DE4002025A1 - Gedruckte schaltungsplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf gedruckte Schaltungsplatten und betrifft Maßnahmen zur verbesserten Abwicklung des elektrischen Stromflusses in den und durch die Schaltungsplatten.

Es ist bekannt, gedruckte Schaltungsplatten zu verwenden, die über ihre Dicke mehrere Ebenen elektrischer Leiter aufweisen, die Schichten für Stromversorgungs- und Massepo­ tential und Schichten mit Leitungswegen für Signale umfas­ sen. Die verschiedenen Schichten und Signalwege stehen in elektrischer Verbindung mit bestimmten Kontaktstiften, die mit der Schaltungsplatte zusammenwirken, haben andererseits aber keine solche Verbindung mit anderen Exemplaren der Kontaktstifte. Die Stifte sind vollständig durch Löcher oder Bohrungen hindurchgeführt, die sich in der Schaltungs­ platte befinden und über die gesamte Dicke der Platte denselben Durchmesser haben.

Es ist auch bekannt, gedruckte Schaltungsplatten, die elektrisch leitende Wege ausschließlich auf ihren beiden äußeren Oberflächen aufweisen, mit Durchgangsbohrungen zu versehen, deren Oberflächen leitend beschichtet sind und die zur einen Plattenoberfläche hin einen größeren Durch­ messer (also im Effekt eine Senkbohrung zur Aufnahme von Stiften) und zur anderen Plattenoberfläche hin einen kleine Durchmesser haben, damit auf dieser anderen Oberfläche eine größere Dichte an Signalwegen möglich ist. Hierbei sind nur einige Exemplare der stiftaufnehmenden größeren Bohrungen überhaupt Durchgangslöcher, bei den anderen handelt es sich um Blindbohrungen (vgl. US-Patent­ schrift 47 87 853).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Abwicklung des elektrischen Stromflusses in einer gedruckten Schaltungs­ platte zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Lösungsprinzip besteht demnach darin, daß man in der Schaltungsplatte innere Leitungswege im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Dicke der Schal­ tungsplatte vorsieht und diese Wege mit internen Leitungs­ wegen zusammenwirken läßt, die sich im wesentlichen in Richtung der Dicke der Schaltungsplatte erstrecken, wobei die letztgenannten Wege Außenabmessungen haben, die kleiner sind als die Außenabmessungen der mit ihnen in Verbindung stehenden Stiftfassungen.

In bevorzugten Ausführungen steht eine Blindbohrung in einer Deckplatte in Verbindung mit einer Durchgangsbohrung kleineren Durchmessers einer Übertragungs-Unterplatte, und an den äußeren Oberflächen des Plattenaufbaus sind um beide Bohrungen herum Anschlußflächen vorgesehen. Durch Beläge oder Schichten, von denen eine aus stromlos aufgebrachtem Kupfer und eine aus Elektrolytkupfer besteht, wird ein leitender Weg geschaffen, der über eine Anschlußfläche, die Blindbohrung, die Durchgangbohrung und die andere Anschluß­ fläche geht.

Eine vorteilhafte, derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt; Aufbau, Herstellung und Betrieb dieser Ausführungsform werden nachstehend als Beispiel beschrieben:

Fig. 1 zeigt in einer fragmentarischen Quer­ schnittsansicht schematisch eine erfindungsgemäße gedruckte Schaltungsplatte;

Fig. 2 zeigt schematisch einen Teil der Unterplatte in der Ansicht eines Schnittes in einer Ebene, die sich durch die Leiterbahnen in der Platte erstreckt.

Die in den Figuren dargestellte gedruckte Schaltungsplatte, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist, enthält eine "mehrschichtige" Unterplatte 12 und eine stiftaufnehmende Deckplatte 14, die über eine Prepreg-Schicht 16 mit der Unterplatte 12 "laminiert" ist.

Durch die Unterplatte 12, die bei der hier beschriebenen Ausführungsform den hauptsächlich übertragenden Teil bildet, verlaufen in verschiedenen Ebenen, die in Richtung der Plattendicke übereinanderliegen, verschiedene weitere Systeme, und zwar in einer ersten Ebene eine Vielzahl von Leiterbahnen 18, in einer zweiten Ebene eine das Stromver­ sorgungspotential führende Schicht 20, in einer dritten Ebene eine das Massepotential führende Schicht 22 und in einer vierten Ebene wiederum eine Vielzahl von Leiterbahnen 24. Die "Stromversorgungsschicht" 20 ist elektrisch mit einer Bohrung 26 (lichter Durchmesser etwa 0,5 mm) verbun­ den, und zwar über einen stromlos aufgebrachten Kupferbelag 28 und einen elektrolytischen Kupferbelag 30. Die "Masseschicht" 22 ist in ähnlicher Weise mit einer Bohrung 27 verbunden. Die Leiterbahnen 18 und 24 sind ebenfalls in ähnlicher Weise mit anderen derartigen Bohrungen (nicht dargestellt) verbunden. Der Belag 30 erstreckt sich auch über die Bodenwandung und die zylindrische Wandung einer Senkbohrung 32 und bildet die äußeren Teile oberer und unterer Anschlußflächen 34 bzw. 36. Die Senkbohrungen 36 (lichter Durchmesser etwa 1 mm) dienen zur Aufnahme von Stiften 38, von denen nur einer in seiner Position in Fig. 1 dargestellt ist.

Wie in Fig. 2 zu erkennen, verlaufen zwischen den Bohrungen 26 und 27 drei Leiterbahnen 18 (die um die Bohrungen herum­ laufenden Beläge 28 und 30 sind in der Fig. 2 schematisch jeweils als ein einziger, die betreffende Bohrung umgeben­ der Ring dargestellt).

Bei der Herstellung der bevorzugten Ausführungsform wird die Unterplatte 12 mittels herkömmlicher Verfahren gefer­ tigt, indem Kunststoff (schwer entflammbares Epoxymaterial) und leitende Schichten zu einer verschmolzenen Einheit laminiert werden, mit einer Kupferschicht darunter. Dieses Laminat wird dann über eine etwa 0,5 mm dicke Schicht 16 aus Epoxy-Prepreg mit der Deckplatte 14 zusammengeschich­ tet, die in diesem Stadium der Herstellung einen Kupfer­ überzug trägt. Dann werden durch den gesamten Schichtaufbau Löcher gebohrt, deren Durchmesser dem unplattierten Durch­ messer der Bohrungen 26 und 27 entspricht. Anschließend werden in die Deckplatte 14 Löcher mit einem Durchmesser entsprechend den unplattierten Senkbohrungen 32 gebohrt. Der gesamte Aufbau wird dann stromlos verkupfert, so daß sich diese Verkupferung über die auf beiden Seiten befind­ lichen Kupferschichten, die gesamten Oberflächen der Senk­ bohrungen 32 und Löcher 26 und 27 und die Lochoberfläche am Prepreg 16 zieht. Dieselben Zonen werden anschließend elektrolytisch verkupfert. Die äußeren Oberflächen werden dann geätzt, um rings um die Bohrungen 26, 27 und 32 Anschlußkissen stehenzulassen, wobei die so entstandenen Kissen eine durch drei Schichten gebildete Dicke haben, entsprechend dem ursprünglichen Kupferüberzug plus der stromlosen Kupferplattierung plus der letzten elektrolyti­ schen Kupferplattierung.

Da die Bohrungen in der Unterplatte 12 verminderte Abmes­ sung haben, kann eine größere Anzahl von Leitbahnen zwischen jeweils zwei Bohrungen Platz finden. Außerdem können die Stromversorgungs- und die Masseschicht eine größere effektive Leiterbreite aufweisen.

Weitere Vorteile sind ein Auskommen mit weniger Ebenen für leitende Wege (weil mehr Leiterbahnen pro Ebene unterge­ bracht werden können), verminderte Kapazität, größere Flexibilität im Design der Leiterbahnen und die Möglich­ keit, mit kürzeren Leiterbahnlängen auszukommen.

Außerdem werden die Möglichkeiten verbessert, Impedanzen in wünschenswerter Weise an Bauteile auf der Schaltungsplatte anzupassen.

Neben der vorstehend beschriebenen dargestellten Ausfüh­ rungsform sind auch andere Ausgestaltungen der Erfindung möglich. So können zwei Deckplatten vorgesehen werden, jeweils eine auf jeder Seite der Unterplatte, um Stifte auf beiden Seiten aufnehmen zu können. Einige der kleineren Bohrungen (Durchgänge oder "Vias") können auch blind sein, um zu vermeiden, daß sie mit unter ihnen liegenden Leitere­ benen (Masseleiter, Stromversorgungsleiter oder Signallei­ terbahnen) ins Gehege kommen.

Über die in seitlicher Richtung elektrisch durchlässigen Teile der gedruckten Schaltungsplatte, wie etwa die Unter­ platte 12, können zwischen den Löchern auch mehr Leiterbah­ nen angeordnet werden, z. B. fünf Bahnen einer Breite von jeweils etwa 0,1 mm.

Claims (5)

1. Gedruckte Schaltungsplatte mit einer ersten äußeren Oberfläche und einer zweiten äußeren Oberfläche und einem elektrisch leitenden Element, das sich zwischen den beiden äußeren Oberflächen und allgemein parallel dazu erstreckt, dadurch gekennzeichnet,
daß sich in einer Richtung, die allgemein senkrecht zu den besagten Oberflächen liegt, ein elektrisch leitendes Element (z. B. 26, 28, 30, 32, 34) erstreckt, das angren­ zend an die besagte eine äußere Oberfläche einen stiftauf­ nehmenden Teil (32) hat,
und daß der stiftaufnehmende Teil des letztgenannten Elementes größere Abmessung als derjenige Teil (30) dieses Elementes hat, der in der Schaltungsplatte in Höhe der Ebene des ersterwähnten elektrisch leitenden Elementes (18 oder 20 oder 22 oder 24) liegt.

2. Gedruckte Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine auf einer Unterplatte (12) laminierte Deckplatte (14) aufweist;
daß sich der stiftaufnehmende Teil (32) in der Deck­ platte befindet und
daß sich das erstgenannte elektrisch leitende Element (18 oder 20 oder 22 oder 24) in der Unterplatte befindet.

3. Gedruckte Schaltungsplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie von jedem der elektrisch leitenden Elemente jeweils eine Mehrzahl enthält.

4. Gedruckte Schaltungsplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das letztgenannte Element aus einer leitenden Beschichtung (28, 30) der Wandungen einer Senkbohrung (32) und eine sich daran anschließenden Durch­ gangsbohrung (26) besteht.

5. Gedruckte Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus übereinan­ derliegender Elektrolytverkupferung (30) und stromloser Verkupferung (28) besteht.