DE2006134A1

DE2006134A1 - Flexible gedruckte Schaltung sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2006134A1
Application number: DE19702006134
Authority: DE
Inventors: Lawrence R. Brockton Mass. Travis (V.St.A.)
Original assignee: Electro Connective Systems Inc., Brockton, Mass. (V.St.A.
Priority date: 1969-02-17
Filing date: 1970-02-11
Publication date: 1970-09-03
Also published as: FR2035491A5

Description

Anmelderin: . Stuttgart, den 9V Februar 1970

Electro Connective P 2093 S/kg .

Systems, Ine.

8? Westgate Drive

Brockton, Mass., V.3t.A.

Flexible gedruckte Schaltung sowie Verfahren und "Vorrichtung zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible Schaltung, insbesondere ein Flachkabel, bestehend aus einer Anzahl in einer gemeinsamen Ebene angeordneten, elektrisch leitenden Bändern, einer mit den leitenden Bändern verbundenen ersten isolierenden Schicht und einer mit den beiden Bändern und der ersten Schicht verbundenen zweiten isolierenden Schichte

Derartige gedruckte flexible Schaltungen, die in einer gemeinsamen Ebene liegende, flache Leiter aufweisen, die sich zwischen flexiblen dielektrischen Schichten befinden,

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sind bekannt und werden gewöhnlich durch Laminieren hergestellt. Für diese Schaltungen werden geeignete Anschlüsse benötigt, damit sie mit äußeren Komponenten oder anderen Schaltungen verbunden werden können. Bis- ' her wurden in der Isolation einer solchen Schaltung oder eines solchen Kabels auf verschiedene Weise Öffnungen vorgesehen« Eine Möglichkeit zur Freilegung der Leiter besteht darin, nach dem Laminieren das Isolationsmaterial·' an den gewünschten Stellen mechanisch zu entfernen. Das Entfernen des Isoliermaterials kann beispielsweise durch Schneiden oder Schleifen oder die Anwendung von Wärme erfolgen. Mit Hilfe solcher mechanischen, thermischen oder chemischen Vorfahren kann jedoch das Isoliermaterial nicht immer vollständig entfernt werden, so daß häufig ein dünner, durchsichtiger Film des Isoliermaterials auf den Leitern verbleibt. Außerdem besteht die Gefahr, daß zu tief in die Isolation eingedrungen und dabei der Leiter beschädigt wird.' Alle diese bekannten Methoden haben solche Nachteile und es besteht daher eine fortgesetzte Suche nach neuen Lösungen für dieses Problem·

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine flexible gedruckte Schaltung und insbesondere ein Flachkabel der beschriebenen Art zu schaffen, das auf einfache und zuverlässige Weise eine Freilegung der Leiter an vorbestimmten Stellen ermöglicht. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen den Bändern und einer der beiden isolierenden Schichten an bestimmten Stellen Trennkörper angeordnet sind, die mit den Bändern und der anderen der beiden isolierenden Schichten keine Bindung haben.

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Die Anordnung der- Trenzikö'rper hat.den Vorteil γ daß· die den TretiMcÖrper bedeckende isolierende Schicht im Bereich der Bander des'Trennkörpers zerschnitten werden kann, ohne daß eine Gefahr besteht, daß die Leiter "beschädigt· ; "werden, und -es lcann dann der heraus ge trennte Abschnitt zusammen mit dem Trennkörper entfernt v/erden, ohne daß auf den Leitern irgend welche. Rückstände verbleiben« ■ Als IrennkÖrper eignet sich besonders Papier, das mit -' einem Silicon-!Trennmittel behandelt ist, oder ein PoIyimidfilmo "■■-.■'

Die Erfindung betrifft auch.ein Verfahren.zur Herstellung solcher flexiblen gedruckten Schaltungen und insbesondere von Piachkabeln* Bei diesem Verfahren wird,eine erste Schicht aus isolierendem Haterial, die auf einer Seite , mit einer Anzahl elektrischer Leiter versehen ist, mit einer die Leiter bedeckenden zweiten Schicht aus isolierendem Material verbundene Nach der Erfindung werden vor dem Verbinden der beiden Schichten an. vorbestimmten Stellen zwischen die Leiter und die zweite Schicht Trennkörper eingelegt, '. ·

•Auf, diese ^Veise ist, es möglich, solche flexiblen Schaltungen endlos herzustellen und zugleich an gewünschten Stellen mit den Trennkörpern zu versehen, die ein Prei- / liegen der Leiter ermöglichen* Bei der praktischen Ausführung, dieses Verfahrens wird ein Band aus -isolierendem Material, das flache Leiter trägt, einer-Laminiereiiirichtung zugeführt, beispielsweise einem Paar von. Laminie'i-. .y/alzen_r die außerdem ein Klebeband und ein Band aus "isolierendem Material empfängt. An denjenigen Stellen des. ' Kabels, an denen Verbindungen zu einem oder melirerende'r

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Leiter hergestellt werden sollen, wird vor dem Laminieren ein Stück eines Trennpapieres zwischen die Leiter und den Klebstoff eingelegt· Eine Schneidvorrichtung, wie beispielsweise ein Stempel mit den Konturen des Trennpapiers angepaßten Stahlschneiden durchschneidet die nicht gebundene Isolationsschicht nach dem Laminieren und es wird die auf diese V/eise gelöste Isolation durch Blasen oder auf andere Weise zusammen mit dem Trennpapier vom Kabel ■ entfernt·

Die Erfindung betrifft endlich auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine Laminiereinrichtung, beispielsweise ein Paar Lauinierwalzen, umfaßt. In diese Laminiereinrichtung treten zwei Schichten aus isolierendem Material, von denen die erste mit elektrischen Leitern versehen ist, ein und es verläßt diese Laminiereinriclitung ein Laminat, bei dem die Leiter zwischen den beiden Schichten eingeschlossen sind. ITach der Erfindung weist diese Vorrichtung eine Einrichtung zum Einlegen von Trennkörpern an bestimmten Stellen zwischen die Leiter und die zweite Schicht vor dem Eintritt der Schichten in die Laminiereinrichtung auf.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden· Es zeigen

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Pig· 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig· 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 durch die Vorrichtung nach Fig. 1 in vergrößerten Maßstab,

Pig, 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 durch die Vorrichtung nach Fig· 1 im liaßstab der Fig· 2,

Fig· 4 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer flexiblen gedruckten Schaltung nach der Erfindung in bedeutend vergrößertem llaßstab,

Fig· 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 durch die Anordnung nach Fig· 5>

Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnittes einer Vorrichtung nach der Erfindung und

Fig· 8 einen Schnitt ähnlich Fig. 6 nach Freilegen eines Abschnittes der Leiter·

Bei der Vorrichtung nach Fig, 1 wird von einer Vorratsrolle 10 ein Band 12, das aus einer mit Bandleitern versehenen Tragschicht besteht, dem Eingang von Laminier- walzen 14 und 16 zugeführt· Wie aus Fig· 2 ersichtlich,

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besteht das Band 12 aus einem isolierenden Trägermaterial 18, auf dessen oberer Seite eine Anzahl von leitenden Bändern 20 angebracht ist. Die isolierende Schicht 18 kann beispielsweise ein Polyamid-Polyimid sein, während die Leiter 20 aus einem beliebigen elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, Zink, Magnesium oder Kupfer bestehen können. Obwohl vier parallele leitende Bänder 20 dargestellt sind, versteht.■ W es sich, daß jede beliebige Anzahl flacher Loiter in einer beliebigen Anordnung vorgesehen sein kann. Das Band 12 kann auf jede geeignete Weise hergestellt sein. Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung solcher Bänder ist "beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 17 65 646.1 beschrieben.

Eine Vorratsrolle 22 führt den Laminierwalzen 14 und 16 eine zweite Schicht 24 eines Isoliermaterials zu. In gleicher Weise gelangt von einer Vorratsrolle 26 eine Schicht eines Klebemittels 28 zwischen den Schichten 12 und 24 zu den Laminierwalzen 14 und 16. Statt dessen könnte auch die Isolierschicht 24, die von der Vorratsrolle 22 zugeführt wird, an ihrer Unterseite ein Klebemittel aufweisen, so daß dann die Notwendigkeit entfiele, daß ein Klebeband 28 von der Vorratsrolle 26 zugeführt wird·

Zwischen den Laminierwalzen 14 und 16 werden die Schichten 12 und 24 in bekannter Weise unter Anwendung eines geeigneten Druckes und von Wärme miteinander verbunden. Das resultierende laminierte Band, das eine flache Schaltung und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Flachkabel 30 darstellt, läuft vom Ausgang der Laminier-

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walzen 14- und 16 zur Aufwickelrolle 32. Wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt dieses Kabel die isolierende !Tragschicht 18, die leitenden Bänder 20, die Klebmittelschicht 28 und die obere isolierende Schicht '24··

Damit ein leichtes Entfernen der oberen Isolierschicht 24 von Stellen möglich ist, an denen Leiter mit dem flexiblen Kabel 30 verbunden v/erden sollen, wird ein ' ' Streifen eines Trennpapiers auf die Oberseite der Schicht 12 aufgelegt, das eine Verbindung der Schicht 12 mit dem Klebmittel 28 und der oberen isolierenden Schicht 24· an diesen Stellen verhindert. Das Trennpapier muß aus einem Material bestehen, das nicht an dem Isoliermaterial 18 oder den Leitern 20 anhaftet. Ein typisches Llaterial für diesen Zweck ist ein mit einem Silicontrennmittel wie Dimethylpolysiloxanharz behandeltes Papier· Ein Streifen eines Polyimidfilms ist ebenfalls ein gutes !Trennpapier für die Zwecke dieser Erfindung. Wie in den Fig. 1 und 4-schematisch dargestellt, wird eine geeignete Einlegeeinrichtung 33 dazu verwendet, einen Streifen des Trennpapiers 34· zwischen die Schicht 12 und das Klebmittel 28 unmittelbar vor dem Einlauf in die Laminierwalzen 14- und 16 einzulegen". Das Trennpapier 34- kann an dieser Stelle auf jede geeignete Weise angebracht werden. Beispielsweise kann die Einlegeeinrichtung 33 so ausgebildet sein, wie es in dem USA-Patent 3 298 891 beschrieben ist« Die Steuerung der Einlegeeinrichtung 33 kann nach jedei-i geeigneten numerischen Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann ein Zeitgeber oder ein Längenmesser, der die Länge der-Schicht 12 feststellt, so eingestellt werden, daß er die Einlegeeinrichtung 33 veranlaßt, ein Stück eines Trennpapiers in gewünschten Intervallen einzulegen.

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Die Pig. 5 und 6 veranschaulichen das flexible Kabel 30 nach der Erfindung, das Trennpapier 34 zwischen der 111 eisschicht 28 und den Bandleitern 20 aufweist. Die Isolation 24 oberhalb des Trennpapiers 54 und das Trennpapier selbst können von dem Bandkabel auf Jede geeignete Weise entfernt v/erden, beispielsweise mit Hilfe eines Schneidstempels. Wie in Pig. 7 veranschaulicht, kann ein Stempel 36 vorgesehen werden, der Schneiden 37 aufweist, die etwa mit den Rändern des Trennpapieres zusammenfallen, Wenn der Stempel 36 auf das Kabel 30 aufgedrückt wird, arbeitet der Stempel in der gleichen Weise wie eine Ausnteclifom und durchschneidet die Isolation 24 gerade bis zu ihrer Unterseite ο Wenn erwünscht, kann ein nicht näher dargestellter Tiefenanschlag vorgesehen sein, um das Eindringen der Schneiden 37 so zu begrenzen, daß die Leiter 20 nicht beschädigt v/erden.

Der Stempel 36 kann zwischen den Laminierwalzen 14 und 16 und der Aufwickelrolle 32 angeordnet werden,„un die Isolation 24 und das Trennpapier 34 vor dem Aufwickeln des Kabels 30 auf die Rolle 32 zu entfernen. Der Stempel 32 kann auf einem nicht dargestellten Zylinder angebracht sein, der in bestimmter V/eise angetrieben ist, so daß der Stempel 36 mit dem Flachkabel 30 in gewünschten Abständen in Eingriff kommt, wenn das Kabel 30 atis den L'arainierwalzen 14 und 16 austritt. Auf diese Weise kann das Flachkabel in Form endlosex· Bänder hergestellt werden, die bereits in gewünschten Intervallen öffnungen zur Herstellung von Anschlüssen aufweisen. Nicht näher dargestellte Mittel, wie beispielsweise ein Luftstrom, können vorgesehen sein, um die Isolation 24 und das Trennpapier 54 von dem Kabel 30 zu entfernen, nachdem der Stempel 56

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abgehoben ist. Fig. 8 veranschaulicht das Flachkabel 30 nach der Entfernung der Isolation 24, des Trennpapiers 34 und des Klebiaittels 28 an der zur Herstellung von Anschlüssen vorgesehenen Stelle· Bei Bedarf kann die von den Schneiden 37 umschlossene Fläche etwas größer sein als die Fläche des Trennpapiers 34-» damit gewährleistet ist, daß keine Stelle der auf dem Kabel 30 verbleibenden oberen Isolierschicht 24 ohne Verbindung zu -' den übrigen Bestandteilen des Kabels bleibt.

Es ist auch möglich, das Flachkabel 30 in der Aufwickelrolle 32 zu speichern, ohne daß die Isolation 24· bereits Ausschnitte aufweist. In diesem Fall befindet sich das Trennpapier 34- an seinem Platz, wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Es können dann, wenn das Flachkabel 30 verwendet wird, durch Durchschneiden der Isolierschicht 24·, beispielsweise von Hand, öffnungen an solchen Stellen» an denen sich Trennpapier befindet, hergestellt werden, an denen Anschlüsse angebracht werden sollen· In einem solchen Fall erstreckt sich das Trennpapier 34· vor- , zugsweise nicht bis zu den Bändern des Kabels 30, sondern es ist ein schmaler Streifen 38 (Fig. $) cLer oberen Isolierschicht 24·mit der unteren Isolierschicht 18 an jedem Ende des Trennpapiers 34· durch Laminieren verbunden* um zu gewährleisten, daß es keine offenen Stellen gibt, an denen eine unerwünschte Freilegung der Leiter 20 stattfinden könnte.

Als v/eitere Alternative können kleine Stücke Trennpapier auf jeden der Leiter 20 aufgelegt v/erden, so daß die Isolation 24 nur in einem kleinen Bereich unmittelbar über jedem Leiter entfernt wird, aber nicht im Bereich

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zwischen "benachbarten Leitern» Auf diese V/eise wird eine Reihe von öffnungen in einen sich quer zum ITlachkabel 30 erstreckenden Bereich gebildet, die jeweils einen Leiter 20 freilegen.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern zahlreiche Abwandlungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen«

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Claims

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Patentansprüche

lexible gedruckte Schaltung, insbesondere Flachkabel, bestehend aus einer Anzahl in einer gemeinsamen Ebene angeordneten, elektrisch leitenden Bändern,, einer nit den leitenden Bändern verbundenen ersten isolierenden Schicht und einer mit den beiden Bändern und der ersten Schicht verbundenen" zweiten isolierenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bändern (20) und einer der beiden isolierenden Schichten (24·) an bestimmten Stellen Trennkörper (34) angeordnet sind, die mit den Bändern (20) und der anderen der beiden isolierenden Schichten (18) keine Bindung haben₉
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkörper (34) sAis Papier bestehen, das mit einem Silicon-Trennmittel behandelt ist«
3β Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkörper (34-) aus einem Polyimidf ilm bestehen«,
4. Verfahren zur Herstellung von flexiblen Schaltungen,, insbesondere Έ1achkabeln, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine erste Schicht aus ^isolierendem Material, die auf einer Seite mit "einer Anzahl elektrischer Leiter versehen ist, mit einer die Leiter bedeckenden zweiten Schicht aus isolierendem Material verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verbinden der beiden. Schichten (18 und 24) an vorbestimmten Stellen.zwischen die Leiter (20) und die zweite Schicht (24) Trennkörper (34) eingelegt werden*

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5« Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (24) in Bereich der Ränder der Trennkörper (34) zerschnitten wird, so daß nit den Tremikörpern (J4) im wesentlichen deckungsgleiche Abschnitte der zweiten Schicht (24) gebildet werden, und daß dann diese Abschnitte und die Trennkörper entfernt werden<>

6· "Verfahren nach Anspruch 4 oder 5i dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten (18 und 24) durch Laminieren miteinander verbunden werden»

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten (18 und 24) zum Laminieren durch ein Y/alzenpaar (14, 16) hindurckgeleitet werden.

8e Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach einem der Ansprüche 4 bis ? nit einer L u.iini er einrichtung, in die zwei Schichten aus isolierendem Llaterial, von denen die erste mit elektrischen Leitern versehen ist, eintreuen und die ein Laminat verläßt, bei dem die Leiter zwischen den beiden Schichten eingeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Hinrichtung (33) zum .Einlegen von Trennkörpern (34) an bestimmten Stellen zwischen die Leiter (20) und die zweite Schicht (24) vor dem Eintritt der Schichten (13 und 24) in die Laminiereinrichtung (14, 16) umfaßte

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Ausgang der Laminiereinrichtung (14, 16) eine Schneidvorrichtung (36, 37) aufweist, die die

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zweite Schicht (24) im Bereich der Ränder der Srennkörper (34·) zerschneidet', danit im wesentlichen mit den Trennkörpern (34-)- deckungsgleiche Abschnitte der zweiten Schicht (24)" entfernt werden könnenο

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