KR102456221B1 - 접속 콘택을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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미카일 지넴리
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Abstract

차량의 센서 또는 액추에이터(50)를 위한 접속 콘택을 제조하기 위한 방법은, 인쇄 회로 기판(110)을 제공하는 단계(S110)로서, 상기 인쇄 회로 기판은 그 위에 적어도 하나의 전자 부품이 배치되며, 상기 인쇄 회로 기판은 개구(115)를 갖는 것인 단계; 개구(115) 내로 콘택 부싱(120)을 삽입하는 단계(S120); 및 하나의 방법 단계에서 적어도 하나의 부품을 인쇄 회로 기판(110)에 접합 납땜하고 콘택 부싱(120)을 인쇄 회로 기판(110)에 접합 납땜하는 단계(S130)를 포함한다.

Description

접속 콘택을 제조하기 위한 방법
본 발명은 인쇄 회로 기판에 접속 콘택을 제조하기 위한 방법 및 특히 리플로우 납땜(재용융)에 의해 인쇄 회로 기판 상에 형성된 콘택 부싱을 통한 상용차의 액추에이터 또는 센서의 접촉에 관한 것이다.
자동차 부문에서 센서, 액추에이터 등과 같은 부품들은 인쇄 회로 기판을 통해 전기 접촉되고, 이 경우, 예를 들어 센서 데이터를 판독하기 위해 또는 액추에이터(예를 들어 솔레노이드 밸브)를 제어하거나 다른 기능을 제공하기 위해, 해당 평가 회로 또는 제어 회로와 같은 전자 부품들이 인쇄 회로 기판 상에 제공된다. 지금까지는, 부품들이 인쇄 회로 기판 상에 먼저 납땜되는 것이 일반적이었다. 그런 다음 플라스틱 재료로 이루어진 콘택-가이드 스트립이 인쇄 회로 기판에 고정되었고, 록킹 수단이 추가로 선택적 납땜 공정에 의해 인쇄 회로 기판에 납땜 되었으며, 상기 가이드 스트립은 센서 또는 액추에이터에 대한 해당 콘택 핀을 위한 고정부 및 삽입 퍼널(insertion funnel)을 포함한다. 이러한 콘택 스트립은 플라스틱으로 이루어지기 때문에, 따로/선택적으로만 납땜될 수 있다.
인쇄 회로 기판 상에 센서 및 액추에이터를 위한 접속 콘택을 제공하기 위해 지금까지는 2개의 별도의 작업 단계를 수행해야 했으며, 보다 쉽고 효율적으로 접촉을 실현하는 것이 요구된다.
상기 과제의 적어도 일부는 청구항 제 1 항에 따른 방법, 청구항 제 8 항에 따른 인쇄 회로 기판 및 청구항 제 10 항에 따른 차량 제어 유닛에 의해 해결된다. 종속 청구항들은 청구항 제 1 항에 따른 방법 또는 청구항 제 8 항에 따른 인쇄 회로 기판의 바람직한 실시예들에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 센서 또는 액추에이터(또는 유사한 구성 요소)의 전기 접촉에 적합한 접속 콘택을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 인쇄 회로 기판을 제공하는 단계로서, 상기 인쇄 회로 기판은 그 위에 적어도 하나의 전자 부품이 배치되며, 상기 인쇄 회로 기판은 (적어도) 하나의 개구를 갖는 것인 단계, 개구 내로 콘택 부싱을 삽입하는 단계, 및 하나의 방법 단계에서 적어도 하나의 부품을 인쇄 회로 기판에 그리고 콘택 부싱을 인쇄 회로 기판에 접합 납땜하는 단계를 포함한다. 액추에이터는 예를 들어 제어 가능한 밸브(예를 들어 솔레노이드 밸브)일 수 있다. 접합 납땜은 특히 리플로우 납땜 공정이다.
선택적으로, 콘택 부싱을 삽입하는 단계는 조립 기계에 의해 수행되고, 삽입되는 콘택 부싱은 센서 또는 액추에이터의 접촉을 위한 콘택 핀을 위한 록킹 수단을 포함한다. 예를 들어, 압입 기술에 의해 (예를 들어 압입 끼워 맞춤-콘택에 의해) 콘택 핀을 지지하기 위해, 삽입되는 콘택 부싱 내에 록킹 수단이 형성될 수 있다. 이를 위해 예를 들어 탄성을 갖는 핑거들이 제공될 수 있고, 상기 핑거는 확실한 전기 콘택을 제공한다.
선택적으로, 콘택 부싱을 삽입하는 단계는 조립 기계에 의해 이루어지고, 상기 조립 기계는 저압을 이용해서 콘택 부싱을 파지하여 개구 내로 삽입한다. 예를 들어, 콘택 부싱을 저압에 의해 파지하기 위해, 콘택 부싱은 임시 커버 (예를 들어, 종이로 이루어짐)를 포함하는 콘택 핀을 위한 관통 개구를 가질 수 있다. 선택적으로 접합 납땜 후에 임시 커버는 제거된다. "임시"라는 용어는 광범위하게 해석되어야 하며, 특히 인쇄 회로 기판 및/또는 접속 부싱 및/또는 납땜 연결부의 손상 없이 기계적으로 제거될 수 있는 (예를 들어 벗겨지거나 관통될 수 있는) 모든 커버를 포함한다.
선택적으로, 제공하는 단계에서 인쇄 회로 기판이 제공되고, 상기 인쇄 회로 기판은 양쪽으로 또는 한쪽으로 개구에 땜납제를 갖는다. 땜납제는 예를 들어 패드 형태로 개구 주변에 형성될 수 있고, 예시적인 리플로우 납땜 공정 동안 용융된다.
본 발명은 또한 차량 내의 센서 또는 액추에이터를 위한 접속 콘택을 가진 인쇄 회로 기판에 관한 것이다. 인쇄 회로 기판은, 차량의 센서 또는 액추에이터에 대한 콘택 핀을 수용하도록 및 전기 콘택을 형성하도록 설계된 관통 개구를 가진 콘택 부싱을 포함한다. 또한, 인쇄 회로 기판은 인쇄 회로 기판의 금속화부와 콘택 부싱 사이의 리플로우 납땜 연결부와 하나 이상의 부품과 인쇄 회로 기판 사이의 추가 리플로우 납땜 연결부를 포함한다.
선택적으로, 콘택 부싱은 특히 종이 재료로 이루어진 임시 커버를 가진 관통 개구를 포함하며, 상기 임시 커버는, 조립 기계에 의해 저압을 이용해서 파지가 가능하도록 형성된다. 물론, 콘택 부싱을 통해 콘택 핀이 연장될 수 있도록, 관통 개구는 임시 커버의 제거 후에야 연속 개구를 갖는다.
본 발명은 또한 이미 정의된 인쇄 회로 기판, 센서 또는 액추에이터 및 인쇄 회로 기판과 센서 또는 액추에이터 사이의 전기적 연결을 제공하는 적어도 하나의 콘택 핀을 포함하는 차량 제어 유닛에 관한 것이다.
차량은 특히 상용차일 수 있다.
리플로우 납땜 공정은 전기 접촉을 위한 공개된 기술이다. 이 경우, 납땜 재료는 먼저, 예를 들어 콘택 패드의 형태로, 인쇄 회로 기판 상에 형성된다. 그런 다음 전자 부품과 접속 부싱이 인쇄 회로 기판 상에 배치된다. 후속 납땜 중에 가열이 이루어지고 (예를 들어 오븐에서), 이 경우 납땜 재료는 용융되며, 인쇄 회로 기판과 표면에 배치된 부품들 사이에 또는 사용되는 접속 부싱에 대한 전기적 연결이 설정된다. 이러한 방식으로 인쇄 회로 기판 상의 모든 부품들과 접속 부싱에 대한 전기적 연결은 하나의 단계에서 설정될 수 있다. 납땜 공정 후 인쇄 회로 기판은 차량 내의 원하는 위치에 나사 조임될 수 있으며, 동시에 콘택 핀이 접속 부싱에 삽입되고 거기에서 스프링 시트에 의해 고정될 수 있다.
물론, 당업자는 리플로우 납땜 공정을 이용하여 형성된 납땜 연결부를 명확하게 식별할 수 있다. 예를 들어, 제조된 인쇄 회로 기판에서 (접합) 리플로우 납땜 공정의 이용은, 리플로우 납땜 공정에 대해 형성될 납땜 패드의 잔여물이 인쇄 회로 기판에 존재함으로써 분명해질 수 있다. 또한, 종래의 납땜 방법의 납땜 이음새는 리플로우 납땜 공정의 납땜 이음새와 다르다.
본 발명의 실시예들은 일련의 장점들을 제공한다. 예를 들어, 센서/액추에이터를 위한 콘택 접속부를 제공하기 위해 필요한 작업 단계들이 최소화된다. 따라서 가이드 스트립은 더 이상 필요하지 않다. 그 대신 인쇄 회로 기판 상에 형성될 전자 부품들과 함께 납땜될 수 있는 콘택 부싱이 이용된다. 이는 접합 납땜 공정(예를 들어 리플로우 납땜)에 의해 이루어지므로, 후속해서 인쇄 회로 기판 상에 부품들뿐만 아니라 콘택 부싱도 납땜된다. 이로 인해 추가적인 후속 납땜 공정이 감소한다. 인쇄 회로 기판에 콘택 부싱의 조립은 또한 조립 기계에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 실시예들의 다른 장점은 센서/액추에이터에 대한 콘택 접속부를 위해 매우 적은 공간만을 필요로 하는 가능한 인쇄 회로 기판 설계(예를 들어 작은 제한 구역의 레이아웃)이다. 마찬가지로, 실시예들에 의해 플라스틱 스트립을 사용하는 공개된 표준 해결 방법과 달리 비용이 크게 감소한다.
본 발명의 실시예들은 하기의 상세한 설명 및 다양한 실시예들의 첨부된 도면에 의해 더 잘 이해될 것이지만, 이는 공개 내용을 특정 실시예로 제한하는 것이 아니라, 설명 및 이해를 위해서만 이용하는 것임을 명확히 해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 방법의 흐름도를 도시한 도면.
도 2는 실시예들에 따라 거기에 형성된 콘택 부싱을 갖는 인쇄 회로 기판을 예시적으로 도시한 도면.
도 3은 콘택 핀을 통해 센서/액추에이터에 대한 전기 콘택을 가능하게 하는 콘택 부싱을 갖는 인쇄 회로 기판을 예시적으로 도시한 도면.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 상기 방법은,
- 인쇄 회로 기판을 제공하는 단계(S110)로서, 상기 인쇄 회로 기판은 그 위에 적어도 하나의 전자 부품이 배치되며, 상기 인쇄 회로 기판은 (적어도) 하나의 개구를 갖는 것인 단계;
- 개구 내로 콘택 부싱을 삽입하는 단계(S120); 및
- 하나의 방법 단계에서 인쇄 회로 기판에 적어도 하나의 부품을 접합 납땜하고 콘택 부싱을 접합 납땜하는 단계(S130)를 포함한다.
도 2는 콘택 부싱(120)이 위치하는 개구(115)를 가진 인쇄 회로 기판(110)을 예시적으로 도시한다. 콘택 부싱(120)은, 콘택 핀(70)을 고정하여 부품(액추에이터, 센서, 밸브 등)에 대한 확실한 전기적 연결을 설정하기 위해, 내부에 형성된 록킹 수단(122)을 가진 관통 개구(121)를 포함한다. 록킹 수단(122)은 예를 들어, 콘택 핀(70)이 삽입될 때 변형되고 예비 응력에 의해 콘택 핀(70)을 콘택 부싱(120) 내에서 지지하는 유연하게 설계된 아암(123)을 가질 수 있다. 콘택 부싱(120) 내로 콘택 핀(70)의 삽입을 용이하게 하기 위해, 콘택 부싱(120)은 퍼널 가이드(126)를 더 포함한다. 또한, 콘택 부싱(120)은 퍼널 가이드(126) 반대편에 있는 콘택 부싱(120)의 측에, 예를 들어 관통 개구(121)를 임시로 덮는 커버(124)를 포함하고, 따라서 콘택 부싱(120)이 예를 들어 진공 흡입 방법에 의해 파지되어 인쇄 회로 기판(110)의 개구(115) 내로 자동으로 배치될 수 있다. 커버(124)는 인쇄 회로 기판(110) 상에 콘택 부싱(120)의 납땜 후에 제거될 수 있어서, 콘택 핀(70)이 콘택 부싱(120)을 통해 연장될 수 있다.
인쇄 회로 기판(110)의 개구(115) 내에 콘택 부싱(120)을 고정하기 위해, 리플로우 납땜 공정이 이용될 수 있으며, 상기 공정은 SMD-리플로우 공정(SMD = surface mounted devices; 표면 실장 부품)과 함께 수행될 수 있고, 리플로우 납땜 연결부(130)를 설정한다. 리플로우 납땜 연결부(130)는, 예를 들어 금속을 포함하는 콘택 부싱(120)과 인쇄 회로 기판(110)의 금속화부 사이의 전기 콘택을 설정하여, 센서 또는 액추에이터가 콘택 핀(70)을 통해 인쇄 회로 기판(110)상의 부품들에 전기적으로 연결될 수 있다. 리플로우 납땜 공정을 수행하기 위해, 인쇄 회로 기판(110)은 양쪽에 적절한 납땜 재료를 가질 수 있고, 상기 납땜 재료는, 인쇄 회로 기판(110)과 콘택 부싱(120) 사이의 또는 부품들에 대한 리플로우 납땜 연결부(130)를 설정하기 위해, 리플로우 납땜 공정 동안 액화된다. 예를 들어, 이를 위해 대략 5㎛ 두께의 주석층이 인쇄 회로 기판(110) 상에 개구(115) 주위에 형성될 수 있으며, 상기 주석층은 추후에 콘택 부싱(120)에 대한 전기 납땜 콘택(130)을 형성한다. 따라서 콘택 부싱(120)을 위한 리플로우 납땜 공정은, 종래의 접촉 방법에서 이용되는, 가이드 스트립 내의 인쇄 회로 기판에 대한 추가 스프링 콘택을 대체한다. 자동 SMT 조립(SMT = surface mount technology; 표면 실장 기술) 시 조립 기계에 의해 콘택 부싱(120)이 개구(115) 내로 삽입되는 것도 가능하다.
개구(115)는 예를 들어 2 내지 4mm 또는 대략 2.8mm의 직경을 가질 수 있다. 콘택 부싱(120) 내의 관통 개구(121)는 예를 들어 2 내지 3mm 또는 약 2.5mm의 직경을 가질 수 있고, 콘택 핀(70)은 약 1 내지 2mm의 직경을 가질 수 있다. 또한, 콘택 패드가 개구(115) 주위에 [인쇄 회로 기판(110)의 한쪽 또는 양쪽에] 형성될 수 있으며, 상기 콘택 패드는 개구(115) 주위에 약 5mm의 폭으로 연장될 수 있고 해당하는 납땜 재료(예를 들어, 5㎛ 두께의 주석층)를 갖는다.
도 3은 콘택 핀(70)을 통해 센서/액추에이터(50)에 대한 전기 콘택을 설정하는 인쇄 회로 기판(110)을 예시적으로 도시한다. 인쇄 회로 기판(110)은 상용차에서 (예를 들어 제어 유닛에서) 액추에이터 또는 센서(50)의 위치에, 예를 들어 고정 스크루(80)에 의해, 나사 고정된다. 기계적 고정은 고정 스크루(80) 대신 압입 기술에 의해서도 구현될 수 있다. 따라서, 콘택 핀(70)은 스스로 빠져나갈 수 없다. 따라서 콘택 부싱(120) 내의 록킹 수단(122)은 빠져나가는 것을 방지할 필요는 없고, 무엇보다도 전기 콘택을 보장할 필요가 있다. 이것은 콘택 핑거(123)의 적절한 탄성력에 의해 달성될 수 있다. 인쇄 회로 기판(110)은 도 2 또는 도 3에 도시되지 않은 전자 부품들을 포함한다. 이들은 예를 들어 액추에이터 또는 센서(50)의 제어부를 제공하고 또는 평가 유닛을 포함한다.
실시예들의 큰 장점은, 인쇄 회로 기판(110) 상에 전자 부품들을 고정하기 위해 및 센서 또는 액추에이터(50)에 대한 콘택 접속부의 접촉을 형성하기 위해 하나의 납땜 공정만이 필요하다는 것이다. 또한, 부싱(120)은, 예를 들어 조립 기계에 의해, 자동으로 삽입될 수 있으며, 이 경우 예를 들어 진공 흡입 방법이 이용될 수 있다. 콘택 부싱(120)은 예를 들어, 압입-/클램핑 연결에 의해 센서 및/또는 액추에이터에 대한 콘택 핀(들)(70)을 위해 있을 수 있는 록킹 수단(122)을 포함할 수 있다.
상세한 설명, 청구 범위 및 도면에 개시된 본 발명의 특징들은 개별적으로는 물론 임의의 조합으로도 본 발명의 구현에 필수적일 수 있다.
50 액추에이터, 센서,...
70 콘택 핀(들)
80 고정 스크루
110 인쇄 회로 기판
115 인쇄 회로 기판의 개구
120 접속 부싱
121 관통 개구
122 록킹 수단
123 변형 가능한 핑거
124 후면 임시 커버
126 퍼널 가이드
130 리플로우 납땜 연결부

Claims (10)

  1. 차량의 센서 또는 액추에이터(50)를 위한 접속 콘택을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    - 인쇄 회로 기판(110)을 제공하는 단계(S110)로서, 상기 인쇄 회로 기판(110)은 그 위에 적어도 하나의 전자 부품이 배치되며, 상기 인쇄 회로 기판(110)은 개구(115)를 갖는 것인 단계;
    - 상기 개구(115) 내로 콘택 부싱(120)을 삽입하는 단계(S120);
    - 하나의 방법 단계에서 적어도 하나의 부품을 상기 인쇄 회로 기판(110)에 접합 납땜하고 상기 콘택 부싱(120)을 상기 인쇄 회로 기판(110)에 접합 납땜하는 단계(S130)
    를 포함하고,
    상기 콘택 부싱(120)은 상기 콘택 부싱(120) 내로 콘택 핀(70)의 삽입 과정을 용이하게 하는 퍼널 가이드(126)를 포함하고,
    상기 콘택 부싱(120)은 상기 퍼널 가이드(126) 반대편에 있는 콘택 부싱(120)의 측에, 관통 개구(121)를 임시로 덮는 임시 커버(124)를 포함하고, 상기 임시 커버(124)는 저압을 이용해서 파지 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접합 납땜하는 단계(S130)는 리플로우 납땜 공정인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서 또는 상기 액추에이터(50)는 콘택 핀(70)에 의해 전기 접촉될 수 있으며, 상기 콘택 부싱(120)을 삽입하는 단계(S120)는 조립 기계에 의해 수행되고, 삽입되는 콘택 부싱(120)은 상기 콘택 핀(70)을 위한 록킹 수단(122)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 압입-클램핑 기술에 의해 상기 콘택 핀(70)을 지지하기 위해, 상기 삽입되는 콘택 부싱(120) 내에 상기 록킹 수단(122)이 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 콘택 부싱(120)을 삽입하는 단계(S120)는, 조립 기계가 저압에 의해 상기 콘택 부싱(120)을 파지하여 상기 개구(115) 내로 삽입하는 방식으로 조립 기계에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 접합 납땜하는 단계(S130) 후에 상기 임시 커버(124)를 제거하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제공하는 단계(S110)에서 인쇄 회로 기판(110)이 제공되고, 상기 인쇄 회로 기판 상에 양쪽으로 상기 개구(115)에 땜납제가 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 차량 내의 센서 또는 액추에이터(50)를 위한 접속 콘택을 가진 인쇄 회로 기판에 있어서,
    - 차량의 상기 센서 또는 상기 액추에이터(50)에 대한 콘택 핀(70)을 수용하도록 그리고 전기 콘택을 형성하도록 설계된 관통 개구(121)를 가진 콘택 부싱(120);
    - 인쇄 회로 기판(110)의 금속화부와 상기 콘택 부싱(120) 사이의 리플로우 납땜 연결부(130)와, 하나 이상의 부품과 상기 인쇄 회로 기판(110) 사이의 추가 리플로우 납땜 연결부
    를 포함하고,
    상기 콘택 부싱(120)은 상기 콘택 부싱(120) 내로 콘택 핀(70)의 삽입 과정을 용이하게 하는 퍼널 가이드(126)를 포함하고,
    상기 콘택 부싱(120)은 상기 퍼널 가이드(126) 반대편에 있는 콘택 부싱(120)의 측에, 관통 개구(121)를 임시로 덮는 커버(124)를 포함하고, 상기 커버(124)는 저압을 이용해서 파지 가능한 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 임시 커버(124)는, 조립 기계에 의해 저압을 이용해서 파지가 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
  10. 차량 제어 유닛에 있어서,
    제 8 항 또는 제 9 항에 따른 인쇄 회로 기판(110);
    센서 또는 액추에이터(50);
    상기 인쇄 회로 기판(110)과 상기 센서 또는 상기 액추에이터(50) 사이의 전기적 연결을 제공하는 적어도 하나의 콘택 핀(70)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 유닛.
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