DE2735124C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritten.

Um bei der Herstellung der Verbindungsleitungen einer elektri­ schen Schaltung eine arbeitsaufwendige und daher kostspielige Verdrahtung zu vermeiden, wird das Leitermaterial in einer dünnen Schicht, insbesondere im Wege der Drucktechnik, auf eine Träger­ platte aufgebracht.

Soll die entsprechende Schaltungsanordnung für stärkere Ströme vorgesehen werden, so wurde aus einem Leitermaterialblech mit entsprechender Dicke entsprechend der vorgesehenen Anordnung für die Verbindungsleiter diese ausgeschnitten. Der entstehende Blechzuschnitt ist so geformt, daß nur noch die Teile stehen bleiben, die als Verbindungsleiter dienen sollen. Um nun für den nachfolgenden Einformungsprozeß die einzelnen Verbindungs­ leiter als zusammenhängendes Teil zu erhalten, wurde bisher der Blechzuschnitt so entworfen, daß ein seitliches Verbindungsband stehen blieb, mit dem die einzelnen, die Verbindungsleiter bil­ denden Teile verbunden waren. Die erforderlichen Lochungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln oder der Anschlußdrähte der anzuschließenden Schaltungselemente wurden vor dem Einformen in die elektrisch isolierende Kunststoffmasse angebracht. Das Einformen des Blechzuschnittes in die isolierende Kunststoff­ masse wurde bei dem bekannten Verfahren in der Weise bewirkt, daß der Blechzuschnitt in die Form eingelegt wurde, wobei sowohl die für den Anschluß von Schaltungselementen vorgesehene Zone als auch das seitliche Verbindungsband frei blieben. Anschließend wurden die einzelnen Schaltungselemente mit den zugehörigen Ver­ bindungsleitern verlötet und das seitlich aus dem Kunststoff herausragende Verbindungsband abgetrennt, um die hierdurch ge­ bildeten Verbindungen zwischen den einzelnen Leitern zu unter­ brechen, da die mechanische Verbindung der Verbindungsleiter untereinander nach dem Einformen durch die aufgebrachte isolie­ rende Kunststoffmasse gebildet wird. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 23 05 883 zu entnehmen.

Obwohl diese Technik zur Herstellung von elektrischen Schaltungen auch im industriellen Bereich Anwendung gefunden hat, weist sie doch eine Reihe von Nachteilen auf: Schaltungsplatten der vorste­ hend bezeichneten Art weisen an ihren Rändern mit den Leitern in Verbindung stehende metallische Vorsprünge auf, die nach dem Abtrennen des für die Herstellung benötigten Verbindungssteges stehen bleiben. Diese Vorsprünge erhöhen in nicht unbeträchtlicher Weise das Risiko von Kurzschlüssen. Darüber hinaus stellt dieser oft rahmenförmige Verbindungssteg eine nicht unerhebliche Ab­ fallmenge des kostspieligen Leitermaterials dar, in üblicher Weise Kupfer oder Messing. Darüber hinaus ist der durch den seit­ lichen Verbindungssteg gegebene mechanische Zusammenhang des Blechzuschnittes beim Einlegen in die Form unbefriedigend. Man kann nun zur Verbesserung des mechanischen Zusammenhalts des Blechzuschnittes an mehreren Seiten Verbindungsstege vorsehen. Dies erhöht jedoch das Kurzschlußrisiko und auch die entstehende Abfallmenge bei der Herstellung der Blechzuschnitte. Außerdem bleiben zumindest Teile der Leiterbahnen innerhalb des rahmen­ förmigen Verbindungssteges ohne jegliche Abstützung, so daß die Schwierigkeiten beim Einlegen in die Spritzgießform nicht behoben sind.

Aus der DE-AS 11 56 131 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine in zwei Schritten vorgestanzte und mit einer in Form des gewünsch­ ten Schaltungsbildes aufgedruckten Kleberschicht versehener Raster­ zuschnitt aus einem Leitermaterial hergestellt wird, auf den dann eine Zwischenträgerschicht aufgebracht wird. Nachdem die mit der Kleberschicht auf der Zwischenträgerschicht haftenden Teile der Schaltung durch einen durch die Zwischenträgerschicht hindurchgeführten Stanzschnitt von den übrigen Teilen des Raster­ zuschnitts abgetrennt worden sind, können erst durch einen Preß­ vorgang die an der Zwischenträgerfolie anhaftenden Leiterbahnen auf die Trägerplatte aufgepreßt werden. Bei dem aus dieser Ent­ gegenhaltung vorbekannten Verfahren ist also der endgültige "Schal­ tungsplan" auf eine Zwischenträgerschicht aufgebracht, bevor die für das Verbinden mit der endgültigen Trägerplatte notwendigen großen Kräfte bzw. Drücke auf das "Schaltungsbild" einwirken. Bei dem Verfahren gemäß dieser Entgegenhaltung übernehmen gerade nicht zwischen den einzelnen Leiterbahnen der Schaltung vorhandene herauszutrennende Zwischenstege die Funktion der Aussteifung, sondern die vorher aufgebrachte Zwischenschicht, die nach dem Verbinden mit der Trägerplatte abgelöst werden kann, wenn durch Druck und Temperatureinwirkung die Haftwirkung des Klebers inakti­ viert wird. Das Einlegen eines derart vorbehandelten Schaltungs­ bildes in eine Spritzgießform, in der die Leiterbahnen von beiden Seiten in Kunststoff eingegossen werden, ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Her­ stellung von gedruckten Schaltungen zu schaffen, das eine material­ sparende Herstellung der hierzu erforderlichen Blechzuschnitte und eine sichere Handhabung der Blechzuschnitte im Rahmen der Weiterverarbeitung erlaubt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Verfahrensschritten entsprechend dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die bisher üblichen, außenliegenden seitlichen Verbindungsstege entfallen und durch schmale Verbindungsstege ersetzt werden, die zwischen den einzel­ nen Teilen des Blechzuschnittes verbleiben und so die einzelnen, die Verbindungsleiter bildenden Teile des Blechzuschnittes unter­ einander verbinden. Daher ist es möglich, die einzelnen Verbin­ dungsleiter der Schaltung an mehreren Punkten durch die schmalen Verbindungsstege zu verbinden, so daß die Steifigkeit und der mechanische Zusammenhalt des Blechzuschnittes wesentlich ver­ bessert ist und das Einlegen des Blechzuschnittes in die Form und das Einformen in die Kunststoffmasse erheblich vereinfacht werden. Nachdem der Blechzuschnitt in den Kunststoff eingeformt worden ist und eine praktisch feste Schaltungsplatte bildet, können die Verbindungsstege beispielsweise durch Ausstanzen unter­ brochen werden, so daß die die Verbindungsleiter bildenden Teile des Blechzuschnittes entsprechend der vorgesehenen Schaltungsan­ ordnung elektrisch voneinander getrennt sind. Dadurch, daß bereits beim Einformen des Blechzuschnittes in die Kunststoffmasse jeweils im Bereich der Verbindungsstege zu beiden Seiten in der Kunststoff­ masse Aussparungen vorgesehen werden, liegen diese frei. Hierdurch wird das Durchtrennen der Verbindungsstege, beispielsweise durch einen Stanzvorgang, erheblich erleichtert. Hieraus folgt, daß die fertige Schaltungsplatte keine außenliegenden, mit Verbindungs­ leitern in Verbindung stehenden Vorsprünge aufweist, bis auf die notwendigen Anschlußzungen, so daß die Gefahr von Kurzschlüssen praktisch ausgeschlossen ist. Durch den Wegfall des umlaufenden Halterahmens läßt sich der Blechzuschnitt materialsparend ausstanzen, was gerade für Serienteile von erheblicher Bedeutung ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist durch die Merkmale des Unteranspruchs 2 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand schematischer Zeich­ nungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen fertigen Blechzuschnitt, bestimmt für eine Gleichrichterbrücke, vor dem Einformen in die Kunst­ stoffmasse,

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine fertige Schaltungsplatte,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Schaltungsplatte mit aufgesetzten Kühlblechen,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Gleichrichterbrücke gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.

In Fig. 1 ist Blechzuschnitt 1 als Ganzes dargestellt. Der Blechzuschnitt 1 ist beispielsweise durch Stanzen hergestellt und besteht beispielsweise aus durch Hämmern oder Walzen gehärtetem Messingblech von einer Stärke von 0,5 mm. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Blechzuschnitt entsprechend dem Verkabelungsschema einer Schaltung für eine Gleichrichterbrücke geformt, wie sie einem dreiphasigen Wechsel­ stromgenerator eines Automobils zugeordnet ist. Der durch den Generator erzeugte dreiphasige Wechselstrom wird durch die Gleichrichterbrücke in einen Gleichstrom zur Versorgung der einzelnen Aggregate des Fahrzeugs umgeformt.

Der Blechzuschnitt 1 ist so ausgeführt, daß vier Teile 1 a, 1 b, 1 c und 1 d stehen bleiben, die die vier Verbindungsleiter der Gleichrichterschaltung bilden. Die drei Verbindungsleiter 1 a, 1 b und 1 c sind zum Anschluß an jeweils eine der Phasen des Gene­ rators vorgesehen, und zwar über die Zungen 2, 3 und 4, die nach dem Abkanten und Einrollen die Anschlüsse für den Gleichrichter an den Drehstromgenerator bilden. Der Verbindungsleiter 1 d bildet einen positiven Anschluß und trägt zu diesem Zweck an seinem Ende 5 eine entsprechende Anschlußzunge.

Die Teile 1 a, 1 b, 1 c und 1 d des Blechzuschnittes 1 sind mitein­ ander mechanisch durch die Verbindungsstege 6 verbunden, die den Zwischenraum zwischen jeweils zwei Verbindungsleitern überbrücken. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist der Verbindungsleiter 1 a mit dem übrigen Teil des Blechzuschnittes 1 durch zwei Verbindungsstege 6 verbunden, während der Verbindungsleiter 1 b über vier Verbindungs­ stege 6, der Verbindungsleiter 1 c über drei Verbindungsstege 6 und der Verbindungsleiter 1 b ebenfalls über drei Verbindungsstege 6 mit dem jeweils benachbarten Teil verbunden ist. Die Verbindungsstege 6 sind so verteilt, daß der Blechzuschnitt 1 eine formstabile Einheit bildet; mit anderen Worten, die Verteilung der Verbindungsstege 6 auf der vom Blechzuschnitt 1 eingenommenen Fläche ist in der Weise vorgenommen, daß eine gute mechanische Verbindung jedes der ausgeschnittenen Teile 1 a, 1 b 1 c und 1 d erzeugt wird.

In den Bereichen der Verbindungsleiter 1 a, 1 b, 1 c, die zum An­ schluß der Verbindungsdrähte der Anschlußelemente der Schaltung vorgesehen sind, sind Löcher 7 a und 7 b vorgesehen. Jedes Loch weist einen Durchmesser auf, der geringfügig größer ist als der Drahtdurchmesser des Anschlußdrahtes des betreffenden An­ schlußelementes. Die Löcher 7 a, von denen sechs vorgesehen sind, haben einen größeren Durchmesser als die Löcher 7 b, von denen ebenfalls sechs vorgesehen sind. Die Löcher 7 a dienen zum An­ schluß von sechs Leistungsdioden 10 an die Verbindungsleiter 1 a, 1 b und 1 c, während die Löcher 7 b der Verbindung von drei Dioden 11, ein sogenanntes Diodentrio, mit den drei Verbindungs­ leitern 1 a, 1 b und 1 c einerseits und dem Leiter 1 d andererseits dienen.

Der in Fig. 1 dargestellte Blechzuschnitt wird in eine elektrisch isolierende Kunststoffmasse eingeformt. Wie aus Fig. 2 ersicht­ lich, wird die Einformung in die Kunststoffmasse in einer ent­ sprechenden Form so vorgenommen, daß im Randbereich des Blech­ zuschnittes 1 nur die vorspringenden Anschlußzungen 2, 3, 4 und 5 bleiben.

Der in die Kunststoffmasse eingeformte Blechzuschnitt 1 bildet zusammen mit den angeschlossenen sechs Leitungsdioden 10 und den drei Triodioden 11 die Gleichrichterschaltung. Die durch die Gleichrichterschaltung gebildete Platte 12 zeigt auf wenigstens einer der Außenflächen Verstärkungsstege 13. Im Bereich der Platte 12, in dem jeweils das Gehäuse einer Triodiode zur Anlage kommt, ist eine umlaufende Wulst 20 vorgesehen, die die Positio­ nierung der Triodiode während des Anlötens der Anschlußdrähte an die Verbindungsleiter 1 a, 1 b, 1 c und 1 d erleichtert.

Die in die Kunststoffmasse eingebrachten Öffnungen 14 liegen jeweils den Löchern 7 a und 7 b gegenüber, und zwar auf beiden Seiten der Platte 12. Desgleichen sind die Löcher 15 während des Einformungsvorganges im Bereich jeder der Verbin­ dungsstege 6, und zwar auch von beiden Seiten der Platte 12 eingebracht. Nachdem der Blechzuschnitt 1 in die Kunststoff­ masse eingebettet und der Kunststoff ausgehärtet ist, werden die Verbindungsstege 6, die die mechanische Verbindung der vier Verbindungsleiter 1 a, 1 b 1 c und 1 d des Blechzuschnittes 1 bilden, unterbrochen, beispielsweise durch einen Stanzvorgang, so daß der Zwischen­ raum 16 entsteht.

Der Anschluß der drei Triodioden 11 an die durch die Platte 12 gebildete Schaltung wird in üblicher Weise durch Einfädeln der Anschlußdrähte in die entsprechende Löcher 7 mit anschließendem Verlöten des Anschlußdrahtes mit dem Metall des Verbindungslei­ ters des Blechzuschnittes 1 bewerkstelligt. Die elektrische Ver­ bindung der sechs Leistungsdioden 10 mit den Verbindungsleitern 1 a, 1 b und 1 c wird dadurch hergestellt, daß jeweils die aus ihrer Umhüllung heraustretenden Anschlußdrähte in einem Loch 7 a festgelötet werden.

Jeweils drei der Dioden 10 sind über ihre metallischen Gehäuse an ein Riffelblech 17 angeschlossen, das als Kühlblech für die drei Dioden dient, so wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die beiden Riffelbleche 17 sind parallel zur Schaltungsplatte 12 ausgerichtet und durch Zwischenstege 18, 19 gehalten, die bei der Ausformung der Platte 12 hergestellt sind. Jedes der Riffel­ bleche 17 ist durch Umbördeln auf zwei äußeren Zwischenstegen 18 und einem zentralen Zwischensteg 19 befestigt. Jeder Zwischen­ steg 18, der beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein kann, weist eine Durchgangsbohrung auf, die zur Aufnahme der Befesti­ gungselement, beispielsweise einer Schraube, dient, mit der die Gleichrichterbrücke an einem der Flansche des Stators des Dreh­ stromgenerators befestigt wird.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt eine Reihe von wünschenswerten und zweckmäßigen Modifikationen zu, ohne daß der Rahmen der Erfindung hierdurch überschritten wird.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, bei dem die Leiterbahnen aus einem Blech in Form eines Blechzu­ schnitts herausgearbeitet werden, wobei Fixierungen für die Lei­ terbahnen gebildet werden, bei dem ferner der Blechzuschnitt beidseitig von einer auch die Leiterbahnzwischenräume füllenden Kunststoffmasse umpreßt wird und entsprechende Aussparungen für die Anschlußpunkte freigehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Blechzuschnitts als Fixierung zwi­ schen den einzelnen Leiterbahnen wenigstens ein schmaler Verbin­ dungssteg erhalten bleibt, daß beim Umpressen mit der Kunst­ stoffmasse die Bereiche der Verbindungsstege durch Aussparungen in der Kunststoffmasse freigehalten werden und daß die Verbin­ dungsstege nach dem Umpreßvorgang durchtrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen in der Kunststoffmasse im Bereich der Verbindungs­ stege auf beiden Seiten des Blechzuschnitts eingeformt werden.