DE2107591A1

DE2107591A1 - Verfahren zur Durchkontaktierung von beidseitig mit Leiterbahnen beschichteten Folien

Info

Publication number: DE2107591A1
Application number: DE19712107591
Authority: DE
Inventors: Kurt 8000 München Kaufmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-02-17
Filing date: 1971-02-17
Publication date: 1972-08-31

Description

Verfahren zur Durchkontaktierung von beidseitig mit Leiterbahnen beschichteten Folien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwisenen vorzugsweise bandförmig ausgebildeten elektrisch leitenden Schichten, die al den gegenüserliegenden Seiten einer biegsamen isolierenden Folie aufgebracht sind und sich wenigstens teilweise überlappen In zunehmer,dem Maße werden biegsame, auch beidseitig mit elektrisch leitenden Schichten1 z.B. Leìterbahnen, beschichtete Folien zur Verdrahtung von elektronischen Schaltungen herangezQgen.
Die bekannte galvanische Durchkontaktierung beidseitig mit elektrisch leitenden Schichten versehener Folien führt zu großen mechanischen Beanspruchungen der Folie, relativ großen, mechanisch wenig belastbaren und teilweise fehlerha»-ten Verbindungrsstellen, besonders bei lGochdurchmessern unter 0,8 mm, und ergibt Wülste an den Rindern der Löcher, die beim Einkleben der Folien in d Rahmen stören.
Die US-PS 3 50 831 beschreibt ein Verfalen zur Durchkontaktierung von zwei Schichten einer mehrachichtigen gedruckten Schaltung, wobei ein Loch durch alle Schichten gebohrt, gleichzeitig das gelochte leitfähige Material in die Form von Kontaktnieten mit ringförmigen Randqierchnitt tiefgezogen und anschließend mit der nächsten elektrisch leitfähigen schicht elektrisch leitend verbunden wird. Dieses Verfahren hat Nachteile, da beim Tiefziehen auf den umliegenden Bereich der elektrisch leitfahigen Schicht ein starker Zug ausgeübt wird, der in der zarge ist, ein Lötauge normaler Abmessungen in das loch mit hineinzuziehen und so zu einen Aufwerfen oder Abreißen der elektrisch leitenden Schicht führt. Dies macht relativ große Lötaugen erforderlich, die eine gute Platzausnutzung auf der gedruckten Platte unmöglich machen. Der Tiefziehvorgang verformt außerdem die isolierende Folie so weit, daß durch mehrere beieinanderliegende Kontaktstellen eine Welligkeit der Folie erzeugt wird, was für den Rinsatz der Folie in Magnetdrahtzpeichern sehr stört, da sie dort in einem Rahmen plan eingeklebt werden muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwisehen auf den gegenuberliegenden Seiten einer biegsamen isolierenden Folie aufgebrachten, sich überlappenden, elektrisch leitenden Schichten, insbesondere mit kleinen Abmessungen, eine elektrisch leitende und mechanisch sichere Verbindung herzustellen, die insbesondere bei der Verdrahtung von Magnetdrahtspeichern angewandt werden kann, wobei eine Seite der Folie plan bleiben muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die elektrisch leitenden Schichten und die Folie im überlapenden Bereich von einer Folienseite her durchbrochen. daß der- angrenzende Bereich einer elektrisch leitenden Schicht zumindest teilweise in den Durchbruch hineingebogen und die beiden nun von der anderen Seite der Folie her erreichbaren elektrisch leitenden Schichten m#,tein#nder elektrisch leitend verbunden werden.
Durch diese Art der Durchkontaktierung werden Knicke oder Risse in den elektrisch leitenden Schichten vermieden. Die Verbindungen können mit der hohen Genauigkeit mechanischer Prazisionsverkzeuze am gewbnschten Punkt hergestellt werden, die Durchkontaktierung von schmalen Leiterbahnen oder kleinen Lötpunkten, z.B. mit einem Durchmesser von 0#5 mm bei einem Größtmaß des Durchbruchs von 0,3 mm, gelingt ohne besondere Schwierigkeit. Da bei diesem Verfahren eine Seite der Folie plan bleibt, läßt sich die aurchkontaktierte Folie in einen vorgefertigten Rahmen verzugsfrei einkleben.
Des weiteren lassen sich mit diesem Verfahren Fehler in Schaltungen, die auf anderem Wege, z B. galvanisch durchkontaktiert wurden, einfach beheben, die mit bisher bekannten Methoden nicht ohne einen störenden Auftrag auf der ebenen Seite der Folie bzw. die Gefahr der Zerstörung der leiterbahn nachträglich durchkontaktiert werden konnten.
Einfach auszuftihren ist das Verfahren, indem beim -Durchbrechen der Folie ein oder mehrere mit den elektrisch leitenden Schichten einstückig verbundene taschen gebildet werden. Eine unzulässige Verkleinerung des Ouerschnittes der elektrisch leitenden Schicht kann dadurch vermieden werden, daß ein schnittförmiger Durchbruch in Richtung der Stromführung mindestens einer der zu verbindenden elektrisch leitenden Schichten geschaffen wird. Ein Durchlaufen des elektrisch leitenden Bindemittels auf die glatte Seite der Folie beim anschließenden elektrisch leitenden Verbinden wird dadurch vermieden, daß ein sich zur glatten Seite hin erweiternder Durchbruch geschaffen wird.
Es ist zweclml daß die elektrisch leitenden Flächen miteinander verlötet werden. Zum Einbau in einen Rahmen empfiehlt sich zur Vermeidung von welligkeit der isolierenden Folie, daß zum L6ten ein temperaturstabiles Lötgerät verwendet wird, dessen Temperatur und/oder Zeit der Wärmeeinwirkung derart gewählt wird, daß keine unzulässige Verformung der Folie eintritt.
Eine besonders einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich dadurch, daß sie einen Stempel mit einem in der Bewegungsrichtung spitz zulaufenden Stempelende und eine Matrize mit zylinderförmiger Innenwand enthält. Diese Vorrichtung ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß das Stempelende und seine Spitze einen symmetrisch vieleckigen O=uerschnitt aufweisen und daß die zugehörige Matrize eine kreiszylinderförmige Innenwand besitzt. Insbesondere zur Verbindung von Leiterbahnen mit annP.J-hernd geradlinigem Bahnverlauf ist es zweckm?Big, daß das Stempelende im wesentlichen den Querschnitt eines Krelssegments und eine vorzugsweise in Stoßrichtung abgerundete Schneide über dem geraden Teil des Querschnitts besitzt und daß die Matrize eine entsprechende Vertiefung in ihrer Stirnseite aufweist. Mit einer derartigen Vorrichtung können Leiterbahnen mit einer Breite von 0,4 mm noch einwandfrei durchkontzktiert werden. Um eine raltiv große tasche aus einem kleinen Anschlußpunkt heraus zuschneiden empfiehlt sich eine Vorrichtung, die einen t.tempel enthält, dessen Stempelende eine Schneide und eine zur Bewegungsrichtung geneigte Stirnflache aufweist, die zu einem Teil von der Schneide, zum anderen Teil durch eine Biegekante begrenzt wird, die im Querschnitt des Stempelendes als eine Gerade erscheint. Die Größe der hiermit ausgeschnittenen tasche entspricht dem Ouerschnitt des Stempelendes, kann also auf die gewUnschte Form des Durchbruchs angepaßt werden.
Für die Serienfertigung von durchkontaktierten Folien ist es zweckmaßig, daß mehrere Stempel und Matrizen zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer Durchbrüche mechanisch miteinander verbunden sind. Eine einfache Arbeitsweise ergibt sich dadurch, daß eine oder mehrere Matrizen in einer Auflagefläche für die Folie untergebracht sind. Hierdurch ist eine verzugsfreie Bearbeitung der Pol4. e möglich.
Das erfindungsgema3e Verfahren wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 eine teilweise geschnitten und gebrochen dargestellte, erfindungsgemäße Vorrichtung nach dem Ausschneiden einer Lasche aus einer beidseitig mit elektrisch leitenden Schichten beschichteten FolIe; Fig. 2 die gebrochene Draufsicht auf eine Folie mit einem gemäß Fig. 1 erzeugten Durchgruch in zwei ühereinanderliegenden Lötaugen; Fig. 3 die geschnitten und teilweise gebrochen dargeste]lte Seitenansicht eines verlöteten schnittförmigen Durchbruchs durch eine mit schmalen Leiterbahnen beschichtete Folie; Fig. 4 die gebrochen dargestellte Draufsicht auf den Durchbruch gemäß Fig. 3 vor dem Löten; Fig. 5 einen Stempel und eine Matrize in teilweise gebrochener und geschnittener Seitenansicht, die zur Ausführung des in den Figuren 3 und 4 gezeigten schnittförmigen Durchbruchs geeignet sind.
Eine isolierende Folie t, die mit zwei sich überlappenden, elektrisch leitenden Schichten 2,3 beschichtet ist, wird zwischen den Stempel 4 und die Matrize 5 gebracht; der Stempel 4 wird gegen die Matrize 5 in Richtllng A bewegt, die Schneide 6 am Stempelende 7 schneidet aus den elektrisch leitenden Schichten 2 und 3 und aus der isoleerenden Folie 1 eine durch die Schnittlinie 40 zegrenzte tasche 9 aus, die durch die gerade Biegekante 8 durch die Folie hindurchgebogen wird. Das Maß a der tasche 9 überschreitet die Schichtdicke b aus der Summe der Folienstärke und der Dicke der elektrisch leitenden Schichten, so daB auch die Oberschicht 2 unter die Folie 1 hinunterreicht und leicht mit der Schicht 3 verlötet werden kamin.
Die Figuren 3 und 4 zeigen einen schnXttförmigen Durchbruch 14 durch sich überlappende, schmale teiterbahnen ?6,17 und durch die isolierende Folie 4, der in Richtung des späteren Stromfluases der teiterbahnen 16,17 verläuft, den leitenden Ouerschnitt also nicht verkleinert.
Aus Fig. 3 ist eine Erweiterung 18-des Durchbruchs 14 zur glatten Seite der Folie hin ersichtlich, die das tot 15 beim Durchfließen hemmt. Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte schnittförmige Durchbruch 14 wird mittels einer Vorrichtung geschaffen, die einen Stempel 19 und eine Matrize 20 gemäß Fig. 5 aufweist. Hierbei wird eine abgerundete Schneide 22 am Stempelende 21, das einen kreissegmentförmigen Querschnitt hat, in Pfeilrichtung 3 gegen die Matrize 20 geführt und von der gekrümmten Stirnfläche 25 des Stempel endes 21 durch die Folie 1 samt den Leiterbahnen 16,17 in eine Vertiefung 23 der Matrize 20 gedrückt, bis die leiterbahn 16 gegen die Matrize 20 anliegt.
12 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

P ent ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Ver-½ bindung zwischen vorzugsweise bandförmig ausgebildeten elektrisch leitenden Schichten, die auf den gegenüberliegenden Seiten einer biegsamen isolierenden Folie aufgeht bracht sind und sich wenigstens teilweise überlappen, d a d u r c h g e k e n n z e i c Ii n e t , daß die elektrisch leitenden Schichten (2,3 bzw. 16,17) und die Folie (1) im überlappenden Bereich von einer Folienseite her durchbrochen, daß der angrenzende Bereich einer elektrisch leitenden Schicht zumindest teilweise in den Durchbruch hineingebogen und die beiden nun von der anderen Seite der Folie her erreichbaren elektrisch leitenden Schichten miteinander elektrisch leitend verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchbrechen der Folie ein oder mehrere mit den elektrisch leitenden Schichten einstückig verbundene Laschen gebildet werden.
3. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein schnittförmiger Durchbruch (14) in Richtung der Stromführung mindestens einer der zu verbindenden elektrisch leitenden Schichten (16,17) geschaffen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich zur glatten Seite hin erweiternder Durchbruch (1) geschaffen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Flächen (2,3 bzw. 16,17) miteinander verlötet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Löten ein temperaturstabiles lötgerät verwendet wird, dessen Temperatur und/oder Zeit der Wärmeeinwirkung derart gewählt wird, daß keine unzulässige Verformung der Folie 4 eintritt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Stempel mit einem in der Bewegungsrichtung spitz zulaufenden Stempelende und eine Matrize mit zylinderförmiger Innenwand enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stempelende und seine Spitze einen symmetrisch vieleckigen Querschnitt aufweisen und daß die zugehörige Matrize eine kreiszylinderförmige Innenwand besitzt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stempelende (21) im wesentlichen den Querschnitt eines Kreissegments und eine vorzugsweise in Stoßrichtung abgerundete Schneide (22) über dem geraden Teil des Querschnitts besitzt und daß die Matrize (20) eine entsprechende Vertiefung (23) in ihrer Stirnseite aufweist.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzaichnet, daß sie einen Stempel (4) enthält, dessen Stempelende (7) eine Schneide (6) und eine zur Betegungsrichtung (A) geneigte Stirnfläche (11) aufweist. die zu einem Teil von der Schneide (6) zum anderen Teil durch eine Biegekante (8) begrenzt wird, die im Querschnitt des Sternpelendes als eine Gerade erscheint
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stempel und Matrizen zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer Durchbrüche mechanisch miteinander verbunden sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Matrizen in einer Auflagefläche für die Folie untergebracht sind.

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