NO860984L - Elektrisk kretsanordning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk kretsanordning hvori det inngår en elektrisk krets som er utformet fra det som vanligvis kalles elektrisk trykkfarge.

Elektriske kretser er vanligvis utformet på tynne stive isolerende substrater, f.eks. av aluminiumoksyd, ved hjelp av avskjermet siktpåføring av ledende baner og motstander på vedkommende overflate ved anvendelse av trykkfarge som herder ved meget høye temperaturer.

Ved anvendelse av denne teknikk kan kompliserte elektriske kretser fremstilles i meget kompakt utførelse, skjønt proses-sen kan være forholdsvis kostnadskrevende. Aluminiumoksyd-substrater er forholdsvis ømtålige og dyre og de må monteres med spesiell omsorg. Av disse grunner har utnyttelse av sådanne kretser, som vanligvis kalles hybridkretser, ikke vært så omfattende som det ellers ligger an til. Foreliggende oppfinnelse har derfor som formål å frembringe en forbedret elektrisk kretsanordning av denne art.

En første aspekt av foreliggende oppfinnelse gjelder en elektrisk krets som omfatter en ikke plant utformet, elektrisk isolerende støpt plastsubstrat med et overflateområde som er påført kretselementer utformet i 1avtemperaturherdende elektrisk trykkfarge av den art som herder ved temperaturer under 200°C.

En annen aspekt av foreliggende oppfinnelse gjelder en elektrisk kretsanordning som omfatter et ikke plant bærelegeme utformet i støpt plastmaterial, idet et parti av bærelegemet også gjør tjeneste som substrat for en elektrisk krets som i det minste delvis er utformet i lavtemperaturherdende elektrisk trykkfarge, som kan herdes i kontakt med plastmaterialet.

Oppfinnelsens kjerne ligger således i bruk av et lavtemperaturherdende plastmaterial som støpes til en forholdsvis kom- plisert form som ikke primært bestemmes av den tilsiktede elektriske arbeidsfunksjon for den krets som plastmaterialet bærer, men heller den konstruktive funksjon som den skal utføre. Bærelegemet kan da eventuelt utgjøre boks eller lokk i en elektrisk pakke, eller det kan danne en indre bærer hvis nærvær er påkrevet av andre grunner enn for å danne grunnlag for en elektrisk hybridkrets. I visse tilfeller kan legemets funksjon og form være primært diktert av et tilsiktet utseende. Ved å utnytte et baerelegeme som foreligger iboende i en pakke eller et hus, kan den totale konstruktive oppbygning forenkles i høy grad og gjøres i høy grad økonomisk. I et foretrukket utførelseeksempel formes en mikrotelefon (telefon i et stykke) av to deler av støpt varmeherdende plastmaterial. Disse plastdeler tjener til å understøtte og inneslutte tele-fonkomponentene, nemlig mikrofonen, høretelefonen samt trykk-knappsettet og lignende. I tillegg tjener innsiden av de støpte plastdeler som et substrat, som er påført et mønster av lederbaner bestående av 1avtemperaturherdende elektrisk trykkfarge som herdes etter påføringen. På denne måte vil det ikke være nødvendig å anordne noe som ligner det konvensjonelle kretskort, som vanligvis er flatt og stivt. Bøyelige kretskort er riktignok tilgjengelige, men kan være vanskelig å montere og understøtte. Utnyttelse av foreliggende oppfinnelse fjerner en meget viktig foreliggende konstruksjonsbegrens-ning, særlig når det gjelder små og samtidig kompliserte elektriske produkter.

Denne teknikk gjør bruk av 1avtemperaturherdende polymertrykkfarger som kan anvendes for avskjermet påføring på et substrat. Substratet er i dette tilfelle utført i form av et lavtemperaturherdende plastmaterial som alltid vil være støpt til den påkrevede tredimensjonalform. Skjønt plastmaterialet kan være utført med glatt eller blank overflate på de steder hvor den elektriske krets skal påføres, er det imidlertid meget å foretrekke at det på disse steder frembringes en oppriflet overflate på den måte som er angitt i den samtidig innleverte norske patentansøkning nr. 86.0983, da bruk av en ru overflate gir sterkt forbedret vedhefting og binding av polymertrykkfargene til vedkommende plastsubstrat. Ved bruk av sådan oppriflet overflate vil bindingen av polymertrykkfargene til plastmaterialet være tilstrekkelig god til å til-late tilkobling av forholdsvis tunge elektriske og elektroniske komponenter til de elektrisk ledende trykkfargebaner, uten at disse baner derved rives av plastmaterialet.

Oppfinnelsen vil nå bli ytterligere beskrevet ved hjelp av et utførelseeksempel og under henvisning til de vedføyde teg-ninger, hvorpå: Fig. 1 er en perspektivskisse av et kretsarrangement i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 2 viser et snitt gjennom to av kretsanordningens hoved-deler .

På tegningene er det vist at den elektriske kretsanordning er basert på et mikrotelefonsett utformet med et hus som har et bunnstykke 1 samt et øvre deksel 2, som begge er utført i støpt varmeherdende plastmaterial. En elektrisk forbindelse-ledning 3 er forbundet med den ene ende av mikrotelefonsettet og et utvidet tilstøtende parti 8 inneholder en mikrofon 4.

Et utvidet parti 9 ved den annen ende av settet inneholder høretelefonen 5. Det midtre smale broparti 10 bærer et trykk-knappsett 6 som anvendes for vanlige nummervalgformål. Det indre av mikrotelefonen inneholder de elektriske kretser som er nødvendig for drift av telefonen, således at den er i stand til å motta innkommende anrop og sende ut nummervalg til en telefonsentral når et utgående anrop skal finne sted. Et sådant mikrotelefonsett kan betegnes som et telefonapparat i et stykke, da alle apparatets funksjoner inngår i denne konstruksjon.

Disse funksjoner har tidligere på vanlig måte blitt utført

ved hjelp av smale, flate og stive trykte kretskort som hver er påført et kretsmønster samt elektroniske komponenter montert

inne i telefonhuset. Monteringen av disse kretskort utgjør et ekstra fremstillingstrinn som er kostnadskrevende i og for seg, og som derpå må festes på sikker og tilfredsstillende måte i mikrotelefonhuset. I betraktelig grad vil disse inn-vendige monterte kretskort bestemme størrelse, form og vekt av et sådant produkt som et mikrotelefonsett.

I motsetning til dette og i samsvar med oppfinnelsen vil bunnstykket 1 og dekselet 2 i seg selv gjøre tjeneste som substrater for de elektriske kretser, på tross av det forhold at de i første rekke er utformet med tanke på deres konstruktive funksjoner og utseende. Kretsene er f.eks. påført nettopp de områder 11, 12 av bunnstykket 1 og dekselet 2 som er forsynt med en oppriflet indre overflate, da det er funnet at de lavtemperaturherdende polymertrykkfarger hefter mer tilfredsstillende til en sådan ru overflate.

For utforming av bunnstykket 1 eller dekselet 2 utnyttes støpeverktøy av metall, slik som f.eks. stål, hvis overflate-partier tilsvarende områdene 11, 12 av sluttproduktet opprifles ved hjelp av en regulert gnisterosjonsprosess i påkrevet grad. Alternativt kan den ru overflate frembringes ved hjelp av styreetsning eller ved sandblåsing. Korrekt ruhetsgrad er typisk 33 på VDI-skalaen og 4,5 på RA-skalaen. Denne ruhetsgrad er bestemt ut i fra behovet for god vedhefting mellom trykkfargen og substratet.

Plastgranuler, f.eks. kjent som polysulfon, sprøytestøpes under trykk på omkring 1380 bar ved en støpeformtemperatur på omkring 95°C og en materialtemperatur på omkring 395°C ved anvendelse av det oppriflede støpeverktøy for å fastlegge substratets form. Åpningene for trykknappbryterne støpes herunder inn i dekselet. I stedet for innstøpning av det ru flate område, kan de støpte plastkomponenter opprifles etter støpingen ved hjelp av sandblåsing eller plasmaetsing. Etter støpningen påføres elektrisk polymertrykkfarge ved hjelp av avskjermet sikt på den ru overflate, ved anvendelse av pass ende mønsteravskjermet siktgitter som påføringsmaske. Avskjermet siktpåføring er i og for seg ganske velkjent. De påførte trykkfarger herdes så ved omkring 150°C, og en sådan temperatur vil ikke skade de støpte plastkomponenter. Den anvendte trykkfarge er valgt i avhengighet av de ønskede elektriske egenskaper, nemlig alternativt ledende, motstands-dannende eller kapasitive egenskaper. Passende lavtemperaturherdende polymertrykkfarger er tilgjengelig fra Electro-science Laboratories Inc., under typebetegnelsene 1109-S, serien RS-150 samt 240-SB.

Etter herdingen vil plastkomponentene være i den form som er vist i fig. 2. Trykkfargene kan påføres elektrodeløst slik som beskrevet i samtidig innleverte norske patentansøkning nr. 86.0985, da dette tillater montering av elektriske komponenter direkte på de trykte kretsbaner uten anvendelse av vanlig loddemetall. Mikrofon og høretelefon monteres så og forbindes med de trykte kretser ved hjelp av bøyelige ledere.

Av fig. 2 vil det fremgå at det oppriflede område 12 hvor en krets er påført, faktisk er plant mens området 11 er krumt. Det bærende substrat for området 12 er imidlertid dekselet 2, som ikke er plant, men har en tredimensjonalt støpt form. Det krumme område 11 gjør tjeneste som et substrat hvor kretsene kan utformes ved bruk av avskjermet sikttrykk eller stensiler, og kretsene kan også påføres direkte på oppriflede overflater med mer kompliserte profiler, hvis så ønskes.

Claims (7)

1. En elektrisk kretsanordning som omfatter et formet, ikke plant og elektrisk isolerende støpt plastsubstrat, karakterisert ved at substratet har et overflateområde som bærer kretselementer utformet i lavtemperaturherdet elektrisk trykkfarge av den art som herdes ved en temperatur mindre enn 200°C.

2. Elektrisk kretsanordning som omfatter et ikke plant bærelegeme utformet i et støpt plastmaterial, karakterisert ved at et parti av bærelegemet også gjør tjeneste som et substrat for en elektrisk krets, som i det minste delvis er utført i en lavtemperaturherdet elektrisk trykkfarge som er herdet i kontakt med nevnte plastmaterial .

3. Kretsanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte bærelegeme utgjør en del av et tredimensjonalt hus for anordningen.

4. Kretsanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at det parti av bærelegeme som gjør tjeneste som substrat for den elektriske krets er utført med oppriflet overflate for å øke vedheftningen av elektrisk trykkfarge til overflaten.

5. Kretsanordning som angitt i krav 2-4, karakterisert ved at nevnte trykkfarge er en polymertrykkfarge.

6. Kretsanordning som angitt i krav 2-5, karakterisert ved at nevnte ikke plane bære-legemer sammen med et eller flere bærestykker av stø pt plastmaterial som også bærer elektriske kretselementer i form av lavtemperaturherdede elektriske trykkfarger utgjør kretsanordningens hus i sin helhet.

7. Kretsanordning som angitt i krav 2-6, karakterisert ved at kretsanordningen utgjør et mikrotelefonsett.