DE2241333A1

DE2241333A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrisch leitenden verbindung zwischen zwei auf einer traegerplatte liegenden teilen von strompfaden derselben leiterbahn

Info

Publication number: DE2241333A1
Application number: DE19722241333
Authority: DE
Inventors: Hermann Arndt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1972-08-23
Filing date: 1972-08-23
Publication date: 1974-03-21

Description

Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei auf einer Trägerplatte liegenden Teilen von Streitipfaden derselben Leiterbahn Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zriscn zwei auf den gegenüberliegenden Seiten einer isolierenden dünnen Trägerplatte mit einer Stärke von z.B. ca. 0,5 mm liegenden Teilen von Strompfaden derselben Leiterbahn, wobei in der Trägerplatte und in den Enden der miteinander zu verbindenden Teile der Strompfade Bohrungen sehr geringen Durchmessers, z.B. 0,3 bis 0,1 mm, angeordnet und die Teile der Strompfade über ein Lei-tsilber miteinander verbunden sind.
Es ist bekarnft, bei Kabelbäumen für NF-Änjendungen, bei denen die Kabel als flexible gedruckte Leiterbahnen auf Isolierfolien hergestellt sind, sogenannte Durchkontaktierungen durch punktförmigen Druck mit beheizten Schweißelektroden durch die Isolierfolie hindurch herzustellen.
Es ist weiterhin bekannt, bei Trägerplatten die Durchkontaktierung der Leiterbahnen von der einen Plattenseite zur anderen Plattenseite durch Nietung vorzunehmen.
Es ist weiterhin belçamlt, bei Bohrungen mit geringem Durchmesser eine Durchkontaktierung zur Verbindung der Lei-terbahne von der einen Trägerplattenseite zur anderen mit hilfe galvanischer Bäder durchzuführen. Dieses Verfahren ist jedoch recht aufwendig, weil nicht nur nacheinander zahlreiche verschiedene Bäder erforderlich werden, sondern außerdem noch umfangreiche Iiilfsvorrichtungen. Diese müssen nämlich dafür sorgen, daß während der Niederschlagszeit eine Zwangsströmung des Elektrolyten durch die Bohrlöcher mit dem sehr geringen Durchmesser erfolgt. Bei Durchmessern von 0,3 mm ist dieses Verfahren bereits unsicher. Wegen der sehr vielen nacheinander durchzuführenden Bäder ist das Verfahren zwar fertigunfsreif, aber sehr teuer.
Es ist weiterhin aus den US-PS 3 601 523 und 3 077 511 bekamt, die beiden Leiterbahnen auf den gegenüberliegenden Seiten einer Tragerplatte miteinander durch Leitsilber zu verbinden. Dabei wird, wie in der US-PS 3 077 511 gezeigt, eine Mischung von Silberpulver mit einem Binder verwendet, der anschließend, wie in der US-PS 3 601 523 naher angegeben, ausgehrtet werden muß.
Dabei muß außerdem dafür gesorgt werden, daß die Bohrungen iiner satt mit der mischung gefüllt sind, weil sonst nach dem Härten die Lei-tteile ausbröckeln oder in einzelnen Bohrungen keine richtige Durchkontaktierung vorliegt.
Das Einpressen, wie in der US-PS 3 601 523, Fig. 2, gezeigt, führt zu erheblichen Verschmutzungen der Leiterplatte mit der Kontaktmischung und erfondert erheblich aufwendige Säuberungsmaßnahmen, die, wie in Fig. 3 der gleichen US-Paten-tschrift gezeigt, nicht durchführbar sind, weil der dort gezeigte Schieber die Kontaktiiiischung nicht zwischen den erhabenen Leiterbahnen abnehmen kann.
Eine Punktschweißung, wie oben genannt, durch den isolierendem Werkstoff der Trägerplatte hindurch, ist nur für Werkstoffe geeignet, die genügend weich sind. Wenn aber durch die elektrischen Anforderungen die Trägerplatte sehr stabil sein muß, um während des Betriebes nicht zu schwingen, wodurch sich nämlich die Abstände und mit diesen die elektrischen l:crte im Takte der mechanischen Scbwingungen in unzulässiger gleise, insbesondere bei Anwendung dieser Bauteile im Mikrowellenbereich, ändern, scheiden weichere Trägerplattenwerkstoffe aus. Z.B. ist ein Anwendungsfall eine Trägerplatte mit Leiterbahnen in einem Breitbandzirkulator, in dem sich die Leiterbahnen, mindestens sind es sechs oder auch zwölf. unter einem gewissen Winkel in einer Ebene kreuzen und an diesen Kreuzungsstellen gegeneinander isoliert und mit den gegenüberliegenden Teilen des gleichen Strompfades verbunden sein müssen.
Derartige Trägerplatten in dem Verkopplungraum eines Breitbandzirkulators müssen äußerst stabil gefertigt sein, weisen andererseits aber geringe Dicken auf, und die Strompfade der einzelnen Leiterbahnen sind an den Kreuzungsstellen nur untereinander bzw. übereinander hinwegzuführen, indem die Strompfade teilweise auf der gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte, wie weiter unten anhand der Figurenbeschreibung näher erläutert, liegen.
Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung der eingangs genannten Art anzugeben, das nicht nur sichere Kontakte schafft, sondern auch schnell und damit preisgünstig durchführbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art nach der Erfindung ein flüssiges Leitsilber nur an den Bohrungen derart aufgebracht, daß es durch Kapillarwirkung in die Bohrungen bis zum gegenüberliegenden Teil desselben Strompfades einfließt, daß das überschüssige Leitsilber abgemischt und danach die Trägerplatte einem Trocknungsprozeß ausgesetzt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Trägerplatte nach dem Trocknungsprozeß einem Galvanisierungsprozeß zwecks Verhinderung eines Ausbröckelns des Leitsilbers unterworfen werden. Dabei kann der Galvanisierungsprozeß aus einer Glanzverzinnung bestehen.
Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, in der Massenfertingung als auch lediglich bei Anfertigung von Laborsericn schnell und ohne spezielle Vorrichtungen den gewünschen Zweck der Durchkontaktierung zu erreichen. Außerdem bleiben an den Bohrungen nach dem recht einfach auszuführenden Abwiscllen keine die Leiterbahnen überragende Leitsilberreste stehen. Bei den bekannten Verfahren mußte allein zum l:rreichen dieser Ebenheit ein erheblicher Aufwand getrieben werden.
Die ebenheit ist für eine Anwendung im Mikrowellenbereich bei einem Zirkulator sehr wichtig.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben Es zeigen Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Trägerpiatte im Verkopplungsraum eines Breitbandzirkulators mit sich kreuzenden Leiterbahnen, Fig. 2 einen Teilschnitt für eine isolierende Leiterkreuzung.
In Fig. 1 sind mit 1 die Strompfade der Leiterbahnen 10 bezeichnet, die in der gezeichneten Draufsicht auf der dem Betrachter zugewandten Oberfläche einer Trägerplatte 2 liegen. An den Kreuzungsstellen der Strompfade 1 der Leiterbahnen 10 ist jeweils ein Strompfad 1 auf der gegenüberliegenden Seite der Oberfläche der Trägerplatte 2 weitergeführt; diese Bereiche sind hier mit 3 bezeichnet. Um eine Verbindung zum gegenüberliegenden Teil desselben Strompfades 1 zu schaffen, weisen die Trägerplatte 2 und die Strompfade 1 an ihren Enden Bohrungen 4 auf. Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung durch diese Bohrungen 4 hindurch, wobei diese Bohrungen 4 Durchmesser aufweisen, die z.B. nur 0,3 mm betragen können.
Fig. 2 zeigt einen Teil der Trägerplatte 2 an einer Überbrückungsstelle, und aus dieser Figur ist in etwa das Größenverhältnis erkennbar, wenn nämlich der Abstand 5 und damit die St.rlie der Trägerplatte 2 0,5 mm beträgt so ist der Durclzmesser 6 und damit der Durchmesser der Bohrungen 1;. 0,2 mm Aus dieser Darstellung ist erkennbar, daß es c:jußerst schwierit: ist, auf dem langen Weg zwischen den unterliegenden Teilen der Strompfade 1 und den obenliegenden eine zuverlässige elektrische Verbindung herzustellen. Nach dem Verfahren nach der ißrfindung kann das Leitsilber in die Bohrungen 4 z.B-. derart eingebrach-t werden, daß zunächst die Trägerplatte 2 auf eine ebene Unterlage gelegt wird; dann wird Leitsilber 7 einseitig nur auf die Bohrungen 4 z.B. mit einem Pinsel aufgetropft.
Dabei sorgt die Kapillarwirkung dafür, daß das flüssige Leitsilber 7 in die Bohrungen 4 hineinfließt. Das Leitsilber 7 liegt dann in den Bohrungen 4 und haftet an den Strompfaden 1.
Danach werden die zurückbleibenden Leitsilberreste, die sich noch auf der Oberfläche der Trägerplatte 2 befinden und mög-.
licherweise verschiedene Strompfade 1 galvanisch verbinden, abgewischt und die ganze. Trägerplatte 2 wird danach getrocknet, wobei dieser Trocknungsprozeß bei höheren Temperaturen, z.B.
zwischen 80 bis 1500 C je nach Trägerplattenwerkstoff, , beschleunigt wird. Es is-t nicht wichtig, wie beim bekannten Stand der Technik, daß die Bohrungen 4 satt gefalzt sind, denn es kommt lediglich auf die Benetzung der Wandungen der Bohrungen 4 bzw.
einer elektrischen Verbindung der Teile desselben Strompfades 1 an. Danach kann zur Verbesserung der Haftung des Leitsilbers 7 und damit zur Aufrechterhaltung einer guten elel-trischen Verbindung auch beim Betrieb und dabei auftretenden Erschütterungen die Trägerplatte 2 mit den Leiterbahnen 10 und dem Leitsilber 7 in den Bohrungen 4 einer Glanzverzinnung unterzogen werden, die in einem galvanischen Bad erfolgt. Die Verzinnung ist mit 8 angedeutet. Mit der Verzinnung 8 wird noch zusätzlich eine höhere Strombelastbarkeit an den Übergängen von den Teilen der Strompfade 1 zum Leitsilber 7 und damit an.:der Durchkontaktierungsstelle erreicht.
Zur den unteren Öberfläche der in Fig. 2 gezeigten Trägerplatten 2, die z.B. aus glasfaserverstärkertem Epoxydharz Bestehen kann, ist eine Lackierung 9 vor Anwendung des Verfanhres nach dieser Erfindung aufgebracht worden, und zwar z.B.
durch eine Schablone derart, daß nur die uin die Bohrungen unmittelbar herumliegenden Bereiche auf den Teilen der Strompfade 1 noch eine frei zugängige metallische Oberfläche aufweisen, so daß im galvanischen Bad das Zinn 8 nur in diesen Bereichen und nicht über die gesamte Lange der Teile der Strompfade 1 der Leiterbahnen 10 haftet, also nur die Bohrlöcher 4 verschließt.
PATENTANSPRÜCHE:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden erfindung zwischen zwei auf den gegenüberliegenden Seiten einer isolierenden dünnen Trägerplatte mit einer Stärke von z.B. ca. 0,5 mm liegenden Teilen von Strompfaden derselben Leiterbahn, wobei in der Trägerplatte und in den Enden der miteinander zu verbindenden Teile der Strom lade Bohrungen sehr geringen Durchmessers, z.B. 0,3 bis 0,1 mm, angeordnet und die Teile der Strompfade über ein Leitsilber miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Leitsilber nur an den Bohrungen derart aufgebracht wird, daß es durch Kapillarwirkung in die Bohrungen bis zum gegenüberliegenden Teil desselben Strompfades einfließt, dab das überschüssige Leitsilber abgewischt und danach die Trägerplatte einem Trocknungsprozeß ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte nach dem Trocknungsprozeß einem Galva-nisierungsprozeß zwecks Verhinderung eines Ausbröckelns des Leitsilbers unterworfen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Galvanisierungsprozeß aus einer Glanzverzinnung besteht. Leerseite