説明

電気的な構成素子を接触接続素子に装着する方法並びに電気的な構成素子を備えた接触接続素子

本発明は、接触接続素子(1)、特に打抜き格子体に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)において被覆体(5)の切欠き(7)内に接続個所(3)が設けられており、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、接触接続素子(1)、特に打抜き格子体にSMD構成素子(4)を装着する方法に関する。

【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)面状の過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、過熱前に、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、過熱を、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、過熱前に、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、熱供給素子の過熱を最大で、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;接続個所を過熱するために熱供給素子を局所的に過熱して、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過熱により、熱を直接接続個所に伝えることができるので、被覆体は過熱に直にさらされてはいない。
【0019】
更に接続個所とSMD構成素子との間の過熱前にはんだ付け材料を設ける。
【0020】
局所的な過熱は、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、過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。熱供給素子の過熱は最大で、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過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。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。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
接触接続素子(1)、特に打抜き格子体に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)において被覆体(5)の切欠き(7)内に接続個所(3)が設けられており、
−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、特に打抜き格子体にSMD構成素子(4)を装着する方法。
【請求項2】
過熱前に、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】
過熱を、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】
過熱前に、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】
接続個所(3)は被覆体(5)の切欠き(7)における導体領域(2)に設けられており、熱供給素子(10)の過熱を最大で、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の期間だけ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)、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(5)を備え、
−接続個所(3)を備えた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、特に打抜き格子体。
【請求項7】
熱供給素子(10)は、導体領域(2)から突出して構成されていて、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】
熱導出装置が導体領域(2)に設けられている、及び/又は導体領域(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。
【請求項11】
SMD構成素子(4)ははんだ成形体として構成されており、該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(3)に集まり、電流を遮断することを特徴とする、請求項1から10までのいずれか一項記載の接触接続素子。

【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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【公表番号】特表2010−522439(P2010−522439A)
【公表日】平成22年7月1日(2010.7.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−500155(P2010−500155)
【出願日】平成20年1月28日(2008.1.28)
【国際出願番号】PCT/EP2008/050937
【国際公開番号】WO2008/116677
【国際公開日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【出願人】(390023711)ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ROBERT BOSCH GMBH
【住所又は居所原語表記】Stuttgart, Germany
【Fターム(参考)】