DE1282757B - Verfahren zur Herstellung elektrischer Baugruppen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Mj9im PATENTAMT Int. Cl.:

H05k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 21a4-75

Nummer: 1282757

Aktenzeichen: P 12 82 757.5-35 (S 110433)

Anmeldetag: 21. Juni 1967

Auslegetag: 14. November 1968

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem solche elektrische Baugruppen, wie sie in der Patentanmeldung S 97483 IXd/21a4 (deutsche Auslegeschrift 1257 909) beschrieben werden, auf besonders einfache Weise hergestellt werden können. In der Hauptpatentanmeldung wird eine Baugruppe angegeben, die aus in einem Kunststoffblock eingegossenen elektrischen Bauelementen und/oder Bauelementekombination besteht, welche Anschlußdrähteaufweisen.DieAnschlußdrähte enden in wenigstens einer Seitenfläche des Kunststoffblocks und sind dort durch gedruckte Leitungsbahnen entsprechend einem gewünschten Schaltschema elektrisch miteinander und/oder mit äußeren Anschlußstiften verschaltet. Wenigstens eine gedruckte Leitungsbahnen tragende Seitenfläche des Kunststoffblocks ist mit einer an Verbindungsstellen offenen Isolierschicht abgedeckt, wobei auf diese Isolierschicht weitere gedruckte Leitungsbahnen aufgetragen sind und diese Leitungsbahnen an den offenen Stellen der Isolierschicht auf den darunterliegenden Leitungsbahnen bzw. Kontaktstellen aufliegen.

Die Isolierschichten können hierbei aus Lack oder aus an den Verbindungsstellen gelochten, selbsttragenden Folien bestehen. Die Leitungsbahnen der untersten Ebene können aus chemisch niedergeschlagenen und galvanisch verstärktem Kupfer bestehen, die Leitungsbahnen der zweiten und/oder der folgenden Ebenen aus Teilen, die aus Metallfolien hergestellt sind.

Das Verfahren zur Herstellung dieser Baugruppe gestaltet sich schwierig, insbesondere dann, wenn die Isolierschicht aus einer Folie besteht, da die Löcher der Folie an genau vorbeschriebenen Stellen der Oberfläche des Kunststoffblocks liegen müssen.

Zur Erleichterung des Herstellungsprozesses sieht deshalb die Erfindung vor, daß auf wenigstens eine gedruckte Leitungsbahnen tragende Seitenfläche des Kunststoffblocks eine aus thermoplastischem Material bestehende, auf einer Seite mit einer Kleberschicht und auf der anderen Seite mit einer Metallschicht versehene dünne Isolierfolie aufgebracht wird, derart, daß die Kleberschicht auf dem Kunststoffblock zu liegen kommt, daß die Kleberschicht ausgehärtet wird, daß danach in an sich bekannter Weise aus der Metallschicht das gewünschte Leiterbahnenmuster gebildet wird und daß auf die Stellen der Leitungsbahnen, die mit den darunterliegenden Leitungsbahnen verbunden werden sollen, wenigstens zwei an elektrischer Spannung liegende Elektroden aufgesetzt werden und die Verbindung durch Druck und Wärme bewirkt wird.

Verfahren zur Herstellung elektrischer
Baugruppen

Zusatz zur Anmeldung: S 97483IX d/21 a4 Auslegeschrift 1257 909

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt: - .

Dipl.-Ing. Dieter Pilz, 8000 München 80

An Stelle von mehreren Elektroden ist es aus praktischen Gründen zweckmäßig, eine sogenannte Spaltelektrode, also eine Doppelelektrode mit Spalt, zu verwenden. Handelsübliche Mikroschweißvorrich-

^; tungen beispielsweise sind mit solchen Spaltelektroden ausgerüstet. Wie weitere Untersuchungen gezeigt haben, ist es weiterhin zur Erzielung einer sicheren Kontaktierung vorteilhaft, daß eine kontinuierliche Impulse aussendende Schweißvorrichtung verwendet wird. Hierdurch ist eine einfache Dosierung der anzuwendenden Wärme möglich. Ein einzelner Impuls reicht mitunter nicht zur Herstellung einer sicheren Verbindung aus.

Vorzugsweise wird eine aus Polyäthylenterephthalat oder aus Polycarbonat bestehende Folie von 6 μΐη Dicke verwendet. Solche extrem dünnen Folien sind selbst nicht frei tragend. Die Dicke der Folien kann aber auch bis zu etwa 25 μπα betragen. Auf einer Seite sind die Folien mit einer Kleberschicht vorsehen, d. h. mit einer Schicht noch nicht vollständig ausgehärteten Kunststoffs. Dieser Kleber muß säurefest sein, wenn das Herstellen der Leiterbahnen aus der auf der Folie aufkaschierten Metallschicht durch Wegätzen der nicht gewünschten Teile der Metallschicht vorgenommen wird. Beispielsweise wird das gleiche Material für den Kleber verwendet, aus dem die Folie besteht. Die Aushärtung des Klebers wird durch Druck und/oder Wärme bewirkt.

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Nach der Aushärtung ist die Isolierfolie fest mit dem Kunststoffblock verbunden. Auf dei anderen Seite besitzt die Folie eine aufkaschierte Metallschicht, vorzugsweise eine Kupferschicht, deren Dicke etwa 15 bis 30 oder 35 μΐη beträgt.

Die Metallschicht kann auch chemisch aufgetragen und gegebenenfalls galvanisch verstärkt sein. In diesem Fall ist es auch möglich, daß die Schicht nicht zusammenhängend ist, sondern bereits dem gewünschten Leiterbahnenmüster entspricht. In einer anderen Ausführungsart kann die Metallschicht beispielsweise aufgedampft oder aufgestäubt sein. Auch in diesem Fall ist es möglich, daß die Schicht bereits dem gewünschten Leiterbahnenmüster entspricht

Gemäß der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß nicht solche Folien erst hergestellt werden müssen, die an genau vorbestimmten Stellen mit Löchern versehen sind. Weiterhin entfallen die Schwierigkeiten, die das Auflegen einer solchen Folie auf eine mit Leitungsbahnen versehene Kunststoffblockoberfläche ao derart, daß die Löcher an genau vorbestimmten Stel- j len der Oberfläche zu liegen kommen, mit sich bringt. Die Löcher werden durch Druck und Warme kurz vor und/oder während der Herstellung der Verbindung der Leiterbahnen übereinanderliegender Ebenen hergestellt. Beim Aufsetzen der Elektr,odejx ,auf ^. die obere Leiterbahn wird auf Grund des Stromflusses von einer Elektrode über den zwischen den Elektroden liegenden Teil der oberen Leiterbahn zur anderen Elektrode dieses Leiterbahnteil erwärmt, so daß das unter diesem Leiterbahnteil liegende Isoliermaterial erweicht oder schmilzt. Durch den Drjuck,^. den die Elektroden an der Auflagefläche auf diese ausüben, wird das erweichte oder geschmolzene Isoliermaterial auf die Seite geschoben. Hierdurch kommt das obere Leiterbahnteil mit der unteren Leiterbahn in Berührung. Durch die erzeugte Wärme und den Druck der Elektroden tritt eine Verschweißung der Leiterbahnteile ein. Ein Aufschmelzen der zu verbindenden Teile ist hierbei nicht erforderlich.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sehr dünne Isolierfolien verwendet werden können, so daß das Volumen der Baugruppe durch die Mehrlagenverschaltung praktisch nicht vergrößert wird.

Zur Erläuterung wird auf die Figur verwiesen, Dort ist schematisch dargestellt, wie die Erfindung durchgeführt werden kann. Auf einem Kunststoffblock 1, der elektrische Bauelemente und/oder Bauelementekombinationen (nicht dargestellt) enthält, sind an der Seitenfläche 7, an der Anschlußdrähte der Bauelemente oder Bauelementekombinationen enden, Leiterbahnen 2 zur elektrischen Verschaltung aufgebracht. Über der ersten Ebene von Leiterbahn nen 2 ist eine Isolierfolie 3 aufgebracht, die auf der dem Kunststorfblock 1 abgewandten Seite Leiterbahnen 4 trägt. Das Leiterbahnteil 4 der Isolierfolie 3 soll mit dem Leiterbahnteil 2, das auf. dem Kunststoffblockl aufgebracht wird, verbunden werden. Die Dicke der Leiterbahnen 2, die auf dem Kunststoffblock 1 aufgebracht sind, beträgt gewöhnlich 6p nur etwa 1 bis 2 μΐη; die Dicke der Isolierfolie 3 liegt zwischen 6 und 20 Oder 25 μΐη, während die Dicke der auf der Isolierfolie 3 aufgebrachten Metallschicht, je nach deren Art, zwischen etwa 1 und 35 μΐη schwankt. Aufkaschierte Metallschichten sind gewohnlich 30 bis 35 μηα, dick, wahrend chemisch abgeschiedene Schichten sehr dünn sind, beispielsweise nur einige μπι betragen.

Zur elektrischen Verbindung der Leiterbahnen 2 und 4 miteinander sind Elektroden 5 und 6, die an elektrischer Spannung liegen, auf den Leiterbahnabschnitt 4 aufgesetzt. Der Druck, den diese Elektroden an der Auflagefläche ausüben, wird zweckmäßigerweise auf etwa 150 Pond eingestellt, wenn die Dicke der Isolierfolie 3 zwischen etwa 6 und 25 μπι liegt. Bei dickeren Folien ist der Druck vorzugsweise zu erhöhen. Die Erhitzung sollte nicht zu stark eingestellt werden, da sonst die dünne Isolierfolie zerstört wird.

Die einzelnen Durchkontaktierungen können nacheinander vorgenommen werden oder mehrere auf einmal. Der Vorschub kann automatisiert werden.

Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß auch mehr als "eine mit Leiterbahnen versehene Isolierfolie über der mit Leiterbahnen versehenen Kunststoffoberfläche angeordnet Weiden kann. Die Härtung der Kleberschichten kann dabei auf einmal vorgenommen werden. Ebenso kann, die Verbindung von mehr als zwei" Leiterbahnen miteinander durch einen einzigen Verschweißungsprozeß erreicht werden, vorzugsweise werden jedoch nur jeweils zwei Leiterbahnen miteinander verbunden;

Claims (3)

Patentansprüche: .

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Baugruppen, die aus in einem Kunststoff block eingegossenen elektrischen Bauelementen und/öder Bauelementekombinationen bestehen, die. Anschlußdrähte aufweisen, welche in Wenigstens einer Seitenfläche des Kunststoffblöckes enden und dort durch gedruckte Leitungsbahnen entsprechend einem gewünschten Schaltschema elektrisch miteinander und/oder mit äußeren Anschlußstiften verschaltet sind, wobei wenigstens eine gedruckte Leitungsbahnen tragende Seitenfläche des Kunststoffblocks mit einer an Verbindungsstellen offenen Isolierschicht abgedeckt ist, auf diese Isolierschicht weitere gedruckte Leitungsbahnen aufgetragen sind und diese Leitungsbahnen an den offenen Stellen der Isolierschicht auf den darunterliegenden Leitungsbahnert bzw, Kontaktstellen aufliegen, nach der Patentanmeldung S 97483 IXd/21a4 (deutsche Auslegeschrift 1257909), dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens eine gedruckte Leitungsbahnen tragende Seitenfläche des Kunststoffblocks eine aus thermoplastischem Material bestehende, auf einer Seite mit einer Klebeschicht Und auf der anderen Seite mit einer Metallschicht versehene dünne Isolierschicht aufgebracht wird, derart, daß die Kleberschicht auf dem Kunststoffblocfc zu liegen kommt, daß die Kleberschicht ausgehärtet wird, daß danach in an sich bekannter Weise aus der Metallschicht das gewünschte Leitungsbahnenmuster gebildet wird und daß hiernach auf die Stellen der Leitungsbahnen, die mit den darunterliegenden Leitungsbahnen verbunden werden sollen, wenigstens zwei an elektrischer Spannung liegende Elektroden aufgesetzt werden und die Verbindung durch Wärme und Druck bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektroden, insbesondere eine Spaltelektrode, einer kontinuierliche Impulse

aussendenden Schweißvorrichtung aufgesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus Polyäthylenterephthalat oder Polycarbonat bestehende Folien von 6 μπι Dicke verwendet werden, die auf einer Seite mit einer Kleberschicht aus unausgehärtetem Polyäthylenterephthalat oder Polycarbonat und auf der anderen Seite mit einer aufkaschierten Kupferfolie von 15 bis 35 μηι Dicke versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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