DE4142138C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Steuergerät nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Bei einem aus der Praxis bekannten Steuergerät ist
auf einer Al-Grundplatte das aus Kunststoff bestehende Gehäuse mit
eingespritzten Steckern aufgesetzt. Auf der Grundplatte ist eine Hy
bridschaltung angeordnet. Um diese Hybridschaltung mit den Stecker
stiften des Gehäuses verbinden zu können, ist im Gehäuse der
Steckerleiste ein Stanzgitter mit eingespritzt. Dieses Stanzgitter
ist mit einem Ende an den Steckerstiften verlötet oder vernietet.
Das andere Ende des Stanzgitters ragt aus dem Körper der Stecker
leiste heraus und ist mit Hilfe von Bondverbindungen mit der Hybrid
schaltung verbunden. Durch das eingespritzte Stanzgitter kann ein
Verzug des Kunststoffkörpers des Steckers entstehen. Ferner ist die
Herstellung des Gehäuses aufgrund der eingespritzten Stanzteile und
der Lötverbindung relativ teuer.
Ein ähnliches Steuergerät ist in der DE-OS 33 45 701 beschrieben.
Dort sind die Enden der Stecker und die Leiterplatten durch einen
Blechstreifen miteinander kontaktiert. Auch hier sind Lötverbin
dungen notwendig.
Ferner ist aus der DE-OS 40 37 603 ein Steuergerät bekannt, bei dem
die Kontaktmesser der Steckerleiste durch die Abschlußplatte hin
durchragen. Die Enden der in das Gehäuse ragenden Kontaktmesser sind
in eine Leiterplatte eingelötet, auf der sich die elektrischen bzw.
elektronischen Bauteile des Steuergeräts befinden. Durch die Lötver
bindung ist das Steuergerät aber relativ störanfällig und nur rela
tiv teuer herstellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für die
Massenfertigung einfache und schnelle Herstellung eines Steuerge
rätes zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnen
den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß das einge
spritzte Stanzgitter durch eine Metallbeschichtung des Kunststoff
körpers ersetzt wird. Dadurch ist eine einfache und schnelle Her
stellung, insbesondere für eine Massenfertigung in geeigneter Weise
möglich. Da komplizierte und kaum maschinell durchführbare Einlege
Vorgänge beim Spritzgießen vermieden werden können und teure Stanz
teile entfallen, ist das Schaltgerät relativ preiswert herstellbar.
Durch die Ausgestaltung sind die einzelnen Schritte jetzt automa
tisch ausführbar. Im Unterschied zu anderen metallischen Beschich
tungsverfahren kann ein Ende der Beschichtung in einfacher Weise um
gebogen werden, so daß von oben, das heißt von außen zugänglich,
eine Bondverbindung oder eine Lötverbindung zur Kontaktierung mit
der Hybridschaltung angebracht werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Schaltge
räts möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Schaltgerät.
In der Figur ist mit 10 die z. B. aus Aluminium bestehende Grund
platte eines Steuergeräts 11 bezeichnet. Auf dem Boden 12 dieser
Grundplatte 10 ist eine nicht näher dargestellte Hybridschaltung 13
angeordnet. Statt einer Hybridschaltung kann aber auch eine sonstige
elektrische Schaltung verwendet werden. Auf dem Rand 14 der Grund
platte 10 ist ein Gehäuse 15 mit integrierten Steckern 16 aufgesetzt
und dicht verklebt. Hierzu ragt eine Feder 17 in eine mit Kleber ge
füllte, im Rand 14 der Grundplatte 10 ausgebildete Nut 18 hinein.
Das Gehäuse 15 besteht aus elektrisch isolierendem Kunststoff. Fer
ner weist das Gehäuse 15 eine Öffnung 20 auf, die von einem Deckel
21 abgeschlossen ist. Im Gehäuse 15 sind ferner in durchgehenden
Bohrungen 23 Steckerstifte 24 abgedichtet eingebettet. Dabei ragen
die Steckerstifte 24 mit ihren Steckabschnitten 25 in den Aufnahme
körper 26 für den nicht dargestellten Gegenstecker hinein. Das an
dere Ende 27 der Steckerstifte 24 endet etwa bündig an der Innen
seite, das heißt an der dem Boden 12 zugewandten Innenwand 28 des
Gehäuses 15 und ist dort mit Leiterbahnen 29 kontaktiert. Die
Leiterbahnen 29 können aber auch in die Bohrung 23 hineingezogen
sein und dort mit dem Steckerstift 24 verbunden werden. Bei dieser
Ausgestaltung ist kein bündiger Abschluß der Steckerstifte 24 not
wendig. Die Leiterbahnen 29 sind an der Innenwand 28 des Gehäuses 15
entlang geführt und durch die Öffnung 20 zu einem kleinen Bereich 30
umgebogen. In diesem Bereich 30 ist eine Bondverbindung 31 kontak
tiert, die eine Verbindung von der Leiterbahn 29 zur Hybridschaltung
13 herstellt. Für eine einfache Kontaktierung dieser Bondverbindung
31 muß der Bereich 30 von oben zugänglich sein, so daß er, falls der
Deckel 21 noch nicht aufgesetzt ist, durch die Öffnung 20 zugänglich
ist. Statt einer Bondverbindung 31 kann auch jede andere, herkömm
lich bekannte Verbindungsart, zum Beispiel eine Lötverbindung, ver
wendet werden.
Wesentlich ist aber das Aufbringen der Leiterbahnen 29 auf die
Innenwand 28 des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses 15 der Stecker
16. Vorteilhaft ist bei diesen Beschichtungsverfahren, daß der
Steckerstift 24 durch die Bohrung 13 hindurchgeführt werden kann und
die Leiterbahnen 29 sowohl auf den Kunststoff als auch auf die me
tallenen Steckerstifte 24 aufgebracht und kontaktiert werden können.
Ferner können die Leiterbahnen 29 auch zum Bereich 20 hin umgebogen,
bzw. über Eck beschichtet werden, so daß eine einfache Kontaktierung
der Bondverbindung 31 von oben möglich ist. Zum Aufbringen der Lei
terbahnen 29 auf die Innenwand 28 können neue Beschichtungsverfahren
angewandt werden. Es kann das Laser Assisted Deposition-Verfahren
(LAD-Verfahren) der Fa. Kammerer GmbH, D-7530 Pforzheim-Huchenfeld
(DE) verwendet werden. Hierbei handelt es sich um ein laserunter
stütztes Beschichtungsverfahren für Feinstleitermetallisierungen.
Die wichtigsten Einzelschritte dieses Beschichtungsverfahrens sind
wie folgt: In einer sogenannten Vorbehandlung wird die Innenwand 28
des Aufnahmekörpers 15 gereinigt und zur Erzielung einer hohen Haft
festigkeit in chemischen oder physikalischen Prozessen vorbehandelt.
Anschließend wird auf die Oberfläche ein dünner, palladiumhaltiger
Film erzeugt, der anschließend getrocknet wird. Dieses Palladium
dient zur Katalysierung für den nachfolgenden stromlosen Metalli
sierungsvorgang. Ferner wird eine Maske aufgesetzt, deren Form der
gewünschten Leiterplattenstruktur entspricht. Durch eine nach
folgende UV-Laserbestrahlung eines Excimerlasers (z. B. bei λ = 248
nm) wird der palladiumhaltige Film selektiv zersetzt. Dabei werden
Palladiumatome frei. Alternativ oder in Kombination zum vorher be
schriebenen Maskenverfahren kann auch durch direktes Schreiben mit
einem fokussierten Laserstrahl gearbeitet werden. Dadurch wird eine
höhere Flexibilität erreicht. Der nachfolgende stromlose Metalli
sierungsvorgang wird selektiv nur dort ausgeführt, wo die Laser
strahlung auftrifft.
Ferner wäre es auch möglich, die Leiterbahnen 29 mit Hilfe des so
genannten Molded interconnection device der Fa. Metalstampa s.p.A.,
64010 Controguerra (IT), Via Valle Cupa 19/20 aufzubringen. Hierbei
wird im sogenannten Mold′n plate-Verfahren ein Spritzgußteil aus
katalysiertem Plastik mit einem erhabenen Lay Out hergestellt. An
schließend wird in der gewünschten Form ein Umguß mit normaler
Plastik angefertigt. Der Katalysator des ersten Gusses wird akti
viert. Dadurch erhält man eine chemische Kupferablagerung auf der
katalysierten Plastik. Ferner wäre es auch möglich, hier nach dem
Photo-Sensitive-Process zu arbeiten. Das Spritzgußteil wird in eine
chemische Lösung eingetaucht und mit Hilfe einer starren Maske ein
Lay Out hergestellt. Anschließend wird wiederum die Maske mit
UV-Licht belichtet. Somit erhält man auf den belichteten Bereichen
eine chemische Kupferablagerung die die Leiterbahnen 28 darstellen.
Ferner erweist sich noch das Ivonding®-Verfahren der
Fa. IVO IRON & Vosseler GmbH & Co, D-7730 Villingen-Schwenningen
(DE) als besonders vorteilhaft. Bei dem Ivonding®-Verfahren han
delt es sich um ein Verfahren zum schnellen und wirtschaftlichen
Aufbringen von elektrisch leitenden Kupferbahnen auf Thermoplaste.
Hierbei wird eine leitfähige Heißprägefolie, zum Beispiel eine unter
den Namen Ivotape® im Handel erhältliche Folie, auf einen Kunst
stoffkörper aufgebracht. Bei der zum Beispiel aus der
EP-B1 00 06 334 oder dem US-A-44 95 232 bekannten Ivotape® Heiß
prägefolie handelt es sich um eine aus einer speziellen Kupferfolie
und einer Trägerfolie bestehenden Heißprägefolie. Die Unterseite der
Kupferfolie ist mit einer Haftschicht versehen. Dadurch ist ein
fester Verbund der Leiterbahnen mit dem Kunststoffkörper möglich.
Der Aufbau der Prägefolie besteht aus einer Trägerfolie einer
Trennschicht, einer Kupferfolie und der oben bereits erwähnten Haft
schicht. Diese Prägefolie wird auf eine vorher gereinigte Oberfläche
des Körpers aufgebracht. In dem Kunststoffkörper ist bereits ein den
Leiterbahnen entsprechendes Prägemuster vorhanden. Ein hierzu kor
respondierendes Muster befindet sich auch auf einem beheizten Stem
pel, einem sogenannten Stahlklischee. Mit Hilfe dieses Stempels wird
nun die Prägefolie auf den Kunststoffkörper aufgepreßt. Die Leiter
bahnen werden abgeschert und gleichzeitig mit dem Kunststoffkörper
verklebt. Nach Rückhub des Stempels wird die verbleibende, unge
nutzte Folie durch das Trägerband restlos vom Kunststoffkörper abge
zogen, so daß nur die gewünschten Leiterbahnen zurückbleiben.
Claims (9)
1. Elektrisches Steuergerät (11) mit einer Grundplatte (10), auf der
die elektrischen Bauteile einer elektrischen Schaltung (13) unterge
bracht sind, und einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuse (15) mit
integriertem Stecker (16), dadurch gekennzeichnet, daß die Stecker
stifte (24) des Steckers (16) in durchgehenden Bohrungen (23) des
Gehäuses (15) angeordnet sind, daß an der Innenwand (28) des Gehäu
ses (15) mehrere, voneinander isolierte, als Leiterbahnen (29) die
nende Metallbeschichtungen aufgebracht sind, und daß diese Be
schichtungen (29) mit den Steckerstiften (24) kontaktiert sind.
2. Elektrisches Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eines der Enden der Metallbeschichtung (29) zu einem nach außen
gerichteten Abschnitt (30) geführt ist, so daß ein von außen zu
gänglicher Bereich entsteht.
3. Elektrisches Steuergerät nach einem der Ansprüche 1, oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bereich (30) die Enden der Ver
bindung (31) zu den elektrischen Elementen der elektrischen Schal
tung (13) kontaktiert sind.
4. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung (31) eine Bondverbindung ist.
5. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (29) in die Bohrung (23),
in der der Steckerstift (24) angeordnet ist, hineinragt.
6. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (29) und der Steckerstift
(24) bündig an der Innenwand (28) des Grundkörpers (15) der Stecker
leiste (16) abschließen.
7. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (29) nach dem Laser
Assisted Deposition-Verfahren (LAD-Verfahren) hergestellt wird.
8. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (29) nach dem Molded
interconnection device-Verfahren (MID-Verfahren) hergestellt wird.
9. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (29) nach dem Ivon
ding®-Verfahren hergestellt wird.
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