Leiterelemente

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte mit wenigstens einem sich in der Leiterplatte zwischen Anschlussstellen erstreckenden Leiterelement.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 1 842 402 A2 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird ein Leitungsdraht mit einer Kupferfolie verschweißt und anschließend mit Isolierstoff verpresst.

Im Hinblick auf die heutigen Anforderungen bezüglich der Fertigungspräzision müssen die Positionen und Ausrichtungen der Leiterelemente und Anschlussstellen genau vermessen werden. Insbesondere bei einer Massenfertigung von entsprechenden Leiterplatten wird der Fertigungsvorgang durch wiederholte Vermessungsvorgänge verzögert, wodurch die Produktivität des Verfahrens sinkt.

Ausgehend von diesen Überlegungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Produktivität des bekannten Verfahrens zu erhöhen.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1.

Das hierin offenbarte Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte mit wenigstens einem sich in der Leiterplatte zwischen Anschlussstellen erstreckenden Leiterelement umfasst folgende Schritte:

Schritt A: Bereitstellen einer Form mit wenigstens einer Aufnahme für ein Leiterelement.

Schritt B: Anordnen eines Leiterelements in der Aufnahme der Form.

Schritt C: Verbinden des in der Aufnahme der Form angeordneten Leiterelements mit einem elektrisch leitenden Flächenelement an Positionen der vorgesehenen Anschlussstellen.

Schritt D: Einbetten des mit dem elektrisch leitenden Flächenelement verbundenen Leiterelements in Isolierstoff.

Schritt E: Herausarbeiten der Anschlussstellen aus dem elektrisch leitenden Flächenelement.

Durch die Verwendung der Form kann die relative Ausrichtung einer Vielzahl von Leiterelementen genau bestimmt werden, da die Anordnung und Ausrichtung der Aufnahmen zueinander in der Form genau festgelegt ist. Abweichend vom herkömmlichen Verfahren müssen die einzelnen Leiterelemente zur Verbindung mit dem elektrisch leitenden Flächenelement nicht individuell vermessen werden, sondern werden einfach in den jeweils vorgesehenen Aufnahmen positioniert. Dann muss nur das elektrisch leitende Flächenelement gegenüber der Form festgelegt werden, sodass auch die Positionen aller Leitungselemente und Anschlussstellen zu dem elektrisch leitenden Flächenelement genau definiert sind. Da die Verbindung der Leiterelemente mit dem elektrisch leitenden Flächenelement in einem Zustand hergestellt wird, in welchem sich die Leiterelemente in der Form befinden, sind Relativbewegungen der Leiterelemente untereinander ausgeschlossen. Durch den Wegfall der individuellen Vermessungsvorgänge zur Herstellung der Verbindung der Leiterelemente mit dem elektrisch leitenden Flächenelement kann die Produktivität des Verfahrens zur Herstellung der Leiterplatte mit wenigstens einem sich zwischen Anschlussstellen erstreckenden Leiterelement deutlich erhöht werden.

Es kann von Vorteil sein, wenn Schritt A wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist:

Teilschritt A1 : Bereitstellen einer Form mit einer vorzugsweise ebenen ersten Seite und wenigstens einer sich zur ersten Seite der Form öffnenden Aufnahme für ein Leiterelement.

Teilschritt A2: Anordnen der Form, sodass sich die erste Seite der Form zumindest abschnittsweise oder vollständig in einer horizontalen Ebene erstreckt.

Die horizontale Ausrichtung der Form in Teilschritt A1/A2 erleichtert die Positionierung des Leiterelements in der Aufnahme der Form sowie die nachfolgenden Bearbeitungsschritte.

Es kann aber auch sinnvoll sein, wenn Schritt B wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist:

Teilschritt B1 : Bereitstellen eines Leiterelements mit wenigstens zwei Verbindungsmittelabschnitten, die vorzugsweise an derselben Seite und/oder an unterschiedlichen Enden des Leiterelements angeordnet und/oder angebracht sind.

Teilschritt B2: Anordnen des Leiterelements in der Aufnahme, so dass das Leiterelement bezüglich der Erstreckungsebene der Form vorzugsweise formschlüssig und/oder spielfrei in der Aufnahme aufgenommen ist, wobei bevorzugt das Leiterelement parallel zur Erstreckungsebene der Form ausgerichtet ist.

Teilschritt B3: Anordnen des Leiterelements in der Aufnahme, so dass die mit den Verbindungsmittelabschnitten versehene Seite des Leiterelements bündig mit der ersten Seite der Form abschließt und die Verbindungsmittelabschnitte über die erste Seite der Form hervorstehen.

Teilschritt B4: Anordnen von Isolierstoff, vorzugsweise eines Isolierstoff- Flächenelements, das vorzugsweise auf die Positionen und ggf. Formen der Verbindungsmittelabschnitte abgestimmte Öffnungen aufweist, an der ersten Seite der Form, bevorzugt derart, dass eine zweite Seite des Isolierstoff-Flächenelements flächig auf der ersten Seite der Form sowie der ersten Seite des in der Aufnahme der Form aufgenommenen Leiterelements aufliegt, wobei besonders bevorzugt die Verbindungsmittelabschnitte oberseitig bündig mit einer ersten Seite des Isolierstoff- Flächenelements abschließen.

Teilschritt B1 erleichtert die Verbindung des Leiterelements mit dem elektrisch leitenden Flächenelement. Insbesondere erweist es sich als praktisch, wenn die Seite des Leiterelements, an der die Verbindungsmittelabschnitte angebracht werden, eben ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Leiterelement ein Rechteckdraht ist, der beispielsweise von einer Spule in entsprechender Länge abgelängt wird. Bedingt durch die vorangehende Wicklung auf der Spule erstreckt sich der Rechteckdraht möglicherweise nicht exakt entlang einer Geraden. Durch Aufbringen einer Zugkraft auf beide Enden kann das Leiterelement begradigt werden. Auch andere Techniken zur Begradigung des Leiterelements sind möglich.

Die Verbindungsmittelabschnitte sind beispielsweise Plättchen aus Silber oder einem anderen geeigneten Verbindungsmaterial, das eine dauerhafte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement bewerkstelligen kann. Die Verbindungsmittelabschnitte können alternativ auch aus einem elektrisch nicht leitfähigen Verbindungsmaterial bestehen, das eine dauerhafte, rein mechanische Verbindung zwischen dem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement bewerkstelligen kann. Dazu kann das Verbindungsmaterial schweißbar sein.

Nach dem Aufträgen der Verbindungsmittelabschnitte kann das Leiterelement in eine entsprechende Länge gezogen und Gestalt gebracht werden, die vorzugsweise exakt in eine entsprechende Aufnahme in der Form passt.

Teilschritt B2 begünstigt die Fixierung der Relativpositionen und Ausrichtung der Leiterelemente zueinander in der Erstreckungsebene der Form, da die Leiterelemente sich nicht in ihren jeweiligen Aufnahmen bewegen können. Teilschritt B3 ermöglicht die Positionierung der Leiterelemente auch in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsebene der Form.

Teilschritt B4 erweist sich als hilfreich, um das Leiterelement vollständig in Isolierstoff einzubetten. Beim herkömmlichen Verfahren erweist es sich als Problem, dass nach dem Verbinden des Leiterelements mit dem elektrisch leitenden Flächenelement Isolierstoff in den Zwischenraum eingepresst werden muss. Dieser Zwischenraum ist nach dem Herstellen der Verbindung zwischen dem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement schwer zugänglich. Im Teilschritt B4 kann z.B. eine Prepreg-Matte mit vorgefertigten Öffnungen an den Positionen der Verbindungsmittelabschnitte derart positioniert werden, dass sie mit ihrer Unterseite flächig auf der Oberseite der Form und der Oberseite des Leitungselements aufliegt, während die Verbindungsmittelabschnitte bündig mit der Oberseite der Prepreg-Matte in einer Ebene liegen. In diesem Fall bildet jede der Öffnungen in der Prepreg-Matte eine Form, die ein ungehindertes Ausbreiten des Materials des daran aufgenommenen Verbindungsmittelabschnitts beim nachfolgenden Schweißvorgang unterbindet. Eine ungewollte Kontaktierung zwischen Leiterelement und elektrisch leitendem Flächenelement außerhalb der Positionen der vorgesehenen Anschlussstellen kann somit zusätzlich verhindert werden. Vorzugsweise wird ein vorgefertigtes Isolierstoff-Flächenelement verwendet, sodass ein individuelles Anpassen des Isolierstoff-Flächenelements entfallen kann und die Produktivität des Verfahrens weiter erhöht werden kann. Die Öffnungen können z.B. unter Verwendung einer Maske gestanzt werden.

Es kann aber auch nützlich sein, wenn Schritt C wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist:

Teilschritt CO: Verbinden des in der Aufnahme der Form angeordneten Leiterelements mit dem elektrisch leitenden Flächenelement über wenigstens einen Verbindungsmittelabschnitt aus einem elektrisch nichtleitenden, vorzugsweise schweißbaren Material, bevorzugt durch Pressschweißen.

Teilschritt C1 : Anordnen eines elektrisch leitenden Flächenelements an der ersten Seite der Form, vorzugsweise auf der ersten Seite des Isolierstoff-Flächenelements, bevorzugt derart, dass das elektrisch leitende Flächenelement flächig auf der ersten Seite des Isolierstoff-Flächenelements und/oder flächig auf den Verbindungsmittelabschnitten aufliegt.

Teilschritt C2: Anordnen einer ersten Elektrode eines Verbindungswerkzeugs zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement auf einer ersten Seite der Form, vorzugsweise derart, dass sich die erste Elektrode in Kontakt mit der ersten Seite des elektrisch leitenden Flächenelements befindet.

Teilschritt C3: Anordnen einer zweiten Elektrode des Verbindungswerkzeugs zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement auf einer zweiten Seite der Form, vorzugsweise derart, dass sich die zweite Elektrode unter Durchdringung einer Öffnung in der Form in Kontakt mit der zweiten Seite des Leiterelements befindet.

Teilschritt C4: Aufbringen eines Kontaktdrucks zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode.

Teilschritt C5: Anlegen eines elektrischen Stroms zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode.

Teilschritt C6: Erwärmung des Verbindungsmittelabschnitts bis zum Erreichen der erforderlichen Arbeitstemperatur, sodass das Leiterelement und das elektrisch leitende Flächenelement über den Verbindungsmittelabschnitt, vorzugsweise unter Einwirkung einer Kraft zwischen den Elektroden, durch Aufschmelzen und Erstarren des Materials des Verbindungsmittelabschnitts, durch Diffusion oder in fester Phase unlösbar verbunden werden, vorzugsweise durch Verschweißen.

Teilschritt C7: Entfernen der ersten Elektrode von der ersten Seite des elektrisch leitenden Flächenelements.

Teilschritt C8: Entfernen der zweiten Elektrode von der zweiten Seite des Leiterelements und Entnehmen der zweiten Elektrode aus der Öffnung in der Form.

Teilschritt C9: Anbringen wenigstens einer Referenzmarkierung an dem elektrisch leitenden Flächenelement, vorzugsweise durch Fertigen wenigstens einer Öffnung.

Durch Teilschritt CO kann eine dauerhafte, rein mechanische Verbindung zwischen dem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement bewerkstelligt werden.

Teilschritt C1 begünstigt den ebenen und regelmäßigen Schichtaufbau der Leiterplatte. Vorzugsweise wird ein vorgefertigter Zuschnitt eines elektrisch leitenden Flächenelements verwendet, sodass ein individuelles Zuschneiden des elektrisch leitenden Flächenelements entfallen kann und die Produktivität des Verfahrens weiter erhöht werden kann. Teilschritt C2 schafft ein Gegenlager in Gestalt der ersten Elektrode für den nachfolgend durch die zweite Elektrode aufgebrachten Kontaktdruck.

Teilschritt C3 begünstigt die exakte Positionierung der zweiten Elektrode im Verhältnis zum jeweiligen Verbindungsmittelabschnitt, über den das Leiterelement mit dem elektrisch leitenden Flächenelement zu verbinden ist.

Teilschritte C4 bis C8 begünstigen die Herstellung einer Verbindung des Leiterelements mit dem elektrisch leitenden Flächenelement im Wege des Widerstandsschweißens.

Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn Schritt D wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist:

Teilschritt D1 : Entnehmen des Leiterelements aus der Form.

Teilschritt D2: Anordnen von Isolierstoff auf der mit dem Leiterelement verbundenen zweiten Seite des elektrisch leitenden Flächenelements, vorzugsweise auf der zweiten Seite des an der zweiten Seite des elektrisch leitenden Flächenelements angeordneten Isolierstoff-Flächenelements, bevorzugt als Masse oder in Form eines Isolierstoff- Flächenelements, besonders bevorzugt derart, dass der Isolierstoff das Leiterelement mit Ausnahme der Positionen der vorgesehenen Anschlussstellen vollumfänglich umgibt.

Teilschritt D3: Aufbringen von Druck und ggf. Wärme auf den Isolierstoff in Richtung des elektrisch leitenden Flächenelements, sodass sich der Isolierstoff der Kontur des Leiterelements anpasst und ggf. mit einem bereits vorhandenem Isolierstoff verbindet.

Teilschritt D4: Glätten des Isolierstoffs an der von dem elektrisch leitenden Flächenelement abgewandten Seite zur Ausbildung einer ebenen Unterseite der Leiterplatte.

Teilschritt D5: Aushärten des Isolierstoffs.

Teilschritt D1 macht das Leiterelement für den nachfolgenden Auftrag des Isolierstoffs zugänglich. Nach dem Herstellen der Verbindung zwischen dem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement ist deren relative Position und -ausrichtung fixiert, sodass die Form nun nicht mehr notwendig ist und entfernt werden kann.

Teilschritt D2 bettet das Leitelement nahezu vollständig in Isolierstoff ein. Vorzugsweise wird ein vorgefertigtes Isolierstoff-Flächenelement verwendet, sodass ein individuelles Aufträgen des Isolierstoffs entfallen kann und die Produktivität des Verfahrens weiter erhöht werden kann. Das Isolierstoff-Flächenelement kann für jedes Leiterelement eine entsprechende Aufnahme aufweisen.

Teilschritte D3 und D4 werden vorzugsweise in einer Presse unter Einwirkung von Druck und Temperatur durchgeführt.

Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn Schritt E wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist:

Teilschritt E0: Anbringen von zumindest einer Kontaktierungsstelle, die das Leiterelement mit dem elektrisch leitenden Flächenelement zumindest elektrisch verbindet.

Teilschritt E1 : Herausarbeiten der Anschlussstellen durch lokale Abtragung umliegender Abschnitte des elektrisch leitenden Flächenelements, vorzugsweise durch Ätzung.

Teilschritt E2: Herausarbeiten von wenigstens einer Leitungsbahn durch lokale Abtragung umliegender Abschnitte des elektrisch leitenden Flächenelements, vorzugsweise durch Ätzung.

Teilschritt E0 ermöglicht eine zusätzliche elektrische Anbindung der Leiterelemente an das elektrisch leitende Flächenelement, aus dem in den Teilschritten E1 und E2 Leiterbilder hergestellt werden, und/oder externe Bauteile. Somit können die Anschlussstellen als reine mechanische Verbindung genutzt werden.

Teilschritte E1 und E2 ermöglichen das Herstellen komplexer Leiterbilder auf der Oberfläche der Leiterplatte in Ergänzung zu den sich darin zwischen Anschlussstellen erstreckenden Leiterelementen. Vorzugsweise werden die Anschlussstellen und/oder Leitungsbahnen in Abhängigkeit einer zuvor gefertigten Referenzmarkierung herausgearbeitet.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Leiterplatte, hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Es gelten die oben genannten Vorteile.

Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Form zur Herstellung einer Leiterplatte, vorzugsweise einer Leiterplatte nach Anspruch 7, bevorzugt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend wenigstens eine Aufnahme für ein Leiterelement in einer ersten Seite der Form und wenigstens eine mit der Aufnahme kommunizierende Öffnung zur Einbringung eines Verbindungswerkzeugs in einer zweiten Seite der Form. Es gelten die oben genannten Vorteile. Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Bausatz zur Herstellung einer Leiterplatte, vorzugsweise einer Leiterplatte nach Anspruch 7, bevorzugt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Form nach Anspruch 8, wenigstens ein in der Aufnahme anordenbares Leiterelement und wenigstens ein in die Öffnung einbringbares Verbindungswerkzeug. Der Bausatz umfasst aufeinander abgestimmte Komponenten und Werkzeuge zur Herstellung der Leiterplatte.

Begriffe und Definitionen

Form

Eine Form im Sinne dieser Erfindung ist ein Hilfsmittel, das zur Herstellung der Leiterplatte verwendet wird. Die Form weist dazu wenigstens eine Aufnahme für ein Leiterelement auf.

Die Form kann wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen:

Die Form besteht aus einem dielektrischen bzw. elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Verbundwerkstoff bestehend aus Epoxidharz und Glasfasergewebe.

Die Form ist als Platte ausgebildet.

Die Form erstreckt sich im Wesentlichen in einer Ebene.

Die Form umfasst eine Oberseite, die vorzugsweise eben ist.

Die Form umfasst eine Unterseite, die vorzugsweise eben ist.

Die Oberseite und die Unterseite der Form sind parallel zueinander.

Die Form weist eine Dicke von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 1 ,5 bis 3 mm, bevorzugt 2 mm auf.

Die Form weist einen polygonalen, vorzugsweise rechteckigen oder quadratischen Umriss auf.

Die Aufnahme der Form weist eine Innenkontur auf, die auf die Außenkontur des Leiterelements abgestimmt ist.

Die Aufnahme der Form weist eine Außenkontur auf, die auf die Innenkontur des Leiterelements abgestimmt ist. Die Tiefe der Aufnahme ist auf die Höhe/Dicke des Leiterelements abgestimmt.

Die Form weist für jedes Leiterelement eine eigene Aufnahme auf.

Die Aufnahme erstreckt sich von einer ersten Seite der Form in die Form hinein.

Die Aufnahme ist von einer ersten Seite der Form in die Form eingearbeitet, vorzugsweise eingefräst.

Die erste Seite der Form bildet die Oberseite der Form.

Die Tiefe der Aufnahme liegt im Bereich von 50 bis 1000 pm, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 500 pm, bevorzugt im Bereich von 300 bis 400 pm, besonders bevorzugt bei 350 pm.

Die Form weist wenigstens eine als Durchgang ausgebildete und mit der Aufnahme kommunizierende Öffnung zur Einbringung eines Werkzeugs von der zweiten Seite der Form auf.

Der Durchgang erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu Erstreckungsebene der Form.

Der Durchgang erstreckt sich von der zweiten Seite der Form in die jeweilige Aufnahme.

Jeder Aufnahme ist wenigstens eine als Durchgang ausgebildete Öffnung zugeordnet, vorzugsweise jeweils zwei als Durchgang ausgebildete Öffnungen, die bevorzugt an unterschiedlichen Enden der Aufnahme angeordnet sind.

Leiterplatte

Eine Leiterplatte im Sinne dieser Erfindung ist ein Träger für elektronische Bauteile. Die Leiterplatte dient z.B. der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung der elektronischen Bauteile. Nahezu jedes elektronische Gerät enthält eine oder mehrere Leiterplatten. Eine Leiterplatte kann auch als Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung bezeichnet werden und entspricht dem, was man in englischer Sprache als Printed Circuit Coard (PCB) bezeichnet.

Die Leiterplatte weist vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Merkmale auf:

Die Leiterplatte umfasst eine Schicht oder mehrere Schichten, vorzugsweise mehrere identische Schichten. Die Leiterplatte ist eine Leiterplatte gemäß EP 1 842 402 A2.

Die Leiterplatte ist eine Leiterplatte gemäß DE 10 201 1 102 484 A1.

Die Leiterplatte ist eine Leiterplatte gemäß DE 10 2013 223 143 A1.

Die Leiterplatte erstreckt sich in einer Ebene.

Die Leiterplatte weist parallele Oberseiten und Unterseiten auf.

An der Oberseite der Leiterplatte befinden sich wenigstens zwei Anschlussstellen.

An der Oberseite der Leiterplatte befindet sich wenigstens eine Leitungsbahn.

In die Leiterplatte ist wenigstens ein Leiterelement eingebettet, wobei das Leiterelement mit Ausnahme der Anschlussstellen in Isolierstoff eingebettet ist.

Leiterelement

Ein Leiterelement im Sinne dieser Erfindung ist ein Gegenstand zum Transport elektrischer Energie und/oder Wärme und/oder zur Signalübertragung in der leitungsgebundenen Nachrichtentechnik und der leitungsgebundenen Hochfrequenztechnik. Das Leiterelement kann Teil eines elektrischen Stromkreises oder Stromnetzes sein und so Stromquelle und Verbraucher verbinden. Für den Transport fließen Elektronen als Leiterstrom durch das Leiterelement. Für geringen Spannungsabfall bzw. geringe Transportverluste soll das leitende Material eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, wozu sich einige Metalle besonders gut eignen. Die Querschnittsfläche des Leiters ist vorzugsweise für die zulässige Stromdichte ausgelegt.

Das Leiterelement weist vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Merkmale auf:

Das Leiterelement ist ein Leitungsdraht, vorzugsweise ein Runddraht mit einem runden Querschnitt oder ein Rechteckdraht mit einem rechteckigen Querschnitt, wobei der Leitungsdraht vorzugsweise einen über seine Länge konstanten Querschnitt aufweist. Das Leiterelement ist bevorzugt ein Leitungsdraht gemäß EP 1 842 402 A2.

Das Leiterelement ist ein Formteil, vorzugsweise ein Formteil gemäß DE 10 201 1 102 484 A1. Das Formteil kann beispielsweise folgende Merkmale aufweisen: o Das Formteil erstreckt sich im Wesentlichen in einer Ebene. o Das Formteil besteht aus Metall, vorzugsweise aus Kupfer. Das Formteil umfasst wenigstens abschnittsweise eine konkave Kontur und/oder wenigstens abschnittsweise eine konvexe Kontur. Das Formteil ist zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, in der Leiterplatte eingebettet. Die Oberseiten der Leiterplatte und des Formteils sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Das Formteil ist aus einem plattenförmigen Werkstück herausgetrennt, vorzugsweise durch Stanzen, Erodieren oder Scheiden, bevorzugt durch Wasserstrahlschneiden. Das Formteil weist eine Dicke im Bereich von 10 bis 2000 pm, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 1000 pm, bevorzugt im Bereich von 200 bis 500 pm auf. Eine Länge und/oder Breite des Formteils ist wenigstens fünfmal, vorzugsweise wenigstens zehnmal, bevorzugt wenigstens zwanzigmal, bevorzugt wenigstens fünfzigmal oder bevorzugt wenigstens hundertmal so groß wie die Dicke des Formteils und/oder die Dicke der Leiterplatte. Das Formteil umfasst einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt. Die Querschnittsform des Formteils ist über die Breite und/oder über die Länge des Formteils nicht konstant. Die Dicke des Formteils ist über dessen gesamte Fläche konstant. Das Formteil umfasst eine Krümmung in einer, zwei, drei oder mehr Krümmungsebenen. Das Formteil steht zumindest abschnittsweise aus dem Isolierstoff hervor. Das Formteil ist nicht im Strangpressverfahren herstellbar oder hergestellt. Das Formteil umfasst wenigstens eine Ausnehmung, die ausgehend von einer Randseite des Formteils in das Formteil eingearbeitet ist. Vorzugsweise ist die Ausnehmung zumindest abschnittsweise mit Isolierstoff befüllt. Das Formteil umfasst wenigstens eine Öffnung, die sich von der Oberseite, der Unterseite oder einer Randseite des Formteils abschnittsweise in das Formteil erstreckt, wobei die Öffnung vorzugsweise zumindest im Bereich ihrer Mündung einen kreisförmigen, ovalen, polygonalen, vorzugsweise dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen, bevorzugt rechteckigen oder quadratischen Umriss umfasst, wobei die Öffnung bevorzugt im Wesentlichen nutförmig ausgebildet ist und sich kontinuierlich oder diskontinuierlich entlang einer geraden oder gekrümmten Linie erstreckt, wobei diese Linie besonders bevorzugt zumindest abschnittsweise parallel zu einer Randseite des Formteils verläuft, wobei die Öffnung besonders bevorzugt zumindest abschnittsweise mit Isolierstoff befüllt ist. o Das Formteil umfasst wenigstens einen Durchbruch, der sich quer, vorzugsweise senkrecht, zur Oberseite, zur Unterseite oder einer Randseite des Formteils durch das Formteil erstreckt, wobei der Durchbruch vorzugsweise einen kreisförmigen, ovalen, polygonalen, vorzugsweise dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen, rechteckigen oder quadratischen Umriss umfasst, wobei der Durchbruch bevorzugt im Wesentlichen schlitzförmig ausgebildet ist und sich kontinuierlich oder diskontinuierlich entlang einer geraden oder gekrümmten Linie erstreckt, wobei diese Linie besonders bevorzugt zumindest abschnittsweise parallel zu einer Randseite des Formteils verläuft, wobei der Durchbruch besonders bevorzugt zumindest abschnittsweise mit Isolierstoff befüllt ist. o Das Formteil ist im Wesentlichen L-förmig, T-förmig, H-förmig, S-förmig, O- förmig, E-förmig, F-förmig, X-förmig, Y-förmig, Z-förmig, C-förmig, U-förmig oder W-förmig ausgebildet. o Mehrere Formteile sind in derselben Ebene oder in verschiedenen Ebenen, vorzugsweise in zueinander parallelen Ebenen innerhalb der Leiterplatte angeordnet.

Das Leiterelement ist ein Widerstand, vorzugsweise ein Präzisionswiderstand, bevorzugt ein Präzisionswiderstand gemäß DE 10 2013 223 143 A1. Der Präzisionswiderstand kann folgende Merkmale aufweisen: o Der Präzisionswiderstand umfasst einen Widerstandswert im Bereich von 0.1 bis 300 möhm, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 100 möhrn. o Der Präzisionswiderstand umfasst eine Varianz von weniger als +/- 5%, vorzugsweise eine Varianz von weniger als +/- 2%, bevorzugt eine Varianz von +/- 1% oder weniger. o Der Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes des Präzisionswiderstands für den Temperaturbereich zwischen 20 und 60 °C liegt im Bereich von 0.1 ppm/K bis 200 ppm/K, vorzugsweise im Bereich von 0.5 ppm/K bis 100 ppm/K, bevorzugt im Bereich von 1 ppm/K bis 50 ppm/K. o Der Präzisionswiderstand besteht aus Metall, vorzugsweise aus wenigstens einem der Elemente Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Aluminium (AI), Silizium (Si) oder Zinn (Sn), bevorzugt aus einer Legierung enthaltend wenigstens eines der Elemente Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Aluminium (AI), Silizium (Si) oder Zinn (Sn), beispielsweise aus Manganin, Zeranin oder Isaohm.

Das Leiterelement kontaktiert die Anschlussstellen.

Das Leiterelement ist mit mindestens einer der Anschlussstellen, vorzugsweise allen Anschlussstellen, elektrisch leitend und/oder mechanisch verbunden.

Das Leiterelement ist mit den Anschlussstellen verschweißt.

Das Leiterelement ist zumindest überwiegend, vorzugsweise vollständig, in die Leiterplatte eingebettet.

Eine Oberseite und/oder eine Unterseite und/oder wenigstens eine der Randseiten des Leiterelements, vorzugsweise alle Randseiten des Leiterelements, ist/sind zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, mit Isolierstoff bedeckt.

Eine Oberseite und/oder eine Unterseite und/oder wenigstens eine der Randseiten des Leiterelements verläuft zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, bündig mit einer Oberseite und/oder einer Unterseite und/oder wenigstens einer der Randseiten einer angrenzenden Schicht aus Isolierstoff.

Die Oberseiten und/oder die Unterseiten und/oder wenigstens jeweils eine der

Randseiten der Leiterplatte und des Leiterelements sind parallel zueinander ausgerichtet.

Die Oberseiten und/oder die Unterseiten und/oder wenigstens jeweils eine der

Randseiten des Leiterelements und des elektrisch leitenden Flächenelements sind parallel zueinander ausgerichtet.

Das Leiterelement ist im Strangpressverfahren herstellbar oder hergestellt. Das Leiterelement ist als Flachdraht ausgebildet.

Das Leiterelement erstreckt sich im Wesentlichen in einer Ebene.

Das Leiterelement umfasst einen rechteckförmigen Querschnitt, wobei vorzugsweise die Seite des Querschnitts mit der größeren Ausdehnung zur Oberfläche der Leiterplatte weist.

Das Leiterelement weist eine Dicke im Bereich von 10 bis 2000 pm, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 1000 pm, bevorzugt im Bereich von 100 bis 500 pm auf.

Das Leiterelement umfasst oder besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff.

Das Leiterelement umfasst oder besteht aus einem Verbund- bzw. Hybridwerkstoff, von dem ein Abschnitt elektrisch leitend ausgebildet und der andere elektrisch isolierend ausgebildet ist.

Das Leiterelement umfasst oder besteht aus Metall, vorzugsweise Kupfer.

Das Leiterelement umfasst wenigstens einen Verbindungsmittelabschnitt, vorzugsweise aus einem gegenüber dem Leiterelement verschiedenen Material, bevorzugt Hartlot, besonders bevorzugt Silber. Der Verbindungsmittelabschnitt ist mit dem Leiterelement verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißen. Der Verbindungsmittelabschnitt ist beispielsweise plättchenförmig ausgebildet.

Das Leiterelement umfasst einen Haftvermittler zur Verbesserung der Anbindung an den Isolierstoff.

Das Leiterelement umfasst eine aufgeraute Oberfläche zur Verbesserung der Anbindung an den Isolierstoff, vorzugsweise mit folgenden Merkmalen: o Die Oberfläche des Leiterelements wird zumindest teilweise aufgeraut, bevor das Leiterelement mit Isolierstoff in Kontakt gelangt, vorzugsweise vor Schritt B und/oder vor Schritt C. o Das Aufrauen der Oberfläche des Leiterelements erfolgt durch chemisches Ätzen, wobei das chemische Ätzen vorzugsweise durch Eintauchen des Leiterelements in eine das Material des Leiterelements ätzende Flüssigkeit oder durch das Besprühen des Leiterelements mit einer solchen Flüssigkeit erfolgt. o Die Oberfläche des Leiterelements wird durch mechanisches Bearbeiten, zum Beispiel durch Sandstrahlen oder durch das Aufsprühen von Bims- oder Quarzmehl unter hohem Druck, aufgeraut.

Isolierstoff

Ein Isolierstoff im Sinne dieser Erfindung ist ein nichtleitendes Material, das also nur eine extrem geringe und somit vernachlässigbare elektrische Leitfähigkeit hat. Isolierstoffe werden in der Elektrotechnik verwendet, um den elektrischen Stromfluss auf die spannungsführenden Teile zu begrenzen. Isolierstoff wird vorzugsweise im plastischen oder fließfähigen Zustand appliziert und nach Erreichen der bestimmungsgemäßen Form ausgehärtet. Isolierstoff kann beispielsweise als Masse oder als Prepreg-Matte appliziert werden. Die Prepreg-Matte umfasst eine Gewebeschicht, die für einen inneren Zusammenhalt sorgt und bereits eine vorhandene Grundstruktur bereitstellt, wobei die Gewebeschicht mit fließfähigem bzw. plastischem Harz getränkt ist und so eine Anpassung der Form ermöglicht.

Elektrisch leitendes Flächenelement bzw. Folie

Das elektrisch leitende Flächenelement im Sinne der Erfindung ist ein flächiges Element wie z.B. ein Blatt aus einem elektrisch leitenden Material.

Das elektrisch leitende Flächenelement weist vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Merkmale auf:

Das elektrisch leitende Flächenelement umfasst oder besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff.

Das elektrisch leitende Flächenelement umfasst oder besteht aus Metall, vorzugsweise Kupfer.

Das elektrisch leitende Flächenelement ist als Folie ausgebildet.

Das elektrisch leitende Flächenelement weist eine Dicke im Bereich von 10 bis 1000 pm, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 200 pm, bevorzugt im Bereich von 18 bis 105 pm, besonders bevorzugt bei 35 pm auf.

Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch Kombinationen der hierin offenbarten Merkmale.

Kurze Beschreibung der Figuren Es zeigen:

Fig. 1 in Ansicht (a) eine perspektivische Darstellung einer Form mit mehreren Aufnahmen zur Anordnung von Leiterelementen und in Ansicht (b) eine schematische Schnittansicht, wobei jeweils eine Aufnahme im Längsschnitt und eine Aufnahme im Querschnitt durch jeweils eine Durchgangsöffnung dargestellt ist.

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Leiterelements mit endseitig auf einer Oberseite aufgebrachten Verbindungsmittelabschnitten, wobei das Leiterelement als Leitungsdraht mit rechteckiger Querschnittsfläche ausgebildet ist.

Fig. 3a die in Figur 1 b dargestellte schematische Schnittansicht der Form.

Fig. 3b eine Anordnung umfassend die in Figur 1 b und 3a dargestellte Form und zwei in Figur 2 dargestellte Leiterelemente in schematischer Schnittansicht, wobei die Leiterelemente in den im Längsschnitt bzw. im Querschnitt dargestellten Aufnahmen der Form derart angeordnet sind, dass die Oberseiten der Leiterelemente bündig mit der Oberseite der Form abschließen und die von den Oberseiten der Leiterelemente vorstehenden Verbindungsmittelabschnitte über die Oberseite der Form hervorstehen.

Fig. 3c die Anordnung gemäß Figur 3b, wobei zusätzlich auf der Oberseite der Form, über welche die Verbindungsmittelabschnitte hervorstehen, ein Isolierstoff-Flächenelement in Gestalt einer Prepreg-Matte angeordnet ist, die mehrere auf die Positionen und Formen der Verbindungsmittelabschnitte abgestimmte Öffnungen aufweist, sodass die Oberseiten der Verbindungsmittelabschnitte bündig mit der Oberseite des Isolierstoff- Flächenelements in einer Ebene angeordnet sind.

Fig. 3d die Anordnung gemäß Figur 3c, wobei zusätzlich auf der Oberseite des Isolierstoff- Flächenelements, die bündig mit den Oberseiten der Verbindungsmittelabschnitte in einer Ebene angeordnet ist, ein elektrisch leitendes Flächenelement aufgebracht ist.

Fig. 3e die Anordnung gemäß Figur 3d, wobei an jedem Verbindungsmittelabschnitt eines zu verbindenden Leiterelements jeweils zwei Kontaktelektroden zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Leiterelement und dem elektrisch leitenden Flächenelement auf unterschiedlichen Seiten der Form angeordnet sind, wobei sich die unterseitige Kontaktelektrode jeweils durch die als Durchgang ausgebildete Öffnung in der Unterseite der Form bis zu dem in der jeweiligen Aufnahme aufgenommenen Leiterelement erstreckt, sodass die jeweilige Kontaktelektrode das zu verbindende Leiterelement unmittelbar kontaktieren kann. Fig. 4 in Ansicht (a) eine perspektivische Ansicht und in Ansicht (b) eine schematische Schnittansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leiterplatte.

Fig. 5 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Leiterplatte.

Fig. 6 in Ansicht (a) eine perspektivische Ansicht und in Ansicht (b) eine schematische Schnittansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leiterplatte eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Das bevorzugte erste Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen 1 bis 5 im Detail beschrieben.

Eine Form 3 zur Herstellung einer Leiterplatte 1 ist in perspektivischer Darstellung in Ansicht (a) der Fig. 1 gezeigt. Die Form umfasst insgesamt sechs Aufnahmen 3c für insgesamt sechs als Rechteckdrähte ausgebildete Leiterelemente 2. Jede der Aufnahmen 3c umfasst einen im Wesentlichen quaderförmigen Hohlraum, der sich zu einer als Oberseite bezeichneten ersten Seite 3a der Form 3 hin öffnet. Ausgehend von einer als Unterseite bezeichneten zweiten Seite 3b der Form erstrecken sich jeweils zwei als Durchgänge ausgebildete Öffnungen 3d in jede der Aufnahmen 3c hinein. Die ersten und zweiten Seiten 3a, 3b der Form 3 weisen voneinander ab und erstrecken sich in parallelen Ebenen. Die Form 3 kann verschiedene Aufnahmen 3c für unterschiedlich ausgebildete Leiterelemente 2 aufweisen. Diese unterschiedlichen Aufnahmen 3c können sich auf unterschiedlichen Seiten 3a, 3b der Form 3 befinden. Die Form 3 ist beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise FR4 (Verbundwerkstoffplatte bestehend aus Epoxidharz und Glasfasergewebe), hergestellt. Die Aufnahmen 3c sind beispielsweise ausgehend von der ersten Seite 3a der Form 3 eingefräst. Die als Durchgänge ausgebildeten Öffnungen 3d werden vorzugsweise nach Ausbildung der Aufnahmen 3c gefertigt, beispielsweise gebohrt.

In Ansicht (b) der Figur 1 ist eine Form 3 zur Herstellung einer Leiterplatte 1 zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch und vereinfacht in Schnittansicht dargestellt. Diese Form 3 weist lediglich zwei Aufnahmen 3c auf, die sich entlang unterschiedlicher und senkrecht zueinander angeordneter Kanten der Form 3 erstrecken. Zu erkennen ist, wie sich die Aufnahmen 3c zur ersten Seite 3a der Form hin öffnen und die als Durchgänge ausgebildeten Öffnungen 3d ausgehend von der zweiten Seite 3b der Form 3 in die jeweilige Aufnahme 3c münden. Die Öffnungen 3d können sich zur zweiten Seite 3b der Form 3 trichterförmig erweitern, um ein Einführen von Werkzeugen 6b zu erleichtern.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Leiterelement 2, das als quaderförmiger Leitungsdraht 2 mit rechteckiger Querschnittsfläche ausgebildet ist und in jede der Aufnahmen 3c des in Figur 1 dargestellten Form passt. Die beiden größten Flächen des quaderförmigen Leiterelements 2 bilden die Oberseite 2a und die Unterseite 2b des Leiterelements 2. Rechteckige bzw. plättchenförmige Verbindungsmittelabschnitte 2c sind an entgegengesetzten Enden des Leiterelements 2 auf dessen Oberseite 2a aufgebracht, z.B. geschweißt. In einem in der Aufnahme 3c aufgenommen Zustand erstreckt sich die Oberseite 2a des Leiterelements 2 in einer Ebene mit der Oberseite 3a der Form 3 und schließt bündig damit ab, wobei die Verbindungsmittelabschnitte 2c über die Oberseite 3a der Form 3 vorstehen. Abweichend von der Darstellung in Figur 2 kann das Leiterelement 2 eine andere Gestalt aufweisen. Insbesondere kann das Leiterelement 2 auch beispielsweise ein Formteil, ein Runddraht oder ein Präzisionswiderstand sein. Die Aufnahme 3c der Form 3 ist dann in der Regel entsprechend anzupassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte 1 mit wenigstens einem sich in der Leiterplatte 1 zwischen Anschlussstellen 1 d erstreckenden Leiterelement 2, das nachstehend insbesondere mit Bezug auf die Figur 3 beschrieben wird, umfasst die folgenden Schritte:

Schritt A: Bereitstellen einer Form 3 mit wenigstens einer Aufnahme 3c für ein Leiterelement 2.

Teilschritt A1 umfasst das Bereitstellen der in Figur 1 (b) dargestellten Form 3.

Wie in Figur 3 (b) dargestellt, wird die Form 3 so angeordnet, dass sich die Oberseite (erste Seite) 3a der Form 3 in einer horizontalen Ebene erstreckt (Teilschritt A2).

Schritt B: Anordnen eines Leiterelements 2 in der Aufnahme 3c der Form 3.

Teilschritt B1 umfasst das Bereitstellen von Leiterelementen 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes Leiterelement 2 als quaderförmiger Leitungsdraht 2 mit endseitig und oberseitig aufgebrachten Verbindungsmittelabschnitten 2c ausgebildet, wie in Figur 2 dargestellt ist.

Wie in Figur 3 (b) dargestellt, wird jedes Leiterelement 2 in der Aufnahme 3c derart angeordnet, das Leiterelement 2 parallel zur Erstreckungsebene der Form 3 ausgerichtet ist und bezüglich der Erstreckungsebene der Form 3 nahezu formschlüssig sowie spielfrei in der Aufnahme 3c aufgenommen ist (Teilschritt B2). Anschließend wird jedes Leiterelement 2 derart in die entsprechende Aufnahme 3c eingesetzt, dass die mit den Verbindungsmittelabschnitten 2c versehene Seite 2a des Leiterelements 2 im Wesentlichen bündig mit der Oberseite (erste Seite) 3a der Form 3 abschließt und nur die Verbindungsmittelabschnitte 2c über die Oberseite (erste Seite) 3a der Form 3 hervorstehen (Teilschritt B3).

Wie in Figur 3 (c) dargestellt kann ein Isolierstoff-Flächenelement 4, das auf die Positionen und ggf. Formen der Verbindungsmittelabschnitte 2c abgestimmte Öffnungen 4c aufweist, beispielsweise in Gestalt einer mit Öffnungen versehenen Prepreg-Matte, an der ersten Seite 3a der Form 3 angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, jedes Leiterelement mit Ausnahme der Verbindungsmittelabschnitte 2c vollständig mit Isolierstoff zu umgeben und damit vollständig elektrisch von der Umgebung abzukoppeln. Das Isolierstoff-Flächenelement 4 liegt mit seiner Unterseite (zweite Seite) 4b vorzugsweise flächig auf der Oberseite (erste Seite) 3a der Form 3 sowie der Oberseite (erste Seite) 2a des in der Aufnahme 3c der Form 3 aufgenommenen Leiterelements 2 auf, wobei die Verbindungsmittelabschnitte 2c oberseitig bündig mit einer Oberseite (erste Seite) 4a des Isolierstoff-Flächenelements 4 abschließen (Teilschritt B4).

Schritt C: Verbinden des in der Aufnahme 3c der Form 3 anaeordneten Leiterelements 2 mit einem elektrisch leitenden Flächenelement 5 an Positionen der vorgesehenen Anschlussstellen Id.

Zunächst wird ein elektrisch leitendes Flächenelements 5 z.B. in Gestalt einer Kupferfolie an der Oberseite (erste Seite) 3a der Form 3 angeordnet, sodass es die Oberseite (erste Seite) 4a des Isolierstoff-Flächenelements 4 und die bündig damit abschließenden Verbindungsmittelabschnitte 2c vollflächig bedeckt (Teilschritt C1 ). Durch Anpressen des elektrisch leitenden Flächenelements 5 an die Oberseite (erste Seite) 4a des Isolierstoff- Flächenelements 4 können Lufteinschlüsse beseitigt werden.

Anschließend werden über die Verbindungsmittelabschnitte 2c an den Positionen der vorgesehenen Anschlussstellen 1 d elektrisch leitende Verbindungen zwischen dem Leiterelement 2 und dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 hergestellt. Dies geschieht beispielsweise durch Schweißen, insbesondere durch Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen, oder durch Hartlöten oder dergleichen.

In einem beispielhaft beschriebenen Widerstandsschweißverfahren wird eine erste Elektrode 6a eines Widerstandsschweißwerkzeugs auf der Oberseite (erste Seite) 3a der Form 3 angeordnet, sodass sich die erste Elektrode 6a in Kontakt mit der Oberseite (erste Seite) 5a des elektrisch leitenden Flächenelements 5 befindet. Die Position der ersten Elektrode 6a ist dabei auf die Position einer vorgesehenen Anschlussstelle 1d bzw. die Position eines Verbindungsmittelabschnitts 2c abgestimmt (Teilschritt C2).

Anschließend wird eine zweite Elektrode 6b des Verbindungswerkzeugs auf der Unterseite (zweite Seite) 3b der Form 3 derart angeordnet, dass sich die zweite Elektrode 6b unter Durchdringung einer Öffnung 3d in der Unterseite (zweite Seite) 3b der Form 3 in Kontakt mit der zweiten Seite 2b des Leiterelements 2 befindet (Teilschritt C3).

Im Anschluss daran wird zwischen der ersten Elektrode 6a und der zweiten Elektrode 6b ein Kontaktdruck aufgebracht (Teilschritt C4) und ein elektrischer Strom angelegt (Teilschritt C5), der zur Erwärmung des jeweiligen Verbindungsmittelabschnitts 2c führt. Dabei wird jeder Verbindungsmittelabschnitt 2c bis zum Erreichen der erforderlichen Arbeitstemperatur erhitzt, sodass das Leiterelement 2 und das elektrisch leitende Flächenelement 5 über den Verbindungsmittelabschnitt 2c unter Krafteinwirkung und durch Aufschmelzen/Erstarren des Materials des Verbindungsmittelabschnitts 2c, durch Diffusion oder in fester Phase unlösbar durch verschweißen verbunden werden (Teilschritt C6).

Anschließend werden die Elektroden 6a, 6b entfernt (Teilschritte C7 und C8).

Schritt D: Einbetten des mit dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 verbundenen Leiterelements 2 in Isolierstoff 4. 7.

Zunächst wird das Leiterelement 2 aus der Form 3 entnommen (Teilschritt (D1 ).

Anschließend wird Isolierstoff 7 in formbarem Zustand in Gestalt eines Isolierstoff- Flächenelements 7 wie z.B. einer Prepreg-Matte auf der mit dem Leiterelement 2 verbundene Unterseite (zweite Seite) 5b des elektrisch leitenden Flächenelements 5 angeordnet. Dabei wird der Isolierstoff 7 vorzugsweise mit der Unterseite (zweite Seite) 4b des bereits an der Unterseite (zweite Seite) 5b des elektrisch leitenden Flächenelements 5 angeordneten Isolierstoff- Flächenelements 4 verbunden. Der Isolierstoff 7 kann aber auch als fließfähige Masse aufgetragen werden. Der Isolierstoff 7 wird vorzugsweise derart appliziert, dass er das Leiterelement 2 mit Ausnahme der Positionen der vorgesehenen Anschlussstellen 1c vollumfänglich umgibt (Teilschritt D2) und das Leiterelement 2 mithin nahezu vollständig einbettet.

Das optionale Aufbringen von Druck und ggf. Wärme auf den Isolierstoff 4, 7 in Richtung des elektrisch leitenden Flächenelements 5 kann bewirken, dass der Isolierstoff 4, 7 das Leiterelement 2 konturnah umgibt (Teilschritt D3). Falls bereits ein Isolierstoff-Flächenelement 4 zwischen dem Leiterelement 2 und dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 vorhanden ist, kann das Aufbringen von Druck und ggf. Wärme auf das nachträglich aufgebrachte Isolierstoff- Flächenelement 7 eine Verbindung zwischen den beiden Isolierstoff-Flächenelementen 4, 7 verbessern.

Dies geschieht z.B. in einer Presse. Dabei wird der Isolierstoff 4, 7 an der von dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 abgewandten Seite zur Ausbildung einer ebenen Unterseite 1 b der Leiterplatte 1 geglättet (Teilschritt D4) und ausgehärtet (Teilschritt D5).

Schritt E: Herausarbeiten der Anschlussstellen 1d aus dem elektrisch leitenden Flächenelement 5.

Nach Abschluss des Schritts D ist die Oberfläche der Leiterplatte 1 vollständig mit dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 bedeckt, wobei sich das Leiterelement 2 innerhalb der Leiterplatte 1 erstreckt und in Isolierstoff 4, 7 eingebettet ist.

An den Positionen der vorgesehenen Anschlussstellen 1 d, an denen das Leiterelement 2 über die Verbindungsmittelabschnitte 2c mit dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 verbunden ist, werden nun anschließend die Anschlussstellen 1 c durch lokale Abtragung umliegender Abschnitte des elektrisch leitenden Flächenelements 5 herausgearbeitet (Teilschritt E1 ). Dies wird vorzugsweise durch Ätzung bewerkstelligt.

Beispielsweise zur Signalübertragung können auch Leitungsbahnen durch lokale Abtragung umliegender Abschnitte des elektrisch leitenden Flächenelements 5 herausgearbeitet werden. Auch dies wird vorzugsweise durch Ätzung bewerkstelligt (Teilschritt E2). Eine Leiterbahn 1e steht mit wenigstens einer Anschlussstelle 1d vorzugsweise in elektrisch leitender Verbindung.

Figur 4 zeigt eine unter Verwendung der in Figur 1 dargestellten Form 3 hergestellte Leiterplatte 1 in perspektivischer Darstellung (Ansicht a) sowie in schematischer Schnittansicht (Ansicht b). Die Leiterplatte 1 hat im Wesentlichen einen rechteckigen Umriss und eine quaderförmige Gestalt. Das quaderförmige Leiterelement 2 erstreckt sich zwischen zwei an der Oberseite 1 a der Leiterplatte 1 angeordneten Anschlussstellen 1 d, die beispielsweise durch Ätzung aus einer Kupferfolie (5) herausgearbeitet sind, und ist mit Ausnahme der Positionen der Anschlussstellen 1d vollständig in Isolierstoff 1d (4, 7) eingebettet.

In der schematischen Schnittansicht gemäß Figur 4 (b) ist der strukturelle Aufbau der Leiterplatte 1 gut zu erkennen. Die Oberseite 1 a der Leiterplatte 1 wird durch das erste Isolierstoff-Flächenelement 4 gebildet, das in Schritt B (Teilschritt B4) auf die Oberseite der Form 3 aufgetragen wurde. Die Unterseite 1 b der Leiterplatte 1 wird durch das zweite Isolierstoff-Flächenelement 7 gebildet, das erst nach Herstellung der Verbindung zwischen dem Leiterelement 2 und dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 über die Verbindungsmittelabschnitte 2c auf die Unterseite des ersten Isolierstoff-Flächenelements 4 aufgebracht wurde, um das Leiterelement nahezu vollständig in Isolierstoff 1c einzubetten. Die an der Oberseite 1a der Leiterplatte 1 angeordneten Anschlussstellen 1d und Leiterbahnen 1e sind aus dem Material des elektrisch leitenden Flächenelements (5) hergestellt, das in Schritt C (Teilschritt C1 ) auf der Oberseite des ersten Isolierstoff-Flächenelements 4 angeordnet wurde.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Figur 6 im Detail beschrieben.

Figur 6 zeigt ebenfalls eine unter Verwendung der in Figur 1 dargestellten Form 3 hergestellte Leiterplatte 1 in perspektivischer Darstellung (Ansicht a) sowie in schematischer Schnittansicht (Ansicht b). Die Leiterplatte 1 hat im Wesentlichen dieselbe Ausgestaltung wie die Leiterplatte 1 des ersten Ausführungsbeispiels. So weisen identische Merkmale dieselben Bezugszeichen auf. Die Leiterplatte 1 des zweiten Ausführungsbeispiels weist auch einen rechteckigen Umriss und eine quaderförmige Gestalt auf. Auch in der zweiten Ausführungsform erstreckt sich das quaderförmige Leiterelement 2 zwischen zwei an der Oberseite 1a der Leiterplatte 1 angeordneten Anschlussstellen 1 d.

Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel, worin die Anschlussstellen 1 d eine mechanische und elektrische Anbindung des elektrisch leitenden Flächenelements 5 an das Leiterelement 2 bewerkstelligen, bewirken die Anschlussstellen 1d im zweiten Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen rein mechanische Anbindung. Damit haben die Anschlussstellen 1 d vor allem während des Einbettens des mit dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 verbundenen Leiterelements 2 in Isolierstoff 4, 7 (Schritt D) die Funktion, das elektrisch leitende Flächenelement 5 strukturell an das Leiterelement 2 zu binden. Das elektrisch leitende Flächenelement 5 ist ein sehr dünnes Element und kann daher sehr leicht verformt werden. Durch die Anbindung des elektrisch leitenden Flächenelements 5 an das Leiterelement 2 über die Anschlussstellen 1d kann eine Verformung und/oder Verschiebung des elektrisch leitenden Flächenelements 5 während beispielsweise des Verpressens zum Anbringen des Isolierstoffs 4, 7 (Schritt D) reduziert, vorzugsweise verhindert werden. Somit kann eine hohe Fertigungspräzision erreicht werden.

Die Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 und dem Leiterelement 2 (Schritt C) muss deshalb nicht zwingend elektrisch ausgestaltet sein. So kann der Verbindungsmittelabschnitt 2c beispielsweise auch aus einem nicht elektrisch leitenden Verbindungsmaterial ausgebildet sein. Das Verbindungsmaterial ist vorzugsweise schweißbar um eine stoffschlüssige Anbindung zu erreichen. Im Falle eines nicht elektrisch leitenden Materials kann die Verbindung beispielsweise durch Pressschweißen erfolgen.

Auch im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels werden die Anschlussstellen 1d nach dem Verpressen in Schritt D, also nach Einwirkung der mechanischen Lasten, aus dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 herausgearbeitet (Schritt E). Dabei werden die Anschlussstellen 1 d von Leiterbahnen 1e aus dem elektrisch leitenden Flächenelement 5 zumindest elektrisch isoliert wie in Fig. 6(a) und (b) dargestellt. Deshalb sind die Anschlussstellen 1d in der fertigen Leiterplatte 1 nicht mehr mit den Leiterbahnen 1e elektrisch verbunden wie im ersten Ausführungsbeispiel. Es ist auch denkbar, die Anschlussstellen 1d gänzlich wegzuätzen, da sie keine elektrische Funktion mehr aufweisen, sondern lediglich der mechanischen Abstützung während des Verpressens in Schritt D dienen. Die elektrische Anbindung zwischen den Leiterbahnen 1 e und den Leiterelementen 2 und möglichen externen Bauteilen erfolgt, über in einem extra Verfahrensschritt eingebrachte Kontaktierungsstellen 1f, 1g. Diese Kontaktierungsstellen 1f, 1 g können beispielsweise durch Durchkontaktierung ausgebildet sein, wobei eine Bohrung 1f, die an ihrem Innenumfang mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 1g, vorzugsweise aus Metall, bevorzugt aus Kupfer, den Kontakt zwischen Leiterelement 2 und Leiterbahnen 1 e erzeugt, wie in Fig. 6(a) und 6(b) gezeigt. Die Bohrung 1f kann beispielsweise entlang ihrer Innenfläche bis zu einer Leiterbahn 1 e auf der einen Seite und einem Leitungselement 2 auf der anderen Seite verkupfert sein, um so eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 1 e und dem Leitungselement 2 sicherzustellen. Die Kontaktierungsstellen 1f mit 1g können in einem Schritt E0 angebracht werden, in dem die Bohrungen 1f in einem Zustand angebracht werden, in dem das vollständige elektrisch leitende Flächenelement 5 an den vorgesehenen Anschlussstellen 1d mit Leiterelementen 2 verbunden ist. Somit können die mechanischen Belastungen während des Anbringens der Kontaktierungsstellen 1f mit 1g über die vorgesehenen Anschlussstellen 1 d aufgenommen werden und eine hohe Fertigungspräzision erreicht werden. Erst im Anschluss werden dann die Anschlussstellen 1 d herausgearbeitet, wie oben beschrieben. Vorzugsweise sind die Kontaktierungsstellen 1f mit 1g im Nahbereich der vorgesehenen Anschlussstellen 1d angebracht.

Weiterhin kann das Leiterelement 2 ein Hybrid- bzw. Verbundmaterial umfassen, welches in einem Abschnitt zwischen Kontaktierungsstellen 1 g mit 1f elektrisch leitend ausgebildet ist und in dem Abschnitt zwischen einer Kontaktierungsstelle 1f mit 1g und einer vorgesehenen Anschlussstelle 1 d elektrisch isolierend ausgebildet ist. So können Dunkelströme unterbunden werden. Zur stabilen mechanischen Abstützung sind vorzugsweise mindestens drei Anschlussstellen 1 d an der Leiterplatte 1 vorgesehen, die bevorzugt eine Fläche aufspannen, in der sich der Flächenschwerpunkt des elektrisch leitenden Flächenelements 5 befindet. So kann sichergestellt werden, dass das elektrisch leitende Flächenelement 5 sicher in Position gehalten wird.

Durch die Funktionstrennung, wobei die vorgesehenen Anschlussstellen 1 d eine reine mechanische Verbindung während beispielsweise des Verpressens sicherstellen, und die Kontaktierungsstellen 1f mit 1g die elektrische Verbindung sicherstellen, kann erreicht werden, dass die Kontaktierungsstellen 1f mit 1g nicht durch mögliche Schäden an den Anschlussstellen 1 d beeinträchtigt werden.

Das erste Ausführungsbeispiel und das zweite Ausführungsbeispiel lassen sich miteinander kombinieren. So können einzelne Anschlussstellen 1d einer Leiterplatte 1 gänzlich weggeätzt werden oder elektrisch isoliert werden und zusätzlich Kontaktierungsstellen 1f mit 1g zur elektrischen Anbindung zwischen Leiterbahnen 1e und Leiterelementen 2 und ggf. externen Bauteilen angebracht werden, und andere Anschlussstellen 1 d einer Leiterplatte 1 können, wie im ersten Ausführungsbeispiel, Leiterbahnen 1 e und Leiterelemente 2 elektrisch miteinander verbinden.

Bezugszeichenliste

1 Leiterplatte

1 a Oberseite der Leiterplatte

1 b Unterseite der Leiterplatte

1 c Isolierstoff

1 d Anschlussstelle

1 e Leitungsbahn

1f Bohrung der Kontaktierungsstelle

1 g elektrisch leitfähige Schicht der Kontaktierungsstelle

2 Leiterelement

2a Oberseite des Leiterelements

2b Unterseite des Leiterelements

2c Verbindungsmittelabschnitt

3 Form

3a Oberseite der Form

3b Unterseite der Form

3c Aufnahme

3d Durchgang/Öffnung

4 Isolierstoff (elektrisch isolierendes Flächenelement bzw. Isolierstoff-Flächenelement)

4a Oberseite des Isolierstoff-Flächenelements

4b Unterseite des Isolierstoff-Flächenelements

4c Durchgang/Öffnung

5 Elektrisch leitendes Flächenelement (Leiter-Flächenelement bzw. Folie)

5a Oberseite des elektrisch leitenden Flächenelements

5b Unterseite des elektrisch leitenden Flächenelements

6a Elektrode (oben) des Verbindungswerkzeugs

6b Elektrode (unten) des Verbindungswerkzeugs

7 Isolierstoff (elektrisch isolierendes Flächenelement bzw. Isolierstoff-Flächenelement)