DE3635799A1 - Schaltplatten mit koaxialen leiterzuegen und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Schaltplatten mit koaxialen leiterzuegen und verfahren zu deren herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft drahtgeschriebene Schaltplatten
und genauer gesagt solche, die mindestens
einige koaxiale Leiterzüge aufweisen.
Die Signalleiter oder die koaxialen Leiter sind
durch eine Abschirmung geschützt, die mit einem
Referenzpotential oder "Erde" verbunden ist. Bei
koaxialen Leitern bleibt die Gesamtenergie innerhalb
der Abschirmung, so daß saubere und gleichmäßige
Bedingungen für die Signalfortpflanzung
gegeben sind. Gleichzeitig verhindert die Abschirmung
jegliche Energieabgabe an die Außenwelt
und verbessert so die Bedingungen für die
Signalfortpflanzung und reduziert die Möglichkeit
der Überlagerung anderer Signale in der
Umgebung des Leiterzuges.
Obgleich koaxiale Leiterzüge allgemein das bevorzugte
Übertragungsmedium für Signale bei hoher
Schaltgeschwindigkeit oder bei der Digitalübertragung
darstellen, werden sie wegen der auftretenden
Schwierigkeiten doch nur in beschränktem
Umfang verwendet. Die Schwierigkeiten bestehen
darin, die Signalleiter an den Endpunkten zu
terminieren. Signalleiter und Abschirmung müssen
an den Anschlußpunkten voneinander elektrisch
isoliert sein. Bei manuellen Verfahren wird in
der Regel die Abschirmung und die Isolation abgestreift
und der blanke Leiter vermittels Schweißen,
Löten oder einem ähnlichen bekannten Verfahren
mit dem Anschlußkontakt verbunden. Die Termininierung
der Abschirmungen wird in den meisten
Fällen so durchgeführt, daß ein Draht angelötet
wird, der die Abschirmung mit der Bezugsmasse
(Erde) verbindet. Das manuelle Verfahren ist
unwirtschaftlich, denn es sind eine große
Zahl von Verbindungen auf jeder Schaltplatte,
die manuell hergestellt werden müßten.
Drahtgeschriebene Schaltungen werden nach bekannten
Verfahren hergestellt, indem von einem endlosen
Drahtvorrat der isolierte Draht zugeführt und
auf die Oberfläche der Trägerplatte aufgebracht
und gleichzeitig auf dieser fixiert wird.
Hierdurch wird in vorbestimmter Weise eine
Drahtschaltung hergestellt. Löcher werden anschließend
hergestellt an den Anschlußpunkten
und der Leitungsdraht wird an diesen Stellen
durchschnitten. Mindestens die Lochinnenwandungen
werden anschließend metallisiert und
hierdurch eine leitende Verbindung zwischen
dem Drahtende in der Lochwand und den Anschlußkontakten
an der Oberfläche hergestellt.
Die für die Drahtschreibung bekannten Verfahren
lassen sich nicht auf koaxiale Leiter anwenden,
da die Signalleiter und die Abschirmungen an
den Endpunkten elektrisch leitend verbunden
würden.
In der US Patentschrift 39 69 816 wird ein Verfahren
beschrieben, nach welchem einzelne
Leiterzugenden auf einer Trägerplatte zwischen
bestimmten Punkten aufgebracht werden; diese
werden durch eine Matrix bestimmt. Die Leiterzüge
werden in den Trägerplattenöffnungen verankert
und die Enden werden soweit abgeschliffen,
daß sie in der Plattenoberfläche eingeebnet sind.
Um einen Kurzschluß zwischen der Abschirmung und
dem Leiterzug an den Endpunkten zu vermeiden, wird
ein Ring aus dielektrischem Material, der die
Abschirmung abdeckt, in diesen Punkten angebracht.
Nach einem weiteren Verfahren werden
durch ein selektives Ätzverfahren Vertiefungen
erzeugt und die Abschirmung in diesen untergebracht,
so daß sie sich unterhalb der Trägerplattenoberflächenebene
befinden. In der genannten
Patentschrift wird ebenfalls beschrieben, die
isolierten Leiterzüge zur Ausbildung einer Abschirmung
zu verkupfern. Alle Anschlußtechniken,
die in der US 39 69 816 beschrieben werden, benutzen
Leiterzuganschlüsse, die in der Oberfläche
eingeebnet sind. Sie beruhen deshalb
auf einem recht schwierigen und zu Defekten
neigenden Herstellungsverfahren. Schaltungen
aus koaxialen Leiterzugverbindungen entsprechend
der Erfindung werden nach dem folgenden Verfahren
hergestellt. Das Verfahren benutzt isolierte
Signalleiter und enthält die folgenden Verfahrensschritte:
Anbringen von einer Vielzahl voneinander getrennten Anschlußpunkten auf der Oberfläche einer Isolierstoffträgerplatte;
Aufbringen wenigstens eines ioslierten Signalleiterzuges auf der Trägerplatte in einem zuvor bestimmten Muster;
Herstellen einer äußeren leitfähigen Abschirmung, welche den Signalleiterzug praktisch vollständig umgibt;
Anbringen einer Massebezugsplatte, welche die Leiterzugabschirmungen elektrisch verbindet;
Herstellen von Bezirken um die Anschlußpunkte, die frei von leitfähigem Material sind, ausgenommen die Signalleiter;
Freilegen der Leiterzugdrahtenden in jenen Bezirken;
Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Leiterdrahtenden und den Anschlußkontakten.
Anbringen von einer Vielzahl voneinander getrennten Anschlußpunkten auf der Oberfläche einer Isolierstoffträgerplatte;
Aufbringen wenigstens eines ioslierten Signalleiterzuges auf der Trägerplatte in einem zuvor bestimmten Muster;
Herstellen einer äußeren leitfähigen Abschirmung, welche den Signalleiterzug praktisch vollständig umgibt;
Anbringen einer Massebezugsplatte, welche die Leiterzugabschirmungen elektrisch verbindet;
Herstellen von Bezirken um die Anschlußpunkte, die frei von leitfähigem Material sind, ausgenommen die Signalleiter;
Freilegen der Leiterzugdrahtenden in jenen Bezirken;
Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Leiterdrahtenden und den Anschlußkontakten.
In einer Ausführungsform werden die koaxialen
Leiterzüge mittels eines Drahtschreibeverfahrens
nach einem zuvorbestimmten Muster hergestellt.
In den als Anschlußkontakte vorbestimmten
Punkten werden Löcher gebohrt und um jene Anschlußpunkte
Bezirke hergestellt, die frei von
jedem leitfähigen Material sind, ausgenommen
die Signalleiterzüge. Selektiv werden Verbindungen
zwischen den Signalleiterzügen und den
Anschlußflächen auf der Oberfläche und/oder
den Löchern hergestellt, ohne daß hierdurch
ein Kurzschluß mit den die Leiter umgebenden
Abschirmungen entstehen kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der
Erfindung werden vorgeformte, koaxiale Leiterzüge
aufgebracht und anschließend an vorbestimmten
Punkten vermittels Laserstrahleinwirkung Löcher
hergestellt. Die koaxialen Leiter sind mit einer
Abschirmung versehen, die entweder aus einer
dünnen Metallschicht oder aus einem Überzug aus
leitfähigem organischen Material besteht. Nachdem
die koaxialen Leiter aufgebracht sind,
werden mit Hilfe von Laserenergie Löcher hergestellt;
die Wellenlänge der Laserstrahlen liegt
außerhalb des Bereiches, der vom Leiterzugmaterial
absorbiert wird. Die gleichen Laserstrahlen,
die zum Herstellen der Löcher verwendet
werden, können ebenfalls verwendet
werden, um die Abschirmung, die Drahtisolation
und alles Kapselmaterial in der Umgebung zu
entfernen. Falls erforderlich, kann die Abschirmung
auch durch Ätzen entfernt werden.
Anschließend werden die Löcher mit einer Isolierstoff-
Füllung versehen, um die Enden der
Abschirmungen und einen Bezirk um den Anschlußkontakt
zu isolieren. Die so gefüllten Löcher
werden nachfolgend zum zweiten Mal gebohrt und
so nur die Leiterdrahtenden freigelegt. Die
Lochwandungen können metallisiert werden, um
die Leiter mit den Anschlußkontakten an der
Oberfläche zu versehen.
In einer anderen Ausgestaltungsform mit drahtgeschriebenen
Leiterzügen wird ein selektives
Ätzverfahren verwendet, um die Abschirmungen
zurückzuätzen und Freizonen, d. h. Zonen, in
denen sich außer den Anschlußdrähten kein leitfähiges
Material befindet, um die Anschlußkontakte
herzustellen. Nachdem die koaxialen
Leiter aufgebracht und in Isolierstoff eingekapselt
sind, werden an den Endpunkten Löcher
gebohrt, die sowohl die Leiterzüge wie die
Abschirmungen freilegen. Die Abschirmungen
werden dann von der Lochwandung zurückgeätzt
und das Loch mit einer Isolierstoffüllung versehen,
um die Abschirmung zu isolieren. Die
selektive Ätzung, die zwar die Abschirmung,
aber nicht den Leiterzugdraht angreift, wird
durch eine bestimmte Ätzmischung erzielt, oder
durch elektrolytisches Ätzen des abschirmenden
Materials. Die vollständige oder teilweise mit
Kunststoff gefüllten Löcher werden nochmals
gebohrt, um nun nur die Leiter freizulegen.
Durch Anbringen einer Metallschicht auf der
Lochinnenwand kann der freiliegende Leiter
mit einem Anschlußkontakt auf der Oberfläche
verbunden werden.
In den genannten Ausführungsformen werden
jeweils vorzugsweise die Abschirmungen mit
einer auf Masse liegenden Metallschicht verbunden,
die gleichzeitig die Abschirmungen
miteinander verbindet.
Die Fig. 1A-1E zeigen die aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritte zum Herstellen von
Schaltungen mit koaxialen Leiterzügen, nach
welchen vorgeformte koaxiale Leiter verwendet
werden und die Endpunkte durch doppelte
Laserstrahlbohrung hergestellt werden.
Die Fig. 2A-2F sind Darstellungen der aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritte zur Herstellung
einer Schaltung mit koaxialen Leiterzügen;
bei der gezeigten Ausgestaltungsform
sind die koaxialen Leiter vorgeformt und die
Drahtleiterenden werden durch Bohren hergestellt
und durch Zurückätzen der leitfähigen Abschirmung.
Die Fig. 1A-1E zeigen die aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritte zur Herstellung einer Schaltung
unter Verwendung vorgeformter Koaxialleiter.
Die Freiräume zum Herstellen der Drahtleiterenden
und deren Verbindung mit den Anschlußkontakten
werden durch zweifaches Bohren vorzugsweise
mit Hilfe von Laserstrahlen vorgenommen.
Eine Trägerplatte 40 ist von irgendeiner Art, wie diese
als Unterlagematerial üblich sind, mit oder
ohne vorgeformte Leiterzüge oder/und einem
Schaltungsmuster, das vermittels eines graphischen
Verfahrens hergestellt wird.
Dieses Schaltungsmuster mit den Leiterzügen 41
kann auf der Oberfläche der Platte oder im Inneren
derselben, wie gezeigt, sein. Auf der Oberfläche
können kleine Rückstrahlflächen 42 durch
Aufplattieren von Kupfer in den Anschlußbezirken
angebracht sein, welche verwendet werden, um die
Laserenergie zu reflektieren, welche zur Herstellung
der Signalleiterenden verwendet wird.
Die Trägerplattenoberfläche wird mit einer
Haftvermittlerschicht überzogen, und die vorgeformten
koaxialen Leiterzüge 46 und 48 werden
sodann auf der Oberflächenhaftvermittlerschicht
angebracht. Die vorgeformten Leiter werden
durch einen Schreibkopf angebracht, welcher
den Haftvermittler aktiviert, um den Leiter zu
fixieren. Die Haftvermittlerschicht ist vorzugsweise
wärmeaushärtbar, so daß die koaxialen
Leiter permanent befestigt werden, beispielsweise
durch eine anschließende Behandlung im
Ausheizofen. Die koaxialen Leiter bestehen
aus einem kupfernen Signalleiter 54 in der
Mitte, der umgeben ist von einer Isolierstoffhülle
52. Der Signalleiter ist vorzugsweise
versilbert. Das ihn umgebende isolierende Material
weist vorzugsweise einen hohen Widerstand
und eine niedrige Dielektrizitätskonstante
auf, wie beispielsweise Tetrafluoräthylen.
(TEFLON). Die isolierende Hülle der Leiterzüge
wird von einer leitfähigen Abschirmung 50
umgeben. Diese sollte so beschaffen sein, daß
sie durch Laserstrahlen entfernt werden kann,
sowie (1) eine dünne aufgedampfte Kupferschicht,
oder (2) eine dünne galvanisch aufgebrachte
Kupferschicht, oder wie (3), kann diese auch aus
einem dünnen leitfähigen organischen Material
bestehen. Als letzteres ist beispielsweise ein
mit Silber oder Kupferteilchen gefülltes Epoxydharz
geeignet. Vorzugsweise wird EPO-TEK 17 TM
verwendet, ein mit Silberteilchen gefülltes
Epoxydharz. Wie in Fig. 1B gezeigt, wird im
nächsten Verfahrensschritt die Platte mit einem
leitfähigen Material, wie das zuvor genannte,
mit Kupfer- oder Silberteilchen gefüllte
Epoxydharz, vergossen. Die leitfähige Einkapselung
56 bildet die Bezugsmasse, durch
die alle Leiterzugabschirmungen untereinander
verbunden sind. Als nächstes werden die Lochungen
angebracht, relativ große blinde Löcher 56′,
wie in Fig. 1C dargestellt. Hierfür dient ein
entsprechend fokussierter CO2 Laser. Die Vergußschicht
56, die Haftvermittlerschicht 44
und die Drahtisolation 52 bestehen alle aus
organischem Material, welches die Laserstrahlen
von 10,6 µm Wellenlänge bereitwillig absorbiert
und so leicht verdampft werden kann.
Die leitfähige Abschirmung 50 wird ebenfalls
verdampft, wenn diese aus einem organischen
Material besteht oder wenn die Kupferschicht
genügend dünn ist. Der Signalleiter 54 reflektiert
die CO2 Laserstrahlen und wird durch
diese kaum beschädigt. Die Kupfer-Reflektionsplättchen
42 reflektieren die Laserenergie
aufwärts, um das organische Material unter dem
Signalleiter ebenfalls zu entfernen.
Wie in Fig. 1D gezeigt, wird die Platte im
nächsten Verfahrensschritt mit einer nichtleitenden
Epoxydharzschicht 58 vergossen,
welche die Löcher 56′ ebenfalls ausfüllt,
so daß sich auf der Oberfläche kein leitendes
Material befindet.
Dann wird in den vorbezeichneten Punkten
nochmals eine Bohrung angebracht und hierdurch
der Leiter 54 wieder freigelegt. Die Bohrung
kann mechanisch oder durch einen stark fokussierten
Laserstrahl durchgeführt werden (Fig. 1E).
Die Lochwandungen sind dann mit einer isolierenden
Schicht 58 bedeckt, welche die Löcher von
der leitfähigen Abschirmung isoliert. Die Platte
wird sodann einem Metallabscheidungsbad ausgesetzt,
um auf der Oberfläche Anschlußkontakte
60 herzustellen und die Lochinnenwandungen zu
metallisieren, und hierdurch eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen dem Signalleiter 54
und dem Oberflächenanschlußkontakt herzustellen,
wie in Fig. 1E gezeigt.
Das in den Fig. 1A-1E beschriebene Verfahren
kann so abgeändert werden, daß zusätzlich eine
chemische Ätzung eingeführt wird. Das wird
dann der Fall sein, wenn entweder die als
Abschirmungen dienende Kupferschicht oder
die als Bezugsmasse dienende leitfähige Schicht
von beträchtlicher Dicke sind.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, die ebenfalls gute Ergebnisse
zeitigt, mit dünnen, im Vakuum aufgedampften
Kupferschichten als Abschirmung und mit als
Abschirmung dienenden gefüllten Kunststoffschichten
auch noch einigermaßen gute Ergebnisse
erbringt, setzt sich aus den folgenden Verfahrensschritten
zusammen:
(1) Aufbringen der koaxialen Leiterzüge;
(2) Entfernen des leitfähigen Materials der
Abschirmungen und in den Anschlußbezirken
unter Verwendung von Laserstrahlenergie;
(3) Vergießen der Platte unter Verwendung eines
gefüllten Epoxydharzes zur Herstellung einer
leitfähigen Schicht, die als Bezugsmasse dient;
(4) Aufbringen einer Maske und selektives Ätzen
zum Entfernen der gefüllten Harzschicht aus
den Anschlußbezirken;
(5) Füllen der Bezirke um die Anschlußkontakte
mit einem Isolierstoff;
(6) Bohren kleiner Löcher, vorzugsweise mit Hilfe
von fokussierter Laserenergie, und
(7) Metallisieren der Lochinnenwandung zur Herstellung
leitfähiger Verbindungen zwischen
Leitern und den Anschlußkontakten.
Eine weitere Variante schließt die folgenden Verfahrensschritte
ein:
(1) Aufbringen der koaxialen Leiterzüge;
(2) Aufplattieren einer Kupferschicht auf das
Leiterzugmuster; diese dient als Bezugsmasse
und verbindet die leitfähigen Abschirmungen
untereinander.
(3) Aufbringen einer Abdeckmaske und selektives
Ätzen zur Herstellung der freien Bezirke, um
die Anschlußkontakte durch die Entfernung
der als Bezugsmasse dienenden Schicht in
diesen Bezirken und des oberen Teiles
der Abschirmungen;
(4) Entfernen der isolierenden Hülle der Drahtleiterzüge
in den freien Bezirken unter
Verwendung von Laserstrahlen;
(5) Nochmaliges selektives Ätzen zum Entfernen
des Abschirmmaterials unterhalb der Leiterzüge;
(6) Ausfüllen der Freizonen mit isolierendem
Material;
(7) Bohren kleiner Löcher, vorzugsweise unter
Verwendung von Laserstrahlen und Freilegen
des Signalleiters in den Freizonen und
(8) Metallisieren der Lochwandungen zur Herstellung
leitender Verbindungen zwischen Drahtleitern
und den Anschlußkontakten auf der
Oberfläche.
Der Signalleiter ist mit einem Silberüberzug
versehen und so gegen die üblichen Kupferätzlösungen
während der Ätzvorgänge geschützt.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Schaltplatten
mit koaxialen Leitern unter Verwendung
von vorgeformten Leiterzügen wird in den Fig.
2A-2F gezeigt. Nach diesem Verfahren werden die
Freizonen in den Anschlußkontaktbezirken durch
Bohren und selektives Ätzen der Abschirmungen
hergestellt.
Wie in Fig. 2A gezeigt, wird die Trägerplatte 70,
die mit inneren und oberflächlichen Leiterzügen
sowie mit leitfähigen Schichten zur Stromzuführung
und als Bezugsmasse versehen sein kann, mit einer
Haftvermittlerschicht überzogen. Koaxiale Leiterzüge
73 und 74 werden auf der Oberfläche angebracht
und in der erwünschten Position fixiert
nach dem hier zuvor beschriebenen Verfahren. Die
Unterlage wird auf einem X-Y Tisch fest montiert
und relativ zum Schreibkopf, der die Leiterzüge
auf der Oberfläche niederlegt, bewegt. Der Haftvermittler
wird beim Kontakt mit dem Leiterzugdraht
aktiviert, indem Energie zugeführt wird,
wie beispielsweise Ultraschallenergie durch
einen Ultraschallgeber.
Die Schaltung wird dann mit einem passenden Kunstharz
vergossen 76 und anschließend an zuvor bestimmten
Punkten aufgebohrt, um die Abschirmungen
freizulegen. Wie in der Schnittperspektive
erkennbar, ist der Signalleiter 80 von einem
Dielektrikum 82 umgeben, welches seinerseits
von der leitfähigen Abschirmung 84 umgeben ist.
Die Bohrungen 78 und 79 in der Überzugsschicht 76
werden vorzugsweise unter Verwendung eines CO2
Lasers hergestellt. Da ein Laserstrahl von 10,6
µm Wellenlänge vom organischen Material aufgenommen
wird, von dem Metall der Abschirmungen 84
aber reflektiert wird, bleiben diese unbeschädigt
und werden freigelegt. Die Platte wird nunmehr
mit einer leitfähigen Schicht überzogen,
welche die Bohrungen 78 und 79 ausfüllt,
so daß alle Abschirmungen untereinander und
mit der Bezugsmasse 77 verbunden sind.
Wie in Fig. 2C gezeigt, wird die Schaltplatte
nachfolgend selektiv geätzt und hierdurch
das gesamte leitfähige Material in der
Nachbarschaft der Anschlußkontakte entfernt.
Die selektive Ätzung kann nach bekannten Verfahren
durchgeführt werden, beispielsweise
unter Verwendung einer Photowiderstandsmaske
als Ätzresist. So werden die Freizonen 86 im
Bereich der Anschlußkontakte geschaffen. In
der Mitte der Freizone 86 wird ein Loch 88
gebohrt, um den Signalleiter 80 und die Abschirmung
84 in der Lochwand freizulegen.
Die leitfähige Abschirmung wird im nächsten Verfahrensschritt
zurückgeätzt, weg von der Lochwand,
wie in Fig. 2D gezeigt. Eine selektive
Ätzung kann dadurch erzielt werden, daß für
Signalleiter 80 und Abschirmung 84 verschiedene
leitfähige Materialien benutzt werden
und eine Ätzlösung ausgewählt wird, die nur
das Abschirmmaterial angreift. Beispielsweise
können die Abschirmungen aus Aluminium
hergestellt sein und die Signalleiter aus Kupfer.
In diesem Fall könnten die Abschirmungen durch
Natronlauge geätzt werden, ohne daß dadurch die
Kupferleiter angegriffen werden. In einer
anderen Ausführungsform können die Leiter aus
einem Edelmetall hergestellt sein, oder einen
derartigen Überzug aufweisen, und die Abschirmungen
aus Kupfer bestehen. In diesem Fall
können als Ätzmittel Persulfat oder ammoniakalische
Kupferchloridlösungen verwendet werden.
Des weiteren ist auch eine elektrolytische
Ätzung möglich. Diese ist besonders dann geeignet,
wenn die Abschirmungen bereits durch
die die Bezugsmasse darstellende leitfähige
Schicht 77 untereinander und mit dieser verbunden
sind. Die Abschirmungen können elektrolytisch
weggeätzt werden, indem an diese und an die
die Bezugsmasse darstellende leitfähige Schicht
ein Potential angelegt wird, in einem Ätzbad.
Die Signalleiter sind unverbunden und werden
deshalb von der Ätzlösung nicht angegriffen.
In diesem Fall können die Signalleiter sowie
die Abschirmungen aus Kupfer bestehen; als
geeignete Ätzlösung kommt beispielsweise eine
schwefelsaure Kupfersulfatlösung in Betracht.
Die selektive Ätzung bildet Hohlräume 89 und
somit einen von Abschirmungen freien Bezirk um die
Anschlußkontakte.
Nachdem die Abschirmungen zurückgeätzt wurden,
wird die Platte mit einem nicht leitfähigen
Harz vergossen, das den Überzug 92 bildet
und in 90 das Loch und den Hohlraum 89 ausfüllt,
der durch das Wegätzen der Abschirmung
gebildet wurde. Vor dem Vergießen werden vorzugsweise
die Enden der Abschirmungen elektrophoretisch
überzogen. Dies erfolgt, indem die
Schalttafel in ein elektrophoretisches Abscheidungsbad
gebracht wird und die Abschirmungen
verbunden werden, so daß diese eine Ladung aufweisen
und das isolierende Material auf den
geladenen Oberflächen abgeschieden wird. Wie
in Fig. 2F gezeigt, wird die Platte dann zum
zweiten Mal gebohrt. Der Durchmesser des Loches
ist genauso groß oder etwas größer als der des
ersten Loches und befindet sich an der gleichen
Stelle. Das Loch legt wieder die Signalleiterenden
frei. Die Abschirmung hingegen wurde zuvor
zurückgeätzt, so daß nun eine von leitfähigem
Material freie Zone um die Anschlußkontakte
besteht; sie werden deshalb nicht gleichzeitig
freigelegt. Die Lochwand wird sodann galvanisch
oder stromlos mit einer Metallschicht versehen.
Gleichzeitig werden auf der Oberfläche Anschlußkontaktstellen
ausgebildet. Die Metallschicht 96
verbindet die Signalleiter mit den Anschlußkontaktflächen.
Obgleich die Erfindung hier an besonderen Beispielen
für einseitige Schaltungsplatten erläutert
wurde, können die hier beschriebenen
Techniken selbstverständlich auch für zweiseitige
und Vielebenenplatten verwendet werden.
Die Techniken zum Ausbilden und Anschließen der
Leiterzugenden können ebenfalls benutzt werden,
um diese mit anderen Leiterzügen im Inneren oder
auf der Oberfläche zu verbinden. Weiterhin können
auch zusätzliche Schaltungsebenen über der
Signalleiterebene, falls dieses erwünscht sein
sollte, hergestellt werden. Das Fixieren der
Leiterzüge kann entweder vermittels einer Haftvermittlerschicht
auf der Oberfläche oder unter
Verwendung von mit einer Haftvermittlerschicht
überzogenem Draht erzielt werden. Zur Herstellung
der leitenden, als Bezugsmasse dienenden Schicht
können ebenfalls andere Techniken verwendet werden.
Claims (22)
1. Drahtgeschriebene Schaltplatte bestehend aus einer
ebenen Isolierstoffträgerplatte mit einer als Bezugsmasse
dienenden leitfähigen Schicht, einer
Vielzahl von Anschlußkontakten auf der Oberfläche
der genannten Trägerplatte und wenigstens einem
vorgeformten Leiterzug aus isoliertem Draht und
mit einer leitfähigen Abschirmung versehen, die
außerhalb der Isolierstoffhülle angebracht ist,
so daß ein koaxialer Leiter gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Anschlußkontakt von einem Freiraum umgeben
ist, d. h. von einer Zone, die abgesehen
vom Leiterzugdraht frei ist von leitfähigem Material,
und daß alle Abschirmungen untereinander
und mit der als Bezugsmasse dienenden leitfähigen
Schicht verbunden sind, und daß die Signalleiter
die in den Freizonen befindlichen Anschlußkontakte
untereinander verbinden.
2. Drahtgeschriebene Schaltplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Leiter
ein vorgeformter Koaxialleiter ist.
3. Drahtgeschriebene Schaltplatte nach den Ansprüchen
1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige
Material in den Freizonen entweder durch
Ätzen oder durch die Einwirkung von Laserstrahlen,
oder durch eine Kombination beider Verfahren
sowie in Verbindung mit Bohrungen entfernt
wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Schaltplatten
mit koaxialen Leiterzügen unter Verwendung von
Signalleitern, die mit einem dielektrischen Isoliermaterial
umgeben sind, gekennzeichnet durch die
folgenden Verfahrensschritte:
- Anbringen von Anschlußkontaktstellen in longitudinaler und transversaler Richtung auf der Trägerplattenoberfläche;
- Anbringen wenigstens eines isolierten Signalleiters nach vorbestimmtem Muster auf der Oberfläche der genannten Trägerplatte;
Anbringen einer leitfähigen Abschirmung, die den Leiterzug praktisch vollständig umgibt;
- Anbringen einer als Bezugsmasse dienenden leitfähigen Schicht, welche die Leiterzugabschirmungen untereinander verbindet;
- Herstellen von Freizonen, die die Anschlußkontaktstellen umgeben und die mit Ausnahme des Drahtleiters frei von leitfähigem Material sind;
- Freilegen der Leiterzugenden in den Freizonen;
- Herstellen elektrisch leitender Verbindungen zwischen Leiterzugenden und Anschlußkontaktstellen.
- Anbringen von Anschlußkontaktstellen in longitudinaler und transversaler Richtung auf der Trägerplattenoberfläche;
- Anbringen wenigstens eines isolierten Signalleiters nach vorbestimmtem Muster auf der Oberfläche der genannten Trägerplatte;
Anbringen einer leitfähigen Abschirmung, die den Leiterzug praktisch vollständig umgibt;
- Anbringen einer als Bezugsmasse dienenden leitfähigen Schicht, welche die Leiterzugabschirmungen untereinander verbindet;
- Herstellen von Freizonen, die die Anschlußkontaktstellen umgeben und die mit Ausnahme des Drahtleiters frei von leitfähigem Material sind;
- Freilegen der Leiterzugenden in den Freizonen;
- Herstellen elektrisch leitender Verbindungen zwischen Leiterzugenden und Anschlußkontaktstellen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannte Trägerplatte oder
die genannten Koaxialleiter oder beide mit
einer Haftvermittlerschicht überzogen sind,
und daß der Signalleiter in der vorbestimmten
Anordnung fixiert wird, indem der Haftvermittler
gleichzeitig mit dem Aufbringen des Drahtes
aktiviert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Freizonen mindestens teilweise
durch Bohrungen in den Anschlußpunkten
und selektives Ätzen des leitfähigen Materials
mit Ausnahme des Leiterdrahtes hergestellt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Freizonen durch selektives
Entfernen des leitfähigen Materials in dieser
mit Ausnahme des Leiterzugdrahtes hergestellt
werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der
Leiterzüge und der leitfähigen Abschirmungen
eine leitfähige Schicht aufgebracht wird, die
als Bezugsmasse dient und die leitfähigen Abschirmungen
untereinander verbindet, und daß
Laserstrahlenenergie verwendet wird, um das
leitfähige Material aus den Freizonen zu entfernen
und den Signalleiter an den Anschlußpunkten
freizulegen, und daß isolierendes
Material auf der gesamten leitfähigen Oberfläche
aufgebracht wird, und daß ein Loch an
den Anschlußstellen gebohrt wird, um den Drahtleiter
wieder freizulegen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die leitfähige Schicht eine
aufplattierte Kupferschicht ist und das aufplattierte
Kupfer in den Freizonen durch Ätzen
entfernt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Teil der Abschirmung
der genannten Koaxialleiterzüge vorn der Anwendung
von Laserstrahlenergie durch Ätzen entfernt
wird, und daß der untere Teil der Abschirmung
durch Ätzen nach der Anwendung von
Laserstrahlenergie entfernt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das genannte Loch an der Anschlußstelle
durch Laserstrahlenergie hergestellt
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laserstrahlenergie zunächst verwendet
wird, um ein Loch zu bohren, und eine
zweite Laserstrahl-Bohrung vorgenommen wird, um
den Signalleiter wieder freizulegen, und ein
zweites Loch mit kleinerem Durchmesser herzustellen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das isolierende Material das im
ersten Loch freiliegende leitfähige Material
bedeckt, indem das genannte erste Loch ganz
mit dem isolierenden Material ausgefüllt wird
und die gesamte Platte mit dem nichtleitfähigen
Harzmaterial überzogen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein metallisches Laserenergie-
Reflektionsplättchen unter dem Signalleiter
an der Anschlußkontaktstelle vorgesehen ist.
15. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandungen des gebohrten
Loches metallisiert werden, um eine leitfähige
Verbindung mit der Oberfläche der
Schaltplatte am Anschlußkontakt herzustellen.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden
Ansprüche 4-15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalleiter aus einem Edelmetall besteht
und die Abschirmung aus einem weniger
edlen Metall, und daß das verwendete Ätzmittel
nur das weniger edle Metall angreift.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden
Ansprüche 4-16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalleiter aus Kupfer
besteht und die Abschirmung aus Aluminium,
und daß als Ätzmittel Natriumhydroxid verwendet
wird.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
4-16, dadurch gekennzeichnet, daß das Zurückätzen
der leitfähigen Abschirmungen auf elektrolytischem
Wege erfolgt und daß als Elektrolyt
eine schwefelsaure Kupfersulfatlösung dient.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die koaxialen Leiterzüge mit
einem Vergussharz überzogen werden.
20. Verfahren nach einem der vorangegangenen
Ansprüche 4-16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Harzüberzug gelocht wird, um Abschnitte
der leitfähigen Abschirmung freizulegen,
und daß nachfolgend eine Schicht aus
leitfähigem Material aufgebracht wird, um die
leitfähigen Abschirmungen untereinander vermittels
der freigelegten Abschnitte zu verbinden.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den freigelegten Enden der Abschirmungen
isolierendes Material auf elektrophoretischem
Wege aufgebracht wird.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden
Ansprüche 4-16, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Zurückätzen des leitfähigen
Materials in den Freizonen die genannten
Löcher mit isolierendem Material vergossen
werden, und daß die Löcher anschließend
mit einem kleineren Durchmesser, der so gewählt
ist, daß nur die Leiterzugenden freigelegt
werden, wieder aufgebohrt werden.
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