DE69207135T2 - Ankerverfahren für Folien von Schaltungen mit Grünschichten - Google Patents

Ankerverfahren für Folien von Schaltungen mit Grünschichten

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Folie für Green-Tape-Schaltungen an einer anderen Folie bei der Herstellung von Mehrschichtenpackungen für Schaltungen nach der sogenannten Green-Tape-Technik; ferner betrifft die Erfindung Packungen von personalisierten, gedruckten und getrockneten Green-Tape-Folien.
  • Insbesondere ist hervorzuheben, daß das Befestigungsverfahren gemäß der Erfindung während des Zusammenbaus von Green-Tape- Folien und vor dem Kompressionsschritt durchgeführt wird.
  • Hybridschaltungen nach der sogenannten Green-Tape-Technik bestehen aus dünnen Folien aus Aluminiumoxid im Rohzustand oder einem anderen, ähnlichen Werkstoff, die auf einer oder beiden Oberflächen eine gedruckte Schaltung tragen. Diese Green-Tape- Folien werden übereinandergelegt, wobei ihre Zahl mehrere zehn Folien betragen kann. Diese Folien werden dann zusammengepreßt, so daß ein Mehrschichtenelement geringer Stärke gebildet wird. Die einzelnen Komponenten der Schaltung auf jeder einzelnen Green-Tape-Folie können miteinander verbunden werden durch geeignete Verbindunglöcher, die in die Green-Tape-Folien eingearbeitet sind und mit einer Paste aus leitendem Material gefüllt werden.
  • Beim Stand der Technik wird die gegenseitige Verbindung der Folien dadurch hergestellt, daß an den Kanten jeder Folie, die eine Green-Tape-Schaltung bildet, ein Klebstoff angebracht wird, so daß die Green-Tape-Folien positioniert und miteinander verbunden sind, bevor die Kompression durchgeführt wird. Auf diese Weise wird jedes Verschieben einer Folie relativ zu einer anderen Folie in der Mehrschichtenpackung der Green-Tape- Schaltung verhindert.
  • Die erläuterte Verbindung mit Hilfe von Klebstoffen wird von Hand durchgeführt, was einen erheblichen Zeit- und Kostenaufwand mit sich bringt und auch eine große Zahl von Ausschuß verursacht, weil der Klebstoff nicht genau angebracht werden kann und durch die manuelle Bearbeitung Beschädigungen auftreten können.
  • Die JP-A 02 241 091 beschreibt ein Verfahren, bei dem gedruckte Verdrahtungsplatten miteinander verschweißt werden, bevor sie zu Mehrschichtstrukturen laminiert werden, um während der Laminierung Positionsabweichungen zu vermeiden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde ein System entwickelt, getestet und realisiert, mit dem eine sichere und wirkungsvolle Verankerung mit weiteren Vorteilen erzielt wird.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche 1 und 5, während die abhängigen Ansprüche vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung zum Gegenstand haben.
  • Die Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren angegeben wird, mit dem einzelne Green-Tape-Folien miteinander verbunden werden können, um Hybridschaltungen nach der sogenannten Green-Tape- Technik herzustellen. Genauer gesagt ist es bei dem Verfahren gemäß der Erfindung möglich, jede überlagerte Green-Tape-Folie mit der zuvor positionierten Folie über wenigstens eine Schweißung oder Lötung zu verbinden.
  • Nach einer Ausführungsform wird die Schweißoperation zu ein und derselben Zeit ausgeführt an einer Packung, die aus mehreren, einander überlagerten Green-Tape-Folien besteht, welche auf diese Weise gleichzeitig und in einem einzigen Schritt miteinander verankert werden. Die Packungen können auch aus mehreren zehn Green-Tape-Folien bestehen, die in einer festen Positionierung aufeinander gehalten werden, bis die Schweißung abgeschlossen ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Green-Tape-Folien während der Handhabung und der Kompression gegeneinander verrutschen können. Das Verbindungsverfahren gemäß der Erfindung ist sehr genau, reduziert Ausschuß auf ein Minimum und gestattet sehr kurze Zykluszeiten sowie ein hervorragendes Endprodukt.
  • Die Schweißoperation besteht aus jeweils wenigstens zwei Punktschweißungen, Schlitz- oder Lochschweißungen oder Nahtschweißungen. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Punktschweißungen, wobei allerdings mit der Beschreibung auch Schlitz-, Loch- und Nahtschweißungen umfaßt werden.
  • Wenigstens zwei Punktschweißungen können an zwei diametral gegenüberliegenden Ecken der Green-Tape-Folie oder an zwei auf derselben Seite der Folie liegenden Ecken oder an zwei Endpunkten der Mittelachse oder an anderen Punkten durchgeführt werden, die die vorgegebene Aufgabe erfüllen.
  • Wenn an jeder Green-Tape-Folie drei Punktschweißungen angebracht werden, können zwei von diesen beispielsweise an zwei Ecken einer Seite positioniert werden, während der dritte Schweißpunkt in einer zentralen Position auf der gegenüberliegenden Seite durchgeführt wird.
  • Die Punktschweißungen zur Verankerung der folgenden Green-Tape- Folien werden in vorteilhafter Weise an anderen Stellen oder solchen Stellen durchgeführt, die nicht mit den bereits verwendeten Schweißpositionen übereinstimmen, um Verwerfungen und Krümmungen in der Mehrschichtenpackung zu verhindern, welche die Green-Tape-Schaltung bildet.
  • Wenn ein Punkt auf der Green-Tape-Folie in geeigneter Weise erhitzt wird, ist es möglich, die in dem Aluminiumoxid der Folie enthaltenen Lösungsmittel zu schmelzen. Auf diese Weise wird durch Erhitzen der miteinander zu verbindenden Zonen einer Green-Tape-Folie und durch Überlagerung einer weiteren Folie erreicht, daß die Green-Tape-Folien durch die Schmelzwirkung aneinander haften. Die Erhitzung kann durch Präzisionsschmelzeinrichtungen oder mit Hilfe einer hochschmelzenden Elektrode, durch Laser, Hochfrequenzsysteme, Ultraschall, Mikrowellen-Schmelzsysteme oder mit anderen, für diesen Zweck geeigneten Mitteln durchgeführt werden.
  • Nachdem die einzelnen Green-Tape-Folien in einer vorgegebenen Anzahl zusammengesetzt und jeweils paarweise oder alle gleichzeitig miteinander gemäß dem Verfahren nach der Erfindung verbunden worden sind, werden sie zusammengedrückt, so daß eine elektrische Mehrschichtenschaltung geringer Dicke erzeugt wird.
  • In den Figuren sind nicht einschränkende Beispiele der Erfindung in Form von schematischen Darstellungen einiger Möglichkeiten des Verbindungsverfahrens gemäß der Erfindung gezeigt, mit deren Hilfe eine aus einer Packung bestehende Green-Tape-Schaltung hergestellt wird, die aus einer Mehrzahl von Green-Tape-Folien besteht. Es zeigen:
  • Figur 1 die schematische Darstellung eines Verfahrens zur Verbindung von Green-Tape-Folien durch Punktschweißungen nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • Figur 2 schematische Darstellungen einiger Varianten des Verfahrens der Figur 1,
  • Figur 3 die schematische Darstellung eines Verfahrens zur Verbindung von drei Green-Tape-Folien durch Punktschweißungen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
  • Figur 4 die schematische Darstellung eines Verfahrens zur Verbindung von Green-Tape-Folien durch Nahtschweißung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • Wenigstens zwei Zonen einer ersten Green-Tape-Folie 10a werden mit Hilfe geeigneter und nicht dargestellter Einrichtungen erhitzt, um auf diese Weise zwei Schweißungen zu erzeugen, im dargestellten Beispiel zwei Punktschweißungen 11. Diese Punktschweißungen 11 werden erhalten durch Schmelzen der Lösungsmittel, die in dem Aluminiumoxid enthalten sind, aus dem die Green-Tape-Folie 10a besteht.
  • Wie bereits erwähnt, kann die Hitze für die Schmelzpunkte erzeugt werden durch eine Präzisionsschmelzeinrichtung, eine heißschmelzende Elektrode, Laser, Hochfrequenzsysteme, Ultraschall- oder Mikrowellen-Schweißsysteme oder mit Hilfe von Ultraschall- oder Heißpunkt- oder anderer Einrichtungen, die für diesen Zweck geeignet sind und von denen keine dargestellt ist.
  • Beim in Figur 1 gezeigten Beispiel für die Green-Tape-Folie 10a werden die beiden Schweißpunkte 11 in der Nähe von zwei einander gegenüberliegenden Ecken der Folie 10a gelegt. Gleichzeitig wird eine zweite Green-Tape-Folie 10b auf die erste und bereits positionierte Folie 10a gelegt. Auf diese Weise wird eine gegenseitige Verankerung der ersten und der zweiten Folie 10a, 10b hergestellt.
  • Anschließend werden in derselben Weise zwei Schweißpunkte 12 an den anderen Ecken gelegt, die nicht mit den Ecken der ersten Schweißpunkte 11 übereinstimmen. Dann wird die dritte Green- Tape-Folie 10c auf die zweite Folie 10b gelegt, so daß die drei Folien 10a, 10b, 10c gegenseitig verankert werden.
  • Anschließend werden auf der dritten Folie 10c zwei Schweißpunkte 10 gelegt, deren Position mit den Positionen der zuvor gelegten Schweißpunkte 11 und 12 nicht übereinstimmt. Darauf wird eine vierte Folie 10d aufgelegt, die damit an der dritten Folie 10c verankert wird.
  • Wenn die aus den Green-Tape-Folien 10a, 10b, 10c und 10d bestehende Packung zusammengebaut ist und die Folien gemäß dem Verfahren nach der Erfindung miteinander verbunden worden sind, werden die Folien 10a bis bd zusammengedrückt, um auf diese Weise eine elektrische Mehrschichtenschaltung der Green-Tape- Bauart herzustellen.
  • Gemäß einer Variante werden die Folien 10 alle zunächst aufeinandergelegt, um die Mehrschichtenpackung zu bilden, wonach alle Folien gleichzeitig und in einer einzigen Schweißoperation gemäß der Erfindung miteinander verschweißt werden.
  • Figur 2 zeigt einige mögliche Positionen für die Schweißpunkte 11 auf den Green-Tape-Folien 10, nämlich:
  • Figur 2a zeigt Green-Tape-Folien 10a, 10b und 10c, bei denen jeweils zwei Schweißpunkte 11 alternierend auf einer Symmetriemittelachse und einer anderen Symmetriemittelachse der Folie 10 liegen;
  • Figur 2b zeigt Green-Tape-Folien 10a, 10b und 10c, bei denen die Punktschweißungen 11 alternierend auf der einen und der anderen Diagonalen der Folie 10 durchgeführt werden;
  • Figur 2c zeigt Green-Tape-Folien 10a, 10b und 10c, bei denen die Schweißpunkte 11 alternierend an der einen und an der gegenüberliegenden Seite der Folie 10 gelegt werden;
  • Figur 2d zeigt Green-Tape-Folien 10a, 10b und 10c, bei denen zwei Punktschweißungen 11 jeweils aus drei Schweißpunkten bestehen, die alternierend so gelegt werden, daß jeweils ein im wesentlichen gleichschenkliges Dreieck entsteht, dessen Spitze alternierend auf der einen und auf der gegenüberliegenden Seite liegt.
  • Die Schweißpunkte 11 können auch an anderen Stellen der jeweiligen Green-Tape-Folie 10 angebracht werden.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind nur zwei oder drei Schweißpunkte 11 zwischen aufeinanderliegenden Folien 10 angebracht; selbstverständlich kann auch eine andere Zahl von Schweißpunkten gewählt werden.
  • Figur 3 zeigt Green-Tape-Folien 10a, 10b und 10c, die miteinander durch Schlitz- oder Lochschweißungen 14 verbunden sind, welche auf Diagonalen der Folien 10 liegen. Diese Schlitz- oder Lochschweißungen 14 können unterschiedliche Formen haben, beispielsweise kreisförmig, oval, polygonal o. dgl.
  • Im Beispiel der Figur 4 sind die Green-Tape-Folien 10a, 10b und 10c miteiander durch Schweißnähte 15 verbunden, die an den Seiten der Folien 10 liegen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verbinden von Folien für Green-Tape- Schaltungen, bei dem die personalisierten, gedruckten und getrockneten Green-Tape-Folien in koordinierter und organisierter Weise einander überlagert werden und wenigstens eine Green-Tape-Folie (10) mit wenigstens einer weiteren, zuvor positionierten Green-Tape-Folle (10) verbunden wird durch wenigstens eine Schweißung (11, 12, 13, 14, 15), die durch eine Wärmequelle erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißverbindung zwischen der letzten Green-Tape-Folie (10) und der vorletzten Green-Tape-Folie (10) oder der Vereinigung von Green-Tape-Folien an einer Position erzeugt wird, die zwischen den aufeinanderliegenden Oberflächen dieser Folien liegt und nicht übereinstimmt mit der Position der Schweißverbindung zwischen den aufeinanderliegenden Oberflächen der zuvor miteinander verbundenen, vorletzten Folie (10) und der vorvorletzten Folie (10) oder Foliengruppe.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißelement aus wenigstens zwei Schweißpunkten (11) besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißelement aus wenigstens zwei Schlitz- oder Lochschweißungen (14) besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißelement aus wenigstens zwei Schweißnähten (15) besteht.
5. Packung personalisierter, gedruckter und getrockneter, einander in koordinierter und organisierter Weise überlagerter Green-Tape-Folien, bei der die letzte obere Folie (10) mit der unmittelbar zuvor positionierten, darunterliegenden, vorletzten Folie (10) zur gegenseitigen, unverschiebbaren Positionierung durch wenigstens eine Schweißung (11, 12, 13, 14, 15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung zwischen den aufeinanderliegenden Oberflächen an einer Stelle gelegt ist, die von der der zuvor durchgeführten Schweißungen (11, 12, 13, 14, 15) verschieden ist, welche die aufeinanderliegenden Oberflächen der vorletzten Folie (10) und der vorvorletzten Folie (10) verbindet.
6. Packung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Green-Tape-Folien aus wenistens zwei Schweißpunkten (11) besteht.
7. Packung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung zwischen zwei aufeinanderliegenden Green-Tape-Folien aus wenigstens zwei Schitz- bzw. Lochschweißungen (14) besteht.
8. Packung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung zwischen zwei aufeinanderliegenden Green-Tape-Folien aus wenigstens zwei Schweißnähten (15) besteht.
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