JP6937928B2 - 高出力構成部品用の電子プリント基板構成グループ - Google Patents

高出力構成部品用の電子プリント基板構成グループ Download PDF

Info

Publication number
JP6937928B2
JP6937928B2 JP2020544817A JP2020544817A JP6937928B2 JP 6937928 B2 JP6937928 B2 JP 6937928B2 JP 2020544817 A JP2020544817 A JP 2020544817A JP 2020544817 A JP2020544817 A JP 2020544817A JP 6937928 B2 JP6937928 B2 JP 6937928B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
printed circuit
circuit board
mounting surface
surface portion
cooling body
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.)
Active
Application number
JP2020544817A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021515397A (ja
Inventor
キースリンガー、ディートマー
エトリンガー、エリック
ラーナー、マルクス
マンハルト、ヴォルフガング
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.)
ZKW Group GmbH
Original Assignee
Zizala Lichtsysteme 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 Zizala Lichtsysteme GmbH filed Critical Zizala Lichtsysteme GmbH
Publication of JP2021515397A publication Critical patent/JP2021515397A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6937928B2 publication Critical patent/JP6937928B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40Cooling of lighting devices
    • F21S45/47Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0266Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0269Marks, test patterns or identification means for visual or optical inspection
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144Stacked arrangements of planar printed circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0058Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
    • H05K3/0061Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0215Grounding of printed circuits by connection to external grounding means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/04Assemblies of printed circuits
    • H05K2201/041Stacked PCBs, i.e. having neither an empty space nor mounted components in between
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/04Assemblies of printed circuits
    • H05K2201/049PCB for one component, e.g. for mounting onto mother PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06Thermal details
    • H05K2201/066Heatsink mounted on the surface of the PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09009Substrate related
    • H05K2201/09054Raised area or protrusion of metal substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09009Substrate related
    • H05K2201/09063Holes or slots in insulating substrate not used for electrical connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10113Lamp
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10734Ball grid array [BGA]; Bump grid array
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0147Carriers and holders
    • H05K2203/0173Template for holding a PCB having mounted components thereon
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1563Reversing the PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/166Alignment or registration; Control of registration
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/167Using mechanical means for positioning, alignment or registration, e.g. using rod-in-hole alignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

本発明は、場合により両面実装された第1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)を含んだ電子モジュールに関し、プリント基板Aには、第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)が重なり合うように実装されており、この際、プリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品が実装されており、互いに結合されたプリント基板Aとプリント基板Bは、段付きプリント基板結合体を構成し、この際、段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されており、段付きプリント基板結合体は、冷却体上に取り付けられており、この際、少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部が面的に冷却体の載置面上に載置されている。
更に本発明は、構成部品実装ラインにおいて本発明による電子モジュールを製造するための方法に関し、この際、電子モジュールは、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を備えた段付きプリント基板結合体と、冷却体とを含んでいる。
プリント基板(導体プレート Leiterplatte)は、先行技術では、プリント回路板(PCB)又はプリント配線板(PWB)としても知られており、電気コンポーネントを、しかしとりわけ電子コンポーネントを、省スペースで且つ安定して互いに接続させるために用いられる。この目的のためにプリント基板は、絶縁層上に配設された導電層を有し、これらの導電層は、コンポーネントを相互接続するために導電トラック(導体路)に構造化され、絶縁層により互いに分離されている。この際、それらのコンポーネントは、プリント基板の表面上に配設されるか、又はプリント基板に埋設されていることが可能である。
DE 10 2016 209611 A1 DE 10 2006 016775 A1 GB 2 396 056 A US 2013/062717 A1
小型機器において多数の機能を提供するためのプリント基板の漸進的な小型化は、コンポーネントから放出され且つコンポーネントの保護のためにもプリント基板の保護のためにも効率的に排出されて放射されなくてはならない熱について、その排出の必然性を少なからずもたらすことになる。例えば特に多量の熱を放出するコンポーネントのような高出力構成部品(ハイパワーコンポーネント)は、特に問題であり、つまり自動車光技術で益々使用される例えばパワートランジスタやLED(発光ダイオード)は、プリント基板又は構成素子の過熱とそれに伴う損傷を回避するために、プリント基板の考え抜かれた熱管理を必要とする。
例えばパワートランジスタやLEDのような熱的にクリティカルな構成部品である高出力構成部品には、例えばIMSプリント基板(IMS:Insulated Metal Substrate)が使用される。しかし必要となる熱的に重要な面は、多くの場合、最終的に生産されたIMS平面型構成グループの面よりも遥かに小さい。このことは、特に、例えばLEDでは光技術的な要件に基づき、個々の電子構成コンポーネントの間に最小間隔が必要であるということによる。しかし簡単で且つ許容誤差の安定した組み立ての理由から、全てのLEDが1つのプリント基板上にあると目的に適っている。それに加え、差込部(コネクタ)と接触部(コンタクト)は、構造上の理由から、プリント基板上の高出力構成部品からある程度の間隔をもって設けられている。更にプリント基板は、頻繁に、高出力構成部品以外に別のコンポーネントが位置合わせされて固定されるための構造上の構成部品としても用いられる(例えば自動車照明装置用のLED構成グループにおけるリフレクタや一次光学系のような光学構成部品);これらの位置合わせ点と固定点は、必然的に高出力構成部品に対して所定の距離をおいて位置している。全てのこれらの理由は、熱的な理由に基づかなくてはならないであろうよりも遥かに大きいIMSプリント基板寸法をもたらすことになる。IMSプリント基板にこの追加面を設けることは、高価な材料の浪費を意味する。
高出力構成部品用のプリント基板(例えばIMSプリント基板)をより安価なプリント基板ないし他の特性を有するプリント基板(例えば典型的なFR4多層プリント基板、FR4:Flame Retardant Type 4)に組み込むというプリント基板製造者のアプローチがある。1つのアプローチは、例えば、一方ではIMSプリント基板の熱排出特性をもち、それと同時にFR4プリント基板の柔軟性、分解能、多層性を有するハイブリッドFR4/IMSコンビネーションプリント基板を得るという目的を追求する。しかし今まで既知の解決策は、価格について魅力的ではなく、IMS部分の形状と大きさに関する製造技術的な制限と結び付いているか、又はハイブリッドプリント基板を基礎として得られた電子モジュールは、唯一の堅固で典型的な平面型構成グループとして更なる処理プロセス(アセンブリング、組み立てなど)で使用されるためには、機械的に十分に安定しているとは言えない。
従って本発明の課題は、上記の欠点を排除し、一方では高出力構成部品のための全ての前提条件を満たし、他方では必要とされる範囲でのみ高出力構成部品のために必要な高価なプリント基板材料を含み、標準的な実装過程により、例えばSMT(サーフェス・マウンテッド・テクノロジ)実装過程で生産され、更なる処理ないし組み立てにおいて、単一の堅固で典型的な平面型構成グループのように取り扱うことのできる電子モジュールを提供することである。
前記課題は、冒頭に述べたような電子モジュールを提供することにより、以下のとおり解決される。即ち、本発明に従い、冷却体の載置面(支持面)は、該載置面が少なくとも部分的に側方(ラテラル)に少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされていること、及び、冷却体の載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
即ち本発明の第1の視点により、
第1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)を含んだ電子モジュールであって、プリント基板Aには、第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)が重なり合うように実装されており、プリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品が実装されており、互いに結合されたプリント基板Aとプリント基板Bは、段付きプリント基板結合体を構成し、前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されており、前記段付きプリント基板結合体は、冷却体上に取り付けられており、少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部が面的に前記冷却体の載置面上に載置されている構成であり、
前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされていること、及び、前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること、を特徴とする電子モジュールが提供される。
前記課題は、更に、構成部品実装ラインにおいて電子モジュールを製造するための方法により解決される。この際、電子モジュールは、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を備えた段付きプリント基板結合体と、冷却体とを含んでおり、該方法は、以下の構成を含む:
− 段付きプリント基板結合体を得るために、場合により両面実装された又は両面実装すべき第1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)に第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)を重なり合うように実装すること、但しプリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品が実装されているか又は実装され、また段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されること、及び、
− 少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部が面的に冷却体の載置面上に載置されるように、得られた段付きプリント基板結合体を冷却体上に取り付けること、但し冷却体の載置面は、該載置面が少なくとも部分的に側方(ラテラル)に少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、また冷却体の載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
即ち本発明の第2の視点により、
構成部品実装ラインにおいて電子モジュールを製造するための方法であって、
前記電子モジュールは、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を備えた段付きプリント基板結合体と、冷却体とを含んでおり、該方法は、以下の構成を含むこと、即ち、
段付きプリント基板結合体を得るために、第1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)に第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)を重なり合うように実装すること、但しプリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品が実装されているか又は実装され、また前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されること、及び、
少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部が面的に前記冷却体の載置面上に載置されるように、得られた前記段付きプリント基板結合体を前記冷却体上に取り付けること、但し前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、また前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること、を特徴とする方法が提供される。
更に本発明の第3の視点により、
前記本発明の第1の視点に記載の電子モジュールを含んだ、自動車用又は自動車投光器用の照射装置が提供される。
更に本発明の第4の視点により、
前記本発明の第1の視点に記載の電子モジュールを自動車用の照射装置として又は自動車用の照明装置において使用する使用法が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲に付記された図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
本発明において、以下の形態が可能である。
(形態1)
場合により両面実装された第1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)を含んだ電子モジュールであって、プリント基板Aには、第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)が重なり合うように実装されており、プリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品が実装されており、互いに結合されたプリント基板Aとプリント基板Bは、段付きプリント基板結合体を構成し、前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されており、前記段付きプリント基板結合体は、冷却体上に取り付けられており、少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部が面的に前記冷却体の載置面上に載置されている構成であり、
前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされていること、及び、前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
(形態2)
少なくとも1つのプリント基板Aは、少なくとも1つの切欠き部を有すること、及び、少なくとも1つのプリント基板Bは、それぞれ1つのプリント基板Bがプリント基板Aのそれぞれ1つの切欠き部を少なくとも領域的に、好ましくは完全に覆うように、少なくとも1つのプリント基板Aと重なり合うように結合されていること、が好ましい。
(形態3)
少なくとも1つの前記切欠き部は、実質的に窓形状であること、が好ましい。
(形態4)
前記支持要素は、前記冷却体の前記載置面上に取り付けられているか、又は前記支持要素は、前記冷却体の前記載置面上に、場合により一体的に、形成されており、前記支持要素は、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記プリント基板結合体の前記端部領域を支持するように構成されていること、が好ましい。
(形態5)
少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記プリント基板結合体の前記端部領域の領域には、支持要素としてプリント基板B材料から成る付設ディスクが前記冷却体の前記載置面上に取り付けられており、前記プリント基板結合体の前記端部領域は、前記付設ディスク上に載っており、前記付設ディスクにより支持され、更に前記付設ディスクのためのプリント基板B材料は、少なくとも1つのプリント基板Bのためのプリント基板B材料が得られるチャージと同じチャージから選択されていること、が好ましい。
(形態6)
少なくとも1つのプリント基板Aは、位置合わせ穿孔を有し、前記付設ディスクは、前記冷却体の前記載置面上で少なくとも1つのプリント基板Aの前記位置合わせ穿孔の下側において位置決めされており、それによりそれぞれの前記付設ディスクの表面領域が前記位置合わせ穿孔を通して露出されていること、が好ましい。
(形態7)
前記支持要素は、少なくとも1つのプリント基板Aから前記冷却体に熱エネルギーを排出し、及び/又は少なくとも1つのプリント基板Aと前記冷却体の間の電位平衡を可能にするように構成されていること、が好ましい。
(形態8)
少なくとも1つのプリント基板Aと少なくとも1つのプリント基板Bとは、それらの重なり合い領域においてボール・グリッド・アレイ(BGA)技術を用いて互いにコンタクトされていること、が好ましい。
(形態9)
構成部品実装ラインにおいて電子モジュールを製造するための方法であって、
前記電子モジュールは、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を備えた段付きプリント基板結合体と、冷却体とを含んでおり、該方法は、以下の構成を含むこと、即ち、
段付きプリント基板結合体を得るために、場合により両面実装された又は両面実装すべき第1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)に第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)を重なり合うように実装すること、但しプリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品が実装されているか又は実装され、また前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されること、及び、
少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部が面的に前記冷却体の載置面上に載置されるように、得られた前記段付きプリント基板結合体を前記冷却体上に取り付けること、但し前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、また前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
(形態10)
形態9に記載の電子モジュールを製造するための方法であって、該方法は、以下のステップを含むこと、が好ましい、即ち、
a)実装面部(トップ面)と、前記実装面部とは反対側の固定面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Bを提供し、並びに特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を提供するステップ、
b)少なくとも1つのプリント基板Bの前記実装面部上に、特定の要件を有する少なくとも1つの前記電子構成部品を実装(トップアップ)して固定し、引き続き、プリント基板Bを裏返すステップ、
c)第1の実装面部(トップ面)と、前記第1の実装面部とは反対側の第2の実装面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Aを提供し、並びに電子構成部品要素を提供するステップ、
d)少なくとも1つのプリント基板Aの前記第1の実装面部上に電子構成部品要素を実装(トップアップ)して固定し、引き続き、プリント基板Aを裏返すステップ、
e)段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に電子構成部品要素を実装(ボトムアップ)して固定し、並びに少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に、ステップbにより実装された少なくとも1つのプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定するステップ、但し前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されること、
f)少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部が面的に前記冷却体の前記載置面上に載置されるように、得られた前記段付きプリント基板結合体を前記冷却体上に取り付けるステップ、但し前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、そして前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
(形態11)
形態9に記載の電子モジュールを製造するための方法であって、該方法は、以下のステップを含むこと、が好ましい、即ち、
g)第1の実装面部(トップ面)と、前記第1の実装面部とは反対側の第2の実装面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Aを提供し、並びに電子構成部品要素を提供するステップ、
h)少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に電子構成部品要素を実装(ボトムアップ)して固定するステップ、
i)実装面部(トップ面)と、前記実装面部とは反対側の固定面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Bを提供するステップ、
j)段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に少なくとも1つのプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定し、但し前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定され、そして引き続き、前記段付きプリント基板結合体を裏返すステップ、
k)両面実装された段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Bの前記実装面部上に、特定の要件を有する提供された少なくとも1つの電子構成部品を実装(トップアップ)して固定し、並びにステップjによる前記段付きプリント基板結合体の少なくとも1つのプリント基板Bの前記第1の実装面部上に電子構成部品要素を実装(トップアップ)して固定するステップ、及び、
l)少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部が面的に前記冷却体の前記載置面上に載置されるように、得られた前記段付きプリント基板結合体を前記冷却体上に取り付けるステップ、但し前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、そして前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
(形態12)
形態11に記載の方法であって、ステップk)において、プリント基板B上での特定の要件を有する少なくとも1つの前記電子構成部品の位置決めは、少なくとも1つのプリント基板A上に位置決めされた基準マークを用いて行われること、が好ましい。
(形態13)
形態9〜12のいずれか1つに従って製造された電子モジュール。
(形態14)
形態1〜9及び形態13のいずれか1つに記載の電子モジュールを含んだ、自動車用、特に自動車投光器用の照射装置。
(形態15)
形態1〜9及び形態13のいずれか1つに記載の電子モジュールを自動車用の照射装置として又は自動車用の照明装置において使用すること。
本発明により、一方では高出力構成部品に適しているハイブリッドプリント基板結合体を備えた電子モジュールが創作され、該電子モジュールは、高出力構成部品のために必要な多くの場合は高価なプリント基板材料を実際に必要な範囲でのみ含み、従って価格に関して最適化されており、また他方では、更なる処理(例えば、アセンブリング、組み立て、仕上げ)において唯一の堅固で典型的な平面型構成グループのように取り扱うことのできるほど機械的に安定している。従って2つの異なる種類のプリント基板の利点を、典型的な平面型構成グループの簡単な取り扱いの利点を断念する必要なく利用することができる:例えば、多くの標準適用のために使用される安価なFR4プリント基板上では、複雑な回路と設計を実現することができ、それに対し、高周波範囲内での適用のためには、熱的な及び/又は電気的な前提条件が重要な位置を占め、これらの前提条件は、他のプリント基板タイプにより満たされる。本発明により、例えば、制御電子装置(例えばFR4プリント基板上のコンタクト)と高出力構成部品(例えばIMSプリント基板上の熱的にクリティカルなLED)の緊密な組み込みが、唯一の機械的に安定したモジュール上で可能である。更に該電子モジュールは、既存のSMTプロセスないし両面実装される構成グループのための慣用のSMT構成部品実装ラインにおいて簡単に製造される。それに加え、金属部分が比較的僅かであることに基づき、本発明による電子モジュールは、比較的軽量である。
この際、本明細書で同義語として使用される「特定の要件を有する電子構成部品」及び「高出力構成部品」との概念は、それらが固定されるプリント基板ないしプリント基板サブストレート(本明細書では「プリント基板B」と呼ぶ)に関して特定の要件(特定の要求事項)を有する構成部品に関する。この際、上記冒頭で既述したように、それらの構成部品は、例えば、極めて多くの熱を生成し(例えばLED)、それにより高い熱排出性能を有するプリント基板(例えばIMSプリント基板)又は熱膨張に対して適切な適合性を有するプリント基板を必要とする構成部品である。当該分野の当業者には、プリント基板のための様々な基礎材料とそれらの特性、並びにそれぞれの高出力構成部品のためのプリント基板特性の要件は、十分に知られている。
例えば、インターネットリンク http://www.contag.de/uploads/pi_ti/materialien_b.pdf 及び http://wiki.fe.de/index.php/Basismaterialarten では、プリント基板の基礎材料及び対応の高出力構成部品に関する広範囲の情報を見ることができる。自動車照明技術分野から当業者に知られている高出力構成部品の代表的な例が、対応のプリント基板と、理由と共に、以下の表1に示されている。
Figure 0006937928
一バリエーションにおいて、プリント基板Aは、FR4プリント基板とすることができる。別の一バリエーションにおいて、プリント基板Bは、IMSプリント基板(メタルコアプリント基板)とすることができる。特殊な一バリエーションにおいて、プリント基板Aは、FR4プリント基板であり、プリント基板Bは、IMSプリント基板(メタルコアプリント基板)とすることができる。
特定の要件を有する電子構成部品は、特に光電子構成部品(オプトエレクトロニックコンポーネント)であり得る。光電子構成部品は、例えば、レーザダイオード、LED、LED装置(LEDアセンブリ)、フォトダイオード、又はDLP構成部品であり得る。
電子モジュールを製造するための方法は、SMT(サーフェス・マウンテッド・テクノロジ)構成部品実装ラインにおいて実行されることが可能である。
一バリエーションにおいて、冷却体の載置面は、該載置面が少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域に至るまで実質的に延在するように、寸法決定されて位置決めされている。冷却体の載置面の端部領域と、プリント基板Aの端部領域とは、少なくとも領域的に互いに面が揃っていることが可能である。本発明の更なる一構成において、冷却体の載置面と、段付きプリント基板結合体の面とは、それらの面の形状と面の大きさに関して実質的に合同(deckungsgleich)であり得る。
簡単に実現すべきバリエーションにおいて、少なくとも1つのプリント基板Aは、少なくとも1つの切欠き部(リセス)を有し、そして少なくとも1つのプリント基板Bは、それぞれ1つのプリント基板Bがプリント基板Aのそれぞれ1つの切欠き部を少なくとも領域的に、好ましくは完全に、覆うように、少なくとも1つのプリント基板Aと重なり合うように結合されている。
好ましくは、少なくとも1つの切欠き部は、実質的に窓形状であり、即ち切欠き部の枠部は、プリント基板Aにより完全に画定される。窓形状の切欠き部の形は、自由に選択可能であり、例えば、正方形、矩形、四角形、円形、丸形などであり得る。しかし典型的に切欠き部は、矩形か又は正方形である。この下位バリエーションでは、機械的に特に安定した電子モジュールが得られる。更にプリント基板Aとプリント基板Bは、多様な方式で互いにコンタクトされ、複雑な設計とコンタクト形式を可能にする。
一バリエーションにおいて、少なくとも1つのプリント基板Aは、正に1つの切欠き部を有し、この際、正に1つのプリント基板Bが、プリント基板Bがプリント基板Aの切欠き部を少なくとも領域的に、好ましくは安全に、覆うように、少なくとも1つのプリント基板Aと重なり合うように結合される。好ましくは、プリント基板Bは、プリント基板Aの切欠き部を完全に覆っている。好ましくは、段付きプリント基板結合体は、正に1つの切欠き部を備えた正に1つのプリント基板Aを有し、この際、正に1つのプリント基板Bが、プリント基板Bがプリント基板Aの切欠き部を完全に覆うようにして、プリント基板Aと重なり合うように結合されている。
例えば、プリント基板A(例えばFR4プリント基板)には、プリント基板Bが窓形状の切欠き部を覆い且つ切欠き部の境界線に沿ってプリント基板Aと重なり合うように、プリント基板B(例えばIMSプリント基板)が実装される。この際、プリント基板B上に配設された高出力構成部品(例えばLED装置)は、該高出力構成部品がプリント基板Aにおける切欠き部を通って延在するように、配設されかつ位置決めされている(例えば、LED装置がプリント基板B上に固定されている場合には、LEDは、プリント基板Aにおける切欠き部を通って光線を放射する)。
所定のバリエーションにおいて(少なくとも1つの)切欠き部は、実質的にU字形とすることができる。特定のバリエーションでは、互いに離間された2つ以上のプリント基板Aがそれぞれ1つのプリント基板Bと重なり合うように結合されることが可能であり、それによりプリント基板Aとプリント基板Bが直列で交互に結合された長手方向に段付きのプリント基板結合体が得られ、この際、2つ以上のプリント基板Aは、実質的に1つの面内に配設され、1つ又は複数のプリント基板Bは、実質的に1つの面内に配設されており、この際、プリント基板結合体の端部領域は、それぞれ末端のプリント基板Aの所定部分により構成される。これらの両方の上記のバリエーションは、特殊な設計のために使用することのできる特有の構成を表している。しかし窓形状の切欠き部を有する上述のバリエーションが有利とされ、それは、それにより機械的に特に安定した電子モジュールが得られ、それに加え、プリント基板Aとプリント基板Bを多様な方式で互いにコンタクトさせることができ、複雑な設計とコンタクト形式を可能にするためである。
支持要素は、冷却体の載置面上に取り付けられているか、又は冷却体の載置面上に、場合により一体的に、形成されていることが可能であり、この際、支持要素は、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成されたプリント基板結合体の端部領域を支持するように構成されている。
所定の実施バリエーションにおいて、支持要素は、接着ポイントの形式で冷却体の載置面上に取り付けられている構造用接着剤の形式の「ギャップフィラー」を用いて実現されることが可能である。これらの接着ポイントは、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成されたプリント基板結合体の端部領域を機械的に支持/安定化する。このバリエーションは、例えば、少なくとも1つのプリント基板Aの端部領域に特記すべき外力が加わることがなく且つ少なくとも1つのプリント基板B(例えばIMSプリント基板)が接着剤(例えば熱伝導性接着剤)を用いて既にその固定面により冷却体の載置面上に固定されている場合に提供される。
他の実施バリエーションにおいて、プリント基板結合体の端部領域の領域において冷却体の載置面上には、支持要素として複数の段部が形成されていることが可能である。プリント基板結合体の端部は、これらの段部上に載っており、機械的に支持/安定化される。段部の形式の支持要素の構成は、おそらく簡単な解決策を示すが、端部の高さを正確に実装プロセス(例えば、はんだペースト厚、接着剤量、リフローはんだ付け時の収縮など)に適合させなくてはならないという欠点を有する。その実現は、実際には難しいものであると言うことができる。それに加え、例えばプリント基板Bと冷却体の間に熱伝導性接着剤(TIM接着剤)を使用する場合のように、サーマル・インタフェース・マテリアル(TIM)を使用する場合には、TIMの厚さも段部の高さの決定に含まれなくてはならない。従ってこのバリエーションは、TIMを使用する場合には、条件付きでのみ、実際に有用である。
特に有利な実施バリエーションにおいて、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成されたプリント基板結合体の端部領域の領域には、支持要素としてプリント基板B材料から成る付設ディスク(例えばワッシャやシム)が冷却体の載置面上に取り付けられており、この際、プリント基板結合体の端部領域は、付設ディスク上に載っており、この付設ディスクにより支持され、更にこの際、付設ディスクのためのプリント基板B材料は、少なくとも1つのプリント基板Bのためのプリント基板B材料が得られるチャージ(バッチ)と同じチャージから選択されている。このバリエーションは、付設ディスクにはプリント基板Bのためと同じ結合技術を使用することができるという利点を有する。従って付設ディスクのプリント基板B材料は、プリント基板Bのプリント基板B材料と同じチャージから得られるので、プリント基板Bの厚さの許容誤差、並びに実装プロセスにおける継続的ずれを簡単に排除することができる。
前記のバリエーションの特に有利な更なる一構成において、少なくとも1つのプリント基板Aは、位置合わせ穿孔を有し、付設ディスクは、冷却体の載置面上で少なくとも1つのプリント基板Aの位置合わせ穿孔の下側に位置決めされており、それによりそれぞれの付設ディスクの表面領域が位置合わせ穿孔を通して露出されている。実装機は、確かに横方向の位置決めのためにはそれ自体既知の方式でプリント基板Aにおけるマッチマーク/ホールを使用することができるが、z位置(z方向位置)は、高出力構成部品が位置決めされているプリント基板Bの表面から得られる。全ての位置合わせ穿孔は、比較的安価なプリント基板Aに配設されていることが可能であり、それ故、比較的高価なプリント基板Bを極めて小さく保つことができる。更にこの更なる構成の本質的な利点は、正確なz基準化(z方向での基準化)、従って少なくとも1つの高出力構成部品の高精密な位置決めが可能とされるということにある。高精密な位置決めは、特に例えばLEDである光電子高出力構成部品において、例えば自動車投光器での適用のような光技術的な適用にとって極めて重要である。従ってハイブリッド段付きプリント基板結合体の達成可能な実装精度は「通常の」モノリシックプリント基板の場合と同様の実装精度である。
所定の実施バリエーションにより、支持要素は、少なくとも1つのプリント基板Aから冷却体に熱エネルギーを排出し、及び/又は少なくとも1つのプリント基板Aと冷却体の間の電位平衡(等電位化)を可能にするように構成されていることを提案することができる。このことは、例えば、銅やアルミニウムのような熱伝導性及び/又は電導性の材料により、支持要素のための適切な材料の選択により実現されることが可能である。
更なる機械的な安定化のために、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成されたプリント基板結合体の端部領域は、例えば接着により、支持要素上に固定されることが可能である。
所定の実施形態において、少なくとも1つのプリント基板Aと少なくとも1つのプリント基板Bとは、それらの重なり合い領域においてボール・グリッド・アレイ(BGA)技術を用いて互いにコンタクトされている。BGAコンタクト技術は、当該分野の当業者には十分に知られており、比較的多数の接続部と改善された熱輸送を可能にする。この際、BGA技術で使用されるはんだ球体(「ボール」)は、それ自体既知の方式で、接続すべきプリント基板のうち1つのプリント基板上で、多くの場合はプリント基板B上で、設けられているコンタクトパッドに取り付けられることが可能である。或いはまた、はんだ球体は、はんだペーストのナイフ塗布により、そしてリフロープロセスでの引き続く溶融により、但しリフロープロセス後にはんだペーストは、冷却によりはんだ球体に収縮することになり、そのようにしてコンタクトパッド上に取り付けられることも可能である。はんだ球体を取り付けるための他の既知の方法は、プリント基板のコンタクトパッド上に、ミニノズルを用い、実装自動装置において、予め作られたBGAはんだ球体を個々に取り付ける方法がある。
本明細書で説明するように、本発明は、本発明による電子モジュールを製造するための方法に関する。該方法の第1の好ましいバリエーションにおいて、該方法は、以下のステップを含む:
a)実装面部(トップ面)と、該実装面部とは反対側の熱排出面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Bを提供(準備)し、並びに特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を提供するステップ、
b)少なくとも1つのプリント基板Bの実装面部上に、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を実装(トップアップ)して固定し、引き続き、プリント基板Bを裏返すステップ、
c)第1の実装面部(トップ面)と、第1の実装面部とは反対側の第2の実装面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Aを提供し、並びに電子構成部品要素を提供するステップ、
d)少なくとも1つのプリント基板Aの第1の実装面部上に電子構成部品要素を実装(トップアップ)して固定し、引き続き、プリント基板Aを裏返すステップ、
e)段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Aの第2の実装面部上に電子構成部品要素を実装(ボトムアップ)して固定し、並びに少なくとも1つのプリント基板Aの第2の実装面部上に、ステップbにより実装された少なくとも1つのプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定するステップ、但し段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されること、
f)少なくとも1つのプリント基板Bの熱排出面部が面的に冷却体の載置面上に載置されるように、得られた段付きプリント基板結合体を冷却体上に取り付けるステップ、但し冷却体の載置面は、該載置面が少なくとも部分的に側方(ラテラル)に少なくとも1つのプリント基板Bの熱排出面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、そして冷却体の載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されている。
本発明による方法の(上記バリエーションに比べて好ましさは少なくなるが)更なる一バリエーションは、以下のステップを含む:
g)第1の実装面部(トップ面)と、第1の実装面部とは反対側の第2の実装面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Aを提供(準備)し、並びに電子構成部品要素を提供するステップ、
h)少なくとも1つのプリント基板Aの第2の実装面部上に電子構成部品要素を実装(ボトムアップ)して固定するステップ、
i)実装面部(トップ面)と、該実装面部とは反対側の熱排出面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Bを提供するステップ、
j)段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Aの第2の実装面部上に少なくとも1つのプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定し、但し段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定され、そして引き続き、段付きプリント基板結合体を裏返すステップ、
k)両面実装された段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Bの実装面部上に、特定の要件を有する提供された少なくとも1つの電子構成部品を実装(トップアップ)して固定し、並びにステップjによる段付きプリント基板結合体の少なくとも1つのプリント基板の第1の実装面部上に電子構成部品要素を実装(トップアップ)して固定するステップ、及び、
l)少なくとも1つのプリント基板Bの熱排出面部が面的に冷却体の載置面上に載置されるように、得られた段付きプリント基板結合体を冷却体上に取り付けるステップ、但し冷却体の載置面は、該載置面が少なくとも部分的に側方(ラテラル)に少なくとも1つのプリント基板Bの熱排出面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、そして冷却体の載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
有利には、ステップk)において、プリント基板B上での特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品の位置決めは、少なくとも1つのプリント基板A上に位置決めされた基準マークを用いて行われる。
本発明の更なる一対象は、本明細書で説明された本発明の方法により製造されている電子モジュールに関する。
また本発明の更なる一対象は、本明細書で開示されているように、本発明による電子モジュールを含んだ、自動車用、特に自動車投光器用の照射装置(照明装置)に関する。
本発明の更なる一対象は、本発明による電子モジュールを使用することであり、本明細書で開示されているように、自動車用の照射装置として又は自動車用の照明装置において使用することである。
「自動車」(KFZ:Kraftfahrzeug)との概念は、オートバイ、乗用車、トラックなどのような、単一足跡又は複数足跡の原動機付きの陸上走行用の車両に関する。
自動車用の照射装置(照明装置)は、自動車の投光器(例えばヘッドライト)、尾灯(テールライト)、或いは自動車の室内灯(ルームライト)又は室外灯(アウトサイドライト)であり得る。自動車投光器は、それ自体既知の投光器構造原理により構成され、典型的には、散乱ディスクで覆われた光出射開口部を有するハウジングを含んでおり、この際、本発明により、本発明による少なくとも1つの電子モジュールがそのハウジング内に配設されている。
所定のバリエーションにおいて、自動車投光器は、前照灯(ヘッドライト)の形式を有する。前照灯の構造は、関連の当業者には既知である。前照灯は、多くの場合、複数のライトモジュールを含み、例えば、デイドライビングライトユニット、ロービームユニット、ハイビームユニット、ターンシグナルライトユニットなどを含んでいる。それに対応し、前照灯のそれぞれのライトモジュールは、デイドライビングライトの配光、ロービームの配光、ハイビームの配光、ターンシグナルライトの配光などを生成することができる。前照灯用の前記のライトモジュールは、例えば高出力構成部品としてLED装置を備え且つ光源として機能する、本発明による電子モジュールを含むことができる。
他のバリエーションにおいて、自動車投光器は、尾灯(テールライト)の形式を有する。尾灯の構造は、関連の当業者には既知である。尾灯は、多くの場合、複数のライトモジュールを含み、例えば、バックライトユニット、ブレーキライトユニット、ターンシグナルライトユニットなどを含んでいる。それに対応し、尾灯のそれぞれのライトモジュールは、バックライトの配光、ブレーキライトの配光、ターンシグナルライトの配光などを生成することができる。尾灯用の前記のモジュールは、例えば高出力構成部品としてLED装置を備え且つ光源として機能する、本発明による電子モジュールを含むことができる。
本発明による電子モジュールは、更なるバリエーションにおいて、独立した自動車灯具、例えばリミットライトの構成要素であることも可能であり、リミットライトは、リミットライト機能以外に更なる光機能ないしライトモジュールを含むものではない。そのために、独立した自動車灯具が、カバーディスクで覆われた光出射開口部を有するハウジングを含んでおり、この際、例えば高出力構成部品としてLED装置を備え且つ光源として機能する、本発明による少なくとも1つの電子モジュールがそのハウジング内に配設されていると、有利である。独立した自動車灯具は、例えば、独立したフロントライトとして、独立したテールライトとして、独立したサイドマーキングライトとして、又は自動車の室内灯(ルームライト)として実現されていることが可能である。
以下、限定ではない実施例、並びに添付の図面に基づき、更なる利点と共に本発明を詳細に説明する。
本発明による電子モジュールを製造するための一方法を模式的に示す第1の図である。 本発明による電子モジュールを製造するための一方法を模式的に示す第2の図である。 本発明による電子モジュールを製造するための一方法を模式的に示す第3の図である。 本発明による電子モジュールを製造するための一方法を模式的に示す第4の図である。 冷却体による、プリント基板結合体の端部領域の機械的な支持機構の一バリエーションを示す図である。 冷却体による、プリント基板結合体の端部領域の機械的な支持機構の更なる一バリエーションを示す図である。 冷却体による、プリント基板結合体の端部領域の機械的な支持機構の更なる一バリエーションを示す図である。 冷却体による、プリント基板結合体の端部領域の機械的な支持機構の更なる一バリエーションを示す図であり、z基準化の可能性を具体的に示している。 一次光学系と、一次光学系用の保持フレームとにより補足された図8のバリエーションを示す図である。 本発明による電子モジュールを製造するための更なる代替的な一方法を具体的に示す第1の図である。 本発明による電子モジュールを製造するための更なる代替的な一方法を具体的に示す第2の図である。 本発明による電子モジュールのプリント基板結合体の一構造の概要図を示す図である。 本発明による電子モジュールのプリント基板結合体の更なる一構造の概要図を示す図である。 本発明による電子モジュールのプリント基板結合体の更なる一構造の概要図を示す図である。 図14の構造の更なる一構成を示す図である。 ボール・グリッド・アレイ(BGA)技術を使用した本発明による電子モジュールのプリント基板結合体の更なる一構造の概要図を示す図である。
ここで説明される実施形態及びバリエーションが専ら説明のために用いられ、本発明にとって限定として解釈されるべきでないことは自明であり、むしろ本発明の保護範囲には、当業者が本明細書に基づき見出すことのできる全ての構成が含まれ、この際、その保護範囲は、請求項により規定されている。
それぞれの図において、同じ要素又は比肩可能な要素には、より簡単な説明と図示を目的として同じ参照符号が使われる。また請求項で使われている参照符号は、専ら請求項の読みやすさと本発明の理解を容易にするべきものであり、決して本発明の保護範囲を損なう特性を有するものではない。
図1〜図16に記載されたバリエーション及び実施例において、第1のタイプのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ、ないし図1〜図16では「A」により特徴付けられている)は、FR4プリント基板であり得る。第2のタイプのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ、ないし図1〜図16では「B」により特徴付けられている)は、IMSプリント基板であり得る。高出力構成部品は、例えば、レーザダイオード、LED、LED装置(LEDアセンブリ)、フォトダイオード、又はDLP構成部品のような光電子構成部品(オプトエレクトロニックコンポーネント)であり得る。1つの平面型構成グループへの個々のコンポーネントと構成部品要素の実装と固定は、はんだペーストの塗布とリフローはんだ付け、ないし接着ポイントの取り付けによるものを含み、十分に既知であり且つ標準的に使用されるSMT構成部品実装の技術を用いて行われる。
図1〜図4は、標準的なSMT構成部品実装ラインにおいて本発明による電子モジュールを製造するための第1の方法を模式的に示している。この際、図1〜図4に示された方法バリエーションは、以下のステップを含む:
第1のステップ:第1の実装面部12(トップ面)と、第1の実装面部12とは反対側の第2の実装面部13(ボトム面)とを有するプリント基板Aを提供(準備)する。更に様々な電子構成部品要素11がプリント基板Aの実装のために提供される。図1は、中央に切欠き部(ないし穴)10を有するプリント基板Aの一垂直断面を示している。
第2のステップ:リフローはんだ付けによりプリント基板Aの第2の実装面部13上に様々な電子構成部品要素11を実装(ボトムアップ)して固定する。更にプリント基板Aの第2の実装面部13には、プリント基板Bの後続の固定のために、はんだペースト17と接着剤18が設けられる。第2のステップで得られ、片面に電子構成部品要素11が実装されたプリント基板Aが、図1に図示されている。
第3のステップ:次に、実装面部14(トップ面)と、実装面部14とは反対側の固定面部15(ボトム面)とを有するプリント基板Bが提供される。
第4のステップ:プリント基板Aの第2の実装面部13上にプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定する。この際、図2に図示されているように、プリント基板Aとプリント基板Bから成る段付きプリント基板結合体が得られ、この段付きプリント基板結合体において、プリント基板Aの切欠き部は、プリント基板Bにより覆われている。プリント基板Bのボトムアップ実装により、実装面部14は、実装面部13ないし切欠き部10の方を向いている。固定面部15は、それに対応して反対側を向いている。段付きプリント基板結合体は、図2で見られるように、プリント基板Aの所定部分により構成される端部領域16により画定されている(境界が定められている)。引き続き、第4のステップで得られた段付きプリント基板結合体は、両面実装では通常であるように、裏返される。
第5のステップ:段付きプリント基板結合体のプリント基板Bの実装面部14上に、特定の要件を有する提供された電子構成部品(以下、高出力構成部品19と呼ぶ)を実装(トップアップ)して固定し、並びに段付きプリント基板結合体のプリント基板の第1の実装面部12上に電子構成部品要素11を実装(トップアップ)して固定する。この際、図3に図示されている両面実装された段付きプリント基板結合体が得られる。高出力構成部品19は、既に上述したように、例えば、レーザダイオード、LED、LED装置(LEDアセンブリ)、フォトダイオード、又はDLP構成部品のような光電子構成部品(オプトエレクトロニックコンポーネント)であり得る。LEDの場合、LEDは、プリント基板Aの切欠き部10を通して光線を放射する。
第6のステップ:以前のステップで得られた実装済の段付きプリント基板結合体(図3の構造を参照)を冷却体20上に取り付ける。この取り付けは、プリント基板結合体がプリント基板Bの固定面部15を用いて冷却体20の載置面21上に面的に固定されることにより行われ、それにより固定面部15は、載置面21上に載置されている(図4を参照)。冷却体20の載置面21は、該載置面21が側方(ラテラル)にプリント基板Bの固定面部15を越え、それぞれ、プリント基板Aの所定部分により構成された端部領域16の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされる。図4に示された図では、載置面21は、側方に実質的に端部領域16の最も外側の端部に至るまで延在している。載置面21は、プリント基板Aの第2の実装面部13上に固定された構成部品要素のためのスペースが得られるように凹部を有することもできる。プリント基板Aは、通常どおり、個々の構成部品要素11及び高出力構成部品19を横方向で位置決めするための位置合わせ穿孔(ボアー)22を有する。さて図4でとても良く見てとれるように、プリント基板Aの端部領域16は、空中に浮いており、それにより衝撃や振動による損傷にさらされる可能性がある。衝撃や振動の危険にさらされる端部領域16の領域は、鎖線で囲まれた部分(楕円形の部分)により特徴付けられている。そして本発明により、冷却体20の載置面21上には、プリント基板Aの所定部分により構成され且つ衝撃や振動の危険にさらされる端部領域16を機械的に支持するための支持要素が形成されている、ないし形成され(図5〜図9の実施例を参照)、それにより本発明によるハイブリッドプリント基板を備えた電子モジュール40が得られる。
そのような支持要素のための様々な例示のバリエーションが、次の図5〜図9に示されている。これらの図は、支持要素の様々なバリエーションを有する図4の電子モジュール40の構造の簡略図を示している。
プリント基板結合体の端部領域16の機械的な支持機構の第1のバリエーションが図5に示されている。このバリエーションにおいて、冷却体20の載置面21上には、支持要素として複数の段部23が形成されている。これらの段部23は、冷却体20に一体的に形成されている。プリント基板Aは、その端部領域16において、その第2の実装面部13を用いて(介して)段部23上に載置され、それにより端部領域16は、機械的に安定化されて支持される。端部領域16は、例えば接着剤を用い、段部23上に固定されることが可能である。
図6は、プリント基板結合体の端部領域16の機械的な支持機構の更なる一バリエーションを示している。このバリエーションにおいて、冷却体20の載置面21上には、支持要素として付設ディスク状の複数の段部24が固定されている。プリント基板Aは、その端部領域16において、その第2の実装面部13を用いて付設ディスク24上に載置され、それにより端部領域16は、機械的に安定化されて支持される。それらの付設ディスク24(例えばワッシャやシム)は、プリント基板B(例えばIMSプリント基板)と同じ材料(例えばIMS材料)から製造されていることが可能であり、同じ厚さを有し、好ましくは、付設ディスク24とプリント基板Bは、厚さの許容誤差、並びに実装プロセスにおける継続的ずれを排除するために、同じチャージ(バッチ)から得られる。付設ディスク24は、特に、プリント基板Aから冷却体20に熱エネルギーを排出し、及び/又はプリント基板Aと冷却体の間の電位平衡(等電位化)を可能にすることのできる材料から製造されていることが可能である。この目的のために付設ディスク24は、熱伝導性及び/又は電導性の材料、例えば銅やアルミニウムから製造されていることが可能である。
図7は、プリント基板結合体の端部領域16の機械的な支持機構の更なる一バリエーションを示している。このバリエーションにおいて、支持要素は、接着ポイント25の形式で冷却体20の載置面21上に取り付けられている構造用接着剤の形式の「ギャップフィラー」を用いて実現されている。これらの接着ポイント25は、プリント基板Aの所定部分により構成されたプリント基板結合体の端部領域16を機械的に支持/安定化する。このバリエーションは、例えば、プリント基板Aの端部領域16に特記すべき外力が加わることがなく且つプリント基板B(例えばIMSプリント基板)が接着剤(例えば熱伝導性接着剤)を用いて既にその固定面部15により冷却体20の載置面21上に固定されている場合に提供される。
図8は、冷却体20による、プリント基板結合体の端部領域16の機械的な支持機構の更なる一バリエーションを示しており、それに加え、z基準化(z方向における基準化)の可能性を具体的に示している。図6で説明したバリエーションと同様にこのバリエーションでも、冷却体20の載置面21上には、支持要素として同様に付設ディスク状の複数の段部26が固定されている。プリント基板Aは、その端部領域16において、その第2の実装面部13を用いて付設ディスク(複数)26上に載置され、それにより端部領域16は、機械的に安定化されて支持される。付設ディスク(複数)26は、この例ではプリント基板B(例えばIMSプリント基板)と同じ材料(例えばIMS材料)から製造されており、実質的に同じ厚さを有する。好ましくは、付設ディスク26とプリント基板Bは、厚さの許容誤差、並びに実装プロセスにおける継続的ずれを排除するために、同じチャージ(バッチ)から得られる。プリント基板Aは、上述したように位置合わせ穿孔22を有し、付設ディスク26は、冷却体20の載置面21上でプリント基板Aの位置合わせ穿孔22の下側において位置決めされ、それによりそれぞれの付設ディスク26の表面領域26aが位置合わせ穿孔22を通して露出されている。実装機は、確かに横方向の位置決めのためにはそれ自体既知の方式でプリント基板Aにおける位置合わせ穿孔22を使用することができるが、z位置(z方向位置)は、高出力構成部品19が位置決めされているプリント基板Bの表面から得られる。従ってそれぞれの付設ディスク26の露出した表面領域26aは、z基準化(図8では垂直の矢印により図示されている)のために使用されることが可能である。図8に示されているように、位置合わせ穿孔22は、比較的安価なプリント基板Aに配設されており、それ故、比較的高価なプリント基板Bを極めて小さく保つことができる。ところでこのバリエーションの追加の本質的な利点は、特に、正確なz基準化、従って高出力構成部品19の高精密な位置決めが可能とされるということにある。高精密な位置決めは、特に例えばLEDである光電子高出力構成部品において、例えば自動車投光器での適用のような光技術的な適用にとって極めて重要である。従ってハイブリッド段付きプリント基板結合体の達成可能な実装精度は「通常の」モノリシックプリント基板の場合と同様の実装精度である。
図9は、高出力構成部品19がLED装置(LEDアセンブリ)であると仮定し、一次光学系30と、一次光学系30のための保持フレーム31とで補足された図8のバリエーションを示している。正確なz基準化の可能性(表面領域26aに向けられた垂直の矢印により象徴化されている)により、一次光学系30を高出力構成部品19(LED装置)に対して高精密に位置決めすることが可能である。
図10と図11は、標準的なSMT構成部品実装ラインにおいて本発明による電子モジュールを製造するための更なる代替的な一方法の最初のステップを模式的に示している。この際、この方法バリエーションは、以下のステップを含む:
ステップ1:実装面部14(トップ面)と、実装面部14とは反対側の固定面部15(ボトム面)とを有するプリント基板Bを提供(準備)し、並びに特定の要件を有する電子構成部品19(以下、高出力構成部品19と呼ぶ)を提供する。高出力構成部品19は、既に上述したように、例えば、レーザダイオード、LED、LED装置(LEDアセンブリ)、フォトダイオード、又はDLP構成部品のような光電子構成部品(オプトエレクトロニックコンポーネント)であり得る。
ステップ2:リフローはんだ付けによりプリント基板Bの実装面部14上に電子高出力構成部品19を実装(トップアップ)して固定する。高出力構成部品19は、追加的に接着ポイント(接着剤)18を用いてプリント基板B上に固定される。この配設構成は、図10に図示されている。引き続き、高出力構成部品19が実装されたプリント基板Bは、裏返される。
ステップ3:第1の実装面部12(トップ面)と、第1の実装面部12とは反対側の第2の実装面部13(ボトム面)とを有するプリント基板Aを提供する。プリント基板Aは、図11で見られるように、中央に切欠き部10を有する。更に様々な電子構成部品要素11がプリント基板Aの実装のために提供される。
ステップ4:プリント基板Aの第1の実装面部12上に電子構成部品要素11を実装(トップアップ)して固定し、引き続き、プリント基板Aを裏返す。
ステップ5:段付きプリント基板結合体を得るために、プリント基板Aの第2の実装面部13上に電子構成部品要素11を実装(ボトムアップ)して固定し、並びにプリント基板Aの第2の実装面部13上に、ステップ2により高出力構成部品19が実装されたプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定し、この際、段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定される(境界付けられる)。この際、図11に図示されているように、プリント基板Aとプリント基板Bから成る段付きプリント基板結合体が得られ、この段付きプリント基板結合体において、プリント基板Aの切欠き部10は、プリント基板Bにより覆われている。プリント基板Bのボトムアップ実装により、実装面部14(プリント基板B)は、実装面部13(プリント基板A)ないし切欠き部10の方を向いている。プリント基板Bの固定面部15は、それに対応して反対側を向いている。段付きプリント基板結合体は、図11で見られるように、プリント基板Aの所定部分により構成される端部領域16により画定されている。
ステップ6:この方法バリエーションのステップ6は、上述の他の方法バリエーションの第6のステップに対応し、図4に模式的に示されている。以前のステップで得られた実装済の段付きのプリント基板結合体(図11の構造を参照)を冷却体20上に取り付ける。この取り付けは、プリント基板結合体がプリント基板Bの固定面部15を用いて冷却体20の載置面21上に面的に固定されることにより行われ、それにより固定面部15は、載置面21上に載置されている(図4を参照)。冷却体20の載置面21は、該載置面21が側方(ラテラル)にプリント基板Bの固定面部15を越え、それぞれ、プリント基板Aの所定部分により構成された端部領域16の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされる。図4に示された図では、載置面21は、側方に実質的に端部領域16の最も外側の端部に至るまで延在している。載置面21は、プリント基板Aの第2の実装面部13上に固定された構成部品要素のためのスペースが得られるように凹部を有することもできる。プリント基板Aは、通常どおり、個々の構成部品要素11及び高出力構成部品19を横方向で位置決めするための位置合わせ穿孔22を有する。さて図4でとても良く見てとれるように、プリント基板Aの端部領域16は、空中に浮いており、それにより衝撃や振動による損傷にさらされる可能性がある。衝撃や振動の危険にさらされる端部領域16の領域は、鎖線で囲まれた部分(楕円形の部分)により特徴付けられている。そして本発明により、冷却体20の載置面21上には、プリント基板Aの所定部分により構成され且つ衝撃や振動の危険にさらされる端部領域16を機械的に支持するための支持要素が形成されている、ないし形成され、それにより本発明によるハイブリッドプリント基板を備えた電子モジュール40が得られる。
図5〜図9に示され且つ他の方法バリエーションと関連して上述された支持要素に関する様々な例示のバリエーションは、この代替的な方法バリエーションにおいても同じように適用される。支持要素のために図5〜図9に図示された実施例の上記の説明が参照される。
図12〜図16は、本発明による電子モジュールの構成部分として1つのハイブリッド段付きプリント基板結合体における構造の様々な例を示している。本明細書で詳細に説明されているように、ハイブリッド段付きプリント基板結合体は、場合により両面実装された第1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ;例えばFR4プリント基板)には、第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ;例えばIMSプリント基板)が重なり合うように実装されることにより得られる。プリント基板Bには、実装面部14上で、特定の要件を有する電子構成部品(高出力構成部品19と呼ぶ;例えばLED装置(LEDアセンブリ)のような光電子構成部品)が実装されている。図12〜図16にそれぞれ異なるバリエーションで図示されている段付きプリント基板結合体は、引き続き、冷却体上に取り付けられ、この際、プリント基板Bの固定面部15は、面的(ないし平面状)に冷却体の載置面上に載置される。本発明により、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成されたプリント基板結合体の端部領域16は、冷却体の載置面上に形成されている支持要素により機械的に支持され(図4を参照)、図12〜図16に示された例示のプリント基板結合体は、図5〜図9に示された支持要素のための例と組み合わせ可能である。図12〜図16に示された例において、プリント基板Aには、両面に電子構成部品要素11が実装されている。
図12は、本発明による電子モジュールのプリント基板結合体100の有利な一構造の概要図を2つの目視点(下方からと上方から)で示している。図12に図示されたプリント基板結合体100の構造は、電子モジュール40の構成部分として両方の製造方法(図1〜図11を参照)に関して上述されたプリント基板結合体の斜視図を示している。このバリエーションは、切欠き部(ないし穴)10を有し且つ両面に構成部品要素11が実装されたプリント基板Aと、プリント基板Bとを含んでいる。切欠き部10は、実質的に窓形状であり、図示の例では矩形の形状を有する。窓形状の切欠き部10の形は、自由に選択可能であり、矩形の形状とは異なる形状、例えば正方形、矩形、四角形、円形、丸形などにすることができることは、当業者には明らかであろう。しかし実際の実施では、切欠き部10は、典型的に矩形か又は正方形として選択される。プリント基板Bは、プリント基板Bがプリント基板Aの切欠き部10を完全に覆うように、プリント基板Aと重なり合うように結合されている。更にプリント基板Bには、プリント基板Aにおける切欠き部10を通って延在する高出力構成部品19が実装されている。図12に示されたバリエーションでは、機械的に特に安定した電子モジュールが得られる。更にプリント基板結合体100を構成するプリント基板Aとプリント基板Bは、多様な方式で互いにコンタクトされ、複雑な設計とコンタクト形式を可能にする。例えば、プリント基板A(例えばFR4プリント基板)には、プリント基板Bが窓形状の切欠き部10を覆い且つ切欠き部10の境界線に沿ってプリント基板Aと重なり合うように、プリント基板B(例えばIMSプリント基板)が実装される。この際、プリント基板B上に配設された高出力構成部品19(例えばLED装置)は、該高出力構成部品19がプリント基板Aにおける切欠き部10を通って延在するように、配設されて位置決めされている(例えば、LED装置がプリント基板B上に固定されている場合には、LEDは、プリント基板Aにおける切欠き部を通って光線を放射する)。
図13は、本発明による電子モジュールのプリント基板結合体200の更なる一構造の概要図を2つの目視点(下方からと上方から)で示している。図12に示されたプリント基板結合体100と異なり、プリント基板結合体200において、切欠き部10はU字形である。プリント基板結合体200は、特殊な設計で使用することのできる特有の構成を表している。
図14は、本発明による電子モジュールのプリント基板結合体300の更なる一構造の概要図を2つの目視点(下方からと上方から)で示している。このバリエーションでは、互いに離間された2つのプリント基板Aが1つのプリント基板Bと重なり合うように結合されており、それによりプリント基板Aとプリント基板Bが直列で交互に結合された長手方向に段付きのプリント基板結合体300が得られる。2つのプリント基板Aは、実質的に1つの面内に配設され、1つのプリント基板Bは、重なり合いにより形成された他の1つの面内に配設されている。プリント基板結合体300の端部領域16は、それぞれ末端のプリント基板Aの所定部分により構成される。
図15は、上方からの斜視図として一プリント基板結合体400の概要図を示している。プリント基板結合体400は、図14のプリント基板結合体300の更なる一構成であり、プリント基板結合体400では、全部で3つのプリント基板Aが2つのプリント基板Bと直列で交互に重なり合うように結合される。プリント基板Aとプリント基板Bが直列で交互に結合された長手方向に段付きのプリント基板結合体400が得られる。3つのプリント基板Aは、実質的に1つの面内に配設され、2つのプリント基板Bは、実質的に重なり合いにより形成された他の1つの面内に配設されている。プリント基板結合体400の端部領域16は、それぞれ末端のプリント基板Aの所定部分により構成される。
プリント基板結合体300とプリント基板結合体400は、特殊な設計で使用することのできる特有の構成を表している。
図16は、上方からの分解斜視図として本発明による電子モジュールのプリント基板結合体500の概要図を示している。図16に図示されたプリント基板結合体500は、図12に示されたプリント基板結合体100の一変形形態であり、この際、プリント基板結合体500では、窓形状の切欠き部10が設けられたプリント基板Aと、高出力構成部品19が実装されたプリント基板Bとが、それらの重なり合い領域501において、ボール・グリッド・アレイ(BGA)技術を用いて互いにコンタクトされるという違いを有する。BGAコンタクト技術は、当該分野の当業者には十分に知られており、比較的多数の接続部及び改善された熱輸送を可能にする。この際、BGA技術で使用されるはんだ球体(「ボール」;図16では参照符号502で特徴付けられている)は、それ自体既知の方式で、接続すべきプリント基板のうち1つのプリント基板上(ここではプリント基板B上)で、設けられているコンタクトパッドに取り付けられることが可能である。或いはまた、はんだ球体は、はんだペーストのナイフ塗布により、そしてリフロープロセスでの引き続く溶融により、但しリフロープロセス後にはんだペーストは、冷却によりはんだ球体に収縮することになり、そのようにしてコンタクトパッド上に取り付けられることも可能である。はんだ球体を取り付けるための他の既知の方法は、プリント基板のコンタクトパッド上に、ミニノズルを用い、実装自動装置において、予め作られたBGAはんだ球体を個々に取り付ける方法がある。
本発明は、当業者にとって任意の既知の方式で変更されることが可能であり、図示の実施形態に限定されるものではない。また本発明の個々の観点(アスペクト)に着目してこれらを互いに組み合わせることも可能である。本質的なことは、本発明の基礎を成す思想であり、これらの思想は、この教示内容に鑑み、当業者により様々なかたちで実施可能であるが、本発明の基礎を成す思想として保たれるものである。
A 第1のタイプのプリント基板
B 第2のタイプのプリント基板
10 切欠き部
11 構成部品要素
12 プリント基板Aの第1の実装面部(トップ面)
13 プリント基板Aの第2の実装面部(ボトム面)
14 プリント基板Bの実装面部(トップ面)
15 プリント基板Bの固定面部(ボトム面)
16 プリント基板Aの端部領域
17 はんだペースト
18 接着ポイント(接着剤)
19 高出力構成部品
20 冷却体
21 冷却体の載置面
22 位置合わせ穿孔(ボアー)
23 冷却体における段部
24 付設ディスク状の段部
25 接着ポイント
26 付設ディスク状の段部
26a 付設ディスク26の表面領域
30 一次光学系
31 保持フレーム
40 電子モジュール
100 プリント基板結合体
200 プリント基板結合体
300 プリント基板結合体
400 プリント基板結合体
500 プリント基板結合体
501 重なり合い領域
502 BGAはんだ球体

Claims (14)

  1. 1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)を含んだ電子モジュール(40)であって、プリント基板Aには、第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)が重なり合うように実装されており、プリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品(19)が実装されており、互いに結合されたプリント基板Aとプリント基板Bは、段付きプリント基板結合体(100、200、300、400、500)を構成し、前記段付きプリント基板結合体(100、200、300、400、500)は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域(16)により画定されており、前記段付きプリント基板結合体(100、200、300、400、500)は、冷却体(20)上に取り付けられており、少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部(15)が面的に前記冷却体(20)の載置面(21)上に載置されている構成であり、
    前記冷却体(20)の前記載置面(21)は、前記載置面(21)が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部(15)を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域(16)の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされていること、及び、前記冷却体(20)の前記載置面(21)上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域(16)を機械的に支持するための支持要素(23、24、25、26)が形成されていること
    を特徴とする電子モジュール。
  2. 少なくとも1つのプリント基板Aは、少なくとも1つの切欠き部(10)を有すること、及び、少なくとも1つのプリント基板Bは、それぞれ1つのプリント基板Bがプリント基板Aのそれぞれ1つの切欠き部(10)を少なくとも領域的に又は完全に覆うように、少なくとも1つのプリント基板Aと重なり合うように結合されていること
    を特徴とする、請求項1に記載の電子モジュール。
  3. 少なくとも1つの前記切欠き部(10)は、実質的に窓形状であること
    を特徴とする、請求項1又は2に記載の電子モジュール。
  4. 前記支持要素(24、25、26)は、前記冷却体(20)の前記載置面(21)上に取り付けられているか、又は前記支持要素(23)は、前記冷却体(20)の前記載置面(21)上に形成され又は一体的に成されており、前記支持要素(23、24、25、26)は、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記プリント基板結合体(100、200、300、400、500)の前記端部領域(16)を支持するように構成されていること
    を特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子モジュール。
  5. 少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記プリント基板結合体(100、200、300、400、500)の前記端部領域(16)の領域には、支持要素としてプリント基板B材料から成る付設ディスク(24、26)が前記冷却体(20)の前記載置面(21)上に取り付けられており、前記プリント基板結合体(100、200、300、400、500)の前記端部領域(16)は、前記付設ディスク(24、26)上に載っており、前記付設ディスク(24、26)により支持され、更に前記付設ディスク(24、26)のためのプリント基板B材料は、少なくとも1つのプリント基板Bのためのプリント基板B材料が得られるチャージと同じチャージから選択されていること
    を特徴とする、請求項4に記載の電子モジュール。
  6. 少なくとも1つのプリント基板Aは、位置合わせ穿孔(22)を有し、前記付設ディスク(26)は、前記冷却体(20)の前記載置面(21)上で少なくとも1つのプリント基板Aの前記位置合わせ穿孔(22)の下側において位置決めされており、それによりそれぞれの前記付設ディスク(26)の表面領域(26a)が前記位置合わせ穿孔(22)を通して露出されていること
    を特徴とする、請求項5に記載の電子モジュール。
  7. 前記支持要素(23、24、25、26)は、少なくとも1つのプリント基板Aから前記冷却体(20)に熱エネルギーを排出し、及び/又は少なくとも1つのプリント基板Aと前記冷却体(20)の間の電位平衡を可能にするように構成されていること
    を特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子モジュール。
  8. 少なくとも1つのプリント基板Aと少なくとも1つのプリント基板Bとは、それらの重なり合い領域(501)においてボール・グリッド・アレイ(BGA)技術を用いて互いにコンタクトされていること
    を特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電子モジュール。
  9. 構成部品実装ラインにおいて電子モジュールを製造するための方法であって、
    前記電子モジュールは、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を備えた段付きプリント基板結合体と、冷却体とを含んでおり、該方法は、以下の構成を含むこと、即ち、
    段付きプリント基板結合体を得るために、1のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板A」と呼ぶ)に第2のタイプの少なくとも1つのプリント基板(「プリント基板B」と呼ぶ)を重なり合うように実装すること、但しプリント基板Bには、特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品が実装されているか又は実装され、また前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されること、及び、
    少なくとも1つのプリント基板Bの固定面部が面的に前記冷却体の載置面上に載置されるように、得られた前記段付きプリント基板結合体を前記冷却体上に取り付けること、但し前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、また前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること。
  10. 請求項9に記載の電子モジュールを製造するための方法であって、該方法は、以下のステップを含むこと、即ち、
    a)実装面部(トップ面)と、前記実装面部とは反対側の固定面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Bを提供し、並びに特定の要件を有する少なくとも1つの電子構成部品を提供するステップ、
    b)少なくとも1つのプリント基板Bの前記実装面部上に、特定の要件を有する少なくとも1つの前記電子構成部品を実装(トップアップ)して固定し、引き続き、プリント基板Bを裏返すステップ、
    c)第1の実装面部(トップ面)と、前記第1の実装面部とは反対側の第2の実装面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Aを提供し、並びに電子構成部品要素を提供するステップ、
    d)少なくとも1つのプリント基板Aの前記第1の実装面部上に電子構成部品要素を実装(トップアップ)して固定し、引き続き、プリント基板Aを裏返すステップ、
    e)段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に電子構成部品要素を実装(ボトムアップ)して固定し、並びに少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に、ステップbにより実装された少なくとも1つのプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定するステップ、但し前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定されること、
    f)少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部が面的に前記冷却体の前記載置面上に載置されるように、得られた前記段付きプリント基板結合体を前記冷却体上に取り付けるステップ、但し前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、そして前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること
    を特徴とする方法。
  11. 請求項9に記載の電子モジュールを製造するための方法であって、該方法は、以下のステップを含むこと、即ち、
    g)第1の実装面部(トップ面)と、前記第1の実装面部とは反対側の第2の実装面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Aを提供し、並びに電子構成部品要素を提供するステップ、
    h)少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に電子構成部品要素を実装(ボトムアップ)して固定するステップ、
    i)実装面部(トップ面)と、前記実装面部とは反対側の固定面部(ボトム面)とを有する少なくとも1つのプリント基板Bを提供するステップ、
    j)段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Aの前記第2の実装面部上に少なくとも1つのプリント基板Bを重なり合うように実装(ボトムアップ)して固定し、但し前記段付きプリント基板結合体は、少なくとも領域的に、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成される端部領域により画定され、そして引き続き、前記段付きプリント基板結合体を裏返すステップ、
    k)両面実装された段付きプリント基板結合体を得るために、少なくとも1つのプリント基板Bの前記実装面部上に、特定の要件を有する提供された少なくとも1つの電子構成部品を実装(トップアップ)して固定し、並びにステップjによる前記段付きプリント基板結合体の少なくとも1つのプリント基板の前記第1の実装面部上に電子構成部品要素を実装(トップアップ)して固定するステップ、及び、
    l)少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部が面的に前記冷却体の前記載置面上に載置されるように、得られた前記段付きプリント基板結合体を前記冷却体上に取り付けるステップ、但し前記冷却体の前記載置面は、前記載置面が少なくとも部分的に側方に少なくとも1つのプリント基板Bの前記固定面部を越え、それぞれ、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域の方向に延在するように、寸法決定されて位置決めされ、そして前記冷却体の前記載置面上には、少なくとも1つのプリント基板Aの所定部分により構成された前記端部領域を機械的に支持するための支持要素が形成されていること
    を特徴とする方法。
  12. 請求項11に記載の方法であって、ステップk)において、プリント基板B上での特定の要件を有する少なくとも1つの前記電子構成部品の位置決めは、少なくとも1つのプリント基板A上に位置決めされた基準マークを用いて行われること
    を特徴とする方法。
  13. 請求項1〜のいずれか一項に記載の電子モジュール(40)を含んだ、自動車用又は自動車投光器用の照射装置。
  14. 請求項1〜のいずれか一項に記載の電子モジュール(40)を自動車用の照射装置として又は自動車用の照明装置において使用する使用法
JP2020544817A 2018-02-26 2019-01-16 高出力構成部品用の電子プリント基板構成グループ Active JP6937928B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18158657.9A EP3531806B1 (de) 2018-02-26 2018-02-26 Elektronische leiterplattenbaugruppe für hochleistungsbauteile
EP18158657.9 2018-02-26
PCT/EP2019/051011 WO2019161999A1 (de) 2018-02-26 2019-01-16 Elektronische leiterplattenbaugruppe für hochleistungsbauteile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021515397A JP2021515397A (ja) 2021-06-17
JP6937928B2 true JP6937928B2 (ja) 2021-09-22

Family

ID=61386731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020544817A Active JP6937928B2 (ja) 2018-02-26 2019-01-16 高出力構成部品用の電子プリント基板構成グループ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11272617B2 (ja)
EP (1) EP3531806B1 (ja)
JP (1) JP6937928B2 (ja)
KR (1) KR102425699B1 (ja)
CN (1) CN111771428A (ja)
WO (1) WO2019161999A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019184453A (ja) * 2018-04-12 2019-10-24 セイコーエプソン株式会社 センサーユニットおよび構造物監視装置
US11396985B2 (en) * 2019-09-06 2022-07-26 Illumina, Inc. PCB interconnect scheme for co-planar LED strips
DE102019215792A1 (de) * 2019-10-14 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Schaltungssubstrat für ein Halbleitermodul, Halbleitermodul sowie Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls
CN218783940U (zh) * 2022-07-04 2023-03-31 荣耀终端有限公司 一种电路板组件及电子设备

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9217155U1 (de) * 1992-11-07 1993-02-18 Export-Contor Außenhandelsgesellschaft mbH, 90431 Nürnberg Schaltungsanordnung
JP2914242B2 (ja) * 1995-09-18 1999-06-28 日本電気株式会社 マルチチップモジュール及びその製造方法
GB2396056B (en) * 1999-05-07 2004-08-11 Seagate Technology Llc Surface mount IC stacking method and device
CN1391704A (zh) * 1999-05-07 2003-01-15 西加特技术有限责任公司 表面安装ic堆积法与器件
JP2004288834A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Fujitsu Ltd 電子部品の実装方法、実装構造及びパッケージ基板
JP4218434B2 (ja) * 2003-06-16 2009-02-04 株式会社日立製作所 電子装置
JP4475160B2 (ja) * 2005-04-13 2010-06-09 株式会社デンソー 電子装置の製造方法
JP2008166565A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置及びデジタル放送受信装置
US8007286B1 (en) * 2008-03-18 2011-08-30 Metrospec Technology, Llc Circuit boards interconnected by overlapping plated through holes portions
DE102010039120A1 (de) * 2010-08-10 2012-02-16 Osram Ag Leiterplatte mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle, Auflage für die Leiterplatte, System aus der Leiterplatte und der Auflage sowie Verfahren zum Befestigen der Leiterplatte an der Auflage
CN102378466A (zh) * 2010-08-10 2012-03-14 奥斯兰姆有限公司 带半导体光源的电路板、支承体及其系统和固定方法
JP6035015B2 (ja) * 2011-09-09 2016-11-30 ソニー株式会社 回路基板
DE102012216148A1 (de) * 2012-09-12 2014-04-03 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung mit Schaltungsträgern
DE102013219833B4 (de) * 2013-09-30 2020-02-13 Infineon Technologies Ag Halbleitermodul mit leiterplatte und vefahren zur hertellung eines halbleitermoduls mit einer leiterplatte
DE102015226712A1 (de) * 2014-12-26 2016-06-30 Omron Automotive Electronics Co., Ltd. Leiterplatte
DE102016209611A1 (de) * 2016-06-01 2017-12-07 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Elektronik eines Kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
EP3531806A1 (de) 2019-08-28
KR102425699B1 (ko) 2022-07-29
EP3531806B1 (de) 2020-03-25
US11272617B2 (en) 2022-03-08
WO2019161999A1 (de) 2019-08-29
CN111771428A (zh) 2020-10-13
US20210092846A1 (en) 2021-03-25
KR20200121336A (ko) 2020-10-23
JP2021515397A (ja) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6937928B2 (ja) 高出力構成部品用の電子プリント基板構成グループ
JP7320452B2 (ja) 平坦なキャリア上へのled素子の取り付け
KR20110063833A (ko) 발광 장치
CN109556074B (zh) 灯具单元以及车辆用灯具
KR20100099734A (ko) 콤팩트 하우징
KR20200125768A (ko) 인쇄 회로 기판 상의 led의 오정렬 처리 방법
CN111372815A (zh) 照明模块和车辆头灯
US20200344892A1 (en) Method for addressing misalignment of leds on a printed circuit board
KR101436210B1 (ko) 차량용 등기구
US20150124451A1 (en) Mounting support for solid-state light radiation sources and light source therefor
WO2008152563A1 (en) Accurate light source - optics positioning system and method
JP2019114624A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
WO2020121961A1 (ja) 回路基板及び車両用灯具
WO2021117489A1 (ja) 灯具ユニット、及びそれを備えた車両用灯具
JP7091655B2 (ja) 車両用照明装置
CN115485836A (zh) 制造增强型led阵列组件的方法
JP2017157669A (ja) 電子機器及びその製造方法
KR20230100617A (ko) 차량 헤드램프 모듈
US20220260222A1 (en) Lighting device, method of manufacturing a lighting device and automotive headlamp
US20240107672A1 (en) Light source support assembly
WO2024129652A1 (en) Lighting module with top contact and surface mount leds
KR102556263B1 (ko) 개선된 열적 거동을 갖는 조명 어셈블리 및 그 제조 방법
JP6774008B2 (ja) 車両用照明装置、および車両用灯具
JP2023023857A (ja) 車両用照明装置、および車両用灯具
JP2023030367A (ja) 乗物用照明装置および乗物用照明装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200825

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210831

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6937928

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150