DE19840825A1 - Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte sowie Schaltungsträgerplatte - Google Patents

Abstract

Eine Schaltungsträgerplatte wird dadurch hergestellt, daß auf eine Grundplatte (4) ein dünnes Blech (8) aufgebracht wird, aus dem Blech (8) eine Leiterbahnstruktur (12) ausgestanzt wird und das Blech (8) anschließend von der Grundplatte (4) abgezogen wird. Dabei bleibt die Leiterbahnstruktur (12) auf der Grundplatte (4) zurück. Die Schaltungsträgerplatte ist in sich stabil. Es sind keine Maßnahmen zur Stabilisierung der Leiterbahnstruktur (12) erforderlich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Schaltungsträgerplatte ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

In der gattungsbildenden DE 36 11 224 A1 ist ein Herstellver­ fahren für eine Schaltungsträgerplatte beschrieben, bei dem ein Stanzgitter hergestellt wird, das zur Stabilisierung und mechanischen Fixierung kurzschließende Metallstege aufweist. Das Stanzgitter wird zur weiteren mechanischen Stabilisierung und zur Fixierung der einzelnen Leiterbahnen und Bau­ teileauflagen mit Kunststoff vorumspritzt. Anschließend wer­ den die kurzschließenden Metallstege des Stanzgitters freige­ stanzt. Anschließend wird das durch die Vorumspritzung mit Kunststoff stabilisierte Stanzgitter bestückt und mit Kunst­ stoff umspritzt.

Das beschriebene Verfahren erfordert wegen des Vorumspritzens und des Umspritzens zahlreiche Werkzeuge und ist deshalb ver­ hältnismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in seiner Durchführung einfaches Verfahren zum Herstellen einer Schal­ tungsträgerplatte zu schaffen. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einer kostengünstig herstellbare Schal­ tungsträgerplatte zu schaffen.

Der auf das Verfahren gerichtete Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind keine Maßnahmen zur Stabilisierung der stanzgitterartigen Leiterbahnstruktur er­ forderlich, da diese Leiterbahnstruktur unmittelbar durch die Grundplatte fixiert ist.

Die Unteransprüche 2 bis 5 sind auf vorteilhafte Durchfüh­ rungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 lassen sich kostengünstig in einer kontinuierlichen Prozeß Schaltungsträgerplatten her­ stellen.

Der Anspruch 7 kennzeichnet eine erste Lösung des auf die Schaltungsträgerplatte gerichteten Teils der Erfindungsaufga­ be.

Der Anspruch 8 kennzeichnet eine einfache Ausbildung einer Masseverbindung.

Der Anspruch 9 ist auf eine weitere Lösung des auf die Schal­ tungsträgerplatte gerichteten Teils der Erfindungsaufgabe ge­ richtet.

Mit dem Merkmal des Anspruchs 10 wird erreicht, daß die er­ findungsgemäße Schaltungsträgerplatte vorteilhaft in Be­ schleunigungsaufnehmern einsetzbar ist, in denen eine gute Signal- bzw. Schwingungsübertragung von dem Bauteil, an dem die Schaltungsträgerplatte angebracht ist, zur Schaltungsträ­ gerplatte und einem darauf angebrachten Beschleunigungssensor erforderlich ist.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 11 wird eine einbaufertige Baugruppe geschaffen, die die Schaltungsträgerplatte und dar­ auf befindliche Bauelemente vor Umgebungseinflüssen geschützt aufnimmt.

Die Erfindung eignet sich besonders gut für Leiterplatten mit dünnen Leiterbahnstrukturen. Bei herkömmlichen Verfahren wur­ de an diese dünnen Leiterbahnstrukturen harter Kunststoff an­ gespritzt, was mit einer Verform- oder Bruchgefahr für diese Leiterbahnstrukturen verbunden war. Erfindungsgemäß ist die­ ses Anspritzen von Kunststoff nicht mehr erforderlich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu­ tert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zur Erläute­ rung der Herstellung von Schaltungs­ trägerplatten,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Schal­ tungsträgerplatte, und

Fig. 3 bis 5 unterschiedliche Ansichten von drei Ausfüh­ rungsformen einer mit einem Gehäuse umspritz­ ten Schaltungsträgerplatte.

Gemäß Fig. 1 ist ein insgesamt bandförmiger Grundträger bzw. eine Grundplatte 4 vorgesehen, die beispielsweise aus Kunst­ stoff bestehen kann. Für bestimmte Anwendungsfälle besteht die Grundplatte 4 vorteilhafterweise aus Stahl und weist Be­ festigungslaschen 6, gegebenenfalls mit daran eingezogenen Düsen, auf.

Auf die Grundplatte 4 wird ein metallisches Blech 8 aufge­ bracht. Wenn die Grundplatte 4 aus Kunststoff besteht, kann das Blech 8 unmittelbar thermisch auflaminiert oder mit der Grundplatte 4 verklebt werden. Wenn die Grundplatte 4 ein Me­ tallblech ist, wird zwischen dem Blech 8 und der Grundplatte 4 eine Isolierschicht aufgebracht, beispielsweise in Form doppelseitigen Klebebandes 10, Klebstoffes oder ähnlichem.

Der obere Bereich der Fig. 1 zeigt das mit der Grundplatte 4 verbundene Blech 8.

Das Blech 8 kann verhältnismäßig dünn sein und ist so bemes­ sen, daß für die herzustellenden Leiterbahnen ausreichende Querschnitte zur Verfügung stehen. Die mechanische Stabilität der Anordnung wird durch die Grundplatte 4 gegeben.

Die auszubildende Leiterbahnstruktur 12 kann entweder vor dem Aufbringen des Bleches 8 auf die Grundplatte 4 in das Blech 8 eingestanzt werden, wobei vorteilhafterweise kein volles Durchstanzen erfolgt. Die Leiterbahnstruktur 12 kann alterna­ tiv erst ausgestanzt werden, wenn das Blech 8 auf der Grund­ platte 4 befestigt ist. Im letzteren Fall kann das Ausstanzen der Leiterbahnstruktur, die auch Auflagen für später anzu­ bringende Bauteile enthalten kann, vollständig durch das Blech 8 und die Isolierschicht bzw. das Klebeband 10 hindurch erfolgen.

Beim anschließenden Abziehen des Bleches 8 mit dem daran be­ findlichen Klebeband 10 bleibt die Leiterbahnstruktur 12 auf der Grundplatte 4 zurück, wobei die Leiterbahnstruktur 12 mittels der unter ihr zurückbleibenden Klebebandbereiche fest an der Grundplatte 4 angebracht ist.

Die verwendeten Stanzwerkzeuge werden nicht beschrieben, da sie im Aufbau an sich bekannt sind. Es versteht sich, daß die Stanztiefen, die Haftkräfte zwischen Blech 8 und Klebeband 10 sowie zwischen dem Klebeband 10 und der Grundplatte 4 und die Reißkraft des Klebebandes in sich und die Festigkeit des Ble­ ches 8 in sich derart aufeinander abgestimmt sind, daß beim Abziehen des Bleches 8 die Leiterbahnstruktur 12 in einwand­ freier Weise auf der Grundplatte 4 zurückbleibt.

Bei einem alternativen Herstellverfahren können diejenigen Bereiche des Bleches 8, die keine Leiterbahnstruktur 12 bil­ den, in an sich bekannter Weise abgeätzt werden.

Als Blech 8 können herkömmliche, bekannte Leadframe-Metalle verwendet werden. Das Blech 8 kann so dünn wie möglich sein, da es keine Stabilitätsfunktion zu erfüllen hat und sich da­ durch der Einsatz des verhältnismäßig teuren Blechwerkstoffs reduzieren läßt. Das abgezogene Blech kann wiederverwendet werden. An den zur äußeren Kontaktierung vorstehenden An­ schlüssen 14 können Stecker, Schneid-Klemm-Verbinder, Crimp- Kontakte oder ähnliche Schnittstellen angebracht werden.

Durch die hohe Stabilität der Grundplatte 4 bzw. des Grund­ bleches oder der als Grundplatte verwendeten Kunststoffplatte ist, wie in Fig. 1 dargestellt, die serielle Herstellung von Schaltungsträgerplatten im Streifen- oder Nutzenformat mög­ lich. Dadurch ist eine Bestückung der Schaltungsträgerplatten auf herkömmlichen Standardbestückungsmaschinen möglich. Dies gilt auch dann, wenn die Befestigungslaschen 6 mitangebracht sind. Selbst wenn die Befestigungslaschen 6 mit Düsen ausge­ bildet sind, ist der Einsatz von Standardbestückungsmaschinen möglich, da die Düsen von der Bestückungsfläche weg nach un­ ten gezogen werden können.

Die Grundplatte 4 ist Werkstückträger und bleibt bis zur Um­ spritzung der bestückten Schaltungsträgerplatte in ihrer Aus­ gangsform erhalten. Auch eventueller, durch die Trennung der streifen- bzw. bandförmigen Struktur der Fig. 1 in einzelne Schaltungsträgerplatten entstehender Abfall an Grundplatten­ material kann wieder verwendet werden.

Wenn die Grundplatte 1 aus Metall besteht, ist ein hohes Maß an EMV-Schutz gegeben. Durch das Blech der Grundplatte 4 wird die Leiterbahnstruktur 12 vor Einstrahlung abgeschirmt und ist mit einer zweilagigen Leiterplatte zu vergleichen. Zwi­ schen der Leiterbahnstruktur 12 und der metallischen Grund­ platte 4 entsteht ein Dielektrikum ähnlich wie bei einem Plattenkondensator. Eine Masseverbindung 16 kann durch Clin­ chen, Nieten oder ein ähnliches Verfahren zwischen dem Blech 8 und dem die Grundplatte 4 bildenden Blech hergestellt wer­ den.

Die Masseverbindung 16 kann ebenso wie die Herstellung von Düsen in den Befestigungslaschen 6 gleichzeitig mit dem Stan­ zen der Leiterbahnstruktur 12 erfolgen, so daß kein zu­ sätzlicher Arbeitsschritt erforderlich ist.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine einzelne Schal­ tungsträgerplatte.

Durch die Grundplatte 4 ist eine außerordentlich hohe mecha­ nische Stabilität gegeben. Bei Verwendung der Schaltungsträ­ gerplatte für einen Beschleunigungsaufnehmer können die Be­ festigungslaschen 6 unmittelbar an einem Bauteil, dessen Be­ schleunigung erfaßt werden soll, befestigt werden, wodurch eine gute Signalübertragung zwischen dem Bauteil und einem auf der Schaltungsträgerplatte angebrachten Beschleunigungs­ sensor gewährleistet ist. Wenn die Grundplatte 4 in einem Kunststoffgehäuse angebracht werden soll oder mit Kunststoff umspritzt werden soll, ist es vorteilhaft, in den Befesti­ gungslaschen 6 Düsen auszubilden, um einer Relaxation des Kunststoffes entgegenzuwirken.

Fig. 3 zeigt in Fig. 3a eine Aufsicht, in Fig. 3b eine Schnittansicht der Fig. 3a, geschnitten in der Ebene II-II und Fig. 3c eine Vorderansicht einer mit einem Kunststoffge­ häuse umspritzten Schaltungsträgerplatte.

Die insgesamt mit 20 bezeichnete, mit den Befestigungslaschen 6 ausgebildete und mit Bauteilen 22 bestückte Schaltungsträ­ gerplatte ist insgesamt mit einem Kunststoffgehäuse 24 um­ spritzt. Einteilig mit dem Kunststoffgehäuse 24 ist ein Stec­ kerkragen 26 ausgebildet, der an der Schaltungsträgerplatte 20 vorgesehene Steckerpins 28 umgibt. Die bestückte Schal­ tungsträgerplatte 20 ist auf diese Weise hermetisch abge­ schlossen und vor Umgebungseinflüssen geschützt am jeweiligen Verwendungsort einbaubar.

Fig. 4 zeigt der Fig. 3 ähnliche Ansichten einer abgeänderten Ausführungsform.

Das insgesamt mit 30 bezeichnete Gehäuse ist in diesem Fall zweiteilig ausgebildet und enthält ein Außenteil 32 aus ver­ hältnismäßig hartem Kunststoff, mit dem der Außenumfang der Schaltungsträgerplatte 20 einschließlich der Befestigungsla­ schen 6 umspritzt ist und an dem auch der Steckerkragen 26 ausgebildet ist. Ein Innenteil 34 des Gehäuses 30 besteht aus weichem Kunststoff, füllt das Außenteil und umschließt die Bauteile 22.

Aufgrund der Stabilität der Schaltungsträgerplatte 20 kann die Schaltungsträgerplatte 20 selbst mit verhältnismäßig har­ tem Kunststoff umspritzt werden, ohne daß irgendwelche Lei­ terbahnen verbogen werden. Die Bauteile 22, mit denen die Schaltungsträgerplatte 20 bestückt ist, können jedoch emp­ findlich sein, so daß es zweckmäßig ist, sie mit weichem Kunststoff zu umspritzen.

Fig. 5 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist ähnlich wie bei der Ausführungs­ form gemäß Fig. 4 das insgesamt mit 36 bezeichnete Gehäuse aus einem nach oben offenen Außenteil 38 gebildet, der die Laschen 6 sowie ggf. die Unterseite der Schaltungsträgerplat­ te 20 umschließt und Seitenwände aufweist.

Ein Deckel 40, der beispielsweise ebenfalls aus Kunststoff besteht, ist auf das Außenteil 36 aufgesetzt und damit bei­ spielsweise verklebt oder verschweißt, so daß die im Innen­ raum des Gehäuses 36 befindlichen Bauteile 22, mit denen die Schaltungsträgerplatte 20 bestückt ist, vor Umgebungseinflüs­ sen geschützt sind.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte mit einer aus einem Blech (8) hergestellten Leiterbahnstruk­ tur (12), dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (8) auf eine Grundplatte (4) aufgebracht wird und die nicht die Leiter­ bahnstruktur (12) bildenden Bereiche des Bleches (8) entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnstruktur (12) in das Blech (8) gestanzt wird und das mit der gestanzten Leiterbahnstruktur (12) aus­ gebildete Blech (8) auf die Grundplatte (4) aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnstruktur (12) aus dem auf die Grundplatte (4) aufgebrachten Blech (8) ausgestanzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht die Leiterbahnstruktur (12) bildenden Bereiche des Bleches (8) von der Grundplatte (4) abgezogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht die Leiterbahnstruktur (12) bildenden Bereiche des Bleches (8) abgeätzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Mehrzahl von Schaltungsträgerplatten her­ gestellt wird, indem ein insgesamt bandförmiges Blech (8) auf die insgesamt bandförmige Grundplatte (4) aufgebracht wird und die von Leiterbahnstrukturen (12) freien Bereiche des Bleches (8) abgezogen werden, so daß die bandförmige Grund­ platte (4) mit den hintereinander auf ihr angeordneten Lei­ terbahnstrukturen (12) zurückbleibt.

7. Schaltungsträgerplatte mit einer aus einem Blech (8) hergestellten Leiterbahnstruktur (12) und einer Tragstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur durch eine me­ tallische Grundplatte (4) gebildet ist, auf der unter Zwi­ schenanordnung einer Isolierschicht (10) die Leiterbahnstruk­ tur (12) angebracht ist.

8. Schaltungsträgerplatte nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Leiter der Leiterbahnstruktur (12) mit der Grundplatte (4) elektrisch verbunden ist.

9. Schaltungsträgerplatte mit einer aus einem Blech (8) hergestellten Leiterbahnstruktur (12) und einer Tragstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur durch eine Grundplatte (4) aus elektrisch isolierendem Material gebildet ist, auf der die Leiterbahnstruktur (12) angebracht ist.

10. Schaltungsträgerplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (4) einteilig mit Befestigungslaschen (6) ausgebildet ist.

11. Schaltungsträgerplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsträgerplatte (20) mit einem Gehäuse (24; 30; 36) aus Kunststoff umspritzt ist.