WO2018019500A1 - Leiterplattenanordnung - Google Patents

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WO2018019500A1
WO2018019500A1 PCT/EP2017/065685 EP2017065685W WO2018019500A1 WO 2018019500 A1 WO2018019500 A1 WO 2018019500A1 EP 2017065685 W EP2017065685 W EP 2017065685W WO 2018019500 A1 WO2018019500 A1 WO 2018019500A1
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Josef Loibl
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a printed circuit board assembly according to the preamble of patent claim 1.
  • control devices e.g. Electronic control devices such as electronic transmission controls and similar so-called ECU's (from English: electronic control unit). From the state of the art integrated control devices, as well as cultivation and removal control devices are known. Cultivation and Wegbau speak Erasmus have the advantage that they are relatively low in the development and production by a small number of components for the control unit itself.
  • Main components of a control unit are a housing that surrounds one or more PCBs for electronic function control, as well as connection areas for external cables.
  • potting compounds are preferably hardening potting compounds and can be used, for example. Polyurethanes, silicones or epoxy resins. It is important that they offer the corresponding protection of the components against external influences.
  • the defective printed circuit board is removed from the housing and a failure analysis is carried out.
  • a failure analysis is carried out.
  • the problem to remove the circuit board from the protective potting compound with the least possible effort.
  • a protective layer or foil e.g. lacquer, plastic or rubber
  • the hardening potting compound e.g. Foam, plastic or resin.
  • the potting compound forms a hard form, which is separated by the film of the electronic components and does not enter into a connection with either the protective layer or film.
  • the cured potting compound can be easily removed from the film as a lid and the electronic components are inspected for errors.
  • Such solutions are shown, for example, in European Patent Application EP 2882268 A1 or German Offenlegungsschrift DE 2363925 A1.
  • a disadvantage of the known seals is that it is difficult to reduce the size of the overall arrangement by the encapsulation and at the same time maintain a possibility for systematic error analysis. Therefore, it is an object of this invention to provide a printed circuit board assembly that allows both compact mounting and systematic failure analysis.
  • a printed circuit board assembly comprising at least one component-mounted, stacked or folded printed circuit board, printed circuit board regions of the printed circuit board lying opposite each other being electrically connected to one another at at least one of their edge regions, and wherein the printed circuit board and the components are surrounded by an encapsulation, and wherein at least one separating element is arranged within the encapsulation and in each case between two opposing and electrically interconnected printed circuit board areas.
  • the separating element is completely embedded in the encapsulation.
  • the printed circuit board is a folded printed circuit board and the printed circuit board regions are electrically connected to one another by means of a flexible printed circuit board region.
  • the flexible printed circuit board area is preferably a region that has been deep-frozen from the printed circuit board.
  • the printed circuit board is a stacked printed circuit board and the printed circuit board regions are each electrically connected to one another by means of an electrical connecting element on at least one of its edge regions.
  • the electrical connection element is a press-in connector.
  • the printed circuit board assembly comprises stacked and folded printed circuit boards.
  • a separating element within the encapsulation and between two opposite and equipped with components PCB areas, a clean and defined separation of the PCB areas can be done.
  • the components can be exposed by suitable methods, so that a systematic (fault) analysis can be carried out.
  • a simple, inexpensive separating element can be used.
  • the insertion of the separating element requires less casting or overmolding compound, which in turn reduces costs and weight.
  • a sealed encapsulation can furthermore be ensured, since the edge regions of the separating element can be completely embedded in the casting or encapsulation compound.
  • a combination of stacked and folded printed circuit boards can be used.
  • the separating element comprises a hollow body, two plastic parts or two adjacent films.
  • the hollow body is advantageously formed from plastic.
  • the choice of material and type of separator should be done so that a severing of the separating element is facilitated. With the use of two adjacent foils, it may be sufficient to expose the edge region of the foils from the encapsulation, so that the foils can then be pulled apart, thereby separating the areas of the printed circuit board.
  • a method for separating previously described stacked or folded printed circuit boards wherein for separating the printed circuit board areas, the separating element is divided along a parting plane so that the printed circuit board areas separated by the separating element are accessible.
  • the division of the separating element takes place by means of a laser method, a milling method or a cutting method.
  • the components facing the separating element are exposed on the printed circuit board by means of a laser process or a chemical process or a combination thereof.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of an encapsulated circuit board assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of the encapsulated printed circuit board arrangement shown in FIG. 1 and separated on the dividing plane.
  • 3 shows a schematic sectional view of an encapsulated printed circuit board assembly according to an alternative embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional representation of the encapsulated printed circuit board arrangement shown in FIG. 3 and separated on the separating planes.
  • FIG. 5 is a flow chart of the method of separating printed circuit board areas according to an alternative embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an encapsulated printed circuit board assembly 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of the encapsulated printed circuit board arrangement 1 shown in FIG. 1 and separated on the parting plane T-T.
  • any reference to FIG. 1 also applies with reference to FIG. 2.
  • FIGS. 1 and 2 show a folded printed circuit board arrangement 1 equipped with different, partly electrical or electronic components 2 and a plug 3.
  • components 2 which are arranged in Figures 1 and 2 on both sides of the printed circuit board area 10, for example, IC's, resistors, capacitors, etc. are used, these being chosen depending on the application and in different versions on both circuit board areas 10 and 1 1 on both sides or can only be arranged on one side.
  • the plug 3 shown in Fig. 1 is connected by a solder or press-in connection with the circuit board area 1 1, but may also be connected thereto in a different manner.
  • a heat sink 6 is arranged on the side of the printed circuit board area 10 facing outward. This is an optional component that serves to dissipate heat from the components, and is therefore not explained in detail.
  • the encapsulation 4 surrounds both the printed circuit board regions 10 and 11, as well as the electrical components 2 and at least the part of the plug 3 which is connected to a part of the printed circuit board, as well as the separating element 5 and at least a part of the heat sink 6, if present.
  • the encapsulation 4 is, for example, a potting compound or encapsulation compound which is applied in liquid form and cured later. Suitable materials are, for example, thermosets or epoxy resins or silicones or other suitable materials.
  • a folded printed circuit board assembly 1 is characterized in that a single printed circuit board is divided into at least two printed circuit board regions 10 and 11 connected by a respective flexible region 101.
  • the flexible region 101 may be a region milled out of the individual printed circuit board or deep-milled region, which thereby becomes flexible or bendable.
  • two of the printed circuit board areas 10 and 1 1 of the printed circuit board connected by this flexible area 101 can be folded such that they are at a distance from each other or at a predetermined angle to each other.
  • the flexible region 101 forms an edge or end region of the printed circuit board regions 10 and 11.
  • a separator 5 are used.
  • This separator 5 is used, for example, in the case of a detected defect or malfunction recognized to allow easy separation of the opposing circuit board areas 10 and 1 1, so that the components 2 and / or the plug 3 on this, the separator 5 side facing , are easily accessible.
  • the flexible region 101 is separated either during the separation, so that the printed circuit board regions 10, 11 are separated from each other. are each other, or it is separated to the flexible region 101 and the printed circuit board areas 10, 1 1 are then bent apart. In this case, more than two circuit board areas may be separated by a flexible area, depending on the application.
  • FIG. 1 shows the separation in FIG. 1 in the parting plane T-T along the longitudinal direction of the separating element 5.
  • FIG. 2 shows the printed circuit board arrangement 1 of FIG. 1 separated at the dividing plane T-T. It can be seen that by providing the separator 5, a predefined region is defined, through which a cut, e.g. by laser methods, milling methods, cutting methods or other suitable methods, which also depend on the material of the encapsulation 4 and the separating element 5, can take place without damaging the components 2 and / or the plug 3.
  • the area in which the separating element 5 is located is predetermined by the construction of the printed circuit board assembly 1 and is therefore known.
  • the separating element 5 may have a certain thickness, so that it is not possible to use high-precision methods of separation without damaging the components.
  • this is not possible in all applications, especially if the encapsulation 4 must be highly dense. In this respect, the skilled person must determine whether such a display element can be used.
  • the components 2 and / or the plug 3 are freely accessible after separation of the separating element 5 and can be exposed by means of a suitable method.
  • a suitable method is, for example, a laser method or a chemical method.
  • the choice of the method depends on the material of the separating element 5, which is still present after the separation of a part of the encapsulation 4, and the material of the encapsulation 4 from. Different methods for exposing the components 2 and / or the plug 3 can also be used.
  • FIGs 3 and 4 an alternative circuit board assembly 1 is shown. This differs from that shown in Figures 1 and 2 only in that it is not folded, but is stacked.
  • three PCB areas 10, 1 1 and 12 in a distance from each other and arranged opposite one another.
  • separating elements 5 are arranged between the printed circuit board regions 10, 11 and 12 in order to make them separable from one another.
  • the printed circuit board areas 10, 11 and 12 are preferably electrically connected to one another at one of their edge areas by electrical connecting elements 102, ie here the printed circuit board areas 10, 11 and 12 are connected individually, electrically via the electrical connecting elements 102 separate printed circuit boards are formed.
  • electrical connecting elements 102 ie here the printed circuit board areas 10, 11 and 12 are connected individually, electrically via the electrical connecting elements 102 separate printed circuit boards are formed.
  • the separation of the respective circuit board areas 10, 1 1 and 12 by a severing of the separating element also in the longitudinal direction, i. through the dividing plane T-T. Since three printed circuit board areas 10, 11 and 12 are present in FIGS. 3 and 4, it is possible to separate only two of the three printed circuit board areas 10, 11 and 12 or all printed circuit board areas 10, 11 and 12, depending on which of the separating elements 5 is severed becomes. This may depend on the area in which an error is suspected or known, e.g. between printed circuit board area 10 and 11 or between printed circuit board area 11 and 12. As described for FIGS. 1 and 2, the components 2 and / or the plug 3 can be exposed after separation of the separating element 5 by a suitable method or a suitable combination of different methods F and then a fault analysis be performed.
  • FIGS. 1 and 2 show two printed circuit board regions 10 and 11, which are interconnected by means of a flexible region 101.
  • the invention is not limited to a folded printed circuit board assembly 1 with two printed circuit board areas 10 and 11.
  • a plurality of printed circuit board regions 10 and 11, which are electrically connected to one another by a flexible region can also be made available.
  • a combination with the described stacked printed circuit board assembly 1 is possible.
  • the stacked arrangement shown in Figs. 3 and 4 is also not limited to the three circuit board areas shown. Rather, more or fewer board areas may be used, depending on the application.
  • Enveloping compound can be saved by the separating element 5, which reduces both costs and weight. Slipping out of the separating element 5 from the encapsulation 4 can be prevented, in particular, by the fact that the separating element 5 is located within the encasing compound or encapsulation 4, so that it is completely surrounded by it, ie. also its border areas.
  • the encapsulation 4 can nevertheless be selected so that it adheres securely to the components 2 to be encased and the plug 3 and to the printed circuit board 1 or the printed circuit board regions 10, 11 and / or 12, thus ensuring the tightness.
  • a simple, i. also cost-effective, separating element 5 can be used. It only needs to withstand encapsulation with the encapsulant 4, i. as far as possible not deform. Other required properties are merely that it can be separated as easily as possible. This means that it can also be made of cheap plastic or another cheap material. Furthermore, it may also be formed only as a film, so be very thin.
  • standard analysis methods can be used, e.g. Laser method or chemical method for exposure.
  • separating element 5 shows the method steps which are carried out for the separation of the printed circuit board areas 10, 11 and / or 12.
  • a first step S1 the separating element 5 is severed along the dividing plane T-T, as shown in FIGS. 1 to 4.
  • the separation can be carried out by means of suitable methods, such as cutting methods, laser methods or milling methods.
  • a second step S2 the separate printed circuit board areas 10, 11 and / or 12 are separated.
  • a third step S1 the separate printed circuit board areas 10, 11 and / or 12 are separated.
  • Step S3 the exposure F of the components 2 desired for analysis and / or the plug 3 are preferably carried out by means of a laser process or a chemical process or a combination thereof.

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Abstract

Bereitgestellt wird eine Leiterplattenanordnung (1), umfassend zumindest eine mit Bauelementen (2, 3) bestückte, gestapelte oder gefaltete Leiterplatte, wobei Leiterplattenbereiche (10, 11, 12), die sich gegenüber liegen, an zumindest einem ihrer Randbereiche elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei die Leiterplatte und die Bauelemente (2, 3) mit einer Verkapselung (4) umgeben sind, und wobei innerhalb der Verkapselung und jeweils zwischen zwei sich gegenüberliegenden und elektrisch miteinander verbundenen Leiterplattenbereichen (10, 11, 12) zumindest ein Trennelement (5) angeordnet ist.

Description

Leiterplattenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Die Steuerung von Funktionen eines Fahrzeugs, z.B. die Steuerung von Automatikgetrieben, Lichtfunktionen, Motorfunktionen etc. erfolgt immer häufiger über Steuergeräte, z.B. elektronische Steuergeräte wie beispielsweise elektronische Getriebesteuerungen und ähnliche sogenannte ECU's (aus dem Englischen: electronic con- trol unit). Aus dem Stand der Technik sind integrierte Steuergeräte, sowie Anbau- und Wegbau-Steuergeräte bekannt. Anbau- und Wegbausteuergeräte haben den Vorteil, dass sie durch eine geringe Anzahl an Komponenten für das Steuergerät selbst relativ günstig in der Entwicklung und Herstellung sind. Hauptkomponenten eines Steuergerätes sind ein Gehäuse, das eine oder mehrere Leiterplatten zur elektronischen Funktionssteuerung umgibt, sowie Anschlussbereiche für externe Kabel.
Zum Schutz der Elektronik werden Leiterplatten auf unterschiedlichste Weise verkapselt, so dass die Elektronikkomponenten möglichst gut vor Außeneinflüssen geschützt werden. Kostengünstig wird dies durch Umspritzen bzw. Vergießen der zu schützenden Teile mit einer Vergussmasse erreicht. Solche Vergussmassen sind bevorzugt härtende Vergussmassen und können z.B. Polyurethane, Silikone oder Epoxidharze sein. Wichtig ist, dass sie den entsprechenden Schutz der Bauteile vor äußeren Einflüssen bieten.
Bei einem Ausfall oder Defekt der Elektronik auf einer der Leiterplatten wird die defekte Leiterplatte aus dem Gehäuse entfernt und es wird eine Ausfallanalyse durchgeführt. Hier stellt sich häufig das Problem, die Leiterplatte aus der sie schützenden Vergussmasse mit möglichst geringem Aufwand zu entfernen.
Ein Beispiel einer verkapselten Leiterplattenanordnung, bei der ein Zusatzelement zur leichteren Trennung der einzelnen Komponenten voneinander offenbart ist, ist in dem US-Patent mit der Veröffentlichungsnummer US 4729062 A1 gezeigt. Diese Patentschrift offenbart einen Trennfilm, der zwischen einem Rahmen und einem Schaum, der als Verkapselungsmaterial dient, angeordnet ist.
Eine weitere Möglichkeit ist es, eine Schutzschicht oder Folie, z.B. aus Lack, Kunststoff oder Gummi, direkt über den elektronischen Baugruppen aufzubringen und danach die aushärtende Vergussmasse, z.B. Schaum, Kunststoff oder Harz, aufzubringen. Somit bildet die Vergussmasse eine harte Form, welche durch die Folie von den elektronischen Komponenten getrennt ist und weder damit noch mit der Schutzschicht oder Folie eine Verbindung eingeht. Somit kann im Falle eines Ausfalls die ausgehärtete Vergussmasse einfach von der Folie wie ein Deckel abgenommen werden und die elektronischen Bauteile auf Fehler untersucht werden. Solche Lösungen sind beispielsweise in der der europäischen Patentanmeldung EP 2882268 A1 oder der deutschen Offenlegungsschrift DE 2363925 A1 gezeigt.
Nachteilig bei den bekannten Abdichtungen ist, dass es schwierig ist, durch die Ver- kapselung die Größe der Gesamtanordnung zu verkleinern und dabei gleichzeitig eine Möglichkeit zur systematischen Fehleranalyse beizubehalten. Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Leiterplattenanordnung bereitzustellen, durch die sowohl eine kompakte Einbauform als auch eine systematische Fehleranalyse möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorgeschlagen wird eine Leiterplattenanordnung, umfassend zumindest eine mit Bauelementen bestückte, gestapelte oder gefaltete Leiterplatte, wobei Leiterplattenbereiche der Leiterplatte, die sich gegenüber liegen, an zumindest einem ihrer Randbereiche elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei die Leiterplatte und die Bauelemente mit einer Verkapselung umgeben sind, und wobei innerhalb der Ver- kapselung und jeweils zwischen zwei sich gegenüberliegenden und elektrisch miteinander verbundenen Leiterplattenbereichen zumindest ein Trennelement angeordnet ist. In einer Ausgestaltung ist das Trennelement vollständig in die Verkapselung eingebettet.
In einer Ausgestaltung ist die Leiterplatte eine gefaltete Leiterplatte und die Leiterplattenbereiche sind mittels einem flexiblen Leiterplattenbereich elektrisch miteinander verbunden. Bevorzugt ist der flexible Leiterplattenbereich ein aus der Leiterplatte tiefgefräster Bereich.
In einer Ausgestaltung ist die Leiterplatte eine gestapelte Leiterplatte und die Leiterplattenbereiche sind jeweils mittels einem elektrischen Verbindungselement an zumindest einem ihrer Randbereiche elektrisch miteinander verbunden. Bevorzugt ist das elektrische Verbindungselement ein Einpressverbinder.
In einer Ausgestaltung umfasst die Leiterplattenanordnung gestapelte und gefaltete Leiterplatten.
Durch die Bereitstellung eines Trennelements innerhalb der Verkapselung und zwischen zwei sich gegenüberliegenden und mit Bauelementen bestückten Leiterplattenbereichen kann eine saubere und definierte Trennung der Leiterplattenbereiche erfolgen. Somit kann nach der Trennung ein Freilegen der Bauelemente durch geeignete Verfahren erfolgen, so dass eine systematische (Fehler-)Analyse durchgeführt werden kann. Zur Trennung kann ein einfaches, kostengünstiges Trennelement verwendet werden. Ferner ist durch das Einfügen des Trennelements weniger Ver- guss- bzw. Umspritzmasse nötig, was wiederum Kosten und Gewicht senkt. Ferner kann weiterhin eine dichte Verkapselung gewährleistet werden, da die Randbereiche des Trennelements vollständig in die Verguss- bzw. Umspritzmasse eingebettet werden können. Je nach Ausführung kann auch eine Kombination aus gestapelten und gefalteten Leiterplatten verwendet werden.
In einer Ausgestaltung umfasst das Trennelement einen Hohlkörper, zwei Kunststoffteile oder zwei aneinander liegende Folien. Der Hohlkörper ist vorteilhafterweise aus Kunststoff gebildet. Die Wahl des Materials und der Art des Trennelements sollte derart erfolgen, dass ein Durchtrennen des Trennelements erleichtert wird. Bei der Verwendung von zwei aneinander liegenden Folien kann es ausreichen, den Randbereich der Folien von der Verkapselung freizulegen, so dass die Folien dann auseinandergezogen werden können und dadurch eine Trennung der Leiterplattenbereiche erfolgt.
Ferner wird ein Verfahren zur Trennung von vorher beschriebenen gestapelten oder gefalteten Leiterplatten bereitgestellt, wobei zur Trennung der Leiterplattenbereiche das Trennelement entlang einer Trennebene geteilt wird, so dass die durch das Trennelement getrennten Leiterplattenbereiche zugänglich sind.
In einer Ausgestaltung erfolgt die Teilung des Trennelements mittels einem Laserverfahren, einem Fräsverfahren oder einem Schneidverfahren.
In einer Ausgestaltung erfolgt ein Freilegen der dem Trennelement zugewandten Bauelemente auf der Leiterplatte mittels einem Laserverfahren oder einem chemischen Verfahren oder einer Kombination daraus.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer verkapselten Leiterplattenanordnung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in Figur 1 gezeigten verkapselten und an der Trennebene getrennten Leiterplattenanordnung. Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer verkapselten Leiterplattenanordnung gemäß einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in Figur 3 gezeigten verkapselten und an den Trennebenen getrennten Leiterplattenanordnung.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Trennung der Leiterplattenbereiche gemäß einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Nachfolgend wird aufgrund der einfacheren Verständlichkeit lediglich der Begriff Ver- kapselung oder Umhüllung für Verguss, Umspritzung etc. verwendet.
In den Figuren sind sowohl einseitig als auch beidseitig bestückte Leiterplattenanordnungen dargestellt, wobei die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Es können auch ausschließlich einseitig oder zweiseitig bestückte Leiterplatten bzw. Leiterplattenanordnungen mit derselben Technik umhüllt werden.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer verkapselten Leiterplattenanordnung 1 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in Fig. 1 gezeigten verkapselten und an der Trennebene T-T getrennten Leiterplattenanordnung 1 . Insofern gilt jede Bezugnahme auf Fig. 1 auch als Bezugnahme auf Fig. 2.
In Figuren 1 und 2 ist eine mit unterschiedlichen, teils elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen 2 und einem Stecker 3 bestückte gefaltete Leiterplattenanordnung 1 gezeigt. Als Bauelemente 2, welche in Figuren 1 und 2 auf beiden Seiten des Leiterplattenbereichs 10 angeordnet sind, können beispielsweise IC's, Widerstände, Kondensatoren, etc. dienen, wobei diese je nach Anwendung gewählt werden und in unterschiedlichen Ausführungen auf beiden Leiterplattenbereichen 10 und 1 1 beidseitig oder nur einseitig angeordnet sein können. Der in Fig. 1 gezeigte Stecker 3 ist mittels einer Löt- oder Einpressverbindung mit dem Leiterplattenbereich 1 1 verbunden, kann aber auch in einer anderen Art und Weise damit verbunden sein. Ferner ist in Figuren 1 und 2 auf der nach außen gewandten Seite des Leiterplattenbereichs 10 ein Kühlkörper 6 angeordnet. Dieser ist ein optionaler Bestandteil, der zur Abführung von Wärme der Bauelemente dient, und wird deshalb nicht näher erläutert.
Ferner ist die Leiterplatte 1 mit den Leiterplattenbereichen 10 und 1 1 und den Bauelementen 2 und 3 mit einer Verkapselung 4 umhüllt. Die Verkapselung 4 umgibt sowohl die Leiterplattenbereiche 10 und 1 1 , als auch die elektrischen Bauelemente 2 und zumindest den Teil des Steckers 3, der mit einem Teil der Leiterplatte verbunden ist, sowie das Trennelement 5 und zumindest einen Teil des Kühlkörpers 6, wenn vorhanden. Somit ist eine vollständige und dichte Kapselung der Elektrik bzw. Elektronik auf den Leiterplattenbereichen 10, 1 1 sichergestellt. Die Verkapselung 4 ist beispielsweise eine Verguss- oder Umspritzmasse, die flüssig aufgebracht wird und später aushärtet. Geeignete Materialien sind dabei beispielsweise Duroplasten oder Epoxidharze oder Silikone oder andere geeignete Materialien.
Eine gefaltete Leiterplattenanordnung 1 zeichnet sich dadurch aus, dass eine einzelne Leiterplatte in mindestens zwei, mittels jeweils einem flexiblen Bereich 101 verbundene Leiterplattenbereiche 10 und 1 1 aufgeteilt ist. Der flexible Bereich 101 kann ein aus der einzelnen Leiterplatte ausgefräster bzw. tiefgefräster Bereich sein, der dadurch flexibel bzw. biegbar wird. Somit können zwei der durch diesen flexiblen Bereich 101 verbundenen Leiterplattenbereiche 10 und 1 1 der Leiterplatte derart gefaltet werden, dass sie sich in einem Abstand zueinander gegenüber liegen oder einen vorgegebenen Winkel zueinander bilden. Dabei bildet der flexible Bereich 101 einen Rand- oder Endbereich der Leiterplattenbereiche 10 und 1 1 . In den Abstand zwischen den Leiterplattenbereichen 10 und 1 1 kann nun, wie in Figur 1 gezeigt, ein Trennelement 5 eingesetzt werden. Dieses Trennelement 5 dient dazu, z.B. im Fall eines erkannten Defekts oder erkannter Fehlfunktion, eine einfache Auftrennung der sich gegenüber liegenden Leiterplattenbereiche 10 und 1 1 zu ermöglichen, so dass die Bauelemente 2 und/oder der Stecker 3 auf dieser, dem Trennelement 5 zugewandten Seite, leicht zugänglich sind. Dazu wird entweder beim Auftrennen der flexible Bereich 101 aufgetrennt, so dass die Leiterplattenbereiche 10, 1 1 getrennt von- einander sind, oder es wird bis zum flexiblen Bereich 101 aufgetrennt und die Leiterplattenbereiche 10, 1 1 werden dann auseinandergebogen. Hierbei können auch mehr als zwei Leiterplattenbereiche durch einen flexiblen Bereich getrennt sein, je nach Anwendung.
Die Auftrennung erfolgt in Fig. 1 in der Trennebene T-T entlang der Längsrichtung des Trennelements 5. In Fig. 2 ist die an der Trennebene T-T aufgetrennte Leiterplattenanordnung 1 aus Fig. 1 gezeigt. Es ist zu sehen, dass durch das Bereitstellen des Trennelements 5 ein vordefinierter Bereich vorgegeben ist, durch den ein Schnitt, z.B. durch Laserverfahren, Fräsverfahren, Schneidverfahren oder andere geeignete Verfahren, die auch von dem Material der Verkapselung 4 und des Trennelements 5 abhängen, erfolgen kann, ohne dabei die Bauelemente 2 und/oder den Stecker 3 zu beschädigen. Der Bereich, in dem sich das Trennelement 5 befindet, ist durch die Konstruktion der Leiterplattenanordnung 1 vorgegeben und dadurch bekannt. Zur Sicherheit kann das Trennelement 5 eine gewisse Dicke aufweisen, so dass auch nicht hochpräzise Verfahren zur Trennung eingesetzt werden können, ohne dabei die Bauelemente zu beschädigen. Alternativ kann auch ein nach außen hin, also aus der Verkapselung 4 herausragendes, Anzeigeelement bereitgestellt werden, das die Position des Trennelements anzeigt. Dies ist jedoch nicht bei allen Anwendungen möglich, vor allem wenn die Verkapselung 4 hochdicht sein muss. Insofern muss der Fachmann bestimmen, ob ein solches Anzeigeelement verwendet werden kann.
Die Bauelemente 2 und/oder der Stecker 3 sind nach Auftrennung des Trennelements 5 frei zugänglich und können mittels einem geeigneten Verfahren freigelegt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise ein Laserverfahren oder ein chemisches Verfahren. Die Wahl des Verfahrens hängt vom Material des Trennelements 5, das nach dem Trennen noch zu einem Teil auf der Verkapselung 4 vorhanden ist, sowie dem Material der Verkapselung 4 ab. Es können auch unterschiedliche Verfahren zum Freilegen F der Bauelemente 2 und/oder des Steckers 3 verwendet werden.
In Figuren 3 und 4 ist eine alternative Leiterplattenanordnung 1 gezeigt. Diese unterscheidet sich von der in Figuren 1 und 2 gezeigten lediglich dadurch, dass sie nicht gefaltet, sondern gestapelt ist. Hier sind drei Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und 12 in einem Abstand zueinander und sich gegenüberliegend angeordnet. Auch hier sind Trennelemente 5 zwischen den Leiterplattenbereichen 10, 1 1 und 12 angeordnet, um diese voneinander trennbar zu machen. In der hier gezeigten gestapelten Leiterplattenanordnung 1 sind die Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und 12 durch elektrische Verbindungselemente 102 bevorzugt an einem ihrer Randbereiche miteinander elektrisch verbunden, d.h. dass hier die Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und 12 aus einzelnen, elektrisch über die elektrischen Verbindungselemente 102 verbundenen separaten Leiterplatten gebildet sind. Je nach Anwendung kann es sinnvoller sein, gefaltete oder gestapelte Leiterplattenanordnungen oder eine Kombination daraus zu verwenden. Dies wird vom Fachmann entschieden. Das Grundprinzip der Erfindung, nämlich das Bereitstellen eines geeigneten Trennelements 5, bleibt dasselbe.
Wie für Figuren 1 und 2 beschrieben erfolgt die Trennung der jeweiligen Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und 12 durch ein Durchtrennen des Trennelements, auch hier in Längsrichtung, d.h. durch die Trennebene T-T. Da in Figuren 3 und 4 drei Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und 12 vorhanden sind, kann eine Trennung von nur zwei der drei Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und 12 oder aller Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und 12 erfolgen, je nachdem welches der Trennelemente 5 durchtrennt wird. Dies kann davon abhängen, in welchem Bereich ein Fehler vermutet wird oder bekannt ist, also z.B. zwischen Leiterplattenbereich 10 und 1 1 oder zwischen Leiterplattenbereich 1 1 und 12. Wie für Figuren 1 und 2 beschrieben können die Bauelemente 2 und/oder der Stecker 3 nach Trennen des Trennelements 5 durch ein geeignetes Verfahren oder eine geeignete Kombination aus unterschiedlichen Verfahren freigelegt F und dann eine Fehleranalyse durchgeführt werden.
In Figuren 1 und 2 sind zwei Leiterplattenbereiche 10 und 1 1 gezeigt, die mittels einem flexiblen Bereich 101 miteinander verbunden sind. Allerdings ist die Erfindung nicht auf eine gefaltete Leiterplattenanordnung 1 mit zwei Leiterplattenbereichen 10 und 1 1 beschränkt. Vielmehr können auch mehrere durch einen flexiblen Bereich miteinander elektrisch in Verbindung stehende Leiterplattenbereiche 10 und 1 1 zur Verfügung gestellt werden. Auch eine Kombination mit der beschriebenen gestapelten Leiterplattenanordnung 1 ist möglich. Die in Figuren 3 und 4 gezeigte gestapelte Anordnung ist ebenfalls nicht auf die gezeigten drei Leiterplattenbereiche beschränkt. Es können vielmehr mehr oder weniger Leiterplattenbereiche verwendet werden, je nach Anwendung.
Durch das Trennelement 5 kann Umhüllmasse eingespart werden, was sowohl Kosten als auch Gewicht reduziert. Ein Herausrutschen des Trennelements 5 aus der Verkapselung 4 kann vor allem dadurch verhindert werden, dass sich das Trennelement 5 innerhalb der Umhüllmasse bzw. Verkapselung 4 befindet, so dass es davon komplett umgeben ist, d.h. auch dessen Randbereiche. Die Verkapselung 4 kann aber trotzdem so gewählt werden, dass sie an den zu umhüllenden Bauelementen 2 und dem Stecker 3 und an der Leiterplatte 1 bzw. den Leiterplattenbereichen 10, 1 1 und/oder 12 sicher anhaftet und damit die Dichtigkeit gewährleistet.
Ferner kann ein einfaches, d.h. auch kostengünstiges, Trennelement 5 verwendet werden. Es muss lediglich einem Umspritzen bzw. Vergießen mit der Verkapselung 4 standhalten, d.h. sich dadurch möglichst nicht verformen. Weitere erforderliche Eigenschaften sind lediglich, dass es sich möglichst leicht auftrennen lässt. Das heißt, dass es auch aus günstigem Kunststoff oder einem anderen günstigen Material gebildet sein kann. Ferner kann es auch lediglich als Folie ausgebildet sein, also sehr dünn sein. Durch das Freilegen der Bauelemente 2 und/oder des Steckers 3 und das damit zugänglich machen der Elektronikbauteile können Standard-Analyseverfahren verwendet werden, z.B. Laserverfahren oder chemische Verfahren zum Freilegen.
Fig. 5 zeigt die Verfahrensschritte, welche zur Trennung der Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und/oder 12 durchgeführt werden. In einem ersten Schritt S1 wird das Trennelement 5 entlang der Trennebene T-T, wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt, durchtrennt. Die Durchtrennung kann mittels geeigneter Verfahren, wie Schneidverfahren, Laserverfahren oder Fräsverfahren erfolgen. In einem zweiten Schritt S2 werden die getrennten Leiterplattenbereiche 10, 1 1 und/oder 12 separiert. In einem dritten
Schritt S3 erfolgt das Freilegen F der zu Analyse gewünschten Bauelemente 2 und/oder der Stecker 3 bevorzugt mittels einem Laserverfahren oder einem chemischen Verfahren oder einer Kombination daraus. Bezuqszeichen
1 Leiterplattenanordnung
10, 1 1 , 12 Leiterplattenbereiche
101 Flexibler Bereich der Leiterplatte
102 Elektrische Verbindungselemente
2 elektrische Bauelemente
3 Stecker
4 Kapselung
5 Trennelement
6 Kühlkörper
L Länge
B Breite
F Freilegen
T-T Trennebene

Claims

Patentansprüche
1 . Leiterplattenanordnung (1 ), umfassend zumindest eine mit Bauelementen (2, 3) bestückte, gestapelte oder gefaltete Leiterplatte, wobei Leiterplattenbereiche (10, 1 1 , 12), die sich gegenüber liegen, und an zumindest einem ihrer Randbereiche elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei die Leiterplatte und die Bauelemente (2, 3) mit einer Verkapselung (4) umgeben sind, und wobei innerhalb der Ver- kapselung (4) und jeweils zwischen zwei sich gegenüberliegenden und elektrisch miteinander verbundenen Leiterplattenbereichen (10, 1 1 , 12) zumindest ein Trennelement (5) angeordnet ist.
2. Leiterplattenanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei das Trennelement (5) vollständig in die Verkapselung (4) eingebettet ist.
3. Leiterplattenanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte eine gefaltete Leiterplatte ist und die Leiterplattenbereiche (10, 1 1 ) mittels einem flexiblen Leiterplattenbereich (101 ) elektrisch miteinander verbunden sind.
4. Leiterplattenanordnung (1 ) nach Anspruch 3, wobei der flexible Leiterplattenbereich (101 ) ein aus der Leiterplatte tiefgefräster Bereich ist.
5. Leiterplattenanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte eine gestapelte Leiterplatte ist und die Leiterplattenbereiche (10, 1 1 , 12) jeweils mittels einem elektrischen Verbindungselement (102) an zumindest einem ihrer Randbereiche elektrisch miteinander verbunden sind.
6. Leiterplattenanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trennelement (5) einen Hohlkörper, zwei Kunststoffteile oder zwei aneinander liegende Folien umfasst.
7. Leiterplattenanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplattenanordnung (1 ) gestapelte und gefaltete Leiterplatten umfasst.
8. Verfahren zur Trennung der Leiterplattenbereiche (10, 1 1 , 12) der Leiterplattenanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Trennung der Leiterplattenbereiche (10, 1 1 , 12) das Trennelement (5) entlang einer Trennebene (T-T) derart geteilt wird (S1 ), dass die durch das Trennelement (5) getrennten Leiterplattenbereiche (10, 1 1 , 12) zugänglich sind (S2).
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Teilung des Trennelements (5) mittels einem Laserverfahren, einem Fräsverfahren oder einem Schneidverfahren erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein Freilegen (F) der dem Trennelement (5) zugewandten Bauelemente (2, 3) auf der Leiterplatte mittels einem Laserverfahren oder einem chemischen Verfahren oder einer Kombination daraus erfolgt (S3).
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