JP2008529261A - 長方形または正方形の断面を有する導体を有するワイヤ・プリント回路基板またはカード - Google Patents

Abstract

本発明は、接続ポイント間に回路基板またはカードの面上および／または内部に配線される導体を有するワイヤ・プリント回路基板またはカードに関する。本発明の目的は、この種の回路基板を改良することである。これを達成するために、導体の少なくとも一つが長方形または正方形の断面を有する。

Description

本発明は、請求項１の包括的な汎用表現による、接続ポイント間に回路基板またはカードの面上および／または内部に配線される導体を有するワイヤ・プリント回路基板またはカードに関する。

通常、ストリップ導体はエッチング法を用いてカードまたは回路基板上に製造される、すなわち、支持基板に塗膜した銅膜の所望のストリップ導体間の領域がエッチングにより除去される。一方、ワイヤ・プリント回路基板またはカードでは、導電性材料からなる導体が、カード上に配置された搭載すべき電子的構成要素用の接続ポイント間に配線され、例えば、カードと合体してサンドイッチ構造を用いる絶縁コンパウンドのブロックに鋳込み成形される。このようなワイヤ・プリント回路基板またはカードの製造方法は、独国特許発明第１９６１８９１７号明細書により知られる。したがって、電子的構成要素の接続ポイント間に導体が配線されるワイヤ・プリント・カードと、別々のカードまたはプリント回路基板間で電流または信号が単に導体によって伝達されるライン・リンクとは区別されるべきである。

カード上の複雑な回路の場合、多数の交差する導体がカード上にしばしば必要とされ、比較的大きな構造空間を占めることになる。さらに、特にカードまたはプリント回路基板が電力エレクトロニクスの分野で使用される場合は、過熱という形で熱問題が発生する。

したがって、検討対象の本発明の目的は、上記の不都合を大部分回避するように、冒頭に言及した形態のワイヤ・プリント回路基板またはカードをさらに進化させることである。

この目的は、請求項１の特性を示す特徴によって本発明により解決される。
本発明の利点
本発明は、カードまたはプリント回路基板上に配線される導体の少なくともいくつかを長方形または正方形の断面を有するように形成するという発想に基づく。これに関連した円形の断面を有する導体に比べた利点は、個々の導体間の間隔をより小さくできるので、より高い実装密度を達成できることに特に見出せる。さらに、同じ構造空間において線の断面積をより大きくすることが達成できる。このことは、導体の断面積を大きくすることが温度の理由から重要である、電力エレクトロニクスに導体を使用する場合に特に有利である。さらに、線の断面積をより大きくした場合、非常に高い電流でも低損失で伝達できるように、線の抵抗をより低くすることも達成される。したがって、電力エレクトロニクスと回路エレクトロニクスの両方を単一のプリント回路基板上に配置することも可能である。

さらに、導体の接触表面がより大きいので、絶縁中間層の挿入がより容易であることから、本発明により形成された通電導体の交差も実現することができる。さらに、所与の線の断面積により、円形の断面を有する導体よりも交差部位の全高さがより低くなる。

請求項１に明記された本発明の有利なさらなる展開と改良は、従属請求項で示す手段によって可能である。

特に好ましくは、長方形断面を有する導体の少なくともいくつかでは、より大きい拡がりを有する面がプリント回路基板に対向する。その結果、第一に、全高さが平坦になる。第二に、傾きがちになるまたは回転しがちになる傾向がより少なくなるので、例えば、電気的絶縁材を使用したモールド成形により、導体をカード上の所定の位置により容易に固定することが可能になる。

さらにほかの展開によれば、導体の少なくともいくつかは中空の断面をもち、中空の断面の内部には媒体が循環する。媒体は、気体または液体があり得る。例えば、媒体はプリント回路基板を冷却するための冷却剤であってもよい。この展開は、電力エレクトロニクスに使用される場合のように、高電流が流れる導体が使用される場合に、温度をこのように下げるので特に有利である。プリント回路基板の特定の用途では、媒体が、例えば、加熱した液体または気体といった、加熱のための手段であれば有利になり得ることもある。これは、寒冷環境で、プリント回路基板の動作温度に迅速に到達するために特に有利になり得る。プリント回路基板が、言わば環境制御の対象となる場合に、加熱または冷却の手段によって環境の大きな温度変動を補正することもできる。

以下に、本発明の実施形態を図示し、後続の記述でさらに詳細に説明する。

図１に全体として示した電気的絶縁性のプリント回路基板は、好ましくはエッチング加工したプリント回路基板である、すなわち、銅からなる非常に平坦なストリップ導体２がその表面に設けられ、これらのストリップ導体が電気回路を形成する。

さらに、プリント回路基板１上で、電力エレクトロニクスが図示しない電子的電力系構成要素によって実現され、これらの構成要素の、例えば、エッチングされた接続ポイント４が電導性導体６によって接続されている。したがって、導体４は、回路の電子的構成要素の規定された接続ポイント４でプリント回路基板１に接触する接点を有する。この接点は、例えば、溶接、ボンディング、はんだ付け、導電性接着などによって形成される。導体６は、例えば、複数のレベルの層状に上下に重ねて配置することが可能なように絶縁を施される。このようなプリント回路基板は、ワイヤ・プリント回路基板１と名付けられる。プリント回路基板１は、さらに、導体６に対向するその面上でサンドイッチ構造に電気的絶縁コンパウンドを用いて導体を鋳込む成形を施すことができる。このようなワイヤ・プリント回路基板１の構造と製造は、例えば、独国特許発明第１９６１８９１７号明細書により知られるので、ここでは詳細な説明は省く。当面の場合、エッチングされたストリップ導体２と導体６を用いた接続の組み合わせが、プリント回路基板上で実現される。

本発明によれば、導体６の少なくともいくつかは、図２に見られるように、長方形の断面を有する。好ましくは、このような導体６は、０.８ ´ ０.３ ｍｍの寸法の銅製フラット・ワイヤとして形成される。例えば、導体６のより大きい拡がりを有する面がプリント回路基板１に対向する。

図３に示すさらに別の実施形態によれば、導体６の少なくともいくつかは中空の断面８をもち、その中で好ましくは冷却剤１０または単に空気が循環する。

代替の形態によれば、プリント回路基板の表面に着設された銅膜のエッチングは、銅膜外に接続ポイントを加工するために、導体の配線またはワイヤ・プリンティング後に常に行うこともできる。ただし、このような接続ポイントは既存の設計レイアウトにより事前にすでに知られているので、導体の接続部および接続ポイントは、その時点で実際に存在しないものでも早い段階で予め作っておくこともできる。さらに、例えば、絶縁コンパウンドからなるプリプレグをプリント回路基板に圧着することにより、導体を備えたプリント回路基板の表面に被覆層を備えることができる。

図４と図５は、例えば、銅などの導電性材料からなる複数の層１２でプリント回路基板が構成されている、さらに別の実施形態を示す。ここで長方形または中空の断面を有する導体６は、プリント回路基板内部に配置される。導体６は、例えば、各層１２を電気的に互いに分離する絶縁材１１にモールド成形される。エッチングによって形成されたストリップ導体２は、プリント回路基板の外面に示される。これらのストリップ導体は、断面図に見られるように、例えば、長方形または中空の導体に隣接することができる、または結合される場合もある。この実施形態では、長方形または中空の断面を有する導体６は外部から見えないが、配置されたストリップ導体に沿って配線される。各層１２および絶縁材は、導体６およびその他構成要素と共にプリント回路基板に既知の方法で圧着される。

図６による実施形態では、長方形の断面を有する導体が、断面図で見ると一つ一つは円形であり、少なくとも断面では互いに隣接し接触するように配設された多数のワイヤによって形成される。このようにして、結果的には、実質的に長方形の総断面が得られる。このように、導体の実質的に長方形の構成は厳密な長方形に幾何学的に限定されないこともわかる。したがって、導体は、幾何学的長方形とは異なる基本形状を有することもできる、例えば、端部を丸くできる、または断面を実質的に長円形にできる。重要なことは、導体６の高さが、ワイヤ・プリンティングの方法によるプリント回路基板の製造中に、導体６がその上に配線されたストリップ導体または膜（導体６は隣接するストリップ導体１２の経路をたどる）の高さの倍数に相当することである。本質的に長方形である断面を選択した場合には、比較的大電流でも伝達できるように、断面が非常に平坦であり、かつ比較的大きい断面積を有するようにこれを形成することができる。断面が少なくとも正方形であるということにより、導体の対応する高さが与えられれば、断面は少なくとも高さと等しい幅であることが保証される。しかし、幅は高さに比べて相当大きいことが好ましい。ここで高さという言い方は、図面での表現と同様に捉えるべきである、すなわち、プリント回路基板の平面的拡がりに垂直であるということである。図５と図６の実施形態では、層１２はストリップ導体２の形状にエッチングすることによって形成される。

いくつかの電導性導体が電子的構成要素用の接続ポイントを相互に接続するプリント回路基板の斜視図 本発明の好適な実施形態による長方形の断面を有する導体を有する、図１のプリント回路基板の断面図 本発明のさらに別の実施形態による中空の長方形の断面を有する導体を有する、図１のプリント回路基板の断面図 断面から見て長方形の導体と断面から見て中空の導体を有する、プリント回路基板が複数の層で構成されている、図１のプリント回路基板の断面図 図４のプリント回路基板の斜視図 図５のプリント回路基板のさらに別の実施形態

Claims (7)

1. 接続ポイント（４）間に回路基板（１）またはカードの面上および／または内部に配線される導体（６）を有するワイヤ・プリント回路基板（１）またはカードにおいて、
   前記導体（６）の少なくとも一つが長方形または正方形の断面を有する、
   ことを特徴とするワイヤ・プリント回路基板（１）またはカード。
2. 前記導体の二つ以上が正方形または長方形の断面を有することを特徴とする、ワイヤ・プリント回路基板。
3. 長方形の断面を有する前記導体（６）の少なくともいくつかのより大きい拡がりを有する面が、前記回路基板（１）またはカードに対向することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のワイヤ・プリント回路基板（１）またはカード。
4. 前記導体（６）の少なくともいくつかが中空の断面（８）を有することを特徴とする、前請求項の少なくとも一つに記載のワイヤ・プリント回路基板（１）またはカード。
5. 前記導体の前記中空の断面（８）の内部には、媒体（１０）、好ましくは冷却剤が循環することを特徴とする、請求項４に記載のワイヤ・プリント回路基板（１）またはカード。
6. エッチングされたストリップ導体（２）をさらに有することを特徴とする、前請求項の少なくとも一つに記載のワイヤ・プリント回路基板（１）またはカード。
7. 長方形または正方形の断面を有する前記導体は、前記回路基板の内部に配設されることを特徴とする、前請求項の少なくとも一つに記載のワイヤ・プリント回路基板（１）またはカード。

Images