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Trägerplatte für die Halterung und Stromversorgung von Bauelementen
elektronischer Steuer- und Regelanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Trägerplatte
(Print) mit mehreren Leiterbahnebenen und mit Lötaugen für die Halterung und Stromversorgung
von Bauelementen.
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Werden Trägerplatten (Printi für die Befestigun#g und Verdrahtung
diskreter Bauelemente, wie Transistoren, Dioden, Widerständen, herangezogen, so
ist es üblich, die Anschlüsse der Bauelemente durch Löcher in der aus Isoliermaterial
bestehenden Trägerplatte (Print) hindurchzustecken und die elektrischen Verbindungen
zwischen den Anschlüssen der Bauelemente auf der Rückseite der Platte vermittels
sogenannter gedruckter Leiterbahnen herzustellen. Die elektrisch einwandfreie Verbindung
zwischen den Leiterbahnen und den Anschlüssen der Bauelemente werden durch Lötaugen
sichergestellt, vermittels der die Bauelemente auf der Trägerplatte gleichzeitig
fest gehaltert werden. Die Anzahl der auf der Plattenrückseite aufbringbaren Leiterbahnen
ist - bedingt durch die Plattengröße - beschränkt, zumal die Leiterbahnen sich nicht
kreuzen oder zu eng nebeneinander geführt werden dürfen, weil sonst unerwünschte
Kurzschlüsse die Folge sein würden. Bei einer großen Anzahl von auf einer Trägerplatte
zu halternden und miteinander zu verbindenden Bauelementen wird die Anzahl der rückseitig
aufzubringenden, kreuzungsfrei verlaufenden Leiterbahnen bzw. Leiterbahnabschnitte
derart groß, daß der zur Verfügung stehende Platz auf der Trägerplatte nicht ohne
weiteres ausreicht oder besondere
Überlegungen des die Schaltung
Projektierenden erforderlich werden, um durch kunstvolle Linienftihrungen der Leiterbahnen
den beschränkten Platz voll ausnutzen zu können.
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Werden in der modernen Technik anstelle von diskreten Bauelementen
Jedoch kompakte integrierte Schaltkreise verwendet, die Je eine Mehrzahl von Bauelementen
oder sogar Bauelemsntgruppen enthalten, dann können wegen der erforderlichen vielfältige&Verbindungsleitungen
zwischen den einzelnen Schaltkreisen trotz der geringen Abmessungen solcher Schaltkreisbausteine
nur wenige solcher Bausteine auf einer Trägerplatte (Print) vorgegebener Größe untergebracht
werden, weil die Plattenrückseite eben nur eine begrenzte Anzahl von Leiterbahnen
bzw. Leiterbahnabschnitten aufnehmen kann.
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Zur besseren Platzausnutzung der Bausteinträgerplatten (Print) und
damit zur optimalen Ausnutzung der Platteneinschübe und -schränke hat man bereits
versucht, die zur Herstellung der Verbindungen zwischen zahlreichen integrierten
Schaltkreisen benötigten Leiterbahnen in mehreren, übereinander angeordneten Ebenen
der Trägerplatte unterzubringen. Hierbei werden die übereinander zu stapelnden L'eiterbahnflächen
getrennt voneinander je auf eine Isolierstoffplatte aufgebracht, die einzelnen so
vorbereiteten Platten ttbereinander gelegt und vermittels eines Klebemittels untrennbar
miteinander verpreßt. Erst danach werden in die Gesamtplattenanordnung durchgehende
Löcher eingebohrt, die nach durchgehender galvanischer Verkupferung als elektrische
Verbindungen der einzelnen Leiterplattenebenen dienen.
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Diese bekannte Technik zum Aufbau von Mehrlagen-Leiterplatten erlaubt
es zwar, auf einer vorgegebenen Plattenfläche eine erhebliche Packungsdichte von
integrierten Schaltkreisen und
deren Verdrahtung untereinander zu
erzielen, aber Je nach Umfang der Bestückung einer solchen Trägerplatte muß eine
Vielzahl von Leiterbahnebenen Je auf gesonderten Isolierplatten aufgebracht werden,
80 daß die Materialstärke der verpreßten Trägerplatte mit der Anzahl der unterzubringenden
Lagen immer größer wird. Das bedeutet aber, daß die Trägerplatten für die Halterung
und Stromversorgung der Bausteine bzw. Bausteingruppen z.T. unterschiedlich dick
sind und daß besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um diese Mebrlagenleiterplatten
in den Rahmen der Einschübe haltern zu können; zumindest sind Halterungsrahmen erforderlich,
deren Pührungsschlitee - Je nach den Erfordernissen - eine unterschiedliche Breite
haben. Demgemäß müssen Halterungsrahmen für die Trägerplatten mit unterschiedlicher
Schlitzbreite auf Lager gehalten werden.
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Um diesem Nachteil bei gleichzeitiger Ausnutzung der Vorteile der
Multilayer-Technik zu begegnen, befaßt sich die Erfindung mit dem Aufbau einer gegenüber
einer nur eine einzige Leiterbahnfläche aufweisenden Trägerplatte kaum dickeren
Trägerplatte mit einer Mehrzahl von Leiterbahnflächen, und die Erfindung besteht
darin, daß die zusätzlichen Leiterbahnflächen in mehreren übereinanderliegenden
Schichten Jeweils auf eine, die darunterliegenden Leiterbahnen abdeckende dilnne
Zwischenisolierlackschicht aufgebracht sind.
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Die Erfindung gewährleistet, daß nur eine einzige tragfähige Isolierträgerplatte
üblicher Materialstärke vonnöten ist, auf die auf galvanischem Wege oder durch Metallspritzung
die erste Leiterbahnfläche aufgebracht wird. In der zweiten Behandlungsstufe wird
auf das so vorbereitete Grundmaterial eine Isolierlackschicht von weniger als 1/10
mm Stärke
aufgetragen, welche - je nach den Bedürfnissen - die Lötaugen
der ersten Leiterbahnschicht freiläßt oder abdeckt.
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Die nächste Leiterbahafläche wird dann auf die darunterliegende Isolierlackschicht
aufgetragen und diese Leiterbahnschicht dann abermals durch eine weitere Isolierlackschicht
abgedeckt. Die übereinander angeordneten Schichtungen - abwechselnd aus Leiterbahnflächen
und Isolierlackschichten -können außerordentlich dünn gehalten werden, so daß ein
unerwünscht er übermäßiger Materialstärkenzuwachs der Trägerplatte nicht zu befürchten
ist.
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Um ein Durchscheuern der Randteile einer so gebildeten Mehrlagen-Leiterplatte,
beispielsweise in den Führungsrahmen, zu unterbinden, kann der Schichtenauftrag
so vorgenommen werden, daß die Randzonen der Grundplatte unbeschichtet bleiben.
Außerdem -brauchen die weiteren Schichten sich nicht unbedingt über die gesamte
Trägerplattenfläche zu erstrecken, sondern können die Grundplattenfläche im Bedarfsfalle
auch nur teilweise und abgestuft überdecken.
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Die Isolierlacksohicht kann durch Aufstreichen Mer Aufspritzen bzw.
durch Siebdruck auf den Untergrund aufgebracht werden.
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Ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Mehrlagenleiterplatte
ist in der Zeichnung näher veranschaulicht.
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In der Fig. ist die Trägergrundplatte T veranschaulicht, welche aus
Isoliermaterial besteht und auf ihrer sichtbaren Oberfläche bereits Leiterbahnen
LB mit Lötaugen A aufweist.
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Reichen die Leiterbahnen In11 bis LB auf der Oberfläche der Trägerpiatte
T zur Verdrahtung der mit ihren Anschlüssen in die Lötaugen A11 bis A15 einsteck-
und verlötbaren (nicht
gestellten) Bauelemente nicht aus, dann wird
die erste Leiterbahnebene LBE1 durch eine Isolierlackschicht I1 abgedeckt und auf
diese Isolierschicht I1 eine weitere Leiterbahnebene LBE2 mit den Leiterbahnen LB21
bis LB24 aufgebracht, wobei die Stellen über den Augen A11 bis A15 der Leiterbahnebene
LBE1 vom Isolierlackauftrag freigehalten werden. Demgemäß kann z.B. die Leiterbahn
LB11 über das Auge A11 durch das Loch L11 in der Isolierlackschicht I1 hindurch
über das Auge A21 in die Leiterbahn LE21 der zweiten Leiterbahnebene LEE2 übergehen
und über das Auge A22 sowie das Loch L22 zum Auge A12 der Leiterbahn LB13 der ersten
Leiterbahnebene LBE zurückgeführt werden. Reicht auch die zweite Leiterbahnebene
LBE2 auf der Isolierlackschicht I1 noch nicht zur Verdrahtung aus, so kann auf die
Leiterbahnebene LBE, eine weitere Isolierlackschicht I2 und auf diese eine dritte
Leiterbahnebene LBE3 aufgetragen werden. In derselben Weise kann die dritte Leiterbahnebene
LBE i# #edarfufalIe imm Bedarfsfalle durch die Isolierschicht I3 abgedeckt werden,
auf die schließlich die letzte Leiterbahnebene LBE4 aufbringbar ist. Diejenigen
Lötaugen A, die später als Stütz-und Verbindungspunkte für die Bauelemente dienen
und eine Durchkontaktierung durch sämtliche Schichten LBE bzw. I erfordern, wie
z.B. die Lötaugen A11, A21, A31, A41, greifen durch Löcher L11, L21, L31 in den
Isolierlackschichten I1 bis 13 hindurch, während lediglich als Verbindungspunkte,
nicht aber als Stützpunkte dienende Lötaugen, wie z.B. das Auge A23, durch die darüberliegenden
Isolierlackschichten 12 und 13 abgedeckt werden. Andererseits werden Lötaugen, die
lediglich in der obersten Leiterbahnebene LBE4 als StUtzpunkte für die Bauelemente
benötigt werden, wie z.B.
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die Lötaugen A42, A44 und A45, zusammen mit den dazugehörigen Leiterbahnen
LB, z.B. LB42, auf die drunterliegende Igolierlackschicht, z.B. I3, aufgebracht.
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Als Grundmaterial für die Trägerplatte T dient zweckmäßig ein Epoxyd-Hartglasgewebe.
Als Isolierlack zur Herstellung der Zwischenisolierlackschichten I wird zweckmäßig
ein nach der Aushärtung temperaturfester Lack aus beispielsweise handelsüblichem
Stopplack verwendet.
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1 Figur 3 Patentansprüche