CN105375139B - 电子结构单元尤其是电容式的接近传感器 - Google Patents
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Abstract
提出了一种电子结构单元(1)，尤其是电容式的接近传感器，其具有包括电路板(16)的电子器件(15)以及与之连接的导体(30)，导体具有扁平的联接端部(31)。至少一个穿透接触部(45)从电路板(16)中探伸出来，为了使导体(30)电连接到电子器件(15)上，在构造成与导体(30)的导体迹线(40)电连接的情况下，穿透接触部(45)穿透过导体(30)的联接端部(31)。电子结构单元尤其是指用于车辆的电容式的接近传感器。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子结构单元，其具有包括电路板的电子器件以及与之接触的电导体，电导体配设有扁平的联接端部。结构单元尤其是指用于(机动)车辆的电容式的接近传感器，其中，导体用作电容式的接近传感器的传感器电极。
背景技术
现代的车辆通常装备有传感器，这些传感器能够实现对车辆部件非接触式的调节。例如借助手运动或脚运动能够使车辆使用者通过这种传感器实现对车门的非接触式的操作(也就是打开和/或关闭)。这种非接触式的尾门开关例如由DE 10 2010 049 400 A1公知。
电容式地工作的接近传感器通常用作用于探测操作指令的传感器。典型地，这种电容式的接近传感器包括一个传感器电极或多个传感器电极以及控制单元。
控制单元通常包括容纳在壳体中的电子器件。电子器件通常通过电路板形成，在电路板上装配有微处理器和/或其他的电子组件。
通常使用扁平导体作为传感器电极，其具有扁平的、条形的导体迹线，该导体迹线具有将其包围的绝缘部。一般来说，这种扁平导体电极通过形式为常规金属线或胶合线的电引线与控制设备连接。在此，引线大多经由插接连接或钎焊连接地在一侧与扁平导体电极连接，并且在另一侧与电子器件单元连接。通常地，引线在一侧与所属的扁平导体电极钎焊在一起，并且在另一侧借助成形在控制设备的壳体上的插接连接部(ZIF插头)与电子器件单元接触。
发明内容
本发明的任务在于，能够实现电导体的扁平的联接端部与电路板的适宜的且无耗费的接触，尤其是用以使电容式的接近传感器的扁平导体电极与所属的控制单元接触。
该任务根据本发明通过一种根据本发明的电子结构单元解决。
根据本发明，提供了一种电子结构单元。该结构单元具有包括电路板的电子器件。此外，结构单元还具有电导体，电导体配设有扁平的联接端部。待接触的导体优选是指扁平导体，该扁平导体在其整个长度上具有扁平的、条形的导体迹线。然而原则上，在本发明的范围内，远离联接端部地，导体可以具有任意的导体横截面。导体仅在联接端部的区域内必须具有扁平的导体横截面。尤其地，导体可以在该意义中例如通过同轴电缆(或者相应的没有同轴内导体的柱体周侧状的导体)形成，该导体在端部区域内被压平用来形成联接端部。
为了使导体电连接到电子器件上，在电路板上安装有至少一个探伸出来的穿透接触部。在构成与导体的导体迹线的电连接的情况下，穿透接触部在此穿透过导体的联接端部。像之前提及的那样，结构单元尤其是指用于(机动)车辆的电容式的接近传感器。导体在此作为电容式的接近传感器的传感器电极起作用。电子器件形成接近传感器的控制单元的功能核心。电子器件尤其包括微处理器，在微处理器内执行控制和评估程序(固件)用来运行接近传感器。
根据本发明的结构单元的突出之处在于，通过将联接端部简单地放置到电路板上(或反之亦然)在导体与电路板之间不仅建立了电接触而且也建立了机械连接。为此，另外的过程，例如钎焊过程既不是必要的并且也不用被设置，从而可以特别简单且有效地制成结构单元。尤其地，由此也可以特别简单地对结构单元的装配进行自动化。
此外，在优选的实施方案中，结构单元还包括(电子器件)壳体，在其中容纳有电子器件。
在针对构件的进一步装配简化的意义中，在壳体中优选成形有支撑轮廓，导体的联接端部按常规贴靠在支撑轮廓上，从而使联接端部布置在支撑轮廓与电路板之间。在此，穿透接触部穿过联接端部地嵌接到支撑轮廓中，从而穿透接触部与支撑轮廓形成(力锁合和/或形状锁合的)机械连接。支撑轮廓尤其通过由壳体壁成形出的且伸入到壳体内部中的壳体拱顶来实现。穿透接触部在本发明的该实施方案中有利地不仅引起导体在电路板上的接触和机械固定，而且还同时引起电路板在壳体中的固定。
导体的联接端部在该情况下以适宜的方式夹持在支撑轮廓与电路板的面向该支撑轮廓的下侧之间。尤其地，支撑轮廓具有面式的上侧，扁平的联接端部放置在该上侧上。通过联接端部夹持在电路板与支撑轮廓之间引起了对导体的简单的、但仍旧非常有效的拉伸去负荷。
然而原则上，在本发明的范围内也可想到的是，支撑轮廓(或者其至少一部分)自身布置在导体上。
为了制造之前描述的结构单元，首先，将具有扁平的联接端部的导体引入到壳体中并放置到支撑轮廓上。随后将电路板置入到壳体中。在此，电路板以其下侧挤压到联接端部上，从而使穿透接触部穿透过导体。在此，穿透接触部也穿入到支撑轮廓中，从而使电路板机械固定在支撑轮廓上。
所述穿透接触部或每个穿透接触部优选配设有尖部或切割棱边，从而在置入电路板时，使穿透接触部类似于切割接触地自动穿通过导体(也就是一个或若干个绝缘层和导体的导体迹线)。因为导体因此不必针对联接电路板而专门预先准备(例如进行局部绝缘或配设有预先钻通的开口)，所以由此确保了结构单元的特别有效的制造。
穿透接触部的尖部或切割棱边也有利地确保的是，可以将穿透接触部压入到支撑轮廓的(实体)材料中。然而，在本发明的范围内也可想到的是，在支撑轮廓中设置有与穿透接触部相对应的开口，在装配状态下，在构成力锁合或形状锁合的情况下，穿透接触部置入到该开口中。
所述穿透接触部或每个穿透接触部尤其配设有至少一个固定机构，尤其是倒钩，以便阻止电路板从支撑轮廓中自行松脱。
在改进方案中，结构单元包括用于(与导体分开的)信号线路或供应线路的至少一个联接引脚。所述联接引脚或每个联接引脚以如下方式布置在壳体中，即，在将电路板置入到壳体中(同时通过穿透接触部接触导体)时，联接引脚的接触区段也被按压进电路板的相对应的接触开口中。因此，通过简单地安置电路板(并且因此尤其是在没有钎焊过程的情况下)，电子器件不仅与导体而且也与信号线路或供应线路连接起来。
所述联接引脚或每个联接引脚优选具有接触区段，其构造用于与电路板的相对应的接触开口建立挤压接触连接。联接引脚的接触区段在此尤其是按照所谓的“压接”接触件的类型来设计。
在此，接触销与所配属的电路板的相对应的金属化的接触开口之间的连接被称为挤压接触连接(“压接”连接)，其中，接触销以如下方式压入到(小于确定尺寸的)接触开口中，即，接触销在柔性的压入区段中塑性变形。接触销的塑性变形在此引起接触销与接触开口之间的面式的贴靠。一般来说，(通常是金属的)接触销由于在压入时高的局部接触压力而与金属化的接触开口冷焊接。
在制造结构单元期间优选的是，壳体与所装配的电路板和如前面描述的那样地接触的导体最后被浇注用以密封。
附图说明
下面，借助附图详细阐述本发明的实施方式。其中：
图1以示意性的横截面图截段式地示出具有控制单元以及与电子器件的电路板接触的扁平导体电极的电容式的接近传感器，控制单元具有(电子器件)壳体和容纳在其中的电子器件；并且
图2示出在电路板置入到壳体中之前的预装配状态下的根据图1的接近传感器。
彼此相应的部件在所有图中总是设置有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了用于(机动)车辆的电容式的接近传感器1的截段图。电容式传感器例如用于非接触式地操作车门(尤其是用于打开车门)。
结构单元1包括以注塑法由塑料制成的(电子器件)壳体2。壳体2以朝壳体2的上侧3敞开的池形件的形式来实施。因此，壳体2通过被侧壁5围边的壳体底部4形成。为了保护容纳在壳体2中的组件，用(未示出的)浇注材料来填充池形件，从而壳体2与包含在其中的部件一起由此气密和液密地封闭。
拱顶状的支撑轮廓10从壳体底部2探伸到被壳体2围住的壳体内室11中。
电子器件15放入在壳体2中。电子器件15通过电路板16形成，该电路板配备有(在此未详细示出的)电子构件，尤其是微处理器。
此外，在壳体2中固定有多个联接引脚20，在图中仅可以看到其中一个。联接引脚20用于将信号线路或供应线路联接至电路板16，并且因此用于电子器件15与车辆的至少一个外部控制单元电连接。每个联接引脚20在一侧在(未示出的)插口中终止，该插口成形在壳体2外侧并且用来联接信号线路和/或供应线路。在另一侧，每个联接引脚20在壳体内室11中以朝着上侧3探伸出的区段终止。在该区段中，联接引脚20设计为压接接触件21，其在构成电连接的情况下置入在电路板16的相对应的接触开口22中。
在与联接引脚20相对置的那侧上，扁平导体电极30联接电子器件15。在此，扁平导体电极30的联接端部31布置在壳体内室11中，而余下的扁平导体电极30穿过在此未详细示出的穿引部地从壳体2中引导出来。扁平导体电极30用作电容式的接近传感器1的传感器电极。
联接端部31放置在支撑轮廓10上，而电路板16又放置在联接端部31上。因此，扁平导体电极30在其联接端部31的区域内以三明治的方式夹持在电路板16与支撑轮廓10之间。在此，在扁平导体电极30与电路板16之间通过如下方式建立电连接，即，从电路板16探伸出来的接触元件35穿透扁平导体电极30。
图2中放大地示出了在预装配状态下的支撑轮廓10、扁平导体电极30的联接端部31和配设有接触元件35的电路板16，其中，联接端部31已经放置到支撑轮廓10上，但电路板16还没有置入到壳体2内，从而在扁平导体电极30与电子器件15之间也还没有建立起电连接。在此，由图2得知，扁平导体电极30包括作为导体迹线起作用的铜膜40，其在所有侧，尤其是在两个表面侧都涂覆有由塑料构成的绝缘层41。
优选由镀锌的铜合金、黄铜或青铜制成的接触元件35包括两个穿透接触部45，它们在电路板16的面向扁平导体电极30的下侧46探伸出来。销状的穿透接触部45经由布置在下侧46上的接触面47与电路板16电接触。每个穿透接触部45在其相应的背离电路板16的自由端部的区域中设有尖部和多个倒钩50。穿透接触部45以如下方式布置在电路板16上，即，穿透接触部在按常规将电路板16布置在壳体2中的情况下与支撑轮廓10对准。
为了制造出图1中所示的结构单元1，电路板16(优选以SMT过程(“SurfaceMounted Technology”))配备有微处理器和待构建的电子器件15的必要时所设置的另外的电子构件。在该过程中，电路板16也配备有接触元件35。
扁平导体电极30按常规放入到壳体2中，从而联接端部31面式地放置在支撑轮廓10上。
随后，所配备的电路板16压入到壳体2中。压入是以力调节的方式实现的。在置入电路板16时，压接接触件21压入到电路板16的分别相对应的接触开口22中。同时，通过如下方式接触扁平导体电极30，即，穿透接触部45刺透扁平导体电极30(并且因此也刺透铜膜40)。
此外，穿透接触部45在此穿透到支撑轮廓10的基体中，从而电路板16和扁平导体电极30机械地固定在支撑轮廓10上。倒钩50在此支持了连接，从而防止电路板16从支撑轮廓10松脱。
可选地，可以提前将开口成形到支撑轮廓10中，该开口与穿透接触部45对准。必要时预先制造的开口在其确定尺寸方面以如下方式与穿透接触部45相协调，即，穿透接触部又在力锁合和/或形状锁合的情况下固定在开口中。在该情况下，穿透接触部45可以(与根据图2的图示不同地)例如按照压接接触件的类型来设计。
可选地，在壳体2中设置有定位机构，借助定位机构，使扁平导体电极30相对于电路板16定位。例如，定位销从支撑轮廓10或壳体底部4中探伸出，扁平导体电极30和电路板16利用相应的孔被放置到定位销上。
附加地，根据之前的描述可以在电路板16上设置有第二接触元件35，通过它同样可以使铜膜40与电路板16接触。通过第二接触元件35引起的与扁平导体电极30的多余的接触部通过如下方式尤其用于诊断目的，即，借助电子器件15检查由两个接触元件35和铜膜40形成的电流路径的导通性。因此，可以借助电子器件15诊断出扁平导体电极30是否正确地联接了电子器件15。
本发明的主题并不局限于之前描述的实施例。具体来说，本发明的另外的实施方式可以由本领域技术人员从之前的描述中推导得出。尤其地，本发明的所描述的单个特征和其设计变型方案也可以以其他方式彼此组合。
附图标记列表
1 接近传感器
2 (电子器件)壳体
3 上侧
4 壳体底部
5 侧壁
10 支撑轮廓
11 壳体内室
15 电子器件
16 电路板
20 联接引脚
21 压接接触件
22 接触开口
30 扁平导体电极
31 联接端部
35 接触元件
40 铜膜
41 绝缘层
45 穿透接触部
46 下侧
47 接触面
50 倒钩
Claims (6)
1.一种电子结构单元(1)，所述电子结构单元具有包括电路板(16)的电子器件(15)以及电导体(30)，所述电导体配设有扁平的联接端部(31)，其中，至少一个穿透接触部(45)从所述电路板(16)中探伸出来，为了使所述电导体(30)电连接到所述电子器件(15)上，在构成与所述电导体(30)的导体迹线(40)电连接的情况下，所述穿透接触部(45)穿透过所述联接端部(31)，其中，电子结构单元(1)还具有容纳所述电子器件(15)的壳体(2)，其中，支撑轮廓(10)是成形到所述壳体(2)中的，所述电导体(30)的联接端部(31)贴靠在所述支撑轮廓上，从而所述联接端部(31)布置在所述支撑轮廓(10)与所述电路板(16)之间，并且其中，在构成与所述支撑轮廓(10)机械连接的情况下，所述穿透接触部(45)穿过所述联接端部(31)地嵌接到支撑轮廓(10)中。
2.根据权利要求1所述的电子结构单元(1)，
其中，所述穿透接触部(45)配设有至少一个固定机构，利用所述固定机构防止了所述穿透接触部(45)从所述支撑轮廓(10)中松脱。
3.根据权利要求2所述的电子结构单元(1)，其中，所述固定机构是倒钩(50)。
4.根据权利要求1或2所述的电子结构单元(1)，
其具有至少一个联接引脚(20)，用以使所配属的信号线路或供应线路联接到所述电子器件(15)上，其中，所述联接引脚或每个联接引脚(20)以如下方式固定在所述壳体(2)中，即，在将所述电路板(16)置入到壳体(2)中的情况下，所述联接引脚(20)的接触区段被按压到所述电路板(16)的相对应的接触开口(22)中。
5.根据权利要求4所述的电子结构单元(1)，
其中，所述联接引脚(20)的接触区段构造用于建立与所述电路板(16)的相对应的接触开口(22)的挤压接触连接。
6.根据权利要求1所述的电子结构单元(1)，其中，所述结构单元是用于车辆的电容式的接近传感器。
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