EP3729909A1 - Flexible flat heater, and method for producing it - Google Patents

Flexible flat heater, and method for producing it

Info

Publication number
EP3729909A1
EP3729909A1 EP18825674.7A EP18825674A EP3729909A1 EP 3729909 A1 EP3729909 A1 EP 3729909A1 EP 18825674 A EP18825674 A EP 18825674A EP 3729909 A1 EP3729909 A1 EP 3729909A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flexible
planar heater
circuit board
heater according
conductor tracks
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
EP18825674.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Leonhard Vetter
Jürgen PROKOP
Moritz Hamacher
Nico Fischer
Sebastian Lange
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.)
DBK David and Baader GmbH
Original Assignee
DBK David and Baader 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 DBK David and Baader GmbH filed Critical DBK David and Baader GmbH
Publication of EP3729909A1 publication Critical patent/EP3729909A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/005Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple resistive elements or resistive zones isolated from each other
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/006Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient

Definitions

  • the invention relates to a flexible planar heater according to the preamble of patent claim 1 and a method for its production.
  • Applicant's EP 1 648 199 A1 shows a heater in which the actual heating element is provided with e.g. is structured heat conductor foil produced by stamping or etching. This is fixed on a Mikanitteil and is therefore not flexible.
  • PTC heating elements have a positive temperature coefficient, so that their ohmic resistance increases with increasing heat, and thus the heating power is throttled. This makes PTC heating elements self-regulating.
  • a disadvantage of such heaters is that they are rigid and must always be installed in a flat position.
  • the document EP 0 320 862 A2 discloses PTC heating elements which are arranged between two flat metal nets and thus electrically contacted. On insulating housing closes to the outside. The heater thus formed is considered flexible and the PTC heating elements are disclosed as relatively small.
  • the invention is based on the object to provide a flexible planar heater and a method for its production, in which the production cost is reduced, and the flexibility in assembly is improved.
  • the invention is based on the object to improve the heat dissipation of the SMD components and the heat distribution over the surface of the heater or its flexible printed circuit board.
  • the claimed flexible planar heater has a flexible printed circuit board consisting of a carrier film preferably of polyimide, conductor tracks (for example of copper) and preferably at least partially applied solder mask or a cover film.
  • a carrier film preferably of polyimide
  • conductor tracks for example of copper
  • solder mask for example of copper
  • cover film On a first side several PTC heating elements are attached.
  • the PTC heating elements are formed by SMD components. These can be mounted by an SMD placement machine, whereby the installation cost of the heater is reduced.
  • the conductor tracks of the heater are made wider than is necessary for conducting the current for the SMD components.
  • the width of the conductor tracks can be greater than the length of the SMD components. This increases the heat dissipation from the SMD components to the printed conductors. From there, the heat - preferably transmitted through the carrier film - to the component to be heated.
  • its power supply is implemented via an SMD plug. This mounting technology can also be mounted particularly easily by the SMD placement machine on the printed circuit board.
  • an adhesive layer is preferably provided, via which the heater can be glued to a component to be heated.
  • the component to be heated is e.g. a pipe, on the outside of the heater of the invention is adhered.
  • the heater can also be clamped or pressed against the component to be heated. So it is e.g. possible to dimension a distance between two mutually opposite edges of the heater so that this distance corresponds approximately to the circumference of the pipe to be heated. Then the heater is bent on the outer circumference of the pipe and the two mentioned edges come into close proximity to each other. Finally, the two edges are passed over a tensioning element, e.g. a clamping clasp made of spring steel, stretched together.
  • a tensioning element e.g. a clamping clasp made of spring steel
  • a heat distribution layer On the second side of the flexible circuit board and a heat distribution layer may be preferably made of copper.
  • the heat distribution layer is attached directly to the second side of the circuit board, while the adhesive layer is attached to the heat distribution layer.
  • an electrical and / or thermal insulation layer is preferably made of silicone, which covers the conductor tracks and SMD components. In the case of electrical insulation, this serves as a contact protection. In the case of thermal insulation, the heat of the heater is delivered toward the second side (e.g., bottom).
  • the conductor tracks are made thicker than is necessary for conducting the current for the SMD components.
  • the heat dissipation from the SMD components to the conductor tracks further increased. From there, the heat is transferred to the component to be heated, preferably through the carrier film.
  • the interconnects are separated by main recesses, wherein preferably the elongated interconnects and the elongated main recesses are arranged parallel to each other. Then, the SMD components can extend transversely across the main recesses, in each case from one conductor track to the other conductor track.
  • the main recesses, together with connection recesses form a meandering, continuous, overall recess. This can be easily produced by etching production technology.
  • the tracks can be divided into two groups.
  • the interconnects of the first group are connected to one another via a first interconnect conductor, while the interconnects of the second group are connected to one another via a second interconnect interconnect.
  • Those in the interconnect traces with their respective groups of traces may be connected to a respective electrical potential.
  • the conductor tracks of the first group can be arranged with the conductor tracks of the second group, in particular parallel to one another and alternately.
  • the interconnect traces may be wider and / or thicker than necessary to conduct the current to the traces and the SMD components.
  • the width of the interconnect tracks can be greater than the length of the SMD components. This increases the heat dissipation from the SMD components via the conductor tracks to the interconnect tracks. From there, a portion of the heat - preferably transmitted through the flexible circuit board - to the component to be heated.
  • the two connecting tracks are arranged transversely to the conductor tracks and transversely to the main slots.
  • the two interconnect interconnects extend along two mutually parallel edges of the flexible printed circuit board.
  • the interconnects and optionally also the interconnect traces may be perforated to increase the flexibility of the heater.
  • a modular development of the heater according to the invention has a plurality of first groups of conductor tracks, which are electrically contacted with each other, and a plurality of second groups of conductor tracks, which are electrically contacted with each other.
  • the heater or its modules can be simply rectangular in terms of device technology and manufacturing technology. However, deviating forms are also conceivable for optimally covering corresponding shapes of components or surfaces to be heated.
  • the heater according to the invention whose heat distribution is distributed unevenly over its surface.
  • the SMD components may have different power consumption and heat dissipation and / or be distributed unevenly distributed over the surface.
  • the variability of the heater according to the invention is increased.
  • the tracks are always parallel to each other so that they can be bridged by the SMD components. In this case, a straight extension but also a curved extension of the tracks is possible. This also increases the variability of the heater according to the invention.
  • the method according to the invention serves to produce a heater as described above and has the step of: automatically loading the SMD components by means of an SMD placement machine. Thus, the installation cost of the heater is reduced.
  • a preferred embodiment of the method comprises the preceding step: etching a continuous overall recess. This step is associated with the manufacture of the flexible circuit board. With this step, the conductor tracks are manufactured.
  • an insulating layer is attached to the first side of the flexible conductor plate, which also covers the PTC heating elements. This serves as a contact protection and / or to direct the heat flow of the PTC heating elements down.
  • the size and / or the power of the heater is flexibly selected or reduced by the step: disconnecting an unnecessary part of the printed circuit board, e.g. by cutting parallel to the conductor tracks and main recesses.
  • the separation is preferably carried out in modules, the separated part then has a first and a second group of conductor tracks.
  • FIG. 1 shows a perspective view of part of the heater according to the invention according to a first embodiment consisting of two modules
  • FIG. 2 shows a plan view of the heater according to the invention from FIG. 1 without SMD components
  • FIG. 3 shows in a cross-section a part of the heater from FIGS. 1 and 2,
  • Figure 1 shows a perspective view of the embodiment of the flexible planar heater 1, which has a substantially rectangular flexible printed circuit board 2. At its upper side (visible in FIG. 1), two heating units or modules 3 which are adjacent to one another are provided, the dividing line of which is shown in dashed lines, and which are explained in greater detail with reference to FIG.
  • Each module 3 has a multiplicity of PTC heating elements 4, which are arranged in the manner of a matrix and are each formed by SMD components 4. They were positioned on the flexible circuit board 2 with an SMD placement machine and then soldered in an oven.
  • the heater 1 is arranged on the outer circumference of a tube 6, whereby a fluid to be heated flows through the tube 6 approximately along the longitudinal axis 8 of the tube 6.
  • the heater 1 is so bendable by the flexible design of its printed circuit board 2 that he or she can be easily adapted to the curvature according to the outer radius R of the tube 6.
  • the SMD components 4 (theoretically) are arranged tangentially to the outer wall of the tube 6.
  • the length of the SMD components 4 is dimensioned so short that a comparatively small radius of curvature R and thus a strong curvature of the heater 1 is possible.
  • SMD components 4 of the housing 1210 form.
  • the electrical contacting and thus power supply of the module 3 takes place via two so-called O-ohm resistors formed as SMD bridge components 12, which have a distance (shown in FIG. 2) between the two modules 3 bridged.
  • FIG. 2 shows a plan view of the top of the non-curved flexible printed circuit board 2 of the heater 1 with its two modules 3, wherein the SMD components. 4 have been omitted or are not yet set up.
  • FIG. 2 shows for each module 3 (uncovered) printed conductors 14 of a first group which alternate with printed conductors 16 of a second group.
  • the interconnects 14 of the first group are formed integrally with a first interconnect conductor 18, while the interconnects 16 of the second group are formed integrally with a second interconnect interconnect 20.
  • the two first interconnection interconnects 18 of the two modules 3 extend along a first edge 22 of the flexible printed circuit board 2, while the two second interconnect interconnects 20 of the two modules 3 extend along a second edge 24 of the flexible printed circuit board 2.
  • the two mutually parallel edges 22, 24 of the flexible printed circuit board 2 are curved in the assembly of the heater 1 on the outside of the tube 6 (see Figure 1) corresponding to the outer radius R of the tube 6.
  • Each module 3 has a continuous meandering overall recess, at which the top of the flexible printed circuit board 2 is not covered with copper.
  • Each overall recess consists of an alternating sequence of main recesses 26, the length of which approximately correspond to those of the conductor tracks 14, 16, and connection recesses 28, the length of which corresponds approximately to the width of the conductor tracks 14, 16.
  • the main recesses 26 are aligned parallel to the conductor tracks 14, 16, while the connection recesses 28 are aligned perpendicular thereto and thus parallel to the two edges 22, 24 of the carrier film 5 and parallel to the SMD components 4.
  • the main recesses 26 provide an alternating series of wider main recesses 26 across which extend a plurality (six in the illustrated embodiment) of SMD components 4 and respective narrower main recesses 26 which do not extend SMD components.
  • a further main recess 30 is provided, which not only separates a conductor track 14 of the first group from a conductor track 16 of the second group, but also separates the two first connection conductor tracks 18 and the two second connection conductor tracks 20 from each other. To do this extends the other main recess 30 over the full width of the heater 1 and the flexible circuit board. 2
  • the first module 3 is provided with an SMD connector 10, are supplied via the two modules 3 with power.
  • the further main recess 30 is bridged by two O-ohm resistors designed as SMD bridge components 12 (shown in FIG. 1). More specifically, the two first connection patterns 18 and the two second connection patterns 20 are connected to each other.
  • each SMD bridge component 12 two circular solder pads can be seen, to which leads (not shown) can be soldered, in order to electrically connect the two modules 3 with each other.
  • the heater can be significantly more curved in the transition region between the two modules 3, as allow the populated areas of the modules 3.
  • the heater can also be applied on both sides of a rounded edge of a component to be heated.
  • the dashed line from FIG. 1 then extends along the rounded edge of the component to be heated. On both sides of the rounded edge, e.g. respective level to be heated surfaces.
  • the interconnects 14, 16 and the interconnect tracks 18, 20 are perforated to maximize the flexibility of the two modules 3.
  • FIG. 3 shows, in a sectional view, a single PTC heating element designed as an SMD component 4, which is fastened to a small section of the flexible printed circuit board 2.
  • the two terminal regions of the SMD component 4 are soldered to a respective solder pad 34 with a respective solder 32.
  • the two solder pads 34 of SMD components 4 are formed from copper and in each case formed integrally with the conductor tracks 14, 16 of two different groups. Between the two solder pads 34, one of the main recesses 26 is provided.
  • FIG. 3 shows that solder resist 36 is provided in the main recess 26. Also between the solder pads 34 and the associated (not shown in Figure 3) printed conductors 14, 16 Lötstopplack 36 is provided. In contrast, the solder pads 34 are of course not covered with solder mask 36.
  • FIG. 3 shows the flexible printed circuit board 2, on the upper side of which the SMD components 4 are arranged, and through which the heat (in FIG. 3 downwards) is emitted to the tube 6 during operation of the heater 1 according to the invention.
  • the entire upper side of the heater 1 is coated with an insulating layer 38 made of silicone.
  • the insulating layer 38 forms a substantially flat surface upwards.
  • FIG. 4 shows a cross section through a small section of the heater 1 according to the invention with the flexible printed circuit board 2, wherein one of the conductor tracks 14 or
  • solder stop 36 can also be a Cover be provided.
  • the insulating layer 38 described with reference to FIG. 3 is shown.
  • FIG. 4 shows that these main recesses 26 and the printed conductors 14, 16 are completely covered with solder mask 36, wherein only the solder pads 34 (shown in FIG. 3) remain free, so that the contact regions of the SMD components 4 pass through the solder 32 can be contacted electrically.
  • 5 shows in a sectional view a section of a second embodiment of the heater according to the invention comparable to the illustration of Figure 3.
  • the difference to the first embodiment according to Figures 1 to 4 is seen in that at the bottom of the flexible circuit board 2 is a full-surface Heat distribution layer 40 is mounted made of copper.
  • a self-adhesive layer may be applied.
  • the heater 1 is simply glued to the component to be heated, in the illustrated embodiments of the pipe 6.
  • solder mask 36 it is also possible to provide a cover film instead of solder mask 36.
  • a flexible planar heater with a plurality of PTC heating elements which are formed by SMD components, and a method for producing such heaters.
  • the strip conductors are made wider than a length of the SMD components.

Abstract

The invention relates to a flexible flat heater having a plurality of PTC heating components formed from SMD elements, and to a method for producing such heaters. For the purpose of heat conduction and/or for optimizing heat distribution, the conductor tracks are wider than a length of the SMD elements.

Description

Flexibler flächiger Heizer und Verfahren zu dessen Herstellung  Flexible planar heater and method for its production
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft einen flexiblen flächigen Heizer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung. The invention relates to a flexible planar heater according to the preamble of patent claim 1 and a method for its production.
Die Druckschrift EP 1 648 199 A1 der Anmelderin zeigt einen Heizer, bei dem das eigentliche Heizelement eine z.B. durch Stanzen oder Ausätzen hergestellte strukturier- te Heizleiterfolie ist. Dies wird auf einem Mikanitteil fixiert und ist somit nicht flexibel. Applicant's EP 1 648 199 A1 shows a heater in which the actual heating element is provided with e.g. is structured heat conductor foil produced by stamping or etching. This is fixed on a Mikanitteil and is therefore not flexible.
In den beiden miteinander verwandten Druckschriften WO 2013/087511 und DE 11 2012 005 238 T5 wird ein flächiger ohmscher Heizer mit PTC-Heizelementen beschrieben. PTC-Heizelemente haben einen positiven Temperaturkoeffizienten, so dass ihr ohmscher Wiederstand bei zunehmender Hitze steigt, und so die Heizleistung gedrosselt wird. Damit haben PTC-Heizelemente einen selbstregulierenden Charakter. The two related publications WO 2013/087511 and DE 11 2012 005 238 T5 describe a planar ohmic heater with PTC heating elements. PTC heating elements have a positive temperature coefficient, so that their ohmic resistance increases with increasing heat, and thus the heating power is throttled. This makes PTC heating elements self-regulating.
Nachteilig an derartigen Heizern ist, dass sie starr sind und so stets in einer flächigen Lage verbaut werden müssen. A disadvantage of such heaters is that they are rigid and must always be installed in a flat position.
Die DE 10 2011 000 765 A1 offenbart einen Heizer mit einer Leiterplatte, in der eine Vielzahl von Durchgangsausnehmungen angeordnet ist. Über die DE 10 2011 000 765 A1 discloses a heater with a printed circuit board in which a plurality of through-holes is arranged. About the
Durchgangsausnehmungen erstreckt sich jeweils ein SMD-Bauteil, das zur Erzeugung der Wärme des Heizers dient. In einer Richtung senkrecht zur Leiterplatte wird ein zu erwärmendes Fluid geleitet, das durch die Durchgangsausnehmungen strömt und dabei von den SMD-Bauteilen erwärmt wird. Through holes each extending an SMD component, which serves to generate the heat of the heater. In a direction perpendicular to the circuit board, a fluid to be heated is passed, which flows through the through-holes and is thereby heated by the SMD components.
Weiterhin ist es bekannt flächige Heizer flexibel auszuführen so dass diese zum Heizen von nicht flächigen Bauteilen, wie z.B. von Rohren dienen können. Furthermore, it is known to perform flexible heaters flexible so that they are used for heating non-planar components, such. of tubes can serve.
Die Druckschrift EP 0 320 862 A2 offenbart PTC-Heizelemente, die zwischen zwei flächigen metallischen Netzen angeordnet und somit elektrisch kontaktiert werden. Ein isolierendes Gehäuse schließt nach außen ab. Der so gebildete Heizer ist als flexibel und die PTC-Heizelemente sind als relativ klein offenbart. The document EP 0 320 862 A2 discloses PTC heating elements which are arranged between two flat metal nets and thus electrically contacted. On insulating housing closes to the outside. The heater thus formed is considered flexible and the PTC heating elements are disclosed as relatively small.
Nachteilig an derartigen flexiblen flächigen Heizern ist die aufwändige Produktion und die eingeschränkte Flexibilität bei der Applizierung. A disadvantage of such flexible planar heaters is the complex production and the limited flexibility in the application.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen flexiblen flächigen Heizer und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, bei denen der Herstellungsaufwand verringert ist, und die Flexibilität bei der Montage verbessert ist. In contrast, the invention is based on the object to provide a flexible planar heater and a method for its production, in which the production cost is reduced, and the flexibility in assembly is improved.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Wärmeabfuhr von den SMD-Bauteilen und die Wärmeverteilung über die Fläche des Heizers bzw. seiner flexiblen Leiterplatte zu verbessern. Furthermore, the invention is based on the object to improve the heat dissipation of the SMD components and the heat distribution over the surface of the heater or its flexible printed circuit board.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Heizer mit den Merkmalen des Patent- anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13. This object is achieved by a heater having the features of patent claim 1 and by a method having the features of claim 13.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Pa- tentansprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent patent claims.
Der beanspruchte flexible flächige Heizer hat eine flexible Leiterplatte bestehend aus einer Trägerfolie vorzugsweise aus Polyimid, Leiterbahnen (z.B. aus Kupfer) und vorzugsweise zumindest teilweise aufgebrachtem Lötstopplack bzw. einer Abdeckfolie. An einer ersten Seite sind mehrere PTC-Heizelemente befestigt. Erfindungsgemäß sind die PTC-Heizelemente von SMD-Bauteilen gebildet. Diese können von einem SMD- Bestückautomaten angebracht sein, womit der Montageaufwand des Heizers verringert ist. The claimed flexible planar heater has a flexible printed circuit board consisting of a carrier film preferably of polyimide, conductor tracks (for example of copper) and preferably at least partially applied solder mask or a cover film. On a first side several PTC heating elements are attached. According to the invention, the PTC heating elements are formed by SMD components. These can be mounted by an SMD placement machine, whereby the installation cost of the heater is reduced.
Erfindungsgemäß sind die Leiterbahnen des Heizers breiter ausgeführt, als es zum Leiten des Stroms für die SMD-Bauteile nötig ist. So kann die Breite der Leiter- bahnen größer als die Länge der SMD-Bauteile sein. Damit ist die Wärmeabfuhr von den SMD-Bauteilen zu den Leiterbahnen erhöht. Von dort wird die Wärme - vorzugsweise durch die Trägerfolie - an das zu erwärmende Bauteil übertragen. Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Heizers ist dessen Stromzu- führung über einen SMD-Stecker realisiert. Dieser kann montagetechnisch ebenfalls besonders einfach vom SMD-Bestückautomaten auf der Leiterplatte angebracht werden. According to the invention, the conductor tracks of the heater are made wider than is necessary for conducting the current for the SMD components. Thus, the width of the conductor tracks can be greater than the length of the SMD components. This increases the heat dissipation from the SMD components to the printed conductors. From there, the heat - preferably transmitted through the carrier film - to the component to be heated. In a particularly preferred embodiment of the heater, its power supply is implemented via an SMD plug. This mounting technology can also be mounted particularly easily by the SMD placement machine on the printed circuit board.
An einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite (z.B. Unterseite) ist vorzugsweise eine Klebeschicht vorgesehen, über die der Heizer an ein zu erwärmen- des Bauteil geklebt werden kann. Das zu erwärmende Bauteil ist z.B. ein Rohr, an dessen Außenseite der erfindungsgemäße Heizer angeklebt wird. On one of the first side opposite the second side (for example, bottom side), an adhesive layer is preferably provided, via which the heater can be glued to a component to be heated. The component to be heated is e.g. a pipe, on the outside of the heater of the invention is adhered.
Alternativ kann der Heizer auch gegen das zu erwärmende Bauteil gespannt oder gepresst werden. So ist es z.B. möglich, einen Abstand zweier einander gegenüber liegender Ränder des Heizers so zu bemessen, dass dieser Abstand etwa dem Umfang des zu erwärmenden Rohres entspricht. Dann wird der Heizer an den Außenumfang des Rohres gekrümmt angelegt und die beiden genannten Ränder geraten in unmittel- bare Nähe zueinander. Schließlich werden die beiden Ränder über ein Spannelement, z.B. eine Klemmspange aus Federstahl, aneinander gespannt. Alternatively, the heater can also be clamped or pressed against the component to be heated. So it is e.g. possible to dimension a distance between two mutually opposite edges of the heater so that this distance corresponds approximately to the circumference of the pipe to be heated. Then the heater is bent on the outer circumference of the pipe and the two mentioned edges come into close proximity to each other. Finally, the two edges are passed over a tensioning element, e.g. a clamping clasp made of spring steel, stretched together.
An der zweiten Seite der flexiblen Leiterplatte kann auch eine Wärmeverteilschicht vorzugsweise aus Kupfer vorgesehen sein. Bei der zuvor genannten Weiterbildung mit der Klebeschicht ist die Wärmeverteilschicht direkt an der zweiten Seite der Leiterplatte angebracht, während die Klebeschicht an der Wärmeverteilschicht angebracht ist. On the second side of the flexible circuit board and a heat distribution layer may be preferably made of copper. In the aforementioned development with the adhesive layer, the heat distribution layer is attached directly to the second side of the circuit board, while the adhesive layer is attached to the heat distribution layer.
An der ersten Seite ist vorzugsweise eine elektrische und/oder thermische Isolier- schicht vorzugsweise aus Silikon angebracht, die die Leiterbahnen und SMD-Bauteile überdeckt. Im Falle der elektrischen Isolierung dient diese als Berührschutz. Im Falle der thermischen Isolierung wird die Wärme des Heizers in Richtung zur zweiten Seite (z.B. Unterseite) abgegeben. On the first side, preferably an electrical and / or thermal insulation layer is preferably made of silicone, which covers the conductor tracks and SMD components. In the case of electrical insulation, this serves as a contact protection. In the case of thermal insulation, the heat of the heater is delivered toward the second side (e.g., bottom).
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Heizers sind die Leiterbahnen dicker ausgeführt, als es zum Leiten des Stroms für die SMD- Bauteile nötig ist. Damit ist die Wärmeabfuhr von den SMD-Bauteilen zu den Leiter- bahnen weiter erhöht. Von dort wird die Wärme - vorzugsweise durch die Trägerfolie hindurch - an das zu erwärmende Bauteil übertragen. In a particularly preferred embodiment of the heater according to the invention, the conductor tracks are made thicker than is necessary for conducting the current for the SMD components. Thus, the heat dissipation from the SMD components to the conductor tracks further increased. From there, the heat is transferred to the component to be heated, preferably through the carrier film.
Die Leiterbahnen sind durch Haupt-Aussparungen voneinander getrennt, wobei vorzugsweise die länglichen Leiterbahnen und die länglichen Haupt-Aussparungen parallel zueinander angeordnet sind. Dann können sich die SMD-Bauteile quer dazu über die Haupt-Aussparungen hinweg jeweils von einer Leiterbahn zur anderen Leiter- bahn erstrecken. The interconnects are separated by main recesses, wherein preferably the elongated interconnects and the elongated main recesses are arranged parallel to each other. Then, the SMD components can extend transversely across the main recesses, in each case from one conductor track to the other conductor track.
Vorzugsweise bilden die Haupt-Aussparungen zusammen mit Verbindungs-Aus- sparungen eine meanderförmige durchgehende Gesamt-Aussparung. Dies kann durch Ausätzen fertigungstechnisch einfach hergestellt werden. Preferably, the main recesses, together with connection recesses, form a meandering, continuous, overall recess. This can be easily produced by etching production technology.
Mittels der durchgehenden Gesamt-Aussparung können die Leiterbahnen in zwei Gruppen geteilt sein. Dabei sind die Leiterbahnen der ersten Gruppe über eine erste Verbindungs-Leiterbahn miteinander verbunden, während die Leiterbahnen der zweiten Gruppe über eine zweite Verbindungs-Leiterbahn miteinander verbunden sind. Die bei den Verbindungs-Leiterbahnen mit ihren jeweiligen Gruppen von Leiterbahnen können an ein jeweiliges elektrisches Potenzial angeschlossen werden. Dann können die Leiterbahnen der ersten Gruppe mit den Leiterbahnen der zweiten Gruppe insbeson- dere parallel zueinander und abwechselnd angeordnet sein. By means of the continuous overall recess, the tracks can be divided into two groups. In this case, the interconnects of the first group are connected to one another via a first interconnect conductor, while the interconnects of the second group are connected to one another via a second interconnect interconnect. Those in the interconnect traces with their respective groups of traces may be connected to a respective electrical potential. Then, the conductor tracks of the first group can be arranged with the conductor tracks of the second group, in particular parallel to one another and alternately.
Auch die Verbindungs-Leiterbahnen können breiter und/oder dicker ausgeführt sein, als es zum Leiten des Stroms zu den Leiterbahnen und den SMD-Bauteilen nötig ist. So kann auch die Breite der Verbindungs-Leiterbahnen größer als die Länge der SMD-Bauteile sein. Damit ist die Wärmeabfuhr von den SMD-Bauteilen über die Leiter- bahnen zu den Verbindungs-Leiterbahnen erhöht. Von dort wird ein Teil der Wärme - vorzugsweise durch die flexible Leiterplatte - an das zu erwärmende Bauteil übertragen. Also, the interconnect traces may be wider and / or thicker than necessary to conduct the current to the traces and the SMD components. Thus, the width of the interconnect tracks can be greater than the length of the SMD components. This increases the heat dissipation from the SMD components via the conductor tracks to the interconnect tracks. From there, a portion of the heat - preferably transmitted through the flexible circuit board - to the component to be heated.
Vorzugsweise sind die beiden Verbindungs-Leiterbahnen quer zu den Leiter- bahnen und quer zu den Haupt-Aussparungen angeordnet. Bei einer besonders bevor- zugten Weiterbildung erstrecken sich die beiden Verbindungs-Leiterbahnen entlang zweier zueinander paralleler Ränder der flexiblen Leiterplatte. Die Leiterbahnen und gegebenenfalls auch die Verbindungs-Leiterbahnen können perforiert sein, um die Flexibilität des Heizers zu erhöhen. Preferably, the two connecting tracks are arranged transversely to the conductor tracks and transversely to the main slots. In a particularly preferred development, the two interconnect interconnects extend along two mutually parallel edges of the flexible printed circuit board. The interconnects and optionally also the interconnect traces may be perforated to increase the flexibility of the heater.
Eine modulare Weiterbildung des erfindungsgemäßen Heizers hat mehrere ersten Gruppen von Leiterbahnen, die elektrisch miteinander kontaktiert sind, und mehrere zweiten Gruppen von Leiterbahnen, die elektrisch miteinander kontaktiert sind. A modular development of the heater according to the invention has a plurality of first groups of conductor tracks, which are electrically contacted with each other, and a plurality of second groups of conductor tracks, which are electrically contacted with each other.
Der Heizer oder seine Module können vorrichtungstechnisch und fertigungstech- nisch einfach rechteckig sein. Es sind aber auch davon abweichende Formen denkbar um entsprechende Formen von zu erwärmenden Bauteilen bzw. Flächen optimal ab- zudecken. The heater or its modules can be simply rectangular in terms of device technology and manufacturing technology. However, deviating forms are also conceivable for optimally covering corresponding shapes of components or surfaces to be heated.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Heizers ist dessen Wärmeverteilung ungleichmäßig über seine Fläche verteilt. Damit können zu erwärmen- de Bauteile in besonderen Anwendungsfällen optimal erwärmt werden. Dazu können die SMD-Bauteile unterschiedliche Leistungsaufnahme und Wärmeabgabe haben und/oder über die Fläche ungleichmäßig dicht verteilt angeordnet sein. Damit ist die Variabilität des erfindungsgemäßen Heizers erhöht. In a preferred variant of the heater according to the invention whose heat distribution is distributed unevenly over its surface. In this way, components to be heated can be optimally heated in special applications. For this purpose, the SMD components may have different power consumption and heat dissipation and / or be distributed unevenly distributed over the surface. Thus, the variability of the heater according to the invention is increased.
Die Leiterbahnen sind stets parallel zueinander, damit diese von den SMD-Bau- teilen überbrückt werden können. Dabei ist eine geradlinige Erstreckung aber auch eine gekrümmte Erstreckung der Leiterbahnen möglich. Auch damit ist die Variabilität des er- findungsgemäßen Heizers erhöht. The tracks are always parallel to each other so that they can be bridged by the SMD components. In this case, a straight extension but also a curved extension of the tracks is possible. This also increases the variability of the heater according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines vorbeschriebenen Heizers und weist den Schritt auf: automatisches Bestücken der SMD-Bauteile mittels eines SMD-Bestückautomaten. Damit ist der Montageaufwand des Heizers verringert. The method according to the invention serves to produce a heater as described above and has the step of: automatically loading the SMD components by means of an SMD placement machine. Thus, the installation cost of the heater is reduced.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens weist den zusätzlichen Schritt auf:A preferred embodiment of the method has the additional step:
- automatisches Bestücken eines SMD-Steckers mittels des SMD-Bestückautomaten. Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens weist den vorhergehenden Schritt auf: Ausätzen einer durchgehenden Gesamt-Aussparung. Dieser Schritt ist der Her- stellung der flexiblen Leiterplatte zugeordnet. Mit diesem Schritt werden die Leiter- bahnen hergestellt. - Automatic placement of an SMD connector using the SMD placement machine. A preferred embodiment of the method comprises the preceding step: etching a continuous overall recess. This step is associated with the manufacture of the flexible circuit board. With this step, the conductor tracks are manufactured.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird an der ersten Seite der flexiblen Leiterpatte eine Isolierschicht angebracht, die auch die PTC-Heizelemente überdeckt. Diese dient als Berührschutz und/oder dazu, den Wärmestrom der PTC-Heizelemente nach unten zu lenken. In a further development of the method, an insulating layer is attached to the first side of the flexible conductor plate, which also covers the PTC heating elements. This serves as a contact protection and / or to direct the heat flow of the PTC heating elements down.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die Größe und/oder die Leistung des Heizers flexibel gewählt bzw. verringert durch den Schritt: Abtrennen eines nicht benötigten Teils der Leiterplatte z.B. mittels Durchschneiden parallel zu den Leiter- bahnen und Haupt-Aussparungen. Das Abtrennen erfolgt vorzugsweise modulweise, der abgetrennte Teil hat dann eine erste und eine zweite Gruppe von Leiterbahnen. In a preferred embodiment of the method, the size and / or the power of the heater is flexibly selected or reduced by the step: disconnecting an unnecessary part of the printed circuit board, e.g. by cutting parallel to the conductor tracks and main recesses. The separation is preferably carried out in modules, the separated part then has a first and a second group of conductor tracks.
Besonders einfach ist die Fertigung der vorbeschriebenen Anordnung bestehend aus zwei Heizern, wenn die elektrischen Kontaktierungen der beiden Gruppen von Leiterbahnen über als SMD-Bauteile ausgebildete O-Ohm-Widerstände mittels des SMD-Bestückautomaten erfolgt. Particularly simple is the production of the above-described arrangement consisting of two heaters, when the electrical contacts of the two groups of tracks via SMD components formed as O-ohm resistors by means of the SMD placement machine.
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Heizers bestehend aus zwei Modulen sind in den Figuren dargestellt. Anhand der Figuren wird die Erfindung nun näher erläutert. Two embodiments of the heater according to the invention consisting of two modules are shown in the figures. With reference to the figures, the invention will now be explained in more detail.
Es zeigen:  Show it:
Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Teil des erfindungsgemäßen Heizers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel bestehend aus zwei Modulen,  1 shows a perspective view of part of the heater according to the invention according to a first embodiment consisting of two modules,
Figur 2 in einer Draufsicht den erfindungsgemäßen Heizer aus Figur 1 ohne SMD- Bauteile,  FIG. 2 shows a plan view of the heater according to the invention from FIG. 1 without SMD components,
Figur 3 in einem Querschnitt einen Teil des Heizers aus Figuren 1 und 2,  FIG. 3 shows in a cross-section a part of the heater from FIGS. 1 and 2,
Figur 4 in einem Querschnitt einen Teil des Heizers aus den Figuren 1 bis 3 und Figure 4 in a cross section a part of the heater of Figures 1 to 3 and
Figur 5 in einem Querschnitt einen Teil des Heizers gemäß einem zweiten Aus- führungsbeispiel. Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Ausführungsbeispiel des flexiblen flächigen Heizers 1 , der eine im Wesentlichen rechteckige flexible Leiterplatte 2 aufweist. An deren (in Figur 1 sichtbaren) Oberseite sind zwei zueinander benach- barte Heizeinheiten bzw. Module 3 vorgesehen, deren Trennlinie gestrichelt eingezeich- net ist, und die mit Bezug zu Figur 2 genauer erläutert werden. 5 shows in a cross section a part of the heater according to a second embodiment. Figure 1 shows a perspective view of the embodiment of the flexible planar heater 1, which has a substantially rectangular flexible printed circuit board 2. At its upper side (visible in FIG. 1), two heating units or modules 3 which are adjacent to one another are provided, the dividing line of which is shown in dashed lines, and which are explained in greater detail with reference to FIG.
Jedes Modul 3 hat eine Vielzahl von PTC-Heizelementen 4, die matrixartig ange- ordnet sind und jeweils von SMD-Bauteilen 4 gebildet sind. Sie wurden mit einem SMD- Bestückautomaten auf der flexiblen Leiterplatte 2 positioniert und danach in einem Ofen gelötet. Each module 3 has a multiplicity of PTC heating elements 4, which are arranged in the manner of a matrix and are each formed by SMD components 4. They were positioned on the flexible circuit board 2 with an SMD placement machine and then soldered in an oven.
Der Heizer 1 ist am Außenumfang eines Rohres 6 angeordnet, wobei durch das Rohr 6 ein zu erwärmendes Fluid etwa entlang der Längsachse 8 des Rohres 6 strömt. Dabei ist der Heizer 1 durch die flexible Gestaltung seiner Leiterplatte 2 derart biegbar, dass er bzw. sie problemlos an die Krümmung gemäß dem Außenradius R des Rohres 6 angepasst werden kann. Dabei sind die SMD-Bauteile 4 (theoretisch) tangential zur Außenwand des Rohres 6 angeordnet. Die Länge der SMD-Bauteile 4 ist derart kurz bemessen, dass ein vergleichsweise kleiner Krümmungsradius R und damit eine starke Krümmung des Heizers 1 möglich ist. Dazu bieten sich z.B. SMD-Bauteile 4 der Ge- häuseform 1210 an. The heater 1 is arranged on the outer circumference of a tube 6, whereby a fluid to be heated flows through the tube 6 approximately along the longitudinal axis 8 of the tube 6. In this case, the heater 1 is so bendable by the flexible design of its printed circuit board 2 that he or she can be easily adapted to the curvature according to the outer radius R of the tube 6. The SMD components 4 (theoretically) are arranged tangentially to the outer wall of the tube 6. The length of the SMD components 4 is dimensioned so short that a comparatively small radius of curvature R and thus a strong curvature of the heater 1 is possible. For this purpose, for example, SMD components 4 of the housing 1210 form.
Die Stromversorgung des (in Figur 1 linken und vollständig gezeigten) Moduls 3 erfolgt über einen SMD-Stecker 10, der (ebenfalls von dem SMD-Bestückautomaten) auf eine Lasche der Trägerfolie 5 des Heizers 1 aufgesetzt ist. The power supply of the (left in Figure 1 and completely shown) module 3 via an SMD connector 10, which (also from the SMD placement) is placed on a tab of the carrier film 5 of the heater 1.
Die elektrische Kontaktierung und damit Stromversorgung des (in Figur 1 rechten nur teilweise gezeigten) Moduls 3 erfolgt über zwei als SMD-Brückenbauteile 12 aus- gebildete sogenannte O-Ohm-Widerstände, die einen (in Figur 2 gezeigten) Abstand zwischen den beiden Modulen 3 überbrücken. The electrical contacting and thus power supply of the module 3 (which is only partially shown in FIG. 1) takes place via two so-called O-ohm resistors formed as SMD bridge components 12, which have a distance (shown in FIG. 2) between the two modules 3 bridged.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite der nicht gekrümmten flexiblen Leiterplatte 2 des Heizers 1 mit seinen beiden Modulen 3, wobei die SMD-Bauteile 4 weggelassen wurden bzw. noch nicht aufgesetzt sind. Damit zeigt Figur 2 bei jedem Modul 3 (unverdeckte) Leiterbahnen 14 einer ersten Gruppe, die sich abwechseln mit Leiterbahnen 16 einer zweiten Gruppe. Die Leiterbahnen 14 der ersten Gruppe sind mit einer ersten Verbindungs-Leiterbahn 18 einstückig gebildet, während die Leiterbahnen 16 der zweiten Gruppe mit einer zweiten Verbindungs-Leiterbahn 20 einstückig gebildet sind. Dabei erstrecken sich die beiden ersten Verbindungs-Leiterbahnen 18 der beiden Module 3 entlang eines ersten Randes 22 der flexiblen Leiterplatte 2, während sich die beiden zweiten Verbindungs-Leiterbahnen 20 der beiden Module 3 entlang eines zweiten Randes 24 der flexiblen Leiterplatte 2 erstrecken. Figure 2 shows a plan view of the top of the non-curved flexible printed circuit board 2 of the heater 1 with its two modules 3, wherein the SMD components. 4 have been omitted or are not yet set up. Thus, FIG. 2 shows for each module 3 (uncovered) printed conductors 14 of a first group which alternate with printed conductors 16 of a second group. The interconnects 14 of the first group are formed integrally with a first interconnect conductor 18, while the interconnects 16 of the second group are formed integrally with a second interconnect interconnect 20. In this case, the two first interconnection interconnects 18 of the two modules 3 extend along a first edge 22 of the flexible printed circuit board 2, while the two second interconnect interconnects 20 of the two modules 3 extend along a second edge 24 of the flexible printed circuit board 2.
Die beiden zueinander parallelen Ränder 22, 24 der flexiblen Leiterplatte 2 werden bei der Montage des Heizers 1 an der Außenseite des Rohres 6 (siehe Figur 1 ) ent- sprechend dem Außenradius R des Rohres 6 gekrümmt. The two mutually parallel edges 22, 24 of the flexible printed circuit board 2 are curved in the assembly of the heater 1 on the outside of the tube 6 (see Figure 1) corresponding to the outer radius R of the tube 6.
Jedes Modul 3 hat eine durchgehende mäanderförmige Gesamt-Aussparung, an der die Oberseite der flexiblen Leiterplatte 2 nicht mit Kupfer belegt ist. Jede Gesamt- Aussparung besteht aus einer abwechselnden Folge von Haupt-Aussparungen 26, deren Länge etwa derjenigen der Leiterbahnen 14, 16 entsprechen, und Verbindungs- Aussparungen 28, deren Länge etwa der Breite der Leiterbahnen 14, 16 entspricht. Die Haupt-Aussparungen 26 sind parallel zu den Leiterbahnen 14, 16 ausgerichtet, während die Verbindungs-Aussparungen 28 senkrecht dazu und somit parallel zu den beiden Rändern 22, 24 der Trägerfolie 5 und parallel zu den SMD-Bauteilen 4 ausge- richtet sind. Each module 3 has a continuous meandering overall recess, at which the top of the flexible printed circuit board 2 is not covered with copper. Each overall recess consists of an alternating sequence of main recesses 26, the length of which approximately correspond to those of the conductor tracks 14, 16, and connection recesses 28, the length of which corresponds approximately to the width of the conductor tracks 14, 16. The main recesses 26 are aligned parallel to the conductor tracks 14, 16, while the connection recesses 28 are aligned perpendicular thereto and thus parallel to the two edges 22, 24 of the carrier film 5 and parallel to the SMD components 4.
Bei den Haupt-Aussparungen 26 ergibt sich eine abwechselnde Folge von breite- ren Haupt-Aussparungen 26, über die hinweg sich mehrere (in gezeigtem Ausführungs- beispiel sechs) SMD-Bauteile 4 erstrecken, und jeweiligen schmaleren Haupt-Aus- sparungen 26, über die sich keine SMD-Bauteile erstrecken. The main recesses 26 provide an alternating series of wider main recesses 26 across which extend a plurality (six in the illustrated embodiment) of SMD components 4 and respective narrower main recesses 26 which do not extend SMD components.
Zwischen den beiden Modulen 3 ist eine weitere Haupt-Aussparung 30 vorge- sehen, die nicht nur eine Leiterbahn 14 der ersten Gruppe von einer Leiterbahn 16 der zweiten Gruppe trennt, sondern auch die beiden ersten Verbindungsleiterbahnen 18 und die beiden zweiten Verbindungsleiterbahnen 20 voneinander trennt. Dazu erstreckt sich die weitere Haupt-Aussparung 30 über die volle Breite des Heizers 1 bzw. der flexiblen Leiterplatte 2. Between the two modules 3, a further main recess 30 is provided, which not only separates a conductor track 14 of the first group from a conductor track 16 of the second group, but also separates the two first connection conductor tracks 18 and the two second connection conductor tracks 20 from each other. To do this extends the other main recess 30 over the full width of the heater 1 and the flexible circuit board. 2
In vorrichtungstechnisch einfacher Weise ist nur das erste Modul 3 mit einem SMD-Stecker 10 versehen, über den beide Module 3 mit Strom versorgt werden. Dabei wird die weitere Haupt-Aussparung 30 von zwei als SMD-Brückenbauteile 12 ausgebil- deten (in Figur 1 gezeigten) O-Ohm-Widerständen überbrückt. Genauer gesagt werden die beiden ersten Verbindungs-Leiterbahnen 18 und die beiden zweiten Verbindungs- Leiterbahnen 20 jeweils miteinander verbunden. In device-simple manner, only the first module 3 is provided with an SMD connector 10, are supplied via the two modules 3 with power. In this case, the further main recess 30 is bridged by two O-ohm resistors designed as SMD bridge components 12 (shown in FIG. 1). More specifically, the two first connection patterns 18 and the two second connection patterns 20 are connected to each other.
In Figur 2 sind weder der SMD-Stecker 10 noch die Vielzahl von SMD-Bauteilen 4 noch die beiden SMD-Brückenbauteile 12 gezeigt, sondern jeweils nur die zugeord- neten Lötpads. Diese Lötpads sind über jeweilige kleine Brücken mit den Leiterbahnen 14, 16 oder mit den Verbindungs-Leiterbahnen 18, 20 elektrisch verbunden. In FIG. 2, neither the SMD plug 10 nor the multiplicity of SMD components 4 nor the two SMD bridge components 12 are shown, but in each case only the associated solder pads. These solder pads are electrically connected via respective small bridges with the tracks 14, 16 or with the interconnect tracks 18, 20.
Darüber hinausgehend sind in Figur 2 als Alternative für jedes SMD-Brückenbau- teil 12 zwei kreisförmige Lötpads zu erkennen, an die (nicht gezeigte) Litzen gelötet werden können, um auf diese Weise die beiden Module 3 elektrisch miteinander zu ver- binden. Insbesondere in diesem Fall kann der Heizer im Übergangsbereich zwischen den beiden Modulen 3 deutlich stärker gekrümmt werden, als es die bestückten Be- reiche der Module 3 zulassen. Damit lässt sich der Heizer auch beidseitig einer verrun- deten Kante eines zu erwärmenden Bauteils anlegen. Dann erstreckt sich die ge- strichelte Linie aus Figur 1 entlang der verrundeten Kante des zu erwärmenden Bau- teils. Beidseitig der verrundeten Kante können z.B. jeweilige ebene zu erwärmende Flächen sein. In addition, in FIG. 2, as an alternative for each SMD bridge component 12, two circular solder pads can be seen, to which leads (not shown) can be soldered, in order to electrically connect the two modules 3 with each other. In particular, in this case, the heater can be significantly more curved in the transition region between the two modules 3, as allow the populated areas of the modules 3. Thus, the heater can also be applied on both sides of a rounded edge of a component to be heated. The dashed line from FIG. 1 then extends along the rounded edge of the component to be heated. On both sides of the rounded edge, e.g. respective level to be heated surfaces.
Die Leiterbahnen 14, 16 und die Verbindungs-Leiterbahnen 18, 20 sind perforiert, um die Biegbarkeit auch der beiden Module 3 zu maximieren. The interconnects 14, 16 and the interconnect tracks 18, 20 are perforated to maximize the flexibility of the two modules 3.
Figur 3 zeigt in einer geschnittenen Darstellung ein einziges als SMD-Bauteil 4 ausgestaltetes PTC-Heizelement, das auf einen kleinen Ausschnitt der flexiblen Leiter- platte 2 befestigt ist. Die beiden Anschlussbereiche des SMD-Bauteils 4 sind mit einer jeweiligen Lötung 32 an ein jeweiliges Lötpad 34 gelötet. Die beiden Lötpads 34 der SMD-Bauteile 4 sind aus Kupfer gebildet und jeweils einstückig mit den Leiterbahnen 14, 16 zweier verschiedener Gruppen gebildet. Zwischen den beiden Lötpads 34 ist eine der Haupt-Aussparungen 26 vorgesehen. FIG. 3 shows, in a sectional view, a single PTC heating element designed as an SMD component 4, which is fastened to a small section of the flexible printed circuit board 2. The two terminal regions of the SMD component 4 are soldered to a respective solder pad 34 with a respective solder 32. The two solder pads 34 of SMD components 4 are formed from copper and in each case formed integrally with the conductor tracks 14, 16 of two different groups. Between the two solder pads 34, one of the main recesses 26 is provided.
In Figur 3 ist dargestellt, dass in der Haupt-Aussparung 26 Lötstopplack 36 vorge- sehen ist. Auch zwischen den Lötpads 34 und den zugeordneten (in Figur 3 nicht ge- zeigten) Leiterbahnen 14, 16 ist Lötstopplack 36 vorgesehen. Dem gegenüber sind die Lötpads 34 selbstverständlich nicht mit Lötstopplack 36 überdeckt. FIG. 3 shows that solder resist 36 is provided in the main recess 26. Also between the solder pads 34 and the associated (not shown in Figure 3) printed conductors 14, 16 Lötstopplack 36 is provided. In contrast, the solder pads 34 are of course not covered with solder mask 36.
Weiterhin ist in Figur 3 die flexible Leiterplatte 2 dargestellt, an deren Oberseite die SMD-Bauteile 4 angeordnet sind, und durch die hindurch im Betrieb des erfindungs- gemäßen Heizers 1 die Wärme (in Figur 3 nach unten) zum Rohr 6 abgegeben wird.Furthermore, FIG. 3 shows the flexible printed circuit board 2, on the upper side of which the SMD components 4 are arranged, and through which the heat (in FIG. 3 downwards) is emitted to the tube 6 during operation of the heater 1 according to the invention.
Um diesen Effekt zu verstärken und zusätzlich als Berührschutz ist die gesamte Ober- seite des Heizers 1 mit einer Isolierschicht 38 aus Silikon überzogen. Die Isolierschicht 38 bildet nach oben eine weitgehend ebene Oberfläche. In order to increase this effect and additionally as contact protection, the entire upper side of the heater 1 is coated with an insulating layer 38 made of silicone. The insulating layer 38 forms a substantially flat surface upwards.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch einen kleinen Ausschnitt des erfindungsge- mäßen Heizers 1 mit der flexiblen Leiterplatte 2, wobei eine der Leiterbahnen 14 bzw.FIG. 4 shows a cross section through a small section of the heater 1 according to the invention with the flexible printed circuit board 2, wherein one of the conductor tracks 14 or
16 geschnitten dargestellt ist. An beiden Seiten der Leiterbahn 14, 16 ist eine der Haupt-Aussparungen 26 vorgesehen. 16 is shown cut. On both sides of the conductor track 14, 16, one of the main recesses 26 is provided.
Zu sehen ist der schichtartige Aufbau aus der Trägerfolie 5, vorzugsweise aus Polyimid, den Leiterbahnen 14, 16 aus Kupfer, die durch Ausätzen der zunächst voll- ständig verkupferten Leiterplatte 2 gefertigt werden, und Lötstopplack 36. Statt dem Löt- stopplack 36 kann auch eine Abdeckfolie vorgesehen sein. Schließlich ist noch die mit Bezug zu Figur 3 beschriebene Isolierschicht 38 dargestellt. Shown is the layered structure of the carrier film 5, preferably of polyimide, the conductor tracks 14, 16 made of copper, which are made by etching the initially completely coppered circuit board 2, and solder mask 36. Instead of the solder stop 36 can also be a Cover be provided. Finally, the insulating layer 38 described with reference to FIG. 3 is shown.
In Figur 4 ist dargestellt, dass diese Haupt-Aussparungen 26 und die Leiterbahnen 14, 16 komplett mit Lötstopplack 36 überdeckt sind, wobei lediglich die (in Figur 3 ge- zeigten) Lötpads 34 freibleiben, damit daran die Kontaktbereiche der SMD-Bauteile 4 durch die Lötung 32 elektrisch kontaktiert werden können. Figur 5 zeigt in einer geschnittenen Darstellung einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Heizers vergleichbar mit der Darstellung aus Figur 3. Dabei ist der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 4 darin zu sehen, dass an der Unterseite der flexiblen Leiterplatte 2 eine vollflächige Wärmeverteilschicht 40 aus Kupfer angebracht ist. FIG. 4 shows that these main recesses 26 and the printed conductors 14, 16 are completely covered with solder mask 36, wherein only the solder pads 34 (shown in FIG. 3) remain free, so that the contact regions of the SMD components 4 pass through the solder 32 can be contacted electrically. 5 shows in a sectional view a section of a second embodiment of the heater according to the invention comparable to the illustration of Figure 3. Here, the difference to the first embodiment according to Figures 1 to 4 is seen in that at the bottom of the flexible circuit board 2 is a full-surface Heat distribution layer 40 is mounted made of copper.
In den Figuren 3 und 4 an der Unterseite der flexiblen Leiterplatte 2 und in Figur 5 an der Unterseite der Wärmeverteilschicht 40 kann eine selbstklebende Schicht ange- bracht sein. Über diese wird der Heizer 1 einfach an das zu erwärmende Bauteil, in den gezeigten Ausführungsbeispielen an das Rohr 6, geklebt. In FIGS. 3 and 4 on the underside of the flexible printed circuit board 2 and in FIG. 5 on the underside of the heat distribution layer 40, a self-adhesive layer may be applied. About this, the heater 1 is simply glued to the component to be heated, in the illustrated embodiments of the pipe 6.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen können auch alle Haupt- Aussparungen 26 von SMD-Bauteilen 4 überbrückt werden. Notwithstanding the embodiments shown, all main recesses 26 can be bridged by SMD components 4.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann statt Lötstopplack 36 auch eine Abdeckfolie vorgesehen sein. Notwithstanding the exemplary embodiments shown, it is also possible to provide a cover film instead of solder mask 36.
Alle genannten und erläuterten Merkmale können erfindungsgemäß beliebig kombiniert werden. All mentioned and explained features can be combined according to the invention as desired.
Offenbart sind ein flexibler flächiger Heizer mit mehreren PTC-Heizelementen, die von SMD-Bauteilen gebildet sind, und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Heizer. Zur Wärmeleitung und/oder zur Optimierung der Wärmeverteilung sind die Leiterbahnen breiter ausgeführt als eine Länge der SMD-Bauteile. Disclosed are a flexible planar heater with a plurality of PTC heating elements, which are formed by SMD components, and a method for producing such heaters. For heat conduction and / or for optimizing the heat distribution, the strip conductors are made wider than a length of the SMD components.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Heizer 1 heater
2 flexible Leiterplatte  2 flexible circuit board
3 Modul  3 module
4 PTC-Heizelement / SMD-Bauteil 4 PTC heating element / SMD component
5 Trägerfolie 5 carrier film
6 zu erwärmendes Bauteil / Rohr 8 Längsachse  6 to be heated component / tube 8 longitudinal axis
10 SMD-Stecker  10 SMD plugs
12 SMD-Brückenbauteil  12 SMD bridge component
14 Leiterbahn der ersten Gruppe 14 trace of the first group
16 Leiterbahn der zweiten Gruppe16 trace of the second group
18 erste Verbindungs-Leiterbahn18 first interconnect trace
20 zweite Verbindungs-Leiterbahn20 second interconnect trace
22 erster Rand 22 first edge
24 zweiter Rand  24 second edge
26 Haupt-Aussparung  26 main recess
28 Verbindungs-Aussparung 28 connection recess
30 weitere Haupt-Aussparung30 more main recess
32 Lötung 32 soldering
34 Lötpad  34 solder pad
36 Lötstopplack  36 solder mask
38 Isolierschicht  38 insulating layer
40 Wärmeverteilschicht  40 heat distribution layer
R Außenradius R outer radius
B Breite  B width
L Länge  L length

Claims

Patentansprüche claims
1. Flexibler flächiger Heizer mit einer flexiblen Leiterplatte (2), auf deren ersten Seite mehrere PTC-Heizelemente angeordnet sind, wobei die PTC-Heizelemente SMD- Bauteile (4) sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (B) von Leiterbahnen (14, 16) größer ist als eine Länge (L) der SMD-Bauteile (4). 1. Flexible flat heater with a flexible printed circuit board (2), on the first side of several PTC heating elements are arranged, wherein the PTC heating elements are SMD components (4), characterized in that a width (B) of conductor tracks (14 , 16) is greater than a length (L) of the SMD components (4).
2. Flexibler flächiger Heizer nach Anspruch 1 , wobei an einer der ersten Seite gegen- über liegenden zweiten Seite der flexiblen Leiterplatte (2) eine Klebeschicht vor- gesehen ist, über die der Heizer an ein zu erwärmendes Bauteil (6) geklebt wer- den kann. 2. Flexible planar heater according to claim 1, wherein on one of the first side opposite the second side of the flexible printed circuit board (2) an adhesive layer is provided, via which the heater to a component to be heated (6) are glued can.
3. Flexibler flächiger Heizer nach Anspruch 1 , wobei an einer der ersten Seite gegen- über liegenden zweiten Seite der flexiblen Leiterplatte (2) eine Wärmeverteil- schicht (40) vorgesehen ist. 3. A flexible planar heater according to claim 1, wherein on one of the first side opposite the second side of the flexible printed circuit board (2) a heat distribution layer (40) is provided.
4. Flexibler flächiger Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der ersten Seite eine elektrische und/oder thermische Isolierschicht (38) vorge- sehen ist, die die Leiterbahnen (14, 16) und SMD-Bauteile (4) überdeckt. 4. Flexible planar heater according to one of the preceding claims, wherein on the first side an electrical and / or thermal insulating layer (38) is provided, which covers the conductor tracks (14, 16) and SMD components (4).
5. Flexibler flächiger Heizer nach Anspruch 4, wobei zwischen einerseits den Leiter- bahnen (14, 16) und den SMD-Bauteilen (4) und andererseits der Isolierschicht (38) ein Lötstopplack (36) und / oder eine Abdeckfolie vorgesehen sind / ist. 5. Flexible planar heater according to claim 4, wherein on the one hand the conductor tracks (14, 16) and the SMD components (4) and on the other hand the insulating layer (38) a Lötstopplack (36) and / or a cover film are provided / is ,
6. Flexibler flächiger Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (14, 16) mit erhöhter Dicke ausgeführt sind. 6. Flexible planar heater according to one of the preceding claims, wherein the conductor tracks (14, 16) are designed with increased thickness.
7. Flexibler flächiger Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (14, 16) durch Haupt-Aussparungen (26) voneinander getrennt sind, und wobei die Leiterbahnen (14, 16) und die Haupt-Aussparungen (26) parallel zueinander angeordnet sind. A flexible planar heater according to any one of the preceding claims, wherein the tracks (14, 16) are separated by main recesses (26), and wherein the tracks (14, 16) and the main slots (26) are arranged parallel to each other are.
8. Flexibler flächiger Heizer nach Anspruch 7, wobei die Haupt-Aussparungen (26) zusammen mit Verbindungs-Aussparungen (28) eine meanderförmige durch- gehende Gesamt-Aussparung bilden. 8. A flexible planar heater according to claim 7, wherein the main recesses (26) together with connecting recesses (28) form a meandering, continuous overall recess.
9. Flexibler flächiger Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Leiterbahnen (14) einer ersten Gruppe über eine erste Verbindungs-Leiterbahn (18) miteinander verbunden sind, und wobei Leiterbahnen (16) einer zweite Gruppe über eine zweite Verbindungs-Leiterbahn (20) miteinander verbunden sind. 9. Flexible planar heater according to one of the preceding claims, wherein printed conductors (14) of a first group are connected to one another via a first connecting printed conductor (18), and printed conductors (16) of a second group are connected via a second connecting printed conductor (20). connected to each other.
10. Flexibler flächiger Heizer nach Anspruch 9, wobei sich die beiden Verbindungs- Leiterbahnen (18, 20) quer zu den Leiterbahnen (14, 16) und entlang zweier Ränder (22, 24) der flexiblen Leiterplatte (2) erstrecken. 10. A flexible planar heater according to claim 9, wherein the two connecting tracks (18, 20) transversely to the conductor tracks (14, 16) and along two edges (22, 24) of the flexible printed circuit board (2).
11. Flexibler flächiger Heizer nach Anspruch 9 oder 10 mit mehreren ersten Gruppen von Leiterbahnen (14), die elektrisch miteinander kontaktiert sind, und mit mehreren zweiten Gruppen von Leiterbahnen (16), die elektrisch miteinander kontaktiert sind. 11. A flexible planar heater according to claim 9 or 10 comprising a plurality of first groups of conductor tracks (14) which are electrically contacted with each other, and with a plurality of second groups of conductor tracks (16) which are electrically contacted with each other.
12. Flexibler flächiger Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung. 12. Flexible planar heater according to one of the preceding claims with a non-uniform heat distribution.
13. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen flächigen Heizers (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 mit dem Schritt: 13. A method for producing a flexible planar heater (1) according to any one of claims 1 to 12 with the step:
- automatisches Bestücken der SMD-Bauteile (4).  - Automatic loading of the SMD components (4).
14. Verfahren nach Anspruch 13, mit dem zusätzlichen Schritt: 14. The method according to claim 13, with the additional step:
- automatisches Bestücken eines SMD-Steckers (10).  - Automatic placement of an SMD connector (10).
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, mit dem zusätzlichen Schritt: 15. The method according to claim 13 or 14, with the additional step:
- Abdecken mit einer Isolierschicht (38).  - Covering with an insulating layer (38).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, mit dem Schritt: 16. The method according to any one of claims 13 to 15, comprising the step:
- Verringern der Größe der Leiterplatte (2) mittels Abtrennen eines Teils der Leiterplatte (2) parallel zu den Leiterbahnen (14, 16) und/oder Haupt-Aus- sparungen (26).  - Reducing the size of the printed circuit board (2) by separating a portion of the printed circuit board (2) parallel to the conductor tracks (14, 16) and / or main recesses (26).
EP18825674.7A 2017-12-19 2018-12-18 Flexible flat heater, and method for producing it Pending EP3729909A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017130508.4A DE102017130508A1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 Flexible planar heater and method for its production
PCT/EP2018/085638 WO2019121772A1 (en) 2017-12-19 2018-12-18 Flexible flat heater, and method for producing it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3729909A1 true EP3729909A1 (en) 2020-10-28

Family

ID=64755563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18825674.7A Pending EP3729909A1 (en) 2017-12-19 2018-12-18 Flexible flat heater, and method for producing it

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3729909A1 (en)
DE (1) DE102017130508A1 (en)
WO (1) WO2019121772A1 (en)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH025390A (en) 1987-12-14 1990-01-10 Thermon Mfg Co Heating pad employing positive temperature coefficient thermister
US6278092B1 (en) * 1999-12-29 2001-08-21 Chia-Hsiung Wu Lagging device
AU2003241668A1 (en) * 2002-06-19 2004-01-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Flexible ptc heating element and method of manufacturing the heating element
EP1648199A1 (en) 2004-10-18 2006-04-19 DBK David + Baader GmbH Heating element with improved heat conduction
JP2007227830A (en) * 2006-02-27 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flexible ptc heating element
DE102006033711B4 (en) * 2006-07-20 2012-06-14 Epcos Ag Method for producing a resistor arrangement
DE202011004140U1 (en) * 2010-04-06 2012-06-25 W.E.T. Automotive Systems Ag MFP
DE102011000765A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 Dbk David + Baader Gmbh Heating device for, e.g. air conditioning apparatus of electric vehicle, has printed circuit board with several through holes for fluid such that heating element is indirectly or directly arranged with respect to through hole
LU91913B1 (en) 2011-12-15 2013-06-17 Iee Sarl Sheet-type ohmic heating element
CN104620671B (en) * 2012-06-26 2016-05-18 Iee国际电子工程股份公司 Do not there is the PTC heater of electronic power control

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017130508A1 (en) 2019-06-19
WO2019121772A1 (en) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3262666B1 (en) Electrical element and method for manufacturing it
AT503705B1 (en) ARRANGEMENT FOR COOLING SMD POWER ELEMENTS ON A PCB
EP1450404B1 (en) Assembly in pressure contact with a power semiconductor module
DE10134515B4 (en) Ladder device with a flat main conductor with a constriction
DE102005028495B4 (en) Multilayer piezoelectric element
DE102009046403B4 (en) Power semiconductor module in pressure contact technology
DE112015000733B4 (en) Circuit board, structure of connected busbars and electrical distributor
EP1671520B1 (en) Heating element for cooking appliances
DE102011088322B4 (en) CONNECTING SYSTEM FOR THE ELECTRICAL CONNECTION OF ELECTRICAL EQUIPMENT, POWER SUB-MODULAR SYSTEM, METHOD FOR CONNECTING AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE FIRST CONNECTION AND AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE SECOND CONNECTION, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE112016005794T5 (en) Circuit and electrical connection box
EP1922910B1 (en) Screened housing with press-fit pins and method for production thereof
DE102018129418A1 (en) circuitry
DE4244064A1 (en) Device for a vehicle
DE60315469T2 (en) Heat dissipating insert, circuit with such an insert and method of manufacture
WO2019121772A1 (en) Flexible flat heater, and method for producing it
DE112015003374B4 (en) circuit arrangement
DE102011004543B4 (en) Resistor, circuit board and electrical or electronic device
DE102014107271B4 (en) Semiconductor module
DE102008026347B4 (en) Power electronic device with a substrate and a base body
DE102004016847A1 (en) Light emitting diode arrangement and method for producing a light emitting diode array
DE10246577A1 (en) Circuit board with metal housing, e.g. for motor vehicle control circuit, has spring member for making contact between circuit board or power semiconductor device and metal housing for heat removal
WO2016096131A1 (en) Multilayer printed circuit board having a thermally conductive element
DE112019002408T5 (en) WIRING ARRANGEMENT AND ELECTRICAL CONNECTION BOX
DE102019113021A1 (en) Electronic component for a vehicle with improved electrical contacting of a semiconductor component and manufacturing method
EP3133897B1 (en) Electric heating device and control electronics

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200713

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20211018