JP4327404B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子モジュールを支持する支持基板を収容するためのハウジングを有する電子装置に関する。前記支持基板は、電子モジュールを電気的に接続するための導体構造を有しており、ハウジング内には、電磁的感度を改善するためのフィルタ装置が配置されている。
【０００２】
【従来の技術】
電子装置の欠陥のない作動を保証するためには、この装置をとりわけ高周波数領域で生じる放射妨害から保護する必要がある。通常、このような妨害除去措置は電子装置の内部で行われる。
【０００３】
DE 299 02 505号明細書から、セラミック基板上にコンデンサが形成されてたプレーナーフィルタが公知である。セラミック支持体の一方の面にはアース電極が設けられており、他方の面にはコンデンサの信号電極が設けられている。この信号電極は、信号ピンのピン引込碍子を囲む島状領域を形成している。このような妨害防止フィルタは自動車内の電子制御装置で使用される。この場合、妨害防止フィルタは、コネクタ接続部の入力側のすぐ近くのハウジング内に配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これに関して不利なのは、このプレーナーフィルタを取り付ける場合、ハウジングに信頼性の高い電気的及び／または容量性の接続が保証され、規定されていない静電容量値を避けることができない限りは、良好な作動が保証されないことである。
【０００５】
本発明の課題は、大量生産にも適した簡単に調整可能なフィルタ装置を備えた電子装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明により、フィルタ装置が前記第１及び第２の導体面から構成されており、ただし、前記フィルタ装置は前記支持基板の内部に形成されており、さらに前記第１の導体面が前記電子モジュールに信号と電力を供給するコネクタピンの電位である外部の第１の電位に、前記第２の導体面がハウジングの電位である第２の電位に接続され、ただし、これらの接続が電気的接続と容量性接続のうちの少なくとも一方であるように電子装置を構成することで解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の利点は、フィルタ装置が支持基板の一体形素子であり、プリント基板の製造と同時に準備することができることである。導体面は、装置内に取付る際には電位に接続されていなければならない。フィルタの位置はプリント基板の取付位置によってしっかりと設定されている。別個のフィルタ装置を使用する場合のように、装着のための付加的な調整措置は必要ない。これは、複数の重なり合った導体路を有する普通のプリント基板自体がフィルタ装置として機能するという利点を有している。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、第１の電位は電子モジュールに外部から供給される電圧であり、第２の電位は導電性設計されたハウジングの電位である。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態では、フィルタ装置を囲む支持基板の一部がハウジング開口部を覆っており、この開口部を通って、第１の電位を供給するための線路がハウジング内部に嵌入している。
【００１０】
これによって、フィルタ装置は、経験によって放射妨害の最大の入射が予想される位置に簡単に位置決めされ、用途に従った装着の際に、ハウジングの内部に高周波放射が入射するのを防ぐ。したがって、大量生産にとって特に扱いやすい装置が得られる。
【００１１】
有利には、フィルタ装置の第１の導体面は、外部線路を囲む第１のコンデンサ面を形成し、第２の導体面は、第１の導体面の上方及び／または下方にこの導体面に対して電気的に絶縁されて配置された第２のコンデンサ面を形成している。多層プリント基板を使用する場合は、複数の異なる層を単純に電気的に結合することによってフィルタ装置を作ることができ、同時にこのフィルタ装置には電子素子が配置され、接触している。
【００１２】
有利には、外部線路は、ハウジングの開口部内にまたは開口部に近接して開口部を覆うように配置された、コネクタ装置の少なくとも１つのコネクタ素子によって形成されており、このコネクタ素子は、開口部を通って支持体内に嵌入しており、第１のコンデンサ面と電気的に接続されている。
【００１３】
このようにして、コネクタを固定するために数回押し込むだけで、同時にコンデンサ電極の電気的なコンタクトを行うことができる。
【００１４】
複数のコネクタ素子を備えたコネクタ装置を使用することによって、各コネクタ素子に対して、異なるコネクタ素子に属する互いに電気的に絶縁された第１のコンデンサ面を導体層内に簡単に形成することができる。
【００１５】
このような構造は、プリント基板製造時の作業工程の間に簡単に製造される。
【００１６】
導電性ハウジングに部分的に接する第２の導体面が、非構造化コンタクト層として支持基板の表面に形成されている場合は、フィルタ装置は特に簡単に実現される。２つの導体面を電気的に接続するためのステップは不要になる。この措置によって、ハウジング自体が２つのコンデンサ極板として機能する。
【００１７】
有利には、支持基板は、同じコネクタ素子に対してさらなるコンデンサを形成するために、互いに電気的に絶縁されたさらに２つの重なり合った導体面を有しており、この場合、第３の導体面はコネクタ素子と電気的に接続されており、第４の導体面はハウジング電位と電気的に接続されている。この多層構造によって、コネクタピン１つにつき比較的大きな容量値が実現される。なお、前記多層構造は、支持基板内の導体層によってのみ境界付けられている。
【００１８】
実施形態において第４の導体面が、同様に支持体の第２の外側面に配置された非構造化コンタクト面として形成されている場合は、各コネクタ素子の周りに近接して重なり合った非構造化コンタクト面が、複数のバイアホールを介して互いに電気的に接続されている。これによりコネクタ素子の周りに一種のファラデーケージが形成され、このファラデーケージは、支持体の外側面が特に導電性のハウジングに密接するのと相俟って、ハウジング内部への妨害結合を確実に防ぐ。
【００１９】
本発明は多数の実施形態を可能にする。そのうちの１つを、図面に図示された図を用いてより詳細に説明する。
【００２０】
同じ特徴は同じ参照番号で表示されている。
【００２１】
【実施例】
図１には、通常自動車で使用されているような電気装置が示されている。この場合、この電気装置は、よく知られているように高周波数に対して非常に脆弱な信号処理電子系統を有する、自動車の制御装置であってもよい。しかし、また、この電子装置は、本来のセンサの他に、１つまたは複数のプリント基板上に配置された信号処理回路及び／または信号評価回路を有するセンサ装置であることも可能である。
【００２２】
電子装置は、例えばアルミニウムから成るカップ状の導電性ハウジング部１を有しており、このハウジング部１は、同様に導電性のカバー２で密閉されている。ハウジング１の内部には、センサ４とセンサ４の信号処理電子系統５とを支持する多層プリント基板３が配置されている。ハウジング部１及び２は、導電シールリング６によって互いに対して密閉されている。ハウジング部１は、ハウジング内部に突出した２つのランド部７，８を有しており、これらはカバー２の２つのランド部９，１０に対向して配置されている。このようにして２つの遮蔽空間１１，１２が形成されており、センサ４は遮蔽空間１１に嵌入し、信号処理電位系統５は遮蔽空間１２に嵌入している。
【００２３】
カバー２のランド部９は同時に冷却筒として使用される。この冷却筒は伝熱接着剤１７を介してプリント基板３と熱接触している。冷却筒に対置されたプリント基板３の面上には、信号処理電子系統５の導電素子１８が配置されている。この導電素子１８から発生する損失エネルギーは、冷却筒を介して周囲に放出される。
【００２４】
カバー２にはその他にコネクタ１３が配置されており、このコネクタ１３のコネクタピン１４，１５はカバー２を通って嵌入しており、プリント基板３の端部領域１６に接触している。これらのコネクタピンは、多層プリント基板３の導体面を介して、回路４ないしセンサ５を自動車内の電子装置に接続する。これらのコネクタピンは、信号の供給ならびにハウジング１，２の内部にあるモジュール４及び５への電力の供給に使用される。
【００２５】
図２には、フィルタ装置として形成された、プリント基板３の一部が示されている。プリント基板３は多層構造をしており、層の間に有利にはガラス布強化合成樹脂２３，２４，２５を有する一緒に成形された導体面層１９，２０，２１または２２から成っている。この場合、プリント基板は、電子系統内で使用される通常のＦＲ４−基板である。図２による図示は、フィルタ装置の実現に必要な導体層だけに限定されている。
【００２６】
この実施例によれば、プリント基板３には、銅層として実現された４つの導体面層１９，２０，２１，２２が設けられている。銅層１９，２２のそれぞれは、プリント基板３の２つの外側面のそれぞれ１つに配置されている。この場合、これらの層１９，２２は構造化されていない。プリント基板の内部には、互いに絶縁されたさらに２つの銅層２０，２１があり、これらの層内には、島状のコンデンサ面２６，２７が形成されている。
【００２７】
外側の２つの非構造化銅層１９，２２は、ハウジング電位に、例えばアースに接続されている。これは、銅層１９が導電性カバー２に接することで行われる。この場合、非構造化導体面１９には、有利には導電性接着剤が塗布されており、これによってプリント基板の層をこの領域内に確実に固定することができる。
【００２８】
代替的に、非構造化銅層１９を絶縁して導電性カバー２に接触させ、ひいては容量性接続されるようにしてもよい。非構造化銅層２２の電気的接続はねじ接続部３３を介して行ってもよい。また上記バリエーションの組合せも可能である。
【００２９】
銅層１９，２２は複数のバイアホール２８を介して接続されている。但し、バイアホール２８は、遮蔽を達成するためにコンデンサ面２６，２７を包囲するよう配置されている。
【００３０】
コンデンサ面２６，２７は、コネクタピン１４または１５が嵌入しているプリント基板３のそれぞれの開口部２９または３０を包囲している。これらの開口部２９，３０は、コンデンサ面２６，２７の間の領域ではメタライズされている。各コンデンサ面２６，２７は、メタライズされた開口部２９，３０によって境界面に接続されており、これによって電気的接続が生じる。各開口部２９，３０へのコネクタピン１４，１５の挿入後、コンデンサ面２６，２７はコネクタ電位に置かれる。したがって、コネクタピン１つにつき２つのコンデンサが実現される。
【００３１】
この実施例では、電気的接続機構として、接触のための圧入プロセスが特に有利である。この場合、コネクタピンは圧入によりプリント基板３に接触する。この実施形態では、圧入プロセスによって、コネクタが固定され、コンデンサ極板が電気的に接触する。
【００３２】
さらに複数のコンデンサが必要な場合、これらのコンデンサは、単純に、構造化コンデンサ面を形成する銅層と、ハウジング電位に置かれた完全に平面状に形成された銅層とを交互に挿入することによって得られる。必要な場合には、このような互いに絶縁された多数の導体面をプリント基板３の内部に配置してもよい。
【００３３】
図３ａを用いて、コネクタ近傍のフィルタ装置の層を明確に示す。この層のうちコンデンサ１９，２０だけが示されている。構造化導体層２０は、図３ｂに示されているような互いに絶縁された複数のコンデンサ面２６を有している。この場合、各コネクタピン１４，１５には、コンデンサ面２６が設けられており、このコンデンサ面２６は各コネクタピン１４，１５の開口部２９，３０を包囲している。プリント基板３はハウジング開口部を完全に密閉しており、非構造化コンタクト層１９は、ハウジング開口部３２を包囲するカバー２の領域に接している。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御装置の断面を示す。
【図２】本発明によるフィルタ装置の断面を示す。
【図３ａ】コネクタ近傍のフィルタ装置の層を示す。
【図３ｂ】構造化コンデンサ面の平面図を示す。

Claims (6)

1. ハウジングと、該ハウジング内に挿入された支持基板と、該支持基板上に取り付けられた電子モジュールと、該電子モジュールの電磁的感度を改善するためのフィルタ装置とから成る電子装置において、
   前記支持基板は第１の導体面と第２の導体面を具えた導電体構造を有しており、
   前記第１の導体面の少なくとも一部は前記第２の導体面の少なくとも一部と向かい合うように配置されており、
   前記電子モジュールは前記導電体構造と電気的に接続されており、
   前記フィルタ装置は前記第１及び第２の導体面から構成されており、ただし、前記フィルタ装置は前記支持基板の内部に形成されており、さらに前記第１の導体面は前記電子モジュールに信号と電力を供給するコネクタピンの電位である外部の第１の電位に、前記第２の導体面はハウジングの電位である第２の電位に接続され、ただし、これらの接続は電気的接続と容量性接続のうちの少なくとも一方であり、
   前記外部線路（１４，１５）を囲む第１のコンデンサ面（２６）が、前記フィルタ装置（１９，２０；２１，２２）の第１の導体面（２０，２１）から形成されており、
   前記第１の導体面（２０，２１）の上方及び／または下方に該第１の導体面に対して電気的に絶縁されて配置された第２のコンデンサ面が、第２の導体面（１９，２２）から形成されており、
   前記第２の導体面（１９，２２）は非構造化コンタクト層として前記支持基板（３）の表面に形成されており、少なくとも部分的に前記導電性ハウジング（１，２）に接しており、
   各コネクタピンの周りの非構造化コンデンサ面（１９，２２）は複数のバイアホール（２８）を介して互いに電気的に接続されており、それによりコネクタピンの周りにファラデーケージが形成されている、ことを特徴とする電子装置。
2. 前記第１の電位は前記電子モジュール（４，５）に外部から供給される電圧であり、
   前記第２の電位は、導電性設計されたハウジング（１，２）の電位である、請求項１記載の電子装置。
3. 前記フィルタ装置（１９，２０；２１，２２）を囲む支持基板（３）の一部（１６）がハウジング開口部（３２）を覆っており、
   該ハウジング開口部を通って、前記第１の電位を供給するための線路（１４，１５）が前記ハウジングの内部に嵌入している、請求項１又は２記載の電子装置。
4. 前記外部線路は、コネクタ装置（１３）の少なくとも１つのコネクタ素子（１４，１５）によって形成されており、
   前記コネクタ素子（１４，１５）は、前記ハウジング（１，２）の開口部（３２）内にまたは開口部（３２）に近接して該開口部（３２）を覆うように配置されており、
   前記コネクタ素子（１４，１５）は、前記開口部（３２）を通って支持体（３）内に嵌入しており、前記第１のコンデンサ面（２６）と電気的に接続されている、請求項１から３のいずれか１項記載の電子装置。
5. 前記コネクタ装置（１３）は複数のコネクタ素子（１４，１５）を有しており、
   異なるコネクタ素子に属する互いに電気的に絶縁された第１のコンデンサ面（２６）が前記導体面（２０，２１）内に形成されている、請求項４記載の電子装置。
6. 前記支持基板（３）は、同じコネクタ素子（１４，１５）に対してさらなるコンデンサを形成するために、互いに電気的に絶縁された重なり合ったさらに２つの導体面（２１，２２）を有しており、
   この場合、第３の導体面（２１）は前記コネクタ素子（１４，１５）と電気的に接続されており、第４の導体面（２２）はハウジング電位と電気的に接続されている、請求項１から３のいずれか１項記載の電子装置。

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