JP4801131B2 - ソケットエレメント、ソケット構成体、および別のソケット構成体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モジュールケーシングを収容するように形成された第１の面と、担体エレメントに取り付けられるように形成された第２の面とを有するソケットエレメントに関する。

この種のソケットエレメントは周知である。たとえばＥＰ０６６５４３８Ｂ１から、プリント基板に取り付けられるチップ担体が公知である。このチップ担体には加速度センサが次のように取り付けられる。すなわち、この加速度センサの測定軸がプリント基板に対して平行に方向づけされるように取り付けられる。測定軸とプリント基板との間の次のような角度で、すなわち９０°に等しくない用途固有の角度で加速度センサをチップ担体に取り付けることは記載されていない。
ＥＰ０６６５４３８Ｂ１

本願発明の課題は、モジュールケーシングを担体エレメントに容易に取り付けられるようにするソケットエレメントを提供することである。

各独立請求項に記載された本発明のソケットエレメント、本発明のソケット構成体および別のソケット構成体の製造方法は、従来技術と比較して次のような利点を有する。すなわち、モジュールケーシングを０〜９０°の間の用途固有の任意の角度で比較的簡単に担体エレメントに取り付けられるかないしは機械的に固定できるという利点を有する。多くの適用例では、たとえば、通常は主感知方向を有する加速度センサおよび回転数センサをモジュールケーシング内で使用する場合、アプリケーションの機能性には、担体エレメントに対して相対的なモジュールケーシングの所定の方向づけが決定的に重要である。モジュールケーシングを従来技術にしたがって担体エレメントに取り付ける際、たとえば担体ボードに取り付ける際には、この感知方向は担体エレメントの位置によって決定される。それに対して本発明によるソケットエレメントは、担体エレメントに対して任意の角度でモジュールケーシングの取付を行うのを可能にし、とりわけ、担体エレメントの方向づけに依存せずに感知方向を選択でき、ひいては用途固有に選択できるようにする。さらに担体エレメントの取付は、とりわけ担体エレメントを比較的コンパクトかつ／または特別な形状の取付スペースに組み込む場合、たとえばセンサを車両内で使用する場合、従来技術と比較して格段に簡略化される。というのも、所望のモジュールケーシング位置に対する担体エレメントの取付位置はソケットエレメントによって補償されるからである。とりわけ、ソケットエレメントは特に有利には、０〜９０°の間の任意の角度で標準的なケーシングを標準的な担体エレメントに取り付けるのを可能にする。

従属請求項と明細書とにおいて、図面を参照して、本発明の有利な実施形態および実施態様を読み取ることができる。

有利な実施形態では、モジュールケーシングおよび担体エレメントは、第３の面法線および第４の面法線を有する第１の主延在面および第２の主延在面を有する。この第３の面法線は第１の面法線に対して実質的に平行であり、第４の面法線は第２の面法線に対して実質的に平行に設けられている。それゆえ特に有利には、第１の主延在面と第２の主延在面との間で用途固有に決定される角度を０〜９０°の間で実現することができ、第１の主延在面ないしはモジュールケーシングの方向づけを第２の主延在面ないしは担体エレメントに対して自由に選択することができる。

別の有利な実施形態では、担体エレメントはプリント基板および／またはボードおよび／または１つの導体路および／または複数の導体路を有する。このことによって特に有利には、ソケットエレメントを介してモジュールケーシングを従来のようにボードの電気回路に集積することができる。

別の有利な実施形態では、モジュールケーシングは電気的素子および／または電子的素子および／またはマイクロメカニカル素子を有し、有利にはマイクロメカニカルセンサを有し、特に有利にはマイクロメカニカル回転速度センサおよび／または加速度センサを有するように構成される。したがって特に有利には、とりわけセンサの主感知方向を担体エレメントの方向に依存せずに、たとえばボードの方向に依存せずに設定することができる。このような構成によってさらに、センサおよび／またはセンサ回路を比較的コンパクトな取付スペースで簡単ないしは低コストで、任意の形状であり比較的小さい取付スペースで実現することができる。このような取付スペースは、とりわけ車両製造に該当する。

別の有利な実施形態では、ソケットエレメントは次のように形成されたばねエレメント、すなわち、第１の面のばね運動が第１の面法線および／または第２の面法線に対して平行に行われるばねエレメントを有し、かつ／または、該ソケットエレメントは前固定エッジを有する。特に有利には、モジュールケーシングが第１の面に最終的に機械的に固定される前に、とりわけ傾斜面である第１の面から該モジュールケーシングが「滑り出る」のを前固定エッジによって阻止する。このことはとりわけ、モジュールケーシングの機械的ないしは電気的なコンタクトを行うためにはんだペーストを使用する場合に特に有利である。というのも、はんだペーストは硬化して初めて機械的に安定したコンタクトを成すからである。さらにばね運動によって、はんだペーストを第１の面に適用するためにスクリーン印刷法を使用することができる。というのも、前固定エッジははんだペースト印刷中、ばね運動によって第２の面の方向に旋回されることにより、スクリーン印刷法に悪影響を及ぼさなくなるからである。

別の有利な実施形態では、ソケットエレメントは第５の面法線を有する第３の面を有する。この第５の面法線は、第２の面法線に対して実質的に平行である。したがって特に有利には、担体エレメントの自動装着が可能になる。というのも、ソケットエレメントは自動装着機に対する第３の面にグリップないしは固定することができるからだ。とりわけ、第３の面は、自動装着機の真空方式のグリップアームに対する吸着面である。

別の有利な実施形態では、第１の面はモジュールケーシングに対する第１の電気的端子面を有し、かつ／または第２の面は担体エレメントに対する第２の電気的端子面を有する。有利には第１の端子面および／または第２の端子面は標準化された端子面を有し、特に有利には、第１の端子面は第２の端子面に等しくない。特に有利には、前記端子面は標準的ソケットないしは標準的コネクタの「フットプリント」を有することにより、標準的なモジュールケーシングをソケットエレメント上に配置し、かつ／または、ソケットエレメントを担体エレメントの標準的な端子面に配置することができる。このようにしてたとえば、プリント基板に差し込まれたモジュールケーシングと該プリント基板との間にソケットエレメントを簡単に組み込んで、該モジュールケーシングとプリント基板との間の角度を所望の角度に設定することができる。特に有利には、第１の端子面および第２の端子面は異なる「フットプリント」を有することにより、ソケットエレメントはさらに付加的に、該第１の端子面と第２の端子面との間のアダプタとして機能することができる。

別の有利な実施形態ではソケットエレメントは、モジュールケーシングと担体エレメントとの間に少なくとも１つの導電性の接続部を有し、有利には、第１の端子面と第２の端子面との間に導電性の接続部を有する。このようにして有利には、モジュールケーシングないしは該モジュールケーシングの素子の電気的コンタクトをソケットエレメントによって行うことができる。このことによって特に有利には、モジュールケーシングないしは該モジュールケーシングの素子は従来のように、担体エレメントの回路に組み込まれる。

本発明の別の対象として、ソケットエレメントおよびモジュールケーシングを有する次のようなソケット構成体、すなわち、該モジュールケーシングは素材結合的および／または摩擦接続的および／または形状接続的に第１の面に機械的に固定されるソケット構成体も提供する。このような構成で特に有利には、第２の面に対して相対的な、モジュールケーシングの用途固有に必要な方向が決定され、ソケットエレメントはモジュールケーシングとともに担体エレメントに従来のように取り付けられ、それと同時に、モジュールケーシングと担体エレメントとの間で必要とされる用途固有の角度が実現される。

本発明の別の対象として、ソケット構成体および担体エレメントを有する別のソケット構成体の製造方法も提供する。この製造方法では、第１のステップにおいてソケットエレメントにモジュールケーシングを装着してコンタクトさせ、第２のステップにおいて該ソケットエレメントを該モジュールケーシングとともに担体エレメントに配置およびコンタクトさせる。ソケットエレメントにモジュールケーシングを装着すること、ないしは担体エレメントにソケットエレメントを装着することは有利には、標準的な工程で実施することができるので、比較的低コストである。さらに、特に有利には、とりわけ標準的な端子面（「フットプリント」）を有する標準的なモジュールケーシングおよび標準的なボードを使用することができる。

有利な実施形態では、第１のステップおよび／または第２のステップにおいてモジュールケーシングとソケットエレメントとの間および／またはソケットエレメントと担体エレメントとの間に導電性かつ／または機械的に安定した接続部を、有利にははんだ付け工程または接着工程によって形成し、特に有利にははんだペーストスクリーン印刷法によって形成する。このようにして特に有利には、標準的な工程によって比較的低コストで、かつ／または機械によって装着を行うことができる。

図１に、従来技術における方向づけ誤差３０′が概略的に示されている。ここでは、第１の方向３１と第２の方向３２とが角度３０を形成している。第１の方向３１はモジュールケーシング３内のセンサの所望の感知方向であり、第２の方向３２は担体エレメント２の取付位置である。担体エレメント２は従来技術では、第２の方向３２がセンサの感知方向に対して平行になるように、モジュールケーシング３を有する。したがって角度３０は、感知方向と所望の感知方向との間の方向づけ誤差３０′である。この方向づけ誤差３０′は有利には、以下の図では本発明によるソケットエレメント１によって次のように補償される。すなわち、感知方向が担体エレメント２の取付位置に依存せずに所望の感知方向に一致するように補償される。

図２は、本発明の第１の実施例によるソケットエレメントの概略的な側面である。ここではソケットエレメント１は第１の面４および第２の面５を有し、第１の面４にモジュールケーシング３が取り付けられており、第２の面５は担体エレメント２に取り付けられており、第１の面４の第１の面法線４′と第２の面５の第２の面法線５′との間に０〜９０°の間の角度１０が設けられている。とりわけ、角度１０は図１に示された方向づけ誤差３０′に相応する。モジュールケーシング３および担体エレメント２は、第３の面法線６′および第４の面法線７′を有する第１の主延在面６および第２の主延在面７を有し、第３の面法線６′は第１の面法線４′に対して実質的に平行であり、第４の面法線７′は第２の面法線５′に対して実質的に平行である。有利には、担体エレメント２はプリント基板を有し、モジュールケーシング３は運動センサを有する。第１の面４はモジュールケーシング３に対する電気的な第１の接続面を有し、第２の面５は担体エレメント２に対する電気的な第２の接続面を有し、第１の端子面および第２の端子面は有利には標準的な端子面を有し、すなわち標準的なソケットないしは標準的なチップ担体または標準的なコネクタの標準的な「フットプリント」を有し、特に有利には、第１の端子面は第２の端子面に等しくない。さらにソケットエレメントは、モジュールケーシング３と担体エレメント２との間ないしは第１の端子面と第２の端子面との間に複数の導電性の接続部１１を有することにより、モジュールケーシング３ないしは該モジュールケーシング３のセンサは担体エレメント２ないしはプリント基板に電気的にコンタクトされる。

図３ａおよび３ｂにそれぞれ、本発明の第２の実施形態によるソケットエレメントの側面が概略的に示されている。この第２の実施形態は実質的に、図２に示された第１の実施形態に相応し、ソケットエレメント１は次のように形成されたばねエレメント２０を有する。すなわち、第１の面４のばね運動が第１の面法線４′に対して平行に行われるように形成されたばねエレメント２０を有する。また、ソケットエレメント１は前固定エッジ４０も有する。前固定エッジ４０は、モジュールケーシング３の取付中に該モジュールケーシング３が第１の面４から（第２の面５の方向に）滑り出るのを阻止する。とりわけ、はんだペーストを使用して取付工程を行う際に、モジュールケーシングがはんだペーストの硬化前に滑り出るのが阻止される。ばねエレメント２０によって第１の面４ひいては前固定エッジ４０が第２の面５の方向に旋回され、第１の面４″は前固定エッジ４０によって分断されることなく、スクリーン印刷法を使用して第１の面４に装着することが可能になる。図３ａでは、第１の面４にモジュールケーシング３が装着され、ばねエレメント２０は平衡状態にあるのが示されているのに対し、図３ｂは第１の面４には未装着であり、ばねエレメント２０は第２の面５の方向への変位状態にあるのが示されている。

図４には、本発明の第３の実施形態によるソケットエレメントの側面が概略的に示されている。この第３の実施形態は、図２に示された第１の実施形態と実質的に同一であり、ソケットエレメント１は、第２の面法線５′に実質的に平行である第５の面法線１２′を有する第３の面１２を有する。第３の面１２はとりわけ、ソケットエレメント１ないしはソケット構成体を担体エレメント２に機械位置決めするための自動装着機のバキュームグリッパ用の吸着面として使用される。

図５に、本発明の第４の実施形態によるソケットエレメントの側面が概略的に示されている。この第４の実施形態は、図２に示された第１の実施形態と実質的に同一であり、第１の面４はモジュールケーシング３に対する電気的な第１の端子面を有し、第２の面５は担体エレメント２に対する電気的な第２の端子面を有し、ここで有利には、第１の端子面および第２の端子面はそれぞれ、標準的な端子面（「フットプリント」）を有し、さらに第１の端子面は第２の端子面に等しくない。したがってソケットエレメント１は、第１の端子面と第２の端子面との間のアダプタとしても機能する。

従来技術における方向づけ誤差を概略的に示す。 本発明の第１の実施形態によるソケットエレメントの概略的な側面図である。 それぞれ、本発明の第２の実施形態によるソケットエレメントの概略的な側面を示す。 本発明の第３の実施形態によるソケットエレメントの概略的な側面図である。 本発明の第４の実施形態によるソケットエレメントの側面を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

１ ソケットエレメント
２ 担体エレメント
３ モジュールケーシング
４′ 第１の面４の第１の面法線
５′ 第２の面５の第２の面法線

Claims (7)

1. 第１の面（４）および第２の面（５）を有するソケットエレメント（１）であって、
   該第１の面（４）は、モジュールケーシング（３）が取り付けられるように形成され、該第２の面（５）は担体エレメント（２）に取り付けられるように形成されているソケットエレメント（１）において、
   はんだ付け工程または接着工程により前記第１の面（４）と前記モジュールケーシング（３）との間に導電性かつ機械的な接続部が形成されることにより、該第１の面（４）に該モジュールケーシング（３）が取り付けられるように構成されており、
   該第１の面（４）の第１の面法線（４′）と該第２の面（５）の第２の面法線（５′）との間に、０〜９０°の間の角度（１０）が設けられており、
   前記モジュールケーシング（３）および前記担体エレメント（２）は、第３の面法線（６′）および第４の面法線（７′）を有する第１の主延在面（６）および第２の主延在面（７）を有し、
   該第３の面法線（６′）は前記第１の面法線（４′）に対して実質的に平行であり、該第４の面法線（７′）は前記第２の面法線（５′）に対して実質的に平行であり、
   前記担体エレメント（２）はプリント基板またはボードまたは１つの導体路または複数の導体路を有し、
   前記モジュールケーシング（３）はマイクロメカニカル回転速度センサおよび／またはマイクロメカニカル加速度センサを有し、
   当該ソケットエレメント（１）は、
   ・前記第２の面（５）を含む部分と、
   ・一端で前記第２の面（５）を含む部分の上側に結合され他端でばね運動するばねエレメント（２０）として形成された、前記第１の面（４）を含む別の部分と
   を含み、
   前記ばねエレメント（２０）は、前記第１の面法線（４′）および／または前記第２の面法線（５′）に対して平行にばね運動をするように形成されており、
   前記ばねエレメント（２０）は、前記モジュールケーシング（３）が前記第１の面（４）から滑り出るのを阻止するための前固定エッジ（４０）を有する
   ことを特徴とする、ソケットエレメント。
2. 当該ソケットエレメントは、前記第２の面（５）と反対側の面に、前記第１の面（４）に接している第３の面（１２）を有し、
   前記第３の面（１２）は、前記第２の面法線（５′）に対して実質的に平行な第５の面法線（１２′）を有する、請求項１記載のソケットエレメント。
3. 前記第１の面（４）は前記モジュールケーシング（３）に対する電気的な第１の端子面を有し、かつ／または前記第２の面（５）は前記担体エレメント（２）に対する電気的な第２の端子面を有する、請求項１または２記載のソケットエレメント。
4. 前記第１の端子面は前記第２の端子面に等しくない、請求項２記載のソケットエレメント。
5. 前記モジュールケーシング（３）と前記担体エレメント（２）との間に少なくとも１つの導電性の接続部（１１）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のソケットエレメント。
6. 前記第１の端子面と前記第２の端子面との間に少なくとも１つの導電性の接続部（１１）を有する、請求項３または４記載のソケットエレメント。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載のソケットエレメント（１）とモジュールケーシング（３）とを有するソケット構成体において、
   はんだ付け工程または接着工程により前記第１の面（４）と前記モジュールケーシング（３）との間に導電性かつ機械的な接続部が形成されることにより、該モジュールケーシング（３）は前記第１の面（４）に機械的に固定されることを特徴とする、ソケット構成体。

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