JP2008535285A - 電子集合体 - Google Patents

Abstract

電子集合体（１）の印刷配線板（２）は導体条片（６）を備えており、電子回路を形成するため、適当なろうを使用して複数の表面取付け部品（４）及び／又は別の電子及び／又は電気−機械部品を設けられているが、この電子集合体が簡単な手段で大きい電力損失に対して保護されるようにする。そのため本発明によれば、導体条片（６）と部品との間の接続が、ばね荷重をかけられるそれぞれ１つの接触湾曲片（１２，１２′，１２″，１２′′′）を介して行われている。

Description

本発明は、印刷配線板を持つ電子集合体であって、印刷配線板が導体条片を備えており、電子回路を形成するため、適当なろうを使用して複数の表面取付け（ＳＭＤ）部品及び／又は別の電子及び／又は電気−機械部品を設けられているものに関する。

このような電子集合体は、特に電子制御装置例えば走行動作制御器、ＥＳＰシステム又はＡＢＳシステムにおいて使用するために設けられている。使用目的に応じて、このような集合体では、例えばスイッチングトランジスタのように欠陥のある部品、印刷配線板短絡又は水の浸入により許容できないほど大きい損失電力が集合体に生じることがある。この損失電力は、危険な場合印刷配線板の完全な破壊をひき起こすことがある。

従って本発明の基礎になっている課題は、簡単な手段で大きい損失電力の起こり得る発生を高度に防止されている、上記の種類の電子集合体を提示することである。

この課題は、本発明によれば、印刷配線板上の導体条片と部品との間の接続が、ばね荷重をかけられるそれぞれ１つの接触湾曲片を介して行われていることによって、解決される。

本発明は、電力損失の発生を特に高度に防止される集合体が、できるだけ速い自動的な抑制及び除去のために設計されているようにする、という考えから出発している。電力損失により生じる高い温度において、火災の発生に寄与する欠陥部品等の大きい電力損失が、できるだけ速く除去されるようにする。従って電流の速い遮断のために、ヒューズが設けられて、例えば約１８０°より高い温度で、関係する導体条片と部品との間の電気接続部を遮断する。これを可能にするため、このように高い温度が現れる場合、印刷配線板上に部品等を取付ける際使用されるろう材料が通常溶融し始める、という認識が利用される。これを前記の保護の目的に利用するため、印刷配線板に、ろう材料の溶融の際導体条片等の間の接続を遮断する接触湾曲片を設ける。この目的のため接触湾曲片はばね荷重を受けるように構成されているので、ろうの軟化の結果機械的結合が弱まると、保留されていたばね力のため、それぞれの接触湾曲片による接続の自動的な解除が起こる。接触湾曲片は弾性素子を含み、使用されるろうが最小強度を下回ると、弾性素子が接触湾曲片を急激に印刷配線板から分離する。

接触湾曲片は、別の適当な材料を使用して取付けることもでき、この材料により所定の最低温度に達するか又はこれを上回る際、接触湾曲片への機械的接続が解除され、電流側接続を遮断するため、この接触湾曲片は開くことができる。しかし接触湾曲片は、印刷配線板上に部品を取付けるために使用されるろうを使用して取付けられているので、充分高い温度で起こるろうの溶融を、接触湾曲片を介する保護機能の開始のために利用することができる。

接触湾曲片により行われるそれぞれの導体条片及び／又は部品の間の電気接続の確実な遮断を保証するため、接触湾曲片は有利に充分大きいばね力により荷重をかけられている。そのため有利な構成では、接触湾曲片が、付属する圧縮ばねの作用を受けている。特に別個の部品として構成されるこの圧縮ばねは、特にばね力、対応する撓み行程等のようなその寸法設定パラメータを、考慮される組込み場所及び必要な場合接触湾曲片の確実な開放のために必要な力に合わされるのがよい。

このような構成において、圧縮ばねが特に印刷配線板にある穴に通され、その際圧縮ばねがハウジング壁例えばハウジング底に支持されている。このような構造では、接触湾曲片は、特に力なしにかつ予荷重なしに従来の表面取付け（ＳＭＤ）技術を利用して取付け可能である。なぜならば、取付け中に、接触湾曲片を固定するため特に余分な力を加えなくてもよいからである。続く取付け段階において、ハウジング底又は類似の別の構成部分に支持される圧縮ばねは、接触湾曲片の下にある印刷配線板の穴に通され、予荷重を受けて取付けられることができる。

その代わり又はそれに加えて、それぞれの接触湾曲片が弾性的に製造され、内部予荷重により取付けられている。このような構成では、特に接触湾曲片以外に別の構成部分は必要でないので、特に簡単な構造が可能である。接触湾曲片は、取付けの際既に内部予荷重を受けるように構成可能である。しかし接触湾曲片を表面取付け技術でも取付け可能にするため、印刷配線板上における接触湾曲片の取付けは、付加的な予荷重力なしでも可能である。そのため接触湾曲片は有利に弾性的に製造され、かつ応力なし取付けのために設計され、内部予荷重は取付け後接触湾曲片の適当な変形によって発生される。

特に確実な保護機能のために、予期しない温度上昇が起こる際、印刷配線板又は個々の部品への給電が適切に中断されるように、電子集合体が有利に設計されている。それにより損失電力が特に効果的に短期間に減少されるからである。これを保証するため、接触湾曲片の少なくとも１つが有利に給電導体条片に取付けられ、この給電導体条片を介して印刷配線板上に取付けられた部品への給電が行われる。

集合体の特に少なく保たれる製造費のために、その部品及び特に接触湾曲片も、通常のろう付け法及び装着法に従って、取付け可能なように有利に設計されている。その際特に従来の安価な装着概念に頼ることができるようにするため、接触湾曲片が自動化された装着プロセスで使用可能であるように、接触湾曲片が形成されている。そのためそれぞれの接触湾曲片が、公知のＳＭＤ部品のようにベルトに載せられるか又はマガジンに入れられて従来の自動装着装置へ供給可能であるように、有利に形成されている。

大きい電力損失及びそれにより生じる印刷配線板の破壊のような損傷に対して電子集合体の高い安全規準が得られるため、集合体は、自動車における使用に特に適している。電子集合体は自動車のＡＢＳシステム又はＥＳＰシステムにおいて使用される。

本発明により得られる利点は、特に、印刷配線板上の導体条片及び／又は部品の電気接続を行うためばね荷重を受ける接触湾曲片を取付けることにより、高い温度の生じる際、印刷配線板と接触湾曲片との接続個所の溶融が行われ、それに伴って弾性的な構成により、接触湾曲片により行われる電気接続の突然の遮断が行われる。それにより予期しない温度上昇が起こると、集合体において確実に突然にかつ急速に、印刷配線板全体又は個々の部品へのエネルギ供給が中断される。従って集合体における大きい電力損失による間接傷害が確実に回避される。

本発明の実施例が図面により詳細に説明される。すべての図において同じ部分には同じ符号が付けられている。

図１に概略的に示す電子集合体１は、例えば自動車の走行運動制御器、ＡＢＳ制御器、ＥＳＰシステム又は他の車両制御装置におけるように、特に電子制御装置における使用のために考慮されている。この電子集合体は、特別使用のために構成される複数のＳＭＤ素子４、及び別の電子及び／又は電気−機械部品を装着された印刷配線板２を含んでいる。ＳＭＤ素子４及び場合によっては別の部品は、適当なろうを使用して印刷配線板２上に取付けられ、実施例では若干だけ模範的に示されている多数の導体条片６を介して、適当に互いに接続されている。

印刷配線板２は、簡単な印刷配線板として、又は例えば２層、４層又は多層として複数の配線面を持つ印刷配線板として構成可能である。能動部品に電圧及び／又は電流を供給するため、印刷配線板２は更に複数の導体条片６を持ち、これらの導体条片６はいわゆる給電導体条片８として構成されている。これらは特に外部電源に接続するのに適するように構成されている。この使用目的のために、給電導体条片８は、特にその材料及び寸法を適当に選ばれている。

印刷配線板２は、その設計のため、大きい電力損失の起こり得る発生に対して保護されている。この目的のため、導体条片６、部品４及び／又は他の部品の間の複数の接続は、それぞればね荷重を受ける接触湾曲片１２を介して行われ、これらの接触湾曲片のうち１つだけが図１に示されている。集合体１の必要、設計及び構成に応じて、更に別の接触湾曲片１２を印刷配線板２の適当な個所に位置させることも当然可能である。接触湾曲片１２は、部品４及び他の部品の取付けのためにも使用されるろうを使用して、印刷配線板２上に取付けられている。それにより、このろうの溶融温度（例えば１８０℃）以上の温度が生じると、接触湾曲片１２と印刷配線板２との結合の強度が著しく低下する。この場合接触湾曲片１２に適当な予荷重を加えることによって、印刷配線板２からの接触湾曲片１２の突然の釈放が起こるので、接触湾曲片１２により行われている接続が瞬時に遮断される。従ってこの場合、示された接触湾曲片１２が給電導体条片８に挿入されている図１の実施例では、印刷配線板２の給電が直ちに中断されるので、大きい電力損失が直ちに遮断される。

図２による実施例では、印刷配線板２上に接触湾曲片１２を取付けるための種々の好ましい変形例が概略的に示されている。この実施例では図１に示すものと一致している接触湾曲片１２は、金属の母体１４を持ち、この母体１４が端部１６を印刷配線板２にろう付けされている。母体１４内に圧縮ばね１８が設けられ、予荷重を受けて取付けられ、一方では母体１４に支持され、他方では印刷配線板２に支持されている。圧縮ばね１８により、充分な大きさに設定された予荷重が発生されて、端部１６と印刷配線板２との結合が弱まると、母体１４を印刷配線板２から分離させる。

接触湾曲片１２′は、その構成が接触湾曲片１２に類似しているが、この場合圧縮ばね１８は、印刷配線板２にある穴２０に通されている。

これに反し接触湾曲片１２″の別の実施例は、１片であり、別体の圧縮ばねに頼らないように構成されている。この場合接触湾曲片１２″は弾性母体１４から形成され、その形状により適当な内部予荷重を持っている。接触湾曲片１２″は、既に製造段階において適当に形成されかつ予荷重をかけられ、この予荷重を受けて印刷配線板２に取付けられる。

これに反し、同様に別の構成要素及び外部圧縮ばねなしに構成されている接触湾曲片１２′′′は、まず予荷重なしに製造されるので、特に簡単にＳＭＤ技術でも取付け可能である。続いて接触湾曲片１２′′′は、所望のばね荷重又は予荷重を生じるため、既に取付けられた状態で変形され、その際例えば適当に位置せしめられる加圧ラムを利用することができる。

接触湾曲片１２の変形例の詳細が図３及び４に示されている。図３ａは、接触湾曲片１２′′′を取付けの直前において示している。接触湾曲片１２′′′は印刷配線板２上に既に固定されているけれども、まだ変形されない基本形状を持っている。この状態で接触湾曲片１２′′′は、予荷重なしに従って大した外部の力なしに印刷配線板２上にろう付け可能である。続いて接触湾曲片１２′′′に、保護のために所望の予荷重を加えるため、加圧ラム２１を介して接触湾曲片１２′′′が適当に変形される。そのため加圧ラム２１は、図示した矢印の方向に適当に動かされる。

これに反し図３ｂは、始動後従って望ましくない高温が生じた後の接触湾曲片１２″及び１３′′′を示している。この高温は、接触湾曲片１２″，１２′′′をそれぞれ印刷配線板２上に固定しているろうを溶融させる。加えられている予荷重のため、ろうの軟化する際この取付けはもはや維持されないので、接触湾曲片１２″，１２′′′はそれぞれ急激に開離し、それにより行われていた電気接続を遮断する。

図４ａは、取付け直前の接触湾曲片１２′を示している。ここで認められるように、接触湾曲片１２′の母体１４は、まず予荷重なしに印刷配線板２上に取付けられるので、これを特に従来のＳＭＤ装置法で行うことができる。続いて圧縮ばね１８が印刷配線板２にある穴２０に通される。その際圧縮ばね１８は、ハウジング壁２２例えばハウジング底に支持されている。印刷配線板２をハウジング壁２２上へ載せることにより、圧縮ばね１８が接触湾曲片１２′の母体１４と接触せしめられるので、接触湾曲片１２′のために意図したばね荷重又は予荷重が生じる。

図４ｂには、接触湾曲片１２′が、取付けられた状態において側面図及び正面図で示されている。ここでわかるように、取付けられた状態で圧縮ばね１８が母体１４の上面に当接している。

原則的に、上昇する温度に対してばね荷重又は予荷重をかけられる圧縮ばね１８の利用により得られる保護機能は、部品自身の適当な取付けを介しても同じように行われる。これが例えば図４ｃに示されている。ここでは、適当なろうを使用してＳＭＤ部品４が印刷配線板２の表面に取付けられている。対応する穴２０に、ここでも圧縮ばね１８が通されて、ハウジング壁２２に支持されている。それにより行われるＳＭＤ部品４のばね荷重を受ける取付けによって、温度上昇及びそれに伴うろうの軟化の場合、このＳＭＤ部品も印刷配線板２から離されるので、部品４への給電が中断される。

電子集合体を概略的に示す。 図１による集合体の印刷配線板の実施例を縦断面図で示す。 図２による印刷配線板の接触湾曲片の詳細を示す。 図３ａによる接触湾曲片を始動後の状態で示す。 取付け前における接触湾曲片を示す。 図４ａによる接触湾曲片の側面図及び正面図を示す。 取付けられた状態にあるＳＭＤ部品を示す。

Claims (8)

1. 印刷配線板（２）を持つ電子集合体（１）であって、印刷配線板（２）が導体条片（６）を備えており、電子回路を形成するため、適当なろうを使用して複数の表面取付け部品（４）及び／又は別の電子及び／又は電気−機械部品を設けられており、導体条片（６）と部品との間の接続が、ばね荷重をかけられるそれぞれ１つの接触湾曲片（１２，１２′，１２″，１２′′′）を介して行われている、電子集合体。
2. それぞれの接触湾曲片（１２，１２′，１２″，１２′′′）がろうを使用して取付けられている、請求項１に記載の電子集合体。
3. それぞれの接触湾曲片（１２，１２′，１２″，１２′′′）が、付属する圧縮ばね（１８）の作用を受けている、請求項１又は２に記載の電子集合体。
4. それぞれの圧縮ばね（１８）が印刷配線板（２）に通され、ハウジング壁（２２）に支持されている、請求項３に記載の電子集合体。
5. それぞれの接触湾曲片（１２，１２′，１２″，１２′′′）が弾性的に製造され、内部予荷重をもって取付けられている、請求項１〜４の１つに記載の電子集合体。
6. 接触湾曲片（１２，１２′，１２″，１２′′′）の少なくとも１つが給電導体条片（８）に取付けられている、請求項１〜５の１つに記載の電子集合体。
7. 接触湾曲片（１２，１２′，１２″，１２′′′）が、自動装着装置を介して取付けるため適当に形成されている、請求項１〜６の１つに記載の電子集合体。
8. 自動車のＡＢＳ／ＥＳＰシステムにおける請求項１〜７の１つに記載の電子集合体（１）の使用。

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