DE102018115088A1

DE102018115088A1 - Verbindungsanordnung von einer starren Leiterplatte und einer flexiblen Leiterplatte

Info

Publication number: DE102018115088A1
Application number: DE102018115088.1A
Authority: DE
Inventors: Volker SCHELLHORN; Walter Reichart
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2019-12-24

Abstract

Bei einer Verbindungsanordnung von einer starren Leiterplatte und einer flexiblen Leiterplatte weist die starre Leiterplatte sLP eine taschenförmige Aufnahme A auf, in der ein Teil der flexiblen Leiterplatte fLP hineinragt. Die flexible Leiterplatte fLP ist über mindestens eine Lötverbindungen zwischen einer Leiterbahn der flexiblen Leiterplatte fLP und einer Leiterbahn LB der starren Leiterplatte sLP in der Aufnahme fixiert

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung von einer starren Leiterplatte und einer flexiblen Leiterplatte.
Es gibt verschiedene Verbindungen zwischen starren und flexiblen Leiterplatten. Eine Möglichkeit der Verbindung sind z. B. Pressfits. Eine weitere Möglichkeit bietet eine direkte Verlötung zwischen den Leiterbahnen der starren Leiterplatte und der flexiblen Leiterplatte, über sogenannte Face-to-Face Lötungen.
Face-to-Face-Lötungen benötigen aber einen erheblichen Platzbedarf im Bestückungsbereich der Leiterplatte. Dieser Bereich steht dann einer Bestückung nicht mehr zur Verfügung.
Aufgabe der Erfindung ist es eine einfache kostengünstige Verbindungsanordnung zwischen einer starren Leiterplatte und eine flexiblen Leiterplatte anzugeben, die weniger Platz benötigt, die stabil und kostengünstig herstellbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

1 schematische Aufsicht auf eine starre und eine flexible Leiterplatte vor der Verbindung
2 schematische Aufsicht auf eine starre und eine flexible Leiterplatte nach der Verbindung
3 Schnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung
3a schematisierte Ausschnittvergrößerung gemäß 3
4 perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung

1 zeigt eine Aufsicht auf eine starre Leiterplatte sLP und auf eine flexible Leiterplatte fLP, die auch als Flexfilm bezeichnet wird, vor der Verbindung. Die Leiterbahnen LB sind jeweils durch schwarze breite Striche angedeutet. In der starren Leiterplattenanordnung sLP ist eine Aufnahme A vorgesehen, in die das Ende der flexiblen Leiterplatte fLP genau hineinpasst. Die Breite B der Aufnahme A entspricht genau der Breite der flexiblen Leiterplatte fLP
2 zeigt eine Aufsicht auf eine starre Leiterplatte sLP und auf eine flexible fLP nach der Verbindung. Der Endabschnitt der flexiblen Leiterplatte fLP ist fest in der Ausnehmung fixiert.
Die vier Leiterbahnen auf der starren Leiterplatte sLP sind leitend über vier Bohrungen mit vier Leiterbahnen auf der flexiblen Leiterplatte fLP verbunden.
3 zeigt eine starre Leiterplatte sLP mit der fixierten flexiblen Leiterplatte fLP im Schnitt. Die Höhe H der Aufnahme A ist durch die Stärke der Klebeschicht gegeben.
3a zeigt eine mehr schematisierte Ausschnittvergrößerung gemäß 3. Deutlich zu erkennen ist die Vorverzinnung auf der flexiblen Leiterplatte fLP im Bereich der Bohrung der Durchkontaktierung, deren Innenwand vergoldet, verkupfert oder verzinnt sein kann.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung. Die Leiterbahnen LB auf der starren Leiterplatte sLP sind angedeutet sichtbar. Die Leiterbahnenden verlaufen passend zu den Leiterbahnen LB auf der flexiblen Leiterplatte fLP.
Nachfolgend ist die Funktion der Erfindung nähererläutert.
Die Erfindung besteht aus einer mehrlagigen starren Leiterplatte sLP, wobei die beiden einzelnen Leiterplatten voneinander beabstandet fixiert sind. Die Beabstandung wird mittels einer Abstandslage >20µm realisiert, die in der Regel aus einer Kleberschicht - Prepreg besteht. Um die Ausnehmung A herzustellen, wird die Klebeschicht einfach in diesem Bereich ausgespart.
Im Bereich der Ausnehmung A (Taschenbereich) weisen die beiden Leiterplatten LP Leiterbahnen LB auf, die über Kontaktbohrungen mit Leiterbahnen auf der Oberseite der starren Leiterplatte sLP elektrisch leitend verbunden sind.
Der Endbereich der flexiblen Leiterplatte fLP ist mit einer Kontur versehen, die sich nahezu formschlüssig in die gebildete Tasche der Leiterplatte einschieben lässt.
Auf der flexiblen Leiterplatten fLP sind zumindest einer Seite des Flexfilms Leiterbahnen ausgeführt, deren Form dem Footprint der Leiterplattenkontaktierung entspricht. Dieser Footprint ist auf dem flexiblen Leiterfilm bereits vorverzinnt.
Nach dem Einschieben des Endbereichs der flexiblen Leiterplatte in die Ausnehmung (Tasche) der starren Leiterplatte sLP Leiterplatte wird durch Erwärmen/Aufheizen des Taschenbereichs ein Lotverbindung der beiden Footprintbereiche erzeugt.
Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:

• Bei einem nicht vorhandenen Bauraum für Stecker auf der LP-Oberseite wird die Kontaktierung in die Zwischenlage gelegt. Bzw. Bauraum auf der Oberseite steht für andere Funktionen zur Verfügung.
• Ideal für Einhaltung der L&K bei enganliegenden Gehäuseteilen - >Leiterführungen innerhalb der LP möglich.
• Bei mehrlagigen Leiterplattenstapel kann direkt in die Lage kontaktiert werden.
• Keine zusätzlichen Bauteile für die Verbindung nötig.
• Starre Leiterplatte und flexible Leiterplatte können in gleicher Richtung (ohne Knickstellen) verbaut werden.
• Bei entsprechender Auslegung ist ein Längentoleranzausgleich zwischen LP und LEB möglich.
• Poca -Joke durch das Design möglich. Aussermittige Leiterbahnführung bzw. einseitige Kontaktierung zwischen sLP-Oberseite und Oberseite der flexiblen Leiteplatte fLP möglich
• Durch die Überlappung der sLP im Bereich der Lötstelle -> Keine Biege- / Schälbeanspruchung (im Vergleich zur „Face Down“-Lötung) auf der Lötstelle bei Lastwechsel am Leiterfilm.
• Rastermaß zwischen den sLP - und fLP-Leiterbahnen kann extrem klein gehalten werden.
• Kostengünstig da es im Herstellprozess von sLP und fLP ohne Mehrkosten, integrierbar ist.
• Bei nicht vorverzinnten fLP kann bei Durchkontaktierungen (mit z.B. Preformlot, Lotzuführung) ein händischer oder auch halbautomatischer Lötprozess eingeführt werden.
• Bei vorverzinnten Lefi ist über Heißluft bzw. Induktion die Verbindung halbautomatisch herstellbar.
• Die Erfindung ermöglicht eine Umgehung von teurer Starrflex-LP bzw. bestehenden Verbindungen (ZIF-Stecker, Pfostenleiste, ..)

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine lötfreie Verbindung mittels eines Presspins vorgeschlagen. Der Presspin wird in die Bohrung der Durchkontaktierung in der starren Leiterplatte sLP eingepresst und drückt in seiner Endstellung fest auf eine Leiterbahn der flexiblen Leiterplatte fLP. Dieser Druck reicht für eine gute Fixierung aus. Für eine noch stärker belastbare Fixierung wird der Presspin in eine in der flexiblen Leiterplatte fLP vorgesehenes Kontaktloch eingesteckt. Hierfür müssen aber die Bohrung in der starren Leiterplatte und das Kontaktloch in der flexiblen Leiterplatte fLP exakt zueinander ausgerichtet sein.

Claims

Verbindungsanordnung von einer starren Leiterplatte und einer flexiblen Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Leiterplatte sLP eine taschenförmige Aufnahme A aufweist, in der ein Teil der flexiblen Leiterplatte fLP hineinragt und die flexible Leiterplatte fLP über mindestens eine Lötverbindungen zwischen einer Leiterbahn der flexiblen Leiterplatte fLP und einer Leiterbahn LB der starren Leiterplatte sLP in der Aufnahme fixiert ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme eine Breite B und eine Höhe H aufweist, wobei die Höhe H durch eine Abstandslage gegeben ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandslage durch eine Klebeschicht (Prepreg) gebildet wird.
Verbindungsanordnung von einer starren Leiterplatte und einer flexiblen Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Leiterplatte sLP eine taschenförmige Aufnahme A aufweist, in der ein Teil der flexiblen Leiterplatte fLP hineinragt und die flexible Leiterplatte fLP über mindestens einen Presspin der eine leitende Verbindungen zwischen einer Leiterbahn der flexiblen Leiterplatte fLP und einer Leiterbahn LB der starren Leiterplatte sLP in der Aufnahme herstellt, fixiert ist.