CN101090603A - 电路板和制造无焊眼的电气连接的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电路板(2)，它具有多个用于容纳插针(10)的插套(8)，该插针(10)可以由电路板(2)的宽边(12)以过盈配合插入到插套(8)的通孔内。本发明规定，在电路板(2)的宽边(12)的部分上涂覆绝缘的防护层(40，46)，该防护层(40，46)具有用于插针(10)的、位于插套(8)的通孔(18)上的穿通孔(42，48)。

Description

电路板和制造无焊眼的电气连接的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的电路板，这种电路板具有多个用于容纳插针的插套，以及根据权利要求8前序部分的用于在装有插套的电路板与装有插针的元器件之间制造无焊眼的电气连接的方法。
背景技术
在汽车技术中，控制装置安全可靠的运行是非常重要的，例如，在安全气囊或者安全带拉回装置的电子控制中，在防抱死制动系统(ABS)的控制装置或者行驶动态调节装置(ESL)，以及马达控制装置和变速器控制装置中，为了在电路板与安装在电路板上的电子元器件之间制造高质量电气连接，越来越多地使用插入式连接，其中集成在元器件壳体上的插接条的两行或者更多行突出的插针，以过盈配合插入到电路板上与其配合的金属插套中。这种插入连接是很耐腐蚀的，在汽车的使用期内具有恒定小的传输电阻，而且是有弹性的，因此可以避免由于机械或者热负载在汽车运行过程中的断路或者接触不良，如同它们在使用焊接时由于裂纹而经常发生的那样。
在制造电子元器件的焊接针脚和电路板的触点接通通孔(Durch-kontaktierung)之间的焊接连接时，可以使用定中心板用于焊接针脚在电路板一侧相对于电路板上触点接通通孔的对中和固定，但在插入连接时是不可能的，因为此处由于电子元器件和与电子元器件相邻的电路板宽边之间必须为电子元器件的压入肩部以及对制造插入连接的工具保留一定的空间。
因此在插入连接中，在平行于电路板宽边的平面内超出允许的针位公差会导致：单个的插针要么有侧向偏移，要么根本就不能插入电路板上相应插套的通孔内，这可能引起插套的包围着通孔的焊眼在元器件一侧的入口的铜层的损伤，用作触点接通通孔的、插套的穿过电路板的圆柱形外壳部分的铜层的损伤，在电路板的元器件相邻的宽边上连接在焊眼上的印制导线的铜层的损伤，或者插针本身横向弯曲。此外可能在插针或插套上形成裂片或碎片形式的材料脱落，这种材料脱落在电路板其余位置上不利状况下会导致短路并因此导致功能障碍。
为了避免安装制成电路板时发生这类错误，因此在插入连接制造之后，电路板除了必须进行电子接触检验外，还要进行目测检验，以将有损坏连接或者有插针弯曲的电路板作为废品拣出，因为当被弯曲的插针与插套的焊眼之间不存在电气接触时，在接触检验中虽然会被识别出来，但在其松弛地搭放在焊眼上时，是识别不出来的，而这在以后的运行中也会导致故障。
发明内容
由此出发，本发明的任务在于，将前述类型的电路板以及方法进行如下的改进，使得可以减少废品和/或降低对插针的位置公差的要求，并且可靠地避免在非预期地被弯曲的插针与相应插套的焊眼之间的松的接触，或者可以不用附加的目测检验对该松的接触进行识别。
为了完成该任务，根据本发明提出，电路板在插针被插入到插套中之前，在其与电子元器件相邻的宽边的部分上设置绝缘的防护层，该防护层具有用于插针的、位于插套的通孔上的穿通孔。
本发明的构思为，一方面借助防护层，保护焊眼和在连接在焊眼上的印制导线避免受到没有中心地在通孔上定心的插针的伤害，另一方面利用防护层上的穿通孔，以使插针导入到电路板的通孔内和/或定心到该通孔内，此外，绝缘防护层防止了非预期地被弯曲的插针与插套的焊眼之间的接触，和/或防止同连在焊眼上的印制导线接触，使得因此被弯曲的插针在电子检验时不用附加的目测检验就可以可靠地被识别出来。
当防护层由在电路板上压制(aufpress)的预浸材料制成时，也就是说用环氧树脂或者乙烯基酯浸透的预聚合的玻璃布板薄膜(Glashartgewebefolie)，如同它在例如制造多层电路板中使用的那样，可得到特别好的预期结果。这种预浸材料薄膜相对较大的硬度一方面形成了对插套的被薄膜遮盖的焊眼或者印制导线良好的保护，另一方面在插针侧面碰撞时只具有很小的柔韧性，因此插针可以轻松地进入电路板上的通孔内，而没有产生防护层的变形，并且在此被“强制对齐”。
然而替代地防护层也可以由其他电绝缘的材料制成，例如层压(auflaminieren)到电路板上的塑料薄膜，其中根据本发明其他的有利方案，该薄膜遮盖了插套的环形焊眼以及与其相邻的印制导线部分。
防护层的穿通孔和插套的通孔简单地具有圆形的开口截面，而且相互对准，也就是说，它们的中轴线重合。为了实现这点，穿通孔可以简单地借助于对准的定位孔或者借助于光学的检验器(Passer)，如同它们通常在电路板制造领域内那样，根据在电路板中的通孔进行对齐。
防护层的穿通孔简单地具有与插套的通孔相同的直径或者略小于通孔直径，使得当防护层的穿通孔的中轴线与插套的通孔中轴线由于很小的制造误差在层压或者压制防护层时稍微有差值时，防护层也可以完全遮盖住焊眼。
在本发明另一个优选方案中，防护层的穿通孔在电路板的方向上收缩，优选圆锥形地收缩，用于当插针的尖端在制造插入连接期间碰到穿通孔的圆锥形的分界壁上时，使插针通过相对于相应插套的中轴线的侧向移位朝着插套的通孔的方向偏转。
附图说明
本发明将在随后两个实施方式中借助所属的附图更准确地进行描述，附图示出：
图1根据本发明的电路板的示意俯视图，带有两行用于电子元器件的插针的插套；
图2在导入带有位置公差的插针时沿着图1中II-II线的放大剖视图；
图3相应于图2的视图，但有变型；
图4相应于图2的视图，根据现有技术的电路板。
具体实施方式
在附图中示出的汽车安全气囊控制设备上的电路板2，以公开的方式承载了在一个或者两个宽边上印制的印制导线以及多个电子元器件(未示出)，它们通过在电路板2上的印制导线以预定的方式相互连通。
为了制造同电子元器件之一的无焊眼电气连接，电路板2在其纵侧边缘4、6之一附近设置有两行平行的、插套8形式的触点接通通孔，而电子元器件设置有所谓的插接条，该插接条包括两行平行的插针10，它们的布置与电路板2上的两行插套8的布置是相应的。突出于电子元器件壳体的插针10各自形成了导电材料形成了冲弯件的一部分，该冲弯件由导电材料制成，例如CuSn或者CuNiSi，该材料简单地在制造壳体时被注入到该壳体中，或者在注射过程后被封闭。
如最好在图2中示出的那样，每个插套8都是由在电路板2的两个宽边12、14之间穿过该电路板2的空心圆柱形外壳部分16(该外壳部分16围成用于容纳插针10的圆柱形的通孔18)以及两个设置在插套8的相对的端面上的、与外壳部分16整体连接的环形焊眼20、22(该环形焊眼20、22在电路板2相对的宽边12、14上完全包围了通孔18的入口)所组成，环形焊眼20、22用其彼此相对的环形肩部24、26顶靠在电路板2的相邻的宽边12或14上，并且用于将一个或多个印制导线(在图2至图4中所示电路板2的上面12上的印制导线28)电气地连接到相应的插套上。
优选也如在图2中所示，插针10具有圆柱形的杆部30，其外径比插套8的通孔18的内径略大，使得在插入连接借助合适的压入工具完成之后，插针10的杆部30通过过盈配合保持在从属的插套中。
由于冲弯件的注入，插针10在与电路板2的宽边12、14平行的平面内的位置要求或多或少的大的制造公差，在将设置有插接条的电子元器件安装到电路板2上时，会在单个插针10的中轴线32与相应插套8的中轴线34之间产生偏差，如图2和图4所示，按照不同大小的偏差，对于根据本发明的印刷板2或者现有技术的电路板2。
这种偏差在图4中示出的根据现有技术的电路板可能会导致问题。在此，如前面的插针10的情况所示，如果该偏差小于在通孔18的半径与在插针10的自由端的、前面端面36的半径之间的差值，则虽然插针10导入到通孔18内，然而插针10会在穿入插套8的时候被插套8 “强制对齐”，此时可能导致插针10或者相邻的焊眼20以及插套8的外壳部分16剪切出裂片或者碎片，或者它们其他的单方损伤。如果该偏差大于在通孔18的半径与前面的端面36的半径之间的差值，如后面插针10所示，那么在插针10要么转入孔18内、要么被弯曲离开孔18之前，插针10会以其前面的端面36在通孔18的入口旁碰到焊眼20上。在首先提到的情况下，焊眼20以及可能插套8的外壳部分16被损伤，而在后面所提到的情况下，除了会导致损伤到焊眼20外，还损伤在电路板2的上面12上的一个或者多个印制导线28，或者导致在被弯曲的插针10与焊眼20的上面或者与连在其上的印制导线28之间的连接松动。
为了避免这个问题，图1和2中所示的根据本发明的电路板2具有由绝缘的塑料材料制成的防护薄膜40，该防护薄膜40在插针10在两行插套8的区域内插入之前被层压到电路板2的上面12。该防护薄膜40在层压之前设置有两行圆的穿通孔42，它们的直径和布置与插套的通孔18的直径和布置相当，如图2所示，使得防护薄膜40完全遮盖了焊眼20以及印制导线28的与焊眼20邻接的部分，而穿通孔42精确地位于插套8的通孔18上。
为了在层压防护薄膜40时确保穿通孔42准确地对准插针的通孔18，电路板2和防护层40在两行开口18或42的端部的对面具有两个与通孔18、42相同布置的中心孔44，通过该中心孔44在涂覆防护层40的时候分别延伸有定位销，使得开口18和42处于相互套合。
防护薄膜40的厚度小于在电路板2的相邻的上面12与设置在电子元器件的壳体或者插接条上的压入肩部(未示出)之间的距离，或者与设置有插接条，该压入肩部应该阻止插针10过多地被导入插套8内。
因此防护薄膜40保护了焊眼20与印制导线28，避免与受公差限制的插针10接触，该插针10根据偏差的大小，要么被防护层40偏转进入到相邻的穿通孔42内，如图2所示的前面的插针那样，要么被穿通孔42向侧边弯曲，其中插针10的前面的端面36在防护层40上滑过。防护层40因此不仅保护焊眼20和相邻的印制导线28免于插针10的损伤，而且还阻止了被弯曲的插针10与焊眼20或者印制导线28之间的松的接触，使得在对已完成装配元器件的电路板2进行电气检验的时候，有错误的插针10可以可靠地被识别出来。
图3所示的实施方式中，代替压层的防护薄膜40，电路板2设置有围绕着两行插套8的、压制到电路板2的上面12的FR4预浸材料薄膜46，该FR4预浸材料薄膜46由含有嵌入的连续纤维(Endlos-faser)的环氧树脂基材制成。与图2的实施方式不同的是，薄膜46此外还具有朝着插套8的通孔18的方向圆锥形地收缩的穿通孔48，该穿通孔48使得所属的插针10更好地对准到插套8的通孔18内，并由此实现了更大的针位公差。
圆锥形的穿通孔48可以如同在图2的实施方式中那样，在预浸材料薄膜46压制到电路板2上之前就已经制造完成，然后被置于与通孔18套合。替代地也可以将穿通孔48通过钻孔事后在压制到电路板2上的预浸材料薄膜46中制成。

Claims (12)

1.电路板，具有多个用于容纳插针的插套，该插针可以从电路板的宽边以过盈配合插入到插套的通孔内，其特征在于涂覆到电路板(2)的宽边(12)的部分上的绝缘的防护层(40，46)，该防护层(40，46)具有用于插针(10)的、位于插套(8)的通孔(18)上的穿通孔(42，48)。
2.按照权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述防护层由压制的预浸材料薄膜(46)制成。
3.按照权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述防护层由层压的塑料薄膜(40)制成。
4.按照前述权利要求中任一项所述的电路板，其特征在于，所述防护层(40，46)遮盖住插套(8)的环形的焊眼(20)。
5.按照前述权利要求中任一项所述的电路板，其特征在于，所述在防护层(40，46)中的穿通孔(42，48)对准了插套(8)的通孔(18)。
6.按照前述权利要求中任一项所述的电路板，其特征在于，所述防护层(40，46)的穿通孔(42，48)具有相同或者略小于插套(8)的通孔(18)的截面尺寸。
7.按照前述权利要求中任一项所述的电路板，其特征在于，所述防护层(40，46)的穿通孔(48)朝向电路板(2)的方向收缩。
8.在装配有插套的电路板与装配有插针的元器件之间制造无焊眼的电气连接的方法，在该方法中，所述插针以过盈配合被插入到插套的通孔内，其特征在于，在插入所述插针(10)之前，在电路板(2)的与元器件相邻的宽边(12)的部分上涂覆绝缘的防护层(40，46)，该防护层(40，46)具有用于插针(10)的、位于插套(8)的通孔(18)上的穿通孔(42，48)。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述防护层被层压或者压制为薄膜(40，46)，并且在被层压或压制到电路板(2)上之前设置有穿通孔(42，48)，并且在防护层被层压或压制到电路板(2)上时，所述穿通孔(42，48)被置于与通孔(18)套合。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述穿通孔(42，48)借助于在防护层(40，46)中和在电路板(2)中对准的定位孔(44)被置于套合。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述穿通孔(42，48)借助于光学的检验器被被置于套合。
12.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述防护层被层压或者压制为薄膜(40，46)，并且在所述防护层(40，46)被层压或压制到电路板(2)上之后，所述穿通孔(42，48)被设置到防护层(40，46)中。
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