CN104602443B - 用于机动车门把手的具有柔性电路板的电子模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车门把手的具有柔性电路板的电子模块。所述电子模块，特别是用于安装在机动车门把手中的电子模块，其具有至少一个电路板(1)，所述电路板具有导电线路且装配有电子组件，其中所述电路板(1)具有至少一个材料减弱部以形成弯曲区域(3、3')，其中电路板的材料减弱部是通过材料去除部分形成的，特别是通过电路板(1)的厚度(D)一半以上的，特别是三分之二以上的铣槽(2、2')形成的。此外，本发明还涉及一种用于制造具有所述电子模块的机动车门把手的方法。

Description

用于机动车门把手的具有柔性电路板的电子模块

技术领域

本发明涉及一种电子模块，特别是用于安装在机动车的门把手中的电子模块，所述电子模块具有至少一个电路板，该电路板具有导电线路且装配有电子组件，其中所述电路板具有至少一个材料减弱部以用于形成弯曲区域。

此外，本发明还涉及一种用于制造具有电子模块的机动车门把手的方法。

背景技术

用于安装在机动车门把手中的此类电子模块是已知的。例如，所述电子模块配备有电容式传感器，所述电容式传感器被用作接近电子元件且识别用户对机动车门把手的抓握。

由于对机动车门把手的设计要求，此类门把手被设计成弯曲状，即所述门把手具有弓形的基本形状。由于此类机动车门把手的这种弓形结构，在使用应实现多种不同功能的较复杂的电子设备时，有必要将多个单独的电路板(所述电路板具有导电线路并装配有电子组件)集成到机动车门把手中并相应地分别提供连接区。

这里的缺点在于，要安装多个分别具有连接区的单个电路板到机动车门把手的主体中并连接起来，目的在于可使集成在机动车门把手中的电子模块与机动车门把手的弓形设计一致。

发明内容

因此，本发明的任务在于，对用于安装在机动车门把手中的电子模块进一步改进，使得有可能将多个不同的电子组件布置在单个电路板上，所述电路板可与相应的机动车门把手匹配地安装在机动车门把手的主体中，而且电路板发生变形时不会损坏导电线路或电子组件。本发明的另一任务在于，提供一种用于制造具有电子模块的机动车门把手的方法，所述方法允许安装具有所需电子组件的单个电路板并有可能简化生产。

根据本发明，该任务通过根据本发明所述的电子模块，根据本发明所述的机动车门把手以及根据本发明所述的方法得以实现。

电子模块(特别是用于安装在机动车门把手中的电子模块)具有至少一个电路板，所述电路板具有导电线路且装配有电子组件，其中所述电路板具有至少一个材料减弱部以形成弯曲区域，特别有利的是，电路板的材料减弱部是通过材料去除部分形成的，特别是通过电路板厚度的一半以上的，特别是三分之二以上的铣槽形成的。

因此，本发明的核心在于，电子模块的电路板具有至少一个区域且该区域具有定义的材料减弱部，从而使得材料减弱部的区域构成自身非柔性的电路板的柔性区域。虽然各种已知的电路板具有一定的柔韧性和可弯曲性，但是传统的电路板并没有设置成可在特定位置弯曲，因为这可能会损害电路板和布置在其上的导电线路。传统的塑料材质的电路板由于电路板材料的材料特性在一定程度上是可弯曲的，但是传统电路板的弯曲不可避免地造成电路板破损并对导电线路造成损害。因此，本发明的核心在于，有针对性地使自身并未设置有用于形成弯曲区域的电路板具有通过材料去除部分所形成的材料减弱部，从而使得在特别引入了材料减弱部的部分形成弯曲区域，从而使得有可能以一定角度弯曲，而不会对布置在电路板上的导电线路和电子组件造成损害。

这样一来有可能的是，此类电子模块被调整，使得其也可以安装在弓形结构的机动车外门把手中，并且机动车门把手所需的电子元件可以被集成在所述门把手中。因此，电子模块的电路板可与机动车门把手的轮廓匹配并且最佳地放入所述门把手中。

在这种情况下，电路板的材料减弱部是通过材料去除部分所产生的，所述材料去除部分特别可以指铣槽，即电路板厚度的一半以上的，特别是2/3以上的铣槽。这就意味着，电路板的材料(所述材料通常指塑料，而且电路板有几毫米的厚度)，在构成用于形成弯曲区域的材料减弱部分的区域中有50％以上的材料，特别是2/3以上的材料被去除以形成定义的电路板的材料减弱部。

优选通过将设置用于材料减弱部区域的铣槽这种方式实现材料去除部分。或者也可以使用任何其它的去除和/或切削的制造方法。

因此，厚度为2mm的电路板中可去除1mm以上而不超过1.5mm或1.8mm。

有利的是，通过材料去除部分，特别是铣槽所造成的电路板材料减弱部，在弯曲区域中，电路板的厚度不足0.5mm，特别是0.3mm。

在对弯曲区域铣削之后余下的材料厚度与电路板基材有关。更多用作电路板基材的玻璃纤维织物具有二/四环氧基体，其在很多情况下也用名称FR4表示，在弯曲区域引入铣槽后余下的材料厚度为0.3mm。

有利地，通过材料去除部分，特别是由于电路板的铣槽所造成的材料减弱部在导电线路的相对面实现，从而使得材料减弱部位于弯曲区域内侧。在这里用弯曲区域内侧这一概念来表示曲线的曲线内部，其通过在弯曲区域中弯曲的电路板来描述。

电路板材料中的中性纤维通过材料去除部分从电路板的中心向外往电路板的侧面移动，其中所述电路板上布置有导电线路。这样一来在弯曲过程中，导电线路在通过材料去除部分所产生的材料减弱部分中仅仅被略微拉长故没有受到损害。

电路板可以具有多个特别是铣槽形式的材料去除部分以形成多个弯曲区域。在这种情况下，铣槽可布置在电路板的同一面或电路板的不同面。如果在电路板的同一面上布置有多个材料去除部分，特别是铣槽，则会形成多个具有同一弯曲方向的弯曲区域。当材料去除部分，特别是铣槽布置在电路板的不同面上时会形成多个弯曲区域以用于使电路板在不同的弯曲方向上变形，从而使得电路板特别可以形成S形。由此实现很高的柔韧性并存在这种可能性，即使得电子模块与任意形状的机动车门把手匹配并将电子模块置入机动车门把手中。

有利地，电路板具有至少一个材料去除部分，尤其是至少2mm长度的，特别是不低于3mm长度的电路板铣槽。

已证明的是，此类长度为至少3mm的铣槽足以形成电路板的弯曲区域，所述弯曲区域允许电路板从其基本形状以不超过30°的角度弯曲。

这里用材料去除部分的长度，特别是铣槽的长度这一概念来表示材料去除部分的延伸部分，其在电路板的纵向上延伸。电路板的宽度垂直于电路板的长度延伸。电路板的第三个维度用厚度表示。

电路板能够具有至少一个材料去除部分，尤其是不超过10mm长度的，特别是不超过7mm长度的电路板铣槽。

已证明的是，材料去除部分，特别是长度不超过7mm或10mm的铣槽，适合将电路板从其基本形状以高达90°或更大的角度弯曲，而不会损害布置在电路板上的导电线路或电子模块。

材料去除部分的长度的关键是弯曲程度，即电路板应当以其偏离基本形状的角度。此角度越大，材料去除部分的长度就必须实现得越大。

有利地，电路板具有至少一个材料去除部分，特别是铣槽，其延伸通过电路板的整个宽度。所述宽度就是指电路板在垂直于其纵向的延伸部分。因此，材料去除部分，特别是铣槽，可在垂直于电路板的纵向延伸方向上延伸通过整个宽度。这特别有利于形成光滑的弯曲区域。

在这种情况下，材料去除部分在垂直于电路板的纵向上延伸通过电路板的整个宽度，则会形成以下形状的弯曲区域，即在电路板弯曲后，电路板的两个区域的侧边在弯曲前面和弯曲后面位于同一平面。还有一种可能性，即材料去除部分，特别是铣槽在与电路板的纵向延伸呈不同于90°的角延伸通过整个宽度会导致的结果是，在弯曲区域前面和后面的电路板区域的侧边在电路板弯曲后在不同的平面上，从而使得电子模块可适合机动车门把手的任何空间形式，不是仅在一个平面上适合，而是三个维度都适合。

在一个特别优选的实施形式中，电子模块具有一件式或多件式的、用于固定电路板的支架。此类用于固定电路板的支架被用于简化将电子模块安装进作为中空主体来构造的机动车门把手基体，其容纳有电子模块，而且将电路板固定并保持在门把手的中空部分内。

有利地，电子模块具有此类一件式或多件式的、用于固定电路板的支架，其在电路板的弯曲区域中具有至少一个角度。

这时，支架中的角度可特别通过中间件形成。但是所述支架也可一件式地形成。此外，支架还具有薄膜铰链，以方便安装支架和电路板。

通过此类具有至少一个角度的支架有可能的是，将弯曲的电路板置入支架中并将其固定，以便防止电路板的弯曲区域意外地从其基本形状弯曲，以及为了避免对布置在电路板上的导电线路造成损害。在这种情况下，所述角度与电路板偏离其基本形状而产生的期望弯曲相对应。

这时有利的是，电路板的弯曲区域和支架的薄膜铰链不是对齐布置而是彼此偏移布置，从而使得弯曲区域和薄膜铰链在安装状态下相互支撑。

因此，电子模块优选具有一件式或多件式的、用于固定电路板的支架，其构成电路板的弯曲型板(Biegelehre)。由此可能的是，电路板从其基本形状仅变形一次，并立即将其置于形成电路板弯曲型板的、用于固定电路板的支架中。

电子模块优选具有一件式或多件式的、用于固定电路板的支架，其中所述支架借助于止动鼻在第一侧边上搭接(übergreift)电路板，并且电路板的与第一侧边相对的侧边卡在支架上的卡钩处。因此，通过在止动鼻后的第一侧边将电路板置于用于固定的支架中，并随后再旋转进支架，从而使得与电路板的第一边侧相对的电路板侧边可由支架的卡钩搭接，从而使得卡钩卡入到位并将电路板卡入并固定在支架中。侧边这一概念是表示在电路板的纵向上延伸的电路板的边。

可替代此类止动鼻和卡钩或者可叠加于此类止动鼻和卡钩，也能够在电路板或支架中设置孔和/或开口，所述孔和/或开口在电路板和支架的安装状态下对齐并且由固定销穿通。或者也可以将孔和/或开口布置在电路板中，其中啮合了布置在支架处(特别是一件式布置)的固定销并且由此将电路板固定。

因此优选地，用以下方式来制造电子模块，即对要设置弯曲区域处的电路板进行铣削，以通过材料去除部分形成弯曲区域。同时设置在电路板纵向上的铣槽长度与所设置的弯曲角度一致。这就是说，与基本形状的偏差越小，则铣槽可以越短。与基本形状的偏差较大时，即达到90°或更大时则要相应地扩大铣槽的长度。在通过电路板的材料去除部分引入弯曲区域后就对其进行安装并借助于既用于固定也用作弯曲型板的支架使其变形成为所需要的形状，并随后再将其置于被构造成中空主体的机动车门把手中。通过将电路板的支架同时用作弯曲型板这种方式，在各个弯曲区域中使电路板偏离其基本形式发生弯曲，但只可弯曲一次，从而使得不损害布置在电路板上的导电线路。

因此，根据本发明，机动车门把手具有此类电子模块。此外，在将电子模块置入门把手中之后，可用防水固化材料来浇铸机动车门把手。固化这一概念是表示材料在固化之后不必具有特定的硬度，而仅仅意味着材料不再流动。因此特别可以用硅或类似材料来浇铸机动车门把手，所述材料防水地将电子模块包围在门把手中，但本身具有一定的可变形能力。

因此，通过根据本发明所述的电子模块有可能的是，用电路板将更大的弓形结构的机动车门把手区域填充，从而使得电子模块可具有不同的电子组件并从而实现不同的功能。这样一来电子模块可配备电容式传感器，以便在机动车用户试图通过操作门把手来将机动车门打开时识别其手的靠近。此外，电子模块还可具有霍尔传感器，该传感器的用途在于，识别机动车门上的门把手是否从其静止位置移动到开启位置。此外，电子模块还可具有用于近场通讯的天线以及具有此种近场通讯所需的电子组件。

因此，通过在电路板上形成一个或多个弯曲区域有可能使电路板与机动车门把手的轮廓一致，从而使得可使用弓形结构的机动车门把手的较大区域来集成电子模块。由此可实现不同于已知的机动车门把手的其它附加的功能并可将这里所需的电子组件集成到机动车门把手中。

因此，对于制造具有电子模块的机动车门把手的方法而言特别有利的是，所述方法具有以下步骤：

·提供门把手毛坯；

·提供用于装配电子组件的电路板；

·引入至少一个通过材料去除部分，特别是通过电路板的铣槽所形成的材料减弱部，以便形成电路板中的弯曲区域；

·在电路板在弯曲区域中发生变形的同时将电路板置入被用作弯曲型板的支架中，特别是将电路板置入支架上的止动鼻中，并将电路板卡锁到支架的卡钩后面和/或借助于啮合进电路板的孔和/或凹槽中的固定销来进行卡锁；

·将具有电路板的支架置入门把手毛坯中；

·用防水固化材料浇铸门把手毛坯。

在这种情况下，支架被用作将电路板变形成所需的形状并且将弯曲的电路板固定在弯曲状态，以防止发生多次变形并防止发生与此相关的损害导电线路的危险。同时，支架还防止在用防水固化材料浇铸门把手毛坯时电路板发生漂移，原因在于支架将电路板固定在门把手毛坯的待浇铸的中空部分内。

有利地，在引入材料减弱部之前或之后为电路板装配电子组件。电路板的装配特别优选在通过引入材料减弱部而产生弯曲区域之后再实现，其中所述材料减弱部是通过电路板的材料去除部分，特别是铣槽所形成的。但是也有以下可能，即事先就给电路板装配了电子组件。

支架优选为塑料注塑件。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，在下文中对其进行了详细阐述。图中显示：

图1示出了在变形前具有两个弯曲区域的电路板的侧边的示图；

图2示出了根据图1所示电路板的下侧；

图3示出了根据图1所示电路板在已发生变形并已置入支架中之后的侧边的示图。

具体实施方式

图1和图2用两个视图示出了根据本发明的电子模块的电路板。图1示出了电路板的侧边的示图，而图2示出了根据图1所示电路板的下侧。

电路板1具有长度L，宽度B。电路板1的第三维度由厚度D来描绘，如图1中所示。

电路板1一共具有2个铣槽2、2'。在铣槽2、2'区域中，电路板1的厚度D的材料中超过2/3的材料被铣削去除。在铣槽2、2'区域中，电路板1余下的厚度为0.3mm。由此构成弯曲区域3、3'。

电路板1的右边区域1″可围绕弯曲区域3沿着箭头5从图1所示静止位置移位，且不会对布置在电路板1背面的导电线路造成损害。电路板1的左边区域1'可根据箭头4围绕弯曲区域3'从图1所示静止位置发生变形。

由于左边区域1'应以90°的角从静止位置发生变形，因此电路板1中凹槽2'的长度为7mm，也就是说弯曲区域3'的长度相应地为7mm。弯曲区域3'的长度是指铣槽2'在电路板1的纵向延伸L方向上的延伸部分。

由于电路板1的右边区域1″在箭头5方向上仅仅以小于30°的角从图1所示静止位置发生变形，因此，由于凹槽2而要将弯曲区域3构造得相对较小，也就是说凹槽2在电路板1的纵向上的长度L仅仅为大约3mm。这些附图不是按比例绘制的而仅仅是为了说明。

图2示出了根据图1所示电路板1的下侧，并且可识别出电路板1的两个维度，即长度L和宽度B。此外，还可识别用于形成弯曲区域3、3'的两个铣槽2、2'。

铣槽2、2'与电路板1的纵向边垂直，从而使得电路板部分1'、1″的纵向边在该电路板部分1'、1″弯曲后沿着箭头4、5从静止位置位于一个平面上。

在未被示出的替代方案中，弯曲区域3、3'以不同于90°的角布置到电路板1的侧边，这导致的结果是，单个电路板部分1、1'由于围绕弯曲区域3、3'弯曲而从平面中移出，也就是说，不同的电路板部分1、1'、1″的侧边在变形后不再位于一个平面上。由此可产生电路板的不同三维形状以便匹配三维成型的机动车门把手。

图3示出了电路板1的侧边的示图，此时的电路板1已装配好并已置入容纳电路板1的支架6中。这时所述支架6同时用作电路板1的弯曲型板且还用于将整个布置固定在附图中未示出的、容纳电子模块的机动车门把手中。

如图3中可识别的，电路板1的左边区域1'沿箭头4以90°的角从静止位置围绕弯曲区域3'发生变形。

电路板1的右边区域1″沿箭头5以大约20°的角围绕弯曲区域3从图1所示静止位置发生变形。

这时电路板1由支架6固定。为此电路板1被置入支架6的止动鼻7中。所示止动鼻7在根据图3的图像平面中位于电路板1后面。在根据图3的图像平面中，在电路板1前面为搭接电路板1的支架6的卡钩9，从而使得电路板1锁定并保持在支架6中。

对应于弯曲区域3，支架6具有有角的部分，从而使得可用支架6来固定电路板1的基部区域1以及偏转区域1″。为了能够用止动鼻7和卡钩9来安装在所述区域中的支架6的有角区域与有角的电路板1，所述支架6具有薄膜铰链8。所述薄膜铰链8在根据图3所示图像平面中相对于电路板1的弯曲区域3被位移地布置。支架6的有角区域的轮廓与电路板1的偏转区域1″的有意成角在箭头5的方向上是一致的。支架6的止动鼻7和卡钩9在弯曲区域3旁边将电路板1直接固定，以便保护所述弯曲区域3并将电路板1固定在支架6中。

为了能将电路板1卡锁到支架6的止动鼻7和卡钩9中，在支架6中设置有薄膜铰链8。为此，支架6的有角区域围绕薄膜铰链8从静止位置偏转出来并在插入电路板1后又重新回转到根据图3所示的位置，在此位置，支架6的有角区域的轮廓与电路板1的角度一致。在安装支架6和电路板1的过程中，当所述支架6围绕薄膜铰链回转时，使支架6的止动鼻7和卡钩9啮合，其直接位于电路板1的弯曲区域3左侧。此外，止动鼻7和卡钩9在电路板1的有角区域1″啮合并因此将有角的电路板1固定在支架6中。

在这种情况下，在根据图3所示的图像平面中的电路板1和支架6的纵向延伸方向上相对于电路板1的弯曲区域3有偏移地布置支架6的薄膜铰链8。在弯曲区域3与薄膜铰链8之间的偏移会致使电路板1和支架6在安装状态下相互制约，如图3所示。通过电路板1和支架6在安装状态下的相互制约，弯曲的电路板1的回转也会和支架6的回转一样被阻止。支架6和电路板1由于在弯曲区域3和薄膜铰链8之间的偏移而相互支撑。

在图3所示的具有电路板1和支架6的电子模块继而可被安装进附图中未示出的机动车门把手中。最后用对电子模块进行防水保护的固化材料来浇铸机动车门把手的中空主体。

在电路板1上布置了电容式传感器以及其它用于将用户的手接近识别出来的电子组件布置在机动车门把手的把手凹槽(Griffmulde)中。所述识别被用于激活识别电子元件，所述电子元件的用途在于，通过使用近场通讯来检验用户的使用权。

为此，电路板1的围绕弯曲区域3偏转的右边区域1″具有用于近场通讯的天线，此外还具有建立近场通讯所需的电子组件。

根据图3所示电子模块的呈90°的角的左边区域1'具有霍尔传感器，所述霍尔传感器的目的是用于识别机动车门把手是否从静止位置偏转出来。

因此，所有集成到机动车门把手中的电子模块可布置在电路板1上，并且由于铣槽2、2'和在电路板1中形成弯曲区域3、3'可使所述电路板与机动车门把手的轮廓一致。

Claims (22)

1.一种具有电子模块的机动车门把手，所述电子模块具有至少一个电路板(1)，所述电路板(1)具有导电线路且装配有电子组件，其中所述电路板(1)具有至少一个材料减弱部以形成弯曲区域(3、3')，其中，

所述电路板的材料减弱部是通过材料去除部分形成的，

所述电子模块具有一件式或多件式的、用于固定所述电路板(1)的支架(6)，

所述支架(6)构成所述电路板(1)的弯曲型板。

2.如权利要求1所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，由于材料去除部分所造成的电路板材料减弱部，在弯曲区域中，所述电路板的厚度不足0.5mm。

3.如权利要求2所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，在弯曲区域中，所述电路板的厚度是0.3mm。

4.如权利要求1-3中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，通过材料去除部分所造成的材料减弱部在导电线路的相对面实现，从而使得材料减弱部位于所述弯曲区域(3、3')内侧。

5.如权利要求1-3中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述电路板(1)具有多个材料去除部分，以形成多个弯曲区域(3、3')，其中所述多个材料去除部分布置在所述电路板(1)的同一面或布置在所述电路板(1)的不同面。

6.如权利要求1-3中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述电路板(1)具有至少一个材料去除部分。

7.如权利要求6所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述材料去除部分是至少2mm长度的铣槽(2、2')。

8.如权利要求6所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述材料去除部分是至少3mm长度的铣槽(2、2')。

9.如权利要求6所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述材料去除部分是不超过10mm长度的铣槽(2、2')。

10.如权利要求6所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述材料去除部分是不超过7mm长度的铣槽(2、2')。

11.如权利要求6所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述材料去除部分是在与所述电路板(1)的纵向延伸(L)垂直地或者呈不同于90°的角地延伸通过整个宽度的铣槽(2、2')。

12.如权利要求1-3中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述支架(6)在所述电路板(1)的弯曲区域(3)中具有至少一个角度。

13.如权利要求12所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述支架(6)具有薄膜铰链(8)。

14.如权利要求1-3中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述支架(6)借助于止动鼻(7)在第一侧边上搭接电路板，并且所述电路板(1)的与第一侧边相对的侧边卡在所述支架上的卡钩(9)处。

15.如权利要求1-3、7-11和13中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述材料去除部分是所述电路板(1)的厚度(D)的一半以上的铣槽(2、2')。

16.如权利要求1-3、7-11和13中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述材料去除部分是所述电路板(1)的厚度(D)的三分之二以上的铣槽(2、2')。

17.如权利要求1-3、7-11和13中任一项所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，所述电子模块用于安装在机动车门把手中。

18.如权利要求1所述的具有电子模块的机动车门把手，其特征在于，门把手在将所述电子模块安装进门把手中之后被用防水固化材料来浇铸。

19.一种用于制造机动车门把手的方法，所述机动车门把手具有电子模块，其特征在于具有以下步骤：

·提供门把手毛坯；

·提供用于装配电子组件的电路板(1)；

·引入至少一个通过材料去除部分而形成的材料减弱部，以便形成所述电路板(1)中的弯曲区域(3、3')；

·在电路板(1)在所述弯曲区域(3、3')中发生变形的同时将所述电路板(1)置入被用作弯曲型板的支架(6)中；

·将具有电路板(1)的支架(6)置入门把手毛坯中；

·用防水固化材料浇铸所述门把手毛坯。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述材料去除部分为所述电路板(1)的铣槽(2、2')。

21.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，将所述电路板(1)置入的步骤包括将所述电路板(1)置入所述支架(6)上的止动鼻(7)中并将所述电路板(1)卡锁到所述支架(6)的卡钩(9)后面，和/或借助于啮合进所述电路板的孔和/或凹槽中的所述支架(6)的固定销来进行卡锁。

22.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，在引入材料减弱部之前或之后为所述电路板(1)装配电子组件。