DE3426278A1

DE3426278A1 - Leiterplatte

Info

Publication number: DE3426278A1
Application number: DE19843426278
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl.-Ing. 7123 Sachsenheim Breitling; Werner 7541 Straubenhardt Sonnabend
Original assignee: Schroff GmbH
Current assignee: Schroff GmbH
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1986-01-30
Also published as: GB2161988B; JPH0544837B2; GB8517514D0; FR2568085A1; FR2568085B1; JPS6175594A; US4675788A; DE3426278C2; GB2161988A; CA1232081A

Description

KARLSRUHE FELIX-MOTTL-STRASSE 1 a TELFFCN 853355 ZUGELASSENER VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

Sch 3228/84
27. Juni 1984

Schroff Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Straubenhardt
7541 Straubenhardt 1
Industriegebiet

Leiterplatte

Die Neuerung bezieht sich auf eine Leiterplatte zur Her-Stellung gedruckter Schaltungen, mit Leiterbahnen sowie mit Durchgangslöchern, welche mit einer Auskleidung aus elektrisch leitendem Material versehen sind.

Leiterplatten zur Herstellung gedruckter Schaltungen sind seit Jahrzehnten bekannt. Die aktiven und passiven Bauelemente der Schaltung sind in Durchgangs löchern eingelötet und durch aufgalvanisierte Leiterbahnen miteinander verbunden. Um leitende Verbindungen zwischen den Leiterbahnen auf der Oberseite (Bestückungsseite) und denjenigen auf der Unterseite (Lötseite) herzustellen, werden Durchgangslöcher benutzt, die mit einer Auskleidung aus elektrisch leitendem Material versehen sind, die zusammen mit den Leiterbahnen aufgebracht wird. Solche Verbindungen zwischen Leiterbahnen der Oberseite und der Unterseite werden häufig "Durchkontaktierungen" genannt.

Um komplexe Schaltungen mit Hilfe der Leiterplattentechnik aufbauen zu können, sind mehrlagige Leiterplatten eingesetzt worden, wobei die Verbindung von

Leiterbahnen verschiedener Ebenen mittels leitender Auskleidungen bestimmter Durchgangslöcher (Durchkontaktierungen) geschieht.

Zur störungsmässigen Entkoppelung benachbarter Leiterbahnen verschiedener Ebenen dienen metallische Schirmfolien zwischen den einzelnen Platten von Mehrschicht-Leiterplatten, welche auf einem bestimmten, festen elektrischen Potential liegen. Damit wird eine wirksame Abschirmung erzielt und ein Übersprechen von einer Ebene zur anderen verhindert.

Um auch parallel nebeneinander auf gleicher Ebene liegende Leiterbahnen so weit als möglich elektrisch zu entkoppeln, werden zwischen stromführende Leiterbahnen solche auf festem Potential liegende angeordnet.

Mit steigender Schaltungsdichte und wachsender Zahl neben- und übereinander liegender Leiterbahnen wird deren gegenseitige Abschirmung angesichts der Verwendung immer höherer Arbeitsfrequenzen der zu leitenden Ströme immer schwieriger. Ganz besonders hohe Anforderungen stellen die Busleitungen, mit welchen die Komponenten von Rechnersystemen miteinander verbunden sind. Hier muß aus Gründen der Betriebssicherheit eine gegenseitige elektrische Beeinflussung benachbarter Leiterbahnen unter allen Umständen vermieden werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß die leitenden Verbindungen der Leiterbahnen an der Oberseite mit denjenigen an der Unterseite der Leiterplatten - welche mit Hilfe der Auskleidungen von Durchgangslöchern (Durchkontaktierungen) bewerkstelligt wird - eine Quelle von Übersprech-Störungen benachbarter Leitungen sind. Nebeneinander liegende Auskleidungen besitzen gegeneinander eine ge-

wisse - wenn auch kleine - Kapazität, die Ursache für das Übersprechen ist. Gelingt es, benachbarte Durchkontaktierungen zu entkoppeln, dann kann die Betriebssicherheit der Systeme erhöht bzw. die Packungsdichte der Leiterplatten vergrößert werden. Hier greift nun die Neuerung ein.

Die Aufgabe der Neuerung besteht in der elektrischen Entkoppelung von Durchkontaktierungen von Leiterplatten.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einer Leiterplatte mit Durchgangslöchern, welche mit einer Auskleidung aus elektrisch leitendem Material versehen sind, ausgegangen, und gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Auskleidung eine Isolierschicht trägt, auf welcher eine elektrisch leitfähige Metallschicht sitzt. Diese Ausgestaltung eines Durchgangsloches ermöglicht es, zum Beispiel die Auskleidung elektrisch auf festes Potential zu legen und als Abschirmung zu benutzen, wobei dann an deren Stelle die Metallschicht als leitende Verbindung zwischen den Leiterbahnen der Ober- und Unterseite dient. Mit der Neuerung wird das Innere eines Durchgangsloches als koaxiale Leitung mit der Auskleidung als Außenleiter und der Metallschicht als Innenleiter ausgebildet, die damit erzielte Abschirmung der Durchkontaktierung ist deshalb über die Dicke der Leiterplatte total und die Entkopplung gegenüber benachbarten Durchkontaktierungen ist - insbesondere bei dicken Mehrschicht-Leiterplatten - ausgezeichnet. Mit Hilfe dieser koaxialen Leitung können darüber hinaus in einem einzigen Durchgangsloch zwei elektrisch voneinander getrennte Verbindungen zwischen Leiterbahnen der Ober- und Unterseite einer Leiterplatte hergestellt werden.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Neuerung ist die Isolierschicht eine Schicht aus Isolierlack, was die Her-

stellung der vorgeschlagenen Durchkontaktierung erheblich erleichtert.

Die Metallschicht, welche auf der Isolierschicht sitzt, kann, wenn es sich als zweckmäßig erweist, als Steckhülse - also etwa durch ein sehr dünnes Kupferröhrchen - gebildet sein.

Es liegt im Bereich der Neuerung, daß die Metallschicht Bestandteil eines Metallbolzens ist, wenn sich diese Maßnahme als vorteilhaft erweist.

Die Neuerung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich» nungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Zweischicht-Leiterplatte in einem Längs- bzw. Querschnitt, geschnitten durch ein neuerungsgemäß ausgebildetes Durchgangsloch, in etwa dreißigfacher Vergrößerung;

Fig. 2 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 1 mit einem Metallbolzen.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Zweischicht-Leiterplatte (Platine) 1 besteht aus Kunstharz. Sie ist aus zwei gleich starken Platten 2 und 3 zusammengesetzt, zwischen welchen eine aus Kupfer bestehende Schirmfolie 4 liegt. Diese Schirmfolie 4 dient zur elektrostatischen Abschirmung (Entkoppelung) der an der Oberseite 5 sowie der Unterseite 6 der Zweischicht-Leiterplatte 1 aufgebrachten, metallenen Leiterbahnen 7 und 8, die somit ein zweiseitiges Leiterbild aufweist.

Die Zweischicht-Leiterplatte 1 ist mit einer großen Zahl von neben- und hintereinander liegenden Durchgangs-

löchern 9 versehen, die in erster Linie zur Befestigung der auf der Zweischicht-Leiterplatte 1 angeordneten (nicht dargestellten) elektrischen Schaltelemente (Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, integrierte Schaltkreise)dienen, indem deren Anschlußdrähte durch die Durchgangslöcher 9 gesteckt und dann an den Leiterbahnen angelötet werden.

Das Durchgangsloch 9 ist mit einer galvanisch aufgebrachten, aus einem elektrisch leitenden Material

nämlich Kupfer - bestehenden Auskleidung 10 versehen, Diese Auskleidung 10, welche die Gestalt eines dünnen, zylindrischen Rohres aufweist, ist in ihrer Mitte 11 mit der Schirmfolie 4 elektrisch leitend verbunden. 15

Die Auskleidung 10 trägt an ihrer zur Achse 12 des Durchgangsloches 9 weisenden Innenseite 13 eine Isolierschicht 14, welche aus einem Isolierlack besteht. Diese Isolierschicht 14 von der Form eines dünnen, zylindrischen Rohres bildet an ihren beiden Enden jeweils einen nach außen weisenden, kleinen Flansch 15, welcher die Auskleidung 10 an deren Enden isolierend umgreift.

Auf der Isolierschicht 14 sitzt eine Metallschicht aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus galvanisch aufgetragenem Kupfer. Die wie die Auskleidung 10 und die Isolierschicht 14 ebenfalls zylindrisch rohrförmig ausgebildete Metallschicht 16 - welehe auch eine kleine Steckhülse sein kann - steht an ihren beiden Enden 17, 18 mit den Leiterbahnen 7 und elektrisch in Verbindung.

Die Metallschicht 16 und die Isolierschicht 14 bilden zusammen mit der Auskleidung 10 ein Stück einer hohlen,

— K) —

koaxialen Leitung: mit der Auskleidung 10 als Außenleiter und der Metallschicht 16 als Innenleiter.

Die Metallschicht 16 kann Bestandteil eines massiven Metallbolzens 19 sein, wie dies in Figur 2 angedeutet ist.

Sch 3228/84 27. Juni 1984

Zusammenstellung der verwendeten Bezuqsziffern

1 Zweischicht-Leiterplatte

2 Platte

3 Platte

4 Schirmfolie 5 Oberseite

6 Unterseite

7 Leiterbahn

8 Leiterbahn

9 Durchgangsloch 10 Auskleidung

11 Mitte

12 Achse

13 Innenseite

14 Isolierschicht 15 Flansch

16 Metallschicht

17 Ende

18 Ende

19 Metallbolzen 25

- Leerseite -

Claims

Sch 3228/84 27. Juni 1984 Ansprüche

1. Leiterplatte zur Herstellung gedruckter Schaltungen, mit Leiterbahnen sowie mit Durchgangslöchern, welche mit einer Auskleidung aus elektrisch leitendem Material versehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Auskleidung (10) eine Isolierschicht (14) trägt, auf welcher eine elektrisch leitfähige Metallschicht (16) sitzt.

2. Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Isolierschicht (14) eine Schicht aus Isolierlack ist.

3. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch· gekennzeichnet, daß die Metallschicht (16) durch eine Steckhülse gebildet ist.

4. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschicht (16) Bestandteil eines Metallbolzens (19) ist.