DE4314665A1 - Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere Glühlampenkontrollgerät für ein Kraftfahrzeug, mit einer Leiterbahnen aufweisenden, elektrisch isolierenden Trägerplatte.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 37 11 160 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung sind auf die Trägerplatte flächenhafte Leiterbahnen und Widerstände aufgebracht, wobei die Widerstände genauso wie die Leiterbahnen als kupferkaschierte Flächen der Trägerplatte ausgebildet sind.

Hierdurch erzielt man den Vorteil, daß sowohl die Leiterbahnen als auch die Widerstände in einem Arbeitsgang auf die Trägerplatte aufgebracht werden können, indem einfach von einer kupferkaschierten Trägerplatte die als Leiterbahnen und als Widerstände vorgesehenen Bereiche freigeätzt werden.

Die Widerstände sind dabei genaugenommen vorgegebene Leiterbahnabschnitte, an welchen Schaltungsteile den dort anliegenden Spannungsabfall überwachen. Diese Schaltungsteile sind insbesondere hoch integrierte und sehr empfindliche Komparatorschaltungen, die Spannungsabfälle im Millivoltbereich auswerten können. Vorteilhafterweise werden bei der beschriebenen Anordnung keine speziellen Widerstandsmaterialen benötigt, die zusätzlich auf die Trägerplatte aufzubringen wären.

Bei der Herstellung von Leiterplatten sind Anwendungsfälle denkbar, bei denen die auf die Trägerplatte aufgebrachten Leiterbahnen mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung zu versehen ist.

Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Leiterbahnen besonders niederohmig aufgeführt sein sollen oder zur Leitung von besonders hohen Stromstärken einen besonders großen Querschnitt aufweisen sollen.

Ein anderer wichtiger Anwendungsfall sind mehrschichtig ausgeführte Leiterplatten, bei denen die Leiterbahnen zur Herstellung der notwendigen Durchkontaktierungen mit einer weiteren Metallschicht versehen werden.

Hierbei ist es nachteilig, daß die Dicke der zusätzlichen Metallbeschichtung einen Schwankungsbereich aufweist, der in der Größenordnung von ca. 30% liegen kann. Hierdurch weisen aber die als Widerstandsbereiche vorgesehenen Leiterbahnabschnitte, die bei der Aufbringung der Metallbeschichtung mit beschichtet werden, Widerstandstoleranzen auf, die in der gleichen Größenordnung liegen, was in vielen Fällen für eine ordnungsgemäße Funktion der Schaltungsanordnung nicht akzeptabel ist.

Weiterhin erweisen sich solche zusätzlichen Metallbeschichtungen bei flexiblen Leiterplatten als nachteilig, da beispielsweise galvanisch abgeschiedenes Kupfer eine sehr spröde Struktur ausbildet.

Hierdurch kann beim mechanischen Biegen einer solchen flexiblen Leiterplatte die zusätzliche Metallbeschichtung, insbesondere an den Biegestellen, abplatzen oder abblättern, wodurch das Leitfähigkeitsverhalten der gesamten auf der Trägerplatte aufgebrachten Leiterbahnanordnung unvorhersagbar wird.

Es liegt auf der Hand, daß die so hergestellten Schaltungsanordnungen häufig in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt sind oder sogar Funktionsausfälle zeigen und daß hierdurch erhöhte Kosten durch Nachbesserung und Ausschuß entstehen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, auf einfache und kostengünstige Weise eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei dem die oben aufgezeigten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es möglich sein, auf eine Trägerplatte eine zusätzliche Metallbeschichtung von Leiterbahnen vorzunehmen, wobei die Genauigkeit von durch Leiterbahnen ausgebildeten Widerständen nicht negativ beeinflußt werden soll. Außerdem sollen bei flexiblen Leiterplatten die Eigenschaften der Leiterbahnen an den Biegestellen durch den Biegevorgang nicht negativ beeinflußt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiterbahnen in vorgegebenen Teilbereichen der Trägerplatte mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung versehen sind.

Diese nur in Teilbereichen der Trägerplatte erfolgende zusätzliche Metallbeschichtung der Leiterbahnen ist in vielerlei Hinsicht vorteilhaft.

So werden die Leiterbahnabschnitte, die als Meßwiderstände vorgesehen sind, nicht mit einer zusätzlichen Metallschicht versehen. Dadurch hängt die Genauigkeit dieser Widerstände lediglich von der Genauigkeit in der Dicke der ursprünglichen Kaschierung der Trägerplatte ab. Diese weist aber, verglichen mit den Schwankungen in der Stärke der zusätzlichen Metallbeschichtung, vergleichsweise geringe Toleranzen auf, so daß sich recht genaue Meßwiderstände ausbilden lassen.

Weiterhin werden, sofern die Trägerplatte flexibel ausgebildet ist, die Leiterbahnen im Biegebereich der Trägerplatte nicht mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung versehen, da galvanisch aufgebrachtes Metall, insbesondere galvanisch aufgebrachtes Kupfer, recht spröde ist und somit leicht abplatzt oder abblättert.

Vorteilhaft ist auch, daß vorgegebene Leiterbahnen oder Leiterbahnabschnitte mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung versehen werden können. Hierdurch können Leiterbahnen, die nicht als Widerstandsbahnen vorgesehen sind, sondern eine reine stromleitenden Funktion besitzen, besonders niederohmig ausgeführt sein, so daß störende Spannungsabfälle bei diesen Leiterbahnen gering gehalten werden können.

Damit steigt zudem im Verhältnis der Widerstandswert der als Meßwiderstände fungierenden Leiterbahnabschnitte an, so daß der an diesen Leiterbahnabschnitten auftretende Spannungsabfall leichter und mit größerer Genauigkeit ausgewertet werden kann.

Wie auch schon bei der vorbekannten Schaltungsanordnung ist dabei vorteilhaft, daß keine separaten, aus speziellen Widerstandsmaterialen gefertigten Mittel auf die Trägerplatte aufgebracht werden müssen. Ebenfalls vorteilhaft ist auch, daß die mit einer zusätzlichen metallischen Beschichtung versehenen Leiterbahn einen größeren Querschnitt aufweisen und daher mit höheren Stromstärken belastet werden können.

Besonders vorteilhaft ist, daß auf gleiche Weise und in einem Arbeitsgang auch Durchkontaktierungen bei mehrschichtig ausgeführten Leiterplatten vorgenommen werden können.

Da nicht sämtliche Leiterbahnen, sondern nur Leiterbahnen auf vorgegebenen Teilbereichen der Trägerplatte beschichtet werden, ergibt sich als weiterer Vorteil eine Einsparung des zur Beschichtung nötigen Materiales. Da hierzu üblicherweise das recht kostenaufwendige Halbedelmetall Kupfer verwendet wird, ergibt sich insbesondere bei der Massenherstellung von solchen kupferbeschichteten Trägerplatten eine erhebliche Kosteneinsparung.

Eine schematische Darstellung einer zu einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gehörenden Trägerplatte mit den darauf aufgebrachten Leiterbahnen und der zusätzlichen Metallbeschichtung ist in der einzigen Figur dargestellt. Sofern gleiche Merkmale in der Figur mehrfach dargestellt sind, ist jeweils nur eines von gleichartigen Merkmalen beispielhaft mit einem Bezugszeichen versehen worden.

Die einzige Figur zeigt eine Seite einer zweiseitig mit Leiterbahnen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) versehenen Trägerplatte (1). Die Trägerplatte (1) weist auf ihrer gesamten Oberfläche Leiterbahnen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) auf, die auf bekannte Weise aus einer aufgebrachten Kupferkaschierung freigeätzt wurden. Anschließend wurden die hell gerastert erscheinenden Leiterbahnbereiche mittels einer Maske abgedeckt und die gleichmäßig dunkel erscheinenden Bereiche auf galvanischem Wege mit einer zusätzlichen Kupferschicht versehen.

Die in der Figur dunkel erscheinenden Bereiche (2b) sind somit in ihrer Dicke deutlich verstärkte Leiterbahnabschnitte, die einen besonders geringen Widerstand aufweisen und aufgrund ihres vergrößerten Querschnitts durch hohe Stromstärken belastbar sind.

Die zwischen den gleichmäßig dunkel erscheinenden Bereichen dargestellten hell gerasterten Trägerplattenbereiche zeigen Leiterbahnabschnitte (2a, 2c, 2d, 2e), die nicht mit einer zusätzlichen Kupferschicht versehen sind und die daher die Stärke der ursprünglichen Kupferkaschierung aufweisen. Diese hell gerasterten Bereiche bilden zumindest zum Teil die als Meßwiderstände fungierenden Leiterbahnabschnitte (2a, 2c) aus. Der entlang dieser Leiterbahnabschnitte (2a, 2c) auftretende Spannungsabfall wird durch geeignete Schaltungsteile, die vorzugsweise als integrierte Schaltkreise ausgeführt sind, ausgewertet (bei der dargestellten beidseitig mit Leiterbahnen versehenen Trägerplatte befindet sich die mit dem integrierten Baustein verbundene Kontaktierung auf der in der Figur nicht dargestellten Plattenrückseite).

Bei der in der Figur dargestellten flexiblen Trägerplatte (1) ist zur Anpassung der Trägerplatte (1) an eine vorgegebene Gehäuseformgebung eine Abbiegung von Teilen der Trägerplatte (1) vorgesehen. Die entlang der Biegelinien (A-A, B-B, C-C, D-D, E-E) verlaufenden Leiterbahnabschnitte (2a, 2d, 2e) sind nicht mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung versehen, da diese durch die mechanische Beanspruchung beim Biegevorgang beschädigt werden könnten. Zudem sind in diesen Bereichen in besonders großflächigen Leiterbahnabschnitten (2e) Ausnehmungen in die Trägerplattenkaschierung eingebracht, um die beim Biegevorgang auftretenden mechanischen Spannungen möglichst gering zu halten. Selbstverständlich, und sogar auf besonders vorteilhafte Weise, können auch die entlang der Biegelinien (A-A, B-B, C-C, D-D, E-E) verlaufenden Leiterbahnabschnitte (2a, 2d, 2e) als Meßwiderstände vorgesehen werden.

Die Widerstandswerte der als Meßwiderstände vorgesehenen Leiterbahnabschnitte kann leicht durch Flächengröße und Formgebung der nicht beschichteten Bereiche vorgegeben werden. Zur Ausbildung von besonders großen Widerstandswerten kann beispielsweise eine meanderförmige Anordnung von besonders schmal ausgeführten Leiterbahnen (2c) vorgesehen werden.

Bei mehrseitig beschichteten Trägerplatten sind üblicherweise auch Durchkontaktierungen (3) nötig, das heißt Bohrungen oder Durchbrüche, die auf verschiedenen Seiten der Trägerplatte (1) liegende Leiterbahnen elektrisch leitend verbinden.

Diese elektrischen Verbindungen werden vorteilhafterweise in einem Arbeitsgang mit der zusätzlichen Metallbeschichtung der Leiterbahnen durch eine Metallbeschichtung der die Durchkontaktierung bewirkenden Durchbrüche oder Bohrungen erzielt.

Bezugszeichenliste

Schaltungsanordnung
1 Trägerplatte
2a, 2b, 2c, 2d, 2e Leiterbahnen
3 Durchkontaktierungen
A-A, B-B, C-C, D-D, E-E Biegelinien (der flexiblen Trägerplatte (1)).

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung, insbesondere Glühlampenkontrollgerät für ein Kraftfahrzeug, mit einer Leiterbahnen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) aufweisenden, elektrisch isolierenden Trägerplatte (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (2b) in vorgegebenen Teilbereichen der Trägerplatte (1) mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung versehen sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Metallbeschichtung eine auf galvanischem Wege aufgebrachte Metallbeschichtung ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte von Leiterbahnen (2a, 2c), die nicht mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung versehen sind, Meßwiderstände ausbilden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaltungsanordnung Schaltungsteile gehören, die den Spannungsabfall entlang von nichtmetallbeschichteten Leiterbahnabschnitten (2a, 2c) auswerten.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsteile als integrierte Schaltkreise ausgeführt sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) flexibel ausgeführt ist und daß im Bereich der Soll-Biege-Stellen der Trägerplatte (1) Abschnitte von Leiterbahnen (2d, 2e) angeordnet sind, die keine zusätzliche Metallbeschichtung aufweisen.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich metallbeschichteten Leiterbahnabschnitte (2b) mit besonders hohen Strömen belastet werden.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) beidseitig mit Leiterplatten versehen ist und daß die Trägerplatte (1) Durchbrüche zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen auf verschiedenen Seiten der Trägerplatte (1) angeordneten Leiterbahnen aufweist.