DE1282757B

DE1282757B - Process for the production of electrical assemblies

Info

Publication number: DE1282757B
Application number: DE1967S0110433
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dieter Pilz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-06-21
Filing date: 1967-06-21
Publication date: 1968-11-14
Also published as: AT277409B; FR1585614A; NL6804765A; GB1197407A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Mj9im PATENTAMT Int. Cl.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN Mj9 in the PATENT OFFICE Int. Cl .:

H05kH05k

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche KL: 21a4-75German KL: 21a4-75

Nummer: 1282757 Number: 1282757

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

Anmeldetag: 21. Juni 1967 Filing date: June 21, 1967

Auslegetag: 14. November 1968Opening day: November 14, 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.The invention is based on the object of specifying a method in which such electrical Assemblies as described in patent application S 97483 IXd / 21a4 (German Auslegeschrift 1257 909) can be produced in a particularly simple manner. In the main patent application an assembly is specified which consists of electrical components cast in a plastic block and / or component combination, which have connecting wires end in at least one side surface of the plastic block and are there by printed conductor tracks according to a desired circuit diagram electrically interconnected with one another and / or with external connecting pins. At least a printed one The side surface of the plastic block carrying conductor tracks is at connection points open insulating layer covered, with further printed conductor tracks applied to this insulating layer and these conductor tracks are at the open points of the insulating layer on the underlying Conductor tracks or contact points are in contact.

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.The insulating layers can be made of lacquer or of self-supporting, perforated at the connection points Slides are made. The pathways of the lowest level can be made from chemically precipitated and galvanically reinforced copper, the conductor tracks of the second and / or the following Layers made of parts made from metal foils.

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.The method of manufacturing this assembly is difficult, especially when the The insulating layer consists of a film, as the holes in the film are at exactly the locations described above Surface of the plastic block must lie.

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.To facilitate the manufacturing process, the invention therefore provides that at least one printed conductor tracks carrying side surface of the plastic block one made of thermoplastic material existing, on one side with an adhesive layer and on the other side with a metal layer provided thin insulating film is applied, such that the adhesive layer on the plastic block comes to rest that the adhesive layer is cured that then in itself known Way, the desired conductor track pattern is formed from the metal layer and that on the points of the conductor tracks that are to be connected to the conductor tracks underneath, at least two electrodes connected to electrical voltage are placed and the connection is made by pressure and heat is effected.

Verfahren zur Herstellung elektrischer
BaugruppenMethod of manufacturing electrical
Assemblies

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

Anmelder:Applicant:

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

Als Erfinder benannt: - .Named as inventor: -.

Dipl.-Ing. Dieter Pilz, 8000 München 80Dipl.-Ing. Dieter Pilz, 8000 Munich 80

An Stelle von mehreren Elektroden ist es aus praktischen Gründen zweckmäßig, eine sogenannte Spaltelektrode, also eine Doppelelektrode mit Spalt, zu verwenden. Handelsübliche Mikroschweißvorrich-Instead of several electrodes, it is useful for practical reasons to use a so-called Use a gap electrode, i.e. a double electrode with a gap. Commercially available micro welding devices

^; 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. ^; lines, for example, are equipped with such gap electrodes. As further investigations have shown, it is furthermore advantageous, in order to achieve reliable contact, that a welding device which continuously emits pulses is used. This enables the heat to be applied to be easily metered. A single pulse is sometimes not enough to establish a secure connection.

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.A film made of polyethylene terephthalate or polycarbonate is preferably used by 6 μΐη thickness used. Such extremely thin foils are not self-supporting themselves. However, the thickness of the foils can also be up to about 25 μπα. on the foils are provided with an adhesive layer on one side, d. H. with one layer not yet complete hardened plastic. This glue must be acid-proof when making the conductor tracks from the metal layer laminated on the film by etching away the unwanted parts of the Metal layer is made. For example, the same material is used for the glue, of which the film is made. The hardening of the adhesive is brought about by pressure and / or heat.

809 637/1092809 637/1092

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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.After curing, the insulating film is firmly connected to the plastic block. On the other side the film has a laminated metal layer, preferably a copper layer, the thickness of which is approximately 15 to 30 or 35 μΐη is.

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 The metal layer can also be applied chemically and if necessary galvanically reinforced. In this Case it is also possible that the layer is not is coherent, but already the desired one Conductor path pattern corresponds. In another embodiment, the metal layer can, for example be vaporized or dusted on. In this case, too, it is possible that the layer is already corresponds to the desired conductor pattern

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.According to the invention, the advantage is achieved that such films do not have to be produced first, which are provided with holes at precisely predetermined locations. Furthermore, there are no difficulties which ao the placement of such a film on a plastic block surface provided with conduction paths such that the holes at precisely predetermined locations len of the surface brings with it. The holes are made short by pressure and heat before and / or during the production of the connection of the conductor tracks superimposed levels manufactured. When placing the electr, odejx, on ^. the upper conductor track is due to the current flow from one electrode over the between the Electrodes lying part of the upper conductor track to the other electrode heated this conductor track part, so that the insulating material lying under this conductor track part softens or melts. By the pressure, ^. which the electrodes exert on the contact surface becomes the softened or melted insulating material pushed aside. This brings the upper part of the track with the lower part Conductor in contact. The heat generated and the pressure of the electrodes create a weld of the conductor track parts. It is not necessary to melt the parts to be connected.

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.Another advantage is that it is very thin Insulating foils can be used, so that the volume of the assembly through the multilayer wiring is practically not enlarged.

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.For an explanation, reference is made to the figure, there is shown schematically how the invention can be carried out. On a plastic block 1 containing electrical components and / or component combinations (not shown), conductor tracks 2 for electrical interconnection are applied to the side surface 7 at which the connecting wires of the components or component combinations end. Above the first level of conductor track 2, an insulating film 3 is applied, which carries conductor tracks 4 on the side facing away from plastic peat block 1. The conductor track part 4 of the insulating film 3 is to be connected to the conductor track part 2, which is on. the plastic block is applied, are connected. The thickness of the conductor tracks 2, which are applied to the plastic block 1, is usually 6p only about 1 to 2 μΐη; the thickness of the insulating film 3 is between 6 and 20 or 25 μm, while the thickness of the metal layer applied to the insulating film 3 varies between approximately 1 and 35 μm, depending on its type. Laminated metal layers are usually 30 to 35 μm thick, while chemically deposited layers are very thin, for example only a few μm.

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.For the electrical connection of the conductor tracks 2 and 4 to one another, electrodes 5 and 6 are connected to electrical voltage are placed on the conductor track section 4. The pressure exerted by these electrodes Exercise on the support surface is expedient set to about 150 pond if the thickness the insulating film 3 is between about 6 and 25 μπι. In the case of thicker foils, the pressure should preferably be closed raise. The heating should not be set too high, otherwise the thin insulating film will be destroyed will.

Die einzelnen Durchkontaktierungen können nacheinander vorgenommen werden oder mehrere auf einmal. Der Vorschub kann automatisiert werden.The individual vias can be made one after the other or several once. The feed can be automated.

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; For the sake of completeness, it should also be pointed out that more than "one" is provided with conductor tracks Insulating film arranged over the plastic surface provided with conductor tracks can. The hardening of the adhesive layers can thereby can be done at once. Likewise, that Connection of more than two "conductor tracks to one another by a single welding process can be achieved, but preferably only two conductor tracks are connected to each other;

Claims

Claims:.

1. A process for the production of electrical assemblies made from cast in a plastic block electrical components and / or component combinations exist that. Connecting wires have, which end in at least one side surface of the plastic block and there by printed conductor tracks according to a desired circuit diagram are connected to one another and / or to external connection pins, at least a side face bearing printed conductors of the plastic block with one at connection points open insulating layer is covered, further printed conductor tracks on this insulating layer are applied and these ducts at the open points of the insulating layer on the underlying conductor track or, Contact points, according to patent application S 97483 IXd / 21a4 (German Auslegeschrift 1257909), characterized in that at least one printed conductor tracks supporting side surface of the plastic block made of thermoplastic material, on one side with an adhesive layer and on the other side is provided with a thin insulating layer with a metal layer, such that the adhesive layer comes to lie on the plastic block that the adhesive layer is cured that then in a known manner from the metal layer the desired Conductor path pattern is formed and that then on the locations of the conductor paths that are to be connected to the underlying conductor tracks, at least two to electrical Electrodes are placed under voltage and the connection through heat and Pressure is effected.

2. The method according to claim 1, characterized in that two electrodes, in particular a split electrode, a continuous pulse

emitting welding device are placed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that made of polyethylene terephthalate or polycarbonate films of 6 μπι thickness are used, which on one side with an adhesive layer of uncured polyethylene terephthalate or polycarbonate and on the other side with a laminated copper foil of 15 to 35 μm thickness are provided.

1 sheet of drawings