JP6143957B2 - 複数の導電路の複数の電気的接点との接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の導電路を複数の電気的接点に電気的に接続する接続装置並びにその製造方法に関している。

電子機器、例えば制御機器は、一般に当該機器外部の他の構成部品と電気的に接続された多数の電子部品を含んでいる。この電気的接続には、周辺環境の影響や機械的な影響から保護する必要性が頻繁に生じる。例えば自動車の変速機やエンジン構造部においては、変速機やエンジンの外部だけでなくそれらの内部においても電気的接続が用いられており、それらはオイルやガスのような攻撃的な媒体並びに加工屑から保護する必要がある。

本発明が基礎とする課題は、複数の導電路を複数の電気的接点に電気的に接続するための改善された接続装置並びに相応の製造方法を提供することである。

前記課題は、請求項１若しくは請求項１１の特徴部分に記載された本発明によって解決される。

本発明の好適な実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明による、複数の導電路を複数の電気的接点に電気的に接続する接続装置は、フレキシブルプリント基板、基本支持体およびカバーを含んでいる。このフレキシブルプリント基板の上には複数の導電路が配設されている。このフレキシブルプリント基板は、少なくとも１つの導電路が、少なくとも１つの電気的接点と電気的に接続されているコンタクト領域を有している。これらの電気的接点は、基本支持体上に配置されている。フレキシブルプリント基板は、基本支持体とカバーとの間に配置され、前記基本支持体とカバーは、当該コンタクト領域の密封されたハウジングを形成している。

基本支持体とカバーによって形成されたハウジングにより、フレキシブルプリント基板の導電路が電気的接点と接続されるコンタクト領域が、周辺環境から、例えば油やガスのような攻撃的な媒体並びに加工屑から防護される。プリント基板とカバーは、それぞれ可撓性の材料、特に例えばポリイミドや繊維強化プラスチックのような同じ可撓性材料からなる。それ故これらのプリント基板とカバーの物理的材料特性、例えば線膨張率や弾性率は実質的に同じである。これにより特に変速機内部において−３０℃から＋１５０℃の間で存在し得る温度変動が生じた場合に、プリント基板とカバーとの間のコンタクト面領域において、隙間や亀裂形成を引き起こしハウジング内の漏れの原因になりかねない付加的な剪断力の発生が解消することが達成される。

それにより、複数の導電路と複数の電気的接点との電気的な接続が、有害な周辺環境の影響から好適に保護される。そのためこの接続は、例えば車両の変速機内部やエンジン内部においても使用が可能となる。

本発明の実施形態によれば、フレキシブルプリント基板は、複数の導電路と複数の電子回路、特に能動的な電子部品と受動的な電子部品とを有する変速機制御ユニットを含んでいる。これによりこの制御ユニットは、一方ではハウジング内に密閉されて媒体から保護され、他方ではプリント基板を介してハウジング周辺の構成部品との信号伝送ないしエネルギー伝送のために電気的に接続される。

本発明のさらなる実施形態によれば、フレキシブルプリント基板が接続領域を有し、この接続領域は、基本支持体とカバーに素材結合的に接続し、かつコンタクト領域を取り囲んでいる。これにより、フレキシブルプリント基板が、コンタクト領域自体を基本支持体若しくはカバーに固定的に結合させることなく、基本支持体とカバーとの間に固定され、それによってコンタクト領域がさらに基本支持体とカバーとによって形成されるハウジング内部で柔軟に保持され、製造に起因してまたは導電路若しくはプリント基板と、電気的接点、基本支持体および／またはカバーとの間の緊張若しくは温度変化によって生じ得る公差を補償することが可能になる。

本発明のこの実施形態によれば、前記接続領域は、好ましくはそれぞれ貼り合わせまたは接着または溶接によって前記基本支持体およびカバーと素材結合的に接続されている。このことは好適には、基本支持体およびカバーとフレキシブルプリント基板との密封された接続を可能にする。したがって基本支持体およびカバーによって形成されたハウジングの内部は、周辺環境に対して密封される。特に、室温での積層プロセスにおいては、当該プロセスが真空条件下で実施される利点がある。なぜならさもないとフレキシブルプリント基板が膨張するリスクが生じるからである。

カバーと回路基板との間の素材結合的接続に対する剪断力の回避と、それに伴う漏れの回避のために、カバーは、好適には温度依存性のあらゆる容積変動からの補償のための補償輪郭を有している。

本発明のさらなる実施形態によれば、カバーは、プラスチックまたは箔から製造される。その際の材料の選択は、当該接続装置が使用される環境によって付与される要件毎に適合化される。

基本支持体は、好ましくはプラスチックから製造される。このことは、有利には基本支持体上への電気的接点の配置を容易にする。

好ましくは、少なくとも１つの導電路と少なくとも１つの電気的接点は、はんだ付け、接着、溶接および／またはプレス加工によって接合される。なぜならこのことは、有利には、導電路と電気的接点との間の電気的接続を安定化させるからである。

好ましくは、前記フレキシブルプリント基板は、さらに外部領域を有しており、この外部領域は、前記基本支持体とカバーとによって形成される、コンタクト領域のハウジングの外部に配設されており、前記外部領域を用いて少なくとも１つの導電路が当該ハウジングから引き出されている。これにより、当該導電路と接続装置の電気的接点は、有利には外部から、すなわち密封されたハウジングのもとで電気的にコンタクト可能になる。

複数の導電路と複数の電気的接点との電気的な接続を形成するための方法では、まず基本支持体が複数の電気的接点を備え、フレキシブルプリント基板は複数の導電路とコンタクト領域とを備え、特にハット状のカバーは縁部側につば部分を備えている。

プリント基板と基本支持体との間の素材結合的接続の形成と同時に、好適には基本支持体上の複数の電気的接点と、プリント基板のコンタクト領域との間で電気的な接続が形成される。その際に少なくとも１つの電気的接点が、少なくとも１つの導電路と接続される。

続いて少なくとも１つの電子部品、好ましくは、１つの電子回路全体が、プリント基板のコンタクト領域上に配置され、プリント基板の複数の導電路と電気的に接続される。最後にカバーがプリント基板上に位置付けされ、これと素材結合的にかつ媒体に対して密封されるように接続される。

好ましくは前記プリント基板とカバーは、可撓性の材料からなり、その際のこれらのプリント基板とカバーの物理的材料特性、すなわち線膨張率および/または弾性率は実質的に同じである。これにより、特に温度変動が生じた場合でも、プリント基板とカバーとの間のコンタクト領域において、隙間や亀裂形成を引き起こし接続装置内の漏れの原因になりかねない付加的な剪断力の発生が解消されることが達成される。

カバーとプリント基板との間の素材結合的な接続の形成は、例えば接着または貼り合わせによって行われる。特に室温での積層プロセスの場合には、このプロセスが真空条件下で実施されると有利である。なぜならさもないと、フレキシブルプリント基板が膨張し、接続領域の密閉性が担保されなくなるリスクが生じるからである。

本発明のさらなる特徴、利点および詳細は、好ましい実施形態が図面に基づき詳細に説明されている以下の明細書から明らかとなる。

複数の導電路を複数の電気的接点に電気的に接続する接続装置の分解斜視図 複数の導電路を複数の電気的接点に電気的に接続する接続装置の断面図

発明を実施するための形態
図１は、複数の導電路を複数の電気的接点２に電気的に接続するための接続装置１の分解斜視図が示されている。この接続装置１は、フレキシブルプリント基板３、基本支持体４及びカバー５を含んでいる。

基本支持体４は、実質的に円筒状のソケットとして構成され、例えばプラスチックで製造されている。フレキシブルプリント基板３に面している基本支持体４表面のカバー面は、中央に複数の電気的接点２を有している。図１には、これらの電気的接点２が、金属製の端子ピンとして形成されている。代替的に前記電気的接点２は、打ち抜き格子によって実現されてもよい。

カバー５は、図示の実施形態ではハット状に形成され、周方向の密封領域としてつば部分７を有している。その下面はフレキシブルプリント基板３に面している。このカバー５は、例えばプラスチックまたは箔から製造されている。

フレキシブルプリント基板３は、図１には詳細には示されていない導電線路の形態の複数の導電路を装着している。このフレキシブルプリント基板３は、基本支持体４とカバー５との間に配置された内部領域８を有しており、この内部領域８は、実質的に円盤状に形成され、当該内部領域８に続く外部領域９を有している。

フレキシブルプリント基板３の内部領域８は、円形の接続領域１０も有しており、この環状の接続領域１０の一方の側は、前記基本支持体４のカバー面と素材結合的に接続され、他方の側は、前記カバー５のつば部分７の下面と素材結合的に接続している。この場合、接続領域１０と基本支持体４とカバー５との素材結合的接続は、それぞれ例えば貼り合わせ、接着または溶接によって行われる。特に積層プロセスが室温のもとで実行される場合には、当該プロセスが真空条件下で実施されると有利である。なぜならそうでないとフレキシブルプリント基板が膨張する危険が生じ得るからであり、それによって接続領域１０内の漏れにつながる恐れがあるからである。

特に接続領域１０と、基本支持体４およびカバー５との接着の際には、設計仕様に起因する凹凸ないし起伏、例えば箔状のプリント基板３の山と谷が、接着剤と一緒に前記カバー５およびプリント基板３の可撓性材料によって補償可能となり、それによって当該領域内での漏れが回避される。

フレキシブルプリント基板３の接続領域１０は、コンタクト領域１１を取り囲み、このコンタクト領域１１では、フレキシブルプリント基板３の複数の導電路が複数の電気的接点２と電気的に接続されている。ここでのこれらの導電路と電気的接点２との間の接続は、好適にははんだ付けによって行われる。

基本支持体４とカバー５は、フレキシブルプリント基板３のコンタクト領域１１のための密封されたハウジングを形成している。このフレキシブルプリント基板３の外部領域９は、当該ハウジングの外部にあり、当該ハウジングから複数の導電路を引き出している。

図２には、接続装置の断面図が示されており、ここではコンタクト領域１１でのプリント基板３上に電子回路６が、特に能動的電子部品と受動的電子部品とを有する変速機制御ユニットが配設されている。それにより、前記電子回路６は、一方では当該ハウジング内で密封されて媒体から保護されるように接続され、他方ではプリント基板３を介して当該ハウジング周辺の構成要素と信号伝送若しくはエネルギー伝送するように電気的に接続されている。

ここでは前記フレキシブルプリント基板３は、全面に亘って素材結合的接合部１２を用いて基本支持体４に接合されている。カバー５のつば部分７として構成された環状の密封領域は、素材結合的接続部１２を用いて当該プリント基板の接続領域１０に接合される。

カバー５の、プリント基板３とは反対側の部分は、図２中では凹凸状に形成されている。柔軟なカバー５のこの形状と材料特性により、基本支持体４とカバー５とからなるハウジング内の温度変動に起因する容積変化と、その結果としてプリント基板の接続領域１０内で生じる漏れを引き起こす剪断力とが、特定の範囲で回避され得る。

１ 接続装置
２ 電気的接点
３ フレキシブルプリント基板
４ 基本支持体
５ カバー
６ 電子回路
７ つば部分
８ 内部領域
９ 外部領域
１０ 接続領域
１１ コンタクト領域
１２ 素材結合的接続部

Claims (12)

1. 複数の導電路を複数の電気的接点（２）に電気的に接続する接続装置（１）であって、
   前記接続装置（１）は、基本支持体（４）、フレキシブルプリント基板（３）およびカバー（５）を含んでおり、
   前記複数の導電路は、前記フレキシブルプリント基板（３）に配設されており、
   前記フレキシブルプリント基板（３）は、コンタクト領域（１１）を有しており、
   前記コンタクト領域（１１）では、少なくとも１つの前記導電路が、少なくとも１つの前記電気的接点（２）と電気的に接続されており、
   前記複数の電気的接点（２）は、前記基本支持体（４）に配設されており、
   前記フレキシブルプリント基板（３）は、前記基本支持体（４）と前記カバー（５）との間に配設されており、前記基本支持体（４）および前記カバー（５）は、前記コンタクト領域（１１）の密封されたハウジングを形成しており、
   前記フレキシブルプリント基板（３）および前記カバー（５）は、それぞれ可撓性材料からなり、かつ前記フレキシブルプリント基板（３）および前記カバー（５）の物理的材料特性は、実質的に同じであることを特徴とする、接続装置（１）。
2. 前記フレキシブルプリント基板（３）は、複数の導電路と少なくとも１つの電子回路（６）とを装着している、請求項１記載の接続装置（１）。
3. 前記フレキシブルプリント基板（３）は、接続領域（１０）を有しており、該接続領域（１０）は、前記基本支持体（４）および前記カバー（５）と素材結合的に接続され、かつ前記コンタクト領域（１１）を取り囲んでいる、請求項１または２記載の接続装置（１）。
4. 前記接続領域（１０）は、それぞれ貼り合わせまたは接着または溶接によって、前記基本支持体（４）および前記カバー（５）と素材結合的に接続されている、請求項３記載の接続装置（１）。
5. 前記カバー（５）と前記フレキシブルプリント基板（３）との間の前記素材結合的接続は、室温のもとで真空状態で行われる、請求項４記載の接続装置（１）。
6. 前記カバー（５）は、当該カバー（５）と前記フレキシブルプリント基板（３）との間の前記素材結合的接続に対する剪断力回避のための補償輪郭を有している、請求項１から５いずれか１項記載の接続装置（１）。
7. 前記カバー（５）は、プラスチックまたは箔から製造されている、請求項１から６いずれか１項記載の接続装置（１）。
8. 前記基本支持体（４）は、プラスチックまたは金属から製造されている、請求項１から７いずれか１項記載の接続装置（１）。
9. 少なくとも１つの前記導電路は、少なくとも１つの前記電気的接点（２）と、はんだ付けおよび／または接着および／または溶接および／または圧入によって接続されている、請求項１から８いずれか１項記載の接続装置（１）。
10. 前記フレキシブルプリント基板（３）は、外部領域（９）を有しており、該外部領域（９）は、前記基本支持体（４）と前記カバー（５）とによって形成される、前記コンタクト領域（１１）の前記ハウジングの外部に配設されており、前記外部領域（９）を用いて少なくとも１つの前記導電路が前記ハウジングから引き出されている、請求項１から９いずれか１項記載の接続装置（１）。
11. 複数の導電路と複数の電気的接点（２）との電気的な接続を形成する方法であって、
    接続装置（１）が、基本支持体（４）と、可撓性材料からなるプリント基板（３）と、可撓性材料からなるカバー（５）とを含み、前記プリント基板（３）および前記カバー（５）の物理的材料特性は実質的に同じであり、
    以下のステップを含んでいる、すなわち
    複数の電気的接点（２）を有する基本支持体（４）を準備するステップと、
    複数の導電路とコンタクト領域（１１）とを有するフレキシブルプリント基板（３）を準備するステップと、
    つば部分（７）を備えたハット状のカバー（５）を準備するステップと、
    前記プリント基板（３）と前記基本支持体（４）との間で素材結合的接続を形成するステップと、
    前記基本支持体（４）上の前記複数の電気的接点（２）と、前記プリント基板（３）の前記コンタクト領域（１１）との間で電気的な接続を同時に形成するステップであって、前記少なくとも１つの電気的接点（２）が、前記少なくとも１つの導電路と接続されるステップと、
    前記プリント基板（３）の前記コンタクト領域（１１）上に、少なくとも１つの電子部品（６）を、特に電子回路（６）を配設するステップと、
    前記電子部品（６）と前記プリント基板（３）の前記複数の導電路との間で電気的な接続を形成するステップと、
    前記カバー（５）と前記プリント基板（３）との間で素材結合的な接続を形成するステップとを含んでいることを特徴とする方法。
12. 前記カバー（５）と前記プリント基板（３）との間の前記素材結合的接続は、室温のもとで真空状態で行われる、請求項１１記載の方法。

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