DE2113613B2 - Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen einer Vielzahl von Leitern auf einem Substrat mit einer Vielzahl von Leitern eines anderen Substrats - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrfach-Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld mit damit integrierten flexiblen elektrischen Verbindungen sowie ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung vieler elektrischer Verbindungen zwischen Paaren vieler Leiter.

In der USA.-Patentschrift 3 499 167 ist ein Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld offenbart, bei welchem ein paar rechteckiger Glasplatten (Substrate) mit Abstand voneinander miteinander verbunden sind; die Leiteranordnungen sind lineare Anordnungen, die parallel zur Längsrichtung der jeweiligen Platte verlaufen. Die Platten sind mit ihren Längsachsen quer zueinander verbunden, wobei die Leiterenden zwischen den Punkten, an denen die Platten im Abstand miteinander verbunden sind, gegen mindestens eine Kante der Platte ragen.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Anbringung planparalleler flexibler Mehrleiterkabel an solche Platten.

Erfindungsgemäß wird ein planparalleles nicht leitendes flexibles Kabelsubtrat, auf dem viele elektrische Leiter in einem Abstand, der dem zwischen den Elektrodenleitern der Gasentladungsfeldplatten (oder Substraten) entspricht, mit der Platte ganzeinheitlich gemacht oder integriert durch Anlöten der einzelnen Leiterzuführungen auf dem Kabelsubstrat an die Elektrodenzuführungen, die aus der Gasentladungsvorrichtung ragen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform tragen die Enden der linearen Elektrodenleiter an der Gasentladungsvorrichtung und/oder die Enden der Leiter auf dem flexiblen Kabelsubstrat Lötmittel. Die Lötmittel tragenden Polenden der geringen Abstand habenden Leiter werden dann in Berührung mit den Leitern auf dem anderen Substrat gebracht, und anschließend werden alle Berührungsstellen miteinander durch Schmelzen des Lötmittels verlötet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der

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Erfindung wird das Lötmittel an jeder Berührungs- P 20 44 224.4, ist jeder zweite Leiter in der Anordstelle auf eine Löttemperatur gebracht und geschmol- nung 13 gegen ein Ende der Platte 11 gerichtet und zen, wobei die Wärme in situ durch Aufbringen von die benachbarten anderen Leiter gegen das andere Energie in geeigneter Weise erzeugt wird, z. B. durch Ende der Platte. Das gleiche Leiieranordnungsschema Infrarot, Induktionsstromheizung, Reibungswärme 5 ist auf die Leiteranordnung 14 auf der Platte 12 usw., einschließlich Kombination davon, so daß eine angewendet, und tatsächlich ist die Platte 12 mit der so gleichmäßig wie mögliche elektrische Verbindung Platte 11 identisch, ausgenommen, daß die Platteil entsteht. Obwohl verschiedene Verfahren zum Ver- ein Gaseinleitungsrohr 40 aufweist. Diese Leiterbinden der I.-eiter mittels Wärmeerzeugung in situ anordnung ist Gegenstand der obengenannten hierin offenbart werden, so ist das Wesentliche doch, ίο Patentanmeldung und braucht hier nicht näher daß das Lötmittel durch Leitungserwärmung ge- erörtert zu werden. Wie in der Figur gezeigt, hat schmolzen wird. die Platte 11 ein Gaseinfüllrohr 40, welches wie in

Die Erfindung und die Vorteile, zu der sie führt, der eben erwähnten Patentanmeldung angebracht ist.

wird aus der nachstehend gebrachten Beschreibung Die Enden 14 e-L und 14 e-R der Leiteranordnung

noch deutlicher werden; es wird dabei auf die Figu- 15 14 sind gezeigt, wie sie auseinandergezogen sind, um

ren Bezug genommen, von denen zeigt besseren Klebkontakt bilden zu können. Die Enden

Fig. 1 ein isometrisches Bild eines Gasentladungs- der Leiteranordnung 13 sind, ebenfalls etwas verfeldes mit damit integrierten flexiblen Mehrleiter- größert, das untere Ende 13 e-b ist in F i g. 1 a gekabein nach der Erfindung, zeigt. Es ist verständlich, daß die an den Enden

F i g. 1 a einen Teil des Entladungsfeldes mit den ao der Leiteranordnungen 13, 14 gezeigte Winkelung

angebrachten Mehrleiterkabeln, nicht nötig ist; es ist ebenso klar, daß die Leiter

Fig. 2 ein Verfahren des Verbindens des flexiblen statt an beiden Enden der Platten herauszuragen

Mehrleiterkabels mit dem Entladungsfeld gemäß nur auf einer Sehe der Leiter herauszuragen brauchen,

einer Ausführungsform nach der Erfindung, und die Verbindung, die später beschrieben werden

F i g. 3 ein modifiziertes Verfahren zum Verlöten 25 wird, kann mit gleicher Leichtigkeit hergestellt

der flexiblen Mehrleiterkabel mit dem Feld nach werden,

einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Wie in F i g. 1 gezeigt, ist eine Vielzahl von flexi-

Fig. 4 Anwendung von Induktionsheizung zum blen Kabeln 20, 21, 22 und 23 an die herausragen-

Löten in situ, um das Kabel mit dem Feld zu \er- den Enden der Leiteranordnungen 13 und 14 ange-

binden. 30 lötet oder angeschmolzen. Flexible Mehrleiterkabel

Die F i g. 1 zeigt ein Gasentladungsfeld 10 derart, und Abarten davon sind bekannt. Sie sind in Einzel-

wie es in der USA.-Patentschrift 3499 167 offenbart heiten in dem Artikel von G.T. Viglione, »Flexible

ist. Das Gasentladungsfeld 10 wird von einem Paar Printed Wiring«, erschienen in Electronics World,

langer rechteckiger Glasplatten oder Substrate 11 Oktober 1969, S. 58 bis 60, und »Wire (Multiconduk-

und 12 gebildet, welche lineare Elektrodenleiter- 35 tor)«, erschienen in Encyclopedia of Electronics von

Anordnungen 13 bzw. 14 auf den gegenüberliegen- Susskind, 1962, S. 936 und 937, beschrieben,

den Oberflächen haben, und die Leiteranordnungen Die Erfindung ist jedoch nicht auf die flexiblen

13 bzw. 14 sind mit dünnen dielektrischen Filmen Leiterkabel, die in diesen Artikeln beschrieben sind,

oder Überzügen 15 und 16 versehen (F i g. 1 a). Ein begrenzt, ausgenommen, daß die Materialien, die als

endloser Dichtungsmittel-Abstandshalter 17 verbindet 40 Substrat gewählt werden, nach einer bevorzugten

die beiden Platten 11, 12, wobei die Längsachsen Ausführungsform der Erfindung gegenüber Infrarot

der Platten im Winkel von 90° zueinander stehen transparent und die Leitermaterialien gegenüber

und die beiden Enden der Platten J1 und 12 über Infrarot absortiv sein sollten. An Stelle des isolieren-

die Dichtung hinausgehen. Die Dichtung 17 bildet den Überzuges oder der Isolierschicht auf dem Leiter

mit den gegenüberliegenden Flächen der dielektri- 45 in den Mehrleiterkabeln 20 bis 23, wie in den oben-

schen Überzüge 15 und 16 die begrenzenden Wände genannten Artikeln gezeigt, können die Leiter ein-

einer schmalen Gasentladungskammer, in welcher fach gedruckte Leiter auf einem Polyesterfilm (mylar)

gasförmiges Entladungsmedium eingeschlossen ist. oder einem anderen nicht leitenden Substrat sein.

Beide Platten 11 und 12 sind aus relativ hartem Jedes der flexiblen Leiterkabel 20 bis 23 ist mit starrem, im Handel erhältlichem poliertem Platten- 50 einem versteifenden Streifen am Nicht-Gasentladungsglas, und die Leiter in den Anordnungen 13 und 14 Polende davon auf der Nichtleiterseite des flexiblen sind gewöhnlich aus Gold, können aber auch aus Kabels gezeigt. Solche Versteifungstreifen können anderem Material sein, und auf die Platten auf- kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Nach einer gedruckt mittels Siebdruck, Photoätzung oder anderer weiteren Ausführungsform der Erfindung können Verfahren zum Drucken von Leitern und Leiter- 55 statt die Enden der Leiter an den Polenden der anordnungen. Es ist ersichtlich, daß die Leiter Drähte flexiblen Leiterkabel 20 bis 23, wie gezeigt, z. B. am sein können. Versteifungsstreifen enden ;tu lassen, die Leiter auf

Im Feld 10 sind, wie gezeigt, die Leiter 13 und 14 dem flexiblen Kabelsubstrat tatsächlich in der Form

auf 0,76 mm (30 mil) Knotenpunkten mit Leitern gedruckter Sekundärwindungen ganzeinheitlich mit

einer Dicke von etwa 0,13 mm (6 mil) gedruckt. Bei 60 den Leitern auf dem Substrat verbunden sein, welche

der Erfindung sind jedoch sehr viel kleinere Leiter- zu Transformatoren gefonnt sind, um Betriebs-

abstände und dünnere Leiter möglich. Potentiale zu liefern.

Wegen der kleinen Abstände zwischen den Leiter- Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung,

anordnungen ist es schwierig, elektrische Verbindun- die flachen flexiblen Kabel als Substrat für feste

gen an den Enden derselben herzustellen, ohne die 65 Schaltkreisplättchen (solid state circuit chips) zur

benachbarten Leiter zu behindern oder sie unbeab- direkten Befestigung oder in einer anderen hybriden

sichtigt miteinander zu verbinden. Nach der gleich- Konfiguration zu verwenden,

zeitig schwebenden Patentanmeldung, Aktenzeichen In den F i g. 1 und 1 a sind die flexiblen Leiter-

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kabel 20 bis 23 als Paare A und B gezeigt, doch zugt, das starre Feld 10 zu vibrieren. Es ist jedoch

können alle Leiter von einem einzigen Substrat ge- zu bemerken, daß es zweckmäßig sein kann, wenn

tragen werden, oder es können mehr als zwei Sub- das Substrat S nicht flexibel ist, beide Substrate in

strate für Leitergruppen vorgesehen sein. den oben angegebenen Richtungen zu oszillieren,

In den F i g. 2 bis 4 sind die verschiedenen Metho^ 5 aber phasenverschoben.

den zur Bildung oder Befestigung der Polenden der Wo das Glassubstrat S der F i g. 2 nicht vollständig

Leiter auf den flexiblen Kabeln 20 bis 23 gezeigt. transparent für IR-Lichtenergie ist und/oder wo die

In jedem Fall wird vorausgesetzt, daß die Enden Leiteranordnungen 13, 14 aus IR-reflektierendem

eines oder beider Leiter auf dem Feld 10 und das Material, z. B. Gold, sind, kann die IR-Quelle 52

flexible Substrat mit einer kleinen Perle oder Schicht io unzweckmäßig sein und weggelassen werden, wobei

aus Lötmittel 30 überzogen sind. In diesen Figuren man sich ausschließlich auf die IR-Strahlungsquelle

ist das flexible Leitersubstrat mit S gekennzeichnet, 50 verläßt. Dies ist auch bei der in F i g. 3 gezeigten

die Leiter darauf mit C. Ausführungsform der Fall.

Wie in F i g. 2 gezeigt, kann das Endadungsfeld 10 In F i g. 3 werden die Substrate S getragen und in

von einem flachen Tisch oder einer anderen Halte* 15 Stellung gehalten durch ein Paar Vakuumklemmen

rung (nicht gezeigt) getragen werden, und wenn die 65 und 66. Die Lötglasschmelztechnik wird im

Lötmittelperle 30 auf den Polenden der Leiter C des wesentlichen wie oben beschrieben angewendet. Es

flexiblen Substrates S ist, werden die Lötmittel tragen- ist zu bemerken, daß alle Verbindungen auf einer

den Polenden in Kontakt mit den Polenden der eng Platte des Feldes in dieser Anordnung gleichzeitig

verteilten Leiter auf der Platte 12 gebracht. Ein äo gebildet werden können, das Feld 10 wird dann so

transparentes Gewicht oder ein transparenter Nieder- gewendet, daß die Platte 12 die für die Platte 11

halter H ist auf der Nicht-Leiter-Seite des Substra- gezeigte Stellung einnimmt, und der Arbeitsvorgang

tes S angeordnet. Der Niederhalter H ist für die Infra- wird wiederholt, um die flexiblen Kabel zu inte-

rotlichtenergie, die von der IR-Quelle 50 (die z. B. gricren.

ein IR-Laser sein kann) transparent. Eine Linse 51 35 Bei der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform wird zum Sammeln der IR-Lichtenergie auf den Leitern C die Wärme in situ durch Anlegen des HF-Indukwird benutzt, um hierdurch die Infrarotlichtenergie tionsheizungsfeldes von der Quelle 70 an die Lötin Wärme umzuwandeln und das Lötmittel 30 auf mittelperlen 30 erzeugt, wobei hierbei vorzugsweise eine Schmelztemperatur zu bringen. Infrarotlicht- ein Lötmittel hoher Permeabilität benutzt wird, um energie kann auch durch die Platte 12 von der 30 die magnetische Energie in Wärme umzuwandeln. IR-Quelle 52 und der Linse 53 zu den Leitern 14 Es ist klar, daß IR- und Reibungs-Energie dem auf der Platte 12 gerichtet werden, um die Infrarot- Gefüge in gleicher Weise, wie in F i g. 3 gezeigt, lichtenergie in Wärme umzuwandeln. Es kann eine zugefügt werden kann und das Lötmittel gleichzeitig oder es können beide IR-Quellen benutzt werden; durch Induktionswärme, IR-Wärme und Reibungswenn beide benutzt werden, kommen sie gleichzeitig 35 wärme sehr schnell auf die Schmelztemperatur gezur Anwendung. bracht werden kann, um dadurch die gewünschte

Abwechselnd oder gleichzeitig mit dem Anlegen gleichmäßige Klebung hoher Qualität zu erzeugen,

der IR-Strahlungsenergie kann das Feld 10 mittels Eine Niederhaltevorrichtung, wie der Niederhalter H

eines Linearschwingungsvibrators 60 in lineare in der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform, kann

Schwingungen versetzt werden. Ausreichende Wärme 40 auch hier benutzt werden.

kann durch Reibung erzeugt werden, um eine gleich- Obwohl das ganzheitliche oder integrierte Gasmäßige Verklebung und elektrische Verbindung entladungsfeld und das flexible Mehrleiterkabelgefüge zwischen jedem einzelnen Leiter C auf dem Substrat S vorzugsweise nach den vorstehend gebrachten und in der Leiteranordnung 14 zu bekommen; es ist Methoden hergestellt wird, sind auch andere Methodabei zu bemerken, daß die Platte 12 vibriert oder 45 den möglich, z. B. die Benutzung von Widerstandsgeradlinig oszilliert werden kann in einer Richtung heizgeräten u. dgl., mit oder ohne Vibrator, um die parallel zu ihrer Ebene und der Längsachse der Lötmittel auf die Schmelztemperatur zu bringen. In Leiter. Wenn die Prim-Wärmeenergiequelle infrarot diesem Fall muß jedoch das Substratmdterial S sorgist, trägt diese Vibration dazu bei, eine gleichmäßige fältig ausgewählt werden, um eine Delaminatiön der Bindung an allen Berührungspunkten zu erzeugen. 5° Leiter und/oder ein Versengen des Substratmaterials Wegen der Flexibilität des Substrates 5" wird bevor- zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen individueller elektrischer Verbindungen zwischen einer Vielzahl getrennter, geringen Abstand voneinander habender flacher Leiter auf einem ersten planaren Substrat und einer Vielzahl von getrennten Leitern, die von einem zweiten planaren Substrat getragen werden, wobei die Leiter auf dem zweiten Substrat einen Abstand voneinander haben, der den Abständen der Leiter auf dem ersten Substrat entspricht, und auf den Polenden der Leiter auf mindestens einem der Substrate ein elektrisch leitendes Lötmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Lötmittel tragenden Polenden der geringen Abstand voneinander habenden Leiter auf einem Substrat mit den Polenden der geringen Abstand voneinander habenden Leiter auf dem anderen ao Substrat in Kontakt gebracht werden und dann bei allen Berührungsstellen gleichzeitig in situ Wärme erzeugt wird, um das Lötmittel zu schmelzen und zwischen ihnen eine Bindung für alle Leiter beider Substrate herzustellen. as

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eines der Substrate ein Material genommen wird, das infrarottransparent ist, und zur in situ Wärmeerzeugung Infrarotlichtenergie durch das infrarottransparente Substrat hindurchgeschickt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der planaren Substrate Teil einer Gasentladungsvorrichtung ist und die Leiter darauf Elektroden zur Auslösung von Gasentladungen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur in situ Wärmeerzeugung Induktionswärme benutzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur in situ Wärmeerzeugung eines der Substrate festgehalten wird und das andere Substrat in dessen Ebene einer zur Erzeugung von Reibungswärme ausreichenden Vibration ausgesetzt wird, um das Lötmittel zu schmelzen und die Leiter zu verbinden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur in situ Wärmeerzeugung elektrische Widerstandsheizung herausgezogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmeerzeugung die das Lötmittel tragenden Leiterenden des einen Substrats in ein HF-Induktionsfeld gebracht werden, um das Lötmittel durch Induktionsheizung zu schmelzen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Substrate festgehalten und das andere in dieser Ebene vibriert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Substrate für IR-Energie transparent ist und die Leiter darauf IR-absortiv sind, und daß zur in situ Wärmeerzeugung IR-Strahlungsenergie durch das IR -transparente Substrat geschickt wird.

10. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9 auf ein Gasentladungsfeld, bestehend aus einem Paar langer glatter Glasplatten, die im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sie eine schmale Gasentladungskammer bilden, und linearen Leiteranordnungen, die parallel zur Längsrichtung der Platten verlaufen, während die Längsachsen der Platten senkrecht zueinander liegen und sich die Leiteranordnungen dort, wo die Platten mit Abstand voneinander verbunden sind, vorbei und mindestens auf einen Rand der Platten zu erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß verbesserte Mittel zur Verbindung der Leiteranordnungen mit einer Betriebspotentialquelle zur Anwendung kommen, die bestehen aus einem flexiblen nicht leitenden Substrat mit Mehrleiterkabeln darauf, die einen Abstand entsprechend dem Abstand zwischen den Polenden der herausragenden Leiter haben, und Lötmittel zwischen den herausragenden Leiterenden und den Leitern auf dem flexiblen planaren nicht leitenden Substrat, und daß eine elektrisch lekende Lötverbindung mit dem dazwischenliegenden Substrat gebildet wird, wobei die elektrisch leitende Lötmittelverbindung für jeden Leiter gleichzeitig in situ gebildet wird und das flexible Substrat und die Leiter darauf mit dem Feld integriert werden.