DE2624666A1 - Mehrlagige schaltkreisanordnung und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Mehrlagige schaltkreisanordnung und verfahren zur herstellung derselben

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Description

München, 2. Juni 1976 Mein Z.: 7^-20 PF
Molex Incorporated, Lisle, Illinois, V. St. A.
Mehrlagige Schaltkreisanordnung und Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Schaltkreisanordnung, die eine Mehrzahl von übereinandergelegten flexiblen Schaltungen und ein Kontaktstück, vorzugsweise in Form einer Öse oder eines Hohlnietes, zur Herstellung einer Verbindung zwischen den einzelnen flexiblen Schaltungen enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisanordnung.
Flexible Schaltungen und Flachkabel sind bekannt und erfreuen sich einer grossen Beliebtheit, insbesondere wegen ihrer leichten Benutzbarkeit und ihrer Fähigkeit, auch in Fällen extremer Haurabegrenzung zur Anwendung zu gelangen. Zur Verbindung von flexiblen Schaltungen und Flachkabeln mit anderen elektrischen Komponenten benutzte man bisher meist Lötverbindungen, Quetschverbindungen sowie Druck- und Schweissverbindungen.
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Sine flexible Schaltung enthält normalerweise einen biegsamen Träger mit darauf angebrachten, elastischen leitenden Belägen (ähnlich denjenigen einer gedruckten Schaltung) und eine Decklage aus Isoliermaterial, die über dem Träger und-den leitenden Belägen angeordnet ist. Jede der flexiblen Schaltungen hat eine Stelle, die als Verbindungsstation bezeichnet wird, und an der die leitenden Teile der flexiblen Schaltung mit einer anderen Verbindungsstation und daher auch mit den leitenden Teilen einer anderen flexiblen Schaltung verbunden werden können.
Eine grosse Anzahl von flexiblen Schaltungen dieser Art kann elektrisch miteinander verbunden werden, indem man an der Verbindungsstation eine Bohrung anbringt und durch die ubereinandergelegten flexiblen Schaltungen ein Kontaktstück, z.B. einen Niet oder Hohlniet, hindurchzieht.
Obwohl diese Art der Verbindung im allgemeinen zufriedenstellend arbeitet, ergeben sich doch oft Schwierigkeiten hinsichtlich einer sicheren elektrischen Kontaktgabe. Beispielsweise hat sich herausgestellt, dass ein Teil der so hergestellten Verbindungen vorübergehenden Unterbrechungen unterworfen ist bezw. keine zuverlässige elektrische Verbindung von gleichbleibend geringem Übergangswiderstand darstellt.
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Bas Problem der Erfindung besteht in der Schaffung einer mehrlagigen Schaltkreisanordnung, die eine Mehrzahl von übereinandergelegten flexiblen Schaltungen mit leitenden Belägen und mindestens einer Verbindungsstation enthält, die eine Bohrung aufweist, in welche die leitenden Beläge münden, wobei ein Kontaktstück durch die übereinanderliegenden Bohrungen gesteckt wird, um die Verbindungsstationen der flexiblen Schaltungen miteinander elektrisch zu verbinden und die flexiblen Schaltungen mechanisch zusammenzuhalten, wobei verlangt wird, dass die Schaltkreisanordnung derart ausgebildet ist, dass die so erstellten Verbindungen auf die Dauer einwandfrei arbeiten und zuverlässige elektrische Kontakte von gleichbleibend geringem Übergangswiderstand darstellen. Die Anordnung soll dabei insbesondere derart sein, dass eine rationelle Herstellung und Montage in Massenfertigung ermöglicht wird. Darüber hinaus besteht das Problem der Erfindung in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer solchen mehrlagigen Schaltkreisanordnung.
Das Wesen der Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausfunrungsbeispiele anhand der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen hervor.
PIg. 1'ist eine perspektivische Ansicht einer mehrlagigen Schaltkreisanordnung nach der Erfindung;
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Fig. 2 ist (in ecrosserera Masstab) eine auseinandergenommene Querschnittsdarstellung der Verbindungsstationen der flexiblen Schaltungen;
Fig. 3 ist ein Querschnitt der miteinander verbundenen flexiblen Schaltungen;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer abgeänderten Ausführung^ form des Kontaktstückes;
Fig. 5 ist- ein Querschnitt durch das Kontaktstück der Fig. 4;
Fig. 6 ist eine perspektivische ansieht einer weiteren Abänderung des Kontaktstückes;
Fig= 7A-I sind Querschnitte* die das Verfahren der Herstellung der mehrlagigen Schaltkreisanordnung veranschaulichen.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen, besteht die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnete mehrlagige Schaltkreisanordnung aus einer Mehrzahl von übereinandergelegten flexiblen Schaltungen 12. Die Schaltungen 12 sind durch ein Kontaktstück 14- in Form einer Öse oder eines Hohlnietes elektrisch miteinander verbunden, 6t>3 in der Verbindungsstation 16 einer jeden flexiblen Schaltung durch die entsprechenden Bohrungen gesteckt wird.
Jede der flexiblen Schaltungen 12 enthält einen biegsamen Träger 18 aus Isoliermaterial, welcher die
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leitenden Beläge 20 aus Kupfer Od0dgl. trägt. Eine Decklast 22 aus Isolierraaterial ist über den Träger 18 und den Belägen 20 angebracht.
Ein geeignetes Material wie z.B. Polyesterfilm kann für den Träger 18 und die Decklage 22 verwendet werden,,
Die tferbindungsstation 16 einer jeden flexiblen Schaltung 12 hat eine durchgehende Öffnung oder bohrung 26, die ein Putter aus Lötmetall 28 aufweist. Ein Kontaktstück IA wird durch die Öffnung 26 gesteckt, wie weiter unten näher erläutert.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen, enthält das Kontaktstück 14 einen kegeisturapfförmigen Kontaktteil 30, der mit dem Lötmetall 28 in Berührung kommt, wenn das Kontaktstück in die Bohrung 26 eingeführt wird, din ringförmiger Anschlag 32 am oberen Ende des kegeistumpfförmigen Kontaktteils 30 begrenzt die Sindringtiefe des Kontaktstückes.
Ein hohler zylindrischer Teil jö bildet die Fortsetzung des Kontaktteiles 30. Er ragt aus der untersten flexiblen Schaltung heraus. Der hohle feil 3o kann aufgetrieben und ums:ebördelt werden, so dass die flexiblen Schaltungen 12 zwischen dem ringförmigen Anschlag j2 und dem umgebördelten Hand des hohlen Teils 36 gehalten werden. Infolge der seitlich pressenden Wirkung des
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kegelstumpf formieren Kontaktteiles 30 ergibt dies eine Kaltschweissune· zwischen dem Kontaktteil 30 und dem Lötmetall 28, wie an besten aus Fig. 3 zu ersehen; dabei ist es frleichgültie;, wieviele der Schaltungen 12 miteinander verbunden werden.
Der Winkel A (Fis. 2) zwischen den gegenüberliegenden Seiten des kegelstumpffürmigen Kontaktteils 30 ändert sich je nach der Anzahl der flexiblen Schaltungen. Der richtige Winkel ergibt einen sicheren Festsitz vor dem Umbördeln und einen guten elektrischen Kontakt nach dem Umbördeln.
Die Anwesenheit des Lötmetalls 28 zwischen dem kegelstumpfförmigen Kontaktteil 30 und den leitenden 3elägen 20 ergibt eine Übergangsfläche, die einen sicheren elektrischen Kontakt gewährleistet. Ohne das Lötmetall 28 würde der elektrische Kontakt direkt von der Art der Berührung zwischen dem leitenden Belag 20 und dem Eontaktteil 30 abhängen. Es wurde gefunden, dass in manchen Fällen die Decklage 22 oder der Träger 18 die gegenseitige Stellung des Kontaktteils 30 und des leitenden Belages 20 beeinträchtigt, und zwar während des Vernietens oder nach dem Vernieten. Die Anwesenheit des Lötmetalls beseitigt diese Nachteile.
In Fig. 4 und 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Kontaktstückes dargestellt. Das dort gezeigte Kontaktstück 38 hat einen massiven oberen Teil 4-0 und
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einen hohlen unteren Teil 4·2»
Das Kontaktstück 38 hat einen kegelstumpffcrmigen Kontaktteil 4-4- mit einem ringförmigen Anschlag 4-6 und einen hohlen zylindrischen Teil 4-8» Die Teile 44-, 4-6 und 4-8 dienen dem gleichen Zweck wie die Teile 30, und 36 des "beschriebenen Kontaktstückes 14-.
Eine weitere Abänderung des Kontaktstückes ist in Figo 6 dargestellt. Das dort gezeigte Kontaktstück 52 hat einen herausragenden Kontaktstift 58 am oberen Ende.
Das Kontaktstück 52 hat ebenfalls einen kegelstumpf förmigen Kontaktteil 60 mit einem ringförmigen Anschlag 62 und einen hohlen zylindrischen Teil 64-. Die Teile 60, 62 und 64- dienen dem gleichen Zweck wie die Teile 30, 32 und 36 des Kontaktstückes 14. Bei Verwendung des Kontaktstückes 52 kann eine Verbindung mit einer anderen Schaltkreisanordnung hergestellt werden, die eine passende Kontaktbuchse enthält.
Das Verfahren zur Herstellung der Schaltkreisanordnung 10 verläuft folgendermassen. Zunächst werden die leitenden Beläge 20 auf dem Träger 18 der flexiblen Schaltung 12 angebracht, wie in Fig. 7A dargestellt. Sodann wird eine erste Bohrung 68 an der Stelle der Verbindungsstation l6 durch den leitenden Belag 20 und den Träger 18 gestanzt (oder gebohrt), wie aus Fig. 7B ersichtlich.
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Jodarm werden diese Teile der wellenlütung unterworfen. Hierdurch wird ein massiver Pfropfen 70 aus Lötmetall gebildet, der die Bohrung 68 vollständig ausfüllt und sie am oberen Hände überragt, wie aus Fig. 7 C ersichtlich. Das Lötrnetall kommt dabei in innigen Kontakt mit dem leitenden Belag 20.
Alsdann wird in die isolierende Decklage 22 eine zweite Bohruni? 72 gestanzt, welche einen y-rcsseren Durchnesser hat als die erste Bohrung 68. Dies ist in Fig. 7D veranschaulicht« Die so mit Bohrungen versehene Decklage 22 der flexiblen Schaltung 12 wird dann derart auf dem Träger 18 und den leitenden Belägen 20 befestigt, dass die bohrungen 68 und 72 konzentrisch zueinander angeordnet sind, wie am besten aus Fig. 7E zu ersehen.
Alsdann wird eine Bohrung 26 durch den Lötpfropfen 70 gestanzt, wie in Fig. 7F dargestellt. Die Bohrung 26 ist kleiner als die Bohrungen 68 und 72 und konzentrisch zu diesen angeordnet. Die Innenwandung der Bohrung 26 besteht daher nur aus dem Lotmetall 28.
Nunmehr werden eine Mehrzahl von gestanzten und gelöteten flexiblen Schaltungen 12, wie in Fig. 7F dargestellt, so übereinandergelegt, dass die Bohrungen 26 konzentrisch zueinander liegen, wie aus Figo 7G ersichtlich. Das Kontaktstück IA- wird dann durch die übereinanderliegenden Bohrungen 26 gesteckt, so dass die
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kegelstumpf formieren Kontaktteile 30 mit den Lötmetall 28 in 7iingriff kommen, wie aus Fig. 7H zu ersehen.
ächliesslich wird das untere dncle des Kontaktteiles 14 umgebördelt bezw. vernietet, so dass das kegelstumpffertige Kontaktteil 30 einen Kaltschweiss- ^estsit^ mit dem Lötmetall 28 eins:eht. üie flexiblen Schaltungen 12 werden dabei mechanisch swischen dem ringförmigen Anschla.p; 32 und dem umgebordelten :iand des hohlen, zylindrischen Teils 36 gehalten, wie aus Fig. 71 und Pig. 3 zu ersehen.
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Claims (7)

IU Patentansprüche
1. J Mehrlagige Schaltkreisanordnung, enthaltend eine Kehrzahl übereinandergelegter flacher, flexibler Schaltungen, deren jede leitende Beläge und mindestens eine Verbindungsstation enthält, die den leitenden Belägen zugeordnet ist, wobei die Verbindungsstation eine durchgehende ßohrung derart enthält, dass ein Teil der leitenden Reläge in die Bohrung mündet, (sowie ferner enthaltend) ein Kontaktstück, das in die Bohrungen der flexiblen Schaltungen einsetzbar ist, um die /erbindungsstationen der flexiblen Schaltungen miteinander zu verbinden,
gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kontaktstückes (14), welches die folgenden Merkmale aufweist:
Einen kegelstumpfförmigen Kontaktteil (30), der mit den leitenden Belägen (20) seitlich pressend in Eingriff komnt und eine Kaltschweissung bewirkt;
einen am oberen Ende des Kontaktteils (30) angeordneten, ringförmigen Anschlag (32), der die Eindringtiefe des Kontaktstückes (1Λ) begrenzt;
und einen am unteren iSnde des Kontaktteils (30) angeordneten zylindrischen, hohlen Teil (36), cLer aus der untersten flexiblen Schaltung (12) herausragt und um-
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gebördelt werden kann, so dass die übereinandergelegten flexiblen Schaltungen (12) zwischen dem ringförmigen Anschlag (32) und den umgebördelten Hand des zylindrischen, hohlen Teils (36) gehalten werden.
2. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Kontaktstück (14)
hohl ausgebildet ist.
3. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (14) mindestens in der Nähe des ringförmigen Anschlages (32) massiv ausgebildet ist.
4. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück einen Steckerstift (58) enthalte
5. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Verbindungsstation (16) einer jeden der flexiblen Schaltungen (12) angeordnete Bohrung (26) ein Putter aus Lötmetall (28) enthält.
6. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, dass das Putter aus Lötmetall (28)
einen überstehenden oberen Hand hat, der direkt mit dem leitenden Belag (20) in Eingriff kommto
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7. Verfahren zur Herstellung einer mehrlagiger 3ehaltkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1-6 mit einer i'ehrzahl von übereinandergelegten flexiblen Schaltungen, deren jede einen Träger, auf ihm angeordnete, leitende Feläge und eine isolierende Decklage enthält, gekennzeichnet durch die folgenden /erfahrenssehritte:
Dass man die leitenden Beläge auf dem Träger befestigt;
dass man eine erste Bohrung durch den leitenden Belag und den Träger stanzt;
dass man die so hergestellte erste Bohrung der WeI-lenlötung unterwirft, so dass ein Pfropfen aus Lötmetall die erste Bohrung ausfüllt, der an der Seite des leitenden Belaees etwas übersteht;
dass man eine zweite, etwas grossere Bohrung auf der isolierenden Decklage anbringt;
dass men die Decklage auf dem Träger und den leitenden Beläeren so befestigt, dass die beiden Bohrungen konzentrisch zueinander angeordnet sind;
dass man konzentrisch zu der ersten und zweiten 3ohrung eine dritte Bohrung durch die zusammengesetzte flexible Schaltung stanzt, deren Durchmesser kleiner ist als der der ersten Bohrung;
dass man eine Mehrzahl der so hergestellten flexiblen Schaltungen so ubereinanderlegt, dass die dritten Bohrungen der einzelnen flexiblen Schaltungen übereinan-
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derliegen;
dass man ein Kontaktstück durch die übereinanderliegenden dritten Bohrungen steckt;
und dass man das aus der untersten flexiblen Schaltung herausrasende iinde des Kontaktstiftes durch Urobördeln vernietet.
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DE2624666A 1975-06-02 1976-06-02 Verfahren zum elektrischen Miteinanderverbinden mehrerer übereinanderliegender flexibler Schaltkreise sowie dazu verwendbares nietartiges Kontaktstück Expired DE2624666C3 (de)

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DE2624666A1 true DE2624666A1 (de) 1976-12-23
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