ES2343404T3 - Procedimiento para la fabricacion de un componente constructivo electrico, asi como componente constructivo correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un componente constructivo eléctrico compuesto de una placa (1) de circuitos impresos, con circuitos impresos metálicos, con elementos (5) metálicos de conexión que están en contacto conductor con los circuitos impresos, y con una pieza (6) moldeada de un material de plástico, que rodea al menos zonas contiguas de la placa de circuitos impresos y de los elementos de conexión, cuyo procedimiento comprende las siguientes etapas: formación de una pieza insertada con elementos (5) de conexión fijados previamente a los circuitos impresos, conduciendo la electricidad, introducción de la pieza insertada en un molde de inyección adaptado a la pieza moldeada, de tal manera que se embeban al menos las zonas contiguas de los elementos de conexión, de la placa (1) de circuitos impresos y de los circuitos impresos, en una masa fundida del material de plástico, cuando este se cargue en el molde de inyección, carga de la masa fundida en el molde de inyección, y dejar solidificar la masa fundida con lo que los elementos de conexión y los circuitos impresos se unen permanentemente unos con otros conduciendo la electricidad, caracterizado porque la etapa de la formación de la pieza insertada comprende la colocación de una cantidad de elementos (5) de conexión que corresponde al número de ojales (4) en la placa (1) de circuitos impresos, con una dimensión que es menor que aquella de las zonas terminales previstas en los elementos de conexión, y la introducción a presión de las zonas terminales de los elementos (5) de conexión en los ojales (4), para fijar previamente los elementos de conexión en los ojales con arrastre de fuerza.
Description
Procedimiento para la fabricación de un
componente constructivo eléctrico, así como componente constructivo
correspondiente.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de un componente constructivo eléctrico según el
preámbulo de la reivindicación 1.
La invención se refiere en especial a la
preparación de componentes constructivos de sensores como los que
se emplean en automóviles para el registro de distintos parámetros,
como la temperatura ambiente.
Hasta ahora, la fabricación de tales componentes
constructivos de sensores, se llevaba a cabo en un procedimiento de
varias etapas, en el que se efectuaba primeramente una soldadura con
estaño de elementos de conexión con circuitos impresos de una placa
de circuitos impresos, en la que está montado el elemento sensor
propiamente dicho. En otra fase separada se creaba una caja
rebatible de enchufe, mediante un proceso de moldeo por inyección
de plástico. Esta caja se colocaba a continuación en una última
etapa de fabricación, alrededor de la placa de circuitos impresos y
de los elementos de conexión soldados con estaño, y se fijaba
rígidamente con ellos por enclavamiento mediante una presilla o
similar. El proceso de soldadura con estaño, la formación de una
caja separada de enchufe, y su montaje, significan etapas
adicionales de fabricación que encarecen el producto, tanto más que
se trata realmente de productos que se tienen que preparar en gran
cantidad. Otro inconveniente de la forma actual de proceder, es que
entre la caja y el punto de unión por soldadura con estaño, no se
lleva a cabo ningún revestimiento estanco a la humedad y, por
consiguiente, las influencias ambientales pueden actuar fácilmente
dañando la unión eléctrica entre los elementos de conexión y los
circuitos impresos. Tampoco la forma actual de proceder permitía
sin más, costosas medidas para apantallar en forma eficaz, los
elementos sensibles del sensor, por ejemplo, la sonda térmica,
contra las influencias ambientales. Se conoce, además (documento US
5 971 733 A), para la formación de un enchufe plano en los extremos
de un par de alambres conductores eléctricos, conectar contactos de
enchufe en forma de plaquita, y a continuación disponer y sujetar
los contactos de enchufe, junto con las zonas contiguas de los
alambres conductores, en una pieza insertada preconformada de
posicionamiento, en una posición normal de funcionamiento. La unidad
de la pieza insertada de posicionamiento y los alambres conductores
conectados en los contactos de enchufe, se inserta entonces en un
molde de inyección de plástico adaptado a las líneas del contorno de
una caja de enchufe plano, y se recubre por inyección con un
material de plástico. La pieza de posicionamiento se queda en el
enchufe plano terminado, aunque después de su formación, ya no le
corresponde más ninguna función. El procedimiento conocido
presupone por lo tanto, medidas costosas y, por tanto, encarecedoras
de preparar, para un posicionamiento exacto de los contactos de
enchufe en el enchufe plano, y es, además, inapropiado para la unión
de elementos de conexión con circuitos impresos de una placa de
circuitos impresos.
La misión de la invención se basa en crear un
procedimiento del tipo citado al comienzo, que permita una
preparación económica de componentes constructivos eléctricos del
tipo en cuestión. En especial se deben de evitar etapas de
soldadura con estaño, de soldadura o de pegado o piezas insertadas
de posicionamiento para la creación de una unión eléctrica
permanente entre los elementos de conexión y los circuitos impresos.
Además, el procedimiento debe de permitir la fabricación de tales
componentes constructivos eléctricos que estén lo más ampliamente
posible, apantallados contra influencias ambientales dañosas.
Esta misión se resuelve mediante las notas
características en la reivindicación 1. Una nota característica
esencial de la invención es, que los elementos de conexión estén
sujetos en unión conductora de la electricidad, con los circuitos
impresos de la placa de circuitos impresos, sin soldadura con
estaño, soldadura o pegado. Por consiguiente se ahorran las fases
de fabricación necesarias hasta ahora para ello. La pieza moldeada
de plástico creada mediante el proceso de inyección, apantalla el
punto de unión entre los elementos de conexión y los circuitos
impresos, de forma natural, herméticamente contra influencias
ambientales, como la humedad. Si se desea, toda la placa de
circuitos impresos, incluso el elemento sensor, podría estar
embebida en la pieza moldeada de plástico. Según un
perfeccionamiento preferente de la invención, la pieza moldeada de
plástico puede estar configurada como caja de enchufe.
La invención se explica en detalle a
continuación, de la mano de formas de realización y del dibujo. Se
muestran.
Figuras 1A,B En una vista principal o una vista
cortada a lo largo de la línea IB-IB en la figura
1A, un componente constructivo eléctrico de un sensor según una
forma de realización de la invención, en una primera etapa de
fabricación.
Figuras 2A,B En vistas análogas a las de las
figuras 1A,B, el componente constructivo eléctrico de un sensor, en
una segunda etapa de fabricación.
Figuras 3A,B En vistas análogas a las de las
figuras 1A,B, el componente constructivo eléctrico de un sensor, en
una tercera etapa de fabricación, y
Figura 4 Una vista en corte a lo largo de la
línea IV-IV de corte en la figura 3B.
Aunque la invención se describe a continuación
en conjunción con un componente constructivo eléctrico de un
sensor, por ejemplo, para el registro de las temperaturas ambiente o
de otras temperaturas, en un automóvil, se entiende que la
invención no está limitada a este ámbito de aplicación. Más bien se
puede utilizar con ventaja siempre, cuando elementos metálicos
rígidos de conexión, como enchufes, clavijas, se apliquen para unir
eléctrica y permanentemente con circuitos impresos en una pieza de
base de material aislante, por ejemplo, de una resina sintética,
sin que para ello se tengan que efectuar soldaduras con estaño,
soldaduras o pegados.
Las figuras 1A.B muestran el componente
constructivo del sensor de una primera forma preferente de
realización de la invención, en una primera etapa de fabricación.
El componente constructivo del sensor comprende una placa de
circuitos impresos de forma de tira, o una pieza 1 de base de
material aislante, como una resina sintética, sobre la cual están
colocados o metalizados por vaporización, en forma apropiada
circuitos impresos (no mostrados) de material conductor de la
electricidad, como cobre. En o junto a un extremo axial de la pieza
1 de base, puede estar fijado un elemento sensor (no mostrado) que
está unido con los circuitos impresos conduciendo la electricidad.
Cerca del otro extremo axial de la pieza 1 de base, están previstos
un par de agujeros pasantes que contienen ojales o corchetes 4 de
material metálico, que están unidos conduciendo la electricidad,
con los circuitos impresos.
En los ojales 4 están insertados elementos
rígidos de conexión o clavijas 5 que sobresalen de una superficie
de la pieza 1 de base bajo un ángulo, de preferencia un ángulo
recto. Los elementos 5 de conexión se componen, como los circuitos
impresos y los ojales 4, de material conductor de la electricidad.
Sirven para derivar las señales del elemento sensor, a dispositivos
periféricos no mostrados, por ejemplo, a aparatos indicadores o
similares.
Durante el funcionamiento en un entorno
vibrante, por ejemplo, un automóvil, no es suficiente la fijación
única de los elementos 5 de conexión en los ojales 4, haciendo que
aquellos estén metidos a presión en los ojales 4, para garantizar
una unión eléctrica permanente durante tiempos más largos de
funcionamiento. Por lo tanto, según la invención en una etapa
ulterior de fabricación, mostrada en las figuras 2A,B, se introduce
la pieza prefabricada según las figuras 1A,B, como pieza insertada
en un molde de inyección (no mostrado) configurado básicamente en
forma convencional, y por cierto de tal manera que una zona de los
elementos 5 de conexión, próxima a los ojales 4, además los mismos
ojales 4, así como una zona de la pieza 1 de base, limítrofe con
ellos se vienen a poner en contacto con una masa fundida de un
material apropiado de plástico, cuando este se introduzca en el
molde de inyección para la carga del molde. La inyección de material
de plástico en presencia de piezas insertadas, es conocida
básicamente por el especialista y, por tanto, no necesita ser
explicada en detalle en este punto.
Mediante la etapa precitada de fabricación, se
conforma en la pieza mostrada en las figuras 1A,B, una pieza
moldeada de plástico que en las figuras 2A,B lleva en general el
símbolo 6 de referencia, y en su configuración exterior de
contorno, puede estar conformada de cualquier manera. Lo esencial es
que el material de plástico de la pieza 6 moldeada proporcione una
estabilidad suficiente después de la solidificación de la masa
fundida, para fijar permanentemente la relación mutua de posición
de los elementos 5 de conexión y de los ojales 4, de manera que
incluso movimientos vibratorios, no puedan efectuar modificaciones
ningunas en esta fijación. La etapa de fabricación de la
conformación de la pieza 6 moldeada de plástico en la pieza 1 de
base, no sólo proporciona una "caja" que presenta una
configuración ventajosa deseada del contorno, sino que asegura al
mismo tiempo la unión eléctrica de los elementos 5 de conexión con
los ojales 4 ó con los circuitos impresos, y corresponde a este
respecto, a las soldaduras con estaño previstas hasta ahora para
ello.
Básicamente la pieza mostrada en las figuras
2A,B, puede representar la etapa final en la fabricación del
componente constructivo del sensor. No obstante, de preferencia en
otra etapa de fabricación que está mostrada en las figuras 3A,B, se
conforma en la pieza 6 moldeada, otra pieza moldeada de plástico. La
otra pieza moldeada lleva el símbolo 7 de referencia, y proporciona
una caja de enchufe que rodea las zonas terminales libres de los
elementos 5 de conexión, y puede alojar un enchufe (no mostrado) de
una línea de cables. La otra pieza 7 moldeada se conforma en la
pieza 6 moldeada, introduciendo la pieza según las figuras 2A,B en
un molde de inyección con una configuración correspondiente a la
pieza 7 moldeada, e inyectando en el molde de inyección una masa
fundida de un material de plástico, de manera que este se pueda unir
de forma integral con el material de plástico de la pieza 6
moldeada inicial. El material de plástico se puede diferenciar en
al menos un parámetro del material, del material de plástico de la
pieza 6 moldeada, para obtener características o efectos ventajosos
deseados. Parámetros del material pueden ser la composición, la
naturaleza del material, color, dureza, resistencia a la
temperatura, etc. Un material de plástico preferente para la pieza 6
moldeada, es el polibutilenotereftalato (PBT), y para la pieza 7
moldeada, poliamida (PA). Asimismo se pueden prever otras
combinaciones de material.
A esto hay que indicar que en lugar de piezas 6,
7 moldeadas en diferentes procesos de inyección, también se puede
formar una sola pieza moldeada de material de plástico apropiado en
una sola etapa de fabricación, que al mismo tiempo fija
permanentemente los elementos 5 de conexión respecto a la pieza 1 de
base, y crea una caja de enchufe con una configuración que
corresponde a la pieza 7 moldeada.
La figura 4 muestra que un par de elementos 5 de
conexión están embebidos paralelamente uno a otro en la pieza 6
moldeada, y unidos fijos permanentemente con los ojales 4. Si se
desea, los elementos 5 de conexión pueden tener cerca de los ojales
4, zonas 8 ensanchadas que mejoran el anclaje rígido de los
elementos 5 de conexión en el material de plástico de la pieza 6
moldeada.
Aunque en muchos casos es suficiente para la
fijación previa, dimensionar los elementos 5 de conexión según las
figuras 1A,B, únicamente con diámetros algo mayores que los ojales
4, de manera que los elementos 5 de conexión se tengan que meter a
presión en los ojales 4 con una fuerza apropiada, se prefiere que
las zonas terminales de los elementos 5 de conexión, que se encajan
en los ojales 4, estén configuradas de manera que se mejore el
asiento de fricción en los ojales 4. De preferencia las zonas
terminales de los elementos 5 de conexión, están configuradas con
este objeto, como uniones de encaje a presión (no mostradas) que se
pueden adquirir bajo la designación AMP Action Pin de la firma AMP
Deutschland GmbH, Amperestr. 7-11,
D-63225 Langen/Alemania.
Aunque en las formas de realización antes
descritas, de la invención, la pieza moldeada que fija
permanentemente los elementos de conexión respecto a la pieza de
base, solamente está configurada en la zona de la pieza de base,
cerca de los ojales, si se desea se puede embeber también toda la
pieza de base incluido el elemento sensor. Se entiende, además, que
cada etapa citada de fabricación puede comprender una fabricación
simultánea de una multitud de piezas.
Claims (6)
1. Procedimiento para la fabricación de un
componente constructivo eléctrico compuesto de una placa (1) de
circuitos impresos, con circuitos impresos metálicos, con elementos
(5) metálicos de conexión que están en contacto conductor con los
circuitos impresos, y con una pieza (6) moldeada de un material de
plástico, que rodea al menos zonas contiguas de la placa de
circuitos impresos y de los elementos de conexión, cuyo
procedimiento comprende las siguientes etapas:
formación de una pieza insertada con elementos
(5) de conexión fijados previamente a los circuitos impresos,
conduciendo la electricidad,
introducción de la pieza insertada en un molde
de inyección adaptado a la pieza moldeada, de tal manera que se
embeban al menos las zonas contiguas de los elementos de conexión,
de la placa (1) de circuitos impresos y de los circuitos impresos,
en una masa fundida del material de plástico, cuando este se cargue
en el molde de inyección,
carga de la masa fundida en el molde de
inyección, y
dejar solidificar la masa fundida con lo que los
elementos de conexión y los circuitos impresos se unen
permanentemente unos con otros conduciendo la electricidad,
caracterizado porque la etapa de la
formación de la pieza insertada comprende la colocación de una
cantidad de elementos (5) de conexión que corresponde al número de
ojales (4) en la placa (1) de circuitos impresos, con una dimensión
que es menor que aquella de las zonas terminales previstas en los
elementos de conexión, y la introducción a presión de las zonas
terminales de los elementos (5) de conexión en los ojales (4), para
fijar previamente los elementos de conexión en los ojales con
arrastre de fuerza.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos (5) de conexión se fijan
previamente bajo un ángulo agudo, en especial recto, respecto a los
circuitos impresos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la placa (1) de circuitos impresos se
embebe en lo esencial totalmente en el material de plástico.
4. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pieza
(6) moldeada está configurada como caja de alojamiento de
enchufes.
5. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque después de la
formación de la al menos pieza (6) moldeada que embebe las zonas
contiguas de los elementos (5) de conexión, de la placa (1) de
circuitos impresos, y de los circuitos impresos, se conforma en ésta
otra pieza (7) moldeada por inyección de un material de plástico
que se diferencia del material de plástico de la primera pieza
moldeada, en al menos uno de los parámetros del material, como
composición del material, naturaleza del material, color, dureza,
resistencia a la temperatura.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque la otra pieza (7) moldeada está
configurada como caja de alojamiento de enchufes.
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