WO2009121697A1 - Stromführungsbauteil mit einem träger, leiterbahnen und leiterplättchen - Google Patents

Stromführungsbauteil mit einem träger, leiterbahnen und leiterplättchen Download PDF

Info

Publication number
WO2009121697A1
WO2009121697A1 PCT/EP2009/052838 EP2009052838W WO2009121697A1 WO 2009121697 A1 WO2009121697 A1 WO 2009121697A1 EP 2009052838 W EP2009052838 W EP 2009052838W WO 2009121697 A1 WO2009121697 A1 WO 2009121697A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
circuit boards
printed circuit
carrying component
conductor
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/052838
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Gamperl
Boris Thaller
Stefan Holzinger
Franz Knoll
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Publication of WO2009121697A1 publication Critical patent/WO2009121697A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0263—High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/1028—Thin metal strips as connectors or conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components

Definitions

  • the invention relates to a current-carrying component which has a non-conducting carrier and one or more conductor tracks provided on this carrier.
  • An alternative is to make a printed circuit board thicker.
  • This has the disadvantage that more copper is used over the entire surface, which is usually not necessary.
  • the etching process for the production of the conductor tracks takes longer and consumes more raw materials.
  • the etching edges do not extend optimally vertically.
  • the printed circuit boards are becoming increasingly undercut with increasing copper height. As a consequence, components with a fine pitch spacing (soldering pads) can not be fitted. These are in particular CPUs and many other ICs, such as CAN drivers.
  • the object of the invention is to provide a suitable for guiding high currents, cost-effective current-carrying component with small dimensions.
  • the advantages of the invention are, in particular, that currents of high current intensities can be transmitted via the interconnects provided on the carrier without the interconnects needing to be unnecessarily wide or high.
  • This advantageously has the consequence that the dimensions of the carrier as well as the dimensions of a device housing in which the carrier is arranged can be kept small.
  • the invention also allows to integrate components with a small pin spacing on the same substrate as the line part.
  • printed circuit boards of identical shape and size are used as printed circuit boards, then these printed circuit boards can be inexpensively manufactured in large numbers and then be fixed on the printed conductors of the respective printed circuit board independently of the respective layout of the printed circuit board.
  • the attachment of the printed circuit boards on the strip conductors in the context of equipping the printed circuit board with SMD components can be carried out by means of a placement machine. Consequently, it does not require separate steps to attach the circuit board on the tracks.
  • Circuit boards are also chosen layout-dependent. This allows an optimal adaptation of the circuit board to the particular application.
  • a preferred embodiment of the invention is to provide a parallel or offset parallel arrangement of the printed circuit board to reduce the electrical resistance of a conductor track.
  • FIG. 1 shows sketches of a current-carrying component according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows sketches of a current-carrying component according to a second exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows sketches of a current-carrying component according to a third exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows an electrical equivalent circuit diagram of a current-carrying component according to the invention
  • Figure 5 is a diagram for illustrating the advantages of
  • Figure 6 is a sketch of a current-carrying component according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 7 shows an electrical equivalent circuit diagram and a side view of a further current-carrying component according to FIG.
  • FIG. 1 shows sketches of a current-carrying component according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the current-carrying component 1 shown in FIG. 1 has a non-conducting carrier 2.
  • a conductor 3 is provided, which has a kink.
  • this conductor 3 are spaced from each other three printed circuit boards 4 are attached.
  • the size and shape of these three circuit boards is identical. They each have a rectangular cross-sectional shape.
  • the carrier 2 consists of a substrate, the conductor 3 and the circuit board 4 each predominantly of copper or other electrically conductive material.
  • a substrate for the carrier 2 for example, hard paper, FR4, ceramics, etc., can be used.
  • FIG. 2 shows sketches of a current-carrying component according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • the current-carrying component shown in FIG. 2 has a non-conducting carrier 2.
  • a conductor 3 is provided, which has a kink.
  • a printed circuit board 4 is fixed, the size and shape of which is adapted to the shape of the conductor 3.
  • the printed circuit board 4 as well as the conductor track 3 has a kink.
  • the carrier 2 consists of a substrate, the conductor 3 and the printed circuit board 4 are each predominantly made of copper or another electrically conductive material.
  • FIG. 3 shows sketches of a current-carrying component according to a third exemplary embodiment of the invention.
  • the current-carrying component shown in FIG. 3 has a non-conducting carrier 2.
  • a conductor 3 is provided, which has a kink.
  • On this conductor 3 are spaced from each other a total of five printed circuit boards 4 attached.
  • the shape of these circuit boards is identical.
  • the circuit boards are each formed rectangular. The size of these ser circuit board is different in the present embodiment.
  • the three printed circuit boards arranged at the bottom in FIG. 3 have a greater length and a greater width than the two printed circuit boards arranged at the top in FIG.
  • the carrier 2 consists of a substrate, the conductor 3 and the circuit board 4 each predominantly of copper or other electrically conductive material.
  • the circuit board 4 are offset in parallel. They can also be arranged parallel to one another.
  • additional electrically conductive surfaces which are implemented in the form of printed circuit boards 4, are respectively applied to the conductor track 3 of a carrier 2.
  • These printed circuit boards 4 like conventional SMD components, can be placed onto the respective position on the printed conductor 3 using an automatic placement machine, optionally connected thereto, for example glued, and then soldered to it, for example.
  • the printed circuit board 4 are electrically contacted with the respective conductor track. They contribute to the power supply and thereby relieve the respective track. This allows a transmission of currents of high currents, without that the conductor must be designed widened accordingly.
  • the placement of the conductor track or the conductor tracks of a carrier with the circuit board can be made in an advantageous manner in the same operation, in which also the placement of the carrier takes place with SMD components. Additional further steps are not necessary.
  • the printed circuit board 4 are pressed as well as the SMD components in applied solder paste and soldered as well as the SMD components on the carrier or the conductor track.
  • FIG. 4 shows a simplified electrical equivalent circuit diagram of a current-carrying component according to the invention.
  • the lower resistance line symbolizes the ohms Resistors R (3) in the longitudinal direction of a conductor 3 and the upper resistance line, the ohmic resistors R (4) of the longitudinally spaced apart conductor plates 4. It can be seen that in each case a resistor R (4) of a printed circuit board 4 parallel to each associated resistor R (3) of the conductor track is arranged. As a result, the current fed into the conductor track is divided between the two resistance lines, so that the conductor track 3 is relieved of its current conduction through the printed circuit board 4.
  • Figure 5 is a diagram for illustrating the advantages of the invention.
  • the width b of a conductor track and along the ordinate of the current i fed into the conductor track are recorded. From the diagram it can be seen that in the case of a width bl of
  • Conductor without applied printed circuit board is the maximum possible current il and with applied printed circuit boards, the maximum possible current is i2, where i2 is much greater than il. Furthermore, it is apparent from the diagram that the conductor without a printed circuit board a
  • the straight line K2 is valid, which has a greater slope than the straight line Kl. It is evident borrowed that with a much smaller width bl the same current i2 can be performed.
  • An application of printed circuit boards on a conductor allows it after all, to transmit a much larger current over said strip conductor as without applying the printed circuit board. For the transmission of larger currents, consequently, no broadening of a conductor track is required.
  • FIG. 6 shows a sketch of a current-carrying component according to a fourth exemplary embodiment of the invention.
  • a current-carrying component 1 is provided which comprises a carrier 2, a conductor 3 provided on the carrier and a conductor 3 fixed to the carrier 3.
  • FIG. 7 shows a detailed electrical equivalent circuit diagram and a side view of a further current-carrying component according to the invention.
  • conductor 3 is applied to a carrier 2. With this conductor 3 spaced-apart printed circuit board 4 are soldered. Each of these circuit boards has two solder joints 5 made of solder with the conductor 3.
  • the conductor 3 is made of copper.
  • the height of the conductor 3 is 70 microns.
  • the printed circuit board 4 are also made of copper. Their height is 500 microns each.
  • the associated equivalent circuit diagram is shown in the upper illustration of FIG. 7, the associated equivalent circuit diagram is shown.
  • the lower line symbolizes ohmic resistances, which characterize the 70 ⁇ m high conductor track.
  • Each second of these ohmic resistances is connected in parallel with a series connection of three further ohmic resistors, wherein the two ohmic resistors drawn in the vertical direction characterize the ohmic resistances of the solder joints 5 and wherein the upper ohmic resistance drawn in the horizontal direction characterizes the ohmic resistance of the respective printed circuit board 4.
  • the invention relates to a current-carrying component which has a carrier, one or more conductor tracks provided on the carrier and printed circuit boards attached to the conductor tracks. These circuit boards are preferably placed on the conductor tracks by means of a placement machine and secured thereto. This can be done in the same step, in which by means of the same placement machine and other SMD components are mounted on the carrier.
  • the printed circuit boards are preferably manufactured in standardized sizes which on the one hand have an optimized aspect ratio for soldering (size tolerances, temperature coefficients, distortion, etc.) and, on the other hand, for the automatic placement machine (gripping safety, positionability, placement speed, etc.). Deploying multiple sizes can support a large number of different layouts. Furthermore, the manufacturing costs of printed circuit boards are reduced by the high number of identical parts.
  • Another production alternative would be the stamping of endless material. This would allow platelets of different lengths with the same width or different width but with the same length. The advantage would be that you can adjust the size of the plates more closely to the requirements of a currently available layout.
  • the printed circuit boards serve to relieve the printed conductors in relation to the current conduction.
  • the invention allows a transmission of high currents through the tracks without the need for broadening the tracks. This makes it possible to dimension the housing of an electrical or electronic device, within which the carrier is positioned, small.
  • a further reduction of the electrical resistance of a printed conductor is possible by a parallel arrangement of the additional printed circuit boards.
  • the circuit boards may be realized as platelets of rectangular cross section, platelets of square cross section, platelets of round cross section, in the form of a stamped grid, in the form of domes or in the form of bridges. They can also be integrated part of the carrier.
  • the circuit boards are made of a highly electrically conductive material, preferably copper.
  • the printed circuit boards which are connected in an electrically conductive manner to the printed conductors, are glued, soldered, laser-soldered, welded or laser-welded, for example, to the printed conductors. They can also be inserted in the carrier.
  • the height of the printed circuit boards 4 is 500 ⁇ m in each case. This is only an example. Alternatively, the height of the printed circuit board 4, for example, 200 microns, 300 microns, 400 microns or 1000 microns.
  • the copper layer provided on a printed circuit board can also have different layer thicknesses.
  • Another alternative is to make vias through a trace and the carrier so that traces and leads disposed on the other side of the carrier can be contacted.
  • traces and leads disposed on the other side of the carrier can be contacted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stromführungsbauteil, welches einen nichtstromleitenden Träger und eine oder mehrere auf diesem Träger vorgesehene Leiterbahnen aufweist. Auf mindestens einer dieser Leiterbahnen sind Leiterplättchen befestigt, die mit der jeweiligen Leiterbahn elektrisch kontaktiert sind. Dadurch werden die Leiterbahnen bei der Stromführung entlastet. Die Erfindung erlaubt eine Bestückung von Bauteilen mit kleinem Pitchabstand, beispielsweise CPUs, und ein Führen von hohen Strömen auf ein und derselben Leiterplatte.

Description

Beschreibung / Description
Stromführungsbauteil mit einem Träger, Leiterbahnen und Lei- terplättchen
Die Erfindung betrifft ein Stromführungsbauteil, welches einen nicht stromleitenden Träger sowie eine oder mehrere auf diesem Träger vorgesehene Leiterbahnen aufweist.
Es sind bereits Stromführungsbauteile in Form von bestückten Leiterplatten bekannt. Diese weisen einen nichtleitenden Träger auf, auf welchem Leiterbahnen vorgesehen sind. Diese sind mit den Anschlüssen elektrischer Bauteile elektrisch kontaktiert, um die Bauteile in gewünschter Weise miteinander zu verschalten.
Bei vielen Anwendungen besteht die Notwendigkeit, über die genannten Leiterbahnen hohe Stromstärken zu übertragen. Um dies zu ermöglichen ist es notwendig, die Leiterbahnen breit auszubilden. Dies hat zur Folge, dass auch der Träger, auf welchem die Leiterbahnen vorgesehen sind, große Abmessungen aufweist. Dies wiederum bedeutet, dass auch das Gehäuse eines elektrischen Gerätes, in welchem das Stromführungsbauteil angeordnet ist, vergleichsweise große Abmessungen aufweisen muss.
Eine Alternative besteht darin, eine Leiterplatte dicker beschichten zu lassen. Dies hat den Nachteil, dass über die gesamte Fläche vermehrt Kupfer eingesetzt wird, was meist nicht notwendig ist. Außerdem dauert der Ätzprozess zur Herstellung der Leiterbahnen länger und verbraucht mehr Rohstoffe. Ferner verlaufen die Ätzflanken nicht optimal senkrecht. Die Leiterplatten werden mit zunehmender Kupferhöhe immer stärker unterätzt. In weiterer Folge können Bauteile mit feinem Pitch- abstand (Lötpads) nicht bestückt werden. Dabei handelt es sich insbesondere um CPUs und viele andere ICs, beispielsweise CAN-Treiber. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein zur Führung hoher Stromstärken geeignetes, kostengünstiges Stromführungsbauteil mit kleinen Abmessungen anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Stromführungsbauteil mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass über die auf dem Träger vorgesehenen Leiterbahnen Ströme hoher Stromstärken übertragen werden können, ohne dass die Leiterbahnen unnötig breit oder hoch ausgelegt werden müssen. Dies hat in vorteilhafter Weise zur Folge, dass auch die Ab- messungen des Trägers sowie die Abmessungen eines Gerätegehäuses, in welchem der Träger angeordnet ist, klein gehalten werden können. Ferner erlaubt es die Erfindung auch, Bauteile mit geringem Pinabstand auf demselben Substrat wie den Leitungsteil zu integrieren.
Werden als Leiterplättchen ausschließlich Leiterplättchen übereinstimmender Form und Größe verwendet, dann können diese Leiterplättchen kostengünstig in großer Stückzahl hergestellt und dann unabhängig vom jeweils vorliegenden Layout der Lei- terplatte auf den Leiterbahnen der jeweiligen Leiterplatte befestigt werden.
In vorteilhafter Weise kann die Befestigung der Leiterplättchen auf den Leiterbahnen im Rahmen der Bestückung der Lei- terplatte mit SMD-Bauteilen mittels eines Bestückungsautomaten vorgenommen werden. Folglich bedarf es zur Befestigung der Leiterplättchen auf den Leiterbahnen keiner gesonderten Arbeitsschritte .
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Form der
Leiterplättchen auch layoutabhängig gewählt werden. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung der Leiterplättchen an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, zu einer Reduzierung des elektrischen Widerstandes einer Leiterbahn eine parallele oder versetzt parallele Anordnung der Leiterplättchen vorzusehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
Figur 1 Skizzen eines Stromführungsbauteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung,
Figur 2 Skizzen eines Stromführungsbauteils gemäß einem zwei- ten Ausführungsbeispiel für die Erfindung,
Figur 3 Skizzen eines Stromführungsbauteils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für die Erfindung,
Figur 4 ein elektrisches Ersatzschaltbild eines Stromführungsbauteils gemäß der Erfindung,
Figur 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Vorteile der
Erfindung,
Figur 6 eine Skizze eines Stromführungsbauteils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel für die Erfindung und
Figur 7 ein elektrisches Ersatzschaltbild und eine Seitenan- sieht eines weiteren Stromführungsbauteils gemäß der
Erfindung.
Die Figur 1 zeigt Skizzen eines Stromführungsbauteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Dabei ist auf der linken Seite von Figur 1 eine Aufrissdarstellung und auf der rechten Seite von Figur 1 eine Querschnittsdarstellung gezeigt. Das in der Figur 1 gezeigte Stromführungsbauteil 1 weist einen nicht stromleitenden Träger 2 auf. Auf diesem Träger 2 ist eine Leiterbahn 3 vorgesehen, die einen Knick aufweist. Auf dieser Leiterbahn 3 sind voneinander beabstandet drei Leiterplättchen 4 befestigt. Die Größe und Form dieser drei Leiterplättchen ist identisch. Sie weisen jeweils eine rechteckige Querschnittsform auf. Der Träger 2 besteht aus einem Substrat, die Leiterbahn 3 und die Leiterplättchen 4 jeweils zum überwiegenden Teil aus Kupfer oder einem sonstigen elektrisch leitfähigen Material. Als Substrat für den Träger 2 kann beispielsweise Hartpapier, FR4, Kera- mik, usw., verwendet werden.
Die Figur 2 zeigt Skizzen eines Stromführungsbauteils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Dabei ist auf der linken Seite von Figur 2 eine Aufrissdarstellung und auf der rechten Seite von Figur 2 eine Querschnittsdarstellung gezeigt. Das in der Figur 2 gezeigte Stromführungsbauteil weist einen nicht stromleitenden Träger 2 auf. Auf diesem Träger 2 ist eine Leiterbahn 3 vorgesehen, die einen Knick aufweist. Auf dieser Leiterbahn 3 ist ein Leiterplätt- chen 4 befestigt, dessen Größe und Form an die Form der Leiterbahn 3 angepasst ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Leiterplättchen 4 ebenso wie die Leiterbahn 3 einen Knick auf. Der Träger 2 besteht aus einem Substrat, die Leiterbahn 3 und das Leiterplättchen 4 jeweils zum überwiegenden Teil aus Kupfer oder einem sonstigen elektrisch leitfähigen Material .
Die Figur 3 zeigt Skizzen eines Stromführungsbauteils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Dabei ist auf der linken Seite von Figur 3 eine Aufrissdarstellung und auf der rechten Seite von Figur 3 eine Querschnittsdarstellung gezeigt. Das in der Figur 3 gezeigte Stromführungsbauteil weist einen nicht stromleitenden Träger 2 auf. Auf diesem Träger 2 ist eine Leiterbahn 3 vorgesehen, die einen Knick aufweist. Auf dieser Leiterbahn 3 sind voneinander beabstandet insgesamt fünf Leiterplättchen 4 befestigt. Die Form dieser Leiterplättchen ist identisch. Die Leiterplättchen sind jeweils rechteckförmig ausgebildet. Die Größe die- ser Leiterplättchen ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel unterschiedlich. Die drei in der Figur 3 unten angeordneten Leiterplättchen haben eine größere Länge und eine größere Breite als die beiden in der Figur 3 oben angeordneten Lei- terplättchen . Der Träger 2 besteht aus einem Substrat, die Leiterbahn 3 und die Leiterplättchen 4 jeweils zum überwiegenden Teil aus Kupfer oder einem sonstigen elektrisch leitfähigen Material. Die Leiterplättchen 4 sind versetzt parallel angeordnet. Sie können auch parallel zueinander angeord- net sein.
Wie aus den Figuren 1 - 3 ersichtlich ist, werden auf die Leiterbahn 3 eines Trägers 2 jeweils zusätzliche elektrisch leitende Flächen aufgebracht, die in Form von Leiterplättchen 4 realisiert sind. Diese Leiterplättchen 4 können ebenso wie herkömmliche SMD-Bauteile unter Verwendung eines Bestückungsautomaten auf die jeweilige Position auf der Leiterbahn 3 aufgesetzt, optional mit dieser verbunden, beispielsweise verklebt, und danach mit dieser beispielsweise verlötet wer- den. Dadurch sind die Leiterplättchen 4 mit der jeweiligen Leiterbahn elektrisch kontaktiert. Sie tragen zur Stromführung bei und entlasten dadurch die jeweilige Leiterbahn. Dies erlaubt eine Übertragung von Strömen hoher Stromstärken, ohne dass die Leiterbahn entsprechend verbreitert ausgebildet sein muss.
Die Bestückung der Leiterbahn bzw. der Leiterbahnen eines Trägers mit den Leiterplättchen kann in vorteilhafter Weise in demselben Arbeitsgang vorgenommen werden, in welchem auch die Bestückung des Trägers mit SMD-Bauteilen erfolgt. Zusätzliche weitere Arbeitsschritte sind nicht notwendig. Die Leiterplättchen 4 werden ebenso wie die SMD-Bauteile in aufgebrachte Lotpaste gedrückt und ebenso wie die SMD-Bauteile auf dem Träger bzw. der Leiterbahn verlötet.
Die Figur 4 zeigt ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild eines Stromführungsbauteils gemäß der Erfindung. Dabei symbolisiert die untere Widerstandszeile die Ohmschen Widerstände R (3) in Längsrichtung einer Leiterbahn 3 und die obere Widerstandszeile die Ohmschen Widerstände R (4) der in Längsrichtung voneinander beabstandeten Leiterplättchen 4. Es ist ersichtlich, dass jeweils ein Widerstand R(4) eines Lei- terplättchens 4 parallel zu einem jeweils zugehörigen Widerstand R (3) der Leiterbahn angeordnet ist. Dadurch wird der in die Leiterbahn eingespeiste Strom auf die beiden Widerstandszeilen aufgeteilt, so dass die Leiterbahn 3 bezüglich ihrer Stromführung durch die Leiterplättchen 4 entlastet wird.
Die Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Vorteile der Erfindung. In diesem Diagramm ist längs der Abszisse die Breite b einer Leiterbahn und längs der Ordinate der in die Leiterbahn eingespeiste Strom i aufgezeichnet. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass im Falle einer Breite bl der
Leiterbahn ohne aufgebrachte Leiterplättchen der maximal mögliche Strom il beträgt und mit aufgebrachten Leiterplättchen der maximal mögliche Strom i2 beträgt, wobei i2 wesentlich größer als il ist. Des Weiteren geht aus dem Diagramm hervor, dass die Leiterbahn ohne aufgebrachte Leiterplättchen eine
Breite von b2 aufweisen muss, um den Strom i2 führen zu können. Durch die Verringerung des Widerstands durch das Aufbringen der Leiterplättchen wird die Gerade K2 gültig, die eine größere Steigung hat als die Gerade Kl. Es ist ersicht- lieh, dass mit einer wesentlich kleineren Breite bl derselbe Strom i2 geführt werden kann. Ein Aufbringen von Leiterplättchen auf eine Leiterbahn erlaubt es nach alledem, über die genannte Leiterbahn einen wesentlich größeren Strom zu übertragen als ohne Aufbringen der Leiterplättchen. Zur Übertra- gung größerer Ströme bedarf es folglich keiner Verbreiterung einer Leiterbahn.
Die Figur 6 zeigt eine Skizze eines Stromführungsbauteils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Stromführungsbauteil 1 vorgesehen, welches einen Träger 2, eine auf dem Träger vorgesehene Leiterbahn 3 und ein auf der Leiterbahn 3 befestig- tes Leiterplättchen 4 aufweist, wobei dieses Leiterplättchen gitterförmig ausgebildet ist.
Die Figur 7 zeigt ein detailliertes elektrisches Ersatz- Schaltbild und eine Seitenansicht eines weiteren Stromführungsbauteils gemäß der Erfindung.
Bei diesem weiteren Stromführungsbauteil ist - wie aus der unteren Darstellung von Figur 7 ersichtlich ist - auf einen Träger 2 eine Leiterbahn 3 aufgebracht. Mit dieser Leiterbahn 3 sind voneinander beabstandete Leiterplättchen 4 verlötet. Jedes dieser Leiterplättchen weist zwei aus Lötzinn bestehende Lötverbindungen 5 mit der Leiterbahn 3 auf. Die Leiterbahn 3 besteht aus Kupfer. Die Höhe der Leiterbahn 3 beträgt 70 μm. Die Leiterplättchen 4 bestehen ebenfalls aus Kupfer. Ihre Höhe beträgt jeweils 500 μm.
In der oberen Darstellung von Figur 7 ist das zugehörige Ersatzschaltbild gezeigt. Darin symbolisiert die untere Zeile Ohmsche Widerstände, die die 70 μm hohe Leiterbahn charakterisieren. Jedem zweiten dieser Ohmschen Widerstände ist eine Reihenschaltung von drei weiteren Ohmschen Widerständen parallelgeschaltet, wobei die beiden in Vertikalrichtung gezeichneten Ohmschen Widerstände die Ohmschen Widerstände der Lötverbindungen 5 charakterisieren und wobei der obere, in Horizontalrichtung gezeichnete Ohmsche Widerstand den Ohmschen Widerstand des jeweiligen Leiterplättchens 4 charakterisiert .
Die Erfindung betrifft nach alledem ein Stromführungsbauteil, welches einen Träger, eine oder mehrere auf dem Träger vorgesehene Leiterbahnen und auf den Leiterbahnen befestigte Leiterplättchen aufweist. Diese Leiterplättchen werden vorzugsweise mittels eines Bestückungsautomaten auf die Leiterbahnen aufgesetzt und auf diesen befestigt. Dies kann im Rahmen desselben Arbeitsschrittes erfolgen, in welchem mittels desselben Bestückungsautomaten auch weitere SMD-Bauteile auf dem Träger befestigt werden. Die Leiterplättchen werden vorzugsweise in standardisierten Größen gefertigt, die einerseits ein für das Löten (Größentoleranzen, Temperaturkoeffizienten, Verwindung, etc) und ande- rerseits für den Bestückungsautomaten (GreifSicherheit, Posi- tionierbarkeit, Bestückgeschwindigkeit, etc) optimiertes Seitenverhältnis haben. Durch die Bereitstellung mehrerer Größen kann eine große Anzahl von unterschiedlichen Layouts unterstützt werden. Des weiteren sinken die Herstellungskosten der Leiterplättchen durch die hohe Stückzahl gleicher Teile.
Eine weitere Fertigungsalternative wäre das Abstanzen von Endlosmaterial. Damit wären Plättchen unterschiedlicher Länge bei gleicher Breite oder unterschiedlicher Breite bei glei- eher Länge möglich. Der Vorteil wäre, dass man die Größe der Plättchen genauer an die Anforderungen eines aktuell vorliegenden Layouts anpassen kann.
Die Leiterplättchen dienen einer Entlastung der Leiterbahnen in Bezug auf die Stromführung. Insbesondere erlaubt die Erfindung eine Übertragung hoher Stromstärken über die Leiterbahnen, ohne dass es einer Verbreiterung der Leiterbahnen bedarf. Dies ermöglicht es, auch das Gehäuse eines elektrischen oder elektronischen Gerätes, innerhalb dessen der Träger po- sitioniert ist, klein zu dimensionieren.
Eine weitere Reduzierung des elektrischen Widerstandes einer Leiterbahn ist durch eine Parallelanordnung der zusätzlichen Leiterplättchen möglich.
Die Leiterplättchen können als Plättchen mit rechteckigem Querschnitt, als Plättchen mit quadratischem Querschnitt, als Plättchen mit rundem Querschnitt, in Form eines Stanzgitters, in Form von Domen oder in Form von Brücken realisiert sein. Sie können auch integrierter Bestandteil des Trägers sein.
Die Leiterplättchen bestehen aus einem elektrisch gut leitenden Material, vorzugsweise aus Kupfer. Die mit den Leiterbahnen elektrisch leitend verbundenen Lei- terplättchen sind beispielsweise mit den Leiterbahnen verklebt, verlötet, laserverlötet, verschweißt oder laserver- schweißt. Sie können auch in den Träger eingelegt sein.
Im Zusammenhang mit der Figur 7 wurde angegeben, dass die Höhe der Leiterplättchen 4 jeweils 500 μm beträgt. Dies ist nur beispielhaft zu sehen. Alternativ dazu kann die Höhe der Lei- terplättchen 4 beispielsweise auch 200 μm, 300 μm, 400 μm oder 1000 μm betragen. Auch die auf einer Leiterplatte vorgesehene Kupferschicht kann unterschiedliche Schichtstärken aufweisen .
Eine weitere Alternative besteht darin, durch eine Leiterbahn und den Träger hindurch Durchkontaktierungen vorzunehmen, so dass auf der anderen Seite des Trägers angeordnete Leiterbahnen und Leiterplättchen kontaktiert werden können. Dadurch ist eine Parallelschaltung von Leiterbahnen und Leiterplätt- chen möglich, durch welche die Stromtragfähigkeit weiter erhöht wird.

Claims

Patentansprüche / Patent Claims
1. Stromführungsbauteil, welches einen nicht stromleitenden Träger und eine oder mehrere auf diesem Träger vorgesehene Leiterbahnen aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf mindestens einer dieser Leiterbahnen Leiterplättchen (4) befestigt sind und die Leiterplättchen mit der jeweiligen Leiterbahn (3) elektrisch kontaktiert sind.
2. Stromführungsbauteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine, mehrere oder alle Leiterplättchen (4) eine rechteckige Querschnittsform aufweisen.
3. Stromführungsbauteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eines, mehrere oder alle Leiterplättchen eine runde oder ovale Querschnittsform aufweisen.
4. Stromführungsbauteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eines, mehrere oder alle Leiterplättchen gitterförmig ausgebildet sind.
5. Stromführungsbauteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eines, mehrere oder alle Leiterplättchen in Form von Domen ausgebildet sind.
6. Stromführungsbauteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eines, mehrere oder alle Leiterplättchen brückenförmig ausgebildet sind.
7. Stromführungsbauteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eines, mehrere oder alle Leiterplättchen integrierter Bestandteil des Trägers (2) sind.
8. Stromführungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterplättchen (4) jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, welches einen hohen Anteil an Kupfer, Gold, Silber oder eine leitfähige Legierung aufweist.
9. Stromführungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass alle Leiterplättchen (4) dieselbe Form aufweisen.
10. Stromführungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterplättchen (4) mindestens zwei unterschiedliche Formen aufweisen.
11. Stromführungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass alle Leiterplättchen dieselben Abmessungen aufweisen.
12. Stromführungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterplättchen mindestens zwei unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
13. Stromführungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterplättchen mit der jeweiligen Leiterbahn verklebt, verlötet oder verschweißt sind und/oder in den Träger eingelegt sind.
PCT/EP2009/052838 2008-04-01 2009-03-11 Stromführungsbauteil mit einem träger, leiterbahnen und leiterplättchen WO2009121697A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008016661 2008-04-01
DE102008016661.8 2008-04-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009121697A1 true WO2009121697A1 (de) 2009-10-08

Family

ID=40639753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/052838 WO2009121697A1 (de) 2008-04-01 2009-03-11 Stromführungsbauteil mit einem träger, leiterbahnen und leiterplättchen

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2009121697A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012113762A1 (de) * 2011-02-22 2012-08-30 Continental Automotive Gmbh Leiterplatte mit hoher stromtragfähigkeit und verfahren zur herstellung einer solchen leiterplatte
EP2699065A1 (de) * 2012-06-18 2014-02-19 Sanyo Electric Co., Ltd Leiterplatte
DE102013220162A1 (de) * 2013-10-07 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Leiterbahnelement
WO2015082267A1 (fr) 2013-12-02 2015-06-11 Delphi France Sas Procede de fabrication d'un circuit imprime de puissance et circuit imprime de puissance obtenu par ce procede
DE102011102484B4 (de) * 2011-05-24 2020-03-05 Jumatech Gmbh Leiterplatte mit Formteil und Verfahren zu dessen Herstellung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2154958A1 (de) * 1971-11-05 1973-05-10 Nordmende Sicherheitsloetstelle in hochspannungsfuehrenden leiterbahnen in gedruckten schaltungen
US4694123A (en) * 1982-01-13 1987-09-15 Elxsi Backplane power connector system
EP0375428A1 (de) * 1988-12-22 1990-06-27 Texas Instruments Incorporated System zur Erhöhung des Übertragungsvermögens von gedruckten Leiterplatten
DE4425803A1 (de) * 1993-08-11 1995-02-16 Siemens Ag Oesterreich Leiterplatte
US6401332B1 (en) * 1997-02-17 2002-06-11 Magnetek S.P.A. Processing printed circuits and printed circuits thus obtained
US6683669B1 (en) * 1999-08-06 2004-01-27 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus and method for fabricating substrate of a liquid crystal display device and interconnects therein
US20070045816A1 (en) * 2004-01-06 2007-03-01 International Business Machines Corporation Electronic package with improved current carrying capability and method of forming the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2154958A1 (de) * 1971-11-05 1973-05-10 Nordmende Sicherheitsloetstelle in hochspannungsfuehrenden leiterbahnen in gedruckten schaltungen
US4694123A (en) * 1982-01-13 1987-09-15 Elxsi Backplane power connector system
EP0375428A1 (de) * 1988-12-22 1990-06-27 Texas Instruments Incorporated System zur Erhöhung des Übertragungsvermögens von gedruckten Leiterplatten
DE4425803A1 (de) * 1993-08-11 1995-02-16 Siemens Ag Oesterreich Leiterplatte
US6401332B1 (en) * 1997-02-17 2002-06-11 Magnetek S.P.A. Processing printed circuits and printed circuits thus obtained
US6683669B1 (en) * 1999-08-06 2004-01-27 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus and method for fabricating substrate of a liquid crystal display device and interconnects therein
US20070045816A1 (en) * 2004-01-06 2007-03-01 International Business Machines Corporation Electronic package with improved current carrying capability and method of forming the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012113762A1 (de) * 2011-02-22 2012-08-30 Continental Automotive Gmbh Leiterplatte mit hoher stromtragfähigkeit und verfahren zur herstellung einer solchen leiterplatte
CN103477724A (zh) * 2011-02-22 2013-12-25 大陆汽车有限公司 具有高载流能力的印刷电路板和制造这种印刷电路板的方法
US9456491B2 (en) 2011-02-22 2016-09-27 Continental Automotive Gmbh High current-carrying printed circuit board and method for producing said printed circuit board
DE102011102484B4 (de) * 2011-05-24 2020-03-05 Jumatech Gmbh Leiterplatte mit Formteil und Verfahren zu dessen Herstellung
US10736214B2 (en) 2011-05-24 2020-08-04 Jumatech Gmbh Printed circuit board having a molded part and method for the production thereof
EP2699065A1 (de) * 2012-06-18 2014-02-19 Sanyo Electric Co., Ltd Leiterplatte
EP2699065A4 (de) * 2012-06-18 2014-08-13 Sanyo Electric Co Leiterplatte
DE102013220162A1 (de) * 2013-10-07 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Leiterbahnelement
WO2015082267A1 (fr) 2013-12-02 2015-06-11 Delphi France Sas Procede de fabrication d'un circuit imprime de puissance et circuit imprime de puissance obtenu par ce procede

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60131677T2 (de) I-kanal-oberflächenmontage-verbinder
EP3095307B1 (de) Leiterplatte, schaltung und verfahren zur herstellung einer schaltung
DE102011088322A1 (de) Verbindungssystem zum elektrischen Anschließen elektrischer Geräte und Verfahren zum Verbinden eines elektrisch leitenden ersten Anschlusses und eines elektrisch leitenden zweiten Anschlusses
WO2009121697A1 (de) Stromführungsbauteil mit einem träger, leiterbahnen und leiterplättchen
DE60007203T2 (de) Kontaktierungsstruktur für Schaltungen eines Verbindungsblocks
DE19516547A1 (de) Leiterplatte mit elektrisch leitender Schicht und Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte
DE60128537T2 (de) Zusammenbau zur verbindung von mindestens zwei gedruckten schaltungen
DE102010027149A1 (de) Verbiegbare Metallkernleiterplatte
EP0026839B1 (de) Flexible gedruckte Schaltung
DE10001180B4 (de) Doppelseitenmuster-Verbindungskomponente, gedruckte Schaltungsplatte und Verfahren zum Verbinden von auf beiden Seiten einer gedruckten Schaltungsplatte gebildeten Verbindungsmustern
WO2012171565A1 (de) Elektrische kontakteinrichtung zur verbindung von leiterplatten
DE60201537T2 (de) Elektrische verbindungsanordnung für elektronische bauteile
DE102007005824A1 (de) Verbindungselement für eine doppelseitige Leiterplatte
EP2149281B1 (de) Leuchtvorrichtung und projektionsvorrichtung mit einer derartigen leuchtvorrichtung
DE102016101757A1 (de) Schaltungsmodul mit oberflächenmontierbaren unterlagsblöcken zum anschliessen einer leiterplatte
DE202004021564U1 (de) Verbindungselement für Leiterplatten
DE112015005933T5 (de) Elektronische Steuervorrichtung
EP0144413A1 (de) Leiterplatte zum auflöten von integrierten miniaturschaltungen und verfahren zur herstellung von solchen leiterplatten
WO2019068826A1 (de) Leiterplatte und verfahren zur verarbeitung einer leiterplatte
DE202004006870U1 (de) Leiterplatte
DE102004049575A1 (de) Elektrisches Anschlusselement und Verfahren zum Anschließen eines Leiterkabels
AT502552B1 (de) Montagemethode, kupplungsvorrichtung und kupplungselement für einen hochleistungskontakt, sowie batterieladegerät mit einer kupplungsvorrichtung
EP3379906B1 (de) Verfahren zum herstellen von bonddrahtverbindungen mittels einer abstützung, sowie entsprechendes elektronisches bauteil
DE102007041904A1 (de) Kombinierte Lötverbindung für Signal- und Lastströme
AT502075B1 (de) Verfahren zur lösbaren montage von bauelementen auf einer leiterplatte

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09727852

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09727852

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1