DE19902950A1

DE19902950A1 - Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte und Leiterplatte

Info

Publication number: DE19902950A1
Application number: DE19902950A
Authority: DE
Inventors: Jan Kostelnik
Original assignee: Wuerth Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 1999-12-30

Abstract

Zur Herstellung einer Leiterplatte, die von beiden Seiten her mit Steckverbindern versehen werden kann, wobei die Steckverbinder beider Seiten nicht elektrisch miteinander verbunden sein sollen, wird vorgeschlagen, zwei herkömmliche Leiterplatten mit durchkontaktierten Bohrungen auf ihren jeweiligen Rückseiten miteinander zu verkleben. Elektrisch leitende Verbindungen zwischen den beiden Leiterplatten können dadurch hergestellt werden, daß an bestimmten Stellen der Rückseiten Leit-Pads angeordnet werden, die vor dem Verkleben frei von Kleber bleiben und sich beim Verkleben berühren.

Description

Bekannt sind Multilayer-Leiterplatten, die mit Hilfe von bekannten Produktionsanlagen gefertigt werden können. Dabei werden mehrere Schichten aus isolierendem Material, ggf. mit leitenden Schichten, zusammen laminiert. Mit den bekannten Produktionsanlagen lassen sich dabei Leiterplatten mit einer maximalen Dicke von 4 bis 5 mm fertigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Leiterplatten zu schaffen, die sich auf normalen Produktionsanlagen nicht herstellen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Die Erfindung schlägt ebenfalls eine Leiterplatte mit den im Anspruch 10 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zuammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.

Die Erfindung geht von einer herkömmlichen Leiterplatte aus, die beispielsweise eine Multilayer-Leiterplatte sein und auf herkömmlichen Produktionsanlagen gefertigt werden kann. Diese Leiterplatte wird mit der zweiten in ihrer Größe sinnvollerweise gleichen Platte verklebt, wobei sowohl eine Heißverpressung als auch eine Kaltverpressung durchgeführt werden kann. Dadurch entsteht eine Leiterplatte, die gegen über einer herkömmlichen Leiterplatte die doppelte Dicke aufweisen kann. Bei der zweiten Platte kann es sich um eine ähnlich aufgebaute Leiterplatte oder auch um eine metallische Platte handeln. Diese kann zur verbesserten Wärmeabfuhr dienen und für eine verbesserte Stromtragfähigkeit sorgen.

Je nachdem, wie die neue Leiterplatte verwendet werden soll, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß ein elektrisch isolierender Kleber verwendet wird. Dann können die beiden verklebten einzelnen Platten unabhängig voneinander beschal tet werden.

Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, daß die beiden Leiterplatten vor dem Verkleben auf ihren einander zugewandten Seiten mit Leiterzügen und/oder Leit-Pads versehen werden, die sich beim Verkleben berühren und dadurch eine elektrische Verbindung miteinander herstellen. Auf diese Weise lassen sich die verklebten Leiterplatten als sogenannte Midplane-Platten verwenden, bei denen Steckverbinder von beiden Seiten aus mit der verklebten Leiterplatte verbunden werden können. Aufgrund der Verklebung mit einem elektrischen isolierenden Kleber erfolgt die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Leiterplatten durch die genannten Leiterbahnen und/oder Leit-Pads.

Bei dem Verkleben, bei dem Druck auf die beiden Leiterplatten angelegt wird, um diese miteinander zu verpressen, kann eine direkte Berührung der Leiterbahnen oder Leit-Pads mit einer ausreichenden Kraft erfolgen, um den elektrischen Kontakt herzustellen. Es ist aber auch möglich, daß die einander zugewandten Oberflächen der Leiterbahnen oder Pads vor der Verklebung mit einem elektrisch leitenden Kleber versehen werden.

Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, daß die beiden Leiterplatten vor dem Verkleben mit durchgehenden Bohrungen versehen werden. Durchgehende Bohrungen lassen sich bei den dünnen Leiterplatten einfacher und mit geringerem Aufwand herstellen als Sacklochbohrungen. Durch die Verbin dung der beiden Leiterplatten mit Hilfe eines isolierenden Klebers bildet dieser isolierende Kleber einen Abschluß, so daß dadurch die Wirkung einer Sacklochbohrung simuliert wird. Die Steckverbinder der beiden einzelnen Leiterplatten stehen nur dort miteinander in Verbindung, wo dies durch die Gestal tung der Leiterbahnen und/oder Leit-Pads erwünscht ist.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß zwischen den beiden Leiterplatten eine metallische Zwischenlage angeordnet wird, die insbesondere mit beiden einzelnen Leiterplatten verklebt wird. Dies ist insbesondere bei Leiterplatten von großem Vorteil, die für hohe Energieversorgung genutzt werden sollen. Denn dort müssen die Leiterbahnen entsprechend großflächig wegen der Stromtragfähigkeit ausgelegt werden. Außerdem muß hierbei Wärmeenergie abgeführt werden. Durch das Einlegen der metallischen Zwischenlage, die auch eine be stimmte geeignete Dicke aufweisen kann, wird hier die Mög lichkeit geschaffen, die Wärme nach außen abzuführen.

Es kann vorgesehen sein, daß die Leit-Pads oder Leiterbahnen die Zwischenlage direkt berühren, ggf. auch hier unter Verwendung eines elektrisch leitenden Klebers.

Es kann erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen sein, als Zwischenlage zwischen den beiden Leiterplatten eine flexible Leiterplatte anzuordnen. Diese flexible Leiterplatte kann insbesondere auch derart angeordnet werden, dass sie seitlich aus dem Gesamtaufbau herausragt und dort gegebenenfalls zur Anbringung weiterer Elemente, die möglicherweise zwischen beiden Platten keinen Platz haben, dient.

Die flexible Leiterplatte kann in Weiterbildung der Erfindung Mikro-Durchverbindungen aufweisen und/oder mit passiven und aktiven Bauelementen bestückt oder bedruckt sein.

Zur Verbindung mit den Leiterplatten können erfindungsgemäß Nullkraft-Stecker vorhanden sein.

Zur Verbindung der flexiblen Leiterplatte mit den beiden anderen Leiterplatten kann insbesondere eine Zwischenschicht verwendet werden, die als Trennelement durch Herausziehen oder Herauslösen wieder entfernt werden kann. Beispielsweise kann es sich um eine lösbare Klebepolymerschicht handeln.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch zwei mitein ander verklebte Leiterplatten;

Fig. 2 einen Schnitt durch zwei mit einer metalli schen Zwischenlage verklebte Leiterplatten;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine herkömmliche Leiter platte, die mit Hilfe einer Klebeschicht mit einer metallischen Endlage verklebt ist;

Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt bei einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch zwei Leiterplatten 1, 2. Bei beiden Leiterplatten kann es sich um beliebige bekann te Leiterplatten handeln, beispielsweise um Leiterplatten in Multilayer-Technik. Die in Fig. 1 obere Leiterplatte 1 weist eine Vielzahl von durchkontaktierten Bohrungen 3 auf, die durch Leiterbahnen auf oder in der Leiterplatte 1 miteinander in Verbindung stehen. Die durchkontaktierten Bohrungen 3 dienen dazu, Steckverbinder 4 aufzunehmen, die in die Bohrun gen 3 eingepreßt werden und dabei eine elektrische und mechanische Verbindung mit den Bohrungen herstellen. Die Steckverbinder 4 können Teile von Bauelementen sein.

Die Leiterplatte 2, die in Fig. 1 unten dargestellt ist, kann in der gleichen Weise aufgebaut sein. Um eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Leiterplatten 1, 2 an bestimm ten Stellen herzustellen, enthalten diese auf ihren einander zugewandten Seiten 5 in einem spiegelbildlichen Muster einzelne Leit-Pads 6. Es kann sich dabei sowohl um Leit- Pads 6 geringerer Ausdehnung in der Fläche der Rückseiten 5 handeln als auch um größere Leiterzüge, die aber ebenfalls spiegelbildlich sein können. Die beiden Leiterplatten 1, 2 werden dann mit Hilfe eines elektrisch isolierenden Klebers 7 miteinander verbunden. Der Kleber 7 wird entweder auf die Rückseite 5 einer oder beider Leiterplatten 1, 2 in einer Weise aufgebracht, daß die einander zugewandten Oberflächen der Leit-Pads 6 frei bleiben. Diese Oberflächen können beispielsweise auch mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebers verbunden werden. Nach dem Aufbringen des Klebers werden die beiden Leiterplatten 1, 2 aufeinander gelegt, so daß sich die zugeordneten Leit-Pads 6 berühren, und dann durch eine Kaltverpressung oder eine Warmverpressung mitein ander verklebt. Dabei entsteht die in Fig. 1 schematisch angedeutete Leiterplatte, bei der zwischen den einzelnen Leiterplatten 1, 2 die Zwischenschicht 7 aus Kleber vorhanden ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Leiterplatte unterscheidet sich von der Anordnung der Fig. 1 dadurch, daß in der Mitte zwischen den beiden einzelnen Leiterplatten 1, 2 eine Zwi schenschicht 8 aus Metall angeordnet und mit beiden Leiter platten 1, 2 durch eine Kleberschicht 7 verbunden wird. Die an den Rückseiten 5 der einzelnen Leiterplatte 1, 2 angeord neten Leit-Pads 6 stehen in diesem Fall mit der Zwischen schicht 8 in mechanischer und elektrischer Verbindung. Auch hier kann eine Verklebung der metallischen Oberflächen der Leit-Pads 6 mit der Zwischenschicht 8 mit Hilfe eines elek trisch leitenden Klebers erfolgen.

Die in Fig. 3 dargestellte Leiterplatte ist dadurch entstan den, daß auf die eine Seite der herkömmlichen Leiterplatte 1 mit Hilfe einer Klebeschicht 7 eine metallische Endlage 8 aufgeklebt ist. Die Verklebung kann genauso geschehen wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2. Wieder sind vor der Verklebung auf der der metallischen Platte 8 zugewandten Seite der Leiterplatte 1 Leiterzüge oder Leitpads 6 ange bracht. Die Klebeschicht 7 wird so aufgetragen, daß die Oberfläche des Leitpads 6 frei bleibt, falls es sich bei dem Kleber 7 um einen elektrisch isolierenden Kleber handelt. Beim Verpressen, das zur Verklebung führt, entsteht dadurch ein Kontakt zwischen der Oberfläche des Leitpads 6 und der metallischen Platte 8, so daß die metallische Platte 8 als Rückleiter verwendet werden kann. Die Endlage 8 dient eben falls zur Wärmeabgabe, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2.

Zur Verbesserung der leitfähigen Verbindung kann auf die Oberfläche des Leitpads 6 vor dem Verkleben mit der metalli schen Platte 8 ein elektrisch leitender Kleber aufgebracht werden, wobei dieser Kleber auch auf die Oberfläche der Endlage 8 aufgebracht werden kann.

Die Leiterplatten können auch mit anderen elektrisch leiten den Materialien wie beispielsweise Graphitfolie verbunden werden.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwischen den beiden Leiterplatten 1, 2, die im übrigen ähnlich aufgebaut sind wie bei den vorherigen Ausführungsformen, eine Zwischen schicht 10 angeordnet ist, die mit den beiden Leiterplatten 1, 2 verklebt ist. Bei der Zwischenschicht 10 handelt es sich um eine flexible Leiterplatte, die an mindestens einer Seite, in Figur rechts, aus dem Gesamtaufbau herausgeführt ist. An dem aus dem Ausbau herausgeführten Teil 11 der flexiblen Leiterplatte 10 können Bauelemente angeordnet werden, für die als Beispiel ein einziges Bauelement 12 dargestellt ist.

Die Leiterplatte kann Mikro-Durchverbindungen 13 aufweisen, sowohl an der Stelle außerhalb des Gesamtaufbaus als auch an der Stelle innerhalb des Gesamtaufbaus.

Im übrigen ist der Aufbau ähnlich wie bei den vorherigen Ausführungsformen, so dass dies nicht weiter ausgeführt wird.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte, bei dem

1.1 eine herkömmliche Leiterplatte (1, 2) hergestellt,
1.2 eine zweite Platte (8) hergestellt wird,
1.3 mindestens eine der beiden Platten (1, 2, 8) auf ihrer einen Seite (5) mit Klebstoff (7) versehen,
1.3 die beiden Platten (1, 2, 8) aufeinander gelegt und
1.4 miteinander verklebt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine der beiden Platten eine metallische Platte (8) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beide Platten her kömmliche Leiterplatten (1, 2) sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein elektrisch isolierender Kleber (7) verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leiterplatte (1, 2) vor dem Verkleben auf ihrer der jeweils anderen Platte (2, 1, 8) zugeordneten Seite (5) mit Leiterzügen und/oder Leit-Pads (6) versehen wird, deren Oberfläche bei dem Verkleben der Platten mit der jeweils anderen Platte (2, 1, 8) in elektrisch leitende Verbindung gelangt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die einander zugeord neten Oberflächen der Leiterzüge und/oder Leit-Pads (6) mit elektrisch leitendem Kleber versehen werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leiterplatten (1, 2) vor ihrem Verkleben mit durchgehenden Bohrungen (3) versehen werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen beiden Leiterplatten (1, 2) eine metalli sche Zwischenlage (8) angeordnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Zwischenlage (8) mit beiden Leiterplatten (1, 2) verklebt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Zwischen lage (8) metallisch ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Zwischen lage von einer flexiblen Leiterplatte (10) gebildet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 8 bis 11, bei dem die Leit-Pads (6) die Zwischenlage (8) direkt berühren.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem die Oberflächen der Leit-Pads (6) mit elektrisch leitendem Kleber versehen werden.

14. Leiterplatte, mit

14.1 einer ersten herkömmlichen Leiterplatte (1),
14.2 einer zweiten herkömmlichen Platte (2),
14.3 einer Zwischenschicht (7) aus Kleber, die
14.3.1 die beiden Platten (1, 2) miteinander ver bindet.

15. Leiterplatte nach Anspruch 14, bei der die zweite Platte eine metallische Platte (8) ist.

16. Leiterplatte nach Anspruch 15, bei der beide Platten herkömmliche Leiterplatten (1, 2) sind.

17. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der die Zwischenschicht (7) aus elektrisch isolierendem Kleber besteht.

18. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der die einander zugewandten Seiten (5) der beiden Leiter platten (1, 2) symmetrisch angeordnete einander berüh rende Leiterzüge und/oder Leit-Pads (6) aufweisen.

19. Leiterplatte nach Anspruch 18, bei der die einander zugewandten Oberflächen der Leiterzüge und/oder Leit- Pads (6) mit einem elektrisch leitenden Kleber verklebt sind.

20. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 19, bei der die Leiterplatten (1, 2) durchgehende Bohrungen (3) aufweisen.

21. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 20, bei der zwischen zwei Leiterplatten (1, 2) eine metallische Zwischenschicht (8) angeordnet ist.

22. Leiterplatte nach Anspruch 21, bei der die metallische Zwischenschicht (8) mit beiden Leiterplatten (1, 2) verklebt ist.

23. Leiterplatte nach Anspruch 21 oder 22, bei der die Leit- Pads (6) und/oder die Leiterzüge die Zwischenschicht (8) direkt berühren.

24. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei der die Leiterzüge und/oder Leit-Pads (6) mit der Zwischen schicht (8) mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebers verklebt sind.

25. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die Zwischenschicht eine flexible Leiterplatte (10) ist.

26. Leiterplatte nach Anspruch 25, bei der die Zwischen schicht an mindestens einer Seite aus dem Gesamtaufbau der beiden Leiterplatten (1, 2) herausgeführt ist.

27. Leiterplatte nach Anspruch 25 oder 26, bei der die flexible Leiterplatte (10) Mikro-Durchverbindungen (13) aufweist.

28. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei der die flexible Leiterplatte (10) mit passiven und/oder aktiven Bauelementen (12) bestückt und/oder bedruckt ist.

29. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 25 bis 28, bei der die flexible Leiterplatte (10) ein Interface in Form eines Nullkraft-Steckers aufweist.

30. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 25 bis 29, bei der die Klebeschicht (7) derart ausgebildet ist, dass sie als Trennelement herausgelöst werden kann.