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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Testen einer Leiterplatte mit einem gebogenen Verbindungsabschnitt, ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte mit einem gebogenen Verbindungsabschnitt, ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Steuergeräts sowie eine Leiterplatte mit einem gebogenen Verbindungsabschnitt und ein Steuergerät.
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Beispielsweise aus der Druckschrift in
WO 2005/089033 A1 ist eine Leiterplatte bekannt, die einen Abschnitt aufweist, der biegbar ist, so dass die Leiterplatte gebogen werden kann und nach dem Biegen in der Form verbleibt, in die sie gebogen wurde.
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Bei derartigen Leiterplatten ist problematisch, dass nach dem Biegen mit konventionellen Methoden nicht überprüfbar ist, ob die Biegestelle beim Biegen beschädigt wurde. Während der Fertigung sind Schäden der Biegestelle nicht detektierbar.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren zum Testen einer Leiterplatte mit einem gebogenen Verbindungsabschnitt bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte mit einem gebogenen Verbindungsabschnitt bereitzustellen, mittels welchem Schäden beim Biegen des Verbindungsabschnitts besonders einfach nachweisbar sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines Steuergeräts bereitzustellen, bei dem Schäden eines gebogenen Verbindungsabschnitts einer Leiterplatte während des Betriebs des Steuergeräts einfach detektierbar sind. Weitere Aufgaben sind die Bereitstellung einer verbesserten Leiterplatte sowie eines verbesserten Steuergeräts.
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Diese Aufgaben werden durch die Verfahren, die Leiterplatte und das Steuergerät gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Verfahren, der Leiterplatte und des Steuergeräts ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Leiterplatte angegeben.
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Die Leiterplatte hat einen ersten Hauptabschnitt, einen zweiten Hauptabschnitt, einen gebogenen Verbindungsabschnitt und mindestens eine Überwachungsleiterbahn. Der Verbindungsabschnitt ist zwischen dem ersten Hauptabschnitt und dem zweiten Hauptabschnitt angeordnet. Mit anderen Worten folgen der erste Hauptabschnitt, der gebogene Verbindungsabschnitt und der zweite Hauptabschnitt in dieser Reihenfolge aufeinander. Die Überwachungsleiterbahn verläuft von dem ersten Hauptabschnitt gekrümmt durch den Verbindungsabschnitt zu dem zweiten Hauptabschnitt.
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Der erste Hauptabschnitt und der zweite Hauptabschnitt sind mittels des Verbindungsabschnitts insbesondere mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Verbindung kann mittels des gebogenen Verbindungsabschnitts zweckmäßigerweise derart ausgeführt sein, dass eine Haupterstreckungsebene des ersten Hauptabschnitts geneigt zu einer Haupterstreckungsebene des zweiten Hauptabschnitts verläuft. Insbesondere stehen die Haupterstreckungsebenen der Hauptabschnitte senkrecht aufeinander. Die Haupterstreckungsebenen sind dabei insbesondere parallel zu den Schaltungsebenen und/oder zu einer zur Bestückung vorgesehenen Hauptfläche des jeweiligen Abschnitts. Der erste Hauptabschnitt, der Verbindungsabschnitt und der zweite Hauptabschnitt sind insbesondere einstückig ausgebildet, d.h. vorzugsweise aus einem einzigen, gemeinsamen Leiterplatten-Grundkörper geformt. Insbesondere ist zur Ausbildung des Verbindungsabschnitts die Dicke des Leiterplatten-Grundkörpers in einem Bereich reduziert – beispielsweise mittels Fräsen, so dass die verbleibenden Bereiche ursprünglicher Dicke des Leiterplatten-Grundkörpers die Hauptabschnitte bilden.
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Bei einer Ausgestaltung haben die Hauptabschnitte der Leiterplatte in Draufsicht auf ihre jeweiligen Haupterstreckungsebenen eine rechteckige Grundform. Vorzugsweise haben die Hauptabschnitte die gleiche Breite. Die Breite ist dabei die Abmessung in der Richtung, die in Draufsicht auf die Leiterplatte im gestreckten Zustand senkrecht zu derjenigen Richtung ist, in der der erste Hauptabschnitt, der Verbindungsabschnitt und der zweite Hauptabschnitt aufeinander folgen. Insbesondere hat die Leiterplatte insgesamt eine – in Draufsicht auf die Haupterstreckungsebenen im gestreckten Zustand – rechteckige Grundform.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Testen der Leiterplatte angegeben. Bei einem Schritt des Verfahrens wird die Leiterplatte mit dem gebogenen Verbindungsabschnitt, den beiden Hauptabschnitten und der mindestens einen Überwachungsleiterbahn bereitgestellt. Bei einem weiteren Schritt des Verfahrens wird mindestens ein für die Integrität der mindestens einen Überwachungsleiterbahn repräsentativer elektrischer Messwert erfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Herstellen der Leiterplatte angegeben. Das Verfahren zum herstellen der Leiterplatte umfasst das Verfahren zum Testen der Leiterplatte. Zusätzlich umfasst es einen dem Bereitstellen der Leiterplatte mit dem gebogenen Verbindungsabschnitt vorausgehenden Verfahrensschritt, bei dem der Verbindungsabschnitt gebogen wird, so dass die mindestens eine Überwachungsleiterbahn gekrümmt wird. Das Biegen des Verbindungsabschnitts erfolgt insbesondere ausgehend von einem flachen Zustand. Das Erfassen des Messwerts erfolgt bei dem Verfahren nach dem Biegen des Verbindungsabschnitts.
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Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Steuergeräts, das die Leiterplatte sowie einen auf dem ersten Hauptabschnitt angeordneten Integrierten Schaltkreis aufweist, angegeben. Das Verfahren zum Betrieb des elektronischen Steuergeräts umfasst das Verfahren zum Testen der Leiterplatte, wobei die Erfassung des Messwerts mittels des Integrierten Schaltkreises während des Betriebs des Steuergeräts erfolgt.
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Zudem wird gemäß einem weiteren Aspekt ein Steuergerät mit der Leiterplatte angegeben, das zum Erfassen mindestens eines für die Integrität der mindestens einen Überwachungsleiterbahn repräsentativen elektrischen Messwerts ausgebildet ist. Das Steuergerät ist vorzugsweise ein elektronisches Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Beispielsweise handelt es sich um ein Motor- und/oder Getriebe-Steuergerät.
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Mit Vorteil ist mittels der Überwachungsleiterbahn ein besonders einfaches Detektieren von Beschädigungen des Verbindungsabschnitts möglich. Die Überwachungsleiterbahn ist sowohl während der Herstellung der Leiterplatte als auch während des Betriebs eines Steuergeräts mit der Leiterplatte zum Testen kontaktierbar, so dass der Zustand des Verbindungsabschnitts während des gesamten Lebenszyklus‘ der Leiterplatte ausgewertet werden kann. Insbesondere kann der Verbindungsabschnitt während der Herstellung der Leiterplatte nach dem Biegen des Verbindungsabschnitts auf Schäden überprüft werden. Zudem kann der Verbindungsabschnitt auch im fertig gestellten Steuergerät während des Betriebs des Steuergeräts weiterhin auf Schäden untersucht werden, beispielsweise auf die Überwachung Leiterbahn beschädigende Risse aufgrund von Vibrationen des Steuergeräts während des Betriebs in einem Kraftfahrzeug.
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Bei dem für die Integrität der mindestens einen Überwachungsleiterbahn repräsentativen elektrischen Messwert handelt es sich beispielsweise um den elektrischen Widerstand der Überwachungsleiterbahn. Weicht der Messwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag von einem vorgegebenen Sollwert ab – überschreitet beispielsweise der elektrische Widerstand einen vorgegebenen Widerstands-Sollwert –, ist die strukturelle und/oder elektrische Integrität der Überwachungsleitung beeinträchtigt.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Verbindungsabschnitt der Leiterplatte semiflexibel ausgebildet. Dies ist insbesondere dadurch erzielt, dass der Verbindungsabschnitt eine gegenüber den Hauptabschnitten verringerte Dicke hat und ein glasfaserverstärktes Harz aufweist. Die Dicke ist insbesondere die Ausdehnung senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der Hauptabschnitte im gestreckten Zustand der Leiterplatte, das heißt, bei paralleler Ausrichtung der Hauptabschnitte.
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Solche semiflexibel ausgebildeten Verbindungsabschnitte haben ein vergleichsweise großes Risiko, beim Biegen beschädigt zu werden. Insbesondere besteht die Gefahr, dass sich beim Biegen Risse ausbilden, z.B. in dem glasfaserverstärkten Harz, welche die Leiterbahnen der Leiterplatte beschädigen können. Schäden durch solche Risse sind mittels der Überwachungsleiterbahn(en) besonders einfach und zuverlässig detektierbar.
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Dass der Verbindungsabschnitt "semiflexibel" ist bedeutet insbesondere, dass er krümmbar ist. Beispielsweise ist er derart umformbar, dass er durch Biegen – etwa mittels Krafteinwirkung auf die Hauptabschnitte der Leiterplatte – von einer gestreckten Form in eine gebogene Form überführbar ist. Dabei ist die Leiterplatte für mindestens einen und insbesondere für höchstens 20, beispielsweise höchstens zehn Biegezykel ausgelegt. Der Verbindungsabschnitt ist dabei aufgrund seiner semiflexiblen Ausbildung vorzugsweise derart formstabil, dass er ohne die Einwirkung äußerer Kräfte (abgesehen von der Gewichtskraft der Leiterplatte) nach dem Biegen in der gebogenen Form verharrt und dadurch die Ausrichtung der Hauptabschnitte – insbesondere deren Neigungswinkel – zueinander fixiert.
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Als "glasfaserverstärktes Harz" wird im vorliegenden Zusammenhang ein Faser-Harz-Verbund aus einem Harz und Glasfasern verstanden. Bei dem Harz handelt es sich beispielsweise um ein duroplastisches Material wie Polyesterharz oder, bevorzugt, Epoxidharz. Das glasfaserverstärkte Harz bildet insbesondere den Grundkörper der Leiterplatte, zumindest im Bereich des Verbindungsabschnitts, vorzugsweise auch im Bereich der Hauptabschnitte.
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Bei einer Ausgestaltung weist der Verbindungsabschnitt eine Mehrzahl von Schaltungsebenen auf. Vorzugsweise weisen auch die Hauptabschnitte die Mehrzahl von Schaltungsebenen auf. bei einer Weiterbildung enthalten der erste und/oder zweite Hauptabschnitt mindestens eine zusätzliche Schaltungsebene, die sich nicht in den Verbindungsabschnitt hinein oder über diesen hinweg zum anderen Hauptabschnitt erstreckt. die mindestens eine zusätzliche Schaltungsebene kann zweckmäßig in einer Lage des Leiterplatten-Grundkörpers angeordnet sein, die zur Reduzierung der Dicke des Verbindungsabschnitts bei der Herstellung der Leiterplatte stellenweise entfernt wird.
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Die Schaltungsebenen sind insbesondere übereinander gestapelte Schaltungsebenen, von denen mindestens eine Schaltungsebene im Inneren eines Grundkörpers der Leiterplatte verläuft. Dabei ist/sind von der/den im Inneren des Grundkörpers verlaufenden Schaltungsebene(n) zweckmäßigerweise elektrische Anschlussleiter zu einer Außenfläche der Leiterplatte gezogen und dort mit elektrischen Anschlussstellen verbunden. Die Schaltungsebenen mit den elektrischen Leiterbahnen der Leiterplatte sind insbesondere in das glasfaserverstärkte Harz der Leiterplatte eingebettet und/oder auf dieses aufgebracht.
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Bei einer Weiterbildung enthält jede der Schaltungsebene des Verbindungsabschnitts eine Überwachungsleiterbahn. Der Verfahrensschritt, bei dem mindestens ein für die Integrität der mindestens einen Überwachungsleiterbahn repräsentativer elektrischer Messwert erfasst wird, umfasst in diesem Fall zweckmäßigerweise das Erfassen eines für die Integrität jeder der Überwachungsleiterbahnen repräsentativen Messwerts. Auf diese Weise sind mit Vorteil Beschädigungen, die sich nicht über die gesamte Dicke des Verbindungsabschnitts erstrecken, besonders zuverlässig detektierbar.
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Bei einer Ausgestaltung vergrößert sich die Breite der mindestens einen Überwachungsleiterbahn in einem Übergangsbereich vom Verbindungsabschnitt zum ersten Hauptabschnitt und in einem Übergangsbereich vom Verbindungsabschnitt zum zweiten Hauptabschnitt. Mit Vorteil ist so eine besonders zuverlässige elektrische Kontaktierung der Überwachungsleiterbahn und/oder eine besonders große Empfindlichkeit der Überwachungsleiterbahn für Beschädigungen des Verbindungsabschnitts erzielbar.
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Beispielsweise hat der Verbindungsabschnitt eine gegenüber den Hauptabschnitten verringerte Breite, so dass mindestens eine erste seiner Längskanten gegenüber den Längskanten der Hauptabschnitte zur gegenüberliegenden, zweiten Längskante hin versetzt ist. Beispielsweise folgt die der ersten Längskante zugewandte Kante der Überwachungsleiterbahn – oder im Fall einer Mehrzahl von Überwachungsleiterbahnen einer ersten der Überwachungsleiterbahnen – der durch die Längskanten der Hauptabschnitte und durch die erste Längskante des Verbindungsabschnitts gebildeten Kontur. Die von der ersten Längskante abgewandte Kante der Überwachungsleiterbahn kann beispielsweise gerade verlaufen. Zum Beispiel auf diese Weise kann die Überwachungsleiterbahn einen Mittelbereich mit gegenüber ihren Endbereichen reduzierter Breite aufweisen.
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Die Längskante des Verbindungsabschnitts sind dabei die vom ersten zum zweiten Hauptabschnitt verlaufenden Kanten des Verbindungsabschnitts, insbesondere in Draufsicht auf die Haupterstreckungsebene der Leiterplatte im gestreckten Zustand. Die Längskanten der Hauptabschnitte die vom Verbindungsabschnitt und vom jeweils anderen Hauptabschnitt weg verlaufenden Kanten.
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Bei einer Ausgestaltung weist die Leiterplatte eine Vielzahl von Signalleitungen auf. Dabei verläuft die Überwachungsleiterbahn – oder im Fall einer Mehrzahl von Überwachungsleiterbahnen eine erste der Überwachungsleiterbahnen – längs einer Längskante – insbesondere der oben erwähnten ersten Längskante – des Verbindungsabschnitts und ist zwischen den Signalleitungen und der Längskante angeordnet. Vorzugsweise folgen der Überwachungsleiterbahn keine Leiterbahnen der Leiterpatte in Richtung der Längskante hin nach.
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Vorzugsweise weist die Leiterplatte eine Mehrzahl von Überwachungsleiterbahnen auf, wobei die Mehrzahl von Überwachungsleiterbahnen insbesondere die oben erwähnte erste Überwachungsleiterbahn sowie eine zweite Überwachungsleitungsbahn enthält. Der Verfahrensschritt, bei dem mindestens ein für die Integrität der mindestens einen Überwachungsleiterbahn repräsentativer elektrischer Messwert erfasst wird, umfasst in diesem Fall – insbesondere neben dem Erfassen eines für die Integrität der ersten Überwachungsleiterbahn repräsentativen Messwerts – zweckmäßigerweise das Erfassen eines für die Integrität der zweiten Überwachungsleiterbahn repräsentativen Messwerts.
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Die zweite Überwachungsleitungsbahn verläuft bevorzugt längs einer der ersten Längskante gegenüberliegenden zweiten Längskante derart, dass in Richtung von der ersten Längskante zur zweiten Längskante die Überwachungsleiterbahn den Signalleitungen vorausgeht und die zweite Überwachungsleiterbahn den Signalleitungen nachfolgt. Vorzugsweise folgen der zweite Überwachungsleiterbahn keine Leiterbahnen der Leiterpatte in Richtung der zweiten Längskante hin nach.
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Insbesondere bei semiflexiblen Verbindungsabschnitten ist die Gefahr vergleichsweise groß, dass die Integrität des Verbindungsabschnitts durch Risse beeinträchtigt wird, die sich von den Längskanten des Verbindungsabschnitts einwärts in die Leiterplatte hinein erstrecken. Mit der ersten oder der ersten und zweiten Überwachungsleiterbahn, welche die erste auf die jeweilige Längskante folgende Leiterbahn des Verbindungsabschnitts ist, können solche Risse – beispielsweise während des Betriebs des Steuergeräts mit der Leiterplatte – detektiert werden, bevor sie sich so weit ins Innere der Leiterplatte hinein ausgebreitet haben, dass Signalleitungen der Leiterplatte beschädigt oder unterbrochen werden. So wird ermöglicht, das Steuergerät vor einem unkontrollierten Funktionsausfall auszutauschen.
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Bei einer Ausgestaltung weist das Steuergerät die Leiterplatte sowie mindestens einen Steckverbinder und einen Integrierten Schaltkreis auf. Der Integrierte Schaltkreis ist auf dem ersten Hauptabschnitt der Leiterplatte angeordnet. Der Steckverbinder ist vorzugsweise am zweiten Hauptabschnitt so befestigt, dass die Signalleitungen mit externen elektrischen Anschlüssen des Steckverbinders verbunden sind und die Überwachungsleiterbahn und die zweite Überwachungsleiterbahn galvanisch von dem mindestens einen Steckverbinder getrennt sind. Auf diese Weise kann die Signalübermittlung mittels des Steckverbinders unbeeinträchtigt sein, während die Überwachungsleiterbahn bereits beschädigt ist und so eine Beeinträchtigung der Integrität der Leiterplatte bereits detektierbar ist.
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Bei einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren zum Betrieb des Steuergeräts einen Verfahrensschritt, bei dem der mindestens eine Messwert mittels des Integrierten Schaltkreises analysiert wird und einen weiteren Verfahrensschritt, bei dem ein für die Integrität der mindestens Überwachungsleiterbahn repräsentatives Ausgangssignal durch das Steuergerät bereitgestellt wird. Die Bereitstellung des Ausgangssignals kann beispielsweise mittels des Steckverbinders erfolgen.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Verfahren, der Leiterplatte und des Steuergeräts ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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1 Eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Leiterplatte während eines Stadiums eines Verfahrens ihrer Herstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel und
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In manchen Figuren können einzelne Bezugszeichen zur Verbesserung der Übersichtlichkeit weggelassen sein. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in 2 dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine Leiterplatte L gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung während eines Stadiums eines erfindungsgemäßen Verfahrens ihrer Herstellung. Zur Verbesserung der Lesbarkeit der Figur sind Leiterbahnen der Leiterplatte L in 1 schraffiert dargestellt und Bereiche zwischen den Leiterbahnen unschraffiert.
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2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines elektronischen Steuergerät ECU gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das die fertiggestellte Leiterplatte L enthält.
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Die Leiterplatte L hat einen ersten Hauptabschnitt H1, der zur Bestückung mit elektronischen Bauelementen vorgesehen ist. Beispielsweise ist er mit einem integrierten Schaltkreis IC bestückt.
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Zudem hat die Leiterplatte L einen zweiter Hauptabschnitt H2, der beispielsweise mit einem Steckverbinder ST bestückt ist. Der Steckverbinder ST ist vorliegend zum externen elektrischen Anschluss des Steuergeräts ECU vorgesehen und beispielsweise mit einem Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs verbindbar.
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Zwischen dem ersten Hauptabschnitt H1 und dem zweiten Hauptabschnitt H2 weist die Leiterplatte L einen Verbindungsabschnitt V auf, der sich vom ersten Hauptabschnitt H1 zum zweiten Hauptabschnitt H2 erstreckt und diese verbindet.
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In 1 ist nur ein Ausschnitt der Leiterplatte dargestellt. In der Richtung, in der erster Hauptabschnitt H1, Verbindungsabschnitt V und zweiter Hauptabschnitt H2 aufeinander folgen sind die Hauptabschnitte an den vom Verbindungsabschnitt V abgewandten Seiten in der 1 abgeschnitten. In Richtung der dazu senkrechten Breiten-Ausdehnung der Leiterplatte L ist ein mittlerer Bereich nur grob angedeutet (gestrichelte Linien), ohne dass das Layout der Leiterplatte in der 1 detailliert wiedergegeben ist.
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Die Hauptabschnitte H1, H2 sowie der Verbindungsabschnitt V sind einstückig aus demselben, aus glasfaserverstärkem Harz gebildeten Leiterplatten-Grundkörper gebildete Bereiche der Leiterplatte L. Der Verbindungsabschnitt V hat eine gegenüber den Hauptabschnitten H1, H2 reduzierte Dicke (siehe 2) und ist insbesondere durch Tiefenfräsen des Leiterplatten-Grundkörpers hergestellt. Unter „Tiefenfräsen“ wird insbesondere das stellenweise Abtragen einer oder mehrerer Lagen der Leiterplatte zur Ausbildung eines Grabens im Leiterplatten-Grundkörper verstanden.
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Zudem hat der Verbindungsabschnitt V vorliegend eine gegenüber den Hauptabschnitten H1, H2 reduzierte Breite: Die einander gegenüberliegenden Längskanten K1, K2 des Verbindungsabschnitts sind gegenüber den Längskanten der Hauptabschnitte H1, H2 zur Mitte der Leiterplatte L hin versetzt.
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Mittels des semiflexiblen Verbindungsabschnitts V ist die Leiterplatte L krümmbar bzw. biegsam ausgebildet. Während des Verfahrens zur Herstellung der Leiterplatte L wird – ausgehend von dem in 1 dargestellten gestreckten Zustand der Leiterplatte L – der zweite Hauptabschnitt H2 gegenüber dem ersten Hauptabschnitt H1 geneigt, indem der Verbindungsabschnitt V gebogen wird.
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So erhält der Verbindungsabschnitt die in 2 dargestellte gekrümmte Form. Die Haupterstreckungsebenen der Hauptabschnitte H1, H2 fallen nicht mehr zusammen wie in dem in 1 gezeigten Stadium des Herstellungsverfahrens sondern sind zueinander geneigt. Vorzugsweise stehen sie aufeinander senkrecht, wie in 2 dargestellt.
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Beim Biegen wird der Verbindungsabschnitt V der Leiterplatte L vergleichsweise stark mechanisch beansprucht. Dabei kann seine strukturelle Integrität beeinträchtigt werden. Insbesondere kann er von den Seitenkanten K1, K2 her einreißen. Dadurch können Leiterbahnen der Leiterplatte L beschädigt werden, was in der Regel zu Fehlfunktion oder Ausfall des Steuergeräts ECU führt.
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Die mechanische Beanspruchung des Verbindungsabschnitts V kann unmittelbar nach dem Biegevorgang zur Beeinträchtigung seiner strukturellen Integrität führen. Daher umfasst das Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte L vorzugsweise ein dem Biegen des Verbindungsabschnitts nachfolgendes Verfahren zum Testen der Leiterplatte L, mit welchem die strukturelle Integrität des Verbindungsabschnitts V getestet wird.
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Auch die mechanische Beanspruchung des Verbindungsabschnitts V während des Betriebs des Steuergeräts ECU – beispielsweise durch Vibrationen während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs in welches das Steuergerät ECU eingebaut ist – können eine Beeinträchtigung der strukturellen Integrität des Verbindungsabschnitts V hervorrufen oder verstärken. Daher umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb des Steuergeräts vorzugsweise ebenfalls ein Verfahren um Testen der Leiterplatte L mit welchem die strukturelle Integrität des Verbindungsabschnitts V getestet wird.
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Hierzu weist der Verbindungsabschnitt V neben einer Vielzahl von Signalleitungen SIG, mittels welchen beispielsweise elektrische Signale von Bauelementen – wie dem integrierten Schaltkreis IC – auf dem ersten Hauptabschnitt H1 zum Steckverbinder ST auf dem zweiten Hauptabschnitt H2 geleitet werden oder umgekehrt, mehrere Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 auf. Die Überwachungsleitungen S1, S1‘, S2 verlaufen vom ersten Hauptabschnitt H1 durch den Verbindungsabschnitt V zum zweiten Hauptabschnitt H2. Nach dem Biegen des Verbindungsabschnitts folgen die Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 des gebogenen Verbindungsabschnitts V, so dass sie gekrümmt durch letzteren verlaufen. Die Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 sind vorzugsweise galvanisch vom Steckverbinder ST getrennt, jedoch mit dem integrierten Schaltkreis IC verbunden.
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Vorliegend hat die Leiterplatte L drei Schaltungsebenen E1, E2, E3 die sich vom ersten Hauptabschnitt H1 über den Verbindungsabschnitt V hinweg zum zweiten Hauptabschnitt H2 erstrecken. Eine zusätzliche Schaltungsebene E4 der Leiterplatte ist in einer im Verbindungsabschnitt V abgetragenen Lage des Leiterplatten-Grundkörpers angeordnet, so dass diese nur im Bereich der beiden Hauptabschnitte H1, H2, nicht aber im Verbindungsabschnitt V vorhanden ist.
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Jede der Schaltungsebenen E1, E2, E3, die sich über den Verbindungsabschnitt V erstrecken, weist zwei Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 auf, und zwar jeweils eine entlang der ersten Längskante K1 verlaufende und dieser benachbarte erste Überwachungsleiterbahn S1, S1‘ und eine entlang der zweiten Längskante K2 und dieser benachbarte zweite Überwachungsleiterbahn S2. Von diesen sind die erste und zweite Überwachungsleiterbahn S1, S2 der ersten Schaltungsebene E1 in 1 sichtbar. In 2 sind die erste Überwachungsleiterbahn S1 der freiliegenden ersten und dritten Schaltungsebenen E1, E3 sichtbar. Die erste Überwachungsleiterbahn der zweiten Schaltungsebene E2 (in 2 gestrichelt angedeutet) ist im Harz der Leiterplatte L eingebettet.
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Zwischen den ersten Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘ und der ersten Längskante K1 des Verbindungsabschnitts sind keine weiteren Leiterbahnen der jeweiligen Schaltungsebene E1, E2, E3 angeordnet, insbesondere keine Signalleitungen SIG. Analog sind zwischen den zweiten Überwachungsleiterbahnen S2 und der zweiten Längskante K2 des Verbindungsabschnitts V keine weiteren Leiterbahnen der jeweiligen Schaltungsebene E1, E2, E3 angeordnet, insbesondere keine Signalleitungen SIG. Somit gehen in Richtung von der ersten Längskante K1 zur zweiten Längskante K2 die ersten Überwachungsleiterbahnen S1, S2‘ den Signalleitungen SIG voraus und die zweiten Überwachungsleiterbahnen S2 folgen den Signalleitungen SIG nach.
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Die Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 haben eine Gestalt, die der Kontur der Längskanten K1, K2 folgt. Insbesondere haben sie eine der benachbarten Längskante K1 bzw. K2 zugewandte Kante mit gekrümmten Bereichen in Übergangsabschnitten TR1, TR2 vom Verbindungsabschnitt V zu den Hauptabschnitten H1, H2 hin und eine von der jeweils benachbarten Längskante K1 bzw. K2 abgewandte gerade Kante. Auf diese Weise haben die Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 im Verbindungsabschnitt eine vergleichsweise geringe Breite B1, die sich entlang der Übergangsbereiche TR1, TR2 zum ersten bzw. zweiten Hauptabschnitt H1 bzw. H2 hin auf eine größere Breite B2 vergrößert.
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Bei dem Verfahren zum Testen der Leiterplatte L werden elektrische Messwerte erfasst, wobei jeder erfasste elektrische Messwert repräsentativ für die Integrität einer der Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 ist. Während des Verfahrens zur Herstellung der Leiterplatte L kann dies z.B. durch Kontaktierung von Testpunkten der Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 mittels Prüfstiften erfolgen, wobei die Prüfstifte an ein Testsystem angeschlossen sind. Das Testsystem misst insbesondere die Widerstände der mittels der Prüfstifte angeschlossenen Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2.
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Wird das Verfahren zum Testen der Leiterplatte L während des Betriebs des Steuergeräts ausgeführt, sind die Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 vorzugsweise an den integrierten Schaltkreis IC angeschlossen und die Erfassung und Analyse der elektrischen Messwerte, die für die Integrität der Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 repräsentativ sind, erfolgt mittels des integrierten Schaltkreises IC. Vorzugsweise wird vom integrierten Schaltkreis IC mittels der Signalleitungen SIG am Steckverbinder ST ein Ausgangssignal bereitgestellt, das für die Integrität der Überwachungsleiterbahnen S1, S1‘, S2 repräsentativ ist.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ausführungsbeispielen und Patentansprüchen beinhaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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