電路板和電路板設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有多個層的電路板、一種帶有這種電路板的電路板設備和一種用于制造具有多個層的電路板的方法。
【背景技術】
[0002]高伏特系統可以包括多種功能。在此，這些功能通常可以分配到不同的電路載體或者說電路板上。例如可能的是，設置一種用于獲取或處理信號的控制電路載體，其中，高伏特功率開關及其驅動控制裝置可以裝配在驅動電路載體上。
[0003]DE 10 2011 077 206 Al涉及一種具有多個層的電路板和一種用于車輛的變速箱的、帶有這種電路板的控制器，尤其涉及外層與第一內層的穿通接觸部的應用。
【實用新型內容】
[0004]在這個背景之下，本實用新型按照獨立權利要求提出一種改善的、具有多個層的電路板，一種改善的、具有這種電路板的電路板設備以及一種改善的、用于制造具有多個層的電路板的方法。有利的設計方案由從屬權利要求和以下的說明中得出。
[0005]根據本實用新型的實施方式尤其是可以如下地實施多層的電路板，即，可以采用借助激光來穿孔的穿通接觸部用以連接外層和相鄰的內層。為了能夠采用激光穿孔技術，例如可以大致并聯連接外層和相鄰的內層或者說第一內層，其中，導電軌或信號導線覆蓋范圍相同地布置在外層和相鄰的內層上。因此，尤其可以防止的是，在外層和相鄰的內層之間出現大于100V的電位，并且因此可以減少外層和相鄰的內層之間的間距直至一個數值，該數值允許通過激光來產生外層和相鄰內層之間的穿通接觸部。在此，例如可以提供一種具有高密度的由激光制造的穿通接觸部或者說所謂的高密度激光穿孔的高伏特電路板。
[0006]例如當外層和相鄰的內層的垂直間距最大約0.1毫米時，能夠建立與激光穿通接觸部的熱連接或電連接。在高伏特應用或HV應用中存在例如IEC60664的規定，所述規定要求:在不同的層中的電導線上的信號的電位大于100伏特時，這些信號必須具有最小0.2毫米的間距。根據本實用新型的實施方式可以提供一種解決方案，這種解決方案允許在高伏特應用中采用激光鉆孔技術。
[0007]根據本實用新型的實施例，這種電路板或者說電路載體尤其也不需要通過附加的插接件來連接。例如不需要多個應分別單獨制造、裝配和安裝的電路載體。因此在這種電路板或者說電路載體之間不需要實現耗費的連接技術，像例如通過插頭、跳線或類似物。由此，在連接部位上特別是得到相對于環境影響，例如腐蝕、溫度周期、振蕩或者就電磁耐受性或EMV而言耐久能力更高的連接。因此，特別是根據本實用新型的實施方式能夠在所提到的點中實現耐用的連接技術。
[0008]以有利的方式，根據本實用新型的實施方式因此尤其能夠考慮到并滿足對高伏特系統(HVS)提出的有利的且高度集成的連接工藝的要求和現有的絕緣要求。以通過激光穿孔的穿通接觸部或所謂的激光穿孔來實現的連接工藝是方便且節約空間的。由此例如能夠實現熱阻抗和電阻抗都低的銅結構，這會對HV功率半導體的散熱以及這類電路板和整個系統的EMV特性起到積極的影響。根據本實用新型的實施方式尤其能夠實現的是，可以節省電路板和耗費的連接技術。在此例如可以放棄額外的外部連接元件，并且在電路載體內可以建立材料鎖合的、抗EMV的、耐溫的連接。尤其是可以充分利用電路板中已經存在的、低熱阻抗及低電阻抗的連接，這使得一種抗EMV的且導熱性良好的系統結構成為可能。通過省去外部的連接元件還能夠減少必要的結構空間。有可能的是，將用于功率開關的觸發功能和HV功率開關本身整合到一個電路板上。
[0009]一種具有多個層的電路板，這些層具有至少一個帶有至少一條第一電導線的外層和至少一個和所述外層相鄰的、帶有至少一條第二電導線的外層，其特征在于，至少一條第一電導線和至少一條第二電導線相互間具有相同覆蓋范圍地構造，其中，電路板具有至少一個由激光制造的穿通接觸部，用于電連接和/或熱連接至少一個外層和至少一個與所述外層相鄰的內層。
[0010]電路板例如可以是用于車輛變速器或其它的車輛系統的控制器的一部分，例如電驅動件、功率電子器件或高伏特系統。電路板可以是用于能夠裝配或已經裝配了電構件的電路的電路板。電路板可以具有由多個層構成的疊垛。多個層可以被堆疊，以便構成電路板的基本結構。電路板的至少一個外層可以是電路板的多個層的最外層。電路板可以在相對置的側上分別具有外層。電路板可以具有多個由電絕緣材料制成的層，例如由纖維塑料復合物或經纖維強化的塑料或經塑料強化的玻璃纖維織物制成，例如由經環氧化物強化的玻璃纖維材料。電路板可以用作電路的載體。由電絕緣材料制成的層可以涂覆能導電的涂層。由此能夠在電絕緣材料上構成導電軌或導電面來作為到電路的能導電的連接件或電導線。可導電層通常由薄薄的可導電材料例如銅的層壓制而成或蝕刻而成。在至少一個外層中可以布置有至少一條第一電導線或者說導電軌或導電面。在至少一個內層中可以布置有至少一條第二電導線或者說導電軌或導電面。相互間具有相同覆蓋范圍的電導線可以在外層以及內層中代表相同的導線圖案或相同的導線走向。至少一條第一電導線和至少一條第二電導線在此可以并聯或大致并聯地連接。為此，電導線可以在應用穿通接觸部的情況下相互連接。至少一個穿通接觸部例如可以通過激光工藝來形成。因此，穿通接觸部例如可以是所謂的微型穿通接觸部或激光穿孔。特別是至少一個穿通接觸部可以成形為盲孔。至少一個穿通接觸部可以用于建立電路板的至少一個外層和至少一個內層之間的連接地構造。
[0011]根據實施方式，電路板可以劃分成至少一個用于處理控制信號的控制部段和至少一個用于觸發至少一個高伏特功率開關的驅動部段。在驅動部段中可以出現比在控制部段中更高的電位。因此，例如可以如高伏特功率開關本身那樣在同一個電路載體上實現對高伏特功率開關的控制以及驅動控制的功能。控制功能例如大多包含許多具有高度集成的殼體形式的構造模塊，例如BGA (球柵陣列)或TQFP (薄型四方扁平封裝)。這會要求從構件接頭到電路板中的高密度的連接結構，這可以通過緊湊且有利的連接工藝實現，例如激光穿孔工藝。控制部段和驅動部段可以穿過電路板的所有層地延伸。這種實施方式提供以下優點，即，電路板的不同的、與功能相關的部段可以通過共同的、連續的層構建來實現。
[0012]在此，可以至少在驅動部段中相互間具有相同覆蓋范圍地布置至少一條第一電導線和至少一條第二電導線。這種實施方式提供以下優點，即，在驅動部段中不會在第一電導線和第二電導線之間出現大于100V的電位。由此能夠實現外層和相鄰的內層之間的小的間距。由此能夠在電路板中實現由激光制造的穿通接觸部。
[0013]根據實施方式，可以在控制部段中將至少一條第一電導線和至少一條第二電導線集中引導成為共同的導線。共同的導線可以作為唯一的導電軌在電路板的唯一的層上被引導。以這種方式能夠簡化控制部段內的導線布局。
[0014]電路板還可以具有至少一個用于將至少一個控制部段和至少一個驅動部段相互連接的連接部段。在此，電路板在連接部段中可以具有至少一條電連接導線，或者在電路上隔離地成形并具有傳輸裝置。連接部段可以穿過電路板的所有的層地延伸。在高伏特系統中可以由高伏特功率開關促成控制部段與驅動部段之間的電路上的隔離。為此，去除了控制部段和驅動部段之間的連接部段中的存在的可導電的材料，例如銅。傳輸裝置例如光學地或感應地構造，用于建立控制部段和驅動部段之間的連接。這種實施方式提供以下優點，即，即使在電路上隔離的變型方案中也可以放棄外部的連接元件。連接部段的多層實施方式帶來以下優點，即，一個或多個銅層可以被施加有針對相鄰的導線的屏蔽電位。特別是連接部段中的整個面能夠對相鄰的層中的導線進行屏蔽，或者說體現為相鄰的導線導引的逆電流路徑。因此，可以通過電流對稱的布局實現去流和逆流的平行引導。這能夠使得電流對稱結構之外的磁場和干擾被完全消除。此外，這種屏蔽面能夠防止例如來自安置在附近的構件或導線的干擾的影響。因此，可以實現例如電子控制機構的結構空間的進一步減小。此外，封閉的屏避面可以用作電場的過濾器。利用這種結構可以優化信號質量和信號完整性。
[0015]特別地，電路板可以具有多個孤立布置的驅動部段，它們經由多個連接部段與共同的控制部段連接。因此，可以在高伏特島中實現驅動控制功能。高伏特島在此可以是為高伏特功率開關提供驅動功能的部段。這些高伏特島在此通常可以參照如下的參考電位，例如功率開關的發射極或源極。在此，可以構造高伏特島用以引導信號，所述信號就它們