电子组件的制作方法
【专利摘要】根据本发明，设置具有壳体件(10)的壳体，该壳体件具有用于电路载体的紧固件(110、120、130)。至少其中两个紧固件如此相对布置，以使它们共同构成一组(150)。为此本发明规定，属于一组的每两个紧固件之间的距离(d)小于在一组的每个紧固件与不属于该组的每个其它紧固件之间的距离(D)。
【专利说明】电子组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于就像例如可被用在机动车领域的电子电路的壳体。本发明还涉及可固定在本发明的壳体内的电路载体以及由电路载体和壳体构成的组件，其中该电路载体被更好地、尤其对振动不敏感地固定在壳体内。
【背景技术】
[0002]在机动车中的电子组件、尤其是包含振动敏感型电子构件如传感器元件的电子控制装置中重要的是，其上布置并导通振动敏感型电子构件的电路载体被尽量牢固地固定在壳体内。因而能保证传感器提供具有足够大的信噪比的信号，以确保可靠的电路功能。这在用于安全系统如气囊系统的控制装置中是特别重要的。
[0003]例如由US20110019356A1公开通过多个螺钉将电路载体固定在壳体内。为此，该电路载体具有多个紧固孔，螺钉穿过该紧固孔并且与壳体螺纹连接。通过该螺钉，对电路载体施加保持力，该保持力足以避免电路载体强烈振动。但螺钉在局部在紧固孔区域内造成机械应力并且有可能造成电路载体局部变形。由此，不能在紧固孔紧邻周围布置导体电路和/或电气构件，这是因为无法保证可靠的导电接触。在电路载体上的不能被用于配装的紧固孔周围区域也被称为禁区。
[0004]该解决方案的另一个缺点在于，在考虑到材料成本和加工成本的情况下，利用螺钉的固定不是最佳的，需要具有特制芯套的塑料壳体，并且在制造时需要附加的加工步骤。
[0005]由EP984527A2公开了，代替螺纹连接，在壳体和电路板之间采用利用胀销(Spreizdome)的夹接件。此时，该壳体具有带有相应形状的胀销，该电路板被插装到胀销上。胀销从对置的壳体侧接合到相应的胀销中，由此将胀销部段径向向外挤压并且将保持力施加到电路板上。在此，电路板在布置于电路板角部区域中的四个紧固部位处被固定在壳体上。研究表明，电路载体在壳体内的这种固定不足以获得足以使在电路板上导通的传感器元件以足够高的信噪比工作的电路板固定。壳体振动传输至电路板并且激起电路板自振。所述自振干扰到传感器元件并且不利地影响到其信号质量。
【发明内容】
[0006]本发明的优点是获得了电路载体在壳体内的固定，该固定允许传感器元件即使在就像例如可能在机动车中出现的壳体强烈振动时也工作。为此，可以将本发明的电路组件例如用于气囊系统的控制装置。
[0007]根据本发明，设置具有壳体件的壳体，壳体件具有多个用于电路载体的紧固件。至少其中两个所述紧固件如此相互布置，它们共同构成一组。根据本发明，如此定义这样的组，属于一组的每两个紧固件之间的距离小于在一组中的每个紧固件与不属于该组的每个其它紧固件之间的距离。就是说，该壳体具有彼此相邻布置的多个紧固件。
[0008]根据本发明，设置具有多个紧固孔的电路载体，这些紧固孔对应于该壳体的紧固件来布置并因而也相互分组布置。据此，如此布置至少两个紧固孔，属于该组的紧固孔之间的距离小于在该组的每个紧固孔与不属于该组的每个紧固孔之间的距离。
[0009]尤其当在电路载体内只设置一组紧固孔时，由此得到这些紧固孔关于电路载体的中央轴线的非对称布置。
[0010]该电路载体的紧固孔的位置对应于该壳体的紧固件的位置，因而根据本发明可以由两者组装成一个电路组件，例如电子控制装置。此时，该壳体的紧固件如此与该电路载体的紧固孔共同作用，以形成多个紧固部位，在所述紧固部位处该电路载体被固定在壳体内。每个紧固部位由电路载体的一个紧固孔和壳体的至少一个紧固件构成。
[0011]分别由电路载体的一组紧固孔和壳体的紧固件构成的紧固部位的较小距离造成在位于紧固孔之间的电路载体区域内振动能以与现有技术相比较小的程度从壳体被传递给电路载体。振动频率因该较小距离被移向较高值，该较高值不再干扰到布置在电路载体的该区域内的电子构件。而且，通过构成一组的所述多个紧固部位来获得强力固定，从而振动在此区域内被显著缓冲。在小于8千赫范围内的振动主要通过按照本发明的紧固部位的布置被有效缓冲。据此，通过紧固部位的布置获得电路载体区域的机械解耦。
[0012]优选一组紧固部位由壳体的至少三个紧固件和电路载体的三个对应的紧固孔构成。这三个紧固部位不在一条共同的连线上并因此在其间限定出一个区域。该区域尤其适用于在电路载体上布置振动敏感型电子构件。
[0013]在本发明的一个优选实施方式中，该壳体件包括多组、尤其是两组紧固件。每组可以对应于一个单独的传感器元件或者其它振动敏感型构件。
[0014]本发明的一种实施方式是很有利的，其中，同一组的两个紧固件之间的距离最多是在该组的其中一个紧固件和不属于该组的每个其它紧固件之间的距离的一半。较小的距离导致较高的且进而干扰较小的电路载体振动的固有频率。而且，通过相对小的距离获得稳定的固定。但要注意该壳体或者说电路组件的绝对尺寸。
[0015]所述的紧固件和紧固孔能以各种不同方式构成，以实现根据本发明的电路载体在壳体内的固定。因而，例如可以想到螺纹连接、铆接、粘接或者通过热填缝/冷填缝或激光焊的连接。尤其优选壳体件的多个紧固件以胀销形式构成，或者具有至少一个胀销。胀销一般是指这样的紧固件结构，在此该紧固件呈销子状构成并且具有多个通过竖缝被分开的可弹性变形的部段。在现有技术中，这样的紧固件也被称为撑胀铆钉。这样的撑胀铆钉如众所周知地用于建立两个构件的不可拆分的连接，在这里，力传递主要通过形状配合来实现。这些胀销优选一体形成到壳体件上。为了将电路载体和壳体件紧固在一起，将该胀销插入电路载体的对应的紧固孔，随后通过该固定顶销(也称为胀销)的敲入和压入迫使被分成多个部段的胀销杆部分开，从而胀销被固定在电路载体的紧固孔内。
[0016]在一个特别优选的实施方式中，胀销在其自由端具有卡钩。卡钩在胀销的至少其中一个部段上形成并造成电路载体在胀销插入时的限定锁定。
[0017]优选在电路载体上在一组的紧固孔之间的区域内布置电子构件，该电子构件尤其必须被保护以免振动。此时，电子构件尤其可以是传感器元件，例如加速度传感器元件或转速传感器元件。在传感器元件周围的紧固孔优选布置在电路载体的边缘区。但或者该传感器元件和周围的紧固孔也可以布置在该电路载体的适应于各种应用的任何一个位置上。
[0018]可以使用具有优先轴的传感器元件。因而，例如在加速度传感器的情况下，该优先轴确定了要由传感器元件测定的加速度方向分量。当用在机动车内时，人们例如分为沿行驶方向的加速度分量X和横向于行驶方向的分量y。其优先轴在X方向上取向的加速度传感器测定在行驶方向上的加速度。其优先轴在y方向上取向的加速度传感器测定横向于行驶方向的加速度。在传感器元件以相对于X方向或y方向45°取向的情况下，可以测定加速度的两个方向分量。类似的考虑也适用于转速传感器。
[0019]根据本发明所设置的紧固孔优选在X方向和/或y方向上取向，从而属于一组的两个紧固孔之间的连线在X方向或I方向上或者相对于I方向或X方向以45°角度延伸。传感器元件的优先轴于是优选如此取向，即，它平行于在传感器元件周围的两个紧固孔之间的连线延伸。
[0020]传递至电路载体的振动还取决于电路载体的安装位置。这优选通过紧固部位的布置被考虑进来。
[0021]在设有多个振动敏感型电子构件的应用中，根据本发明，可以在电路载体上设置多组紧固孔，其中每组紧固孔围绕一个振动敏感型电子构件。作为替代和补充，可以在由一组紧固孔所限定的区域内也布置多个电子构件。
[0022]在一个优选实施方式中，如此布置该电路载体的一组三个紧固孔，使这些紧固孔构成一个三角形尤其是直角三角形的三个角。
[0023]在一个替代实施方式中，如此布置该电路载体的一组四个紧固孔，使这些紧固孔构成一个矩形的四个角。
[0024]振动敏感型电子构件优选在一组紧固部位区域内的一个位置上被设置在该电路载体上，在该位置上可能激振该电路载体的振动被显著缓冲。在电路载体的哪个部位形成最小振动或最大振动尤其取决于紧固部位的相对布置和该紧固部位的相对于该电路载体安装位置的取向。
[0025]为了额外地减小较高振动频率对电路组件的影响，该电路载体可以有利地额外具有铣槽或者例如呈粘接点形式的附加物质。为此，可以有目的地调整在一组紧固件区域内的电路载体的频率性能，尤其针对从大于8千赫至大于25千赫的振动频率。统槽优选呈缝或切口形式构成，它们在电子构件位置的区域内设置在该电路载体内。
[0026]该电子构件优选布置在一组紧固孔的重心区域内，这是因为在此区域内存在对电路载体振动的尽量均匀的缓冲。
[0027]根据本发明的电路组件如此构成，根据本发明来构造的电路载体在根据本发明来构成的壳体内被固定。为此，壳体的这些紧固件如此与电路载体的这些紧固孔共同作用，以形成多个紧固部位，在所述紧固部位处该电路载体被固定在壳体内。每个紧固部位由电路载体的一个紧固孔和壳体的至少一个紧固件构成。
[0028]在壳体件的紧固件形成有胀销的一个实施方式中，优选设有一个附加的带有第二紧固件的壳体件，其中第二紧固件呈固定顶销形式构成。当壳体和电路载体组装接合时，电路载体首先被插装到胀销上。随后装上第二壳体件，在这里，将固定顶销接合到胀销中并且将胀销撑胀开。由此将水平保持力施加至电路载体上。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1以剖视图和俯视图示出了根据本发明的一个实施例的壳体件；
[0030]图2示意性示出了根据本发明的第一实施例的电路载体；[0031]图2a示出了根据本发明的第一实施例的电路载体的局部；
[0032]图3示意性示出了根据本发明的第二实施例的电路载体的局部；
[0033]图4示出了本发明电路组件的局部；
[0034]图5a和图5b示意性示出了根据本发明的替代实施例的电路载体的局部。
【具体实施方式】
[0035]在图1a和图1b中示出了本发明壳体的壳体件10。该壳体件具有平面构成的固定区域100。在壳体件的边缘形成多个孔102，可借此将壳体件10安装在承载结构(如机动车)上。在固定区域100内设置有共八个紧固件110、112、120、122、130、132、140和142。紧固件110、112、120、122、130、132、140和142与壳体件10—体构成并且具有胀销。这些紧固件110、120、130以组150的形式布置。此时，该组150紧固件110、120、130中的每两个紧固件之间的距离d或(T小于在该组150紧固件110、120、130中的一个紧固件和不属于该组150的每个紧固件112、122、132、140、142之间的每个距离D。该组150的紧固件110、120、130如此布置，使它们构成一个直角三角形的三个角。而且，由紧固件112、122、132构成第二组152。所述两个紧固件140、142不属于任何组。
[0036]图2示出了电路载体20，其适当地构造成固定在根据图1的壳体件10内。电路载体20包括电路板200，电路板基本上与该壳体件的固定区域100相符地构成。也可行的是设置这样的电路板，其面积设计成小于固定区域100的面积。电路板200具有八个紧固孔 210、212、220、222、230、232、240 和 242。这些紧固孔 210、212、220、222、230、232、240、242以圆孔形式构造在电路板200中。紧固孔210、212、220、222、230、232、240、242在电路板200上的位置对应于紧固件110、112、120、122、130、132、140、142在壳体件10内的位置。因此，电路板可以被插装到壳体的紧固件上。与紧固件110、112、120、122、130、132在壳体件10内的布置相似，这些紧固孔210、212、220、222、230、232分成两组250、252布置。第一组250包括紧固孔210、220和230。第二组252包括紧固孔212、222和232。对于属于同一组的紧固孔而言适用的是，属于同一组的两个紧固孔之间的距离小于在一组中的一个紧固孔和不属于该组的每个紧固孔之间的每个距离。因而，例如组250的紧固孔210、230之间的距离d小于紧固孔230和紧固孔240之间的距离D。在电路板上布置有为概览起见而未被示出的导体电路和电子构件。在紧固孔210、220和230之间的区域内设有包括加速度传感器的电子传感器元件260。通过紧固孔210、220和230的布置，根据本发明，保护该区域免于可能影响到传感器元件260的功能的振动。传感器元件260如此取向，其外边缘平行于紧固孔210、220的连线和紧固孔210、230的连线。这些假想连线在此连接各紧固孔的中心点。作为传感器元件260如图所示在X方向上取向的替代方式，传感器元件260也可按45°取向，即平行于连线220、230取向，或者沿y方向取向，这取决于要获知的加速度方向分量。
[0037]作为替代或补充，在第二组252紧固孔212、222、232的区域内布置有第二电子传感器元件262。而且，在电路载体20上还是设置有导体电路和电气和电子构件，为了概览起见而未示出它们。
[0038]图3示出了本发明电路载体21的一个替代实施方式。电路载体21具有由四个紧固孔214、224、234和236构成的一组254。这些紧固孔214、224、234和236如此布置，它们构成一个矩形的四个角。在矩形的重心256区域内设置有一个电子传感器元件264。通过紧固孔214、224、234和236的布置，在用其位置对应于紧固孔214、224、234和236的紧固件将电路载体21安装到相应的壳体中时，获得该电路载体在这组254区域内的强力固定，从而缓冲该电路载体的振动。传感器元件264如此取向，使其外边缘平行于沿对角线对置的紧固孔214和236的连线和沿对角线布置的紧固孔224和234的连线。传感器元件264的优先方向因此相对于X方向(行驶方向)成45°角度。
[0039]图4示出了本发明电路组件4的局部。示出了是壳体件10的一部分的紧固件120。紧固件120具有胀销125，该胀销分为通过沿胀销125的纵轴线延伸的缝被分开的四个部段。在此视图中只能看到其中两个部段125a和125b。在胀销125的这些部段之间形成空隙126。在部段125a、125b的自由端形成卡钩127。
[0040]电路组件4包括具有呈圆孔状的紧固孔220的电路板200。紧固件120以胀销125接合到紧固孔220中。通过卡钩127，在将电路板200插装到胀销125上时获得了限定的锁定。一个附加的壳体件30设置在电路板200与壳体件10相对的一侧上。壳体件30作为紧固件具有销子状的固定顶销320，其朝向电路板方向延伸。固定顶销接合到胀销的空隙126中。由此压迫胀销125的部段分开并且将一个水平保持力F施加到电路板200上。因而，实现了电路板以节省空间的方式固定在紧固件120上。因而紧固件120和320与紧固孔220 —起构成一个紧固部位420。根据本发明，三个或更多相邻布置的这种紧固部位构成一组紧固部位。根据图2或图3，在紧固部位之间的区域内可以防振动地将电子构件设置在电路板200上。
[0041]在图5a和图5b中示出了电路载体20'、20〃的局部，其具有呈铣槽形式的附加措施用于实现电路载体20'、20〃的设置有传感器元件262的区域的机械解耦。该结构基本对应于图2所示的结构。相同的零部件带有相同的附图标记。在图5a中，在电路载体20'的于紧固孔212、222和232之间设置该传感器元件262的区域内，在电路载体上设有两道缝280。这些缝280从电路载体的边缘起平行于传感器元件262的对置两侧延伸。它们为此在y方向上延伸。通过缝280造成传感器元件262的机械解耦，从而在对传感器元件262功能构成干扰的频率范围内的振动仍然只能以较小程度被传递给传感器元件。
[0042]在图5b中代替缝地在电路载体20〃内设有四个缺口 282。如此形成这些缺口 282，即，电路载体20〃的设置有传感器元件262的区域仍只是通过四个细的蜿蜒板条284与电路载体20〃的余部相连。板条284具有造成传感器元件262的机械解耦的弹性作用。
[0043]作为所示例子的替代或补充，可以想到铣槽的其它实施方式用于获得机械解耦效果。因此，例如可以设有沿电路载体的对角线的铣槽。
【权利要求】
1.一种用于电路的壳体，包括具有用于电路载体的至少三个紧固件(110、112、120、122、130、132、140、142、320)的至少一个壳体件(10、30)，其特征是，所述紧固件(110、120、130)中的至少两个构成一组(150)，其中如此定义一组:属于同一组(150)的每两个所述紧固件(I 10、120、130)之间的距离(d)小于该组(150)的每个紧固件(I 10、120、130)与不属于该组的每个紧固件(140、142)之间的距离(D)。
2.根据权利要求1所述的壳体，其特征是，一组(150)具有至少三个紧固件(110、120、.130)。
3.根据权利要求1或2所述的壳体，其特征是，该壳体件(10)包括多组、尤其是两组(150,152)紧固件(110、120、130 ;112、122、132)。
4.根据权利要求1至3之一所述的壳体，其特征是，一组(150)中的两个紧固件(110、.120、130)之间的距离(d)最多是在该组(150)的紧固件(I 10、120、130)之一与不属于该组的一个紧固件(140)之间的距离(D)的一半。
5.根据权利要求1至4之一所述的壳体，其特征是，至少一个紧固件(120)具有胀销(125)。
6.根据权利要求4所述的壳体，其特征是，至少一个胀销(125)在其自由端具有卡钩(127)。
7.一种用于电路的电路载体(20、200)，包括用于在根据权利要求1至6之一所述的壳体内固定电路载体(20)的多个紧固孔(210、212、220、222、230、232、240、242)，其特征是，所述紧固孔(210、220、230)中的至少两个构成一组(250)，其中如此定义一组:属于一组(250)的每两个紧固孔(210、220、230)之间的距离(d)小于在该组(250)的每个紧固孔(210,220,230)与不属于该组的每个紧固孔(240)之间的距离(D)。
8.根据权利要求7所述的电路载体(20、200)，其特征是，在一组(250、252、254)的这些紧固孔(210、220、230 ;212、222、232; 214、224、234、236)之间的区域内设置电子构件(260、262、264)、尤其是传感器元件。
9.根据权利要求7或8所述的电路载体(20、200)，其特征是，一组(250、252)由三个紧固孔(210、220、230 ;212、222、224)构成，所述三个紧固孔布置成构成一个三角形的三个角，尤其是直角三角形的三个角。
10.根据权利要求7或8所述的电路载体(20、200)，其特征是，一组(254)由四个紧固孔(214、224、234、236)构成，所述四个紧固孔布置成构成一个矩形的四个角。
11.根据权利要求8至10之一所述的电路载体(20、200)，其特征是，该电子构件(260、.262.264)布置在一组(250、252、254)紧固孔的重心区域内。
12.根据权利要求7至11之一所述的电路载体(20、200)，其特征是，该电路载体具有尤其呈缝(280)状和/或缺口(282)状的铣槽(280、282)，所述铣槽布置在一组(250)的紧固孔(212、222、232)之间的区域内。
13.根据权利要求8至12之一所述的电路载体(20、200)，其特征是，该电子构件(260、.262.264)以相对于优先方向(X方向)0°或45°或90°的角度取向。
14.一种电路组件(4)，包括根据权利要求1至6之一所述的壳体和根据权利要求7至.13之一所述的电路载体(20、200)，其中，所述壳体的多个紧固件(110、112、120、122、130、.132、140、142、320)与所述电路载体的多个紧固孔(210、212、220、222、230、232、240、242)共同作用，以形成多个紧固部位(420)，该电路载体在所述多个紧固部位处被固定在该壳体内，其中，每个紧固部位(420)由该电路载体的一个紧固孔(210、212、220、222、230、232、240,242)和该壳体的至少一个紧固件(110、112、120、122、130、132、140、142、320)构成。
15.根据权利要求14所述的电路组件(4)，其特征是，在一组紧固部位区域内的该电路载体(20、200)的振动与在一组紧固部位外的区域内的电路载体的振动相比具有较高的频率和/或较小的振幅。
16.根据权利要求14或15所述的电路组件(4)，其特征是，该壳体在一个壳体件(10)上具有多个紧固件(110、112、120、122、130、132、140、142)，所述紧固件包括胀销(125)并且适当地布置成接合到该电路载体(200)的紧固孔(210、212、220、222、230、232、240、242)中。
17.根据权利要求16所述的电路组件，其特征是，该壳体具有带有第二紧固件(320)的第二壳体件(30)，其中第二紧固件(320)以固定顶销形式构成，其能够接合到该胀销(125)中并且将该胀销压迫分开，由此将水平保持力施加到该电路载体(200)上。
【文档编号】G01P1/02GK103733742SQ201280038492
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2011年8月1日
【发明者】M·莫泽, M·冯纳, R·库帕尔 申请人:罗伯特·博世有限公司