CN104854964B - 用于多层电路载体的接触组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于多层电路载体(1a)的接触组件(30)，其中，电路载体(1a)具有至少一条位于内部的导线(2)，通过至少一个凹口(10)接触所述至少一条位于内部的导线。根据本发明，至少两个凹口(10)布置在所述至少一条位于内部的导线(2)的不同侧上，其中，所述至少两个凹口(10)的中轴线(12)相对于所述至少一条位于内部的导线(2)的理论中心线(2.4)具有预定的距离(as)，其中，所述至少两个凹口(10)使所述至少一条位于内部的导线(2)为了接触而在至少两个接触区域(2.1)处露出，所述至少两个接触区域布置在导线(2)的不同侧上。

Description

用于多层电路载体的接触组件
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1前序部分所述的用于多层电路载体的接触组件，该电路载体特别是适合用于高电流应用。
背景技术
通常，用于多层电路载体的接触组件包括接触元件和凹口，凹口使多层电路载体的实施成金属片和/或所谓的嵌入件的至少一个位于内部的金属层或位于内部的电流引导层露出。为了外部接触，接触元件通过凹口与至少一个位于内部的金属层或电流引导层导电连接。导电连接例如可通过钎焊和/或螺钉和/或铆钉建立。
在专利文献DE 101 08 168 C1中描述了一种用于制造绘有导线的电路板的方法以及这种绘有导线的电路板。在导线绘制部的由导电材料制成的薄平面元件的内侧上以限定的方式铺设导线，并且在平面元件的限定的接触部位上对导线进行固定和接触。紧接着，在带有接触导线的平面元件的内侧上面式地固定平面稳定元件。随后，使薄的平面元件从其外侧开始具有一定结构，使得接触部位与剩余的平面元件分开并且由此电绝缘。这种类型的厚度很小的电路板可组合成紧凑的多层电路。为了实现在多层电路载体的绘有导线的电路板之间建立电连接，可在限定的接触部位的区域中侧向地在导线旁边设置贯穿接触部。
发明内容
与此相对，根据本发明的具有独立权利要求1所述特征的用于多层电路载体的接触组件具有的优点是，可直接在两个不同侧处从外部接触至少一条位于内部的导线。以有利的方式，可省去用于外部接触导线的电流引导层。此外，在电流引导层和至少一条导线之间的内部接触区域可以有利的方式在与用于外部接触导线的接触区域不同的另一导线区域中实现。由此，以有利的方式，导线的内部接触区域和外部接触部可彼此独立地布置在电路载体中。此外，可以有利的方式使由导线的直接接触引起的功率损失最小化。因为与和导线相连接的电流引导层相比，导线通常能承载更高的电流，所以可以有利的方式将更高的电流从外部传递到电路载体上。由此，可以有利的方式实现电路载体的可靠的高电流外部接触。
本发明的实施方式提供了一种用于多层电路载体的接触组件，该多层电路载体优选地用于高电流应用。该电路载体具有至少一条位于内部的导线，通过至少一个凹口接触所述至少一条位于内部的导线。根据本发明，至少两个凹口布置在至少一条位于内部的导线的不同侧上，其中，所述至少两个凹口的中轴线相对于所述至少一条位于内部的导线的理论中心线具有预定的距离。所述至少两个凹口使至少一条位于内部的导线为了接触而在至少两个接触区域处露出，其中，至少两个接触区域布置在导线的不同侧上。
在下文中理论中心线理解成反映导线中心在电路载体之内的走向的线。如果导线例如与实施成矩形的电流引导层相连接，那么理论中心线优选地沿着电流引导层的中轴线延伸，从而导线中心地布置在实施成矩形的电流引导层上。
通过所述至少两个凹口可以实现对至少一条导线的直接接触，其中，可以有利的方式实现更好的外部接触。由此，特别是可接触绘有导线的电路载体，其中，与例如通过电流引导层(位于内部的导线布置在该电流引导层上)的接触相比，外部接触可更好地承受更高的温度。此外，以有利的方式，位于内部的导线可在电路载体的任意区域处被露出和接触。此外，以有利的方式可防止如在通常的接触组件中出现的在接触元件和位于内部的导线之间的狭窄部位和在接触区域处与此相关的增大的欧姆电阻。用于接触位于内部的导线的电路载体的至少两个凹口例如可简单地且成本适宜地通过铣削和/或激光加工和/或钻孔和/或蚀刻制成。
通过在从属权利要求中阐述的措施和改进方案，可以有利地改善在独立权利要求1中给出的用于多层电路载体的接触组件。
特别有利地，至少两个凹口的中轴线相对于至少一条位于内部的导线的理论中心线的预定距离相应于至少一条位于内部的导线相对于理论中心线的公差波动减小。以有利的方式，可如此选择中轴线相对于理论中心线的预定距离，即，导线与公差波动无关地在预定的接触区域处被露出。为了在不考虑公差波动的情况下能够实现从外部接触位于内部的导线，凹口的中轴线相对于理论中心线的最大可能的距离相当于凹口宽度的一半加上导线宽度的一半。在考虑公差波动的情况下，使凹口的中轴线相对于理论中心线的最大可能的距离减小一个可能的公差波动的量，从而以有利的方式保证可靠地露出位于内部的导线，即使导线并不是精确相对于理论中心线定向在中心。附加地，可考虑另一重叠区域作为公差波动的一部分，以便在极限情况下、即位于内部的导线布置在公差边界上时也保证凹口与位于内部的导线的重叠。
在根据本发明的接触组件的有利设计方案中，在各个凹口相对于理论中心线的距离预定时，在至少两个凹口的中轴线之间的距离可通过定向角度而改变。在此，通过凹口的中轴线平行于理论中心线移动，可改变定向角度。定向角度可相应于在理论中心线与在凹口的中轴线之间的直接连接线之间的角度。当在理论中心线与在凹口的中轴线之间的直接连接线之间的定向角度具有90°的值时，在凹口的中轴线之间的距离最小化。在这种情况下，中轴线彼此相对而置地布置。
在根据本发明的接触组件的另一有利设计方案中，凹口的壁可实施成可导电。这例如可通过凹口的金属化实现和/或通过将导电的孔套插入凹口中实现。凹口的金属化例如也可通过电镀工艺实现。通过导电的壁，可建立位于内部的导线和对应的电流引导层的直接接触。通过凹口的壁实施成可导电，可实现对位于内部的导线的简单接触，该导线由导电的壁在接触区域中接触或重叠。
在根据本发明的接触组件的另一有利设计方案中，所述至少两个凹口可布置在所述至少一条位于内部的导线的导线端部区域中。
在根据本发明的接触组件的另一有利设计方案中，至少一个凹口可布置在两条位于内部的导线之间并且接触这两条位于内部的导线。由此，可以有利的方式建立在两条位于内部的导线之间的连接。此外，所述至少一个凹口也可同时电接触两条布置在电路载体的不同平面中的位于内部的导线。此外，当一个凹口将两条位于内部的导线露出以便从外部以相同电势接触时，可节省材料和/或布局面。
在根据本发明的接触组件的另一有利设计方案中，可在凹口内分别布置接触元件。以有利的方式，接触元件可通过凹口与所述至少一个位于内部的导线导电连接。以有利的方式，接触元件与导线的露出的接触区域的形状配合连接和/或传力连接是充分的，从而可省去其它接触部。由于凹口的壁实施成导电的并且与导线的露出的接触区域相连接，所以接触元件以有利的方式间接地通过导电的壁接触导线。
在根据本发明的接触组件的另一有利设计方案中，接触元件可压入和/或钎焊到对应的凹口中。这使成本适宜地且可靠地在外部接触所述至少一条位于内部的导线成为可能，所述至少一条位于内部的导线通过凹口露出。以有利的方式，在压入时由于冷焊可产生与孔套或导电壁的材料连接并且由此通过套或壁产生直接地触及位于内部的导线。在钎焊时，可通过焊料实现直接的触及。以这种方式，接触元件可直接和/或间接地可靠地与所述至少一条位于内部的导线的对应的接触区域相连接和/或相联结，其中，该连接和/或联结以有利的方式适合用于高电流应用。
在根据本发明的接触组件的另一有利设计方案中，两个接触元件可通过桥接部相互连接并且形成一个双销。以有利的方式，可通过双销将更大的电流传递到导线上和/或改进接触组件的导电性。
在根据本发明的接触组件的另一有利设计方案中，在所述至少两个凹口的中轴线之间的距离可通过定向角度与在双销的接触元件之间的预定距离相匹配。以有利的方式，通过使在凹口的中轴线之间的距离与在接触元件之间所需的距离相匹配，可使用具有预定的桥接部长度和预定的接触元件之间距离的一种实施方式的双销用于接触位于内部的导线。以有利的方式，可在不同的电路载体中使用一种实施方式的双销来从外部接触一条位于内部的导线和/或多条位于内部的导线，其中，通过使双销的实施方式最少化可简化接触组件的生产，因为通过凹口的斜置可使用一种实施方式的双销来从外部接触不同的位于内部的导线，所述导线例如具有不同的宽度。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例并且在以下描述中对其进行详细解释。在附图中，相同的附图标记表示实施相同或相似功能的部件或元件。
图1示出了具有根据本发明的接触组件的多层电路载体的第一实施例的示意性剖视图，
图2示出了沿着图1中的线II-II剖开的、具有根据本发明的接触组件的多层电路载体的第一实施例的示意性剖视图，
图3示出了多层电路载体的第二实施例的示意性剖视图，其具有根据本发明的第二实施例的接触组件，
图4示出了多层电路载体的第三实施例的示意性剖视图，其具有根据本发明的第三实施方式的接触组件，
图5示出了多层电路载体的第四实施例的示意性剖视图，其具有根据本发明的第四实施例的接触组件。
具体实施方式
多层电路载体通常包括至少一个位于内部的电流引导层，通过该电流引导层给与电路载体相连接的结构元件供给电流。为了提高多层电路载体的电流承载能力，多层电路载体包括位于内部的导线，其例如被施加到位于内部的电流引导层上。在此，位于内部的电流引导层例如可实施成铜膜。为了提高电流承载能力而具有导线的电路载体通常被称为绘有导线的电路板。
通常的用于绘有导线的多层电路载体(该电路载体具有至少一条位于内部的导线)的接触组件包括至少一个凹口，通过所述至少一个凹口接触电路载体的位于内部的电流引导层，该电流引导层与位于内部的导线导电连接。替代地，与位于内部的导线相连接的位于内部的电流引导层在接触区域中通过凹口向外并且从与位于内部的导线相连接的区域中被引导出来，其中，从外部接触电流引导层的伸出部分。利用电流引导层接触与电流引导层相连接的位于内部的导线。
如可从图1至图5中看出的那样，所示出的多层电路载体1a、1b、1c、1d的实施例分别包括至少一个位于内部的电流引导层3。该至少一个位于内部的电流引导层3优选地实施成金属膜、尤其是实施成铜膜。代替铜，也可使用其它具有类似良好的导电性和导热性的材料。为了提高多层电路载体1a、1b、1c、1d的电流承载能力，多层电路载体1a、1b、1c、1d包括至少一条位于内部的导电的导线2，该导线例如被施加到至少一个位于内部的电流引导层3上。至少一条位于内部的导线3特别是适合用于传输例如在高电流应用中出现的高电流。此外，位于内部的导线3可实施成圆柱形或直角六面体形。位于内部的导线3此外可具有未示出的绝缘外壳，其中，位于内部的导线3的绝缘外壳在预定的与位于内部的电流引导层3的内部接触区域3.1处被省去。此外，位于内部的导线3可为布置在电路载体1a、1b、1c、1d中的导线格栅的一部分。
在图1至图4中示出的多层电路载体1a、1b、1c的实施例中，分别示出了位于内部的导线2，其布置在对应的位于内部的电流引导层3上。在图5中示出的多层电路载体1d的实施例示出了三条位于内部的导线2，其分别布置在位于内部的电流引导层3上。
如还可从图1至图5中看出的那样，位于内部的导线2分别在第一接触区域3.1处与对应的位于内部的电流引导层3导电连接。在一种优选的实施方式中，第一接触区域3.1实施成焊接点，其中，位于内部的电流引导层3在第一接触区域3.1的区域中实施成比在其它延伸部分中更宽。此外，所述至少一个电流引导层3和对应的位于内部的导线2被层压在有机的衬底之间，所述衬底形成绝缘层4。多层电路载体1a的表面如在图1中示出的那样实施成具有结构并且具有导电层3或导电区域和电绝缘层4或电绝缘区域。
如还可从图1至图5中看出的那样，用于多层电路载体1a、1b、1c、1d的接触组件30a、30b、30c、30d分别包括至少一个凹口10，其使多层电路载体1a、1b、1c、1d的位于内部的电流引导层3露出。
根据本发明，接触组件30a、30b、30c、30d具有至少两个凹口10，所述至少两个凹口设置在至少一条位于内部的导线2的不同侧上，其中，至少两个凹口10的中轴线12相对于至少一条位于内部的导线2的理论中心线2.4具有预定的距离as。
理论中心线2.4定义成反映导线2在电路载体1a、1b、1c、1d之内的理论走向的线，其中，导线2的中心在理想情况下叠合地在理论中心线2.4上延伸。这意味着，在理想情况下导线2以宽度b在理论中心线2.4的两侧同等地与理论中心线2.4重叠。
在优选的在图1至图5中示出的实施方式中，导线2和电流引导层3相对于理论中心线2.4轴对称地定向。在所示出的实施例中，导线2与实施成矩形的电流引导层3相连接，其中，理论中心线2.4沿着电流引导层3的中轴线延伸，从而导线2中心地布置在实施成矩形的电流引导层3上。
至少两个凹口10使至少一条位于内部的导线2为了外部接触而在至少另外两个接触区域2.1处露出，其中，接触区域2.1布置在导线2的不同侧上。
如可从图1至图5中看出的那样，在所示出的实施例中，中轴线12的预定距离as对于两个凹口10来说同样大。由此，在没有公差波动的情况下根据等式(1)计算在相应的凹口10的中轴线12和理论中心线2.4之间的最大距离asmax。在没有公差波动的情况下该最大距离asmax如此确定，即，相应的凹口10刚好使位于内部的导线2还在预定的接触区域2.1处露出。
在此，b导线表示位于内部的导线2的宽度或直径，并且bAus表示凹口10的宽度或直径。
为了即使在导线未精确地相对于理论中心线2.4定向在中心时也能够使导线2可靠地露出，将最大可能的距离asmax减小公差波动的量Δa，位于内部的导线2的中心可能与理论中心线2.4相差该公差波动量。由此，根据等式(2)得到在相应的凹口10的中轴线12和理论中心线2.4之间的距离。
由此，在所示出的实施例中，中轴线12相对于至少一条位于内部的导线2的理论中心线2.4的预定距离as考虑了至少一条位于内部的导线2相对于理论中心线2.4的公差波动。例如，位于内部的导线2可具有约1.4mm的宽度b导线。导线2可以相对于理论中心线2.4约+/-0.2mm的公差波动Δa铺设。在确定中轴线12相对于理论中心线2.4的预定距离as时对公差波动的考虑保证了导线2的露出，即使当导线并不精确地在理论中心线2.4上延伸时。附加地，可考虑另一重叠区域ü作为公差波动的一部分，以便在极限情况下、即位于内部的导线2布置在公差边界上，也保证凹口10与位于内部的导线2重叠。在所示出的实施例中，附加的重叠区域ü例如可为0.1mm，从而在以上给出的数值示例中，总地考虑0.3mm的值作为公差波动Δa。
如还可从图1至图5中看出的那样，凹口10的壁实施成导电的。在所示出的实施例中，壁由导电的孔套14构成，其在对应的接触区域2.1中接触位于内部的导线2。
如还可从图1至图5中看出的那样，接触组件30a、30b、30c、30d具有两个接触元件22，其中，分别将接触元件22布置在凹口10之内。在此，接触元件22被压入和/或钎焊到对应的凹口10中。此外，接触元件22通过桥接部24相互连接并且形成双销20。在图1中示出的接触元件22实施成空心的并且具有弹性，从而接触元件22可在被插入到凹口10中时屈服并且以预定的力压靠孔套14的壁。
在图1至图5中示出的电路载体1a、1b、1c、1d通过各自的接触组件30a、30b、30c和30d的实施方式和/或位置相互区别。
在图1和图2中示出的电路载体1a的第一实施例具有接触组件30a，该接触组件的凹口10在位于内部的导线2的端部区域2.2之前以在理论中心线2.4与在凹口10的中轴线12之间的直接连接线之间为90°的定向角度α定向。通过90°的定向角度α，使在两个凹口10的中轴线12之间的距离am最小并且凹口10彼此相对而置。
在图3中示出的电路载体1b的第二实施例中，位于内部的导线2在导线2的一个端部区域2.2处被露出。这意味着，所示出的电路载体1b具有接触组件30b，所述接触组件的凹口10布置在位于内部的导线2的端部区域2.2处。与第一实施例相似地，凹口10以在理论中心线2.4与在凹口10的中轴线12之间的直接连接线之间为90°的定向角度α定向并且彼此具有最小距离am。
电路载体1c的在图4中示出的第三实施例具有接触组件30c，该接触组件的凹口10在位于内部的导线2的端部区域2.2处以在理论中心线2.4与在凹口10的中轴线12之间的直接连接线之间的定向角度α定向，该定向角度大于90°。在两个凹口10的中轴线12之间的距离am可通过定向角度α与在双销20的接触元件22之间的预定距离ak相匹配。在此，定向角度α相应于在理论中心线2.4与在凹口10的中轴线12之间的连接线之间的角度。在此，在相对于理论中心线2.4的预定距离as下可通过以下方式经由定向角度α使在至少两个凹口10的中轴线12之间的距离am变化，即，使所述凹口10平行于理论中心线2.4在相反的方向上移动。双销20倾斜地定向，从而双销20的接触元件22可被插入接触组件30c的偏移的凹口10中。
在图5中示出的电路载体1d的第四实施例具有三条导线2，其中，接触组件30d的两个凹口10布置在两条位于内部的导线2之间并且接触两条导线2。由此，布置在另两条导线2之间的导线2从外部通过接触元件22进行接触，其中，靠外的导线2分别通过一个凹口10和对应的接触元件22与中间的导线2连接。
在图5中示出的电路载体1d的第四实施例中，接触组件30d的凹口10布置在位于内部的导线2的端部区域2.2处。凹口10与第一实施例和第二实施例相似地以在中间导线2的理论中心线2.4与在凹口10的中轴线12之间的直接连接线之间的为90°的定向角度α定向并且彼此具有最小距离am。
在图1至图5中，示出了分别仅仅具有一个接触组件30a、30b、30c、30d的多层电路载体1a、1b、1c、1d。当然，多层电路载体1a、1b、1c、1d可具有任意数量的接触组件30a、30b、30c、30d。
本发明的实施方式提供一种用于多层电路载体的接触组件，该多层电路载体优选地用于高电流应用。根据本发明的接触组件实现了在电路载体的位于内部的导线处简单、可靠且直接的高电流外部接触以用于输送或输出高电流。

Claims (8)

1.一种用于多层电路载体(1a、1b、1c、1d)的接触组件，其中，所述电路载体(1a、1b、1c、1d)具有至少一条位于内部的导线(2)，通过至少一个凹口(10)接触所述至少一条位于内部的导线，其中，至少两个凹口(10)布置在所述至少一条位于内部的导线(2)的不同侧上，其中，所述至少两个凹口(10)的中轴线(12)相对于所述至少一条位于内部的导线(2)的理论中心线(2.4)具有预定的距离(as)，并且在所述至少两个凹口(10)内分别布置有接触元件(22)，其特征在于，所述至少两个凹口(10)使所述至少一条位于内部的导线(2)为了接触而在至少两个接触区域(2.1)处露出，所述至少两个接触区域布置在所述导线(2)的不同侧上，其中，相应的接触元件(22)被压入和/或钎焊到对应的凹口(10)中。
2.根据权利要求1所述的接触组件，其特征在于，所述至少两个凹口(10)的中轴线(12)相对于所述至少一条位于内部的导线(2)的理论中心线(2.4)的预定距离(as)根据所述至少一条位于内部的导线(2)相对于所述理论中心线(2.4)的公差波动(Δa)减小。
3.根据权利要求1或2所述的接触组件，其特征在于，在相对于所述理论中心线(2.4)的预定距离(as)的情况下，在所述至少两个凹口(10)的中轴线(12)之间的距离(am)能够通过定向角度(α)改变。
4.根据权利要求1或2所述的接触组件，其特征在于，所述至少两个凹口(10)的壁是能导电的。
5.根据权利要求1或2所述的接触组件，其特征在于，所述至少两个凹口(10)布置在所述至少一条位于内部的导线(2)的导线端部(2.2)的区域中。
6.根据权利要求1或2所述的接触组件，其特征在于，至少一个凹口(10)布置在两条位于内部的导线(2)之间并且接触两条导线(2)。
7.根据权利要求3所述的接触组件，其特征在于，两个接触元件(22)通过桥接部(24)相互连接并且形成双销(20)。
8.根据权利要求7所述的接触组件，其特征在于，在所述至少两个凹口(10)的中轴线(12)之间的距离(am)通过所述定向角度(α)与在所述双销(20)的接触元件(22)之间的预定距离(ak)相匹配。
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