CN113170575A - 电子印刷电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种印刷电路板(1)，该印刷电路板包括顶侧(2)、底侧(3)和周缘表面(4)，该周缘表面(4)将顶侧(2)连接至底侧(3)，其中，周缘表面(4)具有齿(6、12、13)以形成齿轮(7、10、11)。
Description
技术领域
本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的印刷电路板，并且涉及具有权利要求13的前序部分的特征的用于制造印刷电路板的方法。
背景技术
印刷电路板是电子部件的载体。印刷电路板用于机械地紧固并且机械地连接电子部件。印刷电路板包括电绝缘材料、特别是纤维增强塑料，其中，传导连接件、即所谓的导体印制线粘附至所述材料。
公开说明书EP 2 247 925 A1公开了作为转向角传感器装置的一部分的印刷电路板。在这种情况下，印刷电路板连接至在第二齿轮上滚动的齿轮，以便由此确定轴的转向角。
说明书DE 10 2008 011 448 A1公开了转向轴，该转向轴的旋转通过两个齿轮机构进行采样，其中，第一齿轮机构是内摆线齿轮机构，该内摆线齿轮机构连接至印刷电路板并且利用该内摆线齿轮机构在几次经过后可以确定绝对角度值。为了提高角度分辨率，使用第二齿轮机构，该第二齿轮机构在转向轴的每转中将大量旋转传递至附属物，使得可以确定准确的角度。两个经采样的角度信号的组合使得可以确定绝对角度。所提出的解决方案被证明是不利的，因为需要大量的部件并且因此需要大量的安装空间。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种印刷电路板，该印刷电路板允许简单且改进的传感器单元。
该任务是通过具有权利要求1的特征的印刷电路板以及具有权利要求13的特征的用于制造印刷电路板的方法来实现。在从属权利要求中可以找到有利的改进方案。
因此，提供了一种印刷电路板，该印刷电路板具有顶侧、底侧以及周向表面，该周向表面将顶侧连接至底侧，其中，周向表面具有用于形成齿轮的齿。
因此，具有齿的印刷电路板直接形成齿轮。由于齿与印刷电路板形成为一件，因此可以节省部件和/或进一步的加工步骤。
齿优选地是周向上封闭的并且形成在周向表面的整个表面区域上。齿可以形成在外周向表面上或内周向表面上。印刷电路板优选是圆形的。
齿优选设计为渐开线齿、外摆线或内摆线齿或灯笼形齿轮齿。齿可以以轴向平行或倾斜的方式构造或构造为弓形齿。此外，可以想到并且可能的是，将齿设计为马尔他十字形。
在有利的实施方式中，印刷电路板承载印制线和/或表面结构和/或导体印制线，所述印制线和/或表面结构和/或导体印制线被设计成用于进行感应采样和/或电容采样和/或光学采样和/或声学采样。印制线和/或表面结构优选地由铜形成。此外，可以想到并且可能的是，所述印制线和/或表面结构由铝、银、锡、镍和/或金形成。印制线在齿轮的顶侧/底侧的平面中优选地是圆形的、并且在每种情况下在径向方向上具有宽度，该宽度在第一半圆上沿着圆的周缘均匀地增加并且在第二半圆上又均匀地减小。在这种情况下，宽度的增大率和减小率在整个周缘上都是连续且恒定的。
印刷电路板是电子部件的载体。印刷电路板优选地具有至少下述部件中的一者：至少一个电阻器、至少一个电容器、至少一个二极管和/或至少一个晶体管。
印刷电路板有利地由纤维增强塑料制造。
可以设置的是，齿轮和/或齿具有上述的表面结构。
印制线和/或表面结构可以由凸部和凹部形成。
印刷电路板或齿上设置有至少包含二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的涂层的情况是优选的。可以想到并且可能的是涂层形成为漆。
此外，提供一种具有至少一个上述印刷电路板的传感器单元。传感器单元优选地被设置成用于对轴的旋转状态进行测量，其中，传感器单元优选地具有连接至轴的传动机构，其中，该传动机构具有至少两个传动机构元件，所述至少两个传动机构元件借助于齿与彼此接合，并且其中，所述至少两个传动机构元件中的至少一个传动机构元件是齿轮，该齿轮绕旋转轴线的旋转由传感器单元检测，并且其中，所述至少一个齿轮和所述至少一个齿轮的齿由上述印刷电路板形成。传动机构可以设计为正齿轮机构，其中，传动机构元件中的一个传动机构元件包括外部齿，并且另一传动机构元件包括内部齿，其中，外部带齿的传动机构元件接合到内部带齿的传动机构元件中。此外，两个传动机构元件可以被设计为具有外部齿，两个传动机构元件借助于该外部齿操作性地连接至彼此。以此方式可以实现齿轮机构、冠状齿轮机构、蜗轮机构、星形齿轮机构或椭圆齿轮机构。如果传动机构被设计为齿轮机构，则第一齿轮的齿数优选地是第二齿轮的齿数的至少3倍多、更优选地是第二齿轮的齿数的4倍多。两个齿轮的齿形成在相应的印刷电路板上。因此，两个齿轮借助于印刷电路板接触。此外，可以想到并且可能的是，将传感器单元以线性的形式设计为呈齿条小齿轮传动机构的形式，在齿条小齿轮的传动机构中，形成为印刷电路板的齿轮在齿条小齿轮的齿上滚动，并且因此，齿条小齿轮的旋转可以转换为齿条小齿轮的线性运动，并且齿条小齿轮的线性运动可以转换为齿条小齿轮的旋转。传感器单元有利地包括至少一个线圈，所述至少一个线圈可以分配给至少一个印刷电路板并且对印制线和/或表面结构进行采样。所述至少一个线圈优选是谐振电路的一部分并且产生射频磁场。传感器单元可以设计为机动车辆传感器单元或相应的机动车辆转向系统传感器单元。
另外，提供一种用于制造上述印刷电路板的方法，该印刷电路板具有顶侧、底侧和周向表面，该周向表面将顶侧连接至底侧，其中，该方法包括下述步骤：
-借助于铣削、冲压或激光切割在印刷电路板的周向表面上形成齿。
在这种情况下，优选的是，齿是周向上封闭的并且形成在周向表面的整个表面区域上。齿可以布置在内周向表面或外周向表面上。
齿优选设计为渐开线齿、外摆线齿或内摆线齿或灯笼形齿轮齿、特别地设计为马尔他十字形。
附图说明
以下将参照附图更详细地说明本发明的优选实施方式。贯穿附图，相同部件或功能相同的部件在这种情况下设置有相同的附图标记，在附图中：
图1：示出了印刷电路板的三维图，
图2：示出了传感器单元的示意图，
图3：示出了印刷电路板的平面图，
图4：示出了具有附加表面结构的印刷电路板的平面图，
图5：示出了印刷电路板的齿的细节的视图，
图6：示出了印刷电路板的另一齿的细节的视图，
图7：示出了具有带齿的印刷电路板的齿条小齿轮传动机构的示意图，以及
图8：示出了根据图1的印刷电路板的侧视图。
具体实施方式
图1和图8示出了印刷电路板1，该印刷电路板1是传感器单元的一部分。印刷电路板1具有顶侧2、底侧3和周向表面4，其中，周向表面4将顶侧2连接至底侧3。周向表面4位于外侧部并且形成外周向表面。印刷电路板1是圆形的设计。印刷电路板1具有非中心的圆形开口5。外周向表面4在整个周缘上具有齿6以形成齿轮7。印刷电路板1的外部齿6借助于铣削、冲压激光切割或超声波切割来实现。在印刷电路板1的顶侧2和/或底侧3的表面上施加印制线8。印制线8本质上是封闭的并且没有起点或终点。印制线8的图案或表面结构相对于齿轮7的旋转轴线100不是同心的设计。印制线8在印刷电路板1的顶侧2的平面中是圆形的、并且在径向方向上具有宽度b1，宽度b1沿着圆的周缘在第一半圆上均匀地增加并且在第二半圆上又均匀地减小。在这种情况下，宽度b1的增大率和减小率在整个周缘上都是连续的并且恒定的。印制线8的圆的中心点不位于齿轮7的旋转轴线100上。印制线8或表面结构优选地由铜形成。此外，可以想到并且可能的是，所述印制线和/或表面结构由铝、银、锡、镍和/或金形成。印制线8和/或表面结构被感应采样、电容采样、光学采样或声学采样。
印刷电路板1还具有下述部件中的至少一者：至少一个电阻器、至少一个电容器、至少一个二极管和/或至少一个晶体管。印制线8、表面结构和/或导体印制线被施加在印刷电路板1上。印刷电路板1优选地由纤维增强塑料组成。
图2示意性地示出了传感器单元9，该传感器单元9包括两个齿轮10、11。齿轮10、11与其外齿12、13形成印刷电路板1、101。第一齿轮10以在旋转方面固定的方式连接至轴14、特别是机动车辆的转向轴，并同心地围绕轴14。第一齿轮10具有外部指向的齿12，该外部指向的齿12相对于轴的轴线140同心地布置。第一齿轮10的该第一齿12接合到第二齿轮11的第二环绕向外指向的齿13中，齿13在第一齿轮10上滚动。第二齿轮11绕第二齿轮轴线110旋转，该第二齿轮轴线110布置成相对于轴的轴线140是平行且偏置的并且在空间上是固定的。因此，轴14的旋转运动被传递至第二齿轮11。第一齿轮10和第二齿轮11同样由印刷电路板1、101形成。
第二齿轮11的齿数小于第一齿轮10的齿数。第一齿轮10的齿数不是第二齿轮11的齿数的整数倍。在这种情况下，第一齿轮10的齿数优选地是第二齿轮11的齿数的至少3倍多、更优选地是第二齿轮11的齿数的4倍多。两个齿轮10、11的齿12、13形成在相应的印刷电路板上。因此，两个齿轮10、11借助于印刷电路板接触。
借助于传感器150测量第一齿轮10的旋转和第二齿轮11的旋转，并且信号进一步到达控制单元15，该控制单元15可以由所述信号确定绝对旋转状态、特别是轴14的旋转角度。
图3示出了形成印刷电路板的齿轮16。齿轮16承载上述印制线8。图2中所示的传感器单元9的两个齿轮优选地被设计成允许绝对地确定轴14的旋转角度。
图4示出了，齿轮16除了具有印制线8之外，还可以具有表面结构17，轴的旋转状态可以借助于表面结构17被更准确地检测。
图5和图6示出了被设计为印刷电路板的齿轮7、10、11、16的两个示例性齿。如图5中所示，齿可以被设计为灯笼形齿轮齿或渐开线齿、外摆线齿或内摆线齿。齿可以以轴向平行或倾斜的方式构造或构造为弓形的齿。此外，可以想到并且可能的是，齿被设计成马尔他十字形(Maltese cross)。
图7示出了呈齿条小齿轮传动机构18形式的传感器装置的线性设计，其中，被设计为印刷电路板的齿轮19在齿条小齿轮20的齿200上滚动，并且因此可以将齿轮19的旋转转换为齿条小齿轮的线性运动，并且可以将齿条小齿轮20的线性运动转换为齿轮19的旋转。未示出的传感器单元在该过程中对齿轮19的旋转进行测量。
Claims (15)
1.一种印刷电路板(1、11)，所述印刷电路板(1、11)具有顶侧(2)、底侧(3)和周向表面(4)，所述周向表面(4)将所述顶侧(2)连接至所述底侧(3)，其特征在于，所述周向表面(4)具有齿(6、12、13)以形成齿轮(7、10、11、16、19)。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述齿(6、12、13)是周向上封闭的并且形成在所述周向表面(4)的整个表面区域上。
3.根据权利要求1或2所述的印刷电路板，其特征在于，所述齿(6、12、13)被设计为渐开线齿、外摆线齿或内摆线齿或者设计为灯笼形齿轮齿。
4.根据权利要求3所述的印刷电路板，其特征在于，所述齿轮(7、10、11、16、19)被设计为马尔他十字形。
5.根据前述权利要求中的一项所述的印刷电路板，其特征在于，设计有印制线(8)和/或表面结构(17)和/或导体印制线用于进行感应采样和/或电容采样和/或光学采样和/或声学采样。
6.根据前述权利要求中的一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板(1、11)具有下述部件中的至少一者：至少一个电阻器、至少一个电容器、至少一个二极管和/或至少一个晶体管。
7.根据前述权利要求中的一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板(1、11)由纤维增强塑料制造。
8.根据前述权利要求中的一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述齿轮(7、10、11、16、19)和/或所述齿(6、12、13)具有表面结构。
9.根据前述权利要求中的一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述印制线(8)和/或所述表面结构(17)由凸部和凹部形成。
10.根据前述权利要求中的一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板(1、11)和/或所述齿(6、12、13)设置有涂层，所述涂层至少包含二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨或超高分子量聚乙烯。
11.根据前述权利要求中的一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述齿(6、12、13)形成在外周向表面上。
12.一种传感器单元，所述传感器单元具有如前述权利要求1至11中的一项所述的印刷电路板(1、11)。
13.一种用于制造印刷电路板的方法，所述印刷电路板具有顶侧(2)、底侧(3)和周向表面(4)，所述周向表面(4)将所述顶侧(2)连接至所述底侧(3)，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
-借助于铣削、冲压或激光切割在所述印刷电路板的所述周向表面上形成齿。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述齿(6、12、13)周向上封闭地形成在所述周向表面(4)的整个表面区域上。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述齿(6、12、13)被设计为渐开线齿、外摆线齿或内摆线齿或者设计为灯笼形齿轮齿。
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