DE19961116A1 - Leiterplattenanordnung - Google Patents

Leiterplattenanordnung

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Abstract

Eine Leiterplattenanordnung weist eine einlagige Leiterplatte (1) mit mehreren Leiterbahnen (11) und einen der einlagigen Leiterplatte (1) zugeordneten Schaltungsträger (2) mit wenigstens einem elektronischen Bauelement (24) auf. Wenigstens ein elektrisch leitender Pfad umfaßt eine an den Schaltungsträger (2) herangeführte Leiterbahn (11; 11'; 11'') der Leiterplatte (1) und einen Bonddraht (12; 12'; 12'') zum Schaltungsträger (2). Wenigstens eine Leiterbahn (11; 21) ist von dem elektrisch leitenden Pfad überquert. Dadurch lässt sich eine potentialfreie Kreuzung von Leiterbahnen auf besonders einfache Weise realisieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung mit einer einlagigen Leiterplatte und einem der Leiterplatte zugeordne­ ten Schaltungsträger, insbesondere für ein Steuergerät in ei­ nem Kraftfahrzeug.
Bei Automatikgetrieben für Kraftfahrzeugen werden zunehmend die Steuerelektronik und zugehörige Sensoren in das Getriebe integriert. Ähnliche Forderungen an eine "Vorort-Elektronik" gibt es beispielsweise bei Motor- und Bremssteuerungen. In sogenannten mechatronischen Steuergeräten werden regelmäßig flexible Leiterplatten oder Flexfolien zur Verteilung von e­ lektrischen Signalen und Energie eingesetzt. Aus wirtschaft­ lichen Gründen werden einlagige Leiterplatten bevorzugt. Be­ dingt durch die Schaltungstechnik oder das Leiterplatten- Layout kann allerdings eine potentialfreie Kreuzung oder Ent­ flechtung von Leiterbahnen notwendig werden.
Ein gegenüber Öl hermetisch abgedichtets Steuergerät ist aus der Patentanmeldung WO 98/44593 bekannt. Eine flexible Lei­ terplatte ist dicht durch ein Gehäuse des Steuergeräts hin­ durchgeführt und in einem Überlappungsbereich mit einem Kera­ miksubstrat über eine Klebung elektrisch kontaktiert. Elekt­ rische Signale von Sensoren werden über Leiterbahnen der fle­ xiblen Leiterplatte an eine auf dem Keramiksubstrat angeord­ nete integrierte Steuerschaltung herangeführt.
Die Offenlegungsschrift DE 41 18 308 A1 beschreibt einen Schaltungsträger, der aus einer ersten Leiterplatte und einer auf die erste Leiterplatte geklebten zweiten Leiterplatte be­ steht. Elektrische Verbindungen zwischen der ersten Leiter­ platte und einem elektronischen Bauelement auf der zweiten Leiterplatte werden über Bonddrähte hergestellt. Unter der zweiten Leiterplatte können sich auf der ersten Leiterplatte Leiterbahnen oder in Dickschichttechnik aufgebrachte Wider­ stände befinden.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung mit einer einlagigen Leiterplatte bereitzustellen, die eine be­ sonders rationelle Herstellung von Kreuzungen zwischen elekt­ risch leitenden Pfaden erlaubt, die voneinander galvanisch getrennt sind, insbesondere unter Verzicht eines zusätzlichen Fertigungsprozesses.
Dieses Ziel wird mit einer Leiterplattenanordnung erreicht, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist. Vorteilhafte Wei­ terbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Entflechtung von Leiterbahnen einer einlagigen Leiter­ platte wird ein ohnehin zusätzlich vorhandener Schaltungsträ­ ger eingesetzt, der über Bonddrähten mit der Leiterplatte e­ lektrisch kontaktiert ist. Dabei kann auf das Einlöten von Drahtbrücken verzichtet werden. Die elektrischen Pfade müssen lediglich mittels Bonddrähten zum Schaltungsträger hin- und/oder weggeführt werden. Hierzu ist kein zusätzlicher Fer­ tigungsschritt nötig. Das Bonden der elektrischen Pfade er­ folgt zusammen mit dem Bonden der elektrischen Verbindungen zu dem auf dem Schaltungsträger angeordneten elektronischen Bauelement.
Eine kreuzungsfreie Überquerung einer Leiterbahn kann entwe­ der durch den Bonddraht oder durch Führen der Leiterbahnen auf unterschiedlichen Lagen des Schaltungsträgers erreicht werden.
Bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind Getriebesteu­ ergeräte, Motorsteuergeräte und Bremssteuergeräte mit auf ei­ nem Keramiksubstrat angeordneten elektronischen Steuerschal­ tungen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht eines Getriebesteuergeräts mit ei­ ner Leiterplattenanordnung, und
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Leiterplattenanordnung von Fig. 1.
Fig. 1 veranschaulicht ein Getriebesteuergerät mit einer Leiterplattenanordnung, die eine einlagige flexible Leiter­ platte 1 oder Flexfolie aus Polyimid und ein Keramiksubstrat als Schaltungsträger 2 umfaßt. Der Schaltungsträger 2 besitzt zwei Lagen 22 und 23 mit Leiterbahnen. Zwischen der Leiter­ platte 1 und dem Schaltungsträger 2 bestehen elektrische Ver­ bindungen in Form von Bonddrähten 12. Auf diese Weise sind Leiterbahnen der Leiterplatte 1 mit Leiterbahnen des Schal­ tungsträgers 2 elektrisch verbunden.
Die flexible Leiterplatte 1 und der Schaltungsträger 2 weisen einen umlaufenden Überlappungsbereich auf, in dem der Schal­ tungsträger 2 auf die Leiterplatte 1 geklebt ist.
Das Getriebesteuergerät ist für den Einbau innerhalb eines Getriebegehäuses eines Kraftfahrzeugs bestimmt.
Auf dem Schaltungsträger 2 ist ein elektronisches Bauelement 24 angeordnet. Dabei handelt es sich um einen ungehäusten Halbleiterchip mit einer integrierten Steuerschaltung. Das Bauelement 24 ist über Bonddrähte 12 mit Leiterbahnen des Schaltungsträgers 2 elektrisch kontaktiert. Alle Bonddrähte sind in einem Fertigungsprozeß mittels Dickdrahtbonden ange­ bracht worden.
Die flexible Leiterplatte 1 ist durch ein rotationssymmetri­ sches Gehäuse durchgeführt, das aus einer metallischen Grundplatte 3 und einem Deckel 4 aus Kunststoff besteht. Um eine Abdichtung gegen Getriebeöl zu erzielen, ist die flexibel Leiterplatte mit ihrer Unterseite auf die Grundplatte 3 lami­ niert. Zusätzlich weist der Deckel 4 gegenüber der Oberseite der Leiterplatte 1 eine umlaufende Nut auf, in der eine Dich­ tung oder Dichtmasse eingebettet ist.
Der Schaltungsträger 2 ist mit einem Wärmeleitkleber auf ei­ nen Sockel der Grundplatte 3 geklebt. Die Höhe des Sockels entspricht etwa der Dicke der Leiterplatte 1.
Fig. 2 zeigt Leiterbahnen 11 der Leiterplatte 1, die nicht dargestellte Sensoren, Aktoren und einen ebenfalls nicht dar­ gestellten Steckverbinder mit einer durch elektronische und elektrische Bauelemente 24 gebildete Steuerschaltung auf dem Schaltungsträger 2 verbinden. Bonddrähte 12 sind mit den Lei­ terbahnen 11 der Leiterplatte 1 und mit Bondflecken oder Bondpads auf dem Schaltungsträger 2 verschweißt.
Zusätzlich bilden Bonddrähte 12 oder Bondbrücken elektrische Kontakte zwischen benachbarten Leiterbahnen 11 der Leiter­ platte 11 sowie zwischen einer am Schaltungsträger 2 vorbei­ geführten Leiterbahn 11 und der auf dem Schaltungsträger an­ geordneten Steuerschaltung.
Mehrere elektrische Leiterbahnen 11 sind am Schaltungsträger 2 vorbeigeführt. Es handelt sich dabei um zwei Signalleitun­ gen mit einer Breite von jeweils etwa 1 mm, die von einem Steckerstift direkt an ein Magnetventil geführt sind und um eine Energieversorgunsleitung mit einer Breite von 2 mm. Die drei Leiterbahnen sind unter Bonddrähten 12 durchgeführt. Die Länge dieser Bonddrähte 12 oder Bond-Loops hängt jeweils von der Anzahl und der Breite der unter dem Bonddraht durchge­ führten Leiterbahnen 11 ab. Bei einer Breite von jeweils 2 mm können mindestens zwei Leiterbahnen unter einem Bonddraht durchgeführt werden, bei einer Breite von 1 mm mindestens fünf.
Zwei dargestellte elektrische Pfade umfassen jeweils erste Leiterbahnen 11' und Bonddrähte 12' zum Schaltungsträger 2. Ferner weisen diese elektrische Pfade jeweils eine Leiterbahn 21 des Schaltungsträgers 2 vom Bonddraht 12' zu einem weite­ ren Bonddraht 12" auf, der die Leiterbahn 21 mit einer zwei­ ten Leiterbahn 11" der Leiterplatte 1 elektrisch verbindet. Durch den elektrischen Pfad werden also über den Schaltungs­ träger 2 zwei Leiterbahnen 11' und 11" der Leiterplatte mit­ einander verbunden.
Die elektrischen Pfade überqueren jeweils im Bereich der Bonddrähte 12" eine Leiterbahn 11'. Auf dem Schaltungsträger 2 können die elektrische Pfade sich zusätzlich in unter­ schiedlichen Leiterbahnebenen oder Lagen elektrisch isoliert kreuzen.
Eine gestrichelte Linie deutet eine Leiterbahn 21 einer unte­ ren Lage des Schaltungsträgers 2 an. Diese wird von einer an der Oberfläche des Schaltungsträgers 2 verlaufenden Leiter­ bahn 21 gekreuzt.

Claims (7)

1. Leiterplattenanordnung, die aufweist:
  • - eine einlagige Leiterplatte (1) mit Leiterbahnen (11),
  • - einen der einlagigen Leiterplatte (1) zugeordneten Schal­ tungsträger (2) mit wenigstens einem elektronischen Bauele­ ment (24),
  • - wenigstens einen elektrisch leitenden Pfad mit einer an den Schaltungsträger (2) herangeführten Leiterbahn (11; 11'; 11") der Leiterplatte (1) und mit einem Bonddraht (12; 12'; 12") von der Leiterbahn (11') zum Schaltungsträger (2),
  • - wenigstens eine Leiterbahn (11; 21), die von dem elektrisch leitenden Pfad überquert ist.
2. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der elektrisch leitende Pfad eine erste Lei­ terbahn (11') der Leiterplatte (1), einen ersten Bonddraht (12'), eine Leiterbahn (21) des Schaltungsträgers (2), einen zweiten Bonddraht (12") und eine zweite Leiterbahn (11") der Leiterplatte (1) umfaßt.
3. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Leiter­ bahn (11) unter einem Bonddraht (12) hindurchgeführt ist.
4. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (2) mehrere Lagen (22; 23) von Leiterbahnen (21) aufweist, und dass sich wenigstens zwei elektrische Pfade (11', 12', 21, 12", 11") auf dem Schaltungsträger (2) in unterschied­ lichen Lagen kreuzen.
5. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (2) ein Keramiksubstrat ist.
6. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Schaltungs­ träger (2) vorbei geführte Leiterbahn (11) der Leiterplatte (1) über einen Bonddraht (12) mit dem elektronischen Bauele­ ment (24) des Schaltungsträgers (2) elektrisch verbunden ist.
7. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Leiterbahnen (11) der Leiterplatte (1) mit einem Bonddraht (12) elektrisch ver­ bunden sind.
DE19961116A 1999-12-17 1999-12-17 Leiterplattenanordnung Withdrawn DE19961116A1 (de)

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