DE2854271A1

DE2854271A1 - Verfahren zur herstellung eines elektronischen moduls fuer uhren

Info

Publication number: DE2854271A1
Application number: DE19782854271
Authority: DE
Inventors: Daniel Paratte
Original assignee: FONTAINEMELON HORLOGERIE
Current assignee: FONTAINEMELON HORLOGERIE
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1978-12-14
Publication date: 1979-06-28
Also published as: JPS5494366A; FR2412227A1

Description

PATE N TA N WÄLT E

boomer<L

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE D-8 MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 49

FABRigUE D'HORLOGERIE DE FONTAINEMELON S.A. BERLIN:

DIPL.-INS. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN: DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 14. Dezember 1978

Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Moduls für Uhren

(Schweiz Nr.15 378/77 vom 14. Dezember 1977)

11 Seiten Beschreibung mit 6 Patentansprüchen 4 Blatt Zeichnung

Se/MP - 27 452

909826/0786

BERLIN: TELEFON (03O) 8312088 KABEL: PROPINDUS- TELEX O1 84O57 MÜNCHEN: TELEFON (089) 225585 KABEL: PROPINDUS -TELEX 05 24 244

285Α271

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Moduls für Uhren.

Das Anlöten bzw. Anschweißen der Bestandteile der elektronischen Moduln findet im allgemeinen durch Zusatz von Material, überwiegend von Zinn, statt. Der Vorgang ist heikel und birgt die Gefahr in sich, daß das Zinn sich über den Modul ausbreitet was es unmöglich macht, eine sehr widerstandsfähige Lotung oder Schweißung zu erreichen, was umso unangenehmer ist, als die elektronischen Bestandteile des Moduls auf der Unterlage dieses nur durch das Verlöten oder Verschweißen ihrer elektrischen Anschlüsse an den elektrischen Anschlüssen der Unterlage festgehalten werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteilen abzuhelfen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird entsprechend dem vorliegenden Verfahren erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß man in die Unterlage des Moduls Öffnungen einarbeitet, die gegenüber Stellen liegen, wo Lötungen bzw. Schweißungen durchgeführt werden sollen; daß man auf mindestens einem Teil der Unterlage eine elektrisch leitende Metallschicht aufbringt, die diese Öffnungen abdeckt; daß man die Metallschicht dort entfernt, wo ihre Gegenwart unerwünscht ist, wodurch man so das Netz der Anschlüsse des Moduls schafft; daß man die Bestandteile des. Moduls auf der Unterlage an Ort und Stelle bringt, wobei die Teile der Bestandteile, die auf den Anschlüssen des Moduls aufgelötet oder aufgeschweißt werden sollen, auf diesen gegenüber den Öffnungen liegen; und daß man die Bestandteile elektrisch auf den Anschlüssen des Moduls

909826/0786

auflötet oder aufschweißt, indem für jeden Fertigungsvorgang zwei Elektroden verwendet werden, von denen eine durch die entsprechende öffnung in der Unterlage verläuft, und die beide entsprechend mit den beiden Elementen in Kontakt gebracht werden, die miteinander zu verlöten bzw. zu verschweißen sind, wodurch auf diese Weise die Verlötung oder Verschweißung durch Elektrokompression stattfindet.

909826/0786

- sr -

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 Draufsichten auf einen Teilabschnitt eines

biegsamen Films in vier verschiedenen' Phasen des Fertigungsvorgangs für die Moduln,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Einzelheit dee Moduls in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 schematisch ein besonderes Stadium der Herstellung des Moduls und dia in diesem Herstellungsstadium verwendete notwendige Einrichtung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teilabschnitt des biegsamen Films im Herstellungsstadium entsprechend Fig. 4 in gegenüber den Fig. 1 bis verkleinertem Maßstab,

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen fertigen entsprechend dem vorliegenden Verfahren geschaffenen elektronischen Modul für eine Uhr;

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Einzelheit des Moduls in vergrößertem Maßstab,

809826/0786

F ig. lO eine Draufsicht auf eine Einzelheit des Moduls, ebenfalls in vergrößertem Maßstab,

Fig. 11 einen Schnitt durch eine Einzelheit des Moduls im Maßstab der Fig. 9.

Entsprechend dem vorliegenden Verfahren verwendet man einen Film 1 aus Kunststoff, der biegsam und dünn ist, wobei seine Dicke in der Größenordnung von 50 bis 125 um liegt, der seitlich nach Art eines kinematographischen Films mit zwei Reihen von Perforationen 2 versehen ist, die seinen schrittweisen Vorschub im Verlaufe der Bearbeitung mit Hilfe von Zahnrädern der Einrichtung gewährleisten, deren Zähne in die Perforationen eingreifen, wobei diese auch ermöglichen, die Stellung des Films an den verschiedenen Arbeitsplätzen der zur kontinuierlichen Herstellung dsr"Moduln dienenden Maschine oder Maschinen mit Genauigkeit festzulegen.

Man arbeitet in den Film 1 Löcher oder öffnungen 3 ein, beispielsweise durch Ausstanzen oder auf chemischem Wege, von denen mindestens ein Teil an den Stellen liegen, wo der fertige Modul Lötstellen aufweisen soll, die seine Bestandteile mit elektrischen Anschlüssen verbinden.

Unter diesen Öffnungen 3 befindet sich eine mit 3a bezeichnete, die später einen integrierten Schaltkreis aufnehmen soll.

Durch Verkleben bringt man dann ein dünnes Metallband 4 beispielsweise aus Kupfer auf dem Film 1 an, wobei die Bereiche neben seinen beiden Längskanten, die mit den Perforationen versehen sind, freigelassen werden. Diese Metallschicht 4

9 0 9 8 2 6/0786

soll das Netz der elektrischen Anschlüsse des Moduls bilden, unter anderem bei 4a den Verbindungsflansch für das Stromversorgungselement des Moduls.

Der Film bietet sich dann so dar, wie in Fig. 1 veranschaulicht.

Der folgende Arbeitsgang besteht darin, dia Metallschicht dort zu entfernen, wo sie überflüssig ist. Diase Entfernung findet auf chemischem Wege statt.

Es sei vermerkt, daß auch nach teilweiser Entfernung die Metallschicht 4 weiterhin bestimmte Löcher 3 bedeckt, daß sie sich in Form zweier Streifen 4b über die eine der Öffnungen 3, nämlich die öffnung 3b erstreckt, und Tatzen oder Enden 4c bildet, deren eines Ende lese ist und sich über die vorerwähnte Öffnung 3a erstreckt.

Das Netz der bestehenden Leiterbereiche hat dann den in Fig. 2 dargestellten Verlauf.

Bei einem erneuten Ausstanzvorgang, der gegebenenfalls auch zu gleicher Zeit durchgeführt werden könnte, wenn die vorerwähnten Löcher und Öffnungen 3 erhalten werden, schneidet man Öffnungen 5a in den Film, die später Bestandteile des Moduls aufnehmen sollen, sowie Öffnungen 5b, die Vorausöffnungen zur Trennung des Moduls vom Film darstellen.

Dann setzt man den integrierten Schaltkreis (puce) 6 in die Öffnung 3a des Films ein, den man nackt, d.h. ohne Zwischenanschlüsse verbindet. Man befestigt ihn, indem man beispielsweise mit Zinn *ine "bumbs", d.h. die Gold- oder

909826/0786

-Sr-

Zinnperlen 7, die die Anschlüsse dieses Schaltkreises darstellen unmittelbar an die Tatzen oder Enden 4c des Metallbandes 4 anlötet, die sich ober diese Öffnung 3a erstrecken. Auf diese Weise braucht man den Schaltkreis 6 nicht mit an die Perlen (Spinne) angelöteten Anschlüssen zu versehen, die zur Verbindung mit dem Gitter des Moduls dienen, wie dies üblich ist. Mit anderen Worten, man führt nur die innere Verbindung ILB (Inner Lead Bonding) durch und vermeidet die äußere Verbindung OLB (Outer Lead Bonding), dia bei den Zwischenverbindungen erforderlich ist.

Wie der Schnitt entsprechend Fig. 5 zeigt, ist die in den Film 1 eingebrachte Öffnung 3a, dia den integrierten Schaltkreis 6 aufnehmen soll, kaum größer als dieser letztere, wodurch vermieden wird, daß der Tropfen 8 aus Epoxydharz, den man über dem integrierten Schaltkreis 6 und den Anschlußtatzen 4c anbringt, um sie zu schützen, nicht unter den Film rollt, sondern sich aufgrund von Kapillarität bei 7a zwischen der Wand der Öffnung 3a und dem integrierten Schaltkreis vor seiner Polymerisation festhält.

Es ist zu bemerken, daß der integrierte Schaltkreis nicht in der Öffnung 3a angebracht zu sein braucht, sondern auf dem Film gegenüber von dieser angeordnet sein kann, wobei die Öffnung dann etwas kleiner als der Schaltkreis ist und einen Durchgang für das Gerät zum Löten- bzw. Schweißen der Anschlußenden 4c bietet.

Dann setzt man die anderen Bestandteile des Moduls in die entsprechenden Öffnungen des Films 1 ein, d.h. die Motorspula 9 mit ihrem Anker lO, einen Quarzresonator 11, einen Drehkondensator (trimmer) 12, durch den die Frequenz des

909826/0786

Resonators gesteuert werden kann, und eine Kontaktzunge 13. Die Ausgänge der Bestandteile 9, 11 und 12, die im Falle der Spule 9 aus Drähten 14 und im Falle des Resonators 11 und des Kondensators 12 aus Tatzen oder Enden 15 bzw. bestehen, sind am Anschlußnetz 4 angelötet bzw. angeschweißt.

Es sei bemerkt, daß jeder Schweißpunkt gegenüber einer in den Film eingebrachten Öffnung liegt, wodurch Elektroden 17 und 18 (Fig. 6) mit der Schicht 4 aus Leitermaterial in Berührung gebracht werden können, das die im Film 1 angebrachte Öffnung 3 überdeckt, bzw. mit dem Ausgangsorgan, beispielsweise einem der Enden 15 des Resonators, eines Bestandteils des Moduls. Die Verlötung bzw. Verschweißung findet so durch Thermo-Kompression statt.

Die biegsame Zunge 13, die zu einem elektrischen Kontakt gehört, der sich bei der Stundeneinstellung der Uhr schließt, ist unmittelbar an die Metallschicht 4 angelötet durch die beiden öffnungen 3 hindurch, gegenüber denen sich eines ihrer Enden befindet.

Der Modul ist dann fertig, sofern er nicht noch an den Film 1 angrenzt, der eine Reihe von Moduln trägt, wie dies Fig. 7 zeigt, wo ein kurzer Teilabschnitt dieses Film, versehen mit drei Moduln, dargestellt ist.

Es genügt dann, durch einen Ausstanzvorgang die durch die gestrichelten Bereiche la in Fig. 4 dargestellten Befestigungen zu entfernen, die noch zwischen den vorher

909826/0786

angebrachten Voraus-Trennöffnungen zur Trennung 5a bestehen, um so jeden der Moduln vom Film 1 zu trennen.

Der fertige Modul sieht dann wie in Fig. 8 dargestellt aus.

Dank der Tatsache, daß das Metallband 4 ebenso wie der Film

I biegsam ist, kann die Unterlage des Moduls so gebogen werden, daß sie sich der Form der Platine des Uhrwerks, auf der sie angebracht wird, anpaßt. Dadurch wird vermieden, daß die Tatzen oder Enden der Bestandteile des Moduls gebogen werden müssen, wie dies bei starren Unterlagen der Fall ist. So liegt im Beispiel der Fig. 9 der Quarzresonator

II am Boden einer Ausnehmung 19 in der Uhrwerksplatine 20, auf deren Fläche 21 der Film 1 des Moduls aufgebracht wird. Man sieht, daß das Metallband 4 so gebogen ist, daß es der Form der Platine folgt. Dank der besonderen Form der Öffnung 3b (Fig. 1 bzw. 10), gegenüber der sich" die Enden 15 des Resonators erstrecken, weist der Film 1 zwei mit Ib und Ic bezeichnete Teile auf, die vom Rest des Films abgetrennt sind und von dem Metallband 4 gehalten werden. Diese beiden bestehenbleibenden Teile des Films (Fig. 9) haben die Wirkung, daß die Biegung des Films nur an ganz bestimmten Stellen desselben stattfinden kann.

Fig. 11 veranschaulicht den Einbau des Stromversorgungseleraents 22 für das Uhrwerk, das in einer Ausnehmung 23 der Platine 20 liegt und auf dem Metallband 4 ruht, das zweimal bei 4d und 4e im rechten Winkel geknickt ist, wodurch es sich der Form der Platine 20 anpaßt. Wie im vorhergehenden Fall, weist der Film 1 zwei mit Id und Ie bezeichnete Teile auf, die vom übrigen Film abgetrennt sind

- 11 -

9 0 9 8 2 6/0786

-χ-

und von denen der erste unter dem Element 22 liegt und dies auf diese Weise von der Platine isoliert hält, während der zweite auf dem Teil des Metallbandes 4 liegt, der zwischen den Knicken 4d und 4e liegt. Dank dieser Anordnung ist die Stelle der beiden Knicke genau festgelegt.

Sa/MP - 27 452

909826/0786

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Moduls für Uhren, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Unterlage des Moduls Öffnungen einarbeitet, die gegenüber Stellen liegen, wo Lötungen bzw. Schweifungen durchgeführt werden sollen; daß man auf mindestens einem Teil der Unterlage eine elektrisch leitende Metallschicht aufbringt, die diese öffnungen überdeckt; daß man die Metallschicht dort entfernt, v/o ihre Gegenwart unerwünscht ist, wodurch man so das Netz der Anschlüsse des Moduls schafft; daß man die Bestandteile des Moduls auf der Unterlage an Ort und Stelle bringt, wobei die Teile der Bestandteile, die auf den Anschlüssen des Moduls aufgelötet bzw. aufgeschweißt werden sollen, auf diesen gegenüber den öffnungen liegen; und daß man die Bestandteile elektrisch auf den Anschlüssen des Moduls auflötet bzw. aufschweißt, indem für jeden Fertigungsvorgang zwei Elektroden verwendet werden, von denen die eine durch die entsprechende Öffnung in der Unterlage verläuft, und die beide entsprechend mit den beiden Elementen in Kontakt gebracht werden, die miteinander zu verlöten bzw. zu verschweißen sind, wobei auf diese Weise die Verlötung bzw. Verschweißung durch Elektrokompression stattfindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metallschicht aufbringt, indem man ein Metallband durch Verkleben auf der Unterlage befestigt.

ORIGINAL 809826/078B

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallband ein Kupferband verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die vorher auf der Unterlage angebrachte Metallschicht durch chemische Behandlung entfernt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Unterlage einen biegsamen Film verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Unterlage für mindestens einen Teil der Bestandteile des Moduls Öffnungen anbringt, in die die Bestandteile eingreifen, wobei letztere elektrische Anschlüsse aufweisen, deren Enden in Kontakt mit der Metallschicht stehen an Punkten, die gegenüber den in die Unterlage eingebrachten Löt- bzw.

Schweißöffnungen angeordnet sind.

Se/taP - 27 452

9 0 9 8 2 6 / 0 7 8 S