DE102014102089A1

DE102014102089A1 - Printed circuit board for a light module of a vehicle

Info

Publication number: DE102014102089A1
Application number: DE102014102089.8A
Authority: DE
Inventors: Joachim Brune; Karsten Dieckmann; Slava Mitlewski; Doru-Calin Basaliga; Marius Gogonea; George Christian Oprolu; Constantin Andrei Simu
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte (10) für ein Lichtmodul (100) eines Fahrzeugs, aufweisend eine elektrische Schaltung (20) mit einem Verbraucher (30) und wenigstens einem parallel zum Verbraucher (30) geschalteten Kurzschlussabschnitt (40), wobei die Schaltung (20) eine in Serie zu dem Verbraucher (30) und dem Kurzschlussabschnitt (40) geschaltete Sicherungsvorrichtung (50) für das Trennen der elektrischen Schaltung (20) aufweist, und wobei der Kurzschlussabschnitt (40) eine erste Leiterfläche (42) und eine von der ersten Leiterfläche (42) durch einen Kurzschlussspalt (46) getrennte zweite Leiterfläche (44) aufweist.The invention relates to a printed circuit board (10) for a light module (100) of a vehicle, comprising an electrical circuit (20) having a load (30) and at least one short circuit section (40) connected in parallel to the load (30), the circuit (20 ) comprises a fuse device (50) connected in series with the load (30) and the shorting section (40) for disconnecting the electrical circuit (20), and wherein the shorting section (40) has a first conductor surface (42) and one of the first Conductor surface (42) through a short-circuit gap (46) has separated second conductor surface (44).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte für ein Lichtmodul eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren für die Herstellung einer Leiterplatte für ein Lichtmodul eines Fahrzeugs.The present invention relates to a printed circuit board for a light module of a vehicle and to a method for producing a printed circuit board for a light module of a vehicle.

Grundsätzlich ist es bekannt, dass in Lichtmodulen für Fahrzeuge Leiterplatten eingesetzt werden, um die gewünschten Grundfunktionalitäten des Ausleuchtens eines Ausleuchtbereiches vor und hinter dem Fahrzeug oder einer Warnfunktion vor und hinter oder seitlich zum Fahrzeug zur Verfügung stellen zu können. Eine solche Leiterplatte, welche auch als PCB (Printed Circuit Board) bekannt ist, dient dazu mittels Leiterplatten und Bauteilen elektrische Schaltungen darzustellen. Diese Leiterplatten werden z. B. durch Ätztechniken in einer Kupferlage realisiert. Beim Einbau in ein Lichtmodul eines Fahrzeugs befindet sich diese Leiterplatte üblicherweise in einem wasserdicht abgeschlossenen Gehäuse, um eine entsprechende Schutzfunktion für die Leiterplatte gewährleisten zu können.In principle, it is known that printed circuit boards are used in light modules for vehicles in order to be able to provide the desired basic functionalities of the illumination of a footprint area in front of and behind the vehicle or a warning function in front of, behind or to the side of the vehicle. Such a printed circuit board, which is also known as PCB (Printed Circuit Board), serves to represent electrical circuits by means of printed circuit boards and components. These circuit boards are z. B. realized by etching techniques in a copper layer. When installed in a light module of a vehicle, this circuit board is usually in a watertight sealed housing to ensure proper protection for the circuit board can.

Nachteilhaft bei bekannten Lösungen für Lichtmodule ist es, dass nie gänzlich ausgeschlossen werden kann, dass Wasser trotz der wasserdichten Abdichtung in das Innere des Lichtmoduls gelangt. Dies kann z. B. auf Basis kleinerer Beschädigungen am Fahrzeug oder des Gehäuses des Lichtmoduls passieren. So kann z. B. durch sogenannte kleinere Parkrempler eine Beschädigung des Gehäuses des Lichtmoduls erfolgen, so dass anschließend Wasser eindringen kann. Bei einem Fahrzeug ist dieses Wasser üblicherweise versetzt mit weiteren Stoffen, insbesondere Salz von Straßendiensten. Das eindringende Wasser kann dementsprechend dazu führen, dass elektrochemische Korrosion innerhalb des Lichtmoduls und insbesondere auf der Leiterplatte stattfindet. Diese elektrochemische Korrosion kann zu Kurzschlüssen innerhalb der Leiterplatte führen, so dass z. B. das reine Auftreffen und Anlagern eines Wassertropfens auf der Leiterplatte einzelne Leiterbahnen überbrückt. Auch die durchgeführte Korrosion auf den Leiterbahnen kann Kurzschlüsse erzielen. A disadvantage of known solutions for light modules is that it can never be completely ruled out that water gets into the interior of the light module despite the watertight seal. This can be z. B. on the basis of minor damage to the vehicle or the housing of the light module happen. So z. B. done by so-called minor parking bumpers damage the housing of the light module, so that then water can penetrate. In a vehicle, this water is usually mixed with other substances, especially salt of road services. The penetrating water can accordingly lead to electrochemical corrosion taking place within the light module and in particular on the printed circuit board. This electrochemical corrosion can lead to short circuits within the circuit board, so that z. B. the pure impact and attaching a drop of water on the circuit board bridged individual tracks. The corrosion on the tracks can also cause short circuits.

Besonders kritisch ist dies bei auf der Leiterplatte aufgesetzten Bauteilen mit besonders engen Abständen der sogenannten Anschlusspins, welche auf der Leiterbahn verlötet sind. Je komplexer und moderner und vor allem kleiner die Bauteile auf der Leiterplatte sind, umso enger sind auch diese Abstände. Bekannte Lösungen verwenden Feuchtesensoren oder Sicherungsvorrichtungen in Form von elektrischen Sicherungen, um Kurzschlüsse zu detektieren und eine Beschädigung der Leiterplatte bzw. ein Abbrennen des gesamten Lichtmoduls durch einen Kurzschluss zu vermeiden. This is particularly critical when placed on the circuit board components with particularly close spacing of the so-called terminal pins, which are soldered to the conductor track. The more complex and modern and above all the smaller the components on the printed circuit board, the closer these distances are. Known solutions use moisture sensors or safety devices in the form of electrical fuses to detect short circuits and to avoid damage to the circuit board or a burning of the entire light module by a short circuit.

Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es jedoch, dass die Verwendung von Sensorvorrichtungen und entsprechenden Messverstärkern teuer, aufwendig und mit viel Platzbedarf verbunden ist. Die Verwendung der Sicherungsvorrichtungen bringt den Nachteil mit sich, dass diese mit relativ hohen Auslöseschwellen im Bereich von mehr als ca. 2 Ampere ausgebildet sein müssen, da Stromspitzen im Normalbetrieb des Lichtmoduls nicht zur dementsprechend fälschlichen Auslösung der Sicherung führen dürfen. Beim Eintreten von kleinen Wassertropfen können jedoch bereits Ströme unterhalb dieser notwendigen Schwellwerte der Sicherungsführungen zu einem Kriechstrom und dementsprechend zu einem kriechenden Kurzschluss führen, der zu einem Schmoren oder sogar zu einem Schwelbrand der Leiterplatte führen könnte. A disadvantage of the known solutions, however, is that the use of sensor devices and corresponding measuring amplifiers is expensive, expensive and requires a lot of space. The use of the safety devices has the disadvantage that they must be designed with relatively high trigger thresholds in the range of more than about 2 amperes, since current peaks in normal operation of the light module must not lead to the corresponding incorrect triggering of the fuse. However, when small drops of water are present, currents below these necessary threshold values of the fuse links can lead to creepage current and accordingly to a creeping short circuit, which could lead to stewing or even smoldering of the printed circuit board.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Sicherungsfunktion auf der Leiterplatte insbesondere gegen elektrochemische Korrosion zu verbessern. It is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to improve the security function on the printed circuit board, in particular against electrochemical corrosion, in a cost-effective and simple manner.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leiterplatte beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is achieved by a printed circuit board with the features of claim 1 and a method having the features of claim 9. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the circuit board according to the invention apply, of course, also in connection with the inventive method and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocally referred to or can be.

Eine erfindungsgemäße Leiterplatte für ein Lichtmodul eines Fahrzeugs weist eine elektrische Schaltung auf. Diese elektrische Schaltung ist mit einem Verbraucher und wenigstens einem parallel zum Verbraucher geschalteten Kurzschlussabschnitt ausgestattet. Dabei weist die Leiterplatte eine in Serie zu dem Verbraucher und dem Kurzschlussabschnitt geschaltete Sicherungsvorrichtung für das Trennen der elektrischen Schaltung auf. Weiter weist der Kurzschlussabschnitt eine erste Leiterfläche und eine von der ersten Leiterfläche durch einen Kurzschlussspalt getrennte zweite Leiterfläche auf. A printed circuit board according to the invention for a light module of a vehicle has an electrical circuit. This electrical circuit is equipped with a load and at least one parallel to the consumer connected shorting section. In this case, the circuit board on a series connected to the load and the short-circuit section fuse device for disconnecting the electrical circuit. Furthermore, the short-circuit section has a first conductor surface and a second conductor surface separated from the first conductor surface by a short-circuit gap.

Erfindungsgemäß ist also nun zusätzlich zu den bekannten Aufbauten einer elektrischen Schaltung in dieser ein sogenannter Kurzschlussabschnitt vorgesehen. Darunter ist die technische Ausbildung von zwei benachbarten Leiterflächen zu verstehen, die elektrisch isolierend durch einen Kurzschlussspalt getrennt sind. Mit anderen Worten wird dieser parallele Zweig zum Verbraucher innerhalb der elektrischen Schaltung nicht von Strom durchflossen. Jedoch liegen an den Leiterflächen die gleichen Spannungen an, wie sie grundsätzlich im Stromkreis der elektrischen Schaltung vorhanden sind. Dies führt dazu, dass im Normalbetrieb Strom auf Basis der anliegenden Spannung im Wesentlichen ausschließlich über den Verbraucher läuft und kein Strom zwischen den Leiterflächen über den Kurzschlussspalt übertragen wird. According to the invention, a so-called short-circuit section is now provided in addition to the known structures of an electrical circuit in this. This is the technical design of two adjacent conductor surfaces to understand that are electrically isolated by a short-circuit gap. In other words, this one will parallel branch to the consumer within the electrical circuit is not traversed by electricity. However, the same voltages are present at the conductor surfaces, as they are basically present in the circuit of the electrical circuit. As a result, in normal operation, current based on the applied voltage runs essentially exclusively across the load and no current is transmitted between the conductor surfaces via the short-circuit gap.

Kommt es zu der in der Einleitung beschriebenen Beschädigung des Gehäuses des Lichtmoduls und dringt nun Wasser ein, so kann sich das Wasser auf der Leiterplatte niederschlagen und Tropfen bilden. Ein solcher Tropfen kann insbesondere auch auf dem Kurzschlussabschnitt angeordnet sein. Ein Wassertropfen auf dem Kurzschlussabschnitt führt nun dazu, dass eine Überbrückung des Kurzschlussspaltes mit dem Wassertropfen erfolgt. Mit anderen Worten schließt der Wassertropfen, welcher insbesondere durch darin enthaltene Salze eine entsprechend erhöhte Leitfähigkeit aufweist, den elektrischen Stromkreis über den Kurzschlussspalt hinweg an den beiden Leiterflächen des Kurzschlussabschnitts. Mit anderen Worten wird hier sozusagen ein perfekter Kurzschluss erzeugt, so dass nun im gesamten Stromkreis der elektrischen Schaltung über den Kurzschlussabschnitt ein definierter und idealer Kurzschluss vorliegt. Dieser sozusagen ideale Kurzschluss führt zu einer sofortigen Erhöhung des dadurch entstehenden Kurzschlussstromes, so dass die erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehene Sicherungsvorrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit auch tatsächlich auslösen kann. If it comes to the damage described in the introduction of the housing of the light module and now penetrates water, the water can precipitate on the circuit board and form droplets. Such a drop may in particular also be arranged on the short-circuit section. A drop of water on the short-circuit section now leads to bridging the short-circuit gap with the water drop. In other words, the water drop, which has a correspondingly increased conductivity, in particular due to salts contained therein, closes the electrical circuit across the short-circuit gap on the two conductor surfaces of the short-circuit section. In other words, a perfect short circuit is generated, so to speak, so that there is now a defined and ideal short circuit across the short circuit section in the entire circuit of the electrical circuit. This, so to speak, ideal short circuit leads to an immediate increase in the resultant short-circuit current, so that the safety device likewise provided according to the invention can with high probability actually trigger.

Wie aus der voranstehenden Funktionsbeschreibung eindeutig entnommen werden kann, ist erfindungsgemäß nun die Verwendung bekannter Sicherungsvorrichtungen mit höherer Auslösesicherheit möglich. Während bei den ursprünglich bekannten Lösungen das Risiko bestand, dass durch Korrosion sozusagen kleine Kurzschlüsse oder Kriechströme zu Kurzschlussströmen unterhalb der Auslöseschwelle der Sicherungsvorrichtung führen konnten, wird durch das Vorsehen eines erfindungsgemäßen Kurzschlussabschnittes nun ein sozusagen idealer Kurzschluss erzeugt. Dringt also Wasser in das Lichtmodul ein, so führt der Kontakt mit dem Kurzschlussabschnitt sofort zu einem hohen Kurzschlussstrom, der selbstverständlich über dem Schwellwert der Sicherungsvorrichtung liegt. Eine Situation wie bei bekannten Lösungen in Form von Kriechströmen und kleinen oder zu geringen Kurzschlussströmen wird damit mit hoher Sicherheit ausgeschlossen, wodurch die Sicherheit einer erfindungsgemäßen Leiterplatte deutlich erhöht wird. As can be clearly seen from the above functional description, according to the invention now the use of known security devices with higher triggering safety is possible. While there was the risk in the originally known solutions that so to speak small short circuits or leakage currents could lead to short-circuit currents below the tripping threshold of the safety device, the provision of a short-circuit section according to the invention now produces a so-called ideal short circuit. Thus, if water penetrates into the light module, the contact with the short-circuit section immediately leads to a high short-circuit current, which of course is above the threshold value of the safety device. A situation as known solutions in the form of leakage currents and small or too low short-circuit currents is thus excluded with high security, whereby the security of a circuit board according to the invention is significantly increased.

Es ist selbstverständlich möglich, das erfindungsgemäße Konzept des Kurzschlussabschnittes auch auf Leiterplatten an anderen Orten und für andere wassergefährdete oder korrosionsgefährdete Bauteile in einem Fahrzeug einzusetzen. It is of course possible to use the concept according to the invention of the short-circuit section also on printed circuit boards at other locations and for other water-endangered or corrosion-endangered components in a vehicle.

Ein Verbraucher ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Lichtquelle für das Lichtmodul. So können auf der Leiterplatte ein oder mehrere Lichtquellen in Form von LEDs angeordnet sein. Selbstverständlich kann die Leiterplatte vorzugsweise eine Stromquelle oder einen Stromanschluss aufweisen, welcher den elektrischen Stromkreis der elektrischen Schaltung mit der notwendigen Spannung und dem notwendigen Strom versorgt. For the purposes of the present invention, a consumer is in particular a light source for the light module. Thus, one or more light sources in the form of LEDs can be arranged on the printed circuit board. Of course, the circuit board may preferably have a power source or a power connection, which supplies the electrical circuit of the electrical circuit with the necessary voltage and the necessary power.

Die Sicherungsvorrichtung ist definiert als eine technische Ausgestaltung, welche die elektrische Schaltung und damit den elektrischen Stromkreis der elektrischen Schaltung trennt. Dabei kann im Wesentlichen jede beliebige Sicherung eingesetzt werden. Insbesondere Schmelzsicherungen oder thermische Sicherungen können kostengünstige Lösungen für die Sicherungsvorrichtung sein. The safety device is defined as a technical embodiment, which separates the electrical circuit and thus the electrical circuit of the electrical circuit. Essentially, any fuse can be used. In particular, fuses or thermal fuses can be cost effective solutions for the security device.

Ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist unter anderem die kostenneutrale Herstellung. So kann die gesamte Leiterplatte und die entsprechenden Leiterbahnen der elektrischen Schaltung z. B. durch ein Ätzverfahren in einer Kupferlage hergestellt werden. Dies führt dazu, dass auch der Kurzschlussabschnitt mit dem gleichen Verfahren in einem Schritt mitgeätzt wird, so dass keine Zusatzkosten für eine erfindungsgemäße Leiterplatte entstehen. Die beschriebene Funktion des perfekten Kurzschlusses löst auch bei sehr kleinen Wassermengen aus. Insbesondere reicht bereits ein einziger Wassertropfen auf dem Kurzschlussabschnitt aus, um die entsprechende Auslösung der Sicherungsvorrichtung zu erzielen. Ein weiterer Vorteil ist es, dass ausschließlich flüssiges Wasser zum Auslösen führt. Bekannte Feuchtigkeitssensoren, welche in Lichtmodulen bereits eingesetzt werden, können häufig nicht zwischen flüssigem Wasser und Luftfeuchtigkeit unterscheiden. Dies kann zu Fehlauslösungen führen, welche bei einer erfindungsgemäßen Leiterplatte nahezu ausgeschlossen sind. Durch das erfindungsgemäße Ausbilden der Leiterplatte kann dementsprechend durch die höhere Sicherungsfunktionalität auch der Einsatz von komplexeren Schaltungen, insbesondere von moderneren und kleineren Bauteilen mit geringeren Pinabständen, möglich werden. A decisive advantage of the present invention is, among other things, the cost-neutral production. Thus, the entire circuit board and the corresponding conductor tracks of the electrical circuit z. B. be prepared by an etching process in a copper layer. As a result, the short-circuit section is also etched in one step using the same method, so that no additional costs are incurred for a printed circuit board according to the invention. The described function of the perfect short circuit triggers even with very small amounts of water. In particular, a single drop of water already suffices on the short-circuit section in order to achieve the corresponding release of the securing device. Another advantage is that only liquid water causes triggering. Known humidity sensors, which are already used in light modules, often can not distinguish between liquid water and humidity. This can lead to false triggering, which are virtually excluded in a printed circuit board according to the invention. By virtue of the embodiment of the printed circuit board according to the invention, the use of more complex circuits, in particular of more modern and smaller components with smaller pin spacings, can accordingly be made possible by the higher security functionality.

Kurzschlussspalte gemäß der vorliegenden Erfindung werden üblicherweise durch das gleiche Ätzverfahren erzeugt, wie es auch für die gesamte Leiterplatte eingesetzt wird. Die entsprechenden Spaltbreiten liegen vorzugsweise unter 1 mm, bevorzugt im Bereich zwischen 0,2 mm und 5 mm. Short circuit gaps according to the present invention are usually produced by the same etching process as used for the entire printed circuit board. The corresponding gap widths are preferably less than 1 mm, preferably in the range between 0.2 mm and 5 mm.

Die Ausbildung des Kurzschlussspaltes ist dabei erfindungsgemäß besonders lang vorzusehen. Es kann bevorzugt sein, wenn sich der Kurzschlussspalt über die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Strecke des Kurzschlussabschnittes und insbesondere über eine gesamte Breite der Leiterplatte erstreckt. Je größer die geometrische Erstreckung der Leiterflächen und des Kurzschlussspaltes ist, umso höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass tatsächlich der eingedrungene Wassertropfen auch den perfekten Kurzschluss, wie er beschrieben worden ist, ausbildet. The formation of the short-circuit gap is inventively provide particularly long. It may be preferred if the short-circuit gap extends over the entire or substantially the entire length of the short-circuit section and in particular over an entire width of the printed circuit board. The greater the geometric extent of the conductor surfaces and the short-circuit gap, the higher the probability that the water droplet actually penetrated will also form the perfect short circuit as has been described.

Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Leiterplatte die beiden Leiterflächen des wenigstens einen Kurzschlussabschnitts unter Beabstandung durch den Kurzschlussspalt miteinander verzahnt ausgebildet sind. Eine Verzahnung erlaubt es, auf gleicher Länge eine höhere Gesamtlänge des Kurzschlussspaltes auszubilden. Dabei bleibt der Abstand zwischen den beiden Leiterflächen, welcher durch die Breite des Kurzschlussspaltes definiert wird, gleich oder im Wesentlichen gleich. Die entsprechend sich ausbildende Kurzschlussbrücke durch den Wassertropfen bei einem perfekten Kurzschluss ist dementsprechend mit höherer Wahrscheinlichkeit ausbildbar. It may be advantageous if, in a printed circuit board according to the invention, the two conductor surfaces of the at least one short-circuit section are formed so as to be interlocked with one another by spacing through the short-circuit gap. A toothing makes it possible to form a greater overall length of the short-circuit gap on the same length. The distance between the two conductor surfaces, which is defined by the width of the short-circuit gap, remains the same or substantially the same. The correspondingly forming short-circuit bridge through the water droplet in the event of a perfect short circuit is accordingly more likely to be formed.

Eine weitere Möglichkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung Vorteile zu erzielen ist es, wenn bei der erfindungsgemäßen Leiterplatte die beiden Leiterflächen eine kammartige Struktur aufweisen unter Trennung durch den Kurzschlussspalt. Hierbei handelt es sich um eine ähnliche Lösung zur verzahnten Ausbildung gemäß dem voranstehenden Absatz. So kann hier ein gerader oder schräger Kamm ausgebildet sein, welcher insbesondere eine ähnliche Verzahnung aufweist wie im voranstehenden Absatz. Dementsprechend kann auch hier eine deutliche Verlängerung des Kurzschlussspaltes mit einer Verringerung des Risikos, dass ein eingedrungener Wassertropfen keine Kurzschlussbrücke zwischen den beiden Leiterflächen ausbildet, erzielt werden. A further possibility in the context of the present invention to achieve advantages is when, in the circuit board according to the invention, the two conductor surfaces have a comb-like structure with separation through the short-circuit gap. This is a similar solution for toothed training according to the preceding paragraph. Thus, here a straight or oblique comb may be formed, which in particular has a similar toothing as in the preceding paragraph. Accordingly, a significant extension of the short-circuit gap with a reduction in the risk that an invaded water droplet does not form a short-circuit bridge between the two conductor surfaces can also be achieved here.

Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Leiterplatte die Leiterflächen auf beiden Seiten des Kurzschlussspaltes eine symmetrische oder im Wesentlichen symmetrische flächige Erstreckung aufweisen. Darunter ist zu verstehen, dass die beiden Leiterflächen im Wesentlichen spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind. Dies führt als Nebeneffekt zu einer gleichbleibenden Breite des Kurzschlussspaltes im Verlauf über den gesamten Kurzschlussabschnitt. Vorzugsweise ist auch eine ausreichende Größe für die Leiterflächen vorgesehen, um die Stromdurchflussfläche, welche als Kontakt zwischen einem Wassertropfen und der jeweiligen Leiterfläche entsteht, ausreichend groß zu halten. Vorzugsweise ist die Leiterfläche größer oder gleich benachbart an dem Kurzschlussspalt ausgebildet, im Vergleich zu der idealen Tropfenform, welche sich durch den zu erwartenden Tropfenwinkel am Rand beim Kontaktieren des Tropfens auf der Leiterfläche einstellt. Ein solcher idealisierter kleinster Tropfen führt dementsprechend zu einer vollen Abdeckung der Leiterfläche, so dass der Stromeintritt und der Stromaustritt in den Wassertropfen bzw. aus dem Wassertropfen durch im Wesentlichen die gleiche Fläche erfolgen kann. A further advantage is that, in the case of a printed circuit board according to the invention, the conductor surfaces on both sides of the short-circuit gap have a symmetrical or substantially symmetrical planar extension. By this is meant that the two conductor surfaces are formed substantially mirror images of each other. This leads as a side effect to a constant width of the short-circuit gap in the course over the entire short-circuit section. Preferably, a sufficient size for the conductor surfaces is provided in order to keep the current flow area, which arises as contact between a water droplet and the respective conductor surface, sufficiently large. Preferably, the conductor area is formed greater than or equal to adjacent to the short-circuit gap, in comparison to the ideal drop shape, which adjusts itself by the expected drop angle at the edge when contacting the droplet on the conductor surface. Accordingly, such an idealized smallest droplet leads to a full coverage of the conductor surface, so that the current entry and the current outlet in the water droplets or from the water droplet can take place through substantially the same area.

Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Leiterplatte der wenigstens eine Kurzschlussabschnitt am Rand der Leiterplatte angeordnet ist. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass Leiterplatten häufig nicht in einer waagerechten, sondern in einer senkrechten oder winkligen Position innerhalb des Lichtmoduls angeordnet werden. Das Anordnen an einem Rand führt dazu, dass nun die Möglichkeit besteht, den Kurzschlussabschnitt beim Einsetzen der Leiterplatte in einem auf die Schwerkraft bezogen unteren Bereich anzuordnen. Eindringendes Wasser wird dementsprechend sich in diesem unteren Bereich durch Schwerkraftförderung anordnen, so dass die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung der beschriebenen Kurzschlussbrücke an deren Kurzschlussabschnitt auf diese Weise deutlich erhöht werden kann. A further advantage may be if, in the case of a printed circuit board according to the invention, the at least one short-circuit section is arranged on the edge of the printed circuit board. This is to be understood in particular that printed circuit boards are often not arranged in a horizontal, but in a vertical or angular position within the light module. Arranging on an edge means that it is now possible to arrange the short-circuit section when inserting the printed circuit board in a gravitationally lower region. Penetrating water will accordingly arrange in this lower area by gravity, so that the probability of forming the short-circuit bridge described at the short-circuit section can be significantly increased in this way.

Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Leiterplatte sich der wenigstens eine Kurzschlussabschnitt über die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Breite der Leiterplatte erstreckt. Auch dies führt zu einer geometrischen Vergrößerung des Kurzschlussabschnittes und damit zu einer Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der Ausbildung des beschriebenen Kurzschlusses beim Eintreten von Wasser. A further advantage may be if, in the case of a printed circuit board according to the invention, the at least one short-circuit section extends over the entire or essentially the entire width of the printed circuit board. This also leads to a geometric enlargement of the short-circuit section and thus to an increase in the probability of the formation of the described short circuit when water enters.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Leiterplatte wenigstens zwei Kurzschlussabschnitte vorgesehen sind, welche auf unterschiedlichen Seitenrändern, insbesondere auf entgegengesetzten Seitenrändern, der Leiterplatte angeordnet sind. Darunter ist zu verstehen, dass nun eine doppelte Einsatzmöglichkeit der Leiterplatte besteht. Wird beispielsweise eine Leiterplatte für den linken Scheinwerfer oder die linke Heckleuchte eines Fahrzeugs im Wesentlichen senkrecht angeordnet, so dient der erste und dementsprechend unten angeordnete Kurzschlussabschnitt für die erfindungsgemäße Funktion. Auf der gegenüberliegenden rechten Seite des Fahrzeugs kann nun in flexibler Einsatzweise die identische Leiterplatte eingesetzt werden, da nun durch eine um 180° verdrehte Einbausituation der Kurzschlussabschnitt am anderen Seitenrand unten angeordnet ist, und die beschriebene Sicherungsfunktion erfüllt. Damit kann durch diese Ausführungsform ein universeller Einsatz der Leiterplatte für beide Seiten am Fahrzeug für die entsprechenden Lichtmodule möglich werden. It is also advantageous if at least two short-circuit sections are provided in a printed circuit board according to the invention, which are arranged on different side edges, in particular on opposite side edges of the circuit board. By this is to be understood that now there is a double use of the circuit board. If, for example, a printed circuit board for the left headlight or the left taillight of a vehicle is arranged substantially vertically, then the first and accordingly arranged below shorting section for the function of the invention. On the opposite right side of the vehicle, the identical printed circuit board can now be used in a flexible manner, since now arranged by a 180 ° twisted installation situation, the shorting section on the other side edge below, and fulfills the security function described. This can be made possible by this embodiment, a universal use of the circuit board for both sides of the vehicle for the corresponding light modules.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Leiterplatte die Leiterflächen als eine Kupferlage der Leiterplatte ausgebildet sind mit einer freien Oberfläche. Wie bereits in der Einführung erläutert worden ist, kann auf diese Weise durch einfache Ätztechnik gemeinsam mit der elektrischen Schaltung auch der Kurzschlussabschnitt ausgebildet werden. Unter freier Oberfläche ist insbesondere ein Vermeiden einer isolierenden Schicht auf den Leiterflächen zu verstehen. Insbesondere ist in diesem Bereich auch kein Lötstopplack vorgesehen. It is also advantageous if, in a printed circuit board according to the invention, the conductor surfaces are formed as a copper layer of the printed circuit board with a free surface. As has already been explained in the introduction, the short circuit section can be formed in this way by simple etching technique together with the electrical circuit. Under free surface is to be understood in particular an avoidance of an insulating layer on the conductor surfaces. In particular, no solder resist is provided in this area.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung einer Leiterplatte für ein Lichtmodul eines Fahrzeugs, aufweisend die folgenden Schritte:

– Erzeugen einer Schaltung auf der Leiterplatte mit einem Anschluss für einen Verbraucher, wenigstens einem parallel zum Verbraucher geschalteten Kurzschlussabschnitt und einem in Serie zum Anschluss für den Verbraucher und zu dem Kurzschlussabschnitt geschalteten Anschluss für eine Sicherungsvorrichtung, wobei der Kurzschlussabschnitt eine erste Leiterfläche und eine von der ersten Leiterfläche durch einen Kurzschlussspalt getrennte zweite Leiterfläche aufweist,
– Anschließen des Verbraucher an dem Anschluss für den Verbraucher,
– Anschließen der Sicherungsvorrichtung an dem Anschluss für die Sicherungsvorrichtung.

A further subject of the present invention is a method for the production of a printed circuit board for a light module of a vehicle, comprising the following steps:

Generating a circuit on the printed circuit board with a terminal for a consumer, at least one shunt connected in parallel with the consumer and a terminal connected in series with the terminal for the load and the shorting section for a fuse device, the shorting section having a first conductor surface and one of the first conductor surface has a second conductor surface separated by a short-circuit gap,
Connecting the consumer to the terminal for the consumer,
- Connecting the securing device to the connection for the securing device.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient insbesondere dazu eine erfindungsgemäße Leiterplatte herzustellen. Dementsprechend bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Leiterplatte bereits erläutert worden sind. An inventive method is used in particular to produce a printed circuit board according to the invention. Accordingly, a method according to the invention entails the same advantages as have already been explained in detail with reference to a circuit board according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. They show schematically:

1 eine erste Ausführungsform einer elektrischen Schaltung auf einer erfindungsgemäßen Leiterplatte, 1 A first embodiment of an electrical circuit on a printed circuit board according to the invention,

2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplatte, 2 a further embodiment of a printed circuit board according to the invention,

3 eine mögliche Ausführungsform eines Kurzschlussabschnitts, 3 a possible embodiment of a short-circuit section,

4 eine weitere Ausführungsform eines Kurzschlussabschnitts, 4 a further embodiment of a short-circuit section,

5 eine schematische Darstellung des Kurzschlusses durch einen Wassertropfen in Draufsicht, und 5 a schematic representation of the short circuit through a drop of water in plan view, and

6 die Situation gemäß 6 in einem schematischen Querschnitt. 6 the situation according to 6 in a schematic cross section.

In 1 ist schematisch die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ausgehend von einem Stromanschluss 22 erhält eine elektrische Schaltung 20 Spannung und Strom. Der Hauptteil dieser elektrischen Schaltung 20 ist über eine Sicherungsvorrichtung 50 und einen Verbraucher 30 in Form mehrerer LEDs gegeben. Parallel zu dem Verbraucher 30 ist hier in Serie zu der Sicherungsvorrichtung 50 ein erfindungsgemäßer Kurzschlussabschnitt 40 vorgesehen. Dieser weist zwei Leiterflächen 42 und 44 auf, welche durch einen Kurzschlussspalt 46 voneinander getrennt sind. Im Normalzustand reicht die Trennung durch den Kurzschlussspalt 46 aus, um eine elektrische Isolation dieses Teils der elektrischen Schaltung 20 zu gewährleisten. In einer solchen Situation ist dementsprechend ausschließlich ein Stromfluss am Verbraucher 30 zu verzeichnen. In 1 is schematically illustrated the operation of the present invention. Starting from a power connection 22 receives an electrical circuit 20 Voltage and current. The main part of this electrical circuit 20 is about a security device 50 and a consumer 30 given in the form of several LEDs. Parallel to the consumer 30 is here in series with the safety device 50 an inventive shorting section 40 intended. This has two conductor surfaces 42 and 44 on, which through a short-circuit gap 46 are separated from each other. In the normal state, the separation passes through the short-circuit gap 46 from electrical insulation of this part of the electrical circuit 20 to ensure. In such a situation, accordingly, there is only one current flow at the consumer 30 to record.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Leiterplatte 10 in einem erfindungsgemäßen Lichtmodul 100 in stehender Bauweise. Hier ist ebenfalls gut zu erkennen, wie in diesem Fall zwei Kurzschlussabschnitte 40 parallel zu einem Verbraucher 30, hier in Form z. B. einer LED-Vorrichtung, geschaltet sind. Die elektrische Schaltung 20 weist weiter zumindest eine Sicherungsvorrichtung 50 auf, welche in Serie zu den beiden Kurzschlussabschnitten 40 und dem Verbraucher 30 geschaltet ist. Auch hier erfolgt wieder ein Stromanschluss 22 für die Versorgung mit Spannung und Strom. Bei dieser Ausführungsform ist gut zu erkennen, dass beim Eindringen von Wasser in einer senkrechten Bauweise diese Wassertropfen auf der Leiterplatte nach unten fließen und sich im unteren Bereich, also hier am unteren Kurzschlussabschnitt 40 sammeln. Bildet sich nun die beschriebene Kurzschlussbrücke aus, kann ein Stromfluss zwischen den beiden Leiterflächen 42 und 44 des unteren Kurzschlussabschnittes 40 erfolgen, so dass nunmehr ein hoher Kurzschlussstrom für das Auslösen der Sicherungsvorrichtung 50 vorliegt. Die Ausführungsform der 2 kann auch um 180° gedreht eingesetzt werden, also mit einer Ausbildung der Stromanschlüsse 22 links und des Verbrauchers rechts. Damit kann eine universelle Einsetzbarkeit für Lichtmodule 100 in Fahrzeugen auf beiden Seiten des Fahrzeugs vorgesehen werden. 2 shows a circuit board according to the invention 10 in a light module according to the invention 100 in standing construction. Here is also easy to see, as in this case, two short-circuit sections 40 parallel to a consumer 30 , here in the form z. B. an LED device, are connected. The electrical circuit 20 further includes at least one securing device 50 which in series with the two shorting sections 40 and the consumer 30 is switched. Again, there is a power connection 22 for the supply of voltage and current. In this embodiment, it can be clearly seen that when water penetrates in a vertical construction, these water droplets flow downwards on the printed circuit board and in the lower region, that is to say at the lower short-circuit section 40 collect. If the described short-circuit bridge forms, a current flow can occur between the two conductor surfaces 42 and 44 of the lower shorting section 40 take place, so that now a high short-circuit current for triggering the safety device 50 is present. The embodiment of the 2 can also be used rotated by 180 °, so with an education of the power connections 22 left and the consumer right. This can be a universal applicability for light modules 100 be provided in vehicles on both sides of the vehicle.

In 3 ist eine besonders einfache Ausbildung eines Kurzschlussabschnittes 40 dargestellt. So kann ein rein linienförmiger Kurzschlussspalt 46 als Trennung der beiden Leiterflächen 42 und 44 ebenfalls bereits die erfindungsgemäße Funktion erfüllen. In 3 is a particularly simple design of a short circuit section 40 shown. Thus, a purely linear short-circuit gap 46 as a separation of the two conductor surfaces 42 and 44 also already fulfill the function of the invention.

4 zeigt neben der kammartigen Struktur der 1 und 2 eine weitere, nämlich hier verzahnte Möglichkeit der Ausbildung des Kurzschlussspaltes 46. Im Vergleich zur Ausführungsform der 3 sieht man, wie hier bereits eine deutliche Verlängerung des Kurzschlussspaltes 46 und damit eine Verbesserung der erfindungsgemäßen Sicherungsfunktionalität erzielt werden kann. 4 shows next to the comb-like structure of the 1 and 2 another, namely here toothed possibility of forming the short-circuit gap 46 , Compared to the embodiment of 3 you see, as here already a significant extension of the short-circuit gap 46 and thus an improvement of the security functionality according to the invention can be achieved.

Die 5 und 6 zeigen eine mögliche Situation einer Kurzschlussbrücke am Kurzschlussabschnitt 40. So ist hier am Kurzschlussabschnitt 40 ein Wassertropfen 200 aufgetroffen, welcher entsprechende Kontaktflächen zu den beiden Leiterflächen 42 und 44 ausbildet. Damit wird hier ein elektrischer Stromfluss durch den Wassertropfen möglich, und der beschriebene Kurzschluss für die Auslösung der Sicherungsvorrichtung 50 ist gegeben. The 5 and 6 show a possible situation of a shorting bridge at the shorting section 40 , So here is the short circuit section 40 a drop of water 200 encountered, which corresponding contact surfaces to the two conductor surfaces 42 and 44 formed. Thus, an electric current flow through the water droplet is possible here, and the short circuit described for triggering the safety device 50 is given.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Leiterplatte circuit board
1212: Rand edge
1414: Breite width
2020: elektrische Schaltung electrical circuit
2222: Stromanschluss power connection
3030: Verbraucher consumer
4040: Kurzschlussabschnitt Shorting section
4242: erste Leiterfläche first conductor surface
4444: zweite Leiterfläche second conductor surface
4646: Kurzschlussspalt Short gap
5050: Sicherungsvorrichtung safety device
100100: Lichtmodul light module
200200: Wassertropfen Waterdrop

Claims

Printed circuit board ( 10 ) for a light module ( 100 ) of a vehicle, comprising an electrical circuit ( 20 ) with a consumer ( 30 ) and at least one parallel to the consumer ( 30 ) short circuit section ( 40 ), the circuit ( 20 ) one in series with the consumer ( 30 ) and the short-circuit section ( 40 ) connected safety device ( 50 ) for disconnecting the electrical circuit ( 20 ), and wherein the short-circuit section ( 40 ) a first conductor surface ( 42 ) and one of the first conductor surface ( 42 ) through a short-circuit gap ( 46 ) separate second conductor surface ( 44 ) having.

Printed circuit board ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the two conductor surfaces ( 42 . 44 ) of the at least one short-circuit section ( 40 ) at a spacing through the spinal gap ( 46 ) is formed with each other toothed.

Printed circuit board ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the two conductor surfaces ( 42 . 44 ) have a comb-like structure with separation through the short-circuit gap ( 46 ).

Printed circuit board ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor surfaces ( 42 . 44 ) on both sides of the short-circuit gap ( 46 ) have a symmetrical or substantially symmetrical planar extension.

Printed circuit board ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one short-circuit section ( 46 ) on the edge ( 12 ) of the printed circuit board ( 10 ) is arranged.

Printed circuit board ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one short-circuit section ( 40 ) over the entire or substantially the entire width ( 14 ) of the printed circuit board ( 10 ).

Printed circuit board ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two short-circuit sections ( 40 ) are provided, which on different side edges, in particular on opposite side edges, the circuit board ( 10 ) are arranged.

Printed circuit board ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor surfaces ( 42 . 44 ) as a copper layer of the printed circuit board ( 10 ) are formed with a free surface.

Method for the production of a printed circuit board ( 10 ) for a light module ( 100 ) of a vehicle, comprising the following steps: - generating a circuit ( 20 ) on the printed circuit board ( 10 ) with a connection for a consumer ( 30 ), at least one parallel to the consumer ( 30 ) short circuit section ( 40 ) and one in series for connection to the consumer ( 30 ) and to the short-circuit section ( 40 ) connected terminal for a safety device ( 50 ), the short-circuit section ( 40 ) a first conductor surface ( 42 ) and one of the first conductor surface ( 42 ) through a short-circuit gap ( 46 ) separate second conductor surface ( 44 ) having, - connecting the consumer ( 30 ) at the connection for the consumer ( 30 ), - connecting the safety device ( 50 ) at the connection for the security device ( 50 ).

Method according to claim 9, characterized in that a printed circuit board ( 10 ) is produced with the features of one of claims 1 to 8.