DE3302993A1

DE3302993A1 - Flexible schaltungstraegerplatte oder -bahn

Info

Publication number: DE3302993A1
Application number: DE19833302993
Authority: DE
Inventors: Tobe Ibaraki Seiichi; Katsuyuki Yatabe
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 1982-01-30
Filing date: 1983-01-29
Publication date: 1983-08-11
Also published as: GB8302378D0; DE3302993C2; GB2116370B; GB2116370A; FR2520965A1; FR2520965B1; JPS58116272U

Description

3302933

DORNER & HUFNAGEL PATENTANWÄLTE

i-ANDWEHRSm. »T BOOO MONCHBNS
TEL. O CD / BB Or «4

München, den 28. Januar 1983 /J Anwaltsaktenz.: 194 - Pat. 68

Nippon Mektron, Ltd., Seiwa Bldg., 12-15 Shiba Daimon 1-chome Minato-Ku.· Tokyo / Japan

Flexible Schaltungsträgerplatte oder -bahn

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible Schaltungsträgerplatte oder Schaltungsträgerbahn. Im einzelnen betrifft die Erfindung flexible Schaltungsträgerplatten oder Schaltungsträgerbahnen mit gedruckter Schaltung, wobei eine Teil-Deckschicht vorgesehen ist, welche bestimmte Endbereiche des Leitermusters auf der Schaltungsträgerplatte oder -bahn freiläßt, um hier die 'Verbindung zu anderen Schaltungsteilen oder Schaltungsbauteilen herstellen zu können.

Flexible Schaltungsträgerplatten sind an sich bekannt und weisen in ihrem prinzipiellen Aufbau eine Kunststoff-Trägerfolie oder -Trägerschicht auf, auf der sich eine gedruckte Schaltung befin- ■ det, die von einer Kunststoff-Abdeckschicht in Gestalt eines [Films oder einer Folie überdeckt ist, welche den größten Teil, ^:jedoch nicht sämtliche Bereiche der gedruckten Schaltung überi deckt. Die Abdeckschicht läßt bestimmte Bereiche der gedruckten !Schaltung frei, so daß hier die Verbindung zu anderen elektrischen Schaltungen hergestellt werden kann. Bei Schaltungsträgerplatten oder -bahnen dieser Art ergeben sich Schwierigkeiten durch Konzentrationen der Beanspruchung, da in der Schaltungsträgerplatte unterschiedliche Biegungseigenschaften oder unter-. schiedliche Biegefestigkeiten bezüglich des mit der Abdeckschicht

i - l -

überdeckten Teiles und des von der Abdeckschicht freien Teiles der Schaltungsträgerplatte herrschen. Der Unterschied bezüglich der Biegungseigenschaften bzw. der Biegefestigkeit bewirkt, daß eine Linie der Spannungskonzentration über die Schaltungsträgerplatte hin an einem Ort verläuft, der mit der Begrenzungslinie der Abdeckschicht zusammenfällt. Diese Spannungskonzentration ist außerordentlich unerwünscht, da sie zu Brüchen im Leitermuster führen kann, wodurch selbstverständlich die Schaltungsträgerplatte schädlich beeinflußt oder gar unbrauchbar wird.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei einer (flexiblen Schaltungsträgerplatte oder -bahn die Konzentration !mechanischer Spannungen im Bereich der Begrenzung einer das Leitermuster teilweise überdeckenden Deckschicht zu vermindern oder zu vermeiden und die aus solchen Spannungskonzentrationen resultierenden Schwierigkeiten zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des anliegenden Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Im einzelnen ist bei einer Schaltungsträgerplatte oder -bahn der vorliegend angegebenen Art eine bestimmte Ausbildung in der Deckschicht und/oder in der Trägerschicht vorgesehen, um in beachtlichem Maße die Spannungskonzentrationen zu verteilen oder zu vermindern, welche durch Biegemomente oder andere Beanspruchungen bei bekannten Schaltungsträgerplatten oder -bahnen entstehen. Die Ausbildung der Deckschicht und/oder der Trägerschicht sieht vornehmlich zur Spannungsverminderung dienende Öffnungen in der Deckschicht und/oder der Trägerschicht nahe der Grenzlinie und in Ausrichtung auf dieselbe vor, wobei die Grenzlinie die Begrenzung der Trennfläche zwischen der Deckschicht und der Trägerschicht darstellt. Die zur Spannungsverminderung dienenden Öffnungen können in Öffnungsreihen von Öffnungen gleicher Größe vorgesehen sein oder es kann eine unterschiedliche Größe der Öffnungen gewählt werden. Nachdem die Deckschicht und die Trägerschicht vornehmlich aus flexiblem Kunststoff gefertigt sind, ist

es zweckmäßig und erweist es sich als besonders einfach, die Deckschicht und die Trägerschicht während vorbereitender Herstellungsoder Bearbeitungsschritte mit der gewünschten Anordnung von Öffnungen zu versehen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert, wobei einander entsprechende Teile in den verschiedenen Darstellungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:

! Fig. 1 eine Aufsicht auf eine flexible Schaltungs- ! trägerplatte oder -bahn mit gedruckter Schal

tung nach dem Stande der Technik,

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine flexible Schaltungsträgerplatte oder -bahn mit gedruckter Schaltung entsprechend der vorliegend angegebenen Konstruktion und

' Fig. 3 eine Seitenansicht der flexiblen Schaltungsi

trägerplatte oder -bahn gemäß Figur 2.

Zunächst sei Figur 1 näher betrachtet, in der eine flexible Schaltungsträgerplatte mit gedruckter Schaltung nach dem Stande der Technik gezeigt ist. Eine Trägerschicht oder Trägerfolie 1, welche beispielsweise aus einem dünnen flexiblen Kunststoffteil besteht, trägt eine Reihe von Leitern 2, welche ein Leitermuster !bilden, Das Leitermuster kann nach Art einer gedruckten Schaltung ausgebildet oder in anderer Weise aufgebracht sein. Eine Abdeck-'schicht 3, welche ebenfalls charakteristischerweise von einer dünnen, flexiblen Kunststoffschicht gebildet ist, überdeckt die 'Trägerschicht 1 und ist mit ihr verbunden, wobei die Abdeckschicht 3 die Trägerschicht 1 bis zu einer Grenzlinie 4 überdeckt. Endabschnitte 2A der Leiter 2 liegen frei und stellen Kon-,taktbereiche dar, um die Leiter 2 mit einer anderen Schaltung lOder bestimmten Schaltungselementen zu verbinden. Der in Figur 1 !gezeigte Aufbau ist an sich bekannter Art, wobei die Abdeckschicht 3 zum Schutz gegen unerwünschten oder unbeabsichtigten

Kontakt zu den Leitern 2 hin oder zum Schutz gegen einen Kurzschluß aufgrund einer unbeabsichtigten überbrückung der Leiter sowie auch zum Schutz gegen Umwelteinflüsse dient.

_:In einer flexiblen Schaltungsträgerplatte oder -bahn gemäß Fijgur 1 haben der von der Abdeckschicht 3 überdeckte Teil und der 'Teil mit freiliegenden Leiterabschnitten 2A natürlich unterjschiedliche Biegungseigenschaften oder Biegefestigkeiten. Es j zeigt sich ferner, daß bei dem Aufbau nach Figur 1 die Biegespannungen sich längs des Randes oder der Grenzlinie 4 konzentrieren. j'Der Rand oder die Grenzlinie 4 bildet daher einen Bereich einer j Spannungskonzentration. In diesem Bereich besteht die Gefahr eines Bruches der Leiter 2. Ein Bruch der Leiter stellt eine sehr ernste Störung dar, insbesondere dann, wenn diese Störung in einem Gerät oder einem Instrument auftritt, nachdem die Schaltungsträgerplatte eingebaut ist, da es vorkommen kann_t daß die Funktion des betreffenden Gerätes oder Instrumentes, in welchem die Schaltungsträgerplatte eingebaut ist, vollständig unterbrochen oder unzuträglich gestört wird. Dies führt zu schwerwiegenden Problemen, insbesondere bei Verwendung von flexiblen Schaltungsträgerplatten oder -bahnen in Anwendungsfällen, in denen gerade diese Teile ein hohes Maß an Zuverlässigkeit aufweisen müssen und Schwierigkeiten der beschriebenen Art vermieden werden müssen, auch wenn die betreffende flexible Schaltungsträgerplatte oder -bahn eine Vielzahl von Biegungszyklen im normalen Betrieb aushalten muß.

Es seien nunmehr die Figuren 2 und 3 gemeinsam betrachtet. Der hier vorgeschlagene Aufbau einer Schaltungsträgerplatte oder -bahn sieht eine Verstärkungseinrichtung vor, welche derart in der die gedruckte Schaltung enthaltenden Schaltungsträgerplatte wirksam ist, daß sie Spannungskonzentrationen aufgrund von Biegemomenten oder Biegebeanspruchungen weitgehend verteilt oder vermindert. Die flexible Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach den Figuren 2 und 3 besitzt denselben allgemeinen Aufbau mit den Bauteilen 1, 2, 2A, 3 und 4, wie die Schaltungsträgerplatte oder

Schaltungsträgerbahn nach Figur 1. Zum Zwecke der Spannungsverminderung sind jedoch bei der hier vorgeschlagenen Konstruktion Durch brüche oder öffnungen 5 mindestens in der Deckschicht 3 vorgesehen Die Durchbrüche oder öffnungen 5 sind in der Deckschicht 3 so anj geordnet, daß sie möglichst nahe an der Grenzlinie 4 gelegen sind, !ohne eine Unterbrechung der Grenzlinie zu bewirken. Vorzugsweise iliegen die Durchbrüche oder öffnungen 5 auf einer geraden Linie Iund haben sämtlich gleichen Durchmesser, wobei die Durchbrüche !oder öffnungen gegenüber den Leiterbahnen 2 versetzt sind, um ein Freilegen der Leiterbahnen und eine mögliche Verunreinigung derselben zu verhindern.

Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Durchbrüche oder öffnungen 5 auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen oder in mehreren Reihen vorgesehen sein. Sind die Durchbrüche oder öffnungen 5 in der in Figur 2 gezeigten Art und Weise angeordnet, nämlich insbesondere gegenüber den Leiterbahnen 2 versetzt, so können sich die Durchbrüche auch durch die Trägerschicht 1 hindurch erstrecken, so daß die Maßnahmen zur Spannungsverminderung sowohl ,in der Trägerschicht 1 als auch in der Deckschicht 2 wirksam sind.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher in jeder der Schichten oder Folienbahnen jeweils gesonderte Reihen von ^:Durchbrüchen oder öffnungen vorgesehen sind. Die Durchbrüche 5 sind in der Deckschicht 3 angeordnet und Durchbrüche 6 befinden sich in der Trägerschicht 1 und sind gegenüber den Durchbrüchen relativ zu der Grenzlinie 4 versetzt.

Zwar sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Durchbrüche oder öffnungen 5 an Stellen angeordnet, die relativ zu den Leiterbahnen 2 versetzt sind, doch kann dieser Grundsatz möglicherweise dann nicht eingehalten werden, wenn die Dichte der Leiterbahnen 2 im Leitermuster sehr hoch ist und nur wenig Platz zwischen den Leiterbahnen zur Verfügung steht. In diesem Falle können sich die Durchbrüche oder öffnungen 5 in der Deckschicht bis in den Bereich der Leiterbahnen 2 erstrecken. Erforderlichen-

falls werden die Öffnungen oder Durchbrüche 5 mit einem flexiblen Kunstharz oder einem ähnlichen Material ausgefüllt, um ein Freiliegen der Leiterbahnen 2 zu vermeiden.

In vorteilhafter Weise können die Durchbrüche oder Öffnungen 5 und/oder 6 einfach durch Stanzen in der Deckschicht bzw. der Trägerschicht gebildet werden, und dies zu jeder Zeit während der Herstellung der Schaltungsträgerplatte oder -bahn.

Aufgrund des Vorhandenseins der eine Verminderung der mechanischen Spannungen bewirkenden Durchbrüche oder Öffnungen 5 und/

loder 6 als Teil oder Ausbildung der Deckschicht 3 und/oder der !Trägerschicht 1 werden die Biegespannungen, welche bei bekannten !Schaltungsträgerplatten oder -bahnen das Bestreben haben, sich längs der Grenzlinie 4 der Deckschicht 3 zu konzentrieren, verteilt oder vermindert, wodurch die Gefahr eines Leiterbruchs aufgrund der Biegespannungskonzentration in der Trägerschicht 1 längs der Grenzlinie 4 beseitigt oder zumindest wesentlich vermindert wird. Die resultierende Schaltungsträgerplatte oder -bahn der vorliegend angegebenen Art hat den wesentlichen Vorteil gegenüber bekannten Schaltungsträgerplatten, daß mit geringem Aufwand und geringen Kosten ein verbessertes Produkt hoher Zuverlässigkeit geschaffen wird, wobei die Gefahr eines .Leiterbruchs aufgrund von Spannungskonzentrationen längs der Grenzlinie 4 praktisch beseitigt wird. Gleichzeitig ergibt sich keine Verschlechterung der allgemeinen Abbiegungseigenschaften der flexiblen Schaltungsträgerplatte oder -bahn. Besonders vorteilhaft ist es, daß die erwähnten Schwierigkeiten in einfacher und wirtschaftlicher Weise praktisch beseitigt werden können und keine ernsten Störungen mehr verursachen.

Claims

Patentansprüche

1J Flexible Schaltungsträgerplatte oder -bahn mit einer Trägerschicht (1) aus Isolierwerkstoff, auf welcher sich eine Leiteranordnung (2, 2A) aus elektrisch leitfähigem Material befindet, sowie mit einer auf der Trägerschicht (1) befindlichen Abdeckschicht (3), welche die Trägerschicht (1) nicht vollständig überdeckt, so daß ein Teil (2A) der Leiteranordnung freiliegt, wobei

die Abdeckschicht (3) einen Rand (4) aufweist, der eine Grenzlii
nie darstellt, über welche hinaus die Trägerschicht (1) und die !Leiteranordnung (2A) unter der Deckschicht (3) hinausragen, gekennzeichnet durch eine mindestens in der Deckschicht (3) nahe der genannten Grenzlinie (4) angeordnete Spannungsverminderungseinrichtung (5, 6).

'2. Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsverminderungseinrichtung (5, 6) von einer Anzahl von öffnungen (5) in der Deckschicht (3) gebildet ist.

3. Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die öffnungen (5, 6) längs der genannten Grenzlinie (4) aneinanderreihen.

4. Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung (2, 2A) eine Mehrzahl im Abstand voneinander angeordneter Leiterbahnen aufweist und daß die öffnungen (5) gegenüber den Leiterbahnen (2) derart versetzt sind, daß die öffnungen im Bereich der Zwischenräume zwischen den Leiterbahnen gelegen sind.

5. Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) der Deckschicht (3) mit einem Füllungsmaterial insbesondere hoher Nach-

-1 -

giebigkeit ausgefüllt sind.

6. Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsverminderungseinrichtung Öffnungen (5, 6) sowohl in der Deckschicht (3) als auch in der Trägerschicht (1) vorgesehen sind.

7. Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5) der Deckschicht (3) und die

j Öffnungen (6) der Trägerschicht (1) miteinander fluchten und im Bereich der Zwischenräume zwischen Leiterbahnen der Leiteranordnung (2, 2A) gelegen sind.

8. Schaltungsträgerplatte oder -bahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5) der Deckschicht (3) gegenüber den Öffnungen (6) der Trägerschicht (1) versetzt sind.