DE3017320C2 - Verfahren zur Herstellung einer Durchkontaktierung zwischen Metallschichten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Durchkontaktierung zwischen MetallschichtenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Durchkontaktierung zwischen Melallschichten,
die auf den gegenüberliegenden Flächen einer biegsamen isolierenden Folie aufgebracht sind und
sich wenigstens teilweise überlappen, bei dem die Metallschichten und die isolierende Folie im Bereich der
Überlappung von einer Folienseite her durchbrochen werden, bei dem so ein Folienlappen gebildet wird, bei
dem dieser Folienlappen stellenweise bis zur gegenüberliegenden Seite der Folie hindurchgedrückt und mit der
dort befindlichen Metallschicht elektrisch leitend verbunden wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 21 07 591 bekannt. Dort wird der Folienlappen durch einen
Stempel mit einer Schneidkante ausgestanzt, wobei die Schneidkante gegen eine entsprechende Matrix drückt.
Die elektrisch leitende Verbindung erfolgt durch Löten.
Dieses Verfahren ist jedoch einerseits aufwendig, da ein präzises Trenn-Biege-Werkzeug benötigt wird, welches
den Lappen abtrennt und durch die Folie hindurchbiegt. Für Strukturen mit geringen Leiterbahnabständen ist
außerdem bei diesem Verfahren nachteilig, daß der Ort der Durchkontaktierung nicht durch die Folie, sondern
durch die Lage des Stempels bestimmt ist. Ein geringes Verziehen der Folie kann demgemäß ein Durchkontaktieren
der Folie an einer nicht gewünschten Stelle zur Folge haben. Diese Gefahr wird um so größer, je größer
die Folienschaltung ist und je kleiner bzw. dichter gepackt die Strukturen auf der Folie sind.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht in der Angabe eines Verfahrens
zur Durchkontaktierung, welches auch für sehr kleine Leiterbahnabstände, kleine Strukturen und große
Abmessungen von Folienschaltungen geeignet ist, und in einer Verkleinerung des apparativen Aufwandes.
Diese· Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß als
isolierende Folie eine dünne Kunststoffolie verwendet wird, welche eine geringe Scherfestigkeit aufweist, daß
als Begrenzung des zu bildenden Lappens in den beiden einander gegenüberliegenden Metallschichten metallfreie
Streifen erzeugt werden, daß der Lappen durch einen Stempel durch die Folie hindurchgedrückt wird,
daß der Stempel einen deutlich kleineren Querschnitt aufweist, als der durchzudrückende Lappen und daß die
Kunststoffolie durch die vorher auf dem Lappen angebrachten Begrenzungen der Metallschichten abgeschert
wird.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Lage des Lappens durch die vorher angebrachten metallfreien
Streifen bestimmt ist. Ein nachträgliches Verziehen der Folie hat keinen Einfluß mehr auf die Lage des Lappens,
vielmehr genügt es, daß der Stempel irgendwo im Bereich des Lappens ansetzt.
Ein Verziehen der Schaltung kann insbesondere bei der Verwendung dünner Kunststoffolien als isolierende
Folien leicht entstehen, nachdem in den Metallschichten die erforderlichen Muster angebracht, z. B. eingeätzt
sind. Dann wirken nämlich die Metallschichten nicht mehr als Versteifung für die Schaltung. Vor dem Ätzen
können die Begrenzungen der Lappen in einer genau
definierten Lage zu den Leiterbahnen angebracht werden. Nach dem Ätzen darf die gegenseitige Lage der
Leiterbahnen verändert werden, solange nur der Stempel im Bereich des Lappens ansetzt
Beim erfindungsgemäßen Verfahrer hat diese Änderung der Lage der Leiterbahnen keinen Einfluß auf die
Lage der Durchkontaktierungen zu den Leiterbahnen. Dieser Vorteil tritt insbesondere bei dünnen Kunststofffolien
in Erscheinung, da diese sich besonders leicht verziehen. Außerdem ist die Form der Lappen beim
erfindungsgemäßen Verfahren beliebig wählbar, der Gestaltung der metallfreien Streifen sind keine Grenzen
gesetzt. Insbesondere sind dreiecksförmige, halbkreisförmige, rechteckförmige Lappen vorteilhaft
Ein weiterer Vorteil gegenüber den gestanzten Lappen gemäß dem Stand der Technik besteht darin,
daß an den Schnittkanten gemäß der Erfindung keine Spananhäufungen entstehen können, welche eine
Bruchgefahr zur Folge haben würden. Außerdem ist der Biegeradius nicht durch vorgegebene Kanten, sondern
durch die Eigenschaften der Folie bestimmt Dadurch ist die Gefahr des Brechens der Metallschichten entlang
der entstehenden Biegekante relativ gering.
Vorteilhaft wird als Kunststoffolie eine Fluoräthylenpropylenfolie
von 10 μίτι bis 20 μπι Dicke eingesetzt,
wenn die Metallschichten aus 35 μΐη starkem Kupfer
bestehen. Bei dieser Kombination ist ein einwandfreies Abscheren der Kunststoffolie durch die Metallschichten
gewährleistet. Besonders eignet sich eine Fluoräthylenpropylenfolie in der handelsüblichen Dicke von 13 μΐη.
Fluoräthylenpropylen erfordert eine relativ geringe Scherkraft.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß entlang der Begrenzung der Lappen vor dem
Hindurchdrücken Durchbrüche angebracht werden. Damit wird ein besonders sicheres Abscheren der
Kunststoffolie gewährleistet. Das Herstellen der Durchbrüche kann beispielsweise vor dem Ätzen der Folie
erfolgen, da in diesem Zustand die Metallschichten ein Verziehen der Folie noch verhindern, so daß mit hoher
Genauigkeit gearbeitet werden kann. Die Durchbrüche werden dabei vorteilhaft eingestanzt.
Um ein Einreißen der Metallschichten im Bereich der Biegekante zu verhindern, werden die metallfreien
Streifen an ihren Enden mit Verbreiterungen versehen, welche keine Ecken oder Kanten zeigen. Dadurch sind
Kerbwirkungen im Bereich der Biegekante vermieden. Für dicke Metallfolien und enge Biegeradien ist es
darüber hinaus vorteilhaft, daß entlang der vorgesehenen Biegekanten in der Metallschicht, die bei der
Biegung innen zu liegen kommt, Ausnehmungen angebracht werden. Dadurch wird die außen liegende
Metallschicht weniger stark auf Dehnung beansprucht und reißt auch bei einem kleinen Krümmungsradius
nicht ein.
Beim Löten der Schaltung, insbesondere beim Tauchlöten oder Schwallöten, erfolgt die Kontaktierung
hauptsächlich im Bereich des Durchtrittes des Lappens durch die Folie. Der Folienlappen steht dabei vorteilhaft
soweit über die Folie vor, daß er eine öffnung bildet, durch die das Lötzinn auf die der Folie zugewendete
Seite des Lappens fließen kann. Dabei wird die Kontaktierungszone in die Nähe der Biegekante des
Lappens verlegt. Es ist daher vorteilnaft, daß gerade in diesem Bereich die zu kontaktierenden Metallflächen
eng aneinander liegen und daß die Kunststoffolie in diesem Bereich besonders sauber durchtrennt ist. Dies
wird dadurch erreicht, daß die Begrenzungslinie der beim Hindurchdrücken mit dem Stempel in Berührung
stehenden Metallschicht eines Lappens zumindest teilweise um die Breite des gegenüberliegenden
metallfreien Streifens über die Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Metallschicht hervorragt Dabei
ragt die Begrenzungslinie insbesondere in dem hauptsächlich zur Kontaktierung dienenden Teil des Lappens
hervor. Hierzu eignet sich insbesondere eine sichelförmige Begrenzungslinie des Lappens. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß die Kunststoffolie sehr exakt abgeschert wird, so daß zumindest an den
Kontaktierungsstellen keine Reste von Kunststoff vorhanden sind. Dadurch ergeben sich besonders glatte
und sichere Lötstellen. Dadurch ist außerdem die Breite der metallfreien Streifen ohne Einfluß auf die Güte der
Kanten der abgescherten Folie.
Vorteilhaft werden die metallfreien Streifen durch Ätzen erzeugt. Zumindest eins Metallschicht kann nach
dem Ätzen und vor dem Hindurchdrücken der Lappen vollständig mit Lotmetall beschichtet werden. Das
Lotmetall benetzt den Ätzspalt zwischen dem Lappen und der angrenzenden Metallschicht nicht. Der Spalt
wird auch nicht übel brückt, wenn ein übliches Verfahren zur Beschichtung mit Lotmetall, insbesondere ein
Verzinnen im Schwallbadverfahren angewendet wird. Dies gilt auch für relativ kleine Abmessungen der
Durchkontaktierungen, wie sie in heutigen Folienschaltungen notwendig sind.
Als Stempel, welcher die Lappen hindurchdrückt, können bei entsprechend stabiler Ausbildung der geätzten Struktur auch Teile von Bauelementen verwendet werden, die dann in der Schaltung verbleiben können. Vorteilhaft werden hierzu die Anschlußdrähte der einzusetzenden Bauelemente verwendet. Aber auch größere Teile von Bauelementen, insbesondere die Schenkel eines Ferritkernes, können als Stempel die:ien. Im letzteren FaI! ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Begrenzung des Lappens schräg zur anliegenden Begrenzung des Ferritkernes verläuft und wenn die anliegende Begrenzung des Ferritkernes metallisiert ist. Der schräge Verlauf des Lappens ermöglicht die Kontaktierung der Metallschicht auf dem Ferritkern auch bei den relativ großen Schwankungen der Abmessungen, die einem Ferritkern grundsätzlich anhaften. Durch den schrägen Verlauf der Kante des Lappens liegt nämlich mit Sicherheit ein Teil der Kante an der Metallisierung an, während weitere Bereiche des Lappens über den metallisierten Teil hinausragen können. Besonders vorteilhaft wirkt sich diese Ausführungsform aus, wenn ein Ε-Kern durch die Schaltung nur um einen kleinen Betrag hindurchgedrückt wird, während von der anderen Seite ein /-Kern aufgebracht wird, welcher den magnetischen Kreis schließt und nicht metallisiert ist. Durch die vorgeschlagene Kontaktierungsmethode können auch große Induktivitäten in einer Folienschaltung untergebracht werden, ohne daß hochfrequente Störungen die Funktion der Schaltung beeinträchtigen. Zum Beispiel können auf diese Weise Richtkoppler für Antennensteckdosen mit integriertem
Als Stempel, welcher die Lappen hindurchdrückt, können bei entsprechend stabiler Ausbildung der geätzten Struktur auch Teile von Bauelementen verwendet werden, die dann in der Schaltung verbleiben können. Vorteilhaft werden hierzu die Anschlußdrähte der einzusetzenden Bauelemente verwendet. Aber auch größere Teile von Bauelementen, insbesondere die Schenkel eines Ferritkernes, können als Stempel die:ien. Im letzteren FaI! ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Begrenzung des Lappens schräg zur anliegenden Begrenzung des Ferritkernes verläuft und wenn die anliegende Begrenzung des Ferritkernes metallisiert ist. Der schräge Verlauf des Lappens ermöglicht die Kontaktierung der Metallschicht auf dem Ferritkern auch bei den relativ großen Schwankungen der Abmessungen, die einem Ferritkern grundsätzlich anhaften. Durch den schrägen Verlauf der Kante des Lappens liegt nämlich mit Sicherheit ein Teil der Kante an der Metallisierung an, während weitere Bereiche des Lappens über den metallisierten Teil hinausragen können. Besonders vorteilhaft wirkt sich diese Ausführungsform aus, wenn ein Ε-Kern durch die Schaltung nur um einen kleinen Betrag hindurchgedrückt wird, während von der anderen Seite ein /-Kern aufgebracht wird, welcher den magnetischen Kreis schließt und nicht metallisiert ist. Durch die vorgeschlagene Kontaktierungsmethode können auch große Induktivitäten in einer Folienschaltung untergebracht werden, ohne daß hochfrequente Störungen die Funktion der Schaltung beeinträchtigen. Zum Beispiel können auf diese Weise Richtkoppler für Antennensteckdosen mit integriertem
Übertrager in der Technik der Folienschaltungen realisiert werden. Hierbei dient die Metallisierung des
Ferritkernes als Abschirmung gegen hochfrequente Störungen und ist mit Masse verbunden.
Die Erfindung wird nun anhand von vier Figuren ,.äher erläutert. Sie ist nicht auf die in den Figuren
gezeigten Beispiele beschränkt.
Fig. 1 zeigt eine Folienschaltung bei einer erfindungsgemäßen Durchkontaktierung schematisch in
teilweise geschnittener und gebrochener Ansicht.
F i g. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform mit einem sichelförmigen Lappen.
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Kontaktierung einer Metallschicht auf einem Ferritkern.
Eine Folienschaltung 6 enthält eine erste Metallschicht 1, eine Kunststoffolie 2 und eine zweite
Metallschicht 3. Die Metallschichten 1 und 3 überlappen einander. Ein Stößel 4 drückt einen Lappen 8 in
Pfeilrichtung Pdurch die Folienschaltung hindurch. Der Durchmesser ei des Stößels ist wesentlich kleiner als die
Abmessungen D in einer beliebigen Richtung des Lappens 8. Metallfreie Streifen 7 begrenzen jede der
Metallschichten eines Lappens 8. Ausnehmungen 5 im Bereich der Biegekanten des Lappens 8. welche in der
stärker abgebogenen Metallschicht angebracht sind, verhindern eine Überdehnung und ein Brechen der
weniger stark gebogenen Metallschicht 1. Verbreiterungen 9 an den Enden der metallfreien Streifen 7
verhindern ein Einreißen der Metallschichten I und 3 im Bereich der Biegekante. Die Verbreiterungen 9 haben
keine Kanten und weisen vorteilhaft die Form eines Kreisbogens auf.
Gemäß Fig. 2 bildet die Ausnehmung 7 der untenliegenden Metallschicht 1 eine breitere Sichel als
die Ausnehmung 7 der obenliegenden Metallschicht 3, der innere Rand 10 der Ausnehmung in der unteren
Metallschicht 1 reicht stellenweise bis zum äußeren Rand der Ausnehmung 7 in der oberen Metallschicht 3.
Im Bereich des Scheitels 18 des Lappens 8 reicht die innere Begrenzungslinie des durch die entsprechende
Ausnehmung gebildeten unteren metallfreien Streifens 7 jedoch nicht so weit. Dadurch läßt sich der Lappen 8 in
dieser Aüsführungsform leicht hindurchdrücken, sein Endbereich wird nur relativ geringen mechanischen
Belastungen ausgesetzt, im Bereich der späteren Kontaktierung wird jedoch die Kunststoffolie durch die
aneinander reibenden Metallschichten sauber abgetrennt. Dadurch ergibt sich eine besonders saubere
Lötstelle, da das Lot auf die Rückseite des Lappens 8 fließen kann, da in der Nähe der Biegekante kein
Luftspalt vorhanden ist und da dadurch zwischen der obenliegenden Metallschicht 3 und der untenliegenden
Metallschicht 1 eine einwandfreie Lötung erfolgt.
In F i g. 4 sind Lappen 13 und 14 durch einen £-Kern
11 durch die Folienschaltung 6 hindurchgedrückt. Ein /-Kern 12 schließt den magnetischen Kreis mit dem
£-Kern 11. Der £-Kern weist eine schraffiert dargestellte
Metallisierung 15 auf. Der Lappen 14 ist dreieckförmig gestaltet und besitzt eine Kante 17, die zu der
ίο metallisierten Fläche des ff-Kerns schräg steht. Diese
Kante berührt die Metallisierung in einem Kontaktierungsbereich 16. Der Kontaktierungsbereich 16 befindet
sich je nach den Toleranzen des £"-Kerns an verschiedenen Stellen der schrägen Kante 17. So ergibt
Ii sich eine sichere Kontaktierung der Metallisierung 15.
Die Kontaktierung erfolgt vorteilhaft durch eine Lötung
mittels Schwallbad.
Die von der Metallschicht 3 nach dem Ätzen der Schaltung verbliebenen Metallflächen sind in F i g. 4
schraffiert dargestellt.
Der Lappen 13 ist beidseitig entmetallisiert. Er ist rechteckförmig gestaltet und dient im Gegensatz zum
metallisierten Lappen 14 zum Schutz vor unerwünschten Kontakten mit der Metallisierung des Kernes.
Die Biegekante bildet sich stets zwischen den Enden der metallfreien Streifen aus, so daß spezielle Biegeeinrichtungen
nicht erforderlich sind. Sollen sehr dünne Kunststoffolien verwendet werden, so ist eine Verstärkung
z. B. aus Polyphenylen-Sulfid der fertig geätzten und durchkontaktierten Folie zweckmäßig. An diese
Verstärkung kann auch der Magnetkern angeklebt sein. Dies erfolgt vorzugsweise am Rand der Schaltung.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Bildung einer Antennensteckdose mit integriertem Übertrager-Richtkoppler
verwendet werden. Hierzu wird beispielsweise ein £-Kern als Stempel verwendet um die
entsprechenden Lappen durch die Schaltung hindurchzudrücken. Dieser £-Kern kann zumindest auf einem
Schenkel eine Metallisierung aufweisen, wobei diese Metallisierung durch die Lappen kontaktiert wird, und
die Lappen selbst werden mit Masse verbunden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verfahren zur Hersteilung einer Durchkontaktierung
zwischen Metallschichten, die auf den gegenüberliegenden Flächen einer biegsamen isolierenden
Folie aufgebracht sind und sich wenigstens teilweise überlappen, bei dem die Metallschicht und
die isolierende Folie im Bereich der Überlappung von einer Folienseite her durchbrochen werden und
bei dem so ein Folienlappen gebildet wird, bei dem dieser Folienlappen durch einen Stempel stellenweise
bis zur gegenüberliegenden Seite der Folie hindurchgedrückt und mit der dort befindlichen
Metallschicht elektrisch leitend verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende
Foüe eine dünne Kunststoffolie (2) verwendet wird, welche eine geringe Scherfestigkeit aufweist,
daß als Begrenzung des zu bildenden Lappens (8) in den beiden einander gegenüberliegenden Metallschichten
(1, 3) metallfreie Streifen (7) erzeugt werden, daß der Lappen (8) durch einen Stempel (4)
durch die Folie (1—3) hindurchgedrückt wird, daß dieser Stempel (4) einen deutlich kleineren Querschnitt
aufweist, als der durchzudrückende Lappen (8) und daß die Kunststoffolie (2) durch die vorher
auf dem Lappen (8) angebrachten Begrenzungen der Metallschichten (1,3) abgeschert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kunststoffolie aus einer Fluoräthylenpropylenfolie von 10 μιη bis 20 μιη Dicke besteht
und daß die Metallschichten aus 35 μιτι starkem
Kupfer bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Begrenzung der Lappen
vor dem Hindurchdrücken Durchbrüche angebracht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallfreien
Streifen an ihren Enden mit Verbreiterungen versehen werden, welche keine Ecken oder Kanten
zeigen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der vorgesehenen
Biegekanten in der Metallschicht, die bei der Biegung innen zu liegen kommt, Ausnehmungen
angebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungslinie
der beim Hindurchdrücken mit dem Stempel in Berührung stehenden Metallschicht eines Lappens
zumindest teilweise um die Breite des gegenüberliegenden metallfreien Streifens über die Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Metallschicht hinausragend
erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die metallfreien
Streifen durch Ätzen erzeugt werden und daß zumindest eine Metallschicht nach dem Ätzen und
vor dem Hindurchdrücken der Lappen vollständig mit Lotmctall beschichtet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Stempel ein Teil
eines in die Schaltung einzusetzenden Bauelements dient und daß dieses nach dem Eindrücken in der
Schaltung verbleibt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Stempel ein Schenkel eines
Ferritkernes dient, daß zumindest eine Begrenzung des Lappens schräg zur anliegenden Begrenzung des
Ferritkernes verläuft und daß die anliegende Begrenzung des Ferritkernes metallisiert ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803017320 DE3017320C2 (de) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | Verfahren zur Herstellung einer Durchkontaktierung zwischen Metallschichten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803017320 DE3017320C2 (de) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | Verfahren zur Herstellung einer Durchkontaktierung zwischen Metallschichten |
Publications (2)
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---|---|
DE3017320A1 DE3017320A1 (de) | 1981-11-12 |
DE3017320C2 true DE3017320C2 (de) | 1982-05-27 |
Family
ID=6101741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803017320 Expired DE3017320C2 (de) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | Verfahren zur Herstellung einer Durchkontaktierung zwischen Metallschichten |
Country Status (1)
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---|---|---|---|---|
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DE102005044001B3 (de) * | 2005-09-14 | 2007-04-12 | W.C. Heraeus Gmbh | Laminiertes Substrat für die Montage von elektronischen Bauteilen |
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DE2107591A1 (de) * | 1971-02-17 | 1972-08-31 | Siemens Ag | Verfahren zur Durchkontaktierung von beidseitig mit Leiterbahnen beschichteten Folien |
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1980
- 1980-05-06 DE DE19803017320 patent/DE3017320C2/de not_active Expired
Also Published As
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