EP4367981A1 - Leiterplatte für ein steuergerät eines fahrzeugs und verfahren zum herstellen einer solchen leiterplatte - Google Patents

Leiterplatte für ein steuergerät eines fahrzeugs und verfahren zum herstellen einer solchen leiterplatte

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Publication number
EP4367981A1
EP4367981A1 EP22744660.6A EP22744660A EP4367981A1 EP 4367981 A1 EP4367981 A1 EP 4367981A1 EP 22744660 A EP22744660 A EP 22744660A EP 4367981 A1 EP4367981 A1 EP 4367981A1
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EP
European Patent Office
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circuit board
layers
printed circuit
conductor
resin
Prior art date
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Pending
Application number
EP22744660.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Brinkmann
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.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Lisa Draexlmaier GmbH filed Critical Lisa Draexlmaier GmbH
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    • H05K3/4676—Single layer compositions

Definitions

  • the present invention relates to a printed circuit board for a vehicle control unit and a method for producing a printed circuit board for a vehicle control unit.
  • the present invention is described below mainly in connection with printed circuit boards for vehicle control units.
  • An electrical circuit can be built on a printed circuit board.
  • Flame-retardant printed circuit boards can be used in vehicles in particular.
  • Flame retardant printed circuit boards can be multi-layer laminates made of glass fiber reinforced plastic and conductor tracks.
  • the printed circuit boards can be built up in layers on a central core.
  • the core can be an inexpensive standard component used millions of times.
  • the core In normal situations, the core can have perfectly adequate properties. When used in the vehicle, however, situations or environmental conditions can prevail that can lead to core component defects due to migration effects.
  • An improvement can in this case, for example, an improved service life, in particular a higher insensitivity to migration effects.
  • copper ions Under the influence of moisture and/or through electrocorrosion, copper ions can be released from metallic components of an electrical circuit. In the case of high DC voltages in particular, the copper ions can migrate along the glass fibers of a printed circuit board. This migration can be referred to as electromigration and can lead to fault currents in the electrical circuit. This error pattern can be referred to as conductive anodic filament (CAF). This fault pattern can be observed more frequently in the field of electromobility in particular due to the high electrical voltages of, for example, 400V or more that frequently occur there.
  • CAF conductive anodic filament
  • Printed circuit boards are built up in layers on a core. In this case, layers with electrically conductive conductor tracks alternate with electrically insulating layers.
  • Conventional printed circuit boards use a prefabricated core made of several layers of resin-impregnated glass fabric. The layers are typically 200 micrometers thick and have a resin content of less than 45 percent.
  • the core can have a thickness in the range of 600 micrometers, for example.
  • the core can have a coarse fiberglass structure. The layered construction can take place on both sides of the core.
  • an alternative structure of a printed circuit board is presented.
  • an alternative structure of the core of the printed circuit board is presented.
  • Finer glass fiber fabrics than before are used in combination with a higher resin content than before. It has been observed that this can reduce the potential or risk of copper ion migration along glass fibers of the glass fiber fabric.
  • materials that are already available are used in order to keep additional costs as low as possible, with the materials being processed and/or combined in a skilful manner in order to be able to bring about desired physical properties of the printed circuit board.
  • a printed circuit board in particular for a control unit of a vehicle, is presented, the printed circuit board having a core made of at least two layers of resin-impregnated glass textile and two conductor levels of the printed circuit board, the layers of glass textile being arranged between the conductor levels and the conductor levels being arranged on opposite sides of the core, the Layers of glass fabric are each between 50 microns and 150 microns thick and have a resin content of between 58% and 74% by volume and the conductor planes are each between 20 microns and 50 microns thick.
  • a method for producing a printed circuit board in particular for a control unit of a vehicle, is presented, with a core of the printed circuit board being laminated from two half-cores, with the half-cores each having at least one layer of resin-impregnated glass textile and a conductor level of the printed circuit board, with the layers of glass textile between the conductor levels and arranging the conductive planes on opposite sides of the core, the layers of glass fabric each being between 50 microns and 150 microns thick and having a resin content of between 58% and 74% by volume, and the conductive planes each being between 20 microns and 50 microns thick.
  • a printed circuit board can be a multi-layer structure made up of conductor levels with electrically conductive conductor tracks and electrically insulating intermediate layers arranged in between.
  • the printed circuit board can have up to 50 layers, for example.
  • the conductor tracks can be made of a copper material, for example.
  • the circuit board can have flame retardant properties.
  • the intermediate layers can consist of resin-impregnated glass textile.
  • the resin can be an epoxy resin, for example.
  • the glass textile can be a woven, knitted or crocheted fabric, braid or scrim with oriented glass fibers or filaments.
  • the glass textile can also be a non-oriented mat, fleece or felt with non-oriented glass fibers or filaments.
  • a core of the printed circuit board can be an electrically insulating intermediate layer arranged centrally in the printed circuit board.
  • the core can also consist of resin-impregnated glass textile.
  • the conductor levels and the intermediate layers can be built up in layers on both sides of the core.
  • the core can form a neutral fiber of the circuit board.
  • the core can be a support for building up the intermediate layers and conductor levels.
  • the core can have recordings for aligning or centering have in a corresponding tool.
  • the intermediate layers can have corresponding recordings. In the tool, for example, the mounts can be attached to pins and thus aligned.
  • the layered structure can be referred to as lamination.
  • Glass textile can be impregnated with a resin and firmly bonded to other layers by an adhesive effect of the resin.
  • a resin content of the laminate can be adjusted by precise dosing of the resin.
  • a layer thickness of a layer is determined, among other things, by the fineness of the glass textile.
  • finer glass textile with a higher resin content is used, at least for the core, than for the cores of conventional circuit boards.
  • the increased resin content results in improved wetting of the glass textile.
  • the improved wetting results in an increased adhesive effect of the resin on the glass fibers of the glass textile. This means that the glass fibers cannot be torn out of the resin so quickly during the drilling process.
  • Flattened yarns made of many glass fibers or filaments (spread fibers) are particularly advantageous for the glass textile, since a good penetration of the glass textile with the resin can be achieved with flattened yarns.
  • a half core can be a precursor that is readily available.
  • a half-core consists of at least one layer of resin-impregnated glass textile with a conductor layer on top.
  • the half cores can be processed already hardened. Further half-cores can also be used to build up further intermediate layers and conductor levels of the printed circuit board. At least one layer of resin-impregnated glass textile can then be laminated onto an existing inner conductor level and another half-core can be laminated onto the glass textile.
  • the core can have at least one further layer of resin-impregnated glass textile.
  • the further layer of glass textile can be arranged between the half-cores and laminated with the half-cores.
  • the further layer can be arranged in a central plane of the printed circuit board. Additional layers can be used to adjust the mechanical properties of the printed circuit board.
  • Glass fibers of the glass textile can have a diameter between 33 microns and 180 microns.
  • the glass fibers can be used as single filaments.
  • filaments can be woven, warp-knitted, knitted, braided, or felted.
  • Such glass textiles can be referred to as monofilament.
  • several glass fibers can be combined into a bundle and the bundles woven, warp-knitted, knitted, braided or felted.
  • the glass textile can be designed as a glass fabric with a plain weave.
  • a plain weave can result in a particularly fine glass textile.
  • the core can thus have a high level of flexibility
  • the printed circuit board can have at least four conductor levels and at least two intermediate layers.
  • An intermediate layer made of at least two further layers of resin-impregnated glass textile can be arranged between two adjacent conductor levels.
  • the layers of glass fabric can also each be between 50 microns and 150 microns thick and have a resin content between 58% and 74% by volume.
  • At least two layers of resin-impregnated glass textile can be laminated onto the outermost conductor levels as the intermediate layers.
  • the layers of glass textile of the intermediate layers can be stacked on the conductor levels and laminated to the conductor levels and to each other.
  • the layers can be aligned to each other and to the existing conductor levels.
  • the layers can then be pressed under temperature and pressure for lamination.
  • the layers of glass textile can be provided as prepregs.
  • a prepreg can be a glass textile pre-impregnated with synthetic resin.
  • the prepreg can be ready for processing.
  • the prepreg may have a predetermined resin content.
  • the synthetic resin can be a two-component resin made of resin and hardener. The hardener can already be added to the resin.
  • the prepreg can be processed chilled.
  • the prepreg can cure under pressure and temperature without additional ingredients.
  • the prepreg can also be impregnated with a one-component resin.
  • a curing process of the synthetic resin can then be accelerated by the effect of temperature and/or ultraviolet light.
  • the prepreg can be easily processed. For example, the prepreg may be dry to the touch during processing.
  • the half cores can also be prepregs.
  • the conductor levels can be structured after laminating the half-cores. When structuring, the conductor tracks can be formed with a width of 200 ⁇ m and a spacing of 200 ⁇ m, for example. A conductor level can have a height of 24.9 ⁇ m, for example. For example, the conductor tracks can be masked and unmasked metal material can be etched away.
  • the conductor levels can be patterned before laminating the next intermediate layers.
  • the production of the printed circuit board can be carried out step by step with a fixed sequence of steps.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a circuit board according to an embodiment.
  • the printed circuit board 100 has a core 102, four conductor levels 104 and at least two intermediate layers 106.
  • the printed circuit board 100 is shown in a greatly simplified form and can also have a larger number of conductor levels 104 .
  • the printed circuit board can have up to 50 conductor levels 104 and 48 intermediate layers 106 .
  • Conductor tracks 108 are arranged next to one another in a conductor level 104 .
  • Different conductor tracks 108 in the same conductor plane 104 are arranged at a lateral distance from one another and are electrically isolated from one another. Conductor tracks 108 arranged in different conductor planes 104 can cross over. The intermediate layer 106 arranged between them insulates the crossing conductor tracks 108 from one another.
  • the individual conductor levels 104 can be connected to one another in an electrically conductive manner by plated-through holes 110 .
  • a current flow through the electrically insulating intermediate layers 106 or through the electrically insulating core 102 can be made possible via vias 110 .
  • a via 110 penetrates both intermediate layers 106 and the core 102. The via 110 thus connects conductor tracks 108 in all conductor planes 104 to one another. Vias 110 may be placed within holes drilled in circuit board 100, for example. Vias 110 can also be buried within the printed circuit board 100 by being covered by intermediate layers 106 lying further outside.
  • the circuit board 100 is a flame-retardant circuit board 100 for a vehicle controller.
  • the core 102 has at least two layers 112 of resin-impregnated glass textile.
  • Two conductor planes 104 abut the core 102 on opposite surfaces.
  • An intermediate layer 106 made of at least two further layers 112 of resin-impregnated glass textile is arranged on the conductor planes 104 in each case.
  • An intermediate layer 106 or the core 102 is arranged between each of two conductor planes 104 as insulation.
  • the outermost conductor levels 104 are arranged on the outermost intermediate layers 106 .
  • the layers 112 of glass textile are each between 50 microns and 150 microns thick.
  • the plies 112 have a resin content between 58 percent and 74 percent.
  • the conductor planes 104 are each between 20 microns and 50 microns thick.
  • a half-core 114 consists of a copper layer 116 on at least one layer 112 of resin-impregnated glass textile.
  • the half-cores 114 with the layers 112 of glass textile are placed one on top of the other and laminated under pressure and temperature.
  • the copper layer 116 may be patterned after lamination to form the conductive traces 108 .
  • the half-cores 114 can already be hardened pre-products.
  • the half cores can be wetted with synthetic resin and connected to each other. Likewise, the synthetic resin can be arranged as a film between the half-cores.
  • an exposable mask 118 is arranged on the respective outermost conductor level 104 in order to structure the conductor tracks 108 .
  • the mask 118 can be exposed selectively. Exposed areas of the mask 118 harden and are then resistant to a caustic. Unexposed areas of the mask 118 are rinsed off.
  • the copper layer 116 exposed there is removed by the etchant in order to create gaps between the conductor tracks 108 .
  • the exposed areas can then also be removed.
  • the next intermediate layer 106 consisting of at least two further layers 112 of resin-impregnated glass textile with a thickness of between 50 micrometers and 150 micrometers and a resin content of between 58 percent and 74 percent is then laminated onto the structured outermost conductor level 104 .
  • the next conductor level 104 is then in turn applied as a copper layer 116 to this intermediate layer 106 .
  • at least one additional layer 112 of resin-impregnated glass textile is arranged between the half-cores 114 and laminated with the half-cores 114 to form the core 102 .
  • the additional layer 112 is also between 50 microns and 150 microns thick and has a resin content between 58 percent and 74 percent.
  • the additional layer 112 of resin-impregnated glass fabric can provide the reactive synthetic resin between the half-cores 114 required for lamination. A separate application of resin can then be dispensed with.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte (100) insbesondere für ein Steuergerät eines Fahrzeugs, wobei die Leiterplatte (100) einen Kern (102) aus zumindest zwei Lagen (112) harzgetränktes Glastextil und zwei Leiterebenen (104) der Leiterplatte (100) aufweist, wobei die Lagen (112) Glastextil zwischen den Leiterebenen (104) und die Leiterebenen (104) auf entgegengesetzten Seiten des Kerns (102) angeordnet sind, wobei die Lagen (112) Glastextil je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sind und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen, und die Leiterebenen (104) je zwischen 20 Mikrometern und 50 Mikrometern dick sind.

Description

Lisa Dräxlmaier GmbH Landshuter Str. 100 D-84137 Vilsbiburg
LEITERPLATTE FÜR EIN STEUERGERAT EINES FAHRZEUGS UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER SOLCHEN LEITERPLATTE
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte für ein Steuergerät eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte für ein Steuergerät eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Leiterplatten für Steuergeräte von Fahrzeugen beschrieben.
Eine elektrische Schaltung kann auf einer Leiterplatte aufgebaut werden. Insbesondere in Fahrzeugen können flammhemmende Leiterplatten verwendet werden. Flammhemmende Leiterplatten können mehrlagige Laminate aus glasfaserverstärktem Kunststoff und Leiterbahnen sein. Die Leiterplatten können schichtweise auf einen zentralen Kern aufgebaut werden. Der Kern kann ein millionenfach verwendetes, kostengünstiges Standardbauteil sein.
Der Kern kann in Normalsituationen vollkommen ausreichende Eigenschaften aufweisen. Beim Einsatz im Fahrzeug können jedoch Situationen beziehungsweise Umweltbedingungen vorherrschen, die zu Bauteilfehlern aufgrund von Migrationseffekten im Kern führen können.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine verbesserte Leiterplatte für ein Steuergerät eines Fahrzeugs und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer solchen Leiterplatte bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine verbesserte Lebensdauer, insbesondere eine höhere Unempfindlichkeit gegenüber Migrationseffekten betreffen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Unter Feuchtigkeitseinfluss und/oder durch Elektrokorrosion können Kupferionen aus metallischen Bestandteilen einer elektrischen Schaltung gelöst werden. Insbesondere bei hohen Gleichspannungen können die Kupferionen entlang von Glasfasern einer Leiterplatte wandern. Diese Wanderung kann als Elektromigration bezeichnet werden und zu Fehlerströmen in der elektrischen Schaltung führen. Dieses Fehlerbild kann als Conductive Anodic Filament (CAF) bezeichnet werden. Dieses Fehlerbild kann insbesondere im Bereich der Elektromobilität aufgrund der dort häufig auftretenden hohen elektrischen Spannungen von beispielsweise 400V oder mehr vermehrt beobachtet werden.
Leiterplatten werden schichtweise auf einen Kern aufgebaut. Dabei wechseln sich Schichten mit elektrisch leitenden Leiterbahnen mit elektrisch isolierenden Schichten ab. Bei herkömmlichen Leiterplatten wird ein vorgefertigter Kern aus mehreren Lagen harzgetränktem Glasgewebe verwendet. Die Lagen sind dabei typischerweise 200 Mikrometer dick und weisen einen Harzgehalt von unter 45 Prozent auf. Der Kern kann dabei eine Dicke im Bereich von beispielsweise 600 Mikrometern aufweisen. Der Kern kann eine grobe Glasfaserstruktur aufweisen. Der schichtweise Aufbau kann auf beiden Seiten des Kerns erfolgen.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein alternativer Aufbau einer Leiterplatte vorgestellt. Insbesondere wird ein alternativer Aufbau des Kerns der Leiterplatte vorgestellt. Dabei werden feinere Glasfasergewebe als bisher in Kombination mit einem höheren Harzgehalt als bisher verwendet. Es wurde beobachtet, dass dadurch ein Potenzial bzw. Risiko einer Migration von Kupferionen entlang von Glasfasern der Glasfasergewebe reduziert werden kann. Insbesondere werden dabei bereits verfügbare Materialien verwendet, um Mehrkosten so gering wie möglich zu halten, wobei die Materialen in geschickter Weise verarbeitet und/oder kombiniert werden, um gewünschte physikalische Eigenschaften der Leiterplatte bewirken zu können. Es wird eine Leiterplatte insbesondere für ein Steuergerät eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei die Leiterplatte einen Kern aus zumindest zwei Lagen harzgetränktes Glastextil und zwei Leiterebenen der Leiterplatte aufweist, wobei die Lagen Glastextil zwischen den Leiterebenen und die Leiterebenen auf entgegengesetzten Seiten des Kerns angeordnet sind, wobei die Lagen Glastextil je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sind und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen, und die Leiterebenen je zwischen 20 Mikrometern und 50 Mikrometern dick sind.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte insbesondere für ein Steuergerät eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei ein Kern der Leiterplatte aus zwei Halbkernen laminiert wird, wobei die Halbkerne je zumindest eine Lage harzgetränktes Glastextil und eine Leiterebene der Leiterplatte aufweisen, wobei die Lagen Glastextil zwischen den Leiterebenen und die Leiterebenen auf entgegengesetzten Seiten des Kerns angeordnet werden, wobei die Lagen Glastextil je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sind und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen, und die Leiterebenen je zwischen 20 Mikrometern und 50 Mikrometern dick sind.
Eine Leiterplatte kann ein vielschichtiger Aufbau aus Leiterebenen mit elektrisch leitenden Leiterbahnen und dazwischen angeordneten elektrisch isolierenden Zwischenschichten sein. Die Leiterplatte kann beispielsweise bis zu 50 Schichten aufweisen. Die Leiterbahnen können beispielsweise aus einem Kupfermaterial sein. Die Leiterplatte kann flammhemmende Eigenschaften aufweisen. Die Zwischenschichten können aus harzgetränktem Glastextil bestehen. Das Harz kann beispielsweise ein Epoxidharz sein.
Das Glastextil kann ein Gewebe, Gewirk, Gestrick, Geflecht oder Gelege mit orientierten Glasfasern oder Filamenten sein. Das Glastextil kann auch eine nicht orientierte Matte, Vlies oder Filz mit nicht orientierten Glasfasern oder Filamenten sein.
Ein Kern der Leiterplatte kann eine mittig in der Leiterplatte angeordnete, elektrisch isolierende Zwischenschicht sein. Der Kern kann ebenfalls aus harzgetränktem Glastextil bestehen. Auf den Kern können die Leiterebenen und die Zwischenschichten beidseitig schichtweise aufgebaut werden. Der Kern kann eine neutrale Faser der Leiterplatte ausbilden. Der Kern kann ein Träger zum Aufbauen der Zwischenschichten und Leiterebenen sein. Der Kern kann Aufnahmen zum Ausrichten beziehungsweise Zentrieren in einem entsprechenden Werkzeug aufweisen. Die Zwischenschichten können entsprechende Aufnahmen aufweisen. Im Werkzeug können die Aufnahmen beispielsweise auf Stifte aufgesteckt und so ausgerichtet werden.
Der schichtweise Aufbau kann als Laminieren bezeichnet werden. Glastextil kann mit einem Harz getränkt werden und durch eine Klebewirkung des Harzes fest mit anderen Schichten verbunden werden. Durch eine genaue Dosierung des Harzes kann ein Harzgehalt des Laminats eingestellt werden. Eine Schichtdicke einer Lage wird unter anderem durch eine Feinheit des Glastextils bestimmt. Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird zumindest für den Kern feineres Glastextil mit einem höheren Harzgehalt verwendet als für Kerne von herkömmlichen Leiterplatten. Durch den erhöhten Harzgehalt wird eine verbesserte Benetzung des Glastextils erzielt. Durch die verbesserte Benetzung ergibt sich eine erhöhte Klebewirkung des Harzes an den Glasfasern des Glastextils. So können die Glasfasern während des Bohrprozesses nicht so schnell aus dem Harz gerissen werden. Für das Glastextil sind abgeflachte Garne aus vielen Glasfasern beziehungsweise Filamenten (Spread Fibers) besonders vorteilhaft, da bei abgeflachten Garnen eine gute Durchdringung des Glastextils mit dem Harz erreicht werden kann.
Zum Herstellen des Kerns können zwei Halbkerne zusammenlaminiert werden. Ein Halbkern kann ein Vorprodukt sein, das leicht verfügbar ist. Ein Halbkern besteht aus zumindest einer Lage harzgetränktes Glastextil mit einer Leiterebene darauf. Die Halbkerne können bereits ausgehärtet verarbeitet werden. Weitere Halbkerne können auch zum Aufbau von weiteren Zwischenschichten und Leiterebenen der Leiterplatte verwendet werden. Dann kann auf eine vorhandene innere Leiterebene zumindest eine Lage harzgetränktes Glastextil und auf das Glastextil ein weiterer Halbkern laminiert werden.
Der Kern kann zumindest eine weitere Lage harzgetränktes Glastextil aufweisen. Die weitere Lage Glastextil kann zwischen den Halbkernen angeordnet werden und mit den Halbkernen laminiert werden. Die weitere Lage kann in einer Mittenebene der Leiterplatte angeordnet sein. Durch weitere Lagen können mechanische Eigenschaften der Leiterplatte eingestellt werden.
Glasfasern des Glastextils können einen Durchmesser zwischen 33 Mikrometern und 180 Mikrometern aufweisen. Die Glasfasern können als einzelne Filamente verwendet sein. Die Filamente können beispielsweise gewebt, gewirkt, gestrickt, geflochten oder verfilzt werden. Solche Glastextilien können als monofil bezeichnet werden. Alternativ können mehrere Glasfasern zu einem Bündel zusammengefasst sein und die Bündel gewebt, gewirkt, gestrickt, geflochten oder verfilzt werden.
Das Glastextil kann als Glasgewebe in Leinwandbindung ausgeführt sein. Eine Leinwandbindung kann ein besonders feines Glastextil ergeben. Der Kern kann so eine hohe Biegsamkeit aufweisen
Die Leiterplatte kann zumindest vier Leiterebenen und zumindest zwei Zwischenschichten aufweisen, Zwischen zwei benachbarten Leiterebenen kann je eine Zwischenschicht aus zumindest zwei weiteren Lagen harzgetränktes Glastextil angeordnet sein. Die Lagen Glastextil können ebenfalls je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sein und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen.
Als die Zwischenschichten können zumindest zwei Lagen harzgetränktes Glastextil auf die jeweils äußersten Leiterebenen laminiert werden. Die Lagen Glastextil der Zwischenschichten können auf die Leiterebenen gestapelt werden und mit den Leiterebenen und untereinander laminiert werden. Die Lagen können zueinander und zu den bereits vorhandenen Leiterebenen ausgerichtet werden. Anschließend können die Lagen zum Laminieren unter Temperatur und Druck verpresst werden.
Die Lagen Glastextil können als Prepregs bereitgestellt werden. Ein Prepreg kann ein mit Kunstharz vorgetränktes Glastextil sein. Das Prepreg kann verarbeitungsbereit sein. Das Prepreg kann einen vorbestimmten Harzanteil aufweisen. Das Kunstharz kann ein Zweikomponentenharz aus Harz und Härter sein. Dem Harz kann sein Härter bereits zugegeben sein. Das Prepreg kann gekühlt verarbeitet werden. Das Prepreg kann ohne weitere Zutaten unter Druckeinwirkung und Temperatureinwirkung aushärten. Das Prepreg kann auch mit einem Einkomponentenharz getränkt sein. Dann kann ein Aushärtungsprozess des Kunstharzes durch die Temperatureinwirkung und/oder ultraviolettes Licht beschleunigt werden. Das Prepreg kann einfach verarbeitet werden. Beispielsweise kann das Prepreg beim Verarbeiten berührtrocken sein. Auch die Halbkerne können Prepregs sein. Die Leiterebenen können nach dem Laminieren der Halbkerne strukturiert werden. Beim Strukturieren können die Leiterbahnen mit beispielsweise 200 pm Breite und 200 pm Zwischenabstand ausgebildet werden. Eine Leiterebene kann dabei beispielsweise eine Höhe von 24,9 pm aufweisen. Beispielsweise können die Leiterbahnen maskiert und unmaskiertes Metallmaterial weggeätzt werden.
Die Leiterebenen können vor dem Laminieren der nächsten Zwischenschichten strukturiert werden. Die Herstellung der Leiterplatte kann schrittweise mit einer festgelegten Abfolge von Schritten erfolgen.
Kurze Figurenbeschreibung
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Figur erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Leiterplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung und dient nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Leiterplatte 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Leiterplatte 100 weist einen Kern 102, vier Leiterebenen 104 und zumindest zwei Zwischenschichten 106 auf. Die Leiterplatte 100 ist stark vereinfacht dargestellt und kann auch eine größere Anzahl Leiterebenen 104 aufweisen. Beispielsweise kann die Leiterplatte bis zu 50 Leiterebenen 104 und 48 Zwischenschichten 106 aufweisen.
In einer Leiterebene 104 sind Leiterbahnen 108 nebeneinander angeordnet.
Unterschiedliche Leiterbahnen 108 in derselben Leiterebene 104 sind lateral beabstandet und elektrisch isoliert voneinander angeordnet. In unterschiedlichen Leiterebenen 104 angeordnete Leiterbahnen 108 können sich überkreuzen. Die dazwischen angeordnete Zwischenschicht 106 isoliert die sich kreuzenden Leiterbahnen 108 voneinander. Die einzelnen Leiterebenen 104 können durch Durchkontaktierungen 110 elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Über Durchkontaktierungen 110 kann ein Stromfluss durch die elektrisch isolierenden Zwischenschichten 106 beziehungsweise durch den elektrisch isolierenden Kern 102 ermöglicht werden. Hier durchdringt eine Durchkontaktierung 110 beide Zwischenschichten 106 und den Kern 102. Die Durchkontaktierung 110 verbindet also Leiterbahnen 108 in allen Leiterebenen 104 miteinander. Durchkontaktierungen 110 können beispielsweise innerhalb in die Leiterplatte 100 gebohrten Löchern angeordnet werden. Durchkontaktierungen 110 können auch innerhalb der Leiterplatte 100 vergraben werden, indem sie von weiter außen liegenden Zwischenschichten 106 abgedeckt werden.
Die Leiterplatte 100 ist eine flammhemmende Leiterplatte 100 für ein Steuergerät eines Fahrzeugs. Der Kern 102 weist zumindest zwei Lagen 112 harzgetränktes Glastextil auf.
Zwei Leiterebenen 104 grenzen an entgegengesetzten Oberflächen an den Kern 102 an. Auf den Leiterebenen 104 ist jeweils eine Zwischenschicht 106 aus zumindest zwei weiteren Lagen 112 harzgetränktes Glastextil angeordnet. Zwischen zwei Leiterebenen 104 ist als Isolation je eine Zwischenschicht 106 oder der Kern 102 angeordnet. Die äußersten Leiterebenen 104 sind außen auf den äußersten Zwischenschichten 106 angeordnet.
Die Lagen 112 Glastextil sind je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick. Die Lagen 112 weisen einen Harzgehalt zwischen 58 Prozent und 74 Prozent auf. Die Leiterebenen 104 sind je zwischen 20 Mikrometern und 50 Mikrometern dick.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz werden zum Herstellen der Leiterplatte 100 zuallererst zwei Halbkerne 114 miteinander verbunden, um den Kern 102 auszubilden. Ein Halbkern 114 besteht aus einer Kupferschicht 116 auf zumindest einer Lage 112 harzgetränktes Glastextil. Zum Herstellen des Kerns 102 werden die Halbkerne 114 mit den Lagen 112 Glastextil aufeinandergelegt und unter Druck und Temperatur laminiert. Die Kupferschicht 116 kann nach dem Laminieren strukturiert werden, um die Leiterbahnen 108 auszubilden. Die Halbkerne 114 können bereits ausgehärtete Vorprodukte sein. Die Halbkerne können mit Kunstharz benetzt werden und miteinander verbunden werden. Ebenso kann das Kunstharz als Folie zwischen den Halbkernen angeordnet werden.
In einem Ausführungsbeispiel wird zum Strukturieren der Leiterbahnen 108 auf der jeweils äußersten Leiterebene 104 eine belichtbare Maske 118 angeordnet. Die Maske 118 kann selektiv belichtet werden. Belichtete Bereiche der Maske 118 härten aus und sind dann resistent gegen ein Ätzmittel. Unbelichtete Bereiche der Maske 118 werden abgespült. Die dort freiliegende Kupferschicht 116 wird durch das Ätzmittel abgetragen, um Zwischenräume zwischen den Leiterbahnen 108 zu schaffen. Anschließend können auch die belichteten Bereiche entfernt werden. Auf die strukturierte äußerste Leiterebene 104 wird dann die nächste Zwischenschicht 106 aus zumindest zwei weiteren Lagen 112 harzgetränktes Glastextil mit einer Dicke zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern und einem Harzgehalt zwischen 58 Prozent und 74 Prozent laminiert. Auf diese Zwischenschicht 106 wird dann wiederum die nächste Leiterebene 104 als Kupferschicht 116 aufgebracht. In einem Ausführungsbeispiel wird zwischen den Halbkernen 114 zumindest eine zusätzliche Lage 112 harzgetränktes Glastextil angeordnet und mit den Halbkernen 114 zu dem Kern 102 laminiert. Die zusätzliche Lage 112 ist ebenfalls zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick und weist einen Harzgehalt zwischen 58 Prozent und 74 Prozent auf. Die zusätzliche Lage 112 harzgetränktes Glastextil kann das zum Laminieren erforderliche reaktionsfähige Kunstharz zwischen den Halbkernen 114 bereitstellen. Dann kann auf einen separaten Harzauftrag verzichtet werden.
Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Leiterplatte 102 Kern 104 Leiterebene
106 Zwischenschicht 108 Leiterbahn 110 Durchkontaktierung 112 Lage 114 Halbkern
116 Kupferschicht 118 Maske

Claims

ANSPRÜCHE
1. Leiterplatte (100) insbesondere für ein Steuergerät eines Fahrzeugs, wobei die Leiterplatte (100) einen Kern (102) aus zumindest zwei Lagen (112) harzgetränktes Glastextil und zwei Leiterebenen (104) der Leiterplatte (100) aufweist, wobei die Lagen (112) Glastextil zwischen den Leiterebenen (104) und die Leiterebenen (104) auf entgegengesetzten Seiten des Kerns (102) angeordnet sind, wobei die Lagen
(112) Glastextil je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sind und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen, und die Leiterebenen (104) je zwischen 20 Mikrometern und 50 Mikrometern dick sind.
2. Leiterplatte (100) gemäß Anspruch 1, bei der der Kern (102) zumindest eine weitere Lage (112) harzgetränktes Glastextil aufweist.
3. Leiterplatte (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Glasfasern des Glastextils einen Durchmesser zwischen 33 Mikrometern und 95 Mikrometern aufweisen.
4. Leiterplatte (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Glastextil als Glasgewebe in Leinwandbindung ausgeführt ist.
5. Leiterplatte (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest vier Leiterebenen (104) und zumindest zwei Zwischenschichten (106), wobei zwischen zwei benachbarten Leiterebenen (104) je eine Zwischenschicht (106) aus zumindest zwei weiteren Lagen (112) harzgetränktes Glastextil angeordnet ist, wobei die Lagen (112) Glastextil je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sind und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen.
6. Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte (100) insbesondere für ein Steuergerät eines Fahrzeugs, wobei ein Kern (102) der Leiterplatte (100) aus zwei Halbkernen (114) laminiert wird, wobei die Halbkerne (114) je zumindest eine Lage (112) harzgetränktes Glastextil und eine Leiterebene (104) der Leiterplatte (100) aufweisen, wobei die Lagen (112) Glastextil zwischen den Leiterebenen (104) und die Leiterebenen (104) auf entgegengesetzten Seiten des Kerns (102) angeordnet werden, wobei die Lagen (112) Glastextil je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sind und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen, und die Leiterebenen (104) je zwischen 20 Mikrometern und 50 Mikrometern dick sind.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem zumindest zwei Lagen (112) harzgetränktes Glastextil als Zwischenschichten (106) der Leiterplatte (100) auf die Leiterebenen (104) des Kerns (102) laminiert werden, wobei die Lagen (112) Glastextil je zwischen 50 Mikrometern und 150 Mikrometern dick sind und einen Harzgehalt zwischen 58 Volumenprozent und 74 Volumenprozent aufweisen.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem die Lagen (112) Glastextil der Zwischenschichten (106) auf die Leiterebenen (104) gestapelt werden und mit den Leiterebenen (104) und untereinander laminiert werden.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Lagen (112) Glastextil als Prepregs bereitgestellt werden.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Leiterebenen (104) nach dem Laminieren der Halbkerne (114) strukturiert werden.
11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, bei dem die Leiterebenen (104) vor dem Laminieren der nächsten Zwischenschichten (106) strukturiert werden.
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