用于车辆、特别是机动车辆的驾驶舱的传导多层面板的制作方法

本发明涉及用于车辆、特别是机动车辆的驾驶舱的传导多层面板。

更具体地，本发明涉及用于车辆、特别是机动车辆的驾驶舱的传导多层覆盖面板。

特别地，本发明涉及用于机动车辆的驾驶舱的传导多层覆盖面板，该传导多层覆盖面板满足在所述驾驶舱内部安装大量的电气及电子装置的现代要求。

本发明制造用于车辆、尤其是机动车辆的传导仪表板中获得了特别的、但非排他性的应用。。

背景技术：

机动车辆的驾驶舱前面板通常被限定为位于车辆的风挡下方的盲隔板，该盲隔板在前方对驾驶舱与发动机罩和发动机隔室进行界定。

使用源自航海的术语，前面板的上部部分现在由于该上部部分中存在有车辆仪表控制面板而普遍被称为“仪表板”(意大利语：“plancia”)。

事实上，近年来，与机动车辆的仪表板相关联的电气及电子装置的数目已经成倍增加，并且除了车辆仪表的控制面板外，还增加了与车辆操作、乘客的安全性和舒适性有关的许多的其他装置。

作为非穷举性示例，可以看出现在所有车辆都配备有定位在仪表板上的“信息娱乐”系统，或者越来越多的车辆都配备有同样定位在仪表板上的导航系统。

根据现有技术，与用于车辆驾驶舱的仪表板相关联的电气及电子连接(比方说例如，与相应的电力供应源的连接或与相应的控制单元的连接)是借助于有线连接进行的，例如通过使用圆形横截面的铜线。

机动车辆的驾驶舱中的其他覆盖面板、比如门覆盖面板也可以具有与该门覆盖面板相关联的电气及电子装置。

同样在这种情况下，与所述覆盖面板相关联的电气及电子装置的电连接是借助于有线连接进行的，例如通过使用圆形横截面的铜线。

然而，该解决方案具有显著的缺点。

事实上，有线连接的存在意味着在机动车辆生产阶段中需要使用熟练劳动力来制造和组装这些有线连接。

在维修可能的损坏和维护工作的情况下，也存在这种对熟练劳动力的需求。

此外，随着与仪表板或其他覆盖面板相关联的电气及电子装置的数目增加，用于实现上述电连接的介入的复杂性也急剧地增加。

因此，即使使用高技能劳动力，制造时间也会增加并且人为错误的风险也不容忽视。

另外，随着与车辆驾驶舱中的仪表板或其他覆盖面板相关联的电气及电子装置的数目增加，有线连接所需的铜线的总重量也显著地增加。

这种重量增加被认为是一个不小的不便，这是因为一直在努力限制所有的车辆部件的总重量。

此外，铜线数量的增加会导致成本的显著增加、导致铜线本身的成本以及连接铜线所需的配件成本两者增加。

在将电连接用于电力传输的情况下，与使用有线连接有关的另一重要缺点是线材温度升高的风险，这涉及可以通过线材的最大电流限制：如果过大的电流通过这些线材，则温度升高，并且电阻随之升高；电阻的增加又会引起能量耗散增加，从而使温度升高。

因此，车辆驾驶舱中可能发生严重损坏的风险，并且因此可能发生事故。

因此，本发明的主要目的是提供用于机动车辆的驾驶舱的传导多层面板，该传导多层面板允许克服上述现有技术的局限性。

特别地，本发明的目的是提供用于机动车辆的驾驶舱的传导多层面板，该传导多层面板允许简化与其相关联的电气及电子装置的安装和连接，从而减轻这些连接所需的材料的重量、这些连接所需的材料的成本以及制造时间。

本发明的目的还在于避免需要高技能劳动力来制造、维护和修理这些电气及电子装置的电连接，同时消除(或至少显著地降低)人为错误的风险。

本发明的另一目的是避免与所述电气及电子装置的有线连接的过热有关的损坏或事故的风险。

这些目的和其他目的通过如所附权利要求中要求保护的传导多层面板来实现。

技术实现要素：

根据本发明的用于车辆、特别是机动车辆的驾驶舱的传导多层面板包括多层结构，其中，所述多层结构的层中的一个层由柔性印刷电路板或fpcb(“柔性印刷电路板”)构成。

在上下文中，“多层结构”是指叠置且例如通过机械联接、胶合、焊接牢固地联接至彼此的具有相同形状和尺寸的多个层制成的结构。

在这方面，应指出的是，在现有技术中，存在关于柔性印刷电路板在汽车领域的应用的示例，并且特别是柔性印刷电路板与机动车辆的驾驶舱的仪表板组合；例如，参见文献gb2346352和ep1956874。

文献us6669273描述了一种用于车辆的驾驶舱的仪表板组件，该仪表板组件包括在驾驶舱的大部分上延伸的车辆横梁(cross-carbeam)。所述车辆横梁限定了用于电气装置和/或电子装置的通常平坦的多个安装位置，并且所述车辆横梁还限定有至少一个凹部；在所述凹部处安装有可以是柔性印刷电路板的印刷电路板，并且在所述印刷电路板上安置有可移除的覆盖元件。

首先，在us6669273中描述的仪表板组件中，该印刷电路板被应用到车辆横梁，而不是被应用到用于车辆的驾驶舱的仪表板；其次，该印刷电路板相对于所述车辆横梁具有有限的延伸，由此在所述印刷电路板与安置在安装位置中的电气及电子装置之间需要平面状的配线(“扁平线总线”)。

文献gb1175682描述了一种车辆仪表板结构，该车辆仪表板结构包括承载多个电气及电子装置的移动前面板、固定后面板以及布置在所述后面板与所述前面板之间的柔性印刷电路板。该柔性印刷电路板包括座部，用于连接至车辆的电线网络的对应的连接器可以插入该座部中。

明显的是，文献gb1175682在上下文的意义中未对任何多层结构进行描述。在这种情况下，柔性印刷电路板的存在也不允许消除与仪表板的电气及电子装置的有线连接。

文献us2009/058118描述了一种用于车辆驾驶舱的应用有界面的面板。该界面可以通过使用设置有照明装置的印刷电路板而被从背光照亮。

在这种情况下，印刷电路板也不在面板的大部分上延伸，而是单独界面的一部分，从而在尺寸上受到限制，该单独界面应用于所述面板的一部分。

文献us2004/080459描述了用于车辆的驾驶舱的面板，该面板包括衬底、应用于所述衬底的电路/天线层以及覆盖所述电路/天线层的覆盖层。所述电路/天线层配备有连接器，该连接器配装到设置在衬底中的对应开口中；本文献中提及了用于电路/天线层的柔性印刷电路板的使用。

因此，文献us2004/080459在上下文的意义中未对多层结构进行描述。在这种情况下，柔性印刷电路板也相对于下方的衬底具有有限的延伸。

jph02-128944描述了用于车辆的驾驶舱的仪表板，其中，柔性印刷电路板和其间夹置有所述柔性印刷电路板的两个刚性背板嵌入膨胀基质中。因此，文献jph02-128944在上下文的意义中未对任何多层结构进行描述。

综上所述，总体上，已知的应用是指具有较小尺寸的柔性印刷电路板的点应用。

然而，现有技术既没有描述也没有建议制造用于机动车辆驾驶舱的具有多层结构的传导多层面板，其中，各层中的一个层由具有较大面积的柔性印刷电路板构成。

替代性地，根据本发明，多层结构由叠置且牢固地联接至彼此的具有相同形状和尺寸的多个层制成，并且因此作为上述多层结构的层中的一个层的柔性印刷电路板在传导多层面板的大致整个表面上延伸，或至少在传导多层面板的大部分上延伸。

特别地，柔性印刷电路板在面板的包括下述区域的大部分上延伸：在这些区域中，需要提供用于电气及电子装置的控制信号传输和电力供应传输的传导轨道。

优选地，根据本发明的面板的多层结构还包括：至少一个支承层，所述至少一个支承层用于支承柔性印刷电路板；以及可能的外部覆盖层，该外部覆盖层例如适于赋予传导多层面板期望的美学外观(尤其是当该传导多层面板是覆盖面板时)。

根据本发明的优选实施方式，柔性印刷电路板构成多层结构的后部层，即所述多层结构的与外部覆盖层相反的极端层。

该特定实施方式显著地不同于上述已知解决方案，其中，印刷电路板夹置于支承结构与覆盖元件之间。

由于柔性印刷电路板是多层结构的距车辆驾驶舱的内部空间最远的极端层的这一事实，该柔性印刷电路板在发生事故时不存在干扰安全气囊正确操作的风险；特别是，该柔性印刷电路板不会干扰安全气囊壳体的门的正确打开。

此外，由于柔性印刷电路板是多层结构中的极端层的这一事实，因此所述柔性印刷电路板的维护、维修和更换操作将会特别地容易，并且将不会影响多层结构的其余层。相反地，如果柔性印刷电路板是多层结构的中间层，则该印刷电路板的失效或故障将意味着必须更换整个面板。

根据本发明，所述柔性印刷电路板在随后必须安装与仪表板相关联的电气及电子装置的位置处设置有电连接器。

所述电连接器适合于与所述电气及电子装置的相应的连接器直接地联接。

根据本发明的优选实施方式，所述电连接器被制成具有较小尺寸的刚性元件。

根据本发明的所述优选实施方式，所述柔性印刷电路板与其连接器一起被用于控制信号传输和电力传输两者。

因此，本发明允许完全地消除与仪表板相关联的电气及电子装置的有线连接。

这在对这些电气及电子装置进行电连接时以及就随后的维护和/或维修工作而言实现了显著简化。

此外，用于电气及电子装置的电连接的结构的总重量也大幅度减少，并且大致等于柔性印刷电路板的重量。

另外，有利地，所述柔性印刷电路板的重量与连接至所述柔性印刷电路板的电气及电子装置的数目无关，由此，即使在所述电气及电子装置的数目增加的情况下，重量也基本不变。

类似地，用于电气及电子装置的电连接的结构的总成本也大幅度减少，并且大致等于与柔性印刷电路板的成本。

在这种情况下，所述柔性印刷电路板的成本也与连接至所述柔性印刷电路板的电气及电子装置的数目无关，由此，即使在所述电气及电子装置的数目增目的情况下，成本也基本不变。

此外，柔性印刷电路板在根据本发明的传导多层面板中的使用允许优化热交换并且避免风险温度升高，这也归因于柔性印刷电路板中的传导轨道的较高的表面/体积比。

在本发明的优选实施方式中，柔性印刷电路板又具有包括交替的金属层和绝缘聚合物层的多层结构。

如果柔性印刷电路板被用于控制信号传输和电力传输两者，则该柔性印刷电路板将优选地包括专用于控制信号传输的一个或更多个层和专用于电力传输的一个或更多个层。

本发明允许显著地减少制造时间并且同样显著地减少人为错误，即使在不使用高技能劳动力时也是如此。

更一般地，本发明使得用于获得传导多层面板的工艺质量得到整体改善，因为自动化工艺不太容易出现人为错误、更快并且允许产生较少量的废物，这使得根据本发明的传导多层面板的制造工艺比具有有线连接的已知面板的生产工艺更便宜且更对环境友好。

另外，可以用于获得根据本发明的传导多层面板的自动化工艺使得可以获得更高质量的产品，由此可以期望与线材是手动组装的已知解决方案相比在控制信号传输和电力传输方面具有更高的可靠性。

本质上，用于制造本发明的传导多层面板的方法可以包括下述步骤：

-如果柔性印刷电路板本身具有多层结构，则例如通过激光焊接来组装所述印刷电路板的各层；

-将所述柔性印刷电路板联接至多层结构的其余层，优选地将所述柔性印刷电路板作为所述多层结构的距车辆驾驶舱的内部空间最远的极端层而联接至多层结构的其余层。

所述联接步骤在低温下进行，以便不损害形成柔性印刷电路板的材料。

在本发明的优选但非限制性实施方式中，用于车辆、特别是机动车辆的驾驶舱的传导多层面板是用于机动车辆的驾驶舱的覆盖面板，并且优选地是用于机动车辆的驾驶舱的仪表板。

附图说明

另外的特征和优点将通过参照附图以非限制性示例的方式给出的本发明的优选实施方式的详细描述而变得更加明显，在附图中：

-图1a和图1b示出了根据本发明制造的、从不同的和相反的视角观察到的用于机动车辆驾驶舱的仪表板的柔性印刷电路板；

-图1c以放大的比例示出了图1a的细节；

-图2和图3示意性地示出了根据本发明制造的用于机动车辆的驾驶舱的仪表板的多层结构；

-图4示意性地示出了根据本发明的优选实施方式的柔性印刷电路板的结构。

具体实施方式

在本发明的优选实施方式的随后描述中，将特别参考本发明在制造用于机动车辆驾驶舱的传导仪表板中的应用。

然而，这种应用不应当被理解为是限制性的，并且本发明还可以应用于用于车辆、特别是机动车辆的驾驶舱的其他覆盖面板、比如用于机动车辆的门的覆盖面板。

更具体地，本发明还可以应用于车辆、特别是机动车辆的驾驶舱中的供安装电气及电子装置的其他面板，控制信号和电力供应信号必须被发送至这些电气及电子装置。

根据本发明的教示制造的驾驶舱仪表板包括多层结构，其中，各层中的一个层包括柔性印刷电路板。

所述柔性印刷电路板10在图1a和图1b中示出。

从所述图中可以观察到，根据本发明，术语“多层结构”是指由叠置且牢固地联接至彼此的具有相同形状和尺寸的多个层形成的结构，并且因此，柔性印刷电路板10的尺寸和形状被设计成以便在仪表板的大致整个表面上延伸或者至少在仪表板的大部分上延伸且遵循该仪表板的轮廓。

多层结构的各层例如可以通过机械联接、胶合、焊接(尤其是激光焊接)联接至彼此。

特别地，所述柔性印刷电路板10在用于接纳电气及电子装置的座部处具有腔12，腔12用于容纳与仪表板相关联的电气及电子装置。

通常，所述印刷电路板10可以包括由非传导材料制成的基部本体14，在基部本体14上刻有传导轨道16(在图1c中以放大比例细节中更清楚地可见)。

例如，非传导基部本体14可以由诸如聚酰亚胺或聚酯的材料制成。

例如，传导轨道16可以由铜制成。

柔性印刷电路板10可以通过使用光刻或丝网印刷或电化学光刻技术或本领域中技术人员所能达到的任何技术制成。

例如，柔性印刷电路板10可以借助于光刻技术制成。光刻技术涉及将传导材料(例如，诸如铜的金属材料)沉积在非传导支承件(例如，由聚合物材料制成)上并且随后沉积“光致抗蚀剂”。为了实现用于传导轨道的所需图案，可以使用各种众所周知的技术，包括用紫外线激光“直接写入”、用紫外线灯“阴影掩模”等。根据光刻技术，柔性印刷电路板的制造则包括下述步骤：显影“光致抗蚀剂”、“蚀刻”显影区域和“剥离”残留的“光致抗蚀剂”直到获得所需结果。

由于柔性印刷电路板10在仪表板的大致整个表面上延伸这一事实，传导轨道可以延伸直至腔12中的每个腔12的周缘，并且在所述腔的周缘处，可以设置有用于电连接容纳在腔中的电气或电子装置的连接器18。

特别地，设置在不同腔12处的连接器18可以是刚性连接器。

所述刚性连接器优选地集成到柔性印刷电路板10。

因此，对于本领域中技术人员来说显而易见的是，本发明有利地消除了对有线连接的需要。

有利地，一旦在设计步骤期间已经确定了仪表板的构型以及与该仪表板相关联的电气及电子装置的布置结构，连接器18就将在期望位置处定位在柔性印刷电路板10上。

这将允许大幅简化随后的组装操作，从而减少了制造时间。

柔性印刷电路板10的传导轨道16优选地用于控制信号传输和电力供应的电力传输两者。

柔性印刷电路板10的使用将特别地允许高电流通过，从而确保由于焦耳(joule)效应而引起的温度升高被减少，进而消除了现有技术关于最大电流阈值的限制。

现在转至图2和图3，示意性地示出了根据本发明的仪表板的多层结构。

通常，所述多层结构将除了由柔性印刷电路板10构成的层之外还至少包括：支承层20，支承层20与柔性印刷电路板10紧相邻并且用作所述柔性印刷电路板10的机械支承件；以及外层30，外层30基本上具有赋予仪表板所需的美学外观的功能。

从图2和图3中可以看出，柔性印刷电路板10形成了多层结构的极端层，并且特别地在根据本发明的仪表板的多层结构的层之间形成距车辆的驾驶舱最远且距发动机罩和发动机隔室最近的层。

换言之，柔性印刷电路板10和外层30是仪表板的多层结构的相反的极端层。

由于柔性印刷电路板10是距车辆的驾驶舱最远的层的这一事实，因此维护、修理和更换将会特别地容易。

另外，如果使用根据本发明的多层面板来制造车辆的驾驶舱的仪表板，则所述柔性印刷电路板10将在发生事故的情况下不会存在干扰安全气囊正确运行的风险。

在柔性印刷电路板10——或更准确地说，在与柔性印刷电路板10邻近的支承层20——与外涂层30之间，可以根据具体应用安置有附加的中间层。

支承层20以及中间层——在设置有的情况下——将设置有与柔性印刷电路板10的连接器18的位置相对应以用于供连接器通过的适当的孔22。

作为非限制性示例，在图2和图3的实施方式中，在支承层20与外部覆盖层30之间，设置有泡沫材料(泡沫)层40，泡沫材料层40适于赋予仪表板柔软的触感。

对本领域中技术人员来说显而易见的是，中间层的数目和种类可以根据具体需要而随时变化。

尽管——如上所述并且如图1a和图1b中所描述的那样——柔性印刷电路板10根据本发明的优选实施方式可以以由非传导材料制成的、其上供刻传导轨道16的基部本体14的形式制成，但是柔性印刷电路板10又包括由绝缘层与传导层交替形成的多层结构。

图4示意性地示出了柔性印刷电路板10的这种多层结构。

通常，所述柔性印刷电路板10包括若干个传导层10b、10d、10f、10h、10j，所述若干个传导层10b、10d、10f、10h、10j由金属材料(例如，铜、铝)制成并且与由聚合物材料(例如，聚酰亚胺)制成的绝缘层10a、10c、10e、10g、10i、10k交替。

所述多层结构的极端层10a、10k优选地是绝缘层。

所述层10a至10k可以单独地生产并且然后例如借助于激光焊接处理被组装成形成单个本体，以能够保证电子电路的完整功能性。

特别地，在图4中所示的实施方式中，柔性印刷电路板的多层结构包括配备有传导轨道且专用于电力传输的一个或更多个传导层10d以及配备有传导轨道且专用于控制信号传输的一个或更多个传导层10h。

这两个层或成组的层彼此分开并且由附加的金属层10b、10f、10j屏蔽以避免电磁兼容性问题。

通常，所述柔性印刷电路板10的多层结构从距车辆的驾驶舱最远的端部开始包括：

-第一绝缘聚合物层10a，第一绝缘聚合物层10a也具有结构特征；

-第一金属层10b，第一金属层10b具有屏蔽功能；

-第二绝缘聚合物层10c；

-一个或更多个金属层10d，所述一个或更多个金属层10d具有用于电力传输的导电轨道；

-第三绝缘聚合物层10e；

-第二金属层10f，第二金属层10f具有屏蔽功能；

-第四绝缘聚合物层10g；

-一个或更多个金属层10h，所述一个或更多个金属层10h具有用于控制信号传输的导电轨道；

-第五绝缘聚合物层10i；

-第三金属层10j，第三金属层10j具有屏蔽功能；

-第六绝缘聚合物层10k。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明不限于以上所描述的实施方式，并且在所附权利要求限定的范围内可以做出许多变型和改型。

特别地，尽管在以上所描述的实施方式中参考了用于机动车辆的驾驶舱的仪表板，但不应当将本申请理解为是限制性的，并且本发明还可以扩展到用于车辆的驾驶舱的其他面板，特别是扩展到车辆的驾驶舱的与电气及电子装置相关联或可能相关联的所有那些面板。