DE102006047199A1

DE102006047199A1 - Anordnung mit einem Basiselement und mindestens einem ersten flexiblen Leiterbahnträger und einem zweiten flexiblen Leiterbahnträger

Info

Publication number: DE102006047199A1
Application number: DE200610047199
Authority: DE
Inventors: Georg Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2008-04-17
Also published as: WO2008040626A1

Abstract

Anordnung (10) mit einem Basiselement (12) und mindestens einem ersten flexiblen Leiterbahnträger (20a) und einem zweiten flexiblen Leiterbahnträger (20b), die mit dem Basiselement (12) mechanisch gekoppelt sind und zum Kontaktieren von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (14) ausgebildet sind, wobei der erste flexible Leiterbahnträger (20a) ein erstes Material und der zweite flexible Leiterbahnträger (20b) ein vom ersten Material verschiedenes zweites Material aufweist, und das erste Material und das zweite Material unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Basiselement und mindestens einem ersten flexiblen Leiterbahnträger und einem zweiten flexiblen Leiterbahnträger.
Bei Kraftfahrzeugen besteht immer häufiger die Anforderung, eine Steuerelektronik und die dazugehörigen Sensoren in einem Automatikgetriebe zu integrieren. Auch bei der Steuerung von Motoren und Bremsanlagen ist diese Art der Integration in zunehmendem Maß gewünscht. In den dabei eingesetzten mechatronischen Systemen kommen dabei häufig flexible Leiterbahnträger oder Flexfolien zum Einsatz. Diese flexiblen Leiterbahnträger sind aus ökonomischen Gründen als einlagige Leiterbahnträger ausgeführt. Die auf einem Schaltungsträger aufgebrachte Steuerelektronik muss gegenüber den in den Motoren und Getrieben verwendeten Ölen, die chemisch höchst aggressive Additive enthalten, abgeschirmt werden. Zugleich müssen die flexiblen Leiterbahnträger aber durch die Abschirmung hindurchgeführt werden, um Komponenten eines Motors oder eines Getriebes elektronisch steuern zu können. Technologische Systemanforderungen ergeben sich insbesondere in Bezug auf Dichtigkeit gegenüber den Umgebungsmedien (Öl, Benzin, Wasser), der Funktionsfähigkeit über einen großen Temperaturbereich (–40°C bis +150°C) und Festigkeit gegenüber Vibrationsbeschleunigungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit einem Basiselement und mindestens einem ersten flexiblen Leiterbahnträger und einem zweiten flexiblen Leiterbahnträger zum Kontaktieren von elektrischen Bauteilen zu schaffen, die eine kostengünstig realisierbare und mechanisch sichere elektrische Anbindung von elektrischen Bauteilen mit den flexiblen Leiterbahnträgern ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Anordnung mit einem Basiselement und mindestens einem ersten flexiblen Leiterbahnträger und einem zweiten flexiblen Leiterbahnträger aus, die mit dem Basiselement mechanisch gekoppelt sind und zum Kontaktieren von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen ausgebildet sind, wobei der erste flexible Leiterbahnträger ein erstes Material und der zweite flexible Leiterbahnträger ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material aufweist, und das erste Material und das zweite Material unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen.
Anordnungen mit flexiblen Leiterbahnträgern, die vorzugsweise in Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen angeordnet sind, können sehr unterschiedlichen mechanischen Anforderungen bezüglich der flexiblen Leiterbahnträger unterliegen. Es kann deshalb erforderlich sein, flexible Leiterbahnträger bereitzustellen, die diesen unterschiedlichen mechanischen Anforderungen möglichst genau entsprechen können.
Der Vorteil der Anordnung besteht darin, dass je nach mechanischer Anforderung der Einsatz verschiedener Materialien für die flexiblen Leiterbahnträger möglich ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit des Einsatzes kostengünstiger Materialien für die einzelnen flexiblen Leiterbahnträger.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das erste Material einen vom zweiten Material verschiedenen Elastizitätsmodul auf. Dies ist besonders vorteilhaft, da so der Einsatz von Materialien mit verschiedenen Biege- und Falteigenschaften für die flexiblen Leiterbahnträger möglich ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erste oder das zweite Material ein Polyimid auf. Dies ermöglicht den Einsatz eines hochflexiblen, temperatur- und ölbeständigen Materials für die flexiblen Leiterbahnträger.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erste oder das zweite Material ein glasfaserverstärktes Epoxydharz und/oder Acrylkleber-Verbund auf. Damit ist der Einsatz eines temperatur- und ölbeständigen und dabei kostengünstigen Materials für die flexiblen Leiterbahnträger möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur eine Aufsicht auf eine Anordnung mit flexiblen Leiterbahnträgern.
Die in der Figur dargestellte Ansicht veranschaulicht eine Anordnung 10 mit einem Basiselement 12, elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen 14 und einem ersten flexiblen Leiterbahnträger 20A, einem zweiten flexiblen Leiterbahnträger 20b und einem dritten flexiblen Leiterbahnträger 20c.
Die flexiblen Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c sind derart aufgebaut, dass zwischen einer Basisfolie 19 und einer Deckfolie 18 zumindest eine, bevorzugt mehrere Leiterbahnen 16, die vorzugsweise Kupfer umfassen, angeordnet sind.
Bevorzugt sind die flexiblen Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c auf das vorzugsweise als Plattenelement ausgebildete Basiselement 12 mit einem Acrylkleber auflaminiert und auf diese Weise mechanisch stabil mit dem Basiselement 12 gekoppelt.
Die Leiterbahnen 16 sind vorzugsweise elektrisch gekoppelt mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen 14, die bevorzugt auf einem Substrat, insbesondere einem LTCC-Substrat (LTCC = low temperature cofired ceramics), angeordnet sind. Die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 14 können jedoch auch auf einer anderen für diese Zwecke geeigneten Vorrichtung angeordnet sein, wie beispielsweise einer PCB-Leiterplatte. Die elektrische Kopplung zwischen den Leiterbahnen 16 und den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen 14 erfolgt vorzugsweise durch Drahtbrücken 22, die insbesondere als Bonddrähte ausgebildet sind. Damit ist eine elektrische Anbindung der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 14 an einen Bereich außerhalb der Anordnung 10 ermöglicht. Insbesondere können die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 14 mittels der flexiblen Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c mit Steckverbindungen elektrisch gekoppelt werden.
Die Leiterbahnen 16 sind vorzugsweise in verschiedene Kleberschichten eingebettet, die zwischen der Basisfolie 19 und der Leiterbahn 16 einerseits und der Leiterbahn 16 und der Deckfolie 18 andererseits angeordnet sind. Sowohl die Basisfolie 19 als auch die Deckfolie 18 sind flexibel. Die Leiterbahnen 16 sind fest mit der Basisfolie 19 verbunden. Die Deckfolie 18 ist so auf die Basisfolie 19 und die Leiterbahnen 16 aufgebracht, dass die Leiterbahnen 16 außerhalb zumindest eines Kontaktbereichs 17 vollständig von der Deckfolie 18 und der Basisfolie 19 umschlossen sind.
Mindestens einer der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c, insbesondere dessen Deckfolie 18 und dessen Basisfolie 19, weist ein erstes Material auf, das von einem zweiten Material einer der anderen Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c, verschieden ist. Insbesondere weisen das erste und das zweite Material bevorzugt verschiedene Elastizitätsmodule auf.
Bevorzugt umfassen die Deckfolie 18 und die Basisfolie 19 mindestens eines der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c ein Material, das ein Polyimid aufweist. Polyimide weisen die für den Einsatz in den Fahrzeugkomponenten erforderlichen chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften auf. Polyimide können insbesondere sehr leicht biegbar sein. Es ist so möglich, dass die Deckfolie 18 und die Basisfolie 19 mindestens eines der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c besonders flexibel ausgebildet und deshalb besonders gut faltbar sind.
Bevorzugt umfassen die Deckfolie 18 und die Basisfolie 19 mindestens eines der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c ein Material, das ein glasfaserverstärktes Epoxydharz aufweist. Glasfaserverstärkte Epoxydharze weisen die für den Einsatz in den Fahrzeugkomponenten erforderlichen chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften auf. Darüber hinaus können glasfaserverstärkte Epoxydharze besonders kostengünstig hergestellt werden.
Umfassen die Deckfolie 18 und die Basisfolie 19 mindestens eines der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c ein Material, das ein Polyimid aufweist und die Deckfolie 18 und die Basisfolie 19 mindestens eines der anderen Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c ein Material, das ein glasfaserverstärktes Epoxydharz und/oder Acrylkleber-Verbund aufweist, so ist ermöglicht, dass der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c, dessen Deckfolie 18 und Basisfolie 19 ein Polyimid aufweisen und damit gut faltbar sind, für die elektrische Kopplung mit Bereichen eingesetzt werden, die eine besonders große Flexibilität und Biegbarkeit der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c erfordern. Dagegen kann der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c, dessen Deckfolie 18 und Basisfolie 19 ein kostengünstiges glasfaserverstärktes Epoxydharz aufweisen, für die elektrische Kopplung mit Bereichen eingesetzt werden, die eine geringe Flexibilität und Biegbarkeit der Leiterbahnträger 20a, 20b, 20c erfordern.

Claims

Anordnung (10) mit einem Basiselement (12) und mindestens einem ersten flexiblen Leiterbahnträger (20a) und einem zweiten flexiblen Leiterbahnträger (20b), die mit dem Basiselement (12) mechanisch gekoppelt sind und zum Kontaktieren von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (14) ausgebildet sind, wobei der erste flexible Leiterbahnträger (20a) ein erstes Material und der zweite flexible Leiterbahnträger (20b) ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material aufweist, und das erste Material und das zweite Material unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen.
Anordnung (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Material einen von dem zweiten Material verschiedenen Elastizitätsmodul aufweist.
Anordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste oder das zweite Material ein Polyimid aufweist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste oder das zweite Material ein glasfaserverstärktes Epoxydharz und/oder Acrylkleber-Verbund aufweist.