DE10302921A1 - Connection of flexible electrical ribbon cables to electronic circuit boards uses through hole connection inserts - Google Patents

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Sibyll Dipl.-Ing. König
Heinz Dipl.-Ing. Helmut
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Abstract

The flexible connecting ribbon (3) is connected to the contact points of an electronic circuit board (2). The connections are made through the board to conductor tracks by inserts (7) that have solder points (25). These provide correct positioning of the top (9) and bottom contacts.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electronic Assembly according to the preamble of claim 1.

In vielen Bereichen werden elektronische Baugruppen für unterschiedliche Anwendungen und Aufgaben eingesetzt; beispielsweise sind elektronische Baugruppen als Steuergeräte zur Verarbeitung von Messsignalen und/oder zur Steuerung bestimmter Funktionen oder Komponenten vorgesehen. Derartige elektronische Baugruppen können sowohl eine Leiterplatte mit einer Leiterbahnstruktur als auch eine Leiterfolie mit einer Leiterbahnstruktur aufweisen, die jeweils zur Aufnahme von Bauteilen der elektronischen Baugruppe und/oder zur Ausbildung von Kontaktverbindungen vorgesehen sind. Hierbei muss eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte und der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie hergestellt werden; dies wird in der Regel mittels eines von der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte ausgehenden Steckverbinders realisiert, der durch Crimpen mit der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie verbunden wird. Eine derartige elektrisch leitende Verbindung mittels eines Steckverbinders bedingt jedoch hohe Kosten sowie einen hohen Fertigungsaufwand und Montageaufwand.Electronic assemblies are used in many areas for different Applications and tasks used; for example, are electronic Assemblies as control units for processing measurement signals and / or for controlling certain Functions or components provided. Such electronic Assemblies can both a circuit board with a conductor track structure and a conductor foil having a conductor track structure, each for receiving of components of the electronic assembly and / or for training of contact connections are provided. Here one must be electrical conductive connection between the conductor track structure of the circuit board and the conductor track structure of the conductor foil are produced; this will usually by means of one of the circuit board structure of the circuit board outgoing connector realized by crimping with the Conductor structure of the conductor foil is connected. Such one conditional electrical connection by means of a connector however high costs as well as a high manufacturing effort and assembly effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Baugruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem einfachen Aufbau, einer einfachen Fertigung, geringen Kosten, einer hohen Zuverlässigkeit und vorteilhaften Eigenschaften bezüglich der elektrischen leitenden Verbindung zwischen Leiterplatte und Leiterfolie anzugeben.The invention has for its object a Electronic assembly according to the preamble of the claim 1 with a simple structure, simple manufacture, low Cost, high reliability and advantageous properties in terms of electrical conductivity Specify connection between printed circuit board and foil.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch das Merkmal im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention the feature in the characterizing part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.Advantageous embodiments of the Invention are part of the further claims.

Erfindungsgemäß weist zur Realisierung einer reproduzierbaren, prozesssicheren Lötverbindung als elektrisch leitende Verbindung zwischen der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte und der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie an der jeweils für die Kontaktierung vorgesehenen Kontaktstelle die Leiterplatte Elemente auf, die derart ausgebildet sind, dass sie ein Umwandeln von an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte vorgesehener Kontaktflecken in Kontaktstellen mit wenig Energieeinbringung erlauben bzw. ermöglichen.According to the invention has a reproducible, reliable solder connection as electrical conductive connection between the conductor track structure of the circuit board and the conductor track structure of the conductor foil on each for contacting provided contact point on the circuit board elements that such are designed to convert from one to the other On the side of the printed circuit board provided contact pads in contact points allow or enable with little energy input.

Bei der elektronischen Baugruppe wird die elektrisch leitende Verbindung der Leiterplatte mit der Leiterfolie und damit die elektrische Kontaktierung der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte einerseits und der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie andererseits über mindestens eine Lötverbindung realisiert. Hierbei wird die in einem Kontaktierungsbereich zugängliche Leiterbahnstruktur der Leiterfolie durch einen Lötprozess in der Regel mit einem auf der Leiterbahnstruktur der Leiter platte an der jeweils für die Kontaktierung vorgesehenen Kontaktstelle angeordneten Kontaktfleck („Lotdepot") leitend verbunden. Bei der Ausbildung der Kontaktstellen ist eine hohe thermische Energie zum Aufschmelzen des flächigen Kontaktflecks (Lotdepots) erforderlich, wodurch Schädigungen der Leiterfolie auftreten können; weiterhin besteht beim Aufschmelzen des flächigen Kontaktflecks (Lotdepots) die Gefahr von Lufteinschlüssen (Lunkerbildungen) sowie von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Leiterbahnen infolge von Brückenbildungen. Durch die in der Leiterplatte vorgesehenen Elemente ist ein Aufschmelzen des Kontaktflecks an der Rückseite der Leiterplatte ohne große thermische Energie möglich, wozu der Bearbeitungsstrahl, wie Energiestrahl (Laser-, Elektronen- oder Plasmastrahl) durch das Element und damit durch die Leiterplatte an die Unterseite der Leiterplatte bzw. zu dem Kontaktierungsbereich zwischen Leiterplatte und Leiterbahn geführt werden kann, wobei nahezu keine thermische Energie in die Leiterplatte eingebracht wird. Es findet nur eine geringe thermische Belastung der Leiterplatte statt.With the electronic assembly becomes the electrically conductive connection of the circuit board with the circuit foil and thus the electrical contacting of the conductor structure of the Printed circuit board on the one hand and the conductor track structure of the conductor foil on the other hand about at least one solder joint realized. Here, the one accessible in a contact area Conductor structure of the conductor foil through a soldering process, usually with a on the conductor track structure of the printed circuit board for contacting contact point provided at the intended contact point (“solder depot”) the formation of the contact points is high thermal energy for melting the flat contact spot (Solder deposits) required, which causes damage to the conductor foil can; there is still the melting of the flat contact spot (solder deposit) the risk of air pockets (Blowholes) and short circuits between neighboring Conductor tracks due to bridging. Due to the elements provided in the circuit board there is a melting the contact patch on the back the circuit board without large thermal Energy possible why the processing beam, such as energy beam (laser, electron or plasma jet) through the element and thus through the circuit board to the underside of the circuit board or to the contacting area can be routed between the circuit board and conductor track, with almost none thermal energy is introduced into the circuit board. It takes place only a small thermal load on the circuit board instead.

Vorteilhaft weisen die Elemente hierzu Durchgangsöffnungen auf, die von der Oberseite der Leiterplatte zu der Unterseite der Leiterplatte verlaufen.For this purpose, the elements advantageously have through openings on that from the top of the circuit board to the bottom of the PCB run.

Ruf die Unterseite der Leiterplatte oder auf die Oberseite der Leiterfolie werden die für die Kontaktierung mit der Leiterfolie vorgesehenen Kontaktflecken (Lotdepots) als Teil der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte oder als Teil der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie aufgebracht; die Bauteile der elektronischen Baugruppe werden auf Aufnahmeflächen der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte aufgebracht und insbesondere durch Schwalllöten oder Refowlöten mit den Aufnahmeflächen und folglich mit der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte leitend verbunden. Die Leiterbahnstruktur der Leiterplatte und damit die Leiterbahnen sowie die Kontaktflecken als Lotdepot bestehen vorzugsweise aus einem Metall, zumindest aber weisen sie eine metallische Oberfläche auf, bsp. eine verzinnte Oberfläche.Call the bottom of the circuit board or on the top of the conductor foil are those for contacting provided with the conductor foil contact spots (solder deposits) as Part of the conductor structure of the circuit board or as part of the conductor structure the conductor foil applied; the components of the electronic assembly are on recording surfaces the conductor structure of the circuit board applied and in particular by wave soldering or reflow soldering with the receiving surfaces and consequently conductive with the conductor structure of the circuit board connected. The circuit structure of the circuit board and thus the Conductor tracks and the contact spots as solder depots are preferably present made of a metal, but at least they have a metallic surface, E.g. a tinned surface.

Vorzugsweise weisen die elektrisch leitenden Elemente auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatte flächige Leiterbahn auf, die über mind.einen rohrförmig ausgebildeten, die Leiterplatte durchdringenden Körper miteinander verbunden sind. Durch die rohrförmige Ausbildung der Elemente kann der die Energie für die Umwandlung des Kontaktflecks transportierende Bearbeitungsstrahl von der die Bauteile tragenden Oberfläche der Leiterplatte zu der Unterseite geführt bzw. geleitet bzw. fokussiert werden. Dabei kann zum Beispiel der Brennfleck eines Laserstrahl in die Aufschmelzebene des Kontaktflecks fokussiert werden.Preferably, the electrical conductive elements on the top and bottom of the circuit board area Trace on that over at least one tubular trained body penetrating the circuit board with each other are connected. Through the tubular The formation of the elements can transport the energy for the conversion of the contact pad Processing beam from the surface of the components carrying the PCB led to the bottom or directed or focused become. For example, the focal spot of a laser beam be focused into the melting plane of the contact spot.

Vorteilhaft weist die Leiterfolie einen Trägerkörper, einen Schaltungsträger mit der Leiterbahnstruktur und eine den Schaltungsträger abdeckende Abdeckung auf. Dabei sind der Trägerkörper und/oder die Abdeckung in einem für die Ausbildung der jeweiligen Kontaktstelle vorgesehenen Kontaktierungsbereich entfernt.The conductor film advantageously has a carrier body, a circuit carrier with the conductor track structure and a cover covering the circuit carrier. Here are the carrier body and / or the cover is removed in a contacting area provided for the formation of the respective contact point.

Die auf einem Schaltungsträger aufgebrachte, von mindestens einer Isolationsschicht bedeckte Leiterbahnstruktur der Leiterfolie (bsp. besteht die Leiterbahn struktur der Leiterfolie aus Kupfer) muss zumindest in einem für die Kontaktierung mit der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte vorgesehenen Kontaktierungsbereich zugänglich sein, d.h. die Leiterbahnstruktur ist in diesem Kontaktierungsbereich einseitig oder beidseitig freigelegt. Als Leiterfolien können hierbei bsp. entweder flexible gedruckte Leiterplatten („Flexible Printed Circuit" FPC) eingesetzt werden – bei diesen ist die Leiterbahnstruktur direkt auf einem flexiblen Schaltungsträger aufgebracht und von einer Isolationsfolie abgedeckt – oder aber flexible Flachkabel („Flexible Flat Cable" FFC) – bei diesen ist eine die Leiterbahnstruktur tragende Schaltfolie als Schaltungsträger zwischen zwei Isolationsfolien angeordnet. Die Ausgestaltung der einzelnen Leiterbahnen der Leiterbahnstruktur von Leiterfolie und Leiterplatte (insbesondere die Breite der Leiterbahnen) wird vorzugsweise zumindest im Kontaktierungsbereich gleich gewählt; demnach besitzen zumindest im Kontaktierungsbereich die beiden an der Kontaktstelle mit Lot zu verbindenden stromführenden Flächen, d.h. die jeweilige Leiterbahn der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie und die jeweilige Leiterbahn der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte die gleiche Breite. Durch diese Maßnahmen und die Durchgangsöffnungen der Elemente an der Unterseite der Leiterplatte wird beim Lötprozess ein definierter Lotfluss bei der Verbindung der beiden stromführenden Flächen ermöglicht und ein unkontrollierter Lotfluss oder eine unkontrollierte Verteilung des Lots verhindert.The applied on a circuit carrier, trace structure covered by at least one insulation layer the conductor foil (e.g. the conductor track structure of the conductor foil made of copper) must be in at least one for contacting the Conductor structure of the circuit board provided contacting area accessible be, i.e. the conductor track structure is in this contacting area exposed on one or both sides. Can be used as conductor foils E.g. either flexible printed circuit boards (FPC) are used - with these the conductor track structure is applied directly to a flexible circuit carrier and covered by an insulation film - or flexible flat cables ( "Flexible Flat Cable "FFC) - with these is a switching foil carrying the conductor track structure as a circuit carrier between two insulating foils arranged. The design of the individual Conductors of the conductor structure of the conductor foil and circuit board (in particular the width of the conductor tracks) is preferably at least chosen the same in the contacting area; therefore at least own in the contacting area the two at the contact point with solder to be connected live surfaces, i.e. the respective conductor track of the conductor track structure of the conductor foil and the respective conductor track of the conductor track structure of the circuit board the same width. Through these measures and the through openings The elements on the underside of the circuit board are used in the soldering process a defined solder flow when connecting the two current-carrying surfaces allows and an uncontrolled solder flow or an uncontrolled distribution of the solder prevented.

Bei mehreren nebeneinanderliegenden Leiterbahnen der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie werden die Leiterbahnen zumindest im Kontaktierungsbereich lateral von einander getrennt, bsp. durch einen Freischnitt, wodurch Freiraum für Vergasungen während des Lötprozesses geschaffen wird.If there are several side by side Conductor tracks of the conductor track structure of the conductor foil become the conductor tracks laterally separated from one another at least in the contact area, E.g. through a free cut, which gives space for gasification during the soldering process is created.

In einer Montagevorrichtung wird die Leiterfolie unterhalb der Leiterplatte derart angeordnet, dass die Leiterbahnstruktur der Leiterfolie und die Leiterbahnstruktur der Leiterplatte einander zugewandt sind. Die Leiterfolie wird derart bezüglich der Leiterplatte positioniert, dass die Leiterbahnstruktur der Leiterfolie im Kontaktierungsbereich wie gewünscht bezüglich der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte angeordnet ist; hierbei ist eine exakte Positionierung der beiden mit Lot zu verbindenden stromführenden Flächen zueinander erforderlich, insbesondere damit auch eine exakte Positionierung der beiden Kontaktflächen auf der Leiterfolie einerseits und korrespondierende Kontaktflecken auf der Leiterplatte andererseits zueinander gewährleistet ist. Vorzugsweise wird hierbei die Positionierung unter Zuhilfenahme von auf der Leiterfolie und/oder auf der Leiterplatte angeordneten und/oder an der Montagevorrichtung ausgebildeten Positionierhilfen durchgeführt,. Auf die Leiterplatte wird eine bsp. als Aluminiumplatte ausgebildete Andrückvorrichtung der Montagevorrichtung aufgelegt, die als Niederhalter den Verbund aus Leiterplatte und Leiterfolie mechanisch fixiert. Hierdurch werden die Leiterfolie und damit die im Kontaktierungsbereich freigelegte Leiterbahnstruktur der Leiterfolie und insbesondere die Elemente auf der Leiterplatte gegen den korrespondierenden Kontaktierungsbereich auf der Leiterfolie gedrückt, so dass sich die Leiterbahnstrukturen von Leiterfolie und Leiterplatte im Kontaktierungsbereich und damit die beiden Kontaktflächen an der zu bildenden Kontaktstelle berühren. Somit wird beim Aufschmelzen des jeweiligen Kontaktflecks (Lotdepots) die Bildung eines Luftspalts zwischen den beiden Kontaktflächen an der zu bildenden Kontaktstelle vermieden, so dass keine Gefahr von Lufteinschlüssen und damit auch von Lunkerbildungen besteht; weiterhin kann hierdurch die Verbindung der beiden Kontaktflächen und damit auch der beiden zu kontaktierenden Leiterbahnen (die beiden mit Lot zu verbindenden stromführenden Flächen) mit einer geringen Lotmenge realisiert werden.In a mounting fixture the conductor foil arranged below the circuit board in such a way that the conductor track structure of the conductor foil and the conductor track structure the circuit board face each other. The conductor foil becomes like this in terms of the circuit board positioned that the trace structure of the conductor foil in the contact area as desired in terms of the conductor track structure of the printed circuit board is arranged; in this connection is an exact positioning of the two to be connected with solder live surfaces necessary to each other, in particular an exact positioning of the two contact surfaces on the conductor foil on the one hand and corresponding contact spots on the other hand on the circuit board is guaranteed to each other. Preferably is the positioning with the help of on the conductor foil and / or arranged on the printed circuit board and / or on the mounting device trained positioning aids. On the circuit board is an example pressure device designed as an aluminum plate the assembly device, which acts as a hold-down device for the composite mechanically fixed from printed circuit board and foil. This will the conductor foil and thus the one exposed in the contact area Conductor structure of the conductor foil and in particular the elements on the circuit board against the corresponding contact area pressed on the conductor foil, so that the conductor track structures of the conductor foil and circuit board in the contact area and thus the two contact areas on the Touch the contact point to be formed. Thus, when the respective contact spot (solder deposit) melts, the Formation of an air gap between the two contact surfaces of the contact point to be formed, so that there is no danger of air pockets and thus also consists of blowholes; this can continue the connection of the two contact surfaces and thus the two conductor tracks to be contacted (the two to be connected with solder live surfaces) can be realized with a small amount of solder.

Nach der Positionierung und Fixierung von Leiterplatte und Leiterfolie wird das jeweilige Lotdepot des mindestens einen Kontaktflecks mittels eines selektiven Lötprozesses erwärmt und aufgeschmolzen, wobei der Lotfluss beim Aufschmelzen aufgrund der gewählten Vorgabe der geometrischen Ausbildung der Elemente definiert verläuft. Durch die Materialverbindung der beiden Kontaktflächen, d.h. des aufgeschmolzenen Lots des Kontaktflecks mit den Elementen auf der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte, wird die jeweilige Kontaktstelle zwischen den beiden zu kontaktierenden Leiterbahnen (stromführenden Flächen) als qualitativ hochwertige Lötverbindung ausgebildet, insbesondere auch durch die Ausbildung mehrerer Kontaktzonen und damit wirksamer Stromübergänge zwischen den beiden Kontaktflächen innerhalb einer Kontaktstelle. Als selektiver Lötprozess kann insbesondere das Laserlöten unter Verwendung eines Laserstrahls eingesetzt werden, bei dem ein über eine Fokussiereinrichtung aufgeweiteter oder fokussierter Brennfleck des Laserstrahls nur das Material des Kontaktflecks selektiv erwärmt; die Strahlform und damit das Einbringen der thermischen Energie (bsp. beim Laserlöten durch Vorgabe des Laser-Brennpunkts) wird entsprechend der Ausbildung der Leiterfolie vorgegeben, so dass eine genaue Fokussierung des zu erwärmenden Bereichs und damit ein präzises Aufschmelzen des Lotdepots ermöglicht wird, ohne dass benachbarte Bereiche insbesondere auf der Leiterfolie unerwünschterweise übermäßig erwärmt werden. Vorzugsweise wird der auf die Durchgangsöffnung der Elemente gerichtete Bearbeitungsstrahl auf die der Oberseite der Leiterplatte gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Kontaktbereich fokussiert, ohne die Leiterplatte zu erwärmen. Da der Kontaktfleck (das Lotdepot) kleinflächig ausgebildet ist und die Elemente Durchgangsöffnungen aufweisen, wird eine geringe thermische Energie (bsp. eine geringe Laserleistung) zum Aufschmelzen des Lotdepots benötigt, woraus auch nahezu keine thermische Belastung für die Leiterplatte und die Leiterfolie resultiert. Weiterhin ist durch entsprechende Wahl des Materials und der geometrischen Form, insbesondere der Form der Leiterbahn die an der Unterseite der Leiterplatte den Elementen zugeordnet ist, ein Ableiten der beim Lötprozess entstehenden Wärme (Kontaktwärme) von der Leiterfolie weg gewährleistet werden. Somit können hierdurch auch lokale Überhitzungen an der jeweiligen Kontaktstelle und damit Schädigungen der Leiterfolie (bsp. infolge schädlicher Auswirkungen auf den zur Verbindung der einzelnen Folien der Leiterfolie benötigten Klebstoff) vermieden werden.After positioning and fixing the printed circuit board and the foil, the respective solder depot of the at least one contact spot is heated and melted by means of a selective soldering process, the solder flow during melting based on the selected specification of the geometric design of the elements. Due to the material connection of the two contact surfaces, i.e. the melted solder of the contact spot with the elements on the conductor track structure of the circuit board, the respective contact point between the two conductor tracks to be contacted (current-carrying surfaces) is designed as a high-quality soldered connection, in particular also through the formation of several contact zones and thus effective current transfers between the two contact surfaces within a contact point. In particular, laser soldering using a laser beam can be used as a selective soldering process, in which a focal spot of the laser beam widened or focused via a focusing device selectively heats only the material of the contact spot; the beam shape and thus the introduction of the thermal energy (e.g. in laser soldering by specifying the laser focal point) is specified in accordance with the design of the conductor foil, so that precise focusing of the area to be heated and thus precise melting of the solder depot is made possible without Adjacent areas, in particular on the conductor foil, are undesirably excessively heated. The processing beam directed at the through opening of the elements is preferably focused on the contact area provided on the side opposite the upper side of the printed circuit board, without the printed circuit board to heat. Since the contact spot (the solder depot) has a small area and the elements have through openings, a low thermal energy (for example a low laser power) is required to melt the solder depot, which also results in almost no thermal stress on the printed circuit board and the conductive foil. Furthermore, a suitable choice of the material and the geometric shape, in particular the shape of the conductor track which is assigned to the elements on the underside of the circuit board, ensures that the heat (contact heat) generated during the soldering process is dissipated away from the conductor foil. In this way, local overheating at the respective contact point and thus damage to the conductor film (for example as a result of harmful effects on the adhesive required to connect the individual films of the conductor film) can also be avoided in this way.

Selbstverständlich können auch ein Plasmastrahl oder Elektronenstrahl zum Löten verwendet werden. Der Beg riff „Element" kann dabei auch so verstanden werden, dass in die Leiterplatte Öffnungen, z.B. mit einem Laser- oder Elektronenstrahl, eingebracht wird und die Öffnungen mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet bzw. überzogen oder in sonstiger Weise aufgebracht werden.Of course, a plasma jet can also be used or electron beam for soldering be used. The term "element" can also be used can be understood such that openings, e.g. with a laser or electron beam, is introduced and the openings with an electrically conductive Material coated or covered or applied in any other way.

Auf der Leiterfolie können Anschlusskontakte für die externe Kontaktierung der elektronischen Baugruppe ausgebildet werden, bsp. können die Anschlusskontakte durch Crimpen oder Schweißen oder Löten auf den Schaltungsträger der Leiterfolie aufgebracht werden; insbesondere können mehrere Anschlusskontakte zu Kontaktbereichen zusammengefasst und bsp. in einem gemeinsamen Gehäuseanschluss integriert werden. An die Anschlusskontakte und insbesondere an einen Gehäuseanschluss können geeignete Anschlusskomponenten angeschlossen werden, insbesondere Anschlussleitungen oder Anschlussstecker.Connection contacts can be found on the conductor foil for the external contacting of the electronic assembly is formed, E.g. can the connection contacts by crimping or welding or soldering onto the circuit board of the Conductor foil are applied; in particular, several connection contacts summarized into contact areas and e.g. in a common housing connection to get integrated. To the connection contacts and in particular a housing connection can be suitable Connection components are connected, in particular connecting lines or Connector.

Zum Schutz der Bauteile beim Einsatz der elektronischen Baugruppe kann ein Gehäusekörper vorgesehen werden, insbesondere ein allseitig geschlossenes Gehäuse.To protect the components during use A housing body can be provided for the electronic assembly, in particular a housing closed on all sides.

Die elektronische Baugruppe vereinigt mehrere Vorteile in sich:The electronic assembly unites several advantages in itself:

  • – Die Kontaktierung der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte und der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie mittels einer Lötverbindung kann auf einfache Weise ohne das Erfordernis zusätzlicher Kontaktelemente realisiert werden. Die Lötverbindung zur Verbindung der beiden Kontaktflächen und damit der beiden stromführenden Flächen als Leiterbahn auf der jeweiligen Leiterbahnstruktur kann hierbei mit einer geringen thermischen Energie (und damit auch einer geringen thermischen Belastung), ohne Lunkerbildung oder Brückenbildung und damit der Gefahr von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Leiterbahnen realisiert werden, da anhand der Vorgabe der Prozessparameter Zeitdauer und thermische Einstrahlung (insbesondere hinsichtlich deren Energie und Fokussierung) sowie der Formgebung und Dimensionierung der in der Leiterplatte vorgesehenen Durchstrahlöffnungen und der Kontaktflächen die erforderliche thermische Energie ausschließlich in den Kontaktierungsbereich präzise eingekoppelt werden und hierdurch der zu erwärmende Bereich definiert vorgegeben werden kann. Somit ist die thermische Belastung für die elektronische Baugruppe gering , wodurch die Gefahr von Schädigungen der Leiterfolie und der elektronischen Bauteile der elektronischen Baugruppe vermieden wird.- The Contacting the conductor structure of the circuit board and the conductor structure the conductor foil by means of a solder connection can be easily realized without the need for additional contact elements become. The solder connection to Connection of the two contact surfaces and thus the two live ones surfaces can be used as a conductor track on the respective conductor track structure with a low thermal energy (and thus also a low thermal stress), without forming voids or bridges and thus the risk of short circuits between neighboring ones Conductor tracks can be realized because based on the specification of the process parameters Duration and thermal radiation (especially with regard to their energy and focus) as well as the shape and dimensioning the transmission openings provided in the printed circuit board and the contact areas the required thermal energy only in the contacting area precisely are coupled in and the area to be heated is hereby predefined can be. Thus, the thermal load on the electronic Assembly small, which reduces the risk of damage to the conductor foil and of the electronic components of the electronic assembly avoided becomes.
  • – Die Lötverbindung gewährleistet somit einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte und der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie, insbesondere auch beim Einsatz der elektronischen Baugruppe unter schwierigen äußeren Bedingungen; sie kann kostengünstig und automatisiert realisiert werden, insbesondere bei gleichzeitiger Ausbildung mehrerer Kontaktstellen.- The solder guaranteed thus good electrical contact between the conductor structure the circuit board and the conductor track structure of the conductor film, in particular even when using the electronic assembly under difficult external conditions; it can be inexpensive and can be implemented automatically, especially with simultaneous Training of several contact points.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung (1) soll die elektronische Baugruppe anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.In connection with the drawing ( 1 ) the electronic assembly is to be explained using an exemplary embodiment.

In der 1 ist in einem Ausschnitt eine Schnittzeichnung der elektronischen Baugruppe 1 mit dem Verbund aus Leiterplatte 2 und Leiterfolie 3 bei der Realisierung der elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte 2 und der Leiterfolie 3 durch Ausbildung einer Kontaktstelle 24 dargestellt. Die Figur zeigt einen Kontaktierungsbereich 34 der Leiterfolie 3 mit der Leiterbahnstruktur 32 der Leiterfolie 3.In the 1 is a section of a sectional drawing of the electronic assembly 1 with the composite of printed circuit board 2 and conductor foil 3 in the realization of the electrical contacting of the circuit board 2 and the conductor foil 3 by forming a contact point 24 shown. The figure shows a contact area 34 the conductor foil 3 with the trace structure 32 the conductor foil 3 ,

Bsp. auf einer Oberflächenseite 21 der Leiterplatte 2 ist eine Leiterbahnstruktur 22 mit Leiterbahnen 23 ausgebildet; auf der Unterflächenseite 27 der Leiterplatte 2 ist mindestens ein Lotdepot als Kontaktfleck 25 zur Ausbildung mindestens einer ersten Kontaktstelle 25 vorgesehen, der üblicherweise während der Heißluftverzinnung bzw. zur Erhöhung des Lotdepots in einem anschließenden Lotpastendruck aufgebracht und in einem Reflowprozess aufgeschmolzen wird; bsp. sind auf der Unterflächenseite der Leiterplatte 2 mehrere Kontaktflecken 25 zur Ausbildung mehrerer Kontaktstellen 24 vorgesehen. Die Bauteile der elektronischen Baugruppe 1 werden bsp. auf die Oberflächenseite 21 der Leiterplatte 2 aufgebracht und bsp. durch Reflowlöten mit der Leiterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2 elektrisch leitend verbunden.For example on a surface side 21 the circuit board 2 is a trace structure 22 with conductor tracks 23 educated; on the underside side 27 the circuit board 2 is at least one solder deposit as a contact spot 25 for the formation of at least one first contact point 25 provided, which is usually applied during hot air tinning or to increase the solder deposit in a subsequent solder paste printing and melted in a reflow process; E.g. are on the underside side of the circuit board 2 multiple contact spots 25 for the formation of several contact points 24 intended. The components of the electronic assembly 1 e.g. to the surface side 21 the circuit board 2 applied and ex. by reflow soldering with the conductor structure 22 the circuit board 2 electrically connected.

Die Leiterfolie 3 besteht bsp. aus der als Trägerkörper fungierenden ersten Isolationsfolie 33, der als Abdeckung fungierenden zweiten Isolationsfolie 35 und der als Schaltungsträger fungierenden, eine Leiterbahnstruktur 32 mit Leiterbahnen aus Kupfer aufweisenden Schaltfolie 31, die zwischen der ersten Isolationsfolie 33 und der zweiten Isolationsfolie 35 angeordnet ist. In einem Kontaktierungsbereich 34 der Leiterfolie 3 ist die erste Isolationsfolie 33 oder/und die zweite Isolationsfolie 35 entfernt und somit die Leiterbahnstruktur 32 der Schaltfolie 31 einseitig oder beidseitig freigelegt. In die Leiterplatte 2 sind Durchgangsöffnungen 16 eingebracht, in die ein rohrförmiger, elektrisch leitender Körper 26 eingebracht ist, der ebenfalls Durchgangsöffnungen 8 aufweist. In einer zweiten Ausführungsform sind die Durchgangsöffnungen 16 der Leiterplatten elektrisch leitend beschichtet oder überzogen. Das Material für die Beschichtung bzw. den Überzug ist thermisch widerstandsfähiger, wie das verwendet Lot. Der Körper 26 bzw. der Überzug oder die Beschichtung sind mit flächig an der Oberflächenseite 21 und der Unterflächenseite ausgebildeten Leiterbahnen 9, 10 verbunden. Auf der flächigen Leiterbahn 9 ist ein weiterer Kontaktfleck 25' angeordnet, der die Öffnung 15 des Körpers 26 abdeckt. Die Form und die Größe der Kontaktflecken 24 auf der Leiterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2 wird hierbei entsprechend der Form und Größe der Öffnungen 8 bzw. 15 gewählt.The conductor foil 3 e.g. from the first insulation film acting as a carrier body 33 , the second insulation film acting as a cover 35 and a conductor track structure, which acts as a circuit carrier 32 with circuit traces made of copper 31 between the first insulation sheet 33 and the second insulation film 35 is arranged. In a contact area 34 the conductor foil 3 is the first insulation film 33 or / and the second insulation film 35 removed and thus the trace structure 32 the switching foil 31 exposed on one or both sides. In the circuit board 2 are through openings 16 introduced into which a tubular, electrically conductive body 26 is introduced, also through openings 8th having. In a second embodiment, the through openings 16 of the printed circuit boards coated or coated in an electrically conductive manner. The material for the coating or coating is more thermally resistant than the solder used. The body 26 or the coating or the coating are flat on the surface side 21 and the traces formed on the bottom surface 9 . 10 connected. On the flat conductor track 9 is another contact spot 25 ' arranged the opening 15 of the body 26 covers. The shape and size of the pads 24 on the trace structure 22 the circuit board 2 will be according to the shape and size of the openings 8th respectively. 15 selected.

Zur elektrisch leitenden Verbindung der Leiterbahnstruktur 32 der Leiterfolie 3 mit der Leiterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2 wird die mit den Bauteilen der elektronischen Baugruppe bestückte Leiterplatte 2 und die Leiterfolie 3 in eine Montagevorrichtung eingebracht, wobei die Leiterplatte 2 oberhalb der Leiterfolie 3, d.h. auf der Oberseite 39 der Leiterfolie 3 angeordnet ist und die Leiterbahnstruktur 22 der Lei terplatte 2 zur Leiterbahnstruktur 32 der Leiterfolie 3 hin orientiert ist. Die Leiterplatte 2 und die Leiterfolie 3 werden in der nicht näher dargestellten Montagevorrichtung relativ zueinander positioniert, so dass das Lotdepot der Kontaktflecken 25 der Leiterplatte 2 mit den korrespondierenden Kontaktstellen 24 der Leiterfolie 3 in Deckung gebracht wird. Zur genauen Positionierung der Leiterfolie 3 bezüglich der Kontaktflecken 24 der Leiterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2 weist die Montagevorrichtung bsp. Positionierhilfen auf; diese Positionierhilfen sind bsp. als auf der Oberseite 47 der Auflagevorrichtung angeordnete Positionierstifte ausgebildet, die in Durchbrüche der Leiterfolie und in Aufnehmungen in der Leiterplatte 2 eingreifen. Aufgrund einer von der Montageeinrichtung erzeugten Krafteinwirkung auf die Leiterfolie 3 werden die Kontaktstellen 24 der Leiterfolie 3 gegen die korrespondierenden Lotdepots der Kontaktflecken 25 gedrückt, so dass sich die Kontaktflächen der Leiterfolie 3 und Kontaktfleck 24 der Leiterplatte 2 an einer zu bildenden Kontaktstelle 24 gegenseitig berühren. Hierdurch und aufgrund der Form und Dimensionierung der Durchgangsöffnungen 8 und der Kontaktflächen Leiterbahnen 9 der Schaltfolie 31 sowie des Kontaktflecks 25 und des Kontaktflecks 25' der Leiterplatte 2 wird ein definierter Lotfluss des Lotdepots der Kontaktflecken 25 während des Lötprozesses vorgegeben.For the electrically conductive connection of the conductor track structure 32 the conductor foil 3 with the trace structure 22 the circuit board 2 becomes the circuit board equipped with the components of the electronic assembly 2 and the conductor foil 3 introduced into a mounting device, the circuit board 2 above the conductor foil 3 , ie on the top 39 the conductor foil 3 is arranged and the conductor track structure 22 the circuit board 2 to the conductor track structure 32 the conductor foil 3 is oriented. The circuit board 2 and the conductor foil 3 are positioned relative to each other in the assembly device, not shown, so that the solder depot of the contact pads 25 the circuit board 2 with the corresponding contact points 24 the conductor foil 3 is brought into cover. For exact positioning of the conductor foil 3 regarding the pads 24 the trace structure 22 the circuit board 2 for example, the mounting device. Positioning aids on; these positioning aids are e.g. than on the top 47 the support device arranged positioning pins formed in openings in the circuit film and in receptacles in the circuit board 2 intervention. Due to a force exerted by the assembly device on the conductor foil 3 become the contact points 24 the conductor foil 3 against the corresponding solder deposits of the contact spots 25 pressed so that the contact surfaces of the conductor foil 3 and contact patch 24 the circuit board 2 at a contact point to be formed 24 touch each other. As a result and due to the shape and dimensioning of the through openings 8th and the contact surfaces of conductor tracks 9 the switching foil 31 as well as the contact patch 25 and the contact patch 25 ' the circuit board 2 becomes a defined solder flow of the solder deposit of the contact spots 25 specified during the soldering process.

Mittels eines selektiven Lötprozesses, bsp. durch Laserlöten, d.h. durch Einbringen von thermischer Energie mittels der Strahlungswärme eines fokussierten Laserstrahls 6, wird das Lotdepot der Kontaktflecken 25, 25' selektiv aufgeschmolzen, wodurch eine Materialver bindung (Verschmelzung) der einander berührenden Materialien der beiden Kontaktstelle 24 der Leiterfolie 3 und Kontaktfleck 25 der Leiterplatte 2 stattfindet, d.h. eine Verbindung des Materials des Lotdepots der Kontaktflecken 25, 25'' (bsp. Kupfer mit Zinn-Auflage oder Kupfer mit Blei-Zinn-Auflage) mit dem vorverzinnten Kupfer als Material der Leiterbahnstruktur 32 der Schaltfolie 31 der Leiterfolie 3 im Bereich der Durchgangsöffnung; bsp. wird das Laserlöten über eine Zeit zwischen 1s und 2s bei einer Leistung zwischen 15 und 50 Watt angewendet. Hierdurch werden die die beiden stromführenden Flächen auf der Leiterbahnstruktur 10 der Leiterplatte 2 und auf der Leiterbahnstruktur 32 der Schaltfolie 31 elektrisch leitend verbindenden Kontaktstellen ausgebildet. Das Material des Lotdepots 25' wird dabei im schmelzflüssigen Zustand dem Lotdepot 25 zugeführt, und ergänzt somit das Material des Lotdepot 25. Das Lötverfahren führt zu einer Kontaktstelle 17 innerhalb der Durchgangsöffnungen 8. Diese zuverlässigen und gasdichten Kontaktstellen sind vor dem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt.Using a selective soldering process, e.g. by laser soldering, ie by introducing thermal energy using the radiant heat of a focused laser beam 6 , the solder depot becomes the contact patch 25 . 25 ' selectively melted, whereby a material connection (fusion) of the contacting materials of the two contact points 24 the conductor foil 3 and contact patch 25 the circuit board 2 takes place, ie a connection of the material of the solder deposit of the contact pads 25 . 25 '' (e.g. copper with tin coating or copper with lead-tin coating) with the pre-tinned copper as the material of the conductor structure 32 the switching foil 31 the conductor foil 3 in the area of the passage opening; E.g. laser soldering is used for a time between 1s and 2s at a power between 15 and 50 watts. As a result, the two current-carrying surfaces on the conductor track structure 10 the circuit board 2 and on the trace structure 32 the switching foil 31 formed electrically conductive connecting contact points. The material of the solder deposit 25 ' becomes the solder depot in the molten state 25 fed, and thus complements the material of the solder depot 25 , The soldering process leads to a contact point 17 inside the through openings 8th , These reliable and gas-tight contact points are protected against the ingress of moisture.

Als elektronische Baugruppe 1 mit dem Verbund aus Leiterplatte 2 und Leiterfolie 3 ist bsp. ein in der Seitentüre eines Kraftfahrzeugs integriertes Türsteuergerät 1 vorgesehen, das bsp. u.a. für die Ansteuerung der Fensterheber, Außenspiegel und Airbags des Kraftfahrzeugs dient. Die Leiterplatte 2 zur Aufnahme mehrerer elektronischer Bauteile der elektronischen Baugruppe 1 besteht bsp. aus glasfaserverstärktem Epoxydharz (FR4) und besitzt bsp. die Abmessungen von 60 mm × 70 mm × 1.6 mm. Die Leiterfolie 3 besitzt bsp. die Abmessun gen von 0.6 mm × 40 mm × 500 mm. Durch die beschriebene Lötverbindung werden mehrere Kontaktstellen 24 gebildet, an denen die Leiterbahnstruktur 32 der Leiterfolie 3 mit der Leiterbahnstruktur 10, 22 der Leiterplatte 2 elektrisch leitend verbunden wird. Durch die Leiterfolie 3 wird eine externe Anschlussmöglichkeit für das Türsteuergerät 1 bereitgestellt, insbesondere durch Ausbildung von Anschlusskontakten auf der Leiterfolie 3, bsp. durch Crimpen von Anschlusskontakten auf die Schaltfolie 31 der Leiterfolie 3. Zur externen Kontaktierung des Türsteuergeräts 1 können bsp. mehrere Anschlusskontakte zu einem Gehäuseanschluss zusammengefasst werden, an dem bsp. ein Anschlussstecker zur Verbindung des Türsteuergeräts 1 mit weiteren Bauteilen und/oder mit elektronischen Baugruppen und/oder mit Spannungsquellen zur Spannungsversorgung angeschlossen werden kann. Bsp. wird das Türsteuergerät 1 über einen Anschlussstecker mit Bedienelementen des Kraftfahrzeugs verbunden.As an electronic assembly 1 with the composite of printed circuit board 2 and conductor foil 3 is e.g. a door control device integrated in the side door of a motor vehicle 1 provided the ex. is used, among other things, to control the window regulators, exterior mirrors and airbags of the motor vehicle. The circuit board 2 to accommodate several electronic components of the electronic assembly 1 e.g. made of glass fiber reinforced epoxy resin (FR4) and has e.g. the dimensions of 60 mm × 70 mm × 1.6 mm. The conductor foil 3 has e.g. the dimensions of 0.6 mm × 40 mm × 500 mm. Through the described solder connection, several contact points 24 formed on which the conductor track structure 32 the conductor foil 3 with the trace structure 10 . 22 the circuit board 2 is electrically connected. Through the conductor foil 3 becomes an external connection option for the door control unit 1 provided, in particular by forming connection contacts on the conductor foil 3 , E.g. by crimping connection contacts onto the switching foil 31 the conductor foil 3 , For external contacting of the door control unit 1 can e.g. several connection contacts are combined to form a housing connection, at which e.g. a connector for connecting the door control unit 1 can be connected with other components and / or with electronic assemblies and / or with voltage sources for the voltage supply. For example, the door control unit 1 connected to control elements of the motor vehicle via a connector.

Claims (9)

Elektronische Baugruppe (1) mit einer eine Leiterbahnstruktur (22) aufweisenden Leiterplatte (2) und mit einer eine Leiterbahnstruktur (32) aufweisenden Leiterfolie (3), bei der mindestens eine die Leiterbahnstruktur (22) der Leiterplatte (2) und die Leiterbahnstruktur (32) der Leiterfolie (3) kontaktierende, durch Löten gebildete Kontaktstelle (24) vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) Elemente (7) aufweist, die derart ausgebildet sind, dass sie ein Umwandeln von an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte (2) vorgesehener Kontaktflecken (25) in Kontaktstellen (24) nahezu ohne Energieeinbringung in die Leiterplatte (2) erlauben.Electronic assembly ( 1 ) with a one track structure ( 22 ) circuit board ( 2 ) and with a track structure ( 32 ) having conductor foil ( 3 ), in which at least one the conductor track structure ( 22 ) the circuit board ( 2 ) and the conductor structure ( 32 ) the conductor foil ( 3 ) contacting contact point formed by soldering ( 24 ) is characterized in that the circuit board ( 2 ) Elements ( 7 ) which are designed such that they convert from on the opposite side of the circuit board ( 2 ) intended contact patch ( 25 ) in contact points ( 24 ) with almost no energy input into the circuit board ( 2 ) allow. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (7) Durchgangsöffnungen (8) aufweisen.Electronic assembly according to claim 1, characterized in that the elements ( 7 ) Through openings ( 8th ) exhibit. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Elemente (7) auf der Ober- und Unterseite (21 und 27) der Leiterplatte (2) flächige Leiterbahnen (9, 10) aufweisen, die über einen rohrförmig ausgebildeten, die Leiterplatte durchdringenden Körper (26) miteinander verbunden sind.Electronic assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically conductive elements ( 7 ) on the top and bottom ( 21 and 27 ) the circuit board ( 2 ) flat conductor tracks ( 9 . 10 ) which have a tubular body that penetrates the circuit board ( 26 ) are connected. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfolie (3) einen Trägerkörper (33), einen Schaltungsträger (31) mit der Leiterbahnstruktur (32) und eine den Schaltungsträger abdeckende Abdeckung (35) aufweist.Electronic assembly according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conductor foil ( 3 ) a carrier body ( 33 ), a circuit carrier ( 31 ) with the conductor track structure ( 32 ) and a cover covering the circuit carrier ( 35 ) having. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (33) und/oder die Abdeckung (35) in einem für die Ausbildung der jeweiligen Kontaktstelle (24) vorgesehenen Kontaktierungsbereich (35) entfernt sind.Electronic assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier body ( 33 ) and / or the cover ( 35 ) in one for the training of the respective contact point ( 24 ) provided contacting area ( 35 ) are removed. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kontaktstelle (24) durch Löten eines auf die Leiterbahnstruktur (32) der Leiterbahnfolie (3) angeordneten Kontaktflecks (25) gebildet wird.Electronic assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the respective contact point ( 24 ) by soldering one onto the conductor structure ( 32 ) the track foil ( 3 ) arranged contact patch ( 25 ) is formed. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kontaktstelle (24) durch ein Lötverfahren gebildet wird, die einen Laserstrahl oder Elektronenstrahl oder Plasmastrahl verwendet.Electronic assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that the respective contact point ( 24 ) is formed by a soldering process that uses a laser beam or electron beam or plasma beam. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötstrahl (6) durch die Durchgangsöffnungen (8) der Elemente (7) zu dem Kontaktfleck (25) geführt wird.Electronic assembly according to one of claims 1 to 7, characterized in that the soldering beam ( 6 ) through the through openings ( 8th ) of the elements ( 7 ) to the contact spot ( 25 ) to be led. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kontaktfleck (25) an der flächigen Leiterbahn (9) so angeordnet ist, dass er die Öffnung (15) des rohrförmigen Körpers (26) abdeckt.Electronic assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that a further contact spot ( 25 ) on the flat conductor track ( 9 ) is arranged so that it covers the opening ( 15 ) of the tubular body ( 26 ) covers.
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