JP5436214B2 - 標準インターフェースを備えた電子装置ケーシング - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部記載の電子的な制御装置のための電子装置ケーシング、並びに、特に自動車産業における伝動装置又はエンジン制御部のための、前記ケーシングを製造するための方法に関する。

電子装置制御装置は、一般的に複数の電子的な構成要素を有している。構成要素は制御装置の外側の他の構成要素に接続している。構成要素は、通常、特別なケーシング内に挿入され、これにより構成要素は周辺環境からの影響又は機械的な負荷に対して保護される。更にケーシングは重要な遮蔽機能を果たしている。ケーシングの外側に位置する構成要素に対する確実な接続を可能にするために、ケーシングの内側からケーシングの外側への電気的な接続部が必要である。

背景技術
ＤＥ１０２００４０３３５５９Ａ１において、ケーシングの内側とケーシングの外側との間に配置されていて、ケーシング壁に不動に包埋射出成形されているか、又はプレス加工されて包囲されている接続部が記載されている。この場合、ケーシング壁は中空室を有していて、この中空室内に付加的なシール材料が供給される。シール材料は電気的な接続部を包囲し、ケーシング壁を抜ける電気的な接続部の貫通案内部をシールする。付加的には、シール材料によって、カバー及び／又は底部を備えたケーシング壁のシールが可能になる。

この構成の欠点は、ケーシング構成部分を射出成形されたもしくは圧入された電気的な接続部に基づいて、各制御装置のために特別に製造しなければならない、という点である。更にシール材料の場合、この種の制御装置の寿命が進むに連れて疲労減少が起こることがあり、特に伝動装置制御装置のような極めて攻撃的な環境において起こることがある。伝動装置制御装置は、化学的に極めて攻撃的な伝動装置オイルに囲まれていて、同時に高い温度に耐える必要がある。

ＤＥ３３１５６５５Ａ１には、フレキシブルなプリント配線板を介する電気的な接続部が記載されている。フレキシブルなプリント配線板は、ケーシングとカバーと間の接続個所に敷設され、同様にケーシングとカバーとを備えた成形シール部を介して同様にシールされる。フレキシブルな導体路は、接続個所からケーシングの内側の電気的な構成部分に直接通じるようになっている。これにより構成要素の配置には比較的柔軟性がある。

更にＤＥ１０２００４０３６６８３Ａ１において、例えばセンサ、弁又はコネクタといった周辺の構成要素に制御電子装置を、フレキシブルなプリント配線板部分片との接触接続を介して電気的に接続するための配置が公知になっている。

上記接触接続部の例が、ＤＥ１０２００４０５０６８７Ａ１に示されている。そこではフレキシブルなプリント配線板に係合するケーブル又はケーブル束を直接的に接触接続するための可能性が記載されている。

しかしここにもそれぞれ、各制御装置のために個別に適合され、関与する構成要素に合わせられた、ケーシング及びフレキシブルなプリント配線板のジオメトリのためのレイアウトを作製する必要がある、という欠点がある。周辺の構成要素の接触接続のための規準、又はそれどころか中央の電子装置基板のサイズ及びジオメトリが変化すると、ケーシング及びフレキシブルなプリント配線板のための新たなレイアウトを必然的に見つけ出し作製する必要もある。この必然性は、フレキシブルなプリント配線板が一体的に、又は部分片として形成されているかどうかとは関係なく存在する。

課題の提示
従って本発明の課題は、フレキシブルなプリント配線板として形成された、ケーシング内室とケーシング外室との間における少なくとも１つの電子的な接続部を備えた、電子的な制御装置のための複数のケーシングのための可変のコンセプトを提示することである。電子的な接続部は、ケーシングの外側に位置する構成要素への、統一的で簡単でフレキシブルな接続を可能にする。更に電気的な接続部の貫通案内部のシールは、有利には、気密であることが望ましく、高い機械的な負荷及び高い化学的な負荷に対して、高温時であっても制御装置の全寿命にわたって耐えることが望ましい。このことは、本発明によれば請求項１記載の装置及び、請求項８記載の当該装置を製造するための方法によって達成される。

本発明に係る電子的な装置のためのケーシングは、少なくとも２つのケーシング部分を備えた電子的な装置のためのケーシングであって、該ケーシングが少なくとも１つのケーシング底部と、ケーシングカバーと、ケーシング内室に配置されている構成部分及び前記ケーシングの外側に位置する構成要素の、フレキシブルなプリント配線板の形式の少なくとも１つの電子的な接続部とを有しており、該電子的な接続部がケーシング底部に固定されている、電子的な装置のためのケーシングにおいて、電子的な接続部が銅導体路の自由に接近可能で統一されて開放されている少なくとも１つの領域を有しており、該領域の幅が、ケーシングの外側に位置する構成要素に対する接触接続部形式により規定され、前記領域の長さが、前記接触接続部形式が必要としているよりも大きく設定されていることを特徴とする。

好ましくは、銅導体路の前記接触接続形式に対応する幅を備えた、平行に延在する開放されている複数の領域が提供される。

好ましくは、電子的な接続部が多層のフレキシブルなプリント配線板である。

好ましくは、ケーシング底部が、ケーシングカバーよりも大きな底面を有している。

好ましくは、フレキシブルなプリント配線板がケーシング底部を越えて突出している。

好ましくは、電子的な接続部が少なくとも２つ又は複数のフレキシブルな部分プリント配線板から形成される。

好ましくは、ケーシングの外側に位置する構成要素が、電子的な接続部に直接溶接されているか、又ははんだ付けされている。

本発明に係るケーシングを製造するための方法は、少なくとも１つの電子的な接続部をケーシング底部に設け、且つ前記ケーシングの内部の電子的な基板と、前記ケーシングの外側に位置する構成要素とに接続し、ケーシングカバーをシールゾーンに取り付けることを特徴とする。

好ましくは、電子的な基板と電子的な接続部との接続を、太径ワイヤボンディングを介して行い、周辺の構成要素と電子的な接続部との接続を、はんだ付け、溶接又は圧着を介して行う。

好ましくは、少なくとも１つのフレキシブルなプリント配線板を、電子的な接続部としてケーシング底部にラミネートする。

本発明に係るケーシングの使用は、銅導体路の自由に接近可能な統一されて開放されている少なくとも１つの領域を備えた電子的な接続部を用いることを特徴とする。

本発明により、電子装置構成部分の上面において、ケーシングカバーによってカバーされた領域の外側において、フレキシブルなプリント配線板の銅導体路の自由に接近可能で開放されている少なくとも１つの領域を設けることが提案された。前記領域のサイズは固有の接触形式に合わせられる。更に導体路の開放されている領域は、種々異なる周辺部分の接触接続要求に可変に対応するために十分な長さよりも長い長さを有している。こうして初めて、複数の上位概念部記載の電子装置ケーシングのための統一されたコンセプトを提供することができる。このコンセプトは、とりわけフレキシブルなプリント配線板の規格化された製造により、周辺の構成要素又は電子装置基板のジオメトリにおける変更された規準に極めて廉価に対応することができる。特に初めて、ケーシング全体のサイズ適合も廉価で簡単に行うことができる。これまで必要であった電子装置ケーシングの複雑な新たな構造は、従って無用である。

有利には、ケーシングの外側に位置する構成要素の接触接続のために、銅導体路の適切な幅及び長さを備えた、複数の平行に延在する開放されている領域が提供される。

有利な構成では、銅導体路の自由に接近可能な開放されている領域は、約３ｍｍの幅を有している。この寸法設定は、本発明によれば設けられている接触接続部に合わされる。

電気的な接続部として、導体路を備えた自体公知のフレキシブルなプリント配線板を使用することができる。また同様にＤＥ１０２００４０３６６８３Ａ１記載の配置に基づく１つ又は複数の部分プリント配線板を使用することもできる。個別の構成要素型に対する導体路の開放されている領域への接触接続部を既に個別構成要素の製造の初期の段階において考慮し、規格化することができるように、個別のフレキシブルな部分プリント配線板を提供することがこの構成においては有利である。更にこの構成は、フレキシブルなプリント配線板自体の面全体を、特にコストの理由から僅かに保つ、という別の有利な規準を満たす。更に本発明のこの構成は、信号経路及び電流路の最適な配置設計を可能にする。

フレキシブルなプリント配線板は、例えば下側のポリイミドベースシート、及びポリイミドベースシート上で接着層内に埋め込まれて配置されている金属製の導体路、及び上側のポリイミドカバーシートから成っていてよい。有利には、絶縁層により隔離された複数の銅導体路層を規定通りに有している、多層のフレキシブルなプリント配線板を、電気的な接続部として使用してもよい。

択一的には、上側のポリイミドカバーシートによりカバーされていない領域が、本発明に係るケーシングの他の構成部分により、例えばケーシングカバー及び／又は接触接続部カバーにより外側からの影響から保護されている限りは、上側のポリイミドカバーシートは完全に又は部分的に省略することもできる。有利には廉価の他の材料を、ベースシートにも接着層にも使用することもできる。従って、例えばコスト削減のために射出成形法、塗装法又はスクリーン印刷法において被着可能である材料を設けることができる。その他に、個別の層の層厚さを変えることが可能である。

ケーシングカバーの後の被着を可能にするために、例えばシール部又はシール材料を収容するための環状の深部を設けることができる。択一的又は付加的にはケーシングカバーを、リベット、接着又ははんだ付けによりベースプレート及び／又はフレキシブルなプリント配線板に接合することもできる。この場合、とりわけ良好なシールを保証することが重要であり、電子装置構成部分を後に攻撃性の環境、例えば伝動装置又はエンジン内において使用することが望まれる。

ケーシングカバーははんだ付けにより取り付けられ、差し当たり中断されていない環状の金属製の軌道が底部プレートの上面及び／又はフレキシブルな導体路上に配置される。有利には、金属製の領域はケーシングカバーの載置面を表している。

ケーシング底部は、有利には金属製の材料、特に有利にはアルミニウムから成っている。本発明の有利な実施の形態では、フレキシブルなプリント配線板は金属製のケーシング底部にラミネートされる。このことは確実で密な、そして廉価な固定を保証する。ケーシングカバーは周辺環境から与えられる影響に対して電子装置の十分な保護を保証する、全材料から成っていてよい。プラスチックから成るケーシングカバーの他に、金属製の材料から成るケーシングカバーを使用することもできる。ケーシングカバーの固定がはんだ付けにより行われると、有利には金属から成るケーシングカバーを備えることが望ましい。金属から成るケーシングカバーは、必要なＥＭＶ遮蔽値と高められた剛性とを同時にもたらす。択一的には金属被覆されたプラスチック成形体を使用することもできる。しかし有利な構成では、ケーシングカバーは、例えば鋼薄板といった金属製の材料から製造されるか、又はダイカストから製造される。これにより、高められた長時間の安定性と、攻撃性の化学物質に対する良好な拡散抵抗と、制御装置の全寿命にわたる改善された遮蔽値とがもたらされる。

制御装置のための本発明に係るケーシングの製造のために、一体のフレキシブルなプリント配線板、又は１つ又は複数のフレキシブルな部分プリント配線板が、ケーシング底部に設けられる。フレキシブルなプリント配線板又はフレキシブルな部分プリント配線板は、統一的な幅と長さとを備えた銅導体路の本発明による開放されている少なくとも１つの領域を有している。ケーシングの内部に電子的な構成要素に対する接触接続部が製造され、次いでケーシングカバーが電子的な接続部の対応する領域に設けられ、固定される。次いで製造された接触接続部を備えたフレキシブルなプリント配線板の開放されている領域は、有利には、接触接続部カバーにより外側の影響から保護される。この種の外側の影響には、例えば伝動装置ケーシング又はエンジンケーシングの製造残留物からの金属製の切削屑が含まれていることがある。金属製の切削屑は銅導体路の開放されている領域、又は接触接続部の短絡に繋がることがある。

本発明によれば、フレキシブルなプリント配線板又は複数のフレキシブルな部分プリント配線板は、有利にはアルミニウムから成るケーシング底部にラミネートされる。特に有利には、フレキシブルなプリント配線板はアクリル接着剤によってケーシング底部に固定される。

ケーシングの外側に配置されている電子的な構成要素と本発明の電子的な接続部との接続は、あらゆる公知な形式で製造することができる。従って接続部は、例えばコネクタとして解離可能に製造することができるか、又は例えばはんだ付け又は溶接により解離不能に製造することができる。電子的な接続部は、特に有利には、ケーシングの内側における電子的な基板にも、ケーシングの外側の信号送受信器（特にセンサ、弁等）にも直接、特に有利には太径ワイヤボンディングを介して接続される。従って接続部の数を明らかに減じることができ、こうして欠陥のある、例えばコネクタのようなインターフェースに基づく部分的な故障を回避できる。これにより不具合の発生は著しく減じられる。

以下に、本発明を例示的に２つの実施の形態を参照して図面と共に説明する。

電子装置ケーシングを部分的に分解した平面図である。 閉鎖されたケーシングを備えた図１記載の電子装置の斜視図である。 フレキシブルなプリント配線板の部分図の断面図である。 カバー層のないフレキシブルな一体のプリント配線板を備えた、本発明に係る電子装置を部分的に分解した平面図である。 閉鎖された接触接続部カバーを備えた、図４記載の電子装置の一面の部分断面図である。 閉鎖されたケーシングと閉鎖された接触接続部ケーシングを備えた、図４記載の電子装置を示した図である。 フレキシブルな部分導体素子を備えた、本発明の別の有利な実施の形態を部分的に分解して示した図である。

図１には、自動車伝動装置内に組み込むために設けられている電子装置１が示されている。電子装置のケーシング２は金属製の底部プレート３と、鋼薄板又はアルミニウムから成るケーシングカバー４とによって形成される。金属製の底部プレート３にフレキシブルなプリント配線板５が固定されている。プリント配線板５はシールゾーン６を環状に有している。シールゾーン６はその形状においてケーシングカバー４の載置面に一致している。ケーシングの内部には電子装置基板７が設けられている。電子装置基板７は、例えば種々異なる電子的な構成部分を有することができる。ケーシングの内部における基板７の種々異なる電子的な構成部分は、ダイレクトコンタクト８を介してフレキシブルなプリント配線板５に接続されている。更に図示のフレキシブルなプリント配線板５は、ケーシングの内側領域において切り出されていて、こうして形成された切出し部に電子的な基板７が配置されている。フレキシブルなプリント配線板５はその端部領域において、周辺の構成要素と直接的に接触接続するために接触接続個所９を有している。接触接続個所９はそのサイズ及び配置において、ケーシングの外側に位置する接続したい構成要素に特別に適合されている。接触接続個所９は、プリント配線板５の保護する上側のカバー層１０によって覆われておらず、切削屑からの保護部（Ｓｐａｎｓｃｈｕｔｚ）及び他の周辺環境からの影響からの保護部である別体の接触接続部カバー１１を介して覆われる。

図２には、密に閉鎖されたケーシングを備えた図１記載の電子装置１が示してある。底部プレート３はプリント配線板５を支持している。この場合、ケーシングカバー４はプリント配線板５に直接不動に環状に配置されている。プリント配線板５はケーシングカバー４よりも大きな面を有していて、カバー４の載置面の下側で突出している。接触接続個所９はケーシングカバー４の外側でプリント配線板の縁部領域に配置されている。図面では、プリント配線板５の一方の側において開放されている接触接続個所９が接触接続部カバー１１によってカバーされている。残りの導体路領域は、プリント配線板５の上側のカバー層１０により保護されている。接触接続部カバー１１は取付け手段１２によって電子装置１の底部プレート３に固定されている。

図３には、メカトロニクスの使用における接合構造のための、フレキシブルなプリント配線板５の種々異なる層の構成を断面図で示してある。接合構造は、ポリイミドシート１３ａと、アクリル接着剤シート１３ｂと、Ｃｕシート１３ｃとから成る複合体であるベース層１３から成っている。銅層１３ｃはエッチングプロセスにより導体路構造体を獲得する。汚染、損傷及び導体路短絡（切削屑からの保護）に対する必要不可欠な保護のために、ポリイミドシート１０ａから成るカバー層１０がアクリル接着剤１０ｂによって構造化されたＣｕ層１３ｃにラミネートされる。ベース層１３とカバー層１０とから成る総合複合体は、次いで別の接着層１４を介して底部プレート３にラミネートされる。

図４には、本発明に係る電子装置１の有利な実施の形態が示されている。電子装置１のケーシング２は金属製の底部プレート３と、鋼薄板又はアルミニウムから成るケーシングカバー４によって形成される。金属製の底部プレート３には一体のフレキシブルなプリント配線板５が固定されている。このプリント配線板５はカバー層１０を用いずに製造されていて、従って全導体路領域１５は開放されている。フレキシブルなプリント配線板５は環状にシールゾーン６を有している。シールゾーン６はその形状において、ケーシングカバー４の載置面にほぼ一致する。ケーシングの内側には電子装置基板７が設けられている。電子装置基板７は、例えば複数の異なる電子的な構成部分を有している。更に図示のフレキシブルなプリント配線板５はケーシングの内側領域において切り出されていて、このように形成された切出し部に、電子的な基板７が配置されている。電子的な基板７からフレキシブルなプリント配線板５への接続部は、太径ワイヤボンディングを介して製造される。電子的な基板７は、有利には複数の個別の構成部材を内蔵していて、特に有利にはセラミック基板である。各周辺の構成要素のための接触接続部型に合わされる幅と、接触接続に必要な長さよりも長い長さとを備えた本発明に係る開放されている導体路領域は、ケーシングカバー４のシールゾーン６の内側において、汚染及び周辺環境からの影響から保護され、且つ外側では別体の接触接続部カバー１１を介して保護される。２つの接触接続部カバー１１が取り付けられ、シールゾーン６に部分的にオーバラップしている。択一的には、接触接続部カバー１１はケーシングカバー４と部分的にオーバラップして、又はまたケーシングカバー４と同一平面を成して閉鎖できる。その結果、開放されている導体路領域１５の切削屑からの保護、及び他の汚染に対する保護が保証されている。

図５には、閉鎖されたケーシング１と閉鎖された接触接続部カバー１１とを備えた、図４記載の電子装置１の一方の側の断面図が示されている。接触接続部カバー１１とケーシングカバー４とは、フレキシブルなプリント配線板５の本発明により均一で、開放されている導体路領域１５のカバーのためにラビリンスシール経路１６が形成されるように形成されていて、オーバラップして配置されている。本発明の有利な当該実施の形態により、ケーシング底部３は接触接続個所の領域に、外側に位置する構成要素のために切欠き１８を有している。切欠き１８は、本実施の形態では切欠き１８内に突入するカバーにより閉鎖されている。

図６には、閉鎖された気密なケーシング２と、取り付けられた接触接続部カバー１１とを備えた、図４及び図５の電子装置１が示されている。本発明に係る、統一された開放されている導体路領域１５はこれにより完全にカバーされている。

図７には、本発明に係る電子装置１の別の有利な実施の形態が示されている。構成は図４記載の構成とほぼ一致する。しかしながらこの実施の形態では、フレキシブルなプリント配線板５は一体に構成されておらず、周辺の構成要素に対する接触接続部は、本発明によれば統一された開放されている導体路１５を備えた、個別のフレキシブルな部分導体シート素子１７により製造される。

このことは、信号経路及び電流路の最適な配置設計を可能にし、及び高価なフレキシブルなプリント配線板面の使用を最小限にまで減じることができる。従って、フレキシブルな部分プリント配線板は最適に使用することができ、且つほんの僅かな無用材料（Ｖｅｒｗｕｒｆ）しか生じない。

従って要約すると、ケーシング底部とケーシングカバーと、ケーシングの内部と、ケーシングの外側に位置する構成要素との電子的な接続部とを備えたケーシングの提供、及びの提供のためのコンセプトが提案される。このコンセプトにおいて、フレキシブルなプリント配線板は、周辺の構成要素の接触接続のために、銅プリント配線板の規格化された開放されている領域を有している。規格化された開放されている領域の幅は、接触接続部の予め規定された型に合わせられ、規格化された開放されている領域の長さは、直接的な接触接続のために必要な長さよりも長く設定されている。こうして初めて、外側の構成要素又は電子装置基板に対して変化する規準への電子装置ケーシングの可変な適合が可能である。特に、ケーシング全体のサイズの適合を廉価で簡単に行うこともできる。電子装置の手間のかかる新たなコンセプトはこれにより回避できる。付加的にフレキシブルなプリント配線板の統一化された製造が可能になる。このことは価格に関する著しい利点に繋がることになる。

更に規格化された構成により品質管理の負担は軽減され、ひいては欠陥のあるインターフェースに基づくこの種の構成部分の欠陥削減を達成することができる。本発明に係る電子装置ケーシングは、有利には、−４０〜＋１８０℃の温度範囲において使用することができる。

Claims (10)

1. 電子的な装置のためのケーシング（２）であって、該ケーシング（２）が少なくとも１つのケーシング底部（３）と、ケーシングカバー（４）と、ケーシング底部（３）に固定されたフレキシブルなプリント配線板の形式の少なくとも１つの電子的な接続部（５）と、ケーシングカバー（４）の内部において電子的な接続部（５）に接続されている電子的な基板（７）とを有しており、電子的な接続部（５）の端部領域は前記ケーシングの外側に位置する構成要素と直接的に接触接続される、電子的な装置のためのケーシングにおいて、
   電子的な接続部（５）が、前記ケーシングの外側に位置する構成要素と直接的に接触接続するための少なくとも１つの開放された銅導体路の領域（９）を有しており、該領域の幅が、前記ケーシングの外側に位置する構成要素の接触接続部形式に適合されており、前記領域の長さが、前記接触接続部形式が前記開放された銅導体路の領域（９）に接触接続するために必要としているよりも大きく設定されていて、ケーシング底部（３）が、ケーシングカバー（４）よりも大きな底面を有していて、少なくとも１つの開放された銅導体路の領域（９）が、接触接続部カバー（１１）によってのみ覆われていることを特徴とする、電子的な装置のためのケーシング。
2. 平行に延在する複数の開放された銅導体路の領域（９）を有している、請求項１記載のケーシング。
3. 電子的な接続部（５）が多層のフレキシブルなプリント配線板である、請求項１又は２記載のケーシング。
4. フレキシブルなプリント配線板（５）がケーシング底部（３）を越えて突出している、請求項１から３までのいずれか一項記載のケーシング。
5. 電子的な接続部（５）が少なくとも２つ又は複数のフレキシブルなプリント配線板（１７）から形成される、請求項１から４までのいずれか一項記載のケーシング。
6. ケーシングの外側に位置する構成要素が、電子的な接続部（５）に直接溶接されているか、又ははんだ付けされている、請求項１から５までのいずれか一項記載のケーシング。
7. 請求項１から６までのいずれか一項記載の特徴を備えたケーシング（２）を製造するための方法において、
   少なくとも１つの電子的な接続部（５）を、ケーシング底部（３）に設け、且つ前記ケーシングカバー（４）の内部の電子的な基板（７）と、前記ケーシングの外側に位置する構成要素とに接続し、ケーシングカバー（４）をシールゾーン（６）において電子的な接続部（５）に取り付けることを特徴とする、ケーシングを製造するための方法。
8. 電子的な基板（７）と電子的な接続部（５）との接続を、太径ワイヤボンディングを介して行い、周辺の構成要素と電子的な接続部（５）との接続を、はんだ付け、溶接又は圧着を介して行う、請求項７記載の方法。
9. 少なくとも１つのフレキシブルなプリント配線板を、電子的な接続部（５）としてケーシング底部（３）にラミネートする、請求項７又は８記載の方法。
10. 請求項１から６までのいずれか一項記載のケーシング（２）を自動車の伝達制御部のために使用することを特徴とする、ケーシングの使用。

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