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Info

Publication number: DE2004804A1
Application number: DE19702004804
Authority: DE
Priority date: 1969-02-06
Filing date: 1970-02-03
Publication date: 1970-08-13
Also published as: AU1104770A; AT304678B; GB1257881A

Description

DIPL.-ING. A. GRÖNEGKER O Π Π / Q Π / ^8ΟΟ° ^{ΜαΝΟΗΕΝ 2}'²

DR.-ING. H. KINKELDEY ^

D-Ri-ING. W. STOCKMAIR, Αθ. E. ccalif. inst, of techN.) Taltgraimn· Monapol Mündwi PATENTANWÄLTE - T.l.x 03-28380

11 Mai 1970

P 2930-27/La. » '· '

Walter (nmi) Weglin·, Ingenieur,

10758 - 22nd Avenue S.W. Seattle, Washington, U.S.A.

Elektrische Schaltungsplatte

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltungsplatte unter Verwendung von Folien-Schaltungen mit Anschlußstücken.

Die Erfindung betrifft insbesondere verbesserte leitende Durchführungen in Schaltungsplatten insbesondere von der Art, bei der aus einer leitenden Folie bestehende Schaltungen mit einem oder mehreren flexiblen dielektrischen folienartigen Trägern mit durchgehenden Öffnungen stoffschlüssig verbunden, z.B. verklebt sind, welche öffnungen in den Kontaktplättchen der folienartigen Schaltungen gegenüberstehen und Durchführungen für die Leitungen der verschiedenen Schaltungselemente bilden. Diese Beuelemente werden, allgemein an mit den Trägern verbundenen starren Grundplatten angeordnet, und ihre Anschlußleitungen sind durch Verlöten mit den Anschlüssen der Schaltungen an der Vorderseite verbunden. Folien-Schaltungen werden üblicherweise durch chemische Ätzung od. Stanzverfahren aus Kupferfolie hergestellt. .

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lankkonton: H. Aufhöui.r, MünA.n, 173 J33 · Diultdi* Rank, Mund«» 16/25078 · roiHA.ckkonlo Mündnn 46212

Durch die vorliegende Erfindung werden die durch die Durchgangsöffnungen verlaufenden Verbindungen unter Verwendung von Material der Kontaktplättchen hergestellt, wodurch sich eine Beschichtung der Durchführungen oder die Verwendung besonderer ösen oder Röhrchen erübrigt. Die Erfindung ist verwendbar sowohl bei einschichtigen als auch bei mehrschichtigen Schaltungen.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist eine Steigerung der Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen Leitern auf gegenüberliegenden Seiten eines oder mehrerer dielektrischer Träger und zwar unter Vereinfachung, so daß die Herstellungskosten von Schaltungsplatten für einen weiten Anwendungsbereich verringert werden.

Erfindungsgemäß ist bei einer Schaltungsplatte der eingangs erwähnten Art vorgesehen, daß an einer Seite einer ein Loch aufweisenden dielektrischen Schicht eine Folien-Schaltung mit einem den Rand des Loches umgreifenden, einstückigen Folien-Anschluß befestigt ist und daß eine mit dem Anschluß einstückige Folienverlängerung in das Loch hineinragt.

Der grundlegende Gedanke der Erfindung liegt darin, die Durchführungsöffnungen in den Trägern vorzuformen und dann, nach dem Aufbringen der folienartigen Schaltung, Material von den Kontaktplättchen durch diese Löcher zu ziehen und so eine leitende Verbindung zu den entsprechenden, ein oder mehrere Träger entfernt liegenden Anschlüssen zu schaffen. Das gezogene Material kann dabei die Form eines Röhrchens, einer öse oder einer Lasche annehmen, bleibt jedoch immer ein integrales Teil des Kontaktplättchens, aus dem es geform't ist.

Die Folie und das Schichtmaterial für die Schaltung und für die Träger sind sehr dünn, normalerweise im Bereich von 0,025 bis 0,076 mm Dicke. Für die Schaltungen wird bevorzugt eine

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Kupferfbiie von holier Düktilität verarbeitet. Als Tfägermaterial ist ein Pblykid-Schi altmaterial hervorragend geeignet. !Ein solches Material wird durch die Firma- E.I. Dupont de Nemours & Co., Inc., unter dem Warenzeichen "Kaptöh" auf den Markt gebracht. Dieses Material ist durchsichtig, flexibel, feuerfest, nicht schmelzbar," besitzt außerordentliche chemische Beständigkeit und ist im Betriebsbereich von -256⁰C bis 415°C verwendbar. Für die Verbindung der Folie mit dem Träger stehen verschiedene Klebstoffe ziur Verfugung, wie zum Beispiel Fiuorkohle'nstOffe, Polyamidimide, druckempfindliche Silikone und verschiedene Epoxidharze, wie Epoxy-Novoloc. Diese Mittel werden gewöhnlich in Schichtdicken von 0.012 bis 0,025 mm aufgetragen, um die Folie auf den Träger zu kleben und um die Träger untereinander sowie mit der Grundplatte zu verbinden. *

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung Von Ausführungsbeispieren anhand der Zeichnung. Darin zeigt: '

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Kontaktplättchens und eines Trägers vor der Formung einer leitenden Durchführung, . ^l -'

Fig. 2 und 3 senkrechte Schnittdarstellungen zur Erläuterung aufeinanderfolgender Schritte bei"der Her- " stellung einer leitenden Durchführung,

Fig. 4 eine senkrechte Schnitt-Teilansicht einer,gelöteten : Verbindung,

Fig. 5 und 6 Schnittansichten von Ausführungsformen leitender Durchführungen für mehrscKichtige' Schaltungen,· ,

Fig. 7 ähnlich Fig. 2 und einen anderen Herstellungsschritt zur Bildung einer leitenden Laschen-Durchführung,'

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Fig. 8 eine weitere Ausführung der Verbindung bei mehrschichtigen Schaltungen,

Fig. 9 eine senkrechte Schnitt-Teilansicht eines Trägers mit beiderseitigen Schaltungen vor der Formung der leitenden Durchführung und

Fig. 10 bis 13 verschiedene Ausführungen von leitenden Durchführungen ausgehend von der Anordnung in Fig. 9·

Im Hinblick auf die sehr geringe Dicke der in der praktischen Anwendung der Erfindung verwendeten Schaltungsfolie, die dielekr trischen Träger und Kleberschichten sind die Zeichnungen nicht maßstabgetreu, und die Kleberschichten sind weggelassen.

Fig. 1 bis 4- zeigen die Anwendung der Erfindung mit einer einschichtigen Schaltungsplatte mit einem Träger 20, auf dessen Rückseite eine . aus Folienmaterial bestehende Schaltung 21 aufgeklebt ist, deren mit dieser einstückige Kontaktplättchen 22 zentrisch über dem gemäß dem Schaltplan vorgeformten öffnungen 23 durch den Träger 20 liegen. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird durch die Mitte des Plättchen= 22 ein Dorn 24 getrieben, so daß das Folienmaterial nach dem Durchstoßen durch den Schaft des Doms nach der V/andung der öffnung 23 hin aufgeweitet wird fc und damit eine röhrenförmige Verlämgerung 22a des Plättchens bildet. Darauf wird ein Gegengesenk 25 zum Auftreiben, Bördeln und Anpressen des freien Endstückes dieser röhrenförmigen Verlängerung 22a an der vorderen Seite des Trägers 20 um den Rand der öffnung 23 herum verwendet, wodurch ein Anschlußflansch 22b als integrales Teil des Plättchens 22 gebildet wird. Somit bilden das Plättchen 22, das rohrförmige Stück 22a und der Flansch 22b zusammen eine einstückige leitende Öse oder Durchführung. Während des Formens des Rohrteiles 22a und des Flansches 22b aus

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dem Plättchen 22 reißt die Folie möglicherweise durch das Durchstoßen und die Bearbeitung ein, wodurch das gewünschte Ergebnis jedoch nicht beeinträchtigt wird.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der Träger mit der Schaltung und den in der oben beschriebenen '.Veise hergestellten ösen mittels eines geeigneten Klebers auf die Grundplatte 27 aufgeschichtet bzw. laminiert. Diese weist vo:g eformte öffnungen 28 auf, die den Durchgangslöchern 23 des Trägers 20 gegenüberstehen und somit "Durchführungen für Anschlußleitungen 30 bilden. Solche Anschlüsse 30 von Schaltungselementen auf der Rückseite der Grundplatte 27* z.B. eines Widerstandes 31» werden durch diese leitenden Durchführungen gezogen und liegen an der Seite des Anschlußflansches 22b frei, Darauf wird durch Wellenlötung, Tauchlötung od.dgl. ein Lot aufgebracht, so daß die Leitung 30 durch das Lötmittel 32 mit dem Flansch 22b und dem Röhrchen 22a des Anschlusses verbunden ist.

Die Erfindung ist auch anwendbar bei mehrschichtigen Schaltungen mit geringer Schichtzahl. So ist z.B. in Fig. 5 eine Zweichichtplatte dargestellt, mit vorgeformten und einander gegenüberstehenden öffnungen aufweisenden dielektrischen Trägern 120 und 220, die Schaltungen mit Kontaktplättchen 122 und 222 tragen. Werkzeuge und 25 werden wMerum verwendet, um die Mittelstücke 122a und 222a zu durchstoßen, aufzuweiten und anzupressen, wodurch die übereinandergreifenden Anschlußflansche 122b und 222b gebildet werden, r Der Rand des unteren Flansches 222b erstreckt sich auswärts über den Rand des äußeren Flansches 122b hinweg und liegt somit frei für eine direkte Berührung mit dem zum Anschluß von Leitungen in der oben beschriebenen Weise verwendeten Lotes.

Der Durchmesser der Durchgangsöffnungen in den Trägern begrenzt die Menge des zum Ziehen der Anschlußplättchen in der oben be-

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schriebenen Weise zur Verfugung stehenden Materials. Daher ist es bei mehrschichtigen Schaltplatten mit zahlreichen Schichten nicht möglich, sämtliche Anschlußverlämgerungen in allen Reihen übereinander angeordneter Durchführungsöffnungen alle anderen überlappen zu lassen. Dieser Fall ist in Fig. 6 dargestellt, woraus ersichtlich ist, daß eine rohrförmige Verlängerung 522a des Plättchens 322 an der Rückseite des Trägers 320 nicht die ganze Dicke der mehrschichtigen Platte durchläuft und nicht alle rohrförmigen Verlängerungen überlappt. Die ununterbrochene Folge einander überlappender konzentrischer rohrförmiger Verlängerungen gewährleistet jedoch die gegenseitige elektrisch leitende Verbindung. Darüberhinaus bedeckt nach dem Einlöten W der entsprechenden Leitung das Lot im wesentlichen alle freiliegenden Oberflächen der rohrförmigen Verlängerungen der Anschlußplattchen als zusätzliche sichere elektrische Verbindung jedes Plättchens mit der Zuleitung des Schaltungselementes.

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführung, bei der ein Dorn 124 mit einer vorstehenden Schneidkante 124a versehen ist, wodurch ein Anschlußplattchen 422 entlang einem Sektor der Umfangslinie der Durchgangsöffnung 423 in dem Träger 420 durchstoßen wird, anstatt in der Mitte der öffnung. Die so entstandene Lasche 422a weist eine Länge etwa entsprechend dem Durchmesser des Loches auf, also nicht wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungen entfe sprechend dem Radius des Loches. Wenn diese Verfahren also bei einer mehrschichtigen Platte verwendet wird, können dadurch mehr Schichten überlappt werden, als mit den von der Mitte aus gezogenen Verlängerungen der Plättchen. Im Bedarfsfalle kann die Ausführung auch bei mehrschichtigen Platten mit geringer Schichtzahl verwendet werden, wobei die freien Enden der Laschen über die Kante der Durchgangscffnung gebogen werden und so einen An-' schlußflansch bilden wie durch die gestrichelte Linie 422b in Fig. 7 angedeutet und anhand von Fig. 3 vorstehend beschrieben ist.

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Die in Fig. 4, 5» 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen weisen, sofern bei der Ausführung nach Fig. 7 die Lunche 422a als Flansch 422b ausgebildet ist, den Vorteil auf, daß die Folien-Schaltungen beim Anlöten der Bauelement-Zuleitungen nicht mit dem Lpt in Berührung kommen.

Eine weitere abgeänderte Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt, bei der ein Liittelteil jedes Anschlußplättchens 522 weggeschnitten ist und darauf der die Durchgangsöffnung des Trägers überlagernde Rest des Mittelteils durch einen geeigneten Dorn gegen die V/andung der öffnung in dem betreffenden Träger gezogen wird, um damit eine verkürzte rohrförmige Verlängerung 522a zu bilden, die bis zur Rückseite des Leiters in der nächsten Schicht reicht. Die Scheuer- oder Schabwirkung des Dorns ergib. <*abei einen im wesentlichen durchgehenden rohrförmigen Leiter durch die übereinanderliegenden Schichten. Die Verlängerung des Plättchens an vorderen Träger kann in der vorstehend anhand von Flansch 22b beschriebenen Weise als Flansch ausgebildet sein.

Die oben erläuterten Ausführungen können auch bei doppelseitigen Schaltun^splatten verwendet werden, welche FiIien-Schaltungen zu beiden Seiten eines einzigen dielektrischen Trägers aufweisen. In diesen Fall werden die Durchgangcoffnungen vorzugsweire gebildet, nachdem eine der Schaltungen auf den Träger aufgebracht ist, worauf dann die andere Schaltung gebildet wird. Fig. 9 stellt das Ergebnis dar, wobei die Durchführungsöffnung 623 durch den Träger 620 und das Kontaktplättchen 022 verläuft, während das gegenüberliegende Kontaktplättchen 722 intakt bzw. lochfrei ist. Darauf wird das !.'.ittelteil dieses Plättchens 722 durchstoßen und entweder zu einer rohrförmigen Verlängerung 722a verformt, die r.it der freiliegenden Oberfläche des Plättchens 622 abschneidet (Fig. 10),

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oder zu einem überlappenden Flunsch 722b (Fig. 11), zu einer eben mit der freiliegenden Seite des Plättchens 622 abschneidende Lasche 722a¹ (Fig. 12) oder zu einer in Form des Flansches 722b¹ dem Plättchen 622 aufliegenden Lasche (Fig. 13).

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Durchführungsöffnungen in den Trägern und den Anschlußplättchen als rund bezeichnet. Diese Gestaltung dient jedoch lediglich der Erläuterung, da die Erfindung ebenso bei Durchführungsöffnungen von rechteckiger oder jeder anderer, gewünschten Form anwendbar ist.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich Konstruktionseinzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

- Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche :

1. Elektrische Schaltungsplatte, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite einer ein Loch aufweisenden dielektrischen Schlicht eine Folien-Schaltung mit einem den Rand des Loches umgreifenden, einstückigen Folienanschluß befestigt ist und daß eine mit dem Anschluß (22) einstückige Folienverlängerung (22a) in das Loch (23) hineinragt.

2. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (22a) einen Anschlußflansch (22b) aufweist, der die andere Seite der Schicht (20) überlappt.

3· Schaltungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (620) an ihrer anderen Seite eine zweite Folien-Schaltung (622) aufweist, mit einem zweiten einstückigen Folienanschluß an dem betreffenden Rand des Loches (623) in direktem elektrischen Kontakt mit der Folienverlängerung (722a).

4. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß und seine Verlängerung (22,22a) eine, mit der Folien-Schaltung einstückige öse bzw. Durchführung bilden.

5. Elektrische Schaltungsplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (22a) Rohrform aufweist und das Loch (23) vollständig durchsetzt.

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6. Elektrische Schaltungsplatte nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch fiekennanichnet, daß mehrere Schichten (120, 220) vorgesehen bzw. laminiert sind und ein zweiter Folienanschluß (222) in dieser Schicht neben dem Loch befestigt ist, die eine Verlängerung (222a) aufweist, welche einen Teil der Verlängerung (122a) des Anschlusses (122) überlappt und kontraktiert.

7· Schalungsplatte wenigstens nach Anspruch 6, dadurch p;ekennzeichnet , daß die einander überlappenden Teile der Verlängerung (122a, 222a) der Anschlüsse (122, 222) konzentrische Rohrstücke in dem Loch bilden.

8. Schaltungsplatte nach Anspruch 6 oder 7i dadurch prekennzeichnet, daß beide Verlängerungen (122a, 222a) der Anschlüsse (122, 222) das Loch durchsetzen und dan der anderen Seite der Schicht (220) einander überlappende Anschlußflansche (122b, 222b) aufweisen.

9. Schaltungsplatte nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch rekennzeichnet, daß die Verlängerung durch Durchstoßen und Aufweiten des Liittelteiles des Anschlusses in dem Loch aus dem Material des Anschlusses gebildet ist.

10. Elektrische Schaltungsplatte, gekennzeichnet durch Folien-Schaltungen mit Anschlußstücken, von denen ein Teil als einstückige Verlängerung durch ein Eoch in wenigstens einem dielektrischen Träger hindurch verformt ist.

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