电路板装置以及用于制造电路板装置的方法与流程

本发明涉及一种电路板装置，其具有多个导电地相互连接的电路板。本发明还涉及一种用于制造电路板装置的方法。

背景技术：

电气设备的、特别是日用电器或家用电器的电子器件，可以在多个不同的电路板上运行，其中，电路板导电地相互连接。例如可以提供第一电路板，例如基础电路板，其具有较少数量（例如2个）的导体层（例如铜层）。第一电路板可以用于提供基本功能。此外，还可以提供第二电路板，例如模块电路板，其具有较大数量（例如4或4个以上）的导体层。此外，第二电路板可以属于比第一电路板更高级和/或更高价值的电路板技术（例如hdi电路板技术）。第二电路板可以用于提供拓展功能。可能时第二电路板可以使用在不同类型的电气设备中。

不同的电路板可以用于分别以优化成本和结构空间的方式提供不同的功能。不同的电路板可以通过板对板（b2b）插塞连接器相互连接。在此，两个不同的电路板典型地被单独制造和测试。电路板然后可以在通过手工或机器安装时被相互连接、特别是插接。此外，典型地使用机械的固定装置（例如保持框或旋拧结构或粘接结构），以便持久和安全地连接不同的电路板。

技术实现要素：

插塞连接器和机械的固定装置的使用典型地是高成本的和高工作量的。本文献研究的任务是，将不同的电路板以有效的方式电气地和机械地相互连接。

该任务通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式尤其在从属权利要求中定义、在接下来的说明中描述或在附图中示出。

按照本发明的一个方面，说明了一种用于电子电路的电路板装置。电子电路可以使用在电气设备中，例如使用在日用电器或家用电器中。电路板装置包括第一电路板，该第一电路板带有在第一电路板的前侧上的一个或多个导电的第一接触部位。第一电路板典型地装备有一个或多个电子构件（例如装备有至少一个电阻、至少一个电容器、至少一个线圈、至少一个ic（集成电路）构件等）。第一电路板的前侧和可能时后侧在此也可以分别装备有一个或多个电子构件。

此外，所述电路板装置还包括第二电路板，该第二电路板带有在第二电路板的后侧上的一个或多个导电的第二接触部位。第二电路板典型地装备有一个或多个电子构件（例如装备有至少一个电阻、至少一个电容器、至少一个线圈、至少一个ic构件等）。第二电路板的后侧和可能时前侧在此也可以分别装备有一个或多个电子构件。

第一电路板典型地大于第二电路板。第二电路板例如可以具有比第一电路板的面积小特定系数的面积。所述系数可以例如是1.5、2、3或更多。

第一电路板和第二电路板分别典型地包括一个或多个（例如铜制的）导体层，导体层可以用于提供在相应的电路板的一个或多个构件之间的印制导线。在此，至少一个导体层处在第一电路板的前侧上并且一个导体层处在第二电路板的后侧上。此外，第一导体层也典型地具有在后侧上的导体层并且第二导体层具有在前侧上的导体层。此外，第一电路板和第二电路板具有一个或多个导体层，所述导体层分别作为中间层布置在相应的电路板的前侧和后侧之间。第二电路板总体上具有比第一电路板更大数量的导体层。

电路板装置还包括至少一个间隔元件，该间隔元件带有一个或多个在间隔元件的后侧上的印制导线并且带有一个或多个在间隔元件的前侧上的印制导线。在此，后侧的一个或多个印制导线与前侧的一个或多个印制导线导电地连接。间隔元件因此具有将间隔元件的后侧和间隔元件的前侧导电地连接起来的印制导线。间隔元件在此可以构造成关联式构件。间隔元件的前侧和后侧尤其固定地和/或不可分离地或不可拆开地彼此连接。间隔元件可以例如构造成板，所述板具有在前侧上的一个或多个印制导线和在后侧上的一个或多个印制导线。因此可以使用成本有效的和机械稳定的间隔元件。

间隔元件的后侧的一个或多个印制导线与在第一电路板的前侧上的一个或多个第一接触部位（例如焊垫）焊接。此外，间隔元件的前侧的一个或多个印制导线与第二电路板的后侧的一个或多个接触部位（例如焊垫）焊接。因此可以提供一种由至少两个电路板构成的电路板装置，所述两个电路板以成本有效和机械稳定的方式相互连接。

间隔元件可以包括一个或多个通孔（durchkontaktierung）或过孔。在此，通孔将间隔元件的前侧和后侧连接起来。间隔元件的后侧的一个或多个印制导线尤其可以通过一个或多个通孔与间隔元件的前侧的一个或多个印制导线导电地连接。所述一个或多个通孔在此可以固定地安装和/或是不可分离的或不可拆开的。所述一个或多个通孔例如可以由在间隔元件中的钻孔构造。所述一个或多个通孔可以备选或补充性地在间隔元件的至少一条棱边上延伸。因此可以实现在间隔元件的前侧上的印制导线与在间隔元件的后侧上的印制导线的成本有效的接触。

间隔元件可以包括间隔电路板或间隔元件可以构造成间隔电路板。电路板可以由电路板材料（例如纤维增强的塑料）制成。此外，间隔电路板可以包括用于间隔元件的后侧的一个或多个印制导线的第一导体层。此外，间隔电路板可以包括用于间隔元件的前侧的一个或多个印制导线的第二导体层。印制导线在此可以通过典型的电路板制造过程，例如通过蚀刻过程设立。因此能提供一种成本有效的间隔元件。

间隔元件优选具有这样一个高度，该高度使得能在第二电路板的后侧和第一电路板的前侧之间的间隙内放入至少在第二电路板的后侧上的、特别是既在第二电路板的后侧上的也在第一电路板的前侧上的一个或多个电子构件。因此提供了一种特别成本有效的电路板装置。

间隔元件可以构造成立方体。此外，间隔元件可以具有特定的高度，通过所述特定的高度限定了在第一电路板和第二电路板之间的间距。此外，所述间隔元件可以具有特定的宽度和特定的长度，其中，所述间隔元件的宽度和长度形成了一个基本面，间隔元件用该基本面接触第一电路板的前侧。

所述间隔元件可以布置在第二电路板的一条棱边上。在此，所述间隔元件可以至少部分与第二电路板叠合。这就是说，间隔元件的基本面的一部分可以布置在第二电路板的下方，并且接触第二电路板的后侧。此外，间隔元件可以至少部分伸出第二电路板的所述棱边。间隔元件可以与第二电路板叠合达50%或更多和/或达10%或更多。此外，间隔元件可以伸出第二电路板的所述棱边达50%或更少和/或达10%或更多。因此在制造电路板装置时能实现对焊接部位的有效的、自动化的光学检查。

电路板装置在第二电路板的至少两个不同的（例如对置的）棱边上典型地具有至少两个间隔元件。因此实现了电路板的特别稳定的固定。

按照另一个方面，说明了一种电子电路，该电子电路包括在本文献中说明的电路板装置。

按照另一个方面，说明了一种电气设备、特别是日用电器或家用电器，其包括在本文献中说明的电路板装置。

按照另一个方面，说明了一种制造用于电子电路的电路板装置的方法。所述方法包括建立起在间隔元件的前侧上的一个或多个印制导线与在第二电路板的后侧上的一个或多个导电的第二接触部位（例如焊垫）之间的一个或多个焊接结构。因此可以制造一种部分装置，在该部分装置中，间隔元件被导电地并且机械稳定地固定在第二电路板上。

此外，所述方法还包括建立起在间隔元件的后侧上的一个或多个印制导线与在第一电路板的前侧上的一个或多个导电的第一接触部位之间的一个或多个焊接结构。所述部分装置尤其可以通过所述焊接结构与第一电路板导电地并且机械稳定地固定。

间隔元件的后侧的一个或多个印制导线在此与间隔元件的前侧的一个或多个印制导线导电地连接。因此能以有效的方式提供一种电路板装置，在该电路板装置中，两个电路板通过间隔元件的一个或多个导电的连接结构不仅导电地而且机械稳定地相互连接。

一个或多个焊接结构可以在自动装备、特别是smt（表面贴装技术）装备的框架中建立。在此，间隔元件可以和电子构件一样在自动装备第二电路板时被处理。由第二电路板和焊接的间隔元件构成的部分装置可以备选或补充地如电子构件一样在自动装备第一电路板时被处理。间隔元件和/或部分装置尤其可以在托盘或盘子或运输带上、特别是透明塑料运输带（blistergurt）上输送给用于自动装备第二电路板和/或第一电路板的装备自动化装置。因此以特别有效的方式实现了电路板装置的制造。

所述方法可以包括对一个或多个焊接结构的自动的光学检查。因此以有效的方式提高了电路板装置的可靠性。

要注意的是，在本文献中说明的电路板装置的或在本文献中说明的方法的任一方面均能以各种各样的方式相互组合。专利权利要求的特征尤其能以各种各样的方式相互组合。

附图说明

此外，借助附图所示的实施例详细说明本发明。图中示出了：

图1是带有两个电路板的示例性的电路板装置；

图2是带有间隔元件的示例性的电路板；

图3是示例性的间隔元件；并且

图4是用于连接电路板的示例性的方法的流程图。

具体实施方式

如本文开头所陈述那样，本文献涉及将多个电路板有效地连接以制造一种电路板装置或电路板复合结构。图1示出了带有第一电路板110和第二电路板120的电路板装置100。电路板110、120可以分别具有一个或多个电子构件101，其中，所述构件101可以布置在相应的电路板110、120的前侧114、124和/或后侧113、123上。第一电路板110可以例如是较大的并且较为利于成本的电路板，其带有较小数量的导体层（例如在电路板110的两个表面上的两个导体层）。另一方面，第二电路板120可以相对较小并且成本相对有效。例如第二电路板120可以具有在电路板120内部的一个或多个附加的导体层。第二电路板120可以用于运行高度集成的开关装置。

不同的电路板110、120的应用可以例如受到特定的结构元件101对特定的电路板技术、例如多层电路板的要求的制约。根据耗费的电路板技术的完整的运行典型地与较高的成本相结合。此外，受机械制约和/或设计制约的框架条件要求电气设备的电子器件的一定的几何形状或尺寸大小。此外，可以通过使用不同的电路板110、120实现一种模块设计方案，因为电气设备的电子器件的一些部分（例如在第二电路板120上运行的部分）能用于多个不同类型的电气设备。

如在图1中示出的那样，第二电路板120安装在第一电路板110上。在此，在第一电路板110和第二电路板120之间优选存在一定的间隙103，该间隙使得能为第二电路板120的后侧123和可能时第一电路板110的前侧装备一个或多个构件101。因此可以减少电路板装置100的成本和面积。

第一电路板110和第二电路板120通过两个间隔件130（在本文献中也称为间隔元件）相互连接。在此，将间隔件130与第二电路板的后侧123导电地并且机械地连接、特别是焊接。此外，将间隔件130与第一电路板110的前侧114导电地并且机械地连接、特别是焊接。

图3示出了间隔件130的细节。间隔件130包括在本文献中称为间隔电路板的电路板。间隔电路板具有特定的强度或厚度或高度，其中，间隔电路板的强度优选这样大，使得在第一电路板110和第二电路板120之间的间隙103能容纳在第二电路板120的后侧123上的构件101。

间隔电路板具有第一导体层131（查看图2），该第一导体层在安装的状态下面朝第一电路板110并且可以用于导电地接触第一电路板110。此外，间隔电路板具有第二导体层132（参看图3），该第二导体层在安装的状态下面朝第二电路板120并且可以用于导电地接触第二电路板120。

第一导体层131和第二导体层132可以分别分段成或划分成一个或多个印制导线134，以便提供在一方面第一电路板110和另一方面第二电路板120之间的一个或多个导电的连接结构。第一导体层131和第二导体层132的各个印制导线134可以通过通孔或过孔135分别、这就是说成对地导电地相互连接。

在第一个步骤中，一个或多个间隔件130固定在第二电路板120的后侧123上（例如在第二电路板120的不同的棱边上的两个间隔件30）。这例如在图2中示出。第二导体层132的一个或多个印制导线134可以为了这个目的而与在第二电路板120的后侧123上的接触部位（特别是焊接部位）导电地连接、特别是焊接。通过建立起在第二电路板120和间隔件130的第二导体层132之间的焊接连接也达到了在第二导体层120和间隔件130之间的机械的固定。

在第二个步骤中，由第二导体层120和由一个或多个间隔件130构成的部分装置紧固在第一导体层110的前侧114上。一个或多个间隔件130的第一导体层131的一个或多个印制导线134尤其可以与在第一电路板110的前侧114上的接触部位（特别是焊接部位）112导电地连接、特别是焊接。通过建立起在第一电路板110和一个或多个间隔件130的第一导体层131之间的焊接连接，也达到了在第一电路板110和一个或多个间隔件130之间的机械的固定。总体上促成了在第一电路板110和第二电路板120之间的导电的和机械固定的连接。

间隔件130可以如在图1中示出的那样这样布置，使得间隔件130具有与第二电路板120叠合的区域和与第二电路板120不叠合的区域。因此完成了对在间隔件130和相应的电路板110、120之间的连接结构、特别是焊接部位的有效的检查。尤其可以在第一个制造步骤（参看图2）之后检验（例如是光学地检验）在间隔件130的第二导体层132和第二电路板120之间的连接部位。在第二个制造步骤后，就检验在间隔件130的第一导体层131和第一电路板110之间的连接部位。

两个或两个以上的电路板110、120因此不是插装在一起的，而是彼此焊接。在此使用一个或多个间隔件130，所述间隔件焊接在各两个电路板110、120之间。

间隔件130由电路板材料制成并且优选具有高度，因而构件101能安装在电路板110、120之间。所述一个或多个间隔件130在装备第二（较小的）电路板120的底侧或后侧123时进行装备。所述装备在此可以自动地完成。间隔件130尤其可以作为构件被系带或放置到盘子中，以便为第二电路板120装备间隔件130。因此实现了由第二电路板120和一个或多个间隔件130构成的部分装置的有效的制造过程。

在所述一个或多个间隔件130上可以设置各一个双层的铜层，所述铜层将在间隔件130的上侧上的焊垫与在第二电路板120的底侧上的焊垫121（以1:1的关系）连接起来，和/或所述铜层将在间隔件130的底侧上的焊垫与在第一电路板110的前侧上的焊垫111（以1:1的关系）连接起来。

带有一个或多个已装备的间隔件130的第二电路板120可以在安装在第一导体层110上之前被单独测试。在此，可以执行对一个或多个间隔件130的焊接部位的自动光学检测（aoi）。

由第二电路板120和一个或多个间隔件130构成的部分装置在另一个过程中可以如电子构件101那样被处理，所述电子构件被放置到了第一电路板110的前侧114上。部分装置可以被系带或安放在盘子中并且因此输送给另一个smt过程，在该另一个smt过程中，部分装置与第一电路板110的焊垫111焊接并且因此与第一电路板110拼接在一起。

在间隔件130和第一电路板110的前侧114之间的焊接部位同样可以通过aoi检验，因为间隔件130伸出于第二电路板120的边缘（例如达到间隔件130的基本面的约1/3）。

图4示出了制造用于电子电路的电路板装置100的示例性的方法400的流程图。所述方法400包括建立401在间隔元件130的前侧上的一个或多个印制导线134与在第二电路板120的后侧123上的一个或多个导电的第二接触部位121之间的一个或多个焊接连接结构。因此在第一个步骤中，部分装置可以由第二电路板120和至少一个间隔件130形成。至少两个间隔元件130典型地通过焊接固定在第二电路板120的不同的棱边上。

此外，所述方法400还包括建立402在至少一个间隔件130的后侧上的一个或多个印制导线134与在第一电路板120的前侧124上的一个或多个导电的第一接触部位111之间的一个或多个焊接连接结构。因此在第二个步骤中，由第二电路板120和一个或多个间隔元件130构成的部分装置可以焊接到第一电路板110上。

通过经由间隔元件130、特别是经由间隔电路板焊接两个电路板110、120，可以取消附加的机械的固定。电路板110、120在此可以全自动地在smt过程中装备并且相互连接。此外，两个电路板110、120还可以在两侧装备。在此，也可以在两个电路板110、120的叠合区域103中安装构件101。尤其不需要用于在第二电路板120的后侧123上的构件101的、在第一电路板110中的留空部。由此提高了电路板装置的稳定性。此外，可以实现这样闭合的铜（屏蔽）面。此外，在第一电路板110上的可用的面可以用于提供印制导线。

通过焊接创造出了一种固定的机械的连接。通过松散的或可拆开的插塞连接可以排除质量问题。此外，省去了用于插塞连接器的、用于机械的固定和用于安装的成本。

在本文献中说明的间隔件130可以在电子器件制造商的标准过程中制造。尤其可以通过用于制造电路板的标准过程制造在间隔件130上的所需的印制导线134。

本发明并不局限于所示的实施例。尤其要注意的是，说明书和附图仅应当阐明所述电路板装置100和所述方法400的原理。