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Dokumentenidentifikation DE102004043464A1 14.04.2005
Titel Schaltungsplatte mit einer Metallplatte, gedruckte Schaltungsplatte und flexible Schaltungsplatine
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Nakakuki, Kiyoshi, Kariya, Aichi, JP
Vertreter Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising
DE-Anmeldedatum 08.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004043464
Offenlegungstag 14.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.04.2005
IPC-Hauptklasse H05K 3/46
IPC-Nebenklasse H05K 1/02   H05K 1/05   
Zusammenfassung Eine Schaltungsplatte enthält folgendes: eine Metallplatte (3a, 3b, 3c) mit einer Öffnung (3ah, 3bh, 3ch); eine flexible Schaltungsplatine (1a-1f), die auf einer ersten Oberfläche der Metallplatte (3a, 3b, 3c) angeordnet ist; und eine gedruckte Schaltungsplatte (2a, 2d), die in der Öffnung (3ah, 3bh, 3ch) der Metallplatte (3a, 3b, 3c) angeordnet ist. Die flexible Schaltungsplatine (1a-1f) ragt zu der Öffnung (3ah, 3bh, 3ch) der Metallplatte (3a, 3b, 3c) hin vor, so daß ein Teil der flexiblen Schaltungsplatine (1a-1f) an die gedruckte Schaltungsplatte (2a, 2d) gebondet wird. Die gedruckte Schaltungsplatte (2a, 2d) enthält einen ersten Anschlußfleck (22), der auf einer ersten Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte (2a, 2d) angeordnet ist, die auf der ersten Oberfläche der Metallplatte (3a, 3b, 3c) angeordnet ist. Die flexible Schaltungsplatine (1a-1f) enthält einen zweiten Anschlußfleck (12), der auf einer ersten Oberfläche der flexiblen Schaltungsplatine (1a-1f) angeordnet ist, die der Metallplatte (3a, 3b, 3c) gegenüberliegt. Der erste und der zweite Anschlußfleck (12, 22) sind elektrisch miteinander mit einem Verbindungsteil verbunden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsplatte mit einer Metallplatte, eine gedruckte Schaltungsplatte und eine flexible Schaltungsplatine.

Eine Schaltungsplatte mit einer Metallplatte als Substrat und eine flexible Schaltungsplatine sind in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2003-51651 offenbart. Die flexible Schaltungsplatine ist direkt an den Metallplatte gebondet, so daß die Schaltungsplatte eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und hohe Steifigkeit besitzt. Die flexible Schaltungsplatine ist aus einem thermoplastischen Harz hergestellt. Die Schaltungsplatte wird beispielsweise in einer Meßgeräte-Baugruppe verwendet (das heißt einem Kombinationsmeßgerät) in einem Instrumentenpult eines Automobils. In diesem Fall ist die Schaltungsplatte mit den folgenden Problemen behaftet.

Obwohl die Meßgeräte-Baugruppe des Fahrzeugs als ein Meßgerät arbeitet, ist es erforderlich, daß die Meßgeräte-Baugruppe ein neuartiges und beeindruckendes Design besitzt. Daher besitzt jede Meßgeräte-Baugruppe ein unterschiedliches Design entsprechend dem Typ des Fahrzeugs.

Im allgemeinen ist es erforderlich, daß die Meßgeräte-Baugruppe auf Grund des Designs größer ausgeführt wird. Beispielsweise wird die Positionierung eines Motors zum Antreiben einer Anzeigevorrichtung und eine Beleuchtungslampe für die Anzeigevorrichtung auf der Grundlage des Designs festgelegt; und es wird daher die Meßgeräte-Baugruppe größer. Ferner ist an der Meßgeräte-Baugruppe eine Steuerschaltung zum Steuern des Motors und der Lampe montiert. Spezifischer ausgedrückt, ist die Steuerschaltung in einem unbenutzten Raum in der Meßgeräte-Baugruppe montiert.

Um mit beiden Bedingungen einer großen Meßgeräte-Baugruppe und der Positionierung der Steuerschaltung fertig zu werden, enthält die Schaltungsplatine vielfältige flexible Schaltungsplatinen, die auf einer Metallplatte montiert sind. Es wird daher der Anschlußfleck der flexiblen Schaltungsplatine größer. Demzufolge werden auch die Herstellungskosten größer. Da ferner die Meßgeräte-Baugruppe ein unterschiedliches Design in Einklang mit dem Fahrzeugtyp besitzen soll, wird auch die Arbeitszeit zum Designen der Schaltungsplatine länger.

Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine große Schaltungsplatine mit einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit und hoher Steifigkeit zu schaffen. Ferner soll die Schaltungsplatine mit niedrigen Kosten herstellbar sein und dafür geeignet sein, um die Arbeitszeit zum Designen einer Schaltungspositionierung zu reduzieren.

Die Schaltungsplatte enthält folgendes: eine Metallplatte mit einer Öffnung; eine flexible Schaltungsplatine, die auf einer ersten Oberfläche der Metallplatte angeordnet ist; und eine gedruckte Schaltungsplatte, die in der Öffnung der Metallplatte angeordnet ist. Die flexible Schaltungsplatine ragt zu der Öffnung der Metallplatte in solcher Weise hin, daß ein Teil der flexiblen Schaltungsplatine an die gedruckte Schaltungsplatte gebondet wird. Die gedruckte Schaltungsplatte enthält einen ersten Anschlußfleck oder Anschlußfleck (land) als Teil eines Leitermusters, wobei der erste Anschlußfleck auf einer ersten Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine angeordnet ist, die auf der ersten Oberfläche der Metallplatte angeordnet ist. Die flexible Schaltungsplatine enthält einen zweiten Anschlußfleck oder Fächenbereich (land) als Teil eines Leitermusters, wobei der zweite Anschlußfleck auf einer ersten Oberfläche der flexiblen Leitungsplatine angeordnet ist, welcher der Metallpatte gegenüberliegt. Der erste und der zweite Anschlußfleck sind miteinander elektrisch verbunden, und zwar über ein Verbindungsteil.

Die oben erläuterte Schaltungsplatte kann aus einer großen Schaltungsplatte bestehen und besitzt eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und hohe Steifigkeit. Ferner wird die Schaltungsplatte bei niedrigen Kosten hergestellt und sorgt für eine reduzierte Arbeitszeit zum Entwerfen einer Schaltungspositionierung.

In bevorzugter Weise umfaßt die Schaltungsplatte eine Vielzahl an elektrischen Schaltungen, die entsprechend Funktionen klassifiziert sind, so daß die elektrischen Schaltungen in eine Vielzahl von Blöcken aufgeteilt sind, die einen individuellen Schaltungsblock und einen gemeinsamen Schaltungsblock enthalten. Der individuelle Schaltungsblock besitzt ein Leitermuster der elektrischen Schaltungen, welches in Einklang mit einem Design der Schaltungsplatte änderbar ist. Der gemeinsame Schaltungsblock besitzt ein gemeinsames Leitermuster der elektrischen Schaltungen, welches gemeinsam verwendet wird, und zwar selbst dann, wenn das Design der Schaltungsplatte geändert wird. Die flexible Schaltungsplatine liefert den individuellen Schaltungsblock. Die gedruckte Schaltungsplatte liefert den gemeinsamen Schaltungsblock.

Die oben genannte Aufgabe und weitere Ziele, Merkmale und Vorteil der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Hinweis auf die anhängenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

1A eine auseinandergezogene Querschnittsansicht, die eine Schaltungsplatte wiedergibt, und 1B eine Querschnittsansicht, welche die Schaltungsplatte gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

2A eine auseinandergezogene Querschnittsansicht, die eine Schaltungsplatte wiedergibt, und 2B eine Querschnittsansicht, welche die Schaltungsplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

3A eine auseinandergezogene Querschnittsansicht, die eine Schaltungsplatte darstellt, und 3B eine Querschnittsansicht, welche die Schaltungsplatte gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;

4A eine perspektivische Ansicht, die einen Metallstift darstellt, und zwar vor einer Verstemmung, 4B eine perspektivische Ansicht, die den Metallstift nach der Verstemmung veranschaulicht, 4C eine Querschnittsansicht, welche eine Schaltungsplatte vor einem Lötvorgang wiedergibt, und 4D eine Querschnittsansicht, welche die Schaltungsplatte nach dem Verlöten in Einklang mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;

5A eine auseinandergezogene Querschnittsansicht, die eine Schaltungsplatte gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 5B eine auseinandergezogene Querschnittsansicht, die eine andere Schaltungsplatte gemäß einer abgewandelten Ausführung der fünften Ausführungsform darstellt;

6 eine Querschnittsansicht, welche eine Schaltungsplatte gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;

7A eine Querschnittsansicht, die eine Schaltungsplatte vor einem Stanzvorgang darstellt, und 7B eine Querschnittsansicht, welche die Schaltungsplatte nach dem Stanzvorgang in Einklang mit einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

8A eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Kombinationsmeßgerät darstellt mit einer Schaltungsplatte gemäß der ersten Ausführungsform, und 8B eine Teil-Querschnittsansicht ist, die einen Teil der Schaltungsplatte VIIIB in 8A darstellt.

(Erste Ausführungsform)

1A veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsplatte 100 und 1B zeigt eine Schaltungsplatte 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schaltungsplatte 100 enthält eine Metallplatte 3a, eine flexible Schaltungsplatine 1a und eine gedruckte Schaltungsplatte 2a. Die Metallplatte 3a dient als ein Substrat (das heißt als Grundlage). Die flexible Schaltungsplatine 1a ist an einer Seite der Metallplatte 3a gebondet. Die gedruckte Schaltungsplatte 2a ist in eine Öffnung 3ah eingeführt und darin montiert, welche in der Metallplatte 3a ausgebildet ist, und ist an einen Teil der flexiblen Schaltungsplatine 1a gebondet, welcher zu der Öffnung 3ah hin vorspringt.

Wie in 1A gezeigt ist, enthält die flexible Schaltungsplatine 1a in der Schaltungsplatte 100 eine Filmbasis 11a, eine Klebemittelschicht 14 und einen Anschlußfleck 12 (land). Die Klebemittelschicht 14 ist auf einer Seite der Filmbasis 11a ausgebildet und wird für einen Lay-Up-Prozeß verwendet (das heißt einen Laminierungsprozeß). Der Anschlußfleck wird für einen Anschluß verwendet und bildet einen Teil eines Leitermusters, welches auf der flexiblen Schaltungsplatine 1a ausgebildet ist, und ist auf der anderen Seite der flexiblen Schaltungsplatine 1a gegenüber der Klebemittelschicht 14 angeordnet und ist an der Oberfläche der flexiblen Schaltungsplatine 1a freigelegt. Die Filmbasis 11a ist aus einem Wärmeaushärtharz hergestellt. Spezifischer ausgedrückt, ist die Filmbasis 11a aus einem Polyimid, PEN (das heißt Polyethylen-2-, 6-Naphthalendicarboxylat), PET (das heißt Polyethylenterephthalat) oder ähnlichem hergestellt, die allgemein für ein Schaltungssubstrat verwendet werden. Die Klebemittelschicht 14 ist aus einem thermisch aushärtenden Klebstoff hergestellt, wie beispielsweise Silikonserienmaterial oder Epoxyserienmaterial. Die flexible Schaltungsplatine 1a mit der Filmbasis 11a aus dem wärmeaushärtenden Harz besitzt eine hohe Abmaßgenauigkeit, so daß die flexible Schaltungsplatine 1a im allgemeinen und auch weit verbreitet verwendet wird und somit einfach verfügbar gemacht werden kann.

Die gedruckte Schaltungsplatte 2a in der Schaltungsplatte 100 besteht aus einer vielschicht-gedruckten Schaltungsplatte mit Vielfach-Leiter-Mustern, die in ein isolierendes Substrat 21 eingebettet sind. Ein Teil der Leitermuster ist an der Oberfläche des isolierenden Substrats 21 freiliegend, so daß der Bereich 22 (land) gebildet wird. Die gedruckte Schaltungsplatte 2a kann aus einer Glas-Epoxy-Platine hergestellt sein (das heißt FR4, welches ein Glasfaser-Expoxy-Laminat ist), die als Schaltungsplatte im allgemeinen verwendet wird. Eine Lötresistschicht 13 ist auf der Filmbasis 11a und dem Bereich 12 ausgebildet. Eine andere Lötresistschicht 23 ist auf dem isolierenden Substrat 21 ausgebildet. Die Lötresistschichten 13, 23 sind aus einem isolierenden Harz hergestellt.

Wie in 1B gezeigt ist, wird die gedruckte Schaltungsplatte 2a in die Öffnung 3ah der Metallplatte 3a eingeführt und die gedruckte Schaltungsplatte 2a wird mit der Metallplatte 3a an die flexible Schaltungsplatine 1a gebondet. Die Klebemittelschicht 14 der flexiblen Schaltungsplatine 1a wird erhitzt und wird unter Druck gesetzt, und zwar bis auf die Schmelztemperatur des Klebstoffes, so daß die gedruckte Schaltungsplatte 2a mit der Metallplatte 3a an der flexiblen Schaltungsplatine 1a verbunden bzw. an diese gebondet wird. Wenn der Klebstoff aus einem Silikonserienmaterial oder einem Epoxyserienmaterial hergestellt ist, wird die Aufheiztemperatur des Klebstoffes in bevorzugter Weise auf 80°C bis 150°C eingestellt. Nachdem die gedruckte Schaltungsplatte 2a mit der Metallplatte 3a an die flexible Schaltungsplatine 1a gebondet wurde, werden der Anschlußfleck 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2a und der Anschlußfleck 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1a stark mit einem Lötmaterial 4a als elektrisches Verbindungsteil verbunden.

Bei der Schaltungsplatte 100 liegen die Oberfläche der Metallplatte 3a und der Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte 2a nahezu auf der gleichen Höhe. Daher ist der Höhenunterschied (das heißt eine Stufe) zwischen dem Anschlußfleck 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2a und dem Anschlußfleck 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1a klein, so daß die Verbindung zwischen diesen mit Hilfe des Lösungsmittels 4a in einfacher Weise erfolgen kann. Es wird daher auch die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen den Anschlußflecken 12, 22 verbessert. Der Anschlußfleck 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2a und der Anschlußfleck 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1a überlappen sich an einem Überlappungsabschnitt W1. Der Überlappungsabschnitt W1 wird dadurch geschaffen, indem ein Teil des Anschlußfleckes 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1a und ein Anschlußfleck 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2a in einer vertikalen Richtung senkrecht zu der Metallplatte 3a vorragen. Da somit die Bereiche 12, 22 aneinander angenähert sind und sich einander überlappen, so daß der Überlappungsabschnitt W1 gebildet wird, kann die Verbindung mit dem Lötmaterial 4a in einfacher Weise vorgenommen werden. Demzufolge wird auch die Zuverlässigkeit der Verbindung verbessert.

Die Schaltungsplatte 100 besitzt die folgenden Eigenschaften. Beispielsweise kann ein Schaltungsblock mit einer komplizierten elektrischen Schaltung, wie beispielsweise einer Steuerschaltung in Form einer Einheit in der gedruckten Schaltungsplatte 2a ausgebildet werden, die eine kleine und vielschichtige Struktur hat. Es wird dann die gedruckte Schaltungsplatte 2a in die Öffnung 3ah der Metallplatte 3a eingeführt. Die gedruckte Schaltungsplatte 2a mit der komplizierten Schaltungsstruktur ist daher klein und vielschichtig, so daß die gedruckte Schaltungsplatte 2a mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann. Ferner wird der komplizierte Schaltungsblock, welcher die Steuerschaltung enthält, als eine Einheit ausgebildet, so daß die Arbeitszeit zum Entwerfen einer Schaltungspositionierung reduziert werden kann. Da auf der anderen Seite die flexible Schaltungsplatine 1a einen Schaltungsblock enthält, der eine vergleichsweise einfache Schaltungsstruktur besitzt, kann die flexible Schaltungsplatine 1a aus einer Einzelschicht-Schaltungsplatine bestehen. Es kann daher die flexible Schaltungsplatine 1a mit niedrigen Kosten hergestellt werden, und zwar selbst dann, wenn die flexible Schaltungsplatine 1a als große Schaltungsplatte ausgeführt werden muß. Da die gedruckte Schaltungsplatte 2a in die Öffnung 3ah eingeführt ist, werden die Abmessungen der Schaltungsplatte 100 als Ganzes durch die Abmessungen der Metallplatte 3a festgelegt. Es wird daher die Schaltungsplatte 100 nicht größer.

Somit besitzt die Schaltungsplatte 100 eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und auch eine hohe Steifigkeit und sie kann zu einer großen Schaltungsplatte werden und wird auch mit niedrigen Kosten hergestellt und sorgt für eine Reduzierung der Arbeitszeit beim Entwerfen einer Schaltungspositionierung.

Die Schaltungsplatte 100 wird in geeigneter Weise für eine Meßgeräte-Baugruppe verwendet (das heißt einem Kombinationsmeßgerät) in einem Instrumentenpult eines Automobils. Hierbei besitzt die Meßgeräte-Baugruppe ein unterschiedliches Design, und zwar entsprechend dem Fahrzeugtyp. Eine elektrische Schaltung, die auf der Schaltungsplatte 100 ausgebildet ist, kann in eine Vielzahl an Blöcken in Einklang mit deren Funktionen aufgeteilt werden. Wenn die Schaltungsplatte 100 eine Meßgeräte-Baugruppe bildet mit verschiedenen Designs, kann die elektrische Schaltung, die auf der Schaltungsplatte 100 ausgebildet ist, in zwei Blöcke aufgeteilt werden, die in einen individuellen Schaltungsblock und einen gemeinsamen Schaltungsblock getrennt sind. Ein Leitermuster des individuellen Schaltungsblockes als ein Design-Schaltungsblock kann in einfacher Weise in Einklang mit dem Design der Meßgeräte-Baugruppe geändert werden. Ein anderes Leitermuster des gemeinsamen Schaltungsblockes in Form eines festgelegten Schaltungsblockes kann gemeinsam verwendet werden, ohne dabei von dem Design der Meßgeräte-Baugruppe abhängig zu sein. Beispielsweise ist die Meßgeräte-Baugruppe, der gemeinsame Schaltungsblock, aus einem Steuerschaltungsblock, einem Stromversorgungsblock und ähnlichem zusammengesetzt. Der Steuerschaltungsblock verarbeitet und steuert die Meßgeräte-Baugruppe auf der Grundlage der Meßergebnisse. Die individuelle Schaltungsplatte enthält einen Anzeigevorrichtungsschaltungsblock, zusammengesetzt aus einem Motor zum Antreiben einer Anzeigenadel und einer Beleuchtungslampe für die Anzeigevorrichtung. Die Anzeigenadel oder der Anzeigezeiger zeigt die gemessenen Meßergebnisse an, die von dem Steuerschaltungsblock ausgegeben werden. Spezifischer ausgedrückt, besitzt die Meßgeräte-Baugruppe viele Typen eines Designs und darüber hinaus wird auch das Design der Meßgeräte-Baugruppe häufig geändert. Demzufolge umfaßt der Steuerblock mit der Funktion der Verarbeitung und der Steuerung der Meßergebnisse den gemeinsamen Schaltungsblock und der Anzeigevorrichtungsschaltungsblock mit der Funktion der Anzeige der verarbeiteten Meßergebnisse umfaßt den individuellen Schaltungsblock. Es wird daher die Arbeitszeit für den Designvorgang reduziert.

Bei dem oben erläuterten Fall wird das Leitermuster entsprechend dem individuellen Schaltungsblock als Anzeigeschaltungsblock auf der flexiblen Schaltungsplatine 1a ausgebildet, und das Leitermuster entsprechend dem gemeinsamen Schaltungsblock wird als Steuerschaltungsblock auf der gedruckten Schaltungsplatte 2a ausgebildet. Somit ist die elektrische Schaltung, die auf der Schaltungsplatte 100 ausgebildet ist, in den individuellen Schaltungsblock und in den gemeinsamen Schaltungsblock klassifiziert, so daß die Leitermuster der elektrischen Schaltung in den individuellen Schaltungsblock und den gemeinsamen Schaltungsblock aufgeteilt sind. Es kann somit der gemeinsame Schaltungsblock mit dem gemeinsamen Leitermuster, ohne von dem Design der Meßgeräte-Baugruppe abhängig zu sein, standardisiert werden, entsprechend nur ein Paar Arten einer gedruckten Schaltungsplatte 2a in Einklang mit einer Größenordnung eines Prozessors und/oder eines Controllers zum Verarbeiten und zum Steuern von Meßergebnissen. Ferner kann die Inspektion der Eigenschaften des gemeinsamen Schaltungsblockes, der in der gedruckten Schaltungsplatte 2a ausgebildet ist, standardisiert werden.

Bei der Meßgeräte-Baugruppe für ein Fahrzeug ist selbst dann, wenn der Anzeigevorrichtungsschaltungsblock, das heißt der individuelle Schaltungsblock groß ist, die Schaltungsplatte 100 mit geringen Kosten herzustellen. Wenn hierbei der Anzeigevorrichtungsschaltungsblock größer wird, wird auch die flexible Schaltungsplatine 1a größer. Wenn ferner das Leitermuster der elektrischen Schaltung geändert wird, so daß also das Design der Meßgeräte-Baugruppe geändert wird, wird lediglich das Leitermuster, welches auf der flexiblen Schaltungsplatine 1a in dem individuellen Schaltungsblock ausgebildet ist, geändert. Es kann somit eine Designänderung in einfacher Weise lediglich dadurch ausgeführt werden, indem das Leitermuster der flexiblen Schaltungsplatine geändert wird. Demzufolge kann die Arbeitszeit zum Entwerfen einer Schaltungspositionierung reduziert werden; und es kann daher die Meßgeräte-Baugruppe, deren Design sich geändert hat, in einer kurzen Zeitperiode hergestellt werden.

Ein Kombinationsmeßgerät für ein Fahrzeug mit der Schaltungsplatte 100 ist beispielsweise in 8A und 8B dargestellt. 8A ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Kombinationsmeßgerät veranschaulicht. Das Kombinationsmeßgerät enthält einen Hebel 201, eine transparente Abdeckung 202, eine obere äußere Abdeckung 203, eine Anzeigenadel oder einen Anzeigezeiger 204, eine Skalenplatte 205, eine Linse 206, ein Gehäuse 207, die Schaltungsplatte 100, einen Motor 208 zum Antreiben der Anzeigenadel 204 und eine untere äußere Abdeckung 209. Diese Teile werden auch in dieser Reihenfolge zusammengesetzt. Wenn das Design des Kombinationsmeßgerätes geändert wird, wird lediglich die flexible Schaltungsplatine 1a geändert oder ausgetauscht. Obwohl ferner die flexible Schaltungsplatine 1a eine große Schaltungsbaugruppe darstellt, kann die flexible Schaltungsplatine aus einer Einzelschicht-Schaltungsplatine bzw. -Baugruppe gebildet sein, so daß die Herstellungskosten der Schaltungsplatte 100 reduziert werden. Ferner ist die komplizierte elektrische Schaltung in der gedruckten Schaltungsplatte 2a angeordnet, die gemeinsam verwendet wird und standardisiert ist, so daß die Arbeitszeit zum Designen der Schaltungspositionierung reduziert wird. Ferner kontaktieren die flexible Schaltungsplatine 1a und die gedruckte Schaltungsplatte 2a thermisch die Metallplatte 3a, so daß die Schaltungsplatte 100 eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und hohe Steifigkeit besitzt.

(Zweite Ausführungsform)

Eine Schaltungsplatte 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 2A und 2B gezeigt. Bei der Schaltungsplatte 101 ist ein Teil der Filmbasis 11a und ein Teil der Klebemittelschicht 14, die unter dem Bereich 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1b angeordnet sind, entfernt, und zwar zum Teil, was durch eine Laserstrahlbestrahlung oder ähnliches erreicht wird. Der Teil der Filmbasis 11a und der Teil der Klebemittelschicht 14 entsprechen einem Verbindungsabschnitt des Bereiches 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2a. Es wird somit die Stufe zwischen den Bereichen 12, 22 der flexiblen Schaltungsplatine 1b und der gedruckten Schaltungsplatte 2a stark reduziert. Spezifischer ausgedrückt, kontaktiert, wie in 2B gezeigt ist, der Bereich 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1b nahezu den Bereich 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2a, so daß sie durch das Lötmaterial 4a in einfacher Weise und dicht aneinander gebondet werden.

Bei der Schaltungsplatte 101 ist kein zusätzliches Teil zwischen den Bereichen 12, 22 angeordnet, so daß verhindert wird, daß das Lötmaterial 4a sich nach oben und nach unten trennt, wenn die Bereiche 12, 22 gelötet werden. Es werden somit die Bereiche 12, 22 fest und zuverlässig mit dem Lötmaterial 4a verbunden, so daß auch die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen den Bereichen 12, 22 verbessert wird.

(Dritte Ausführungsform)

Eine Schaltungsplatte 102 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 3A und 3B gezeigt. Bei der Schaltungsplatte 102 sind die Bereiche 12, 22 mit einer leitenden Paste 4c gebondet. Die leitende Paste 4c ist dafür ausgebildet bzw. dazu befähigt, die Bereiche 12, 22 fein miteinander zu verbinden und aneinander zu bonden.

Wenn die Bereiche (lands) 12, 22 mit der leitenden Paste 4c gebondet werden, ist es zu bevorzugen, daß die Stufe zwischen den Bereichen 12, 22 so klein wie möglich gestaltet wird. Demzufolge sind der Bereich 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1c, die Filmbasis 11a, die Klebemittelschicht 14, der Bereich 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2a auf der Metallplatte 3a und der gedruckten Schaltungsplatte 2a angeordnet, ohne sich zu überlappen. Die leitende Paste 4c wird auf die Bereiche 12, 22 aufgedruckt oder auf diese übertragen, und zwar nachdem die flexible Schaltungsplatine 1a mit der gedruckten Schaltungsplatte 2a mit der Metallplatte 3a gebondet wurde. In bevorzugter Weise ist zur Reduzierung des Einflusses der Stufe die Dicke der leitenden Paste 4c gleich mit oder dicker als 8 &mgr;m. Die leitende Paste 4c ist aus einer Silberpaste (das heißt Ag), einer Kupferpaste (ECU) oder ähnlichem gebildet. Die Resistschicht 13c ist auf dem Bereich 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1c ausgebildet. Eine andere Resistschicht 5c ist auf der leitenden Paste 4c ausgebildet. Die Resistschichten 13c, 5c arbeiten als Isolator.

Bei der Schaltungsplatte 102 sind die Bereiche 12, 22 stark und zuverlässig mit der leitenden Paste 4c verbunden, so daß die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen den Bereichen 12, 22 verbessert ist.

(Vierte Ausführungsform)

Eine Schaltungsplatte 103 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 4A bis 4D gezeigt. Bei der Schaltungsplatte 103 sind die Bereiche bzw. Anschlußflecke (lands) 12, 22 mit einem Metallstift 6 verbunden. 4A zeigt den Metallstift 6, bevor der Stift 6 verstemmt wird. 4B zeigt den Metallstift 6 mit einem flachen Abschnitt 6w, der mit Hilfe eines Verstemmungsverfahrens ausgebildet wird und der an dem Zentrum des Stiftes 6 angeordnet ist. 4C zeigt die Schaltungsplatte 103, in welcher der Metallstift 6 in ein Durchgangsloch 6h eingeführt ist.

Spezifischer ausgedrückt, wird der flache Abschnitt 6w mit einer weiten Breite durch das Verstemmungsverfahren ausgebildet, so daß das Zentrum des Metallstiftes 6 teilweise zusammengedrückt und ausgeweitet wird. Es wird somit das Zentrum des Stiftes 6 verdünnt und ausgeweitet. Das Verstemmungsverfahren liefert den flachen Abschnitt 6w bei niedrigen Kosten.

Wie in 4C gezeigt ist, überlappen sich bei der Schaltungsplatte 103 der Abschnitt 12 der flexiblen Schaltungsplatte 1d und der Bereich 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2d einander, so daß ein Überlappungsabschnitt W2 ausgebildet ist. Das Durchgangsloch 6h wird an dem Überlappungsabschnitt W2 in der flexiblen Schaltungsplatine 1d und der gedruckten Schaltungsplatte 2d ausgebildet. Der Metallstift 6 wird in das Durchgangsloch 6h eingeführt. Der flache Abschnitt 6w des Metallstiftes 6 besitzt eine Weite, die geringfügig größer ist als die Weite des Durchgangsloches 6h. Der Metallstift 6 mit dem flachen Abschnitt 6w wird durch Druck in das Durchgangsloch 6h der gedruckten Schaltungsplatte 2d eingeführt. Es wird somit der Metallstift 6 mit der gedruckten Schaltungsplatte 2d durch den flachen Abschnitt 6w fixiert. Demzufolge werden die flexible Schaltungsplatine 1d und die gedruckte Schaltungsplatte 2d mit einem Verbindungsteil in einfacher Weise verbunden oder aneinander gebondet, das heißt, mit Hilfe des Lötmaterials 4a bei einem später folgenden Prozeß.

Wie in 4D gezeigt ist, werden der Anschlußfleck 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1d und der Anschlußfleck 22 der gedruckten Schaltungsplatte 2d elektrisch mit dem Lötmaterial 4a über den Metallstift 6 aneinander gebondet. Der Metallstift 6, der durch das Durchgangsloch 6h eingeführt wurde, liefert die Verbindung zwischen den Bereichen 12, 22, und zwar in elektrischer Hinsicht. Ferner trägt der Metallstift 6 dazu bei, die flexible Schaltungsplatine 1d und die gedruckte Schaltungsplatte 2d präzise zu positionieren. Ferner trägt der Metallstift 6 dazu bei, die gedruckte Schaltungsplatte 2d zu fixieren, welche in die Öffnung 3ah der Metallplatte 3a eingeführt ist. Obwohl ferner der zweite Bereich 24 der gedruckten Schaltungsplatte 2d gegenüber dem Bereich 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1d angeordnet ist, kann der zweite Bereich 24 mit dem Bereich 12 der flexiblen Schaltungsplatine 1d verbunden werden.

(Fünfte Ausführungsform)

Eine Schaltungsplatte 104 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5A veranschaulicht. Eine andere Schaltungsplatte 105 gemäß einer abgewandelten Ausführung der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5B gezeigt. Bei der Schaltungsplatte 104 ist eine Filmbasis 11e einer flexiblen Schaltungsplatine 1e aus einem thermo-aushärtenden Harz hergestellt. Bei der Schaltungsplatte 105 ist eine Filmbasis 11f einer flexiblen Schaltungsplatine 1f aus einem thermoplastischen Harz, wie beispielsweise PEEK (das heißt Polyetheretherketon) und LCP (das heißt Flüssigkristallpolymer) hergestellt. In diesem Fall wird die Filmbasis 11f in solcher Weise erhitzt, daß die Filmbasis 11f erweicht und zu einem Klebemittel wird. Die Filmbasis 11f ist daher dafür geeignet, sich an andere Materialien zu binden. Es wird somit die Schaltungsplatte 105 laminiert und unter Druck gesetzt und auch erhitzt, so daß die Metallplatte 3a, die gedruckte Schaltungsplatte 2d und die flexible Schaltungsplatine 1f ohne die Klebemittelschicht 14 aneinander gebondet werden.

(Sechste Ausführungsform)

Eine Schaltungsplatte 106 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 6 gezeigt. Bei der Schaltungsplatte 106 ist die gedruckte Schaltungsplatte 2a an einer Metallplatte 3b montiert. Die Dicke der Metallplatte 3b ist größer als diejenige der gedruckten Schaltungsplatte 2a. Die Metallplatte 3b enthält einen Vorsprung 3bt zur Abstützung oder Halterung der gedruckten Schaltungsplatte 2a, so daß die Metallplatte 3b eine Stufenkonstruktion aufweist. Der Vorsprung 3bt ist an einer Öffnung 3bh der Metallplatte 3b und gegenüber der flexiblen Schaltungsplatine 1a angeordnet. Der Vorsprung 3bt ist in der Metallplatte 3b durch ein Druckbearbeitungsverfahren oder ähnliches ausgebildet worden, und zwar bevor die gedruckte Schaltungsplatte 2a in die Öffnung 3bh der Metallplatte 3b eingeschoben wird. Die gedruckte Schaltungsplatte 2a ist zwischen der flexiblen Schaltungsplatine 1a und dem Vorsprung 3bt der Metallplatte 3 eingefaßt, so daß die gedruckte Schaltungsplatte 2a fixiert ist. Der Vorsprung 3bt kompensiert somit die Anhaftkraft der Klebemittelschicht 14, so daß die gedruckte Schaltungsplatte 2a sicher in der Öffnung 3bh der Metallplatte 3b montiert und fixiert wird.

(Siebte Ausführungsform)

Eine Schaltungsplatte 107 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 7A und 7B gezeigt. Die Schaltungsplatte 107 enthält einen Vorsprung 3ct einer Metallplatte 3c. Der Vorsprung 3ct haltert oder stützt die gedruckte Schaltungsplatte 2a ab. Der Vorsprung 3ct ist um eine Öffnung ach der Metallplatte 3 herum ausgebildet, und zwar mit Hilfe eines Verformungsverfahrens, wie beispielsweise einem Verstemmungsverfahren. Spezifischer ausgedrückt, wird das Verformungsverfahren in solcher Weise ausgeführt, daß ein Umfang der Metallplatte 3c, der um die Öffnung 3ch herum angeordnet ist, durch ein Stanzwerkzeug verformt wird, so daß der Vorsprung 3ct mit einem Haken ausgebildet wird, nachdem die gedruckte Schaltungsplatte 2a in eine Öffnung 3ch der Metallplatte 3c eingeführt wurde. Es kann somit der Vorsprung 3ct mit Hilfe des Verformungsverfahrens ausgebildet werden, wie beispielsweise mit Hilfe eines Stanzverfahrens unter Verwendung eines Stanzwerkzeuges bzw. eines Stanzstempels, so daß die Herstellungskosten für den Vorsprung 3ct niedrig gehalten werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß derartige Abwandlungen und Modifikationen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.


Anspruch[de]
  1. Schaltungsplatte, mit:

    einer Metallplatte (3a, 3b, 3c) mit einer Öffnung (3ah, 3bh, 3ch);

    einer flexiblen Schaltungsplatine (1a-1f), die auf einer ersten Oberfläche der Metallplatte (3a, 3b, 3c) angeordnet ist; und

    einer gedruckten Schaltungsplatte (2a, 2d), die in der Öffnung (3ah, 3bh, 3ch) der Metallplatte (3a, 3b, 3c) angeordnet ist,

    wobei die flexible Schaltungsplatine (1a-1f) zu der Öffnung (3ah, 3bh, 3ch) der Metallplatte (3a, 3b, 3c) hin vorspringt, so daß ein Teil der flexiblen Schaltungsplatine (1a-1f) mit der gedruckten Schaltungsplatte (2a, 2d) verbunden ist,

    die gedruckte Schaltungsplatte (2a, 2d) einen ersten Kontaktfleck (22) als Teil eines Leitermusters enthält, der erste Kontaktfleck (22) auf einer ersten Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte (2a, 2d) angeordnet ist, die auf der ersten Oberfläche der Metallplatte (3a, 3b, 3c) angeordnet ist,

    die flexible Schaltungsplatine (1a-1f) einen zweiten Kontaktfleck (12) als Teil eines Leitermusters enthält, wobei der zweite Kontaktfleck (12) auf einer ersten Oberfläche der flexiblen Schaltungsplatine (1a-1f) angeordnet ist, welche der Metallplatte (3a, 3b, 3c) gegenüber liegt, und

    wobei der erste und der zweite Kontaktfleck (12, 22) mit einem Verbindungsteil (4a, 4c) elektrisch miteinander verbunden sind.
  2. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, bei der die gedruckte Schaltungsplatte (2a, 2d) ein vielschichtiges Leitermuster enthält.
  3. Schaltungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, bei der die flexible Schaltungsplatine (1a-1f) ein Einzelschichtleitermuster enthält.
  4. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste Oberfläche der Metallplatte (3a, 3b, 3c) und die erste Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte (2a, 2d) in nahezu der gleichen Ebene angeordnet sind.
  5. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der erste und der zweite Kontaktfleck (12, 22) sich in einer vertikalen Richtung senkrecht zu der Metallplatte (3a, 3b, 3c) derart überlappen, daß ein Überlappungsabschnitt (W1, W2) vorgesehen wird.
  6. Schaltungsplatte nach Anspruch 5,

    bei der der Überlappungsabschnitt (W2) ein Durchgangsloch (6h) enthält, welches durch die flexible Schaltungsplatine (1d) und die gedruckte Schaltungsplatte (2d) hindurch verläuft, und

    bei der das Verbindungsteil (4a) einen Metallstift (6) enthält, der in dem Durchgangsloch (6h) angeordnet ist.
  7. Schaltungsplatte nach Anspruch 6,

    bei der der Metallstift (6) einen weiteren Breitenabschnitt (6w) enthält, mit einer Weite oder Breite, die geringfügig weiter oder breiter ist als eine Weite oder Breite des Durchgangsloches (6h), und

    bei der der weite Weitenabschnitt (6w) in das Durchgangsloch (6h) einschiebbar ist, so daß der Metallstift (6) in dem Durchgangsloch (6h) montiert wird.
  8. Schaltungsplatte nach Anspruch 7,

    bei der der weite Weitenabschnitt (6w) des Metallstiftes (6) an einem Zentrum des Metallstiftes (6) angeordnet ist, und

    bei der der weite Weitenabschnitt (6w) in einer solchen Weise vorgesehen ist, daß das Zentrum des Metallstiftes (6) teilweise gepreßt und verdünnt ist.
  9. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

    bei der die flexible Schaltungsplatine (1a-1d) ferner eine Filmbasis (11a) und eine Klebemittelschicht (14) enthält,

    wobei die Filmbasis (11a) aus einem thermisch aushärtenden Harz hergestellt ist, der zweite Anschlußfleck (12) der flexiblen Schaltungsplatine (1a-1d) auf einer ersten Oberfläche der Filmbasis (11a) angeordnet ist, und

    die Klebemittelschicht (14), die zur Laminierung der flexiblen Schaltungsplatine (1a-1d) auf der Metallplatte (3a, 3b, 3c) mit der gedruckten Schaltungsplatte (2a, 2d) vorgesehen ist, auf einer zweiten Oberfläche der Filmbasis (11a) angeordnet ist, die der ersten Oberfläche der flexiblen Schaltungsplatine (1a-1d) gegenüber liegt.
  10. Schaltungsplatte nach Anspruch 9, bei der die Filmbasis (11a) und die Klebemittelschicht (14) teilweise an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlußfleck (12, 22) entfernt sind, so daß der erste und der zweiten Anschlußfleck (12, 22) in nahezu der gleichen Ebene angeordnet sind.
  11. Schaltungsplatte nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Filmbasis (11a, 11e, 11f) aus Polyimid, Polyethylen-2, 6-Naphthalendicarboxylat oder Polyethylenterephthalat hergestellt ist.
  12. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die gedruckte Schaltungsplatte (2a, 2d) aus Glasepoxyharz hergestellt ist.
  13. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

    bei der die flexible Schaltungsplatine (1f) ferner eine Filmbasis (11f) enthält,

    wobei die Filmbasis (11f) aus einem thermisch aushärtenden Harz gebildet ist, und

    wobei der zweite Anschlußfleck (12) der flexiblen Schaltungsplatine (1f) auf einer ersten Oberfläche der Filmbasis (11f) angeordnet ist.
  14. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Verbindungsteil (4a) aus einem Lötmaterial besteht.
  15. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Verbindungsteil (4c) aus einer leitenden Paste besteht.
  16. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15,

    bei der die Metallplatte (3b, 3c) ferner einen Vorsprung (3bt, 3ct) enthält, der in der Öffnung (3bh, 3ch) der Metallplatte (3b, 3c) angeordnet ist, und der flexiblen Schaltungsplatine (1a) gegenüber liegt, und

    bei der der Vorsprung (3bt, 3ct) dafür ausgebildet ist, um die gedruckte Schaltungsplatte (2a) abzustützen.
  17. Schaltungsplatte nach Anspruch 16, bei der der Vorsprung (3ct) in einer solchen Weise vorgesehen ist, daß ein Umfang der Metallplatte (3c) um die Öffnung (3ch) herum hakenförmig verformt ist.
  18. Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 17,

    bei der die Schaltungsplatte eine Vielzahl an elektrischen Schaltungen enthält, die gemäß Funktionen klassifiziert sind, so daß die elektrischen Schaltungen in eine Vielzahl von Blöcken aufgeteilt sind, enthaltend einen individuellen Schaltungsblock und einen gemeinsamen Schaltungsblock,

    wobei der individuelle Schaltungsblock ein Leitermuster der elektrischen Schaltungen aufweist, welches in Einklang mit einem Design der Schaltungsplatte änderbar ist,

    wobei der gemeinsame Schaltungsblock ein gemeinsames Leitermuster der elektrischen Schaltungen aufweist, welches gemeinsam verwendet wird, und zwar selbst dann, wenn das Design der Schaltungsplatte geändert wird,

    wobei die flexible Schaltungsplatine (1a-1f) den individuellen Schaltungsblock vorsieht, und

    die gedruckte Schaltungsplatte (2a, 2d) den gemeinsamen Schaltungsblock vorsieht.
  19. Schaltungsplatte nach Anspruch 18, bei der der gemeinsame Schaltungsblock einen Steuerschaltungsblock enthält, um ein Meßergebnis einer Meßgeräte-Baugruppe zu verarbeiten, und bei der der individuelle Schaltungsblock einen Anzeigeschaltungsblock enthält, um das verarbeitete Meßergebnis anzuzeigen.
  20. Schaltungsplatte nach Anspruch 19, bei der die Meßgeräte-Baugruppe für ein Automobil verwendet wird.
  21. Schaltungsplatte nach Anspruch 20, bei der die Meßgeräte-Baugruppe aus einem Kombinationsmeßgerät oder Kombinationsanzeigegerät besteht.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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