(57)【要約】  本発明は、第一の熱膨張率を有する回路筐体（３８）内に格納された電子回路（２６）と、第一の熱膨張率と異なる第二の熱膨張率を有する、この回路筐体（３８）の周囲を取り囲む成形部材（４０）とを備えた電子装置（１４）に関し、この成形部材（４０）が、回路筐体（３８）の少なくとも二つの互いに間隔を開けた異なる固定点（４６）の所で回路筐体（３８）と固定されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の熱膨張率を有する回路筐体（３８）内に格納された電子回路（２６）と、
第一の熱膨張率と異なる第二の熱膨張率を有する、この回路筐体（３８）の周囲を取り囲む成形部材（４０）と、
を備え、
この成形部材（４０）が、回路筐体（３８）の少なくとも二つの互いに間隔を開けた異なる固定点（４６）の所で回路筐体（３８）と固定されている、
電子装置（１４）。
【請求項２】
電子回路（２６）に対する第二の膨張率により引き起こされる成形部材の熱応力が、第一の熱膨張率により引き起こされる回路筐体の熱応力を相殺するように、当該の二つの固定点（４６）が選定される請求項１に記載の電子装置（１４）。
【請求項３】
成形部材の応力と回路筐体の応力が互いに解消し合うように、当該の固定点（４６）が選定される請求項２に記載の電子装置（１４）。
【請求項４】
回路筐体（３８）と成形部材（４０）の間の隙間（４２）が湿気（４４）の侵入に対して密閉されるように、当該の固定点（４６）の中の少なくとも一つが選定される請求項１から３までのいずれか一つに記載の電子装置（１４）。
【請求項５】
回路筐体（３８）の表面が、成形部材（４０）との固定点（４６）の所で粗くされている請求項１から４までのいずれか一つに記載の電子装置（１４）。
【請求項６】
当該の回路筐体（３８）の表面の粗くされる部分が、レーザーを用いて、識別可能な目印の形で粗くされる請求項５に記載の電子装置（１４）。
【請求項７】
回路筐体（３８）の表面が固定点（４６）の所で活性化される請求項１から６までのいずれか一つに記載の電子装置（１４）。
【請求項８】
回路筐体（３８）の表面が固定点（４６）の所でレーザーを用いて粗くされ、特に、時間的にずらして、活性化される請求項１から７までのいずれか一つに記載の電子装置（１４）。
【請求項９】
本電子装置が、回路を用いて、検出した物理量に基づき電気信号（１６）を出力するセンサ（１４）として構成されている請求項１から８までのいずれか一つに記載の電子装置（１４）。
【請求項１０】
電子回路（２６）を回路筐体（３８）内に格納する工程と、
少なくとも二つの互いに間隔を開けた固定箇所（４６）の所で回路筐体（３８）を活性化する工程と、
回路筐体（３８）の格納された領域が少なくとも固定箇所（４６）を含むように、成形部材（４０）を用いて、この活性化された回路筐体（３８）を格納する工程と、
を有する電子装置（１４）を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置及び電子装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１により、検出した物理量に基づき電気信号を出力するセンサの形の電子装置が周知である。その電子装置は、回路筐体内に格納された電子回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許公開第２０１０／０３７８１０号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２０１１０８７８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、周知の電子装置を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本課題は、独立請求項の特徴によって解決される。有利な改善構成は、従属請求項の対象である。
【０００６】
本発明の一つの観点では、電子装置は、第一の熱膨張率を有する回路筐体内に格納された、有利には、電気信号端子を介して外部回路と接続可能な電子回路と、この回路筐体を取り囲む、第一の熱膨張率と異なる第二の熱膨張率を有する成形部材とを有し、この成形部材が、回路筐体上の少なくとも二つの互いに間隔を開けた異なる固定点の所で回路筐体と固定されている。
【０００７】
この熱膨張率は、この所与の電子装置の範囲内において、回路筐体又は成形部材の熱に応じた膨張及び収縮を規定する。
【０００８】
この所与の電子装置は、使用している電子回路が一方で機械的及び電気的な損傷から保護されるが、他方で、その最終的な用途に適合しなければならないとの考えに基づいている。この回路筐体の形の機械的及び電気的な保護形態は、電子回路自体と共に大量生産により製造することができる一方、成形部材の形状は、最終的な用途に依存して、その用途に個別的に適合して作成しなければならない。
【０００９】
この場合、機械的及び電気的な損傷に対して保護する回路筐体に関して、形状を規定する成形部材に関する材料と異なる材料を使用することが製造技術的に有利であると分かっている。通常両方の材料は、回路筐体と成形部材の間の異なる熱運動を引き起こす可能性の有る異なる熱膨張率も有する。その理由から、この成形部材は、時間と共に回路筐体から剥がれる可能性が有り、その結果、回路筐体は、有事の時に成形部材から、そのため、最終的な用途から剥が落ちる可能性が有る。
【００１０】
それを防止するために、成形部材を回路筐体に固定することができる。それは、例えば、回路筐体との固定的な結合を提供する相応の接着性の成形部材の選定によって実現することができる。しかし、その場合、回路筐体と成形部材の間を完全に平面的に固定すると、成形部材と回路筐体の間の異なる膨張率によって、それらが互いに機械的な応力を加え合うとの問題が生じる。そして、この機械的な応力は、電子回路にも作用して、それに対応した負荷を電子回路に加える。
【００１１】
ここでは、所与の電子装置に対して、互いに間隔を開けた固定点を介してのみ成形部材を回路筐体に固定するとの提案を行なう。これらの固定点は、固定面の一部とすることもできるが、その場合、それらの固定面は、互いに間隔を開ける。そして、通常回路筐体よりも重い成形部材は、布のように、回路筐体の周りに設置されて、前記の固定点の所で回路筐体と固定することができる。周知の通り、膨張する物体上に点状に固定された布は、例えば、自分自身の上着を着た時に観察できる通り、皺を寄せる。これらの機械的な応力は、方向に応じて作用し、そのことは、所与の電子筐体の範囲内において、電子回路を機械的に保護するために活用することができる。
【００１２】
この所与の電子装置の改善構成では、第二の膨張率により引き起こされる電子回路に対する成形部材の熱応力が、第一の熱膨張率により引き起こされる回路筐体の熱応力を相殺するように、二つの固定点が選定される。例えば、その選定のために、例えば、この電子装置をシミュレーションして、そのシミュレーションの範囲内で、電子回路の箇所における成形部材の応力と回路筐体の応力の相殺形態が所定の判定基準を満たすまで、これらの少なくとも二つの固定点を動かすことができる。このシミュレーションのために、この電子装置は、周知の手法で好適な数学モデルとしてモデル化して、予想される応力にまで調査することができる。
【００１３】
特に有利には、前述した判定基準は、固定点を相応に選定した場合に、成形部材の応力と回路筐体の応力が互いに解消し合って、その結果、成形部材と回路筐体の間の異なる熱膨張による電子回路に対する機械的な負荷が最小化されるように選定される。
【００１４】
この所与の電子装置の別の改善構成では、固定点の中の少なくとも一つは、回路筐体と成形部材の間の隙間が湿気の侵入に対して密閉されるように選定される。この改善構成は、成形部材が前に説明した熱膨張効果のために回路筐体から剥がれ、そのようにして、成形部材と回路筐体の間に隙間が形成される可能性が有ることを考慮している。この隙間には、湿気及びそれ以外の反応物質が侵入する可能性が有り、それらは、電子装置の長い動作期間後に、例えば、信号端子の領域において、電子装置の腐食又はマイグレーションを引き起こし、そのようにして、それに応じて信号端子を切断又は短絡させる可能性が有る。そのような短絡又はそれ以外の湿気により生じる損傷を防止するために、固定点の中の少なくとも一つは、前記の隙間が外側に対して密閉されるように設置すべきである。
【００１５】
この所与の電子装置の別の改善構成では、回路筐体の周りに成形部材を吹き付けるか、或いは鋳込むことが可能であり、その場合、吹き付け又は鋳込み後に硬化する際の成形部材の収縮は、電子装置の動作温度から成形部材の凝固温度にまで冷却する際の収縮よりも小さくなるように選定される。このようにして、成形部材は、凝固時にも回路筐体と接し、そのため、隙間が前に説明した手法で確実に閉鎖されることが保証される。
【００１６】
この所与の電子装置の更に別の改善構成では、回路筐体の表面は、固定点の所で活性化される。以下において、回路筐体の表面の活性化とは、回路筐体の表面の分子構造を部分的に破壊して、その結果、回路筐体の表面に遊離基を発生させることであると解釈する。これらの遊離基は、成形部材との化学的及び／又は物理的な結合を起こすことができ、その結果、それらは、もはや回路筐体の表面から離れることができなくなる。このようにして、成形部材は、固く回路筐体と固定される。
【００１７】
この場合、成形部材は、ポリアミドなどの極性材料を含むことができる。この極性ポリアミドは、当業者に周知の手法で、回路筐体の活性化された表面と物理的に結合し、そのようにして、固く回路筐体と固定することができる。成形部材の溶融状態で、極性表面を有し、そのため、回路筐体の活性化された表面との結合を起こす別の化合物も可能である。この起こった結合は、溶融した成形部材の凝固後に維持されたままである。
【００１８】
この所与の装置の追加の改善構成では、成形部材との接触領域における回路筐体の表面の一部は粗くされ、その結果、有効に活性化された表面が拡大されて、回路筐体と成形部材の間の固着作用が増大される。
【００１９】
この所与の電子装置の特別な改善構成では、回路筐体の表面の粗くされる部分が、レーザーを用いて粗くされる。レーザーを用いて、回路筐体の表面が活性化されるだけでなく、レーザーによって、回路筐体の表面から、回路筐体と成形部材の間の固着を妨害する可能性の有る、場合によっては存在する離型剤を取り除くこともできる。
【００２０】
しかし、それに代わって、表面を粗くするためだけに、レーザーを使用することもできる。その場合、活性化は、例えば、プラズマを用いて実行することができる。
【００２１】
この所与の電子装置の特に有利な改善構成では、回路筐体の表面の粗くされる部分が、識別可能な目印の形で粗くされる。このようにして、更に、この電子装置を識別するために、この粗くすることを用いることができる。この目印は、任意の如何なる手法により選定することができる。即ち、この目印は、例えば、機械的に読み取り可能なコード又はユーザにより認知可能な数字コードとすることができる。
【００２２】
それに代わる改善構成では、所与の電子装置は、この回路により、検出した物理量に基づく電気信号を出力するセンサとして構成される。この電子回路は、物理量を検出するために、測定変換器を備えることができる。この場合、物理量は、例えば、空間内におけるセンサが固定されている対象物の長さ、機械的な応力、磁界又はそれ以外の如何なる物理量とすることができる。そのようなセンサでは、測定変換器に対する上記の回路筐体と成形部材により引き起こされる機械的な応力が、物理量に関する関連情報を有する本来の電気信号を悪化させる所謂横感度を生じさせる。この場合、所与の電子装置は、特に有利に構成されており、何故なら、電子回路に対する機械的な応力の最小化によって、物理量に応じた電気信号の発生時における測定変換器の横感度も最小化されるからである。
【００２３】
本発明の別の観点において、電子装置を製造する方法は、
回路筐体内に電子回路を格納する工程と、
少なくとも二つの互いに間隔を開けた固定箇所の所で回路筐体を活性化する工程と、
回路筐体の格納された領域が少なくともこれらの固定箇所を含むように、成形部材を用いて、活性化された回路筐体を格納する工程と、
を有する。
【００２４】
この所与の方法は、意味に関して上記の装置の特徴に対応する特徴だけ拡張することができる。
【００２５】
前に説明した本発明の特性、特徴及び利点、並びにそれらを実現する形態及び手法は、以下における図面と関連して詳しく説明する実施例の記述に関連付けると、より明確に、より分かり易く理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】走行動特性制御部を備えた車両の模式図
【図２】図１の慣性センサの模式図
【図３】図１の慣性センサの別の模式図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面において、同じ技術要素は、同じ符号を付与されており、一回だけ説明する。
【００２８】
図１を参照すると、周知の走行動特性制御部を備えた車両２の模式図が図示されている。この走行動特性制御部の詳細は、例えば、特許文献２から読み取ることができる。
【００２９】
車両２は、一つのシャーシ４と四つの車輪６を備えている。詳しく図示されていない道路上での車両２の動きを遅くするために、固定位置でシャーシ４に固定されたブレーキ８によって、各車輪６をシャーシ４に対して減速することができる。
【００３０】
この場合、当業者に周知の手法により、車両２の車輪６が、そのロード・ホールディングを喪失して、それどころか、車両２が、例えば、アンダーステアリング又はオーバーステアリングにより、詳しく図示されていないハンドルにより規定される軌道から逸れて動くことが起こる可能性が有る。それは、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）及びＥＳＰ（電子安定化プログラム）などの周知の制御ループによって防止される。
【００３１】
この実施形態では、そのために、車両２は、車輪６の回転数１２を検出する回転数センサ１０を車輪６に備えている。更に、車両２は、車両２の走行動特性データ１６を検出する慣性センサ１４を備えており、そのセンサから、当業者に周知の手法で、例えば、縦揺れ速度、横揺れ速度、偏揺れ速度、横加速度及び／又は縦加速度を出力することができる。
【００３２】
コントローラ１８は、検出した回転数１２と走行動特性データ１６に基づき、当業者に周知の手法で、車両２が走行路上で滑っているか、それどころか前記の所定の軌道から逸れており、それに対応して、周知のコントローラ出力信号２０により、それに対処するのか否かを決定することができる。そして、調節機器２２は、このコントローラ出力信号２０を使用して、調節信号２４を用いて、スリップ及び所定の軌道からのずれに周知の手法で対処する、ブレーキ８などのアクチュエータを駆動することができる。
【００３３】
コントローラ１８は、例えば、車両２の周知のエンジン制御部に統合することができる。コントローラ１８と調節機器２２は、共通の制御機器として構成して、任意選択により、前述したエンジン制御部に統合することもできる。
【００３４】
図１では、慣性センサ１４が、コントローラ１８外の外部機器として図示されている。そのような場合、サテライト機器として構成された慣性センサ１４と呼ばれる。しかし、慣性センサ１４は、例えば、コントローラ１８の筐体内に一緒に統合することができるように、ＳＭＤ素子として構成することもできる。
【００３５】
慣性センサ１４を模式図で図示している図２を参照する。
【００３６】
慣性センサ１４は、測定変換器として、ＭＥＭＳ２６と呼ばれる、少なくとも一つのマイクロ電子機械システム２６を備えた電子回路を有し、それは、周知の手法で増幅回路２８を介して、ＡＳＩＣ（英語名：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３０と呼ばれる、用途特有の集積回路３０の形の二つの信号評価回路３０に、詳しく図示されていない、走行動特性データ１６に応じた信号を出力する。そして、このＡＳＩＣ３０は、受信した、走行動特性データ１６に応じた信号に基づき走行動特性データ１６を発生する。
【００３７】
これらのＭＥＭＳ２６、増幅回路２８及びＡＳＩＣ３０は、回路基板３２上に搭載されて、回路基板３２上に構成された異なる電気配線３４と接続電線３５を用いて電気的に接続されている。それに代わって、回路基板３２をリードフレームとして構成することもできる。発生した走行動特性データ１６を出力するために、インタフェース３６を設置することができる。
【００３８】
更に、ＭＥＭＳ２６とＡＳＩＣ３０は、例えば、熱硬化性材から製作することが可能な回路筐体３８内に鋳込むことができる。それにより、この回路筐体３８は、単独で慣性センサ１４の筐体としての役割を果たすとともに、そこに収容された回路部品を保護することもできる。
【００３９】
しかし、慣性センサ１４は、冒頭で述べた走行動特性制御部での使用に限定されず、従って、多数の異なる最終的な用途のために製造される。慣性センサ１４を走行動特性制御部に組み込むために、慣性センサは、オーバーモールド４０とも呼ばれる成形部材４０を用いて射出成形される。この場合、例えば、詳しく図示されていないシリアル番号標識を露出させるために、成形部材４０にオーバーモールド開口部４１を設けることができる。
【００４０】
この成形部材４０は、例えば、熱可塑性樹脂とすることができ、回路筐体３８の熱膨張率と異なる熱膨張率を有する。
【００４１】
これらの異なる熱膨張率に起因して、回路筐体３８と成形部材４０が、温度作用により異なる形で膨張して、図２に図示されている通り、所定の膨張以上で、互いに剥がれる可能性が有り、その結果、回路筐体３８と成形部材４０の間に隙間４２が形成されて、その隙間を介して、特に、湿気４４が侵入して、導体路３４を備えた回路基板３２を損傷する可能性が有る。
【００４２】
この実施形態では、この隙間の形成を防止するために、回路筐体３８は、図３に図示されている通り、表面における所定の表面ゾーン４６を活性化される。この活性化の範囲内において、回路筐体３８の表面の分子構造が、表面ゾーン４６の領域において部分的に破壊され、その結果、回路筐体３８の表面に遊離基が発生する。これらの遊離基は、成形部材４０と化学的及び／又は物理的な結合を起こすことができ、その結果、最早表面ゾーン４６の領域内の回路筐体３８の表面から離れることができなくなる。このようにして、成形部材４０が固く回路筐体３８と固定される。
【００４３】
この実施形態では、更に、互いの表面ゾーン４６は、それぞれ互いに所定の間隔４８を開けて構成されており、図３では、見易くするために、それらの間隔の中の一つだけが、間隔を開けた両矢印で表示されている。これらの間隔４８内では、回路筐体３８の表面は活性化されておらず、その結果、成形部材４０は、回路筐体３８に対して移動可能なままである。そのため、成形部材４０は、回路筐体３８の熱運動時に、回路筐体３８の活性化された表面ゾーン４６に固定された状態で、布のように歪んで、独自の機械的な応力が、回路筐体３８の熱運動のために成形部材４０に加わる機械的な応力を相殺することができる。表面ゾーン４６の間隔４８を好適に選定した場合、ＭＥＭＳ２６の場所において、回路筐体３８と成形部材４０の機械的な応力が解消され、そのようにして、さもなければ、この機械的な応力の影響により発生するかもしれないＭＥＭＳ２６の横感度を低減することができる。
【００４４】
機械的な応力がＭＥＭＳ２６の場所で解消されるように、これらの活性化された表面ゾーン４６を好適に配置するために、例えば、慣性センサ１４を事前に機械的にシミュレーションすることができる。それに代わって、当然のことながら、この活性化された表面ゾーン４６の位置を試作品で試験することもできる。
【００４５】
前述した湿気４４の侵入を防止するために、別の境界条件として、これらの活性化された表面ゾーン４６の中の少なくとも一つがオーバーモールド開口部４１の周縁の周りに延びることができる。
【００４６】
この場合、この活性化は、レーザーを用いて実行することができ、その際、幾つかの活性化された表面ゾーン４６は、情報を保持する形で形成することができる。即ち、例えば、これらの表面ゾーン４６は、例えば、製造日及び／又は製造場所などの慣性センサに関するデータを後日読み取ることを可能とする字体として形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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【国際調査報告】
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