WO2012156422A1 - Mehrlagige leiterplatte mit eingebettetem emv-kondensator - Google Patents

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Definitions

  • Multi-layer printed circuit board with embedded EMC capacitor In electrical or electronic devices, the electrical and / or electronic components required for their function are usually arranged on one or more printed circuit boards. For the electrical connection of these components metallization layers are provided on surfaces or on intermediate layers of such a printed circuit board, which form conductor tracks by suitable structuring.
  • the multilayer printed circuit board at least one arranged in ⁇ nerrenz the PCB metallization layer and is connected with at least one connector via at least one plug pin.
  • the metallization layer has around ⁇ running around a recess for the connector pin and spaced from this on an insulating zone forming recess. Between the adjacent to the recess formed part of the metallization layer and formed around the insulating part of the metallization is at least one, the Iso ⁇ lierzone bridging, embedded in the printed circuit board capacitor.
  • This EMC capacitor requires no space on the surface of the circuit board and can be easily mounted during the production of printed circuit board without requiring too ⁇ additional drilling and insertion into this hole and soldering. It can in this way an optimal connection of the EMC capacitors to the pin on the one hand and the
  • the circuit board can be made smaller.
  • the EMC capacitors can be placed closer to the signal lead of the connector pin, so that the pa ⁇ rasitäre antenna effect can be minimized.
  • the reliabil ⁇ stechnik is increased by the embedded structure and connection ⁇ technology. In addition, there is mechanical protection over the lifetime as well as during the assembly of the plug or the housing.
  • signal-carrying printed conductors are formed on one of the surfaces and / or an intermediate layer of the printed circuit board, at least one of which is electrically connected to the plug pin. It is particularly advantageous if the part of the metallization layer surrounding the insulating zone forms a ground layer.
  • FIG. 1 shows a cross section through a multilayer printed circuit board with an EMC capacitor embedded in accordance with the invention.
  • FIG. 1 shows a printed circuit board 1 which is shown in FIG.
  • Example of three insulating layers is formed on and between which conductor tracks 3 and a metallic layer 5, 6 are formed.
  • the invention can also be applied to only two or more than three insulating layers.
  • Both on the interconnects 3 on the surfaces of the circuit board 1 and on the interconnects 3, which are arranged on intermediate layers, components 4 are mounted.
  • the individual layers of the printed circuit board 1 are thereby provided separately with metallizations in which - for example by etching - conductor tracks are structured in order to place the components 4 thereon.
  • the lying on the inner layers of the circuit board 1 components 4 are embedded in the assembly of the circuit board 1 in this.
  • 1 vias 10 are provided in the individual insulating layers of the circuit board.
  • the circuit board 1 of Figure 1 has a bore into which a plug pin 2 of a connector is inserted and electrically connected to one of the conductor tracks 3. It is a signal-carrying pin 2. This one
  • Pin 2 is merely intended to illustrate the invention, in principle, a plurality of such pins are provided within a connector, which are usually arranged in one or more rows.
  • EMC-capacitors 7, 8 connect - the other EMC capacitor 8 is shown only in broken lines - is, according to the invention by a recess in the metallization layer 5, 6, which is formed by the bore for the plug pin 2, spaced therefrom a recess. 9 in the Metallisie ⁇ insurance layer 5, 6 made or generated, so that a first part 6 of the metallization, which is surrounded by the insulating 9 forming a recess although electrically in contact with the plug pin 2, but not with the surrounding the insulating zone 9 part 5 of the metallization layer.

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Abstract

Die Erfindung begrifft eine mehrlagige Leiterplatte (1) mit zumindest einer innerhalb der Leiterplatte angeordneten Metallisierungsschicht (5, 6). Die Leiterplatte (1) ist mit zumindest einem Steckverbinder über wenigstens einen Steckerstift (2) verbunden. Die Metallisierungsschicht (5, 6) weist umlaufend um eine Ausnehmung für den Steckerstift (2) und beabstandet von dieser eine eine Isolierzone (9) bildende Aussparung auf, wobei zwischen dem benachbart zu der Ausnehmung ausgebildeten Teil (6) der Metallisierungsschicht und dem um die Isolierzone (9) ausgebildeten Teil (5) der Metallisierungsschicht zumindest ein, die Isolierzone (9) überbrückender, in die Leiterplatte eingebetteter Kondensator (7, 8) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Mehrlagige Leiterplatte mit eingebettetem EMV-Kondensator In elektrischen oder elektronischen Geräten sind die für deren Funktion erforderlichen elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente zumeist auf einer oder mehreren Leiterplatten angeordnet. Zur elektrischen Verbindung dieser Bauelemente sind auf Oberflächen oder auf Zwischenlagen einer solchen Leiter- platte Metallisierungsschichten vorgesehen, die durch geeignete Strukturierung Leiterbahnen ausbilden.
Aufgrund immer höher werdender Signalfrequenzen mit zum Teil steilen Signalflanken entstehen in solchen elektrischen und/oder elektronischen Geräten hochfrequente Signalanteile, die über die signalführenden Steckerstifte auch bei guter Abschirmung - beispielsweise mittels eines metallischen Gehäuses - nach außen dringen und dort andere Geräte oder Anlagen erheblich stören können. Aus diesem Grunde ist es üblich, zwischen einem sig- nalführenden Steckerstift und einer Masseleitung oder Masseschicht sogenannte Block- bzw. EMV-Kondensatoren anzuordnen, über die hochfrequente Signalanteile nach Masse abgeleitet werden. Diese EMV-Kondensatoren benötigen jedoch, insbesondere bei vielen Steckerstiften, einen erheblichen Platz auf der Leiterplatte.
Aus der DE 32 03 021 AI ist es bekannt, in einer Leiterplatte nahe den Bohrungen für die Steckerstifte weitere Bohrungen vorzu¬ sehen, in die elektrische Bauelemente, vorzugsweise Viel- schichtkondensatoren, eingefügt sind, die auf der einen Seite der Leiterplatte mit je einer Leiterbahn, die jeweils zu einem Steckeranschlusspfosten geführt ist, kontaktiert (verlötet) sind. Auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte sind Leiterbahnen vorhanden, mit denen die andere Seite der Bau- elemente kontaktiert ist, wobei diese Leiterbahnen zu einem gemeinsamen Masseanschuss geführt sind. Diese EMV-Kondensatoren benötigen zwar keinen Platz mehr auf der Oberfläche der Leiterplatte, sie sind jedoch relativ aufwendig zu montieren, da zunächst eine Bohrung vorgesehen werden muss, in die dann das Bauelement eingefügt wird, und dieses schließlich mit den Leiterbahnen verlötet wird. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine einfachere und kostengünstigere Montage von EMV-Kondensatoren bei einer mehrlagigen Leiterplatte vorzusehen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine mehrlagige Leiterplatte gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach weist die mehrlagige Leiterplatte zumindest eine in¬ nerhalb der Leiterplatte angeordnete Metallisierungsschicht auf und ist mit zumindest einem Steckverbinder über wenigstens einen Steckerstift verbunden. Die Metallisierungsschicht weist um¬ laufend um eine Ausnehmung für den Steckerstift und beabstandet von dieser eine eine Isolierzone bildende Aussparung auf. Zwischen dem benachbart zu der Ausnehmung ausgebildeten Teil der Metallisierungsschicht und dem um die Isolierzone ausgebildeten Teil der Metallisierungsschicht ist zumindest ein, die Iso¬ lierzone überbrückender, in die Leiterplatte eingebetteter Kondensator angeordnet. Dieser EMV-Kondensator benötigt keinen Platz auf der Oberfläche der Leiterplatte und kann auf einfache Weise bereits bei der Herstellung der Leiterplatte montiert werden, ohne eine zu¬ sätzliche Bohrung und ein Einsetzen in diese Bohrung und Verlöten zu erfordern. Es kann auf diese Weise eine optimale Anbindung der EMV-Kondensatoren an den Steckerstift einerseits und die
Metallisierungsschicht andererseits erfolgen. Da der benötigte Platz für die EMV-Kondensatoren auf der Oberfläche der Leiterplatte wegfällt, kann die Leiterplatte kleiner gestaltet werden. Die EMV-Kondensatoren können näher an der Signalzu- leitung des Steckerstifts platziert werden, so dass der pa¬ rasitäre Antenneneffekt minimiert werden kann. Die Zuverläs¬ sigkeit wird durch die eingebettete Aufbau- und Verbindungs¬ technik erhöht. Zusätzlich besteht ein mechanischer Schutz über die Lebenszeit ebenso wie bei der Montage des Steckers oder des Gehäuses .
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind sig- nalführende Leiterbahnen auf einer der Oberflächen und/oder einer Zwischenschicht der Leiterplatte ausgebildet, wobei zumindest eine davon elektrisch mit dem Steckerstift verbunden ist . Besonders vorteilhaft ist es, wenn der die Isolierzone umgebende Teil der Metallisierungsschicht eine Masseschicht bildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher erläutert. Dabei zeigt die
Figur 1 einen Querschnitt durch eine mehrlagige Leiterplatte mit einem erfindungsgemäß eingebetteten EMV- Kondensator Die Figur 1 zeigt eine Leiterplatte 1, die im dargestellten
Beispiel aus drei isolierenden Schichten gebildet ist, auf und zwischen denen Leiterbahnen 3 und eine metallische Schicht 5, 6 gebildet sind. Die Erfindung kann auch bei nur zwei oder mehr als drei isolierenden Schichten Anwendung finden. Sowohl auf den Leiterbahnen 3 auf den Oberflächen der Leiterplatte 1 als auch auf den Leiterbahnen 3, die auf Zwischenschichten angeordnet sind, sind Bauelemente 4 montiert. Die einzelnen Schichten der Leiterplatte 1 werden dabei getrennt mit Metallisierungen versehen, in denen - beispielsweise durch Ätzen - Leiterbahnen strukturiert werden, um darauf die Bauelemente 4 zu platzieren. Die auf den inneren Schichten der Leiterplatte 1 liegenden Bauelemente 4 werden beim Zusammenfügen der Leiterplatte 1 in dieser eingebettet. Um einzelne Leiterbahnen 3 mit einer auf Bezugspotential - meistens als Masse bezeichnet - liegenden, innerhalb der mehrlagigen Leiterplatte eingebetteten Metallisierungsschicht 5 zu verbinden, sind in den einzelnen isolierenden Schichten der Leiterplatte 1 Durchkontaktierungen 10 vorgesehen.
Die Leiterplatte 1 der Figur 1 weist eine Bohrung auf, in die ein Steckerstift 2 eines Steckverbinders eingesteckt und elektrisch mit einer der Leiterbahnen 3 verbunden ist. Es handelt sich dabei um einen signalführenden Steckerstift 2. Dieser eine
Steckerstift 2 soll lediglich die Erfindung verdeutlichen, prinzipiell sind eine Vielzahl solcher Steckerstifte innerhalb eines Steckverbinders vorgesehen, die zumeist in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind.
Um diesen signalführenden Steckerstift 2 hochfrequenzmäßig an die auf Bezugspotential liegende Metallisierungsschicht 5 innerhalb der Leiterplatte 1 mittels eines oder mehrere
EMV-Kondensatoren 7, 8 anzubinden - der weitere EMV Kondensator 8 ist nur strichliert dargestellt -, ist in erfindungsgemäßer Weise um eine Ausnehmung in der Metallisierungsschicht 5, 6, die durch die Bohrung für den Steckerstift 2 entstanden ist, beabstandet zu dieser eine Aussparung 9 in der Metallisie¬ rungsschicht 5, 6 vorgenommen oder erzeugt worden, so dass ein erster Teil 6 der Metallisierungsschicht, der von der eine Isolierzone 9 bildenden Aussparung umgeben ist zwar mit dem Steckerstift 2 elektrisch in Kontakt steht jedoch nicht mit dem die Isolierzone 9 umgebenden Teil 5 der Metallisierungsschicht.
Zur Anbindung des Steckerstifts 2 an den auf Bezugspotential liegenden Teil 5 der Metallisierungsschicht sind die
EMV-Kondensatoren 7 - und gegebenenfalls 8 - die Isolierzone 9 überbrückend auf den Teilen 5, 6 der Metallisierungsschicht angeordnet, beispielsweise angelötet oder mit Leitkleber ge¬ klebt .
Auf diese Weise kann auf sehr einfache und kostengünstige Weise eine optimale Anbindung von signalführenden Steckerstiften 2 an das Bezugspotential mittels EMV-Kondensatoren 7 erfolgen, ohne das zusätzlicher, erheblicher Platzbedarf auf der Leiterplatte 1 nötig wäre.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrlagige Leiterplatte (1) mit zumindest einer innerhalb der Leiterplatte (1) angeordneten Metallisierungsschicht (5, 6), wobei die Leiterplatte (1) mit zumindest einem Steckverbinder über wenigstens einen Steckerstift (2) verbunden ist,
wobei die Metallisierungsschicht (5, 6) umlaufend um eine Ausnehmung für den Steckerstift (5) und beabstandet von dieser eine eine Isolierzone (9) bildende Aussparung aufweist, wobei zwischen dem benachbart zu der Ausnehmung ausgebildeten Teil (6) der Metallisierungsschicht und dem um die Isolierzone (9) ausgebildeten Teil (5) der Metallisierungsschicht zumindest ein, die Isolierzone (9) überbrückender, in die Leiterplatte eingebetteter Kondensator (7, 8) angeordnet ist.
2. Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass signalführende Leiterbahnen (3) auf einer der Oberflächen und/oder einer Zwischenschicht der Leiterplatte (1) ausgebildet sind und zumindest eine davon elektrisch mit dem Steckerstift (5) verbunden ist.
3. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Isolierzone (9) umgebende Teil (5) der Metallisierungsschicht eine Masseschicht bildet.
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