DE4301692C2 - Verfahren zum elektrischen Verbinden von auf einer ersten und zweiten Isohörplatte angeordneten Leiterbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von auf einer ersten und zweiten Isolierplatte angeordneten Leiterbahnen, die auf Leiterplatten angeordnet sind, welche in elektronische Geräte, wie Audio-Video-Geräte und Textverarbeitungsgeräte, eingebaut werden.

In jüngerer Zeit werden elektronische Geräte, wie Audio-Video- Geräte und Textverarbeitungsgeräte, miniaturisiert, und die elektronische Ausrüstung ist im Zusammenhang damit von geringem Gewicht geworden. Deshalb ist es möglich, die elektronischen Geräte zu transportieren. Andererseits wurden elektronische sowie mechanische Bauteile in großer Anzahl in den elektronischen Geräten in gedrängter Zusammenballung vorgesehen, um viele Arten von Funktionen zu erfüllen. Demzufolge wurde eine flexible, gedruckte, dünne sowie vom Gewicht her leichte Leiterplatte in jüngerer Zeit verwendet, um an dieser ein elektronisches Schaltungs- oder Leiternetzwerk aufzudrucken, mit welchem die elektronischen und die mechanischen Bauteile verbunden werden.

Auch sind die elektronischen Geräte billig geworden, weshalb sie mit niedrigen Kosten hergestellt werden müssen. Um ein elektronisches Gerät mit niedrigen Kosten zu fertigen, muss ein elektronisches Leiternetzwerk, das auf die flexiblen, gedruckten Schaltungsplatten aufgedruckt oder an Schaltungsplatinen ausgestaltet ist, mit niedrigeren Kosten verbunden oder angeschlossen werden.

Herkömmlicherweise werden viele Arten von gesonderten elektronischen sowie mechanischen Bauteilen direkt an einer einzelnen flexiblen, gedruckten Schaltungsplatte angebracht, so dass die Platte eine komplizierte Gestalt annimmt. Die flexible, gedruckte Schaltungsplatte wird hierbei in einem beengten Raum oder einer schmalen Öffnung, die zwischen den Bauteilen und einem diese aufnehmenden Gerätegehäuse ausgebildet ist, angeordnet. Die gesonderten elektronischen Bauteile werden dabei durch ein elektronisches Leiternetzwerk, das auf die flexible Schaltungsplatte aufgedruckt ist, elektrisch verbunden.

Selbst wenn die elektronischen und die mechanischen Bauteile in das Gerätegehäuse in gedrängter Zusammenballung eingebaut werden, so können die Bauteile durch das elektronische Leiternetzwerk, das auf die flexible Schaltungsplatte aufgedruckt ist, elektrisch verbunden werden, um die Teile in dem Gerätegehäuse zu betreiben. Da die flexible, gedruckte Schaltungsplatte von geringem Gewicht ist, kann das elektronische Gerät, in welchem die Bauteile elektrisch mit dem elektronischen, auf die Schaltungsplatte aufgedruckten Netzwerk verbunden sind, ohne Schwierigkeiten transportiert werden. Weil darüber hinaus die Platte flexibel ist, kann sie in willkürlicher Weise an einer gewünschten Stelle des Gerätegehäuses angeordnet werden, so dass das elektronische Gerät mit hohem Freiheitsgrad konstruiert werden kann.

Da das elektronische Gerät miniaturisiert wird und eine große Anzahl von Bauteilen in dem Gerät in dichter Zusammenballung angeordnet werden, wird jedoch die flexible, gedruckte Schaltungsplatte in ihrer Gestalt komplizierter. Die Kompliziertheit der flexiblen, gedruckten Schaltungsplatte erhöht sich auch, wenn ein Konstrukteur fordert, die Anordnung der Bauteile in dem elektronischen Gerät willkürlich und freizügig auszulegen. Da in diesem Fall die flexible, gedruckte Schaltungsplatte meistens eine komplizierte Ausgestaltung aufweist, wird die Anzahl solcher gedruckter Schaltungsplatten, die aus einer Werkstück- oder Ausgangsmaterialplatte von vorgegebener Größe auszuschneiden sind, herabgesetzt, was bedeutet, dass die gedruckte Schaltungsplatte nicht leistungsfähig und/oder produktiv erzeugt werden kann. Hieraus entspringt ein Nachteil, dass nämlich das elektronische Gerät nicht in großtechnischem Maßstab gefertigt werden kann.

Auch ist es schwierig, die flexible, gedruckte Schaltungsplatte, nachdem diese aus der Ausgangsmaterialplatte geschnitten ist, zu handhaben, was auf ihre komplizierte Gestaltung zurückzuführen ist. Das ruft einen weiteren Nachteil hervor, dass das elektronische Gerät nicht produktiv gefertigt werden kann.

Um die obigen Nachteile zu beseitigen, sieht ein herkömmliches Verfahren vor, die komplizierte Ausgestaltung der flexiblen, gedruckten Schaltungsplatte dadurch zu vermeiden, dass sie in viele gedruckte Schaltungsplatten flexibler Art und einfacher Gestalt unterteilt wird, d. h., es werden viele flexible, gedruckte Schaltungsplatten von einfacher Gestalt aus der Ausgangsmaterialplatte geschnitten, worauf auf jede dieser Schaltungsplatten das elektronische Leiternetzwerk aufgedruckt wird. Diese Schaltungsplatten von einfacher Gestalt werden dann mechanisch untereinander verbunden, um die elektronischen Leiternetzwerke elektrisch zusammenzuschalten. Anschließend werden die gedruckten Schaltungsplatten, die flexibel und von einfacher Gestalt sind, in einem kompliziert ausgestalteten Freiraum zwischen gesonderten oder einzelnen elektronischen Bauteilen angeordnet. Somit werden die elektronischen und die mechanischen Bauteile im Gerätegehäuse elektrisch durch die gedruckten Schaltungsplatten, die flexibel und von einfacher Gestalt sind, verbunden.

In Abhängigkeit von gewissen Umständen wird eine starre Art einer Schaltungsplatine mit der flexiblen, gedruckten Schaltungsplatte verbunden, um elektrisch elektronische Leiternetzwerke im Gerätegehäuse zusammenzuschalten.

Um die flexiblen, gedruckten Schaltungsplatten von einfacher Gestalt zu verbinden, werden diese beispielsweise mechanisch durch einen Platten-Verbinder oder eine Platten- Steckvorrichtung zusammengefügt. In diesem Fall ist es jedoch ein Nachteil, dass dieser Verbinder oder diese Steckvorrichtung als zusätzliches Bauteil oder Gerät erforderlich ist. Des weiteren ist es schwierig, eine dünne und miniaturisierte Art eines elektronischen Geräts herzustellen, weil der Platten- Verbinder nicht dünn und vergleichsweise groß ist, was als weiterer Nachteil anzusehen ist.

Zur Lösung der oben erwähnten Nachteile wurde noch ein anderes herkömmliches Verfahren vorgeschlagen, wonach die flexiblen, gedruckten Schaltungsplatten von einfacher Art gepresst werden, um sie mechanisch untereinander durch einen anisotropen, leitfähigen, aufgetragenen Film oder eine solche Schicht unter Verwendung von erhitztem Kautschuk zu verbinden, welcher um die Platten herum gewickelt wird. In diesem Fall wird die anisotrope, leitfähige, aufgetragene Schicht zwischen die Platten eingefügt, um die elektronischen Leiternetzwerke miteinander elektrisch zu verbinden.

Zur Erläuterung des Stands der Technik wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Fig. 1 und 2 ein herkömmliches Verfahren zur elektrischen Verbindung von auf flexible Schaltungsplatten aufgedruckten Leiterbahnen durch einen anisotropen, leitfähigen Film beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer Verbindungssektion, bei welcher Isolierplatten und eine anisotrope, leitende Platte, die zwischen den Isolierplatten vorgesehen ist, gemäß einem herkömmlichen Verfahren angeordnet sind;

Fig. 2A eine Schnittdarstellung der Verbindungssektion von Fig. 1, wobei die anisotrope, leitende Platte zwischen auf die Isolierplatten gedruckten Leitern sandwichartig erfasst ist und diese Leiter nicht elektrisch untereinander verbunden sind;

Fig. 2B eine Schnittdarstellung der Verbindungssektion von Fig. 1, wobei die auf die Isolierplatten aufgedruckten Leiter elektrisch untereinander durch die anisotrope, leitende Platte, welche durch die Isolierplatten komprimiert wurde, verbunden sind.

Gemäß Fig. 1 ist ein oberes Verdrahtungsschema 11 auf eine obere Isolierplatte 12 gedruckt, während ein unteres Verdrahtungsschema 13 auf eine untere Isolierplatte 14 gedruckt ist. Zwischen den beiden Isolierplatten 12 und 14 ist eine anisotrope, leitfähige Platte oder Schicht 15 angeordnet. Die oberen und unteren Isolierplatten 12 sowie 14 und die leitende Platte 15 sind an einer Verbindungssektion von flexiblen, gedruckten Leiterplatten angeordnet. Darüber hinaus ist ein elektrisches Leiternetzwerk, das in eine der flexiblen, gedruckten Schaltungsplatten verlegt oder eingebracht ist, elektrisch mit dem oberen Verdrahtungsschema 11 verbunden. Ein weiteres elektrisches Leiternetzwerk, das in die andere flexible Schaltungsplatte eingegliedert ist, ist elektrisch mit dem unteren Verdrahtungsschema 13 verbunden.

Wie in Fig. 2A gezeigt ist, wird die anisotrope, leitende Platte 15 über die oberen und unteren Verdrahtungen 11, 13 sandwichartig durch die obere sowie untere Isolierplatte 12 bzw. 14 erfasst. Anschließend wird (nicht dargestellter) erhitzter Kautschuk fest um die obere sowie untere Isolierplatte 12, 14 gewunden, um einen Druck auf die anisotrope, leitende Platte 15 auszuüben, welche durch die vom erhitzten Kautschuk aufgebrachte Hitze erweicht wird. Als Ergebnis dessen werden, wie in Fig. 2B gezeigt ist, Teile der anisotropen, leitenden Platte 15, die unmittelbar zwischen der oberen und unteren Verdrahtung 11, 13 eingeklemmt sind, mittels des erhitzten Kautschuks dünn ausgebildet. Anschließend wird der erhitzte Kautschuk von den Isolierplatten 12 und 14 entfernt, so dass die durch den erhitzten Kautschuk verformte leitende Platte 15 ausgehärtet wird, d. h., die obere sowie untere Isolierplatte 12, 14 werden mechanisch durch die zu dünner Gestalt ausgebildete anisotrope, leitende Platte 15 verbunden. Als Ergebnis wird ein Paar von zusammenhängenden Platten 16 gefertigt.

Zusätzlich wird in Fällen, wobei die anisotrope, leitende Platte oder Schicht 15 in einer Richtung gepresst wird, der elektrische Widerstand dieser Platte oder Schicht 15 erheblich in dieser Richtung aufgrund der anisotropen Eigenschaft der Platte 15 herabgesetzt.

Weil die Teile dieser anisotropen Platte 15, die direkt zwischen der oberen sowie unteren Verdrahtung 11, 13 sandwichartig eingeklemmt sind, gepresst werden, wird der elektrische Widerstand folglich zwischen der oberen und unteren Verdrahtung 11 und 13 erheblich vermindert, so dass diese Verdrahtungen 11, 13 elektrisch miteinander verbunden werden.

Insofern kann eine dünne und miniaturisierte Art eines elektronischen Geräts oder Bauelements ohne Schwierigkeiten unter Verwendung der anisotropen, leitfähigen Platte 15 gefertigt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist jedoch die anisotrope, leitende Schicht oder Platte 15 erforderlich, um die Verbundplatte (zusammenhängende Platten) 16 herzustellen. Die anisotrope, leitende Platte 15 ist aber aufgrund ihrer anisotropischen Eigenschaften sehr teuer, und hieraus entspringt ein Nachteil, dass nämlich die Verdrahtungen 11 und 13 nicht mit niedrigeren Kosten elektrisch verbunden werden können.

Weil darüber hinaus die Hitze von dem erhitzten Kautschuk auf die anisotrope Platte 15 durch die Verdrahtungen 11 und 13 übertragen wird, ist eine ziemliche Zeitspanne erforderlich, um die anisotrope Platte 15 zu verformen. Diese Zeitspanne erstreckt sich beispielsweise von zwanzig Sekunden bis zu einer Minute, weshalb die Verbundplatte 16 nicht rasch gefertigt werden kann. Hieraus resultiert noch ein weiterer Nachteil, dass die elektronische Vorrichtung nicht in großtechnischem Maßstab herzustellen ist.

Aus der Druckschrift US-4,589,584 ist ein Verfahren zum elektrischen Verbinden einer ersten Leiterbahn mit einer zweiten Leiterbahn bekannt mit den Schritten:
Anordnen des Leitermaterials an einer oberen Isolierplatte zur Ausbildung einer oberen Verdrahtung,
Anordnen des Leitermaterials an einer unteren Isolierplatte zur Ausbildung einer unteren Verdrahtung, Auflegen der oberen Isolierplatte auf die untere Isolierplatte, um die obere Verdrahtung mit der unteren Verdrahtung in Anlage zu bringen,
Erzeugen einer Ultraschallschwingung an der oberen sowie unteren Verdrahtung und der auf der oberen Verdrahtung angeordneten Isolierplatte, um die obere sowie die untere Verdrahtung und die obere Isolierplatte durch Reibungswärme zum Schmelzen zu bringen, während die obere Isolierplatte zur unteren Isolierplatte hin gedrückt wird,
Verformen der oberen sowie der unteren Verdrahtung und der oberen Isolierplatte, um die obere Isolierplatte mit der unteren Isolierplatte mechanisch zu verbinden und schließlich inniges Verbinden der oberen sowie unteren Verdrahtung, um zwischen der oberen Verdrahtung und der unteren Verdrahtung eine elektrische Verbindung herzustellen.

Aus der Druckschrift DE-35 12 237 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen flexiblen Schaltungsanordnung bekannt, bei dem ein Auftragen einer Isolierschicht aus thermoplastischem Harz zwischen den Leiterplatten stattfindet.

Aus der weiteren Druckschrift DE-OS-20 53 500 ist schließlich ein Verfahren zum Verbinden eines mit Kontaktstellen versehenen Substrats mit einem ebenfalls mit Leiterbahnen versehen Gegensubstrat, beispielsweise eine Kunststofffolie bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Anpresskörper zum Anpressen des flexiblen Substrats verwendet, der mit in das Substrat eindringenden Vorsprüngen ausgestattet ist.

Durch das Eindringen der Vorsprünge in das flexible Substrat bzw. Folie wird die Absorption der von der Ultraschallvorrichtung ausgehenden Schwingungen in der Folie auf ein Minimum beschränkt, so dass der wesentliche Teil der Ultraschallenergie zum Verschweißen der Leiter verfügbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges und zuverlässiges Verfahren zum elektrischen Verbinden von auf einer ersten und zweiten Isolierplatte angeordneten Leiterbahnen zur Verfügung zu stellen.

Mit der Erfindung soll insbesondere eine rasche Verbindung zwischen den Leiterbahnen von dünnen miniaturisierten elektronischen Geräten gewährleistet werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, durch das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von elektronischen Geräten in großem Maßstab zu gewährleisten.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Kombination der im Anspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei den Schritten gemäß der Erfindung werden die oberen und unteren Verdrahtungen bzw. Leiterbahnen sowie die obere Isolierplatte, die auf der oberen Leiterbahn angeordnet ist, aufgrund der Erzeugung von Reibungswärme durch die Ultraschallschwingung geschmolzen. Da die obere Isolierplatte zur unteren Isolierplatte hin einem Druck unterliegt, werden die oberen sowie unteren Leiterbahnen und die obere Isolierplatte verformt, und diese Platte wird in die untere Isolierplatte gepresst. Als Ergebnis dessen ist die obere Isolierplatte mechanisch mit der unteren Isolierplatte verbunden.

Gleichzeitig werden die oberen sowie unteren Leiterbahnen, wenn diese geschmolzen werden, miteinander haftend verbunden. Wenn die Erzeugung der Ultraschallschwingung beendet wird, dann wird die obere und untere Leiterbahn somit gekühlt und innig verbunden, wodurch sie auch elektrisch zusammengeschaltet werden.

Weil die obere sowie untere Leiterbahn und die obere Isolierplatte einem Druck ausgesetzt und durch die Utraschallschwingung geschmolzen werden, kann die elektrische Verbindung zwischen der oberen sowie unteren Leiterbahn rasch erreicht werden.

Weil darüber hinaus keinerlei anisotrope, leitende Platte oder Schicht erforderlich ist, können die Isolierplatten mit geringen Kosten verbunden werden. Weil ferner die obere Leiterbahn unmittelbar mit der unteren Leiterbahn haftend verbunden ist, können diese Leiterbahnen zuverlässig elektrisch zusammengeschaltet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 3 eine Schrägansicht eines Paares von Isolierplatten, an welchen Leiterbahnen aufgetragen sind, in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 einen Querschnitt der Isolierplatten von Fig. 3, wobei die eine an der anderen Isolierplatte durch Leiterbahnen angebracht ist, bevor die Isolierplatten mechanisch miteinander verbunden werden;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung der Isolierplatten von Fig. 4, wobei durch einen Ultraschallschwinger Druck aufgebracht wird;

Fig. 6 eine Schrägansicht des Ultraschallschwingers von Fig. 5 von unten, der für ein Pressen und Erhitzen der Isolierplatten zur Anwendung kommt;

Fig. 7 einen Querschnitt der durch die Ultraschallhörner von Fig. 6 verformten Isolierplatten in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der ersten Variante der Erfindung;

Fig. 8 eine Schrägansicht der in Fig. 7 dargestellten Isolierplatten;

Fig. 9 eine Schrägansicht eines Paares von Isolierplatten, an denen eine thermoplastische Harzschicht und Leiterbahnen aufgetragen sind, in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 einen Querschnitt der Isolierplatten von Fig. 9, wobei die eine an der anderen Isolierplatte durch die Leiterbahnen angebracht ist; bevor die Isolierplatten mechanisch untereinander verbunden werden;

Fig. 11 einen Querschnitt der durch die Ultraschallhörner von Fig. 6 verformten Isolierplatten in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der ersten Variante der Erfindung;

Fig. 12 eine Schrägansicht von unten eines Ultraschallschwingers;

Fig. 13 eine Schrägansicht von durch die in Fig. 12 gezeigten Ultraschallhörner verformten Isolierplatten in einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 einen Querschnitt der durch die Ultraschallhörner von Fig. 12 verformten Isolierplatten in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, um eine auf einer Platte angeordnete Schaltung oder Leiterbahn mit einer anderen, auf einer weiteren Platte angeordneten Schaltung oder Leiterbahn unter Anwendung von Ultraschallwellen und Druck zu verbinden, werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im folgenden beschrieben.

Zuerst wird ein leitfähiges Material in ein hochmolekulares, warmplastifizierendes Material dispergiert, um ein Leitermaterial zu fertigen. Das leitfähige Material wird aus Metallpulver, wie Kupfer, Nickel, Gold, Silber od. dgl., gebildet.

Anschließend wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist, das Leitermaterial auf eine obere Isolierplatte 22 aufgetragen, um ein oberes Leiterbahnschema bzw. Leiterbahnen 21 herzustellen. Das Leitermaterial wird auch auf eine untere Isolierplatte 24 aufgetragen, um ein unteres Leiterbahnschema bzw. Leiterbahnen 23 zu bilden. Wenn diese Leiterbahnen 21 und 23 erwärmt werden, so werden sie erweicht und geschmolzen, d. h., die geschmolzenen Leiterstrukturen können durch Anwendung von Wärme verformt werden. Die Isolierplatten 22 und 24 sind aus Polyester gefertigt, so dass sie, wenn die Verdrahtungsstrukturen 21, 23 erwärmt werden, weichgemacht werden.

Dann wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die obere Isolierplatte 22 derart auf die untere isolierplatte 24 aufgebracht, dass die obere Leiterbahn 21, die auf die obere Isolierplatte 22 aufgetragen ist, mit der unteren Leiterbahn 23, die auf der unteren Isolierplatte 24 aufgetragen ist, in Berührung kommt.

Im Anschluss hieran wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, durch einen Ultraschallschwinger 25 ein Druck auf die obere Isolierplatte 22 ausgeübt. Der Ultraschallschwinger 25 hat, wie der Fig. 6 zu entnehmen ist, an seiner Ultraschallvibratorbasis 27 säulenförmige Ultraschallhörner 26, die von der Basis 27 vorragen und von denen jedes eine ebene Fläche besitzt, die aus superhartem Material besteht. Wenn der Ultraschallschwinger 25 auf die obere Isolierplatte 22 aufgesetzt wird, so werden Teile dieser Isolierplatte, die genau über der oberen Leiterbahn 21 liegen, durch die Ultraschallhörner 26 einem Pressdruck ausgesetzt. Die Teile der oberen Isolierplatte 22, die sich gerade über der oberen Verdrahtung 21 befinden, und die Leiterbahnen 21, 23 werden, wenn sie von den Ultraschallhörnern 26 erzeugte Ultraschallwellen empfangen, in Schwingungen versetzt. Dadurch werden die Teile der oberen Isolierplatte 22 stark mittels der ebenen Flächen der Ultraschallhörner 26 gerieben, und die Leiterbahnen 21 und 23 reiben aneinander. Als Ergebnis dessen werden diese genannten Teile der oberen Isolierplatte 22 sowie die Leiterbahnen 21 und 23 durch die Reibungswärme erhitzt und erweicht.

Die Fig. 7 zeigt in einem Querschnitt die durch die Ultraschallhörner 26 verformten Isolierplatten 22 und 24, und die Fig. 8 zeigt eine Schrägansicht dieser Isolierplatten 22, 24.

Weil die Isolierplatte 22 durch die Ultraschallhörner einem Pressdruck ausgesetzt wird, werden diese Platten 22 und die Leiterbahnen 21, 23 verformt, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Im einzelnen werden zuerst die oberen Leiterbahnen 21 in die unteren Leiterbahnen 23 gedrückt, so dass die oberen und unteren Verdrahtungen innig miteinander verbunden werden. Anschließend wird die obere Isolierplatte 22 zur unteren Isolierplatte 24 hin durch die Ultraschallhörner 26 gedrückt, wobei diese durch die Mitten der oberen und unteren Leiterbahnen 21, 23 hindurchtreten. Das hat zum Ergebnis, dass die unteren Leiterbahnen 23 wie auch die oberen Leiterbahnen 21 seitwärts verschoben oder verlagert werden, um die Mitten der Leiterbahnen 21, 23 durchsetzende Löcher 28 zu bilden.

Gleichzeitig wird die durch die Reibungswärme geschmolzene obere Isolierplatte 22 an den den Löchern 28 zugewandten Leiterbahnen 21 und 23 fest angebracht, bevor die obere Isolierplatte 22 mit der unteren Isolierplatte 24 in Berührung kommt. Letztlich werden die Ultraschallhörner 26 von den Isolierplatten 22 und 24 entfernt, so dass die Isolierplatte 22 und die Leiterbahnen 21, 23 gekühlt und gehärtet werden.

Auf diese Weise werden die oberen Leiterbahnen 21 mit den unteren Leiterbahnen 23 innig haftend verbunden, so dass zwischen diesen eine elektrische Verbindung besteht.

Da die obere Isolierplatte 22 in die untere Isolierplatte 24 gedrückt wird, wird die obere Platte 22 fest und mechanisch mit der unteren Platte 24 verbunden.

Weil darüber hinaus irgendeine anisotrope, leitende Platte nicht verwendet wird, kann die elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 21 und 23 mit verringerten Kosten erlangt werden.

Da ferner die obere Isolierplatte 22 und die Leiterbahnen 21, 23 durch die Reibungswärme erhitzt werden, während ein Druck auf die obere Isolierplatte 22 ausgeübt wird, können diese Platte 22 und die Verdrahtungen rasch geschmolzen und verformt werden, was bedeutet, dass die Isolierplatten 22, 24 innerhalb einer kurzen Zeit mechanisch verbunden werden können.

Des weiteren werden die oberen Leiterbahnen 21 direkt mit den unteren Leiterbahnen 23 verbunden, was zu einer zuverlässigen elektrischen Verbindung zwischen diesen Leiterbahnen führt.

Bei der ersten Ausführungsform der ersten Variante der Erfindung wird die obere Platte 22 durch die Ultraschallhörner 26 zur unteren Platte 24 hin gedrückt. Es kann jedoch auch vorzuziehen sein, dass die untere Platte 24) durch Ultraschallhörner 26 zur oberen Platte 22 gedrückt wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9-11 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Zuerst wird ein Leitermaterial durch Mischen des leitfähigen Materials und des hochmolekularen, unter Wärme erweichenden Materials in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform herstellt.

Hierauf wird, wie in Fig. 9 gezeigt ist, auf die obere Isolierplatte 22 eine obere thermoplastische Harzfolie, die im folgenden als "Thermoplastfolie" bezeichnet wird, aufgetragen, und auf diese obere Thermoplastfolie 41 wird das Leitermaterial aufgetragen, um die oberen Leiterbahnen 21 zu bilden. Auch wird auf die untere Isolierplatte 24 eine untere Thermoplastfolie 42 aufgetragen, auf welche dann das Leitermaterial aufgebracht wird, um die unteren Leiterbahnen 23 herzustellen. Wenn die obere Thermoplastfolie 41 erhitzt wird, so zeigt sie eine adhäsive Eigenschaft, so dass die Leiterbahnen 21 innig an der Folie 41 haften. Wenn die untere Thermoplastfolie 42 erwärmt wird, so entwickelt sie ebenfalls eine adhäsive Eigenschaft, so dass die Leiterbahnen 23 innig an der Folie 42 haften.

Anschließend wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist, die obere Isolierplatte 22 so auf die untere Isolierplatte 24 aufgelegt, dass die auf die obere Thermoplastfolie 41 aufgebrachten Leiterbahnen 21 mit den Leiterbahnen 23, die auf die untere Thormoplastfolie 42 aufgebracht sind, in Berührung kommen.

Wie die Fig. 11 zeigt, werden diejenigen Teile der Isolierplatte 22, die sich gerade über den Leiterbahnen 21 befinden, durch die Ultraschallhörner 26 in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform einem Druck ausgesetzt. Deshalb werden durch die Reibungswärme diese Teile der oberen Isolierplatte 22, Teile der oberen Thermoplastfolie 41, die genau über den Leiterbahnen 21 liegen, und die Leiterbahnen 21 sowie 23 erwärmt und geschmolzen. Anschließend werden die genannten Teile der oberen Isolierplatte 22, die genannten Teile der oberen Thermoplastfolie 41 und die Leiterbahnen 21, 23 verformt. Da in diesem Fall die obere und untere Thermoplastfolie 41, 42 innig an den oberen und unteren Leiterbahnen 21 und 23 haften, wird keiner dieser oberen und unteren Leiter von der Thermoplastfolie 41 oder 42 gelöst.

Das bedeutet, dass die Leiterbahnen 21 und 23 zuverlässig miteinander verbunden werden können.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 12-14 wird nachstehend eine dritte Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird die obere Isolierplatte 22 so auf die untere Isolierplatte 24 gebracht, dass die auf die obere Isolierplatte aufgetragenen Leiterbahnen 21 mit den auf die untere Isolierplatte 24 aufgetragenen Leiterbahnen 23 in Berührung kommen.

Anschließend wird die obere Isolierplatte 22 durch einen Ultraschallschwinger 51, der in Fig. 12 gezeigt ist, einem Druck ausgesetzt. Der Ultraschallschwinger 51 besitzt eine Mehrzahl von Ultraschallhörnern 52, die sich mit regelmäßigen Abständen in Querrichtung an einer Vibratorbasis 53 erstrecken und jeweils von dieser Basis 53 in einer im Querschnitt V- förmigen Gestalt vorstehen. Die Flächen dieser Ultraschallhörner 52 bestehen aus einem superharten Material. Der Abstand zwischen den Ultraschallhörnern 52 beträgt die Hälfte des Abstands zwischen den fern voneinander angeordneten Leitern. Die Ultraschallhörner 52 sind in einen breiten Typ 52a (große Breite) und einen schmalen Typ 52b (kleine Breite) unterteilt. Diese Typen von Ultraschallhörnern 52a und 52b sind abwechselnd an der Vibratorbasis 53 angeordnet. Wenn die obere Isolierplatte 22 einem Druck durch den Ultraschallschwinger 51 ausgesetzt wird, so wird die Isolierplatte 22 gerade über den Leiterbahnen 21 und 23 durch die Ultraschallhörner 52a von breitem Typ gepresst. Andererseits wird auf die obere Isolierplatte 22 an den zwischen den Leitern, die fern voneinander angeordnet sind, befindlichen Öffnungen oder Räumen 54 ein Pressdruck durch die Ultraschallhörner 52 vom schmalen Typ ausgeübt.

Als Ergebnis dessen werden, wie in Fig. 13 und 14 gezeigt ist, unter dem Einfluss der Reibungswärme in den Leiterbahnen 21 und 23 breite V-förmige Kehlen oder Rinnen 55 ausgebildet. Ferner werden V-förmige elektrische Schirme 56 aus der durch die Reibungswärme verformten oberen Isolierplatte 22 ausgebildet, die in die Öffnungen 54 ragen. Da die elektrischen Schirme 56 aus der Isolierplatte 22 gebildet werden, wird ein Paar von Leiterbahnen 21, 23, die haftend miteinander verbunden sind, zuverlässig von einem anderen Paar von Leitern 21, 23 getrennt. Deshalb werden, selbst wenn Paare von Leitern 21 und 23 durch den breiten Typ von Ultraschallhörnern 52a seitwärts gedrückt oder verlagert werden, die Leiterbahnpaare 21, 23 eindeutig und zuverlässig gegeneinander isoliert.

Auch bei einer dichten oder engen Anordnung der Leiterbahnpaare 21, 23 wird durch die elektrischen Schirme eine zuverlässige Isolierung oder Trennung gewährleistet. Deshalb kann die Verbindungssektion einer jeden Isolierplatte im Maßstab verkleinert werden, so dass eine miniaturisierte Art eines elektronischen Geräts gefertigt werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zum elektrischen Verbinden von auf einer ersten und zweiten Isolierplatte (22, 24) angeordneten Leiterbahnen (21, 23), das die Schritte umfasst:

• - Auflegen der ersten Isolierplatte (22) mit der ersten Leiterbahn (21) auf die zweite Isolierplatte (24) mit der zweiten Leiterbahn (23),
• - Auflegen eines Ultraschallschwingers (25) auf die erste Isolierplatte (22) genau über der ersten Leiterbahn (21), um die erste Isolierplatte (22), die erste und zweite Leiterbahn (21, 23) durch die vom Ultraschallschwinger (25) erzeugte Reibungswärme zu, erweichen während die erste Isolierplatte (22) auf die zweite Isolierplatte (24) gedrückt wird,
• - Hinunterpressen eines direkt über der ersten Leiterbahn (21) angeordneten Isolierplattenabschnitts gegen die zweite Isolierplatte (24) mittels des Ultraschallschwingers (25), um ein die erste und zweite Leiterbahn (21, 23) durchsetzendes Loch (28) zu erzeugen, während die erste Isolierplatte (22) in die erste und zweite Leiterbahn (21, 23) hineingedrückt wird, und
• - Verschweißen des durch den Ultraschallschwinger (25) nach unten gepressten Isolierplattenabschnitts mit der zweiten Isolierplatte (24).

2. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch Mischen eines unter Wärmeeinfluss erweichenden Materials mit einem leitenden Material, um das Leitermaterial herzustellen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
seitlich der ersten und zweiten Leiterbahn (21, 23) zwischen der ersten und zweiten Isolierplatte (22, 24) ein Zwischenraum (54) ausgebildet ist, und das Verfahren die Schritte aufweist:
Anordnen eines ersten Ultraschallhorns (52a) des Ultraschallschwingers (51) auf die erste Isolierplatte (22) genau über der ersten Leiterbahn (21), um die erste und zweite Leiterbahn (21, 23) mittels der von dem Ultraschallschwinger (25) erzeugten Reibungswärme zu erweichen,
Anordnen eines zweiten Ultraschallhorns (52b) des Ultraschallschwingers (51) auf die erste Isolierplatte (22) direkt über den Zwischenraum (54),
gleichzeitiges Hinunterdrücken des direkt über der ersten Leiterbahn (21) angeordneten Abschnitts der ersten Isolierplatte (22) gegen die zweite Isolierplatte (24) mittels des ersten Ultraschallhorns (52a) und des direkt über der Öffnung (54) angeordneten Abschnitts der ersten Isolierplatte (22) gegen die zweite Isolierplatte (24) mittels des zweiten Ultraschallhorns (52b), und
Verschweißen der mittels des ersten und zweiten Ultraschallhorns (52a, 52b) hinuntergedrückten ersten Isolierplatte (22) mit der zweiten Isolierplatte (24).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Isolierplatte (22) und der ersten Leiterbahn (21) ein erster thermoplastischer Film (41), und zwischen der zweiten Isolierplatte (24) und der zweiten Leiterbahn (23) ein zweiter thermoplastischer Film (42) angeordnet ist, Anordnen des Leitermaterials auf dem zweiten thermoplastischen Film (42), um eine zweite Leiterbahn (23) zu bilden, wobei der erste und zweite thermoplastische Film (41, 42) durch die Reibungswärme zum Verbinden der ersten und der zweiten Leiterbahn (21, 23) und der ersten und zweiten Isolierfilme (41, 42) geschmolzen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallschwinger (25) ein säulenförmiges Ultraschallhorn mit einer ebenen Fläche aufweist, welches Ultraschallwellen zur Erzeugung einer Ultraschall-Vibration auf die ersten und die zweiten Leiterbahnen (21, 23) und auf die erste Isolierplatte (22) bereitstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ultraschallhorn sich in Richtung der ersten und zweiten Leiterbahn (21, 23) erstreckt und als V-förmiger Vorsprung ausgebildet ist.