WO2016074792A1 - Mehrlagen-leiterplatte mit integriertem, plastisch biegbarem dickkupfer-profil - Google Patents

Mehrlagen-leiterplatte mit integriertem, plastisch biegbarem dickkupfer-profil Download PDF

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bendable
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Johann Hackl
Stefan HOERTH
Norbert REDL
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Hausermann GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a multilayer printed circuit board with integrated, plastically bendable thick copper profile according to the preamble of claim 1.
  • At the center of the invention is the desire to create bendable, interleaved multi-layer printed circuit boards in which it is possible to permanently angwinkein certain segments with respect to the other existing segments from each other and maintain this angular position.
  • Such an embodiment in which the multilayer printed circuit board is segmented several times and consists of different segment parts, which are bendable to one another and permanently maintain their bending, is for example also the subject of WO 2014/0076233 A1.
  • a major disadvantage of this embodiment is that the bendable portion consists of a rectangular copper profile, which forms the outside of the bending edge of the multilayer printed circuit board. As a result, only relatively large bending radii are possible because the section to be bent is arranged only on the outside of the circuit board. He must be released to allow a bend.
  • the bending on the outer circumference of a bending radius also has the disadvantage that a relatively large material consumption occurs because of high tensile forces on the profile to be bent arise.
  • a corresponding anchoring must be created on the top of the circuit board.
  • the profile to be bent is embedded only in the outer layer of the multilayer printed circuit board, which is associated with the above-mentioned disadvantages.
  • DE 10 2006 004 321 A1 always has a substrate layer in the region of the notched edge, even below the copper profile, which likewise prevents a permanent plastic deformation in the bending region.
  • the invention is therefore based on the own DE 10 2006 004 321 A1 the object of developing a multilayer printed circuit board, consisting of individual segments segmented and mutually angled segment parts existing multilayer circuit board so that the individual segment parts permanently and permanently their unique bent position maintained.
  • the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.
  • An essential feature of the invention is that at least one thick copper profile is arranged in the bending section of the at least one bendable segment part as a functional element, which is permanently deformable at a bend.
  • each thick copper profile is formed so thick that it is permanently deformable during bending and its bending maintains.
  • the width of such a thick copper profile is approximately in the range of 500 pm to 12 mm.
  • the base part is attached to the multilayer printed circuit board still on any base plate or a mounting foundation; However, this is not necessary for the solution.
  • a preferred embodiment is z.
  • a lamp which is characterized in that a plurality of LED elements are arranged on a multi-angled strip, and it requires this no fixings or stabilizations to maintain the once angled structure of the multilayer printed circuit board in this form.
  • the exposure of the at least one thick copper element can be done by means of milling or laser technology several times in the form of V- or U-shaped exposures. As a result, multiple bends up to over 180 ° C can be formed. Since at least part of the printed circuit board is designed so self-supporting, no additional mechanical attachment or support is required more.
  • the at least one thick copper element has a lateral extent of at least 500 ⁇ m along the bending edge of the copper element.
  • a region with a thick copper element is exposed in a U-shape or on more than one side with a desired shape or cut through the printed circuit board, said inner region is angled after placement and soldering and thus self-supporting this part of the circuit board in holds the angled position.
  • a plurality of thick copper elements can be integrated into the printed circuit board and the printed circuit board have a plurality of cut-throughs, so that the printed circuit board is angled after assembly and soldering into a multidimensional structure and formed self-supporting by means of the thick copper element.
  • At least one structured copper layer with a conventional copper structure is arranged to the thick copper elements in the bending region. Furthermore, it is possible for at least one thick copper element to be current-carrying. Likewise, the thick copper element may have a thermally conductive function.
  • the invention is not limited to the use of a thick copper profile. It can be used as a functional element as well as other metal profiles, such. As iron profiles, aluminum profiles, copper alloys and the like.
  • the arrangement of the plastically bendable and permanently bendable profile is intended to solve a total of three different tasks:
  • Figure 1 Top view of a still undeformed multi-layer circuit board
  • FIG. 2 side view of the multilayer printed circuit board according to FIG. 1
  • Figure 3 compared to Figure 2 angled multi-layer circuit board
  • Figure 4 a comparison with Figure 2 and 3 modified embodiment with a component equipped with multi-layer circuit board
  • Figure 5 section through the multilayer printed circuit board in height of the line V-V
  • Figure 6 section through the bending edge of the multilayer printed circuit board in height of the part Vl-Vl
  • FIG. 7 shows a micrograph of a microscope photograph of the bending edge of the multilayer printed circuit board
  • FIG. 9 the side view of the arrangement according to FIG. 8
  • the figure 1 to 3 shows a multi-layer circuit board 1 of a conventional printed circuit board material, which z. B. from FR-4, in which a plurality of inner and outer layers are arranged.
  • the multilayer printed circuit board 1 consists of a base part 2 with mounting holes 4 arranged therein and that one or more segment parts 3 can be bent from this base part 2, which retain their shape after bending, as shown in FIG Figure 3 is shown.
  • the multi-layer printed circuit board can also consist of a plurality of contiguous segment parts 3, so that therefore the base part 2 is omitted altogether.
  • the multilayer printed circuit board is represented by a base part 2, which is connected via a number of several mutually parallel thick copper profiles 5 bendable with a segment part 3.
  • the thick copper profiles 5 can show quite different cross section and different dimensions, as shown in Figure 1.
  • a bending line 6 is defined, which forms a notched edge 9 (see Figure 3), wherein in the illustrated embodiment, the notched edge 9 does not pass, but at the lower end of the multilayer printed circuit board forms an open bending gap 8.
  • the bending gap 8 is thus preferably arranged in the bending section 10 and extends, for example, from the side surface into the center of the printed circuit board 1.
  • the arrangement of a continuous or open bending gap 8 allows easier plastic deformation of the segment part 3 in the region of the bending section 10.
  • the depth of the notched edge 9 is selected so that the depth of the notch edge can either end at the bottom of the thick copper profile 5, whereby it is exposed visually visible. In the bending section 10 thus the notched edge 9 extends up to the thick copper profile. 5
  • the depth of the notched edge is smaller, whereby even a material layer 24 consisting of the base material 17 of the multilayer printed circuit board can be retained.
  • a thin material layer 25 of the base material 17 is still obtained even above the bent portion, which may however be blasted off.
  • the notch angle 19 is characterized by the two score lines 20, as shown in FIG.
  • a bending section 10 is defined between a plurality of parts of a multilayer printed circuit board 1, whereby - as stated above - a material section 11 above the notched edge 9 is also retained. be thrown or blown off. This is shown with reference to FIG. 4 with the material layer 25.
  • the thick copper profile 5 is integrated in a multilayer composite of a printed circuit board, d. H. the thick copper profile 5 can also be used for power management and heat dissipation.
  • strip conductors 12 may be present in the multi-layer conductor composite, as shown for example in FIG. This strip conductors 12 are guided by the base part 2 in the segment part 3.
  • FIG. 6 shows the section through the bending line 6, it being possible for additional material layers to be present above and below.
  • FIG. 7 shows a microscopically enlarged sectional view in the region of the bending line, the same parts being provided with the same reference numerals. It is shown at reference numeral 21 that the material layer 25 located there is broken. It is not a preferred embodiment, but only an example from practice. It can also be seen that the printed conductors 12 are interrupted in the upper region, as well as in the lower region of the multilayer printed circuit board 1.
  • the remaining strip conductors are led through and extend from the base part 2 into the segment part 3, wherein such a leadthrough is shown only in FIG. 1, while in FIG. 7 these strip conductors are interrupted. It can also be seen that the conductor track 12 can be at least partially connected electrically conductively with the thick copper profile 5.
  • Figures 8 and 9 show as a modified embodiment, a three-dimensional bending, wherein it can be seen that the thick copper profile now not consists of a rectangular profile, but preferably from a round profile.
  • This round profile is bendable in two mutually perpendicular planes, namely both in the X and in the Y plane, which means that it can be angled along the bending edge 6 on the one hand and on the other hand along the rotation axis 23 in the direction of arrow 22 can be rotated.

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Abstract

Mehrlagen-Leiterplatte umfassend mindestens ein abwinkelbares Segmentteil, wobei in einem Biegeabschnitt des Segmentteils mindestens ein biegbar ausgebildetes funktionales Element integriert ist und mindestens eine Kerbkante angeordnet ist und die Leiterplatte zumindest in diesem Bereich teilweise biegbar ausgebildet ist, wobei im Biegeabschnitt des mindestens einen abwinkelbaren Segmentteils als funktionales Element mindestens ein Dickkupfer-Profil angeordnet ist, das bei einer Biegung bleibend verformbar ist.

Description

Mehrlagen-Leiterplatte mit integriertem, plastisch biegbarem Dickkupfer- Profil
Die Erfindung betrifft eine Mehrlagen-Leiterplatte mit integriertem, plastisch biegbarem Dickkupfer-Profil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Im Mittelpunkt der Erfindung steht das Bestreben abwinkelbare, untereinander segmentierte Mehrlagen-Leiterplatten zu schaffen, bei denen es möglich ist, bestimmte Segmente bezüglich den anderen, vorhandenen Segmenten voneinander dauerhaft abzuwinkein und diese Winkelstellung beizubehalten.
Eine solche Ausführung, bei der die Mehrlagen-Leiterplatte mehrfach segmentiert ist und aus verschiedenen Segmentteilen besteht, die zueinander abwinkelbar sind und ihre Abwinklung dauerhaft beibehalten, ist beispielsweise auch Gegenstand der WO 2014/0076233 A1.
Ein wesentlicher Nachteil bei dieser Ausführungsform ist, dass der biegbare Abschnitt aus einem rechteckförmigen Kupferprofil besteht, welches außenseitig die Biegekante der Mehrlagen-Leiterplatte bildet. Dadurch sind nur relativ große Biegeradien möglich, weil der zu biegende Abschnitt lediglich an der Außenseite der Leiterplatte angeordnet ist. Um eine Biegung zu ermöglichen muss er freigestellt werden.
Die Biegung am Außenumfang eines Biegeradius hat ferner den Nachteil, dass ein relativ großer Materialverbrauch entsteht, da hohe Zugkräfte auf das zu biegende Profil entstehen. Hierfür muss an der Oberseite der Leiterplatte eine entsprechende Verankerung geschaffen werden.
Es besteht demnach bei der Biegung die Gefahr des Ausreißens, der Beschädigung und der Faltenbildung der Verbindung zwischen dem zu biegenden Leiterplattenprofil und dem Basismaterial der Leiterplatte. Kennzeichnend für dieses Erfordernis ist, dass das über einen großen Biegeradius gebogene und am Außenumfang der Leiterplatte angeordnete Biegeprofil einem hohen Stress ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sieht die Ausführungsform der WO 2014/0076233 A1 weiteren Verankerungen dieses Biegeprofils in Form von zusätzlichen Anschlussstellen vor.
Sollte das abgebogene Segmentteil zu dem Basisteil dauerhaft in der abgebogenen Stellung verbleiben, wodurch insbesondere eine plastische Verformung im Bereich des abgebogenen Profils stattfindet, ist es bei derartigen, am Außenumfang der Leiterplatte angeordneten Biegeprofilen notwendig, ein dickes Biegeprofil zu verwenden, um die dauerhafte Biegbarkeit zu erreichen. Dünne Biegeprofile würden entweder reißen oder flexibel zurück federn. Dies ist im Sinne der vorliegenden Erfindung jedoch nicht erwünscht.
Bei der genannten Druckschrift ist das zu biegende Profil lediglich in der Außenlage der Mehrlagen-Leiterplatte eingebettet, was mit den oben genannten Nachteilen verbunden ist.
Die gleiche Kritik gilt auch für die DE 196 34 371 A1 , die bei einer Einlagen- Leiterplatte lediglich ein biegbares Profil direkt am Außenumfang der Leiterplatte anordnet.
Dies ergibt sich auch aus der auf dem eigenen Anmelder zurückgehenden DE 10 2006 004 321 A1 , weil dort ebenfalls die biegbaren Profilabschnitte im oberen Bereich der Leiterplattenstruktur angeordnet sind, d. h. also im Bereich einer Außenlage.
Dies führt dazu, dass im Hinblick auf die Dicke des dort verwendeten Materials keine selbsttragende Funktion erreicht wird, was zur Folge hat, dass die dort gezeigte segmentierte Leiterplattenstruktur nicht geeignet ist, eine dauerhafte Abbiegbarkeit der einzelnen, voneinander eine Winkelstellung einnehmenden Segmente zu gewährleisten. Bei dem verwendeten Kupferprofil besteht vielmehr die Gefahr, dass sich das Profil in unerwünschter Weise zurückverformt, wodurch dann zusätzliche Befestigungselemente notwendig sind, um die em' mai abgebogene Lage dieser segmentierten Mehrlagen-Leiterplatte zu fixieren.
Ferner weist die Ausführungsform der DE 10 2006 004 321 A1 stets im Bereich der Kerbkante noch unterhalb des Kupferprofils eine Substratlage auf, welche ebenfalls eine bleibende plastische Verformung im Biegebereich verhindert.
Der Erfindung liegt deshalb ausgehend von der eigenen DE 10 2006 004 321 A1 die Aufgabe zugrunde, eine Mehrlagen-Leiterplatte, bestehend aus einzelnen zueinander segmentierten und voneinander abwinkelbaren Segmentteilen bestehende Mehrlagen-Leiterplatte so weiterzubilden, dass die einzelnen Segmentteile dauerhaft und bleibend ihre einmalig gebogene Lage beibehalten.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass im Biegeabschnitt des mindestens einen abwinkelbaren Segmentteils als funktionales Element mindestens ein Dickkupfer-Profil angeordnet ist, das bei einer Biegung bleibend verformbar ist.
Somit sind bevorzugt im Biegeabschnitt zwischen den einzelnen voneinander abwinkelbaren Segmentteilen einer Mehrlagen-Leiterplatte ein oder mehrere parallel und in gegenseitigem Abstand zueinander angeordnete Dickkupfer- Profile angeordnet, wobei jedes Dickkupfer-Profil so dick ausgebildet ist, dass es bei Biegung bleibend verformbar ist und seine Biegung beibehält.
Mit der gegebenen technischen Lehre wird demnach ein flexibles Biegen eines Dickkupfer-Profils verhindert und stattdessen eine plastische Verformung eines Dickkupfer-Profils angestrebt, welches so dimensioniert sein soll, dass es bei einer Biegung plastisch verformt bleibt und nicht elastisch federnd in seine Rückstellungslage zurückfedert.
Versuche des Anmelders haben gezeigt, dass eine Dicke derartiger Dickkupfer- Profile von mehr als 500 pm notwendig ist, um eine bleibende Verformung oder Abwinklung zu erreichen. Bevorzugt werden Dicken im Bereich von > = 500 μητι bis zu 1 ,5 mm Dicke.
Die Breite eines derartigen Dickkupfer-Profils liegt etwa im Bereich von 500 pm bis zu 12 mm.
Es gibt jedoch auch Anwendungsbeispiele, bei denen noch größere Breiten erforderlich sind.
Wichtig bei der Erfindung ist demnach, dass bei einer Mehrlagen-Leiterplatte die einzelnen über Biegekanten voneinander getrennten Segmentteile zunächst in einer flachen Form bei der Leiterplattenherstellung bestückt und gefertigt werden und dass nach der Fertigstellung der Mehrlagen-Leiterplatte die einzelnen Segmentteile entsprechend den Erfordernissen am Einbauort voneinander abgewinkelt werden und ihre abgewinkelte Lage behalten, ohne dass es weiterer Befestigung oder Stabilisierungen der abgewinkelten Segment-Teile bedarf.
Es kann zwar vorgesehen sein, dass der Basisteil an der Mehrlagen- Leiterplatte noch an irgendeiner Grundplatte oder einem Befestigungsfundament befestigt ist; dies ist jedoch nicht lösungsnotwendig. Es ist in einer anderen Ausführungsform auch möglich, die Mehrlagen-Leiterplatte aus einzelnen miteinander abwinkelbaren Segment-Teilen zu fertigen und das so mehrfach abgewinkelte Segmentteil als selbsttragendes Teil in einer bestimmten Struktur einzubauen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist z. B. die Fertigung einer Leuchte, die sich dadurch auszeichnet, dass an einem mehrfach abgewinkelten Streifen eine Vielzahl von LED-Elementen angeordnet sind, und es bedarf hierbei keinerlei Befestigungen oder Stabilisierungen, um die einmal abgewinkelte Struktur der Mehrlagen-Leiterplatte in dieser Form beizubehalten.
Durch die Anordnung eines integrierten Dickkupferelementes ist zumindest ein Teil der Leiterplatte im Bereich des integrierten Dickkupferelement abwinkelbar und somit mechanisch selbsttragend ausgebildet.
Die Freilegung des zumindest einen Dickkupferelements kann mittels Fräsung oder lasertechnisch mehrfach in Form von V- oder U-förmigen Freilegungen erfolgen. Dadurch können mehrfache Abwinkelungen bis über 180°C ausgebildet werden. Da zumindest ein Teil der Leiterplatte derart selbsttragend ausgebildet ist, ist keine zusätzliche mechanische Befestigung oder Abstützung mehr erforderlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das mindestens eine Dickkupferelement eine laterale Ausdehnung vom zumindest 500 μιη entlang der Biegekante des Kupferelements auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Bereich mit einem Dickkupferelement U-förmig bzw. an mehr als einer Seite mit gewünschter Formgebung freigelegt bzw. die Leiterplatte durchtrennt, wobei dieser innere Bereich nach der Bestückung und Lötung abgewinkelt wird und somit selbsttragend diesen Teil der Leiterplatte in der abgewinkelten Position hält.
Des Weiteren können eine Mehrzahl an Dickkupferelementen in die Leiterplatte integriert werden und die Leiterplatte eine Mehrzahl an Durchtrennungen aufweisen, so dass die Leiterplatte nach der Bestückung und Lötung in ein mehrdimensionales Gebilde abgewinkelt und mittels der Dickkupferelement selbsttragend ausgebildet ist.
In einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zu den Dickkupferelementen im Biegebereich zumindest eine strukturierte Kupferlage mit einer konventionellen Kupferstruktur angeordnet. Des Weiteren ist es möglich, dass zumindest ein Dickkupferelement stromführend ausgebildet ist. Ebenso kann das Dickkupferelement eine wärmeleitende Funktion aufweisen.
Entscheidend ist, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Dickkupfer-Profils beschränkt ist. Es können als funktionales Element ebenso auch andere Metallprofile verwendet werden, wie z. B. Eisenprofile, Aluminiumprofile, Kupferlegierungen und dergleichen mehr.
Die Anordnung des plastisch biegbaren und bleibend biegbaren Profils soll insgesamt drei verschiedene Aufgaben lösen:
1. Die Ermöglichung der Abwinklung von zueinander abgewinkelten Leiterplattensegmenten, wobei die Abwinklung ohne weitere Hilfsmaßnahmen beibehalten bleibt.
2. Die Abführung von Wärme, die durch auf der Leiterplatte durch Bestückung aufgebrachte Bauelemente erzeugt werden.
3. Die Herbeiführung einer Biegefunktion, die nicht lösungsnotwendig durch ein ström leitendes Bauteil erreicht werden muss. Hier kann z. B. auch ein Eisenprofil oder ein anderes Profil verwendet werden, welches nicht zur Stromleitung verwendet wird.
Der Vorteil der Verwendung eines Dickkupfer-Profils ist jedoch, dass es alle drei Aufgabenstellungen gleichzeitig löst und kein anderes Element hierzu verwendet werden muss.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : Draufsicht auf eine noch unverformte Mehrlagen-Leiterplatte
Figur 2: Seitenansicht der Mehrlagen-Leiterplatte nach Figur 1
Figur 3: im Vergleich zur Figur 2 abgewinkelte Mehrlagen-Leiterplatte
Figur 4: ein gegenüber Figur 2 und 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit einer durch Bauteile bestückten Mehrlagen-Leiterplatte
Figur 5: Schnitt durch die Mehrlagen-Leiterplatte in Höhe der Linie V-V
Figur 6: Schnitt durch die Biegekante der Mehrlagen-Leiterplatte in Höhe des Teiles Vl-Vl
Figur 7: eine Schliffbildaufnahme einer Mikroskop-Aufnahme der Biegekante der Mehrlagen-Leiterplatte
Figur 8: eine abgewandelte Ausführungsform, bei der das Segment nicht nur um eine einzige Biegekante, sondern um eine hierzu senkrechte Drehachse verdrehbar ist in Draufsicht
Figur 9: die Seitenansicht der Anordnung nach Figur 8 Die Figur 1 bis 3 zeigt eine Mehrlagen-Leiterplatte 1 aus einem üblichen Leiterplattenmaterial, welche z. B. aus FR-4 besteht, in der mehrere Innen- und Außenlagen angeordnet sind.
Es ist lediglich beispielhaft dargestellt, dass die Mehrlagen-Leiterplatte 1 aus einem Basisteil 2 mit darin angeordneten Befestigungsbohrungen 4 besteht und dass von diesem Basisteil 2 ein oder mehrere Segment-Teile 3 abwinkelbar sind, die nach der Abwinklung ihre Form bleibend erhalten, wie dies in Figur 3 dargestellt ist.
Statt der Anordnung eines einzigen Segmentteils 3 an der Mehrlagen- Leiterplatte kann die Mehrlagen-Leiterplatte auch aus einer Vielzahl von aneinander anhängenden Segmentteilen 3 bestehen, so dass also das Basisteil 2 überhaupt entfällt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Mehrlagen-Leiterplatte durch ein Basisteil 2 dargestellt, welches über eine Anzahl von mehreren parallel zueinander angeordneten Dickkupfer-Profilen 5 abwinkelbar mit einem Segmentteil 3 verbunden ist.
Die Dickkupfer-Profile 5 können durchaus unterschiedlichen Querschnitt und unterschiedliche Abmessungen zeigen, wie dies in Figur 1 dargestellt ist.
Gemäß Figur 1 wird eine Biegelinie 6 definiert, die eine Kerbkante 9 bildet (siehe Figur 3), wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel die Kerbkante 9 nicht durchgeht, sondern am unteren Ende der Mehrlagen-Leiterplatte einen offenen Biegespalt 8 ausbildet. Der Biegespalt 8 ist somit bevorzugt Bereich im Biegeabschnitt 10 angeordnet und erstreckt sich beispielsweise von der Seitenfläche in die Mitte der Leiterplatte 1. Durch die Anordnung eines durchgängigen bzw. offenen Biegespaltes 8 ist eine leichtere plastische Verformung des Segmentsteils 3 im Bereich des Biegeabschnittes 10 möglich. Die Tiefe der Kerbkante 9 ist so gewählt, dass die Tiefe der Kerbkante entweder an der Unterseite des Dickkupfer-Profils 5 enden kann, wodurch es optisch sichtbar freigelegt wird. Im Biegeabschnitt 10 erstreckt sich somit die Kerbkante 9 bis zu dem Dickkupfer-Profil 5.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Tiefe der Kerbkante geringer ist, wodurch noch eine aus dem Basismaterial 17 der Mehrlagen-Leiterplatte bestehende Materialschicht 24 beibehalten werden kann.
Es ist sogar möglich, dass bei einer Verlegung des Dickkupfer-Profil 5 mehr in den Mittenbereich des Querschnitts (gemäß Figur 5), sogar von beiden Seiten her eine Kerbkante 9 angebracht werden kann.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel bleibt auch noch oberhalb des abgebogenen Abschnittes eine dünne Materialschicht 25 des Basismaterials 17 erhalten, die aber gegebenenfalls abgesprengt werden kann.
Es gibt also Anwendungsfälle, bei denen das Dickkupfer-Profil sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite durch den Kerbkante 9 hindurch von beiden Seiten her sichtbar ist.
Die Abbiegung erfolgt gemäß Figur 2, z. B. in Pfeilrichtung 7, so dass sich der Zustand nach Figur 3 ergibt. Es wird ein Biegewinkel 16 von 5° bis 90° erzielt. Es können auch mehrere hintereinander liegende Kerben vorhanden sein, wobei in Figur 3 nur eine einzige Kerbkante 9 gezeigt ist, die durch einen Kerbwinkel 19 von z. B. 90° vorhanden ist. Soll der Biegewinkel 16 noch 90° sein, müsste der Kerbwinkel 19 120° betragen.
Der Kerbwinkel 19 ist durch die beiden Kerblinien 20 gekennzeichnet, wie in Figur 2 dargestellt.
Mit der gegebenen technischen Lehre wird also ein Biegeabschnitt 10 zwischen mehreren Teilen einer Mehrlagen-Leiterplatte 1 definiert, wobei - wie vorhin angegeben - auch ein Materialabschnitt 11 oberhalb der Kerbkante 9 beibehal- ten sein kann oder auch abgesprengt wird. Dies ist anhand der Figur 4 mit der Materialschicht 25 dargestellt.
Wichtig ist, dass das Dickkupfer-Profil 5 in einem Mehrlagen-Verbund einer Leiterplatte integriert ist, d. h. das Dickkupfer-Profil 5 kann auch zur Stromführung und zur Wärmeableitung herangezogen werden.
Des Weiteren können noch weitere Leiterbahnen 12 in dem Mehrlagen- Leiterverbund vorhanden sein, wie dies beispielsweise in Figur 1 dargestellt ist. Diese Leiterbahnen 12 sind von dem Basisteil 2 auch in das Segmentteil 3 geführt.
Dies ergibt sich auch aus Figur 5, wo erkennbar ist, dass eine Vielzahl von Leiterbahnen an der Oberseite, Unterseite und im Mittenbereich der Innen- und Außenlagen der Mehrlagen-Leiterplatte im Segmentteil 3 vorhanden sind.
Dies ergibt sich auch aus Figur 4, wobei weitere Einzelheiten offenbart sind. Dort ist insbesondere erkennbar, dass Kontaktierungsbohrungen 13 in der Mehrlagen-Leiterplatte 1 vorhanden sind und dass auch noch zusätzliche Wärmeleitbohrungen (Thermo-Vias) 14 vorhanden sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Anzahl von wärmeabgebenden Bauteilen 15 (LED) angeordnet. Es ist hierbei besonders wichtig, dass diese die Wärmeabfuhr auch über das Dickkupfer-Profil 5 realisieren.
Die Figur 6 zeigt den Schnitt durch die Biegelinie 6, wobei möglicherweise oberhalb und unterhalb noch zusätzliche Materialschichten vorhanden sein können.
Die Figur 7 zeigt eine mikroskopisch vergrößerte Schnittansicht im Bereich der Biegelinie, wobei die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es ist bei Bezugszeichen 21 dargestellt, dass die dort befindliche Materialschicht 25 aufgebrochen ist. Es handelt sich um keine bevorzugte Ausführungsform, sondern lediglich um ein Beispiel aus der Praxis. Ebenso ist erkennbar, dass die Leiterbahnen 12 im oberen Bereich unterbrochen sind, ebenso wie im unteren Bereich der Mehrlagen-Leiterplatte 1.
Die übrigen Leiterbahnen sind jedoch hindurchgeführt und reichen von dem Basisteil 2 in das Segmentteil 3 hinüber, wobei eine solche Hindurchführung nur in Figur 1 dargestellt ist, während in Figur 7 diese Leiterbahnen unterbrochen sind. Es ist auch erkennbar, dass die Leiterbahn 12 mindestens teilweise stromleitend mit dem Dickkupfer-Profil 5 verbunden sein können.
Die Figuren 8 und 9 zeigen als abgewandeltes Ausführungsbeispiel auch eine dreidimensionale Verbiegung, wobei erkennbar ist, dass das Dickkupfer-Profil nunmehr nicht aus einem Rechteckprofil besteht, sondern bevorzugt aus einem Rundprofil. Dieses Rundprofil ist in zwei zueinander senkrechten Ebenen biegbar, nämlich sowohl in der X- als auch in der Y-Ebene, was bedeutet, dass es einerseits entlang der Biegekante 6 abgewinkelt werden kann und andererseits entlang der Drehachse 23 in Pfeilrichtung 22 verdreht werden kann.
Es ergibt sich dann ein verdrehter Aufbau, wie es beispielsweise in Figur 9 dargestellt ist, der noch zusätzlich entlang der Biegelinie 6 abgeknickt werden kann.
Anstatt eines Rundprofils für das hier verwendete Dickkupfer-Profil nach den Figuren 8 und 9 kann auch eine andere in zwei zueinander senkrechten Ebenen biegbare Profilstruktur verwendet werden, wie z. B. auch ein Flachprofil, ein Mehrkantprofil, Ovalprofil oder dergleichen mehr. Zeichnunqslegende
Mehrlagen-Leiterplatte
Basis-Teil
Segment-Teil
Befestigungsbohrung
Dickkupfer-Profil
Biegelinie
Pfeilrichtung
Biegespalt
Kerb kante
Biegeabschnitt
Materialabschnitt
Leiterbahn
Kontaktierungsbohrung
Wärmeleitbohrung (Thermo-Via)
Bauteil
Biegewinkel
Basismaterial
Kerbprofil
Kerbwinkel
Kerblinie
Aufbruch
Pfeilrichtung
Drehachse
Materialschicht
Materialschicht

Claims

Patentansprüche
1. Mehrlagen-Leiterplatte (1 ) umfassend mindestens ein abwinkelbares Segmentteil (3), wobei in einem Biegeabschnitt (10) des Segmentteils (3) mindestens ein biegbar ausgebildetes funktionales Element integriert ist und mindestens eine Kerbkante (9) angeordnet ist und die Leiterplatte (1 ) zumindest in diesem Bereich teilweise biegbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Biegeabschnitt (10) des mindestens einen abwinkelbaren Segmentteils (3) als funktionales Element mindestens ein Dickkupfer-Profil (5) angeordnet ist, das bei einer Biegung bleibend verformbar ist.
2. Mehrlagen-Leiterplatte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Biegeabschnitt (10) mehrere beabstandet angeordnete Dickkupfer- Profile (5) abwinkelbar mit einem Segmentteil (3) verbunden sind.
3. Mehrlagen-Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Biegeabschnitt (10) die Kerbkante (9) bis zu dem Dickkupfer- Profil (5) erstreckt.
4. Mehrlagen-Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickkupfer-Profil (5) zumindest eine Dicke im Bereich von > = 500 pm bis zu 1 ,5 mm aufweist.
5. Mehrlagen-Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickkupfer-Profil (5) zumindest eine Breite im Bereich von 500 pm bis zu 12 mm aufweist.
6. Mehrlagen-Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leiterbahn (12) zumindest teilweise stromleitend mit dem Dickkupfer-Profil (5) verbunden ist.
7. Mehrlagen-Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickkupfer-Profil (5) ein Rundprofil, ein Flachprofil, ein Mehrkantprofil oder einem Ovalprofil aufweist.
8. Mehrlagen-Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1 ) mindesten ein Basisteil (2) aufweist, an welchem das abwinkelbare Segmentteil (3) angeordnet ist.
9. Mehrlagen-Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Biegeabschnitts (10) mindestens ein offener Biegespalt (8) ausgebildet ist.
10. Mehrlagen-Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Leiterbahn (12) über den Biegeabschnitt (10) geführt ist.
1 1 . Verfahren zur Herstellung einer Mehrlagen-Leiterplatte (1 ), welche mindestens ein abwinkelbares Segmentteil (3) umfasst, wobei in einem Biegeabschnitt (10) des Segmentteils (3) mindestens ein biegbar ausgebildetes funktionales Element integriert ist und mindestens eine Kerbkante (9) angeordnet ist und die Leiterplatte (1 ) zumindest in diesem Bereich teilweise biegbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen über die Kerbkanten (9) voneinander getrennten Segmentteile (3) zunächst in einer flachen Form bei der Leiterplattenherstellung gefertigt und bestückt und gefertigt werden und dass nach der Fertigstellung der Leiterplatte (1 ) die einzelnen Segmentteile (3) entsprechend den Erfordernissen am Einbauort im Biegeabschnitt (10) voneinander abgewinkelt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Freilegung des zumindest einen Dickkupfer-Profils (5) mittels Fräsung oder mittels eines Lasers in Form von V- oder U-förmigen Freilegungen erfolgt.
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