DE102012020477A1

DE102012020477A1 - Gedruckte Schaltung und elektronische Vorrichtung mit der gedruckten Schaltung

Info

Publication number: DE102012020477A1
Application number: DE201210020477
Authority: DE
Inventors: Takuto Yamaguchi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2013-04-25
Also published as: US9178294B2; CN103068157A; JP5628772B2; JP2013089847A; US20130100628A1

Abstract

Es wird eine elektronische Vorrichtung mit einer Preßsitzverbindung zum Anschließen eines Verbinders und von elektronischen Bauteilen auf einer gedruckten Schaltung beschrieben, bei der eine hohe Bauteildichte möglich ist. In der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben ist zwischen benachbarten Durchgangslöchern, auf die nach dem Einsetzen von Preßsitzanschlüssen eine Druckkraft wirkt, auf einer Leiterplatte, die sich zwischen einer oberen Leiterplattenlage und einer unteren Leiterplattenlage befindet, eine Anschlußfläche oder eine Leitungsschicht ausgebildet, die mit einer Leitungsschicht an der Innenwand des jeweiligen Durchgangslochs verbunden ist oder die nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist und die eine Breite aufweist, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des Durchgangslochs.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdrahtungsplatte (gedruckte Schaltung) für eine Preßverbindung von Leiterplatten, Modulen und Verbindern und eine elektronische Vorrichtung mit einer solchen Schaltung.
In den letzten Jahren hat die Bedeutung der Preßsitzverbindung für das Verbindungsverfahren zum Anbringen von Bauteilen und dergleichen auf einer Leiterplatte mit elektrischen Leiterbahnen zugenommen. Herkömmlich wird die Preßsitzverbindung bei Großrechnern und dergleichen als lötfreies Verbindungsverfahren verwendet, um Probleme beim Löten von Leiterplatten zu vermeiden. In letzter Zeit wird die Preßsitzverbindung häufig jedoch auch bei elektronischen Vorrichtungen für Fahrzeuge wie ABS (Antiblockiersysteme) angewandt, da (1) der Verbindungsprozeß einfach ist, (2) die Kosten für die Geräte zum Ausführen des Prozesses gering sind und (3) es möglich ist, im Vergleich zum Löten eine höhere Bauteildichte zu erreichen.
Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2004-134302 beschreibt die Verteilung der Spannungen auf einer Leiterplatte zwischen Durchgangslöchern durch Ändern der Richtung des Einsetzdrucks an Preßsitzanschlüssen zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Leiterplatte. Nach diesem Verfahren können die beim Anordnen eines Bauteils zwischen Durchgangslöchern auf das Bauteil einwirkenden Spannungen verringert werden.
Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2008-294299 beschreibt das Einsetzen von Preßsitzanschlüssen in eine gedruckte Leiterplatte mit einem Metallkern, um dadurch die Zuverlässigkeit der Leiterplatte zu erhöhen. Bei diesem Verfahren nimmt der harte Metallkern die Verformung des Anschlusses auf, so daß die Verformung der gedruckten Leiterplatte verringert wird.
Bei dem in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2004-134302 beschriebenen Verfahren wird in der Richtung, in der die Verformung anfänglich klein ist, eine hohe Spannung erzeugt. Hinsichtlich der Richtung, in der die Federkraft wirkt, ist es daher erforderlich, das Bauteil weiter weg anzuordnen. Dadurch geht wertvoller Platz verloren, und es kann keine hohe Bauteildichte erreicht werden.
Das in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2008-294299 beschriebene Verfahren mit einer Metallkern-Leiterplatte hat keine große Bedeutung erlangt, da die Kosten für die Metallkern-Leiterplatte hoch sind.
Zusammenfassende Darstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Vorrichtung mit einer hohen Bauteildichte bei geringen Kosten zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt die vorliegende Erfindung eine gedruckte Schaltung, bei der drei oder mehr Lagen von Leiterplatten mit einer großen Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen der Anschlußstifte von elektronischen Bauteilen übereinanderliegen, wobei um ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aus der großen Anzahl von Durchgangslöchern auf den Oberflächen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind und die erste Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch und die zweite Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch in der oberen Leiterplatte über ein Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs und ein Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs mit der Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch bzw. der Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch in der unteren Leiterplatte verbunden sind, und wobei in einer Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte befindet, eine erste Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs verbunden ist, eine zweite Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs verbunden ist, und eine dritte Leitungsschicht ausgebildet ist, die sich zwischen der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht befindet und die elektrisch nicht mit der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht verbunden ist, wobei des weiteren in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben im Bereich vom ersten Durchgangsloch zum zweiten Durchgangsloch die erste Anschlußfläche und die zweite Anschlußfläche, die erste Leitungsschicht und die zweite Leitungsschicht und/oder die dritte Leitungsschicht jeweils eine Breite hat/haben, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs und des zweiten Durchgangslochs.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt die vorliegende Erfindung des weiteren eine gedruckte Schaltung, bei der drei oder mehr Lagen von Leiterplatten mit einer großen Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen der Preßsitzanschlüsse von elektronischen Bauteilen übereinanderliegen, wobei um die Durchgangslöcher auf der Vorderseite und der Rückseite der gedruckten Schaltung Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind und die Anschlußflächen an der Vorderseite und die Anschlußflächen an der Rückseite über Leitungsschichten an den Innenwänden der Durchgangslöcher elektrisch miteinander verbunden sind, wobei an einer Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte der drei oder mehr Lagen von übereinanderliegenden Leiterplatten befindet, eine Anzahl von Leitungsschichten ausgebildet ist, die eine Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand der Durchgangslöcher verbunden ist, und eine Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand der Durchgangslöcher verbunden ist, umfassen, und wobei des weiteren in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben in der großen Anzahl von Durchgangslöchern zwischen benachbarten Durchgangslöchern, auf die durch das Einsetzen der Preßsitzanschlüsse eine Druckkraft wirkt, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand der Durchgangslöcher verbundene Anschlußfläche oder Leitungsschicht oder die nicht elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand der Durchgangslöcher verbundene Leitungsschicht in der gedruckten Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte befindet, eine Breite hat, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des Durchgangslochs.
Zur Lösung der obigen Aufgabe umfaßt die vorliegende Erfindung des weiteren eine elektronische Vorrichtung mit gedruckten Schaltungen und mit einer Basisplatte; einem ersten Kühlelement, das an der Basisplatte angebracht ist; einer ersten gedruckten Schaltung, die mittels des ersten Kühlelements an der Basisplatte befestigt ist und die ein elektronisches Bauteil enthält; einer Abdeckung, die an der Basisplatte befestigt ist und die das Kühlelement und die erste gedruckte Schaltung abdeckt; einer zweiten gedruckten Schaltung, die mittels eines zweiten Kühlelements an der Oberfläche der Abdeckung angebracht ist, die der ersten gedruckten Schaltung gegenüberliegt und die ein elektronisches Bauteil enthält; und einen Verbinder zum elektrischen Verbinden der ersten gedruckten Schaltung mit der Außenseite, wobei für die Verbindung der ersten gedruckten Schaltung mit der zweiten gedruckten Schaltung und mit dem Verbinder ein Preßsitzanschluß verwendet wird, und wobei in der ersten gedruckten Schaltung, bei der drei oder mehr Lagen von Leiterplatten übereinanderliegen und eine große Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen der Preßsitzanschlüsse ausgebildet ist, um ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aus der großen Anzahl von Durchgangslöchern auf den Oberflächen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind und eine erste Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch und eine zweite Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch an der oberen Leiterplatte über ein Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs oder ein Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs elektrisch mit der Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch und der Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch in der unteren Leiterplatte verbunden sind, und wobei in der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte befindet, eine erste Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs verbunden ist, eine zweite Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs verbunden ist, und eine dritte Leitungsschicht, die sich zwischen der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht befindet und die elektrisch nicht mit der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht verbunden ist, ausgebildet sind, und wobei des weiteren in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben im Bereich vom ersten Durchgangsloch zum zweiten Durchgangsloch die erste Anschlußfläche, die zweite Anschlußfläche, die erste Leitungsschicht, die zweite Leitungsschicht und/oder die dritte Leitungsschicht eine Breite hat/haben, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs und des zweiten Durchgangslochs oder eines weiteren Bereichs.
Zur Lösung der obigen Aufgabe umfaßt die vorliegende Erfindung des weiteren eine elektronische Vorrichtung mit gedruckten Schaltungen und mit einer Basisplatte; einem ersten Kühlelement, das an der Basisplatte angebracht ist; einer ersten gedruckten Schaltung, die mittels des ersten Kühlelements an der Basisplatte befestigt ist und die an der Oberfläche ein elektronisches Bauteil enthält; einer Abdeckung, die an der Basisplatte befestigt ist und die das Kühlelement und die erste gedruckte Schaltung abdeckt; einer zweiten gedruckten Schaltung, die mittels eines zweiten Kühlelements an der Oberfläche der Abdeckung angebracht ist, die der ersten gedruckten Schaltung gegenüberliegt, und die an ihrer Oberfläche ein elektronisches Bauteil enthält; und mit einem Verbinder zum elektrischen Verbinden der ersten gedruckten Schaltung mit der Außenseite, wobei die erste gedruckte Schaltung mit der zweiten gedruckten Schaltung und mit dem Verbinder mittels eines Preßsitzanschlusses verbunden ist, und wobei in der ersten gedruckten Schaltung, bei der drei oder mehr Lagen von gedruckten Leiterplatten übereinanderliegen und eine große Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen der Preßsitzanschlüsse ausgebildet ist, um die Durchgangslöcher auf der Vorderseite und der Rückseite der gedruckten Schaltung Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind und die Anschlußflächen an der Vorderseite und die Anschlußflächen an der Rückseite über eine Leitungsschicht an der Innenwand der Durchgangslöcher elektrisch miteinander verbunden sind, wobei des weiteren an der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte der drei oder mehr Lagen von übereinanderliegenden Leiterplatten befindet, eine Anzahl von Leitungsschichten ausgebildet ist, die eine Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, und eine Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, umfaßt, und wobei des weiteren in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben in der großen Anzahl von Durchgangslöchern zwischen benachbarten Durchgangslöchern, auf die durch das Einsetzen der Preßsitzanschlüsse eine Druckkraft wirkt, die mit der Anschlußfläche an der Innenwand des Durchgangslochs verbundene Anschlußfläche oder Leitungsschicht oder die nicht elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbundene Leitungsschicht in der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte befindet, eine Breite haben, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des Durchgangslochs.
Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Aufwölbung der Oberfläche einer gedruckten Schaltung verringert werden und eine höhere Bauteildichte erreicht werden. Die elektronische Vorrichtung kann damit kleiner ausgebildet werden.
Diese Merkmale und die Vorteile der Erfindung gehen auch aus der folgenden genauen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hervor, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Verbindung mit Preßsitzanschlüssen in einer gedruckten Schaltung;
2 eine Schnittansicht durch ein Verbindungsbeispiel mit Preßsitzanschlüssen in einer gedruckten Schaltung in seitlicher Richtung, in der die Stellen einer Aufwölbung zu sehen sind;
3 eine Schnittansicht des Verbindungsbeispiels mit Preßsitzanschlüssen in einer gedruckten Schaltung von oben, in der die Stellen der Aufwölbung zu sehen sind;
4A eine Schnittansicht der Leiterstruktur einer gedruckten Schaltung mit rechteckigen Anschlußflächen bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4B eine Aufsicht auf die Leiterstruktur der gedruckten Schaltung mit rechteckigen Anschlußflächen bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4C eine Aufsicht auf eine zweite Leiterplattenlage mit der Leiterstruktur der gedruckten Schaltung mit rechteckigen Anschlußflächen bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5A eine Schnittansicht der Leiterstruktur einer gedruckten Schaltung mit kreisförmigen Anschlußflächen bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5B eine Aufsicht auf die Leiterstruktur der gedruckten Schaltung mit kreisförmigen Anschlußflächen bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5C eine Aufsicht auf die zweite Leiterplattenlage mit der Leiterstruktur der gedruckten Schaltung mit kreisförmigen Anschlußflächen bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6A eine Schnittansicht der Leiterstruktur einer gedruckten Schaltung mit kreisförmigen Anschlußflächen, wenn ein anzubringendes Bauteil in der Umgebung des Preßsitzanschlusses angeordnet ist, bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6B eine Aufsicht auf die Leiterstruktur der gedruckten Schaltung mit kreisförmigen Anschlußflächen, wenn eine Elektrode des anzubringenden Bauteils in der Umgebung des Preßsitzanschlusses angeordnet ist, bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6C eine Aufsicht auf die Leiterstruktur der zweiten Leiterplattenlage der gedruckten Schaltung mit kreisförmigen Anschlußflächen, wenn das anzubringende Bauteil in der Umgebung des Preßsitzanschlusses angeordnet ist, bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7A eine Tabelle für die Ergebnisse einer Bewertung hinsichtlich des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von Aufwölbungen in der gedruckten Schaltung bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7B eine Tabelle für die Ergebnisse einer Bewertung hinsichtlich des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von Aufwölbungen in der gedruckten Schaltung, wenn das anzubringende Bauteil in der Umgebung des Preßsitzanschlusses angeordnet ist, bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
8 eine schematische Schnittansicht des Aufbaus einer elektronischen Vorrichtung für ein Fahrzeug mit der gedruckten Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Die 1 zeigt ein Beispiel für eine Preßsitzverbindung. Wie in der 1 zu sehen, stellt die Preßsitzverbindung ein Verfahren zum Einsetzen einer Anzahl von Preßsitzanschlüssen 1 an einem Preßsitzverbinder 2 unter Druck in Durchgangslöcher 5 in einer Leiterplatte (gedruckten Schaltung) 4 dar, wobei zwischen den Preßsitzanschlüssen 1 und den Leiterbahnen in den Durchgangslöchern 5 eine mechanische und metallische Verbindung hergestellt wird und damit eine elektrische Verbindung ausgebildet wird.
Wie in der vergrößerten Darstellung auf der rechten Seite der 1 zu sehen ist, weist das Verbindungselement 11 des Preßsitzanschlusses 1 eine Federstruktur mit einer Breite W, die größer ist als der Innendurchmesser D des Durchgangsloches 5, einem flachen Abschnitt mit einer Länge L und einer Dicke t auf. Wenn der Preßsitzanschluß 1 unter Druck in das Durchgangsloch 5 eingesetzt wurde, wird der Preßsitzanschluß 1 durch die Wirkung der Federkraft des Verbindungselements 11 des Preßsitzanschlusses 1 im Durchgangsloch 5 gehalten. Mit diesem Verbindungsverfahren ist es daher im Gegensatz zur herkömmlichen Lötverbindung möglich, eine Verbindung ohne Aufheizen bei normalen Temperaturen in kurzer Zeit herzustellen.
Bei elektronischen Vorrichtungen für Fahrzeuge ist der Einbauraum begrenzt, so daß es erforderlich ist, die Vorrichtung so klein wie möglich zu machen. Wenn die Anschluß-Verbindungselemente der elektronischen Vorrichtung angelötet werden, muß zwischen dem jeweiligen Anschluß und dem Bauteil ein vorgegebener Abstand eingehalten werden, damit kein Lot auf das auf der Leiterplatte befindliche Bauteil gelangt. Dieser Abstand stellt einen nicht ausnutzbaren Raum dar, der eine Verkleinerung der Vorrichtung verhindert. Bei einer Preßsitzverbindung wird kein Lot aufgebracht, so daß dafür kein Abstand vorzusehen ist. Bei einer Verkleinerung der Vorrichtung ist daher die Preßsitzverbindung vorzuziehen.
Hinsichtlich einer weiteren Verkleinerung und einer hochdichten Bauteilanordnung kann die von der Federkraft des Verbindungselements 11 des Preßsitzanschlusses 1 ausgelöste Verformung die Grenze für die hochdichte Bauteilanordnung bestimmen. In der Umgebung des Durchgangslochs 5 der gedruckten Schaltung 4, in das der Preßsitzanschluß 1 eingesetzt ist, entsteht eine starke Spannung, und es besteht die Möglichkeit, daß die gedruckte Schaltung 4 davon beschädigt wird.
Zum Beispiel zeigt die 2 eine Schnittansicht der gedruckten Schaltung 4 in seitlicher Richtung in einem Zustand, in dem die Preßsitzanschlüsse 1-1 und 1-2 in die benachbarten Durchgangslöcher 41-1 und 41-2 eingesetzt sind. Die 3 zeigt schematisch die Kräfte, die von den Preßsitzanschlüssen 1-1 und 1-2 erzeugt werden, bei der Ansicht des Querschnitts A-A' in der 2 in Pfeilrichtung. Da die Federkräfte in der 3 in den Richtungen der Pfeile 41-1A und 41-2B wirken, das heißt zwischen den benachbarten Durchgangslöchern 41-1 und 41-2 als gegeneinander wirkende Druckkräfte, tritt im Bereich 43 des Materials 42, das die gedruckte Schaltung 4 bildet, eine Beschädigung 3 auf (eine Verformung aufgrund des Kollabierens des Materials 42 (Glasfaser oder Isolierharz)).
Entsprechend dem Ausmaß der Beschädigung (dem Ausmaß der Verformung aufgrund des Kollabierens des Materials 42 in der 3 an der Oberfläche) im Beschädigungsbereich 43 zeigt sich an der Oberfläche der gedruckten Schaltung 4 eine Aufwölbung 31. Durch die Aufwölbung 31 ergeben sich die folgenden Probleme: (a) Leitungen in der Umgebung der Aufwölbung 31 der gedruckten Schaltung 4 werden unterbrochen. (b) Die Feuchtigkeitsbeständigkeit nimmt aufgrund des Ablösens des Lötlacks um das Durchgangsloch der gedruckten Schaltung 4 ab. (c) Durch die Verformung von Bauteilen wie Chipwiderständen auf der gedruckten Schaltung 4 ändern sich deren elektrische Eigenschaften. (d) Die Zuverlässigkeit von Lötverbindungen für Bauteile wie Chipwiderstände auf der gedruckten Schaltung 4 nimmt ab.
Um solche Schäden an der gedruckten Schaltung 4 zu vermeiden, kann der Abstand zwischen den Durchgangslöchern vergrößert werden, so daß keine Aufwölbung 31 auftritt, oder die elektronischen Bauteile werden außerhalb der Stelle angeordnet, wo eine Aufwölbung 31 auftritt. Mit solchen Maßnahmen vergrößert sich jedoch die Fläche der gedruckten Schaltung, und die elektronische Vorrichtung kann nicht so ohne weiteres verkleinert werden. Um eine Verkleinerung der elektronischen Vorrichtung zu erreichen, wird mit der vorliegenden Erfindung eine gedruckte Schaltung und eine elektronische Vorrichtung mit der gedruckten Schaltung geschaffen, bei der Schäden und Verformungen an der gedruckten Schaltung durch eine Federkraft vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel wie folgt erreicht. (1) In einer gedruckten Schaltung, in die ein Preßsitzanschluß eingesetzt ist, und in einer elektronischen Vorrichtung mit dieser gedruckten Schaltung werden in der Richtung, in der die Federkraft des Anschlusses auf das Durchgangsloch einwirkt, in das der Anschluß eingesetzt ist, eine innere Lage und eine Oberflächen-Leiterbahn mit einer Breite vorgesehen, die größer ist als der Durchmesser des Durchgangslochs. (2) Die gedruckte Schaltung und die elektronische Vorrichtung mit der gedruckten Schaltung weisen eine Ringverbindung mit dem Durchgangsloch in der inneren Lage der gedruckten Schaltung und eine Anschlußfläche mit einer Fläche auf, die größer ist als die des Rings an der Oberfläche. Außerdem ist an der inneren Lage bis zu einer Stelle, die näher am Durchgangsloch liegt als der äußere Umfang der Anschlußfläche an der Oberfläche, eine die Verformung einschränkende Leiterbahn ausgebildet, die von dem Ring isoliert ist.
Mit Bezug zu den Zeichnungen werden im folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In allen Darstellungen zur Erläuterung der Ausführungsformen haben die gleichen Elemente im Prinzip die gleichen Bezugszeichen, und eine Wiederholung der Beschreibung wird vermieden.
Als Beispiele für die Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen die 4A bis 4C und 5A bis 5C Querschnitte einer gedruckten Schaltung, bei der Preßsitzanschlüsse in Durchgangslöcher eingesetzt sind. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine gedruckte Mehrlagenschaltung mit n Lagen verwendet; zum Zwecke der Vereinfachung der Erläuterung weist die dargestellte gedruckte Schaltung vier Lagen auf. Im Querschnitt der gedruckten Schaltung 400 bzw. 500 der 4A bzw. 5A ist die obere Leiterplatte die erste Lage 401; die darunterliegende Leiterplatte die zweite Lage 402; die nächste Leiterplatte die dritte Lage 403 und die untere Leiterplatte die vierte Lage 404. Der Preßsitzanschluß 100 wird von der Seite der ersten Lage 401 in Durchgangslöcher 411-1 bis 411-3 eingesetzt. Die Durchgangslöcher 411-1 bis 411-3 in der gedruckten Schaltung 400 oder 500 haben den Durchmesser ⌀.
Zuerst werden wie in den 4C und 5C gezeigt die Leiterbahnen 421, 431, 422 und 432 (im Falle der 5C die Leiterbahnen 423, 433, 424 und 434) auf der zweiten Leiterplattenlage 402 und der dritten Leiterplattenlage 403 ausgebildet, auf deren Oberfläche sich Schaltungsmuster (nicht gezeigt) befinden. Die Leiterbahnen 421 und 431 (in der 5C die Leiterbahnen 423 und 433) sind Ringe zur Erhöhung der Festigkeit, um ein Ablösen der Leiterbahnen von den Wandflächen der Durchgangslöcher 411-1 und 411-3 beim Einsetzen der Preßsitzanschlüsse 100 zu verhindern.
Die Breite der Leiterbahnen 421 und 431 (in der 5C der Leiterbahnen 423 und 433) wird vom Rand der Durchgangslöcher 411-1 bis 411-3 mit dem Durchmesser ⌀ mit L3 bzw. L5 bezeichnet. Die Länge in der Richtung senkrecht zur Breite L3 und L5 beträgt h3 und h5. Wie bei den Leiterbahnen 421 und 431 in der 4C gezeigt, kann die Form der Leiterbahnen 421 und 431 rechteckig sein, sie kann aber auch kreisförmig sein, wie es bei der Leiterbahn 423 (433) der 5C gezeigt ist. Die Leiterbahnen 422 und 432 (in der 5A die Leiterbahnen 424 und 434) haben von den Leiterbahnen 421 und 431 (in der 5A den Leiterbahnen 423 und 433) den Abstand G2 bzw. G3 und eine Breite L4 sowie eine Tiefe h4. Die Leiterbahn 422 (432) wird als die Verformung einschränkende Leiterbahn bezeichnet.
Die zweite Leiterplattenlage 402, auf deren Oberfläche ein Schaltungsmuster (nicht gezeigt) und die Leiterbahnen 421 und 422 (in der 5C die Leiterbahnen 423 und 424) ausgebildet sind, und die dritte Leiterplattenlage 403, auf der die Leiterbahnen 431 und 432 (in der 5C die Leiterbahnen 433 und 434) ausgebildet sind, werden durch Auflaminieren der ersten Lage 401 und der vierten Lage 404, auf deren Oberflächen Schaltungsmuster (nicht gezeigt) ausgebildet sind, mit diesen verbunden. Mittels Durchbohren der laminierten ersten bis vierten Leiterplattenlage 401 bis 404 werden dann die Durchgangslöcher 411-1 bis 411-3 ausgebildet.
Dann werden in den Durchgangslöchern 411-1 bis 411-3 Leiterbahnen 441 bis 443 (4A) oder 445 bis 447 (5A) ausgebildet, die über die Innenseiten der Durchgangslöcher 411-1 bis 411-3 eine Verbindung mit den Oberflächenlagen (der ersten Lage und der vierten Lage) auf den beiden Seiten der gedruckten Schaltung 400 oder 500 herstellen. Die Leiterbahnen 441 bis 443 (4A) und 445 bis 447 (5B) sind mit den Leiterbahnen 421 und 431 (423 und 433 in der 5A) verbunden, die auf der zweiten Leiterplattenlage 402 und der dritten Leiterplattenlage 403 ausgebildet sind. Die Leiterbahnen 441 bis 443 und 445 bis 447 weisen vom Rand des jeweiligen Durchgangslochs 411-1 bis 411-3 mit dem Durchmesser ⌀ jeweils eine Breite L1 bzw. L2 auf.
Die Leiterbahnen 441 bis 443 und 445 bis 447 entsprechen bei einem Aufbau, bei dem die in die Durchgangslöcher eingesetzten Anschlußstifte angelötet werden, den Anschlußflächen. Zur Ausbildung eines glatten Lötanschlusses hat die Anschlußfläche dabei eine Kreisform. Im Falle einer Preßsitzverbindung wird jedoch keine Lötverbindung ausgebildet, so daß die Anschlußfläche jede beliebige Form haben kann. So können die Leiterbahnen wie in der 4B gezeigt eine rechteckige Form mit einer Breite von L1 und L2 und einer Tiefe von h1 und h2 haben oder wie in der 5B gezeigt Teil einer Kreisform mit einem Durchmesser L1 + L2 + ⌀ haben.
Außerdem ist in dem Bereich mit der Breite G1 zwischen den benachbarten Leiterbahnen 441 und 442 (445 und 446 in der 5B) ein Muster 444 (448 in der 5B) in einer Breite von G1 ausgebildet.
Das Muster 444 (448 in der 5B) ist nicht immer erforderlich. Wenn der Abstand 451 (452 in der 5B) klein ist, können wie zwischen den Durchgangslöchern 411-2 und 411-3 in den 4A und 4B (5A und 5B) die Leiterbahnen 442 und 443 (446 und 447 in der 5B) ohne das Muster 444 (448 in der 5B) dazwischen aneinander angrenzen. Dabei sind die den Breiten L1 und L2 entsprechenden Größen der Leiterbahnen 442 und 443 (446 und 447 in der 5B) L1' und L2'.
Die Abmessungen der Leiterbahnen 421 und 431 (423 und 433 in der 5A), der Leiterbahnen 422 und 432 (424 und 434 in der 5A) und der Leiterbahnen 441 und 442 (445 und 446 in der 5A) auf den Leiterplatten 401 bis 404 erfüllen die folgenden Bedingungen: L1 > L3 + G2 > 0 L2 > L5 + G3 > 0 h1, h2, h3, h4, h5 > ⌀ G1, G2, G3 ≥ 0.
Die 4A bis 4C und die 5A bis 5C zeigen den Zustand, bei dem die Preßsitzanschlüsse 100 in die beschriebene gedruckte Schaltung 400 bzw. 500 eingesetzt sind.
Die 4A bis 4C und die 5A bis 5C zeigen den Preßsitzanschluß 100 mit dem gespaltenen Verbindungselement 103, einem Anschluß vom sogenannten Nadelöhrtyp. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei jeder Anschlußform verwendet werden. Der Preßsitzanschluß 100 ist in die Durchgangslöcher 411-1 bis 411-3 der gedruckten Schaltung 400 und 500 eingesetzt. Die Abschnitte, an denen zwischen dem Preßsitzanschluß 100 und den Durchgangslöchern 411-1 bis 411-3 Kontakt besteht, sind die zweite Leiterplattenlage 402 und die dritte Leiterplattenlage 403. Der Preßsitzanschluß 100 steht weder mit der oberen, ersten Leiterplattenlage 401 noch mit der unteren, vierten Leiterplattenlage 404 in Kontakt. Die Federkraft des Preßsitzanschlusses 100 wirkt somit in den mit den Pfeilen 41-1A und 41-1B sowie 41-2A und 41-2B in der 3 bezeichneten Richtungen auf das Isolierharz und die Glasfasern der zweiten Leiterplattenlage 403 und der dritten Leiterplattenlage 403 innerhalb der gedruckten Schaltung 400 ein.
Auf das Isolierharz und die Glasfasern der zweiten Leiterplattenlage 403 und der dritten Leiterplattenlage 403, die die Federkraft des Preßsitzanschlusses 100 aufnehmen, wirkt somit eine aufwölbende Kraft ein. Die Ringe 421 und 431 (423 und 433 in der 5A) aus hartem Cu und die eine Verformung einschränkenden Leiterbahnen 422 und 432 (424 und 434 in der 5C) unterdrücken eine solche Verformung. Hinsichtlich einer Aufwölbung in den Lücken G2 und G3 zwischen den Ringen 421 und 431 (423 und 433 in der 5A) und den eine Verformung einschränkenden Leiterbahnen 422 und 432 (424 und 434 in der 5C) kann eine Verformung durch das Ausbilden der Anschlußflächen 441, 442 und 443 (445, 446 und 447 in der 5B) auf den Oberflächen der oberen, ersten Leiterplattenlage 401 und der unteren, vierten Leiterplattenlage 404, die die Lücken überdecken, unterdrückt werden.
Die Leiterbahnstruktur ist mit anderen Worten die folgende. Wie anhand der 3 beschrieben, tritt, wenn die Preßsitzanschlüsse 1-1 und 1-2 in die Durchgangslöcher 41-1 und 41-2 der Schaltung 4 (entspricht den gedruckten Schaltungen 400 und 500 in den 4A bis 5C) bei der Betrachtung der Schaltung 4 von oben im Beschädigungsbereich 43 der 3 ein Schaden auf, das heißt es tritt innerhalb eines Bereichs mit der Breite des Durchmessers der Durchgangslöcher in der Richtung, in der Federkraft der Anschlüsse einwirkt, ein Schaden auf.
In der Ansicht der Schaltung von oben wird daher ein Bereich mit der Breite des Durchmessers der Durchgangslöcher von den inneren Leiterbahnlagen (den Ringen und den die Verformung einschränkenden Leiterbahnen) wie den Anschlußflächen 441 bis 443 (445 bis 447 in der 5B) auf der oberen, ersten Leiterplattenlage 401 und der unteren, vierten Leiterplattenlage 404 und den Leiterbahnen (Ringen) 421 und 431 (423 und 433 in der 5C) auf der zweiten Leiterplattenlage 402 und der dritten Leiterplattenlage 403 zwischen der ersten Leiterplattenlage 401 und der unteren, vierten Leiterplattenlage 404 sowie den die Verformung einschränkenden Leiterbahnen 422 und 432 (424 und 434 in der 5C) abgedeckt. Es kann damit eine Aufwölbung der Oberfläche der Schaltung 4 (400, 500) vermieden werden.
Zur wirkungsvollen Unterdrückung der Verformung der Schaltung mittels der Leiterbahnen ist es vorteilhaft, wenn die Dicke der Leiterbahnen 10 μm oder mehr beträgt.
Auf diese Weise ist es möglich, an den Teilen der Schaltung 4 (400, 500), an denen durch die Federkraft des Preßsitzanschlusses 1 eine Verformung auftreten kann, die Verformung an der Oberfläche der gedruckten Schaltung durch die Anordnung von Leiterbahnen mit einer Breite, die größer ist als der Durchmesser der Durchgangslöcher, an den äußeren und inneren Lagen auf ein Minimum herabzudrücken. Auch bei der Verwendung von Preßsitzanschlüssen 1 kann so eine Unterbrechung der Leiterbahnen an der Oberfläche der Schaltung 4 (400, 500) vermieden und die Zuverlässigkeit des Produkts sichergestellt werden. Außerdem können durch die Preßsitzanschlüsse 1 die Bauteile sehr dicht angeordnet werden.
[Erste Ausführungsform]
Anhand einer ersten Ausführungsform wird nun das Beispiel der gedruckten Schaltung 400 mit dem in den 4A bis 4C beschriebenen Aufbau mit den Anschlußflächen, den Ringen und den die Verformung einschränkenden Leiterbahnen in der Form von rechteckigen Leiterbahnen beschrieben.
Wie in der 8 gezeigt, weist eine elektronische Vorrichtung 800 einen Aufbau auf, bei dem ein Verbinder 802 und Submodule 807 und 808 durch Preßsitzanschlüsse 803 mit einer über ein Kühlelement 811 an einer Basisplatte 810 befestigten gedruckten Hauptschaltung 801 (die der gedruckten Schaltung 400 der 4A entspricht) verbunden sind. Die Submodule 807 und 808 sind über Kühlelemente 812 und 813 an einer Abdeckung 815 mit Kühlrippen 814 befestigt. An der gedruckten Schaltung 801 und den Submodulen 807 und 808 sind elektronische Bauteile 816 angebracht. Ein Abdichtelement 817 verschließt die Lücken zwischen der Basisplatte 810 und dem Verbinder 802 und zwischen der Basisplatte 810 und der Abdeckung 815.
Es wurde das Auftreten von Aufwölbungen an der gedruckten Schaltung 400, die der gedruckten Hauptschaltung 801 entspricht, die bei der elektronischen Vorrichtung 800 mit dem obigen Aufbau verwendet wird, nach dem Einsetzen der Preßsitzanschlüsse 100, die den Preßsitzanschlüssen 803 entsprechen, in die Durchgangslöcher 411-1 bis 411-3 der gedruckten Schaltung 400 untersucht.
Für den Preßsitzanschluß 100 wird ein Anschluß mit einer Cu-Legierung als Kernmaterial, einer Ni-beschichteten Basis und einer Sn-beschichteten Oberfläche verwendet. Der Preßsitzanschluß 100 weist die in der 1 gezeigte Nadelöhrform auf. Die äußere Form des Verbindungselements 11 entspricht wie in der 1 gezeigt z. B. 1,2 mm (W: Richtung der Wirkung der Spannung) × 0,64 mm (t: Dickenrichtung). Die gedruckte Schaltung 400 ist eine Vierlagenschaltung, die durch Laminieren von vier Lagen von Leiterplatten mit jeweils einer Dicke von 1,6 mm ausgebildet wird. Der Durchmesser ⌀ der Durchgangslöcher 5 beträgt 1,0 mm.
In den 4A bis 4C sind die Abstände G1 bis G3 0,3 mm groß; die Breiten L1 und L2 betragen 0,6 mm; die Breiten L3 und L5 0,2 mm, und die Breite L4 beträgt 0,5 mm. In den 4A bis 4C werden die Tiefen h1 bis h5 zwischen 1,0 mm, 1,5 mm und 2,0 mm variiert. Der Preßsitzanschluß 100 wird mit einer Handpresse hergestellt, und durch Einstellen der Einsetztiefe wird der Preßsitzanschluß 100 in einer Position ausgebildet, an der sich das Verbindungselement 11 des Preßsitzanschlusses 100 für die Verbindung mit der gedruckten Schaltung 400 zwischen der zweiten und der dritten Leiterplattenlage der gedruckten Schaltung 400 befindet.
An der gedruckten Schaltung 400 mit den eingesetzten Preßsitzanschlüssen 100 wird die Zuverlässigkeit dadurch getestet, daß die gedruckte Schaltung für 100 Stunden in einer Hochtemperaturatmosphäre von 150°C gehalten wird. Bei diesem Zuverlässigkeitstest werden Schäden an den Durchgangslöchern 411-1 und 411-3 verstärkt und eine Aufwölbung an der Oberfläche der gedruckten Schaltung 400 vergrößert. An einer Probe wird nach dem Test ein Querschnitt der gedruckten Schaltung betrachtet und dabei eine Aufwölbung der gedruckten Schaltung 801 und ein Schaden an der Abdeckung festgehalten. Ein Teil ohne Aufwölbung oder Schaden wird mit ”O” bezeichnet und ein aufgewölbtes oder beschädigtes Teil mit ”x”.
Für ein Vergleichsbeispiel wird eine Probe mit einer Tiefe h4 (siehe 4C) von 0,5 mm und einer Breite der die Verformung einschränkenden Leiterbahn, die in der 4A den Leiterbahnen 422 und 432 entspricht, von weniger als dem Durchmesser ⌀ der Durchgangslöcher ausgebildet und auf die gleiche Weise bewertet. Die 7 zeigt die Ergebnisse der Auswertung.
Bei den Proben mit Tiefen h1 bis h5 von 1,0 mm, 1,5 mm und 2.0 mm wurden zwar Risse im Isolierharz und den Glasfasern der gedruckten Schaltung 400 festgestellt, die Verformung der die Verformung einschränkenden Leiterbahnen ist jedoch sehr gering, und an den Leiterbahnen der oberen Schicht, die den Leiterbahnen auf der ersten Leiterplattenlage 401 und der vierten Leiterplattenlage 404 entsprechen, wurden keine Verformungen festgestellt. Da an diesen Lagen keine Veränderungen festgestellt wurden, werden auch keine Schäden am Lötlack der Oberflächenschicht (441 bis 443 in den 4A und 4B) festgestellt.
An der Probe, bei der als Vergleichsbeispiel die Tiefe h4 0,5 mm betrug, hat dagegen die die Verformung einschränkende Leiterbahn (422 in der 4C) keine ausreichende Wirkung, und in der Glasfaser wird eine Ausdehnung festgestellt. Die Ausdehnung der Glasfaser bewirkt eine Aufwölbung der Oberflächenschicht an der Oberfläche der ersten Leiterplattenlage 401 und der vierten Leiterplattenlage 404 der 4A. Im Lötlack (441 bis 443 in den 4A und 4B) wurden außerdem Risse festgestellt.
Durch das Vorsehen der Ringe, der eine Verformung einschränkenden Leiterbahnen und der Anschlußflächen mit einer Breite, die gleich oder größer ist als der Durchmesser der Durchgangslöcher, lassen sich somit die Verformungen der Schaltung verringern.
[Zweite Ausführungsform]
Anhand einer zweiten Ausführungsform wird das Beispiel der gedruckten Schaltung 600 mit dem in den 6A bis 6C gezeigten Aufbau beschrieben. Die in den 6A bis 6C gezeigte gedruckte Schaltung 600 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die in den 5A bis 5C gezeigte gedruckte Schaltung 500 mit Anschlußflächen 445 bis 447, Ringen und die Verformung einschränkenden Leiterbahnen in der Form von kreisförmigen Leiterbahnen. Mit Lot 16 ist ein Chipwiderstand 15 mit Elektrodenanschlüssen 17 und 18 verbunden, die auf der Oberfläche der ersten Leiterplattenlage 601 der gedruckten Schaltung 500 ausgebildet sind.
Bei dem in den 6A bis 6C gezeigten Aufbau wird als Preßsitzanschluß 100 ein Anschluß verwendet, der dem bei der ersten Ausführungsform entspricht. Als gedruckte Schaltung 600 wird eine gedruckte Schaltung verwendet, die mit Ausnahme der laminierten ersten Leiterplattenlage 601, der zweiten Leiterplattenlage 602, der dritten Leiterplattenlage 603 und der vierten Leiterplattenlage 604 mit den Anschlußflächen 645 und 646 und den Ringen 623 und 633 sowie den die Verformung einschränkenden Leiterbahnen 624, 634, 625 und 635 unter den gleichen Bedingungen ausgebildet wird wie die Schaltung der ersten Ausführungsform. In der 6A bezeichnet das Bezugszeichen 648 die zwischen der Anschlußfläche 645 und einer benachbarten Anschlußfläche (nicht gezeigt) ausgebildete Leiterbahn.
In den 6A bis 6C haben die einzelnen Teile die im folgenden angegebene Größe. Der Durchmesser ⌀ der Durchgangslöcher 411-1 und 411-2 beträgt 1,0 mm; die Abstände G1 und G3 0,3 mm; der Abstand G2 beträgt 0,2 mm; die Breiten L1 und L2 betragen 0,6 mm; die Breiten L3 und L5 0,2 mm; und die Breite L4 beträgt 0,7 mm. Die Breite h4 der die Verformung einschränkenden Leiterbahnen 624 und 634 wird zwischen 1,0 mm, 1,5 mm und 2,0 mm variiert. An der Position D₁ = 0,9 mm bzw. 2,5 mm vom Ende der aneinandergereihten zehn Durchgangslöcher 411 in der Richtung der Spannungswirkung (in der 6A der X-Richtung) des Preßsitzanschlusses 100 entfernt ist mittels Lot 16 ein Chipwiderstand 15 angebracht.
Bei dem Aufbau der 6A bis 6C erstrecken sich die Leiterbahnen 625 und 635 der inneren Lagen (die die Verformung einschränkenden Leiterbahnen) bis zu einer Stelle direkt unter dem Chipwiderstand 15. Bei der gedruckten Schaltung 600 mit diesem Aufbau sind die Preßsitzanschlüsse 100 in die Durchgangslöcher 411-1 und 411-2 eingesetzt.
Die mit den Preßsitzanschlüssen 100 versehene gedruckte Schaltung 600 wird zur Untersuchung auf Schäden an der Schaltung für 100 Stunden in einer Hochtemperaturatmosphäre von 150°C gehalten. Außerdem wird die gedruckte Schaltung einem Temperaturzyklustest von –40/130°C × 3000 Zyklen unterworfen. Mit diesem Test wird das Entstehen von Rissen im Lötverbindungselement 16 am Chipwiderstand 15 untersucht.
Als Vergleichsbeispiel dient eine Probe, bei der die Breite h4 der die Verformung einschränkenden Leiterbahn 624 (634) der 6C 0,5 mm beträgt und die Breite der die Verformung einschränkenden Leiterbahn 624 (634) kleiner ist als der Durchmesser ⌀ der Durchgangslöcher von 1,0 mm.
Die 7B zeigt die Ergebnisse der Bewertungen. Bei den Proben mit einer Breite h4 der die Verformung einschränkenden Leiterbahn 624 (634) von 1,0 mm, 1,5 mm oder 2,0 mm werden im Isolierharz und der Glasfaser von der ersten Leiterplattenlage 601 bis zur vierten Leiterplattenlage 604 einige Risse festgestellt. Die Verformung der die Verformung einschränkenden Leiterbahn 624 (634) ist jedoch gering, und an den Leiterbahnen an der Oberfläche der ersten Leiterplattenlage 601 und der vierten Leiterplattenlage 604 können keine Verformungen festgestellt werden. Da sich die Oberflächenschicht nicht verändert hat, sind auch keine Schäden im Lötlack der Oberflächenschicht aufgetreten. Bei der Untersuchung der Risse im Lötverbindungselement 16 auf den beiden Seiten des Chipwiderstands 15 an den Positionen D₁ = 0,9 mm und 2,5 mm sind nach dem Temperaturzyklus die Rißlängen im Lötverbindungselement 16 die gleichen wie vor dem Temperaturzyklustest. Durch die Anordnung des Bauteils nahe am Durchgangsloch 411-1 wird dessen Lebensdauer also nicht verkürzt.
Bei der Probe mit einer Breite h4 der die Verformung einschränkenden Leiterbahn 624 (634) von 0,5 mm, die kleiner ist als der Durchmesser ⌀ des Durchgangslochs 411-1 von 1,0 mm, reicht die Wirkung der die Verformung einschränkenden Leiterbahn 624 (634) nicht aus. In den Glasfasern von der ersten Leiterplattenlage 601 bis zur vierten Leiterplattenlage 604 sind Ausdehnungen festzustellen. Die Ausdehnung der Glasfaser bewirkt eine Aufwölbung an der Oberfläche der ersten Leiterplattenlage 601 und der vierten Leiterplattenlage 604. Außerdem zeigen sich Risse im Lötlack. Hinsichtlich der Risse im Lötverbindungselement 16 am Chipwiderstand 15 sind die Risse an der Position D₁ = 0,9 mm größer als an der Position D₁ = 2,5 mm.
Das heißt, daß, wenn die Breite h4 der die Verformung einschränkenden Leiterbahn 624 (634) zu klein ist und die Wirkung der die Verformung einschränkenden Leiterbahn nicht ausreicht, die Oberflächen der ersten Leiterplattenlage 601 und der vierten Leiterplattenlage 604 aufgewölbt und verformt sind. Dadurch verringert sich die Lebensdauer der in der Nähe des Durchgangsloches 411-1 angebrachten Bauteile. Es gibt zwar keine Probleme, wenn die Bauteile weit weg vom Durchgangsloch 411-1 angebracht werden, wenn jedoch eine hohe Bauteildichte erhalten werden soll, muß eine Aufwölbung an der Oberfläche der Leiterplatten vermieden werden.
Durch das Vorsehen der Ringe, der die Verformung einschränkenden Leiterbahnen und der Anschlußflächen mit einer Breite gleich oder größer dem Durchmesser der Durchgangslöcher kann die Verformung der Leiterplatten verringert und die Lebensdauer der Chip-Bauteile in der Nähe der Durchgangslöcher verlängert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand der Ausführungsformen näher erläutert, sie ist jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können Abänderungen erfolgen, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen.
Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden und doch deren wesentliche Eigenschaften umfassen. Die vorliegende Beschreibung ist daher in jeder Beziehung nur als beispielhaft zu betrachten. Der Umfang der Erfindung wird von den folgenden Patentansprüchen angegeben und nicht durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt. Alle Änderungen innerhalb des Bedeutung und des Bereichs der Äquivalente der Patentansprüche sind davon umfaßt.
Der gesamte Inhalt der zugrundeliegenden, am 20. Oktober 2011 eingereichten japanischen Patentanmeldung JP 2011-230605 wird hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-134302 [0003, 0005]
JP 2008-294299 [0004, 0006]
JP 2011-230605 [0078]

Claims

Gedruckte Schaltung, bei der drei oder mehr Leiterplattenlagen laminiert sind und eine große Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen der Anschlußstifte von elektronischen Teilen ausgebildet sind, wobei um ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aus der großen Anzahl von Durchgangslöchern an den Oberflächen einer oberen Leiterplattenlage und einer unteren Leiterplattenlage Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind, wobei die erste Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch und die zweite Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch auf der Seite der oberen Leiterplattenlage mit der Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch und mit der Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch auf der Seite der unteren Leiterplattenlage über ein Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs und über ein Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs elektrisch verbunden sind, wobei an einer Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine erste Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs verbunden ist, eine zweite Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs verbunden ist, sowie eine dritte Leitungsschicht ausgebildet ist, die zwischen der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht angeordnet ist und die elektrisch nicht mit der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht verbunden ist, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben im Bereich vom ersten Durchgangsloch zum zweiten Durchgangsloch die erste Anschlußfläche, die zweite Anschlußfläche, die erste Leitungsschicht, die zweite Leitungsschicht und/oder die dritte Leitungsschicht eine Breite hat/haben, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs und des zweiten Durchgangslochs.
Gedruckte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die gedruckte Schaltung durch Laminieren von vier oder mehr Leiterplattenlagen ausgebildet wird, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben im Bereich vom ersten Durchgangsloch zum zweiten Durchgangsloch die erste Anschlußfläche, die zweite Anschlußfläche, die erste Leitungsschicht, die zweite Leitungsschicht und/oder die dritte Leitungsschicht in einer Anzahl von Lagen in einer Breite vorgesehen ist/sind, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs und des zweiten Durchgangslochs.
Gedruckte Schaltung, bei der drei oder mehr Leiterplattenlagen laminiert sind und eine große Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen von Preßsitzanschlüssen für elektronische Teile ausgebildet sind, wobei um die Durchgangslöcher auf der Vorderseite und der Rückseite der gedruckten Schaltung Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind und die Anschlußflächen auf der Vorderseite über Leitungsschichten an den Innenwänden der Durchgangslöcher mit den Anschlußflächen auf der Rückseite elektrisch verbunden sind, wobei auf einer Leiterplatte, die sich bei den drei oder mehr Lagen von laminierten Leiterplatten zwischen einer oberen Leiterplatte und einer unteren Leiterplatte befindet, eine Anzahl von Leitungsschichten ausgebildet ist, einschließlich einer Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand eines Durchgangslochs verbunden ist, und einer Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben zwischen benachbarten Durchgangslöchern, auf die nach dem Einsetzen des Preßsitzanschlusses Druckkräfte wirken, aus der großen Zahl von Durchgangslöchern diejenige Anschlußfläche oder Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, oder diejenige Leitungsschicht, die nicht elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, die auf der Leiterplatte ausgebildet ist, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine Breite aufweist, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des Durchgangsloches.
Gedruckte Schaltung nach Anspruch 3, wobei die gedruckte Schaltung durch Laminieren von vier oder mehr Leiterplattenlagen ausgebildet wird, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben zwischen benachbarten Durchgangslöchern, auf die nach dem Einsetzen des Preßsitzanschlusses Druckkräfte wirken, aus der großen Zahl von Durchgangslöchern diejenige Anschlußfläche oder Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, oder diejenige Leitungsschicht, die nicht elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, die auf der Leiterplatte ausgebildet ist, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine Breite aufweist, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des Durchgangsloches.
Gedruckte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, auf der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, in einem rechteckigen Bereich der Leiterplatte ausgebildet ist.
Gedruckte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Leitungsschicht, die elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, und die Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, auf der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine Dicke von gleich oder mehr als 10 um aufweist.
Elektronische Vorrichtung mit einer gedruckten Schaltung, mit einer Basisplatte; einem ersten Kühlelement, das an der Basisplatte angebracht ist; einer ersten gedruckten Schaltung, die mittels des ersten Kühlelements an der Basisplatte befestigt ist, wobei auf der Oberfläche der gedruckten Schaltung elektronische Bauteile angebracht sind; einer Abdeckung, die an der Basisplatte befestigt ist und die das Kühlelement und die erste gedruckte Schaltung abdeckt; einer zweiten gedruckten Schaltung, die mittels eines zweiten Kühlelements an der der ersten gedruckten Schaltung gegenüberliegenden Oberfläche der Abdeckung angebracht ist und auf deren Oberfläche elektronische Bauteile angeordnet sind; und mit einem Verbinder zum elektrischen Verbinden der ersten gedruckten Schaltung mit der Außenseite, wobei die erste gedruckte Schaltung unter Verwendung von Preßsitzanschlüssen mit der zweiten gedruckten Schaltung und dem Verbinder verbunden ist, wobei in der ersten gedruckten Schaltung drei oder mehr Leiterplattenlagen laminiert sind und eine große Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen von Preßsitzanschlüssen ausgebildet ist, wobei um ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aus der großen Anzahl von Durchgangslöchern an den Oberflächen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind, wobei die erste Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch und die zweite Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch auf der oberen Leiterplattenlage mit der Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch und mit der Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch auf der unteren Leiterplattenlage über ein Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs und über ein Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs elektrisch verbunden sind, wobei an der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine erste Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des ersten Durchgangslochs verbunden ist, eine zweite Leitungsschicht, die mit dem Verbindungselement an der Innenwand des zweiten Durchgangslochs verbunden ist, und eine dritte Leitungsschicht ausgebildet ist, die zwischen der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht angeordnet ist und die elektrisch nicht mit der ersten Leitungsschicht und der zweiten Leitungsschicht verbunden ist, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben im Bereich vom ersten Durchgangsloch zum zweiten Durchgangsloch die erste Anschlußfläche, die zweite Anschlußfläche, die erste Leitungsschicht, die zweite Leitungsschicht und/oder die dritte Leitungsschicht eine Breite hat/haben, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs und des zweiten Durchgangslochs.
Elektronische Vorrichtung mit einer gedruckten Schaltung nach Anspruch 7, wobei die gedruckte Schaltung durch Laminieren von vier oder mehr Leiterplattenlagen ausgebildet wird, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben im Bereich vom ersten Durchgangsloch zum zweiten Durchgangsloch die erste Anschlußfläche, die zweite Anschlußfläche, die erste Leitungsschicht, die zweite Leitungsschicht und/oder die dritte Leitungsschicht in einer Anzahl von Lagen in einer Breite vorgesehen ist/sind, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs und des zweiten Durchgangslochs.
Elektronische Vorrichtung mit einer gedruckten Schaltung, mit einer Basisplatte; einem ersten Kühlelement, das an der Basisplatte angebracht ist; einer ersten gedruckten Schaltung, die mittels des ersten Kühlelements an der Basisplatte befestigt ist, wobei auf der Oberfläche der gedruckten Schaltung elektronische Bauteile angebracht sind; einer Abdeckung, die an der Basisplatte befestigt ist und die das Kühlelement und die erste gedruckte Schaltung abdeckt; einer zweiten gedruckten Schaltung, die mittels eines zweiten Kühlelements an der der ersten gedruckten Schaltung gegenüberliegenden Oberfläche der Abdeckung angebracht ist und auf deren Oberfläche elektronische Bauteile angeordnet sind; und mit einem Verbinder zum elektrischen Verbinden der ersten gedruckten Schaltung mit der Außenseite, wobei die erste gedruckte Schaltung unter Verwendung von Preßsitzanschlüssen mit der zweiten gedruckten Schaltung und mit dem Verbinder verbunden ist, wobei in der ersten gedruckten Schaltung drei oder mehr Leiterplattenlagen laminiert sind und eine große Anzahl von Durchgangslöchern zum Einsetzen von Preßsitzanschlüssen ausgebildet ist, wobei um die Durchgangslöcher auf der Vorderseite und der Rückseite der ersten gedruckten Schaltung Anschlußflächen aus einem leitenden Material ausgebildet sind und die Anschlußflächen auf der Vorderseite über Leitungsschichten an den Innenwänden der Durchgangslöcher mit den Anschlußflächen auf der Rückseite elektrisch verbunden sind, wobei auf der Leiterplatte, die sich bei den drei oder mehr Lagen von laminierten Leiterplatten zwischen der oberen Leiterplatte und der unteren Leiterplatte befindet, eine Anzahl von Leitungsschichten ausgebildet ist, einschließlich einer Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, und einer Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben zwischen benachbarten Durchgangslöchern, auf die nach dem Einsetzen des Preßsitzanschlusses Druckkräfte wirken, aus der großen Zahl von Durchgangslöchern diejenige Anschlußfläche oder Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, oder diejenige Leitungsschicht, die nicht elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, die auf der Leiterplatte ausgebildet ist, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine Breite aufweist, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des Durchgangsloches.
Elektronische Vorrichtung mit einer gedruckten Schaltung nach Anspruch 9, wobei die gedruckte Schaltung durch Laminieren von vier oder mehr Leiterplattenlagen ausgebildet wird, und wobei in der Ansicht der gedruckten Schaltung von oben zwischen benachbarten Durchgangslöchern, auf die nach dem Einsetzen des Preßsitzanschlusses Druckkräfte wirken, aus der großen Zahl von Durchgangslöchern diejenige Anschlußfläche oder Leitungsschicht, die mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, oder diejenige Leitungsschicht, die nicht elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, die auf der Leiterplatte ausgebildet ist, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine Breite aufweist, die gleich oder größer ist als der Durchmesser des Durchgangsloches.
Elektronische Vorrichtung mit einer gedruckten Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, auf der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, in einem rechteckigen Bereich der Leiterplatte ausgebildet ist.
Elektronische Vorrichtung mit einer gedruckten Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Leitungsschicht, die elektrisch mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, und die Leitungsschicht, die elektrisch nicht mit der Leitungsschicht an der Innenwand des Durchgangslochs verbunden ist, auf der Leiterplatte, die sich zwischen der oberen Leiterplattenlage und der unteren Leiterplattenlage befindet, eine Dicke von gleich oder mehr als 10 um aufweist.
Gedruckte Schaltung mit einer Anzahl von laminierten Leiterplatten, auf den Oberflächen der laminierten Leiterplatten und zwischen den Leiterplatten ausgebildeten Leiterbahnen und einer Anzahl von Durchgangslöchern durch die Anzahl der Leiterplatten, wobei das Durchgangsloch an der Innenwand ein leitendes Material aufweist, mit dem eine Anschlußfläche an der Oberfläche der oberen Leiterplattenlage verbunden ist, und wobei sich im Querschnitt von benachbarten ersten und zweiten Durchgangslöchern eine Leitungsschicht zwischen den Leiterplatten von einer Position unter der Anschlußfläche um das erste Durchgangsloch zu einer Position unter der Anschlußfläche um das zweite Durchgangsloch erstreckt, die von dem leitenden Material des Durchgangslochs isoliert ist.
Gedruckte Schaltung nach Anspruch 13, mit des weiteren einem Ring, der in der gleichen Lage wie die Leitungsschicht mit dem leitenden Material des Durchgangslochs verbunden ist.