CN103250477B - 电的电路组件以及用于制造电的电路组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是用于机动车的控制器的电的电路组件(1)，其带有至少一个电路板(2)和壳体(3)，其中，所述壳体(3)具有至少一个用于引导所述至少一个电路板(2)的引导区域(4)。在此规定，所述至少一个电路板(2)具有至少一个凹部，并且使所述壳体(3)在所述至少一个引导区域(4)的至少一个变形区域(10)中机械地变形，使得所述至少一个变形区域(10)至少局部地凹入到所述至少一个凹部中。

Description

电的电路组件以及用于制造电的电路组件的方法

技术领域

本发明涉及一种特别是用于机动车的控制器的电的电路组件，其带有至少一个电路板和壳体，其中，壳体具有至少一个用于引导所述至少一个电路板的引导区域。此外，本发明涉及一种用于制造电的电路组件的方法、特别是用于将至少一个电路板固定在壳体中的方法。

背景技术

从现有技术中已经已知电的电路组件以及其制造方法。该电的电路组件具有至少一个电路板和壳体，电路板被引入该壳体中。该壳体具有至少一个引导区域，其特别是在将电路板引入壳体中时引导电路板并且在制造电的电路组件时电路板至少局部地被引入该引导区域中。为了将电路板固定在壳体中，壳体在引导区域中至少局部地被压制到电路板的优选地金属化的面上。即，使壳体局部地机械地变形，从而使壳体压靠电路板的优选被金属化的面，其中，壳体又使电路板的远离变形的区域的一侧压靠壳体的构造在引导区域中的支座上。由此，一方面应建立在电路板和壳体之间的热接触，另一方面，当使壳体局部地被压到其上的电路板的面金属化时也应实现与优选接地的壳体的欧姆接触。

已表明，从现有技术中已知的电的电路组件具有使电路板在壳体中的仅仅有限的保持力。这最终取决于，在已知的通过局部地将壳体压制到电路板的优选被金属化的面上的制造方法中仅仅实现传力配合。此外，已表明，通过将壳体压制到金属化的面上产生的在壳体和电路板之间的欧姆接触不是气密的。由此，在接触区域中可形成氧化层，由此改变接触电阻、特别是使电阻变大。由此，在电的电路组件的使用寿命中不能出现低欧姆接触。在壳体和电路板之间由于不充分的机械固定而有限的保持力也导致，在电的电路组件的使用寿命中该接触无法保持低电阻，因为由于温度变化和机械的振动无法确保接触面的密封的彼此贴靠，特别是当电的电路组件为机动车的控制器时。机械的振动也可导致接触面的摩擦腐蚀，其结果进而为接触的高电阻性。出于这些原因，通过压制产生的在电路板和壳体之间的电接触不可用作用于设置在电路板上的电气的或电子的部件的接地端子(Masseanschluss)。

发明内容

相对地，带有在权利要求1中所述的特征的电的电路组件具有的优点为，明显提高了在电路板和壳体之间的保持力，特别是改进了至少一个电路板在壳体中的侧向固定。

根据本发明，这通过以下方式实现，即，至少一个电路板具有至少一个凹部，并且使壳体在至少一个引导区域的至少一个变形区域中机械地变形，使得该至少一个变形区域至少局部地凹入到所述至少一个凹部中。由于变形区域至少局部地凹入到凹部中，所以实现了形状配合。这导致在侧向的方向、即在电路板的平面中彼此垂直的多个方向上明显改进的保持力。以这种方式，明显改进了电路板的侧向固定。电路板可构造成印刷电路板(Leiterplatine)。其优选地配备有电气的或电子的构件，以用于实现功能性的电的电路组件。优选地，该电路板可为柔性的或半柔性的。特别地可能的是，柔性的电路板基于聚酰亚胺薄膜或其它聚合物材料制成。

本发明的一个改进方案规定，该至少一个凹部构造成在电路板的金属化部中的结构部、例如槽。在这种情况中，电路板具有金属化的、优选金属涂覆的区域，该区域在其表面上被结构化。该结构部如可包括一个或多个槽、盲孔或其它类型的凹部。特别是，几何的图案例如凹部的行或网格也是可能的。该凹部也可构造成在电路板中的槽或通孔触点(Durchkontaktierung)、也被称为“通过点(Via)”。该通孔触点优选地构造成在电路板中的贯穿孔或孔，但是，其也可构造成在电路板中的盲孔。

本发明的一个改进方案规定，该至少一个电路板至少在该至少一个凹部的区域中被金属化。当凹部设置成在电路板的金属化部中的结构部时，例如为这种情况。但是也可能的是，凹部自身设置在电路板中、例如作为槽或通孔触点，并且，电路板至少在该凹部的区域中被金属化。当壳体至少在变形区域中导电时，通过变形区域局部地凹入到凹部中而建立在电路板和壳体之间的欧姆接触。代替金属化，也可在凹部中设置导电的填充物。那么，欧姆接触存在于在变形区域的凹入到凹部中的区域和导电的填充物之间。也可能的是，凹部不仅被金属化而且在凹部中也设置有导电的填充物。无论如何，由于凹入的变形区域产生的欧姆接触是气密的。接触面的气密的连接阻碍、优选地防止其氧化，从而在电的电路组件的使用寿命中保证带有低的接触电阻的持续的欧姆接触。由于形状配合以及提高的侧向固定，该接触电阻也不被环境干扰、即外部的影响，例如温度波动或机械的振动。同样至少如此程度地阻碍、优选地防止摩擦腐蚀，使得在电的电路组件的整个使用寿命中确保接触的低电阻性。那么，特别是实现，该接触用作用于设置在电路板上的电气的或电子的构件的接地端子。然而，凹部的金属化在壳体和电路板之间的连接的机械特性方面也是有利的。如果壳体直接被压制到电路板的材料上或者被施加在电路板上的油漆层上，这可能导致在接触区域中的油漆层或材料的破坏。这具有的结果为，无法确保在电路板和壳体之间限定的机械接触。相反地，壳体被压制到电路板的金属化的区域上或凹入到其中导致，在不破坏电路板的相应的区域的情况下形成限定的机械的接触。这种金属化也改进了在电路板和壳体之间的热接触。

本发明的一个改进方案规定，金属化部或金属化的区域具有铜。其它具有期望的热的、电的和/或机械的性能的、即特别是确保在电路板和壳体之间期望的热的、机械的和/或电的接触的材料也是可行的。优选地，金属化的区域或金属化部可具有锌表面。其它表面、特别是表面覆层也是可行的。

本发明的一个改进方案规定，在所述至少一个电路板上设置多于一个凹部。由此可进一步改进电路板在壳体中的固定和保持力。优选地，在电路板的至少一个被引导的区域中(在电路板到壳体中的推入方向上观看)布置至少一行凹部。壳体的引导区域优选地用于当电路板被推入壳体中时容纳和引导电路板并紧接着用于将电路板固定在壳体中。即，优选地，在推入方向上并且由此优选地也在引导区域的纵向延伸的方向上在一行中并排布置多个凹部。以这种方式，实现电路板的特别稳定的固定。显然，也可设想多于一个凹部在电路板处或上的其它几何的布置方案。例如可行的是，(在垂直于电路板到壳体中的推入方向的方向上观看)在电路板上布置至少一行凹部。平面式的布置方案也是可行的：例如，单行的凹部可并排布置在引导区域的纵向上、也就是说在推入方向上，而多行凹部并排布置在垂直于该方向的方向上。那么，总地得到凹部的平面式的、优选矩阵式的布置方案。由此，可进一步提高电路板的保持力或固定。

本发明的一个改进方案规定，壳体为单件式。由此，确保了壳体的良好的密封性。此外，壳体简单地构造。特别是，在将至少一个电路板引入壳体中之前，不必首先将多个壳体部件、例如两个壳体半部接合在一起。优选地，壳体在变形区域的凹入到所述至少一个凹部中的区域中具有导电的材料。优选地，壳体由铝制成。特别优选地，壳体由冲挤的铝制成。壳体也可具有合成材料、优选地由合成材料制成。这具有减小重量的优点。此外可行的是，壳体以挤压、注塑、压铸、拉深、液压成型或触变成型(Thixomolding)过程制成。所有这些方法确保了壳体的快速和成本适宜的制造。在此，液压成型理解为内部高压变形。触变成型为也被称为半固体金属铸造的变形方法。

本发明的一个改进方案规定，壳体构造成卡式壳体。在这种情况中，将电路板推入壳体中，并且在此被至少一个引导区域容纳并引导。

此外，本发明涉及一种用于制造特别是根据以上实施方案的电的电路组件的方法、特别是用于将至少一个电路板固定在壳体中的方法。在此，在所述至少一个电路板上设置至少一个凹部。优选地，紧接着将所述至少一个电路板至少局部地引入壳体的至少一个引导区域中。优选地，该壳体构造成卡式壳体，从而该至少一个电路板被推入壳体中，其中，该至少一个电路板至少局部地被引导区域容纳并被其引导。如有可能也可行的是，在该至少一个电路板上设置至少一个凹部，随后，将该电路板引入壳体中。在将电路板引入壳体中之后，使壳体在至少一个引导区域的至少一个变形区域中机械地变形，使得该变形区域至少局部地凹入到所述至少一个凹部中。由此，在电路板和壳体之间建立了形状配合。该至少一个凹部可设置成在电路板中的金属化部中的结构部，或者自身在电路板中设置成通孔触点、优选为贯穿孔、孔或者同样设置成盲孔。其可被金属化和/或由导电的填充物填充。通过变形区域局部地凹入到该至少一个凹部中，形成了到电路板中一种铆接。

本发明的一个改进方案规定，变形区域至少局部地被压入所述至少一个凹部中。为此优选地设置压制凸模借助于该压制凸模将优选可金属地变形的壳体的至少一个面压制到电路板的至少一个优选被金属化的面上。这也被称为空心压制在该压制过程中，通过变形将壳体的优选导电的、特别是金属的区域压入凹部中。优选地，压制凸模构造成如此大，使得其(在至少一个方向上观看)覆盖在电路板上的多于一个凹部。那么，利用压制凸模可在同一个压制过程中实现变形区域到多于一个凹部中的凹入。由此该方法特别节省时间且非常经济。

本发明的一个改进方案规定，在所述至少一个变形区域凹入到至少一个凹部中的区域中建立在至少一个电路板和壳体之间的欧姆接触。因为以这种方式建立的欧姆接触在电的电路组件的整个使用寿命中保持低电阻，所以特别地实现了该接触可用作用于设置在电路板上的电气的或电子的构件的接地端子。

附图说明

下面根据在附图中示出的实施例详细解释本发明，而不限制本发明。其中：

图1示出了在机械地变形之前带有电路板和壳体的电的电路组件的实施例的两侧截断的、示意性的横截面图，以及压制凸模的示意性的图示，以及

图2示出了在机械地变形之后根据图1的电的电路组件以及压制凸模的两侧截断的、示意性的图示。

具体实施方式

图1示出了电的电路组件1的实施例的两侧截断的、示意性的图示，其具有电路板2和壳体3。该壳体3在这里示出的一侧上具有用于引导电路板2的引导区域4。优选地，壳体3相对于垂直于绘图平面的平面构造成镜像对称，并且相应地在相对于镜像平面与引导区域4相对的一侧上同样具有引导区域。特别地，壳体3优选地构造成卡式壳体，其中，电路板2以到绘图平面之内的方式被推入壳体3中并且在此局部地至少由引导区域4、优选地也由相对的引导区域容纳并且引导。引导区域4(在垂直于绘图平面的方向上观看)具有纵向延伸。

电路板2具有至少一个凹部，其在此构造成通孔触点5、特别是构造成贯穿孔或孔。在所示出的实施例中，通孔触点5设有金属化部6、即金属化的区域。通孔触点5可局部地或完全地被金属化。优选地，金属化部6具有铜、特别优选地带有锌表面。特别优选地，通孔触点5设置在金属化的面的区域中、即所谓的衬垫(Pad)7中。金属化的面或衬垫7形成电路板2的表面8的一个区域。优选地，通孔触点5具有圆形的横截面。但是也可行的是，在电路板2处设置(在横截面中观看)椭圆形或长形的通孔触点。

在图1中同样示意性地示出了在初始位置中的压制凸模9。其与引导区域4的变形区域10如此共同作用，使得变形区域10机械地变形。显而易见，压制凸模9在其初始位置中尚未与变形区域10共同作用。在所示出的实施例中，为了使变形区域10变形，压制凸模9基本上在通孔触点5的纵轴线的方向上移位。也可行的是，压制凸模9相对于通孔触点5的纵轴线倾斜地移位，以引起变形区域10的变形。这被称为倾斜压制。

电路板2可具有多于一个通孔触点5。优选地，在引导区域4的纵向延伸的方向上并排设置多于一个通孔触点5，从而其形成一行。如果壳体3构造成卡式壳体，则引导区域4的纵向延伸在电路板2到壳体中的推入方向上延伸。电路板2的至少一个被引导的区域与壳体3的引导区域4共同作用。那么，并排地具有多个通孔触点5的行在该被引导的区域中在电路板2到壳体3中的推入方向上延伸。那么优选地，衬垫7也至少在也设有由通孔触点5组成的行的区域上在引导区域4的纵向延伸的方向上延伸。相应地，所有通孔触点5优选地设置在衬垫7的区域中。也可行的是，在每个通孔触点5的区域中设置独立的衬垫7。

多个通孔触点5、尤其地多于一行通孔触点5也可并排布置在垂直于引导区域4的纵向延伸的方向上。该方向在图1的绘图平面中伸延并且在该处平行于电路板2的延伸而延伸。优选地，压制凸模9特别是在引导区域4的纵向延伸的方向上观察、但是如有可能也在于此垂直的方向上观察如此宽，使得当压制凸模9与变形区域10共同作用时压制凸模覆盖多于一个通孔触点5。

在此结合该实施例所描述的通孔触点5的几何布置方案毫无疑问也可应用在未构造成通孔触点的凹部上。例如，在电路板的金属化部中的结构部或在电路板自身中的槽作为凹部也是可行的，那么其可相应地在几何结构上布置。

图2示出了在变形区域10的机械变形之后根据图1的电的电路组件1和压制凸模9的两侧截断的、示意性的横截面图。利用虚线L示出在变形区域10的机械变形期间在其折返点处的压制凸模9。示出了变形区域10通过压制凸模9机械地变形，使得变形区域10在区域11中凹入到通孔触点5中。特别地将该变形区域压入通孔触点5中。

在所示出的实施例中，壳体构造成单件。优选地，壳体具有导电的材料、最优选地具有金属。特别优选地，壳体3由冲挤的铝制成。如果在这种情况中使变形区域10局部地、即在区域11中凹入到通孔触点5中，那么在此产生在壳体3和电路板2之间的欧姆接触。具体地，在此在一方面变形区域10和金属化部6以及衬垫7之间建立该接触。该接触为气密的。此外，通过形状配合确保了电路板2相对于壳体3高的保持力以及良好的侧向固定。由此，特别在电的电路组件1的使用寿命中也可确保在电路板2和壳体3之间低欧姆接触。

此外，通过变形区域10的机械的变形，使电路板2利用其远离表面8的表面12压靠引导区域4的支承区域13。这一方面引起电路板在壳体3中机械的固定，另一方面，由此也确保在电路板2和壳体3之间良好的热接触。由此，由设置在电路板上的电气的和/或电子的构件产生的热可通过壳体3被散发到环境中。

毫无疑问，对于其它例如用于在电路板的金属化部中的结构部或设置在电路板自身中的槽的凹部的实施例，也得到结合实施例所述的通孔触点5的优点和效果。

优选地，电的电路组件1用作控制器、尤其是用于机动车的控制器、特别优选是用作EPS发动机控制器或EPS发动机控制器平台。

Claims (11)

1.一种电的电路组件，该电的电路组件带有至少一个电路板(2)和一个壳体(3)，其中，所述壳体(3)具有至少一个用于引导所述至少一个电路板(2)的引导区域(4)，其特征在于，所述至少一个电路板(2)具有至少一个凹部，并且使所述壳体(3)在所述至少一个引导区域(4)的至少一个变形区域(10)中机械地变形，使得所述至少一个变形区域(10)至少局部地凹入到所述至少一个凹部中，其中，所述至少一个电路板(2)至少在所述至少一个凹部的区域中被金属化。

2.按照权利要求1所述的电的电路组件，其特征在于，所述电的电路组件用于机动车的控制器。

3.按照权利要求1所述的电的电路组件，其特征在于，所述凹部是在所述电路板(2)的金属化部中的结构部，或者是在所述电路板(2)中的槽或通孔触点。

4.按照权利要求3所述的电的电路组件，其特征在于，所述结构部是槽。

5.按照权利要求3所述的电的电路组件，其特征在于，所述金属化部具有铜。

6.按照上述权利要求中任一项所述的电的电路组件，其特征在于，在所述电路板(2)的至少一个被引导的区域中布置至少一行在所述电路板(2)到所述壳体(3)中的推入方向上和/或在垂直于所述方向的方向上的凹部。

7.按照权利要求1至5中任一项所述的电的电路组件，其特征在于，所述壳体(3)为单件式并且由冲挤的铝制成。

8.按照权利要求1至5中任一项所述的电的电路组件，其特征在于，所述壳体(3)是卡式壳体。

9.一种用于制造权利要求1至8中任一项所述电的电路组件的方法，将至少一个电路板(2)固定在壳体(3)中，其中，将至少一个电路板(2)至少局部地引入所述壳体(3)的至少一个引导区域(4)中，其特征在于，在所述至少一个电路板上设置至少一个凹部，并且所述至少一个电路板(2)至少在所述至少一个凹部的区域中被金属化，其中使所述壳体(3)在所述至少一个引导区域(4)的至少一个变形区域(10)中机械地变形，使得所述变形区域(10)至少局部地凹入到所述至少一个凹部中。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述变形区域(10)至少局部地被压到所述至少一个凹部中。

11.按照权利要求9或10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个变形区域(10)凹入到至少一个凹部中的区域中建立在所述至少一个电路板(2)和所述壳体(3)之间的欧姆接触。