DE20221189U1 - Printed circuit board with at least one rigid area and at least one flexible area - Google Patents
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Abstract
Leiterplatte mit mindestens einem starren Bereich (2) und mindestens einem flexiblen Bereich (3), mit einer ein- oder beidseitig kupferkaschierten oder mit Leiterbahnen versehenen starren Einzellage (4) und mit einer ein- oder beidseitig kupferkaschierten oder mit Leiterbahnen versehenen flexible Einzellage (5), wobei die starre Einzellage (4) und die flexible Einzellage (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der starren Einzellage (4) und der flexiblen Einzellage (5) ein flüssiger oder fließfähiger Klebstoff (8) angeordnet ist.circuit board with at least one rigid area (2) and at least one flexible one Area (3), with a one- or two-sided copper-clad or with printed conductors provided rigid single layer (4) and with a one or both sides copper-clad or provided with tracks flexible single layer (5), wherein the rigid single layer (4) and the flexible single layer (5) are interconnected, characterized that between the rigid single layer (4) and the flexible single layer (5) a liquid or flowable adhesive (8) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit mindestens einem starren Bereich und mindestens einem flexiblen Bereich, mit einer ein- oder beidseitig kupferkaschierten oder mit Leiterbahnen versehenen starren Einzellage und mit einer ein- oder beidseitig kupferkaschierten oder mit Leiterbahnen versehenen flexible Einzellage, wobei die starre Einzellage und die flexible Einzellage miteinander verbunden sind.The The invention relates to a printed circuit board with at least one rigid Area and at least one flexible area, with an on or copper-clad on both sides or provided with tracks rigid Single layer and with one or both sides copper clad or provided with interconnects flexible single layer, wherein the rigid single layer and the flexible single layer connected together are.
Schon seit vielen Jahrzehnten werden gedruckte elektrische Schaltungen beispielsweise in elektrischen Geräten und in Kraftfahrzeugen zur elektronischen Regelung und Steuerung eingesetzt. Es handelt sich hierbei üblicherweise um starre Leiterplatten, die einerseits diskrete Bauelemente und hochintegrierte Bausteine elektrisch miteinander verbinden und andererseits als Träger derselben fungieren. Die Leiterplatten bestehen zumeist aus einer oder mehreren Einzellagen von glasfaserverstärkten, ausgehärteten Epoxidharzplatten, die zur Ausbildung von Leiterbahnen bzw. Leiterbildern ein- oder beidseitig kupferkaschiert sind. Bei mehrlagigen Leiterplatten sind die einzelnen Ebenen bzw. die auf den Einzellagen angeordneten Leiterbahnen durch metallisierte Bohrungen in der Leiterplatte miteinander elektrisch verbunden.Nice For many decades, printed electrical circuits for example, in electrical appliances and in motor vehicles used for electronic control and regulation. It deals this usually To rigid circuit boards, on the one hand discrete components and highly integrated Connect blocks electrically together and on the other hand as carrier act the same. The circuit boards usually consist of one or several individual layers of glass fiber reinforced, cured epoxy resin boards, the one for the formation of printed conductors or circuit diagrams copper-clad on both sides. For multilayer printed circuit boards are the individual levels or arranged on the individual layers tracks through metallized holes in the circuit board to each other electrically connected.
Seit ca. 30 Jahre werden neben rein starren Leiterplatten auch gedruckte Schaltungen eingesetzt, die nebeneinander starre und flexible Bereiche aufweisen; sogenannte starr-flexible Leiterplatten. Durch das Vorsehen von flexiblen Bereichen kann eine größere Anzahl von starren Leiterplatten in nahezu jeder gewünschten räumlichen Anordnung ohne Steckerleisten oder Verdrahtungen mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden. Darüber hinaus bieten die flexiblen Bereiche die Möglichkeit, mehrere starre Leiterplattenbereiche so "übereinander zu falten", daß eine große Leiterplattenfläche und damit auch eine Vielzahl von auf den Leiterplatten angeordneten diskreten Bauelemente auf einem relativ kleinen Raum untergebracht werden können. Die flexiblen Bereiche bestehen normalerweise aus dünnen Polyimidfolien, die ebenfalls ein- oder beidseitig kupferkaschiert sind.since In addition to purely rigid printed circuit boards, about 30 years are printed Circuits are used which have side by side rigid and flexible areas; so-called rigid-flexible printed circuit boards. By providing flexible areas can be a larger number of rigid printed circuit boards in almost any desired spatial arrangement without power strips or wiring mechanically and electrically interconnected become. About that In addition, the flexible areas offer the possibility of multiple rigid circuit board areas so "one above the other to fold that "a large PCB surface and so that a variety of arranged on the circuit boards discrete components housed in a relatively small space can be. The flexible areas are usually made of thin polyimide films, as well one or both sides are copper-clad.
Derartige starr-flexible Leiterplatten werden gewöhnlich aus übereinander liegenden starren und flexiblen Einzellagen aufgebaut, die sich über die gesamte Schaltung erstrecken und mit Hilfe einer Klebefolie miteinander verklebt und verpreßt sind. Es handelt sich hierbei um unbiegsame (z. B. glasfaserverstärktes Epoxidharz) und biegsame Isolationsträger (z. B. Polyimidfolie) mit ein- oder zweiseitigen Kupferkaschierungen, in die die Leiterbahnen geätzt werden. Die Form der starren Lagen legt den starren Teil der Leiterplatten fest. Die flexiblen Bereiche der Leiterplatten werden dadurch hergestellt, daß man in diesen Bereichen ein Teilstück der starren Lagen in mehreren Verfahrensschritten entfernt.such rigid-flexible circuit boards are usually made of superimposed rigid and flexible individual layers that extend over the entire circuit and glued together with the help of an adhesive film and pressed. These are inflexible (eg glass fiber reinforced epoxy resin) and flexible insulation carriers (eg polyimide film) with one or two-sided copper claddings, into which the tracks are etched. The shape of the rigid layers defines the rigid part of the circuit boards firmly. The flexible areas of the printed circuit boards are produced by that he a section in these areas the rigid layers removed in several steps.
In der Praxis werden neben reinen Klebefolien insbesondere sogenannte Prepregs verwendet. Ein Prepreg bestehen aus einem harzgetränkten Glasfasergewebe, wobei das Harz nicht vollständig polymerisiert ist. Unter Druck und Wärme verflüssigt sich das Harz und bewirkt beim anschließenden Aushärten eine Verklebung mit den angrenzenden Einzellagen. Neben derartigen "normalen" Prepregs gibt es auch sogenannte no-flow Prepregs, bei denen die Fliesfähigkeit reduziert ist. Daneben werden als Klebemedium auch sogenannte Verbundfolien verwendet, die aus einer beidseitig mit Kleber versehenen flexiblen Kunststoffolie bestehen.In In practice, in addition to pure adhesive films in particular so-called Used prepregs. A prepreg consist of a resin-impregnated glass fiber fabric, wherein the resin does not polymerize completely is. Under pressure and heat liquefies the resin and causes the subsequent curing a bond with the adjacent individual layers. In addition to such "normal" prepregs, there is also no-flow Prepregs where the flowability is reduced. In addition, so-called composite films are used as the adhesive medium used, which consists of a double-sided with adhesive flexible Plastic film exist.
Aus
der
Ein ähnliches
Verfahren zur Herstellung starr-flexibler Leiterplatten ist auch
Aus der
Ein anderes Verfahren zur Herstellung starr-flexibler Leiterplatten ist aus der DE-AS 26 57 212 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird vor dem Verpressen der Einzellagen in den starren Außenlagen auf der der flexiblen Innenlage zugewandten Seite entlang der Trennungslinie von starrem und flexiblem Bereich der Leiterplatte eine Nut (Vornut) hergestellt, wobei die Nuttiefe so gewählt wird, daß die Außenseite der starren Lagen unverletzt bleibt. Die Verbundfolie, mit deren Hilfe die Einzellagen verklebt werden, wird über dem flexiblen Bereich der Schaltung ausgeschnitten, so daß ein Verkleben der starren Außenlage über dem zukünftigen flexiblen Bereich nicht erfolgt. Zusätzlich werden häufig Trennfolien eingelegt, die ein Fließen der Verbundfolien beim Verpressen verhindern. Nach dem Verkleben der Einzellagen und nach dem Ausbilden der Leiterbilder auf den Außenlagen wird dann zur Herstellung des flexiblen Bereichs von der Außenseite der starren Lage entlang der Trennungslinie von starrem und flexiblem Bereich der Schaltung eine weitere Nut (Hauptnut) gefräst, wobei diese Nut und die zuvor bereits ausgebildete Vornut zueinander ausgerichtet sind, so daß das ausgefräste Teilstück aus der starren Einzellage entfernt werden kann.One Another method for producing rigid-flexible printed circuit boards is known from DE-AS 26 57 212. In this known method is before the pressing of the individual layers in the rigid outer layers on the flexible inner layer facing side along the dividing line from rigid and flexible area of the circuit board a groove (Vornut) manufactured, wherein the groove depth is chosen so that the outside the rigid layers remains unharmed. The composite foil, with its Help the individual layers are glued over the flexible area of the Circuit cut out so that one Gluing the rigid outer layer over the future flexible Range not done. additionally become common Release films inserted, the flow of the composite films at Prevent compression. After bonding the individual layers and after the formation of the conductor images on the outer layers is then used to manufacture the flexible area from the outside of the rigid layer along the dividing line of the rigid and flexible area of the circuit another groove (main groove) milled, wherein this groove and the previously formed pre-groove aligned are so that that milled Section off the rigid single layer can be removed.
Unabhängig von der Art und Weise, wie das Teilstück der starren Einzellage aus dem flexibel gewünschten Bereich der Leiterplatte entfernt wird, weisen die aus dem Stand der Technik bekannten starr-flexiblen Leiterplatten den Nachteil auf, daß großflächig eine relativ teure Klebefolie verwendet wird, wobei aus der Klebefolie vor dem Aufbringen auf die starre Einzellage zunächst in einem zusätzlichen Arbeitsschritt einzelne Bereiche ausgeschnitten oder ausgestanzt werden müssen, damit es nicht zu einem Anhaften der starren Einzellage bzw. des aus der Einzellage zuvor ausgestanzten Teilstücks im dem zukünftigen flexiblen Bereich kommt. Dabei muß sowohl das Ausschneiden oder Ausstanzen der entsprechenden Bereiche aus der Klebefolie als auch das Auflegen der Klebefolie auf die starre Lage sehr sorgfältig erfolgen, damit es nicht durch Toleranzen doch zu einem Verkleben der starren Einzellage im flexiblen Bereich kommt.Independent of the way in which the section of the rigid single layer made the flexibly desired The area of the printed circuit board is removed from the stand known in the art rigid-flexible circuit boards the disadvantage on that large area one relatively expensive adhesive film is used, leaving the adhesive film before applying to the rigid single layer initially in an additional Step cut or punched out individual areas Need to become, so that it does not adhere to the rigid single layer or the from the single layer previously punched section in the future flexible area is coming. It must be both the cut or Punching out the corresponding areas from the adhesive film as well placing the adhesive film on the rigid layer very carefully, so that it is not due to tolerances but to a gluing of the rigid Single layer in the flexible area comes.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine eingangs beschriebene starr-flexible Leiterplatte zur Verfügung zu stellen, bei der die Materialkosten reduziert sind.Of the The present invention is therefore the object of an input described rigid-flexible circuit board available where material costs are reduced.
Bei der eingangs beschriebenen Leiterplatte ist die zuvor genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der starren Einzellage und der flexiblen Einzellage ein flüssiger oder fließfähiger Klebstoff angeordnet ist. Der flüssige oder fließfähige Klebstoff ersetzt somit die im Stand der Technik bisher verwendeten Klebefolien oder Prepregs. Dabei wird unter dem Begriff flüssiger oder fließfähiger Klebstoff ein solcher Klebstoff verstanden, der beim Auftragen auf die starre Einzellage in flüssigem oder fließfähigem Zustand ist, so daß der Klebstoff auf die starre Einzellage aufgesprüht oder aufgedruckt werden kann. Nach dem Laminieren der starren Einzellage und der flexiblen Einzellage ist der Klebstoff dagegen nicht mehr im flüssigen oder fließfähigen sondern im ausgehärteten Zustand.at the printed circuit board described above is the aforementioned object solved by that between the rigid single layer and the flexible single layer a liquid or flowable adhesive is arranged. The liquid or flowable adhesive replaced Thus, the previously used in the art adhesive sheets or Prepregs. The term liquid or flowable adhesive is used here such an adhesive understood when applied to the rigid Single layer in liquid or flowable state is so that the Glue or spray adhesive onto the rigid single layer can. After laminating the rigid single layer and the flexible Single layer, the adhesive is no longer in the liquid or flowable but in the cured Status.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplatte ist der flüssige oder fließfähige Klebstoff im flexiblen Bereich ausgespart. Je nach Anwendungsfall wird der Fachmann einen Flüssigklebstoff mit einer entsprechenden, "geeigneten" Thixotropie verwenden, wobei der Klebstoff einerseits so flüssig bzw. fließfähig sein muß, daß er insbesondere mittels Siebdrucktechnik auf die starre Lage aufgetragen werden kann, andererseits jedoch nicht zu fließfähig sein sollte, so daß der Klebstoff beim Laminieren nicht in die ausgesparten Bereiche verläuft.According to one first embodiment of the circuit board according to the invention is the liquid or flowable adhesive recessed in the flexible area. Depending on the application, the Professional a liquid adhesive with a corresponding "suitable" thixotropy, whereby the adhesive on the one hand be so fluid or flowable he must, in particular be applied by screen printing on the rigid layer On the other hand, however, should not be too flowable, so that the adhesive during Do not laminate in the recessed areas.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist hierzu der Flüssigklebstoff mit Zuschlagstoffen versehen, die das Komprimieren des Flüssigkleb stoffs beim Laminierprozeß einschränken. Als Zuschlagstoffe können dabei beispielsweise mikroskopisch kleine Glasperlen oder Silikatkugeln verwendet werden, die dann beim Laminierprozeß die Funktion von Abstandshaltern übernehmen, so daß der Flüssigklebstoff beim Laminieren nur begrenzt komprimiert werden kann und somit auch nur ein begrenzter Kleberfluß auftritt. Dabei kann beim Auftragen des Flüssigklebstoffes auf die starre Einzellage der begrenzte Kleberfluß, der beim Laminieren auftritt, berücksichtigt werden, d. h. die vom Kleber ausgesparten Bereiche weisen ein etwas größere Fläche als der später gewünschte flexible Bereich der Leiterplatte auf.According to one advantageous embodiment of the invention is for this purpose the liquid adhesive provided with additives which compress the liquid adhesive limit the lamination process. When Aggregates can thereby for example microscopic glass beads or silicate balls used which then take over the function of spacers during the lamination process, so that the liquid adhesive can only be compressed to a limited extent during lamination and therefore also only a limited flow of glue occurs. It can when applying the liquid adhesive on the rigid single layer the limited glue flow, which at the Lamination occurs, taken into account be, d. H. the recessed areas of the adhesive have a something larger area than the later desired flexible area of the circuit board.
Die erfindungsgemäße Leiterplatte eignet sich nicht nur zur Herstellung von zweilagigen starr-flexiblen Leiterplatten, sondern auch zur Herstellung von sog. Multilayer-Leiterplatten, die eine Vielzahl von Lagen mit zumindest einem Leiterbild in jeder Lage aufweisen. Daher betrifft die Erfindung auch eine Multilayer-Leiterplatte mit mindestens einem starren Bereich und mindestens einem flexiblen Bereich, bestehend aus mindestens einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Leiterplatte, wobei mehrere ein- oder beidseitig kupferkaschierte oder mit Leiterbahnen versehene starre Einzellagen und/oder mehrere ein- oder beidseitig kupferkaschierte oder mit Leiterbahnen versehene flexible Einzellagen vorgesehen sind, wobei die starren Einzellagen untereinander und/oder die flexiblen Einzellagen untereinander und/oder die starren Einzellagen und die flexiblen Einzellagen miteinander mittels eines flüssigen oder fließfähigen Kunststoffs verklebt sind.The inventive circuit board is not only suitable for the production of two-ply rigid-flexible Printed circuit boards, but also for the production of so-called multilayer printed circuit boards, a variety of layers with at least one pattern in each To have location. Therefore, the invention also relates to a multilayer printed circuit board with at least one rigid area and at least one flexible area, consisting of at least one printed circuit board according to the invention as described above, wherein several one or both sides copper-clad or with conductor tracks provided rigid individual layers and / or more one or both sides copper-clad or provided with tracks flexible individual layers are provided, wherein the rigid individual layers with each other and / or the flexible individual layers with each other and / or the rigid individual layers and the flexible individual layers with each other by means of a liquid or flowable plastic are glued.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Leiterplatte auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, andererseits auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenin the Individual, there are now a variety of ways to design the circuit board according to the invention and further education. Reference is made on the one hand to the Protection claim 1 subordinate claims, on the other hand to the following Description of preferred embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing show
Die
Bei
den Ausführungsbeispielen
gemäß den
Aus
den
Bei
dem Ausführungsbeispiel
der Leiterplatte
In
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