DE3040460C2

DE3040460C2 - Elektronische Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE3040460C2
Application number: DE19803040460
Authority: DE
Inventors: Hans Hein; Karl Heinz Dr.phil. 8000 München Houska
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1980-10-27
Publication date: 1982-12-16
Also published as: DE3040460A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung, bei der zumindest ein als Folienschaltung ausgebildetes Substrat mit einem als Schaltungsplatte ausgebildeten Träger zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden ist, und bei der Anschlußflächen auf der der Srhaltungspaltte gegenüberliegenden Seite der Folienschaltung mit • entsprechenden Anschlußflächen der Schaltungsplatte über die Kante der Folienschaltung hinweg metallisch miteinander verbunden sind.

Eine derartige Schaltung ist aus der US-PS 30 82 327 bekannt. Dabei erfolgt die metallische Verbindung zwischen dem Substrat und dem Träger durch eine aufgesprühte Metallschicht (Schopp-Verfahren). Hierzu ist eine Maske erforderlich, die vor der Beschoopung über das Substrat gelegt wird, und in welcher öffnungen angeordnet sind, damit das aufgesprühte Metall die erforderliche metallische Verbindung zwischen Substrat und Träger herstellen kann. Bei der bekannten Schaltung weisen die Substrate nur auf einer Seite Leiterbahnen auf

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten elektronischen Schaltungen derart weiterzubilden, daß sie einfacher herstellbar sind und eine höhere Integrationsdichte aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Folienschaltung mit einer Kunststoffschicht bedeckt ist, die über den Anschlußflächen, die auf der der Schaltungsplatte gegenüberliegenden Seite der Folienschaltung angeordnet sind, Ausnehmungen aufweist, die über die Kante der Folienschaltung hinausreicheti, daß die Anschlußflächen der Folienschaltung mit den Anschlußflächen der Schaltungsplatte verlötet sind, daß Kontaktflächen auf der Folienschaltung mit Kontaktflächen auf der Schaltungsplatte flächig in Berührung stehen, und daß die Kunststoffschicht im Bereich dieser Kontaktflächen keine Ausnehmungen aufweist.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß bei den relativ dünnen Folienschaltung über deren Kanten hinweg eine Kontaktierung von Kontaktflächen mittels eines bekannten Lötverfahrens erfolgen kann. Dadurch ergibt sich ein sehr raumsparender Aufbau einer elektronischen Schaltung, da sowohl die Oberfläche der Schaltungsplatte als auch die der Folienschaltung vollständig ausgenutzt werden können. Weitere diskrete Bauelemente können nicht nur bis unmittelbar an die Folienschaltung heran eingesetzt werden, sie können vielmehr ebenso über der Folienschaltung eingesetzt werden, wobei die normalen Bestückungsautomaten verwendbar sind, da die Erhebung der Folienschaltung über die Schaltungsplatte innerhalb der Toleranzen für die Bauelementemontage liegt. Dabei gewähren die in der Kunststoffschicht angeordneten Ausnehmungen die einwandfreie Kontaktierung zwischen der Folienschaltung und der Schaltungsplatte. Ein weiterer Vorteil ist, daß die erfindungsgemäße Folienschaltung auf der der Schaltungsplatte zugewandten Seite mit entsprechenden Kontaktflächen der Schaltungsplatte flächig in Berührung steht, wodurch der elektrische Kontakt an diesen Stellen ohne Lötung dadurch hergestellt wird, daß die Kontaktflächen durch Kunststoffschicht aufeinander gedrückt werden.

Eine einwandfreie Kontaktierung durch ein Schwallötverfahren ist möglich, wenn die Folienschaltung sich nicht mehr als um etwa 0,3 mm über die Schaltungsplatte erhebt. Dabei können diskrete Bauelemente in der für gedruckte Schaltungen üblichen Art in die elektronische Schaltung eingelötet sein. Ihre Anschlußdrähte können in Löcher gesteckt und mit einer oder mehreren Metallschichten elektronischen Schaltung verlötet sein.

Eine derartige elektronische Schaltung wird vorteilhaft durch ein Verfahren hergestellt, bei dem auf eine mit Mustern elektrisch leitender Flächen versehene Schaltungsplatte eine vorgefertigte Folienschaltung aufgeklebt wird, bei dem die Verdrahtung der Foiienschaltung mit der Schaltungsphite durch Schwallöten erfolgt und bei dem vor dem Schwallöten eine Prepregfolie mit Ausnehmungen im Bereich der Kontaktflächen über die Folienschaltung überstehend aufgeklebt wird. "'

Unter Prepreg wird eine aushärtbare Klebefolie verstanden. Sie kann beispielsweise aus einer mit Kunstharz getränkten Papierfolie bestehen, wobei das Kunstharz bereits soweit ausgehärtet ist, daß es bei der Verarbeitung nicht klebt. Derartige Klebefolien werden ^;"' durch Druck und Wärme erweicht und gewährleisten so eine sichere, flächige Verklebung von zwei Oberflächen.

Vorteilhaft werden vor dem Schwailöten Bohrungen durch die Schaltungsplatte und die darauf befindliche Folienschaltung hindurch angebracht, ^J.ann werden -" Anschlußdrähte von diskreten Bauelementen in diese Bohrungen eingeführt und schließlich die Kontaktierung der Schaltungsplatte, eier Foiienschaltung und der Bauelemente durch einen einzigen Schwallötvorgang erzeugt.

Bei der vorgeschlagenen elektronischen Schaltung werden vorteilhaft auf die Folienschaltung empfindliche Bauelemente aufgebracht, beispielsweise hochohmige Widerstände oder Kondensatoren, während die weniger empfindlichen Bauelemente, beispielsweise Spulen '" und Zuleitungen, auf der Leiterplatte untergebracht werden, wobei die Leiterplatte vorzugsweise aus relativ billigem Material besteht.

Die Kontaktflächen und Leiterbahnen bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Sie können beispielsweise aus '' einer vollständigen Kupferkaschierung herausgeätzt sein. Muster, insbesondere in Widerstandsschichten, können vorteilhaft mittels Lasers erzeugt werden. Dies kann nach dem /Aufkleben der Folienschaltung, z. B. zum Feinabgleich, erfolgen. ⁴"

Sofern unter der Folienschaltung keine freiliegenden Leitungen vorgesehen sind, wird vorteilhaft ein Verfahren mit den Merkmalen eingesetzt, daß auf die Leiterplatte eine zumindest zweischichtige Metallfolie aufgeklebt wird, wobei die der Leiterplatte zugewandte ⁴ ' Schicht eine Widerstandsschicht ist und die zweite Schicht zur Bildung der Anschlußflächen und Leiterbahnen dient, und daß dann in den beiden Schichten die entsprechenden Muster erzeugt werden.

Die Erfindung wird nun anhand von zwei Figuren '" näher erläutert. Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße elektronische Schaltung schematisch.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemä- " Be elektronische Schaltung mit einer Kunststoffabdekkung.

Auf einer Schaltungsplatte 1 befinden sich Folienschaltungen 2,10,11. Diese sind auf die Schaltungsplatte 1 unmittelbar aufgeklebt Auf der Schaltungsplatte 1 wie auch auf den Folienschaitungen 2, 10, 11 befinden sich Muster von Widerstandsschichten und elektrischen Leitungen, die nicht dargestellt wurden. Diese Leitungen bzw. Widerstandsschichten sind mit in der F i g. J schraffiert dargestellten Kontaktflächen 6 elektrisch leitend verbunden. Verbindungsleitungen 3 sind auf die Schaltungsplatte 1 aufgebracht. Diese führen untere entsprechende Kontaktflächen 6. Anschlüsse 4 für die Schaltungsteüe, die sich auf der Schaltungsplatte 1 befinden, führen ebenfalls unter entsprechende Kontaktflächen 6 auf der Folienschaltung.

Die Kontaktflächen 6 sind mit den darunter befindlichen Leiterbahnen 3 oder Kontaktflächen 4 der Schaltungsplatte 1 durch Lotmetallschichten elektrisch leitend verbunden. Die Lotmetallschichten sind beispielsweise im Schwallötverfahren aufgebracht. Auch eine Tauchlötung kann hierfür verwendet werden.

Durch Löcher 14 sind Anschlußdrähte 12 von elektrischen Bauelementen hindurchgesteckt und mit Anschlußflächen 13 verlötet. Die zugehörigen diskreten Bauelemente sind auf der Unterseite der Schaltungsplatte 1 angebracht.

In Fig. 2 sind auf eine Schalungsplatte 1 Anschlußflächen 4 und 7 aus einem lötfähigen Metall, beispielsweise Kupfer, angebracht. Auf diese Anschlußfläche 4 ist eine Folienschaltung 15 aufgelegt. Sie weist zumindest eine Anschlußfläche 6 auf, welche sich auf der von der Schaltungsplatte abgewandten Seite der Folienschaltung befindet. Die Folienschaltung 15 ist von Kunststoff 9 umhüllt. Dieser Kunststoff 9 weist im Bereich der Anschlußfläche 6 eine Aussparung 16 auf, welche über die Kante 17 der Folienschaltung 15 hinausreicht. Im Bereich dieser Ausnehmung 16 wurde beim Schwallöten eine Lotmetallschicht 5 aufgebracht, welche die Kontaktflächen 6 und 4 überdeckt und eine elektrisch leitende Verbindung dieser beiden Kontaktflächen herstellt. Sie überdeckt dabei auch die Kante 17 der Folienschaltung 15.

Die Kontaktflächen 7 und 8 liegen unmittelbar aneinander. Sie sind vollständig von Kunststoff umhüllt. Der Kunststoff, welcher hier vorzugsweise aus einem Prepreg gebildet ist, drückt die Kontaktflächen 7 und 8 mit ausreichender Kraft aufeinander, so daß auch ohne Lötung ein ausreichend sicherer Kontakt entsteht.

Das Prepreg, vorzugsweise in Form eines mit Kunstharz getränkten Papieres, ist unter Druck und Wärme auf die elektronische Schaltung aufgepreßt, wodurch seine Dicke nur etwa 0,1 mm bis 0,2 mm beträgt. Auch dieser Aufbau läßt sich nachträglich mit zusätzlichen, diskreten Bauelementen bestücken. Hierzu werden an entsprechenden Stellen Löcher durch den Aufbau gebohrt, die Anschlußdrähte der Bauelemente werden in an sich bekannter Weise eingeführt. Die Gesamtdicke der Folienschaltung und des Prepreg bleibt dabei unter 0,3 mm. Dieser Wert gewährleistet eine einwandfreie Bestückung mit herkömmlichen Bestückungsmaschinen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltung, bei der zumindest ein als Folienschaltung ausgebildetes Substrat mit einem als Schaltungsplatte ausgebildeten Träger zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden ist, und bei der Anschlußflächen auf der der Schaltungsplatte gegenüberliegenden Seite der Folienschaltung mit entsprechenden Anschlußflächen der Schaltungsplatte über die Kante der Folienschaltung hinweg metallisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschaltung(15) mit einer Kunststoffschicht (9) bedeckt ist, die über den Anschlußflächen (6), die auf der der Schaltungsplatte (1) gegenüberliegenden Seite der Folienschaltung (15) angeordnet sind. Ausnehmungen (16) aufweist, die über die Kante (17) der rolienschaltung (15) hinausreichen, daß die «nschlußfläclven (6) der Folienschaltung (15) mit den Anschlußflächen (17) der Schaltungsplatte (1) verlötet sind, daß Kontaktflächen (8) auf der Folienschaltung (15) mit Kontaktflächen (7) auf der Schaltungsplatte (1) flächig in Berührung stehen, und daß die Kunststoffschicht (9) im Bereich dieser Kontaktflächen keine Ausnehmungen aufweist.

2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschaltung sich im Bereich der Anschlußflächen höchstens um etwa 0,3 mm über die Schaltungsplatte erhebt.

3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diskrete Bauelemente in der für gedruckte Schaltungen üblichen Art in die elektronische Schaltung eingelötet sind.

4. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine mit Mustern elektrisch leitender Flächen versehene Schaltungsplatte eine vorgefertigte Foiienschaltung aufgeklebt wird, daß die Verdrahtung der Folienschaltung mit der Schaltungsplatte durch Schwallöten erfolgt, und daß vor dem Schwallöten eine Prepregfolie mit Ausnehmungen im Bereich der Kontaktflächen über die Folienschaltung überstehend aufgeklebt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schwallöten Bohrungen durch die Schaltungsplatte und die darauf befindliche Folienschaltung hindurchgebracht werden, daß Anschlußdrähte von diskreten Bauelementen in diese Bohrungen eingeführt werden, und daß die Kontaktierung der Schaltungsplatte, der Folienschaltung und der Bauelemente durch einen einzigen Schwallötvorgang erfolgt.

6. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Leiterplatte eine zumindest zweischichtige Metallfolie aufgeklebt wird, wobei die der Leiterplatte zugewandte Schicht eine Widerstandsschicht ist und die zweite Schicht zur Bildung der Anschlußflächen und Leiterbahnen dient, und daß dann in den beiden Schichten die entsprechenden Muster erzeugt werden.