DE1590615C

DE1590615C - Process for the production of cross-free, printed circuits

Info

Publication number: DE1590615C
Authority: DE
Inventors: Helmut 7530 Pforzheim Wilde
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Publication date: 1971-12-30

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- leitenden und nichtleitenden vorgelochten SchichtenThe invention relates to a method for producing conductive and non-conductive pre-perforated layers

lung kreuzungsfreier, gedruckter Schaltungen, bei bestehen, durch die zur Herstellung elektrischerdevelopment of intersection-free, printed circuits, if there are, through which to produce electrical

dem eine Anzahl einseitig mit Leiterbahnen ver- Querverbindungen Stäbe gepreßt werden. Die Durch-which a number of cross-connections bars are pressed on one side with conductor tracks. By-

sehene Platten oder Schichten übereinandergelegt messer der Bohrungen durch die IsolierschichtenSee plates or layers placed one on top of the other knife of the holes through the insulating layers

werden und die Querverbindungen unter den Leiter- 5 und die leitenden Platten, die mit den Stäben keineand the cross connections under the conductors 5 and the conductive plates that do not connect to the rods

bahnen der verschiedenen Schichten durch leitende Verbindung herstellen sollen, sind größer gewähltThe paths of the various layers that are supposed to create a conductive connection are chosen to be larger

Stifte erfolgt. als die der übrigen Ausnehmungen. Die Stäbe sindPens takes place. than that of the other recesses. The bars are

Bekanntlich müssen gedruckte Schaltungen so aus- mit einem Lötmaterial überzogen und die VerlötungAs is well known, printed circuits must be coated with a soldering material and the soldering

gebildet sein, daß sich die einzelnen Leitungszüge erfolgt durch Erhitzen des ganzen Schaltungsblocksbe formed so that the individual lines are made by heating the entire circuit block

nicht kreuzen. Bei komplizierten Schaltungen hat *° (deutsche Auslegeschrift 1 258 942). Alle diese Ver-do not cross. With complicated circuits, * ° has (German Auslegeschrift 1 258 942). All these ver

diese Forderung nach Kreuzungsfreiheit der ein- fahren zur Herstellung mehrschichtiger Schaltungenthis requirement for the entrance to the production of multilayer circuits to be free of crossings

zelnen Leitungszüge häufig eine recht umständliche verlangen eine mechanische und/oder galvanischeindividual cable runs often require a very cumbersome mechanical and / or galvanic

Leitungsführung zur Folge, die eine Miniaturisierung Vorbehandlung jeder einzelnen Leiterplatte und eineLine routing result in a miniaturization pretreatment of each individual circuit board and a

derartiger Schaltungen geradezu unmöglich macht, Nachbearbeitung des fertigen Schaltungsblocks, diesuch circuits makes post-processing of the finished circuit block almost impossible

besonders wenn man bedenkt, daß die Leitungszüge 15 um so schwieriger und teuer wird, je geringer dieespecially when you consider that the cable runs 15 are more difficult and expensive, the smaller the

aus Herstellungs- und Sicherheitsgründen eine mini- Abmessungen desselben sind. Auch das Verlöten derfor manufacturing and safety reasons, a minimum size of the same. Also soldering the

male Breite nicht unterschreiten dürfen. Querverbindungen verlangt einen oder mehrere zu-must not be less than the width. Cross connections require one or more

Die aus den USA kommende Chicotechnik brachte sätzliche Arbeitsgänge, wobei keine Gewißheit ge-The chico technique, which came from the USA, brought additional work steps, whereby no certainty

zwar der Miniaturisierung einen funktioneilen, tech- geben ist, ob wirklich alle Lötstellen einwandfreiAlthough miniaturization has a functional, technical aspect is whether all soldering points are really flawless

nischen Fortschritt, doch läßt ihre Wirtschaftlichkeit *° abgebunden haben. Dazu besteht die Gefahr, daßniche progress, but their economic viability * ° has tied off. There is also the risk that

zu wünschen übrig. Bei dieser Technik werden die beim Anlöten von Bauelementen an die eingelötetento be desired. With this technique, when soldering components to the soldered

Schaltungen auf eine beidseitig kaschierte dünne Stäbe Lötstellen im Inneren des SchaltungsblocksCircuits on a double-sided laminated thin rod soldering points inside the circuit block

Folie aufgedruckt. Je nach Bedarf werden Verbin- wieder aufgehen.Foil printed on. Connections will open again as required.

düngen von einer Seite zur anderen galvanisch Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einfertilize from one side to the other galvanically The invention is based on the object of a

durchkontaktiert und die fertige Folie in ein Rahm- ²5 Verfahren zur Herstellung kreuzungsfreier gedruck-plated through and the finished film in a frame ² 5 process for the production of cross-free printed

chen mit Schweißstiften eingeschweißt. ter Schaltungen zu schaffen, welches auch bei gerin-welded in with welding pins. to create circuits, which even with low

Die hierbei gewonnene Platzersparnis ist für eine gen Abmessungen eine rationelle und zuverlässigeThe space saved in this way is rational and reliable for a given size

echte Miniaturisierung gemäß den heutigen Anfor- . Fertigung ermöglicht,real miniaturization according to today's requirements. Manufacturing enables

derungen jedoch nicht ausreichend. Das Verfahren sieht gemäß der Erfindung vor, daßHowever, changes are not sufficient. The method provides according to the invention that

Zur besseren Raumausnutzung von gedruckten 3o die elektrischen Verbindungen zwischen den leiten-Schaltungen ist z. B. durch die deutsche Auslege- den Stiften und den Leiterbahnen lediglich durch schrift 1150725 ein weiteres Verfahren bekannt, Einpressen von leitenden Nadeln mit einem konisch nach dem alle Leitungszüge auf einer Platte mit zugespitzten Ende hergestellt werden, wobei der einem Anschluß an deren Rand versehen sind. Die Durchmesser der durch die Schichten gehenden Boheinzelnen Platten werden übereinander angeordnet 35 rungen kleiner bemessen ist als der der Nadeln, und und ihre Leitungszüge durch entsprechende Lötun- die Nadeln und die Leiterbahnen zumindest im Begen ihrer Randanschlußpunkte miteinander verbun- reich der Bohrungen vergoldet sind,
den. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil Das Verfahren gemäß der Erfindung hat unter einer relativ komplizierten Leitungsführung auf jeder anderem die Vorteile, daß eine Vorbehandlung eineinzelnen Platte auf und eignet sich wegen der 40 zelner Leiterschichten oder eine Nachbearbeitung schwierig herzustellenden seitlichen Lötverbindungen einzelner Stellen des fertigen Schaltungsblocks und kaum zur Fertigung großer Stückzahlen. das Weichlöten der Kontaktstellen nicht mehr not-To better utilize the space of printed 3o the electrical connections between the lead-circuits is z. B. by the German Ausleger- the pins and the conductor tracks only by writing 1150725 another method known, pressing in conductive needles with a conical after which all lines are made on a plate with a pointed end, the one connection being provided on the edge . The diameters of the individual Bohe plates going through the layers are arranged one on top of the other.
the. However, this method has the disadvantage that the method according to the invention has the advantages that a pretreatment of a single plate and is suitable because of the 40 individual conductor layers or a post-processing, which is difficult to produce lateral soldered connections of individual points of the finished circuit block and a relatively complicated line routing on each other hardly for the production of large quantities. the soft soldering of the contact points is no longer necessary

Die deutsche Auslegeschrift 1188 157 beschreibt wendig sind.The German Auslegeschrift 1188 157 describes are agile.

ein Verfahren zur Herstellung einer geschichteten Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachgedruckten Schaltungsplatte, bei dem die elektrischen 45 stehend an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert Verbindungen zu den Anschlußstellen durch Anlöten werden. Es zeigtA Method of Making a Layered The method of the invention is reprinted Circuit board in which the electrical 45 standing on the basis of FIGS. 1 to 3 explained in more detail Connections to the connection points are made by soldering. It shows

von Drähten oder Stiften erfolgt. Hierzu muß die Fig. 1 das der Erfindung zugrunde liegendedone by wires or pins. For this purpose, FIG. 1 must be that on which the invention is based

Schaltungsplatte jeweils bis zu der Schicht, in der Prinzip,Circuit board each up to the layer, in principle

sich eine der Anschlußstellen befindet, freigebohrt Fig. 2 die einzelnen einseitig bedruckten Folien,if one of the connection points is located, Fig. 2 bores the individual foils printed on one side,

werden. Die inneren Verbindungen werden durch 50 F i g. 3 die Zusammenstellung der einzelnen Folienwill. The internal connections are indicated by 50 Fig. 3 the composition of the individual slides

Verkupfern von Bohrungen hergestellt, welche durch bzw. Plättchen zu einem Leitungsstreifen,Copper plating made of bores, which through or platelets to a conductor strip,

die übereinanderliegenden Anschlußstellungen gehen. In der Darstellung nach F i g. 1 sind die Platten P1the superimposed connection positions go. In the illustration according to FIG. 1 are the plates P1

Ein anderes Verfahren zum Aufeinanderschichten und P 2 mit Leiterbahnen Ll und L 2 einer gedruck-Another method of stacking and P 2 with conductor tracks Ll and L 2 of a printed

mehrerer gedruckter Schaltungen nach der USA.- ten Schaltung versehen; Die Stärke der Schichtenseveral printed circuits after the USA.- th circuit provided; The strength of the layers

Patentschrift 3 205 298 sieht eine Innengalvani- 55 kann z.B. 0,1 mm und die der Leiterbahnen 70 μPatent specification 3 205 298 provides an internal electroplating 55 can e.g. 0.1 mm and that of the conductor tracks 70 μ

sierung der übereinanderliegenden Bohrungen für betragen. An der Stelle, an der die Leiterbahn Llsizing the holes on top of one another for. At the point where the conductor track Ll

die Verbindungsstellen vor, durch die jeweils ein der oberen Platte Pl mit der Leiterbahn L2 derthe connection points before, through each of which one of the top plate Pl with the conductor track L2 of the

Stab aus leitendem Material gesteckt und anschlie- unteren Platte P 2 elektrisch verbunden werden soll,A rod made of conductive material is to be inserted and then the lower plate P 2 is to be electrically connected,

ßend verlötet wird. Bei dem Verfahren nach der sind diese Leiterbahnen mit deckungsgleichen Boh-ßend is soldered. In the process according to the, these conductor tracks are provided with congruent drilled holes

Schweizer Patentschrift 415 780 sind die Bohrungen 60 rungen versehen. Durch die Bohrungen wird eineSwiss patent 415 780 the bores are provided with 60 stanchions. A

der aufeinandergeschichteten Platten, die durch einen Nadel N gepreßt, die den elektrischen Kontakt zwi-of the stacked plates, which are pressed by a needle N , which makes electrical contact between

Metallstift miteinander verbunden werden sollen, sehen den beiden Leiterbahnen Ll und L2 herstellt,Metal pin are to be connected to each other, see the two conductor tracks Ll and L2 establishes,

konisch ausgebildet und mit einem Lötmittel gefüllt. Um eine zuverlässige Kontaktgabe zu erzielen, sind Nach dem Eindrücken der Metallstifte wird das die Nadeln N und die Leiterbahnen Ll und L2 yerganze Schaltungspaket in einem Ölbad auf die 65 goldet. Ferner weisen die Bohrungen der Leiter-Schmelztemperatur des Lötmittels erhitzt. Schließlich bahnen einen kleineren Durchmesser als die Nadel S ist ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger ge- auf. Der durch das Einpressen derselben entstehende druckter Schaltungen vorgeschlagen worden, die aus hohe Kontaktdruck mit den Lochrändern beträgtconical and filled with a solder. In order to achieve reliable contact, after the metal pins have been pressed in, the needles N and the conductor tracks L1 and L2 are gold-plated on 65 in an oil bath. Further, the bores are heated to the conductor melting temperature of the solder. Finally, pave a smaller diameter than the needle S is a method for producing multilayered ones. The printed circuitry resulting from the press fitting thereof has been proposed which is made up of high contact pressure with the hole edges

etwa 2 kg und ist damit etwa hundertmal größer als für eine ausreichende Kontaktgabe notwendig ist.about 2 kg and is therefore about a hundred times larger than is necessary for sufficient contact.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau und die Bestandteile eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leitungsstreifens. Dieser enthält sechs Platten Fl bis P 6, die als Folien von je 0,1 mm Stärke ausgebildet 'sind, auf denen sich Leiterbahnen befinden, von denen zumindest die an den Enden vorgesehenen Ausweitungen A vergoldet sind. Nach oben ist der Leitungsstreifen durch eine Deckplatte Pa und nach unten durch eine Grundplatte Pg begrenzt. Diese ist ebenfalls mit vergoldeten Leiterbahnen versehen, die an der aus dem Streifen herausstehenden Kante zu Anschlußflächen B ausgeweitet sind. *F i g. 2 shows an exemplary embodiment for the structure and the components of a conductor strip produced by the method according to the invention. This contains six plates F1 to P 6, which are designed as foils, each 0.1 mm thick, on which there are conductor tracks, of which at least the widenings A provided at the ends are gold-plated. The conductor strip is limited at the top by a cover plate Pa and at the bottom by a base plate Pg. This is also provided with gold-plated conductor tracks, which are widened to form pads B at the edge protruding from the strip. *

Zum Einpressen der Nadeln N wird der zusammengelegte Stapel mit Bohrungen C versehen, die durch die Ausweitungen A an den Enden der Leiterbahnen und durch die freien Flächen der übrigen Platten gehen.In order to press in the needles N , the collapsed stack is provided with bores C which go through the widenings A at the ends of the conductor tracks and through the free surfaces of the remaining plates.

Das Einpressen der Nadeln erfolgt zweckmäßigerweise gleichzeitig, so daß sich ein Leitungsstreifen nach F i g. 3 ergibt, bei dem die oben herausstehenden Köpfe der Nadeln gleich hoch sind. Wie bereits erwähnt, haben die Nadeln einen hohen Kontaktdruck und werden, wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, durch die elastische Eintütung der Folien an den Durchgangsstellen in ihrer Lage festgehalten. Die unten aus dem Leitungsstreifen herausragenden Nadelspitzen werden nach dem Durchpressen abgeschnitten. Um das Eindringen von Feuchtigkeit zu den Kontaktstellen zu verhindern, wird der fertige Leitungsstreifen mit einer geeigneten Masse vakuumgetränkt. The needles are expediently pressed in at the same time, so that a line strip is formed according to FIG. 3 results in which the protruding heads of the needles are the same height. As already mentioned, the needles have a high contact pressure and, as shown in FIG. 1 can be seen, held in place by the elastic wrapping of the foils at the passage points. the Needle tips protruding from the bottom of the line strip are cut off after pressing through. In order to prevent moisture from penetrating the contact points, the finished Conductor strips vacuum-soaked with a suitable compound.

Die Vervollständigung der Schaltung durch Einzelbauelemente und/oder integrierte Schaltungen erfolgt durch Auflöten oder Aufschweißen derselben auf die Enden der Nadeln. In Fig. 3 ist als Ausführungsbeispiel hierzu eine integrierte Schaltung F dargestellt, deren Anschlüsse auf die Nadelenden aufgeschweißt sind. Da sich im Innern des Leitungsstreifens keine Lötstellen befinden, ist die Höhe der Schweiß- oder Löttemperatur für die Bauelemente nicht kritisch.The circuit is completed by individual components and / or integrated circuits by soldering or welding them onto the ends of the needles. In Fig. 3 is an embodiment for this purpose, an integrated circuit F is shown, the connections of which are welded onto the needle ends are. Since there are no soldering points inside the conductor strip, the height is the Welding or soldering temperature for the components is not critical.

Claims

Patent claims:

1. A process for the production of non-crossing, printed circuits, in which a number of unilaterally provided with conductor tracks plates or layers are superimposed and the cross connections are made under the conductor tracks of the various layers by conductive pins, characterized in that the electrical connections between the conductive pins and the Conductor tracks (L 1, L 2) are produced simply by pressing in conductive needles (N) with a conically pointed end, the diameter of the holes going through the layers (Pa, Pg, Pl to P 6) being smaller than that of the The needles (JV) and the needles and the conductor tracks (L 1, L 2) are gold-plated at least in the area of the bores (C).

2. The method according to claim 1, characterized in that the printed circuit is impregnated in a vacuum after the needles (N) have been pressed in.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the components (F) which are to be connected by the printed circuit are welded or soldered onto the ends of the needles (N).

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the top (Pa) and the bottom layer (Pg) of the printed circuit are made of stronger material.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the lowermost layer (Pg) is formed wider than the rest and has expansions (B) of the conductor tracks located thereon serving as connection points

1 sheet of drawings