專利名稱：由平面導(dǎo)體元件制成的復(fù)合疊層件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由具有焊料避讓區(qū)的平面導(dǎo)體元件構(gòu)成的復(fù)合疊層件。本發(fā)明還涉及這種復(fù)合疊層件在傳感器元件里的應(yīng)用。
平面導(dǎo)體元件，例如電路板或者說(shuō)線路薄膜的連接在電子技術(shù)的許多領(lǐng)域都大量使用。尤其在傳感器元件中經(jīng)常通過(guò)一種這樣的復(fù)合疊層件使真正的傳感器連接到分析處理電子裝置上。傳感器結(jié)構(gòu)常常設(shè)計(jì)成電路板上的印制導(dǎo)線，這種電路板例如可以由玻璃制成。與分析處理電子裝置的連接則往往通過(guò)在一個(gè)撓性印制導(dǎo)線膜上的印制導(dǎo)線來(lái)實(shí)現(xiàn)。電路板和印制導(dǎo)線薄膜通常用一種接觸焊接法，尤其是用一種接觸弧焊法相連接，從而使對(duì)應(yīng)的印制導(dǎo)線相互電接觸連接。
為了努力縮小電子裝置部分的尺寸，印制導(dǎo)線或者所謂的焊接區(qū)相互之間布置的間距總是越來(lái)越窄小。焊接區(qū)就是那些在其中布置了各自焊接對(duì)偶體的印制導(dǎo)線的接觸表面的區(qū)域。為了使這些布置在二個(gè)平面電路板上的或線路薄膜上的印制導(dǎo)線相接觸連接，如上所述往往應(yīng)用接觸弧焊法。至少在兩個(gè)焊接對(duì)偶體其中的一個(gè)上在一個(gè)焊接區(qū)上涂覆了一個(gè)焊料堆，其中焊料堆的體積，也就是焊料量，必然地只能以有限的精度涂覆在規(guī)定的公差大小范圍內(nèi)。即使是一種電鍍涂覆的焊料堆，其有效體積的波動(dòng)也達(dá)到約50％。
根據(jù)應(yīng)用情況和技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性的不同往往只是在一個(gè)焊接對(duì)偶體上設(shè)有焊料堆。為了實(shí)現(xiàn)高級(jí)的焊接連接，焊料堆的體積應(yīng)該盡可能準(zhǔn)確地規(guī)定，作為焊料片而涂覆在相應(yīng)的焊接區(qū)上。當(dāng)焊料堆涂覆到兩個(gè)焊接對(duì)偶體至少其中一個(gè)的焊接區(qū)上之后，這兩個(gè)焊接對(duì)偶體就位置準(zhǔn)確地相疊置。然后對(duì)應(yīng)于接觸弧焊法用一個(gè)熱的焊接沖模使焊料堆熔化，同時(shí)壓合焊接對(duì)偶體。如果涂覆的焊料堆的體積對(duì)應(yīng)于受過(guò)程影響的波動(dòng)來(lái)說(shuō)太大而析出，那么就使多余的焊料從焊接區(qū)部位流出，這可能會(huì)在印制導(dǎo)線之間產(chǎn)生短路，那么這樣這整個(gè)復(fù)合疊層件就無(wú)法使用了。因而在焊接區(qū)之間的間距不能任意地減小。
在實(shí)用新型專利DE 29517067 U1里表示了印制導(dǎo)線裝置，它們具有加大的表面用于接受多余的焊錫。
用DE 29517067 U1里所指出的措施也限制了一種這樣的復(fù)合疊層件的印制導(dǎo)線間距的減小，因?yàn)橛糜诙嘤嗪噶系谋茏尣课粰M交于印制導(dǎo)線而布置，也就是布置在使間距尺寸最小的方向上。此外在按照DE29517067 U1的一種實(shí)施形式中，焊料可以不受阻礙地分布在焊接區(qū)的整個(gè)表面上，盡管例如涂覆的焊料堆的體積在公差之內(nèi)相對(duì)較小。在這種情況下用于真正接觸表面的焊料從趨勢(shì)來(lái)說(shuō)是太少了。
因而本發(fā)明的任務(wù)是提出一種由具有印制導(dǎo)線的平面元件構(gòu)成的復(fù)合疊層件，其中在印制導(dǎo)線之間的間距尺寸可以最小。此外即使當(dāng)各個(gè)印制導(dǎo)線之間的間距較小時(shí)也能實(shí)現(xiàn)防止焊接跨接線的足夠安全性，并且確保焊接連接的良好質(zhì)量。
該任務(wù)由一個(gè)按權(quán)利要求1所述的裝置來(lái)解決。
按照本發(fā)明的復(fù)合疊層件尤其應(yīng)該應(yīng)用于傳感器元件，這些在權(quán)利要求6里已經(jīng)說(shuō)明了。
按本發(fā)明的裝置或者說(shuō)按本發(fā)明的應(yīng)用的有利的實(shí)施形式由從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求或從屬于權(quán)利要求6的權(quán)利要求所述的措施中得出。
照此本發(fā)明包括一個(gè)由二個(gè)平面元件組成的復(fù)合疊層件，這些元件例如由一個(gè)剛性的和一個(gè)撓性的支承基層組成，這些基層各具有附屬的導(dǎo)體層。作為支承基層可以考慮的大致有聚酰亞胺薄膜、玻璃小薄板或玻璃纖維強(qiáng)化的環(huán)氧樹脂板。導(dǎo)線結(jié)構(gòu)例如是一個(gè)大約20μm厚的、涂覆在不導(dǎo)電的支承基層上的銅涂層。導(dǎo)線結(jié)構(gòu)可以根據(jù)其功能和/或其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而分成不同的部分。
其中一個(gè)部分就是上面所述的焊接區(qū)，在其上面設(shè)有用于焊接連接的接觸表面。焊接區(qū)通常來(lái)說(shuō)相對(duì)較寬。另一個(gè)部分是印制導(dǎo)線，其主要的任務(wù)就是在其支承基底座上的二個(gè)功能部位之間建立起電連接。功能部位可以是支承基層上的所有構(gòu)造，例如焊接區(qū)或者傳感器元件。往往印制導(dǎo)線是導(dǎo)線構(gòu)造里最窄的。按照本發(fā)明的復(fù)合疊層件除了具有二個(gè)上面所述的導(dǎo)線構(gòu)造的部分之外還有二個(gè)另外的部分，也就是焊料避讓部位和一個(gè)所謂連接部位。焊料避讓部位的功能主要是接受多余的焊料。連接部位則在焊接區(qū)和焊料避讓部位之間形成連接。
有利地是按本發(fā)明的復(fù)合疊層件通過(guò)接觸弧焊法制成，其中焊料堆在真正的焊接過(guò)程之前就被涂覆在上面的那個(gè)焊接區(qū)最好小于與之對(duì)置的焊接區(qū)。在最佳實(shí)施的焊接中該較小的焊接區(qū)同時(shí)對(duì)應(yīng)于焊接連接的接觸部位。焊料避讓部位既可以布置在具有預(yù)先焊接的焊接區(qū)的支承基層上，也可以在位于對(duì)面的支承基層上。然而合理的是焊料避讓部位布置在焊接過(guò)程之前未涂覆焊料堆的那個(gè)支承基層上。同樣這些連接部位可以任意地設(shè)計(jì)在兩個(gè)支承基層其中的一個(gè)上。本發(fā)明當(dāng)然也包括一種復(fù)合疊層件，其中焊料堆或連接部位或者這二者都布置在二個(gè)支承基層上。在某些條件下，若有多個(gè)焊料避讓部位用于具有一個(gè)或多個(gè)連接部位的一個(gè)焊接點(diǎn)，那也可能是有利的。但復(fù)合疊層件的焊接連接沒(méi)有作成插入接觸。
按本發(fā)明的復(fù)合疊層件的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)及其應(yīng)用見以下根據(jù)附圖對(duì)一個(gè)實(shí)施例所作的說(shuō)明。附圖所示為

圖1由一種撓性印制導(dǎo)線與一種印制電路板構(gòu)成的復(fù)合疊層件的分解視圖；圖2穿過(guò)撓性印制導(dǎo)線薄膜的復(fù)合疊層件的一個(gè)俯視圖，其中所示的印制電路板還具有傳感器構(gòu)造。
圖1表示了一個(gè)復(fù)合疊層件的立體圖，為了一目了然作成分解視圖。在一個(gè)大約50μm厚的撓性的由聚酰亞胺制成的印制導(dǎo)線薄膜1的下側(cè)是焊接區(qū)1.1，它由一個(gè)15μm至20μm厚的銅涂層組成。此外在印制導(dǎo)線薄膜1的這一側(cè)上也還有印制導(dǎo)線1.2，它們同樣由銅制成并大致與焊接區(qū)1.1具有相同的厚度。通過(guò)這些印制導(dǎo)線1.2就使電信號(hào)傳遞至一個(gè)并未詳細(xì)表示出的電子裝置。
位于印制導(dǎo)線薄膜1對(duì)面的是一個(gè)玻璃制成的印制電路板2。在印制電路板2上涂覆有銅制成的焊接區(qū)2.1，印制導(dǎo)線2.2，焊料避讓部位3和連接部位4，它們的層厚約3μm。如果需要，可在涂覆銅涂層之前在印制電路板2上涂一種增附劑。連接部位4就形成了至焊料避讓部位3的一種連接。由于連接部位4比焊接區(qū)2.1窄，也比焊料避讓部位3窄，因而只要有多余焊料，就產(chǎn)生了對(duì)擠入焊料避讓部位3里的流動(dòng)焊料的一種阻滯作用。在所示實(shí)例中連接部位4的寬度大約為焊接區(qū)2.1的寬度的40％。
焊料避讓部位3具有一個(gè)較寬段3.1和一個(gè)矩形表面3.2。焊料避讓部位3如此布置使得其較寬段3.1和其矩形表面3.2在電路板2和印制導(dǎo)線薄模1配合準(zhǔn)確地合并之后位于印制導(dǎo)線1.2的對(duì)面。
印制導(dǎo)線2.2在此實(shí)施中通向一個(gè)圖1中未示出的自動(dòng)同步發(fā)送器的傳感器結(jié)構(gòu)5。
另外本發(fā)明并不局限于連接部位的幾何形狀，其中連接部位4具有一種矩形形狀。例如連接部位4也可以這樣設(shè)計(jì)，以致其寬度在其長(zhǎng)度上并不是恒定不變的，因而在一個(gè)或多個(gè)部位里有一個(gè)比焊接區(qū)2.1更窄的狹窄處。因此阻滯作用基本上是由于該狹窄處或幾個(gè)狹窄處而引起的。此外本發(fā)明也包括一些布置形式，其中在導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分元件之間存在有一個(gè)幾何學(xué)上無(wú)明顯界限的過(guò)渡。那么只要遇到有一個(gè)狹窄處作為連接部位就可以實(shí)現(xiàn)必要的阻滯作用，那么連接部位4就不一定絕對(duì)必要地從幾何形狀上與焊料避讓部位3脫離開。
在接觸弧焊之前在印制導(dǎo)線薄膜1的焊接區(qū)1.1上涂覆了一個(gè)焊料堆，它由一種鉛-錫混合物制成，層厚在10μm和20μm之間。然后使電路板2和印制導(dǎo)線薄膜1配合準(zhǔn)確地上下相互疊置，因而焊接區(qū)1.1和1.2相對(duì)貼靠上。接著在印制線路薄膜1上壓上一個(gè)熱焊接沖模，這就使印制導(dǎo)線薄膜1和電路板2之間的焊料堆被加熱并熔化。為了實(shí)現(xiàn)焊料避讓部位3的最佳的作用效果，這些部位也由焊接沖模一同加熱。
若涂覆的焊料堆的體積在下公差范圍內(nèi)，也就是如果焊料量實(shí)際上相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，那么在焊接區(qū)1.1或2.1部位里的焊料就擴(kuò)展開。連接部位4由于其寬度較小因而對(duì)焊料流具有一定的阻滯作用。按這種方式當(dāng)焊料堆較小時(shí)就使焊料保持在接觸部位里，因而這個(gè)部位即使在上面所述的邊界條件下也被最佳地浸潤(rùn)了，這最終導(dǎo)致了一種良好的焊接結(jié)果。
若是焊料堆的實(shí)際體積大于額定值，那么多余的焊料就由于焊接沖模的壓力而經(jīng)過(guò)連接部位4擠入焊料避讓部位3里。由于印制導(dǎo)線薄膜1和電路板2的浸潤(rùn)特性，只要連接部位4和焊料避讓部位3還能夠接受焊料，焊料就不流到焊接區(qū)1.1或2.1之間的印制導(dǎo)線薄膜1或電路板2上去。連接部位4和焊料避讓部位3的表面積應(yīng)該這樣來(lái)設(shè)計(jì)，從而使得在規(guī)定的焊料堆公差的范圍內(nèi)可能產(chǎn)生的整個(gè)多余焊料都能被接受。
圖2表示了一種按本發(fā)明的復(fù)合疊層件的一個(gè)截取部分，是穿過(guò)印制導(dǎo)線薄膜1的視圖。在電路板2上涂覆有磁阻傳感器結(jié)構(gòu)5，它由一種鎳-鐵合金制成，就例如在自動(dòng)同步發(fā)送器或者長(zhǎng)度測(cè)量裝置里所應(yīng)用的那樣。在這種應(yīng)用情況里相對(duì)位置則通過(guò)對(duì)磁化的分度滾筒或分度度盤的掃描來(lái)測(cè)定。
在所示的實(shí)施例中印制導(dǎo)線1.2這樣地布置在印制導(dǎo)線薄膜1上，從而在印制導(dǎo)線薄膜1與電路板2正常接合之后使印制導(dǎo)線1.2貼靠在焊料避讓部位3和連接部位4上。印制導(dǎo)線1.2就與連接部位4和焊料避讓部位3具有相同的伸展方向，而且此外關(guān)于其間距則與連接部位4或者焊料避讓部位3具有相同的分度尺寸。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是若焊料流出至連接部位4里而且有時(shí)也還流至焊料避讓部位3里，那么連接部位4和焊料避讓部位3在焊接區(qū)1.1和2.1之外也與印制導(dǎo)線1.2處于電接觸，按這種方式就進(jìn)一步提高了接觸可靠性。
在撓性印制導(dǎo)線薄膜1上的印制導(dǎo)線1.2引向印制導(dǎo)線薄膜1的另外一端處的一個(gè)在圖2中未表示出的分析處理電子裝置。印制導(dǎo)線薄膜1的該在圖2中未表示出的另外一端則與分析處理電子裝置的一個(gè)印制電路板相接觸用于處理測(cè)量信號(hào)。在那里也可以有利地通過(guò)一種焊接連接制成一種按本發(fā)明的復(fù)合疊層。替代在該位置應(yīng)用一種焊接連接，也可以使分析處理電子裝置通過(guò)一個(gè)插頭與印制導(dǎo)線薄膜1相連接。
不言而喻本發(fā)明并不局限于上面所介紹的示例的實(shí)施形式。有時(shí)也可以有三個(gè)平面電路板或印制導(dǎo)線薄膜相互焊接起來(lái)，其中一個(gè)平面元件例如就按一種夾層結(jié)構(gòu)的形式布置在另外二個(gè)平面元件之間。
權(quán)利要求
1.至少由二個(gè)平面元件構(gòu)成的復(fù)合疊層件，所述元件包括第一個(gè)和第二個(gè)涂覆有導(dǎo)線構(gòu)造(1.1；1.2；2.1；2.2；3；4)的支承基層(1；2)，其中第一個(gè)支承基層(1)的至少一個(gè)焊接區(qū)(1.1)與第二個(gè)支承基層(2)的至少一個(gè)焊接區(qū)(2.1)焊接起來(lái)，并且該復(fù)合疊層件具有至少一個(gè)連接部位(4)，該部位使至少一個(gè)焊料避讓部位(3)與至少一個(gè)焊接區(qū)(1.1；2.1)連接起來(lái)，其中連接部位(4)比與之連接的焊接區(qū)(1.1；2.1)和焊料避讓部位(3)中的一個(gè)窄。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少有一個(gè)支承基層(1；2)是撓性的。
3.按權(quán)利要求1或2中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，支承基層(1；2)由一個(gè)剛性板，特別是一種玻璃板構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1，2或3中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)包括焊接區(qū)(1.1；2.1)、連接片部位(4)和焊料避讓部位(3)的焊接位置、完全位于二個(gè)支承基層(1；2)之間。
5.按權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在支承基層(1；2)上至少有一個(gè)焊料避讓部位(3)，焊接之前在該部位上并未涂覆焊料。
6.按權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，第一個(gè)支承基層(1)的焊接區(qū)(1.1)大于第二個(gè)基層的焊接區(qū)。
7.按上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的復(fù)合疊層件在一種傳感器元件中的應(yīng)用。
8.按上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于，該傳感器元件是一種位置測(cè)量裝置的組成部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及由二個(gè)平面元件構(gòu)成的一種復(fù)合疊層件，這2個(gè)元件包括第一個(gè)和第二個(gè)支承基層(1，2)，在該基層上涂覆有導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(1.1；1.2；2.1；2.2；3，4)，其中第一個(gè)支承基層(1)的焊接區(qū)(1.1)與第二個(gè)支承基層(2)的焊接區(qū)(2.1)焊接起來(lái)。此外該復(fù)合疊層件有一個(gè)連接部位(4)，該連接部位將至少一個(gè)焊料避讓部位(3)與一個(gè)焊接區(qū)(1.1；2.1)連接起來(lái)，其中連接部件(4)比與其連接的焊接區(qū)(1.1；2.1)和焊料避讓區(qū)(3)中的一個(gè)窄。本發(fā)明也包括了這種由平面導(dǎo)體元件構(gòu)成的復(fù)合疊層件在傳感技術(shù)里的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H05K3/34GK1496669SQ02806209
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2002年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月9日
發(fā)明者L·里欣, P·菲舍爾, L 里欣, 岫 申請(qǐng)人:約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司