專利名稱：導(dǎo)電連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于至少一個(gè)終止于一線路板邊緣的導(dǎo)線線路與位于一相鄰的由熱塑性塑料用MID工藝制成的構(gòu)件上的導(dǎo)線線路導(dǎo)電連接的方法。
背景技術(shù)：
作為所謂的成型射出裝置(MID)，亦即用MID-工藝制造的電氣構(gòu)件可以按照不同的方法，例如掩模法，用帶有后續(xù)電鍍金屬化的雙組分壓注，通過(guò)激光直接形成結(jié)構(gòu)、后噴涂(Hinterspritzen)薄膜或熱壓印設(shè)有所希望的導(dǎo)線線路。這樣制造的MID-構(gòu)件—與由GFK等等組成的普通線路板不同—是帶有內(nèi)置導(dǎo)線線路布置圖案(layout)和在某些情況下其它電子或電子機(jī)械元件的三維成形件。采用這種類型的MID-構(gòu)件，即使它僅僅設(shè)有導(dǎo)線線路并用作電氣或電子裝置內(nèi)的普通布線的替代品—不僅節(jié)省空間并由此使有關(guān)裝置小型化，還通過(guò)減少安裝和導(dǎo)電連接工序數(shù)量降低制造成本。
然而MID-構(gòu)件不適合于用作通用的其上以SMD工藝設(shè)置大量具有高封裝密度和非常小的導(dǎo)線線路間距的電子元件的印刷線路板或線路板的替代品，在這種情況下經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，即一個(gè)或多個(gè)線路板與一個(gè)MID-構(gòu)件導(dǎo)電連接。迄今為止的方法，亦即焊入跨接線或通過(guò)插接接線柱、彈簧接線柱、導(dǎo)電橡膠條等的機(jī)械式導(dǎo)電連接，耗費(fèi)材料，另一方面占用空間大，昂貴和花費(fèi)寶貴的制造時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種特別經(jīng)濟(jì)合理同時(shí)可靠的開(kāi)頭所述類型的導(dǎo)電連接方法。
按照本發(fā)明在開(kāi)頭所述類型的方法中通過(guò)以下工步實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的a)在提供至少一塊線路板的至少單面敷銅/鍍銅的板件以一布置圖案產(chǎn)生線路板的導(dǎo)線線路，在該布置圖案中導(dǎo)線線路延長(zhǎng)超過(guò)限定以后朝向MID-構(gòu)件的線路板邊緣的分割線，b)板件沿分割線至少在導(dǎo)線線路的區(qū)域內(nèi)設(shè)有通孔，c)電鍍地對(duì)通孔進(jìn)行通孔鍍敷，d)將線路板從板件上分離下來(lái)，e)將線路板相對(duì)于MID-構(gòu)件定位，線路板和MID-構(gòu)件的相鄰的導(dǎo)線線路相互焊接。
為了每塊板件制造一塊以上線路板，作為工步a)的另一種選擇，a’)在提供至少兩塊線路板的至少一側(cè)敷銅的板件以一布置圖案產(chǎn)生線路板的導(dǎo)線線路，在該布置圖案中以后朝向MID-構(gòu)件的邊緣沿共同的分割線相互鄰接，并且相關(guān)的導(dǎo)線線路跨接此分割線(權(quán)利要求2)。
其它工步b)至e)如前所述進(jìn)行。
也就是說(shuō)本發(fā)明的核心在于，待導(dǎo)電連接的導(dǎo)線線路在板件上—即在以后從其中分離下線路板的板上—超過(guò)線路板的以后的邊緣延長(zhǎng)到與MID-構(gòu)件的導(dǎo)線線路在其邊緣處在其中終止的柵格相同的柵格內(nèi)，所述(板件上的)導(dǎo)線線路正好在以后的邊緣高度處設(shè)有鍍敷的通孔，然后才將線路板從板件上例如折斷下來(lái)或沖裁下來(lái)，從而各導(dǎo)線線路終止于一鍍敷的半圓柱表面上。在單塊線路板的情況下板件比線路板大相應(yīng)的邊條即可。在線路板以后的實(shí)際邊緣的高度上線路板配備鍍敷的通孔。接著將多余的邊條折掉。如果象通常那樣應(yīng)該同時(shí)產(chǎn)生多塊線路板，那么按上述可選擇的工步a’)進(jìn)行處理要有利得多。這時(shí)在板件上分別頭連頭地相對(duì)設(shè)置至少兩塊線路板，例如用這樣的方法，即布置圖案使得在板件上產(chǎn)生一相對(duì)于另一線路板繞垂直軸旋轉(zhuǎn)180°的線路板?；旧显谙嚓P(guān)邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度上產(chǎn)生一導(dǎo)線線路柵格，而與多少導(dǎo)線線路傳導(dǎo)電信號(hào)無(wú)關(guān)，則是適宜的。對(duì)于MID-構(gòu)件對(duì)應(yīng)的邊緣也一樣。用這種方法實(shí)現(xiàn)線路板和MID-構(gòu)件之間的機(jī)械連接的最大強(qiáng)度。
這樣準(zhǔn)備好的線路板可以毫無(wú)問(wèn)題地與相鄰MID-構(gòu)件的導(dǎo)線線路焊接。這種類型的導(dǎo)電連接表明在電氣上是安全和可靠的，并且在機(jī)械上特別穩(wěn)定。所建議的方法不需要附加的連接元件，并且只由于這個(gè)原因便已經(jīng)節(jié)省費(fèi)用，同時(shí)這還節(jié)省線路板上的空間，并使額外的迄今為止在現(xiàn)有技術(shù)已知的導(dǎo)電連接方法中必需的制造工步變得多余。
在實(shí)際上可以不需要額外的開(kāi)支通過(guò)這樣的方法提高導(dǎo)電連接的安全性，即線路板的導(dǎo)線線路至少在其邊緣處加寬成導(dǎo)電連接面，即所謂的焊接區(qū)/焊盤(pán)(pads)(權(quán)利要求3)。由于電路技術(shù)方面的原因不需要導(dǎo)線線路的地方，在邊緣側(cè)只形成焊接區(qū)就足夠了。
非常小的額外加工費(fèi)用的條件下，通過(guò)焊接/釬焊同時(shí)造成的在線路板和MID-構(gòu)件之間的機(jī)械連接的改善之處在于，板件在背面至少在分割線與正面的導(dǎo)線線路重疊的區(qū)域內(nèi)設(shè)置(焊接區(qū))(權(quán)利要求4)。所述導(dǎo)電連接面可以在雙面線路板時(shí)延續(xù)到背面的傳輸信號(hào)的導(dǎo)線線路上。
這里，當(dāng)背面的導(dǎo)電連接面或焊接區(qū)延伸到背面的導(dǎo)線線路時(shí)，正面的導(dǎo)線線路與背面的導(dǎo)電連接面或焊接區(qū)通過(guò)金屬化的和通孔鍍敷的孔連接是適宜的(權(quán)利要求5)。即使相應(yīng)的邊緣處的半圓柱表面的金屬化由于棱邊包夾不充分或其它原因在正面的導(dǎo)線線路或其加寬成的導(dǎo)電連接面與線路板背面的導(dǎo)線線路或?qū)щ娺B接面之間沒(méi)有或只有不充分的導(dǎo)電連通，這種通孔鍍敷仍建立與MID-構(gòu)件的相關(guān)導(dǎo)線線路的可靠的導(dǎo)電連通。
如果線路板和MID-構(gòu)件這樣地相互定位，使得線路板和MID-構(gòu)件待相互導(dǎo)電連接的導(dǎo)線線路相互在高度上錯(cuò)開(kāi)大約一個(gè)線路板的厚度，并相互搭接，那么首先對(duì)于機(jī)械強(qiáng)度是有好處的(權(quán)利要求6)。由此形成線路板和MID-構(gòu)件之間面積較大的焊接/釬焊連接。
線路板的導(dǎo)線線路和MID-構(gòu)件的導(dǎo)線線路可以特別是按回流法相互釬焊/焊接(權(quán)利要求7)。但是也可以采用其它導(dǎo)電連接方法，如激光焊接、過(guò)熱汽相焊接(Heiβdampfphasenlten)或機(jī)器人焊接或者導(dǎo)電粘接。事先要求的焊膏涂覆可例如按絲網(wǎng)印刷法或逐點(diǎn)地借助于分配器機(jī)器人進(jìn)行。
板件或線路板可以還在導(dǎo)電連接之前至少局部地配備MID-構(gòu)件的導(dǎo)線線路(權(quán)利要求8)，使得例如在后續(xù)的回流處理中在一個(gè)工步內(nèi)既使所配備的元件與線路板的導(dǎo)線線路又使導(dǎo)線線路與MID-構(gòu)件焊接。
所建議的導(dǎo)電連接法特別適合于和在它上面例如用熱壓法(權(quán)利要求9)或通過(guò)激光直接形成構(gòu)造(權(quán)利要求10)安裝有導(dǎo)線線路的MID-構(gòu)件結(jié)合。


下面借助于示意簡(jiǎn)化的附圖舉例地說(shuō)明按本發(fā)明的方法。其中圖1示出一線路板的俯視透視圖，圖2示出同一線路板的后視圖，圖3示出一包括四個(gè)這種線路板的板件，圖4示出一與用MID工藝制作的構(gòu)件機(jī)械和導(dǎo)電連接的線路板，和圖5示出一對(duì)應(yīng)于圖4中沿A-A線的剖面的大大放大的導(dǎo)電連接部位。
具體實(shí)施例方式
圖1用透視圖簡(jiǎn)化表示一例如由玻璃纖維強(qiáng)化的環(huán)氧樹(shù)脂制成的線路板，它設(shè)有這里僅僅用符號(hào)表示的通過(guò)導(dǎo)線線路4相互連接的元件2和3。元件2和3的電源接頭和信號(hào)線接頭通過(guò)另一導(dǎo)線線路5通向線路板的上邊緣處的邊緣觸點(diǎn)6。在那里各導(dǎo)線線路轉(zhuǎn)接到加寬的導(dǎo)電連接面6a，見(jiàn)放大的局部。導(dǎo)電連接面6a在規(guī)定的柵格中且?guī)缀跹鼐€路板1的整個(gè)上邊緣設(shè)置，而且它不需要引出的導(dǎo)電接頭。線路板1背面也可以設(shè)置導(dǎo)線線路，并配備電氣元件。
即使象在本實(shí)施例中那樣，線路板僅在前側(cè)設(shè)有導(dǎo)線線路和元件，如圖2所示，在線路板的背側(cè)仍設(shè)有與導(dǎo)電連接面6a相對(duì)的相同的導(dǎo)電連接面6b。導(dǎo)電連接面6a和6b既通過(guò)在線路板1上邊緣形成的半圓柱面6c，又附加地通過(guò)通孔鍍敷的孔6d相互連接。
線路板1的邊緣觸點(diǎn)6按借助于圖3說(shuō)明的方法產(chǎn)生。在兩面敷銅的板件20上按已知方法中的一種在正面和背面產(chǎn)生一相當(dāng)于四塊相同的線路板1.1至1.4的布置圖案，僅僅是為了看清楚，這里所述線路板表示成正面已經(jīng)配備了元件2和3。布置圖案設(shè)計(jì)成使得各兩塊線路板1.1和1.2以及1.3和1.4以其帶有邊緣觸點(diǎn)的邊緣相互鄰接地相對(duì)設(shè)置。也就是說(shuō)在這個(gè)示例中線路板1.2和1.4的布置圖案相對(duì)于線路板1.1和1.3的布置圖案繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)180°。在產(chǎn)生導(dǎo)線線路4和5和導(dǎo)電連接面6a以及這里不可見(jiàn)的背面的導(dǎo)線線路和導(dǎo)電連接面之前或之后，板件沿導(dǎo)電連接面6.1a、6.2a和6.3a、6.4a越過(guò)其延伸的分割線2.1在這些導(dǎo)電連接面的高度上、在和所述導(dǎo)電連接面相同的柵格內(nèi)設(shè)置通孔8和孔6d，在這個(gè)工步中還制造全部其它必要的孔，特別是用來(lái)裝備和導(dǎo)電連接元件2和3所需要的孔。接著全部的孔，亦即通孔8和孔6d，按常用的方法電鍍地進(jìn)行通孔鍍敷。在最后一個(gè)工步中沿分割線2.1至2.6從板件20上沖下線路板1.1至1.4。然后在線路板1.1至1.4各待導(dǎo)電連接的邊緣區(qū)域內(nèi)使導(dǎo)電連接面6a、6b按圖1通過(guò)金屬化的半圓柱形表面6c和附加地通過(guò)完全金屬化的孔6d導(dǎo)電連接。即使在沖下過(guò)程中半圓柱形面6c的薄的只有幾個(gè)μm厚的金屬化層可能受到損壞，在孔6d區(qū)域內(nèi)的鍍敷仍確保多個(gè)導(dǎo)電連接面6a與背面的相對(duì)面6b的導(dǎo)電連接。
線路板1設(shè)定成用來(lái)與用MID工藝制造的電氣構(gòu)件導(dǎo)電和機(jī)械連接。圖4舉例表示一殼體下部10形式的這種MID-構(gòu)件，其三維表面帶有大量例如按熱壓印法(Heissprgeverfahren)或通過(guò)激光直接形成構(gòu)造所產(chǎn)生的終止于導(dǎo)電連接面12的導(dǎo)線線路11，其它電氣元件(未畫(huà)出)焊接在所述導(dǎo)電連接面上。導(dǎo)線線路11與線路板1的邊緣觸點(diǎn)6焊接。按任何一種已知方法的焊接既用于線路板1的導(dǎo)電連接又用于線路板1在殼體下部10內(nèi)的機(jī)械固定。
圖5以沿圖4中A-A線的放大剖視圖表示焊接連接。線路板1以其邊緣搭接地位與MID-構(gòu)件10的邊緣上。上側(cè)的導(dǎo)電連接面6a與下側(cè)的導(dǎo)電連接面6b一方面通過(guò)金屬化的半圓柱形面6c，另一方面通過(guò)孔6d的金屬化層6e連接。MID-構(gòu)件10的導(dǎo)線線路11通過(guò)焊料30既與半圓柱形表面6c又與下導(dǎo)電連接面6b連接，且焊料30由于毛細(xì)作用填充這個(gè)下側(cè)的導(dǎo)電連接面6b和導(dǎo)線線路11之間的縫隙。由于毛細(xì)作用焊料30還上升到孔6d內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于使終止于一線路板至少一個(gè)邊緣上的導(dǎo)線線路與安裝在用MID工藝由熱塑性塑料制成的一相鄰構(gòu)件上的導(dǎo)線線路導(dǎo)電連接的方法，其特征為a)在一提供至少一塊線路板的至少單面敷銅的板件上以一布置圖案產(chǎn)生線路板的導(dǎo)線線路，在所述布置圖案中導(dǎo)線線路延長(zhǎng)超過(guò)限定線路板以后朝向MID-構(gòu)件的邊緣的分割線，b)板件至少在導(dǎo)線線路區(qū)域內(nèi)沿分割線設(shè)置有通孔，c)電鍍地使通孔進(jìn)行通孔鍍敷，d)從板件上分離線路板，和e)各待導(dǎo)電連接的線路板相對(duì)于MID-構(gòu)件定位，線路板和MID-構(gòu)件的相互鄰接的導(dǎo)線線路相互焊接。
2.按權(quán)利要求1的用來(lái)同時(shí)制造一塊以上線路板的方法，其特征為以下工步代替工步a)a’)在一提供至少兩塊線路板的、至少單面敷銅的板件上以一布置圖案產(chǎn)生線路板的導(dǎo)線線路，在所述布置圖案中以后朝向MID-構(gòu)件的邊緣沿一共同的分割線相互鄰接，并且相關(guān)導(dǎo)線線路跨接此分割線。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征為線路板的導(dǎo)線線路至少在其邊緣處加寬成導(dǎo)電連接面或焊接區(qū)。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為板件在背面至少在分割線區(qū)域內(nèi)與正面的導(dǎo)線線路重疊地設(shè)置導(dǎo)電連接面或焊接區(qū)。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征為至少當(dāng)背面的導(dǎo)電連接面延伸到背面的導(dǎo)線線路時(shí)，正面的導(dǎo)線線路與背面的導(dǎo)電連接面通過(guò)金屬化和通孔鍍敷的孔連接。
6.按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為線路板和MID-構(gòu)件這樣地相互定位，使得線路板和MID-構(gòu)件待相互導(dǎo)電連接的導(dǎo)線線路相互在高度上錯(cuò)開(kāi)一個(gè)線路板的厚度，并相互搭接。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為線路板的導(dǎo)線線路和MID-構(gòu)件的導(dǎo)線線路按回流法相互焊接。
8.按權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為板件或線路板在導(dǎo)電連接之前至少局部配備MID-構(gòu)件的導(dǎo)線線路。
9.按權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為用于在其上面通過(guò)熱壓法裝有導(dǎo)線線路的MID-構(gòu)件。
10.按權(quán)利要求1至8之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為用于在其上面通過(guò)激光直接形成結(jié)構(gòu)裝有導(dǎo)線線路的MID-構(gòu)件。
全文摘要
用于使一線路板的導(dǎo)線線路與用MID工藝制造的構(gòu)件的導(dǎo)線線路導(dǎo)電連接的方法，包括以下工步在從其上獲得線路板的板件上使導(dǎo)線線路至少一直通到線路板的邊緣；板件沿此邊緣在導(dǎo)線線路的區(qū)域內(nèi)設(shè)置通孔；通孔通過(guò)電鍍進(jìn)行通孔鍍敷；從板件上割下來(lái)的線路板相對(duì)于MID－構(gòu)件這樣地定位，使得線路板和MID－構(gòu)件相互鄰接的導(dǎo)線線路可相互焊接。線路板適宜于得到與終止于其邊緣的導(dǎo)線線路重疊的背面的導(dǎo)電連接面，它們通過(guò)金屬化和通孔鍍敷的孔與正面的導(dǎo)線線路導(dǎo)電連接。
文檔編號(hào)H05K3/34GK1575107SQ20041004295
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者A·格恩哈特, T·古勒特, C·門(mén)策爾, W·奧利科 申請(qǐng)人:諾瓦爾有限公司