DE4142138C2 - Elektrisches Steuergerät - 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-Grund
platte das aus Kunststoff bestehende Gehäuse mit ein
gespritzten Steckern aufgesetzt. Auf der Grundplatte ist
eine Hybridschaltung angeordnet. Um diese Hybrid
schaltung mit den Steckerstiften des Gehäuses verbin
den zu können, ist im Gehäuse der Steckerleiste ein
Stanzgitter mit eingespritzt. Dieses Stanzgitter ist mit
einem Ende an den Steckerstiften verlötet oder vernie
tet. Das andere Ende des Stanzgitters ragt aus dem
Körper der Steckerleiste heraus und ist mit Hilfe von
Bondverbindungen mit der Hybridschaltung verbunden.
Durch das eingespritzte Stanzgitter kann ein Verzug
des Kunststoffkörpers des Steckers entstehen. Ferner
ist die Herstellung des Gehäuses aufgrund der einge
spritzten Stanzteile und der Lötverbindung relativ teu
er.
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 Lötverbindungen notwen
dig.
Ferner ist aus der DE-OS 40 37 603 ein Steuergerät
bekannt, bei dem die Kontaktmesser der Steckerleiste
durch die Abschlußplatte hindurchragen. 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 Lötverbindung ist das Steuergerät aber rela
tiv störanfällig und nur relativ teuer herstellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbe
sondere für die Massenfertigung einfache und schnelle
Herstellung eines Steuergerätes zu ermöglichen. Diese
Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat ge
genüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß das
eingespritzte Stanzgitter durch eine Metallbeschich
tung des Kunststoffkörpers ersetzt wird. Dadurch ist
eine einfache und schnelle Herstellung, insbesondere für
eine Massenfertigung in geeigneter Weise möglich. Da
komplizierte und kaum maschinell durchführbare Einle
gervorgänge beim Spritzgießen vermieden werden kön
nen und teure Stanzteile entfallen, ist das Schaltgerät
relativ preiswert herstellbar. Durch die Ausgestaltung
sind die einzelnen Schritte jetzt automatisch ausführbar.
Im Unterschied zu anderen metallischen Beschichtungs
verfahren kann ein Ende der Beschichtung in einfacher
Weise umgebogen werden, so daß von oben, das heißt
von außen zugänglich, eine Bondverbindung oder eine
Lötverbindung zur Kontaktierung mit der Hybridschal
tung angebracht werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten
Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im
Hauptanspruch angegebenen Schaltgeräts möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ei
nen Längsschnitt durch ein Schaltgerät.
In des Figur ist mit 10 die z. B. aus Aluminium beste
hende Grundplatte 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 Grundplatte 10 ist ein Gehäuse 15 mit integrier
ten Steckern 16 aufgesetzt und dicht verklebt. Hierzu
ragt eine Feder 17 in eine mit Kleber gefüllte, im Rand
14 der Grundplatte 10 ausgebildete Nut 18 hinein. Das
Gehäuse 15 besteht aus elektrisch isolierendem Kunst
stoff. Ferner weist das Gehäuse 15 eine Öffnung 24 auf,
die von einem Deckel 21 abgeschlossen ist. Im Gehäuse
15 sind ferner in durchgehenden Bohrungen 23 Stecker
stifte 24 abgedichtet eingebettet. Dabei ragen die Stec
kerstifte 24 mit ihren Steckabschnitten 25 in den Auf
nahmekörper 26 für den nicht dargestellten Gegenstec
ker hinein. Das andere Ende 27 der Steckerstifte 24
endet etwa bündig an der Innenseite, das heißt an der
dem Boden 12 zugewandten Innenwand 28 des Gehäu
ses 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 notwendig. Die
Leiterbahnen 29 sind an der Innenwand 28 des Gehäu
ses 15 entlang geführt und durch die Öffnung 20 zu
einem kleinen Bereich 30 umgebogen. In diesem Bereich
30 ist eine Bondverbindung 31 kontaktiert, die eine Ver
bindung von der Leiterbahn 29 zur Hybridschaltung 13
herstellt. Für eine einfache Kontaktierung dieser Bond
verbindung 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 Löt
verbindung, verwendet 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 metallenen Steckerstifte 24 aufgebracht und kontak
tiert 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 Auf
bringen der Leiterbahnen 28 auf die Innenwand 28 kön
nen neue Beschichtungsverfahren angewandt werden.
Es kann das Laser Assisted Deposition-Verfahren
(LAD-Verfahren) der Fa. Kammerer GmbH, D-7530
Pforzheim-Huchenfeld (DE) verwendet werden. Hier
bei handelt es sich um ein laserunterstütztes Beschich
tungsverfahren für Feinstleitermetallisierungen. Die
wichtigsten Einzelschritte dieses Beschichtungsverfah
rens sind wie folgt: In einer sogenannten Vorbehand
lung wird die Innenwand 28 des Aufnahmekörpers 15
gereinigt und zur Erzielung einer hohen Haftfestigkeit
in chemischen oder physikalischen Prozessen vorbehan
delt. Anschließend wird auf die Oberfläche ein dünner
palladiumhaltiger Film erzeugt, der anschließend ge
trocknet wird. Dieses Palladium dient zur Katalysierung
für den nachfolgenden stromlosen Metallisierungsvor
gang. Ferner wird eine Maske aufgesetzt, deren Form
der gewünschten Leiterplattenstruktur entspricht
Durch eine nachfolgende UV-Laserbestrahlung eines
Excimerlasers (z. B. bei λ = 248 nm) wird der palladium
haltige Film selektiv zersetzt. Dabei werden Palladium
atome frei. Alternativ oder in Kombination zum vorher
beschriebenen Maskenverfahren kann auch durch di
rektes Schreiben mit einem fokussierten Laserstrahl ge
arbeitet werden. Dadurch wird eine höhere Flexibilität
erreicht. Der nachfolgende stromlose Metallisierungs
vorgang wird selektiv nur dort ausgeführt, wo die Laser
strahlung auftrifft.
Ferner wäre es auch möglich, die Leiterbahnen 29 mit
Hilfe des sogenannten Molded interconnection device
der Fa. Metalstampa s. p. A., 64010 Controguerra (IT), Via
Valle Cupa 19/20 aufzubringen. Hierbei wird im soge
nannten Mold'n plate-Verfahren ein Spritzgußteil aus
katalysiertem Plastik mit einem erhabenen Lay Out her
gestellt. Anschließend wird in der gewünschten Form
ein Umguß mit normaler Plastik angefertigt. Der Kata
lysator des ersten Gusses wird aktiviert. Dadurch erhält
man eine chemische Kupferablagerung auf der kataly
sierten Plastik. Ferner wäre es auch möglich, hier nach
dem Photo-Sensitive-Process zu arbeiten. Das Spritz
gußteil 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 Berei
chen eine chemische Kupferablagerung die die Leiter
bahnen 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 handelt es sich um ein
Verfahren zum schnellen und wirtschaftlichen Aufbrin
gen von elektrisch leitenden Kupferbahnen auf Ther
moplaste. Hierbei wird eine leitfähige Heißprägefolie,
zum Beispiel eine unter den Namen Ivotape® im Handel
erhältliche Folie, auf einen Kunststoffkörper aufge
bracht. 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 Heiß
prägefolie. 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 be
reits erwähnten Haftschicht. Diese Prägefolie wird auf
eine vorher gereinigte Oberfläche des Körpers aufge
bracht. In dem Kunststoffkörper ist bereits ein den Lei
terbahnen entsprechendes Prägemuster vorhanden. Ein
hierzu korrespondierendes Muster befindet sich auch
auf einem beheizten Stempel, einem sogenannten
Stahlklischee. Mit Hilfe dieses Stempels wird nun die
Prägefolie auf den Kunststoffkörper aufgepreßt. Die
Leiterbahnen werden abgeschert und gleichzeitig mit
dem Kunststoffkörper verklebt. Nach Rückhub des
Stempels wird die verbleibende, ungenutzte Folie durch
das Trägerband restlos vom Kunststoffkörper abgezo
gen, so daß nur die gewünschten Leiterbahnen zurück
bleiben.
Claims (4)
1. Elektrisches Steuergerät (11) mit einer Grundplatte (10),
auf der die elektrischen Bauteile einer elektrischen
Schaltung (13) untergebracht sind, und einem aus Kunststoff
bestehenden Gehäuse (15) mit integriertem Stecker (16),
dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerstifte (24) des
Steckers (16) in durchgehenden Bohrungen (23) des Gehäuses
(15) angeordnet sind, daß an der der Grundplatte (10) gegenüberliegenden Innenwand (28) des Gehäuses
(15) mehrere voneinander isolierte, als Leiterbahnen (29)
dienende Metallbeschichtungen aufgebracht sind, daß diese
Metallbeschichtungen jeweils an einem Ende mit einem
Steckerstift (24) kontaktiert sind, daß die jeweils
anderen, mittels einer Verbindung (31) mit der elektrischen
Schaltung (13) verbundenen Enden der Metallbeschichtungen zu
einem nach außen gerichteten Abschnitt (30) des Gehäuses (15) im Bereich einer Öffnung (20) geführt sind,
daß der Abschnitt (30) zum Anordnen
der Verbindung (31) von außen zugänglich ist,
und daß die Öffnung (20) durch ein
Verschlußelement (21) des Gehäuses (15)
verschließbar ist.
2. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Verbindung (31) ei
ne Bondverbindung ist.
3. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Be
schichtung (29) in die Bohrung (23), in der der Stec
kerstift (24) angeordnet ist, hineinragt.
4. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprü
che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Be
schichtung (29) und der Steckerstift (24) bündig an
der Innenwand (28) des Grundkörpers (15) der
Steckerleiste (16) abschließen.
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