oder Steckerstifte der Miniaturschaltgruppen oder auch Steckverbindungen
aufnehmen. Diese Durchplattierung kann eng toleriert sein, wenn die Kontaktgabe
mit den Steckerstiften dies verlangt. Die Anschlußdrähte werden durch Löten (Tauchlöten)_an
die Ösen bzw, die durchplattierten.Löcher engeschlossen.
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Nier wird ein Weg aufgezeigt, des es ermöglicht, eine V3rdrahtung
für
kleine steckbare Miniaturschaltgruppen oder Steckverbindungen vorzunehmen. Dabei
ist man unabhängig von vorgeschriebenen Leitungsquerschnitten und Rastermaßen, wie
sie bei der gedruckten Schaltungstechnik gefordert werden müssen, und es bestehen
kein "Bohrversatz" und keine Abweichungen der Leiterbilder in den Ebenen gegeneinander,
insbesondere in der Lage der Ans chlußflecken, wie dies beim Multilayer eine große
Gefahr ist-: Die Abstände der Anschlüsse der Miniaturschaltgruppen oder Steckverbindungen
können bis auf fast Drahtstärke und Isolation, die beispielsweise bis herab--zu
O,? mm betragen kann, heruntergesetzt werden.