DE10203144A1

DE10203144A1 - Anordnung und Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen

Info

Publication number: DE10203144A1
Application number: DE10203144A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Ufermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-07-31

Abstract

Die Abbildung zeigt eine Leiterplattenanordnung (1) mit einer transparenten oder teiltranparenten und flexiblen oder starren Leiterplatte (3) aus zunächst nichtleitendem Kunststoff. Durch Überfahren der Leiterplatte (3) mit dem Laser (2) werden wegen der spezifischen chemisch/physikalischen Eigenschaften der Leiterplatte (3) und durch die thermischen und/oder optischen Einwirkungen darauf, die elektrisch leitenden Leiterbahnen (4, 6...n) ausgebildet. Die Verbindungspunkte (10, 13, 15...n) des diskreten Bauelementes (8) bzw. des integrierten Bausteins (IC) (14) aus leitendem Kunststoff oder Metall bzw. Klebstoff werden durch kurzzeitige erhöhte Energiezufuhr durch den Laser (2) an diesen Punkten mit der Leiterplatte (3) elektrisch leitend verschweißt bzw. verklebt. Zur unverwechselbaren Bauteilebestückung und passgenauen Platzierung der Bauelemente können diese in die Mulden der auch tiefziehbaren blisterartigen und antistatisch wirksamen Bauelementenwanne (17) aus Kunststoff gegeben werden, wobei zwischen der Leiterplatte (3) und der Bauelementenwanne (17) ein negativer Druck zum sicheren physikalischen Kontakt der Leiterplatte (3) zu den Kontakten der Bauelemente bzw. zur Bauelementenwanne (17) hergestellt werden kann. Die Außenränder der Leiterplatte (3) und die der Bauelementenwanne (17) können hermetisch dicht verschweißt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen flexiblen oder starren Leiterplatten und elektronischen Bauelementen nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Ähnliche Anordnungen und Verfahren dieser Technologie werden bereits in verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art vorzuschlagen, mit der die vorgegebenen Aktionen erfüllt werden können.

Erfindungsgemäß unterscheidet sich die Anordnung der Eingangs genannten Art vorrangig von bisherigen Technologien dadurch, dass auf sehr umweltfreundliche Art und Weise mittels eines Lasers in nur einem Arbeitsgang sowohl die elektrischen Leiterbahnen als auch die leitenden Verbindungen zu den elektronischen Bauelementen realisiert werden können, wodurch neben einem hohen Maß an Ökologie auch eine herausragende Ökonomie erreicht wird, da keine umweltschädigenden und teuren Stoffe mehr zum Einsatz kommen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die von diesem Anspruch abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.

In folgendem wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zwei Zeichnungen beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht der Leiterplatte (3) in Draufsicht.
Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht der Leiterplatten (25, 27) in Vorderansicht. Bezugszeichenliste 1 Leiterplattenanordnung
2 Laser
3 Leiterplatte
4 Leiterbahn
5 Laser
6 Leiterbahn
7 Leiterbahnquerschnitt
8 diskretes Bauelement
9 elektrische Verbindung
10 Verbindungspunkt
11 Verbindungspunkt
12 Laserkontaktierung
13 Verbindungspunkt
14 Integrierter Baustein (IC)
15 Verbindungspunkt
16 Leiterplattenunterseite (16)
17 Bauelementewanne
18 Leiterplattenstärke
19 Leiterplattenoberseite
20 diskretes Bauelement
21 Verbindungspunkt
22 Verbindungspunkt
23 Verbindungspunkt
24 Verbindungspunkt
25 untere Leiterplatte
26 integrierter Baustein (IC)
27 obere Leiterplatte
28 Beschichtung

Claims

I. Anordnung und Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen elektronischen Bauelementen und flexiblen oder starren Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet, dass die in zunächst unbehandelten Zustand nichtleitende und optisch transparente bzw. optisch teil- oder nichttransparente und flexible oder starre und ein- oder mehrlagige Leiterplatte (3) aus Kunststoff nach Überfahren mittels des Lasers (2) durch die Intensität dessen thermischer und/oder optischer Energieeinwirkung bzw. durch Einwirkung anderer elektromagnetischer Wellen bzw. Elektronen- oder Ionenbeschuss, mehr oder weniger elektrisch leitfähige und mehr oder weniger tief darin eindringende Leiterbahnen (6, 4. . .n) mit dem Leiterbahnquerschnitten (7. . .n) hinterlässt, wobei die elektronischen Bauelemente in Form diskreter Bauelemente (8. . .n) und Integrierter Bausteine (IC) (14. . .n), die passgenau in die Mulden der starren oder flexiblen Bauelementewanne (17) aus nichtleitendem und optisch transparentem oder nichttransparentem tiefziehbarem antistatischem oder antistatisch beschichtetem Kunststoff eingebracht werden können oder auch nicht und jeweils die Verbindungspunkte (10, 13, 15, 21, 22, 23, 24. . .n) aus leitendem Kunststoff, Metall oder leitender Keramik aufweisen und plan oder erhaben gegenüber der äußeren Bauteilgehäusewandung verlaufen und an den oberen unteren oder auch seitlichen Bauelementeseiten platziert sind und durch die kurzzeitig erhöhte Energiezufuhr des Lasers (5), der mit dem Laser (2) identisch ist oder auch nicht, die Laserkontaktierungen (12. . .n) durch Schweißung, Klebung oder Lötung bewirkt, wobei auch die unten platzierten Bauelemente mit den Verbindungspunkten (21, 22, 23, 24) durch die untere Leiterplatte (25) in der zuvor beschriebenen Art und Weise elektrisch leitend und mechanisch verbunden werden können.
2. Anordnung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (3, 25, 27) transparent ist und keine elektrisch leitenden Eigenschaften besitzt, wobei die Beschichtung (28) der Schaltung entsprechende vorgegebene metallische Leiterbahnen sind und die elektronischen Bauelemente in einer bevorzugten Form von SMD-Bauelementen zum Einsatz kommen, wobei dann nur die Funktion des Lasers (5) zum Einsatz kommt.
3. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (3) mit der Bauelementewanne (17) bzw. dass die obere Leiterplatte (27) und die untere Leiterplatte (25) an ihren äußeren Umgrenzungen bzw. an sich mechanisch berührenden Stellen durch den Laser (2) verschweißt bzw. hermetisch dicht umschweißt wird.
4. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der oberen Leiterplatte (3, 27) und die Unterseite der unteren Leiterplatte (25) mit einer nicht leitfähigen transparenten Kunststoffschicht beschichtet sind bzw. leiterplattenhomogen sind aber nicht leitfähig gemacht werden können.
5. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (3) und/oder die Leiterplatte (25) jeweils bauteileseits mit negativem Druck durch Luftabsaugung beaufschlagt werden kann bzw. dass der negative Druck auch zwischen der Bauelementewanne (17) und der Leiterplatte (3) erzeugt werden kann.
6. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (2) einen achsialkonzentrisch dazu geführten Laser zur Abstandsmessung mitführt bzw. dass auf demselben optischen Weg Infrarotstrahlung zur Temperaturmessung geleitet und ausgewertet werden kann.
7. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unlösbare oder lösbare Beschichtung (28) aus Kunststoff dunkelfarben ist und dieselben oder ähnliche chemisch/physikalische Eigenschaften aufweist wie die Leiterplatte (3) zuvor, wobei der Kunststoff der Leiterplatte (3) dann immer Nichtleiter ist oder auch nicht und mit der Leiterplatte (3) durch den Laser (2) verschweißt werden kann, wobei das Restmaterial davon abgezogen werden kann.
8. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseformen diskreter Bauelemente (8. . .n) und Integrierter Bausteine (IC) (14. . .n) als auch allgemein weitere elektronische Bauelemente so ausgeformt sind, dass ein unverwechselbares Einlegen in die Mulden der Bauelementewanne (17) gegeben ist.
9. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungspunkte (10. . .n) mit elektrisch leitendem Klebstoff oder metallischem Lot versehen sind.
10. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelementewanne (17) blisterähnlich im Tiefziehverfahren um die Bauelemente gezogen werden kann.
11. Anordnung und Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatten (3, 25, 27) antistatisch beschichtet sein können.