CN103140031B - 用于电子的和/或电气的部件的电路组件 - Google Patents

用于电子的和/或电气的部件的电路组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于电子的和/或电气的部件的电路组件，具体地涉及带有至少一个电子的和/或电气的部件(30)和载体(10)的电路组件(1)，其中，所述至少一个电子的和/或电气的部件(30)通过至少一个焊接层(40)在形成在该电子的和/或电气的部件(30)和载体(10)之间的空气层(LS)的情况下导电地与所述载体(10)相连接。根据本发明，在所述载体(10)中集成有至少一个三维的容纳结构(20)，在所述容纳结构中所述至少一个电子的和/或电气的部件(30)轴向地布置在所述容纳结构(20)的至少两个触点区域(22)之间。

Description

用于电子的和/或电气的部件的电路组件
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1的所述的类型的用于电子的和/或电气的部件的电路组件。
背景技术
电路组件通常包括载体和至少一个被电接触的电子部件和/或电气部件。在此，电子的和/或电气的部件主要安装在平的载体、特别是平的电路板上。在此，在其加工和/或装配的电子的和/或电气的部件和/或电路板材料和/或制造过程方面优化该电路组件，以使得可成本适宜地制造该电路组件。已知例如在电路板和/或电子的和/或电气的部件之间出现的作用到电子的和/或电气的部件上和/或电连接部位上的热的和/或机械的负载以及该热的和机械的负载的原因。尤其地，通过该电子的和/或电气的部件和电路板的不同的材料性能可能出现材料的不同的热膨胀，因此可导致机械的应力(例如剪切应力)并且如有可能可导致损坏(例如焊点分裂)。根据给出的边界条件，所需的应对措施和/或例如用于检验电的连接部位的耐久性的检测方法成本很高。
此外，已知所谓的MID(模制互连设备(MouldedInterconnectingDevice))，其实现三维的或空间的导线载体的制造。该MID电路载体例如在以下方面与以上所述平的电路载体不同，即，其可容易地用作空间的导体载体。通过在制造方法中的进步，现在也存在不与预制的金属的插入元件组合的情况下完全由塑料制造的元件，其或者以双组份注塑方法具有可金属化的塑料组分和绝缘的组分、或者通过单组分注塑方法和激光处理在限定的区域中被金属化并且由此可用作电路载体。将电子的和/或电气的部件直接安装到这种MID部件上常常遭遇不同的材料及其性能的问题。这例如可导致，在不同的热膨胀时可出现在电子的和/或电气的部件和MID部件之间的导电连接的失效，这在运行中可导致不可准确预测的功能故障。如果更仔细地研究这种连接，那么确定的是，特别是例如可通过焊接连接的几何结构产生的剪切应力对于结构的稳定性来说较不适宜。但是，在电路板中由于二维性的原因不可合理地实现其它解决方案。
例如，在公开文件DE3813435A1中描述了带有电子的功能体的芯片结构形式的结构元件，其固定在电路板上。在此，该电子的功能体被安装到预制的、杯形的由绝缘材料制成的罩壳中。该罩壳保护电子的功能体不受外部的影响。
例如，在公开文件DE3412492A1中描述了实施成芯片结构元件的电的电容器。所描述的电容器包括电容体，在其相对的端面处安装有金属贴靠部，在该金属贴靠部处固定有由可弯曲的金属制成的带，其从包封套中伸出并且沿着包封套的表面形成焊接面。
发明内容
与此相对地，带有独立权利要求1所述的特征的根据本发明的用于电子的和/或电气的部件的电路组件具有的优点为，在载体中集成至少一个三维的容纳结构，在该容纳结构中至少一个部件轴向地布置在容纳结构的至少两个触点区域之间。以这种方式以有利的方式利用三维的载体的通过空间的布置方案得出的几何自由度，以用于弱化和/或减小可通过不同的热膨胀和/或机械的应力产生的效应。这种效应例如为剪切应力，其作用在载体和电子的和/或电气的部件之间并由此作用到焊接连接部上。通过减小热的和/或机械的应力可以有利的方式提高电的连接部的以及由此电路组件的稳定性。
本发明的实施方式提供了带有至少一个电子的和/或电气的部件和载体的电路组件。在此，该至少一个电子的和/或电气的部件通过至少一个焊接层在形成在该电子的和/电气的部件和载体之间的空气层的情况下导电地与载体相连接。根据本发明，将三维的容纳结构集成到该载体中，在该容纳结构中该至少一个电子的和/或电气的部件轴向地布置在容纳结构的至少两个触点区域之间。
例如可简单地且成本适宜地通过MID部件的可用的附加性能实现该三维的容纳结构，以用于减小或克服在电的连接部位中的机械的应力。根据几何的构造方案，可仅仅通过连接部位将剪切应力转化成可更好地被吸收的拉应力或者甚至通过连接部位的“易弯曲的”构造方案减小剪切应力，使得其对于电的连接是不造成损害的。之后，该电子的和/或电气的部件可直接布置在该三维的MID电路载体上，而不必通过附加的平的电路板而绕弯路，这自然简化了结构并且总地明显改进了在结构空间方面的设计可能性。
通过在从属权利要求中阐述的措施和改进方案实现在独立权利要求1中给出的用于电子的和/或电气的部件的电路组件的有利的改进方案。
特别有利的是，该至少一个三维的容纳结构具有至少两个分别带有至少一个触点区域的触点载体，其中，该至少一个部件布置在至少两个触点载体之间的自由空间中。以有利的方式，特别是可通过在该至少两个触点载体之间的连接和得到的焊接连接部的几何结构减小剪切应力。在此，可将焊膏引入到载体中的相应的部位中或容纳结构中并且之后理想地将该部件插入，其中，可改变该顺序。例如通过回流焊接制造的该焊接连接部自动地形成并且将焊剂以及部件拉入优化的位置中。有利地，同样可应用其它已知的连接技术或相应的连接方法，例如激光焊接。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，该至少一个三维的容纳结构包括凹部，其中，该凹部的相应的壁部形成该至少两个触点载体。为了转化可在载体中构造例如袋部和/或凹痕和/或留空部。有利地，可轴向地对该电子的结构元件进行接触而非至今为止利用焊沟对电子的结构元件进行接触。此外，有利地，该容纳结构可围绕部件通过壁部封闭和/或可在至少一侧上敞开。以这种方式，可将容纳结构与载体的预设的形状和/或几何结构相匹配。此外，该解决方案节省空间并且简化了容纳结构的构造。此外，总地可以有利的方式在结构空间方面改进设计可能性。此外，以有利的方式实现部件到载体中的良好的结合并且减小剪切应力。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，该至少两个触点载体从载体中伸出。以这种方式，该三维的容纳结构的至少两个触点载体被实施成所谓的横梁。在此，以有利的方式选择触点载体的材料，使得在出现应力或推力时该横梁变形，从而以有利的方式削弱负载并且由此仅仅很小的部分负载出现在电的连接部位处。有利地，该几何的实施方案可以不同的细节任意与已知元件组合以简化装配安全性和定位准确性。同样在此应用的造型的方法、例如注塑过程提供不同的几何的替代方案。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，载体可由利用可电镀的塑料和不可电镀的第二塑料组成的塑料预注塑件制成，其中，在电镀的过程中将金属层以预定的尺寸施加到该由可电镀的塑料制成的载体上。在此，例如可借助于MID-2K-技术(MID：模制互连设备)制造该载体，也就是说注塑的载体由两种组分组成，其包括可电镀的塑料，该塑料部分地利用不可电镀的第二塑料喷镀。通过电镀过程利用金属的表面涂覆预注塑件的部分突出的表面，从而产生可用的导体电路、触点面等。这种注塑的MID载体的特别好地适合使用在本发明的应用情况中，因为借助于改进的设计自由度和电的和机械的功能的集成可推进电路载体组件的微型化。
此外，可以这种方式适宜地实施卸载元件的附加的三维的构造方案。
可选地，也可直接通过激光构造该MID载体的结构。那么，MID电路载体由注塑件组成，在其中，借助于激光使导体电路的部位具有轮廓并且之后通过电镀的过程利用金属的表面进行涂覆，从而产生位于外部的导体电路，触点面等。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，该至少两个触点载体可以包括由可电镀的塑料制成的区域和由不可电镀的塑料制成的区域。以这种方式，可以有利的方式可变地匹配和实施触点载体。此外，在该制造技术中以有利的方式实现触点载体的附加特性。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，可将金属层施加到各个触点载体的至少两个基本上彼此垂直的表面上。该金属化可构造在MID载体的表面上的期望位置处并且“围绕角部”构造到在MID载体中的凹部中。该实施方案可通过通用的制造方法、例如注塑方法、激光结构化或电镀毫无问题地实现。以这种方式，可以有利的方式实现部件的良好的安装。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，金属层可构造成触点区域和/或导体电路。有利地，可实现简单的在形状和尺寸上配合的接触。
在根据本发明的电路组件的另一有利设计方案中，该至少两个触点载体可具有预设的弹性特性，从而以有利的方式可直接传递拉应力，而不产生剪切应力。根据几何的构造方案，可单独通过连接部位将剪切应力转化成可更好地消除的拉应力，或者甚至通过“易弯曲的”构造方案减小剪切应力，而不损害电的连接。
在根据本发明电路组件的另一有利的设计方案中，在该至少一个容纳结构中布置有至少一个在至少两个触点载体之间的支撑元件。因此，例如在凹部或在两个伸出的触点载体之间构造支撑部，部件可放置该支撑部上。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例并且在以下描述中详细解释这些实施例。在附图中，相同的附图标记表示功能相同或相似的部件或元件。
图1示出了根据本发明的电路组件的第一实施例的示意性的剖视图，
图2示出了在图1中示出的电路组件的放大的局部，
图3示出了根据本发明的电路组件的第二实施例的剖视图，
图4示出了在图3中示出的电路组件的放大的局部。
具体实施方式
在已知的电路组件中，部件安装在平的电路板上并且在需要时与MID部件组合成三维的联结。在平的电路板中可导致剪切应力的形成，这可导致电连接部和/或部件的损坏。
如可从图1至4中看出的那样，根据本发明的电路组件1，1′的示出的实施例包括电子的和/或电气的部件30，30′和载体10，10′。该电子的和/或电气的部件30，30′通过焊接层40，40′在形成在电气部件30，30′和载体10，10′之间的空气层LS，LS′的情况下导电地与载体10，10′相连接。在所示出的实施例中，该电子的和/或电气的部件30，30′在端侧处分别具有由金属的或其它导电的材料构成的触点区域30.1，30.1′。此外，在所示出的实施例中，部件30，30′的整个端面被实施成触点区域30.1，30.1′。此外，该部件30，30′在构造相应的焊接层40，40′之后仅仅在触点区域30.1，30.1′处与载体10，10′相连接。在一个替代的未示出的实施方式中，并非该部件的整个端面可实施成触点区域。
根据本发明，在载体10，10′中集成有至少一个三维的容纳结构20，20′，在该容纳结构20，20′中，所述至少一个部件30，30′被沿轴向布置在容纳结构20，20′的至少两个触点区域22，22′之间。
如还可从图1至4中看出的那样，该至少一个三维的容纳结构20，20′具有至少两个分别带有至少一个触点区域22，22′的触点载体12，12′，其中该至少一个部件30，30′布置在至少两个触点载体12，12′之间的自由空间24，24′中。
如还可从图1至4中看出的那样，在至少两个触点载体12，12′之间的容纳结构20，20′中布置有至少一个支撑元件26，26′，在焊接过程之前将该电子的和/或电气的部件30，30′放置到该支撑元件26，26′上。在焊接过程期间，自动地形成相应的焊接层40，40′并且焊剂和电子的和/或电气的部件30，30′移动到优化的位置中。
在所示出的实施例中，电路组件1，1′的载体10，10′被制造成由可电镀的第一塑料和第二不可电镀的塑料组成的塑料预注塑件，其中，在电镀过程中将金属层12.1，12.1′以预定的尺寸施加到由可电镀的塑料制成的载体10，10′的区域上。在此，该接触面可具有几乎任意的形状。该载体10，10′的触点载体12，12′同样包括由可电镀的塑料制成的区域，其利用金属、例如铜、镍、银、金等覆层。由此实现触点载体12，12′的可变的设计方案，从而使得触点载体12，12′的触点区域12.1，12.1′被实施成导电的，并且此外实现在触点载体12，12′处的电绝缘。此外，触点载体12，12′也可具有多个触点面12.1，12.1′，从而可固定多个部件30，30′并且可使其导电地接触。此外，这两个触点载体12，12′具有预设的弹性的性能，从而剪切应力可转化成拉应力。
如还可从图1和2中看出的那样，在第一实施例中三维的容纳结构20包括凹部21，其中，凹部21的相应的壁部12形成至少两个触点载体12。凹部21可例如为在至少一个空间方向上敞开的缺口和/或带有任意的几何形状的封闭的空腔。该相应的触点面12.1实施成在凹部21中彼此相对，其中载体10自身可具有任意的几何形状。在第一实施例中，该载体实施成带有矩形的基础面的板，凹部可被引入该板中。
如还可从图2中看出的那样，金属层12.1以“越过角部”的方式被施加到相应的触点载体12的至少两个基本上彼此垂直的表面上。在此，金属层12.1在凹部21的壁部处形成触点区域22，并且在凹部21之外形成导体电路28。电子的和/或电气的部件30通过相应的触点区域22和相应的导体电路28与未示出的电子的和/或电气的电路相连接。
如还可从图3和4中看出的那样，两个触点载体12′从载体10′的表面伸出。伸出的触点载体12′可固定在载体基础面上或者与载体10′一起实施成单件。
如还可从图4中看出的那样，金属层12.1′被施加到相应的触点载体12′的至少两个基本上彼此垂直的表面上。在此，金属层12.1′形成触点区域22′和/或导体电路28′，其中，该电子的和/或电气的部件30′通过导体电路28′电连接。如还可从图4中看出的那样，伸出的触点载体12′被实施为细的(filigran)，从而在出现机械的应力或推力时触点载体12′变形或弯曲，以至少部分地消除出现的负载。由此仅仅很小的部分负载出现在电的连接部位40上。

Claims (9)

1.一种电路组件，其带有至少一个电子的和/或电气的部件(30，30')和载体(10，10')，其中，所述至少一个电子的和/或电气的部件(30，30')通过至少一个焊接层(40，40')在形成在该电气的和/或电气的部件(30，30')和载体(10，10')之间的空气层(LS，LS')的情况下导电地与所述载体(10，10')相连接，其特征在于，在所述载体(10，10')中集成有至少一个三维的容纳结构(20，20')，在所述三维的容纳结构(20，20')中所述至少一个电子的和/或电气的部件(30，30')轴向地布置在所述三维的容纳结构(20，20')的至少两个触点区域(22，22')之间，其中，所述载体(10，10')由塑料预注塑件组成，所述塑料预注塑件由可电镀的塑料和不可电镀的第二塑料制成，其中，在电镀的过程中将金属层(12.1，12.1')以预定的形状和预定的尺寸施加到载体(10，10')的由可电镀的塑料制成的区域上。
2.按照权利要求1所述的电路组件，其特征在于，所述至少一个三维的容纳结构(20，20')具有至少两个分别带有至少一个触点区域(22，22')的触点载体(12，12')，其中，所述至少一个电子的和/或电气的部件(30，30')布置在所述至少两个触点载体(12，12')之间的自由空间(24，24')中。
3.按照权利要求2所述的电路组件，其特征在于，所述至少一个三维的容纳结构包括凹部(21)，其中，所述凹部(21)的相应的壁部形成所述至少两个触点载体。
4.按照权利要求2所述的电路组件，其特征在于，所述至少两个触点载体从所述载体中伸出以构造所述三维的容纳结构。
5.按照权利要求2所述的电路组件，其特征在于，所述至少两个触点载体(12，12')包括由可电镀的塑料制成的区域和由不可电镀的塑料制成的区域。
6.按照权利要求5所述的电路组件，其特征在于，将所述金属层(12.1，12.1')施加到各个触点载体(12，12')的至少两个彼此垂直的表面上。
7.按照权利要求1所述的电路组件，其特征在于，所述金属层(12.1，12.1')形成触点区域(22，22')和/或导体电路(28，28')。
8.按照权利要求2所述的电路组件，其特征在于，所述至少两个触点载体(12，12')具有预设的弹性特性。
9.按照权利要求2所述的电路组件，其特征在于，在所述至少一个三维的容纳结构(20，20')中布置有至少一个在所述至少两个触点载体(12，12')之间的支撑元件(26，26')。
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