具有层结构的电路板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有层结构的电路板，该层结构具有用于在单个电路之间的电流隔离的变压器。
【背景技术】
[0002]US2011/0095620A1 = DE 102007034750A1中已知具有层结构的感应传感器的改进的电流隔离器。在形成了具有足够厚度和足够绝缘性能的隔离层的基板的上和下侧，将导电迹线设置为成型由覆盖绝缘层保护的线圈，部分输送的导电迹线在覆盖绝缘层上延伸，该导电迹线在第一实施方式中通过通孔与发射机芯片或接收机芯片相连。通孔打通了覆盖绝缘层并且也部分地打通了基板。线圈构成了在第二实施方式中通过有线连接的方式与发射机芯片或接收机芯片相连的感应传感器。因而，这些具有电气或电子构件的芯片设置在电流隔离器的外面。
[0003]US5015972中已知一种具有层结构的宽频-射频-发射器，其中初级绕组和次级绕组设置在位于铁-盖板之间的电介质层之间。电气或电子构件并不包含在层结构中。
[0004]EP1310036B1中已知一种用于传输辅助能量的能量供应单元并包含之间有空气间隙的设置在载体板上的初级和次级线圈。为了延长线圈间的空气间隙，在空气间隙中设置突出于载体板的绝缘板。由此不会形成电路板的层结构。
[0005]在一些电气/电子设备中，有时必须处理高压，为了保护不受过载通常在单个的电路或设备内的电位组之间产生电流隔离。为了避免设备中产生电飞狐，放电电流的在待分开的电路之间确定的空气和爬电距离必须保持，或者必须在电路之间设置预先规定质量和最小厚度的绝缘材料。因而在单个电路之间存在电流隔离距离，经过该距离将电能交换，用于能量供应或用于数据交换或者信息交换。后面将该电能称为电信号。
[0006]通常使用电路板作为电气/电子的构件和组件以及导电迹线(后面称“元件”)的载体，电路板也可称为电路卡或板，可以是柔性或刚性的并以称为层结构的构造方式产生。为了在不同的电路或者电路板上的电位组之间产生电流隔离，已知在电路板上设置“沟槽”，没有元件经过该沟槽延伸。隔离沟槽的宽度对应于空气中的最小距离或沿着隔离沟槽的表面的最小爬电距离，该距离必须保持，以得到足够的电压保护。在电路板上的隔离沟槽越宽，则用于容纳电气/电子构件的使用面越少。
[0007]为了信号交换，电流相互隔离的电路通过耦合构件互相连接，为此可使用感应的和电容的变压器或者在电磁学的相近领域中运行的天线系统，这些系统分别具有第一和至少一个第二耦合元件，固体的绝缘材料在这些元件之间延伸。这些绝缘材料的耐压强度决定了电位组或者单个电路之间的可耐受的电压差。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种具有在单个电路之间的电流隔离的电路板，其中能够耐受单个电路之间的相对高的电压，而不必接受通过电路板的表面的电气放电电流的相对大的空气和爬电距离。另外，电路板还应具有容纳元件的尽可能简单、廉价、节省空间的构造。
[0009]本发明的特征在权利要求中。
[0010]为了在单个电路之间的电流隔离，电路板具有至少一个电感和/或电容变压器，该变压器分别由在绝缘隔离层的中间层下的第一和第二耦合元件构成。该绝缘隔离层产生了尽可能多的所需的隔离。由此用于在电路板上的空气或爬电距离的隔离沟槽可以大量去除或者可以大幅降低其数量。这样做的根据在于，相对于同样的绝缘值，用于空气和爬电距离的平面绝缘区的尺寸比绝缘隔离层的厚度更大。平面绝缘区可以理解为在电路板上的也围绕电路板边缘延伸并且，作为电飞狐或者漏电电流的空气和爬电距离测量，具有电流隔离的电路或者电位组之间的最小距离的表面区域。空气和爬电距离精确定义及其要求能够在例如DIN EN 60664-1，DIN EN 60079-11/15，和DIN EN 61010-1标准的说明书和附图中得到。用于延长空气和爬电距离或者增大平面绝缘区的尺寸的在电路板上的绝缘的附件相应地作为电路板的一部分，即使这些附件不具有层结构。
[0011]通过消除或减少隔离沟槽来降低电路板上的空间需求还会导致电路板的制造成本的降低。其他的成本降低通过基于平面技术的简单构造的耦合元件实现。在此耦合元件例如生产为导电迹线环或电容器板。
[0012]具体来说，具有绝缘隔离层的电路板材料自身作为邻近的电路之间的绝缘中介来使用。在此层结构的两个相对的侧面用于不同的电路或者电位组并且电路板在两侧都安装电气/电子构件。通过通孔或穿孔进一步避免，或者仅在变压器的侧面距离实施贯通电路板的贯通。
【附图说明】
[0013]借助附图描述本发明的实施例。
[0014]附图1以不同层的分解图示出了作为电路板的一个区段的感应变压器，
[0015]附图2示出了在两侧装有元件的电路板的纵剖面图，
[0016]附图3以示意图示出了电路板的另一个纵剖面图，
[0017]附图4以俯视图示出了另一电路板的层部分。
【具体实施方式】
[0018]附图1示出了根据本发明的电路板的层结构，该电路板的层结构的单个层在Z方向上彼此分开。该层结构包括第一绝缘间隔层71、绝缘隔离层61和第二绝缘间隔层72。第一绝缘间隔层71提供了用于元件，也即电气/电子构件13和导电迹线14 (见附图2)的安装面。第二绝缘间隔层72也具有用于元件，也即电气/电子构件23和导电迹线24(见附图2)的安装面。电触头8穿过各个绝缘间隔层71或72，以将上表面的各个导电迹线与相应的绝缘间隔层的下表面相连。螺旋形线圈11在第一绝缘间隔层71的上表面延伸，该线圈能够以其连接端82与电气/电子构件接触，其中另一个连接端81通过电触头8通到绝缘间隔层71的另一侧，从而在那同样与电气/电子构件接触。同样螺旋形线圈21位于绝缘隔离层61之下并具有两个设置在第二绝缘间隔层72的不同侧上的连接端83和84，其中绝缘间隔层的上侧到下侧的连接再次通过电触头8实现。线圈11和21通过绝缘隔离层61互相分开并且构成感应变压器10的耦合元件。为了提高感应变压器10的效率并且屏蔽干扰，铁板41和42设置为在空间上覆盖线圈11和21。为了防止通过电导体产生的线圈绕组的短路，铁元件和线圈绕组间有额外的(未示出)的绝缘层，例如以合适的涂层的形式。
[0019]附图2示出了电路板100。通过线圈11，21构成的感应变压器10具有重叠和转换区域，该区域是交变磁场的最主要传播区，如附图2中用H表示的。通过变压器10，第一电路I和第二点路2之间能量能够交换。这些交换的能量在本发明中称为信号并且以已知的方式能够用于数据交换。所示出的实施例中，第一电路I和第二点路2还通过电容变压器20互相耦合，该变压器包括在重叠和转换区域的电容板12，22并且通过交变电场E允许第一和第二电路间的信号传输。
[0020]第一电路I包括安装在绝缘间隔层71的自由上侧并通过导电迹线14供应电压/电流的电气/电子构件13。导电迹线14在绝缘间隔层71的两侧延伸并且如所示的通过触头8连接。第二电路2设置在第二绝缘间隔层72的上和下侧并且包括电气/电子构件23和导电迹线24，以与已描述的电路I的构件13和导电迹线14的相似的方式。在附图2的实施例中，还设置有额外的感应变压器26，该变压器将电路2分为两个区段2a，2b。这是为了展示电路板的组装和分解的各种选择。
[0021]为了将电路板100整合到设备中，需要电连接线91，92来进行能量供应和信号处理。这些线可以固定在绝缘间隔层71或72上。为了固定这些线91，92还可以设置电通孔9形式的锚，该通孔延伸穿过电路板100的层结构。在视为到“其他”或“邻近”的电路的最小距离DO的一定范围内，该电通孔9减弱了层结构特别是绝缘隔离层61的耐压强度。用于电路I的能量和信号供应的连接线91当然能够设置为直接与电路I的元件11，12，13，14相邻，而在电通孔9和电路2的最近的元件之间必须保持表示到电路2的空气或爬电距离的最小距离D0。以同样的方式与连接线92相连的电通孔9保持到电路I的最