DE102021113343A1

DE102021113343A1 - Mediendichtes Umspritzen von Elektronikplatinen mit Außenkontaktierung

Info

Publication number: DE102021113343A1
Application number: DE102021113343.2A
Authority: DE
Inventors: Grégory Schaffner; Arthur Rönisch
Original assignee: Duotec GmbH
Current assignee: Duotec GmbH
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-11-24
Also published as: WO2022243134A1; EP4342268A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung 100 umfassend eine sich mit ihrer Plattenfläche horizontal erstreckende Leiterplatte 1, die eine vertikale Ober- und Unterseite umfasst, wobei sie einen flächigen Bauteilabschnitt aufweist, an dem zumindest ein Elektronikbauteil 3, insbesondere mehrere Elektronikbauteile 3 angeordnet sind, wobei der Bauteilabschnitt in einer Kunststoffschutzschicht abgedichtet eingeschlossen ist. An der Oberseite der Leiterplatte 1 ist eine oberseitige Abgrenzungsleiterbahn angeordnet ist, die über eine Leiterbahnlänge hinweg mit einer Leiterbahnbreite an der Oberseite verläuft und über ihre Leiterbahnlänge hinweg die Oberseite in zwei voneinander vollständig und ununterbrochen abgetrennte Oberseitenbereiche aufteilt, wobei ein erster dieser Oberseitenbereiche von dem Bauteilabschnitt ausgebildet ist und ein zweiter dieser Oberseitenbereiche durch einen flächigen Kontaktabschnitt der Leiterplatte 1 ausgebildet ist, der abschnittsweise außerhalb der Kunststoffschutzschicht 2 angeordnet ist, wobei die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge ununterbrochen hinweg zumindest mit einem Teil ihrer

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung der Leiterplattenanordnung.
Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Ansätze zur Realisierung von gattungsgemäßen Leiterplattenanordnungen bekannt, bei denen Elektronikbauteile, die an einer Leiterplatte angeordnet sind, in einer Kunststoffschutzschicht abgedichtet eingeschlossen sind. Hintergrund solcher Leiterplattenanordnungen ist, dass hiermit elektronische Komponenten zur Verfügung gestellt werden sollen, deren Elektronikbauteile bzw. zumindest ein Elektronikbauteil zur Umgebung abgedichtet sind, so dass Kurzschlüsse zwischen den Elektronikbauteilen vermieden werden können, wenn beispielsweise die jeweilige elektronische Komponente mit ihren Elektronikbauteilen in Wasser eingetaucht wird. Beispielsweise werden solche abgedichteten elektronischen Komponenten im Fahrzeugbau oder in der Medizintechnik verwendet. Die Verwendung solcher abgedichteter elektronischer Komponenten bringt beispielsweise den Vorteil mit sich, dass eine Wartung und/oder Reinigung einer Vorrichtung, in der die elektronischen Komponenten verbaut sind, vereinfacht ist und beispielsweise die Herstellung von einfach zu wartenden und/oder zu reinigenden Vorrichtungen mittels Verwendung dieser elektronischen Komponenten vereinfacht ist. Im Stand der Technik wird üblicherweise der Ansatz verfolgt, dass solche abgedichteten elektronischen Komponenten realisiert werden, indem eine Leiterplatte, an der zumindest ein Elektronikbauteil angeordnet ist, in eine Kunststoffkapsel eingegossen wird, wobei sich von der Leiterplatte elektrische Kontakte aus der Kunststoffkapsel hinaus erstrecken, um eine Kontaktierbarkeit des zumindest einen Elektronikbauteils zu gewährleisten. Zwar ist durch das vollständige Einkapseln der Leiterplatte eine überwiegend hinreichende Abdichtung der Elektronikbauteile gewährleistet, doch ist die Realisierung der elektrischen Kontakte, die sich aus der Kunststoffkapsel hinaus erstrecken, aufwendig und kostspielig, insbesondere zur Realisierung von elektronischen Komponenten, die über Standardverfahren mit weiteren elektronischen Komponenten elektrisch leitend verbunden werden sollen. Zur Vereinfachung und Vergünstigung der Herstellung wurde ferner erwogen, Oberflächenbereiche von Leiterplatten, in denen durch eine Abdichtung zu schützende Elektronikbauteile angeordnet sind, einzukapseln, indem um einen solchen Oberflächenabschnitt ein Dichtring gelegt wird und eine Kunststoffschutzhülle mit einer hinreichenden Presskraft in den Pressring gepresst wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass hierfür eine nicht unerhebliche Presskraft erforderlich ist und besondere Anforderungen an das Material des Dichtrings zu stellen sind, damit eine hinreichende Abdichtung gewährleistet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte bereitzustellen, an der Elektronikbauteile angeordnet sind, die zur Umgebung abgedichtet sind, mit der zumindest einer der obengenannten Nachteile bzw. eines der obengenannten Probleme herkömmlicher Leiterplattenanordnungen zumindest teilweise behoben werden kann.
Als eine Lösung der genannten der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe schlägt die Erfindung eine Leiterplattenanordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 vor.
Erfindungsgemäß weist die Leiterplattenanordnung eine Leiterplatte auf, die sich mit ihrer Plattenfläche horizontal erstreckt. Die Leiterplatte weist eine Ober- und eine Unterseite auf, wobei die Oberseite vertikal nach oben und die Unterseite vertikal nach unten weist. Ober- und Unterseite sind die jeweiligen Seiten der Plattenfläche. Selbstverständlich weist die Leiterplatte, die plattenartig ausgestaltet ist, neben Ober- und Unterseite wie jede übliche Platte Plattenschmalseiten auf, die Ober- und Unterseite verbinden und entlang der Vertikalen verlaufen. Die Leiterplatte weist einen flächigen Bauteilabschnitt auf, an dem zumindest ein Elektronikbauteil, insbesondere mehrere Elektronikbauteile, beispielweise Logikbausteine, Widerstände, Transistoren, Kondensatoren, etc., angeordnet sind. Der Bauteilabschnitt ist in einer Kunststoffschutzschicht abgedichtet eingeschlossen, d. h. dass der Bauteilabschnitt gegenüber einer Umgebung der Leiterplattenanordnung abgedichtet ist und somit durch die Kunststoffschutzschicht gegenüber der Umgebung geschützt ist. Bevorzugt ist der Bauteilabschnitt dergestalt abgedichtet in der Kunststoffschutzschicht eingeschlossen, dass die Kunststoffschutzschicht bei einem ununterbrochenen Eintauchen der Leiterplattenanordnung in Wasser mit einer Wassertemperatur von 30 °C über eine Dauer von 15 Minuten, insbesondere eine Dauer von 60 Minuten, verhindert, dass Wasser zum Bauteilabschnitt gelangt. Der Bauteilabschnitt ist ein flächiger Abschnitt der Plattenfläche der Leiterplatte, d. h. ein flächiger Abschnitt an der Ober- und/oder Unterseite der Leiterplatte. Indem der Bauteilabschnitt in der Kunststoffschutzschicht abgedichtet eingeschlossen ist, sind auch die an dem Bauteilabschnitt angeordneten Elektronikbauteile in der Kunststoffschutzschicht abgedichtet eingeschlossen. Die Kunststoffschutzschicht schließt somit den flächigen Bauteilabschnitt und die an ihm angeordneten Elektronikbauteile abgedichtet ein. Allgemein bevorzugt erfüllt das Abdichten die Anforderungen gemäß IP68. Ober- und Unterseite sind die beiden vertikal voneinander wegweisenden Plattenflächenseiten der Leiterplatte. Sie sind somit relativ zueinander definiert, nicht jedoch mit Bezug auf eine bestimmte Lage der Leiterplatte im Raum. Der Bauteilabschnitt erstreckt sich in einer Ausführungsform ausschließlich an der Oberseite der Leiterplatte, in einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Bauteilabschnitt an der Ober- und Unterseite. Der Bauteilabschnitt kann ein in sich zusammenhängender flächiger Bauteilabschnitt sein oder mehrere voneinander getrennte flächige Bauteilunterabschnitte aufweisen, wobei in letzterem Fall dann jeder der Bauteilunterabschnitte für sich genommen in der Kunststoffschutzschicht abgedichtet eingeschlossen ist, wobei die Kunststoffschutzschicht durchgehend ausgebildet sein kann oder mehrere Kunststoffschutzschichtunterabschnitte aufweisen kann, die jeweils zumindest einem der Bauteilunterabschnitte zugeordnet sind und diesen abdichtend einschließen.
An der Oberseite der Leiterplatte ist eine oberseitige Abgrenzungsleiterbahn angeordnet. Die Abgrenzungsleiterbahn ist aus einem Metall oder aus einer Metalllegierung hergestellt, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Abgrenzungsleiterbahn ist wie bei Realisierung von Leiterbahnen auf Leiterplatten üblich über einen herkömmlichen Herstellprozess an der Leiterplatte realisiert. Die Abgrenzungsleiterbahn weist eine Leiterbahnlänge und eine Leiterbahnbreite auf, wodurch die Dimensionen der Leiterbahn in der Horizontalen definiert sind. Die Leiterbahn verläuft über ihre Leiterbahnlänge hinweg mit ihrer Leiterbahnbreite an der Oberseite und teilt die Oberseite in zwei voneinander vollständig und ununterbrochen abgetrennte Oberseitenbereiche auf. Die Leiterbahnbreite kann entlang der Leiterbahnlänge variieren oder konstant sein. Mit ihrer Leiterbahnlänge verläuft die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn so an der Oberseite, dass sie die Oberseite in zwei durch sie definierte, ununterbrochen durch sie voneinander getrennte Oberseitenbereiche aufteilt. Die Leiterbahn läuft somit über ihre Leiterbahnlänge hinweg entweder ununterbrochen geschlossen umlaufend um einen ersten Oberseitenbereich - wobei bei dem Vorsehen mehrerer Bauteilunterabschnitte an der Oberseite die Abgrenzungsleiterbahn mehrere Leiterbahnabschnitte aufweist, die jeweils einem der Bauteilunterabschnitte zugeordnet sind und diesen ununterbrochen geschlossen umlaufen - und trennt diesen ersten Oberseitenbereich somit von dem restlichen Bereich der Oberseite ab, oder die Abgrenzungsleiterbahn verläuft ununterbrochen zwischen zwei Enden der Oberseite der Leiterplatte, so dass die Abgrenzungsleiterbahn zusammen mit dem Verlauf des Erstreckungsendes der Oberseite zwischen den beiden genannten Enden der Oberseite den ersten Oberseitenbereich definiert, der durch die Abgrenzungsleiterbahn von dem restlichen Bereich der Oberseite abgegrenzt ist. Entsprechend kann die Abgrenzungsleiterbahn selbstverständlich auch einen Leiterbahnabschnitt aufweisen, der einem Bauteilunterabschnitt zugeordnet ist, wobei der Leiterbahnabschnitt zwischen zwei Enden der Oberseite der Leiterplatte verläuft und gemeinsam mit dem zwischen den beiden Enden verlaufenden Erstreckungsende der Oberseite den Bauteilunterabschnitt von der restlichen Oberseite abtrennt. Erfindungsgemäß ist ein erster der Oberseitenbereiche, in die die Abgrenzungsleiterbahn die Oberseite aufteilt, von dem Bauteilabschnitt ausgebildet, und ein zweiter dieser Oberseitenbereiche durch einen flächigen Kontaktabschnitt der Leiterplatte ausgebildet. Der Kontaktabschnitt ist zumindest abschnittsweise außerhalb der Kunststoffschutzschicht angeordnet. Bevorzugt grenzt der erste Oberseitenbereich unmittelbar an die Abgrenzungsleiterbahn an und ist somit unmittelbar neben der Abgrenzungsleiterbahn angeordnet, wohingegen die Abgrenzungsleiterbahn auf dem zweiten Oberseitenbereich angeordnet ist. Die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn ist über ihre Leiterbahnlänge hinweg ununterbrochen zumindest mit einem Teil ihrer Leiterbahnbreite innerhalb der Kunststoffschutzschicht angeordnet und mit dieser abdichtend verbunden. Bevorzugt ist die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn zumindest mit dem Teil ihrer Leiterbahnbreite über ihre Leiterbahnlänge ununterbrochen hinweg innerhalb der Kunststoffschutzschicht angeordnet und mit dieser abdichtend verbunden, der zum ersten Oberseitenbereich weist, insbesondere unmittelbar an den ersten Oberseitenbereich angrenzt. Besonders bevorzugt ist auf die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge hinweg ein Haftvermittler aufgebracht, der eine abdichtende Verbindung zwischen der Kunststoffschutzschicht und der Abgrenzungsleiterbahn sicherstellt. Bevorzugt ist der Haftvermittler über die Leiterbahnlänge der Leiterbahn hinweg ununterbrochen in dem Teil der Leiterbahnbreite der Abgrenzungsleiterbahn aufgebracht, der innerhalb der Kunststoffschutzschicht angeordnet ist. Allgemein erstreckt sich die Abgrenzungsleiterbahn ausgehend von einem ersten Ende mit ihrer Leiterbahnlänge ununterbrochen bis zu einem zweiten Ende. Bevorzugt liegen entweder erstes und zweites Ende der Abgrenzungsleiterbahn unmittelbar aneinander an, so dass die Abgrenzungsleiterbahn einen geschlossenen Ring ausbildet, oder erstes und zweites Ende der Abgrenzungsleiterbahn liegen jeweils an einer Kante der Leiterplatte, die die Oberseite der Leiterplatte begrenzt und an der die Oberseite in eine Plattenschmalseite der Leiterplatte übergeht. Der Haftvermittler ist bevorzugt durchgehend ausgehend von dem ersten bis zum zweiten Ende der Abgrenzungsleiterbahn aufgebracht. Als Haftvermittler ist beispielsweise ein Klebstoff vorgesehen, beispielsweise ein polymerbasierter Klebstoff.
In einer Ausführungsform sind an dem Kontaktabschnitt außerhalb der Kunststoffschutzschicht zumindest zwei voneinander beabstandete Kontakte angeordnet, von denen aus jeweils eine elektrische Leitung zu den Elektronikbauteilen führt und den jeweiligen Kontakt mit den Elektronikbauteilen elektrisch leitend verbindet. Über die Kontaktabschnitte können die Elektronikbauteile somit von außerhalb des von der Kunststoffschutzschicht eingeschlossenen Volumens, in dem sich die Elektronikbauteile befinden, kontaktiert werden. An den beiden Kontakten können unterschiedliche Potenziale angelegt werden, um beispielsweise zumindest eines der Elektronikbauteile mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder zumindest eines der Elektronikbauteile mit einem Datensignal zu versorgen und/oder ein Datensignal aus diesem auszulesen. Die beiden Kontakte stellen somit jeweils eine Anschlussmöglichkeit für einen elektronischen Anschluss von zumindest einem der Elektronikbauteile dar. Die elektrische Leitung kann beispielsweise durch eine Leiterbahn ausgebildet sein. Beispielsweise kann zumindest einer der Kontakte durch einen definierten Oberflächenabschnitt des Kontaktabschnitts ausgebildet sein, an den eine Anschlussleitung anschließbar ist, wobei von diesem Oberflächenabschnitt des Kontaktabschnitts eine als Leiterbahn ausgebildete elektrische Leitung bis in das von der Kunststoffschutzschicht abgeschlossene Volumen führt. Eine solche Leiterbahn kann beispielsweise ausgehend von dem Oberflächenabschnitt zu einer Zwischenlage der Platine verlaufen und in dieser Zwischenlage der Platine, d. h. von vertikaler Oberseite und vertikaler Unterseite beabstandet, in den horizontalen Erstreckungsbereich des Bauteilabschnitts verlaufen und von dort auf die Oberseite führen, an der sie, von der Kunststoffschutzschicht eingeschlossen, an zumindest einem in dem Bauteilabschnitt angeordneten Elektronikbauteil elektrisch leitend anliegt. Es ist somit bevorzugt zumindest einer der Kontakte von der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn beabstandet, so dass er nicht mit dieser elektrisch leitend verbunden ist, wobei bevorzugt die von diesem Kontakt zu dem zumindest einen Elektronikbauteil führende elektrische Leitung durch eine Verbindungsleiterbahn ausgebildet ist, die zumindest abschnittsweise innerhalb der Leiterplatte und somit vertikal von Ober- und Unterseite der Leiterplatte beabstandet verläuft. Bevorzugt ist die Leiterplatte als eine Multilayer-Leiterplatte ausgebildet, wobei die Verbindungsleiterbahn zumindest über einen horizontalen Abschnitt ausgehend von der horizontalen Position des Kontakts bis zum horizontalen Bereich des Bauteilabschnitts in einer Zwischenlage der Multilayer-Leiterplatte verläuft. Allgemein bevorzugt ist zumindest einer, insbesondere genau einer der Kontakte zumindest abschnittsweise von der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn ausgebildet. Diese Ausführungsform kann mit der vorgenannten Ausführungsform kombiniert sein. Indem die Abgrenzungsleiterbahn zur zumindest abschnittsweisen Ausbildung von einem der Kontakte ausgenutzt wird, kann die Abgrenzungsleiterbahn selbst eine elektrische Kontaktierung des Kontakts mit dem zumindest einen im Bauteilabschnitt vorgesehenen Elektronikbauteil gewährleisten. Beispielsweise kann der Kontakt vollständig von der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn ausgebildet sein oder durch einen elektrisch leitenden Oberflächenabschnitt des Kontaktabschnitts, der mit der Abgrenzungsleiterbahn unmittelbar elektrisch leitend verbunden ist. In vorteilhaften Ausführungsformen können auch drei oder mehr voneinander beabstandete Kontakte an dem Kontaktabschnitt außerhalb der Kunststoffschutzschicht vorgesehen sein, über die ein jeweils anderer Anschluss von Elektronikbauteilen, die im Bauteilabschnitt angeordnet sind, kontaktiert werden kann. Die verschiedenen Kontakte sind somit jeweils nicht unmittelbar miteinander elektrisch leitend verbunden sondern allenfalls über in dem Bauteilabschnitt angeordnete Elektronikbauteile. Das Vorsehen von mehr als zwei Kontakten kann die Variabilität bzw. Einsetzbarkeit der Leiterplattenanordnung noch verbessern, da eine komplexere Kommunikation bzw. Versorgung zwischen externen Anschlussleitungen und dem zumindest einen Elektronikbauteil erreicht werden kann.
In einer Ausführungsform ist zumindest einer der Kontakte als Aussparung, insbesondere zur Aufnahme eines leitenden Garns, ausgebildet. Die Aussparung ist in der Leiterplatte vorgesehen. Die Aussparung kann beispielsweise eine lochartige und somit umfänglich von der Leiterplatte vollständig umschlossene Durchführung in der Leiterplatte sein, die sich vertikal durch die Leiterplatte hindurch erstreckt. Die Aussparung kann beispielsweise auch eine Aussparung ausgehend von einem Randbereich der Leiterplatte sein. Durch das Ausbilden des Kontakts als Aussparung in der Leiterplatte ist besonders bevorzugt ermöglicht, dass der Kontakt über ein leitendes Garn kontaktierbar ist, das in der Aussparung aufgenommen ist. Besonders bevorzugt ist die Aussparung ausgestaltet zum ermöglichen einer Kontaktierung des Kontakts durch ein leitendes Garn, das gleichzeitig zur Befestigung der Leiterplattenanordnung an einem Kleidungsstoff dient. Bevorzugt ist das Garn mittels Stickverfahren in der Aussparung anordenbar, so dass es in der Aussparung aufgenommen ist und dabei der Befestigung der Leiterplattenanordnung an einem Kleidungsstoff dienen kann. Bevorzugt hat die Aussparung einen Durchmesser von mindestens 0,5 mm, insbesondere von 0,5 mm bis 5 mm, insbesondere 0,5 mm bis 2 mm, insbesondere von 1 mm bis 2 mm. Allgemein bevorzugt verläuft die Aussparung vertikal durch die Leiterplatte hindurch und ist über ihre horizontal innerhalb der Leiterplatte verlaufende Erstreckung hinweg vollständig durch einen Leiterplattenbereich begrenzt. Die Geometrie der Aussparung ist somit durch den sie begrenzenden Leiterplattenbereich definiert. Wie oben erläutert kann die Aussparung beispielsweise zum Rand der Leiterplatte hin offen sein oder als lochartige Durchführung ausgebildet sein. Bevorzugt ist der die Aussparung begrenzende Leiterplattenbereich beschichtet zum Verhindern eines Eindringens von in der Aussparung angeordnetem Wasser über den Leiterplattenbereich in die Leiterplatte. Die Beschichtung kann beispielsweise durch eine elektrisch leitende Beschichtung ausgebildet sein, was den besonderen Vorteil mit sich bringt, dass die Beschichtung des Leiterplattenbereichs sowohl das Eindringen von Wasser an der Begrenzung der Aussparung in die Leiterplatte verhindern kann als auch eine elektrische Kontaktierbarkeit mit einem leitenden Garn begünstigen kann, das durch die Aussparung vertikal hindurch verläuft und an dem die Aussparung begrenzenden Leiterplattenbereich anliegt, wobei durch die Anlage des leitenden Garns an dem mit einem elektrisch leitenden Material beschichteten Leiterplattenbereich direkt eine elektrische Verbindung zwischen dem leitenden Garn, das als Anschlussleitung fungiert, und dem Kontakt erzielt ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Beschichtung auch durch eine Isolationsschicht ausgebildet sein, wobei der Kontakt an Ober- und/oder Unterseite der Aussparung einen elektrisch leitenden Oberflächenabschnitt der Leiterplatte ausbildet. Besonders bevorzugt ist die Aussparung als hohlzylinderartige Durchführung in der Leiterplatte ausgebildet, deren von der Oberseite bis zur Unterseite der Leiterplatte durchgehende Hohlzylinderwandung ununterbrochen beschichtet ist, beispielsweise mit einer elektrisch leitenden oder einer isolierenden Beschichtung.
In einer Ausführungsform umschließt die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn den ersten Oberseitenbereich ringförmig geschlossen. In einer Ausführungsform, die mit der obengenannten kombinierbar ist, ist an der Unterseite der Leiterplatte eine unterseitige Abgrenzungsleiterbahn angeordnet, die über ihre Leiterbahnlänge hinweg mit ihrer Leiterbahnbreite an der Unterseite verläuft und über ihre Leiterbahnlänge hinweg die Unterseite in zwei voneinander vollständig und ununterbrochen abgetrennte Unterseitenbereiche aufteilt. Ein erster dieser Unterseitenbereiche ist von dem Bauteilabschnitt ausgebildet. Ein zweiter dieser Unterseitenbereiche ist durch den Kontaktabschnitt der Leiterplatte ausgebildet. Die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn ist über ihre Leiterbahnlänge ununterbrochen hinweg zumindest mit einem Teil ihrer Leiterbahnbreite innerhalb der Kunststoffschicht angeordnet und mit dieser abdichtend verbunden. Besonders bevorzugt ist auf die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge hinweg ein Haftvermittler aufgebracht, der eine abdichtende Verbindung zwischen der Kunststoffschutzschicht und der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn sicherstellt. Bevorzugt umschließt die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn den ersten Unterseitenbereich ringförmig geschlossen. Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, bei der eine unterseitige Abgrenzungsleiterbahn auf der Unterseite der Leiterplatte vorgesehen ist, weist der Bauteilabschnitt somit den ersten Oberseitenbereich und den ersten Unterseitenbereich auf, wobei bevorzugt in dem ersten Oberseitenbereich unter dem ersten Unterseitenbereich jeweils zumindest ein Elektronikbauteil angeordnet ist. Erster Oberseitenbereich und erster Unterseitenbereich können sich über einen selben horizontalen Bereich erstrecken. Entsprechendes kann für zweiten Oberseitenbereich und zweiten Unterseitenbereich gelten. Die obigen Ausführungen betreffend die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn und ihre Ausgestaltung, insbesondere auch mit Bezug auf die Ausgestaltung als umfassend Leiterbahnabschnitte, die jeweils einen Bauteilunterabschnitt von dem Kontaktabschnitt abtrennen, sind auf entsprechende Ausführungsformen mit entsprechend ausgestalteter unterseitiger Abgrenzungsleiterbahnen anwendbar. Durch das Vorsehen einer oberseitigen und unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn kann der Bauteilabschnitt sich über Oberseite und Unterseite der Leiterplatte erstrecken und somit eine größere Fläche aufweisen, so dass auf dem Bauteilabschnitt besonders variabel Elektronikbauteile angeordnet werden können. Die Abgrenzungsleiterbahnen an Oberseite und Unterseite gewährleisten jeweils analog eine wasserdicht abdichtende Verbindung der Kunststoffschutzschicht und somit ein durch die Kunststoffschutzschicht wasserdicht abgeschlossenes Volumen, in dem Elektronikbauteile vor Wasser geschützt anordenbar sind.
In einer Ausführungsform ist ein erster der Kontakte zumindest teilweise durch die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn ausgebildet und ein zweiter der Kontakte zumindest teilweise durch die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn ausgebildet. Die Ausbildung des Kontakts durch die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn kann in entsprechenden Ausführungsformen wie zu verschiedenen Ausführungsformen mit Bezug auf die Ausbildung eines Kontakts durch die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn ausgeführt sein.
In einer Ausführungsform erstrecken sich die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn und die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn jeweils mit ihren Leiterbahnlängen von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende, wobei die ersten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahnen durch einen ersten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte miteinander verbunden sind und die zweiten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahn durch einen zweiten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte miteinander verbunden sind. Ober- und unterseitige Abgrenzungsleiterbahnen münden mit ihren Leiterbahnenden somit jeweils an einer Plattenschmalseite der Leiterplatte und somit an einem absoluten horizontalen Erstreckungsende von Ober- bzw. Unterseite. Indem die ober- und unterseitigen Abgrenzungsleiterbahnen mit ihren Enden an den absoluten Erstreckungsenden und somit an den in die Schmalseite übergehenden Kanten der Leiterplatte enden, kann ein möglichst großer erster Oberseitenabschnitt bzw. erster Unterseitenabschnitt bereitgestellt sein, und darüber hinaus kann hierdurch die wasserdichte Abdichtung verbessert sein, insbesondere in bevorzugten, nachstehend erläuterten Ausführungsformen. Besonders bevorzugt ist die Kunststoffschutzschicht mit dem ersten und dem zweiten Plattenschmalseitenabschnitt jeweils abdichtend verbunden unter Ausbildung eines um die Leiterplatte geschlossen umlaufenden Abdichtungsrings, der ein Volumen in der Kunststoffschutzschicht begrenzt, in dem der erste Oberseitenbereich und der erste Unterseitenbereich abdichtend eingeschlossen sind. Die Plattenschmalseitenabschnitte der Leiterplatte sind über die jeweiligen Plattenschmalseiten hinweg und somit vertikal über die Erstreckung der Leiterplatte hinweg verlaufende Abschnitte der jeweiligen Plattenschmalseiten, über die die ersten bzw. zweiten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahnen miteinander verbunden sind. Indem die Kunststoffschutzschicht mit der oberseitigen und der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn und mit dem ersten und dem zweiten Plattenschmalseitenabschnitt jeweils abdichtend verbunden sind, ist ein um die Leiterplatte geschlossen umlaufender Abdichtungsring zwischen Kunststoffschutzschicht und Leiterplatte ausgebildet, nämlich über die abdichtende Verbindung der Kunststoffschutzschicht mit den auf der Leiterplatte aufgebrachten Abgrenzungsleiterbahnen und den Plattenschmalseitenabschnitten. Dieser Abdichtungsring definiert in einer bestimmten horizontalen Richtung ein Ende des Volumens in der Kunststoffschutzschicht, in dem der erste Oberseitenbereich und der erste Unterseitenbereich abdichtend eingeschlossen sind. Ausgehend von diesem Abdichtungsring erstreckt sich das Volumen entlang der bestimmten horizontalen Richtung bis zum gegenüberliegenden Ende, das beispielsweise durch einen weiteren Abgrenzungsleiterbahnabschnitt oder ein absolutes geometrisches Erstreckungsende des Volumens an einem absoluten geometrischen Erstreckungsende der Leiterplatte oder außerhalb dieses Endes der Leiterplatte gegeben sein kann, wobei beispielsweise das Volumen ein sacklochartiges Volumen in der Kunststoffschutzschicht sein kann, dessen Ende an der offenen Seite des Sacklochs durch den Abdichtungsring begrenzt ist, indem die Leiterplatte mit ihrem Querschnitt senkrecht zu der genannten bestimmten horizontalen Richtung angeordnet ist. Es hat sich herausgestellt, dass das Vorsehen eines solchen um die Leiterplatte geschlossen umlaufenden Abdichtungsrings für die Gewährleistung eines zuverlässig abgedichteten Volumens und für die Bereitstellung eines großflächigen Bauteilabschnitts besonders vorteilhaft ist. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Plattenschmalseitenabschnitte mit einer hinreichenden Rauigkeit ausgebildet sein können, die eine abdichtende Verbindung der Kunststoffschutzschicht mit dem jeweiligen Plattenschmalseitenabschnitt ermöglichen kann.
Besonders bevorzugt weisen die Plattenschmalseitenabschnitte jeweils eine Schmalseitenleiterbahn auf, die sich zwischen den von dem jeweiligen Plattenschmalseitenabschnitt verbundenen Enden der Abgrenzungsleiterbahnen erstreckt und diese miteinander verbindet unter Ausbildung einer durch die Abgrenzungsleiterbahnen und die Plattenschmalseitenleiterbahnen ausgebildeten, ununterbrochen um die Leiterbahn umlaufenden Abdichtungsleiterbahn. Der erste Plattenschmalseitenabschnitt weist somit eine erste Schmalseitenleiterbahn auf, die die ersten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahnen miteinander verbindet, und der zweite Plattenschmalseitenabschnitt weist eine zweite Schmalseitenleiterbahn auf, die die zweiten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahnen miteinander verbindet. Die Realisierung der umlaufenden Abdichtungsleiterbahn, die durch ober- und unterseitige Abgrenzungsleiterbahnen und die Schmalseitenleiterbahnen ausgebildet ist, ist für die zuverlässige Abdichtung der Kunststoffschicht an dem Abdichtungsring, der somit durch die umlaufende Abdichtungsleiterbahn ausgebildet ist, besonders vorteilhaft.
Allgemein hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass zur Ausbildung eines Abdichtungsrings ein ununterbrochen um die Leiterplatte umlaufender Haftvermittlerring auf die ober- und unterseitigen Abgrenzungsleiterbahnen und die Plattenschmalseitenabschnitte, insbesondere die Schmalseitenleiterbahnen der Plattenschmalseitenabschnitte, aufgebracht und mit diesen, d. h. den ober- und seitigen Abgrenzungsleiterbahnen und den Plattenschmalseitenabschnitten, abdichtend verbunden ist, wobei der Haftvermittlerring mit der Kunststoffschutzschicht abdichtend verbunden ist. Der Haftvermittlerring kann durch einen wie oben erläuterten Haftvermittler realisiert sein. Das Vorsehen eines Haftvermittlerrings, der den Abdichtungsring ausbildet, ist für die zuverlässig abdichtende Verbindung mit der Kunststoffschutzschicht besonders vorteilhaft. Der Haftvermittlerring gewährleistet eine zuverlässige, wasserdicht abdichtende Verbindung der Kunststoffschutzschicht mit den Abgrenzungsleiterbahnen bzw. den Plattenschmalseitenabschnitten.
In einer Ausführunsgform weist die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn einen ersten Leiterbahnabschnitt auf, mit dem sie den ersten Oberseitenbereich ringförmig geschlossen umschließt, und einen zweiten Leiterbahnabschnitt, wobei sich der zweite Leiterbahnabschnitt und die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn jeweils mit ihren Leiterbahnlängen von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende erstrecken, wobei das erste Ende des zweiten Leiterbahnabschnitts der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn und das erste Ende der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn durch den ersten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte miteinander verbunden sind und das zweite Ende des zweiten Leiterbahnabschnitts der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn und das zweite Ende der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn durch den zweiten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte miteinander verbunden sind, wobei die Kunststoffschutzschicht mit dem ersten und dem zweiten Plattenschmalseitenabschnitt jeweils abdichtend verbunden ist und mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn und der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn abdichtend verbunden ist unter Ausbildung des um die Leiterplatte geschlossen umlaufenden Abdichtungsrings. Das Vorsehen von erstem Leiterbahnabschnitt und zweitem Leiterbahnabschnitt der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn ist besonders vorteilhaft, da hierdurch zwei in Serie hintereinander vorgesehene Abdichtungszonen vorgesehen sein können. Bevorzugt liegt der von dem ersten Leiterbahnabschnitt ringförmig geschlossen umschlossene erste Oberseitenbereich innerhalb des von dem Abdichtungsring begrenzten Volumens in der Kunststoffschutzschicht. Besonders bevorzugt weist die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn ebenfalls einen ersten und einen zweiten Leiterbahnabschnitt auf, wobei der erste Leiterbahnabschnitt der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn den ersten Unterseitenbereich ringförmig geschlossen umschließt und der zweite Leiterbahnabschnitt der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn das erste und das zweite Ende der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn ausbildet, die über die Plattenschmalseitenabschnitte der Leiterplatte mit dem ersten und zweiten Ende des zweiten Leiterbahnabschnitts der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn verbunden sind. Hierdurch kann ein im ersten Unterseitenbereich angeordnetes Elektronikbauteil wie zur Oberseite erläutert besonders zuverlässig wasserdicht abgedichtet sein.
In einer Ausführungsform ist der Kontaktabschnitt an jeder Fläche, die vertikal zwischen Oberseite und Unterseite der Leiterplatte verläuft, durchgehend mit einer Schutzschicht beschichtet. Die Schutzschicht ist eine wasserdichte Schicht, die ein Eindringen von Wasser in die Leiterplatte an sämtlichen vertikal verlaufenden Oberflächenabschnitten der Leiterplatte verhindert. Besonders bevorzugt ist der Kontaktabschnitt an seiner gesamten Oberfläche beschichtet, so dass ein Eindringen von Wasser an jedwedem Oberflächenbereich des Kontaktabschnitts ausgeschlossen ist. Dabei ist bevorzugt die Beschichtung in ersten Oberflächenabschnitten des Kontaktabschnitts elektrisch leitend und in zweiten Oberflächenabschnitten des Kontaktabschnitts elektrisch isolierend ausgebildet, wobei von den ersten Oberflächenabschnitten die oben erläuterten Kontakte ausgebildet sind und die zweiten Oberflächenabschnitte die Kontakte voneinander isolieren.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplattenanordnung umfassend eine sich mit ihrer Plattenfläche horizontal erstreckende Leiterplatte mit einer Ober- und Unterseite, wobei an einem flächigen Bauteilabschnitt der Leiterplatte zumindest ein Elektronikbauteil angeordnet wird. Erfindungsgemäß wird an der Oberseite der Leiterplatte eine oberseitige Abgrenzungsleiterbahn angeordnet, die über eine Leiterbahnlänge hinweg mit einer Leiterbahnbreite an der Oberseite verläuft und über ihre Leiterbahnlänge hinweg die Oberseite in zwei voneinander vollständig und ununterbrochen abgetrennte Oberseitenbereiche aufteilt. Ein erster dieser Oberseitenbereiche ist von dem Bauteilabschnitt ausgebildet, und ein zweiter dieser Oberseitenbereiche ist durch einen flächigen Kontaktabschnitt der Leiterplatte ausgebildet. Anschließend wird eine Kunststoffschutzschicht, insbesondere mittels Spritzgussverfahrens, auf die Leiterplatte dergestalt aufgebracht, dass der Bauteilabschnitt vollständig in der Kunststoffschutzschicht eingeschlossen ist und die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge ununterbrochen hinweg zumindest mit einem Teil ihrer Leiterbahnbreite innerhalb der Kunststoffschutzschicht angeordnet ist und mit dieser abdichtend verbunden ist. Bei dem Aufbringen der Kunststoffschutzschicht wird diese somit wasserdicht abdichtend mit der Leiterbahn verbunden. Besonders bevorzugt wird auf die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge hinweg ein Haftvermittler aufgebracht, bevor die Kunststoffschutzschicht auf die Leiterplatte aufgebracht wird. Besonders bevorzugt wird der Kontaktabschnitt in einen Werkzeugträger eingespannt, während die Kunststoffschutzschicht aufgebracht wird. Bevorzugt ist der Werkzeugträger ausschließlich außerhalb des Bauteilabschnitts an der Leiterplatte angeordnet, während die Kunststoffschutzschicht aufgebracht wird. Bevorzugt werden ausschließlich im Bauteilabschnitt Elektronikbauteile vorgesehen, so dass der Kontaktabschnitt frei von Elektronikbauteilen ist. Somit sind sämtliche Elektronikbauteile der Leiterplattenanordnung innerhalb des Bauteilabschnitts und somit durch die Kunststoffschutzschicht wasserdicht verschlossen eingekapselt angeordnet.
Die Erfindung betrifft ferner ein waschbares Kleidungsstück umfassend eine erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung. Die Leiterplattenanordnung ist dergestalt in das Kleidungsstück integriert, dass bei einem Untertauchen des Kleidungsstücks in 30 °C warmes Wasser für 30 Minuten die Leiterplattenanordnung direkt mit dem Wasser in Kontakt ist und somit dem Wasser ausgesetzt ist. Die Leiterplattenanordnung ist somit nicht in einem wasserdicht abgeschlossenen Bereich des Kleidungsstücks geschützt angeordnet sondern bei einem entsprechenden Untertauchen des Kleidungsstücks direkt dem Wasser aussetzbar. Somit kann auf wasserdichte Kapselungsmaßnahmen, die für den Tragekomfort eines Kleidungsstücks nachteilig sein können, verzichtet werden, da die Leiterplattenanordnung an sich aufgrund ihrer erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine hinreichende Abdichtung ihrer Elektronikbauteile gewährleistet.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf drei Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:

1: in einer schematischen Prinzipdarstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung;
2: in einer schematischen Prinzipdarstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung;
3: in einer schematischen Prinzipdarstellung eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung.

In 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100 vereinfacht schematisch dargestellt. Die Leiterplattenanordnung 100 umfasst eine sich mit ihrer Plattenfläche horizontal erstreckende Leiterplatte 1. In 1 ist die Oberseite der Leiterplatte 1 und zwei ihrer Plattenschmalseiten zu sehen. Die Oberseite der Leiterplatte 1 besteht aus einem ersten Oberseitenbereich 120 und einem zweiten Oberseitenbereich 110. Die beiden Oberseitenbereiche 120, 110 sind durch eine oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 ununterbrochen voneinander getrennt, so dass die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 die Oberseite der Leiterplatte 1 in zwei Oberseitenbereiche aufteilt. Die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn ist dabei noch vollständig dem zweiten Oberseitenbereich 110 zugewiesen, so dass sie per Definition vollständig in dem zweiten Oberseitenbereich 110 angeordnet ist und unmittelbar an den ersten Oberseitenbereich 120 angrenzt. Der erste Oberseitenbereich 120 ist durch einen flächigen Bauteilabschnitt der Leiterplatte 1 ausgebildet. Der Bauteilabschnitt bezeichnet den Abschnitt der Leiterplatte 1, an dem zumindest ein Elektronikbauteil 3 angeordnet ist. Vorliegend ist in dem Bauteilabschnitt genau ein Elektronikbauteil 3 angeordnet. In dem Kontaktabschnitt ist, erfindungsgemäß allgemein bevorzugt, kein Elektronikbauteil 3 angeordnet. Der Bauteilabschnitt und somit auch das Elektronikbauteil 3 ist in einer Kunststoffschutzschicht 2 abgedichtet eingeschlossen. Dies ist vorliegend dadurch gewährleistet, dass an Ober- und Unterseite (die Unterseite ist vorliegend nicht dargestellt) jeweils eine oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 bzw. unterseitige Abgrenzungsleiterbahn (nicht dargestellt) angeordnet ist, wobei sich die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 und die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn mit ihren Leiterbahnlängen von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende erstrecken und die ersten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahn und die zweiten Enden von oberseitiger und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahn über Schmalseitenleiterbahnen 42 miteinander verbunden sind, so dass ober- und unterseitige Abgrenzungsleiterbahnen und Schmalseitenleiterbahnen 42 gemeinsam einen ununterbrochen um die Leiterplatte 1 umlaufenden Abdichtungsring 4 ausbilden. Aus 1 ist zu erkennen, dass die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 die Oberseite in einen ersten Oberseitenbereich 120 und einen zweiten Oberseitenbereich 110 unterteilt, wohingegen die in 1 erkennbare Schmalseitenleiterbahn 42 die in 1 gezeigte seitliche Schmalseite in einen ersten Schmalseitenbereich 12 und einen zweiten Schmalseitenbereich 11 unterteilt. Der erste Oberseitenbereich 120 und der erste Schmalseitenbereich 12 sind vollständig in der Kunststoffschutzschicht 2 eingekapselt angeordnet und durch den Abdichtungsring 4, an dem die Kunststoffschutzschicht 2 abdichtend anliegt und der abdichtend mit der Leiterplatte 1 verbunden ist, wasserdicht gegenüber der Umgebung der Leiterplattenanordnung 100 abgedichtet.
Bei dem in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel verläuft der Abdichtungsring 4 vollständig innerhalb der horizontalen Erstreckung der Kunststoffschutzschicht 2. Bei einem Untertauchen der Leiterplattenanordnung 100 kann Wasser noch ausgehend von dem zweiten Oberseitenbereich 110 an der Oberseite der Leiterplatte 1 entlang in die Kunststoffschutzschicht 2 gelangen, jedoch nur bis zum Erreichen des Abdichtungsrings 4, an dem durch die abdichtende Verbindung des Abdichtungsrings 4 mit der Leiterplatte 1 und der Kunststoffschutzschicht 2 ein weiteres Eindringen von Wasser verhindert ist. Aus 1 ist ferner zu erkennen, dass in dem zweiten Oberseitenbereich 110, der von dem Kontaktabschnitt der Leiterplatte 1 ausgebildet ist, drei Kontakte 5 vorgesehen sind. Die Kontakte 5 sind jeweils als entlang der Vertikalen durch die Leiterplatte 1 durchlaufende Aussparungen ausgebildet, wobei diese Aussparungen als hohlzylinderartige Durchführungen in der Leiterplatte 1 ausgebildet sind. Sowohl um die hohlzylinderartige Durchführung an der Oberseite umlaufend als auch über die gesamte Hohlzylinderwandung hinweg ist eine ununterbrochene elektrisch leitende Beschichtung vorgesehen. Diese elektrisch leitende Beschichtung dient sowohl dazu, dass ein elektrisch leitendes Garn mit einem Stickverfahren in die jeweilige Durchführung bzw. den jeweiligen Kontakt 5 eingebracht werden kann zum Kontaktieren des jeweiligen Kontakts 5, indem das elektrisch leitende Garn als Anschlussleitung an der elektrisch leitenden Beschichtung der Leiterplatte 1 anliegt, als auch dem weiteren Abdichten der Leiterplatte 1. Denn indem die Beschichtung über die gesamte Hohlzylinderwandung der Durchführungen bzw. Kontakte 5 hinweg vorgesehen ist, ist ein Eindringen von Wasser über die Hohlzylinderwandung und somit über den die Aussparung begrenzenden Leiterplattenbereich der Leiterplatte 1 vermieden.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100 vereinfacht schematisch dargestellt. Die Leiterplattenanordnung 100 gemäß 2 unterscheidet sich von der Leiterplattenanordnung 100 gemäß 1 im Wesentlichen dadurch, dass die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 nur über einen Teil ihrer Leiterbahnbreite innerhalb der horizontalen Erstreckung der Kunststoffschutzschicht 2 angeordnet ist und sich mit dem anderen Teil ihrer Leiterbahnbreite außerhalb der Kunststoffschutzschicht 2 erstreckt. Mit diesem sich außerhalb der Kunststoffschutzschicht 2 erstreckenden Abschnitt bildet die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 einen Kontakt 5 der Leiterplatte 1 aus. Außerdem ist nur ein weiterer Kontakt 5 in dem unteren Oberflächenbereich 110 der Leiterplatte 1 vorgesehen, der, analog wie zu den Kontakten 5 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 erläutert, als vertikal durch die Leiterplatte 1 durchlaufende Durchführung ausgebildet ist. Bei der Ausführungsform gemäß 2 erfüllt die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 und somit auch der Abdichtungsring 4 somit zwei Funktionen: Zum einen dient er der abdichtenden Verbindung der Kunststoffschutzschicht 2 mit der Leiterplatte 1, indem er sowohl mit der Leiterplatte 1 als auch mit der Kunststoffschutzschicht 2 abdichtend verbunden ist. Zum anderen bildet er selbst einen Kontakt der Leiterplatte 1 aus. An dieser Stelle sei angemerkt, dass selbstverständlich ausgehend von den in den gezeigten Ausführungsbeispielen dargestellten Kontakten 5 jeweils eine elektrische Leitung zu dem Elektronikbauteil 3 führt. Die elektrische Leitung ist vorliegend nicht dargestellt. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die elektrische Leitung, die von den als Durchführung ausgebildeten Kontakten 5 zu dem Elektronikbauteil 3 führt, abschnittsweise durch eine Verbindungsleiterbahn ausgebildet, die innerhalb der Leiterplatte 1 und somit vertikal von Ober- und Unterseite der Leiterplatte 1 beabstandet verläuft und die vertikal zu dem Elektronikbauteil 3 durchkontaktiert ist. Bei dem durch die Abgrenzungsleiterbahn 41 ausgebildeten Kontakt 5 ist die Verbindungsleiterbahn an dem ersten Oberseitenbereich 120 vorgesehen und verläuft von der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn 41 bis zum Elektronikbauteil 3.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100 vereinfacht schematisch dargestellt. Die in 3 gezeigte Leiterplattenanordnung 100 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Leiterplattenanordnung 100 im Wesentlichen dadurch, dass die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 den ersten Oberflächenabschnitt 120 auf der Oberseite der Leiterplatte 1 ringförmig geschlossen umschließt. Der Bauteilabschnitt ist bei der Leiterplattenanordnung 100 ausschließlich an der Oberseite der Leiterplatte 1 vorgesehen. Die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn 41 liegt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 vollständig innerhalb der horizontalen Erstreckung der Kunststoffschutzschicht 2 und stellt eine um den ersten Oberflächenbereich und somit um den Bauteilabschnitt ununterbrochen geschlossen umlaufende Abdichtung zwischen der Kunststoffschutzschicht 2 und der Leiterplatte 1 bereit.
Bezugszeichenliste

1: Leiterplatte
2: Kunststoffschutzschicht
3: Elektronikbauteil
4: Abdichtungsring
5: Kontakt
11: zweiter Schmalseitenbereich
12: erster Schmalseitenbereich
41: Abgrenzungsleiterbahn
42: Schmalseitenleiterbahn
100: Leiterplattenanordnung
110: zweiter Oberseitenbereich
120: erster Oberseitenbereich

Claims

Leiterplattenanordnung (100) umfassend eine sich mit ihrer Plattenfläche horizontal erstreckende Leiterplatte (1), die eine vertikale Ober- und Unterseite umfasst, wobei sie einen flächigen Bauteilabschnitt aufweist, an dem zumindest ein Elektronikbauteil (3), insbesondere mehrere Elektronikbauteile (3) angeordnet sind, wobei der Bauteilabschnitt in einer Kunststoffschutzschicht abgedichtet eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Leiterplatte (1) eine oberseitige Abgrenzungsleiterbahn angeordnet ist, die über eine Leiterbahnlänge hinweg mit einer Leiterbahnbreite an der Oberseite verläuft und über ihre Leiterbahnlänge hinweg die Oberseite in zwei voneinander vollständig und ununterbrochen abgetrennte Oberseitenbereiche aufteilt, wobei ein erster dieser Oberseitenbereiche von dem Bauteilabschnitt ausgebildet ist und ein zweiter dieser Oberseitenbereiche durch einen flächigen Kontaktabschnitt der Leiterplatte (1) ausgebildet ist, der abschnittsweise außerhalb der Kunststoffschutzschicht (2) angeordnet ist, wobei die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge ununterbrochen hinweg zumindest mit einem Teil ihrer Leiterbahnbreite innerhalb der Kunststoffschutzschicht (2) angeordnet ist und mit dieser abdichtend verbunden ist, wobei insbesondere auf die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn (41) über ihre Leiterbahnlänge hinweg ein Haftvermittler aufgebracht ist, der eine abdichtende Verbindung zwischen der Kunststoffschutzschicht (2) und der Abgrenzungsleiterbahn (41) sicherstellt.
Leiterplattenanordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kontaktabschnitt außerhalb der Kunststoffschutzschicht (2) zumindest zwei voneinander beabstandete Kontakte (5) angeordnet sind, von denen aus jeweils eine elektrische Leitung zu dem zumindest einen Elektronikbauteil (3) führt und den jeweiligen Kontakt (5) mit dem Elektronikbauteil (3) elektrisch leitend verbindet, wobei insbesondere einer der Kontakte (5) zumindest abschnittsweise von der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn (41) ausgebildet ist und/oder einer der Kontakte (5) von der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn (41) beabstandet ist und die von ihm zu dem zumindest einen Elektronikbauteil (3) führende elektrische Leitung durch eine Verbindungsleiterbahn ausgebildet ist, die zumindest abschnittsweise innerhalb der Leiterplatte (1) und vertikal von Ober- und Unterseite der Leiterplatte (1) beabstandet verläuft.
Leiterplattenanordnung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Kontakte (5) als Aussparung zur Aufnahme eines leitenden Garns ausgebildet ist und insbesondere über das aufgenommene leitende Garn, insbesondere mittels Stickverfahren, kontaktierbar ist unter Befestigung der Leiterplattenanordnung (100) an einem Kleidungsstoff.
Leiterplattenanordnung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung vertikal durch die Leiterplatte (1) hindurch verläuft und über ihre horizontal innerhalb der Leiterplatte (1) verlaufende Erstreckung hinweg vollständig durch einen Leiterplattenbereich begrenzt ist, wobei der die Aussparung begrenzende Leiterplattenbereich beschichtet ist zum Verhindern eines Eindringens von in der Aussparung angeordnetem Wasser über den Leiterplattenbereich in die Leiterplatte (1), wobei insbesondere der zumindest eine der Kontakte (5) als hohlzylinderartige Durchführung in der Leiterplatte (1) ausgebildet ist, deren von der Oberseite bis zur Unterseite der Leiterplatte (1) durchgehende Hohlzylinderwandung ununterbrochen beschichtet ist.
Leiterplattenanordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn (41) den ersten Oberseitenbereich (120) ringförmig geschlossen umschließt und/oder dass an der Unterseite der Leiterplatte (1) eine unterseitige Abgrenzungsleiterbahn angeordnet ist, die über ihre Leiterbahnlänge hinweg mit ihrer Leiterbahnbreite an der Unterseite verläuft und über ihre Leiterbahnlänge hinweg die Unterseite in zwei voneinander vollständig und ununterbrochen abgetrennte Unterseitenbereiche aufteilt, wobei ein erster dieser Unterseitenbereiche von dem Bauteilabschnitt ausgebildet ist und ein zweiter dieser Unterseitenbereiche durch den Kontaktabschnitt der Leiterplatte (1) ausgebildet ist, wobei die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge ununterbrochen hinweg zumindest mit einem Teil ihrer Leiterbahnbreite innerhalb der Kunststoffschutzschicht (2) angeordnet ist und mit dieser abdichtend verbunden ist, wobei insbesondere auf die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge hinweg ein Haftvermittler aufgebracht ist, der eine abdichtende Verbindung zwischen der Kunststoffschutzschicht (2) und der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn sicherstellt, wobei insbesondere die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn den ersten Unterseitenbereich ringförmig geschlossen umschließt.
Leiterplattenanordnung (100) nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster der Kontakte (5) zumindest teilweise durch die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn (41) ausgebildet ist und ein zweiter der Kontakte (5) zumindest teilweise durch die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn ausgebildet ist.
Leiterplattenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn (41) und die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn sich jeweils mit ihren Leiterbahnlängen von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende erstrecken, wobei die ersten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahn durch einen ersten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte (1) miteinander verbunden sind und die zweiten Enden von ober- und unterseitiger Abgrenzungsleiterbahn durch einen zweiten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte (1) miteinander verbunden sind, wobei die Kunststoffschutzschicht (2) mit dem ersten und dem zweiten Plattenschmalseitenabschnitt jeweils abdichtend verbunden ist unter Ausbildung eines um die Leiterplatte (1) geschlossen umlaufenden Abdichtungsrings (4), der ein Volumen in der Kunststoffschutzschicht (2) begrenzt, in dem der erste Oberseitenbereich (120) und der erste Unterseitenbereich abdichtend eingeschlossen sind.
Leiterplattenanordnung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenschmalseitenabschnitte jeweils eine Schmalseitenleiterbahn (42) aufweisen, die sich zwischen den von dem jeweiligen Plattenschmalseitenabschnitt verbundenen Enden der Abgrenzungsleiterbahnen erstreckt und diese miteinander verbindet unter Ausbildung einer durch die Abgrenzungsleiterbahnen und die Plattenschmalseitenleiterbahnen ausgebildeten, ununterbrochen um die Leiterplatte (1) umlaufenden Abdichtungsleiterbahn.
Leiterplattenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des Abdichtungsrings (4) ein ununterbrochen um die Leiterplatte (1) umlaufender Haftvermittlerring auf die ober- und unterseitigen Abgrenzungsleiterbahnen und die Plattenschmalseitenabschnitte aufgebracht und mit diesen abdichtend verbunden ist, der mit der Kunststoffschutzschicht 82) abdichtend verbunden ist.
Leiterplattenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn (41) einen ersten Leiterbahnabschnitt aufweist, mit dem sie den ersten Oberseitenbereich (120) ringförmig geschlossen umschließt, und einen zweiten Leiterbahnabschnitt, wobei sich der zweite Leiterbahnabschnitt und die unterseitige Abgrenzungsleiterbahn jeweils mit ihren Leiterbahnlängen von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende erstrecken, wobei die ersten Enden des zweiten Leiterbahnabschnitts der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn und der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn durch den ersten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte (1) miteinander verbunden sind und die zweiten Enden des zweiten Leiterbahnabschnitts der oberseitigen Abgrenzungsleiterbahn und der unterseitigen Abgrenzungsleiterbahn durch den zweiten Plattenschmalseitenabschnitt der Leiterplatte (1) miteinander verbunden sind, wobei die Kunststoffschutzschicht (2) mit dem ersten und dem zweiten Plattenschmalseitenabschnitt jeweils abdichtend verbunden ist unter Ausbildung eines um die Leiterplatte (1) geschlossen umlaufenden Abdichtungsrings (4), der ein Volumen in der Kunststoffschutzschicht (2) begrenzt, in dem der erste Oberseitenbereich (120) und der erste Unterseitenbereich abdichtend eingeschlossen sind.
Leiterplattenanordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt an jeder Fläche, die vertikal zwischen Oberseite und Unterseite der Leiterplatte (1) verläuft, durchgehend mit einer Schutzschicht beschichtet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Leiterplattenanordnung (100) umfassend eine sich mit ihrer Plattenfläche horizontal erstreckende Leiterplatte (1) mit einer Ober- und einer Unterseite, wobei an einem flächigen Bauteilabschnitt der Leiterplatte (1) zumindest ein Elektronikbauteil (3) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Leiterplatte (1) eine oberseitige Abgrenzungsleiterbahn (41) angeordnet wird, die über eine Leiterbahnlänge hinweg mit einer Leiterbahnbreite an der Oberseite verläuft und über ihre Leiterbahnlänge hinweg die Oberseite in zwei voneinander vollständig und ununterbrochen abgetrennte Oberseitenbereiche (120, 110) aufteilt, wobei ein erster dieser Oberseitenbereiche (120) von dem Bauteilabschnitt ausgebildet ist und ein zweiter dieser Oberseitenbereiche (110) durch einen flächigen Kontaktabschnitt der Leiterplatte (1) ausgebildet ist, wobei eine Kunststoffschutzschicht (2), insbesondere mittels Spritzgussverfahrens, auf die Leiterplatte (1) dergestalt aufgebracht wird, dass der Bauteilabschnitt vollständig in der Kunststoffschutzschicht (2) eingeschlossen ist und die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn über ihre Leiterbahnlänge ununterbrochen hinweg zumindest mit einem Teil ihrer Leiterbahnbreite innerhalb der Kunststoffschutzschicht (2) angeordnet ist und mit dieser abdichtend verbunden ist, wobei insbesondere auf die oberseitige Abgrenzungsleiterbahn (41) über ihre Leiterbahnlänge hinweg ein Haftvermittler aufgebracht wird, bevor die Kunststoffschutzschicht (2) auf die Leiterplatte (1) aufgebracht wird, wobei insbesondere der Kontaktabschnitt in einen Werkzeugträger eingespannt ist, während die Kunststoffschutzschicht (2) aufgebracht wird.
Waschbares Kleidungsstück umfassend eine Leiterplattenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Leiterplattenanordnung (100) dergestalt in das Kleidungsstück integriert ist, dass bei einem Untertauchen des Kleidungsstücks in 30° warmes Wasser für 30 min die Leiterplattenanordnung (100) direkt mit dem Wasser in Kontakt ist.