DE102021203104A1 - circuit board module - Google Patents

circuit board module Download PDF

Info

Publication number
DE102021203104A1
DE102021203104A1 DE102021203104.8A DE102021203104A DE102021203104A1 DE 102021203104 A1 DE102021203104 A1 DE 102021203104A1 DE 102021203104 A DE102021203104 A DE 102021203104A DE 102021203104 A1 DE102021203104 A1 DE 102021203104A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
component
threaded
screw connections
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021203104.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Baur
Christian Hollaender
Soeren Wittmann
Minh Nhat Pham
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102021203104.8A priority Critical patent/DE102021203104A1/en
Publication of DE102021203104A1 publication Critical patent/DE102021203104A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10098—Components for radio transmission, e.g. radio frequency identification [RFID] tag, printed or non-printed antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10393—Clamping a component by an element or a set of elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10409—Screws
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431—Details of mounted components
    • H05K2201/1059—Connections made by press-fit insertion
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431—Details of mounted components
    • H05K2201/10598—Means for fastening a component, a casing or a heat sink whereby a pressure is exerted on the component towards the PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/167—Using mechanical means for positioning, alignment or registration, e.g. using rod-in-hole alignment

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leiterplattenmodul (1), bestehend aus einer Leiterplatte (2) und einer daran befestigten Komponente (3), wobei die Komponente (3) mittels zwei oder mehr Schraubverbindungen (5,6,8,9) mit der Leiterplatte (2) fixiert ist, und die Schraubverbindungen (5,6,8,9) aus jeweils zwei Teilen (5,6,8,9) bestehen und der an der Leiterplatte (2) befestigte Teil (5, 8) der Schraubverbindungen (5,6,8,9) auf der Oberfläche der Leiterplatte (2) durch jeweils eine Lötverbindung (4) befestigt ist.The present invention relates to a printed circuit board module (1), consisting of a printed circuit board (2) and a component (3) attached thereto, the component (3) being connected to the printed circuit board (3) by means of two or more screw connections (5,6,8,9). 2) is fixed, and the screw connections (5,6,8,9) each consist of two parts (5,6,8,9) and the part (5, 8) of the screw connections (5 ,6,8,9) is attached to the surface of the circuit board (2) by a respective soldered connection (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leiterplattenmodul, bestehend aus einer Leiterplatte und einer daran befestigten Komponente, wobei die Komponente mittels zwei oder mehr Schraubverbindungen mit der Leiterplatte fixiert ist und die Schraubverbindungen aus jeweils zwei Teilen bestehen und der an der Leiterplatte befestigte Teil der Schraubverbindungen auf der Oberfläche der Leiterplatte durch jeweils eine Lötverbindung befestigt ist. Die an der Leiterplatte befestigte Komponente ist insbesondere eine elektrische Komponente, insbesondere eine Hohlleiterantenne für ein Radarmodul, mittels der elektromagnetische Strahlung gesendet und/oder empfangen werden kann.The present invention relates to a printed circuit board module consisting of a printed circuit board and a component attached to it, the component being fixed to the printed circuit board by means of two or more screw connections and the screw connections each consisting of two parts and the part of the screw connections fixed to the printed circuit board on the surface the printed circuit board is attached by a soldered connection. The component attached to the printed circuit board is in particular an electrical component, in particular a waveguide antenna for a radar module, by means of which electromagnetic radiation can be sent and/or received.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2018 203 106 A1 ist ein Radarsystem zur Umfelderfassung eines Kraftfahrzeugs bekannt, das eine Antenne auf Kunststoffbasis aufweist, wobei die Kunststoffantenne eine oder mehrere Einzelantennen zum Senden und/oder Empfangen von Radarsignalen aufweist und eine Platine aufweist, die mindestens ein Hochfrequenzbauteil mit mindestens einem Element zum direkten Abstrahlen bzw. Empfangen aufweist. Dabei weist die Kunststoffantenne auf der zu dem wenigstens einen Hochfrequenzbauteil gegenüberliegenden Seite der Platine ein abstrahlendes bzw. empfangendes Elemente auf, so dass es in Richtung Platine abstrahlt bzw. aus Richtung Platine empfängt und die Platine im Bereich des mindestens einen abstrahlenden bzw. empfangenden Elements für die Radarwellen durchlässig ist und sich an der mindestens einen durchlässigen Stelle der Platine eine Ein- bzw. Auskoppelstelle auf der Kunststoffantenne befindet.From the DE 10 2018 203 106 A1 a radar system for detecting the surroundings of a motor vehicle is known, which has a plastic-based antenna, the plastic antenna having one or more individual antennas for transmitting and/or receiving radar signals and having a circuit board which has at least one high-frequency component with at least one element for direct emission or has received. The plastic antenna has an emitting or receiving element on the side of the circuit board opposite the at least one high-frequency component, so that it emits in the direction of the circuit board or receives from the direction of the circuit board and the circuit board in the area of the at least one emitting or receiving element for the radar waves are permeable and there is a coupling or decoupling point on the plastic antenna at the at least one permeable point on the circuit board.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Nachteilig beim aufgezeigten Stand der Technik ist, dass die Hohlleiterantenne als Komponente meist mit der Leiterplatte verlötet werden muss oder mittels aufwendiger Bauteile oder Prozesse miteinander verbunden werden müssen. Dies macht den Bearbeitungsaufwand groß und erhöht die Kosten, da bei unterschiedlich ausgeprägte Hohlleiterantennen gegebenenfalls unterschiedliche Herstellungsprozesse angewendet werden müssen.A disadvantage of the prior art shown is that the waveguide antenna as a component usually has to be soldered to the printed circuit board or connected to one another using complex components or processes. This increases the processing effort and costs, since different manufacturing processes may have to be used for differently shaped waveguide antennas.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Leiterplattenmodul anzugeben, das aus einer Leiterplatte und einer Komponente, insbesondere einer Hohlleiterantenne, besteht, wobei die Komponente auf der Leiterplatte exakt und dauerhaft befestigt werden kann jedoch eine Flexibilität vorhanden ist, die es erlaubt unterschiedliche Hohleiterantennen auf möglichst einer, standardisierten Leiterplatte zu befestigen und diese beispielsweise im Rahmen einer Entwicklungstätigkeit zu einem späteren Zeitpunkt gegen eine andere Hohlleiterantenne austauschen zu können.It is therefore the object of the present invention to specify a printed circuit board module that consists of a printed circuit board and a component, in particular a waveguide antenna, where the component can be attached exactly and permanently to the printed circuit board, but there is flexibility that allows different waveguide antennas if possible, to attach a standardized printed circuit board and to be able to exchange it for another waveguide antenna at a later point in time, for example as part of a development activity.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this is solved by the features of the independent claim. Advantageous developments and refinements result from the dependent claims.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Komponente eine Hohlleiterstruktur ist, insbesondere eine Hohlleiterstruktur mit einer Antennenstruktur ist. Für Radarsensoren mit Automobilanwendungen ist es oft vorteilhaft, wenn man für unterschiedlichen Einbauorte oder Anwendungsbereiche Sensoren aufbauen kann, die unterschiedliche Erfassungsbereiche haben und dennoch kostengünstig hergestellt werden können. Hierzu kann es vorteilhaft sein, eine standardisierte Leiterplatte für alle Arten von Sensoren herzustellen und die unterschiedlichen Anwendungen und Erfassungsbereiche durch unterschiedliche Hohlleiterantennen zu realisieren. Demgemäß wäre es vorteilhaft unterschiedliche Hohlleiterantennen mit einer oder mehreren unterschiedlichen Leiterplattenarchitekturen flexibel verbinden zu können. Im Bereich der Prototypenentwicklung oder der Ausrüstung von Kleinserien ist es weiterhin vorteilhaft, wenn Hohlleiterantennen und Leiterplatten flexibel kombiniert und getauscht werden können. Insbesondere ist es gewünscht, dass man Komponenten auf Leiterplatten fixieren kann ohne dass die Leiterplatten durchbohrt werden müssen, um die Schraubverbindung von der Gegenseite zu befestigen. Da dieses Vorgehen bereits beim Layout der Leiterplatte berücksichtigt werden muss, da in dem Bereich in dem die Leiterplattendurchbrüche vorgesehen sind, keine Leiterbahnen vorgesehen sein dürfen.Provision is advantageously made for the component to be a waveguide structure, in particular a waveguide structure with an antenna structure. For radar sensors with automotive applications, it is often advantageous if sensors can be built for different installation locations or areas of application, which have different detection ranges and can still be manufactured inexpensively. For this purpose, it can be advantageous to produce a standardized printed circuit board for all types of sensors and to implement the different applications and detection areas using different waveguide antennas. Accordingly, it would be advantageous to be able to flexibly connect different waveguide antennas to one or more different circuit board architectures. In the area of prototype development or the equipment of small series, it is also advantageous if waveguide antennas and printed circuit boards can be flexibly combined and exchanged. In particular, it is desirable to be able to fix components on printed circuit boards without having to drill through the printed circuit boards in order to fasten the screw connection from the opposite side. Since this procedure must already be taken into account when laying out the printed circuit board, since no conductor tracks may be provided in the area in which the printed circuit board openings are provided.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Leiterplatte und die Komponente mittels Schraubverbindungen verbunden werden, die jeweils aus einer Gewindebuchse und einem Gewindezapfen bestehen. Die Schraubverbindung wird durch die Kombination jeweils eines Gewindezapfens und jeweils einer Gewindebuchse erreicht, die ineinander geschraubt werden. Dabei kann der an der Leiterplatte befestigten Teil, der mittels einer Lötverbindung befestigt ist, entweder eine Gewindebuchse oder ein Gewindezapfen sein. Wie bereits erwähnt, ist es unerwünscht, dass die Schraubverbindung durch eine Ausnehmung in der Leiterplatte geführt wird und von der Rückseite der Leiterplatte verschraubt wird, da dieser Bereich der Leiterplatte freigehalten werden muss und in diesem Bereich der Leiterplatte keine Leiterbahnen verlaufen dürfen. Außerdem ist dieser Bereich zu Beginn der Leiterplattenentwicklung festzulegen. Vorteilhafter ist es, wenn ein Teil der Schraubverbindung, der entweder Gewindebuchse oder Gewindezapfen sein kann, auf der der Komponente zugewandten Leiterplattenoberfläche verlötet wird. Hierdurch ist man beim Design der Leitungen der verborgen liegenden Leiterplattenschichten frei und muss keine Rücksicht auf spätere Verbindungslöcher nehmen. Lediglich auf der obersten Schicht, die auf der Leiterplatte offen liegt, sind entsprechende Lötflächen vorzusehen. Auf diesen Lötflächen kann nun eine Gewindebuchse oder ein Gewindezapfen oberflächlich aufgelötet werden. Besonders vorteilhaft ist dieses, wenn hierzu herkömmliche Bestückungsautomaten und übliche Reflowlötprozesse eingesetzt werden können, wie diese bei der Bestückung der Leiterplatte mit Widerständen, Kondensatoren oder integrierten Schaltkreisen Anwendung finden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Komponente durchgehende Aussparungen aufweist, in die bei Montage der Komponente auf der Leiterplatte die Gewindebuchsen eingeführt werden können, so dass ein planes Aufliegen der Kontaktflächen der beiden zu verbindenden Teile ermöglicht wird.Furthermore, it is advantageous that the printed circuit board and the component are connected by means of screw connections, each of which consists of a threaded bushing and a threaded pin. The screw connection is achieved through the combination of a threaded pin and a threaded bush, which are screwed together. In this case, the part attached to the printed circuit board, which is attached by means of a soldered connection, can be either a threaded socket or a threaded pin. As already mentioned, it is undesirable for the screw connection to be guided through a recess in the printed circuit board and screwed from the back of the printed circuit board, since this area of the printed circuit board must be kept free and no conductor tracks may run in this area of the printed circuit board. In addition, this area must be defined at the beginning of the printed circuit board development. It is more advantageous if a part of the screw connection, which is either Can be threaded bushing or threaded pin, is soldered on the component facing the circuit board surface. This gives you freedom when designing the lines of the hidden circuit board layers and you don't have to take subsequent connection holes into account. Appropriate soldering areas are only to be provided on the top layer, which is exposed on the printed circuit board. A threaded bushing or a threaded pin can now be superficially soldered onto these soldering surfaces. This is particularly advantageous if conventional pick-and-place machines and conventional reflow soldering processes can be used for this purpose, such as are used when the printed circuit board is populated with resistors, capacitors or integrated circuits. Furthermore, it is advantageous if the component has continuous recesses into which the threaded bushings can be inserted when the component is mounted on the printed circuit board, so that the contact surfaces of the two parts to be connected can lie flat.

Es wird also die Verbindung der Komponente mit der Leiterplatte dadurch hergestellt, dass die Komponente auf der Leiterplatte fixiert wird, wobei der auf der Leiterplatte aufgelötete Teil der Schraubverbindung in die Ausnehmung der Komponente versenkt wird und auf der Komponente auf der der Leiterplatte abgewandten Seite der zweite Teil der Schraubverbindung aufgeschraubt wird.The component is connected to the circuit board by fixing the component on the circuit board, with the part of the screw connection soldered to the circuit board being countersunk into the recess in the component and the second part on the component on the side facing away from the circuit board Part of the screw connection is screwed on.

Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, dass der Innendurchmesser der Aussparung der Komponenten und der Außendurchmesser der Gewindebuchsen so aufeinander abgestimmt ist, dass diese eine Passung bilden. Der Außendurchmesser der Gewindebuchse ist der größte Durchmesser der Schraubverbindung. Dieser kann so bemessen sein, dass man die Komponente mit ihrer Aussparung auf diese Buchsen aufsetzt und die Gewindebuchsen eine laterale Hin- und Herbewegung der Komponente auf der Leiterplatte verhindert. Hierzu kann insbesondere eine Passung zwischen den Gewindebuchsen und der Komponente vorgesehen werden. Durch das Aufschrauben des zweiten Teils der Schraubverbindung wird die Komponente auf die Leiterplatte aufgepresst und auf der Leiterplatte fixiert. Dabei kann man im Rahmen der Erfindung wählen, ob der Teil der Schraubverbindung, der die Gewindebuchse bildet oder der Teil der Schraubverbindung, der den Gewindezapfen bildet, auf der Leiterplatte verlötet wird. Das jeweils andere Teil der Schraubverbindung wird benutzt, um die Komponente auf der Leiterplatte fest zu schrauben in dem das zweite Teil der Schraubbefestigung von der der Leiterplatte abgewandten Seite aufzuschrauben. Hierdurch wird die Komponente auf der Leiterplatte sowohl in lateraler Richtung fixiert, so dass sich die Komponente nicht auf der Leiterplatte hin- und her bewegen kann, zum anderen wird der Anpressdruck der Komponente auf die Leiterplatte durch das Anzugsmoment der Schraubverbindungen festgelegt.It can be particularly advantageous that the inside diameter of the recess of the components and the outside diameter of the threaded bushings are matched to one another in such a way that they form a fit. The outer diameter of the threaded bush is the largest diameter of the screw connection. This can be dimensioned in such a way that the component with its recess is placed on these bushings and the threaded bushings prevent the component from moving back and forth laterally on the circuit board. For this purpose, in particular, a fit between the threaded bushings and the component can be provided. By unscrewing the second part of the screw connection, the component is pressed onto the printed circuit board and fixed on the printed circuit board. One can choose within the scope of the invention whether the part of the screw connection that forms the threaded bushing or the part of the screw connection that forms the threaded pin is soldered to the printed circuit board. The respective other part of the screw connection is used to screw the component onto the circuit board in which the second part of the screw connection is screwed on from the side facing away from the circuit board. This fixes the component on the circuit board in a lateral direction so that the component cannot move back and forth on the circuit board. On the other hand, the contact pressure of the component on the circuit board is determined by the tightening torque of the screw connections.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass zu einem späteren Zeitpunkt die Schraubverbindung einfach geöffnet werden kann und die Komponente, die vorteilhafterweise eine Hohleiterantenne ist, durch eine andere Hohlleiterantenne ausgetauscht werden kann, ohne dass hierfür ein aufwendiges oder gar unmögliches Entlöten und erneutes Verlöten der neuen Hohleiterantenne durchgeführt werden muss.It is also advantageous that at a later point in time the screw connection can be easily opened and the component, which is advantageously a waveguide antenna, can be replaced by another waveguide antenna without the new waveguide antenna having to be desoldered and soldered again, which is time-consuming or even impossible must become.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass jeweils der Teil der Schraubverbindungen, der nicht mittels der Lötverbindung an der Leiterplatte befestigt ist, jeweils einen Kragen aufweist, mittels dem die Komponente auf der Leiterplatte aufgepresst wird. Da der Kragen der zweiten Schraubverbindung einen größeren Durchmesser aufweist als die Aussparung der Komponente, wird beim Anzug der Schraubverbindung die Komponente auf die Leiterplatte aufgepresst.Furthermore, it is advantageous that the part of the screw connections that is not fastened to the printed circuit board by means of the soldered connection has a collar in each case, by means of which the component is pressed onto the printed circuit board. Since the collar of the second screw connection has a larger diameter than the recess of the component, the component is pressed onto the printed circuit board when the screw connection is tightened.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die auf der Leiterplatte aufgelötete Gewindebuchse einen beliebigen Querschnitt aufweist, insbesondere einen runden quadratischen, rechteckigen oder sonstigen Querschnitt aufweist. Die Form und die Dimensionierung dieses Querschnitts ist lediglich davon abhängig, wie groß die Aussparung in der Komponente gewählt wird, so dass die Komponente auf der Leiterplatte nicht verrutscht und durch das Festschrauben der Schraubverbindung der gewünschte Anpressdruck erreicht wird, ohne das Leiterplattenmodul zu beschädigen. Dabei ist der Querschnitt die Form der Gewindebuchse gemeint, die sich durch einen Schnitt parallel zur Leiterplattenoberfläche bzw. zur Kontaktfläche zwischen Leiterplatte und Komponente ergibt.Furthermore, it is advantageous for the threaded bushing soldered onto the printed circuit board to have any desired cross section, in particular a round, square, rectangular or other cross section. The shape and dimensioning of this cross-section is only dependent on the size of the recess selected in the component, so that the component does not slip on the circuit board and the desired contact pressure is achieved by tightening the screw connection without damaging the circuit board module. The cross section means the shape of the threaded bushing, which results from a cut parallel to the circuit board surface or to the contact surface between the circuit board and the component.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.Further features, application possibilities and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All of the features described or illustrated form the subject matter of the invention, either alone or in any combination, regardless of how they are summarized in the patent claims or their back-reference and regardless of their wording or representation in the description or in the drawings.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leiterplattenmoduls und
  • 2 eine weitere schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Leiterplattenmoduls.
Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to drawings. Show it
  • 1 a schematic sectional view of an embodiment of the circuit board module according to the invention and
  • 2 a further schematic sectional view of a further embodiment of the printed circuit board module according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Leiterplattenmodul 1 dargestellt. Dieses besteht aus einer Leiterplatte 2, die beispielsweise eine mehrlagige Leiterplatte sein kann. Diese weist unter anderem weitere Bauelemente und Komponenten auf und kann an ihrer Oberseite Patchantennen aufweisen, über die elektromagnetische Strahlung abgestrahlt und/oder empfangen werden soll. Weiterhin ist in 1 eine Komponente 3 dargestellt, die auf der Leiterplatte 2 befestigt ist. Diese Komponente 3 kann beispielsweise eine Hohlleiterantenne sein, die Wellenleiterstrukturen aufweist. Diese Hohlleiterantenne leitet elektromagnetische Wellen von den Patchantennen an der Oberfläche der Leiterplatte 2 so weiter, dass diese an Antennenöffnungen abgestrahlt werden und dabei ein gewünschter Erfassungsbereich des Sende-/und Empfangssystems entsteht. Ebenso werden elektromagnetische Wellen empfangen und dabei von der Empfangsöffnung der Komponente 3 an die Patchantenne auf der Leiterplatte 2 weitergeleitet.
Diese Komponente 3 soll erfindungsgemäß mit der Leiterplatte 2 so fixiert werden, dass eine flexible oder wieder lösbare Kombination zwischen der Komponente 3, die vorteilhafterweise eine Hohlleiterantenne ist und der Leiterplatte 2 ermöglicht wird. Für Entwicklungsmaßnahmen sollte es möglich sein, die Komponente 3 mit abweichender Sende-/ Empfangscharakteristik einfach und kostengünstig auszutauschen, indem die Komponente 3 beispielsweise von der Leiterplatte 2 gelöst wird und durch eine andere Komponente 3, mit anderer Apertur ersetzt wird. Weiterhin soll es möglich sein, unterschiedliche Komponenten 3 und Leiterplatten 2 möglichst flexibel miteinander zu kombinieren um einen Baukasten an Leiterplatten 2 mit unterschiedlichen Wellenleiterstrukturen der Komponente 3 zu flexiblen Sensoren zusammenbauen zu können. Hierzu wird die Komponente 3 auf der Leiterplatte 2 mittels Schraubverbindungen 5, 6, 8, 9 befestigt. In 1 ist eine Variante dargestellt, indem auf der Leiterplatte 2 eine Gewindebuchse 5 aufgelötet wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gewindebuchse 5 so gestaltet und dimensioniert ist, dass diese mittels eines herkömmlichen Bestückungsautomaten und eines üblichen Reflowlötprozesses auf der Leiterplatte 2 verlötet werden kann. Die Gewindebuchse 5 wird durch die Lotschicht 4 mit der Leiterplatte 2 verbunden. Die Komponente 3 weist weiterhin im Bereich der Gewindebuchsen 5 Ausnehmungen bzw. Aussparungen 7 auf, in denen die Komponente 3 durchgehende Löcher aufweist. Die Komponente 3 kann so auf die Gewindebuchsen 5 aufgesetzt werden, dass die Gewindebuchsen 5 in die Aussparungen 7 aufgenommen werden und damit eine exakte Positionierung der Komponente 3 auf der Leiterplatte 2 ermöglicht wird. Um ein Abheben der Komponente 3 von der Leiterplatte 2 zu verhindern, werden in die Gewindebuchsen 5 die zweiten Teile der Schraubverbindungen 5, 6 eingeschraubt bzw. aufgeschraubt, die in dieser Ausführungsform als Gewindezapfen ausgeführt sind. Diese Gewindezapfen 6 weisen weiterhin einen Kragen auf, der so breit ist, dass dieser auf der Oberseite der Komponente 3 aufliegt und somit einen vordefinierten Anpressdruck der Komponente 3 auf der Leiterplatte 2 gewährleisten kann. Bei dieser Befestigungsvariante ist es von Vorteil, dass in der Leiterplatte 2 keine Aussparungen vorzusehen sind, sondern das gesamte Leiterplattenareal für die Auslegung der elektrischen Schaltung genutzt werden kann. Ansonsten müssten die Befestigungspunkte der Komponente 3 bereits beim Layout und der Entwicklung der Leiterplatte 2 festgelegt und berücksichtigt werden. Hierdurch ergibt sich eine größere Freiheit beim Leiterplattenlayout der Leiterplatte 2. Die Gewindebuchse 5 kann hierbei beliebige Querschnitte aufweisen. Diese Querschnitte können beispielswiese rund sein, so dass die Gewindebuchsen 5 in die runden Buchsen der Aussparungen 7 passen. Alternativ ist es auch möglich quadratische oder rechtwinklige Gewindebuchsen 5 vorzusehen, wobei in diesem Fall die Aussparungen 7 in der Komponente 3 ebenfalls entsprechend ihrer Form zumindest jedoch hinsichtlich ihrer Größe anzupassen sind.In 1 a printed circuit board module 1 is shown. This consists of a printed circuit board 2, which can be a multi-layer printed circuit board, for example. This has, among other things, further structural elements and components and can have patch antennas on its upper side, via which electromagnetic radiation is intended to be emitted and/or received. Furthermore is in 1 a component 3 is shown, which is mounted on the printed circuit board 2. This component 3 can be a waveguide antenna, for example, which has waveguide structures. This waveguide antenna forwards electromagnetic waves from the patch antennas on the surface of the printed circuit board 2 in such a way that they are emitted at antenna openings and a desired coverage area of the transmission and reception system is created. Likewise, electromagnetic waves are received and thereby forwarded from the reception opening of the component 3 to the patch antenna on the printed circuit board 2 .
According to the invention, this component 3 is to be fixed to the printed circuit board 2 in such a way that a flexible or detachable combination between the component 3, which is advantageously a waveguide antenna, and the printed circuit board 2 is made possible. For development measures, it should be possible to simply and inexpensively replace the component 3 with a different transmission/reception characteristic, for example by detaching the component 3 from the circuit board 2 and replacing it with another component 3 with a different aperture. Furthermore, it should be possible to combine different components 3 and printed circuit boards 2 with one another as flexibly as possible in order to be able to assemble a modular system of printed circuit boards 2 with different waveguide structures of component 3 to form flexible sensors. For this purpose, the component 3 is fastened on the printed circuit board 2 by means of screw connections 5, 6, 8, 9. In 1 a variant is shown in which a threaded bushing 5 is soldered onto the printed circuit board 2 . It is particularly advantageous if the threaded bushing 5 is designed and dimensioned in such a way that it can be soldered to the printed circuit board 2 using a conventional placement machine and a conventional reflow soldering process. The threaded bushing 5 is connected to the printed circuit board 2 by the layer of solder 4 . The component 3 also has in the area of the threaded bushings 5 recesses or recesses 7, in which the component 3 has through holes. The component 3 can be placed on the threaded bushings 5 in such a way that the threaded bushings 5 are accommodated in the recesses 7 and thus an exact positioning of the component 3 on the printed circuit board 2 is made possible. In order to prevent the component 3 from being lifted off the printed circuit board 2, the second parts of the screw connections 5, 6, which in this embodiment are designed as threaded pins, are screwed or screwed into the threaded bushings 5. These threaded pins 6 also have a collar that is so wide that it rests on the upper side of the component 3 and can thus ensure a predefined contact pressure of the component 3 on the printed circuit board 2 . In the case of this fastening variant, it is advantageous that no recesses have to be provided in the printed circuit board 2, but rather the entire printed circuit board area can be used for the design of the electrical circuit. Otherwise the fastening points of the component 3 would have to be specified and taken into account during the layout and the development of the printed circuit board 2 . This results in greater freedom in the printed circuit board layout of the printed circuit board 2. The threaded bushing 5 can have any desired cross section. These cross sections can be round, for example, so that the threaded bushings 5 fit into the round bushings of the recesses 7 . Alternatively, it is also possible to provide square or right-angled threaded bushings 5, in which case the recesses 7 in the component 3 must also be adapted according to their shape, but at least with regard to their size.

In 2 ist einen alternative Ausführungsform vorgesehen, in der wiederum das Leiterplattenmodul 1 dargestellt ist. Dieses Leiterplattenmodul 1 besteht wiederum aus der Leiterplatte 2, auf der die Komponente 3 befestigt ist. Hierzu ist im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht die Gewindebuchse 5 auf der Leiterplatte 2 verlötet, sondern der Gewindezapfen 8 auf der Leiterplatte 2 mittels der Lotverbindung 4 befestigt. Dabei kann der Kragen des Gewindezapfens 8 so dimensioniert sein, dass dieser möglichst exakt in die Aussparung 7 der Komponente 3 passt. Alternativ ist auch möglich, diesen Kragen des Gewindezapfens auch wesentlich kleiner als die Aussparung 7 auszuführen, da die Zentrierung der Komponente 3 zur Leiterplatte 2 durch den Außendurchmesser der Gewindebuchse 9 mit Kragen erfolgen kann. Hierzu wird als zweiter Teil der in 2 dargestellten Schraubverbindung, die aus den Teilen 8 und 9 besteht, der Gewindezapfen 8 auf der Leiterplatte 2 fest verlötet, die Komponente auf die Leiterplatte 2 aufgesetzt und durch das Einschrauben der Gewindebuchse mit Kragen 9 befestigt. Hierbei kann die Zentrierung der Komponente 3 durch das Einschrauben der Gewindebuchse 9 erfolgen sowie durch den Kragen der Gewindebuchse 9 ein vordefinierter Anpressdruck der Komponente 3 auf die Leiterplatte 2 hergestellt werden.In 2 an alternative embodiment is provided, in which again the printed circuit board module 1 is shown. This printed circuit board module 1 in turn consists of the printed circuit board 2 on which the component 3 is attached. For this purpose, the threaded bushing 5 is not soldered to the printed circuit board 2 in the exemplary embodiment shown, but rather the threaded pin 8 is fastened to the printed circuit board 2 by means of the solder connection 4 . The collar of the threaded pin 8 can be dimensioned in such a way that it fits into the recess 7 of the component 3 as precisely as possible. Alternatively, it is also possible to design this collar of the threaded pin to be significantly smaller than the recess 7 since the component 3 can be centered with respect to the printed circuit board 2 by the outside diameter of the threaded bushing 9 with the collar. For this purpose, as a second part, the in 2 illustrated screw connection, which consists of the parts 8 and 9, the threaded pin 8 is soldered to the printed circuit board 2, the component is placed on the printed circuit board 2 and fastened by screwing in the threaded bushing with the collar 9. The centering of the component 3 can be achieved by screwing in the threaded bushing 9 gene and by the collar of the threaded bushing 9, a predefined contact pressure of the component 3 on the printed circuit board 2 can be produced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102018203106 A1 [0002]DE 102018203106 A1 [0002]

Claims (9)

Leiterplattenmodul (1), bestehend aus einer Leiterplatte (2) und einer daran befestigten Komponente (3), insbesondere elektrischen Komponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (3) mittels 2 oder mehr Schraubverbindungen (5,6,8,9) mit der Leiterplatte (2) fixiert ist, wobei die Schraubverbindungen (5,6,8,9) aus jeweils 2 Teilen (5,6,8,9) bestehen und der an der Leiterplatte (2) befestigte Teil (5, 8) der Schraubverbindungen (5,6,8,9) auf der Oberfläche der Leiterplatte (2) durch jeweils eine Lötverbindung (4) befestigt ist.Circuit board module (1) consisting of a circuit board (2) and a component (3) attached thereto, in particular electrical component, characterized in that the component (3) by means of 2 or more screw connections (5,6,8,9) with the Printed circuit board (2) is fixed, the screw connections (5,6,8,9) each consisting of 2 parts (5,6,8,9) and the printed circuit board (2) fixed part (5, 8) of the screw connections (5,6,8,9) on the surface of the printed circuit board (2) is fixed by a respective solder joint (4). Leiterplattenmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (3), eine Hohlleiterstruktur, insbesondere eine Antennenstruktur, aufweist.Circuit board module (1) according to claim 1 , characterized in that the component (3) has a waveguide structure, in particular an antenna structure. Leiterplattenmodul (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplattenmodul Teil eines Radarsensors ist und zum Senden und Empfangen hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist.PCB module (1) according to claim 2 , characterized in that the circuit board module is part of a radar sensor and is provided for sending and receiving high-frequency electromagnetic radiation. Leiterplattenmodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindungen (5,6,8,9) jeweils aus einer Gewindebuchse (5,9) und einem Gewindezapfen (6,9) bestehen, wobei der durch jeweils eine Lötverbindung (4) an der Leiterplatte (2) befestigte Teil (5, 8) der Schraubverbindungen (5,6,8,9) entweder eine Gewindebuchse (5,9) oder ein Gewindezapfen (6,8) ist.Printed circuit board module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw connections (5,6,8,9) each consist of a threaded bushing (5,9) and a threaded pin (6,9), the connection being made by a soldered connection (4) part (5, 8) of the screw connections (5,6,8,9) fastened to the printed circuit board (2) is either a threaded bushing (5,9) or a threaded pin (6,8). Leiterplattenmodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (3) mittels der Schraubverbindungen (5,6,8,9) - auf die Leiterplatte (2) angepresst wird, und - eine Veränderung der Position der Komponente (3) auf der Leiterplatte (2) verhindert wird.Printed circuit board module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the component (3) by means of the screw connections (5,6,8,9) - is pressed onto the printed circuit board (2), and - a change in the position of the component ( 3) on the circuit board (2) is prevented. Leiterplattenmodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (3) durchgehende Aussparungen aufweist, in die bei Montage der Komponente (3) auf der Leiterplatte (2) die Gewindebuchsen (5,9) eingeführt werden.Printed circuit board module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the component (3) has continuous recesses into which the threaded bushings (5, 9) are inserted when the component (3) is mounted on the printed circuit board (2). Leiterplattenmodul (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Aussparungen (4) und der Außendurchmesser der Gewindebuchsen (5,9) so aufeinander abgestimmt sind dass diese eine Passung bilden.PCB module (1) according to claim 6 , characterized in that the inside diameter of the recesses (4) and the outside diameter of the threaded bushings (5, 9) are matched to one another in such a way that they form a fit. Leiterplattenmodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Teil (6,9) der Schraubverbindungen (5,6,8,9), der nicht mittels der Lötverbindung (4) an der Leiterplatte (2) befestigt ist, jeweils einen Kragen aufweist, mittels dem die Komponente (3) auf der Leiterplatte (2) aufgepresst wird.Printed circuit board module (1) according to any one of the preceding Claims 4 until 7 , characterized in that each part (6,9) of the screw connections (5,6,8,9), which is not fixed by means of the solder connection (4) on the circuit board (2), each having a collar by means of which Component (3) on the printed circuit board (2) is pressed. Leiterplattenmodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Leiterplatte (2) aufgelötete Gewindebuchse (5) einen beliebigen Querschnitt, insbesondere einen runden, quadratischen, rechteckigen Querschnitt, aufweist.Printed circuit board module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded bushing (5) soldered onto the printed circuit board (2) has any cross section, in particular a round, square, rectangular cross section.
DE102021203104.8A 2021-03-29 2021-03-29 circuit board module Pending DE102021203104A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021203104.8A DE102021203104A1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 circuit board module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021203104.8A DE102021203104A1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 circuit board module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021203104A1 true DE102021203104A1 (en) 2022-09-29

Family

ID=83192714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021203104.8A Pending DE102021203104A1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 circuit board module

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021203104A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018203106A1 (en) 2018-03-01 2019-09-05 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radar system for detecting the surroundings of a motor vehicle with a plastic antenna

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018203106A1 (en) 2018-03-01 2019-09-05 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radar system for detecting the surroundings of a motor vehicle with a plastic antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2692025B1 (en) Modular electrical plug connector assembly
WO2007033849A2 (en) Combined fastening and contacting system for electrical components on superimposed circuit boards
EP3232751B1 (en) Electrical plug coupling device
EP3552463B1 (en) Printed circuit board composite and method for producing same
DE202010011837U1 (en) Ceramic patch antenna and ceramic patch antenna mounted on a printed circuit board
DE102013209296A1 (en) Electronic module, in particular control device for a vehicle and method for its production
DE102017216906A1 (en) Waveguide system, radio frequency line and radar sensor
DE102021203104A1 (en) circuit board module
DE102013209435A1 (en) Plug connection with an optimized to avoid chips guide element
DE19851868C1 (en) Electrical circuit board component and method for the automatic assembly of circuit boards with such components
WO2012032062A1 (en) Printed circuit board for population with luminous bodies
WO2018073128A1 (en) Circuit board
DE102014117536B4 (en) Method for the lateral connection of two printed circuit boards and optoelectronic sensor with two angularly connected printed circuit boards
DE19924198B4 (en) Daughter board for insertion into a motherboard
WO2021115710A1 (en) Electronic assembly
DE102018206480B4 (en) Connector and control unit
WO2016030379A1 (en) Method for manufacturing a circuit carrier and circuit carrier for electronic components
EP2874476B1 (en) Printed circuit base board, module circuit board and circuit board assembly with a base board and a module circuit board
DE102021206103B4 (en) contraption
EP2166825A1 (en) Solderable electronic module with printed circuit board
DE102017214780A1 (en) Sensor component, pre-assembly arrangement for a sensor component and method for producing a sensor component
DE102017202046A1 (en) Antenna module and antenna device for a motor vehicle
DE102021210201A1 (en) Circuit board with tolerance compensation
DE102016208875A1 (en) Communication device for a diagnostic system of a motor vehicle
DE10105416A1 (en) Kitchen sink