WO2006077165A1 - Leiterplatte oder platine mit heizdraht - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a printed circuit board or circuit board with electrical circuit according to the preamble of claim 1.
- the present invention is therefore the object of developing a printed circuit board or board of the type mentioned in such a way that the disadvantages described above are largely avoided.
- the invention is based on the idea of arranging at least one electrically conductive heating wire which can be brought into contact with a voltage source on or within the printed circuit board or printed circuit board.
- the board or the printed circuit board can be kept constantly at a defined temperature by heating.
- the height This temperature is adjusted to the individual case and should not affect the function of the electrical circuit and in particular their electrical and electronic components.
- the heating wire is fixed by wire writing on the circuit board or board.
- wirings on boards or circuit boards are usually made by an etching process, i. E. from a copper foil applied to a carrier plate, areas lying between the desired conductor tracks are etched away, wire leads of electrically conductive material are laid between printed circuit boards arranged on the board and, for example, cast together with the board in a composite construction in a block of insulating material in wire-printed circuit boards or boards ,
- a method for producing such a wire-printed circuit board or circuit board is known for example from DE 196 18 917 C1.
- a particularly uniform temperature distribution results when the heater wire extends substantially across the entire surface of the circuit board or circuit board meandering.
- the heating wire is formed by a resistance wire and connects to the printed circuit board or board arranged connection points for the voltage source with each other.
- FIG. 1 is a perspective view of a printed circuit board, on which according to a first manufacturing step, an electrically conductive heating wire is applied;
- FIG. 2 shows a perspective view of the printed circuit board of FIG. 1 with the electrically conductive heating wire to which a covering insulating layer is applied according to a further manufacturing step;
- Fig. 3 is a perspective view of the circuit board of Fig. 1 in fertigeteem state.
- electrically insulating printed circuit board is preferably an etched circuit board, ie on its surface are flat, preferably ' caused by etching traces of copper, which form an electrical circuit, which are not shown for reasons of clarity.
- an electrically conductive conductor wire in the form of a heater resistance wire 2 is applied to the printed circuit board 1 by wire writing.
- the application of a conductor wire to a printed circuit board 1 by wire writing is known for example from DE 196 18 917 C1.
- a combination of etched conductor tracks with a heater resistance wire 2 is realized on the circuit board 1.
- the wire may be a wire with an electrical insulating layer or without an electrical insulating layer.
- An electrically insulated wire is particularly suitable for meandering laying of the heating wire when the heating wire and the conductor tracks are arranged on the same side of the printed circuit board. In this way, the production can be simplified and unwanted electrical contact between the heating wire and conductor can be avoided.
- the wire is not insulated, when wire and conductor tracks are arranged on mutually different sides of the circuit board. If conductor tracks and heating wire are arranged on the same side of the printed circuit board, nevertheless a non-electrically insulated heating wire can be used, if a distance between trace and heating wire can be ensured.
- the heating wire should be spaced perpendicular to the planar extension of the circuit board from the conductor track.
- the distance is of course to be chosen so that the total thickness of the finished circuit board does not grow too much and just so that a sufficient electrical insulation is ensured.
- the conductor track and the heating wire crosses in a plan view of the circuit board or are arranged perpendicular to the planar extent of the circuit board spaced from each other on top of each other.
- the ends of the heating resistor wire 2 are connected to, for example, two connection points 4 arranged on a side surface of the printed circuit board 1, preferably by welding, via which a connection to an external voltage source can be created.
- the voltage source may also be arranged directly on the printed circuit board 1, e.g. in the form of a battery.
- one or more cover layers 6 of insulating material is preferably applied to the circuit board 1 connected to the heating resistance wire 2, for example by casting a curable insulating material into a mold containing the circuit board 1.
- a composite body 8 in which the printed circuit board 1 is materially connected to the cover layer 6 and held in a wiring plane therebetween the Schuungswiderstandsdraht 2 in position, as is apparent from Fig. 3.
- the heating wire is arranged in a separate layer, so to speak. Alternatively, the heating wire may be laid only in areas in the circuit board to specifically heat building components.
- the heater resistance wire 2 extends substantially meander over the entire surface of the circuit board 1.
- a combination of an electrical circuit in the form of etched tracks with a heater resistance wire 2 is realized on the circuit board 1.
- the electrical circuit could also by Lead wires can be realized, which then extend between arranged on the circuit board 1 connection points for the electronic components of the circuit.
- the etching of the copper foil fastened on the surface of the printed circuit board 1 can also take place only after the laying of the heating resistance wires 2 in order to work out the connection sites 4 from the copper foil.
- the connections of the heater resistance wires 2 with the actually not yet existing connection points 4 can already be made in advance.
- the surface of the circuit board 1 provided with the heater resistance wires 2 can be provided with the cover layer 6 by pressing a prepreg of insulating material with the circuit board 1.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte (1) oder Platine mit elektrischer Schaltung. Um derartige Leiterplatten zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf oder innerhalb der Leiterplatte (1) oder Platine zumindest ein elektrisch leitfähiger, mit einer Spannungsquelle verbindbarer Heizungsdraht (2) vorgesehen ist.
Description
Leiterplatte oder Platine mit Heizdraht
Beschreibung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Leiterplatte oder Platine mit elektrischer Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wenn solche Leiterplatten in elektrischen Vorrichtungen angeordnet sind, welche sich im Freien befinden, sind sie oft stark wechselnden Temperaturen ausgesetzt. Dies kann zur Bildung von Kondenswasser und folglich zu Kurzschlüssen innerhalb der elektrischen Schaltung führen. Weiterhin kann sich die Leiterplatte den schwankenden Temperaturen gemäß unterschiedlich ausdehnen, was Kurzschlüsse bzw. Kontaktunterbrechungen bei der elektrischen Schaltung hervorrufen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatte oder Platine der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass die oben beschriebenen Nachteile weitgehend vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, auf oder innerhalb der Leiterplatte oder Platine zumindest einen elektrisch leitfähigen, mit einer Spannungsquelle in Verbindung bringbaren Heizungsdraht anzuordnen. Dadurch kann die Platine oder die Leiterplatte durch Beheizung ständig auf einer definierten Temperatur gehalten werden. Die Höhe
dieser Temperatur wird auf den Einzelfall abgestimmt und soll die Funktion der elektrischen Schaltung und insbesondere deren elektrischer und elektronischer Bauelemente nicht beeinträchtigen. Durch die Beheizung wird eine Bildung von Kondenswasser und von stark wechselnden Wärmedehnung der Leiterplatte oder Platine weitgehend vermieden, so dass die Störanfälligkeit der Schaltung in vorteilhafter Weise sinkt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
Besonders bevorzugt wird der Heizungsdraht durch Drahtschreibung auf der Leiterplatte oder Platine befestigt. Während Leiterbahnen auf Platinen oder Leiterplatten üblicherweise durch ein Ätzverfahren hergestellt werden, d.h. von einer auf einer Trägerplatte aufgebrachten Kupferfolie werden zwischen den gewünschten Leiterbahnen liegenden Bereiche abgeätzt, werden bei drahtgeschriebenen Leiterplatten oder Platinen Leitungsdrähte aus elektrisch leitfähigem Material zwischen auf der Platine angeordneten Anschlussstellen der Platine verlegt und beispielsweise zusammen mit der Platine in Verbundbauweise in einen Block aus Isoliermasse eingegossen. Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen drahtgeschriebenen Leiterplatte oder Platine ist beispielsweise aus der DE 196 18 917 C1 bekannt.
Eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung ergibt sich, wenn sich der Heizungsdraht im wesentlichen über die gesamte Fläche der Leiterplatte oder Platine mäanderförmig erstreckt.
Besonders bevorzugt wird der Heizungsdraht durch einen Widerstandsdraht gebildet und verbindet auf der Leiterplatte oder Platine angeordnete Anschlussstellen für die Spannungsquelle miteinander.
Zeichnung
Nachstehend ist Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Leiterplatte, auf welche gemäß eines ersten Fertigungsschritts ein elektrisch leitender Heizungsdraht aufgebracht wird;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die Leiterplatte von Fig. 1 mit dem elektrisch leitenden Heizdraht, auf welche eine deckende Isolationsschicht gemäß eines weiteren Fertigungsschrittes aufgebracht wird;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf die Leiterplatte von Fig. 1 in fertig gestelltem Zustand.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete, elektrisch isolierende Leiterplatte ist bevorzugt eine geätzte Leiterplatte, d.h. auf ihrer Oberfläche befinden sich flache, vorzugsweise' durch Ätzung hervorgegangene Leiterbahnen aus Kupfer, welche eine elektrische Schaltung ausbilden, die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt sind.
Gemäß eines ersten, in Fig. 1 schematisch gezeigten Fertigungsschritts wird beispielsweise ein elektrisch leitfähiger Leiterdraht in Form eines Heizungswiderstandsdrahts 2 durch Drahtschreibung auf die Leiterplatte 1 aufgebracht. Das Aufbringen eines Leiterdrahtes auf eine Leiterplatte 1 durch Drahtschreibung ist beispielsweise aus der DE 196 18 917 C1 bekannt. Im vorliegenden Fall ist folglich auf der Leiterplatte 1 eine Kombination von geätzten Leiterbahnen mit einem Heizungswiderstandsdraht 2 verwirklicht.
Bei dem Draht kann es sich um einen Draht mit einer elektrischen Isolierschicht oder ohne eine elektrische Isolierschicht handeln. Ein elektrisch isolierter Draht eignet sich insbesondere zum mäanderförmigen Verlegen des Heizdrahtes, wenn der Heizdraht und die Leiterbahnen auf der gleichen Seite der Leiterplatte angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Herstellung vereinfacht und ein ungewollter elektrischer Kontakt zwischen Heizdraht und Leiterbahn vermieden werden. Bevorzugt ist der Draht nicht
isoliert, wenn Draht und Leiterbahnen auf einander verschiedenen Seiten der Leiterplatte angeordnet sind. Wenn Leiterbahnen und Heizdraht auf der gleichen Seite der Leiterplatte angeordnet sind, kann dennoch ein nicht-elektrisch isolierter Heizdraht verwendet werden, wenn ein Abstand zwischen Leiterbahn und Heizdraht sichergestellt werden kann. Vorzugsweise sollte der Heizdraht senkrecht zur flächigen Erstreckung der Leiterplatte von der Leiterbahn beabstandet sein. Der Abstand ist dabei natürlich so zu wählen, dass die Gesamtdicke der fertigen Leiterplatte nicht zu sehr anwächst und gerade so, dass eine ausreichende elektrische Isolierung sichergestellt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform kreuzt sich die Leiterbahn und der Heizdraht in einer Draufsicht auf die Leiterplatte bzw. sind senkrecht zur flächigen Ausdehnung der Leiterplatte beabstandet voneinander übereinander angeordnet.
In einem weiteren, in Fig. 2 gezeigten Fertigungsschritt werden die Enden des Heizungswiderstandsdrahts 2 mit beispielsweise zwei an einer Seitenfläche der Leiterplatte 1 angeordneten Anschlussstellen 4 verbunden, vorzugsweise durch Schweißung, über welche eine Verbindung zu einer externen Spannungsquelle geschaffen werden kann. Jedoch kann die Spannungsquelle auch direkt auf der Leiterplatte 1 angeordnet sein, z.B. in Form eines Akkus.
Danach wird vorzugsweise eine oder mehrere Deckschichten 6 aus Isolierstoffmasse auf die mit dem Heizungswiderstandsdraht 2 verbundene Leiterplatte 1 aufgebracht, beispielsweise durch Gießen einer aushärtbaren Isolierstoffmasse in eine die Leiterplatte 1 enthaltende Gussform. Hierdurch entsteht ein Verbundkörper 8, bei welchem die Leiterplatte 1 stoffschlüssig mit der Deckschicht 6 verbunden und in einer Verdrahtungsebene dazwischen der Heizungswiderstandsdraht 2 in Position gehalten ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Der Heizungsdraht ist sozusagen in einer eigenen Schicht angeordnet. Alternativ kann der Heizungsdraht auch nur bereichsweise in der Leiterplatte verlegt sein, um gezielt Baukomponenten zu beheizen.
Besonders bevorzugt erstreckt sich der Heizungswiderstandsdraht 2 im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Leiterplatte 1 mäanderförmig. Im vorliegenden Fall ist folglich auf der Leiterplatte 1 eine Kombination einer elektrischen Schaltung in Form von geätzten Leiterbahnen mit einem Heizungswiderstandsdraht 2 verwirklicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform könnte die elektrische Schaltung aber auch durch
Leitungsdrähte realisiert sein, welche dann zwischen auf der Leiterplatte 1 angeordneten Anschlussstellen für die elektronischen Bauelemente der Schaltung verlaufen.
Gemäß einer Alternative kann die Ätzung der auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 befestigten Kupferfolie auch erst nach dem Verlegen bzw. Drahtschreiben der Heizungswiderstandsdrähte 2 erfolgen, um die Anschlussstellen 4 aus der Kupferfolie herauszuarbeiten. Da diese jedoch gemäß des vorhandenen Schaltungs-Layouts bereits vorab bekannt sind, können die Verbindungen der Heizungswiderstandsdrähte 2 mit den eigentlich noch nicht vorhandenen Anschlussstellen 4 bereits vorab gefertigt werden. Darüber hinaus kann die mit den Heizungswiderstandsdrähten 2 versehene Oberfläche der Leiterplatte 1 dadurch mit der Deckschicht 6 versehen werden, dass ein Prepreg aus Isolierstoffmasse mit der Leiterplatte 1 verpresst wird.
Claims
1. Leiterplatte (1) oder Platine mit elektrischer Schaltung, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder innerhalb der Leiterplatte oder Platine zumindest ein elektrisch leitfähiger, mit einer Spannungsquelle in Verbindung bringbarer Heizungsdraht (2) angeordnet ist.
2. Leiterplatte (1) oder Platine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass' der Heizungsdraht (2) durch Drahtschreibung auf der Leiterplatte (1) oder Platine befestigt ist.
3. Leiterplatte (1) oder Platine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungsdraht (2) in einer Verdrahtungsebene zwischen der Leiterplatte (1) oder Platine und einer Schicht (6) aus Isolierstoffmasse angeordnet ist.
4. Leiterplatte (1) oder Platine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungsdraht (2) durch einen Widerstandsdraht gebildet wird.
5. Leiterplatte (1) oder Platine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungsdraht (2) sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Leiterplatte oder Platine mäanderförmig erstreckt.
6. Leiterplatte (1) oder Platine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungsdraht (2) auf der Leiterplatte (1) oder Platine angeordnete Anschlussstellen (4) für die Spannungsquelle miteinander verbindet.
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