DE102023209201B3

DE102023209201B3 - Schaltungsträger und Verfahren

Info

Publication number: DE102023209201B3
Application number: DE102023209201.8A
Authority: DE
Inventors: Detlev Bagung
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2023-09-21
Filing date: 2023-09-21
Publication date: 2025-02-13
Anticipated expiration: 2043-09-22
Also published as: US20250106993A1; CN119676941A

Abstract

Die vorliegend Erfindung betrifft einen Schaltungsträger (10) für zumindest ein elektrisches Bauelement (22), aufweisend: eine Metallsubstratschicht (12), eine auf der Metallsubstratschicht (12) angeordnete erste elektrische Isolationsschicht (14), eine auf der ersten Isolationsschicht (14) angeordnete zweite elektrische Isolationsschicht (16), und eine auf der zweiten elektrischen Isolationsschicht (16) angeordnete elektrisch leitende Schicht (18) mit mindestens einer Leiterbahn (20) zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements (22), wobei mindestens eine der beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) derart eingefärbt ist, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) unterschiedliche Farben aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaltungsträger, insbesondere einen als isolierte Metallsubstrat Leiterplatte ausgebildeten Schaltungsträger. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ermittlung einer Anzahl von Isolationsschicht in einem Schaltungsträger.
Schaltungsträger und insbesondere Schaltungsträger mit einer Metallsubstratschicht, wie sie beispielsweise in einer isolierten Metallsubstrat Leiterplatte vorhanden ist, müssen vielfältige Anforderungen genügen. Ein Beispiel für eine insbesondere im Automobilbereich wichtige Anforderung ist eine ausreichende Isolierung der erwähnten Metallsubstratschicht gegenüber an den Schaltungsträger elektrisch angebundene elektrische Bauelemente. Insbesondere im Bereich des Qualitätsmanagements und/oder der Bauteil-Prüfung gelten strenge Regelungen im Bereich Isolation, die es einzuhalten gilt.
Aus dem Dokument US 2011 / 0 290 536 A1 ist ein Verdrahtungssubstrat bekannt, aufweisend eine Verdrahtungsschicht und eine Isolierschicht, wobei die Isolierschicht so konfiguriert ist, dass sie die Verdrahtungsschicht bedeckt und wobei die Isolierschicht so erkannt wird, dass sie eine beliebige Farbe in einem Bereich von lila bis blau hat.
Aus dem Dokument US 2010 / 0 065 317 A1 ist ein Prepreg mit einem Träger bekannt. Das Prepreg weist auf: Ein plattenförmiges Basiselement; eine erste isolierende Harzschicht, die vorgesehen ist, um eine Oberfläche des plattenförmigen Basiselements zu bedecken; einen ersten Träger, der vorgesehen ist, um die erste isolierende Harzschicht zu bedecken; eine zweite isolierende Harzschicht, die vorgesehen ist, um eine rückwärtige Oberfläche des plattenförmigen Basiselements zu bedecken; und einen zweiten Träger, der vorgesehen ist, um die zweite isolierende Harzschicht zu bedecken, wobei die erste und die zweite isolierende Harzschicht unterschiedliche Harzzusammensetzungen haben oder die erste und die zweite isolierende Harzschicht unterschiedliche Dicken haben, und eine vordere Oberfläche und eine rückwärtige Oberfläche des Prepregs mit dem Träger visuell identifizierbar ist.
Das Dokument US 6 187 417 B1 offenbart ein Dielektrikum zur Verwendung bei der Herstellung von Substraten mit hohem optischem Kontrast und UV-Lichtfluoreszenz, die in gedruckten Leiterplatten verwendet werden können, die wiederum Teil eines elektronischen Gehäuses sein können. Das Dielektrikum enthält ein Harz, ein Färbemittel und ein Fluoreszenzmittel und enthält kein Verstärkungsmaterial. Das Substrat enthält auch eine erste leitende Schicht auf der dielektrischen Schicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Schaltungsträger bereitzustellen, der hohe Anforderungen an die Isolationsfähigkeit von auf diesem Schaltungsträger montierten elektrischen Bauelementen erfüllt. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Schaltungsträgers bereitzustellen. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln einer Anzahl von Isolationsschichten in einem Schaltungsträger bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schaltungsträger, insbesondere ein als isolierte Metallsubstrat Leiterplatte ausgebildeter Schaltungsträger für zumindest ein elektrisches Bauelement bereitgestellt. Der Schaltungsträger weist auf: ein Metallsubstratschicht, eine auf der Metallsubstratschicht angeordnete erste elektrische Isolationsschicht, eine auf der ersten elektrischen Isolationsschicht angeordnete zweite elektrische Isolationsschicht und eine auf der zweiten elektrischen Isolationsschicht angeordnete elektrisch leitende Schicht, wobei die elektrisch leitende Schicht mindestens eine Leiterbahn zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements aufweist. In dem erfindungsgemäßen Schaltungsträger ist mindestens eine der beiden elektrischen Isolationsschichten derart eingefärbt, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen.
Der erfindungsgemäße Schaltungsträger beruht zumindest teilweise auf der Erkenntnis, dass neueste Anforderungen im Bereich der elektrischen Isolation von Metallsubstratschicht aufweisenden Schaltungsträgern mindestens zwei eindeutig identifizierbare elektrische Isolationsschichten, die auf der Metallsubstratschicht aufgebracht sind, verlangen. Der Schaltungsträger gemäß dem ersten Aspekt beruht zumindest teilweise auf der Erkenntnis, dass diesen Anforderungen genügt werden kann, wenn die beiden direkt übereinander aufgebrachten Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen. Aufgrund der unterschiedlichen Farben können die elektrischen Isolationsschichten eindeutig identifiziert und die Anzahl der elektrischen Isolationsschichten ermittelt werden. Der erfindungsgemäße Schaltungsträger weist daher mindestens eine elektrisch isolierte Isolationsschicht auf, die derart eingefärbt ist, dass nach der Einfärbung die beiden elektrischen Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen. Die Idee beruht auf der Erkenntnis, dass es bei direkt aufeinander aufgebrachten Isolationsschichten unter Umständen nicht möglich ist, die beiden benachbart zueinander angeordneten Isolationsschichten als solche zu erkennen. Aufgrund der unterschiedlichen Farben ist es jedoch möglich, die Anzahl der elektrischen Isolationsschichten eindeutig und zweifelsfrei nachzuweisen. Diese Identifikation und/oder Ermittlung der Anzahl von Isolationsschichten kann bspw. im Rahmen eines Tests, der zur Freigabe des Schaltungsträgers durchzuführen ist, erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine der beiden Isolationsschichten derart eingefärbt, dass die beiden Isolationsschichten zumindest in einem Querschnitt, insbesondere Querschliff, des Schaltungsträgers aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben als zwei distinkte bzw. abgegrenzte Isolationsschichten erkennbar sind. Diese bevorzugte Ausgestaltung beruht zumindest teilweise auf der Erkenntnis, dass zur Bestimmung und/oder Beurteilung eines Schichtaufbaus von derartigen Schaltungsträgern üblicherweise ein Querschliff des Schaltungsträgers erzeugt wird. Das Erzeugen eines Querschliffs kann beispielsweise das Freilegen einer Querschnittsfläche, insbesondere eines Vollquerschnitts des Schaltungsträgers erfordern. Anschließend kann die freigelegte Querschnittsfläche präpariert (beispielsweise geschliffen und/oder poliert) werden, um die Beurteilung der Anzahl der Schichten und gegebenenfalls einer Schichtdicke der Schichten in einem derartig präparierten Schaltungsträger durchführen zu können. Indem gemäß der bevorzugten Ausgestaltung mindestens eine der beiden Isolationsschicht derart eingefärbt ist, dass die beiden Isolationsschichten zumindest in dem Querschnitt des Schaltungsträgers aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben als zwei distinkte Isolationsschichten erkennbar sind, ist es möglich, beispielsweise bei, während oder nach dem Erstellen eines Querschliffs durch Zählen der unterschiedlich eingefärbten Isolationsschichten eine Anzahl von Isolationsschichten im Schaltungsträger zu ermitteln. Das Einfärben von zumindest einer der beiden Isolationsschichten kann dabei derart erfolgen, dass zumindest im Querschnitt, insbesondere im Querschliff des Schaltungsträgers Ränder der jeweiligen Isolationsschicht und/oder ein Vollquerschnitt der jeweiligen Isolationsschicht eindeutig identifizierbar sind bzw. ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest eine der beiden Isolationsschichten derart eingefärbt ist, dass die zwei distinkten Isolationsschichten mit bloßem Auge erkennbar sind. Mit anderen Worten ist zumindest eine der beiden Isolationsschichten derart eingefärbt, dass die Farbe dieser Isolationsschicht im sichtbaren Farbspektrum liegt. Diese besonders bevorzugte Ausgestaltung ermöglicht das Identifizieren einer Anzahl von distinkten bzw. abgegrenzten Isolationsschichten mit dem bloßen menschlichen Auge, das heißt ohne Zuhilfenahme von weiteren Prüfmaterialien und/oder Prüfvorrichtungen wie IR-Kamera oder dergleichen. In anderen Worten sieht diese bevorzugte Ausgestaltung vor, dass zumindest eine der beiden elektrischen Isolationsschichten derart eingefärbt ist, dass die Farbe der eingefärbten Isolationsschicht in einem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich liegt wie beispielsweise im sichtbaren Lichtspektrum oder Farbspektrum bzw. im sichtbaren Anteil des elektromagnetischen Spektrums.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die elektrischen Isolationsschichten mit verschiedenfarbigen Partikeln eingefärbt sind. Durch die Verwendung von verschiedenfarbigen Partikeln ist es insbesondere im Herstellungsprozess einfach, unterschiedlich farbige Isolationsschichten bereitzustellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der erfindungsgemäße Schaltungsträger ferner auf: eine weitere, insbesondere dritte elektrische Isolationsschicht, die auf der elektrisch leitenden Schicht angeordnet ist, eine weitere, insbesondere vierte elektrische Isolationsschicht, die auf der dritten Isolationsschicht angeordnet ist, und eine weitere, insbesondere zweite elektrisch leitende Schicht, die auf der weiteren, insbesondere vierten elektrischen Isolationsschicht angeordnet ist und mindestens eine weitere elektrische Leiterbahn zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements aufweist. Durch das Vorsehen von weiteren, insbesondere dritten und vierten elektrischen Isolationsschichten auf der elektrisch leitenden Schicht und einer weiteren, insbesondere zweiten elektrisch leitenden Schicht auf der vierten Isolationsschicht, ist es möglich, dass mindestens eine elektrische Bauelement an eine und/oder zwei elektrisch leitende Schichten anzubinden. Dadurch erhöhen sich die Verdrahtungsmöglichkeiten. Insbesondere bei mehreren Bauelementen auf dem Schaltungsträger kann dies von Vorteil sein.
Bevorzugt ist die dritte Isolationsschicht und/oder die vierte Isolationsschicht derart eingefärbt, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten, also die dritte und vierte Isolationsschicht, bzw. allgemeiner gesprochen die direkt übereinander liegenden Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen. Die Farben der dritten und/oder vierten Isolationsschicht kann dieselbe oder eine andere Farbe wie die erste bzw. zweite Isolationsschicht sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers für zumindest ein elektrisches Bauelement bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer Metallsubstratschicht; Aufbringen einer ersten elektrischen Isolationsschicht auf die Metallsubstratschicht; Aufbringen einer zweiten elektrischen Isolationsschicht auf die erste elektrische Isolationsschicht; und Aufbringen einer elektrisch leitenden Schicht auf die zweite elektrische Isolationsschicht, wobei die elektrisch leitende Schicht mindestens eine Leiterbahn zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements aufweist und wobei mindestens eine der beiden elektrischen Isolationsschichten derart eingefärbt wird, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Einfärben vor dem Aufbringen der entsprechenden Isolationsschicht, während dem Aufbringen der entsprechenden Isolationsschicht, oder nach dem Aufbringen der entsprechenden Isolationsschicht. Beispielsweise kann die entsprechende elektrische Isolationsschicht vor dem Aufbringen in Farbe eingetaucht werden. Beispielsweise kann die elektrische Isolationsschicht während dem Aufbringen durch Hinzufügen von farbigen Partikeln in die Materialzusammensetzung der Isolationsschicht, wie beispielsweise einer Kunststoffsuspension, beim Aufbringen der elektrischen Isolationsschicht eingefärbt werden. Die entsprechende Isolationsschicht kann aber auch nach dem Aufbringen eingefärbt werden, beispielsweise durch Eintauchen einer Vorbaugruppe und/oder des gesamten Schaltungsträgers in eine farbige Lösung, die dazu führt, dass zumindest die entsprechende elektrische Isolationsschicht eingefärbt wird und dadurch eine andere Farbe wie die andere elektrische Isolationsschicht aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Einfärben derart, dass die beiden Isolationsschichten zumindest in einem Querschnitt, insbesondere Querschliff des Schaltungsträgers aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben als zwei distinkte bzw. abgegrenzte Isolationsschichten erkennbar sind.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ferner die folgenden Schritte auf: Aufbringen einer weiteren, insbesondere dritten elektrischen Isolationsschicht auf die elektrisch leitende Schicht, Aufbringen einer weiteren, insbesondere vierten elektrischen Isolationsschicht auf die dritte Isolationsschicht, und Aufbringen einer weiteren, insbesondere zweiten elektrisch leitenden Schicht, auf die weitere, insbesondere vierte elektrische Isolationsschicht, wobei die weitere insbesondere zweite elektrisch leitende Schicht ebenfalls mindestens eine Leiterbahn zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements aufweist. Mit dieser bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbesondere mehrere elektrische Bauelemente an die erste und/oder zweite elektrische Schicht elektrisch angebunden werden, wodurch die Verdrahtungsmöglichkeiten erhöht werden.
Bevorzug wird die dritte und/oder vierte elektrische Isolationsschicht derart eingefärbt, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten, also die dritte und vierte Isolationsschicht oder allgemein gesprochen die direkt übereinander liegenden Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Anzahl von Isolationsschichten in einem Schaltungsträger, insbesondere in einem Schaltungsträger gemäß dem ersten Aspekt und/oder Ausgestaltungen davon, bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Erstellen eines Querschnitts, insbesondere Querschliffs, des Schaltungsträgers, und Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten im Schaltungsträger aufgrund von unterschiedlichen Farben der Isolationsschichten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt weist der Schritt des Erstellens eines Querschliffs des Schaltungsträgers folgende Schritte auf: Freilegen einer Querschnittsfläche, insbesondere eines Vollquerschnitts des Schaltungsträgers bspw. mittels eine Trennschleifers, und Präparieren des quer der Querschnittsfläche zum Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten bspw. durch Schleifen und/oder Polieren der Querschnittsfläche.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt wird zum Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten im Schaltungsträger der Schaltungsträger oder zumindest eine Isolationsschicht des Schaltungsträgers eingefärbt, insbesondere derart eingefärbt, dass die eingefärbte Isolationsschicht eine unterschiedliche Farbe zur anderen, insbesondere direkt darüber oder darunter liegenden Isolationsschicht aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt erfolgt das Einfärben vor oder nach dem Erstellen des Querschnitts, insbesondere vor oder nach dem Erstellen des Querschliffs des Schaltungsträgers.
Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Schichtaufbaus eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers mit zwei übereinander und direkt benachbart angeordneten elektrischen Isolationsschichten, die unterschiedliche Farben aufweisen.
2 eine schematische Ansicht eines Schichtaufbaus einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltungsträgers mit zwei unterschiedlich farbigen elektrischen Isolationsschichten und einer weiteren, dritten und vierten Isolationsschicht sowie einer weiteren, zweiten elektrischen Schicht zur Anbindung eines elektrischen Bauelements.
3 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zur Durchführung eines Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers.
4 eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zur Durchführung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Anzahl an elektrischen Isolationsschichten in einem erfindungsgemäßen Schaltungsträger.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es sei zunächst auf 1 verwiesen, die eine schematische Ansicht eines Schichtaufbaus eines Schaltungsträgers 10 zeigt. Der Schaltungsträger 10 kann beispielsweise ein isolierte Metallsubstratschicht Leiterplatte (im Englischen insulated metal substrate IMS Leiterplatte) sein.
Der Schaltungsträger 10 weist eine Metallsubstratschicht 12 auf, die aus Aluminium, Kupfer, einem anderen Metall oder einer anderen Metalllegierung besteht. Aufgrund des Metallanteils in der Metallsubstratschicht 12 ist die Metallsubstratschicht 12 elektrisch leitend. Die Metallsubstratschicht 12 zeichnet sich jedoch durch eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit aus und kann beispielsweise an einen nicht gezeigten Kühlkörper wärmeleitend angeschlossen sein, was insbesondere bei der Wärmeabfuhr von Hochleistungsbauteilen von Vorteil ist.
Der Schaltungsträger 10 weist eine auf der Metallsubstratschicht 12 angeordnete bzw. aufgebrachte erste elektrische Isolationsschicht 14 auf. Der Schaltungsträger 10 weist eine auf der ersten elektrischen Isolationsschicht 14 aufgebracht bzw. angeordnete zweite elektrische Isolationsschicht 16 auf. Die beiden elektrischen Isolationsschichten 14, 16 können aus einem elektrischen Isolationsmaterial wie beispielsweise Kunststoff, Keramik, Harz oder dergleichen ausgebildet sein. Die elektrischen Isolationsschichten 14, 16 dienen zur elektrischen Isolierung gegenüber der Metallsubstratschicht 12. Die elektrischen Isolationsschichten 14, 16 sind direkt aufeinander aufgebracht. Mit anderen Worten befinden sich zwischen der ersten elektrischen Isolationsschicht 14 und der zweiten elektrischen Isolationsschicht 16 keine weiteren Schichten. Mit wieder anderen Worten kontaktiert eine Oberseite der ersten elektrischen Isolationsschicht 14 eine Unterseite der zweiten elektrischen Isolationsschicht 16.
Der Schaltungsträger 10 weist ferner eine auf der zweiten elektrischen Isolationsschicht 16 aufgebrachte bzw. angeordnete elektrisch leitende Schicht 18 auf. Die elektrisch leitende Schicht 18 weist mindestens eine Leiterbahn auf. Auf der elektrisch leitenden Schicht 18 ist ein elektrisches Bauelement 22 angeordnet, das mit der Leiterbahn 20 der elektrisch leitenden Schicht 18 elektrisch verbunden ist.
Im konkreten Beispiel von 1 ist die elektrische Verbindung mittels eines Bonddrahtes 24 erfolgt. In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen kann die elektrische Anbindung selbstverständlich durch andere Mittel erfolgt sein.
Wie in 1 schematisch dargestellt, unterscheiden sich die beiden elektrischen Isolationsschichten 14, 16 durch ihre Farben. Schematisch ist dies anhand einer hellgrau markierten ersten elektrischen Isolationsschicht und einer dunkelgrau markierten zweiten elektrischen Isolationsschicht dargestellt. Selbstverständlich können die Farben der elektrischen Isolationsschichten beliebig sein und sind nicht auf die in 1 gezeigten Farben beschränkt.
Im erfindungsgemäßen Schaltungsträger 10 ist zumindest eine der beiden elektrischen Isolationsschichten 14, 16 derart eingefärbt, dass die beiden direkt übereinander angeordneten elektrischen Isolationsschichten 14, 16 aufgrund ihrer unterschiedlichen Einfärbung bzw. Farben als zwei distinkte Isolationsschichten 14, 16 erkennbar sind. Aufgrund ihrer Farbe bzw. Einfärbung lassen sich die beiden Isolationsschichten 14, 16 demnach also unterscheiden.
Der in 1 gezeigte schematische Schichtaufbau kann beispielsweise mittels eines Querschnitts durch den Schaltungsträger 10, insbesondere mittels eines Querschliffs von dem Schaltungsträger 10, sichtbar gemacht werden. Der Querschliff wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass der Schaltungsträger 10 beispielsweise mittels eines Trennschleifers durchgeschnitten wird und eine Querschnittsfläche, insbesondere ein Vollquerschnitt des Schaltungsträgers 10 freigelegt wird. Anschließend kann die freigelegte Querschnittsfläche präpariert werden bspw. mittels Schleifen und/oder Polieren. Im Querschnitt bzw. Querschliff sind die beiden elektrischen Isolationsschichten 14, 16 als zwei distinkte Isolationsschichten 14, 16 erkennbar. Insbesondere kann mindestens eine elektrische Isolationsschicht 14, 16 derart eingefärbt sein, dass die unterschiedlichen Isolationsschichten mit bloßem Auge, d. h. ohne Zuhilfenahme von technischen Mitteln (Kameras etc.), aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben erkennbar sind. Wenn beispielsweise der Schaltungsträger 10 im Rahmen einer Qualitätskontrolle oder im Rahmen eines Prüfverfahrens untersucht wird, dann lässt sich die Anzahl der Isolationsschichten 14, 16 (im konkreten Beispiel von 1 „zwei“) mit bloßem Auge ermitteln.
Das Einfärben von mindestens einer der beiden elektrischen Isolationsschichten 14, 16 kann vor, während oder nach dem Aufbringen der entsprechenden elektrischen Isolationsschicht 14, 16 erfolgen. Das Einfärben von mindestens einer der beiden elektrischen Isolationsschichten 14, 16 kann vor oder nach dem Erstellen des Querschnitts bzw. Querschliffs erfolgen.
Das konkrete Beispiel von 1 zeigt, dass der gesamte Querschnitt der jeweiligen Isolationsschicht 14, 16 eingefärbt ist. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung reicht es jedoch aus, wenn lediglich die Konturkanten einer jeweiligen elektrischen Isolationsschicht unterschiedliche Farben aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, dass vor, während oder nach dem Aufbringen der entsprechenden elektrischen Isolationsschicht 14, 16 die jeweilige Isolationsschicht 14, 16 derart eingefärbt wird, dass lediglich die Kontur der jeweiligen Isolationsschicht 14, 16 andersfarbig erscheint, sodass dadurch die Anzahl von diskreten Isolationsschichten ermittelbar ist.
Das Einfärben von mindestens einer der beiden direkt übereinanderliegenden elektrischen Isolationsschichten 14, 16 kann beispielsweise durch Einbringen von farbigen Partikeln in die entsprechende Isolationsschicht 14, 16 erfolgen. Das Einbringen von farbigen Partikeln kann vor, während oder nach dem Aufbringen der entsprechenden Isolationsschicht 14, 16 erfolgen. Beispielsweise ist es denkbar, dass zunächst die entsprechende Isolationsschicht 14, 16 hergestellt wird, dann eingefärbt wird, beispielsweise durch Eintauchen in eine Farblösung, und dann die eingefärbte Isolationsschicht aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich können beim Aufbringen der Isolationsschicht farbige Partikel in eine Materialsuspension beispielsweise eine Kunststoffsuspension eingebracht werden, sodass eine eingefärbte Kunststoffsuspension aufgebracht werden kann und demnach während dem Aufbringen der Suspension das Einfärben der Isolationsschicht 14, 16 erfolgt. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass nach dem Aufbringen der entsprechenden Isolationsschicht diese eingefärbt wird. Beispielsweise kann dies durch Eintauchen einer Vorbaugruppe des Schaltungsträgers 10 bzw. des gesamten Schaltungsträgers 10, insbesondere nach Freilegen des Querschnitts bzw. Querschliffs in eine farbige Lösung erfolgen.
Beliebig weitere Möglichkeiten der farblichen Einfärbung zur Kenntlichmachung der entsprechenden Anzahl von Isolationsschichten im Schaltungsträger 10 sind denkbar.
Vorteilhafterweise wird die entsprechende Isolationsschicht 14, 16 derart eingefärbt, dass die Isolationsschichten 14, 16 aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben mit bloßem Auge erkennbar sind. Vorteilhafterweise wird eine Farbe gewählt, die im sichtbaren Lichtspektrum bzw. Farbspektrum bzw. in einem Anteil des elektromagnetischen Spektrums liegt, der mit dem menschlichen Auge erkennbar ist.
Es sei nun auf 2 verwiesen, die eine schematische Ansicht eines Schichtaufbaus einer Ausführungsform des Schaltungsträgers 10 von 1 zeigt.
In der Ausführungsform von 2 weist der Schaltungsträger die Metallsubstratschicht 12, die erste elektrische Isolationsschicht 14 und die zweite elektrische Isolationsschicht 16 auf, die direkt auf der ersten elektrischen Isolationsschicht 14 aufgebracht ist und sich farblich (aufgrund ihrer Einfärbung) von der ersten elektrischen Isolationsschicht 14 unterscheidet. Der Schaltungsträger 10 von 2 weist eine erste elektrisch leitende Schicht 18 mit einer Leiterbahn 20 auf, die zum Anwenden des elektrischen Bauelements 22 dient. Im Unterschied zur Ausführungsform des Schaltungsträgers 10 von 1 ist in der Ausführungsform von 2 auf die erste elektrisch leitende Schicht eine weitere, insbesondere dritte elektrische Isolationsschicht 26 und eine weitere, insbesondere vierte elektrische Isolationsschicht 27 aufgebracht. Die dritte elektrische Isolationsschicht 26 und/oder die vierte Isolationsschicht 27 kann dieselbe oder eine andere Farbe aufweisen wie die beiden ersten elektrischen Isolationsschichten 14, 16. Die dritte Isolationsschicht 26 und/oder die vierte Isolationsschicht 27 kann ebenfalls eingefärbt sein oder kann nicht eingefärbt sein. Vorzugsweise sind die dritte und/oder vierte Isolationsschicht 26, 27 derart eingefärbt, dass die beiden Isolationsschichten 26, 27 - ähnlich wie bei den Isolationsschichten 14, 16 - als zwei distinkte Isolationsschichten, insbesondere zumindest in einem Querschnitt und/oder Querschliff des Schaltungsträgers 10 erkennbar sind.
In der Ausführungsform von 2 ist auf der vierten elektrischen Isolationsschicht 27 eine weitere, insbesondere zweite elektrisch leitende Schicht 28 angeordnet. Die zweite elektrisch leitende Schicht 28 weist mindestens eine weitere Leiterbahn 30 auf, die zur elektrischen Anbindung des elektrischen Bauelements 22 verwendet werden kann. Mittels der zweiten elektrisch leitenden Schicht 28 kann das elektrisch Bauelement 22 nicht nur an die Leiterbahn 20 der ersten elektrischen Schicht 18 sondern auch an die Leiterbahn 30 der zweiten elektrischen Schicht 28 angebunden sein. Dabei kann je nach Anwendungsfall des elektrisch Bauelement 22 an die erste elektrisch leitende Schicht 18 und/oder die zweite elektrisch leitende Schicht 28 angeschlossen sein. Die dritte und vierte elektrische Isolationsschicht 26, 27 dient zur elektrischen Isolierung. Die dritte und vierte elektrische Isolationsschicht 26, 27 und die zweite elektrisch leitende Schicht 28 sind insbesondere bei der elektrischen Anbindung von mehreren Bauelementen 22 an den Schaltungsträger 10 hilfreich, da sich dadurch die Verdrahtungsmöglichkeiten bei ausreichend hoher Isolierung erhöhen.
Es sei nun auf 3 verwiesen, die eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zur Durchführung eines Verfahrens zum Herstellen eines Schaltungsträgers, wie beispielsweise den Zusammenhang mit 1 und 2 beschriebenen Schaltungsträger 10 zeigt.
Das Verfahren umfasst einen Schritt 300, bei dem ein Metallsubstratschicht, wie beispielsweise die in Zusammenhang mit 1 und 2 erwähnte Metallsubstratschicht 12, bereitstellt. In einem Schritt 302 wird eine erste elektrische Isolationsschicht, wie beispielsweise die in Zusammenhang mit 1 und 2 erwähnte erste elektrisch Isolationsschicht 14, auf die Metallsubstratschicht aufgebracht. In einem Schritt 304 wird eine zweite elektrische Isolationsschicht, wie beispielsweise die in Zusammenhang mit 1 und 2 erwähnte zweite elektrische Isolationsschicht 16, auf die erste elektrische Isolationsschicht aufgebracht. In einem Schritt 306 wird eine elektrisch leitende Schicht, wie beispielsweise die in Zusammenhang mit 1 und 2 erwähnte elektrisch leitende Schicht 18 auf die zweite elektrische Isolationsschicht aufgebracht. In dem in 3 gezeigten Verfahren wird nun zumindest eine der beiden elektrischen Isolationsschichten derart eingefärbt, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen und dadurch voneinander unterschieden werden können, insbesondere in einem Querschnitt bzw. Querschliff des Schaltungsträgers. Das Einfärben von mindestens einer der elektrischen Isolationsschichten ist in 3 schematisch durch einen gestrichelten Schritt 308 angedeutet. Der gestrichelte Schritt 308 soll zeigen, dass im konkreten Beispiel von 3 die zweite elektrische Isolationsschicht, die im Schritt 304 aufgebracht wird, eingefärbt wird. Ob diese Einfärbung nun vor, während oder nach dem Aufbringen der Schicht erfolgt, ist nicht wesentlich.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass in anderen nicht gezeigten Ausführungsformen die erste elektrische Isolationsschicht und/oder die zweite elektrische Isolationsschicht eingefärbt werden. In einem solchen Fall würde das Verfahren einen zusätzlichen Schritt aufweisen, bei dem die entsprechende erste bzw. zweite Isolationsschicht ebenfalls eingefärbt wird. Ein Einfärben der ersten Isolationsschicht kann zeitgleich, vor oder nach dem Einfärben der zweiten Isolationsschicht erfolgen. Wesentlich ist, dass nach dem Einfärben beide direkt übereinander angeordneten Isolationsschichten unterschiedliche Farben aufweisen.
Im konkreten Beispiel von 3 sind zudem zwei weitere optionale Verfahrensschritte mittels strichpunktierter Boxen angedeutet. So ist es denkbar, dass nach dem Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Schicht (Schritt 306) ein weiterer Schritt 310 erfolgt, in dem eine weitere, insbesondere dritte und vierte elektrische Isolationsschicht, wie beispielsweise die in Zusammenhang mit 2 erwähnte dritte und vierte Isolationsschicht 26, 27 auf die erste elektrisch leitende Schicht aufgebracht wird. In einem auf den Schritt 310 folgenden Schritt 312 kann eine weitere, insbesondere zweite elektrisch leitende Schicht, wie die in Zusammenhang mit 2 erwähnte zweite elektrische Schicht 28, auf die vierte elektrische Isolationsschicht 27 aufgebracht werden. Dies erhöht die Verdrahtungsmöglichkeiten bei der elektrischen Anbindung von elektrischen Bauelementen auf dem Schaltungsträger. Die dritte und/oder vierte Isolationsschicht kann eingefärbt werden, zumindest derart, dass die beiden Isolationsschichten zumindest in einem Querschnitt bzw. Querschliff des Schaltungsträgers aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben als zwei distinkte Isolationsschichten erkennbar sind.
Es sei nun auf 4 verwiesen, die eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms zur Durchführung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Anzahl von elektrischen Isolationsschichten in einem Schaltungsträger, wie beispielsweise dem Schaltungsträger 10, der in Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben wurde, zeigt.
Im Verfahren gemäß 4 wird in einem Schritt 400 ein Querschnitt, insbesondere Querschliff des Schaltungsträgers erzeugt. Anschließend wird in einem Schritt 402 die Anzahl von Isolationsschichten im Schaltungsträger aufgrund unterschiedlicher Farben der Isolationsschichten im Querschnitt bzw. Querschliff ermittelt.
Das Erzeugen eines Querschliffs kann dabei weitere Schritte umfassen, so zum Beispiel einen Schritt 404, bei dem eine Querschnittsfläche, insbesondere ein Vollquerschnitt des Schaltungsträgers freigelegt wird, und einen Schritt 406, bei dem die freigelegte Querschnittsfläche zum Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten präpariert wird. Das Präparieren kann Schleifen, Polieren oder dergleichen umfassen.
Das Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten im Schaltungsträger aufgrund von unterschiedlichen Farben (Schritt 402) kann dabei einen Schritt 408 umfassen, bei denen zumindest eine der direkt übereinanderliegenden Isolationsschichten des Schaltungsträgers eingefärbt wird, sodass aufgrund der unterschiedlichen Farben die Anzahl von direkt übereinanderliegen Isolationsschichten bestimmbar ist. Vorzugsweise erfolgt das Einfärben vor oder nach dem Erstellen des Querschnitts bzw. Querschliffs. Vorzugsweise erfolgt das Einfärben derart, dass die unterschiedlichen Farben der Isolationsschichten mit bloßem Auge erkennbar sind.
Die in Zusammenhang mit 1 und 2 beschriebenen Merkmale des Schaltungsträgers 10 können in entsprechenden Schritten des Verfahrens nach 3 und/oder 4 verwirklicht werden.

Claims

Schaltungsträger (10) für zumindest ein elektrisches Bauelement (22), aufweisend: - eine Metallsubstratschicht (12), - eine auf der Metallsubstratschicht (12) angeordnete erste elektrische Isolationsschicht (14), - eine auf der ersten Isolationsschicht (14) angeordnete zweite elektrische Isolationsschicht (16), und - eine auf der zweiten elektrischen Isolationsschicht (16) angeordnete elektrisch leitende Schicht (18) mit mindestens einer Leiterbahn (20) zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements (22), wobei - mindestens eine der beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) derart eingefärbt ist, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) unterschiedliche Farben aufweisen.
Schaltungsträger (10) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) derart eingefärbt ist, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) zumindest in einem Querschnitt, insbesondere Querschliff, des Schaltungsträgers (10) aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben als zwei distinkte Isolationsschichten (14, 16) erkennbar sind.
Schaltungsträger (10) nach Anspruch 2, wobei zumindest eine der beiden Isolationsschichten (14, 16) derart eingefärbt ist, dass die zwei distinkten Isolationsschichten (14, 16) mit bloßem Auge erkennbar sind.
Schaltungsträger (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrischen Isolationsschichten (14, 16) mit verschieden farbigen Partikeln eingefärbt sind.
Schaltungsträger (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) derart eingefärbt ist, dass die Farbe der eingefärbten Isolationsschicht (14, 16) in einem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich liegt.
Schaltungsträger (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: - eine weitere, insbesondere dritte elektrische Isolationsschicht (26), die auf der elektrisch leitenden Schicht (18) angeordnet ist, - eine weitere, insbesondere vierte elektrische Isolationsschicht (27), die auf der dritten Isolationsschicht (26) angeordnet ist, und - eine weitere, insbesondere zweite elektrisch leitende Schicht (28), die auf der vierten elektrischen Isolationsschicht (27) angeordnet ist und mindestens eine weitere elektrische Leiterbahn (30) zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements (22) aufweist.
Schaltungsträger (10) nach Anspruch 6, wobei die dritte Isolationsschicht (26) und/oder die vierte Isolationsschicht (27) derart eingefärbt ist, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten (26, 27) unterschiedliche Farben aufweisen.
Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers (10) für zumindest ein elektrisches Bauelement (22), mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen einer Metallsubstratschicht (12), - Aufbringen einer ersten elektrischen Isolationsschicht (14) auf die Metallsubstratschicht (12), - Aufbringen einer zweiten elektrischen Isolationsschicht (16) auf die erste elektrische Isolationsschicht (14), und - Aufbringen einer elektrisch leitenden Schicht (18) auf die zweite elektrische Isolationsschicht (16), wobei die elektrisch leitende Schicht (18) mindestens eine Leiterbahn (20) zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements (22) aufweist, und wobei - mindestens eine der beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) derart eingefärbt wird, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten (14, 16) unterschiedliche Farben aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Einfärben vor dem Aufbringen, während des Aufbringens oder nach dem Aufbringen der jeweiligen elektrischen Isolationsschicht (14, 16) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei das Einfärben derart erfolgt, dass die beiden Isolationsschichten (14, 16) zumindest in einem Querschnitt, insbesondere Querschliff, des Schaltungsträgers (10) aufgrund ihrer unterschiedlichen Farben als zwei distinkte Isolationsschichten (14, 16) erkennbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner aufweisend: - Aufbringen einer weiteren, insbesondere dritten elektrischen Isolationsschicht (26) auf die elektrisch leitende Schicht (18), - Aufbringen einer weiteren, insbesondere vierten elektrischen Isolationsschicht (27) auf die dritte Isolationsschicht (26), - Aufbringen einer weiteren, insbesondere zweiten elektrisch leitenden Schicht (28) mit einer Leiterbahn (30) zum elektrischen Anbinden des zumindest einen elektrischen Bauelements (22) auf die vierte elektrische Isolationsschicht (27), und - Einfärben der dritten und/oder vierten Isolationsschicht (26, 27) derart, dass die beiden elektrischen Isolationsschichten (26, 27) unterschiedliche Farben aufweisen.
Verfahren zum Ermitteln einer Anzahl von Isolationsschichten (14, 16) in einem Schaltungsträger (10), insbesondere in einem Schaltungsträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit den folgenden Schritten: - Erstellen eines Querschnitts, insbesondere Querschliffs, des Schaltungsträgers (10), und - Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten (14, 16) im Schaltungsträger (10) aufgrund von unterschiedlichen Farben der Isolationsschichten (14, 16).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Erstellen eines Querschliffs des Schaltungsträgers (10) folgende Schritte aufweist: - Freilegen einer Querschnittsfläche, insbesondere eines Vollquerschnitts des Schaltungsträgers (10), und - Präparieren der Querschnittsfläche zum Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten (14, 16).
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei zum Ermitteln der Anzahl von Isolationsschichten (14, 16) im Schaltungsträger (10) der Schaltungsträger (10) oder zumindest eine Isolationsschicht (14, 16) des Schaltungsträgers (10) eingefärbt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Einfärben vor oder nach dem Erstellen des Querschnitts bzw. Querschliffs erfolgt.