KR101484799B1 - 전기 제어 장치 - Google Patents

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KR101484799B1
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크리스티안 람머스
위르겐 예르크
요아힘 볼프
폴커 호흐홀쳐
울리히 트레셔
헬무트 부벡
클라우스 포익틀랜더
얀 벤츨러
토마스 라이카
빌리 퀴인
토마스 비이자
미햐엘 크랍
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 인쇄 회로 기판(2)의 도체 트랙(12)에 의해 서로 접속된 복수의 전기 소자(11)를 포함하는 전자 회로(9)가 배치된 인쇄 회로 기판(2)과, 인쇄 회로 기판 상의 전기 소자를 커버하기 위한 하나 이상의 하우징부(3, 4)와, 인쇄 회로 기판(2)에서 하우징부(3, 4)에 의해 커버되는 부분의 외부에 배치되어 소자들과 전기적으로 접속된 하나 이상의 기기 커넥터부(6)를 포함하는 전기 제어 장치에 관한 것이며, 소자들과 기기 커넥터부 사이의 전기적 접속은 인쇄 회로 기판의 도체 트랙(14)에 의해 실행된다. 인쇄 회로 기판(2)에서 하우징부(3, 4)에 의해 커버되는 부분의 외부와, 기기 커넥터부(6)가 제공된 부분의 외부에는 추가의 전기 구성 요소(7, 8)를 위한 하나 이상의 접촉 지점(21, 22)이 인쇄 회로 기판(2) 상에 추가로 배치된다.
Figure R1020097027062
인쇄 회로 기판, 도체 트랙, 하우징부, 기기 커넥터부, 접촉 지점

Description

전기 제어 장치{ELECTRIC CONTROL DEVICE}
본 발명은 독립 청구항 제1항의 유형에 따른 전기 제어 장치에 관한 것이다.
이러한 유형의 제어 장치는 예를 들어 DE 40 23 319 C1호에 공지되며, 플레이트 상에 라미네이팅된 탄성 도체 트랙 박막 형태의 인쇄 회로 기판을 포함한다. 인쇄 회로 기판의 양면에는 전자 회로를 형성하는 전기 소자가 장착된다. 소자들은 인쇄 회로 기판의 상부면 및 하부면에 제공된 2개의 하우징부에 의해 커버된다. 인쇄 회로 기판의 하우징부에 의해 커버된 영역 외부에서 기기 커넥터부가 인쇄 회로 기판 상에 배치되며, 이 기기 커넥터부는 인쇄 회로 기판의 도체 트랙을 통해 소자와 접속되어 제어 장치를 외부 케이블 하네스에 접속하기 위해 사용된다. 공지된 제어 장치는 차량의 엔진실 내에 장착되도록 설계된다.
또한 DE 195 28 632 A1호에는 상부면 및 하부면에서 하우징 하프셸에 의해 커버되고, 전기 소자가 장착된 제어 장치가 공지되어 있다. 하프셸은 나사 조임 가능한 고정 수단을 통해 인쇄 회로 기판에 고정된다. 인쇄 회로 기판에 장착된 출력 소자는 작동 중에 열을 발생시키며, 이 열은 출력 소자 아래의 도통 접속부에 의해 인쇄 회로 기판의 하부면 상의 열전도층으로 방출되고 이로부터, 이 열전도층에 접촉된 하우징부로 방출된다.
또한 WO 2006/066983호에는 제어 모듈로서 형성된 변속기용 전기 제어 장치가 공지되어 있으며, 이 제어 모듈에서 기기 커넥터와 센서는 지지체에 배치되고, 이들의 전기 포트는 탄성 스트립 박막을 통해 하우징 내부 챔버 내로 안내되어 그곳에서 개별 제조된 회로부와 배선 접속에 의해 접촉된다.
독립 청구항 제1항의 특징부를 갖는 본 발명에 따른 전기 제어 장치는 공지된 제어 장치들에 비해, 특히 저렴하고 간단한 제조 방법으로 자동 변속기에 장착하기에 적합한 장점이 있다. 자동 변속기에 장착된 제어 장치는 기기 커넥터와, 서로 접속된 전기 소자로 구성된 전자 회로부와 더불어, 예를 들어 액츄에이터 및/또는 센서와 같은 복수의 추가 전기 구성 요소와 접촉되어야 한다. 본 발명에 따른 제어 장치는 바람직하게 단 하나의 공통 인쇄 회로 기판만을 포함한다. 이는 통상의 인쇄 회로 기판(printed circuit board), 금속 지지체 상의 탄성 스트립 박막, 또는 다른 적합한 인쇄 회로 기판(strip conductor substrate)일 수 있다. 하우징부에 의해 커버된 전자 회로부를 인쇄 회로 기판 상에 형성하는 인쇄 회로 기판의 도체 트랙이 전기 소자를 전기 접속하기 위해 사용될 뿐 아니라, 추가의 도체 트랙이 회로부를 추가 전기 구성 요소를 위한 하나 이상의 접촉 지점 및 기기 커넥터와 접속하기 위해서도 사용되는 것이 중요하다. 이러한 하나 이상의 접촉 지점은 하나의 하우징부에 의해 커버되는 부분의 외부나, 복수의 하우징부가 제공되는 경우에는 하우징부들에 의해 커버되는 부분의 외부, 그리고 인쇄 회로 기판의 기기 커넥터부가 제공된 부분의 외부에 배치된다.
하나 이상의 접촉 지점은 바람직하게 인쇄 회로 기판에 제공된 센서 접속부와 전기 접속될 수 있다. 또한 인쇄 회로 기판 상의 하나 이상의 접촉 지점을 하우징부에 의해 커버되는 영역의 외부에 제공하는 것이 가능하며, 이 접촉 지점은 예를 들어 전기 작동 가능한 압력 조절 밸브와 같은 전기 유압식 액츄에이터 또는 다른 변속기 구성 요소의 상대 접촉부와 전기 접속된다.
본 발명의 바람직한 실시예 및 추가 개선예는 종속 청구항들에 기술된 특징들에 의해 실현된다.
예를 들어, 센서 접속부와 같은 전기 구성 요소는 바람직하게 인쇄 회로 기판의 하우징부에 의해 커버된 영역 외부에서 인쇄 회로 기판 상에 직접 배치될 수 있다. 인쇄 회로 기판 상에서 하우징부에 의해 커버된 영역 외부의 다른 접촉 지점들은 인쇄 회로 기판으로부터 공간적으로 분리되어 배치된 액츄에이터와 전기 접속될 수 있다.
하나 이상의 하우징부와, 기기 커넥터부와, 하나 이상의 접촉 지점에 의해 커버되지 않는 인쇄 회로 기판의 외부 영역에 보호 코팅층이 제공되는 것이 특히 바람직하다. 제1 면 및 이 반대편에 놓인 제2 면과, 둘레를 형성하는 단부를 구비한 플레이트 형태의 인쇄 회로 기판은 바람직하게 보호 코팅층으로서, 제1 면 및 제2 면에 제공된 보호층 및 둘레를 형성하는 단부면에 제공된 에지 커버층을 포함할 수 있다. 보호 코팅층은 변속기 오일, 물 및 다른 유해 매체가 기판 내로 확산되는 것을 바람직하게 방지하는 구리층, 래커(lacquer)층, 또는 다른 적합한 패시베이션층을 포함할 수 있다.
열방출을 개선하기 위해, 열방출을 위해 제공된 히트 싱크, 특히 차량 변속기의 유압판에 지지되는 평평한 표면을 구비한 하나 이상의 하우징부가 형성될 수 있다.
인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되어 열을 발생시키는 하나 이상의 전기 소자가 인쇄 회로 기판의 도통 접속부에 의해, 인쇄 회로 기판의 제1 면의 반대편에 놓인 제2 면 상의 열전도층과 열접속됨으로써 열방출은 추가로 개선된다. 열방출의 추가 개선을 위해 열전도층은 하우징부 및/또는 히트 싱크와 열전도 되도록 접촉된다.
본 발명의 실시예는 도면에 의해 하기에 더 상세히 설명된다.
도 1은 변속기의 유압판 상에 조립되며 센서 및 액츄에이터가 배치된, 본 발명에 따른 전기 제어 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 제어 장치의 인쇄 회로 기판을 센서, 액츄에이터 및 하우징부 없이 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1을 확대 도시한 상세도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 단면을 도시한 상세도이다.
도 5는 편의상 기기 커넥터부가 도시되지 않은, 본 발명의 추가 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6은 제4 실시예를 도시한 상세도이다.
도 7은 제5 실시예를 도시한 상세도이다.
도 8은 제6 실시예를 도시한 상세도이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 전기 제어 장치(1)는 인쇄 회로 기판(2)을 포함한다. 이 인쇄 회로 기판은 단층 회로 기판이나 복층 회로 기판으로서 또는 금속 플레이트 상에 라미네이팅된 탄성 스트립 박막으로서 또는 매립된 도체 트랙을 구비한 사출 성형 부품으로서 또는 기타 방식으로 형성될 수 있다. 인쇄 회로 기판은 실질적으로 제1 면(15) 및 이의 반대편에 놓인 제2 면(16)과, 둘레를 형성하는 단부면(31)을 갖는 플레이트 형태로 형성된다. 인쇄 회로 기판(2)의 제1 면(15) 및 제2 면(16)에는 전자 회로(9)를 형성하는 전기 소자(11)가 국소적으로 제한된 영역에 제공된다. 물론 소자(11)는 인쇄 회로 기판의 한쪽 면에만 제공될 수도 있다. 전기 소자(11)가 장착된 영역은 도 2에서 파선으로 도시된다. 전기 소자들(11)은 인쇄 회로 기판(2)의 도체 트랙(12)을 통해 서로 전기 접속된다. 도체 트랙은 복층 기판의 하나의 층 또는 복수의 층 위에서 안내될 수 있다. 소자들(11)을 배선하기 위한 도체 트랙(12) 외부에는 추가의 도체 트랙(13) 및 도체 트랙(14)이 인쇄 회로 기판상에 배치되며, 이들 추가의 도체 트랙은 제1 면(15) 및 제2 면(16) 상에 전자 회로(9)가 차지하게 된 영역 외부의 인쇄 회로 기판(2)의 멀리 떨어진 영역으로 안내된다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 인쇄 회로 기판은 재료가 가능한 적게 낭비되도록 할당된 최대 길이(a)와 최대 폭(b)을 포함한다. 인쇄 회로 기판(2)의 표면 팽창은 차량 변속기 내의 여건에 맞춰진다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 제1 면(15) 상에서 전자 회로(9)의 일부인 소자들(11)은 하우징부(3)에 의해 커버되는 반면, 제2 면(16) 상에서 소자들(11)은 제2 하우징부(4)에 의해 커버된다. 하우징부(3, 4)는 예를 들어 금속 하프셸부, 예를 들어 스탬핑 만곡 부품으로서 형성될 수 있다. 도 3에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 제1 하우징부(3) 및 제2 하우징부(4)는 공지된 방식으로 테두리 영역에서 여러 번 꺾어질 수 있으므로, 해당 하우징부의 꺾어진 영역과 인쇄 회로 기판(2) 사이에 둘레를 형성하는 각각 하나의 밀봉 링(17)이 배치될 수 있다. 나사 연결부(18)를 이용하거나 기타 적합한 방식으로 제1 하우징부(3) 및 제2 하우징부(4)는 인쇄 회로 기판(2)에 고정될 수 있으며, 할당된 하우징부와 인쇄 회로 기판(2) 사이에 둘레를 형성하는 해당 밀봉 링(17)은 압축되고, 전자 회로(9)는 외부에 대해 밀봉된다.
인쇄 회로 기판(2)의 도체 트랙(14)은 전기 소자(11)를 인쇄 회로 기판 상에서 하우징부(3, 4)에 의해 커버된 영역 외부에 배치된 기기 커넥터부(6)와 접속시킨다. 기기 커넥터부(6)는 제어 장치(1)를 외부 케이블 하네스에 접속하기 위해 사용된다. 인쇄 회로 기판(2)에서 하우징부(3, 4)에 의해 커버된 영역 외부와, 기기 커넥터부(6)에 의해 커버된 영역 외부에 제어 장치의 추가 전기 구성 요소를 접촉시키기 위해 사용되는 하나 이상의 접촉 지점(21)이 배치되는 것이 중요하다. 하나 이상의 접촉 지점(21)은 예를 들어 금속 증착된 표면 또는 도통 접속부 형태로 형성될 수 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 추가 구성 요소는 예를 들어 센서 접속부(7)일 수 있다. 센서 접속부(7)는 회전수 센서에의 접속을 위해 사용되며, 2개의 접촉핀(30)을 이용하여 인쇄 회로 기판 상의 2개의 접촉 지점(21)과 전기 접속된다. 접촉 지점(21)은 도 2에 도시된 바와 같이 도체 트랙(13)을 통해 전자 회로(9)와 접속된다. 센서 접속부(7)는 하우징부(3, 4) 및 기기 커넥터부에 의해 커버된 영역 외부의 인쇄 회로 기판(2)에 기계적으로 고정될 수 있다. 또한 도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 기판의 제2 면에는 전기 전도성 스프링 접촉 부재(29)를 이용하여 전기 유압식 액츄에이터와 접속되는 하나 이상의 추가 접촉 지점(22)이 배치된다. 전기 유압식 액츄에이터(8)는 예를 들어 변속기 유압 라인 내의 유압을 조절하는 압력 조절 밸브일 수 있다. 인쇄 회로 기판(2) 상에서 하우징부(3, 4) 및 기기 커넥터부(6)에 의해 커버된 영역 외부에는, 예를 들어 센서, 액츄에이터, 클램핑 접촉부 및 압착 접촉부와 같은 변속기의 전기 구성 요소를 접촉하기 위한 임의의 복수의 다른 접촉 지점이 배치될 수 있다. 접촉 지점과 전기 구성 요소의 접촉은 커넥터 접촉부, 납땜 접촉부, 압축 접촉부, 스프링 접촉부를 이용하거나 기타 적합한 방식으로 실행될 수 있다. 모든 접촉 지점들은 인쇄 회로 기판의 도체 트랙을 통해 전자 회로(9)와 접속된다.
하우징부(3, 4), 기기 커넥터부(6), 접촉 지점(21, 22) 그리고 경우에 따라 전기 구성 요소(7)가 장착된 인쇄 회로 기판(2)은 제2 하우징부(4)의 편평한 외부면에 의해, 예를 들어 변속기의 유압판일 수 있는 히트 싱크(10) 상에 조립된다. 유압판에는 스프링 접촉 부재(29)를 통해 인쇄 회로 기판 상의 할당된 접촉 지점(22)과 전기 접속되는 복수의 액츄에이터(8)가 고정된다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 예를 들어 하프셸 형태의 하우징부(3 또는 4) 대신에 밀봉제(20)로 채워진 프레임 부(19)도 전기 소자(11)를 커버하기 위한 하우징부로서 사용될 수 있다. 그러나, 소자(11)를 커버하는 하우징부들을 성형 재료, 발포 재료, 겔에 의해 또는 기타 방식을 통해 형성하는 것도 가능하다. 제1 면(15)의 전기 소자(11)와 제2 면(16)의 전기 소자(11)가 하우징부(3, 4)를 통해 침식성 매체로부터 보호되는 것이 중요하다.
도 5에는 본 발명의 특히 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 인쇄 회로 기판(2)의 제1 면(15) 및 제2 면(16) 상에서 하우징부(3, 4)에 의해 커버되지 않는 영역에 보호 코팅층이 제공됨으로써, 도 1에 도시된 실시예와 구별된다. 이를 위해 도시되지 않은 기기 커넥터부(6), 하우징부(3, 4) 및 접촉 지점(21, 22)이 배치된 외부 영역을 제외한 인쇄 회로 기판(2)의 제1 면(15) 및 제1 면의 반대편에 놓인 제2 면(16)에는 평평하게 코팅된 보호층(23)이 각각 한쪽씩 제공된다. 바람직하게 보호층(23)은 평평한 구리 도체 트랙, 래커층, 또는 예를 들어 변속기 오일 또는 습기찬 공기와 같은 매체가 기판 내로 확산되는 것을 방지하기에 적합한 단단하거나 연한 코팅을 포함한다. 인쇄 회로 기판(2)의 둘레를 형성하는 단부면에는 보호 코팅층으로서 에지 커버층(24)이 제공된다. 에지 커버층(24)은 래커, 성형 재료, 압출 코팅 또는 다른 적합한 패시베이션을 통해 실현될 수 있다.
소자(11)의 열은 여러 가지 방식으로 방출될 수 있다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 인쇄 회로 기판(2)의 제1 면(15) 상의 출력 소자(11)로부터 발생된 열은 예를 들어 공지된 방식으로, 인쇄 회로 기판 내에 제공된 도통 접속부(25)를 통해 제2 면(16) 상에 방출될 수 있다. 인쇄 회로 기판(2)의 제2 면(16)은 열전도층(26)과 열접촉한다. 열전도층(26)은 예를 들어 열전도 되도록 접촉된 하우징부(4)에 열을 전달하는 구리층일 수 있다. 이로부터 열은 하우징부(4)를 지지하고, 예를 들어 변속기의 유압판을 나타내는 히트 싱크(10)로 유출된다. 그러나 열은 열전도층(26)에서 히트 싱크(10)로 직접 전달될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 히트 싱크에는 열전도층(26)이 삽입된 상태로 인쇄 회로 기판(2)을 지지하는 받침대(27)가 제공될 수 있다. 대안적으로, 도 8에 도시된 바와 같이 히트 싱크(10)는 리세스(32)와 리세스(32)를 둘러싼 테두리(28)도 포함할 수 있으며, 인쇄 회로 기판(2)은 열전도층(26)과 중간층을 형성한 상태로 이 테두리에 지지된다.

Claims (10)

  1. 인쇄 회로 기판(2)의 도체 트랙(12, 13, 14)에 의해 서로 접속된 복수의 전기 소자(11)를 포함하는 전자 회로(9)가 배치된 인쇄 회로 기판(2)과, 인쇄 회로 기판 상의 전기 소자를 커버하기 위한 하나 이상의 하우징부(3, 4)와, 인쇄 회로 기판(2)에서 하나 이상의 하우징부(3, 4)에 의해 커버되는 부분의 외부에 배치되어 소자들과 전기적으로 접속된 하나 이상의 기기 커넥터부(6)를 포함하는 전기 제어 장치(1)이며, 소자들과 기기 커넥터부 사이의 전기적 접속은 인쇄 회로 기판의 도체 트랙(14)에 의해 이루어지는 전기 제어 장치에 있어서,
    인쇄 회로 기판(2)에서 하나 이상의 하우징부(3, 4)에 의해 커버되는 부분의 외부와, 기기 커넥터부(6)가 제공된 부분의 외부에는 추가의 전기 구성 요소(7, 8)를 위한 하나 이상의 접촉 지점(21, 22)이 인쇄 회로 기판(2) 상에 추가로 배치되고,
    하나 이상의 하우징부(3, 4)와, 기기 커넥터부(6)와, 하나 이상의 접촉 지점(21, 22)에 의해 커버되지 않는 인쇄 회로 기판(2)의 외부 영역에는 보호 코팅층(23, 24)이 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 추가 전기 구성 요소(7)는 인쇄 회로 기판(2) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 인쇄 회로 기판은 제1 면(15) 및 이 제1 면의 반대편에 놓인 제2 면(16)과, 둘레를 형성하는 단부면(31)을 구비한 플레이트 형태로 형성되고, 보호 코팅층(23, 24)은 제1 면 및 제2 면에 제공된 보호층(23) 및 둘레를 형성하는 단부면에 제공된 에지 커버층(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 보호 코팅층(23, 24)은 구리층, 래커층, 또는 다른 패시베이션층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 하나 이상의 접촉 지점(21)은 인쇄 회로 기판(2)에 제공된 센서 접속부(7)와 전기 접속되거나, 하나 이상의 접촉 지점(22)은 전기 유압식 액츄에이터(8)와 전기 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 열방출을 위해 제공된 히트 싱크(10) 위로 지지되는 평평한 표면을 구비한 하나 이상의 하우징부(4)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 인쇄 회로 기판(2)의 제1 면(15)에 배치되어 열을 발생시키는 하나 이상의 전기 소자(11)가 인쇄 회로 기판(2)의 도통 접속부(25)에 의해, 인 쇄 회로 기판의 제1 면의 반대편에 놓인 제2 면(16) 상의 열전도층(26)과 열접속되는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 열전도층(26)은 하우징부(3, 4)와 히트 싱크(10) 중 어느 하나 또는 이 둘 모두와 열전도 되도록 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
  10. 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 제어 장치(1)는 변속기 제어 모듈인 것을 특징으로 하는 전기 제어 장치.
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