JP2018515925A - プリント基板およびプリント基板を製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電子コンポーネントのためのプリント基板（１）であって、電気絶縁性の基体（１．１）と、複数の導電性の導体路（１．２）と、センサヘッド（２）および前記センサヘッド（２）を収容するための支持体本体（２．１）を有する少なくとも１つのセンサドーム（Ｓ）とを含む、プリント基板（１）に関する。本発明によれば、前記支持体本体（２．１）は、前記基体（１．１）と一体的に形成されている。本発明はさらに、このようなプリント基板（１）を製造する方法に関する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、電子コンポーネントのためのプリント基板に関する。本発明はさらに、このようなプリント基板を製造する方法に関する。

自動車では、電子制御回路と、センサのような対応する電子構成素子とを有する電子コンポーネントが、種々異なるタスクのために使用される。例えば、電子コンポーネントがトランスミッションにおける制御装置として使用される場合には、複数のセンサによってシャフトの回転数およびギアアクチュエータの位置が検出される。

センサは、給電線、とりわけリードフレームまたはフレキシブルフィルム導体を介して、一般的にプリント基板上に配置されている電子制御回路と電気的に接続されている。リードフレームは、例えば射出成形によってプラスチックで包囲された電気的な信号線路を有し、電子コンポーネントであるセンサと、センサカバーと共に、１つのセンサドームを形成している。

本発明の基礎となる課題は、従来技術に比べて改善されたプリント基板と、このようなプリント基板を製造する方法とを提示することにある。

プリント基板に関して上記の課題は、本発明によれば請求項１に記載の特徴によって解決される。方法に関して上記の課題は、本発明によれば請求項６に記載の特徴によって解決される。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項の対象である。

電子コンポーネントのための本プリント基板は、電気絶縁性の基体と、複数の導電性の導体路と、センサヘッドおよびセンサヘッドを収容するための支持体本体を有する少なくとも１つのセンサドームとを含む。本発明によれば、支持体本体は、基体と一体的に形成されている。

支持体本体がプリント基板の基体から形成されていることにより、センサドームを製造するための追加的な材料が不要となる。したがって、従来技術に比べて格段にコスト的に有利にプリント基板を製造することが可能となる。さらには、センサドームの電気的接続にかかるコストが、公知のプリント基板よりも低減される。なぜなら、基体内に埋め込まれている導体路を、センサドームの電気的コンタクトのために使用することが可能となり、別個のリードフレーム、電気線路、および封止要素が省略されるからである。

本発明の１つの実施形態では、基体は、繊維強化プラスチック、特に好ましくはガラス繊維強化プラスチックから形成されており、これによってプリント基板を、低コストに製造することが可能となる。繊維強化プラスチックはさらに、非常に良好な機械的安定性を可能にするので、支持体本体のための材料として特に有利である。

とりわけセンサヘッドを有する支持体本体、ひいてはセンサドームが、基体の表面側から垂直に突出している場合には、機械的安定性が有利になる。プリント基板から空間的に離間した、センサヘッドの配置は、センサヘッドによって検出すべきパラメータを有するコンポーネントの位置および姿勢に基づいている。

好ましくは、センサヘッドは、少なくとも１つの導体路と機械的かつ導電的に接続されている。複数の導体路が、表面側の上、および基体の内部に配置されている。このために例えば、プリント基板が多層に形成されており、導体路を有する複数の層を有する。支持体本体が基体と一体的に形成されていることにより、基体内に既に設けられている導体路を、センサヘッドの電気的コンタクトのために使用することが可能となり、したがって、別個の給電線、とりわけリードフレームまたはフレキシブルフィルム導体が不要となるので、従来技術に比べてコストを低減することが可能となる。

センサヘッドを外部の影響から、例えばトランスミッションオイルから保護するために、プリント基板は、好ましくはセンサドームをカプセル状に封入するカバーを有する。カバーは、センサドームの上に積層されてもよく、またはセンサドームと接着されてもよい。

さらには、上述したプリント基板を製造する本発明による方法において、センサドームの支持体本体を、プリント基板の基体と一体的に形成する方法が提供される。

本方法によれば、従来技術に比べて低減された材料コストと、数が低減された方法ステップとによって、プリント基板をコスト的に有利に製造することが可能となる。なぜなら、センサドームをプリント基板に別個に取り付ける必要がなくなるからである。

本方法の１つの実施形態では、プリント基板の絶縁性の層が付着しない層をプリント基板内に挿入することによって、基体から支持体本体が所定の輪郭で切り取られ、このとき、支持体本体の少なくとも一部は、基体と一体的に接続されたままにされる。その後、切り取られた支持体本体は、センサヘッドと共に、基体の表面側に対して相対的に垂直軸線の方向に位置決めされる。支持体本体の接続部分が、センサドームの底部または脚部を形成しており、センサドームとプリント基板とを別個に接続させる必要がなくなる。このようにして、プリント基板を特に簡単に製造することが可能となる。

本方法のさらなる実施形態では、
・未実装のプリント基板を用意するステップと、
・基体の内部に、付着防止コーティングを有するフィルムを配置するステップと、
・基体の内部にセンサヘッドを配置するステップであって、当該センサヘッドを、垂直軸線に関してフィルムの上方に配置するステップと、
・センサヘッドを包囲している部分を含む所定の輪郭で、支持体本体を切り取るステップと、
・センサドームを位置決めするステップであって、切り取られた支持体本体を、センサヘッドと共に、表面側に対して相対的に垂直軸線の方向に移動させるステップと、
・センサドームをカバーによってカプセル状に封入するステップと
が設けられている。

基体の内部へのフィルムおよびセンサヘッドの配置は、例えば基体が液状の状態であるときに実施することができ、その後、基体が硬化する。これに代えて、プリント基板を、既に硬化済みの複数の層から製造することも可能であり、これらの層は、センサヘッドを収容するための特定の凹部を有する。フィルムは、これらの層の間に簡単な方法で簡単に位置決めすることができる。その後、これらの層が互いに接合される。

本方法では、基体から支持体本体を簡単に切り取るためにフィルムが使用され、したがって、垂直軸線に対して垂直方向に切断するプロセスが必要なくなる。これに関して、支持体本体を切り取るための切削工具の侵入深さは、基体内のフィルムの位置に基づいて調整される。

以下では本発明を、図面に基づいてより詳細に説明する。

製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。 製造中における本発明によるプリント基板の１つの実施例の概略図である。

全ての図面において、互いに対応する部分にはそれぞれ同じ参照記号が付されている。

図１Ａ〜５Ｂは、製造方法中におけるプリント基板１のそれぞれ異なる図を示す。

図１Ａおよび図１Ｂは、第１の方法ステップＳ１におけるプリント基板１を概略的に示し、なお、図１Ａは、プリント基板１を半透明平面図で示し、図１Ｂは、プリント基板１を断面図で示す。

図示されているプリント基板１は、電気絶縁性の基体１．１から形成されており、複数の導電性の導体路１．２を有する。図２Ｂには、例として１つの導体路１．２が示されている。

基体１．１は、例えば繊維強化プラスチック、例えばエポキシ樹脂から製造された多層の支持体プレートである。複数の導体路１．２は、基体１．１内のそれぞれ１つの層に被着されている。図２Ｂは、例として基体１．１の内部に設けられた１つの導体路１．２を示す。これに加えてプリント基板１は、電気的コンタクトのための少なくとも１つの接続面（図示せず）を有する。

第１の方法ステップＳ１では、プリント基板１の基体１．１内に、付着防止コーティング、例えばポリテトラフルオロエチレンを有するフィルムＦが挿入される。付着防止コーティングは、フィルムＦがプリント基板１の基体１．１と結合しないようにするため、または少なくとも無視できる程度にわずかにしか結合しないようにするために使用される。

フィルムＦは、プリント基板１に対して相対的に、製造すべきセンサドームＳの寸法に応じて形成されている。ここでは、基体１．１内へのフィルムＦの配置は、基体１．１からプリント基板１を製造している間に実施され、この基体１．１は、例えば液状の形態の流し込み樹脂として供給されて、硬化する。これに代えて、プリント基板１を、既に硬化済みの複数の層から製造することも可能である。

図２Ａおよび図２Ｂは、第１の方法ステップＳ１に時間的に後続する第２の方法ステップＳ２におけるプリント基板１を示す。なお、図２Ａは、プリント基板１を半透明平面図で示し、図２Ｂは、プリント基板１を断面図で示す。

ここでは、プリント基板１に電子構成素子が実装されており、図示されている実施例では、電子構成素子としてセンサドームＳのセンサヘッド２が配置される。この場合、センサ（センサヘッド２）は、例えばＳＯＴ２３またはＳＯＴ８９（ＳＯＴ＝Standard outline transistor）のような従来のセンサであり、パッケージされた構成素子として形成されている。プリント基板１に、図示されていない別の電子構成素子を実装してもよい。センサヘッド２の配置も同様に、基体１．１からプリント基板１を製造している間に実施され、このセンサヘッド２は、例えば液状の流し込み樹脂の中に浸漬される。これに代えて、硬化済みの層に、センサおよび別の電子構成素子を収容するための対応する凹部を設けることも可能であり、その後、これらの層が互いに接合される。

図２Ｂに図示されている実施例は、基体１．１の内部に設けられた導体路１．２に接続されているセンサヘッド２を示す。

第２の方法ステップＳ２に時間的に後続する第３の方法ステップＳ３では、製造すべきセンサドームＳの輪郭Ｋが、基体１．１から切り取られる。とりわけ、図４Ａ〜５Ｂにより詳細に図示されている、センサドームＳの支持体本体２．１の輪郭Ｋが切り取られる。

これに関して図３Ａおよび図３Ｂは、第３の方法ステップＳ３におけるプリント基板１を示し、なお、図３Ａは、プリント基板１を半透明平面図で示し、図３Ｂは、プリント基板１を断面図で示す。

切り取るべき輪郭Ｋは、切削工具、例えばフライス盤にとって既知であるフィルムＦの寸法によって画定される。次いで、切削工具は、輪郭Ｋにしたがって基体１．１から支持体本体２．１を切り取り、このとき、支持体本体２．１の底部または脚部の縁部は、基体１．１に接続されたままにされる。このために例えば、図３Ａに図示されている実施例の観察方向に見て右側の、輪郭Ｋの端部では、切削工具の侵入深さが低減される。

これに続いて第４の方法ステップＳ４では、支持体本体２．１が、センサヘッド２と共に、プリント基板１に対して相対的に垂直軸線ｚの方向に位置決めされる。

これに関して図４Ａおよび図４Ｂは、第４の方法ステップＳ４におけるプリント基板１を示し、なお、図４Ａは、プリント基板１を半透明平面図で示し、図４Ｂは、プリント基板１を断面図で示す。

第４の方法ステップＳ４では、センサドームＳを一緒に形成している支持体本体２．１とセンサヘッド２と導体路１．２の一部とが、支持体本体２．１の長手方向の向きがプリント基板１の平坦面に対して垂直になるまで、垂直軸線ｚの方向へと移動される。

最後には、図５Ａおよび図５Ｂに図示されているように、センサドームＳにカバー２．２が設けられる。

図５Ａおよび図５Ｂは、第４の方法ステップＳ４に時間的に後続する第５の方法ステップＳ５におけるプリント基板１を示し、なお、図５Ａは、プリント基板１を半透明平面図で示し、図５Ｂは、プリント基板１を断面図で示す。

カバー２．２は、好ましくは電気絶縁性の材料から形成されており、例えば積層または接着によってセンサドームＳに媒体密に被着される。カバー２．２によってセンサドームＳは、外部の影響から、例えばトランスミッションオイルのような化学的に侵食性の媒体から保護されている。これに加えてカバー２．２は、センサドームＳを機械的に安定化させる。

このようにして製造されたプリント基板１は、自動車の電子コンポーネントに、例えばトランスミッション制御装置に配置するために適している。この場合、センサドームＳは、−既に冒頭で説明したように−例えば回転数を検出するため、および／またはギアアクチュエータの位置を検出するために設けられている。

プリント基板１は、図示されている実施例に代えて、複数のセンサドームＳを有することも可能である。

１ プリント基板
１．１ 基体
１．２ 導体路
２ センサヘッド
２．１ 支持体本体
２．２ カバー
Ｆ フィルム
Ｋ 輪郭
Ｓ センサドーム
Ｓ１〜Ｓ５ 方法ステップ
ｚ 垂直軸線

Claims (10)

1. 電子コンポーネントのためのプリント基板（１）であって、
   ・電気絶縁性の基体（１．１）と、
   ・複数の導電性の導体路（１．２）と、
   ・センサヘッド（２）および前記センサヘッド（２）を収容するための支持体本体（２．１）を有する少なくとも１つのセンサドーム（Ｓ）と
   を含む、プリント基板（１）において、
   前記支持体本体（２．１）は、前記基体（１．１）と一体的に形成されている、
   ことを特徴とするプリント基板（１）。
2. 前記基体（１．１）は、繊維強化プラスチックから形成されている、
   請求項１記載のプリント基板（１）。
3. 前記支持体本体（２．１）は、前記基体（１．１）の表面側から垂直に突出している、
   請求項１または２記載のプリント基板（１）。
4. 前記センサヘッド（２）は、少なくとも１つの導体路（１．２）と機械的かつ導電的に接続されている、
   請求項１から３までのいずれか１項記載のプリント基板（１）。
5. 前記センサドーム（Ｓ）をカプセル状に封入するカバー（２．２）が設けられている、
   請求項１から４までのいずれか１項記載のプリント基板（１）。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載のプリント基板（１）を製造する方法において、
   前記センサドーム（Ｓ）の前記支持体本体（２．１）を、前記プリント基板（１）の前記基体（１．１）と一体的に形成する、
   方法。
7. 前記基体（１．１）から前記支持体本体（２．１）を所定の輪郭（Ｋ）で切り取り、このとき、前記支持体本体（２．１）の少なくとも一部を、前記基体（１．１）と一体的に接続されたままにする、
   請求項６記載の方法。
8. 切り取られた前記支持体本体（２．１）を、前記センサヘッド（２）と共に、前記基体（１．１）の前記表面側に対して相対的に垂直軸線（ｚ）の方向に位置決めする、
   請求項７記載の方法。
9. ・未実装のプリント基板（１）を用意するステップと、
   ・前記基体（１．１）の内部に、付着防止コーティングを有するフィルム（Ｆ）を配置するステップと、
   ・前記基体（１．１）の内部に前記センサヘッド（２）を配置するステップであって、当該センサヘッド（２）を、前記垂直軸線（ｚ）に関して前記フィルム（Ｆ）の上方に配置するステップと、
   ・前記センサヘッド（２）を包囲している部分を含む前記所定の輪郭（Ｋ）で、前記支持体本体（２．１）を切り取るステップと、
   ・前記センサドーム（Ｓ）を位置決めするステップであって、切り取られた前記支持体本体（２．１）を、前記センサヘッド（２．１）と共に、前記表面側に対して相対的に前記垂直軸線（ｚ）の方向に移動させるステップと、
   ・前記センサドーム（Ｓ）をカバー（２．２）によってカプセル状に封入するステップと
   が設けられている、
   請求項８記載の方法。
10. 前記支持体本体（２．１）を切り取るための切削工具の侵入深さを、前記基体（１．１）内の前記フィルム（Ｆ）の位置に基づいて調整する、
    請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。

Images