DE19634371A1

DE19634371A1 - Printed circuit board with curved region

Info

Publication number: DE19634371A1
Application number: DE1996134371
Authority: DE
Inventors: Antonio Cataldi; Juergen Franz; Walter Stuckmann
Original assignee: Grundig AG
Current assignee: Grundig AG
Priority date: 1996-08-24
Filing date: 1996-08-24
Publication date: 1998-02-26

Abstract

A flexible circuit board has a curved region with nonconductors on one side of the board. It is produced by making one or more grooves in the other side of the board in the bending region and bending the board along the length of the grooves.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flexibler Leiterplatten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing flexible printed circuit boards according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 0 019400 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Träger- Chassis für gedruckte Schaltungen bekannt. Dabei sind Perforationslinien auf der Platine vorgesehen, die nicht von Leiterbahnen gekreuzt werden und entlang denen die Platine in einzelne Bruckstücke gebrochen wird, um die Bruchstücke nach der Bestückung besser um die Bildröhre plazieren zu können. Elektrische Verbindungen zwischen den einzelnen Bruchstücken der Platine erfolgen mittels Kabel.EP 0 019400 B1 describes a method for producing a carrier Chassis known for printed circuits. There are perforation lines provided on the board, which are not crossed by conductor tracks and along which the circuit board is broken into individual pieces to form the Better place fragments around the picture tube after loading can. Electrical connections between the individual fragments the board is done by cable.

Dabei ist von Nachteil, daß die Verbindungskabel zwischen den einzelnen Bruchstücken der Platinen einen erheblichen Zusatzaufwand verursachen, da häufig eine Vielzahl von Verbindungsleitungen erforderlich sind.The disadvantage here is that the connecting cable between the individual Fragments of the boards cause considerable additional effort, because a large number of connecting lines are often required.

Aus der DE 29 14 336 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung starrflexibler Leiterplatten bekannt, bei dem starre und flexible Einzellagen von Leiterplatten miteinander verpreßt werden. Anschließend werden Bereiche der starren Einzellagen ausgeschnitten, wodurch in diesen Bereichen die Leiterplatte flexibel wird. Hierfür werden Schlitze im unkaschierten Rohmaterial eingefräst. DE 29 14 336 A1 describes a method for producing rigidly flexible Known circuit boards, in the rigid and flexible individual layers of Printed circuit boards are pressed together. Then areas the rigid individual layers are cut out, making the PCB becomes flexible. For this purpose, slits in the non-laminated Milled raw material.

Dabei ist von Nachteil, daß ein Verpressen von zwei Material lagen und ein besonders genaues Fräsen der Schlitze erforderlich ist, um die Leiterbahnen nicht in ihrer Dicke zu reduzieren.The disadvantage here is that two materials were pressed and one Particularly precise milling of the slots is required to make the conductor tracks not to reduce in thickness.

Aus der US 3,346,415 ist bekannt, eine starre und voll bestückte Leiterplatte, welche sich aus einer flexiblen Komponente, beispielsweise Fiberglasgewebe, und einer starren Komponente, beispielsweise Epoxydharz, zusammensetzt, in bestimmten Bereichen flexibel auszugestalten. Hierfür werden die Bereiche, die flexibel ausgestaltet werden sollen, heißer, konzentrierter Schwefelsäure ausgesetzt, wodurch sich die starre Komponente aus der flexiblen Komponente löst. Anschließend werden die derart flexibel ausgestalteten Bereiche der Leiterplatte wunschgemäß geformt. Danach werden diese Bereiche durch geeignetes Material wieder verstärkt.From US 3,346,415 a rigid and fully equipped is known Printed circuit board, which consists of a flexible component, for example Fiberglass fabric, and a rigid component, for example Epoxy resin, composed, flexible in certain areas to design. For this, the areas are designed to be flexible exposed to hot, concentrated sulfuric acid, causing the rigid component separates from the flexible component. Then the areas of the Printed circuit board shaped as desired. After that, these areas are covered suitable material reinforced again.

Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß die voll bestückte Leiterplatte zumindest teilweise heißer, konzentrierter Schwefelsäure ausgesetzt werden muß. Dadurch werden die auch weitere Materialien der Platine, beispielsweise Metalle und Metallegierungen, angegriffen. Weiterhin besteht das Problem der Entsorgung der mit Epoxydharz versetzten Schwefelsäure.This method has the disadvantage that the fully populated circuit board exposed to at least partially hot, concentrated sulfuric acid got to. As a result, the other materials of the board, for example metals and metal alloys. Still exists the problem of disposal of the sulfuric acid mixed with epoxy resin.

Auch aus der EP 0 126 856 B1 der Anmelderin ist ein Verfahren zum Herstellen von Leiterplatten mit starren und flexiblen Bereichen bekannt. Dabei wird eine unkaschierte oder einseitig kaschierte Basisplatte an den Randzonen der vorgesehenen flexiblen Bereiche durch Aneinanderreihen von Durchbrüchen perforiert. Anschließend wird eine metallkaschierte flexible Folie auf die Leiterplatte aufgeklebt, wobei die als flexibel vorgesehenen Bereiche nicht verklebt werden. Danach erfolgt die bekannte Weiterverarbeitung der Basisplatte mit aufgeklebter Folie nach den bisher bekannten Verfahren zur Leiterbahnbildung, Lochung, Konturstanzung, Bestückung mit Bauteien, Verlötung etc. Schließlich werden durch leichtes Biegen an den Perforationslinien die starren von den flexiblen Bereichen der komplett aufgebauten Leiterplatte abgebrochen, so daß nur noch die flexible Folie die starren Bereiche verbindet.The applicant's EP 0 126 856 B1 also describes a method for Manufacture of circuit boards with rigid and flexible areas known. In doing so, an unclad or one-sided clad base plate is attached to Edge zones of the intended flexible areas by lining up perforated by breakthroughs. Then a metal-clad flexible film glued to the circuit board, being as flexible provided areas are not glued. Then the known one follows Further processing of the base plate with glued film according to the previous known methods for conductor track formation, perforation, contour punching, Equipped with components, soldering, etc. Finally, by light Bend on the perforation lines that stare from the flexible areas of the completely assembled circuit board broken off, so that only the flexible Foil that connects rigid areas.

Dabei ist von Nachteil, daß durch die flexible Folie nur noch eine geringe mechanische Stabilität gegeben ist. Weiterhin kann eine unerwünschte Verschiebung bzw. Dehnung der Leiterbahnen beim Biegeprozeß erfolgen.The disadvantage here is that only a small amount due to the flexible film mechanical stability is given. Furthermore, an undesirable The conductor tracks are shifted or stretched during the bending process.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden werden. Weiterhin sollen die Leiterplatten möglichst kostengünstig produziert werden können.It is therefore the object of the present invention, a method to be indicated, in which the disadvantages mentioned above are avoided. Furthermore, the printed circuit boards should be produced as inexpensively as possible can.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.This task is carried out in a method according to the preamble of Claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß werden bei der Herstellung von starren Leiterplatten mit flexiblen Bereichen in den Bereichen, in denen die Leiterplatten flexibel sein sollen, mehrere Rillen vorgesehen, die die Materialstärke des Trägermaterials, auf dem die Leiterbahnen aufgebracht sind, wesentlich verringern bzw. das Trägermaterial durchtrennen. Die Rillen sind dabei parallel zu einer imaginären Biegekante angeordnet, um die die Leiterplatte im flexiblen Bereich gebogen werden soll.According to the invention in the manufacture of rigid circuit boards flexible areas in the areas where the circuit boards are flexible are intended to provide several grooves that match the material thickness of the Carrier material on which the conductor tracks are applied, essential reduce or cut through the carrier material. The grooves are there arranged parallel to an imaginary bending edge around which the circuit board should be bent in the flexible area.

Das Verfahren nach Anspruch 1 weist den Vorteil auf, daß nicht das gesamte Trägermaterial im Biegebereich entfernt wird. Dadurch wird die mechanische Stabilität des flexiblen Bereichs erhöht und die Leiterbahnen bleiben durch das Trägermaterial fixiert. Weiterhin bleibt die Rückseite der Leiterbahnen im wesentlichen gegen äußere Einflüsse durch das Trägermaterial geschützt. Dadurch kann sich bei einer Schwallbadlötung an der Unterseite der Leiterbahnen praktisch kein Zinn festsetzen. Außerdem kann der Arbeitsgang, bei dem das Trägermaterial entfernt wird, weniger genau ausgeführt werden, als wenn das Trägermaterial im Biegebereich beispielsweise vollständig entfernt würde. Der Querschnitt der Leiterbahnen kann aufgrund der nur teilweisen Entfernung des Trägermaterials nicht beeinflußt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei dem Biegevorgang keine Verschiebung der Leiterbahnen stattfinden kann.The method of claim 1 has the advantage that not entire carrier material in the bending area is removed. This will make the mechanical stability of the flexible area increases and the conductor tracks remain fixed by the carrier material. The back of the Conductors essentially against external influences through the Backing material protected. This can result in a wave soldering There is practically no tin on the underside of the conductor tracks. Furthermore the operation in which the carrier material is removed can be less be executed exactly as if the carrier material were in the bending area for example, would be completely removed. The cross section of the conductor tracks cannot because of the only partial removal of the carrier material to be influenced. Another advantage is that the Bending process no displacement of the conductor tracks can take place.

Die Merkmale der Ansprüche werden im folgenden an exemplarischen Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind keine erschöpfende Aufzählung der erfindungsgemäßen Ausgestaltungsmöglichkeiten, sondern haben nur beispielhaften Charakter. Die Merkmale der Ansprüche können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander benutzt werden.The features of the claims are exemplary below Exemplary embodiments explained with reference to the drawing. The Embodiments are not an exhaustive list of the Design options according to the invention, but only exemplary character. The features of the claims can be individually or can be used in any combination.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts einer Leiterplatte, Fig. 1 shows an enlarged detail of the cross section of a circuit board,

Fig. 2 die Leiterplatte aus Fig. 1, nachdem diese gebogen wurde und Fig. 2 shows the circuit board of Fig. 1 after it has been bent and

Fig. 3 eine Leiterplatte, bei der die Leiterbahnen auf der Krümmungsinnenseite liegen. Fig. 3 is a circuit board in which the conductor tracks are on the inside of the curve.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Leiterplatte LP mit einem Biegebereich B, in dem Rillen R vorgesehen sind. Dabei dürfen im Biegebereich B nur auf der den Rillen R gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte LP Leiterbahnen L vorgesehen sein. Fig. 1 shows the cross section of a circuit board LP according to the invention with a bending area B, in which grooves R are provided. In the bending area B, conductor tracks L may only be provided on the side of the printed circuit board LP opposite the grooves R.

Zur Herstellung der Leiterplatte LP werden die bekannten Verfahren angewendet. Im Hinblick auf die Ausgestaltung eines Biegebereichs B ist lediglich beim Layout der Leiterplatte LP darauf zu achten, daß im Biegebereich B nur auf einer Seite Leiterbahnen L vorgesehen sind. Sonstige spezielle Verfahrensschritte während der Herstellung sind nicht erforderlich.The known methods are used to produce the printed circuit board LP applied. With regard to the design of a bending area B is only with the layout of the PCB to make sure that in the Bending area B conductor tracks L are provided only on one side. There are no other special process steps during production required.

Die Rillen R werden vorzugsweise vor der Bestückung der Leiterplatte LP in deren Trägermaterial T eingefräst. Alternativ besteht die Möglichkeit die Rillen R durch andere bekannte Verfahren, z. B. der Kerbtechnik, in das Trägermaterial T einzubringen. Dieser Arbeitsgang kann aber auch zu einem anderen Zeitpunkt durchgeführt werden, da die Leiterplatte LP auch nach Fräsung der Rillen R mechanisch relativ stabil bleibt. Aufgrund von Fertigungstoleranzen bei dem Fräsvorgang der Rillen R können diese in der Tiefe geringfügige Unterschiede aufweisen. Dies stellt jedoch keine wesentliche Beeinträchtigung der Stabilität der Leiterplatte LP insgesamt dar.The grooves R are preferably in before the assembly of the circuit board LP the carrier material T milled. Alternatively, there is the option of Grooves R by other known methods, e.g. B. the notch technique, in the Introduce carrier material T. This step can also become one be carried out at another time, since the circuit board LP also after Milling the grooves R remains mechanically relatively stable. Owing to Manufacturing tolerances in the milling process of the grooves R can in the Depth slight differences. However, this does not constitute significant impairment of the stability of the PCB LP as a whole represents.

Vorzugsweise sind die Rillen R, wie in Fig. 1 dargestellt, dreieckförmig ausgestaltet, sie können aber jede beliebige Form aufweisen. Insbesondere besteht die Möglichkeit, daß die Rillen eine rechteckförmige oder runde Kontur aufweisen. Vorzugsweise werden 5 bis 7 Rillen R im Biegebereich B eingefräst, um eine definierte Krümmung zu realisieren. Durch Veränderung der Anzahl der Rillen R und/oder der Menge des weggefrästen Trägermaterials T kann die Krümmung verändert werden.The grooves R are preferably triangular, as shown in FIG. 1, but they can have any shape. In particular, there is the possibility that the grooves have a rectangular or round contour. Preferably 5 to 7 grooves R are milled in the bending area B in order to realize a defined curvature. The curvature can be changed by changing the number of grooves R and / or the amount of carrier material T machined away.

Als letzter Arbeitsgang erfolgt das Biegen der Leiterplatte LP. Hierbei kann diese so gebogen werden, daß die Leiterbahn L sich an der Innenseite oder an der Außenseite der entstehenden Krümmung befindet. Befindet sich die Leiterbahn an der Innenseite, ist es vorteilhaft, wenn die Rillen R eine runde Kontur aufweisen, da im Gegensatz zu einer eckigen Kontur dadurch kein Ansatz für einen Riß vorhanden ist,wie dies bei einer dreieckigen oder rechteckigen Kontur in deren Ecken der Fall ist.The last step is to bend the PCB LP. This can these are bent so that the conductor track L is on the inside or located on the outside of the resulting curvature. Is the Conductor on the inside, it is advantageous if the grooves R a round Have a contour, because in contrast to an angular contour this does not result Approach for a crack is present, as is the case with a triangular or rectangular contour in the corners of which is the case.

Befindet sich die Leiterbahn L an der Außenseite der Krümmung, wie in Fig. 2 dargestellt, ist eine dreieckige Kontur der Rillen R vorteilhaft. Bei einer dreieckigen Kontur wird gerade so viel Trägermaterial T ausgefräst, wie nach dem Biegevorgang aufgrund der Krümmung nicht mehr benötigt wird. Das Trägermaterial T der Leiterplatte LP stößt dadurch flächig zusammen, wodurch die Rillen R geschlossen werden.If the conductor track L is on the outside of the curvature, as shown in FIG. 2, a triangular contour of the grooves R is advantageous. With a triangular contour, just as much carrier material T is milled out as is no longer required after the bending process due to the curvature. The carrier material T of the printed circuit board LP thereby collides flat, whereby the grooves R are closed.

Durch das Zusammenstoßen der Flanken der dreieckigen Kontur der Rillen R besteht die Möglichkeit, daß die Oberfläche der dreieckigen Rillen R mit Klebstoff versehen wird. Damit erfolgt automatisch am Ende des Biegevorgangs ein Klebevorgang, bei dem die gebogene Form der Leiterplatte LP durch eine Klebung fixiert wird. By colliding the flanks of the triangular contour of the grooves R there is the possibility that the surface of the triangular grooves R with Adhesive is provided. This is done automatically at the end of the Bending process a gluing process, in which the curved shape of the PCB LP is fixed by an adhesive.

Wird die Leiterplatte LP, wie in Fig. 3 dargestellt, in die andere Richtung gebogen, befinden sich die Leiterbahnen L an der Innenseite der Krümmung. Dadurch wird die Gefahr vermieden, daß die Leiterbahnen L beim Biegevorgang gestreckt und damit die Dicke der Leiterbahnen L verringert wird oder die Leiterbahnen L Risse bekommen. Dies könnte zu einem erhöhten elektrischen Widerstand der Leiterbahnen L führen. Vorzugsweise weisen die weggefrästen Rillen R im Trägermaterial T eine runde Kontur auf, um eine Rißbildung im Trägermaterial T zu vermeiden.If the circuit board LP, as shown in FIG. 3, is bent in the other direction, the conductor tracks L are located on the inside of the curvature. This avoids the risk of the conductor tracks L being stretched during the bending process and thus the thickness of the conductor tracks L being reduced or the conductor tracks L being cracked. This could lead to an increased electrical resistance of the conductor tracks L. The milled grooves R in the carrier material T preferably have a round contour in order to avoid cracking in the carrier material T.

Die Tiefe der Rillen R im Trägermaterial T wird abhängig von der erforderlichen mechanischen Stabilität der Leiterplatte LP gewählt. Dadurch geht bei der Bestimmung der Tiefe der Rillen R auch die Dicke der Leiterbahnen L ein.The depth of the grooves R in the carrier material T depends on the required mechanical stability of the circuit board LP selected. Thereby When determining the depth of the grooves R, the thickness of the Conductor tracks L. a.

Claims

1. A method for producing flexible circuit boards, in which in a bending area (B) of the circuit board (LP) on one of the flat sides no conductor tracks (L) are provided, characterized in that in the carrier material (T) of the circuit board (LP) in Bending area (B) on the conductor-free side of the circuit board (LP) one or more grooves (R) are introduced and that the circuit board (LP) is bent in the longitudinal course of the grooves (R).

2. The method according to claim 1, characterized, that the one or more grooves (R) are not the carrier material (T) penetrate completely.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the grooves (R) have a triangular, rectangular or round contour exhibit.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that glue is applied to the flanks of the grooves (R), whereby the curved shape is fixed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the grooves (R) are milled into the carrier material (T).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that as carrier material (T) composite laminate base material, glass fiber reinforced epoxy paper laminate, phonol resin hard paper, Epoxy resin hard paper, epoxy resin hard tissue or a Carrier material based on polyester is used.