具有层叠的层的印刷电路板系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电子部件的印刷电路板系统(10)，该印刷电路板系统包括有源层(12)和传感器层(16)，有源层具有多个电子元器件(122，128)，传感器层具有用于检测印刷电路板系统(10)的材料特性的传感器装置，其中有源层(12)和传感器层(16)是层叠的。层(12)和传感器层(16)是层叠的。层(12)和传感器层(16)是层叠的。

【技术实现步骤摘要】
具有层叠的层的印刷电路板系统


[0001]本专利技术涉及电子领域。本专利技术尤其涉及电子部件的封装。

技术介绍

[0002]在封装电子部件时能够部分永久地改变电子部件的材料特性。例如在导致所使用的材料组合物的化学或物理反应与包覆注塑过程叠加并且因此产生与时间相关的粘度变化的那些过程中出现机械应力。在填充过程之后并且在模具中的固化阶段期间，应力由于材料收缩到组件上而同样作用到电子组件上。除机械特性外，另外的材料特性(例如热学的、光学的和/或化学的特性)在封装过程期间也可能发生变化。
[0003]因此在制造和使用这种电子部件时非常有意义的是，检测这些材料特性中的至少一种材料特性，以便连续地监测电子部件的功能性并且可能的话采取抵消损害电子部件的功能性的(多种)材料特性变化的措施。

技术实现思路

[0004]因此本专利技术所基于的目的在于，检测电子部件的至少一种材料特性，以确保电子部件的功能性。
[0005]这个目的通过根据所述的印刷电路板系统来实现。
[0006]印刷电路板系统包括多个彼此层叠的层。该多个层包括有源层和传感器层。有源层具有多个电子元器件。电子元器件可以包括一个或多个基于半导体的功率开关、电容器、电感器、导体线路(Leiterbahn)等。传感器层包括用于检测印刷电路板系统的材料特性的传感器装置。材料特性包括机械特性，例如应变、应力、裂纹、剪切力、弯曲力、扭力、压力。除机械特性外，材料特性还包括光学的、热学的和/或化学的特性。例如热学的特性可以是在印刷电路板系统中或在其表面上存在的温度。
[0007]传感器装置可以具有一个或多个测量单元，以便生成与检测到的印刷电路板系统的材料特性有关的测量信号。在此可以是用于检测应变(应变测量片，DMS)和/或裂纹的测量片、用于检测印刷电路板系统中的温度的测量单元和/或用于检测光信号的光检测器。测量片例如由塑料箔片(例如聚酰胺箔片)形成，具有预先确定的形状和预先确定的电特性的薄金属层通过蒸镀工艺和电镀工艺被施加到这些塑料箔片上。优选地，金属层受到作为保护层的、同样可以被层叠的另外的塑料层的保护。
[0008]传感器层作为覆盖层被布置在印刷电路板系统的表面上。替代性地，传感器层可以作为印刷电路板系统内部的内层被布置在两个另外的层之间，例如在两个绝缘层之间、在绝缘层与覆盖层(例如有源层)之间。有源层可以作为覆盖层被布置在印刷电路板系统的表面(例如在层结构方向上的顶侧或底侧)上。替代性地，有源层可以作为印刷电路板系统内部的内层被布置在两个另外的层之间。例如印刷电路板系统可以包括两个有源层，它们优选地被布置在印刷电路板系统的顶侧和/或底侧上。
[0009]层叠的层可以由一种或多种塑料材料制成。例如可以使用热塑性塑料、热固性塑
料和/或弹性体。不同的层可以被设计为玻璃纤维增强的塑料层(所谓的预浸料)和其他的塑料层(例如聚酰胺)和/或金属层的交替的层，这些交替的层优选地在压力和热量下彼此粘合。
[0010]传感器装置优选地借助于电力的、电感的、电容的和/或基于天线的连接与印刷电路板系统的有源层、尤其与布置在那里的信号处理单元连接。在电力连接的情况下在此可以是一个或多个覆镀通孔(Durchkontaktierung)。例如可以将在一方面为传感器装置与另一方面为信号处理单元和/或连接至信号处理单元的导体线路之间的穿通孔设计成覆镀通孔，这些穿通孔穿过位于传感器装置和信号处理单元和/或导体线路之间的层。在穿通孔中包含有导电的材料作为填充材料。例如为此可以使用铜或铝。
[0011]根据本专利技术实现了一种印刷电路板系统，其中能够特别准确且可靠地检测材料特性。由于传感器层被层叠在印刷电路板系统中，因此传感器装置是特别稳固的并且具有高感测准确性。这还可以实现功能性得到扩展的印刷电路板系统的紧凑的构造方式。
[0012]在从属权利要求中给出了有利的设计方案和改进方案。
附图说明
[0013]现在示例性地并且参照附图描述实施方式。在附图中：
[0014]图1以分解视图示出了根据一个实施方式的印刷电路板系统的示意图；
[0015]图2以侧向的截面图示出了根据另一个实施方式的印刷电路板系统的示意图；
[0016]图3以透视图示出了根据另一个实施方式的印刷电路板系统的示意图；
[0017]图4以透视图示出了根据另一个实施方式的印刷电路板系统的示意图；以及
[0018]图5以透视图示出了测量片的组件的示意图。
[0019]在附图中，相同的附图标记涉及相同或功能类似的参考部件。在各个附图中分别标出了重要的参考部件。
具体实施方式
[0020]用于电子部件的印刷电路板系统由多个层制成，例如塑料层、陶瓷层和/或含金属的层(例如克美特合金，Kermet)。印刷电路板系统例如由玻璃纤维增强的塑料层(所谓的预浸料)和其他的塑料层(尤其聚酰胺)以及结构化金属层的交替的层构成，这些交替的层以大片材的形式彼此层叠(即在压力和热量下彼此粘合)。这种印刷电路板系统能够通过钻孔工艺、电镀工艺以及蚀刻工艺被镀通孔并且在其表面处被精化。
[0021]为了检测材料特性，根据本专利技术传感器层被插入到印刷电路板系统中。例如由塑料箔片(尤其聚酰胺箔片)制成的应变测量片(DMS)被施加到通过蒸镀工艺和电镀工艺形成的具有特殊形状并且尤其具有电特性的薄金属层上。金属层可以受到同样被层叠的并且充当保护层的另外的塑料层的保护。DMS用于测量机械特性，例如在印刷电路板系统中存在的应力、应变、剪切力、弯曲力和/或压力。
[0022]根据本专利技术，传感器层作为覆盖层或内层被整合到多层的印刷电路板系统中。此外可以实现的是，传感器层通过覆镀通孔(尤其“DuKos”或“Vias”)与印刷电路板系统中的设有一个或多个导体线路的层电力连接。这种电力连接可以用于针对传感器装置在检测材料特性时产生的测量信号来进行信号传导。印刷电路板系统的有源层上可以布置有信号处
理单元，导体线路被引导至该信号处理单元。替代性地或附加地，其他的技术、例如通孔插装技术(THT)或表面贴装器件(SMD)技术能够被用于实现覆镀通孔。
[0023]信号处理单元或额外的信号处理单元(例如作为测试单元)可以被布置在印刷电路板系统的边缘区域中。对应地，与传感器装置或传感器层连接的导体线路能够被引导至这个边缘区域。在测试单元的情况下，该测试单元可以在执行测试后通过折断、切割或其他的分离方法被再次移除。
[0024]信号处理单元的信号处理可以包括测量信号的放大、供电(Stromversorgung)、滤波、模/数转换和/或计算。在根据本专利技术有利的设计方案中，可以将不同的测量信号(尤其数字测量信号，例如DMS信号)置于共用的数字总线上，从而使针对电端子的空间需求最小化。还可以实现将多个测量信号(模拟地)预处理成一个总信号，该总信号可以是复合的(komplex)负荷和/或状态信号。通过在印刷电路板系统中安装用于评估由传感器装置产生的测量信号的信号处理单元还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电子部件的印刷电路板系统(10)，所述印刷电路板系统包括有源层(12)和传感器层(16)，所述有源层具有多个电子元器件(122，128)，所述传感器层具有用于检测所述印刷电路板系统(10)的材料特性的传感器装置，其中所述有源层(12)和所述传感器层(16)是层叠的。2.根据权利要求1所述的印刷电路板系统(10)，其中所述印刷电路板系统(10)具有电力的、电感的、电容的和/或基于天线的连接，借助于所述连接能够将检测到的材料特性传导至信号处理单元和/或测试设备。3.根据权利要求2所述的印刷电路板系统(10)，其中所述信号处理单元被包含在所述有源层(12)的所述多个电子元器件(122，128)中。4.根据权利要求2或3所述的印刷电路板系统(10)，其中所述电力连接具有位于所述传感器装置和所述信号处理单元或与所述信号处理单元在信号技术意义上连接的端子触点(124)之间的一个或多个覆镀通孔(13，15，23，25)。5.根据权利要求4所述的印刷电路板系统(10)，其中绝缘层(14，18)被层叠在所述有源层(12)与所述传感器层(！6)之间，其中所述覆镀通孔(13，15，23，25)延伸穿过所述绝缘层(14，18)。6.根据权利要求5所述的印刷电路板系统(10)，其中一个或多个凹部(142，182，242，282)被设计在所述绝缘层(14，18，24，28)中。7.根据权利要求6所述的印刷电路板系统(10)，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：采埃孚股份公司，
类型：发明
国别省市：