DE19623614A1

DE19623614A1 - Intelligent switch for use on system bus e.g. in vehicle

Info

Publication number: DE19623614A1
Application number: DE1996123614
Authority: DE
Inventors: Werner Fritz Keck
Original assignee: ZF Electronics GmbH; Cherry Mikroschalter GmbH
Current assignee: ZF Electronics GmbH
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: DE19623614C2

Abstract

The intelligent switch has a part module that consists of a switching stage 2 that is within a separate housing and can be in the form of a low cost micro switch. A second part module in a separate housing 3 can be in the form of a coupling stage 3 and within this is a logic circuit 4 and also a connecting plug 5 with contacts that couple the module onto the system bus 7. The control logic is built as a chip that is connected by soldering, bonding or some form of pin system.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen intelligenten Schalter zum Einsatz in Bussystemen sowie auf dessen Verwendung in Fahrzeugen.The present invention relates to a smart switch for Use in bus systems as well as in its use in vehicles.

Die Vernetzung von Systemen nimmt einen immer größeren Stellenwert in der Automatisierungstechnik ein. Insbesondere wird inzwischen bei einigen Automobiltypen das gesamte sogenannte Motormanagement, also die Überwa chung und Regelung einer Vielzahl von Betriebskenngrößen des Motors, über Mikrocomputer geregelt.The networking of systems is becoming increasingly important in the Automation technology. In particular, is now in some Automobiltypen the entire so-called engine management, ie the Überwa tion and control of a variety of operating characteristics of the engine, about Microcomputer regulated.

Die Signale zwischen Sensoren, Aktoren und Steuerungseinheit werden dabei immer öfter mit Bussystemen übertragen. Der Vorteil liegt nicht nur in der Möglichkeit, die Zahl der Leitungen zu reduzieren, sondern auch darin, daß die Vernetzung mit einem Bussystem es ermöglicht, Zustände der einzelnen Sensoren bzw. Aktoren zu erfassen und zu speichern.The signals between sensors, actuators and control unit are thereby increasingly transmitted with bus systems. The advantage is not only in the Possibility to reduce the number of lines, but also that the Networking with a bus system allows states of the individual Sensors and actuators to capture and store.

Über auf dem Markt angebotene Bussysteme können dabei Stellgrößen oder Schaltzustände an die Steuerungseinheit übertragen werden, die je nach Programmierung entsprechende Ausgaben vornehmen kann, da die meisten Bussysteme so konzipiert sind, daß sie möglichst vielseitige Anforderungen erfüllen können.Via bus systems offered on the market, manipulated variables or Switching states are transmitted to the control unit, depending on Programming can make appropriate expenditure, as most Bus systems are designed to meet the most diverse requirements able to fulfill.

Um die in Bussystemen fließenden Datenströme zur Steuerung der Schaltzu stände von Schalteinheiten zu nutzen oder umgekehrt die Schaltzustände von Schalteinheiten zur Beeinflussung der Datenströme zu verwenden, ist es notwendig, die Schalteinheiten mittels Anschlußkontakten an die jeweiligen Bussysteme anzuschließen. Dies wird bisher herkömmlicherweise durch anwendungsfallspezifische Einzellösungen realisiert, welche dementsprechend aufwendig und teuer herzustellen sind, und für die Großserienfertigung unge eignet sind. To the flowing in bus data streams for controlling the Schaltzu States of switching units to use or vice versa the switching states of It is using switching devices to manipulate the data streams necessary, the switching units by means of connecting contacts to the respective Connect bus systems. This has traditionally been done by Implemented application-specific individual solutions, which accordingly are expensive and expensive to produce, and for mass production unge are suitable.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen intelligenten Schalter für den Einsatz in Bussystemen bereitzustellen, welcher kostengünstig mittels an sich bekannter Fertigungstechniken im Großserienmaßstab herstellbar ist, eine kleine Baugröße aufweist und sich durch ein hohes Maß an Unempfind lichkeit gegen Störeinflüsse, sowie ein einfaches und mit einer Vielzahl von Bussystemen kompatibles Anschlußsystem auszeichnet.The aim of the present invention is therefore to provide an intelligent switch for to provide the use in bus systems, which cost by means of known production techniques can be produced on a large scale, has a small size and is characterized by a high degree of insensitivity against interference, as well as a simple and with a variety of Bus systems compatible connection system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen intelligenten Schal ters für den Einsatz in Bussystemen.This object is achieved by the measures of the independent Claim 1 solved. The dependent of claim 1 claims relate advantageous embodiments of a smart scarf according to the invention ters for use in bus systems.

Der nebengeordnete Anspruch betrifft die besonders vorteilhafte Verwendung von erfindungsgemäßen Schaltern in den Datenbussystemen von Fahrzeugen.The independent claim relates to the particularly advantageous use of switches according to the invention in the data bus systems of vehicles.

Erfindungsgemäß wird auf einen modular konzipierten Schalter zurückge griffen, welcher als erstes Teilmodul eine separate gehäuste Schalteinheit umfaßt, weiterhin ein mit diesem ersten Teilmodul zu verbindendes zweites Teilmodul in Form eines separat zu fertigenden gehäusten Kupplungsstücks, das eine mit der Schalteinheit zu verbindende Steuerlogik umfaßt, sowie eine mit der Steuerlogik zu verbindende busspezifische Steckereinheit, die mit Anschlußkontakten an ein korrespondierendes Bussystem anschließbar ist.According to the invention zurückge on a modular switch gripped, which as a first sub-module a separate housing switching unit further comprises a second to be connected to this first sub-module Part module in the form of a separately manufactured housed coupling piece, which comprises a control logic to be connected to the switching unit, as well as a to be connected to the control logic bus-specific connector unit with Connection contacts can be connected to a corresponding bus system.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es insbesondere möglich, Mikro schalter in Bussysteme einzubinden, welche in Serienfertigung in großen Stückzahlen herstellbar und in der Praxis vielfach erprobt sind, um abhängig von den Schaltzuständen des Mikroschalters die Datenströme in den Bussy stemen zu beeinflussen.The measures according to the invention make it possible in particular to micro integrated into bus systems, which are mass produced in large Quantities can be produced and tested many times in practice to be dependent from the switching states of the microswitch the data streams in the Bussy to influence them.

Dadurch läßt sich erfindungsgemäß ein intelligenter Schalter zum Einsatz in Bussystemen realisieren, in welchem preiswert herstellbare Standardschaltele mente verwendet werden, die über kleine Baugrößen verfügen und insbeson dere auch für den Einsatz im Automobilbus- und Feldbusbereich geeignet sind.As a result, according to the invention, an intelligent switch can be used Implement bus systems in which inexpensive producible standard Schaltele be used, which have small sizes and in particular which are also suitable for use in the automotive bus and field bus sector.

Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeich nungen. The advantages and features of the present invention are also apparent the following embodiments in conjunction with the drawing calculations.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen intelli genten Schalters für den Einsatz in Bussystemen; Fig. 1 is a schematic representation of the intelligent switch according to the invention for use in bus systems;

Fig. 2a-2f verschiedene (Teil-)Ansichten der Komponenten einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schal ters; Fig. 2a-2f different (partial) views of the components of a first preferred embodiment of a scarf age according to the invention;

Fig. 3a-3e verschiedene (Teil-)Ansichten einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen intelligenten Schal ters; Fig. 3a-3e different (partial) views of a second preferred embodiment of an inventive intelligent scarf age;

Fig. 4a-4d eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Fig. 4a-4d, a third embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die modulare Bauweise eines erfin dungsgemäßen intelligenten Schalters für den Einsatz in Bussystemen. Der Schalter umfaßt ein erstes, in Fig. 1 oben liegend gezeichnetes Teilmodul, welches die eigentliche Schalteinheit 2 umfaßt, die in einem separatem Gehäuse untergebracht ist. Bei dieser Schalteinheit 2 handelt es sich bevorzug terweise um einen Mikroschalter, welcher als Serienbauteil in großen Stück zahlen preiswert herstellbar ist. Mit dem ersten Teilmodul verbunden ist ein in Fig. 1 darunterliegend gezeichnetes zweites Teilmodul, welches ein in einem separaten Gehäuse ausgeführtes Kupplungsstück 3 umfaßt, das in seinem Innerem eine Steuerlogik 4 trägt, die mit der Schalteinheit 2 verbunden ist, und in Abhängigkeit von den in der Schalteinheit angeordneten Schaltele menten (schematisch als Schalter 22 dargestellt) gesteuert wird. Fig. 1 shows a schematic representation of the modular design of an inventions to the invention intelligent switch for use in bus systems. The switch comprises a first, in Fig. 1 above lying subscribed submodule, which comprises the actual switching unit 2 , which is housed in a separate housing. This switching unit 2 is preferably a microswitch which can be produced inexpensively as a serial component in large numbers. Connected to the first sub-module is a drawn in Fig. 1 underneath second sub-module, which comprises a running in a separate housing coupling piece 3 , which carries in its interior a control logic 4 , which is connected to the switching unit 2 , and in dependence on the in the switching unit arranged Schaltele elements (shown schematically as a switch 22 ) is controlled.

Weiterhin ist in dem Kupplungsstück 3 eine Steckereinheit 5 untergebracht, welche mit der Steuerlogik 4 verbunden ist, und mit Anschlußkontakten 6 versehen ist, welche mit einem zu den Anschlußkontakten korrespondierenden Bussystem 7, z. B. mittels Steckverbindungen verbunden ist.Further, in the coupling piece 3 a connector unit 5 is housed, which is connected to the control logic 4, and is provided with terminals 6, which with a corresponding bus system to the terminal contacts 7, z. B. is connected by means of plug connections.

Die Steuerlogik 4 ist in einer sogenannten Chipträgereinheit 11 untergebracht, welche ihrerseits wiederum ebenso wie die Steckereinheit 5 von einem jeweils separaten Gehäuse umgeben sein kann. The control logic 4 is housed in a so-called chip carrier unit 11 , which in turn, as well as the plug unit 5 may in turn be surrounded by a respective separate housing.

Die Chipträgereinheit 11 zur Aufnahme der Steuerlogik 4 kann auf verschie dene Weise realisiert sein, z. B. als Leiterplatte, Stanzgitter oder als räumlich gespritzter Leitungsträger. Der Chipträger muß dabei mit dem Schalter 21 der Schalteinheit 2 sowie den Anschlußkontakten (Kontaktpins) 6 der Steckerein heit 5 elektrisch leitend verbunden sein. Dies kann durch Verbindungstech niken wie Löten, Reflowlöten, Verwendung eines elektrisch leitenden Klebers oder Zusammenstecken realisiert sein.The chip carrier unit 11 for receiving the control logic 4 may be realized in various ways, such. B. as a printed circuit board, stamped grid or spatially sprayed conductor carrier. The chip carrier must be connected to the switch 21 of the switching unit 2 and the terminal contacts (contact pins) 6 of the Steckerein unit 5 electrically conductive. This can be realized by connecting techniques such as soldering, reflow soldering, using an electrically conductive adhesive or plugging together.

Weiterhin ist die Chipträgereinheit 11 bei der Fertigung des erfindungsge mäßen Schalters mit der Steckereinheit 5 zu verbinden. Auch dies kann wiederum durch Löten, Reflowlöten, Verkleben mit elektrisch leitenden Klebern oder Zusammenstecken realisiert werden.Furthermore, the chip carrier unit 11 is to be connected in the manufacture of erfindungsge MAESSEN switch with the plug unit 5 . Again, this can be realized by soldering, reflow soldering, gluing with electrically conductive adhesives or mating.

Das gesamte Kupplungsstück 3, welches zwischen der Schalteinheit 2 und dem Bussystem 7 liegt und die Chipträgereinheit 11 samt Steuerlogik 4 sowie die Steckereinheit 5 mit den Anschlußkontakten 6 umfaßt, ist durch ein Gehäuse geschützt, welches seinerseits wiederum an der Schalteinheit 2 zu befestigen ist. Die Befestigung des Gehäuses des Kupplungsstücks 3 an der Schalteinheit 2 wird dabei wiederum in bevorzugter Weise durch Verbindungstechniken wie Kleben oder Einschnappen realisiert, wodurch aufwendigere Verbindungstech niken, wie z. B. Zusammenschrauben oder Nieten, vermieden werden.The entire coupling piece 3 , which lies between the switching unit 2 and the bus system 7 and the chip carrier unit 11 including control logic 4 and the plug unit 5 with the terminal contacts 6 is protected by a housing, which in turn is to be attached to the switching unit 2 . The attachment of the housing of the coupling piece 3 to the switching unit 2 is in turn in a preferred manner by joining techniques such as gluing or snapping realized, thereby consuming more connecting technics such. As screwing or riveting, can be avoided.

Um den sich im Inneren des Kupplungsstücks 3 befindlichen Chipträger 11 samt darauf angebrachter Steuerlogik 4 gegen Umwelteinflüsse zu schützen, muß das Kupplungsstück 3 von einem Gehäuse umgeben sein, welches in vorteilhafterweise Weise aus Metall oder aus Kunststoff besteht. Weiterhin kann sowohl die Steuerelektronik 4 als auch die busspezifische Steckereinheit 5 im Gehäuse des Kupplungsstücks 3 jeweils nochmals von einem separaten Gehäuse umgeben sein. Diese beiden separaten Gehäuse 14, 15 für die Steuere lektronik 4 sowie für die busspezifische Steckereinheit 5 können durch Verkleben, Einpressen oder Umspritzen miteinander verbunden werden.In order to protect the located inside the coupling piece 3 chip carrier 11 together with the attached control logic 4 against environmental influences, the coupling piece 3 must be surrounded by a housing which is advantageously made of metal or plastic. Furthermore, both the control electronics 4 and the bus-specific plug unit 5 in the housing of the coupling piece 3 each be surrounded again by a separate housing. These two separate housing 14 , 15 for the control lektronik 4 and for the bus-specific connector unit 5 can be connected to each other by gluing, pressing or molding.

Die Dichtheit des Gehäuses des Kupplungsstücks 3, welche erforderlich ist, um den Chipträger 11 gegen Umwelteinflüsse zu schützen, kann entweder durch Ausgießen mit einer Dichtmasse oder durch umlaufende, im wesentlichen dichte Wände realisiert werden. The tightness of the housing of the coupling piece 3 , which is required to protect the chip carrier 11 against environmental influences, can be realized either by pouring with a sealant or by surrounding, substantially dense walls.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über verschiedene bei der Herstel lung eines erfindungsgemäßen Schalters verwendbare Techniken:The following table gives an overview of various types of manufacture a suitable switch according to the invention usable techniques:

Herstellungstechnikenmanufacturing techniques 1. Chipträger:1. Chip carrier: 1.1. Stanzgitter1.1. lead frame 1.2. Leiterplatte1.2. circuit board 1.3. räumlich gespritzter Leitungsträger1.3. spatially sprayed conductor carrier 2. Verbindung Schalter/Chipträger:2. Connection switch / chip carrier: 2.1. Löten2.1. soldering 2.2. Reflowlöten2.2. reflow soldering 2.3. elektrisch leitender Kleber2.3. electrically conductive adhesive 2.4. Stecken2.4. stick 3. Verbindung Chipträger/Kontaktpin:3. Connection chip carrier / contact pin: 3.1. Löten3.1. soldering 3.2. Reflowlöten3.2. reflow soldering 3.3. elektrisch leitender Kleber3.3. electrically conductive adhesive 3.4. Stecken3.4. stick 4. Gehäuse des Kupplungsstücks:4. Housing of the coupling piece: 4.1. Metall4.1. metal 4.2. Kunststoff4.2. plastic 5. Verbindung: @5. Connection: @ Kupplungsstück/Schaltereinheit:Coupler / switch unit: 5.1. Kleben5.1. glue 5.2. Schnappen5.2. grab 6. Verbindung: @6. Connection: @ Kupplungsstück/Kontaktpin:Coupling / contact pin: 6.1. Verkleben6.1. stick 6.2. Einpressen6.2. pressing 6.3. Umspritzen6.3. overmolding 7. Abdichtung des Kupplungsstücks:7. Sealing of the coupling piece: 7.1. Ausgießen7.1. pour out 7.2. dichtes Gehäuse7.2. tight housing

Im folgenden sind Merkmale sowie Vor- und Nachteile der alternativen Herstellungstechniken erläutert, und zwar insbesondere im Hinblick auf eine großserienoptimierte Fertigungsweise.The following are features as well as advantages and disadvantages of the alternative Manufacturing techniques explained, in particular with regard to a large-scale production method.

1. Chip carrier 1.1 punched grid as a chip carrier

Das Stanzgitter besteht aus einem in einem Werkzeug gestanzten und gebo genem Blechstreifen. Das Stanzgitter wird umspritzt und später die gesamte Einheit ausgestanzt, so daß dadurch die einzelnen Anschlüsse voneinander getrennt werden. Diese Einheit trägt den der Steuerlogik zugrundeliegenden Halbleiterchip und ermöglicht dessen Funktionieren. Der Chip wird mit dem Stanzgitter z. B. durch einen elektrisch leitenden Kleber verbunden, so daß eine mechanische und elektrische Kontaktierung erfolgt. Zwei weitere Anschlußstellen am Chip werden mit Hilfe eines Ultraschallbondverfahrens elektrisch mit dem Stanzgitter verbunden.The punched grid consists of a punched in a tool and gebo genem sheet metal strip. The punched grid is overmolded and later the entire Unit punched out, so that thereby the individual terminals from each other be separated. This unit carries the underlying logic of the control logic Semiconductor chip and allows its functioning. The chip comes with the Punched grid z. B. connected by an electrically conductive adhesive, so that a mechanical and electrical contact takes place. Two more Connection points on the chip are made using an ultrasonic bonding process electrically connected to the stamped grid.

1.2 PCB as a chip carrier

Die Leiterplatte besteht aus einem Trägerwerkstoff, z. B. aus glasfaserver stärktem Kunststoff und ist auf einer Seite z. B. mit Kupfer überzogen. Die großen Leiterplattenrohlinge werden mit Photolack bedruckt, der anschließend belichtet wird. An den belichteten Stellen wird das Kupfer abgeätzt, so daß nur die benötigten Leiterbahnen zurückbleiben. Die Filmmaske, die für das Belichten notwendig ist, kann direkt aus CAD-Daten erstellt werden. Die Leiterplatten werden im Nutzen angeordnet, um aus einem Leiterplattenroh ling eine möglichst große Anzahl der gewünschten Leiterplatten zu erhalten. Der Leiterplattenrohling wird nach dem Ätzen gestanzt und nach einem Reini gungsprozeß chemisch vernickelt und vergoldet (Ni 4-5 µm; Au 0,05-0,2 µm). Die Leiterplattennutzen werden mit Chips bestückt. Diese werden mit elek trisch leitendem Kleber kontaktiert und anschließend wird der Kleber in einem Ofen ausgehärtet. Danach können die zwei notwendigen Kontaktierungen mit einem Ultraschallbondverfahren bewirkt werden. Anschließend werden der Chip und die Bonddrähte versiegelt. Damit der Chip vor Umwelteinflüssen geschützt ist muß er vollständig überdeckt sein. Die Leiterplattennutzen werden vereinzelt, und die Leiterplatten können in den erfindungsgemäßen Intelligenten Schalter montiert werden.The circuit board consists of a carrier material, for. B. from glasfaserver reinforced plastic and is on one side z. B. coated with copper. The large circuit board blanks are printed with photoresist, which then is exposed. At the exposed areas, the copper is etched off, so that only the required tracks remain. The movie mask used for the Exposure is necessary, can be created directly from CAD data. The Printed circuit boards are arranged in order to get out of a printed circuit board ling the largest possible number of desired circuit boards. The PCB blank is punched after etching and after a cleaning nickel-plated and gold-plated (Ni 4-5 μm, Au 0.05-0.2 μm). The PCB benefits are equipped with chips. These are with elek contacted by conductive adhesive and then the adhesive in a Oven cured. After that, the two necessary contacts with an ultrasonic bonding process are effected. Subsequently, the Chip and the bonding wires sealed. So that the chip from environmental influences protected, it must be completely covered. The circuit board benefits are separated, and the circuit boards can in the inventive Smart switch to be mounted.

2. Connection switching unit / chip carrier 2.1 soldering

Löten ist bekanntermaßen das Verbinden erwärmter, im festen Zustand verbleibender Metalle durch schmelzende, metallische Zusatzwerkstoffe (Lote). Damit flüssige Lote benetzen und fließen können, müssen die Werkstoffoberflä chen metallisch rein sein. Dicke Oxidschichten werden mechanisch entfernt, und dünne Oxidschichten, die zum Teil noch während der Erwärmung auf Löttemperatur entstehen, werden durch Flußmittel gelöst.Soldering is known to be heated, in the solid state remaining metals due to melting, metallic additional materials (solders). So that liquid solders can wet and flow, the Werkstoffoberflä must be purely metallic. Thick oxide layers are removed mechanically, and thin oxide layers, some of which are still warming up Soldering arise, are solved by flux.

Diese Flußmittel müssen nach dem Löten wieder durch Waschen entfernt werden. Das Waschen der Leiterplatten bringt das Risiko, daß die Verguß masse Wasser aufnehmen könnte, wodurch der Chip in Mitleidenschaft gezogen wird.These fluxes must be removed by washing again after soldering become. Washing the circuit boards carries the risk that the potting Mass could absorb water, thereby affecting the chip is pulled.

Wenn anstelle der Flußmittel mit einem reduzierenden Gas gearbeitet wird, ist es nicht notwendig, nach dem Löten zu reinigen, da keine Rückstände auf den Lötstellen bleiben. Dazu muß aber in einer gekapselten Anlage gelötet werden, was mit höheren Investitionskosten verbunden ist.When working with a reducing gas instead of the flux is it is not necessary to clean after soldering, as no residue on the Solder joints remain. But this must be soldered in an enclosed system, which is associated with higher investment costs.

2.2 reflow soldering

Beim Reflowlöten wird Lotpaste an den Lötstellen aufgetragen. Dies geschieht mit einem sogenannten Dispenser, einem fein einstellbaren Dosiergerät, oder durch das Verstreichen der Paste über einer Schablone. Die Reflowlöttechnik wird in der Elektrotechnik meist bei SMD (Surface Mounted Device) bestückten Leiterplatten angewandt. Nach dem Aufbringen der Lotpaste werden die Leiterplatten bestückt und die Lotpaste aufgeschmolzen. Dies geschieht meist in einem Reflowofen, durch den die Leiterplatten transportiert werden, und dabei ca. 5 Minuten lang einer Temperatur von 250°C ausgesetzt sind.Reflow soldering applies solder paste to the solder joints. this happens with a so-called dispenser, a finely adjustable dosing device, or by spreading the paste over a stencil. The reflow soldering technique is used in electrical engineering mostly in SMD (Surface Mounted Device) applied printed circuit boards. After applying the solder paste The printed circuit boards are equipped and the solder paste is melted. This usually happens in a reflow oven through which the printed circuit boards are transported be exposed for about 5 minutes at a temperature of 250 ° C. are.

2.3 Electrically conductive adhesive

Beim Erzeugen elektrisch leitender Klebestellen muß ein Leitkleber verwendet werden, der aus Epoxidharz besteht und einen prozentuell hohen Anteil an Metallbeimengungen aufweist. Am besten dafür geeignet sind die Edelmetalle Gold und Silber mit Anteilen bis zu 82% oder ein Silberleitkleber. When producing electrically conductive splices, a conductive adhesive must be used be made of epoxy resin and a high percentage of Has metal admixtures. The best suited for this are the precious metals Gold and silver with shares up to 82% or a silver conductive adhesive.

2.4 Plug

Kontaktieren mit Steckverbindern ist in der Computerindustrie allgemein üblich. Es handelt sich meist um ortsfeste Geräte, die nur geringfügige Erschütterungen erfahren. In der Automobiltechnik werden die Steckverbin dungen mittlerweile eingesetzt, weil sich die Sicherheit der Steckverbindung erhöht hat, was durch federnde Kontaktplättchen, die auf die Kontaktpins drücken, erreicht wird.Contacting connectors is common in the computer industry common. These are usually stationary devices, the only minor ones Experienced vibrations. In the automotive industry, the connector Meanwhile, because of the security of the connector has increased, thanks to resilient contact pads on the contact pins press, is reached.

3. Connection chip carrier / contact pins

Hierbei sind die gleichen Punkte zu beachten wie sie unter 2. Verbindung Schalter/Chipträger schon ausgeführt wurden.The same points are to be considered as under 2. Connection Switches / chip carriers have already been executed.

4. Housing 4.1 Metal housing

Mit einem Gehäuse müssen die Chipträger (Stanzgitter oder Leiterplatte) vor Umwelteinflüssen geschützt werden. Ein Metallgehäuse könnte durch Fließ pressen, Tiefziehen oder Stanzen und Biegen hergestellt werden.With a housing, the chip carrier (punched grid or PCB) before Environmental influences are protected. A metal housing could be due to flow pressing, deep drawing or stamping and bending are made.

4.2 plastic housing

Gehäuse aus Kunststoff sind mit einer Spritzgußform kostengünstig herzu stellen, wobei auch schwierige Formen möglich sind und mit Mehrfachwerk zeugen preiswert produziert werden kann.Plastic housings are inexpensive with an injection mold where difficult shapes are possible and with multiple work Witnesses can be produced inexpensively.

5. Connection housing / switch 5.1 bonding

Die Verbindung zwischen Schalter und Gehäuse kann mit Kleben erfolgen. Dazu muß der Klebstoff fein dosiert auf die Verbindungsstelle aufgebracht und die beiden Elemente zusammengefügt werden. Für eine optimale Klebestelle müssen die Bauelemente mit einem bestimmten Anpreßdruck gefügt und der Kleber anschließend durch Erwärmen ausgehärtet werden.The connection between switch and housing can be done with gluing. For this, the adhesive must be finely dosed applied to the junction and the two elements are put together. For an optimal splice the components must be joined with a certain contact pressure and the Glue then cured by heating.

5.2 Snap

Das Gehäuse kann mit Schnappösen ausgeführt sein, so daß Schalter und Gehäuse beim Zusammensetzen verschnappen.The housing can be designed with snap-on eyelets, so that switch and Cover the housing when assembling.

6. Connection contact pins / housing 6.1 Press-fitting

Die Kontaktpins müssen im Gehäuse fixiert werden. Die Kontaktpins können eingepreßt werden, wenn in dem Kunststoffgehäuse die Durchbrüche ca. 0,05 mm kleiner sind als die jeweiligen Maße der Kontaktpins.The contact pins must be fixed in the housing. The contact pins can be pressed when in the plastic housing, the breakthroughs about 0.05 mm smaller than the respective dimensions of the contact pins.

6.2 overmolding

Zum Umspritzen der Kontaktpins müssen diese in die Spritzgußform für das Gehäuse eingelegt werden.To overmould the contact pins these must be in the injection mold for the Housing be inserted.

7. tightness 7.1 pouring

Die Ausgußmasse schützt den Chipträger vor Umwelteinflüssen und verhin dert, daß Feuchtigkeit an die Lötstellen gelangt und einen Kurzschluß verur sacht.The pouring mass protects the chip carrier from environmental influences and verhin dert that moisture gets to the solder joints and a short circuit verur gently.

7.2 tight housing

Um den Intelligenten Schalter vor Feuchtigkeit zu schützen ist es anstelle des Ausgießens möglich, mit einem dichten Gehäuse die Umwelteinflüsse abzuwehren.In order to protect the intelligent switch from moisture it is instead of the Pouring possible, with a tight housing the environmental influences ward.

Fig. 2a bis 2f zeigen verschiedene (Teil-)Ansichten der Komponenten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen intelligenten Schalters. FIGS. 2a to 2f show various (partial) views of the components of a first embodiment of a smart switch according to the invention.

Fig. 2a zeigt eine Vorderansicht eines fertig montierten Schalters 1. Dieser weist in seinem in Fig. 2a rechts liegenden Teil einen Standard-Mikroschalter 30 auf, der über einen Betätigungsstößel 21 auf den Schaltmechanismus im Inneren des Mikroschalters 30 einwirkt. Der Mikroschalter ist in dieser Ansicht weitgehend durch eine Abdeckplatte 40 verdeckt, unter der eine in Fig. 2b gezeigte Leiterplatte 10 liegt, auf der die Steuerlogik 4 in Form eines Chips angebracht ist. Die Leiterplatte 10 umfaßt eine Reihe erster Kontaktpunkte 13, die bei der Montage mit den Anschlußkontaktstiften 33 am Mikroschalter 30 zu verbinden sind. Die Anschlußstifte 33 sind in der in Fig. 2e gezeigten, gegenüber der in Fig. 2a gewählten Ansicht um 180° gedrehten Rückseitenan sicht zu sehen und stehen serienmäßig vom Mikroschalter 30 ab. Je nach gewünschter Applikation und je nach Betriebsweise des Mikroschalters als Umschalter oder Wechselschalter sind die Anschlußstifte 33 unterschiedlich belegt und mit zugeordneten Anschlußpunkten auf der Leiterplatte 10 verbunden. FIG. 2 a shows a front view of a fully assembled switch 1 . This has in its in Fig. 2a part rightmost a standard micro-switch 30 which acts via an actuating plunger 21 to the shift mechanism in the interior of the microswitch 30. The microswitch is largely hidden in this view by a cover plate 40 , below which lies a circuit board 10 shown in Fig. 2b, on which the control logic 4 is mounted in the form of a chip. The printed circuit board 10 comprises a number of first contact points 13 , which are to be connected at the assembly with the terminal contact pins 33 on the micro-switch 30 . The pins 33 are shown in Fig. 2e, with respect to the selected in Fig. 2a view rotated by 180 ° Rückseitenan view and stand off the microswitch 30 as standard. Depending on the desired application and depending on the mode of operation of the microswitch as a changeover switch or changeover switch, the pins 33 are assigned differently and connected to associated connection points on the circuit board 10 .

In dem in Fig. 2a links liegend gezeigten Teil des intelligenten Schalters 1 ist die Steckereinheit 50 zum Anschluß an ein korrespondierendes Bussystem untergebracht, wie am besten aus der Darstellung in Fig. 2c zu sehen ist. Diese Darstellung zeigt einen Montagezwischenschritt, bei welchem die Leiterplatte 10 zwar auf den Mikroschalter 30 aufgebracht aber noch nicht abgedeckt ist.In the part of the intelligent switch 1 shown on the left in FIG. 2a, the plug unit 50 is accommodated for connection to a corresponding bus system, as best seen in the illustration in FIG. 2c. This illustration shows an intermediate installation step, in which the printed circuit board 10 is indeed applied to the microswitch 30 but not yet covered.

Fig. 2d zeigt eine Seitenansicht, mit der drei Steckstifte 51 umfassenden Steckereinheit 50 zum Anschluß an das Busanschlußsystem. Die Steckstifte 51 sind mit einer zweiten Reihe von Kontaktpunkten 12 auf der Leiterplatte 10 verbunden. Fig. 2d shows a side view, with the three plug pins 51 comprehensive connector unit 50 for connection to the bus connection system. The plug pins 51 are connected to a second row of contact points 12 on the printed circuit board 10 .

In Fig. 2f ist in einer Draufsicht zu sehen, wie abschließend nach dem Zusam menbau des Schalters eine Vergußmasse 60 eingebracht wird, welche einer seits den DIE-Chip bedeckt, und andererseits auch noch zusätzlich über die zwischen dem Busanschlußsystem 50 und dem Kupplungsstück liegende Fuge greift und somit für einen dichten Abschluß sorgt.In Fig. 2f is to see in a plan view, as finally after the co menbau the switch, a potting compound 60 is introduced, which on the one hand covers the DIE chip, and on the other hand also on the lying between the bus connection system 50 and the coupling joint engages and thus ensures a tight conclusion.

Die Fig. 3a bis 3e zeigen verschiedene, jeweils um 90° zueinander geklappte (Teil-)Ansichten einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen intelligenten Schalters. Dabei sind mit den in Fig. 2a bis 2f gezeigten Kompo nenten übereinstimmende Komponenten mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu der in Fig. 2a bis 2f gezeigten Ausführungsform ist dabei ein DIE-Chip als Steuerlogik 4 vorgesehen, welcher auf ein umspritz tes Stanzgitter 70 aufgebondet ist, das seinerseits zwischen dem verwendeten Standard-Mikroschalter (mit von dem in Fig. 2a bis 2e gezeigten Mikroschalter geringfügig unterschiedlichem Aufbau) sowie der Steckereinheit 50 angebracht ist. Der hier verwendete Mikroschalter 30 besitzt zusätzliche Befestigungs zapfen 80, die zur Fixierung des Schalters dienen.FIGS . 3a to 3e show different (partial) views of a second embodiment of a smart switch according to the invention, each folded through 90.degree. In this case, matching components are provided with corresponding reference numerals with the components shown in FIGS . 2a to 2f. In contrast to the embodiment shown in Fig. 2a to 2f while a DIE chip is provided as a control logic 4 , which is bonded to a Umspritz Tes punched grid 70 , which in turn between the standard micro-switch used (with the in Fig. 2a to 2e shown micro switch slightly different structure) and the plug unit 50 is mounted. The micro switch 30 used here has additional attachment tap 80 , which serve to fix the switch.

Schließlich ist in den Fig. 4a bis 4d in verschiedene Ansichten eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen intelligenten Schalters gezeigt. Dabei sind mit den in Fig. 2a bis 2f gezeigten Komponenten gleiche Kom ponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ebenso wie bei der in den Fig. 2a bis 2f gezeigten Ausführungsform ist dabei ein DIE-Chip als Steuerlogik 4 auf einer Leiterplatte 10 vorgesehen, welche zusammen mit der Steckereinheit 50 in einem als Kupplungsstück verwendeten gemeinsamen Gehäuse 20 untergebracht ist. Der Mikroschalter 30 wird von oben auf das Gehäuse 20 aufgesteckt und mit den Anschlußstiften 33 an der Leiterplatte 10 verlötet. Im übrigen ist der intelligente Schalter wie in Fig. 1 schematisch gezeigt aufge baut.Finally, a third embodiment of an intelligent switch according to the invention is shown in FIGS. 4a to 4d in various views. In this case, the same components are provided with the same reference numerals with the components shown in Fig. 2a to 2f. As in the case of the embodiment shown in FIGS. 2a to 2f, an DIE chip is provided as control logic 4 on a printed circuit board 10 , which is accommodated together with the plug unit 50 in a common housing 20 used as a coupling piece. The microswitch 30 is plugged onto the housing 20 from above and soldered to the terminal pins 33 on the printed circuit board 10 . Moreover, the intelligent switch as shown in Fig. 1 is shown schematically builds.

Claims

1. Intelligent switch for use in bus systems, which shows a modular construction, wherein a first sub-module comprises a housing unit to be manufactured separately ( 2 ) and a second sub-module to be connected to a separately manufactured hosed coupling piece ( 3 ), which one with the switching unit ( 2 ) to be connected control logic ( 4 ) and a with the control logic ( 4 ) to be connected bus-specific plug unit ( 5 ) which is connected with bus-specific designed terminal contacts ( 6 ) to a corres dingt bus system ( 7 ).

2. Switch according to claim 1, characterized, that the first sub-module consists of a micro-switch.

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling piece ( 3 ) is attached to the switching unit ( 2 ) by means of gluing or snapping.

4. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the control logic ( 4 ) in the coupling piece ( 3 ) is mounted on a stamped grid, a printed circuit board or on a spatially designed conductor carrier.

5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the connection between the switching unit ( 2 ) and control logic ( 4 ) and / or the connection between the control logic ( 4 ) and bus-specific plug unit ( 5 ) by soldering, reflow soldering, gluing with electrical conductive adhesives or plug is realized.

6. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 20 ) of the coupling piece ( 3 ) consists of metal or plastic.

7. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the control electronics ( 4 ) and the bus-specific plug unit ( 5 ) in the housing ( 20 ) of the coupling piece ( 3 ) are each surrounded by separate housings.

8. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the connection between the housing of the control electronics ( 4 ) and the housing of the bus-specific connector unit ( 5 ) is realized by gluing, press-fitting or encapsulation.

9. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the tightness of the housing ( 20 ) of the coupling piece ( 3 ) is realized by pouring with a sealant or by circumferential, substantially sealed walls.

10. Use of a switch according to one of the preceding Claims in a data bus system in a land, air, water or underwater vehicle.