多层电路板以及具有此多层电路板的电子设备的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的多层电路板以及相应的设备。

背景技术：

具有多个导电的层的多层电路板众所周知地被用于高度集成的电路。在传动装置控制部中，使用到具有被用作控制单元的且配备有元器件的电路板的电装置。在电路板上也可以设有结构组件，例如用于供电、通信等的通向车辆的插接件，以及包括传感器在内的通向传动装置的插接件、和通向阀的接触部。

由于对于传动装置控制部的越来越高的要求，在电路板上安装有越来越多的构件，这种构件部分地也对于温度很敏感。这导致电路板上的配备情况变得越来越拥挤或紧凑，并且也必须提供将布置在电路板上的构件进行冷却的可能性。

在de102015210099a1中，为了解决对布置在电路板上的构件进行冷却的问题，提出了具有电路板的电子部件或装置及其制造方法。该装置以如下方式设计，即，使被装配在电路板上的电子构件向着作为减热部的金属壳体进行冷却。附加地需要用于充分的建立冷却关系的导热材料。

在de102011088256a1中提出了一种电路板，该电路板为了其运行需要导热的金属化的端面以用于冷却。

在de102011076817a1中提出了一种用于电子传动装置控制部的电路板，该电路板为了其运行需要强化的微型贯通接触部。

由现有技术得到的缺点是，为了电路板的运行，需要如减热部或导热材料的附加的部件，这些部件在制造时需要附加的流程步骤并且部分地也需要成本过高的装配流程，并且因此也使得这种电路板的成本昂贵。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是提供一种多层电路板以及具有多层电路板的电子设备，通过它们克服了所提及的缺点。

该任务根据本发明通过独立权利要求的特征解决。有利的设计方案是从属权利要求的主题。

提供了一种多层电路板，其由如下形成：具有上侧和下侧的载体板；以及至少一个布置在载体板的上侧上的能导电的上内分层和布置在上内分层上的电绝缘的上中间层；以及布置在最外的绝缘的上中间层上的、形成载体板的上侧的最外分层的能导电的上外分层；以及至少一个布置在载体板的下侧上的能导电的下内分层和布置在下内分层上的电绝缘的下中间层；以及布置在最外的绝缘的下中间层上的、形成载体板的下侧的最外的分层的能导电的下外分层，并且其中，上外分层和/或下外分层配备有元器件，并且其中，在其中一个内分层中引导的导体迹线分别沿相互不同的优势方向引导，这些导体迹线与在其中另一内分层中引导的导体迹线连接，并且导体迹线之间的区域被供以电势。

通过所说明的排布构思可以降低所要求的铜层的数量，这是因为不要求专门的接地层。通过特殊的布置，亦即使得每个内分层仅具有沿一个方向(即优势方向)被引导的导体迹线，得到的优点是，构成了与导体迹线引导部平行的导热通道，从而由此可以实现高效的冷却。

在一个设计方案中，在一个内分层中引导的导体迹线基本上相互平行地延伸，并且待与之连接的并且在相邻的内分层中引导的导体迹线基本上与之正交地延伸。

在一个设计方案中，在电势中形成的并且与每个导体迹线平行地延伸的导热通道分别设有至少一个能导热的贯通接触部。

通过优选相互正交地构成的并且经由贯通接触部相互连接的导热通道的构造方案，在这些内分层中得到了密集的导热通道的网络，该网络能够实现非常均匀的热分布。此外，基于导体迹线的和由此形成的导热通道的引导所得到的优点在自身抗干扰性和辐射特性方面是很卓越的，这是因为导热通道以相同的方式作为用于在相邻的排布通道内的信号经由密集的竖直的贯通接触部的对称的返回导体起作用，并且提供了阻抗很低的接地结构。

在一个设计方案中，将多个导体迹线组合为导体迹线组，并且在电势中形成的并且与其中每个导体迹线组平行地延伸的导热通道分别设有至少一个能导热的贯通接触部。

通过将多个导体迹线组合成优选具有同类的电特性的信号组，即例如组合成模拟线路组，实现了高效的集束，并且可以高效地经由位于其之间的例如构造为接地结构的电势结构屏蔽了非同类的信号，在此实施例中例如是数字线路。

在一个设计方案中，将多个能够导热的贯通接触部相互以预先给定的间距布置。因此可以产生密集的能导热的通道的网络，并且因此在多层电路板内部实现高效的冷却。

在一个设计方案中，上和/或下外分层设有导体迹线。因此，可以将现有的位置也用于元器件的接触部，尤其是用于具有高电流需求的元器件的接触部。

在一个设计方案中，电流供应线路信号经由在外分层上的构造为第一导体通路的导体迹线地在至少两个布置在此外分层上的并且待相互电连接的元器件之间引导，而返回线路信号经由在与外分层直接相邻的第一内分层上的构造为第二导体通路的导体迹线引导。

在一个设计方案中，第一导体通路被分配到上外分层和下外分层上，并且经由上和下外分层之间的能导电的贯通接触部或贯通插接接触件实现第一导体通路的部分的连接。

通过将外分层用于信号线路或电流线路，得到的优点是，不需要用于实现电流输送的贯通接触部。因此，可以经由电流供应线路路径并且也经由电流返回线路路径提供具有近似恒定的横截面的电流路径，该电路路径不被能导电的贯通接触部的孔变细。此外，避免了热阻抗和与之相关的在电流输送部和电流回引部的引导或排布时的损失。此外，为了将用于电流回引所需的能导电的贯通接触部连接起来，可以使用电流供应线路路径之外的或与电流供应线路路径相邻的区域。

在一个设计方案中，与上外分层直接相邻的上中间层具有小于100μm的厚度，并且/或者与下外分层直接相邻的下中间层具有小于100μm的厚度。

通过在外分层上的扩宽的导体通路，在电流供应线路与电流返回线路之间得到了增大的重叠面积。由此得到的优点是，使得外分层与第一内分层之间的间距降低成为可能。此外，由于降低了间距能够实现电流供应线路与电流返回线路的改进的反向平行的取向。因此可以保证改进的系统对称性，并且实现了改进的与频率无关的磁场消除或磁场降低。

还提出了一种电子设备，其具有壳体和布置在其中的前述的多层电路板。

当在电子设备的结构中，无法有效地实现作用到冷却体上的接驳以便冷却被装配在电路板的两侧的电子构件时，这是因为未能实现附加的外部的冷却元件或接驳到例如传动装置钟形件的金属减热部，则可以使用自身冷却的所描述的多层电路板。因此，可以省去流程步骤、附加的易发故障的构件并且节约成本。

本发明的另外的特征和优点从如下的本发明的实施例的描述中根据示出了根据本发明的细节的附图并且从权利要求得到。各个特征可以自身单独地实现，或与多个特征以任意组合在本发明的变体中实现。

附图说明

在下文中根据附图详细说明本发明的优选实施方式：

图1示出根据本发明的实施方式的多层电路板的截面图；

图2a和2b示出根据本发明的实施方式的多层电路板的第一上内分层和第一下内分层的俯视图；

图2c示出根据本发明的实施方式的来自图2a和2b的多层电路板的叠置的第一上内分层和第一下内分层的俯视图；

图2d示出在图2c中所示的叠置的内分层的透视图；

图3示出根据本发明的实施方式的导体迹线引导部的截面图；

图4示出在图3中所示的实施方式的透视图；

图5示出根据本发明的实施方式的导体迹线引导部的截面图；

图6示出根据本发明的实施方式的具有多层电路板的电子设备的示意性的结构；

在以下的附图描述中，相同的元件或功能被设有相同的附图标号。

具体实施方式

为所描述的目的提供了具有至少四个能导电的层的多层电路板，其中，其中两个被构造为外分层，即被构造为其上不具有另外的层的并且可配备以元器件的最外的层。此外，四个能导电的层中的至少两个另外的层构造为内分层。能想到另外的内分层，但以下描述仅涉及两个内分层，这是因为所使用的原理可被赋予另外的内分层。

图1示出了根据本发明的实施方式的多层电路板100的截面图。所示的多层电路板100具有四个能导电的层或者说覆层21、22、31、32。这些层优选由例如是铜的导电的材料形成。

在图1中可见，在多层电路板100的最外的上侧2和最外的下侧3上形成有两个最外的层。这两个最外的层在下文中根据其布置方式被称为上外分层21或下外分层31。通过如下方式来构建多层电路板100，即，将各个能导电的层21、22、31、32和电绝缘的层23、33交替地施加到载体层1上。载体层1在此优选是电绝缘的层，从而可以施加能导电的层作为第一层，例如在图1中所示的第一上内分层22和/或第一下内分层32。

在外分层21或31与载体层1之间布置有至少一个另外的层，在下文中根据其布置方式将其称为上内分层22或下内分层32。内分层22或32中的每个与每个相邻的层通过电绝缘的中间层分离。在图1中仅存在中间层23或33，这是因为仅示出了上和下内分层22、32以及上和下外分层21、31。

借助已知的方法将层21～23或31～33分别相继施加在载体层上。

在设计所提出的多层电路板100时得到的主要的特征是，导体迹线6在各个内分层22或32中的引导(仅)沿一个优势方向进行。在图2a和2b中，分别示出了针对在多层电路板100的不同的内分层22或32中的导体迹线6的优势方向。图2a作为俯视图示出了第一上内分层22。在此，也部分地布置成组的导体迹线6仅沿一个方向(在图2a中是垂直方向)布置或排布。在图2b中以俯视图示出了第一下内分层32。在此，导体迹线和导体迹线组6沿与第一上层22中的导体迹线6的方向不同的、优选是与其正交地延伸的方向(在图2b中被示出为水平方向)布置或排布。图2c示出了在图2a和图2b中所示的两个内分层22和32的俯视图，其中，在此实际上不可见的下内分层32的导体迹线和导体迹线组6同样是可见的。也可看到的是，热贯通接触部9和所示的用于在将内分层叠置起来或者说完成多层电路板100之后将两个内分层22和32中的导体迹线6连接起来的能导电的贯通接触部5直接相互对置。载体层1和绝缘的中间层23或33在此为更好地图示未示出。这也可在图2d中看出，图2d示出了在图2c中所示的实施方式的透视图，而未示出载体板1并且未示出绝缘的中间层23或33。

此外，多层电路板100的所有不被用于分拆导体迹线6的区域被供以电势7，例如接地。这又经由已知的方法进行。由将导体迹线6沿针对其中每个内分层22或32的优势方向的布置并且供以电势7得到的优点是，平行于所引导的导体迹线6地构成导热通道8，导热通道8在图中作为箭头示出。在此可能的是，给每个导体迹线6配属有自己的导热通道8。导体迹线组6也可以紧密地布置或排布有m*n个导体迹线6。可以给将例如模拟线路或数字线路集束起来的这些组6分别配属有唯一的总导热通道8。因此，当导体迹线6或导体迹线组6如在图2a和2b中所示相互正交地布置时，在上或下内分层22或32中得到了相互正交地布置的导热通道8。

此外，将竖直的热贯通接触部9密集地引入到导热通道8内，热贯通接触部9将各个导电层(在此为内分层22和23)相互热学连接。因此，在内分层22和32中在导热通道8上构建了密集的网络，从而使得通过电流引导部和/或元器件所产生的热可以很好地分布在多层电路板100的所有区域内。

虽然可识别到各个的连接部延长了，但是因为不使用用于直接连接的斜穿排布，所以在此总体上是所指明的优点明显胜出。

在一个改进方案中，也将外分层21或31用于导体迹线引导，只要在待布置在多层电路板100上的构件4或41～43之间存在所用的位置。在此，又应注意的是，相邻的层21、22和31、32分别相互垂直地被分拆。

此外，从所说明的排布构思中得到的优点在自身抗干扰性和辐射特性方面同样是很卓越的，这是因为导热通道8以相同的方式作为用于在相邻的排布通道内的信号经由密集的竖直的贯通接触部的对称的返回导体起作用，并且提供了阻抗很低的接地结构。

此外，可以将具有同类的电特性的信号组或导体迹线组6(即例如模拟线路)高效地集束，并且可以高效地经由接地结构屏蔽了例如是数字线路的非同类的信号。

此外，多层电路板100被简化，这是因为不需要金属化的端面和微型贯通接触部。此外，可以通过所阐述的排布构思降低了所要求的铜层的数量，即尤其是内分层22或32的数量，这是因为由于为不用于分拆导体迹线6的多层电路板100的区域供以电势7，所以不需要专门的接地层。

在另一实施方式中示出了应用于具有提高了的电流需求的信号的经简化的功率排布构思。

在图3中示出了被设计用于提高了的电流需求的供电线路的设计方案。例如，被称为电流供应线路或被称为第一导体通路61的供电线路在外分层21内从与电源连接的车辆插接件41经由电子开关4通向终端级4，该终端级的输出端通向阀插接件4，阀插接件又接触作为促动器的阀。经由第二导体通路62引导回来，第二导体通路62优选布置在第一内分层22中，即布置在直接与外分层21相邻地布置的层中。图4示出了图3的透视图，其中可很好地识别到的是，电流输送部，即第一导体通路61，大面积地构成，也就是说不被贯通接触部中断。

简化的功率排布构思通过将电流供应线路信号排布在其中一个外分层21或31上地具有多种优点。不需要能导电的贯通接触部来实现电流输送，以此，经由电流供应线路路径，即第一导体通路61，提供了具有近似恒定的横截面的电流路径，该电流路径不被能导电的贯通接触部的孔变细。此外，避免了热阻抗和与之相关的在电流输送部排布时的损失。

通过将电流返回线路信号，即第二导体线路62，直接在电路供应线路信号的，即第一导体线路61的下方地排布与外分层21相邻的第一内分层22上，使得经由电流返回线路路径也可以提供具有近似恒定的横截面的电流路径，该电流路径不被贯通接触部的孔变细。此外，在此也避免了热阻抗和与之相关的在排布电流回引部时的损失。为了将用于电流回引所需的能导电的贯通接触部5连接起来，可以使用电流供应线路路径61之外的或与电流供应线路路径61相邻的区域。

此外，提供供应线路信号的所要求的导线横截面可以通过在外侧21上的扩宽的导体通路61来实现，而非并行地使用多个层。同样情况适用于通过在与外分层21相邻的内分层22上的扩宽的导体线62来提供电流返回线路信号的所要求的导线横截面。在此也不需要并行地使用多个层。

由此布置所得到的优点是，提供了在电流供应线路与电流返回线路之间的增大的重叠面积。导体通路61和62的宽度在此取决于所需要的电流需求，并且由本领域技术人员根据应用来确定。

附加地，可以将也被称为第一中间层23或33的薄的绝缘介质使用在外分层21或31与相邻的内分层22或33之间，绝缘介质例如具有d<100μm的厚度。由此得到的优点是，在外分层21或31与第一内分层22或33之间可以建立降低的间距。与增大的重叠面积组合地，可以将作为热源的外分层21或31到第一内分层22或33的过渡热阻降低到最小值，该第一内分层与多层电路板中的另外的能导电的面组合地作为减热部起作用。此外，通过间距d的降低能够实现电流供应线路和电流返回线路的改进的反向平行的取向。以此可以保证改进的电流对称性并且实现改进的与频率无关的磁场消除或磁场降低。

在图5中示出了图3中的布置的改进方案。当外分层21或31上的可供使用的导体迹线宽度不足以承载要求的供应电流时，会要求该改进方案。因此，可以将电流分成相同部分到两个外分层21和31上。供应电流因此不仅仅在两个外分层21和31中的一个上引导。因此，将针对图3和图4所说明的布置镜像对称地布置到对置的电路板侧上，即例如从上侧2镜像对称地布置到下侧3上。为了产生相应的传导连接，例如使用能导电的贯通接触部5，例如插接件的贯通插接接触件。其输入端或输出端对置，从而通过多层电路板100可以建立直接连接，如在图2d、3和5中可见。以此，不仅将电流供应线路的横截面加倍，而且将过渡面积加倍。此外，将热阻减半并且不影响电流对称性。

在图6中示出了一种电子设备，所描述的多层电路板100可以布置在其中。为此，将多层电路板100例如装配在塑料壳体200上。此外，多层电路板100与通向包括电源、通信等的车辆的插接件、通向包括传感器等的传动装置42的插接件和通向传动装置中的阀的接触部，即阀插接件43连接。壳体用盖201封闭，从而使一个或多个传动装置插接件42和一个或多个车辆插接件41从中露出来，以便提供连接到壳体200的内部中的、尤其是通向多层电路板100连接的可能性。此结构廉价地实现。多层电路板100自身在大约105～120℃的环境温度下运行。然而，在此结构中无法实现到冷却体的有效的接驳，以便冷却装配在电路板两侧的电子构件，这是因为未能实现附加的外部的冷却元件或接驳到例如传动装置钟形件的金属减热部。因此，来自现有技术的解决方案无法在此使用，并且电路板自身必须设计得使其自身充分地可冷却，并且因此保证被装配在电路板的两侧上的电子构件的无干扰的运行。这通过前述多层电路板将得以保证。

附图标号列表

100多层电路板

1载体板

2载体板的上侧

21上外分层

22第一上内分层

23第一上中间层

d中间层23和33的厚度

3载体板的下侧

31下外分层

32第一下内分层

33第一下中间层

4电子元器件

41车辆插接件

42传动装置插接件

43阀插接件

5能导电的贯通接触部

6导体迹线

61第一导体通路

62第二导体通路

7接地

8导热通道

9热贯通接触部

300电子设备

200壳体

201盖