JP5473907B2 - 電気的構成部材 - Google Patents

Description

本発明は、回路支持体上に被着された少なくとも１つの電気的又は電子的構成素子を有し、前記回路支持体は成形材料と共に鋳込み成形されている、電気的構成部材に関する。

電気的及び電子的構成素子はそれらのその折々の取付箇所において低粘度の侵襲的な流体媒体にさらされる可能性がある。そのような電気的及び電子的構成素子は例えばミッションオイル（オートマチックトランスミッションオイル（ＡＴＦ））で充たされた自動変速機内の回転数センサなどが挙げられる。そのような媒体はその粘性が非常に低いため、クリープを引き起こす傾向があり、このことは、当該媒体が前記したような回転数センサなどの構成部材内にも影響を及ぼすことを意味する。従ってこのような状況のためにこれらの電気的及び電子的構成素子のパッケージには密閉性が必要とされる。

今日用いられている電気的な構成素子、例えばホール素子などでは、前記したような密閉性を達成するために次のようなことが試みられている。すなわちそのような構成素子をシール材料と共に射出成形することである。この場合のシール材料とは例えばエポキシ樹脂などである。これによって当該の電気的ないし電子的構成素子は成形材料によるカプセル化に基づいて液体の浸入が沮止される。その場合は電流ないし電圧供給のために成形材料、例えばエポキシ樹脂からから引き出されている導体路ないし打ち抜き格子などの箇所によって臨界的な領域が生じる。これまでの経験によれば、たとえそのような成形材料であっても次のような問題の発生は常に指摘されていた。すなわち極端な負荷のもとではシールされているにもかからず電気的な構成素子の中には液体の浸入が生じることである。そしてそのような電気的な構成素子では腐食による機能不全が起こりかねないことである。低粘度の侵襲性の流体媒体、例えば前述したようなミッションオイルの浸入は、例えば残留流体媒体によっても促進され得る。これは材料結合部分の製造過程、例えば蝋付けの際にコンタクト領域に留まり、そのためシール領域内にも残留し得る。このような残留流体媒体は、シール材料と各導体路の間の結合の密閉性（シール性）を損なわせるものである。

密閉性ないしシール性の向上を得るために密閉部分ないしシール部分の長さをより長くする構成も公知である。そのようにシール部分の長さが延長されている場合には、導体路に沿って浸入する低粘度の浸透性媒体に対して、差し込み区間の延長部分が、電気的なコンタクト箇所まで延在する。しかしながらこの場合の欠点は、このような延長されたシール部分の長さが結局は電気的な構成部材の全長をさらに引き延ばすことにつながり、このことは取付けの手間とコストの問題から望ましいものではない。

発明の開示
本発明が基礎としている課題は、侵襲的な低粘度の媒体にさらされている電気的な構成素子を備えた電気的構成部材において、流体の浸入に対する高い信頼性を電気的な構成部材の全長を拡大させることなく達成することができるように改善を行うことである。

本発明によれば前記課題は、電気的構成素子の集積された構成部分でもある導体路または押し抜き格子のシール部分の延長によって解決される。一方の側に電気的若しくは電子的構成素子が実装され反対側の平面部分では電気的なコンタクト形成がなされる導体路または押し抜き格子においては材料結合箇所が存在している。この箇所は例えば蝋付け部分として構成されており、密閉箇所まで最大限離れている。この密閉箇所は、通常は、電圧若しくは電流を供給する相応の導体路の、電子的構成素子から周辺への出口箇所を示しており、最初に汚染されやすい箇所でもある。成形材料、すなわち電気的な構成素子からの出口箇所における汚染度の割合は、電気的なコンタクト領域から最大限離れている間隔距離に基づいて決定的に低減される。シール材料ないし成形材料への導体路ないし押し抜き格子の最大限延長された埋込距離によって、より良好なシール性が達成される。この最大限可能なシール長さ、すなわち電気的なコンタクト箇所（ここは蝋付け箇所として形成されていてもよい）と密閉箇所との間の距離は、当該の電気的構成部材の全長Ｌを拡大させることなく達成される。

本発明によって提案されている解決手段によれば、回路支持体の一方の側に被着された複数の電気的構成素子が有利にはエポキシ樹脂で形成されたシール材料ないし成型材料で射出成形される。この射出成形された電気的又は電子的構成素子はそれにより、ケーシングを示す成形材料内に埋め込まれる。

本発明の第１の実施形態によれば、回路支持体の少なくとも１つのコンタクト領域が次のように敷設される。すなわち密閉区間が最大となるように、つまり成形材料からの導体路の出口箇所とコンタクト箇所の間の距離が最大化されるように敷設される。本発明の第２の実施形態によれば、前記密閉区間の延長が次のことによって達成される。すなわち導体路（押し抜き格子部）が１つ若しくはそれ以上の蛇行箇所を備えることによって達成される。そのようにして成形材料内の導体路の埋込長さが延長される。本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、コンタクト領域が維持され、成形材料内への導体路（押し抜き格子部）の埋込長さの最長化が次のことによって達成されている。すなわち、導体路ないし押し抜き格子部の成形材料からの出口領域がコンタクト領域まで最大限離間することによって達成される。

従来技法の電気的な構成部材における回路支持体のコンタクト形成を表した図 本発明の第１実施例によって提案された射出成形された回路支持体のコンタクト形成を表した図 本発明のさらに別の実施例によって提案された、成形材料内に収容された回路支持体のコンタクト形成を表した図 本発明の別の有利な実施形態による回路支持体のコンタクト領域の密閉状態を表した図 成形材料内に埋め込まれた回路支持体の透視図

図１による描写では、電気的な構成部材１０が回路支持体１２を含んでいる。この回路支持体１２は成形材料３２によって取り囲まれており、この成形材料３２は回路支持体１２のケーシングを表している。回路支持体１２は、上側２０と下側２２を含んでいる。回路支持体１２の上側２０には、少なくとも１つの電気的または電子的構成素子２４が設けられており、これは例えば当該電気的構成部材１０が回転数センサである場合には、ホール素子であり得る。

従来技術から公知の電気的構成部材１０は水平に埋め込まれている回路支持体１２のコンタクト領域２６を下側に有している。コンタクト領域２６（これは例えば、回路支持体１２と導体路３０若しくは押し抜き格子３０の間の材料結合箇所である）は、図１によれば、導体路３０は、回路支持体１２と電気的に接続されている。導体路３０がケーシング１４内部で電気的構成部材１０の成形材料３２を貫通して延在している長さは、ここでは符号Ｉ₁で表し、電気的構成部材１０の長さは符号Ｌで表す。

図１に示されている構成によれば、ここでの密閉区間は成形材料３２を貫通する密閉区間長さＩ₁だけ延在している。導体路ないし押し抜き格子部３０の上側ないし上側表面には流体手段の残留分が付着していると（この残留分はコンタクト領域２６の製造過程中にこの箇所に残されたものである）、導体路３０と成形材料３２の間の完全な密閉接続が阻害される。なぜならこれはミッションオイルの浸入を例えば促進させてしまうからである。図１に示されている電気的構成部材１０の周囲において侵襲性で低粘度の媒体、例えばミッションオイル（オートマチックトランスミッションオイル（ＡＴＦ））が投入されると、この低粘度の流体媒体は導体路ないし押し抜き格子部３０の上側表面に沿って成形材料３２の内部をコンタクト領域２６まで浸入し得る。

実施形態
図２の描写は本発明において提案されている電気的構成部材の回路支持体の電気的なコンタクト領域の封止のために用いられている解決手段の第１実施形態である。

図２には、長さＬで構成された電気的構成部材１０が示されている。ここではこの電気的構成部材１０は例えば回転数センサであってもよい。この回転数センサは車両用変速機の内部に組み込まれており、ミッションオイルによるしみ込みの危険性にさらされている。導体路３０の埋込長さ５２は、密閉区間長さＩ₁に対してさらに付加的に延長されている密閉区間ｘ分だけ延在している。図２からも明らかなように、成形材料３２（これは有利にはエポキシドシール材料である）内部への導体路３０の埋込長さ５２は、コンタクト領域２６から導体路３０の成形材料３２からの出口箇所２８まで延在している。この導体路３０ないし押し抜き格子部３０によって（これは回路支持体１２と少なくともコンタクト領域２６において接触接続している）、回路支持体１２は工具に保持され、その間にシール材料ないし成形材料からなる射出成形部の製造が行われる。

図２からさらに見て取れることは、回路支持体１２の上側２０には少なくとも１つの電気的または電子的構成素子２４、例えばホールセンサなどが存在していることである。回路支持体１２の上側に少なくとも１つの電気的若しくは電子的構成素子２４が設けられているのに対して、コンタクト領域２６は、ケーシングを呈している成形材料３２の内部にて実質的に水平な成形ポジション４２で成形されている回路支持体１２の下側２２に存在している。

前記回路支持体１２が成形材料３２内に埋め込まれている成形ポジション４２は、実質的に水平な配向方向を有している。図２による実施形態によれば、導体路３０（押し抜き格子部）は、回路支持体１２の長手方向区間４８に沿って延在している。

図２によれば、コンタクト領域２６は、図１に示されている実施例と異なって、回路支持体１２の第１のコンタクト終端部４４から第２のコンタクト終端部４６にかけて敷設されている。コンタクト領域２６が回路支持体１２の下側２２に敷設されていることに基づいて密閉区間長さＩ₁の延長が、距離ｘ分だけ生じている。それにより埋込長さ５２、すなわち導体路３０の、コンタクト領域２６からケーシング１４からの出口領域２８までの区間長さは図１による実施例に比べて、少なくとも２倍になっている。コンタクト領域２６は実質的に半田で充たされる回路支持体１２の開口部によって形成される。この場合当該開口部にはコンタクト形成すべき導体路３０ないし押し抜き格子部３０の自由端部が引き込まれる。

最長化された埋込長さ５２に基づいて導体路３０ないし押し抜き格子部３０と囲繞している成形材料３２との間の密閉効果は著しく高められる。図２に示されている本発明によって提案されている密閉手段の実施形態では、導体路３０の成形材料３２からの出口領域２８と、回路支持体１２下側２２のコンタクト領域２６に材料結合、例えば蝋付けによって導電的に固定された導体路端部との間の最大限可能な離間距離が実現されている。図１による従来技術から公知の手段と比べてみても図２による実施形態は、出口領域２８が成形材料３２の同じ箇所に存在している。

図３による描写は本発明によって提案された電気的構成部材の密閉手段のさらなる別の実施形態を表している。

この本発明によって提案されている解決手段の実施形態によれば、導体路３０の埋込長さ５２が有利にはエポキシドシール材料で構成された成形材料３２内へ少なくとも１つの蛇行区間４０によって延長されている。図３による実施形態によって達成されている埋込長さ５２の延長は、実質的に図２による実施形態においてコンタクト領域２６の敷設によって達成された密閉区間の延在分ｘに相当している。図３による実施形態と、図１による従来技術から公知の実施形態の比較観察からわかることは、コンタクト領域２６が回路支持体１２に関して同じ箇所、詳細には第１のコンタクト終端部４４に存在していることである。図１による描写と比較すれば、導体路３０ないし押し抜き格子部３０の、電気的構成部材１０の成形材料３２からの出口領域２８も同じである。成形材料３２に対する、場合によっては流体手段との接触もあり得る導体路３０との間の密閉性の向上は、導体路３０ないし押し抜き格子部３０にて形成される少なくとも１つの蛇行区間４０によって達成される。しかしながら図２及び図３による本発明で提案された手段による埋込長さ５２の延長は、図２及び図３の描写による電気的構成部材１０のケーシング１４の長さの拡張には結びつかない。図３による実施形態でも回路支持体１２が実質的に水平方向に配向された成形ポジションで成形材料３２内に埋め込まれていることから出発している。回路支持体１２の上側には少なくとも１つの電気的若しくは電子的構成素子２４が設けられている。それに対してコンタクト領域２６は回路支持体１２の下側２２に設けられている。回路支持体１２は成形材料３２内部の長手方向区間４８を延在している。回路支持体１２の縁部５０はそれぞれ第１のコンタクト領域４４と第２のコンタクト領域４６を表している。また図３に示されている実施形態とは異なってコンタクト領域２６は上側２０に設けられていてもよい。その場合には当該実施形態に従って、導体路３０ないし押し抜き格子部３０の出口領域２８はケーシング壁部１６に沿った垂直方向で上側にずらされる。

図４による描写は、本発明によって提案された回路支持体の電気的コンタクト領域の密閉手段のさらなる実施形態である。

図４の描写からも明らかなように、この実施形態においても回路支持体１２は実質的に水平な配向方向で特徴付けられた成形ポジション４２によって成形材料３２内部に埋め込まれている。回路支持体１２の上側２０には少なくとも１つの電気的または電子的構成素子２４が設けられている。これらの構成素子は導体路３０ないし押し抜き格子部３０のコンタクト領域２６を介して電気的にコンタクトしている。図４による実施形態では回路支持体１２が第１のコンタクト終端部４４ないし第２のコンタクト終端部４６を有している。図１による描写とは異なって（ここではコンタクト領域２６が導体路３０ないし押し抜き格子部３０のケーシング１４からの出口領域２８に割り当てられている）、図４による描写では、出口領域２８が、図２及び図３による本発明による実施形態とも異なって、相対向している側に存在している。図４による実施形態ではコンタクト領域２６は回路支持体１２の第１のコンタクト終端部４４に存在し、回路支持体１２の長手方向区間４８に並行して成形材料３２側方の出口領域２８まで延在している。

図２による実施形態と比較して回路支持体１２の上側２０の電気的及び電子的構成素子２４の実装は同じである。図２に示されている実施形態では導体路３０ないし打ち抜き格子部３０のコンタクト領域２６は第２のコンタクト終端部４６に存在している。それにより、導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の延長された埋込み長さ５２は、密閉区間長さＩ₁＋その延長分ｘとなっている。図４に示されている実施形態での埋込み長さ５２は、密閉区間長さＩ₁の延長分ｘだけ延長されている。但しこの場合は導体路３０ないし打ち抜き格子部３０は回路支持体１２の下側２２の第１のコンタクト終端部４４において電気的に接続されている。図４に示されている密閉部の構成によれば、出口領域２８が図２による実施形態とは異なって第１のコンタクト終端部４４とは反対側のケーシング壁部１６に設けられている。この場合回路支持体１２の配向は図２による実施形態と比較して維持されている。

本発明によって提案されている、導体路３０ないし打ち抜き格子部３０のコンタクト領域と、導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の成形材料３２からの出口領域２８との間の間隔距離の最大化ないし最長化は、取付け状態の比率を考慮した延長部ｘによって達成されるか若しくは導体路３０ないし打ち抜き格子部３０における少なくとも１つの蛇行区間４０の配設によって達成される。取付け比率に応じて導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の出口領域２８は、図２及び図３の実施形態で示されているのと同じ成形材料３２側に設けられるか、図４に示されている実施形態と同じように、成形材料３２の別の側に設けられる。図２、図３及び図４による実施形態から見て取れるように、回路支持体１２と導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の間のコンタクト領域２６は次のように敷設される。すなわち当該敷設によってコンタクト領域２６と出口領域２８の間に生じる導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の埋込み長さ５２が最長となるように敷設される。コンタクト領域２６は、回路支持体１２の上側２０における少なくとも１つの電気的及び電子的構成素子２４の同じような実装のもとで当該コンタクト領域２６の下側において、第１のコンタクト終端部４４か若しくは第２のコンタクト終端部４６のもとに設けられる。コンタクト領域２６の位置はそのつど次のように選択される。すなわち導体路３０ないし打ち抜き格子部３０が成形材料３２を貫通して延在する経路長さが最大となるように選択される。これは延長部ｘによって達成されてもよいし、例えば導体路３０ないし打ち抜き格子部３０において形成された少なくとも１つの蛇行区間４０によって達成されてもよい。

成形材料３２における導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の出口領域２８の位置から出発して本発明によって提案されている解決手段によれば、成形材料３２内の導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の埋込み長さ５２が次のように選択される。すなわちコンタクト領域２６と出口領域２８の間の間隔距離が最大となるように選択される。本発明によって提案されている解決手段によれば、一方では、例えばミッションオイル（オートマチックトランスミッションオイルＡＴＦ）などの低粘度の流体媒体による、導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の上側ないし下側に沿った電気的コンタクト領域２６までの侵入が確実に阻止される。もしもこのような侵入が完全に中断されない場合には機器の寿命に関する重大な問題が生じるであろう。この場合導体路３０ないし打ち抜き格子部３０のクリーニングによって残留流体媒体を一掃することが望ましい。なぜならそのような残留媒体は例えば導体路３０ないし打ち抜き格子部３０に沿ったミッションオイルの侵入を促進するからである。

図５による描写は、成形材料内に埋込まれた回路支持体を表すための透視図である。

図５に示されている透視描写は射出成形体を想定したものである。図５において成形材料３２の側面から引き出されている導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の端部に回路支持体１２が支持されて、工具、有利には射出成形工具の空胴内に挿入される。図５に示されているように、出口領域２８において成形材料体から引き出されている導体路３０ないし打ち抜き格子部３０は、コンタクト領域２６においてそれぞれの回路支持体１２と導電的にコンタクト形成される。回路支持体１２と該回路支持体１２に収容されている電気的若しくは電子的構成素子２４に電流ないし電圧を供給する作用の他に、導体路３０ないし打ち抜き格子部３０は、回路支持体をコンタクト領域２７における固定によって、射出成形工具の空胴内で支持する役割も有している。空胴の閉鎖が行われた後ではシール材料ないし成形材料３２を用いた回路支持体１２の射出成形が行われる。それにより回路支持体１２はそこに収容すべく、自身の上側ないし下側に実装された電子的構成素子２４と共に射出成形される。そのためコンタクト領域２６において回路支持体１２とコンタクト形成する導体路３０は、電流ないし電圧供給の他に、射出成形工具の空胴内への回路支持体１２の支持機能も有している。コンタクト領域２６は有利には蝋付け接合部として回路支持体１２の材料における開口部として形成され、この開口部にハンダを充填する前に、導体路３０ないし打ち抜き格子部３０の自由端部を挿入するようにしてもよい。

Claims (6)

1. 回路支持体（１２）上に被着された少なくとも１つの電気的又は電子的構成素子（２４）を有し、前記回路支持体（１２）は成形材料（３２）と共に鋳込み成形されている、電気的構成部材（１０）において、
   前記回路支持体（１２）における少なくとも１つのコンタクト領域（２６）と出口領域（２８）の間の成形材料（３２）内への総ての導体路（３０）のそれぞれの埋込み長さ（５２）は、前記それぞれの導体路（３０）の出口領域（２８）が配置されている前記成形材料（３２）の端面と前記回路支持体（１２）の端部との距離（Ｉ₁）と、当該距離（Ｉ₁）が画定される方向における前記回路支持体（１２）の長さに相当する距離（ｘ）とを含み、
   前記回路支持体（１２）のコンタクト領域（２６）は、前記総ての導体路（３０）のそれぞれの出口領域（２８）までの最大間隔距離（Ｉ₁＋ｘ）にあるコンタクト終端部（４４，４６）に敷設されており、
   前記総ての導体路（３０）と前記少なくとも１つのコンタクト領域（２６）とは、それぞれ接触接続しており、
   前記コンタクト領域（２６）以外の領域において、前記総ての導体路（３０）と前記回路支持体（１２）との間にはそれぞれ前記成形材料（３２）が介在し、
   前記少なくとも１つの電気的又は電子的構成素子（２４）と前記少なくとも１つのコンタクト領域（２６）とは、前記回路支持体（１２）の相互に反対側の面上に配置されていることを特徴とする電気的構成部材。
2. 前記回路支持体（１２）は第１のコンタクト終端部（４４）と第２のコンタクト終端部（４６）を有している、請求項１記載の電気的構成部材。
3. 前記成形材料（３２）は、エポキシドシール材料である、請求項１記載の電気的構成部材。
4. 前記回路支持体（１２）のコンタクト領域（２６）は、成形材料（３２）からの前記総ての導体路（３０）のそれぞれの出口領域（２８）とは反対側の回路支持体（１２）のコンタクト終端部（４４，４６）に敷設されている、請求項１記載の電気的構成部材。
5. 前記回路支持体（１２）は、実質的に水平な成形ポジション（４２）で成形材料（３２）内へ埋め込まれている、請求項１記載の電気的構成部材。
6. 前記電気的構成部材は、回転数センサとして、車両用トランスミッションに収容され、低粘度の流体、特にトランスミッションオイルにさらされている、請求項１記載の電気的構成部材。

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