DE102021210201A1

DE102021210201A1 - Leiterplatte mit Toleranzkompensation

Info

Publication number: DE102021210201A1
Application number: DE102021210201.8A
Authority: DE
Inventors: Helmut Brantsch
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Es wird eine Leiterplatte (1) mit einem Trägerkörper aus einem nicht-leitenden Material, der eine erste Hauptoberfläche (2) und eine zweite Hauptoberfläche (3), die der ersten Hauptoberfläche (2) gegenüberliegt, aufweist, wobei auf der ersten und der zweiten Hauptoberfläche (2, 3) leitende Strukturen (8, 9) ausgebildet sind, beschrieben, wobei in dem Trägerkörper zumindest eine Nut (6, 7; 6') ausgebildet ist, die sich entlang einer Hauptoberfläche (2, 3) von einer ersten Seitenfläche des Trägerkörpers zu einer der ersten Seitenfläche (4) gegenüber liegenden zweiten Seitenfläche (5) des Trägerkörpers erstreckt und wobei sich die Nut (6, 7; 6') von einer Hauptoberfläche (2, 3) bis zur anderen Hauptoberfläche (2, 3) erstreckt und an einer der Hauptoberflächen (2, 3) von einer ersten flächigen leitenden Struktur (8, 9) bedeckt ist, wodurch durch die flächige leitende Struktur (11, 13) eine flexible Verbindung zwischen den sich durch die Nut (6, 7; 6') ergebenden beiden Trägerkörperteilen gebildet wird. Dabei sind die beiden Trägerkörperteile in einer Ebene liegend in einem Gerät verbaut.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit einem Trägerkörper aus einem nicht leitenden Material, der eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegt, aufweist, wobei auf der ersten und der zweiten Hauptoberfläche leitende Strukturen ausgebildet sind. In dem Trägerkörper ist zumindest eine Nut ausgebildet, die sich entlang einer Hauptoberfläche von einer ersten Seitenfläche des Trägerkörpers zu einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche des Trägerkörpers erstreckt, wobei sich die Nut von einer Hauptoberfläche bis zur anderen Hauptoberfläche erstreckt und an einer der Hauptoberflächen von einer ersten flächigen leitenden Struktur bedeckt ist, wodurch durch die flächige leitende Struktur eine flexible Verbindung zwischen den sich durch die Nut ergebenden beiden Trägerkörperteilen gebildet wird.
Eine solche Leiterplatte ist aus der DE 10 2013 200 652 B4 bekannt. Dort dienen die Nuten in der Leiterplatte dazu, die Leiterplatte mittels der übrig gebliebenen flexiblen Bereiche zu biegen, um sie in einer kompakten Form in einem Gehäuse verbauen zu können. Auch die EP 1 575 344 A1 offenbart eine solche Leiterplatte, wobei die entweder bei der Herstellung ausgesparten oder nachträglich durch spanendes Bearbeiten hergestellten Nuten ebenfalls dazu dienen, die Leiterplatte im Bereich der Nuten mittels der übrig gebliebenen flexiblen Teile des Trägerkörpers biegen zu können, um beispielsweise einen Steckerabschnitt der Leiterplatte in einem rechten Winkel zum Rest der Leiterplatte anordnen zu können.
Oftmals müssen verschiedene, in einem Gehäuse zu verbauende Leiterplatten miteinander verbunden werden, was derzeit zumeist über feste Verbindungen erfolgt, welche jedoch kaum eine Kompensation von Toleranzen erlauben, die sich durch thermische Ausdehnung ergeben. Dies kann zu Reibkorrosionen führen und damit zu verringerter Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leiterplatte gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach sind bei einer Leiterplatte mit einem Trägerkörper aus einem nicht-leitenden Material, der eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegt, aufweist, wobei auf der ersten und der zweiten Hauptoberfläche leitende Strukturen ausgebildet sind, wobei in dem Trägerkörper zumindest eine Nut ausgebildet ist, die sich entlang einer Hauptoberfläche von einer ersten Seitenfläche des Trägerkörpers zu einer der ersten Seitenfläche gegenüber liegenden zweiten Seitenfläche des Trägerkörpers erstreckt und wobei sich die Nut von einer Hauptoberfläche bis zur anderen Hauptoberfläche erstreckt und an einer der Hauptoberflächen von einer ersten flächigen leitenden Struktur bedeckt ist, wodurch durch die flächige leitende Struktur eine flexible Verbindung zwischen den sich durch die Nut ergebenden beiden Trägerkörperteilen gebildet wird, die beiden Trägerkörperteile in einer Ebene liegend in einem Gerät verbaut.
Es wird also in erfindungsgemäßer Weise die an sich bekannte Maßnahme von Nuten in einer Leiterplatte nicht zum Biegen der Leiterplatte genutzt, sondern dazu, zwischen den beiden in einer Ebene verbauten Leiterplattenteilen eine Lücke zu erhalten, die gegebenenfalls in ihrer Breite den jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden kann, dabei aber eine leitende Verbindung zwischen den Leiterplattenteilen ermöglicht wird.
In einer Ausbildung kann mehr als eine Nut in der Leiterplatte ausgebildet sein, wobei zumindest eine der weiteren Nuten von einer flächigen leitenden Struktur bedeckt ist, die auf einer anderen Hauptoberfläche als die erste flächige leitende Struktur ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausbildung kann die zumindest eine Nut nur in einem Teilbereich von einer flächigen leitenden Struktur bedeckt sein.
Dabei kann die zumindest eine Nut in dem von einer flächigen leitenden Struktur bedeckten Teilbereich breiter sein als in dem oder den nicht bedeckten Teilbereich(en).
In einer weiteren Weiterbildung können zwei nicht von einer flächigen leitenden Struktur bedeckte Teilbereiche jeweils in einem Bereich des Trägerkörpers an den sich gegenüberliegenden Seitenflächen ausgebildet sein und sich jeweils bis zu diesen erstrecken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen

1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leiterplatte,
2 eine Draufsicht auf eine Leiterplatte gemäß 1,
3 einen Querschnitt durch eine alternative Ausführung einer erfindungsgemäßen Leiterplatte und
4 eine Draufsicht auf eine Leiterplatte gemäß 3.

Die Leiterplatte 1, wie sie in den 1 und 2 in einer Querschnitt und einer Draufsicht dargestellt ist, weist eine erste Hauptoberfläche 2 und eine zweite Hauptoberfläche 3 auf, die sich gegenüberliegen und die Oberflächen bilden, auf denen leitende Strukturen 8, 9 aus gebildet sind. Die leitenden Strukturen können beliebige Formen haben und sind jedoch in den 1 und 2 als einfache geradlinige Leiter ausgebildet. Im Trägerkörper können weitere Leiterbahnen 12 ausgebildet sein, die jedoch nur schematisch angedeutet sind. Wie in dem Querschnitt der 1 dargestellt ist, weist der Trägerkörper zwei Nuten 6 und 7 auf, die in den Trägerkörper beispielweise gefräst sein können. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, diese bereits bei der Herstellung des Trägerkörpers auszusparen. Jeweils eine der Hauptoberflächen 2, 3 weist dabei eine elektrisch leitende Struktur 11 auf, die die Nuten 6 bzw. 7 bedeckt und mit dem Rest des Trägerkörpers der Leiterplatte 1 mechanisch in Verbindung ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist dabei eine erste elektrisch leitende Struktur 11 auf der zweiten Hauptoberfläche 3 und eine zweite elektrisch leitende Struktur 13 auf der ersten Hauptoberfläche 2 ausgebildet. Ebenfalls dargestellt in den 1 und 2 sind Durchkontaktierungen 10, die Leiterbahnen auf den Hauptoberflächen 2, 3 und auch den innenliegenden Leiterbahnen 12 elektrisch miteinander verbinden können.
Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 erstreckt sich die Nut 6 und auch die Nut 7 von einer ersten Seitenfläche 4 bis zu einer zweiten Seitenfläche 5 des Trägerkörpers der Leiterplatte 1, wodurch der Trägerkörper der Leiterplatte 1 durch die Nuten 6 und 7 quasi in verschiedene Leiterplattenteile unterteilt wird, die lediglich durch die elektrisch leitenden Strukturen 11 und 13 miteinander verbunden sind.
Hierdurch ist in vorteilhafter Weise möglich, dass sich bei einer Dehnung oder Stauchung der Leiterplatte 1 in Längsrichtung - also quer zum Verlauf der Nuten 6, 7 - ein Ausgleich über die flexiblen elektrisch leitenden Strukturen 11 und 13 ergibt, was in der 4 etwas konkreter dargestellt ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, wie es in den 3 und 4 ebenfalls in einer Querschnittsdarstellung und einer Draufsicht dargestellt ist, wobei hier der Querschnitt entlang einer Linie B-B erfolgt, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist nur eine Nut 6' dargestellt, die sich nur über einen Teil der Breite des Trägerkörpers der Leiterplatte 1 erstreckt, wie insbesondere aus 4 zu erkennen ist. D. h. die von der ersten leitenden Struktur 11 bedeckte Teil der Nut 6 reicht nicht bis zu den Seitenrändern 4, 5 des Trägerkörpers der Leiterplatte 1. Stattdessen weist der Trägerkörper im Bereich der Seitenränder 4 und 5 jeweils eine durchgehende Nut 14, 15 auf, die folglich nicht von einer leitenden Struktur bedeckt ist. Sie hat gegenüber der Nut 6' eine geringere Breite, wobei diese Breite jedoch beliebig gewählt werden kann und auch die Breite der Nut 6' annehmen kann.
Wie in der 3 dargestellt ist, kann die leitende flexible Struktur 11, die zumindest einen Teil der Nut 6' bedeckt, Stauchkräfte aufnehmen und sich verbiegen, so dass ein Toleranzausgleich möglich ist.
Im Prinzip erhält man auf diese Weise zwei Leiterplatten, die voneinander getrennt sind, wobei die elektrischen Verbindungen jedoch über die elektrisch leitende Struktur 11 erfolgt, welche gleichzeitig einen mechanischen Toleranzausgleich vornehmen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013200652 B4 [0002]
EP 1575344 A1 [0002]

Claims

Leiterplatte (1) mit einem Trägerkörper aus einem nicht-leitenden Material, der eine erste Hauptoberfläche (2) und eine zweite Hauptoberfläche (3), die der ersten Hauptoberfläche (2) gegenüberliegt, aufweist, wobei auf der ersten und der zweiten Hauptoberfläche (2, 3) leitende Strukturen (8, 9) ausgebildet sind, wobei in dem Trägerkörper zumindest eine Nut (6, 7; 6') ausgebildet ist, die sich entlang einer Hauptoberfläche (2, 3) von einer ersten Seitenfläche des Trägerkörpers zu einer der ersten Seitenfläche (4) gegenüber liegenden zweiten Seitenfläche (5) des Trägerkörpers erstreckt und wobei sich die Nut (6, 7; 6') von einer Hauptoberfläche (2, 3) bis zur anderen Hauptoberfläche (2, 3) erstreckt und an einer der Hauptoberflächen (2, 3) von einer ersten flächigen leitenden Struktur (8, 9) bedeckt ist, wodurch durch die flächige leitende Struktur (11, 13) eine flexible Verbindung zwischen den sich durch die Nut (6, 7; 6') ergebenden beiden Trägerkörperteilen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trägerkörperteile in einer Ebene liegend in einem Gerät verbaut sind.
Leiterplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass mehr als eine Nut (6, 7; 6') in der Leiterplatte (1) ausgebildet ist, zumindest eine der weiteren Nuten (6, 7; 6') von einer flächigen leitenden Struktur (8, 9) bedeckt ist, die auf einer anderen Hauptoberfläche (2, 3)als die erste flächige leitende Struktur (8, 9) ausgebildet ist.
Leiterplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Nut (6, 7; 6') nur in einem Teilbereich von einer flächigen leitenden Struktur (8, 9) bedeckt ist.
Leiterplatte (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Nut (6') in dem von einer flächigen leitenden Struktur (8, 9) bedeckten Teilbereich breiter ist als in dem oder den nicht bedeckten Teilbereich(en) (14, 15).
Leiterplatte (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nicht von einer flächigen leitenden Struktur (8, 9) bedeckte Teilbereiche jeweils in einem Bereich des Trägerkörpers an den sich gegenüberliegenden Seitenflächen ausgebildet sind und sich jeweils bis zu diesen erstrecken.