CN107404799A - 印制电路板和用于制造印制电路板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种印制电路板(100)和用于制造印制电路板的方法，印制电路板具有用于容纳至少一个接触元件的至少一个弯曲区段(102)，接触元件用于电接触印制电路板(100)。弯曲区段(102)通过印制电路板(100)中的至少一个开口(104)形成。在这里，开口(104)成形为使得在弯曲区段(102)上施加力的情况下该弯曲区段(102)弹性地弯离印制电路板(100)的主延伸面。

Description

印制电路板和用于制造印制电路板的方法

技术领域

本发明涉及一种印制电路板、一种用于制造印制电路板的方法并涉及一种相应的计算机程序。

背景技术

如果两个固定支承的构件通过电插接件彼此刚性连接，那么在经受振动的情况下可在插接件中形成相对运动。为了避免这一点，可以例如将柔性元件，如弹簧元件、电缆、柔性铜导线或者母线包引入电导体中。

发明内容

在这样的背景下，本发明提供根据独立权利要求的改善的印制电路板以及改善的用于制造印制电路板的方法。有利的设计方案由从属权利要求以及下面的描述得到。

提出了具有以下特征的印制电路板：

用于容纳至少一个接触元件的至少一个弯曲区段，接触元件用于电接触印制电路板，其中，该弯曲区段通过印制电路板中的至少一个开口形成，其中，该开口以如下方式成形，即，使得在弯曲区段上施加力的情况下，该弯曲区段弹性地弯离印制电路板的主延伸面。

印制电路板可以是一层或多层电路板。印制电路板例如可以是用于控制机动车的控制器的一部分。例如，印制电路板可以是功率电子器件的一部分，尤其是驱动逆变器的一部分。弯曲区段可以理解为印制电路板的可弹性弯曲的区段。例如，弯曲区段可以设计为矩形的或者圆形的。弯曲区段可以毗邻印制电路板的外边缘地布置或者布置在印制电路板内部。在这种情况下，弯曲区段可以至少部分地通过开口限界。开口可以是印制电路板中的贯通的开口。弯曲区段可以在可作用为弯曲部位的连接部位处与印制电路板连接，其中，弯曲区段可以通过开口和连接部位限界。弯曲区段可以是可弹性变形的，从而使得在弯曲区段上施加力的情况下，该弯曲区段相对于印制电路板的围绕弯曲区段的区段运动。在这种情况下，弯曲区段可以至少部分地运动出印制电路板的围绕弯曲区段的区段的主延伸面。主延伸面可以理解为印制电路板的最大的延伸尺寸的平面。接触元件例如可以理解为插接器的连接元件，例如插头或者用于容纳插头的插座。例如，接触元件可以实现为压入接头，以便可以通过挤压配合紧固在弯曲区段上。根据实施方式，接触元件可以材料锁合地、力锁合地或者形状锁合地紧固在弯曲区段上。为此，弯曲区段可以具有至少一个紧固开口，紧固开口用于将接触元件引入弯曲区段中。替选地，接触元件可以是用于将弯曲区段与导体刚性连接的连接元件，例如螺钉连接的元件。

这里所描述的手段基于如下认识，即，印制电路板可以在插接器的区域中设有至少一个例如切入口形式的开口，它可以成形为使得插接器的区域在机械振动的情况下可以相对于印制电路板运动。通过切入口可以将插接器以低的制造成本与机械振动高效地解耦。

电插接件内的相对运动可产生摩擦，摩擦可损害插接件的接触面。通过印制电路板中的开口可防止插接件内的相对运动，其替代方式是，能够实现插接件相对于印制电路板的运动。因此可以保证印制电路板和将与印制电路板连接的构件之间的长时间稳定的、高导电性的电接触。这样的振动解耦此外还提供安装空间需求降低和低成本的优点。

此外，由此可以省去例如形式为母线中的切口或者舌板的高成本的柔性导体，由此可以避免通向印制电路板的电连接导线中的局部热点。通过省去附加引入的柔性元件，例如电缆可以降低印制电路板上的接口的数量。由此又可以降低系统的损耗功率，由此提高系统的导电性能。

根据实施方式，开口可以U形地成形或者至少局部环形地成形。在这种情况下，开口可以成形为具有拐角或者倒圆部。通过该实施方式可以以低的制造成本实现矩形的或者圆形的弯曲区段。

根据另一实施方式，弯曲区段可以以印制电路板的外棱边结束。在这种情况下，弯曲区段可以要么与外棱边平齐，要么具有相对于外棱边很小的错位。外棱边可以理解为印制电路板的外部边缘区域。通过该实施方式，可以例如通过进入外部边缘区域中的一个或者两个切入口以很小的成本实现弯曲区段。

有利的是，弯曲区段通过印制电路板中的第一开口和第二开口形成。在这种情况下，第一开口和第二开口可以结束于外棱边上。第一开口和第二开口可以例如分别是进入印制电路板中的直的切入口。两个开口尤其是可以基本上一样长或者一样宽，或者基本上在相同的方向上延伸。在这种情况下，根据实施方式，两个开口彼此可以以非0的角度布置，或者基本上平行地布置。通过该实施方式也可以以很低的成本实现弯曲区段。

在这种情况下有利的是，第一开口和第二开口基本上彼此平行地延伸。附加或者替选地，两个开口可以基本上直线地延伸。由此可以以简单的方式在印制电路板的外棱边的区域中实现矩形弯曲区段。

根据另一实施方式，弯曲区段可以具有至少一个用于紧固接触元件的紧固开口。紧固开口可以例如为印制电路板中的贯通孔。接触元件可以例如以由导电材料制成的销或者舌板成形，其中，销或者舌板可压入紧固开口中。紧固开口可以例如布置在弯曲区段的背离连接部位的那一侧上，在该连接部位上，弯曲区段与印制电路板连接。通过该实施方式可以以低成本建立接触元件和弯曲元件之间的力锁合的连接。附加或者替选地，接触元件可以形状锁合或者材料锁合地与弯曲区段可连接。

弯曲区段也可以具有多个用于紧固接触元件的紧固开口。在这种情况下，紧固开口尤其是可以矩形地、十字形地或者星形地布置在弯曲区段上。例如，弯曲区段可以具有至少四个紧固开口，它们可以布置成使得它们可通过假想的线彼此连接成矩形或者正方形。在这种情况下，弯曲区段可以具有第五紧固开口，该第五紧固开口可以布置在四个紧固开口的内部，例如布置在通过四个紧固开口形成的矩形或者正方形的两个对角线的交点上。由此能够实现接触元件在弯曲区段上的特别稳定的紧固。

根据另一实施方式，印制电路板可以实现为具有至少一个另外的弯曲区段，它用于容纳至少一个另外的用于电接触印制电路板的接触元件。另外的弯曲区段可以通过印制电路板上的至少一另外的开口形成。另外的开口可以成形为使得在另外的弯曲区段上施加力的情况下另外的弯曲区段弹性地弯离印制电路板的主延伸面。由此可以实现具有用于容纳接触元件的多个柔性弯曲区段的印制电路板。由此可以对印制电路板上存在的所有接触元件实现完全的振动解耦。

印制电路板可以实现为具有接触元件。接触元件可以由弯曲区段容纳。通过该实施方式能够实现印制电路板的电接触。

在这种情况下可以将接触元件实现为插接器的部件。在此例如，接触元件可以根据插接器的实施方式实现为插头、插座或者联结器。接触元件可以例如通过形状锁合或者力锁合与相应的对应插头可连接。由此能够实现印制电路板的简单的、可拆卸的电接触。

有利的是，接触元件压入弯曲区段中的至少一个紧固开口中。由此可以将接触元件以低成本紧固在弯曲区段上并且使其与弯曲区段导电连接。

此外还有利的是，接触元件布置在弯曲区段的背离连接部位的那一侧上，在该连接部位上，弯曲区段与印制电路板连接。由此可以改善振动解耦的效果。

这里所描述的手段此外还提供了一种用于制造印制电路板的方法，其中，该方法包括如下步骤：

在印制电路板中成形出至少一个开口，以便形成用于容纳至少一个接触元件的至少一个弯曲区段，接触元件用于电接触印制电路板，其中，该开口成形为使得在弯曲区段上施加力的情况下弯曲区段弹性地弯离印制电路板的主延伸面。

例如，该开口可以通过铣削、钻孔、锯或者蚀刻成形。

还有利的是具有程序代码的计算机程序或者计算机程序产品，它可以储存于可机读的载体上或者存储介质上，例如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器上，并且尤其是当该程序产品或者程序在计算机或者设备上实施时用于执行、实现和/或操控根据上述实施方式之一的方法的步骤。

附图说明

本发明借助附图示例性地详细阐述。其中：

图1示出根据实施例的印制电路板的示意图；

图2以俯视图示出图1的印制电路板的示意图；

图3示出图1的装备有接触元件的弯曲区段的示意图；

图4示出在经受振动的过程中在不同状态下的根据实施例的弯曲区段的示意图；

图5示出用于制造根据实施例的印制电路板的方法的流程图。

在下面对本发明的优选实施例的描述中，对于在不同的图中呈现的并且起类似作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中，省去对这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出根据实施例的印制电路板100的示意图。印制电路板100包括弯曲区段102，该弯曲区段用于容纳在这里未示出的接触元件，该接触元件用于导电地接触印制电路板100。根据该实施例，弯曲区段102通过印制电路板100中的U形开口104(在这里为切口)形成。在这种情况下，弯曲区段102在由虚线表示的连接部位106上与印制电路板100的围绕开口104的主区段108弹性连接。弯曲区段102布置在主区段108内部。通过U形开口104和连接部位106产生弯曲区段102的矩形基本面，其中，配属于连接部位106的虚线代表矩形基本面的短边。

弯曲区段102因此具有通过开口104形成的悬空的边缘区段和连接部位106形式的与主区段108连接的边缘区段。在这里，悬空的边缘区段的边长大于与主区段108连接的边缘区段的边长。例如，悬空的边缘区段的边长至少是与主区段108连接的边缘区段的边长的三倍。

开口104的造型导致在将力施加到弯曲区段102上的情况下弯曲区段102按照力的方向相对于主区段108弹性变形，从而使得弯曲区段102的至少一部分突出于主区段108的平面。通过弯曲区段102的该偏转能够实现可紧固在弯曲区段102上的接触元件的振动解耦。

根据图1，弯曲区段102在与连接部位106对置的那一侧110上示例性地具有五个可选的紧固开口112，紧固开口用于将接触元件借助挤压配合紧固在弯曲区段102上。具有紧固开口112的侧面110因此也可以称为压配合区域。根据图1所示的实施例，五个紧固开口112布置为星形，大致与常规骰子的五个点的布置方式类似。

根据图1所示的实施例，除了弯曲区段102以外，印制电路板100示例性地还实现有四个另外的弯曲区段114，其中，这四个另外的弯曲区段114中的三个邻接于印制电路板100的外棱边116。这四个另外的弯曲区段114中的一个和弯曲区段102一样布置在主区段108内部。

存在于主区段108中的另外的弯曲区段114和弯曲区段102一样通过印制电路板中的另外的U形开口118形成。该另外的弯曲区段114在同样用虚线表示的另外的连接部位120上与主区段108连接。和弯曲区段102一样，该另外的弯曲区段114也具有矩形基本面以及五个另外的紧固开口122，紧固开口用于紧固在这里未示出的另外的接触元件，接触元件用于电接触印制电路板100。与紧固开口112类似地，另外的紧固开口122也在另外的弯曲区段114的背离另外的连接部位120的那一侧上布置成星形，以便能够实现另外的接触元件的尽可能有效的振动解耦。

与此相对地，三个以外棱边116结束的另外的弯曲区段114各自通过印制电路板100中的第一开口124和第二开口126形成。根据该实施例，这两个开口124、126各自实现为印制电路板100中的直的、从外棱边118出发的切入口。在这里，两个开口124、126基本上彼此平行地延伸。三个邻接于外棱边116的另外的弯曲区段114的相应的另外的连接部位120同样用虚线表示。在这里，三个另外的弯曲区段114的面向外棱边116的棱边各自与外棱边116平齐。替选地，三个另外的弯曲区段114的棱边可以具有相对于外棱边116很小的错位。

与布置于主区段108中的另外的弯曲区段114类似地，三个邻接于外棱边116的另外的弯曲区段114也分别实施有五个星形布置的另外的紧固开口122。在这里，另外的紧固开口122与外棱边116相邻地布置。

从图1可以看出，三个邻接于外棱边116布置的另外的弯曲区段114分别彼此间以一定的距离布置，即它们分别通过主区段108彼此分隔。替选地，三个另外的弯曲区段114也可以直接并排布置。由此可以降低用于在外棱边116的区域中形成另外的弯曲区段114所需的开口124、126的数量。

图2以俯视图示出图1的印制电路板100的示意图。示出了弯曲区段102和四个另外的弯曲区段114。

图3示出图1的装备有接触元件300的弯曲区段114的示意图。示出了印制电路板100的一个片断，它具有针对压配合接触元件300的振动补偿。图3所示的弯曲区段是邻接于印制电路板100的外棱边116布置的另外的弯曲区段114。接触元件300具有五个紧固销302，紧固销压入另外的弯曲区段114的五个紧固开口中并因此通过力锁合紧固于另外的弯曲区段114上。接触元件300例如实现为具有正方形的基座304和柱形的插头306，基座具有紧固销302，插头布置在基座304的背离紧固销302的那一侧的中间。插头306例如实现为压配合插头并且可以通过挤压配合与电气构件牢固地连接。

图4示出在经受振动的过程中在不同状态下的根据实施例的弯曲区段102的示意图。弯曲区段102为例如以上借助图1和2描述的弯曲区段。在弯曲区段102上布置接触元件300，例如具有基座304和位于其上的插头306的接触元件，如以上借助图3所描述的那样。对应插头404位于插头306上。

示出了第一状态500，在其中没有力作用到弯曲区段102上，从而弯曲区段102处于印制电路板100的主延伸面502中。

在第二状态504下，力506从与接触元件300对置的那一侧作用于弯曲区段102上，通过该力使弯曲区段102从主延伸面502弯离距离Δx。根据实施例，弯曲区段102构造用于在力506作用的情况下主要在连接部位106的区域中进行弹性变形，而弯曲区段102的其余部分保持基本上平行于主延伸面502地取向。

在第三状态508下，力506在与第二状态504相反的方向上作用于弯曲区段102上。在这里，弯曲区段102不是向上、而是向下偏转距离Δx。像在第二状态504中那样，弯曲区段102在第三状态508下也主要在连接部位106的区域中弹性变形，而接触元件300紧固于其上的弯曲区段102的其余部分保持基本上平行于主延伸面502地取向。

图5示出用于制造根据实施例的印制电路板的方法600的流程图。方法600可以例如执行用于制造印制电路板，像其以上借助图1至5所描述的那样。在这里，首先在可选的步骤610中提供印制电路板。接着在步骤620中，在印制电路板中成形出至少一个开口。通过开口在印制电路板中形成至少一个弯曲区段，其中，该弯曲区段用于容纳至少一个接触元件，该接触元件用于电接触印制电路板。在这里，开口以如下方式成形，即，使得在弯曲区段上施加力的情况下，弯曲区段弹性地弯离印制电路板的主延伸面。例如，在步骤620中，开口U形地成形或者以局部中断的环的形式成形。由此可以实现具有矩形或者圆形基本面的弯曲区段。

根据实施例，在步骤620中通过铣削、钻孔、锯或者蚀刻产生开口。

方法600用于在印制电路板中引入弯曲区段形式的机械柔性区域。由此可以防止具有接触元件的插接件内部的相对运动。

为此，例如在接触元件(例如压入接头，也称为压配合)或者插接器的区域周围，在印制电路板中引入贯通的切口，以便产生开口。接触元件的区域在这种情况下实现为弯曲区段形式的单侧支承的板簧。单侧支承的板簧是可弹性变形的，因此能够实现接触元件相对于其余的印制电路板的相对运动。因此也将与接触元件连接的插塞接头在振动方面解耦。

这样的振动解耦方法也可以应用在通过THT或者SMD技术紧固于印制电路板上的接触元件上。因此能够实现机械刚性的电导体的用途。因此例如可以在驱动逆变器中将电容器通过电容器母线直接与多层电路板连接。

可以省去电导体内的昂贵的振动解耦元件，而不因此损害系统的导电性能。

弯曲区段在步骤620中在印制电路板内部例如以三个切口实现。附加或者替选地，弯曲区段可以在印制电路板的边缘上以两个或者更少的切口实现。替选地，弯曲区段在印制电路板内部也可以以两个切口实现。也可以想到围绕接触元件的圆形切口，以便实现圆形的弯曲区段。

作为接触元件可以使用任何类型的压入接头或者插接器。

步骤620可以在紧固接触元件之前或者之后或者在紧固接触元件的过程中实施。

所描述的以及在图中所示的实施例仅是示例性选择的。不同的实施例可以完全地或者参考各个特征彼此组合。一个实施例也可以用其他实施例的特征进行补充。

此外，根据本发明的方法步骤可以重复并且可以以与所描述的顺序不同的顺序实施。

如果实施例包括第一特征和第二特征之间的“和/或”关系，那么这可以理解为的是，该实施例根据一个实施方式既具有第一特征也具有第二特征，并且根据另一实施方式要么仅具有第一特征要么仅具有第二特征。

附图标记

100 印制电路板

102 弯曲区段

104 开口

106 连接部位

108 主区段

110 弯曲区段的背离连接部位的那一侧

112 紧固开口

114 另外的弯曲区段

116 外棱边

118 另外的开口

120 另外的连接部位

122 另外的紧固开口

124 第一开口

126 第二开口

300 接触元件

302 紧固销

304 基座

306 插头

500 第一状态

502 主延伸面

504 第二状态

506 力

508 第三状态

600 用于制造印制电路板的方法

610 提供步骤

620 成形步骤

Claims (15)

1.具有以下特征的印制电路板(100)：

用于容纳至少一个接触元件(300)的至少一个弯曲区段(102)，所述接触元件用于电接触所述印制电路板(100)，其中，所述弯曲区段(102)通过印制电路板(100)中的至少一个开口(104)形成，其中，所述开口(104)成形为使得在所述弯曲区段(102)上施加力(506)的情况下所述弯曲区段(102)弹性地弯离所述印制电路板(100)的主延伸面(502)。

2.根据权利要求1所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述开口(104)U形地成形或者至少局部环形地成形。

3.根据以上权利要求之一所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述弯曲区段(102)以所述印制电路板(100)的外棱边(116)结束。

4.根据权利要求3所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述弯曲区段(102)通过印制电路板(100)中的第一开口(124)和第二开口(126)形成，其中，所述第一开口(124)和所述第二开口(126)终结于所述外棱边(116)上。

5.根据权利要求4所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述第一开口(124)和所述第二开口(126)基本上彼此平行地延伸和/或直线延伸。

6.根据以上权利要求之一所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述弯曲区段(102)具有至少一个用于紧固接触元件(300)的紧固开口(112)。

7.根据权利要求1至6之一所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述弯曲区段(102)具有多个用于紧固接触元件(300)的紧固开口(112)，尤其是其中，所述紧固开口(112)矩形地和/或十字形地和/或星形地布置在所述弯曲区段(102)上。

8.根据以上权利要求之一所述的印制电路板(100)，其具有至少一个另外的弯曲区段(114)，它用于容纳至少一个另外的用于电接触印制电路板(100)的接触元件，其中，所述另外的弯曲区段(114)通过印制电路板(100)中的至少一个另外的开口(118)形成，其中，所述另外的开口(118)成形为使得在另外的弯曲区段(114)上施加力(506)的情况下所述另外的弯曲区段(114)弹性地弯离所述印制电路板(100)的主延伸面(502)。

9.根据以上权利要求之一所述的印制电路板(100)，其具有接触元件(300)，其中，所述接触元件(300)由所述弯曲区段(102)容纳。

10.根据权利要求9所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述接触元件(300)实现为插接器的部件。

11.根据权利要求9或10所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述接触元件(300)压入所述弯曲区段(102)中的至少一个紧固开口(112)中。

12.根据权利要求10或11所述的印制电路板(100)，其特征在于，所述接触元件(300)布置在所述弯曲区段(102)的背离连接部位(106)的那一侧(110)上，在所述连接部位上，所述弯曲区段(102)与所述印制电路板(100)连接。

13.用于制造印制电路板(100)的方法(600)，其中，所述方法(600)包括下列步骤：

在所述印制电路板(100)中成形(620)至少一个开口(104)，以便形成用于容纳至少一个接触元件(300)的至少一个弯曲区段(102)，所述接触元件用于电接触印制电路板(100)，其中，所述开口(104)成形为使得在弯曲区段(102)上施加力(506)的情况下所述弯曲区段(102)弹性地弯离所述印制电路板(100)的主延伸面(502)。

14.计算机程序，它构造用于实施、实现和/或操控根据权利要求13所述的方法(600)。

15.能机读的存储介质，在其上存储有根据权利要求14所述的计算机程序。