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DE2805535A1 - Verfahren zur herstellung einer leitfaehigen verbindung durch eine elektronische leiterplatte - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer leitfaehigen verbindung durch eine elektronische leiterplatte

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DE2805535A1
DE2805535A1 DE19782805535 DE2805535A DE2805535A1 DE 2805535 A1 DE2805535 A1 DE 2805535A1 DE 19782805535 DE19782805535 DE 19782805535 DE 2805535 A DE2805535 A DE 2805535A DE 2805535 A1 DE2805535 A1 DE 2805535A1
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foils
circuit board
holes
conductive
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Description

taktieren der einzelnen Folien (63 bis 66, 71 bis 74) innerhalb der Löcher (75, 76) erfolgt.
8, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien in ihren in den Löchern liegenden Kontaktbereichen elektrisch verschweißt werden.
8U9833/0940
-A-
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen durch in elektronischen Leiterplatten vorgesehene Öffnungen.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen durch die Öffnungen von elektronischen Leiterplatten oder -platinen bekannt. Das wohl bekannteste Verfahren des Durchkontaktierens oder Durchbeschichtens durch die Löcher erfordert zahlreiche Verfahrensschritte, wobei die in den einzelnen Verfahrensschritten verwendeten verschiedenen chemischen Bäder sorgfältig einzustellen sind.
Zur Herstellung eines leitenden Kontakts von einer Seite der Platine zur anderen ist es ferner bekannt, Lötaugen oder Stifte zu verwenden.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes und schnelleres, nicht chemisches Verfahren zum Durchkontaktieren von Leiterplatten zu schaffen.
809833/094G
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Danach werden Löcher in der Leiterplatte gebildet und auf beide Seiten der Leiterplatte je eine leitende Metallfolie gelegt. Durch gegeneinander gerichtete Kräfte werden die Folien durch die Löcher miteinander in Berührung gebracht. Die dabei angewendeten Kräfte sind so groß, daß ein Kaltverschweißen der Folien erfolgt. In einer anderen Ausführung werden die Folien zur Bildung einer Ultraschallbindung in Schwingungen versetzt. Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung werden die Folien unter Anwendung von Hitze thermisch verschweißt oder verklebt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht von symmetrischen Kontaktierungsgesenken, von einer isolierenden Leiterplatte und von leitfähigen Folien;
Figur 2 eine Seitenansicht der Leiterplatte gemäß Figur 1 mit durchkontaktierten leitfähigen Folien;
809833/094G
Figur 3 eine Seitenansicht eines einzelnen Kontaktierungsgesenks, einer Grundplatte, einer isolierenden Leiterplatte und von leitfähigen Folien;
Figur 4 eine Seitenansicht der Leiterplatte gemäß Figur 3 mit durchkontaktierten Folien;
Figur 5 eine Seitenansicht von symmetrischen Kontaktierungsgesenken, von mehreren isolierenden Leiterplatten und mehreren leitfähigen Folien; und
Figur 6 eine Seitenansicht der Leiterplatten gemäß Figur 5 mit durchkontaktierten mehrfachen leitfähigen Folien.
Figur 1 zeigt in einer isolierenden Leiterplatte 10 vorgesehene Löcher 11 und 12. Auf beiden Seiten der Leiterplatte 10 liegen leitfähige Folien 13 und 14 und überdecken das Loch 11. Die Folien 15 und 16 liegen auf beiden Seiten der Leiterplatte 10 und überdecken das zweite Loch 12. Ein Kontakt ierungsgesenk 20 besitzt einen ersten und zweiten Kontaktierungsstempel 31 und 33, die dem ersten Loch 11 bzw. dem zweiten Loch 12 zugewandt sind. Ein zweites Kontaktierungsgesenk 21 ist mit einem dritten Kontaktierungsstempel 32 dem Loch 11 und mit einem vierten Kontaktierungsstempel 34 dem Loch 12 zugewandt.
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280553b
Gemäß Figur 2 liegen die leitfähigen Folien 13 und 14 auf den einander gegenüberliegenden Außenflächen der isolierenden Leiterplatte 10 und stehen im Loch 11 miteinander in Kontakt. In ähnlicher Weise liegen die Folien 15 und 16 auf je einer Seite der Leiterplatte 10 und stehen innerhalb des Lochs 12 miteinander in Berührung.
Gemäß Figur 1 und 2 sind die Löcher 11 und 12 zuvor in der Leiterplatte 10 geformt. Nach dem Formen dieser Löcher werden die leitfähigen Folien, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium, auf jede Seite der Leiterplatte 10 derart aufgelegt, daß die zuvor gebildeten Löcher von den leitfähigen Folien überdeckt sind. Die Kontaktierungsgesenke 20 und 21 bestehen vorzugsweise aus gehärtetem Stahl. Ihr erster und dritter Kontaktierungsstempel 31 und 32 sind so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen. Die isolierende Leiterplatte 10 wird mit den darauf liegenden leitfähigen Folien 13, 14, 15 und 16 zwischen die Kontaktierungsgesenke geschoben, und die Löcher werden in bezug auf die einander gegenüberliegenden Gesenkstempel ausgerichtet. Hierauf werden die Gesenke zusammengedrückt, wobei der erste Gesenkstempel 31 die erste leitfähige Folie 13 und der dritte Gesenkstempel 32 die dritte leitfähige Folie 14 berührt. Die beiden Folien 13 und 14 werden dabei im Loch nach innen gedrückt, bis sie einander berühren. Wenn die Folien
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einander berührt haben, dann werden sie zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mechanisch miteinander verbunden. Dies erfolgt entweder durch Anwendung einer entsprechend großen Kraft auf die Kontaktierungsgesenke 20 und 21 zur Bildung einer Kaltverschweißung der Folien 13 und 14, durch Schwingungsanregung der Kontaktierungsgesenke 20 und 21 zur Bildung einer Ultraschallbindung, oder durch Erwärmung zum Weich- oder Hartverlöten der Folien 13 und 14. Auf ähnliche Weise werden die leitfähigen Folien 15 und 16 mit Hilfe der KontaktierungsStempel 33 und 34 miteinander verbunden. Figur 2 zeigt die dabei gebildete leitfähige Verbindung. Die Folien 13 und 14 sind im Loch 11 und die Folien 15 und 16 im Loch 12 galvanisch miteinander verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einander gegenüberliegenden Folien in ihrem gesamten Kontaktbereich miteinander verbunden. Gegebenenfalls können die Kontaktierungsstempel auch so geformt sein, daß sie ein Loch durch die in Verbindung gebrachte Fläche stanzen und die Folien sich lediglich am Umfang des Loches berühren.
In einer Ausführung der Erfindung sind in einer Leiterplatte 40 Löcher 41 und 42 gemäß Figur 3 gebildet und leitfähige Folien 43 und 44 auf beide Seiten der Leiterplatte 40 unter Abdeckung des Loches 41 gelegt. Ein weiteres Loch 42 ist durch ebenfalls auf beiden Seiten der Leiterplatte 40 liegende
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leitfähige Folien 45 und 46 überdeckt. Ein Kontaktierungsgesenk 5O besitzt einen dent Loch 4Ί gegenüberliegenden Kontaktierungsstempel 52 sowie einen dem Loch 42 ebenfalls gegenüberliegenden Kantaktierungsstempel 53. Unter der Leiterplatte 4O liegt eine Grundplatte 51 mit ebener, dem Kontaktierungsgesenk 5O zugewandter Oberfläche.
Gemäß Figur 4 liegen die Folien 43 und 44 auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 4O> sie sind jedoch im Loch 41 verbunden, und zwar ebenso wie die Folien 45 und 46 im Loch 42 miteinander verbunden sind.
Das anhand der Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine ähnliche Verbindung der leitfähigen Folien wie das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2, wobei jedoch bei der Ausführung gemäß Figur 3 und 4 lediglich ein Kontaktierungsgesenk verwendet wird. Das galvanische Verbinden der leitfähigen Folien erfolgt bei der Ausführung gemäß Figur 3 und 4 aufgrund der gegen die Grundplatte 51 gedrückten Kontaktierungsstempel 52 und 53. Dadurch liegt die Kontaktzone näher an den unteren Folien 44 und 46 und nicht in halber Höhe der Löcher wie beim Ausführungsbei— spiel gemäß Figur 1 und 2.
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Figur 5 zeigt drei isolierende Leiterplatten 60, 61 und 62, die bezüglich ihrer durchgehenden Löcher 75 und 76 ausgerichtet sind. Auf der Oberseite der ersten Leiterplatte 6O liegen leitfähige Folien 63 und 67, zwischen der ersten und zweiten Leiterplatte 60 und 61 sind Folien 64 und 72 vorgesehen, zwischen der zweiten und dritten Leiterplatte 61 und 62 liegen Folien 65 und 73 und die Unterseite der dritten Leiterplatte 62 ist von Folien 66 und 74 überdeckt. Alle leitfähigen Folien 63, 64, 65 und 66 überdecken das Loch 75, während die leitfähigen Folien 71, 72, 73 und 74 über dem Loch 76 liegen. Ein an dem Kontaktierungsgesenk 8O angeordneter Kontaktierungsstempel 32 fluchtet mit dem Loch 75 und liegt einem am unteren Kontaktierungsgesenk 81 vorgesehenen Kontaktierungsstempel 84 gegenüber. In ähnlicher Weise fluchtet ein am Kontaktierungsgesenk 8O vorgesehener Kontaktierungsstempel 83 mit dem Loch 76 und einem gegenüberliegenden Kontaktierungsstempel 85 des unteren Kontaktierungsgesenks 81.
Die isolierenden Leiterplatten 6O, 61 und 62 sowie die leitfähigen Folien 63 bis 66 und 71 bis 74 sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 in gleicher Weise wie bei Figur 5 angeordnet.
803833/0040
Die Figuren 5 und 6 zeigen die galvanische Verbindung von mehreren leitfähigen Schichten durch mehrere Leiterplatten hindurch. Die mechanische Bindung der mehreren Folien wird in gleicher Weise wie zuvor erreicht. Die mehreren Folienschichten können somit auch durch Verwendung von nur einem Gesenk mit darunter liegender Grundplatte gemäß Figur 3 und 4 verbunden werden.
Obgleich hauptsächlich Kaltverschweißung und Ultraschallverschweißung der leitfähigen Folien beschrieben wurde, sind natürlich auch andere Verbindungsverfahren denkbar. Falls die zu verbindenden Metallfolien in bestimmter Weise ausgewählt und in bestimmten Schutzgasatomsphären verschweißt werden, dann erhält man mit wesentlich weniger Kraftaufwand als bei der Kaltverformung eine Schmelzverschweißung. Man kann aber auch andererseits die Metallfolien bis nahe ihrem Schmelzpunkt erwärmen und anschließend zur Bildung einer thermischen Schweißstelle gegeneinander drücken. Es sind ferner auch andere bekannte Lötoder Schweißverfahren verwendbar.
Es wird darauf hingewiesen, daß anstelle der Verbindung von Folien auch Drähte oder Metallbänder in der erfindungsgemäßen Weise verbindbar sind. Das gleiche gilt für eine Kombination von Folien, Drähten und Bändern.
809833/0940

Claims (7)

UEXKULL & STOLBERG PATENTA BESELERSn->,\5SE 4 2O00 HAMBURG 52 DR. J.-D. FRHR von UEXKÜLL DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE Robert Bogardus Lomerson (Prio: 15. Februar 1977 US 768 735 - 14721) Route 9, Box 196 Fort Worth, Texas, V.St.A. Hamburg, 8. Februar 1978 Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Verbindung durch eine elektronische Leiterplatte Ansprüche
1.\ Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Verbindung durch eine elektronische Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, daß Löcher (11, 12) in der Leiterplatte (10) gebildet werden, daß leitfähige Folien (13, 14; 15, 16) über die Löcher (11, 12) der Leiterplatte (10) gelegt und daß die auf der Leiterplatte (10) liegenden leitfähigen Folien (13, 14; 15, 16) durch die Löcher (11, 12) miteinander in Kontakt gedrückt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Löchern (11, 12) einander berührenden leitfähigen Folien (13, 14; 15, 16) durch Schwingungsenergie galvanisch verbunden werden.
8U9833/094Q ,...,, ,«sPEC
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Löchern (11, 12) einander berührenden leitfähigen Folien (13, 14; 15, 16) unter Anwendung von Druck und Hitze miteinander verbunden werden, wobei die Erwärmung der Folien (13, 14; 15, 16) bis unterhalb ihres Schmelzpunktes erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (13, 14; 15, 16) durch Schmelzverschweißung miteinander verbunden werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (13, 14; 15, 16) mit Hilfe von Kontaktierungsstempeln (31, 33; 32, 34) von beiden Seiten in die Löcher (11, 12) gedrückt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Folien (43, 45) von einer Seite durch die Löcher (41, 42) der Leiterplatte (4O) gedrückt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere leitfähige Folien (63 bis 66; 71 bis 74) und mehrere Leiterplatten (60 bis 62) abwechselnd unter Ausrichtung ihrer Löcher (75, 76) übereinandergelegt werden, und daß ein gegenseitiges Kon-
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