连接元件和用于建立电气连接的方法,具有这种连接元件的机动车控制模块和具有这种机动车控制模块的车辆

摘要

本发明涉及一种连接元件2，用于在插头和电子单元、尤其机动车控制电子器件之间建立电气连接。为此，所述连接元件2具有柔性薄膜4，所述柔性薄膜4具有一个或多个导电带。为了建立柔性薄膜4与电子单元的至少一个电气连接，在所述柔性薄膜4上固定至少一个压焊面6。所述柔性薄膜4上还固定至少一个接触元件8，其中，所述一个或多个接触元件8通过至少一个导电带与所述压焊面6电气连接。本发明还涉及具有这种连接元件2的机动车控制模块、具有这种机动车控制模块或这种连接元件2的机动车以及用于在插头和电子单元之间建立电气连接的方法。

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前述部分所述的用于在插头和电子 单元、尤其机动车控制电子器件之间建立电气连接的连接元件。本发明还涉 及一种根据权利要求4的前述部分所述的机动车控制模块、一种根据权利要 求9的前述部分所述的用于建立电气连接的方法以及一种根据权利要求11 的前述部分所述的具有这种机动车控制模块的机动车。

在车辆技术中已知使用不同的控制模块用于电子控制机动车内的操作、 尤其传动控制、防抱死系统(ABS)的控制和/或电子控制制动系统(EBS)的控 制。

这种控制模块通常具有多个电子部件，其与控制模块之外的其它部件相 连，其中控制模块必须承受环境影响和机械、热学和化学负荷。

通过至少一个插塞连接实现与控制模块以外的部件的连接，该插塞连接 设置在控制模块的壳体上。通过控制模块的壳体内侧与壳体外侧的电气连接 建立插塞连接。

DE 195 15 622 A1示出一种控制模块，其中在电路布线和连接插头的连 接触点之间借助特殊设计的引线框架(Stanzgitter)建立插塞连接。

但在此缺点在于，需要耗费地制造和连接每个引线框架，因为为此需要 多个过程步骤。此外，在使用引线框架时必须强制地保持导电带(Leiterbahn) 适合的间距。此外，开放的导电带结构具有由于金属颗粒而造成短路的危险。

本发明所要解决的技术问题是，在插头和电子单元之间提供一种适宜的 且节省空间的电气连接。

所述技术问题通过如权利要求1所述的用于建立电气连接的连接元件、 如权利要求4所述的机动车控制模块、如权利要求9所述的用于建立电气连 接的方法和如权利要求11所述的机动车得以解决。

所述技术问题按照本发明尤其通过一种用于在插头和电子单元、尤其机 动车控制电子器件之间建立电气连接的连接元件解决，所述连接元件具有具 备至少一个导电带的柔性薄膜。

在柔性薄膜上在导电带的端侧上固定至少一个接触元件，并且在与之相 对的导电带端侧上，柔性薄膜具有至少一个压焊面。在此，一个或多个接触 元件通过设置在柔性薄膜上的导电带与至少一个压焊面导电地连接。

通过柔性薄膜，有利地在属于插头的接触元件和电子单元之间释放张 力，由此在整个组件内部实现更好的公差补偿。此外，这种电气连接通过压 焊面的使用有利地特别节省空间。

在本发明的优选实施方式中，按照本发明的连接元件具有特殊设计的支 架元件，接触元件设置在支架元件上，用于固定插头的接触元件。由此有利 地提高了插头的稳定性。支架元件优选由绝缘的塑料构成。

在本发明的另外优选的实施方式中，按照本发明的柔性薄膜具有电绝缘 的罩层，所述罩层如此设计，用于柔性薄膜的导电带相互电绝缘地布置并且 使导电带的上侧电绝缘。由此所具有的优点是，可以特别节省空间地安置连 接元件，因为借助这种柔性薄膜可以实现特别小的导电带间距。

通过使用绝缘的罩层还具有的优点是，防止由于可能的金属微粒而使连 接元件发生短路。

所述技术问题按照本发明还通过一种机动车控制模块、尤其传动控制 器、防抱死系统(ABS)的控制器和/或电子控制制动系统(EBS)的控制器解决。

按照本发明的控制模块优选具有壳体，所述壳体由多个壳体部段构成。 在此，基础板件和插头框架或者各自独立地构造并且分别构成一个壳体部 段，或者基础板件和插头框架联合构造、尤其构造成一整块部件并且由此共 同构成一个壳体部段，所述壳体部段被设计为盆形或盆状。当壳体部段被设 计为这种盆形时，产生一个也被称为基础板件的底板区域和侧面环绕的、也 被称为插头框架的边缘区域，其中，盆形的壳体部段可以构造为一体件或多 体件。

插头框架或者盆形壳体部段的侧面环绕的区域具有至少一个附带凸缘 的开口。当壳体是由插头框架和基础板件构成的独立的壳体部段时，则由此 插头框架优选与基础板件相连接、尤其通过接合密封地连接。

在壳体内部在基础板件上或在盆形壳体部段的底板区域上固定有电路 板，在电路板上安置有电子单元、尤其机动车控制电子器件。

为了在电子单元和壳体的插头框架上的插头之间建立电气连接，按照本 发明的机动车控制模块具有连接元件，该连接元件具有具备至少一个导电带 的柔性薄膜。

通过一个或多个导电带，在柔性薄膜的一个侧面上的至少一个压焊面和 柔性薄膜的另一个侧面上的一个或多个接触元件之间建立了电气连接。

为了在控制模块的壳体上产生插头接口，借助支架元件在插头框架的开 口内如此固定一个或多个接触元件，使得一个或多个接触元件与所属的、围 绕插头框架的开口布置的凸缘构成特定的插头接口，从而可以连接位于控制 模块以外的部件。

这种按照本发明的机动车控制模块可以特别有利地在控制模块内实现 更高的公差补偿，因为与传统所使用的引线框架相比，按照本发明的连接元 件通过柔性薄膜具有更大的移动间隙。

此外，通过这种借助柔性薄膜的电气连接，还解除了拉力，从而实现插 头框架内的属于插头接口的接触元件与电路板之间的脱耦。

在柔性薄膜上特殊构造的压焊面还可以有利地提供电气连接的节省空 间的、结构空间优化的解决方案，因为压焊面直接用于电路板的电气接触。

根据本发明的另外的实施方式，机动车控制模块具有盖板，如此设计所 述盖板，用于壳体密封的、尤其油封的封闭。为此，插头框架优选具有用于 容纳密封件的环绕的密封槽。

此外，插头框架优选被设计为一整块部件、例如通过相应的浇注技术。

壳体增大的密封效果有利地提高了机动车控制模块的工作可靠性。

根据本发明的另外的实施方式，支架元件密封地、尤其油封地与插头框 架相连接。在此，根据所采用的连接技术如此设计支架元件，使得一个或多 个接触元件通过在插头框架内的开口从壳体内向外导向。例如通过压制、粘 接和/或包封实现支架元件在插头框架内被固定在开口的内部，其中，支架元 件优选由绝缘的塑料构成。

通过支架元件与插头框架的密封连接，有利地提高了壳体的密封效果并 且由此提高了机动车控制模块的工作可靠性。

根据本发明的另外的实施方式，设置有用于一个或多个压焊面机械固定 和/或材料接合地固定在电路板上的器件。在此，例如借助铆钉或螺栓通过在 固定件内的一个或多个为此设置的通孔和/或借助材料接合的连接、尤其通过 粘接实现固定，用于避免柔性薄膜或压焊面的相对移动。

通过一个或多个压焊面的这种机械固定，有利地提高了压焊面与电路板 的电气接触的可靠性和安全性。

根据本发明的另外的实施方式，机动车模块的接触元件具有特殊的造 型。接触元件优选具有接触区域，在其中接触元件具有较小的面。由此，接 触元件有利地在柔性薄膜的预设的孔内穿过，用于与包含在柔性薄膜内的导 电带建立电气连接。

接触元件还具有间隔区域，所述间隔区域如此设计，用于使支架元件保 持与柔性薄膜的最小间距。间隔区域可以有利地实现支架元件的包封，用于 在为此设置的插头框架的开口内的固定。接触元件优选在间隔区域以内具有 通孔，用于提高在包封情况下的强度。

接触元件还具有固定区域，其中部分中断直线形的表面轮廓，也就是， 接触元件在固定区域内具有凸起、凹陷和/或带波纹的表面。这种表面轮廓有 利地提高了尤其借助浇注技术固定的支架元件的强度。

所述技术问题按照本发明还通过一种用于在插头和电子单元、尤其机动 车控制电子器件之间建立电气连接的方法解决。

为此，插头的一个或多个接触元件安置在柔性薄膜上，所述柔性薄膜具 有至少一个导电带。一个或多个接触元件分别通过导电带与至少一个压焊面 电气连接。一个或多个压焊面导电地与电子单元相连接。

这种用于建立电气连接的方法可以有利地适宜地实现，因为相对于传统 的、借助引线框架的方法需要较少的工具投入。

根据本发明的优选实施方式，一个或多个接触元件借助支架元件保持形 状稳定。在此，支架元件通过其特殊的造型用于在布置插头的接触元件时保 持接口指标。由此有利地确保插头接口的所要求的功能性。

最后，所述技术问题按照本发明通过一种机动车解决，其具有至少一个 按照本发明的连接元件和/或按照本发明的机动车控制模块和/或用于建立按 照本发明的电气连接的器件。

由权利要求和结合附图所详细阐述的实施例获得另外有利的实施方式。 在附图中：

图1示出具有所示焊点的连接元件的示意图；

图2示意地示出两个连接元件，其中一个连接元件具有支架元件，一个 连接元件没有支架元件；

图3示出具有三个连接元件的插头框架的局部分解示意图；和

图4示出没有盖子的机动车控制模块的局部俯视示意图。

图1示出按照本发明的连接元件2的示意图。在此，按照本发明的连接 元件2如此设计，用于在插头和(静止的)电路板之间建立电气连接。

为了在插头和电路板之间解除拉力，连接元件2具有柔性薄膜4，该柔 性薄膜用于在插头和电路板之间相应地脱耦。这种柔性薄膜4的应用还有利 地提高电气连接的动态的和机械的负荷能力、尤其涉及颤动和振动承受能 力。

柔性薄膜4基本上由弯曲的支承薄膜构成，其优选由聚酯或聚酰亚胺制 造，并且具有至少一个导电带。柔性薄膜因此也被称为弯曲电路板。导电带 由导电材料、尤其由铜或铜合金制成，并且各自间电气相互绝缘地布置。此 外，柔性薄膜4具有绝缘的罩层，其中使用了漆或薄膜，用于使导电带的上 侧电绝缘。这种罩层相对于传统的引线框架有利地减低了柔性薄膜4针对短 路的受干扰度，因为由于罩层而没有设置开放的导电带结构。

柔性薄膜4或所包含的导电带的与电路板的接触优选通过压焊实现。压 焊应理解为已知的材料接合的连接技术，其中两个材料、部件和/或接合件借 助温度和压力和/或超声波相连接。前述技术在此是丝线压焊，其中精细的丝 线与接合面材料接合地连接。但是本发明并不局限于丝线压焊。而是可以考 虑各种材料接合的连接技术用于在压焊面上实现电接触。

为了将柔性薄膜4与电路板电连接，柔性薄膜4在一个端上具有至少一 个压焊面6。压焊面6用于压焊丝线在柔性薄膜4上的接触并且直接被设置 在柔性薄膜4上。

为了避免相对移动，柔性薄膜4在压焊面6的区域内设置有用于机械固 定的固定件10，该固定件10如此设计，用于将压焊面机械地与电路板相连 接。固定件10例如由形状稳定的塑料制成并且具有至少一个通孔12。用于 固定压焊面6的简单的器件可以穿过该通孔12导引至电路板上，例如铆钉 或螺栓。

柔性薄膜4的导电带的与压焊面6相对置的端部与一个或多个接触元件 8电气连接。为了建立导电带端部与接触元件8的导电连接，柔性薄膜4在 接触位置上被分段钻孔。围绕孔面优选安置可焊接的表面。

销形接触元件8以简单的方式穿过设置在柔性薄膜4上的焊孔，并且在 那里与导电带电气连接。在此优选借助已知的钎焊过程或激光焊接过程实现 连接。在图1中示出通过柔性薄膜4上的焊点14实现的导电连接。

为了提供用于插头的接触元件8，设置有特殊设计的支架元件16。图2 示出根据本实施方式的两个连接元件2，其中一个连接元件2不具有支架元 件16并且另一个连接元件2具有支架元件16。在此，图1和2中相同的附 图标记表示相同的元件。

在根据图2的本发明的实施例中，连接元件2分别具有21个优选具备 相同形状的接触元件8。

每个接触元件8根据造型被划分为不同的区域。在接触区域20内，接 触元件8具有特别小的宽度，用于接触元件8在为此所设置的焊孔内插入穿 过柔性薄膜4。接触元件8的接触区域20终止于接触元件8的扩宽处。这种 梯级形式的、优选设计大于焊孔的孔径的部段用于柔性薄膜4的安置。由此， 柔性薄膜4固定在接触元件8的接触区域20的内部。

特殊设计的、安置在接触元件8之间的支架元件16处于接触元件8的 固定区域22内。在固定区域22内，接触元件8没有直线形的表面轮廓。也 就是说，接触元件8在固定区域22内具有凸出、凹陷和/或带波纹的表面。 这种表面轮廓用于在支架元件16与接触元件8相连接时提供增加的强度。

接触元件8上的间隔区域24位于在接触区域20和固定区域22之间。 在间隔区域24内，接触元件8具有小孔26。在接触元件8借助包封工艺固 定在附加的用于插接而设置的开口内时，孔26有利地用于在实施插接时提 高强度。

支架元件16例如制造为由绝缘材料构成的注塑件并且固定接触元件8， 该接触元件8喷注和/或压注在支架元件16内，并且在两边与支架元件16 相间隔。在此，支架元件16的形状和设计与用于连接相应设置的对应插头 的待产生的插头接口相关。支架元件16由此构成用于接触元件8的形状稳 定的基础。

图3示出具有两个连接元件2的插头框架30的局部分解示意图。

为了实现插头接口，根据图3示出的本发明的实施例，插头框架30具 有开口32，其分别具有所属的凸缘34，其中凸缘34的设计结构与所实现的 插头接口相关。凸缘34的轮廓用于导引和锁止所属的连接插头。

插头框架30优选由一整块塑料制成并且具有环绕的密封槽36，该密封 槽如此设计，用于以适合的形式容纳密封件。此外，这种具有密封件的密封 槽同样可以考虑以适合的形式设置在插头框架30的底侧上。

各个连接元件2的接触元件8借助所属的支架元件16在相应的插头框 架30的开口32内被固定，并且与属于开口32的凸缘34共同构成特定的插 头接口。

支架模块16在插头框架30的开口32内的固定优选通过材料接合的接 合工艺、尤其压制工艺、粘接或包封技术实现。这种接合工艺使得有利地在 支架元件16和插头框架30之间实现密封的连接。在此，优选由绝缘塑料制 成的支架元件16的设计结构与待使用的接合工艺和待实现的插头接口相关。

图4示出根据本发明的实施例的机动车控制模块的局部示意图。

按照本发明的机动车控制模块具有壳体，该壳体由基础板件40、插头 框架30和在此未示出的盖板构成。优选在盖板和插头框架30之间以及在基 础板件40和插头框架30之间分别设置密封件。由此各个部件密封地、尤其 油封地相互连接。

为了基础板件40和插头框架30的固定，在插头框架30上设置有至少 一个具有开口的夹持件44，用于容纳固定件、例如铆钉和/或螺栓。

基础板件40优选形状稳定地设计，尤其设计为铝板，并且用作用于电 路板46的支架。在电路板46上安置有多个电子部件，它们构成电子单元、 尤其机动车控制电子器件。

但是本发明不仅限制于基础板件40的平坦的、面状的结构设计。而是， 基础板件40可以与任意的壳体形状和电路板形状相配合。

备选的是，基础板件40和插头框架30共同组合成盆形的或盆状的壳体 部段并且尤其构成一整块部件。在这种壳体的盆形的结构设计中，底板区域 被称为基础板件并且侧面环绕的区域被称为插头框架，从而前述的关于基础 板件和插头框架的说明同样适用于壳体的盆形的结构设计。

为了在插头和电子单元之间建立电气连接，机动车控制模块具有至少一 个之前详细所述的连接元件2。

插头在此相当于特定的插头接口并且由连接元件2的接触元件8、插头 框架30内的具有所属凸缘34的开口32构成。

所有在前述说明和在权利要求中所述的特征根据本发明既可以单独地 也可以任意相互组合地使用。本发明的公开内容由此不局限于所述或所要求 保护的特征组合。而是视作将所有特征组合公开。