DE4014070A1

DE4014070A1 - Verfahren zur herstellung von elektronischen leiterplatten

Info

Publication number: DE4014070A1
Application number: DE19904014070
Authority: DE
Inventors: Philipp Massott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1991-11-07

Description

Herkömmliche Leiterplatten werden aus Gießharzplatten kupferkaschiert, mittels Photoübertragung der gewünschten Bahnen, geätzt, gefräst, gebohrt und bei Mehrlagen (Multilayers) durchkontaktiert. Alle diese Arbeitsgänge haben starke, umweltbelastende Schadstoffemissionen zur Folge.

Die nur teilweise mögliche Aufhebung dieser Schadstoffauswirkungen, verursacht hohe Kosten welche die Herstellung entsprechend verteuern.

Das nachfolgend beschriebene Verfahren, eignet sich besonders für Massenfertigung. Es beinhaltet bei weniger Arbeitsgängen, eine absolut kontrollierbare präzise Fertigung bei umweltschonendem Prozeß.

Erforderliche Anlagen zur Herstellung sind in anderen Produktionszweigen bekannt und bewährt.

Die Werkzeuge ebenfalls aus anderen Prozessen erprobt und hochpräzise.

Die Leiterplatten werden mittels Spritzguß aus Material einer geeigneten Qualität (auch marktüblich) folgendermaßen hergestellt:

Arbeitsgang 1

Eine Form, die in Deckel und Boden (bei zweiseitigen Platinen) alle Leiterbahnen in erhabener also überstehender Ausführung enthält, ist für die Verbindung beider Seiten mit Stiften an den entsprechenden Stellen so versehen, daß diese in dem nun einzuspritzenden Material nach der Ausformung durchgehende Bohrungen bilden.

Die erhabenen Bahnen bilden vertiefte Gräben in der Oberfläche des Spritzlings.

Bahnen für hohe Stromstärken sind nun nicht mehr breiter als die für schwächere Ströme, sondern einfach tiefer und somit größer im Querschnitt.

Diese Lösung erbringt flächenmäßig Vorteile für dichtere Einteilung der Leiterbahnen.

Diese liegen nicht mehr erhaben auf dem Isoliermaterial, sondern in diesem eingebettet, wodurch weitgehender Schutz gegen mechanische Beschädigung gegeben ist.

Die nach dem Erstarren entformte Platine, wird in eine zweite Form überführt, welche bei glattem Boden und Deckel, kleinere Stifte an den gleichen Stellen aufweist wie die erste Form.

Der Durchmesser dieser Stifte ist entsprechend der gewünschten Wandstärke für die Durchkontaktierung kleiner.

In beiden Formen sind die Stifte aus Gründen der Präzision bspw. in der Unterplatte fest, in der Oberplatte dicht aber gleitend gehalten.

In dieser zweiten Form, wird die Platine unter hohem Druck in den offenen Kanälen und den Bohrungen, mit einem leitenden erprobten Speziallack ausgefüllt.

Die Platine ist nach dem Entformen fertig.

Das Montieren erfolgt wie üblich, jedoch ohne Löten.

Mit den eingesetzten Bauteilen wird die Platine oben mit einem offenporigen Schwamm abgedeckt und über eine Vorrichtung gefahren welche genau die gleichen Stiftlöcher hat wie erste und zweite Platte in der Spritzgußform.

Durch den Schwamm wird eine regulierte Vacuumspannung übertragen, welche das erforderliche Verbindungsmaterial in die offenen Bohrungen saugt und die Füße der Bauteile mit den vorgesehenen Augen bzw. durchkontaktierten Bohrungen verbindet.

Ein milder Trocknungsvorgang in einem Tunnel beendet die Produktion.

Die so hergestellten Platinen, können mit Schutzlack überzogen werden, ein Lötstop ist infolge der kontrollierten Aufbringung des Verbindungsmaterials aber nicht erforderlich.

Das hier beschriebene Verfahren ist experimentell in Teilen erprobt. Es schont die Umwelt, erfordert keine ätzenden oder agressiven Medien, kostet bei Verwendung bereits erprobter Systeme einen Bruchteil der bisherigen Aufwendungen. Mit Sicherheit bringt es gegenüber den bisherigen Verfahren auch produktionstechnisch hohe Zeitvorteile und damit ist es kostensenkend.

Es bietet sich an für Hersteller von Großserien, weil die Formen beliebig oft reproduzierbar sind und für Tausende von Platinen jeweils ohne bedeutsamen Verschleiß verwendet werden können.

Die Herstellung der Formen erfolgt durch Funkenerosionsmaschinen, die Graphitformen zur Fertigung werden auf einer Anlage zum Fräsen von Musterplatinen negativ gefräst (die Kanäle mit den für die Querschnitte erforderlichen Tiefen alle in gleicher Breite) also mit nur einer Fräserform.

Es bietet sich an, für den Start bekannte, erprobte Spritzgußmaschinen einzusetzen, jedoch für den Weitertransport der Platinen von der ersten in die zweite (ausfüllende) Form, später ein rundlaufendes Transportsystem zu bauen, welches lediglich die Schmalseiten der Platinen also in der Dicke derselben einrahmt und diese nach dem Einspritzen und Auffahren zur nächsten Form und aus dieser, zum Auswerfen transportiert. Auch derartige Anlagen mit zwei Einspritzeinheiten gibt es für andere Anwendungen bereits am Markt.

Claims

1. Verfahren wie beschrieben, gekennzeichnet durch die neuartige Herstellung einer Leiterplatte mittels Spritzgußverfahren.

2. Verfahren wie beschrieben, gekennzeichnet durch die Erstellung der Leiterbahnen mittels Ausfüllen von vorhandenen Kanälen mit leitfähigem Material.

3. Verfahren wie beschrieben, gekennzeichnet durch die Darstellung unterschiedlicher Querschnitte in den Bahnen durch verschiedene Tiefen anstatt Breiten.

4. Verfahren wie beschrieben, gekennzeichnet durch die Absenkung der Leiterbahnen unter das Niveau der Oberfläche als Schutz gegen mechanische Beschädigungen.

5. Verfahren wie beschrieben, gekennzeichnet durch die Durchkontaktierung mittels leitfähigem Material infolge dünnerer Stifte (Röhrenbildung) zusammen mit der Ausfüllung der Leiterbahngräben.

6. Verfahren wie beschrieben, gekennzeichnet durch das Befestigen der Bauteile ohne Löten.

7. Verfahren wie beschrieben, gekennzeichnet durch das Verbinden montierter Bauteile durch Kleben, mittels Anheben des Klebers durch Vacuum in einer den Bohrungen entsprechenden Lochplatte.