(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触接続素子（１）にＳＭＤ構成素子（４）を装着する方法において、
−被覆体を備えた接触接続素子（１）を提供し、該接触接続素子（１）は被覆体（５）の切欠き（７）内に導体領域（２）を有しており、接続個所（３）が導体領域（２）に設けられており、
−接続個所（３）に隣接する導体領域（２）の一部を導体領域（２）から離れる方向に曲げて導体領域（２）から突出する熱供給素子（１０）を形成し、
−接続個所（３）にＳＭＤ構成素子（４）を載置し、
−接続個所（３）を加熱するために熱供給素子（１０）を局所的に加熱して、ＳＭＤ構成素子（４）を接続個所（３）に接続する、
ステップを有することを特徴とする、接触接続素子にＳＭＤ構成素子（４）を装着する方法。
【請求項２】
加熱前に、接続個所（３）とＳＭＤ構成素子との間にはんだ材料を設けることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
加熱を、はんだ槽（１５）内への熱供給素子（１０）の浸漬、誘導、熱気の供給又はレーザを当てることにより実施することを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
加熱前に、保護プレート（２０）を接触接続素子（１）に載置して、熱供給素子（１０）を前記保護プレートの開口（２１）に通し、前記保護プレートを備えた接触接続素子（１）をリフロオーブン内に挿入することを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
熱供給素子（１０）の加熱を最大で、前記切欠きの縁部における導体領域（２）が被覆体（５）の材料の限界温度に達するまで実施することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
ＳＭＤ構成素子（４）を被着する、接触接続素子（１）であって、
−接触接続素子（１）に、接続個所（３）と熱供給素子（１０）とが設けられた線路構造体が設けられており、
−前記線路構造体を少なくとも部分的に取り囲む被覆体（５）を備え、
−接続個所（３）を備えた前記線路構造体の被覆されていない導体領域（２）を提供するために、被覆体（５）に切欠き（７）が設けられており、
−接続個所（３）に熱を供給するために熱供給素子（１０）が設けられており、該熱供給素子（１０）は導体領域（２）に形成されており、熱供給素子（１０）は接続個所（３）に隣接して導体領域（２）から突出して構成されていることを特徴とする、ＳＭＤ構成素子を被着する、接触接続素子。
【請求項７】
熱供給素子（１０）は、導体領域（２）の統合された部材として設けられていることを特徴とする、請求項６記載の接触接続素子。
【請求項８】
熱供給素子（１０）は導体領域（２）に配置されていて、切欠き（７）の縁部における導体領域（２）のポジションへの熱伝導よりも、接続個所（３）に良好な熱伝導が行われることを特徴とする、請求項６又は７記載の接触接続素子。
【請求項９】
導体領域（２）の熱排出構造化部が、切欠き（７）の縁部における導体領域（２）の個所と、熱供給素子（１０）と導体領域（２）とが互いに接触している個所との間に設けられていることを特徴とする、請求項６から８までのいずれか一項記載の接触接続素子。
【請求項１０】
接続個所（３）に被着されているＳＭＤ構成素子（４）が設けられている、請求項６から８までのいずれか一項記載の接触接続素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的な構成素子を接触接続素子に装着する方法、及び電気的な構成素子を備えた接触接続素子に関する。
【０００２】
特に打抜き格子体又はプリント配線板といった接触接続素子は、通常、給電部を所定のモジュールにおいて提供するために働く。打抜き格子体は導体路を備えた線路構造体を有している。線路構造体は形状安定性を保証するために、プラスチック材料によって取り囲まれて射出成形されている。使用分野に応じて、打抜き格子体に電気的な構成素子を備え付けることは必要となり得る。そのために電気的な構成素子は、例えばはんだ付けにより導体路に結合する必要がある。この種の打抜き格子体においては、確かに導線でつながれた構成素子若しくはプリント配線板の部分的なはんだ付けは可能であるが、ＳＭＤ構成素子（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ；表面実装構成素子）の打抜き格子体へのはんだ付けは不可能である。その理由は、（例えばリフロオーブン内での）面状の加熱により行われる打抜き格子体へのＳＭＤ構成素子の一般的なはんだ付けを実施するためには、例えば打抜き格子体の射出成形のために使用されるプラスチックの耐温性は十分ではないからである。プラスチックによる打抜き格子体の射出成形前のＳＭＤ構成素子のはんだ付けは、同様に可能な択一的な構成としては排除される。その理由は、打抜き格子体に射出成形されるプラスチックの温度は、一般的に打抜き格子体へのＳＭＤ構成素子のはんだ付けのために使用されるはんだの温度よりも高いからである。加えて射出成形プロセス時に高い射出圧及び液状のプラスチックの粘性に基づき、もしくは場合によっては液状のプラスチックの高温に基づき、打抜き格子体（接触接続素子）の機械的な変形が発生する。機械的な変形は、打抜き格子体とＳＭＤ構成素子との間の既存のはんだ結合部の崩壊に繋がることがある。
【０００３】
従って、本発明の目的は、既にプラスチック材料等よって射出成形されている接触接続素子にＳＭＤ構成素子を装着することを可能にする、電気的な構成素子が装着される接触接続素子を製造する方法を提供することである。更に、本発明の方法は、ＳＭＤ構成素子、特にＳＭＤ構成素子の接触接続部に作用する機械的な応力を回避することが望まれる。更に、本発明の目的は、ＳＭＤ構成素子が装着されている接触接続素子を提供することである。
【０００４】
上記目的は、請求項１に記載の方法、及び独立請求項に記載の接触接続素子により達成される。
【０００５】
すなわち、接触接続素子、特に打抜き格子体にＳＭＤ構成素子を装着する方法において、被覆体を備えた接触接続素子を提供し、接触接続素子において被覆体の切欠き内に接続個所が設けられており、接続個所にＳＭＤ構成素子を載置し、接続個所を加熱するために熱供給素子を局所的に加熱して、ＳＭＤ構成素子を接続個所に接続する、ステップを有することを特徴とする。
【０００６】
また、ＳＭＤ構成素子を被着するための、接触接続素子、特に打抜き格子体であって、線路構造体が設けられており、前記線路構造体を少なくとも部分的に取り囲む被覆体を備え、接続個所を備えた線路構造体の被覆されていない導体領域を提供するために、被覆体に切欠きが設けられており、接続個所に熱を供給するために熱供給素子が設けられており、熱供給素子は導体領域に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の更に有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明に係る方法は、好ましくは、加熱前に、接続個所とＳＭＤ構成素子との間にはんだ材料を設けることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る方法は、好ましくは、加熱を、はんだ槽内への熱供給素子の浸漬、誘導、熱気の供給又はレーザを当てることにより実施する。
【００１０】
本発明に係る方法は、好ましくは、加熱前に、保護プレートを接触接続素子に載置して、熱供給素子を前記保護プレートの開口に通し、前記保護プレートを備えた接触接続素子をリフロオーブン内に挿入する。
【００１１】
本発明に係る方法は、好ましくは、接続個所は被覆体の切欠きにおける導体領域に設けられており、熱供給素子の加熱を最大で、前記切欠きの縁部における導体領域が被覆体の材料の限界温度に達するまでの期間だけ実施することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る接触接続素子は、好ましくは、熱供給素子は、導体領域から突出して構成されていて、導体領域の統合された部材として設けられている。
【００１３】
本発明に係る接触接続素子は、好ましくは、熱供給素子は導体領域に配置されていて、切欠きの縁部における導体領域のポジションへの熱伝導よりも、接続個所に良好な熱伝導が行われる。
【００１４】
本発明に係る接触接続素子は、好ましくは、熱導出装置が導体領域に設けられている、及び／又は導体領域の熱排出構造化部が、切欠きの縁部における導体領域の個所と、熱供給素子と導体領域とが互いに接触している個所との間に設けられている。
【００１５】
本発明に係る接触接続素子は、好ましくは、接続個所に被着されているＳＭＤ構成素子が設けられている。
【００１６】
本発明に係る接触接続素子は、好ましくは、ＳＭＤ構成素子ははんだ成形体として構成されており、はんだ成形体は規定の周辺温度において融解して、はんだ成形体の表面張力に基づき接続個所に集まり、電流を遮断する。
【００１７】
１つの構成によれば、接触接続素子、特に打抜き格子体にＳＭＤ構成素子を装着するための方法が提供されている。本発明に係る方法は、接続個所が被覆体の切欠きに設けられている、被覆体を備えた接触接続素子を提供するステップ；接続個所にＳＭＤ構成素子を載置するステップ；接続個所を加熱するために熱供給素子を局所的に加熱して、ＳＭＤ構成素子を接続個所に接続するステップを含んでいる。
【００１８】
本発明に係る方法は、非耐熱性の被覆体が既に備え付けられているにもかかわらず電気的な構成素子を打抜き格子体に被着することができるという利点を有している。打抜き格子体の熱供給素子の局所的な加熱により、熱を直接接続個所に伝えることができるので、被覆体は加熱に直にさらされてはいない。
【００１９】
更に接続個所とＳＭＤ構成素子との間の加熱前にはんだ付け材料を設ける。
【００２０】
局所的な加熱は、はんだ槽への熱供給素子の浸漬（Ｅｉｎｔａｕｃｈｅｎ）、誘導（Ｉｎｄｕｋｔｉｏｎ）、熱気の供給、載置されたポンチによる熱伝導又はレーザを当てることにより行うことができる。
【００２１】
択一的には、加熱前に保護プレートを接触接続素子に載置することができるので、熱供給素子は保護プレートの開口を通り抜ける。保護プレートを備え付けている接触接続素子はリフロオーブン内に挿入される。
【００２２】
更に、コンタクトウェブにおける接続個所は被覆体の切欠きに設けられていてよい。熱供給素子の加熱は最大で、切欠きの縁部に設けられているコンタクトウェブが被覆体の材料の限界温度に達するまでの期間だけ行われる。
【００２３】
別の構成によれば、接触接続素子、特に打抜き格子体は、ＳＭＤ構成素子の載置のために設けられている。接触接続素子は、線路構造体と；線路構造体を少なくとも部分的に取り囲む被覆体と；線路構造体の被覆されていない導体領域に接続個所を提供するための、被覆体における切欠きと；接続個所に熱を提供するために導体領域に形成されている熱供給素子とを有している。
【００２４】
更に、熱供給素子は導体領域から離間されて形成されていてよく、導体領域の統合された部材として設けられていてよい。
【００２５】
更に別の構成によれば、熱供給素子は導体領域に配置されていて、接続個所への熱伝導は、切欠きの縁部における導体領域のポジションへの熱伝導よりも良好である。
【００２６】
熱排出装置は導体領域に設けられている、及び／又は導体領域の熱排出構造化部は、切欠きの縁部における導体領域の個所と、熱供給素子と導体領域とが互いに接触している個所との間に設けられていてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＳＭＤ構成素子が装着されている打抜き格子体の平面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る打抜き格子体にＳＭＤ構成素子を被着する間の方法状態を示した図である。
【図３】本発明の別の実施の形態に係る、ＳＭＤ構成素子を装着する方法状態を示した図である。
【図４】本発明の更に別の実施の形態に係る、ＳＭＤ構成素子が装着されている打抜き格子体の平面図である。
【図５】本発明の更に別の実施の形態に係る、ＳＭＤ構成素子が実装されていて且つ保護プレートを備えている打抜き格子体を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明の有利な実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
【００２９】
図１には打抜き格子体１の一部が記載されている。打抜き格子体１は２つのコンタクトウェブ２を有している。これらのコンタクトウェブ２は、各端部に接続個所３を有している。接続個所３は、ＳＭＤ構成素子４を取り付けてそこで接触接続させるために働く。その結果、ＳＭＤ構成素子４はコンタクトウェブ２を介して電気的に接続されている。
【００３０】
打抜き格子体１にはプラスチック材料から成る被覆体５が備え付けられている。被覆体５はコンタクトブリッジとＳＭＤ構成素子４との領域において切り欠かれている。その結果、ＳＭＤ構成素子４を取り付けることが可能になる。プラスチック材料は、打抜き格子体１の導体路を意図しない接触接続から保護するために働き、更に導体路のための腐食保護を提供する。プラスチック材料の代わりに、打抜き格子体１の導体路のカプセル化に適した非導電性の他の材料を使用することもできる。通常、プラスチック材料は射出成形プロセスによって打抜き格子体１に被着することができる。射出成形プロセスにおいてプラスチック材料は熱供給により液化し、適切な型を用いて打抜き格子体を取り囲んで射出される。
【００３１】
コンタクトウェブ２へのＳＭＤ構成素子４のはんだ付けのための打抜き格子体における切欠きは、射出工程後に打抜き格子体１へ加工されるか、又はコンタクトウェブ２がプラスチック材料によってカバーされないように射出成形工程が行われる。
【００３２】
接触接続するために、ＳＭＤ構成素子４は、通常、リフロプロセスにおいてプリント配線板等にはんだ付けされる。リフロプロセスは、接続個所３とＳＭＤ構成素子４のコンタクトとの間に配置されているはんだペーストを融解させるために、プリント配線板の面を大々的に加熱することを意味する。しかしこの種のリフロプロセスには、被覆体５のプラスチック材料も溶けるかもしくは溶解し、これにより破壊されるかもしくは変形するという欠点がある。従って、ＳＭＤ構成素子をプラスチック被覆体を備えた打抜き格子体に被着するリフロプロセスは適していない。
【００３３】
ＳＭＤ構成素子４をコンタクトウェブ２の接続個所３に被着した後、つまり、プラスチック材料が打抜き格子体の導体路を囲んで射出成形される前に被覆体５を取り付けるという可能性も排除されている。すなわちこのことは結果的に、プラスチック材料の液化に必要である高温に基づき、ＳＭＤ構成素子４のコンタクトと、接続個所３との間においてはんだは融解し、射出成形中に接続個所からのＳＭＤ構成素子の剥離、及び接続個所３とＳＭＤ構成素子４のコンタクトとの間のはんだ付け個所の瓦解等が起こる場合がある。
【００３４】
従って、本発明によれば、ＳＭＤ構成素子４をプラスチック材料による線路構造体の被覆後にコンタクトウェブ２に取り付けるようになっている。このために、図１，２から明らかであるように、コンタクトウェブ２のそれぞれ一部分はコンタクトウェブ２の一平面から離れる方向で曲げられる。この一部分は熱供給素子１０として使用され、そのために熱源と接触させられ、これによって熱供給素子１０を介して熱がコンタクトウェブ２をわたって接続個所３に導かれる。接続個所３にはんだペースト１１が被着されている。はんだペースト１１にＳＭＤ構成素子４が載置されている。
【００３５】
図１に記載されているように、熱供給素子１０は、有利にはウェブとしてコンタクトウェブ２の内側から打抜き成形されており、コンタクトウェブ２の平面に対して横方向、有利には垂直方向に折り曲げられているので、熱供給素子１０はコンタクトウェブ２から垂直に突出している。熱供給素子１０はコンタクトウェブ２の、切欠き７の縁部に対してよりも接続領域３に近いポジションにおいて曲げられている。切欠き７において打抜き格子体１にはプラスチック材料は存在しないので、コンタクトウェブ２は露出している。
【００３６】
有利には、熱供給素子１０のウェブはコンタクトウェブ２内に打ち抜かれているので、熱供給素子１０は接続個所３に極めて近い位置で、特に接続個所３に隣接してコンタクトウェブ２から折り曲げられる。熱供給素子１０は、熱エネルギを熱供給素子１０を介してコンタクトウェブ２に供給し且つ接続個所３に供給するために働く。これによって接続個所３においてはんだペースト１１は融解し、ＳＭＤ構成素子４はコンタクトウェブ２に接続される。熱はコンタクトウェブ２を介して切欠き７の縁部の方向にも、すなわち切欠き７の縁部に設けられている被覆体５のプラスチック材料にも導かれる。従って、熱供給は、確かにはんだペースト１１が融解するように行う必要があるが、熱供給は、コンタクトウェブ２へのＳＭＤ構成素子４のはんだ付けのはんだ付け工程が終了するやいなや、終了もしくは停止する。これによって、切欠き７の縁部におけるコンタクトウェブ２の温度が、プラスチック材料が溶けるか又は溶解するプラスチック材料の限界温度に達することは避けられる。
【００３７】
図２に記載されているように、はんだ槽１５へ熱供給素子１０を浸すことにより熱供給は行われる。はんだ槽１５には、はんだの融点を超えた温度にある溶けたはんだがある。熱供給素子１０を浸すことにより、温度は短時間で接続個所３に導かれるので、接続個所３において温度は、はんだペースト１１のはんだの融点を超えて上昇する。はんだペースト１１は液化し、ひいてはＳＭＤ構成素子は接続個所３にはんだ付けされる。これとほぼ同時に、切欠きの縁部におけるコンタクトウェブの温度も上昇し始める。切欠きの縁部においてプラスチック材料の被覆が始まる。はんだ工程を終了させるために、はんだ槽１５内のはんだ材料の温度は、接続個所３における温度が可能な限り迅速にはんだペーストの融解温度を超過するように選択されている。しかし切欠きの縁部における温度は、はんだ工程の終了までにプラスチック材料の融解温度には達しない。
【００３８】
図３に記載の実施の形態においては、熱供給を誘電コイル１６によって熱供給素子１０へ熱を供給することにより行われる方法状態が記載されている。
【００３９】
図４，５にはＳＭＤ構成素子が取り付けられている打抜き格子体が記載されている。ＳＭＤ構成素子において打抜き格子体に保護プレート２０が備え付けられている。保護プレート２０は開口２１を有している。開口２１を熱供給素子１０が通過している。従って、打抜き格子体はリフロオーブン内に挿入することもできる。リフロオーブンにおいて、加熱された空気の熱がオーブンから熱供給素子１０を介して供給される。熱供給素子１０は熱を接続個所３に導く。図４，５に記載された実施の形態では、熱供給素子１０が図１〜３の実施の形態のように、コンタクトウェブ２の、ＳＭＤ構成素子４が取り付けられている側とは反対にある側の方向に曲げられてはおらず、ＳＭＤ構成素子と同じ側の方向に曲げられている。
【００４０】
打抜き格子体の代わりに、本発明はプリント配線板又は別の接触接続素子を用いることができる。
【００４１】
コンタクトウェブに設けられている切欠きの縁部における温度上昇が極めて高くなることを避けるために、１つ又は複数のコンタクトウェブ２に沿って熱導出装置を設けることができる。熱導出装置は熱を対応するコンタクトウェブ２から周囲に放出する。特に、熱供給素子１０と接続個所３との間の接合部と、切欠き７の縁部との間の領域のコンタクトウェブ２は、熱を排出するために比較的大きな面を獲得するために拡幅されていてよい（熱排出構造化部）。この種の手段は、切欠き７の縁部における温度が、被覆体５のプラスチック材料の融解温度に達するか、もしくはプラスチック材料の永久的な変形を引き起こすことがある温度に達することなく、ＳＭＤ構成素子４をはんだ付けするために熱供給が熱供給素子１０を介して提供してよい期間を延長する。
【００４２】
択一的には、接続個所３におけるＳＭＤ構成素子のはんだ付けを達成するために、熱供給素子１０をレーザによって加熱、又は熱気を適切に供給することによって加熱することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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