Beschreibungdescription
Schaltungstragerelement für elektronische Geräte, insbesondere KomrαunikationsendgeräteCircuit carrier element for electronic devices, in particular communication terminals
Elektronische Geräte - z.B. Geräte der Konsumgüterindustrie wie der Unterhaltungselektronik, der Kommunikationstechnik etc. z.B. Radio - und Fernsehapparate, HIFI-Anlagen, Telefone für drahtgebundene und drahtlose Kommunikation, Video- Handyλs, Web- und LAN-Telefone, LAN-Adapter - weisen für die in dem jeweiligen Gerät zu realisierenden Funktionen und die dazu benötigten einzelnen Bauteile in der Regel ein einziges Schaltungstragerelement auf. Das Schaltungstragerelement ist in der Regel eine Leiterplatte bzw. eine elektronische Flach- baugruppe, aber es ist auch möglich, dass das Schaltungstragerelement eine Folie ist. Das Schaltungstragerelement weist dazu eine erste Trägerelementseite, auf der die Bauteile angeordnet sind und die demzufolge auch als Bauteileseite bezeichnet wird, und eine zweite Trägerelementseite auf, auf der die Leiterbahnen und Kontaktflächen für Ein- und Ausgabemittel sowie zu Meß- und Prüfzwecken angeordnet sind und die demzufolge auch als Leiterbahn- und Kontaktflächenseite bezeichnet wird.Electronic devices - e.g. devices of the consumer goods industry such as consumer electronics, communication technology etc. e.g. radio and television sets, HIFI systems, telephones for wired and wireless communication, video cell phone λ s, web and LAN telephones, LAN adapters - point for the functions to be implemented in the respective device and the individual components required for this purpose, as a rule, a single circuit carrier element. The circuit carrier element is usually a printed circuit board or an electronic printed circuit board, but it is also possible for the circuit carrier element to be a film. For this purpose, the circuit carrier element has a first carrier element side, on which the components are arranged and which is therefore also referred to as component side, and a second carrier element side, on which the conductor tracks and contact surfaces for input and output means as well as for measuring and testing purposes are arranged, and the consequently also referred to as the conductor track and contact surface side.
Der Stand der Technik bezüglich des Aufbaus von Schaltungsträgerelementen für elektronische Geräte, insbesondere Kommunikationsendgeräte, wird anhand der FIGUREN 1 bis 3 erläutert. Es zeigen:The prior art with regard to the construction of circuit carrier elements for electronic devices, in particular communication terminals, is explained with reference to FIGS. 1 to 3. Show it:
FIGUR 1 einen Ausschnitt eines ersten Schaltungsträgerelements für Siemens Standard-Fernsprecher Mitte der 80-er Jahre in einer Draufsicht- und Querschnittdarstellung der Leiterbahn- und Kontaktflächenseite,1 shows a section of a first circuit carrier element for Siemens standard telephones in the mid-1980s in a top view and cross-sectional representation of the conductor track and contact surface side,
FIGUR 2 einen Ausschnitt eines zweiten Schaltungsträgerelementes für Siemens Schnurlostelefone der Baureihe MEGASET und
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deutlich geringer sind, weil die Kosten für Karbon etwa 30% vom Goldpreis sind.are significantly lower because the cost of carbon is about 30% of the gold price.
FIGUR 3 zeigt einen Ausschnitt eines dritten Schaltungsträ- gerelements 3 für Siemens Schnurlostelefone der Baureihe MEGASET und GIGASET Anfang der 90-er Jahre in einer Draufsicht- und Querschnittdarstellung einer Bauteileseite 30, bei dem, das Trägerelement 3 aus dem Basismaterial 11 mit einseitig aufgebrachten Leiterbahnen 31 und einer Kontaktfläche 32 vorzugsweise aus Kupfer. Von den Leiterbahnen 31 ist eine erste Leiterbahnen 310 mit dem Lötstopplack 14 bedeckt, während zweite Leiterbahnen 311, die zur Bauteilbestückung mit Bauteilanschlüsse 330, den sogenannten Padanschlüssen, eines Keramikbauteil 33 zu verbinden sind, zu diesem Zweck mit Löt- zinn 34 bedeckt sind. Der Lötstopplack 14 ist dabei, wie die Draufsicht zeigt, großflächig auf der Bauteileseite 30 aufgebracht. Die Kontaktflächen 32 ist wie die vierte Kontaktfläche 133 in den FIGUREN 1 und 2 als Durchkontaktierung ausgebildet; allerdings im Unterschied zu diesen ist die Kontakt- fläche 32 offen und besteht vorzugsweise vollständig aus Kupfer und ist demzufolge nicht anteilig mit dem Lötstopplack 14, zur Realisierung der Durchkontaktierung anteilig mit Silberleitpaste 17 und mit dem den Lötstopplack 14 teilweise und die Silberleitpaste 17 vollständig bedeckenden semi- transparenten Abdecklack 16 bedeckt.FIGURE 3 shows a section of a third circuit carrier element 3 for Siemens cordless telephones of the MEGASET and GIGASET series at the beginning of the 1990s in a top view and cross-sectional representation of a component side 30, in which the carrier element 3 made of the base material 11 with conductor tracks 31 applied on one side and a contact surface 32, preferably made of copper. Of the conductor tracks 31, a first conductor tracks 310 is covered with the solder resist 14, while second conductor tracks 311, which are to be connected to component connections 330, the so-called pad connections, of a ceramic component 33, are covered with solder 34 for this purpose. As the top view shows, the solder resist 14 is applied over a large area to the component side 30. The contact surfaces 32, like the fourth contact surface 133 in FIGS. 1 and 2, are designed as plated-through holes; However, in contrast to these, the contact surface 32 is open and is preferably made entirely of copper and is therefore not proportionate with the solder resist 14, for realizing the through-connection proportionately with silver conductive paste 17 and with the semi-solder mask 14 partially and completely covering the silver conductive paste 17 - Covered transparent varnish 16.
Dadurch, dass bei den Prozessschritten für die Herstellung der Leiterbahnen 310, 311, die einzelnen Prozessschritte -The fact that in the process steps for the production of the conductor tracks 310, 311, the individual process steps -
(1) Das Aufbringen der Kupferschicht 31 (2) Das Aufbringen des Lötstopplacks 14 und (3) Das Aufbringen des Bauteils 33 und des Lötzinns 34 - bei genauer Vorgabe der einzelnen Schichtenabmessungen fertigungstechnisch nicht so exakt durchgeführt werden können, dass die einzelnen Schichten exakt übereinanderliegen, entstehen nicht abgedeckte bzw. frei- gelegte Leiterbahnsegmente 35.
O O ro ro P1 P>(1) The application of the copper layer 31 (2) The application of the solder resist 14 and (3) The application of the component 33 and the solder 34 - with precise specification of the individual layer dimensions, the manufacturing technology cannot be carried out so precisely that the individual layers lie exactly one above the other , uncovered or exposed conductor track segments 35 arise. OO ro ro P 1 P>
Cπ o cπ o cπ o CπCπ o cπ o cπ o Cπ
0 rt < i rt cn P- P" CL cn P3 tr φ PL Pf α P rt cn P- C s: Cfl P z Cd Hl rt rt0 rt <i rt cn P- P "CL cn P3 tr φ PL Pf α P rt cn P- C s: Cfl P z Cd Hl rt rt
P- P- o P P P- O P sP- P- o P P P- O P s
3 P- Φ rt P Φ P- Φ P- φ Φ Φ 3 P •d 0 φ Φ p- 0 0 0 0 0 φ 0 P-3 P- Φ rt P Φ P- Φ P- φ Φ Φ 3 P • d 0 φ Φ p- 0 0 0 0 0 φ 0 P-
Cfl vQ P P1 p: Cfl iQ cn Ω P Φ Cfl fl 0 3 Φ P- rt p- P Cfl P P Φ Ω Hl P P. P P 0 rtCfl vQ PP 1 p: Cfl iQ cn Ω P Φ Cfl fl 0 3 Φ P- rt p- P Cfl PP Φ Ω Hl P P. PP 0 rt
Ω rr Cfl r- iQ Ω P tr tr P tr rt o P- rt 01 φ 0 Hi • tr CL i f iQ tr Φ rt Cfl Φ tr P Φ P- Φ Φ rt P 0 tQ Pi öd cn cn φ tr 0 P Ω 0 CL Φ Φ 1 cn P-Ω rr Cfl r- iQ Ω P tr tr P tr rt o P- rt 0 1 φ 0 Hi • tr CL if iQ tr Φ rt Cfl Φ tr P Φ P- Φ Φ rt P 0 tQ Pi öd cn cn φ tr 0 P Ω 0 CL Φ Φ 1 cn P-
Φ 0 Φ P Φ cn Φ Pf . rt Φ o Φ o P P- p- cn 0 <-• P7 öd Φ P- P P K s: rt 3Φ 0 Φ P Φ cn Φ Pf. rt Φ o Φ o P P- p- cn 0 <- • P7 öd Φ P- P P K s: rt 3
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Φ 0 v P- Φ Φ α Cfl P- o P Φ φ 0 PL P1 Hl 3 0 s: P3 φ cn "»» P o vQ PΦ 0 v P- Φ Φ α Cfl P- o P Φ φ 0 PL P 1 Hl 3 0 s: P3 φ cn "» »P o vQ P
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P Φ P. O o 0 Φ 01 ^ cn 0 cn P- txi P φ 1 P P cn P P- P ^ P £ 3 PP Φ P. O o 0 Φ 0 1 ^ cn 0 cn P- txi P φ 1 PP cn P P- P ^ P £ 3 P
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O o Ό Cfl Φ P" cn Pi o P- P- 0 3 3 Cfl Hl O cn Hl Ω 0: f 0 l_I. Φ φ tr 0 rtO o Ό Cfl Φ P "cn Pi o P- P- 0 3 3 Cfl Hl O cn Hl Ω 0: f 0 l_I. Φ φ tr 0 rt
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CL P Ω P- Ω cn P 3 cn rt P P P rt P- 3 Cfl Ω § Φ o Φ rt Φ P 3 0 o Φ 1 rt CflCL P Ω P- Ω cn P 3 cn rt P P P rt P- 3 Cfl Ω § Φ o Φ rt Φ P 3 0 o Φ 1 rt Cfl
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Ω P1 φ Φ rt φ P- P- rt 0 o\o Ω 0 Φ tr Φ rt P- Ω tr fl tr P- Ω P rt φ P Cfl P φ 0:Ω P 1 φ Φ rt φ P- P- rt 0 o \ o Ω 0 Φ tr Φ rt P- Ω tr fl tr P- Ω P rt φ P Cfl P φ 0:
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P Ω rt P- P 0 P- CL 9 0 rt φ P1 3 0 ?T P ω H rt Φ 0 0 P Ω pi Cfl P" p: tr P3 pi 3 Cfl Cfl rt 0 P1 3 φ Sj rt Φ vQ Φ P" Ω • 0 ö 0 tr 0 o P P- rt Φ P o P- tr P- vQ rt P P- 0 N Φ 0 rt cn 0 rt O tr ^ iQ 0 Ω P o 0 ΩP Ω rt P- P 0 P- CL 9 0 rt φ P 1 3 0? TP ω H rt Φ 0 0 P Ω pi Cfl P "p: tr P3 pi 3 Cfl Cfl rt 0 P 1 3 φ S j rt Φ vQ Φ P "Ω • 0 ö 0 tr 0 o P P- rt Φ P o P- tr P- vQ rt P P- 0 N Φ 0 rt cn 0 rt O tr ^ iQ 0 Ω P o 0 Ω
Φ 0 Cfl 3 rt P- Φ O Φ ω 0 0 Hi 0 P rt 0 Φ M Φ Cfl Φ i CL CL φ P Hi trΦ 0 Cfl 3 rt P- Φ O Φ ω 0 0 Hi 0 P rt 0 Φ M Φ Cfl Φ i CL CL φ P Hi tr
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0 0 P 0 P3 tr cn Φ P o CL Hi 0 cn p: O iQ o cn cn / p: P Φ 0 P CΛ Φ CL0 0 P 0 P3 tr cn Φ P o CL Hi 0 cn p: O iQ o cn cn / p: P Φ 0 P CΛ Φ CL
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P Ω 0 P- 0 tr 0 O P- P- P o 0 P Ω Φ rt rt O P- cn P- Φ P i P- P tr P nP Ω 0 P- 0 tr 0 O P- P- P o 0 P Ω Φ rt rt O P- cn P- Φ P i P- P tr P n
9 tr P Pf Ω N " 0 Ω P α 3 P= O P Ω P tr P- vQ rt rt P 0 3 rt P 09 tr P Pf Ω N "0 Ω P α 3 P = O P Ω P tr P- vQ rt rt P 0 3 rt P 0
^ rt •d P tr 0 P- 0 tr rt Φ rt φ P- IQ P1 Φ 1 p: < P- 0 f rt -> 0 3 Φ 0 rt N^ rt • d P tr 0 P- 0 tr rt Φ rt φ P- IQ P 1 Φ 1 p: <P- 0 f rt -> 0 3 Φ 0 rt N
Φ P rt P1 Ω ω Φ Φ P- P 0 rt Φ P P1 φ O 1 Φ Φ 0 CL CL φ P P Φ ≤.Φ P rt P 1 Ω ω Φ Φ P- P 0 rt Φ PP 1 φ O 1 Φ Φ 0 CL CL φ PP Φ ≤.
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P iQ 0 Pf Ω rt Pf 0 φ 3 Pi Cfl P1 öd Φ tr Φ P- P rt 0 Φ P Pf P Cfl i rtP iQ 0 Pf Ω rt Pf 0 φ 3 Pi Cfl P 1 öd Φ tr Φ P- P rt 0 Φ P Pf P Cfl i rt
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Ω P 0 0 P rt O P P- O Ω cn Φ O P 3 Φ 0 P" Hl CL P" P- >< 1 3Ω P 0 0 P rt OP P- O Ω cn Φ OP 3 Φ 0 P "Hl CL P" P- > < 1 3
0 tr rt α "* s: 0 cn φ tr α H- 0 P < P Φ 0 Φ α Φ i-h Öd P1 i P 0 φ 0 00 tr rt α "* s: 0 cn φ tr α H- 0 P <P Φ 0 Φ α Φ ih Öd P 1 i P 0 φ 0 0
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Ω P- f Φ φ α 0 cn P Φ P Φ f Φ P 0 rt o 0 P cn P- cn P P P o P- CL tr cn P tr P- Φ Ω rt tu 0 Cfl Φ P s, 0 Φ rt 0 i rt Φ cn p: rt 0 f rt 0 pj: P Φ P < tr 0 P 3 0 P- P cn φ vQ cn P φ P vQ s; P- rt P- 0 s: Φ P CLΩ P- f Φ φ α 0 cn P Φ P Φ f Φ P 0 rt o 0 P cn P- cn PPP o P- CL tr cn P tr P- Φ Ω rt tu 0 Cfl Φ P s, 0 Φ rt 0 i rt Φ cn p: rt 0 f rt 0 pj: P Φ P <tr 0 P 3 0 P- P cn φ vQ cn P φ P vQ s; P- rt P- 0 s: Φ P CL
0 rt P Φ φ 0 0 P P tr rt 0 0 Φ 0 3 P- Φ P vQ Φ o 0 o 0 rt P0 rt P Φ φ 0 0 P P tr rt 0 0 Φ 0 3 P- Φ P vQ Φ o 0 o 0 rt P
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0 1 P 1 1 1
0 1 P 1 1 1
von zusätzlichem Schutzlack auf das Schaltungstragerelement zu schützen.to protect from additional protective lacquer on the circuit carrier element.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Schaltungsträgerelemente für elektronische Geräte, insbesondere Kommunikationsendgeräte, im Herstellungsprozess auf einfache kostengünstige Weise so vor Korrosionseinflüssen zu schützen, dass keine zusätzlichen Nachbehandlungen an dem Schaltungstragerelement oder keine zusätzlichen Vorkehrungen am elektronischen Gerät wie beim Stand der Technik erforderlich sind.The object on which the invention is based is to protect circuit carrier elements for electronic devices, in particular communication terminals, in the manufacturing process in a simple, cost-effective manner from corrosion influences such that no additional aftertreatments on the circuit carrier element or no additional precautions on the electronic device are required, as in the prior art.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin: Auf der Leiterbahn- und Kontaktflächenseite und/oder der Bauteileseite sollen alle leitenden metallischen Flächen aus Kup- fer, Gold etc. soweit technisch möglich, durch nichtkorrosive elektrisch-leitfähige Oberflächen, wie z.B. Karbon oder Nanopaste ersetzt werden, sofern der höhere Übergangswiderstand nicht zu Fehlinterpretation führt. Letzteres könnte bei Kontaktflächen für Tastatur und Prüfpunkte der Fall sein.The idea on which the invention is based is as follows: on the conductor track and contact surface side and / or the component side, all conductive metallic surfaces made of copper, gold, etc., as far as technically possible, should be provided by non-corrosive electrically conductive surfaces, such as e.g. Carbon or nanopaste can be replaced, provided the higher contact resistance does not lead to misinterpretation. The latter could be the case with contact surfaces for the keyboard and test points.
Wo diese Vorgehensweise nicht möglich ist, sollen die metallischen Flächen zumindest durch das nicht-korrosive elektrisch-leitfähige Material so durch Andrucken des Materials bedeckt werden, dass die Leiterbahnen und Kontaktflächen trotz auftretende Toleranzen beim Aufbringen des Materials gegen Unterbrechungen durch Korrosion geschützt sind.Where this procedure is not possible, the metallic surfaces should be covered at least by the non-corrosive electrically conductive material by pressing on the material in such a way that the conductor tracks and contact surfaces are protected against interruptions due to corrosion despite the tolerances that occur when the material is applied.
Dies gilt insbesondere für solche elektronischen Geräte, die eine Tastatur aufweisen, die sich normalerweise auf der Lei- terbahn- und Kontaktflächenseite des Schaltungsträgerelementes befindet, weil dort unmittelbar unter der Tastatur und in Bereichen, in denen sich durch Folien oder Gummimatte ein
Kleinklima bildet, die angesprochenen Korrosionserscheinungen auftreten.This applies in particular to those electronic devices which have a keyboard which is normally located on the conductor track and contact surface side of the circuit carrier element, because there directly under the keyboard and in areas in which there is a film or rubber mat Small climate forms, the mentioned corrosion phenomena occur.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Gemäß diesen Unteransprüchen ist es insbesondere von Vorteil, wenn als nicht-korrosives elektrisch-leitfähiges Material Na- nopaste verwendet wird, weil man mit dieser Paste, die vor- zugsweise mit Hilfe von Geräten oder Maschinen, die nach dem Tinterdruckprinzip arbeiten, sogar Halbleiterbauelemente, wie z.B. lichtemittierende Dioden, Transistoren etc., auf dem Schaltungstragerelement herstellen kann. Nanopaste ermöglicht somit einerseits Korrosionsschutz und andererseits die kos- tengünstige Herstellung von Halbleiterbauelementen und in ein paar Jahren sogar kleinere Halbleiterschaltungen als Alternative zu integrierten Schaltungen.According to these subclaims, it is particularly advantageous if nanopaste is used as the non-corrosive, electrically conductive material, because this paste, which is preferably used with the aid of devices or machines that work on the principle of ink printing, even semiconductor components, such as can produce light-emitting diodes, transistors, etc. on the circuit carrier element. Nanopaste thus enables corrosion protection on the one hand and the cost-effective production of semiconductor components on the other and in a few years even smaller semiconductor circuits as an alternative to integrated circuits.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der FIGUREN 4 und 5 erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained with reference to FIGURES 4 and 5. Show it:
FIGUR 4 ausgehend von den FIGUREN 1 und 2 einen Ausschnitt eines vierten Schaltungsträgerelements für elektronische Geräte mit Tastatur in einer Draufsicht- und Querschnittdar- Stellung der Leiterbahn- und Kontaktflächenseite,FIGURE 4, starting from FIGURES 1 and 2, a section of a fourth circuit carrier element for electronic devices with keyboard in a top view and cross-sectional view of the conductor track and contact surface side,
FIGUR 5 ausgehend von der FIGUR 3 einen Ausschnitt eines fünften Schaltungsträgerelements für elektronische Geräte mit Tastatur in einer Draufsicht- und Querschnittdarstellung der Bauteileseite,FIG. 5, starting from FIG. 3, a section of a fifth circuit carrier element for electronic devices with keyboard in a top view and cross-sectional representation of the component side,
FIGUR 4 zeigt ausgehend von den FIGUREN 1 und 2 einen Ausschnitt eines vierten Schaltungsträgerelements 4 für elektro- nische Geräte mit Tastatur in einer Draufsicht- und Querschnittdarstellung einer Leiterbahn- und Kontaktflächenseite 40, bei dem die in den FIGUREN 1 und 2 dargestellten, für
CO ω ro ro P1 P1 FIGURE 4 shows, starting from FIGURES 1 and 2, a section of a fourth circuit carrier element 4 for electronic devices with a keyboard in a top view and cross-sectional representation of a conductor track and contact surface side 40, in which those shown in FIGURES 1 and 2 for CO ω ro ro P 1 P 1
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P 0 φ cn rt rt iQ P1 Φ P- Cfl φ P cQ CL rt 0: öd vQ Cfl E cn 3 vQ 0 r— 0 P 01 rt > Φ Φ Φ Φ P- Hi PJ Ω rt P O rt Hl tr Φ 01 rt σ Ω Φ f rt P- Φ i OP 0 φ cn rt rt iQ P 1 Φ P- Cfl φ P cQ CL rt 0: öd vQ Cfl E cn 3 vQ 0 r— 0 P 0 1 rt> Φ Φ Φ Φ P- Hi PJ Ω rt PO rt Hl tr Φ 0 1 rt σ Ω Φ f rt P- Φ i O
P α P O: O 0 P 0 N 0 Cfl 0 3 0: tr O 0 Cfl CL > Φ P O: P tr P- o Φ P P o CflP α P O: O 0 P 0 N 0 Cfl 0 3 0: tr O 0 Cfl CL> Φ P O: P tr P- o Φ P P o Cfl
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abdecken. Auf diese Weise sind die angegebenen Leiterbahnen trotz der herstellungsbedingt auftretenden Toleranzen gegen Unterbrechungen durch Korrosion geschützt.
cover. In this way, the specified conductor tracks are protected against interruptions due to corrosion despite the manufacturing tolerances.