DE10360441A1

DE10360441A1 - Steuerschaltkreisplatine und Schaltkreisstrukturkörper

Info

Publication number: DE10360441A1
Application number: DE10360441A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Nagoya Takagi; Fumiaki Nagoya Mizuno
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2004-07-22
Also published as: US20040190272A1; US20060126316A1; JP2004253759A

Abstract

Eine Steuerschaltkreisplatine weist einen Endabschnitt auf, der mit einem Einschnitt gebildet ist, der sich zur Seite hin öffnet. Der Einschnitt ist mit einer Leitungsschicht beschichtet. Bei der Verbindung der Steuerschaltkreisplatine mit einem Leiter, wie einer Stromschiene, wird Lot so aufgetragen, daß es die Leitungsschicht und die Stromschiene in einem Zustand überbrückt, in welchem die Leitungsschicht auf der Stromschiene liegt.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zur Verbindung einer Schaltkreisplatine, die einen Steuerschaltkreis aufweist, mit einem externen Schaltkreis, der durch Stromschienen etc. gebildet wird.
2. Erläuterung des Standes der Technik
Ein elektrisches Verbindungsgehäuse, in dem Sicherungen und Schaltrelais in einem Leistungsverteilerschaltkreis enthalten sind, der durch Laminieren einer Vielzahl von Stromschienenplatinen gebildet wird, ist als eine Einrichtung zur Verteilung elektrischen Stroms von einer gemeinsamen Fahrzeugstromquelle an elektronische Einheiten bekannt.

Beispielsweise offenbart die JP-A-10-35375 ein elektrisches Verbindergehäuse, das eine Stromschienenplatine aufweist, die einen Stromschaltkreis bildet, FETs als Schaltelemente, die im Stromschaltkreis enthalten sind, und eine Steuerschaltkreisplatine, um die Betätigung der FETs zu steuern. Die Stromschienenplatine und die Steuerschaltkreisplatine werden in der senkrechten Richtung so angeordnet, dass sie voneinander getrennt sind und die FETs sind dazwischen vorgesehen. Die Drain-Anschlüsse und die Kathoden- bzw. Source-Anschlüsse der FETs sind mit der Stromschienenplatine verbunden, und ihre Gate- bzw. Sperranschlüsse sind mit der Steuerschaltkreisplatine verbunden.

Das in der vorstehend genannten Veröffentlichung offenbarte elektrische Verbindergehäuse benötigt zumindest zwei Platinen (die Stromschienenplatine und die Steuerschaltkreisplatine). Weiterhin ist es notwendig, dass diese Platinen dreidimensional so angeordnet sind, dass sie voneinander getrennt sind, und dass ein Raum zum Unterbringen von Elementen wie den FETs zwischen den zwei Platinen vorgesehen ist. Daher ist der Gesamtaufbau komplex und eine ausreichende Miniaturisierung kann nicht erreicht werden. Insbesondere ist die Verringerung der Höhendimension eine wichtige Frage.

Eine beispielhafte Einrichtung, die dazu wirksam ist, die vorstehenden Probleme zu lösen, ist eine solche, bei der die Steuerschaltkreisplatine und die Stromschienen, die einen Leistungsschaltkreis bilden, direkt aufeinander gelegt werden und elektrisch an geeigneten Orten miteinander verbunden werden. Eine beispielhafte Einrichtung für die vorstehend genannten elektrischen Verbindungen ist eine solche, bei der Durchgangslöcher durch die Steuerschaltkreisplatine gebildet werden und die Steuerschaltkreisplatine mit den Stromschienen verbunden wird, indem den Durchgangslöchern Lot zugeführt wird. In diesen Verbindungsaufbauten ist es jedoch schwierig, visuell und von außen zu prüfen, ob die Lötung in den Durchgangslöchern sauber ist. Dies ist ein Faktor, der im Hinblick auf das Qualitätsmanagement nachteilig ist.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung schafft eine Steuerschaltkreisplatine als eine Einrichtung zum Lösen der vorstehend genannten Probleme, die Folgendes aufweist: Einen Verbindungsab schnitt, der mit einem externen Schaltkreis verbunden wird, wobei der Verbindungsabschnitt so konfiguriert ist, dass ein Endabschnitt der Steuerschaltkreisplatine mit einem Einschnitt gebildet wird, der zur Seite hin geöffnet ist und mit einer leitenden Schicht in solch einer Weise beschichtet ist, dass eine innere Seitenoberfläche des Einschnitts mit der leitenden Schicht bedeckt ist, wobei die leitende Schicht mit einem Schaltkreis verbunden ist, der in der Steuerschaltkreisplatine enthalten ist.

Mit diesem Aufbau kann ein Leiterabschnitt (beispielsweise eine Stromschiene) eines externen Schaltkreises elektrisch mit einem Steuerschaltkreis der Steuerschaltkreisplatine verbunden werden, indem Löten in solch einer Weise durchgeführt wird, dass Lot so zugeführt wird, dass es die innere Umfangsoberfläche der leitenden Schicht und eine Oberfläche der zugehörigen Stromschiene in einem Zustand überbrückt, in welchem ein Beschichtungsabschnitt der leitenden Schicht auf dem Leitungsabschnitt liegt. Dieses Verbindungsverfahren macht es leichter, visuell und extern zu prüfen, ob das Löten an der Verbindungsposition geeignet durchgeführt wurde, und dadurch eine höhere Verläßlichkeit der Verbindung zu sichern, als beispielsweise mit einem Aufbau, in welchem die Steuerschaltkreisplatine mit einem Durchgangsloch gebildet und Lot zugeführt wird.

Die Erfindung schafft auch einen Schaltkreisstrukturkörper, der die vorstehend erwähnte Steuerschaltkreisplatine nutzt, wobei eine Vielzahl von Stromschienen, die Teil eines Leistungsschaltkreises sind, mit einer Oberfläche der Steuerschaltkreisplatine in einem Zustand verbunden sind, in dem die Stromschienen ungefähr in derselben Ebene angeordnet sind, und wobei eine bestimmte aus den Stromschienen elektrisch mit dem Schaltkreis, der in der Schaltkreisplatine enthalten ist, durch Löten verbunden ist, wobei Lot so zugeführt wird, dass es eine innere Umfangsoberfläche der leitenden Schicht der Steuerschaltkreisplatine und eine Oberfläche der bestimmten Stromschiene in einem Zustand überbrückt, in dem ein Beschichtungsabschnitt der leitenden Schicht auf der bestimmten Stromschiene liegt.

Mit diesem Aufbau ist die Höhen- (d. h. Dicken-) Dimension des gesamten Schaltkreisstrukturkörpers sehr klein, weil die Vielzahl von Stromschienen, die Teil des Leistungsschaltkreises sind, in einem Zustand mit der Oberfläche der Leistungsschaltkreisplatine verbunden sind, in welchem die Stromschienen ungefähr in derselben Ebene angeordnet sind. weiterhin ist im Wesentlichen eine Stromschienenplatine (Stromschienen, die von einer isolierenden Platine gehalten werden), die in einem herkömmlichen elektrischen Verbindergehäuse notwendig ist, nicht mehr nötig. Daher wird der Gesamtaufbau viel dünner und einfacher als im herkömmlichen elektrischen Verbindergehäuse hergestellt, in welchem die Stromschienenplatine und die Steuerschaltkreisplatine voneinander getrennt sind.

Der Schaltkreisstrukturkörper kann ein solcher sein, dass ein schaltendes Element in dem Leistungsschaltkreis vorgesehen ist, der die Stromschienen aufweist, die Steuerschaltkreisplatine einen Steuerschaltkreis zur Steuerung des Schaltelements enthält und das Schaltelement so angebracht ist, dass es die Stromschiene und die Steuerschaltkreisplatine überbrückt. Diese Konfiguration verringert die Höhen-(d. h. Dicken-)Dimension des gesamten Schaltkreisstrukturkörpers und somit wird der Gesamtaufbau noch. dünner und einfacher hergestellt.

Im vorliegenden Schaltkreisstrukturaufbau kann die bestimmte Stromschiene bzw. können die bestimmten Stromschienen, mit welcher (welchen) die leitende Schicht der Steuerschaltkreisplatine verbunden ist, beliebig gewählt werden. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Stromschienen seitwärts aus der Steuerschaltkreisplatine hervorstehen, um als Anschlüsse zu dienen, die mit einem externen Schaltkreis verbunden werden. Dies erleichtert die Verbindung zwischen dem Leistungsschaltkreis, der die Stromschienen aufweist, und dem externen Schaltkreis. Mindestens ein Teil der Stromschienen, der als die Anschlüsse dient, kann elektrisch durch Löten mit den leitenden Schichten verbunden sein.

Genauer gesagt können die Anschlüsse, mit denen die leitenden Schichten durch Löten verbunden sind, beispielsweise Signaleingangsanschlüsse aufweisen, an die von außen Befehlssignale eingegeben werden. In diesem Fall ermöglicht es ein einfacher Aufbau, den man nur durch elektrisches Verbinden von Stromschienen erhält, welche als die Signaleingangsanschlüsse für den Steuerschaltkreis dienen, der auf der Steuerschaltkreisplatine vorgesehen ist, vorgeschriebene Anweisungssignale an die Steuerschaltkreisplatine einzugeben.

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromschienenaufbauplatte und einer Steuerschaltkreisplatine, die in einem Herstellverfahren für einen Schaltkreisstrukturkörper nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genutzt wird;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Stromschienenstrukturplatte und die Steuerschaltkreisplatine miteinander verbunden sind;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem FETs auf der Stromschienenstrukturplatte und der Steuerschaltkreisplatine angebracht sind;
4 ist eine vergrößerte perspektivische/geschnittene Ansicht, die zeigt, wie ein FET angebracht ist;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die Positionen zeigt, in welchen die Stromschienenstrukturplatte und die Steuerschaltkreisplatine direkt miteinander verbunden sind;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Endabschnitte bestimmter Stromschienen der Stromschienenstrukturplatte nach oben gebogen sind;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Gehäuse um die Endabschnitte der Signaleingangsanschlußstromschienen vorgesehen ist, die gebogen sind, wodurch ein Verbinder gebildet wird;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem Stromschienen voneinander weggeschnitten sind und ein äußerer Rahmen von der Stromschienenstrukturplatte entfernt ist;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Gehäuse an der Steuer schaltkreisplatine und an den Stromschienen angebracht ist;
10 ist eine perspektivische Ansicht des Schaltkreisstrukturkörpers, an welchem das Gehäuse angebracht ist, und eines Wärmeabstrahlteils, das am Schaltkreisstrukturkörper angebracht werden kann;
11 ist eine perspektivische Ansicht des Schaltkreisstrukturkörpers, an welchem das Wärmeabstrahlteil angebracht ist, und einer Abdeckung, die an einer Wasserschutzwand des Gehäuses des Schaltkreisstrukturkörpers angebracht werden kann;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Abdeckung angebracht ist;
13(a) ist eine Ansicht einer Steuerschaltkreisplatine von unten, die ein Beispiel zeigt, in welchem ein Aufbau mit Durchgangsloch verwendet wird, um elektrisch eine Signaleingangsanschluflstromschiene mit der Steuerschaltkreisplatine zu verbinden, und 13(b) ist eine geschnittene Vorderansicht derselben;
14(a) ist eine Draufsicht, die einen erfindungsgemäflen Lötaufbau zeigt, und 14(b) ist eine Schnittansicht desselben von vorn; und
15 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf den Lötaufbau der 14.
GENAUE ERLÄUTERUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsform ist auf eine beispielhafte Nutzung einer erfindungsgemäßen Steuerschaltkreisplatine gerichtet, genauer gesagt, ein Herstellverfahren eines Schaltkreisstrukturkörpers als eines Stromverteilerschaltkreises zum Verteilen elektrischen Stroms von einer gemeinsamen Stromquelle, die in einem Fahrzeug oder Ähnlichem angebracht ist, an eine Vielzahl von elektrischen Lasten. Die Verwendungen von erfindungsgemäßen Steuerschaltkreisplatinen sind jedoch nicht darauf beschränkt, und die Erfindung kann breit in Fällen angewendet werden, in welchen eine erfindungsgemäße Steuerschaltkreisplatine elektrisch mit einem externen Schaltkreis verbunden ist.
1) Stromschienenbildungsschritt
Um einen Schaltkreisstrukturkörper herzustellen, wird zuerst, wie in 1 gezeigt, eine Stromschienenstrukturplatte 10 gebildet.
Die veranschaulichte Stromschienenstrukturplatte 10 weist einen rechteckigen Außenrahmen 16 auf. Eine große Anzahl von Stromschienen, die eine Vielzahl von Eingangsanschlußstromschienen 11 als Eingangsanschlüsse, eine Vielzahl von Ausgangsanschlußstromschienen 12 als Ausgangsanschlüsse, und eine Vielzahl von Signaleingangsanschlußstromschienen 14 aufweisen und vorab bestimmte Muster aufweisen, sind im Innern des Außenrahmens 16 angeordnet. Derartige Stromschienen sind durch Verbindungen bzw. Stege 18 kleiner Breite mit dem Außenrahmen 16 verbunden, und bestimmte Stromschienen sind miteinander durch Verbindungen 18 kleiner Breite verbunden.
Im veranschaulichten Beispiel sind alle Endabschnitte 11a der Eingangsanschlußstromschienen 11 und äußeren Enden 14a der Signaleingangsanschlußstromschienen 14 ent lang der linken Seitenlinie der Stromschienenstrukturplatte 10 angeordnet, und alle Endabschnitte 12a der Ausgangsanschlußstromschienen 12 sind entlang der rechten Seitenlinie der Stromschienenstrukturplatte 10 angeordnet. Die Stromschienenendabschnitte 11a, 12a und 14a sind freie Endabschnitte, die nicht mit dem Außenrahmen 16 verbunden sind.
Beispielsweise kann die Stromschienenstrukturplatte 10 leicht durch Ausstanzen einer einzelnen Metallplatte durch eine Presse gebildet werden.
Der Außenrahmen 16 muß nicht stets enthalten sein. Der Einschluß des Außenrahmens 16 erhöht jedoch die Steifigkeit der gesamten Stromschienenstrukturplatte 10 und erleichtert dadurch die Arbeit, sie an einer Steuerschaltkreisplatine 20 zu befestigen. Weiterhin ermöglicht das Greifen des Außenrahmens 16, die Stromschienenstrukturplatte leicht handzuhaben, ohne die Stromschienen selbst zu beschädigen. Zudem kann nach dem Verbinden ein geeigneter Leistungsschaltkreis leicht durch Wegschneiden des Außenrahmens 16 vom Stromschienenabschnitt erhalten werden.
2) Verbindungsschritt
Die Steuerschaltkreisplatine 20 ist mit einer Oberfläche (in 1 der oberen Oberfläche) der Stromschienenstrukturplatte 10 verbunden, um einen Zustand der 2 einzurichten.
Die Steuerschaltkreisplatine 20 weist einen Steuerschaltkreis auf, um die Schaltvorgänge der FETs (Schaltelemente; später beschrieben) 30 zu steuern, und kann beispielsweise eine herkömmliche gedruckte Leiterplatte (Leiter als Teil des Steuerschaltkreises sind gedruckte Drähte auf einer isolierenden Platine) sein. Im veranschaulichten Beispiel ist die Steuerschaltkreisplatine 20 sehr dünn (z. B. 0,3 mm) und nimmt eine blattförmige Form an, um die Verringerung der gesamten Dicke und die Verbesserung der Wasserfestigkeit zu erhöhen. Durchgangslöcher 22 werden durch die Steuerschaltkreisplatine 20 in geeigneten Positionen gebildet. Die Durchgangslöcher erlauben das Anbringen der FETs 30 auf den Stromschienen und werden später genau beschrieben.
In dieser Erfindung gibt es keine bestimmten Beschränkungen der Größe und Form der Steuerschaltkreisplatine 20. Im veranschaulichten Beispiel ist die äußere Größe der Steuerschaltkreisplatine 20 kleiner als die der Stromschienenstrukturplatte 10; insbesondere ist die Breite von rechts nach links der ersteren viel geringer als die der letzteren. Genau gesagt ist die Steuerschaltkreisplatine 20, wie in 2 gezeigt, mit einem Mittenabschnitt der Stromschienenstrukturplatte 10 verbunden, wodurch die Endabschnitte 11a der Eingangsanschlußstromschienen 11 und die Endabschnitte 14a der Signaleingangsanschlußstromschienen 14'von der Steuerschaltkreisplatine 20 nach links vorstehen, und die Endabschnitte 12a der Ausgangsanschlußstromschienen 12 von der Steuerschaltkreisplatine 20 nach rechts vorstehen. Und alle die Verbindungen 18 sind außerhalb der Steuerschaltkreisplatine 20 angeordnet und somit freiliegend (siehe 2).
Verschiedene Verfahren können genutzt werden, um die Steuerschaltkreisplatine 20 mit der Stromschienenstrukturplatte 10 zu verbinden. Beispiele dieser Verfahren werden nachstehend beschrieben.

(1) Leitermuster werden sowohl auf der vorder- als auch auf der Rückseite der Steuerschaltkreisplatine 20 gebildet. Klebstoff wird auf die rückseitigen (in 1 bodenseitigen) Muster oder die Stromschienenstrukturplatte 10 aufgetragen, und die rückseitigen Muster werden mit den oberen Oberflächen der Stromschienen verbunden. In diesem Fall werden nur Muster, die die gleichen Potentiale wie die Stromschienen bekommen sollen, auf der hinteren Oberfläche der Steuerschaltkreisplatine 20 gebildet.
(2) Isolierender Klebstoff wird auf die hinteren Oberflächen der Steuerschaltkreisplatine 20 oder die obere Oberfläche der Stromschienenstrukturplatte 10 so aufgetragen, dass er als eine Isolierschicht zwischen der Steuerschaltkreisplatine 20 und den Stromschienen dient. Wo die Steuerschaltkreisplatine 20 Durchgangslöcher oder Einschnitte in Übereinstimmung mit der Erfindung aufweist, wird verhindert, dass der isolierende Klebstoff an diesen Abschnitten aufgebracht wird (wie später genau beschrieben wird).
(3) Klebstoff wird nur auf einen äußeren Abschnitt der hinteren Oberfläche der Steuerschaltkreisplatine 20 aufgetragen, und der äußere Abschnitt wird mit den oberen Oberflächen der Stromschienen verbunden. In diesem Fall entspricht die Verbindungsregion nur dem äußeren Abschnitt und die Steuerschaltkreisplatine 20 und die Stromschienen sind voneinander frei: demgemäß wird die Spannung verringert.

Bei jedem der Fälle (1) bis (3) kann der Klebstoff durch Drucken aufgetragen werden, was die Effizienz des Herstellvorgangs erhöhen und seine Automatisierung fördern kann.
3) Montageschritt
FETS 30 als Schaltelemente werden sowohl auf der Steuerschaltkreisplatine 20 als auch der Stromschienenstrukturplatte 10 durch Nutzen der Durchgangslöcher 22 der Steuerschaltkreisplatine 20 angebracht.
Wie in 4 gezeigt, weist jeder genutzte FET einen im wesentlichen rechteckig-parallelepipedisch geformten Hauptkörper 32 und mindestens drei Anschlüsse (einen (nicht gezeigten) Drain-Anschluß, einen Source-Anschluß 34 und einen Gate-Anschluß 36) auf. Unter diesen Anschlüssen wird der Drain-Anschluß auf der hinteren Oberfläche des Hauptkörpers 32 gebildet, und der Source-Anschluß 34 und der Gate-Anschluß 36 stehen aus einer Seitenoberfläche des Hauptkörpers 32 vor und erstrecken sich nach unten.
Um dem zugehörigen FET 30 zu. entsprechen, weist jedes Durchgangsloch 22 der Steuerschaltkreisplatine 20 einen rechteckigen Abschnitt 22a auf, durch den der Hauptkörper 32 des FET 30 eingefügt werden kann, und eine Aussparung 22b, die sich vom rechteckigen Abschnitt 22a in einer vorab bestimmten Richtung erstreckt und so geformt ist, dass der Source-Anschluß 34 des FET 30 hindurchgeführt werden kann. Der auf der hinteren Oberfläche des FET Hauptkörpers 32 gebildete Drain-Anschluß wird durch den rechteckigen Abschnitt 22a in direktem Kontakt mit der oberen Oberfläche der zugehörigen Eingangsanschlußstromschiene 11 der Stromschienenstrukturplatte 10 gebracht, und der FET-Hauptkörper 32 wird auf der Stromschiene 11 angebracht. Der Source-Anschluß 34 des FET 30 wird mit der zugehörigen Ausgangsanschlußstromschiene 12 durch die Ausbuchtung 22b verbunden, und der Gate-Anschluß 36 des FET 30 wird mit einem geeigneten Leitermuster der Steuerschaltkreisplatine 20 verbunden.
Das heißt, in diesem Montageschritt können alle FETs 30 sowohl auf die Steuerschaltkreisplatine 20 als auch auf die Stromschienen gleichzeitig von oben montiert werden. Die Effizienz der Montagearbeit wird sehr viel höher als in einem herkömmlichen Verfahren, in welchem FETs getrennt mit einer Stromschienenplatine und einer Steuerschaltkreisplatine über jeweilige Verdrahungseinrichtungen verbunden werden.
Der Montageschritt kann leicht beispielsweise nur durch Aufbringen von geschmolzenem Lot durch Drucken oder ähnliches so, dass dieses in den Durchgangslöchern 22 platziert ist, und Setzen der FETs 30 auf das Lot durchgeführt werden.
Um den Montageschritt durchzuführen, ist es sogar zu bevorzugen, dass, wie in 4 gezeigt, dem Source-Anschluß 34 und dem Gate-Anschluß 36 vorab ein Höhenunterschied t gegeben wird, der ungefähr gleich der Dicke der Steuerschaltkreisplatine 20 ist. Dies ermöglicht es, die Anschlüsse 34 und 36 jeweils auf der Ausgabeanschlußstromschiene 12 und der Steuerschaltkreisplatine 20 anzubringen, da sie keine unnötige Deformation der Anschlüsse 34 und 36 aufweisen, obwohl die Steuerschaltkreisplatine 20 eine bestimmte Dicke aufweist: die in jedem Anschluß nach der Montage verbleibende Spannung kann in hohem Maß verringert werden.
Die in der Erfindung genutzten Schaltelemente sind nicht auf die FETs 30 beschränkt und können beispielsweise mechanische Relaisschalter sein. Es ist auch möglich, die Schaltelemente nur auf der Steuerschaltkreisplatine 20 anzubringen, und auf der Seite der Steuerschaltkreisplatine 20 einen Teil eines Leistungs schaltkreises aufzubauen, welcher die Schaltelemente aufweist.
3') Schritt der elektrischen Verbindung
Die Stromschienen der Stromschienenstrukturplatte 10 weisen welche auf, die mit dem Steuerschaltkreis der Steuerschaltkreisplatine 20 direkt (d. h., ohne Zwischenschalten der FETs 30) verbunden sein sollten. Elektrische Verbindungen für diese Stromschienen werden später genau beschrieben.
4) Biegeschritt
Die Endabschnitte der Stromschienen (in der Figur inklusive der Endabschnitte 11a, 12a und 14a der Stromschienen 11, 12 und 14), welche von der Steuerschaltkreisplatine 20 nach rechts oder links vorstehen, werden nach oben gebogen, um Anschlüsse zur Verbindung mit externen Schaltkreisen zu bilden. Die Durchführung des Biegeschritts ermöglicht es, externe Verdrahtungsteile mit den jeweiligen Anschlüssen von einer Seite zu verbinden, und dadurch die Verbindungsarbeit zu vereinfachen.
5) Gehäuseanbringschritt (Verbinderbildungsschritt 1)
Wie in 7 gezeigt wird ein Gehäuse bzw. eine Umfassung 40, das aus einem Isoliermaterial wie einem synthetischen Harz hergestellt ist, so befestigt, dass es eine Vielzahl von Signaleingangsanschlüssen (in der Figur die Endabschnitte 14a der Signaleingangsanschlußstromschienen 14, die in Reihe angeordnet sind) umgibt, wodurch ein Verbinder gebildet wird. Ein Vorsprung 42 zur Verbindung mit einem (später beschriebenen) Gehäuse 50 wird zuvor auf einer Seitenoberfläche des Gehäuses 40 gebildet.
6) Trennschritt
Die Stromschienen der Stromschienenstrukturplatte 10 werden voneinander durch Pressen bzw. Stanzen getrennt, wodurch ein Leistungsschaltkreis konfiguriert wird. Genauer gesagt werden die Verbindungen 18 weggeschnitten, die außerhalb der Steuerschaltkreisplatine 20 angeordnet und somit freiliegend sind. Das Entfernen der Verbindungen 18 bedingt notwendigerweise das Entfernen des Außenrahmens 16 vom Schaltkreisstrukturkörper. Nach der Durchführung des Trennschritts ist die Höhen-(Dicken-)Dimension des Gesamtaufbaus sehr gering und der benötigte Bereich ist ungefähr der gleiche wie der Bereich der Steuerschaltkreisplatine 20. Dieser Schaltkreisstrukturkörper kann einzeln genutzt werden. Seine Wasserdichtheit und Wärmeabstrahlfähigkeit kann jedoch erhöht werden, indem ein Gehäuse 50 und ein Wärmeabstrahlteil 60 (beide später beschrieben) hinzugefügt werden, wodurch man einen Schaltkreiskörper, der beispielsweise zur Nutzung als ein Fahrzeugstromverteiler geeignet ist, erhalten kann.
Der Trennschritt kann vor den Schritten 3)–5) durchgeführt werden. Der Trennschritt sollte in dem Fall vor diesen Schritten durchgeführt werden, in dem die Stromschienenendabschnitte 11a, 12a und 14a mit dem Außenrahmen 16 oder anderen Stromschienen verbunden werden, um Anschlüsse zu bilden.
7) Gehäuseanbringschritt (verbinderbildungsschritt 2)
Ein aus einem Isoliermaterial wie einem synthetischen Kunststoff hergestelltes Gehäuse 50 (siehe 9) wird von oben auf den Schaltkreisstrukturkörper aufgebracht, den man durch den Trennschritt des Punkts 6) erhält.
Das Gehäuse 50 ist so geformt, dass es die gesamte Steuerschaltkreisplatine 20 von oben abdeckt, während es eine Bodenöffnung aufweist. Öffnungen, durch welche die FETs 30 nach oben vorstehen, werden in einem zentralen Bereich gebildet, und eine Wasserschutzwand 52 ragt von der Umgebung des Bereichs dieser Öffnungen nach oben. Das heißt, die Wasserschutzwand 52 umgibt das Gebiet, in welchem die FETs 30 vorhanden sind.
Gehäuse bzw. Umfassungen 54 und ein Gehäuseanbringabschnitt 56, die alle wie ein Rohr geformt sind und obere und untere Öffnungen aufweisen, werden auf rechten und linken äußeren Abschnitten (d. h. auf den rechten und linken Seiten der Wasserschutzwand 52) des Gehäuses 50 so gebildet, dass sie mit dem Gehäuse 50 integriert sind. Die Gehäuse 54 werden an einer Vielzahl von Positionen so gebildet, dass sie jeweils die Endabschnitte 11a (Eingangsanschlüsse) der Eingangsanschlußstromschienen 11 und die Endabschnitte 12a (Ausgangsanschlüsse) der Ausgangsanschlußstromschienen 12 umgeben, und bilden dadurch gemeinsam mit diesen Anschlüssen Verbinder. Der Gehäuseanbringabschnitt 56 ist an der Position gebildet, die dem vorstehend erwähnten Gehäuse 40 entspricht (d. h. dem Gehäuse, das die Signaleingangsanschlüsse umgibt). Das Gehäuse 40 ist von unten in den Gehäuseanbringabschnitt 56 eingefügt, und der Vorsprung 42 auf der Seitenwand des Gehäuses 40 wird mit dem oberen Ende des Gehäuseanbringabschnitts 56 verbunden, wodurch die Stromschienen und die Steuerschaltkreisplatine 20 an dem Gehäuse 50 eingeschnappt sind.
Mit diesem Aufbau können die Anschlüsse leicht mit externen Schaltkreisen beispielsweise durch Verbinden von Verbindern, die an den Enden von Kabelbäumen vorgesehen sind, die in einem Fahrzeug verlegt sind, mit Verbindern, die durch die Anschlüsse und die Gehäuse 40 und 54 gebildet werden, verbunden werden.
Eine Vielzahl von Rippenschützern 58, die in der Richtung von rechts nach links angeordnet sind, stehen von den vorderen und hinteren Endabschnitten des Gehäuses 50 nach unten vor.
8) Schritt der Verbindung des Wärmeabstrahlteils Die obere Oberfläche 64 eines Wärmeabstrahlteils 60, das in 10 gezeigt wird, wird mit der unteren Obefläche der Stromschienen verbunden, wodurch das Wärmeabstrahlteil 60 und die Stromschienen miteinander vereint werden.
Das Wärmeabstrahlteil 60 ist insgesamt aus einem Material gefertigt, das eine überlegene Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie ein auf Aluminium basierendes Metall. Das Wärmeabstrahlteil 60 weist die flache obere Oberfläche 64 und eine Vielzahl von Rippen 62 auf, die in der Richtung von rechts nach links angeordnet sind und von der unteren Oberfläche nach unten vorstehen. Die Positionen der Rippen 62 entspechen den Positionen der Rippenschützer 58 des Gehäuses 50. Wenn das Wärmeabstrahlteil 60 angebracht ist, sind beide Enden jeder Rippe 62 (in der Längsrichtung) von den zugehörigen Rippenschützern 58 abgedeckt.
Es ist zu bevorzugen, dass das verbinden des Wärmeabstrahlteils 60 mit der Stromschiene in Übereinstimmung mit der nachstehenden beispielhaften Vorgehensweise durchgeführt wird:

(1) Ein Epoxydharz als ein isolierender Klebstoff wird auf die obere Oberfläche 64 des wärmeabstrahlteils 60 aufgetragen und dann getrocknet, wodurch eine isolierende Dünnfilmschicht gebildet wird.
(2) Ein Klebstoff (beispielsweise ein verschmierbarer wie ein Silikonklebstoff), der weicher ist und eine höhere thermische Leitfähigkeit als das Material der vorstehend erwähnten Isolierschicht aufweist, wird auf die Isolierschicht oder die Stromschienen angewendet (aufgetragen), und die Stromschienen werden mit dem Klebstoff an dem Wärmeabstrahlteil 60 befestigt.

Die Isolierschicht nach Punkt (1) ist nicht immer notwendig. Die Bildung der Isolierschicht ermöglicht es jedoch, die elektrische Isolierung verläßlich zu sichern, während die verwendete Menge des Klebstoffs nach Punkt (2) (d. h., des Klebstoffs, der weich ist und eine überlegene Leitfähigkeit aufweist), der teuer ist, minimiert wird. Alternativ ist es möglich, die Isolierschicht des Punkts (1) beispielsweise durch Ankleben einer isolierenden Lage an der oberen Oberfläche 64 des Wärmeabstrahlteils 60 zu bilden.
Wenn es unter den Stromschienen welche gibt, die geerdet werden sollten, kann das Wärmeabstrahlteil 60 geerdet werden, indem das wärmeabstrahlteil 60 an diesen Stromschienen durch Anschrauben befestigt ist.
Es ist zu bevorzugen, dass das Wärmeabstrahlteil 60 am Gehäuse 50 befestigt ist, indem ein Verbindungsabschnitt, der mit dem Gehäuse 50 und dem Wärmeabstrahlteil 60 verbunden ist, zusätzlich zur Verbindung des Wärmeabstrahlteils 60 mit der Stromschiene vorgesehen ist. Die Wasserdichtheit des Schaltkreisstrukturkörpers kann weiter erhöht werden, indem ein Abdichtteil, das aus Silikongummi oder Ähnlichem hergestellt ist, zwischen das Gehäuse 50 und das Wärmeabstrahlteil 60 eingefügt wird.
9) Eintopfschritt
Ein Eintopf- bzw. Umgießungswirkstoff zur Förderung der Wärmeabstrahlung wird in den Innenraum der Wasserschutzwand 52 eingespritzt. Dann wird eine Abdeckung 70, die in 11 gezeigt ist, auf dem oberen Ende der Wasserschutzwand 52 angebracht und sie werden miteinander (beispielsweise durch Vibrationsschweißen) verbunden, wodurch der Innenraum der Wasserschutzwand 52 dicht eingedämmt und vor Wasser geschützt ist.
Stromquellen werden mit den Eingangsanschlüssen (d. h. den Endabschnitten 11a der Eingangsanschlußstromschienen 11) des so gefertigten Schaltkreisstrukturkörpers verbunden, und geeignete elektrische Lasten werden mit seinen Ausgangsanschlüssen (d. h. den Endabschnitten 12a der Ausgangsanschlußstromschienen 12) verbunden, wodurch ein Leistungsverteilerschaltkreis zum Verteilen der elektrischen Leistung von den Stromquellen an die elektrischen Lasten aufgebaut ist. Weiterhin werden die Betätigungen der FETs 30, die in dem Leistungsverteilerschaltkreis vorgesehen sind, von dem Steuerschaltkreis gesteuert, der in der Steuerschaltkreisplatine 20 eingebaut ist, wodurch die Energiezuführungs-EIN-/AUS-Steuerung des Stromverteilerschaltkreises durchgeführt wird.
Als Nächstes wird der vorstehend erwähnte elektrische Verbindungsschritt beschrieben. Das heißt, ein Aufbau und ein Verfahren zum direkten Verbinden von Teilen der Stromschienen mit der Steuerschaltkreisplatine 20 (d. h. elektrische Verbindungen ohne Zwischenschalten der FETs 30) werden beschrieben.
Eine Einrichtung für solche Verbindungen, die zuerst konzipiert würde, ist wie folgt. Beispielsweise wird ein zylindrischer Kontaktfleck (eine Leiterschicht) 24, der in 13(A) und 13(B) gezeigt ist, dazu gebracht, durch den Platinenkörper der Steuerschaltkreisplatine 20 zu dringen. Klebstoff 80 wird so aufgetragen, dass er den Kontaktfleck 24 umschließt. Nachdem die Oberfläche einer bestimmten Stromschiene (in der Figur eine Signaleingangsanschlußstromschiene 14, die als ein Signaleingangsanschluß dient) mit dem Klebstoff 80 an der Steuerschaltkreisplatine 20 befestigt ist, wird Lot an den Innenraum eines Durchgangslochs 24a des Kontaktflecks 24 bereitgestellt, um die innere Umfangsoberfläche des Kontaktflecks 24 und die Oberfläche der Signaleingangsanschlußstromschiene 14 zu überbrücken. Dieses Verfahren weist jedoch einen Nachteil auf, dass es sehr schwierig ist, visuell zu prüfen, ob das Löten im Durchgangsloch 24a gut durchgeführt wurde.
Dagegen verwendet die Erfindung einen in den 14(a) , 14(b) und 15 gezeigten Aufbau. Wie in den Figuren gezeigt, wird eine Endfläche der Steuerschaltkreisplatine 20 mit einem halbkreisförmigen Schnitt 20a gebildet, und dieser Abschnitt der Steuerschaltkreisplatine 20 wird mit einem im allgemeinen halbzylindrischen bzw. halbkreisförmigen Kontaktfleck (einer Leiterschicht) 24 in solcher weise beschichtet, dass die Oberfläche des Schnitts 20a mit dem Fleck 24 bedeckt ist. Der Kontaktfleck 24 ist elektrisch mit einem Leitermuster (d. h. einem Muster, das ein Teil des Steuerschaltkreises ist) verbunden, das auf der Steuerschaltkreisplatine 20 aufgedruckt ist. Klebstoff 80 wird auf die hintere Oberfläche der Steuerschaltkreisplatine 20 so aufgetragen, dass er den Kontaktfleck 24 umgibt. Eine Signaleingangsanschlußstromschiene 14 wird mit einem Umfangsabschnitt der Steuer schaltkreisplatine 20 über den Klebstoff 80 verbunden. Lot wird so hinzugefügt, dass es die halbzylindrische innere Umfangsoberfläche des Kontaktflecks 24 und die Oberfläche der Eingangsanschlußstromschiene 14 überbrückt (in den Figuren wird eine Lotkehlnaht 26 gebildet), wodurch die Signaleingangsanschlußstromschiene 14 elektrisch mit dem Kontaktfleck 24 verbunden ist.
Beispielsweise wird diese Verbindung in Übereinstimmung mit dem folgenden Vorgang durchgeführt:

(1) Vor der Durchführung eines verbindungs- bzw. Verklebungsschritts wird eine Endoberfläche der Steuerschaltkreisplatine 20 mit einem Schnitt 20a gebildet, der sich zur Seite hin öffnet, und dieser Abschnitt der Steuerschaltkreisplatine 20 wird mit einem Kontaktfleck 24 in solcher weise beschichtet, dass die innere Seitenoberfläche des Schnitts 20a mit dem Kontaktfleck 24 bedeckt ist. In diesem Zustand wird der Kontaktfleck 24 mit einem Leitermuster verbunden, das auf der Steuerschaltkreisplatine 20 aufgedruckt ist (Leiterschichtbeschichtungsschritt).
(2) Klebstoff 80 wird auf die hintere Oberfläche der Steuerschaltkreisplatine 80 so aufgetragen, dass er den Kontaktfleck 24 umgibt, und eine Signaleingangsanschlußstromschiene 14 wird durch den Klebstoff 80 mit der Steuerschaltkreisplatine 20 verklebt (Verbindungsschritt). Als ein Ergebnis der Verbindung wird die hintere Oberfläche bzw. Rückseite des Kontaktflecks 24 auf der Signaleingangsanschlußstromschiene 14 liegend gehalten.
(3) Im Zustand des Punkts 2) wird Lot so aufgetragen, dass die innere Umfangsoberfläche des Kontaktflecks 24 und die Oberfläche der Eingangsanschlußstromschiene 14 überbrückt wird, wodurch, wie in den Figuren gezeigt, eine Kehlnaht 26 gebildet wird.

In Übereinstimmung mit dem vorstehenden Aufbau und Verfahren liegt die schließlich gebildete Kehlnaht 26 seitlich frei. Daher ist es möglich, mit einem Blick extern zu prüfen, ob das Löten sauber durchgeführt wurde, was es ermöglicht, eine stabile Qualität und hohe Verläßlichkeit der Verbindung zu sichern.
In der Erfindung muß der Aufbau der 14(a), 14(b) und 15 nicht immer an jeder Verbindungsposition zwischen der Steuerschaltkreisplatine und den Stromschienen verwendet werden. Der Durchgangslochverbindungsaufbau der 13(a) und 13(b) oder ein anderer Aufbau kann an Teilen der Verbindungspositionen verwendet werden. Beispielsweise kann ein Aufbau, in dem eine Stromschiene mit einem geeigneten Vorsprung (in 5 durch den Buchstaben A bezeichnet) gebildet und der Vorsprung mit der Steuerschaltkreisplatine 20 verlötet wird, und der Aufbau der 14(a), 14(b) und 15 gemeinsam verwendet werden.
Die Stromschienen, die direkt mit der Steuerschaltkreisplatine 20 verbunden sind, sind nicht auf Signaleingangsanschlußstromschienen beschränkt. Beispielsweise kann die Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, in welchem Ausgangsstromschienen 12, die genutzt werden, um Ausgangsstrominformation an die Steuerschaltkreisplatine 20 einzugeben, direkt mit der Steuerschaltkreisplatine 20 verbunden sind.
Weiterhin sind die Subjekte, die mit der Steuerschaltkreisplatine 20 zu verbinden sind, nicht auf Stromschienen (den vorstehend beschriebenen Fall) beschränkt. Beispielsweise kann die Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, in welchem eine dicke Kupferfolienplatine, eine Kupferplattensteckplatine oder Ähnliches zur Leitung eines großen Stroms oder ein Verbinder oder Ähnliches mit der Steuerschaltkreisplatine 20 verbunden ist.
Es gibt keine bestimmten Begrenzungen der Formen des Einschnitts 20a und des Kontaktflecks (der Leitungsschicht) 24, mit welchem der Einschnitt 20a bedeckt ist. Zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten halbzylindrischen Form können Formen, die zur Seite geöffnet sind, wie eine Hufeisenform, eine Klammerform und eine V-Form (alle in einer Draufsicht gesehen) genutzt werden.
Wie vorstehend beschrieben wird ein Endabschnitt einer Steuerschaltkreisplatine mit einem Einschnitt gebildet, der zur Seite hin geöffnet ist, und die Steuerschaltkreisplatine wird mit einer Leiterschicht in solcher Weise beschichtet, dass die innere Seitenoberfläche des Einschnitts mit der Leitungsschicht bedeckt ist, wodurch die Leitungsschicht mit einem Schaltkreis verbunden ist, der in der Steuerschaltkreisplatine enthalten ist. Daher kann ein Verbindungssubjekt wie eine Stromschiene (d. h., eine bestimmte Stromschiene) elektrisch mit dem Schaltkreis verbunden werden, der in der Steuerschaltkreisplatine enthalten ist, indem Löten in solcher Weise durchgeführt wird, dass Lot so aufgetragen wird, dass es die innere Umfangsoberfläche der Leitungsschicht und eine Oberfläche der bestimmten Stromschiene in einem Zustand überbrückt, in welchem ein Beschichtungsabschnitt der Leitungsschicht auf die bestimmte Stromschiene aufgelegt ist. Weiterhin kann leicht visuell und extern geprüft werden, ob das Löten sauber durchgeführt wurde, was einen dahingehenden Vorteil schafft, dass die Qualität stabil hergestellt wird und die Verläßlichkeit der Verbindung erhöht wird.

Claims

Steuerschaltkreisplatine, die Folgendes aufweist: einen Verbindungsabschnitt, der mit einem externen Schaltkreis verbindbar ist, wobei der Verbindungsabschnitt so gestaltet ist, dass ein Endabschnitt der Steuerschaltkreisplatine mit einem Einschnitt gebildet wird, der sich zur Seite hin öffnet, und mit einer Leitungsschicht in solcher weise beschichtet ist, dass eine innere Seitenoberfläche des Einschnitts mit der Leitungsschicht bedeckt ist, wobei die Leitungsschicht mit einem Schaltkreis verbunden ist, der zur Steuerschaltkreisplatine gehört.
Schaltkreisstrukturkörper, der Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Stromschienen, die Teil eines Leistungsschaltkreises sind, sind mit einer Oberfläche einer Steuerschaltkreisplatine in einem Zustand verbunden, in welchem die Stromschienen ungefähr in derselben Ebene angeordnet sind, wobei die Steuerschaltkreisplatine einen Verbindungsabschnitt aufweist, der mit einem externen Schaltkreis verbindbar ist, wobei der Verbindungsabschnitt so aufgebaut ist, dass ein Endabschnitt der Steuerschaltkreisplatine mit einem Einschnitt gebildet wird, der sich zur Seite hin öffnet, und mit einer Leitungsschicht in solcher Weise beschichtet ist, dass eine innere Seitenoberfläche des Einschnitts mit der Leitungsschicht bedeckt ist, wobei die Leitungsschicht mit einem Schaltkreis verbunden ist, der zur Steuerschaltkreisplatine gehört, wobei eine bestimmte aus den Stromschienen elektrisch mit dem zur Steuerschaltkreisplatine gehörigen Schaltkreis durch Löten verbunden ist, wobei Lot so bereitgestellt wird, dass es eine innere Umfangsoberfläche der Leitungsschicht der Steuerschaltkreisplatine und eine Oberfläche der bestimmten Stromschiene in einem Zustand überbrückt, in welchem ein Beschichtungsabschnitt der Leitungsschicht auf die bestimmte Stromschiene gelegt ist.
Schaltkreisstrukturkörper nach Anspruch 2, wobei ein Schaltelement im Leistungsschaltkreis, der die Stromschienen aufweist, vorgesehen ist, wobei die Steuerschaltkreisplatine einen Steuerschaltkreis aufweist, um den Antrieb des Schaltelements zu steuern, und das Schaltelement so angebracht ist, dass es die Stromschiene und die Steuerschaltkreisplatine überbrückt.
Schaltkreisstrukturkörper nach Anspruch 2, wobei eine Vielzahl von Stromschienen seitlich von der Steuerschaltkreisplatine hervorstehen, um als Anschlüsse zu dienen, die mit dem externen Schaltkreis verbindbar sind, und zumindest ein Teil der Stromschienen als die Anschlüsse dienen, die elektrisch mit den Leitungsschichten durch Löten verbunden sind.
Schaltkreisstrukturkörper nach Anspruch 4, wobei die Stromschienen, die als die Anschlüsse dienen, in der gleichen Richtung gebogen werden, die im Wesentlichen senkrecht zur Steuerschaltkreisplatine ist.
Schaltkreisstrukturkörper nach Anspruch 4, wobei die Anschlüsse Signaleingangsanschlüsse aufweisen, an welche extern Befehlssignale eingegeben werden, und die Stromschienen, die als die Signaleingangsanschlüsse dienen, elektrisch mit den Leitungsschichten verbunden sind.
Verfahren zum Verbinden einer Steuerschaltkreisplatine mit einem externen Schaltkreis, bei welchem die Steuerschaltkreisplatine elektrisch mit Leitern verbunden ist, die Teil des externen Schaltkreises sind, wobei die Steuerschaltkreisplatine einen Verbindungsabschnitt aufweist, der mit dem externen Schaltkreis verbindbar ist, der Verbindungsabschnitt so aufgebaut ist, dass ein Endabschnitt der Steuerschaltkreisplatine mit einem Einschnitt gebildet ist, der sich zur Seite hin öffnet und mit einer Leitungsschicht in solch einer weise beschichtet ist, dass eine innere Seitenoberfläche des Einschnitts mit der Leitungsschicht bedeckt ist, wobei die Leitungsschicht mit einem Schaltkreis verbunden ist, der zur Steuerschaltkreisplatine gehört, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Aufeinanderlegen des Leiters und eines Beschichtungsabschnitts der Leitungsschicht; und Löten, wobei Lot so bereitgestellt wird, dass es die innere Umfangsoberfläche der Leitungsschicht und eine Oberfläche des Leiters in einem Zustand überbrückt, in welchem der Leiter und der Beschichtungsabschnitt der Leitungsschicht aufeinandergelegt sind.