(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのプリント回路板（２）とケーシング（３）とを備え、
該ケーシング（３）は前記少なくとも１つのプリント回路板（２）をガイドするための少なくとも１つのガイド領域（４）を有している
電気回路装置において、
前記少なくとも１つのプリント回路板（２）は、少なくとも１つの被ガイド領域において、前記ケーシング（３）への前記プリント回路板（２）の挿入方向で、および／または、該挿入方向に対して垂直な方向で、少なくとも１列の凹部を有しており、
前記ケーシング（３）は、前記少なくとも１つのガイド領域（４）の少なくとも１つの変形領域（１０）において、該少なくとも１つの変形領域（１０）が少なくとも部分的に前記少なくとも１列の凹部内へ入り込むように、機械的に変形されている
ことを特徴とする電気回路装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記プリント回路板（２）のメタライゼーション内の構造として、または、前記プリント回路板（２）内の溝もしくはスルーコンタクトとして構成されている、請求項１記載の電気回路装置。
【請求項３】
前記プリント回路板（２）のメタライゼーション内の構造は溝である、請求項２記載の電気回路装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのプリント回路板（２）は、少なくとも、前記少なくとも１列の凹部の領域において金属化されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気回路装置。
【請求項５】
前記メタライゼーション（６）は銅を含む、請求項４記載の電気回路装置。
【請求項６】
２列以上の凹部が前記少なくとも１つのプリント回路板（２）に設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気回路装置。
【請求項７】
前記ケーシング（３）において前記変形領域（１０）と前記ガイド領域（４）とが一体型構造を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気回路装置。
【請求項８】
前記ケーシング（３）は加圧注型されたアルミニウムから製造されている、請求項７記載の電気回路装置。
【請求項９】
前記ケーシング（３）はプラグインケーシングとして構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の電気回路装置。
【請求項１０】
前記電気回路装置は自動車制御装置用の電気回路装置（１）である、請求項１から９までのいずれか１項記載の電気回路装置。
【請求項１１】
電気回路装置の製造方法であって、
少なくとも１つのプリント回路板（２）をケーシング（３）に固定するために、前記少なくとも１つのプリント回路板（２）を少なくとも部分的に前記ケーシング（３）の少なくとも１つのガイド領域（４）に挿入する方法において、
前記少なくとも１つのプリント回路板（２）の少なくとも１つの被ガイド領域に、前記ケーシング（３）への前記プリント回路板（２）の挿入方向で、および／または、該挿入方向に対して垂直な方向で、少なくとも１列の凹部を設け、
前記ケーシング（３）を、前記少なくとも１つのガイド領域（４）の少なくとも１つの変形領域（１０）において、該変形領域（１０）が少なくとも部分的に前記少なくとも１列の凹部内へ入り込むように、機械的に変形させる
ことを特徴とする電気回路装置の製造方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの変形領域（１０）を少なくとも部分的に前記少なくとも１列の凹部へ押し込む、請求項１１記載の電気回路装置の製造方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの変形領域（１０）が前記少なくとも１列の凹部へ入り込んだ領域において、前記少なくとも１つのプリント回路板（２）と前記ケーシング（３）との間のオーミックコンタクトを形成する、請求項１１または１２記載の電気回路装置の製造方法。
【請求項１４】
前記電気回路装置は請求項１から１０までのいずれか１項記載の電気回路装置（１）である、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の電気回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、少なくとも１つのプリント回路板とケーシングとを備え、ケーシングが少なくとも１つのプリント回路板をガイドするための少なくとも１つのガイド領域を有している電気回路装置、特に自動車制御装置用の電気回路装置に関する。さらに、本発明は、電気回路装置の製造方法、特に、少なくとも１つのプリント回路板をケーシングに固定するための方法に関する。
【０００２】
電気回路装置およびその製造方法は従来技術から知られている。電気回路装置は少なくとも１つのプリント回路板とこのプリント回路板を収容するケーシングとを含む。ケーシングは、特に、プリント回路板の挿入時にこれをガイドする少なくとも１つのガイド領域を有しており、電気回路装置の製造時にガイド領域にプリント回路板の少なくとも一部の領域が挿入される。
【０００３】
プリント回路板をケーシング内で固定するために、ケーシングのガイド領域のうち少なくとも一部の領域が、プリント回路板の所定の面、有利には金属化面に対して、型押しされる。ケーシングは、部分的に機械的に変形されることにより、プリント回路板の金属化面に対して押圧される。このとき、プリント回路板のうち変形領域から遠いほうの側が、ガイド領域内に構成されているケーシングの受け部に押しつけられる。これにより、一方ではプリント回路板とケーシングとの間の熱接触が形成され、他方では、プリント回路板のうちケーシングの一部が押しつけられた面が金属化されていれば、有利には接地されているケーシングへのオーミックコンタクトが形成される。
【０００４】
ただし、従来技術から公知の電気回路装置では、ケーシングでプリント回路板を保持する力が制限されていることが判明している。このため、公知の製造方法では、プリント回路板の有利な金属化面に対するケーシングの部分的な押しつけにより、或る程度の力による接合しか生じない。また、ケーシングを金属化面に押しつけることにより生じるケーシングとプリント回路板との間のオーミックコンタクトは気密とはならないことも判明している。これにより、コンタクト領域に酸化層が形成されて、コンタクト抵抗が変化し、特に高オームとなる。よって、電気回路装置の耐用期間全体にわたる低オームコンタクトは形成されない。
【０００５】
不充分な機械的固定のためにケーシングとプリント回路板との間の保持力が制限されているため、コンタクトは電気回路装置の耐用期間全体にわたって低オームには維持されない。なぜなら、特に電気回路装置が自動車用制御装置である場合、温度変化および機械的振動のために各コンタクト面の密な当接が保証されないからである。機械的振動はコンタクト面の摩擦衝突もしくはコンタクトの高オーム化を引き起こすことがある。このため、型押しによって生じるプリント回路板とケーシングとの間の電気的コンタクトを、プリント回路板に配設される電気素子もしくは電子素子に対するアース端子として利用することはできない。
【０００６】
発明の開示
これに対して、請求項１に記載された特徴を有する電気回路装置は、プリント回路板とケーシングとの間の保持力が著しく高められ、特に、ケーシング内での少なくとも１つのプリント回路板の横方向固定度が改善されるという利点を有する。
【０００７】
これは、本発明で、少なくとも１つのプリント回路板が少なくとも１つの凹部を有しており、ケーシングが、少なくとも１つのガイド領域の少なくとも１つの変形領域において、この少なくとも１つの変形領域が少なくとも部分的に少なくとも１つの凹部内へ入り込むように機械的に変形されていることにより、達成される。変形領域が少なくとも部分的に凹部へ入り込んでいるので、形状による接合が実現される。このため、横方向すなわちプリント回路板の平面に直交する方向での保持力が格段に高まり、プリント回路板の横方向固定度が著しく改善される。プリント回路板は導体プレートとして構成することができる。有利には、プリント回路板には電気素子もしくは電子素子が実装され、電気回路装置の機能が実現される。プリント回路板は有利には可撓性もしくは半可撓性を有する。特に、可撓性のプリント回路板はポリイミドシートもしくは他のポリマー材料をベースとして製造される。
【０００８】
本発明の或る実施形態によれば、少なくとも１つの凹部は、プリント回路板のメタライゼーション内の構造、例えば溝として構成される。プリント回路板は、この場合、表面がパターニングされたメタライゼーション領域（有利には金属コーティングされた領域）を有する。パターニングは例えば１つまたは複数の溝、袋孔もしくは他のタイプの凹部を含む。特に、複数の凹部が列状もしくは格子状に並んだ幾何学的パターンも可能である。凹部はプリント回路板内の溝もしくはスルーコンタクトとして構成され、ビアとも称される。スルーコンタクトは有利にはプリント回路板内の貫通孔もしくは縦孔もしくは袋孔として構成可能である。
【０００９】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つのプリント回路板は、少なくとも１つの凹部の少なくとも一部の領域において金属化されている。これは、例えば、凹部がプリント回路板内のメタライゼーションの構造として設けられるケースである。また、プリント回路板自体の内部の凹部を例えば溝もしくはスルーコンタクトとして設け、その少なくとも一部の領域を金属化してもよい。ケーシングが少なくとも変形領域において導電性を有する場合、変形領域が部分的に当該凹部へ入り込んでいることにより、プリント回路板とケーシングとの間のオーミックコンタクトが形成される。メタライゼーションに代えて、凹部内に導電性充填物を充填してもよい。この場合、オーミックコンタクトは、変形領域のうち凹部に入り込んだ部分と導電性充填物との間に生じる。さらに、凹部の金属化および凹部への導電性充填物の充填の双方を行ってもよい。いずれにしても、押し込まれた変形領域に基づいて生じるオーミックコンタクトは気密となる。コンタクト面の気密の化合物により、有利には当該コンタクト面の酸化が阻止されるので、電気回路装置の耐用期間全体にわたって、低コンタクト抵抗での持続的なオーミックコンタクトが保証される。
【００１０】
形状による接合および横方向固定に基づいて、コンタクト抵抗は、環境負荷すなわち温度変動もしくは機械的振動などの外部影響によって損なわれない。摩擦衝突も阻止されるか、または、少なくとも、有利に、電気回路装置の耐用期間全体にわたるコンタクトの低オーム性が保証される程度まで軽減される。この場合、特に、コンタクトをプリント回路板上に配設された電気素子もしくは電子素子に対するアース端子として利用することができる。ここで、凹部の金属化は、ケーシングとプリント回路板との間の化合物の機械的特性に関しても有利である。ケーシングが直接にプリント回路板の材料もしくはその上に設けられるレジスト層に押しつけられると、場合によっては接触領域の材料ないしレジスト層が破壊されることもある。破壊が生じるとプリント回路板とケーシングとの間の定められた機械的コンタクトが保証されなくなる。これに対して、ケーシングがプリント回路板の金属化領域へ押し込まれる場合もしくは差し込まれる場合、プリント回路板の相応の領域の破損なく、定められた機械的コンタクトが形成される。なお、メタライゼーションにより、プリント回路板とケーシングとの間の熱接触も改善される。
【００１１】
本発明の別の有利な実施形態によれば、メタライゼーションは金属化領域の少なくとも一部に銅を含む。ただし、他の金属として、所望の熱的特性、電気的特性および／または機械的特性を有する金属、特に、プリント回路板とケーシングとの間の所望の熱接触、機械的コンタクトおよび／または電気的コンタクトを保証できる金属を利用することもできる。金属化領域もしくはメタライゼーションは、有利には、錫表面を有する。また、特に表面コーティングを備えた他の表面も可能である。
【００１２】
本発明の別の有利な実施形態によれば、２つ以上の凹部が少なくとも１つのプリント回路板に設けられる。プリント回路板をケーシングへ固定する固定力ないし保持力はこれによりさらに改善される。有利には、プリント回路板の少なくとも１つの被ガイド領域において、プリント回路板をケーシングへ挿入する方向で見て、少なくとも１列の凹部が設けられる。ケーシングのガイド領域は、プリント回路板がケーシングへ挿入され、続いてそこで固定ないし接合される際に、有利には、プリント回路板の収容およびガイドのために用いられる。挿入方向、つまり有利にはガイド領域の長手延在方向で、複数の凹部が順に１列に配置される。このようにすれば、プリント回路板の特に安定した固定が達成される。もちろん、複数の凹部を、プリント回路板上でまたはプリント回路板に接するように、別の幾何学的配置で配置してもよい。例えば、プリント回路板をケーシングへ挿入する方向に対して垂直な方向で見て、プリント回路板上に少なくとも一列の凹部を配置することができる。また、平面状の配置も可能である。例えば、個々の列の各凹部をガイド領域の長手方向すなわち挿入方向に沿って順に配置し、他の複数列の凹部をガイド領域の長手方向に対して垂直な方向で順に配置することができる。この場合、有利には、全体で、平面マトリクス状の凹部配置が達成される。これによりプリント回路板の保持力ないし固定力がさらに向上する。
【００１３】
本発明の別の有利な実施形態によれば、ケーシングは一体型構造を有する。これによりケーシングの良好な密閉性が保証される。また、ケーシングは簡単な構造であってよく、特に、少なくとも１つのプリント回路板をケーシングへ挿入する前にまず複数のケーシング部材（例えば２つのケーシング半部）を組み合わせなければならないものでなくてよい。ケーシングは、有利には、変形領域のうち少なくとも１つの凹部へ入り込んだ領域に、導電性材料を含む。有利には、ケーシングはアルミニウムから製造され、特に有利には、加圧注型されたアルミニウムから製造される。また、ケーシングはプラスティックを含んでよく、有利にはプラスティックから製造される。このようにすると重量を低減できる。また、ケーシングは、加圧絞り、射出成形、加圧成形、深絞り、ハイドロフォーミングもしくはシキソトロピックモールディングなどのプロセスにおいて製造可能である。これら全てのプロセスで迅速かつ低コストのケーシング製造が保証される。ここで、ハイドロフォーミングとは内部に高圧をかけた成形プロセスのことであり、シキソトロピックモールディングとは半固体金属ダイカストとも称される成形プロセスのことである。
【００１４】
本発明の別の有利な実施形態によれば、ケーシングはプラグインケーシングとして構成される。この場合、プリント回路板はケーシング内へ挿入され、少なくとも１つのガイド領域によって収容されて案内される。
【００１５】
本発明は、さらに、電気回路装置、特に上述した構成の電気回路装置の製造方法であって、特に、少なくとも１つのプリント回路板をケーシングに固定する方法に関する。ここで、少なくとも１つのプリント回路板に少なくとも１つの凹部が設けられる。続いて、有利には、少なくとも１つのプリント回路板が少なくとも部分的にケーシングの少なくとも１つのガイド領域へ挿入される。有利には、ケーシングはプラグインケーシングとして構成されるので、少なくとも１つのプリント回路板がケーシング内へ挿入され、少なくとも部分的にガイド領域によって収容されて案内される。場合によっては、プリント回路板をケーシング内へ挿入した後に、少なくとも１つの凹部を少なくとも１つのプリント回路板に設けてもよい。プリント回路板をケーシング内へ挿入した後、少なくとも１つのガイド領域の少なくとも１つの変形領域において、この変形領域が少なくとも部分的に少なくとも１つの凹部へ入り込むように、ケーシングが機械的に変形される。これにより、プリント回路板とケーシングとの形状による接合が達成される。少なくとも１つの凹部はプリント回路板もしくはそのメタライゼーション内の構造、例えば、スルーコンタクト（有利には貫通孔、縦孔、袋孔など）として設けることができる。これらは、金属化されてもよいし、および／または、導電性充填物が充填されてもよい。変形領域が部分的に少なくとも１つの凹部へ入り込むことにより、一種のリベットがプリント回路板内に構成されることになる。
【００１６】
本発明の別の有利な実施形態では、変形領域が少なくとも部分的に少なくとも１つの凹部へ押し込まれる。このために、有利には、金属製の変形可能なケーシングの少なくとも１つの表面をプリント回路板の少なくとも１つの金属化面に対して型押しする型押し装置が設けられる。この装置はホロウスタンプ装置とも称される。型押し過程では、有利には、変形によって、ケーシングの導電性領域（特には金属化領域）が凹部へ押し込まれる。有利には、型押し装置は、この装置が少なくとも１つの方向で見てプリント回路板上の複数の凹部を捉えることのできる大きさに構成されている。したがって、１つの型押し装置を用いた１回の型押し過程において、複数の凹部への変形領域の部分的押し込みを同時に行うことができる。この手段により、本発明の方法の時間が特に節約され、経済的となる。
【００１７】
本発明の別の有利な実施形態では、少なくとも１つの変形領域が少なくとも１つの凹部へ入り込んだ領域において、少なくとも１つのプリント回路板とケーシングとの間のオーミックコンタクトが形成される。このようにして形成されたオーミックコンタクトは電気回路装置の耐用期間全体にわたって低オームに維持されるので、特には、当該オーミックコンタクトを、プリント回路板上に設けられた電気素子若しくは電子素子に対するアース端子として利用できる。
【００１８】
本発明を以下に図示の実施例に則して詳細に説明する。ただし、実施例は本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】機械的変形を行う前の、プリント回路板およびケーシングを備えた電気回路装置と型押し装置とを示す、第１の実施例の両側を切断した概略的断面図である。
【図２】機械的変形を行った後の、図１の電気回路装置と型押し装置とを示す、両側を切断した概略的断面図である。
【００２０】
図１には、プリント回路板２およびケーシング３を備えた電気回路装置１の、第１の実施例について両側を切断した概略的断面図が示されている。ケーシング３は、図示されている側に、プリント回路板２をガイドするためのガイド領域４を有する。有利には、ケーシング３は図の画面に対して垂直な平面に関して鏡面対称に構成されているので、鏡面の反対側にもガイド領域４を有する。特に、ケーシング３は有利にはプラグインケーシングとして構成されており、プリント回路板２は図の画面の内部すなわちケーシング３内部へ向かう方向へ挿入され、その一部の領域が、少なくともガイド領域４と有利には反対側のガイド領域４とによって収容されてガイドされる。ガイド領域４は、図の画面に対して直立する方向から見て、長手方向に延在している。
【００２１】
プリント回路板２は少なくとも１つの凹部を有しており、この凹部はここではスルーコンタクト５、特に貫通孔もしくは縦孔として構成されている。図示の実施例では、スルーコンタクト５にはメタライゼーション６すなわち金属化領域が設けられている。スルーコンタクト５は部分的にもしくは全体にわたって金属化される。メタライゼーション６は有利には銅を含み、銅は有利には錫表面を有する。特に有利には、スルーコンタクト５は金属化面すなわちいわゆるパッド７の領域に設けられている。金属化面もしくはパッド７はプリント回路板２の上表面８の所定の領域を形成している。スルーコンタクト５は有利には円形断面を有する。ただし、スルーコンタクト５が断面で見て楕円形もしくは細長い形を有するようにプリント回路板２にこれを設けてもよい。
【００２２】
図１には、出発位置における型押し装置９の概略図も示されている。この型押し装置９はガイド領域４の変形領域１０に作用して、変形領域１０を機械的に変形させる。この図から、型押し装置９が出発位置では変形領域１０にまだ作用していないことが明らかである。図示の実施例では、型押し装置９は変形領域１０の変形のために主としてスルーコンタクト５の長手軸線に沿った方向で支承されている。また、型押し装置９がスルーコンタクト５の長手軸線に対して斜めに支承され、変形領域１０の変形を生じさせる構成であってもよい。このことは所定の角度で行われる型押しによって表されている。
【００２３】
プリント回路板２は２つ以上のスルーコンタクト５を有することができる。有利には、ガイド領域４の長手延在方向に２つ以上のスルーコンタクト５が並んで設けられ、１つの列を形成する。ケーシング３はプラグインケーシングとして構成されているので、ガイド領域４の延長部はプリント回路板２をケーシングへ挿入する方向で延在している。ケーシング３のガイド領域４はプリント回路板２の少なくとも１つの被ガイド領域に作用する。この場合、複数のスルーコンタクト５を並べた各列は、プリント回路板２をケーシング３へ挿入する方向で、被ガイド領域内に延在している。有利にはパッド７も、ガイド領域４の長手延在方向で、少なくともスルーコンタクト５の列が存在する領域の全体にわたって延在している。有利には、スルーコンタクト５の全てがパッド７の領域に設けられる。各スルーコンタクト５の領域に個別のパッド７を設けることもできる。
【００２４】
複数のスルーコンタクト５、特に２列以上のスルーコンタクト５を、ガイド領域４の長手延在方向に対して垂直な方向で配置することもできる。この方向は、図１の画面で云えばプリント回路板２の延在方向に対して平行に延在する方向である。型押し装置９は、特にはガイド領域４の長手延在方向で見て、または場合によりこれに垂直な方向で見て、変形領域１０に作用する際に、当該型押し装置９が２つ以上のスルーコンタクト５を捉えることのできる幅にわたっていると有利である。
【００２５】
ここでの実施例に関して説明したスルーコンタクト５の幾何学的配置は、スルーコンタクト５として構成されない凹部にも問題なく適用可能である。例えば、プリント回路板のメタライゼーション内の構造もしくはプリント回路板そのものの内部の溝を、相応に幾何学的に配置可能な凹部として形成できる。
【００２６】
図２には、変形領域１０の機械的変形を行った後の、図１の電気回路装置１と型押し装置９との、両側を切断した概略的断面図が示されている。破線Ｌで、型押し装置９が変形領域１０の機械的変形過程において反転する反転点が示されている。ここから、変形領域１０が型押し装置９によって機械的に変形され、領域１１でスルーコンタクト５内へ入り込むことがわかる。特に変形領域１０はスルーコンタクト５へ押し込まれる。
【００２７】
この実施例では、ケーシング３は一体型構造を有する。有利には、ケーシング３は導電性材料、特に有利には金属を含む。特に有利には、ケーシング３は加圧注型されたアルミニウムから製造されている。この実施例で変形領域１０が部分的にすなわち領域１１においてスルーコンタクト５へ押し込まれる場合、ケーシング３とプリント回路板２との間にオーミックコンタクトが生じる。具体的にはここでのオーミックコンタクトは変形領域１０とメタライゼーション６およびパッド７との間に形成される。当該コンタクトは気密である。また、形状による接合により、ケーシング３とプリント回路板２との間の保持力が高まり、かつ、良好な横方向固定度が得られる。このように、特に、電気回路装置１の耐用期間全体にわたって、プリント回路板２とケーシング３との間の低オームコンタクトが保証される。
【００２８】
さらに、変形領域１０の機械的変形により、プリント回路板２のうち上表面８から遠い側の下表面１２がガイド領域４の載置部１３に対して押しつけられる。こうして、一方ではプリント回路板２がケーシング３内で機械的に固定され、他方ではプリント回路板２とケーシング３との間の良好な熱接触が保証される。よって、プリント回路板２上に配設されている電気素子および／または電子素子で生じた熱が、ケーシング３の全体から周囲へ放出されることが保証される。
【００２９】
この実施例と関連して説明したスルーコンタクト５の利点および効果は、他の実施例の凹部、例えばプリント回路板２のメタライゼーション内の構造またはプリント回路板２そのものに設けられた溝にも当てはまる。
【００３０】
電気回路装置１は、制御装置、有利には自動車用制御装置、特に有利にはＥＰＳ機関制御装置もしくはＥＰＳ機関制御装置プラットフォームとして用いられる。
【図１】
0005631503.tif 000002
【図２】
0005631503.tif 000003