KR20130128369A

KR20130128369A - 연료 펌프용 전자 회로를 위한 하우징

Info

Publication number: KR20130128369A
Application number: KR1020137003438A
Authority: KR
Inventors: 롤프 그라프
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-11-26
Also published as: DE102010026954B4; CN102986316B; US20130114221A1; WO2012007355A2; EP2594120A2; WO2012007355A3; US9307668B2; DE102010026954A1; CN102986316A

Abstract

본 발명은 연료 펌프용 전자 회로를 위한 하우징(7)에 관한 것으로, 하우징은 기부 및 기부에 연결되는 커버(5), 인쇄 회로 기판(1) 및 이것의 일측에 배치되는 전기 및/또는 전자 부품(2)으로 구성된다. 부품(2)이 배치되는 인쇄 회로 기판(1) 측에 독립형 금속 스트립(4)이 배치되며, 이때 부품(2)은 스트립(4)에 의해 둘러싸이는 영역 내에 배치된다. 커버(5)가 인쇄 회로 기판(1)이 기부를 형성하고 커버(5)가 하우징(7)을 형성하는 방식으로 독립형 스트립(4)에 납접되고, 인쇄 회로 기판(1)은 적어도 하나의 차단층(8)을 구비한다.

Description

연료 펌프용 전자 회로를 위한 하우징{HOUSING FOR AN ELECTRONIC CIRCUIT FOR A FUEL PUMP}

본 발명은 인쇄 회로 기판, 인쇄 회로 기판상에 배치되는 전기 및/또는 전자 부품, 기부 및 기부에 연결되는 커버로 구성되고, 기부 및 커버가 하우징을 형성하는, 연료 펌프용 전자 회로를 위한 하우징에 관한 것이다.

이러한 전자 회로는 연료를 연료 용기로부터 내연 기관으로 급송하기 위해 차량의 연료 펌프에 사용된다. 전자 회로는 연료 펌프의 전자적으로 조절되는 전기 모터를 작동시키도록 요구된다. 여기에 사용되는 인쇄 회로 기판은 일반적으로 섬유 강화 플라스틱으로 구성되며, 여기에서 사용되는 플라스틱은 에폭시드 또는 듀로플라스트(duroplast) 및 써모플라스트(thermoplast) 또는 PTFE와 같은 특정 플라스틱이다. 사용되는 섬유 재료는 유리 섬유, 플라스틱 섬유 및 탄소 섬유와 식물 섬유 및 종이이다. 전자 회로를 연료 펌프 내에 또는 그 바로 주위에 배치함으로 인해, 전자 부품 및 전도체 트랙은 연료의 침습성 성분으로부터 보호되어야 한다. 연료 성분이 또한 인쇄 회로 기판을 통해 확산되기 때문에, 그것들은 충분한 보호를 제공하지 않는다. 이러한 이유로, 전자 회로를 보호하기 위해, 인쇄 회로 기판은 밀봉된 금속 하우징 내부에 부품과 함께 배치된다. 전기 연결을 위한 피드스루(feedthrough)가 유리/금속 피드스루로서 구현되어야 한다. 이들 유리/금속 피드스루의 단점은 시일의 제조에 수반되는 비용 및 복잡성이다.

부품을 세라믹 기부 상에 배치하고 세라믹 기부를 금속 커버에 납접하여 부품이 세라믹 기부와 커버 사이에 보호되어 배치되는 것이 또한 알려져 있다. 여기에서 세라믹 기부는 연료에 대한 확산 장벽으로서의 역할을 한다.

공지된 실시 형태의 단점은 이러한 하우징의 상당한 비용 요소이며, 이러한 비용 요소는 단지 고가의(high-value) 응용에 대해서만 경제적인 사용을 허용한다.

따라서, 본 발명은 부품이 연료로부터 충분히 보호되는 전자 회로의 하우징을 제공하는데 목적을 두고 있다. 여기에서 전자 회로의 보호는 비용 효율적인 방식으로 달성되도록 의도된다.

본 발명에 따르면, 상기한 목적은 밀폐형(enclosed) 금속성 트랙이 부품이 배치되는 인쇄 회로 기판 측에 배치되고, 부품이 트랙에 의해 둘러싸이는 영역 내에 배치되며, 기부로서의 인쇄 회로 기판과 커버가 하우징을 형성하도록 커버가 납접 연결에 의해 밀폐형 트랙에 연결되고, 인쇄 회로 기판이 적어도 하나의 차단층을 구비한다는 점에서 달성된다.

이와 관련하여, 인쇄 회로 기판 및 전자 부품 둘 모두가 연료 내에 함유된 침습성 물질에 대해 어느 정도의 저항을 갖는다는 사실이 이용된다. 따라서, 본 발명에 따른 하우징에 의하면, 단지 밀봉된 하우징에 의해서만 가능할 완전한 차단 효과를 달성할 필요가 없다. 대신에, 인쇄 회로 기판 및 부품의 이미 존재하는 저항이 전자 회로의 충분한 보호를 보장하기 위해 본 발명에 따른 하우징의 차단 효과와 조합된다. 이는 인쇄 회로 기판을 하우징 기부로서, 따라서 하우징의 구성요소로서 사용하는 것을 가능하게 한다. 별개의 하우징 기부가 필요하지 않다. 그 결과, 하우징은 더욱 간단하게 그리고 더욱 비용 효율적으로 제조될 수 있다.

하나의 간단한 실시 형태에서, 차단층은 부품의 반대쪽을 향하는 인쇄 회로 기판 측에 배치된다. 이러한 인쇄 회로 기판 측에는 일반적으로 부품이 없으며, 그 결과 차단층이 특히 적은 비용으로 이러한 인쇄 회로 기판 측에 배치될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 차단층은 차단층이 인쇄 회로 기판 내에 층으로서 배치되면 인쇄 회로 기판이 제조될 때 이미 제공된다. 복수의 차단층, 바람직하게는 2개 내지 3개의 차단층을 인쇄 회로 기판 내에 배치하는 것은 차단 효과를 증가시키는데 기여하며, 이때 개별 차단층은 서로 이격된다. 이는 차단층이 인쇄 회로 기판의 절연 재료에 의해 서로 분리됨을 의미한다. 인쇄 회로 기판 내에 배치되는 차단층은 인쇄 회로 기판의 외면상에 배치되는 차단층의 치수뿐만 아니라 그것과는 상이한 치수도 또한 가질 수 있다.

두 실시 형태는 또한 인쇄 회로 기판이 제조될 때, 그리고 인쇄 회로 기판이 원하는 치수로 절단되고/절단되거나 준비되기 전에 차단층이 이미 배치될 수 있는 이점을 갖는다. 이러한 방식으로 차단층의 배치가 특히 경제적으로 수행될 수 있다.

차단 효과로 구성되는 요건에 따라, 차단층은 개별 층 또는 복수의 개별 층으로 구성될 수 있다. 특히, 엄격한 요건의 경우에, 상응하게 구성되는 층 시스템이 사용될 수 있다.

용이한 제조와 동시에 수반되는 우수한 차단 효과가 구리, 니켈, 금, 알루미늄 또는 금속 합금으로 제조된 차단층으로 달성된다. 이들 재료는 이것들이 또한 전도체 트랙을 위한 재료로서 사용될 수 있는 이점을 갖는다. 따라서, 전도체 트랙을 적용하기 위한 방법 및 장치가 차단층을 배치하기 위해 사용될 수 있다. 그 결과, 차단층에 대한 비용이 적게 유지될 수 있다.

차단층의 두께가 요건에 따라 차단 효과에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 1 ㎛ 내지 300 ㎛, 바람직하게는 17.5 ㎛ 내지 150 ㎛의 두께의 차단층으로 충분한 차단 효과가 달성된다.

충분히 우수한 차단 효과를 위해, 차단층은 금속성 트랙의 외측 치수와 실질적으로 동일한 치수를 갖는다.

커버를 적용하기 위해 금속성 트랙은 이것이 전도체 트랙의 재료, 바람직하게는 구리 또는 금으로 구성되면 특히 쉽게 제조될 수 있다. 전도체 트랙을 적용하기 위한 방법 및 장치가 금속성 트랙을 적용하기 위해 사용될 수 있는 것이 또한 유리하다.

밀폐형 트랙의 폭이 납접 연결을 통해 인쇄 회로 기판에 연결되는 커버의 영역보다 크면 차단 효과를 증가시키는데 기여한다. 차단층과 마찬가지로 금속성 트랙이 확산 장벽으로서의 역할을 하기 때문에 금속성 트랙의 폭은 차단 효과의 척도이다. 이 정도까지, 금속성 트랙의 폭이 증가함에 따라 인쇄 회로 기판의 절연 재료 내에서의 확산 이동이 길어지며, 그 결과 보호 효과가 증가된다.

하우징은 차단층과 밀폐형 트랙이 동일 재료로 구성되면 특히 비용 효율적으로 제조될 수 있다.

인쇄 회로 기판의 대향측의 커버보다 큰 영역을 덮는 차단층으로 개선된 차단 효과가 달성된다.

차단층의 차단 효과에 불리하게 영향을 미치는 것을 회피하기 위해, 추가의 개선은 인쇄 회로 기판 내에 매립되는 연결 라인에 의해서, 외부로부터 도입되는 전기 라인에 의해 회로와 그 구성요소 사이에서 접촉이 이루어지는 것을 제공한다. 이 목적을 위해, 인쇄 회로 기판상에 배치되는 그리고 인쇄 회로 기판 내에 매립되는 연결 라인에 연결되는 접점이 제공된다. 이는 차단 효과의 감소를 초래할, 차단층 또는 커버가 접촉하기 위해 중단되는 상황을 방지한다. 연결 라인은 서로 절연되는 그리고 인쇄 회로 기판 내에 적층되어 배치되는 하나 이상의 전도체 레벨로서 구현될 수 있다.

하나의 유리한 실시 형태에 따르면, 연결 라인으로 인한 차단 효과에 대한 불리한 영향이 접점이 금속성 트랙 밖에 그리고/또는 인쇄 회로 기판상의 차단층 밖에 배치되고, 상기 차단층은 인쇄 회로 기판의 대향측에 배치된다는 사실에 의해 회피된다. 이 목적을 위해, 인쇄 회로 기판을 부분적으로 확대된 형태로 구현하는 것도 또한 고려할 수 있다.

접점 배열로 인해 보호되지 않는 인쇄 회로 기판의 영역은 접점이 금속성 트랙 내부에 그리고/또는 인쇄 회로 기판의 대향측에 배치되는 차단층 내부에 배치되면 감소될 수 있으며, 여기에서 금속성 트랙 및/또는 차단층은 환형 갭으로서 구현되는 거리를 두고 접점을 둘러싼다.

인쇄 회로 기판의 주연부를 형성하는 외측 에지 위로의 연료의 확산이 추가의 차단층으로 방지되며, 여기에서 이러한 추가의 차단층은 금속성 트랙 및 인쇄 회로 기판의 대향측에 배치되는 차단층이 서로 연결되도록 인쇄 회로 기판의 주연부 상에 배치된다.

본 발명은 복수의 예시적인 실시 형태를 사용하여 더욱 상세히 설명된다.

본 발명에 의하면, 부품이 연료로부터 충분히 보호되는 전자 회로의 하우징이 제공된다. 여기에서 전자 회로의 보호는 비용 효율적인 방식으로 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 하우징의 인쇄 회로 기판을 도시한다.
도 2는 도 1로부터 본 발명에 따른 하우징의 단면도를 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 인쇄 회로 기판의 제2 실시 형태를 도시한다.
도 4 및 도 5는 도 2에 따른 하우징의 다른 실시 형태를 도시한다.

도 1은 인쇄 회로 기판(1)을 평면도로 도시하며, 여기에서 더욱 명확한 예시를 위해 커버가 도시되지 않는다. 전자 회로의 전자 부품(2)이 인쇄 회로 기판(1) 상에 배치되고, 전도체 트랙(3)을 통해 서로 연결된다. 인쇄 회로 기판의 에지 영역에, 전자 회로를 둘러싸는 밀폐형 금속성 트랙(4)이 배치된다. 밀폐형 금속성 트랙(4)은 전도체 트랙(3)과 마찬가지로 구리로 구성된다. 인쇄 회로 기판(1)은 에폭시드 기반 합성 수지로 구성된다. 일측에서, 인쇄 회로 기판(1)은 밀폐형 금속성 트랙(4) 밖에 복수의 관통구(breakthrough)(9)를 구비하며, 상기 관통구(9)는 구리로 라이닝된다. 관통구(9)는 전자 회로를 여기에 예시되지 않은 대응하는 전기 연결 라인에 연결하기 위한 접점(10)을 형성한다.

도 2는 인쇄 회로 기판(1)을 부품(2)과 함께 단면도로 도시한다. 부품(2)과 밀폐형 금속성 트랙(4)은 인쇄 회로 기판(1)의 상면 상에 배치된다. 금속으로 제조된 커버(5)가 금속성 트랙(4) 상에 납접되어, 부품(2)을 갖춘 전자 회로를 완전히 덮는다. 커버(5)의 에지(6)는 인쇄 회로 기판(1)과의 연결을 위한 우수한 지지 면을 제공하기 위해 플랜지 방식으로 외향으로 지향된다. 따라서, 인쇄 회로 기판(1)과 커버(5)는 하우징(7)을 형성한다.

구리로 제조된 차단층(8)이 인쇄 회로 기판(1)의 저면 상에 큰 영역에 걸쳐 배치되고, 그 외측 치수에서 대략적으로 금속성 트랙(4)의 치수를 갖는다. 커버(5)는 전자 회로가 직접 연료와 접촉하지 않도록 보호하는 반면, 차단층(8)은 연료가 아래로부터 인쇄 회로 기판(1)을 통해 확산되지 못하도록 방지한다. 단지 인쇄 회로 기판(1)의 비보호 원주 방향 에지만이 이제 연료 또는 연료 증기와 접촉된다. 그 결과, 연료는 이제 금속성 트랙(4)과 차단층(8) 사이의 인쇄 회로 기판 재료를 통해 커버(5)에 의해 덮인 공간(5) 내로 이동할 수 있을 뿐이다. 따라서, 금속성 트랙(4)의 폭은 부품(2)에 도달할 때까지 연료가 그것을 통해 확산되어야 하는 인쇄 회로 기판 재료의 길이를 결정한다. 따라서, 금속성 트랙(4)을 확장함으로써 차단 효과가 훨씬 더 개선될 수 있다.

전자 회로의 부품(2)을 각각의 접점(10)에 연결하는 그리고 연결 라인으로서의 역할을 하는 전도체 레벨(11)이 인쇄 회로 기판(1) 내에 배치된다.

도 3 및 도 4에 예시된 인쇄 회로 기판(1)은 변형된 금속성 트랙(4)과 차단층(8)에 의해 규정된다. 접점(10)이 배치되는 인쇄 회로 기판(1) 측에서, 금속성 트랙(4)의 폭과 차단층(8)의 폭은 이것들이 접점(10)을 완전히 둘러쌀 정도로 확장된다. 단지 각각의 접점(10) 주위의 좁은 환형 갭(12)만이 접점(10)과 금속성 트랙(4) 또는 차단층(8)의 전기적 절연을 보장한다. 이 실시 형태는 훨씬 더 우수한 보호를 제공한다. 또한, 인쇄 회로 기판(1)은 인쇄 회로 기판(1) 내부에 배치되는 추가의 차단층(8a)을 구비한다. 제2 차단층(8a)은 특히 차단층과 커버(5) 사이의 거리가 단축된다는 사실에 의해 추가적인 차단 효과를 생성한다. 차단층(8b)은 인쇄 회로 기판(1)의 외면상에 배치되는 차단층(8)과는 약간 상이한 치수를 갖는다. 특히, 접점(10)의 영역에서, 차단층은 필요로 하는 환형 갭(12)으로 인해 차단층(8)보다 접점(10)에 더욱 근접하게 배치된다. 개별 차단층(8, 8a)의 이러한 중첩으로 인해, 접점(10)의 영역에서 추가적인 보호가 달성된다.

도 5의 인쇄 회로 기판(1)에서, 이전에 노출된 원주 방향 에지가 구리층 형태의 추가의 차단층(8b)을 구비하며, 여기에서 차단층(8b)은 차단층(8)을 금속성 트랙(4)에 연결하고, 그 결과 인쇄 회로 기판(1)의 표면이 단지 환형 갭(12)의 영역에서만 노출된다.

1: 인쇄 회로 기판 2: 전자 부품
3: 전도체 트랙 4: 밀폐형 금속성 트랙
5: 커버 6: 에지
7: 하우징 8: 차단층
9: 관통구 10: 접점
11: 전도체 레벨

Claims

기부 및 기부에 연결되는 커버, 인쇄 회로 기판 및 인쇄 회로 기판의 일측에 배치되는 전기 및/또는 전자 부품으로 구성되는, 연료 펌프용 전자 회로를 위한 하우징에 있어서,
부품(2)이 배치되는 인쇄 회로 기판(1) 측에 밀폐형 금속성 트랙(4)이 배치되고, 부품(2)은 트랙(4)에 의해 둘러싸이는 영역 내에 배치되며, 기부로서의 인쇄 회로 기판(1)과 커버(5)가 하우징(7)을 형성하도록 커버(5)가 납접 연결에 의해 밀폐형 트랙(4)에 연결되고, 인쇄 회로 기판(1)은 적어도 하나의 차단층(8)을 구비하는 것을 특징으로 하는 하우징.
제1항에 있어서,
차단층(8)은 부품(2)의 반대쪽을 향하는 인쇄 회로 기판(1) 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 하우징.
제1항에 있어서,
차단층은 인쇄 회로 기판(1) 내에 적어도 하나의 층(8a)으로서 배치되는 것을 특징으로 하는 하우징.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
차단층(8, 8a)은 복수의 개별 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
차단층(8, 8a, 8b)은 구리, 니켈, 금, 알루미늄 또는 금속 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
차단층(8, 8a, 8b)의 두께는 1 ㎛ 내지 300 ㎛, 바람직하게는 17.5 ㎛ 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 하는 하우징.
제1항에 있어서,
금속성 트랙(4)은 전도체 트랙의 재료, 바람직하게는 구리 또는 금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징.
제1항 및 제2항에 있어서,
금속성 트랙(4)의 폭은 납접 연결을 통해 인쇄 회로 기판(1)에 연결되는 커버(5)의 영역보다 큰 것을 특징으로 하는 하우징.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
차단층(8)과 금속성 트랙(4)은 동일 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
차단층(8, 8a, 8b)은 인쇄 회로 기판(1)의 대향측의 커버(5)보다 큰 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 하우징.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
인쇄 회로 기판(1)은 각각의 경우 적어도 하나의 부품(2)에 전기 전도성 방식으로 연결되는 접점(10)을 구비하고, 접점(10)에 대한 부품(2)의 연결은 인쇄 회로 기판(1) 내에 매립되는 연결 라인(11)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 하우징.
제9항에 있어서,
접점(9)은 금속성 트랙(4) 및/또는 인쇄 회로 기판(1) 상의 차단층(8) 밖에 배치되고, 상기 차단층(8)은 인쇄 회로 기판(1)의 대향측에 배치되는 것을 특징으로 하는 하우징.
제9항에 있어서,
접점(10)은 금속성 트랙(4) 및/또는 인쇄 회로 기판(1)의 대향측에 배치되는 차단층(8) 내부에 배치되고, 금속성 트랙(4) 및/또는 차단층(8)은 환형 갭(12)으로서 구현되는 거리를 두고 접점(9)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 하우징.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
추가의 차단층(8b)이 상기 차단층(8b)이 금속성 트랙(4) 및 인쇄 회로 기판(1)의 대향측에 배치되는 차단층(8)을 서로 연결시키도록 인쇄 회로 기판(1)의 주연부 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 하우징.