KR19990082048A - 전자 제어 장치에 사용되는 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

전자 제어 장치에 사용되는 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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엘마르 휴베르
롤프 리트징거
토마스 라이카
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

지지판 및 그 위에 설치된 하나 이상의 전기 또는 전자 구성소자용 기판이 구비되며, 절연체 내에 매립된 다수의 플러그핀을 갖는 플러그부재가 구비되고, 플러그핀의 제 1 단부는 외부 플러그장치의 접속을 위해 제공되어 있으며, 제 2 단부는 본딩 와이어를 통해 기판과 전기적으로 연결되어 있는, 전자 제어 장치에 사용되는 장치에 있어서, 플러그핀들의 래스터의 치수를 줄인 소형의 콤팩트한 장치 구조를 달성하기 위해, 각각의 플러그핀은 스탬핑 부재로서 제조되어 있으며, 그것의 제 2 단부는 기판에 대략 평행으로 뻗고 스탬핑 단계에 의해 제조된 정면 표면을 갖고 있으며, 본딩 와이어는 직접 플러그핀의 스탬핑된 정면 표면 위에 용접되어 있는 것이 제공된다. 또한 상기 장치의 제조 방법이 제공된다.

Description

전자 제어 장치에 사용되는 장치 및 그 제조 방법
상기와 같은 장치는 이미 DE 42 40 755 A1 에 개시되어 있으며 특히, 전자 제어 장치에 사용된다. 상기 장치는 전자회로와 구성소자들이 있는 도체 기판이 장착된 지지판 및 절연체 내에 매립되고 플러그부재 외부 양단부쪽으로 돌출되는 다수의 플러그핀을 가지며 지지판에 연결되는 플러그부재를 포함한다. 상기 장치는 예를 들면, 차량에 있어서 플러그핀의 제 1 단부상에 끼워질 수 있는 외부 플러그연결체에 연결된다. 플러그핀의 도체판쪽 제 2 단부는 정면표면이 도체판에 대해 수직으로 정렬 위치되어 도체판에 평행으로 뻗어 있으며, 압연된 측향방 표면에서 본딩 와이어를 통해 도체판상의 접속표면과 연결된다. 여기서의 결점은, 상기 장치에 있어서, 본딩 공구가 본딩 연결을 만들 때 플러그핀상에 놓여질 수 있도록, 도체판 및 지지판에 평행하게 정렬된 플러그핀의 측방 표면 위에 개방공간이 확보되어야 한다는 점이다. 따라서 플러그핀들을 다수의 평행열로 배치하는 것이 가능하지 않고, 이에 의해 특히 핀이 대단히 많은 플러그부재의 경우에는 플러그 열이 측방으로 확대되어야 하고 이로 인해 플러그부재의 공간적 치수는 커져서 큰 부지면적이 필요하게 된다. 그 위에 멀리 외측에 위치되는 플러그핀까지의 거리가 크기 때문에 직경 0.1 내지 0,3mm의 두꺼운 와이어에 의해서만 압연된 플러그핀의 측방 표면에 본딩이 될 수 있다. 이 방법의 결점은, 후선 본딩 연결을 형성시키는데는 세선 본딩 연결을 형성할 때 보다 시간이 대단히 더 많이 걸린다는 점이다. 그 위에, 혼성회로의 케이싱의 경우 하방절곡부 또는 고원부를 갖는 플러그핀의 정면을 제공하여 플러그핀의 고원부상에 직접 본딩을 하는 것이 알려져있다. 이 경우의 결점은, 추가 비용이 들어가는 제조 단계가 필요하고 절곡부가 공간적으로 길게 연장되어있음으로 해서 전체적으로 플러그부재가 커진다는 점이다.
본 발명은 청구항 1 의 상위 개념에 기재된 특징을 갖는 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1 은 지지부재와 플러그부재를 갖는 본 발명에 따른 장치로, 도 2 의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 취한 단면도.
도 2 는 지지부재와 플러그부재를 갖는 본 발명에 따른 장치의 평면도의 절취부가 도시된 도면.
도 3 은 제 1 스탬핑 단계에 따라 일면 횡다리에 의해 서로 연결된 플러그핀들이 도시된 도면.
상기 종래기술에 대하여 청구항 1 의 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는 기판을 플러그핀에 접속하는데 필요한 소요면적 및 플러그부재의 폭이 간단한 방법에 의해 크게 감소될 수 있는 장점을 갖는다. 이것은, 본딩 와이어가 지지 상의 기판에 평행하게 정렬된 스탬핑된 플러그핀의 정면 표면 위에 직접 결합되게 함으로써 달성된다. 순수한 스탬핑부재로서 형성된 플러그핀들 사이의 거리는 바람직하게는, 플러그핀들의 래스터의 치수가 기판상의 접속표면의 래스터의 치수에 대응되도록, 충분히 작게 택해질 수 있다. 그 위에 플러그핀과 기판의 접속표면 사이의 거리도 바람직하게 감소될 수 있고 기판의 크기도 감소될 수 있다. 따라서, 전체적으로 소형의 콤팩트한 장치 구조가 실현될 수 있다.
특히 플러그핀들을 플러그부재 내에 다수의 평행열로 배치하는 것이 유리한데, 그 이유는 플러그핀의 모든 정면이 자유롭게 접근가능하고 본딩 와이어 연결을 형성할 때 본딩 공구가 기판에 가까운 지지판 쪽으로부터 정면 표면 위에 안착될 수 있기 때문이다. 플러그핀들을 다수의 평행열로 배치시킴으로서 바람직하게는, 정면 표면이 접속 표면 보다 약간 넓을 때에도 정면 표면의 래스터의 폭이 기판의 접속 표면의 래스터의 폭보다 크지 않을 수 있게 된다.
그 위에 본딩 와이어와 플러그핀 사이의 용접 연결의 질을 향상시키기 위해, 적어도 플러그핀의 스탬핑 가장자리에 전해적으로 형성된 금속막을 피복시키는 것이 바람직하다.
더욱이 플러그핀 제조시에는, 플러그핀의 제 2 단부가 사출성형부재로 제조된 플러그핀으로 부터 약간 돌출되도록 하는 것이 바람직하며, 그 이유는 플러그부재를 사출성형하는 동안 플러그핀을 보다 높은 정밀도로 사출성형공구 내에서 조정하면서 지지할 수 있기 때문이다.
그 위에 플러그부재를 지지판의 홈 내에 삽입하는 것이 바람직하며, 그 이유는 그렇게함으로써 플러그핀이 특히 간단한 방식으로 기판의 접속 표면 가까이에 위치될 수 있기 때문이다.
그 위에, 지지판 및 그 위에 설치된 하나 이상의 전기 또는 전자 구성소자용 기판을 구비하고 또한 절연체 내에 매립된 다수의 플러그핀을 갖는 플러그부재를 구비하고 있으며, 플러그핀의 제 1 단부는 외부 플러그장치의 접속을 위해 제공되어 있고, 제 2 단부는 본딩 와이어를 통해 기판과 전기적으로 연결되어있는, 장치의 제조 방법이 바람직하며, 이 방법은 다음의 단계들, 즉, 플러그핀들을 그것 제 1 단부에 연결되는 횡다리가 잔류 유지되는 동안 금속 밴드로 부터 플러그핀들을 스탬핑 하는 단계, 특히 제 2 단부의 정면 표면에서 플러그핀들을 정밀 스탬핑 하는 단계와, 플러그핀의 정면 표면을 접점 금속층으로 전해적으로 성층하는 단계, 횡다리를 분리제거 하는 단계, 플러그핀들을 사출성형공구 내에 도입하고 사출성형에 의해 절연물질로 플러그부재를 제조하는 단계, 플러그핀들의 정면표면을 기판에 대략 평행하게 뻗게 하여 플러그부재를 지지판의 홈 내에 설치하는 단계, 각 플러그핀의 정면 표면과 지지판 기판 사이에 본딩 와이어 연결을 이루는 단계를 갖는다는 특징이 있다.
플러그핀을 간단한 스탬핑부재로서 제조하는 단계는, 특히 비용면에서 유리하다. 플러그핀의 정밀스탬핑에 의해 바람직하게도 플러그핀의 정면 표면은 와이어 본딩에 필요한 표면 질을 가질 수 있게 된다. 이때 바람직하게는 플러그핀들은 편면상의 결합다리를 통해 지지되고, 이 결합다리는 나중에 플러그핀의 전해 도포 후에 비로소 제거된다.
특히 바람직한 것은 선의 직경 0.025 내지 0.1mm를 갖는 세선 본딩을 이용할 수 있는 것이고, 그런 제조 방법은 종래 기술에 의한 통상적인 후선 본딩 연결에 비해 극히 더 신속히 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 도시되어 있으며 이하에서 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 예르 들면, 차량의 전자 제어 장치에 사용될 수 있는 본 발명에따른 장치의 횡단면도이다. 이 장치는 예르 들면, 제어 장치의 바닥부를 구성하는 지지판(1)을 포함한다. 지지판(1)의 상부면 위에는 예를 들면, 대 도체판, 혼성 세라믹기판 또는 세라믹 적층물일 수 있는 기판(3)이 있다. 그 기판(3)은 구성소자들(4)(도 1 및 도 2 에는 그 중의 하나만 도시됨)을 갖는 전자 회로를 포함한다. 구성소자들(4)을 연결시키는 도체레일들은 도시되어있지 않다. 기판(3)은, 플러그부재(2)에 접속시키기 위해 회로부 및 구성소자(4)와 접속되어 있는 접속 표면(6)을 가지며, 그 플러그부재는 기판(1)의 홈(5) 내에 위치된다. 상기 접속은 나사, 접착제 또는 기타의 적당한 방법에 의해 행해진다. 플러그부재(2)는 사출성형부재로 구성되며, 절연체 내에 매립되어 있는, 간단한 스탬핑부재로 형성된 다수의 플러그핀(7)을 가지며, 그 핀들은 플러그부재(2)의 양단무측 외부로 돌출되어 있다. 플러그핀들은 예를 들면, 전해적으로 니켈과 금으로 피막된 CuFe2로 제조될 수 있고, 0.6×0.6mm의 정방형 단면을 갖는다. 지지판(1)의 기판(3) 대향편 측면에서 플러그부재(2)외부로 돌출되는 플러그핀(7)의 제 1 단부(9)는 외부 상대플러그에 접속되도록 제공되어 있으며, 한편 지지판(1)의 기판측 상부면에서 돌출되는 제 2 단부(8)는 기판(3)에 전기 접속되도록 제공되어 있다. 본딩 공구가 정면 표면(10)과 접속 표면(6)에 접근되어 정면 표면(10)과 접속 표면(6) 사이에 본딩 와이어가 연결될 수 있도록, 제 2 단부의 정면 표면(10)이 기판(3)과 접속 표면(6)에 평행하게 배향되는 것이 결정적으로 중요하다. 기판(3)의 접속 표면(6)과 플러그핀의 정면 표면(10)을 연결하는 도 1 및 도 2 에 도시된 본딩 와이어(11)는 후선 본딩(두꺼운 와이어 본딩) 또는 세선 본딩(가는 와이어 본딩)에 의해 제조될 수 있을 것이다. 세선 본딩의 경우에는 직경 0.025 mm 내지 0.1 mm의 금선이 사용되고, 후선 본딩의 경우에는 직경 0.1 내지 0.3 mm를 가진 알루미늄선이 사용된다. 플러그핀(7)은 두 평행열로 플러그부재(2) 내에 배치되어 있다. 그러나 두 개 이상의 열을 갖는 실시예도 고려될 수 있다. 특히 도 2 에 도시된 바와 같이, 플러그핀들(7)은 플러그부재(2) 내에서 차례로 연속되고 서로 벗어나 위치되는 두 개의 열로 배치된다. 정면 표면(10)의 래스터의 폭이 접속 표면(6)의 래스터의 폭 보다 크지 않고 접속 표면(6)과 정면 표면(10)이 서로 대향 위치되도록, 정면 표면(10)의 래스터의 치수는 기판(3)의 접속 표면(6)의 래스터에 대응된다. 그럼으로써, 바람직하게도 배치(장치)의 공간 치수가 감소될 수 있다. 정면 표면(10)의 두 열이 벗어나 배치됨으로써, 기판(3)으로부터 보다 멀리 격리 배치된 열의 정면 표면(10)에 연결된 본딩 와이어는 기판 가까이에 배치된 전방열의 정면 표면(10)을 덮지 않을 수 있게 되고, 그리하여 전방열에의 본딩 와이어 연결이 문제점 없이 이루어질 수 있다. 이 배치방식에 의해 플러그핀의 정면 표면(10)은 접속 표면(6) 가까이에 배치되기 때문에 두 면 사이의 결합연결이 상대적으로 짧아진다. 따라서 두꺼운 와이어 또는 가는 와이어로도 결합될 수 있어서, 특히 고 전류 접속을 위한 후선 본딩 연결에 사용될 수 있다.
다음에는 상기 장치의 제조 방법이 설명된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 우선 제 1 스탬핑 단계(도면의 실선)에서 예를 들면, CuFe2로 된 금속밴드(20)로 부터 플러그핀의 윤곽을 스탬핑해 내는데, 플러그핀들을 그 제 1 단부(9)에서 함께 결합시키는 일면 횡다리(22)는 그대로 유지 및 잔류시킨다. 제 1 스탬핑에서는 매끄럽게 절단된 부분은 거칠게 절단된 부분과 양적으로 대략 일치하고, 이어서 플러그핀은 정밀스탬핑 단계에서 다시 스탬핑되어야 하고(도 3에서 점선으로 도시됨) 그래야 그 최종윤곽을 얻게 된다. 제 2 스탬핑에서는 스탬핑 가장자리의 평활절단부 분량이 훨씬 많아지게 되고, 따라서 특히 결합면으로서 제공되어 있는 플러그핀(7)의 정면 표면(10)은 평활하고 결합가능한 표면구조를 갖게 된다. 이어서, 플러그핀은 적어도 정면 표면(10)에서 전해적으로 니켈 합금을 갖는 금층으로 피복되고 도 3 의 선 22 를 따라 개별적으로 절단된다. 핀들(7)을 사출성형공구 내에 투입하고 제 1 단부(9)와 제 2 단부(8)에 까지 절연체로 사출성형 피복한다. 세선 본딩의 경우에는 제 2 단부(9)는 플러그부재로부터 1 mm 이하로 돌출되어야 하고, 후선 본딩의 경우에는 0.5 mm 이하 돌출되아야 한다. 플러그핀(7)의 제 2 단부(8)에 있는 정면 표면(10)이 기판(3)의 접속 표면(6)에 평행으로 정렬되도록 하여, 완성된 플러그부재(2)를 지지판(1)의 홈(5) 내에 고정한다. 이어서 본딩 공구를 사용하여 본딩 와이어(11)를 통하여 접속 표면(6)을 정면 표면(10)과 연결한다.

Claims (7)

  1. 지지판(1) 및 그 위에 설치된 하나 이상의 전기 또는 전자 구성 소자(4)용 기판(3)이 구비되며, 절연체 내에 매립된 다수의 플러그핀(7)을 갖는 플러그부재(2)가 구비되고, 플러그핀의 제 1 단부(9)는 외부 플러그장치의 접속을 위해 제공되며, 제 2 단부(8)는 결합와이어(11)를 통해 기판(3)과 전기적으로 연결되는 전자 제어 장치에 사용되는 장치에 있어서,
    각각의 플러그핀(7)은 스탬핑 부재로서 제조되어 있으며, 그것의 제 2 단부(8)는 기판(3)에 대략 평행하게 뻗어 있고 스탬핑 단계에 의해 제조된 정면 표면(10)을 갖고 있으며, 결합와이어(11)는 직접 플러그핀(7)의 스탬핑된 정면 표면(10)상에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치에 사용되는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 플러그핀(7)은 실제적으로 2 열로 플러그부재(2) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치에 사용되는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 스탬핑 부재로서 제조된 플러그핀(7)은 적어도 정면 표면(10)에 전해적으로 형성된 금속피막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치에 사용되는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 플러그핀(7)의 제 2 단부(8)는 사출성형 부재로서 제조된 플러그핀(2)으로부터 약간 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치에 사용되는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 플러그부재(2)는 지지판(1)의 홈(5)내에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치에 사용되는 장치.
  6. 지지판(1) 및 그 위에 설치된 하나 이상의 전기 또는 전자 구성 소자(4)용 기판(3)이 구비되며, 절연체 내에 매립된 다수의 플러그핀(7)을 갖는 플러그부재(2)가 구비되고, 플러그핀의 제 1 단부(9)는 외부 플러그장치의 접속을 위해 제공되며, 제 2 단부(8)는 결합와이어(11)를 통해 기판(3)과 전기적으로 연결되어 있는 전자 제어 장치에 사용되는 장치의 제조 방법에 있어서,
    - 플러그핀들(7)의 제 1 단부(9)에 연결되는 횡다리(22)를 잔류 유지시키는 동안 금속밴드(20)로 부터 플러그핀들(7)을 스탬핑 하는 단계와,
    - 특히 제 2 단부(8)의 정면 표면(10)에서 플러그핀들(7)을 정밀 스탬핑 하는 단계와,
    - 적어도 플러그핀(7)의 정면 표면(10)을 접점 금속층으로 전해적으로 성층하는 단계와,
    - 횡다리(22)를 분리제거 하는 단계와,
    - 플러그핀들(7)을 사출성형공구 내에 도입하고 사출성형에 의해 절연물질로 플러그부재(2)를 제조하는 단계와,
    - 플러그핀들(7)의 정면 표면(10)을 기판(3)에 대략 평행하게 뻗게 하여 플러그부재(2)를 지지판(1)의 홈(5)내에 설치하는 단계 및,
    - 각 플러그핀(7)의 정면 표면(10)과 지지판(1) 기판(3) 사이에 결합와이어(11) 연결을 이루는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치에 사용되는 장치의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 와이어 본딩을 위해 두께 0.025 내지 0.1 mm 의 세선이 사용되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치에 사용되는 장치의 제조 방법.
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