(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を改善すること。【解決手段】  制御機器、殊にモータ制御機器および／またはトランスミッション制御機器と、柔軟な線路担体の導線、殊に多芯フラット導体路の導線、または多数の導体を備えたベースプレートとの間の電気的接続装置において、  前記制御機器は、熱可塑性の導電性プラスチックによって構成された多数のインタフェースパッドを有しており、  前記インタフェースパッドはそれぞれ、電気的接続を形成するために、導体路の導電パッド、および／または、前記ベースプレートの導体と熱によって溶融されており、  前記導電パッドおよび前記導体は、導電性プラスチックによって構成されている、ことを特徴とする電気的接続装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御機器（１０，５０，９０，１４０）、殊にモータ制御機器および／またはトランスミッション制御機器と、柔軟な線路担体の導線（１４）、殊に多芯フラット導体路（１２）の導線（１４）、または多数の導体（４０，４２，５８）を備えたベースプレート（３８，５６，１２６）との間の電気的接続装置において、
前記制御機器（１０，５０，９０，１４０）は、熱可塑性の導電性プラスチックによって構成された多数のインタフェースパッド（２４，４４，４６，６０，９４，９８，１４２）を有しており、
前記インタフェースパッド（２４，４４，４６，６０，９４，９８，１４２）はそれぞれ、電気的接続を形成するために、導体路（１４）の導電パッド（２２，１４４）、および／または、前記ベースプレート（３８，５６）の導体（４０，４２，５８）と熱によって溶融されており、
前記導電パッド（２２，４４）および前記導体（４０，４２，５８）は、導電性プラスチックによって構成されている、
ことを特徴とする電気的接続装置。
【請求項２】
前記導電性プラスチックは、電気的に十分な導電性を有する粒子、殊に金属粒子および／または導電性ナノ粒子が混合された熱可塑性プラスチック材料である、
ことを特徴とする請求項１記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記制御機器（１０，５０，９０，１４０）は、少なくとも１つの回路担体（３０，５４）を収容するハウジング（２８，５２）を有し、
前記回路担体（３０，５４）は、回路を形成するための多数の電子および／または電気機械コンポーネントを有する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記インタフェースパッド（２４，４４，４６，６０，９４，９８，１４２）は、前記ハウジング（２８，５２）および／または前記回路担体（３０，５４）および／または金属接続部（９２）に配置されており、それぞれ少なくとも１つの前記回路担体（３０，５４）の構成部分と導電性接続されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記金属接続部（９２）は、前記回路担体（３０，５４）の構成部分と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項６】
少なくとも１つの導体（４０，４２，５８）は、前記ベースプレート（３８，５６）に設けられたチャネルによって形成されており、
該チャネルには、少なくとも部分的に導電性プラスチックが充填されており、
前記ベースプレート（３８，５６）は電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項７】
少なくとも１つの導体（４０，４２，５８）は、前記ベースプレートの上に設けられた導電性プラスチックによって形成されており、
前記ベースプレート（３８，５６）は、電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項８】
制御機器（１２０）、殊にモータ制御機器および／またはトランスミッション制御機器と、多数の導体（１２４，１３０）を備えたベースプレート（１２０）との間の電気的接続装置において、
前記制御機器（１２０）は、多数の金属接続部（１２２，１３２）を有しており、
前記金属接続部は、電気的な接続を実現するためにそれぞれ、前記ベースプレート（１２６）の導体（１２４，１３０）および／または導電性接続部（１３６）内にて、熱によって溶かされており、前記導体（１２４，１３０）は導電性プラスチックによって構成されている、
ことを特徴とする電気的接続装置。
【請求項９】
前記導電性プラスチックは、電気的に十分な導電性を有する粒子、とりわけ金属粒子および／または導電性ナノ粒子が混合された熱可塑性プラスチック材料である、
ことを特徴とする請求項８記載の電気的接続装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記金属接続部（１２２）は、少なくとも部分的に絶縁スリーブ（１２８）を有する、
ことを特徴とする請求項８または９記載の電気的接続装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの導体（１２４）は、前記ベースプレート（１２６）に設けられたチャネルによって形成されており、
該チャネルには、少なくとも部分的に導電性プラスチックが充填されており、
前記ベースプレート（１２６）は、電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの導体（１３０）および／または導電性移行部（１３６）は、導電性プラスチックによって形成されており、
前記ベースプレート（３８，５６）は、電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
自動車内での電子システムコンポーネントの重要性はますます高まっている。電子システムコンポーネントでは殊に、自動車内の厳しい環境条件下において、センサ、アクチュエータ、差し込み接続部等への外部電気接続部（例えば、トランスミッション制御部用のメカトロニックモジュール）と電子制御機器との確実な電気的接触接続を保証するのは著しく困難である。目下、制御機器内に含まれる回路担体と外部接続部"ＡＶＴ"（Aeussere Verbindungstechnik：外部接続技術）との間の電気的な接続はしばしばボンディングワイヤーによって行われている。このボンディングワイヤーは、回路担体の接続点と、制御機器ハウジングに嵌め込まれている接続ピンとを電気的に接続する。これによって、有害な環境影響からの制御機器のハーメチックな密閉が保証される。この環境影響は例えば化学的に攻撃性の媒体、湿気、温度変動並びに外部の機械的な加速または減速である。回路担体とは例えば、多層導体プレートまたは、その上に電子回路が構成されているいわゆる"ＬＴＣＣ"（"Low-Temperature-Cofired-Ceramic"：低温同時焼成セラミックス）−ハイブリッドである。
【０００２】
さらに、回路担体を直接的に線路担体、殊に柔軟なフラット導体路（いわゆる"ＦＰＣ"，Flexible Printed Circuit：フレキシブルプリント基板）と、ボンディングワイヤーによって接続することが知られている。
【背景技術】
【０００３】
ＷＯ９８／４４５９３号から、柔軟な導線担体と回路担体との電気的な接続が公知である。ここでは電気的な接触接続は、オーバーラップ領域において、導電性接着剤を用いて行われている。ここでの欠点は、接着剤が正確に調量された量、および再現可能な位置でオーバーラップ領域内に被着されなければならない、ということである。ＤＥ１９８３２０６２Ａ１号は、自動車用の制御機器を開示している。この文献では、回路担体の接触接続素子は、接触接続区間におけるレーザ溶接箇所またはレーザはんだ付け箇所を介して、柔軟な導線担体と導電性接続されている。レーザ溶接箇所ないしレーザはんだ付け箇所を設けることによって、接触接続領域内に高熱が入力されてしまう。従って、レーザはんだ付けプロセスが行われる場合には、はんだ付け手段の形状の付加的な補助物質が加えられなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ９８／４４５９３号
【特許文献２】ＤＥ１９８３２０６２Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記のような従来技術の欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
制御機器、殊にモータ制御機器および／またはトランスミッション制御機器と、柔軟な線路担体の導線、殊に多芯フラット導体路の導線、または多数の導体を備えたベースプレートとの間の電気的接続装置を開示する。
【０００７】
本発明では、制御機器は多数のインタフェースパッド（Interfaceballen）を有している。これらのインタフェースパッドは、熱可塑性の導電性プラスチックによって構成されている。ここでこれらのインタフェースパッドは電気的な接続を形成するためにそれぞれ、導線の導電パッドおよび／またはそれぞれ、ベースプレートの導体と熱によって溶融される。ここで導電パッドおよび導体は導電性プラスチックによって構成されている。
【０００８】
熱可塑性の導電性プラスチックによって構成されているインタフェースパッドが制御機器に設けられることによって、およびこれに相応するように構成された導電パッド（Leiterballen）が柔軟な導体の領域内に設けられていることによって、ないしは、同様に導電性プラスチックによって構成された導体がベースプレートの領域内に設けられていることによって、補助物質を用いずに、インタフェースパッドと導電パッドを単に熱溶融することによって電気的な接触接続を形成することができる。ここでは、使用されている熱可塑性導電性プラスチックの溶融温度は比較的低い。
【０００９】
はんだ付けおよび溶接とは異なり、コンタクト領域、ひいては接している構成部分内への熱入力が最小化される。なぜなら、熱可塑性導電性プラスチックを溶かすために必要な温度は典型的に、２５０℃〜４００℃よりも低いからである。この効果はさらに次のことによって高められる。すなわち、接触接続プロセス時に、導電性接続されるべきインタフェースパッドおよび導電パッドが完全に溶融されるのではなく、小さい接続領域のみにおいて溶融されることによって高められる。
【００１０】
金属的な補助物質が必要ではないので、ノイズ電圧を生じさせる、有害な電気化学的部材も接続領域内に存在しない。はんだ付け箇所における不所望な「ウィスカ」ないし針状結晶の形成、溶接およびはんだ付け時の金属飛沫並びにボンディング接続時の既知の腐食問題が回避される。さらに導電性プラスチックは、移行抵抗が低減された大きな接触接続面を保証する。この抵抗は、必要な場合には、その時に伝達されるべき電流強度に正確に合わせられる。
【００１１】
導電性プラスチックは、電気的に十分な導電性を有する粒子によって形成される。この粒子は、適切な熱可塑性プラスチック材料から成るマトリクスないし基礎材料内に均一に分散して埋められている。マトリクス形成のために、十分な機械的耐性および熱的耐性を有している、既知の全ての熱可塑性プラスチックが使用可能である。
【００１２】
導電性粒子として例えば、金属粒子および／または適切な導電性ナノ粒子、例えばカーボンナノチューブが使用可能である。金属基板、殊に金属ピン、フラットピン、接続端子ピン、金属片、柔軟な導線等の上にコンタクトパッドを製造する際に、導電性プラスチックの機械的付着を改善するために、殊にプラズマビーム処理の形の適切な機械的、化学的および／または物理的な表面処理を金属基板に施すことができる。
【００１３】
ベースプレート内のインタフェースパッドおよび導線はそれぞれ、有利な円形ゲオメトリーまたは矩形ゲオメトリーを有する。これによって、十分に大きい移行面積にわたってできるだけ低い電気的移行抵抗が得られる。
【００１４】
制御機器は通常、少なくとも１つの回路担体を収容するハウジングを有する。ここでこの回路担体上には多数の電子コンポーネントおよび／または電磁コンポーネントおよび／または機械コンポーネントが固定され、相互に電気的に接続される。制御機器は、例えばトランスミッション制御ユニットまたはモータ制御ユニットであり、いわゆる"ＴＣＭ"／"ＭＣＵ"（Transmission Control UnitまたはMotor Control Unit）であり、これは、しばしば厳しい周辺環境、すなわち殊に高い温度変動、湿度、および化学的に攻撃性の媒体の下で使用される。回路担体は例えば、印刷された銅導線を伴うエポキシ樹脂プレートによって構成される、またはＬＴＣＣ（Low-Temperature-Cofired-Ceramicないしは低温同時焼成セラミックス）として構成される。付加的に制御機器は、機械的な補強のために、有利には下面に配置されたベースプレートを有することができる。このベースプレートは同時にヒートシンクとして用いられる。
【００１５】
制御機器の機能を実現するために、制御機器は多数のアクチュエータおよびセンサと電気的に接続されなければならない。このような接続は、例えば既知のフラット導体路を介して行われる。フラット導体路では導線状の多数の銅線路ないし心線が、有利には相互に平行に間隔を空けて延在し、上方を絶縁するカバーフィルムおよび下方を絶縁するによって両側で覆われている。本発明の電気的接続装置は殊に、このような柔軟なフラット導体路と制御機器との間に、製造技術的に容易に、かつ低コストに、かつ確実に電気的接続を形成することを可能にする。ここでこの電気的接続はさらに、完全にハーメチックに密閉可能である。従って、有害な周辺環境は、電気的な接触接続に悪影響を与えない。
【００１６】
その他に、インタフェースパッドを有していない金属接続部を有する制御機器と、多数の導体を備えたベースプレートとの間の電気的接続装置を開示する。
【００１７】
本発明では、制御機器は多数の金属接続部を有している。これらの金属接続部は、電気的な接続を実現するためにそれぞれ、ベースプレートの導体および／または導電性移行部内に、熱によって溶かされる。ここで導体は導電性プラスチックによって構成されている。
【００１８】
１つの実施形態では、制御機器は例えば丸ピン形状の金属接続部を有している。これはインタフェースパッドを有しておらず、電気的接続を形成するために、平行六面体形状の導電性移行部または導電性プラスチックから成る導体ガイド部内に直接的に溶かされる。
【００１９】
図面に基づいて、本発明を以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】柔軟なフラット導体路（ＦＰＣ）と（トランスミッション）制御機器（ＴＣＵ）との間の、本発明による電気的接続装置
【図２】制御機器内のフラット導体路と回路担体との間の接続装置の１つの実施形態
【図３】図２に示された接続装置の詳細な図
【図４】制御機器と制御機器を担っているベースプレートとの間の接続装置の別の実施形態
【図５】図４に示された接続装置の概略的な平面図
【図６】電気的接続装置の別の実施例
【図７】付加的な絶縁性フラット導体路を備えた接続装置の実施形態
【図８】図７に示された接続装置の概略的な平面図
【図９】接触接続された状態の、図７に示された接続装置
【図１０】インタフェースパッドを備えていない、金属接続部を備えた制御機器を有する電気的接続装置の別の実施形態
【図１１】接触接続していない状態の、図１０に示された接続装置の概略的な側面図
【図１２】オプショナルのカバー部と電気的に接続されている状態の、図１０に示された接続装置の概略的な部分断面図
【図１３】インタフェースパッドを備えていない、金属接続部を備えた制御機器を有する接続装置の別の実施形態
【図１４】金属接続部を備えた、制御機器の接続装置の別の実施形態
【図１５】制御機器内に組み込まれたインタフェースパッドを備えた接続装置の別の実施形態
【実施例】
【００２１】
図１は、柔軟なフラット導体路（ＦＰＣ）を制御機器（ＴＣＵ）に電気的に接続する、本発明の電気的接続装置の第１の実施形態を示している。
【００２２】
制御機器１０は、既知の柔軟なフラット導体路１２と導電性接続されている。この柔軟なフラット導体路１２は、内部に（銅製の）導線１４を有している。この導線の両側は、電気的絶縁のために、上方のプラスチックフィルム１６および下方のプラスチックフィルム１８によって覆われている。これらのプラスチックフィルム１６、１８は、電気的に高い絶縁性を有するプラスチック材料、例えばポリイミド材料またはポリエステル材料によって製造されている。これらの材料は２５μｍ〜２５０μｍの間の厚さを有している。プラスチックフィルム１６、１８は、アクリル接着剤またはエポキシド接着剤から成る図示されていない接着層によって、全面で導線１４と接着されている。この導線１４は、それぞれ３０μｍ〜３００μｍの材料厚を備えている多数の銅製導線を代表している。これらの銅製導線は、有利には導線１４に対して平行に等間隔で配置されており、ここでは見やすくするために、図示されていない。
【００２３】
接続領域２０において、下方のプラスチックフィルム１８は設けられていない、ないししは除去されている。接続領域２０に導電パッド２２が配置されており、この導電パッドは本発明では、導電性の適切な熱可塑性プラスチック材料ないしは導電性プラスチックによって形成されている。導線１４と導電パッド２２との間には、導電性接続が形成されている。制御機器１０にはインタフェースパッド２４が配置されており、このインタフェースパッド２４は、制御機器１０内に含まれている、図示されていない電子コンポーネンおよび／または電気機械コンポーネントと、同様に導電性接続されている。導電パッド２２およびインタフェースパッド２４はそれぞれ、円形ないし楕円形に近似した断面形状を有している。択一的に、導電パッド２２およびインタフェースパッド２４が平行六面体形状、または立方体形状または球切断形状の空間形状を有していてもよい。
【００２４】
フラット導体路１２と制御機器１０との間に導電性接続を形成するために、導電パッド２２は溶融ゾーン２６において、遮蔽された後に、インタフェースパッド２４と熱溶融される。このためには、比較的僅かな熱入力しか必要とされない。なぜなら使用されている熱可塑性導電性プラスチックは通常、既に３００℃の温度で十分に柔らかくなり、さらに導電パッド２２もインタフェースパッド２４も完全には溶かされないからである。これらのパッドの溶融は例えば、点状に供給される赤外ビームおよび／またはレーザビームによって行われる。このためにビームが焦点合わせされる、および／またはカバーによってマスキングされる。択一的に、点に沿った熱風供給または、レーザビームを供給する導光体の使用も可能である。さらに熱入力を、加熱部材によって、またはいわゆるThermoden(R)はんだ付けプロセスと類似した方法によって行うこともできる。この場合には、点状の接触接続を形成するレーザ溶接方法ないしはレーザはんだ付け方法とは異なり、導電性プラスチックパッドの間の電気的接続ゾーンは平面状であり、殊に、全面で円形または矩形に構成される。これによって、電気的移行抵抗が低減される。さらに、接続ゾーンの平坦延在部は、柔軟に、所定の電流強度に合わせられる。有利には導電パッド２２およびインタフェースパッド２４は、同一の導電性プラスチックから構成されている。択一的に、種々異なる導電性の、熱可塑性プラスチックを使用することもできる。
【００２５】
制御機器１０をフラット導体路１２と完全に導電性接続するために、多数のインタフェースパッドが、対応する導電パッドと溶融ないし溶接される。熱入力が低減されるということの他に、本発明による接続装置の重要な利点は、パッドを製造者側で既に、フラット導体路ないしは制御機器に付けて構成することができるということである。従って、元来の接触接続プロセスではもはや、補助物質を用いる必要はもはやない。
【００２６】
図２は、制御機器内の柔軟なフラット導体路と回路担体との間の接続装置の１つの形態を示している。ここでは図１とは異なり、電気的な接続が、フラット導体路１２とハウジング内の制御機器１０との間に形成されている。制御機器１０は殊に、内部に回路担体３０が配置されているハウジング２８を含んでいる。回路担体３０上には、詳細には図示されていない、多数の電子コンポーネントおよび／または電子機械コンポーネントが設けられている。これは例えばマイクロコントローラ、メモリ、別個にされている複数のトランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ、コイル、リレー、差し込み接続部等であり、これらは回路を構成する。さらにハウジング２８は、フラット導体路１２用の引き込み部３２を有している。密閉作用をさらに改善するため、および、回路担体３０のハーメチックに密閉された接続を実現するために、ハウジング２８はこの実施形態では付加的に、プラスチック材料から成る電気絶縁性の充填コンパウンド３４（いわゆる"金型コンパウンド"）によって完全に満たされる。回路担体３０は例えば、従来のエポキシ樹脂プレートによって構成される。これは、銅導線および／またはＬＴＣＣハイブリッドモジュールを備えた多数の面を有している。フラット導体路１２と、制御機器１０との間に電気的な接触接続を形成するために、導電パッド２２がインタフェースパッド２４と溶融ゾーン２６において溶融される。図２に従った実施形態は、図１に示された形態とは異なり、回路担体３０を完全にハーメチックに密閉してカプセル封入することができるという利点を有している。従って回路担体３０は、フラット導体路１２への電気的な接続部を含めて完全に、上述した有害な周辺環境から保護される。
【００２７】
図３は、図２に示された接続装置の詳細な部分図を示している。
【００２８】
インタフェースパッド２４は回路担体３０内に組み込まれており、接続線路３６を介して、回路担体３０上に存在する電子コンポーネントと導電性接続されている。接続線路３６は金属材料、例えば銅合金によって、および／または導電性プラスチックによって構成されている。ここでこの導電性プラスチックは、導電パッド２２ないしインタフェースパッド２４にも使用される。択一的にインタフェースパッド２４を導電性プラスチックから成る接続線路３６と一体的に射出成型することもできる、ないし、導線３６のプリントと空洞の充填とを組み合わせてインタフェースパッド２４を形成することもできる。
【００２９】
フラット導体路１２と回路担体３０ないし、回路担体３０上に取り付けられた電子コンポーネントおよび／または電子機械コンポーネントとの間に導電性接続を形成するために、導電パッド２２とインタフェースパッド２４が、導電性プラスチックの溶融温度の範囲まで加熱される。次に導電パッド２２が白い矢印の方向で、インタフェースパッド２４に対してプレスされる。これによって導電パッドとインタフェースパッドが溶融ゾーンの領域において溶融される、ないしは熱によって接合される。これによって同時に、機械的に十分に耐性のある接続が、導電パッド２２とインタフェースパッド２４との間に形成される。次に、この装置がハウジング２８内に入れられ、ハウジングが充填コンパウンドによって封印される。
【００３０】
以降の明細書で同時に参照される図４と５は、本発明の電気的接続装置の別の形態を示している。ここでは電気的な接続が制御機器と、制御機器を担っているベースプレートとの間に形成されている。制御機器１０はベースプレート３８上に固定、例えば接着されている。このベースプレート内には、例えば２つの導電性の、チャネル状導体４０、４２が入れられている。これらは同じように、導電パッドおよびインタフェースパッドに対しても使用されている導電性プラスチックによって形成されている。ベースプレート３８は、非導電性の絶縁材料から構成される。導体４０、４２は例えば、ベースプレート３８内に刻まれた溝によって形成される。この溝の中には次に、導電性プラスチックが射出される。制御機器１０は、２つのインタフェースパッド４４、４６を有しており、これらは導電性プラスチックによって構成されている。制御機器１０とベースプレート３８との間の電気的な接触接続は単に、インタフェースパッド４４、４６と導体４０、４２とを熱溶融することによって行われる。これは制御機器１０をベースプレート２６上に固定する間または固定した後に行われる。インタフェースパッド４４、４６の下方にはオプションで、それぞれ破線で示された、ベースプレート３８内の切欠き４８が設けられている。この切欠きは、インタフェースパッド４４、４６と導体４０、４２との溶融に必要な熱エネルギーないしは熱を集中的に供給するために用いられる。インタフェースパッドの下にある切欠き４８並びに図示されていない全ての切欠きは有利には円錐形の孔によって構成される。導体４０、４２を同じように（ここには図示されていない）、柔軟なフラット導体路と導電性接続することができる。
【００３１】
図６は、択一的なハウジング形状を備えた制御機器を有する、電気的接続装置の別の１つの実施形態を図示している。
【００３２】
ここでは制御機器５０は、下に向かって開放された実質的に鍋形状のハウジング５２を含む。ハウジング５２は、該ハウジングの中に組み込まれた回路担体５４を備えている。回路担体５４の上には、回路を形成している参照符号が付されていない多数の電子コンポーネントが配置されている。制御機器５０はベースプレート５６上に固定されており、ベースプレート５６には、導電性プラスチックによって形成された電気的な導体５８が延在している。ここでも制御機器５０と導体５８の間の電気的接続は、インタフェースパッド６０を導体５８と単に熱溶融することによって実施され、溶融ゾーン６２が形成される。ベースプレート５６の下側に設けられた切欠き６４によって、溶融熱を所期のように溶融ゾーン６２に供給することができる。
【００３３】
ハウジング５２はこれまで図示したハウジング形状とは異なり、参照符号が付されていない周囲を取り囲むフランジを備えた、台形に近似した断面形状を有する。フランジは、ベースプレート５６ないし導体５８と固定的に接続、例えば接着されている。択一的に、フランジとベースプレート５６ないし導体５８との間に弾性のガスケットを設けることができる。この場合ハウジング５２は、例えばネジまたはクランプ接続のような適当な機械的手段によってベースプレート５６と緊締されている。制御機器５０をハーメチックに密閉封止するために、ハウジング５２には付加的にプラスチック材料から成る絶縁性の充填コンパウンド６６が充填されている、ないしは回路担体５４が完全に充填コンパウンド６６によって射出成形により包囲されている。ハウジング５２は、金属製の適当な材料および／または場合によって繊維強化されたプラスチック材料によって形成することができる。
【００３４】
以降の明細書で同時に参照される図７〜９は、電気的接続装置の別の実施形態を図示している。ここでは図１とは異なり、インタフェースパッドおよび導電パッドに付加的な絶縁部が設けられている。
【００３５】
フラット導体路１２の導電パッド２２は、制御機器１０のインタフェースパッドに対して水平な方向において、熱溶融ができるだけ全面で行われるように、理想的には完全なカバー部が形成されるように配向されている。全面での熱溶融により、電気接触抵抗は可能な限り小さくなる。溶接プロセスにおいて、可塑化された導電パッド２２は、充分に軟化したインタフェースパッド２４に対して白い矢印の方向にプレスされ、溶融ゾーン２６の領域にて導電性プラスチックが僅かに局地的に交互に混合する。制御機器１０の内部にはさらに接続線路３６が延在している。接続線路３６は、ここでは図示されていない電子コンポーネントないし回路担体を電気的接続するために使用される。図１〜３に基づいた実施形態とは異なり、導電パッド２２もインタフェースパッド２４も、電気絶縁性の高い実質的に非導電性である絶縁層６８，７０によって完全に取り囲まれている。絶縁層６８，７０は、熱可塑性および／または熱硬化性プラスチックによって形成することができる。
【００３６】
図８から見て取れるように絶縁層６８，７０は、熱溶融ないし熱溶接されたインタフェースパッド２２と導電パッド２４によって形成された電気的な接触接続箇所７４，７６に対する、（溶融プロセス後に本来の電気的な接触接続箇所７２を形成する）インタフェースパッドと導電パッド２２，２４の電気絶縁性を改善する。このことは殊に、接点間隔が小さい多芯のフラット導体路を制御機器１０に電気的に接触接続したい場合に有利である。さらに絶縁層６８，７０は、接触接続箇所７２〜７６の機械的耐性を改善すると同時に、電気的な接触接続箇所７２〜７６の境界領域における汚染粒子および／または化学的に攻撃性の流体の侵入を阻止する。
【００３７】
図９では、導電パッド２２は、溶融ゾーン２６の領域においてインタフェースパッド２４と溶接されており、フラット導体路１２と制御機器１０の間の電気的接続および機械的接続が形成されている。導電パッド２２はインタフェースパッド２４と溶融されており、上側の絶縁層６８は下側の絶縁層７０と溶融されている。
【００３８】
以降の明細書で同時に参照される図１０〜１２は、多数の金属接続部が設けられた制御機器を備える電気的接続装置の別の実施形態を図示している。
【００３９】
制御機器９０は多数の直線状の金属接続部を有しており、これらのうち１つの金属接続部に、残りの全ての金属接続部を代表して参照符号９２が付されている。金属接続部９２は、制御機器９０内の電子コンポーネントおよび／または電気機械コンポーネントと導電性接続されている。フラット導体路１２には、互いに平行に等間隔を空けて延在している多数の導線が埋め込まれている。最も手前にある導線１４は、金属接続部９２と導電性接続されている。残りの金属接続部も、相応にフラット導体路１２の導線に接続されている。制御機器９０の金属接続部ないしフラットピンは、この実施例では長方形に近似した断面形状を有する。
【００４０】
図１１は、図１０の接続装置を、接触接続していない状態において、概略的な部分断面図にて図示している。銅線１４は、上側および下側のプラスチックフィルム１６，１８によって両側が覆われている。接続領域２０には、導電性プラスチックによって形成された導電パッド２２が位置している。金属接続部９２の下側には、同様に導電性プラスチックによって形成されたインタフェースパッド９４が位置している。基本的には、導電性プラスチックの付着力を改善するために、金属接続部９２に例えばプラズマ放射処理等のような適当な機械的、化学的、および／または物理的な前処理を施す必要がある。択一的に金属接続部９２を、機械的に粗面化すること、および／または、適当な溶剤によって化学的に洗浄することも可能である。
【００４１】
金属接続部９２に対するインタフェースパッド９４の付着力をさらに改善するために、金属接続部の中に孔部９６を設けることができ、この孔部には、有利には完全に導電性プラスチックが侵入している。択一的に、破線で示すように金属接続部９２の両側に導電性プラスチックを設けることも可能であり、こうすることによって結果的に、楕円形に近似した断面形状を有するインタフェースパッド９８が形成される。導電パッド２２およびインタフェースパッド９４ないし９８を充分に加熱した後、これらは白い矢印の方向に互いにプレスされ、導線１４と金属接続部９２の間の溶融、ひいては電気的な接触接続が形成される。
【００４２】
図１２では、導電パッド２２がインタフェースパッド９４と熱によって溶融されており、これによってフラット導体路１２は制御機器９０に導電性接続される。制御機器９０とフラット導体路１２の間のこの電気的接続をハーメチックに密閉するために、垂直方向に互いにずらされた２つの側方のフランジ部分１０２，１０４を備えた、周囲を取り囲む蓋部１００が設けられている。蓋部１００は、金属材料によって、および／または、熱可塑性または熱硬化性プラスチック材料によって形成することができる。フランジ部分１０２，１０４は、接着層１０６によって、フラット導体路１２の上側ならびに制御機器の上側と接続されている。択一的に、蓋部１００の位置を固定するために、ネジ接続および／またはクランプ接続を実施することも可能である。右側のフランジ部分１０４と金属接続部９２の間には、円形とは異なる他の断面形状を有する弾性の密閉手段１０８が、例えばＯ型リングまたはリングガスケットの形態で配置されている。下側の密閉は、平坦な担体プレート１１０によって行われる。担体プレート１１０は、接着層１０６によってフラット導体路１２ならびに制御機器の下側と接着されている。担体プレート１１０は金属材料によって形成することができ、純粋な密閉機能以外にも、制御機器９０に含まれる電子および／電気機械コンポーネントを冷却するためのヒートシンクにもなる。さらに必要な場合には、蓋部１００と金属接続部９２の間ならびに金属接続部９２と担体プレート１１０の間に形成される参照符号が付されていない中空空間に、封止のための電気絶縁性の充填コンパウンドを収容することが可能である。密閉手段１０８の寸法、殊に高さは、蓋部１００の取り付け後にこの密閉手段が若干の機械的な予圧下にあるように、ひいては金属端部９２が所定の力によってフラット導体路１２をプレスするように、選択される。この際、担体プレート１１０が対応受けとして機能する。この構成によって、フラット導体路１２と制御機器９０の間で電気的な接触接続が保証されると同時に、接続の機械的耐性も一層最適化される。さらには有害な環境影響に対する密閉が保証されている。
【００４３】
図１３は、インタフェースパッドを有していない、金属接続部を備える制御機器を有する接続装置の別の実施形態を示す。
【００４４】
これまで説明した実施形態とは異なり、制御機器１２０は、円形に近似した断面形状を有する下に向かって角度付けられた金属接続部１２２ないし丸ピンを使用することができる。この金属接続部ないし丸ピンには、インタフェースパッドが設けられていない（「インタフェースパッドを有していない」）。金属接続部１２２とベースプレート１２６の中の導体１２４との間の電気的接続を形成するために、熱可塑性の導電性プラスチックによって形成された導体１２４は熱供給によって充分に可塑化され、金属接続部１２２はこの導体１２４の中にプレスされ、溶融され、これによって電気的に接触接続されて、位置固定される。
【００４５】
絶縁材料によって形成されたベースプレート１２６において導体１２４は例えば溝および／または他の凹部をフライス削りすることによって実現される。この溝および／または凹部には、導体１２４が有利には参照符号が付されていないベースプレート１２６の上側と同一平面状になるような量だけ、導電性プラスチックが供給される。
【００４６】
制御機器１２０の、隣り合う金属接続部に対する電気絶縁作用を一層最適化するため、ならびに、不利な環境影響に対する耐性を一層最適化するために、金属接続部１２２に、適当な絶縁性の熱可塑性プラスチック材料によって形成されている中空円筒形の絶縁スリーブ１２８を設けることができる。制御機器１２０の完全な電気的接触接続のために、ベースプレート１２６には、基本的に多数の導体１２４が組み込まれている。有害な媒体に対する耐性を一層改善するために、装置全体をさらに充填コンパウンド（"金型コンパウンド"）によって被覆することができる。
【００４７】
図１４は、接続装置の別の１つの実施形態を図示している。
【００４８】
図１３による実施形態とは異なり、導電性プラスチックによって形成された、長方形に近似した断面を有する導体１３０が、参照符号の付されていないベースプレート１２６の表面上に延在しており、制御機器１２０は、直線状の金属接続部１３２ないし丸ピンまたはフラットピンを有する。導体１３０は例えば、押出ノズルによって導電性プラスチックをベースプレート１２６の上に射出することによって製造することができる。
【００４９】
ここではさらに、電気絶縁性に構成されたベースプレート１２６の中に切欠き１３４が設けられている。参照符号の付されていない切欠き１３４の深さは、参照符号の付されていない制御機器１２０の構造高さに相当する。切欠き１３４の縁部側には、直方体形状に近似した、同じく導電性プラスチックから形成された少なくとも１つの導電性移行部１３６が位置している。基本的に多数の導電性移行部が必要とされるが、１つないし複数の導電性移行部１３６は、例えば可塑化された状態の導電性プラスチックを相応の構造の押出ノズルを用いて射出することによって形成することができるか、または事前に製造された導電性移行部を接着することによって形成することができる。この場合、設けるべき直方体形状の導電性移行部１３６の数は、導体１３０と制御機器１２０の金属接続部１３２との間で獲得すべき電気的な移行コンタクト（Uebergangskontakt）の数に相当する。複数の導電性移行部１３６はそれぞれ、この場合、図平面に対して垂直に互いに平行に間隔をあけて延在している。
【００５０】
実質的に直方体形状の導電性移行部１３６は長方形の断面形状を有しており、導電性移行部１３６の高さは、制御機器１２０の構造高さにほぼ相当する。導体１３０と金属接続部１３２の間の電気的接続を形成するために、金属接続部１３２ならびに制御機器１２０の縁部側のハウジング部分が、充分な加熱によって軟化された導電性移行部１３６の中にプレスされ、これと同時に導電性移行部１３６が、溶融ゾーン１３８の領域において熱によって導体１３０と溶融される。
【００５１】
金属接続部１３２ならびに導電性移行部１３６の充分な電気絶縁性を保証するために、導電性移行部１３６同士は基本的に、導電性移行部と導電性移行部の間に配置される絶縁移行部によって互いに分離する必要がある。これらの絶縁移行部は図１４では図示されていないが、有利には同様に直方体形状である。導電性移行部と絶縁移行部とが一連に互いに交互に配置されている上記記載の構造は、ＬＣＤディスプレイの接触接続のための導電性ゴムの構造に類似している。殊に機械的耐性を最適化するために、必要に応じて制御機器１２０をベースプレート１２６に接着させることも可能である。これまで説明してきた実施形態は、導体１３０と制御機器１２０とベースプレート１２６との間の電気的接続の、ハーメチックな完全な密閉封止を保証し、電気的接続部ないし接触部を有害な環境影響から充分に独立させることができる。ベースプレート１２６は、下側にて、すなわち導体１３０および導電性移行部１３６の領域の外側にて、排熱を改善するために金属材料によって覆われている。
【００５２】
図１５は、電気的接続装置の別の１つの実施形態を図示している。
【００５３】
図１３、１４による実施形態とは異なり、制御機器１４０は、参照符号が付されていないハウジングの中またはハウジングに接して直接配置された少なくとも１つのインタフェースパッド１４２を有する。インタフェースパッド１４２は、制御機器１４０に含まれた電子および／または機械コンポーネントと導電性接続されている。接続領域２０において、上側および下側のプラスチックフィルム１６，１８がフラット導体路１２から除去されている。つまりフラット導体路はこの接続領域においては完全に絶縁除去されており、導電性の（銅製）導線１４が露出している。導線１４は全ての側にて、導体性プラスチックからなる導電パッド１４４によって周囲が被覆されている。導電パッド１４４は、鍋形ないしキャップ形に近似した形状を有し、かつ残りのプラスチックフィルム１６，１８に接続しており、このようにしてこの領域への異物および／または流体の侵入が阻止される。この導電パッド１４４は、例えば導線１４を浸漬することによって簡単に相応の形状に製造することができる。導線１４は、少なくとも部分的に、充分に軟化ないし可塑化された導体性プラスチックによって充填されている。したがって導電パッド１４４と導線１４の間には電気的な接触接続が存在する。
【００５４】
フラット導体路１２と制御機器１４０の間の電気的接続を形成するために、インタフェースパッド１４２と導電パッド１４４は加熱によって充分に可塑化され、溶融ゾーン１４６の領域で小さな圧力によって互いにプレスされ、互いに溶融される。フラット導体路１２と制御機器の間におけるこのように形成された電気的接続は、始めからハーメチックにカプセル封入されており、したがって完全に有害な環境影響から保護されている。
【００５５】
この実施形態により、制御機器１４０とフラット導体路１２の間の電気的接続は、非常に省スペースで、製造技術的に簡単かつ確実に取り扱うことができるようになり、必要に応じて多芯に構成することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月18日(2011.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御機器（１０，５０，９０，１４０）と、柔軟な線路担体の導線（１４）、または多数の導体（４０，４２，５８）を備えたベースプレート（３８，５６，１２６）との間の電気的接続装置において、
前記制御機器（１０，５０，９０，１４０）は、熱可塑性の導電性プラスチックによって構成された多数のインタフェースパッド（２４，４４，４６，６０，９４，９８，１４２）を有しており、
前記インタフェースパッド（２４，４４，４６，６０，９４，９８，１４２）はそれぞれ、電気的接続を形成するために、導体路（１４）の導電パッド（２２，１４４）、および／または、前記ベースプレート（３８，５６）の導体（４０，４２，５８）と熱によって溶融されており、
前記導電パッド（２２，４４）および前記導体（４０，４２，５８）は、導電性プラスチックによって構成されている、
ことを特徴とする電気的接続装置。
【請求項２】
前記導電性プラスチックは、導電性を有する粒子が混合された熱可塑性プラスチック材料である、
ことを特徴とする請求項１記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記導電性を有する粒子は、金属粒子および／または導電性ナノ粒子である、
ことを特徴とする請求項２記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記制御機器（１０，５０，９０，１４０）は、少なくとも１つの回路担体（３０，５４）を収容するハウジング（２８，５２）を有し、
前記回路担体（３０，５４）は、回路を形成するための多数の電子および／または電気機械コンポーネントを有する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記インタフェースパッド（２４，４４，４６，６０，９４，９８，１４２）は、前記ハウジング（２８，５２）および／または前記回路担体（３０，５４）および／または金属接続部（９２）に配置されており、それぞれ少なくとも１つの前記回路担体（３０，５４）の構成部分と導電性接続されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項６】
前記金属接続部（９２）は、前記回路担体（３０，５４）の構成部分と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項７】
少なくとも１つの導体（４０，４２，５８）は、前記ベースプレート（３８，５６）に設けられたチャネルによって形成されており、
該チャネルには、少なくとも部分的に導電性プラスチックが充填されており、
前記ベースプレート（３８，５６）は電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項８】
少なくとも１つの導体（４０，４２，５８）は、前記ベースプレートの上に設けられた導電性プラスチックによって形成されており、
前記ベースプレート（３８，５６）は、電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項９】
前記制御機器（１０，５０，９０，１４０）は、モータ制御機器および／またはトランスミッション制御機器であり、前記柔軟な線路担体は、多芯フラット導体路（１２）である、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項１０】
制御機器（１２０）と、多数の導体（１２４，１３０）を備えたベースプレート（１２０）との間の電気的接続装置において、
前記制御機器（１２０）は、多数の金属接続部（１２２，１３２）を有しており、
前記金属接続部は、電気的な接続を実現するためにそれぞれ、前記ベースプレート（１２６）の導体（１２４，１３０）および／または導電性接続部（１３６）内にて、熱によって溶かされており、前記導体（１２４，１３０）は導電性プラスチックによって構成されている、
ことを特徴とする電気的接続装置。
【請求項１１】
前記導電性プラスチックは、導電性を有する粒子が混合された熱可塑性プラスチック材料である、
ことを特徴とする請求項１０記載の電気的接続装置。
【請求項１２】
前記導電性を有する粒子は、金属粒子および／または導電性ナノ粒子である、
ことを特徴とする請求項１０または１１記載の電気的接続装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの前記金属接続部（１２２）は、少なくとも部分的に絶縁スリーブ（１２８）を有する、
ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの導体（１２４）は、前記ベースプレート（１２６）に設けられたチャネルによって形成されており、
該チャネルには、少なくとも部分的に導電性プラスチックが充填されており、
前記ベースプレート（１２６）は、電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの導体（１３０）および／または導電性移行部（１３６）は、導電性プラスチックによって形成されており、
前記ベースプレート（３８，５６）は、電気絶縁性材料によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項記載の電気的接続装置。
【請求項１６】
前記制御機器（１２０）は、モータ制御機器および／またはトランスミッション制御機器である、
ことを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一項記載の電気的接続装置。