ES2343404T3 - Procedimiento para la fabricacion de un componente constructivo electrico, asi como componente constructivo correspondiente. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un componente constructivo eléctrico compuesto de una placa (1) de circuitos impresos, con circuitos impresos metálicos, con elementos (5) metálicos de conexión que están en contacto conductor con los circuitos impresos, y con una pieza (6) moldeada de un material de plástico, que rodea al menos zonas contiguas de la placa de circuitos impresos y de los elementos de conexión, cuyo procedimiento comprende las siguientes etapas: formación de una pieza insertada con elementos (5) de conexión fijados previamente a los circuitos impresos, conduciendo la electricidad, introducción de la pieza insertada en un molde de inyección adaptado a la pieza moldeada, de tal manera que se embeban al menos las zonas contiguas de los elementos de conexión, de la placa (1) de circuitos impresos y de los circuitos impresos, en una masa fundida del material de plástico, cuando este se cargue en el molde de inyección, carga de la masa fundida en el molde de inyección, y dejar solidificar la masa fundida con lo que los elementos de conexión y los circuitos impresos se unen permanentemente unos con otros conduciendo la electricidad, caracterizado porque la etapa de la formación de la pieza insertada comprende la colocación de una cantidad de elementos (5) de conexión que corresponde al número de ojales (4) en la placa (1) de circuitos impresos, con una dimensión que es menor que aquella de las zonas terminales previstas en los elementos de conexión, y la introducción a presión de las zonas terminales de los elementos (5) de conexión en los ojales (4), para fijar previamente los elementos de conexión en los ojales con arrastre de fuerza.

Description

Procedimiento para la fabricación de un componente constructivo eléctrico, así como componente constructivo correspondiente.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un componente constructivo eléctrico según el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención se refiere en especial a la preparación de componentes constructivos de sensores como los que se emplean en automóviles para el registro de distintos parámetros, como la temperatura ambiente.

Hasta ahora, la fabricación de tales componentes constructivos de sensores, se llevaba a cabo en un procedimiento de varias etapas, en el que se efectuaba primeramente una soldadura con estaño de elementos de conexión con circuitos impresos de una placa de circuitos impresos, en la que está montado el elemento sensor propiamente dicho. En otra fase separada se creaba una caja rebatible de enchufe, mediante un proceso de moldeo por inyección de plástico. Esta caja se colocaba a continuación en una última etapa de fabricación, alrededor de la placa de circuitos impresos y de los elementos de conexión soldados con estaño, y se fijaba rígidamente con ellos por enclavamiento mediante una presilla o similar. El proceso de soldadura con estaño, la formación de una caja separada de enchufe, y su montaje, significan etapas adicionales de fabricación que encarecen el producto, tanto más que se trata realmente de productos que se tienen que preparar en gran cantidad. Otro inconveniente de la forma actual de proceder, es que entre la caja y el punto de unión por soldadura con estaño, no se lleva a cabo ningún revestimiento estanco a la humedad y, por consiguiente, las influencias ambientales pueden actuar fácilmente dañando la unión eléctrica entre los elementos de conexión y los circuitos impresos. Tampoco la forma actual de proceder permitía sin más, costosas medidas para apantallar en forma eficaz, los elementos sensibles del sensor, por ejemplo, la sonda térmica, contra las influencias ambientales. Se conoce, además (documento US 5 971 733 A), para la formación de un enchufe plano en los extremos de un par de alambres conductores eléctricos, conectar contactos de enchufe en forma de plaquita, y a continuación disponer y sujetar los contactos de enchufe, junto con las zonas contiguas de los alambres conductores, en una pieza insertada preconformada de posicionamiento, en una posición normal de funcionamiento. La unidad de la pieza insertada de posicionamiento y los alambres conductores conectados en los contactos de enchufe, se inserta entonces en un molde de inyección de plástico adaptado a las líneas del contorno de una caja de enchufe plano, y se recubre por inyección con un material de plástico. La pieza de posicionamiento se queda en el enchufe plano terminado, aunque después de su formación, ya no le corresponde más ninguna función. El procedimiento conocido presupone por lo tanto, medidas costosas y, por tanto, encarecedoras de preparar, para un posicionamiento exacto de los contactos de enchufe en el enchufe plano, y es, además, inapropiado para la unión de elementos de conexión con circuitos impresos de una placa de circuitos impresos.

La misión de la invención se basa en crear un procedimiento del tipo citado al comienzo, que permita una preparación económica de componentes constructivos eléctricos del tipo en cuestión. En especial se deben de evitar etapas de soldadura con estaño, de soldadura o de pegado o piezas insertadas de posicionamiento para la creación de una unión eléctrica permanente entre los elementos de conexión y los circuitos impresos. Además, el procedimiento debe de permitir la fabricación de tales componentes constructivos eléctricos que estén lo más ampliamente posible, apantallados contra influencias ambientales dañosas.

Esta misión se resuelve mediante las notas características en la reivindicación 1. Una nota característica esencial de la invención es, que los elementos de conexión estén sujetos en unión conductora de la electricidad, con los circuitos impresos de la placa de circuitos impresos, sin soldadura con estaño, soldadura o pegado. Por consiguiente se ahorran las fases de fabricación necesarias hasta ahora para ello. La pieza moldeada de plástico creada mediante el proceso de inyección, apantalla el punto de unión entre los elementos de conexión y los circuitos impresos, de forma natural, herméticamente contra influencias ambientales, como la humedad. Si se desea, toda la placa de circuitos impresos, incluso el elemento sensor, podría estar embebida en la pieza moldeada de plástico. Según un perfeccionamiento preferente de la invención, la pieza moldeada de plástico puede estar configurada como caja de enchufe.

La invención se explica en detalle a continuación, de la mano de formas de realización y del dibujo. Se muestran.

Figuras 1A,B En una vista principal o una vista cortada a lo largo de la línea IB-IB en la figura 1A, un componente constructivo eléctrico de un sensor según una forma de realización de la invención, en una primera etapa de fabricación.

Figuras 2A,B En vistas análogas a las de las figuras 1A,B, el componente constructivo eléctrico de un sensor, en una segunda etapa de fabricación.

Figuras 3A,B En vistas análogas a las de las figuras 1A,B, el componente constructivo eléctrico de un sensor, en una tercera etapa de fabricación, y

Figura 4 Una vista en corte a lo largo de la línea IV-IV de corte en la figura 3B.

Aunque la invención se describe a continuación en conjunción con un componente constructivo eléctrico de un sensor, por ejemplo, para el registro de las temperaturas ambiente o de otras temperaturas, en un automóvil, se entiende que la invención no está limitada a este ámbito de aplicación. Más bien se puede utilizar con ventaja siempre, cuando elementos metálicos rígidos de conexión, como enchufes, clavijas, se apliquen para unir eléctrica y permanentemente con circuitos impresos en una pieza de base de material aislante, por ejemplo, de una resina sintética, sin que para ello se tengan que efectuar soldaduras con estaño, soldaduras o pegados.

Las figuras 1A.B muestran el componente constructivo del sensor de una primera forma preferente de realización de la invención, en una primera etapa de fabricación. El componente constructivo del sensor comprende una placa de circuitos impresos de forma de tira, o una pieza 1 de base de material aislante, como una resina sintética, sobre la cual están colocados o metalizados por vaporización, en forma apropiada circuitos impresos (no mostrados) de material conductor de la electricidad, como cobre. En o junto a un extremo axial de la pieza 1 de base, puede estar fijado un elemento sensor (no mostrado) que está unido con los circuitos impresos conduciendo la electricidad. Cerca del otro extremo axial de la pieza 1 de base, están previstos un par de agujeros pasantes que contienen ojales o corchetes 4 de material metálico, que están unidos conduciendo la electricidad, con los circuitos impresos.

En los ojales 4 están insertados elementos rígidos de conexión o clavijas 5 que sobresalen de una superficie de la pieza 1 de base bajo un ángulo, de preferencia un ángulo recto. Los elementos 5 de conexión se componen, como los circuitos impresos y los ojales 4, de material conductor de la electricidad. Sirven para derivar las señales del elemento sensor, a dispositivos periféricos no mostrados, por ejemplo, a aparatos indicadores o similares.

Durante el funcionamiento en un entorno vibrante, por ejemplo, un automóvil, no es suficiente la fijación única de los elementos 5 de conexión en los ojales 4, haciendo que aquellos estén metidos a presión en los ojales 4, para garantizar una unión eléctrica permanente durante tiempos más largos de funcionamiento. Por lo tanto, según la invención en una etapa ulterior de fabricación, mostrada en las figuras 2A,B, se introduce la pieza prefabricada según las figuras 1A,B, como pieza insertada en un molde de inyección (no mostrado) configurado básicamente en forma convencional, y por cierto de tal manera que una zona de los elementos 5 de conexión, próxima a los ojales 4, además los mismos ojales 4, así como una zona de la pieza 1 de base, limítrofe con ellos se vienen a poner en contacto con una masa fundida de un material apropiado de plástico, cuando este se introduzca en el molde de inyección para la carga del molde. La inyección de material de plástico en presencia de piezas insertadas, es conocida básicamente por el especialista y, por tanto, no necesita ser explicada en detalle en este punto.

Mediante la etapa precitada de fabricación, se conforma en la pieza mostrada en las figuras 1A,B, una pieza moldeada de plástico que en las figuras 2A,B lleva en general el símbolo 6 de referencia, y en su configuración exterior de contorno, puede estar conformada de cualquier manera. Lo esencial es que el material de plástico de la pieza 6 moldeada proporcione una estabilidad suficiente después de la solidificación de la masa fundida, para fijar permanentemente la relación mutua de posición de los elementos 5 de conexión y de los ojales 4, de manera que incluso movimientos vibratorios, no puedan efectuar modificaciones ningunas en esta fijación. La etapa de fabricación de la conformación de la pieza 6 moldeada de plástico en la pieza 1 de base, no sólo proporciona una "caja" que presenta una configuración ventajosa deseada del contorno, sino que asegura al mismo tiempo la unión eléctrica de los elementos 5 de conexión con los ojales 4 ó con los circuitos impresos, y corresponde a este respecto, a las soldaduras con estaño previstas hasta ahora para ello.

Básicamente la pieza mostrada en las figuras 2A,B, puede representar la etapa final en la fabricación del componente constructivo del sensor. No obstante, de preferencia en otra etapa de fabricación que está mostrada en las figuras 3A,B, se conforma en la pieza 6 moldeada, otra pieza moldeada de plástico. La otra pieza moldeada lleva el símbolo 7 de referencia, y proporciona una caja de enchufe que rodea las zonas terminales libres de los elementos 5 de conexión, y puede alojar un enchufe (no mostrado) de una línea de cables. La otra pieza 7 moldeada se conforma en la pieza 6 moldeada, introduciendo la pieza según las figuras 2A,B en un molde de inyección con una configuración correspondiente a la pieza 7 moldeada, e inyectando en el molde de inyección una masa fundida de un material de plástico, de manera que este se pueda unir de forma integral con el material de plástico de la pieza 6 moldeada inicial. El material de plástico se puede diferenciar en al menos un parámetro del material, del material de plástico de la pieza 6 moldeada, para obtener características o efectos ventajosos deseados. Parámetros del material pueden ser la composición, la naturaleza del material, color, dureza, resistencia a la temperatura, etc. Un material de plástico preferente para la pieza 6 moldeada, es el polibutilenotereftalato (PBT), y para la pieza 7 moldeada, poliamida (PA). Asimismo se pueden prever otras combinaciones de material.

A esto hay que indicar que en lugar de piezas 6, 7 moldeadas en diferentes procesos de inyección, también se puede formar una sola pieza moldeada de material de plástico apropiado en una sola etapa de fabricación, que al mismo tiempo fija permanentemente los elementos 5 de conexión respecto a la pieza 1 de base, y crea una caja de enchufe con una configuración que corresponde a la pieza 7 moldeada.

La figura 4 muestra que un par de elementos 5 de conexión están embebidos paralelamente uno a otro en la pieza 6 moldeada, y unidos fijos permanentemente con los ojales 4. Si se desea, los elementos 5 de conexión pueden tener cerca de los ojales 4, zonas 8 ensanchadas que mejoran el anclaje rígido de los elementos 5 de conexión en el material de plástico de la pieza 6 moldeada.

Aunque en muchos casos es suficiente para la fijación previa, dimensionar los elementos 5 de conexión según las figuras 1A,B, únicamente con diámetros algo mayores que los ojales 4, de manera que los elementos 5 de conexión se tengan que meter a presión en los ojales 4 con una fuerza apropiada, se prefiere que las zonas terminales de los elementos 5 de conexión, que se encajan en los ojales 4, estén configuradas de manera que se mejore el asiento de fricción en los ojales 4. De preferencia las zonas terminales de los elementos 5 de conexión, están configuradas con este objeto, como uniones de encaje a presión (no mostradas) que se pueden adquirir bajo la designación AMP Action Pin de la firma AMP Deutschland GmbH, Amperestr. 7-11, D-63225 Langen/Alemania.

Aunque en las formas de realización antes descritas, de la invención, la pieza moldeada que fija permanentemente los elementos de conexión respecto a la pieza de base, solamente está configurada en la zona de la pieza de base, cerca de los ojales, si se desea se puede embeber también toda la pieza de base incluido el elemento sensor. Se entiende, además, que cada etapa citada de fabricación puede comprender una fabricación simultánea de una multitud de piezas.

Claims (6)

1. Procedimiento para la fabricación de un componente constructivo eléctrico compuesto de una placa (1) de circuitos impresos, con circuitos impresos metálicos, con elementos (5) metálicos de conexión que están en contacto conductor con los circuitos impresos, y con una pieza (6) moldeada de un material de plástico, que rodea al menos zonas contiguas de la placa de circuitos impresos y de los elementos de conexión, cuyo procedimiento comprende las siguientes etapas:

formación de una pieza insertada con elementos (5) de conexión fijados previamente a los circuitos impresos, conduciendo la electricidad,

introducción de la pieza insertada en un molde de inyección adaptado a la pieza moldeada, de tal manera que se embeban al menos las zonas contiguas de los elementos de conexión, de la placa (1) de circuitos impresos y de los circuitos impresos, en una masa fundida del material de plástico, cuando este se cargue en el molde de inyección,

carga de la masa fundida en el molde de inyección, y

dejar solidificar la masa fundida con lo que los elementos de conexión y los circuitos impresos se unen permanentemente unos con otros conduciendo la electricidad,

caracterizado porque la etapa de la formación de la pieza insertada comprende la colocación de una cantidad de elementos (5) de conexión que corresponde al número de ojales (4) en la placa (1) de circuitos impresos, con una dimensión que es menor que aquella de las zonas terminales previstas en los elementos de conexión, y la introducción a presión de las zonas terminales de los elementos (5) de conexión en los ojales (4), para fijar previamente los elementos de conexión en los ojales con arrastre de fuerza.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos (5) de conexión se fijan previamente bajo un ángulo agudo, en especial recto, respecto a los circuitos impresos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la placa (1) de circuitos impresos se embebe en lo esencial totalmente en el material de plástico.

4. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pieza (6) moldeada está configurada como caja de alojamiento de enchufes.

5. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque después de la formación de la al menos pieza (6) moldeada que embebe las zonas contiguas de los elementos (5) de conexión, de la placa (1) de circuitos impresos, y de los circuitos impresos, se conforma en ésta otra pieza (7) moldeada por inyección de un material de plástico que se diferencia del material de plástico de la primera pieza moldeada, en al menos uno de los parámetros del material, como composición del material, naturaleza del material, color, dureza, resistencia a la temperatura.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la otra pieza (7) moldeada está configurada como caja de alojamiento de enchufes.