特開 2023-175982 特定用途向けエレクトロニクスパッケージング製造プロセスを使用したスマートコネクタ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175982

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】特定用途向けエレクトロニクスパッケージング製造プロセスを使用したスマートコネクタ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/66 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

H01R13/66

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023175672

(22)【出願日】2023-10-11

(62)【分割の表示】P 2021531243の分割

【原出願日】2020-01-22

(31)【優先権主張番号】62/795,299

(32)【優先日】2019-01-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】591043064

【氏名又は名称】モレックス エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100116207

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100096426

【弁理士】

【氏名又は名称】川合 誠

(72)【発明者】

【氏名】ヴィクター ザデレジュ

(72)【発明者】

【氏名】アラン ハン

(72)【発明者】

【氏名】リチャード フィッツパトリック

(57)【要約】      （修正有）

【課題】スマートコネクタ、及びその製造方法に関する。
【解決手段】ＡＳＥＰ製造プロセスは、複数のリードフレームを有する連続キャリアウェブを形成することと、各リードフレームのフィンガー上に基板をオーバーモールドすることと、各基板３３８は、フィンガーの一部分を露出させる複数の開口部を有することと、トレースを電気めっきすることと、少なくとも１つの電気部品３８６をトレースに電気的に取り付けて、複数のＡＳＥＰデバイス３１０を形成することと、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スマートコネクタであって、
特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスであって、リードフレームであって、開口部を画定し、該開口部内に延在する複数のフィンガーを有するリードフレームと、該リードフレームのフィンガー上にオーバーモールドされた基板であって、該基板を通るように形成された複数の開口部であって、フィンガーの一部分を露出させて露出部分を形成する開口部と、前記基板上に形成されたトレースであって電気めっきされたトレースとを有する基板と、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスを形成するための少なくとも１つの電気部品であって、前記トレースに電気的に取り付けられた電気部品と、を含む、特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスと、
該特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスのフィンガーの一部の露出部分に電気的に接続された別個のプリント回路基板であって、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品の機能を制御するように構成された電気部品を有する、別個のプリント回路基板と、を備え、
第１の場合において、第１のプリント回路基板が、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品に電気的に接続されて、第１の様態で、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品の機能を制御し、第２の場合において、第２のプリント回路基板が、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの電気部品に電気的に接続されて、前記第１の様態とは異なる第２の様態で、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品の機能を制御する、スマートコネクタ。

【請求項2】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品が、電界効果トランジスタを含み、前記別個のプリント回路基板の電気部品が、マイクロコントローラユニット及び通信プロトコルを含む、請求項１に記載のスマートコネクタ。

【請求項3】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品が、通信フロントエンドを含み、前記別個のプリント回路基板の電気部品が、マイクロコントローラユニットを含む、請求項１に記載のスマートコネクタ。

【請求項4】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品が、モータドライバを含み、前記別個のプリント回路基板の電気部品が、マイクロコントローラユニット及び通信プロトコルを含む、請求項１に記載のスマートコネクタ。

【請求項5】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品が、電界効果トランジスタを含む、請求項１に記載のスマートコネクタ。

【請求項6】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品が、電流センサを更に含む、請求項５に記載のスマートコネクタ。

【請求項7】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイス及び前記プリント回路基板が実装されたハウジングを更に備える、請求項１に記載のスマートコネクタ。

【請求項8】

前記プリント回路基板に電気的に接続された複数の特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスを更に備える、請求項１に記載のスマートコネクタ。

【請求項9】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスは、キャリアの残部から個片化されたものである、請求項１に記載のスマートコネクタ。

【請求項10】

スマートコネクタであって、
特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスであって、リードフレームであって、開口部を画定し、該開口部内に延在する複数のフィンガーを有するリードフレームと、該リードフレームのフィンガー上にオーバーモールドされた基板であって、該基板を通るように形成された複数の開口部であって、フィンガーの一部分を露出させて露出部分を形成する開口部と、前記基板上に形成されたトレースであって電気めっきされたトレースとを有する基板と、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスを形成するための少なくとも１つの電気部品であって、前記トレースに電気的に取り付けられた電気部品と、を含む、特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスと、
該特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスのフィンガーの一部の露出部分に電気的に接続された別個のプリント回路基板であって、前記スマートコネクタの特性を修正するように構成された電気部品を有する、別個のプリント回路基板と、を備え、
第１の場合において、第１のプリント回路基板が、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品に電気的に接続されて、第１の様態で、前記スマートコネクタの特性を修正し、第２の場合において、第２のプリント回路基板が、前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品に電気的に接続されて、前記第１の様態とは異なる第２の様態で、前記スマートコネクタの特性を修正する、スマートコネクタ。

【請求項11】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスの少なくとも１つの電気部品が、中央処理ユニットを含み、前記別個のプリント回路基板の電気部品が、メモリを含む、請求項１０に記載のスマートコネクタ。

【請求項12】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイス及び前記プリント回路基板が実装されたハウジングを更に備える、請求項１０に記載のスマートコネクタ。

【請求項13】

前記プリント回路基板に電気的に接続された複数の特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスを更に備える、請求項１０に記載のスマートコネクタ。

【請求項14】

前記特定用途向けエレクトロニクスパッケージングデバイスは、キャリアの残部から個片化されたものである、請求項１０に記載のスマートコネクタ。

【請求項15】

スマートコネクタを形成する方法であって、
複数のリードフレームを有する連続キャリアウェブを形成することであって、各リードフレームが、開口部を画定し、該開口部内に延在する複数のフィンガーを有する、連続キャリアウェブを形成することと、
各リードフレームの前記フィンガー上に基板をオーバーモールドすることであって、各基板が、それを通して提供され、前記フィンガーの一部分を露出させて露出部分を形成する複数の開口部を有する、オーバーモールドすることと、
複数のデバイスを形成するために、電気部品を各リードフレームの前記フィンガーの一部の前記露出部分に電気的に接続することであって、各デバイスは少なくとも１つの電気部品を有する、電気的に接続することと、
プリント回路基板を前記デバイスのうちの１つの前記フィンガーの一部の前記露出部分に電気的に取り付けることであって、前記プリント回路基板が、１つのデバイスの少なくとも１つの電気部品の機能を制御するように構成された電気部品を有する、電気的に取り付けることと、を含み、
第１の場合において、第１のプリント回路基板が、１つのデバイスの少なくとも１つの電気部品に電気的に接続されて、第１の様態で、１つのデバイスの少なくとも１つの電気部品の機能を制御し、第２の場合において、第２のプリント回路基板が、１つのデバイスの少なくとも１つの電気部品に電気的に接続されて、前記第１の様態とは異なる第２の様態で、１つのデバイスの少なくとも１つの電気部品の機能を制御する、方法。

【請求項16】

前記連続キャリアウェブから前記１つのデバイスを個片化することと、
個片化された前記デバイス及び前記プリント回路基板をハウジング内に実装することと、を更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

スマートコネクタを形成する方法であって、
複数のリードフレームを有する連続キャリアウェブを形成することであって、各リードフレームが、開口部を画定し、該開口部内に延在する複数のフィンガーを有する、連続キャリアウェブを形成することと、
各リードフレームの前記フィンガー上に基板をオーバーモールドすることであって、各基板が、それを通して提供され、前記フィンガーの一部分を露出させて露出部分を形成する複数の開口部を有する、オーバーモールドすることと、
複数のデバイスを形成するために、電気部品を各リードフレームの前記フィンガーの一部の前記露出部分に電気的に接続することであって、各デバイスは少なくとも１つの電気部品を有する、電気的に接続することと、
プリント回路基板を前記デバイスのうちの１つの前記フィンガーの一部の前記露出部分に電気的に取り付けることであって、前記プリント回路基板が、前記スマートコネクタの特性を修正するように構成された電気部品を有する、電気的に取り付けることと、を含み、
第１の場合において、第１のプリント回路基板が、デバイスの少なくとも１つの電気部品に電気的に接続されて、第１の様態で、前記スマートコネクタの特性を修正し、第２の場合において、第２のプリント回路基板が、デバイスの少なくとも１つの電気部品に電気的に接続されて、前記第１の様態とは異なる第２の様態で、前記スマートコネクタの特性を修正する、方法。

【請求項18】

前記連続キャリアウェブから１つのデバイスを個片化することと、
個片化された前記デバイス及び前記プリント回路基板をハウジング内に実装することと、を更に含む、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、２０１９年１月２２日に出願された、米国特許仮出願第６２／７９５，２９９号に対する優先権を主張し、その内容は、その全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、スマートコネクタ、及びその製造方法に関する。より具体的には、本開示は、スマートコネクタ及びその製造方法に関し、これは、スマートコネクタを形成するために特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（「ＡＳＥＰ」）製造プロセスを部分的に使用する。

【背景技術】

【0003】

特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（「ＡＳＥＰ」）デバイス及び製造プロセスは、出願人によって開発されたもので、プリント回路基板、ヒートシンク、コネクタ、高電流導体、及び熱管理特徴部の機能を単一エレクトロニクスモジュールに統合するエレクトロニクスモジュールの作成に有用である。ＡＳＥＰ製造プロセスの利点は、製造業者が、コネクタ機能がディスクリート部品である場合に、はるかに大きくかつより高価であるエレクトロニクスモジュールにコネクタ機能を統合することを可能にすることである。更に、ＡＳＥＰデバイスに統合された金属コンタクトは、導電性が高く、それにより、金属コンタクトは、高電流を搬送し、並びに熱を非常に効率的に除去するための最適な経路を提供する。

【0004】

ＡＳＥＰ製造プロセスは、コネクタを製造するために使用される同じ製造工程の多くを利用するが、コストの追加を最小限に抑えて、著しくより多くの機能を追加する。ＡＳＥＰ製造プロセスは、２０１６年６月２８日に出願された、国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０３９８６０号で以前に記載及び例示されており、２０１７年１月５日に国際公開第２０１７／００４０６４号として、かつ２０１７年７月５日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０４０７３６号に公開されており、及び２０１８年１月１１日に国際公開第２０１８／００９５５４号として公開されており、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0005】

ＡＳＥＰデバイス及びＡＳＥＰ製造プロセスが大きな価値を提供できることがわかっている業界の１つは、パワーエレクトロニクスの業界である。様々な業界における電化及びより高い電力レベルに対する需要の増加により、ハイパワーエレクトロニクスを製造するためのより良好な方法の必要性が指数関数的に増加している。

【0006】

今日、パワーエレクトロニクスは、３～５オンスのＣｕトレース（１１０～１８５ミクロン厚）を有し得る「厚いＣｕ ＰＣＢ」上に依然として組み立てられている。しかし、これらのタイプのＰＣＢは高価であるだけでなく、業界で必要とされる非常に高い電流（１００～５００アンペア）を運ぶには、実際には非常に良好ではない。熱パイプの使用などの技法は、生成される熱を除去するのを助けるために考慮されているが、これらのアプローチは、実行するのにしばしばかさばり、費用がかかった。

【0007】

パワーエレクトロニクスを形成するためのＡＳＥＰ製造プロセスは、設計者がシステム内の電気抵抗を劇的に低減するアプローチを可能にし、それによって発生する熱の量を低減する。更に、熱の一部を生成する電力デバイスを高熱伝導性金属に直接取り付けることにより、ＡＳＥＰデバイスは、更により効率的な方法で依然として生成される熱の除去を可能にする。

【0008】

ＡＳＥＰ製造デバイス及びプロセスは、数百アンペアの電流が可能であろうパワーエレクトロニクスの設計及び製造において、いくつかの有意な利点を提供するが、ＡＳＥＰデバイスの特徴及び又は性能要件を変更することに関連する課題の１つは、異なるアプリケーションが、まったく新しいスタンピングダイ及び又は金型を必要とし得ることである。これにより、新しいスタンピングダイ及び又は金型に関連するコスト、並びにスタンピングダイ及び又は金型の製造及び認定に関連する時間を正当化することの困難をもたらす可能性がある。

【0009】

したがって、改善されたＡＳＥＰデバイス及び改善されたその製造プロセスが必要とされている。

【発明の概要】

【0010】

一実施形態では、スマートコネクタは、ＡＳＥＰ製造プロセスによって形成された特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（ＡＳＥＰ）デバイスと、ＡＳＥＰデバイスの電気部品に電気的に接続された別個のプリント回路基板と、を含む。ＡＳＥＰ製造プロセスは、複数のリードフレームを有する連続キャリアウェブを形成することと、各リードフレームのフィンガー上に基板をオーバーモールドすることと、各基板は、フィンガーの一部分を露出させる複数の開口部を有することと、トレースを電気めっきすることと、少なくとも１つの電気部品をトレースに電気的に取り付けて、複数のＡＳＥＰデバイスを形成することと、を含む。いくつかの実施形態では、プリント回路基板は、電気部品の機能を制御するように構成された電気部品を有する。いくつかの実施形態では、プリント回路基板は、スマートコネクタの特性を修正するように構成された電気部品を有する。

【0011】

一実施形態では、スマートコネクタを形成する方法は、複数のリードフレームを有する連続キャリアウェブを形成することであって、各リードフレームが、開口部を画定し、開口部内に延在する複数のフィンガーを有する、形成することと、各リードフレームのフィンガー上に基板をオーバーモールドすることであって、各基板は、それを通して提供され、フィンガーの一部分を露出させて露出部分を形成する複数の開口部を有する、オーバーモールドすることと、複数のデバイスを形成するために、電気部品を各リードフレームのフィンガーの一部の露出部分に電気的に接続することであって、各デバイスは少なくとも１つの電気部品を有する、電気的に接続することと、プリント回路基板をデバイスのうちの１つのフィンガーの一部の露出部分に電気的に取り付けることであって、プリント回路基板は、１つのデバイスの少なくとも１つの電気部品の機能を制御するように構成された電気部品を有する、電気的に取り付けることと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0012】

本出願は、例として図示されるが、添付図面に限定されるものではなく、また図中、同様の参照番号は同様の要素を示す。

【図1】スマートコネクタの斜視図を示す。

【図2】スマートコネクタの一部を形成するプリント回路基板と嵌合された特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（「ＡＳＥＰ」）デバイスの実施形態の斜視図を示す。

【図3】スマートコネクタの一部を形成するプリント回路基板と嵌合された特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（「ＡＳＥＰ」）デバイスの実施形態の斜視図を示す。

【図4】製造の様々な段階におけるキャリア上にＡＳＥＰデバイスを形成するために使用される工程を示す。

【図5】製造の様々な段階におけるキャリア上にＡＳＥＰデバイスを形成するために使用される工程を示す。

【図6】プリント回路基板の実施形態の平面図を示す。

【図7】スマートコネクタの実施形態の分解斜視図を示す。

【図8】嵌合されていない配置にある、スマートコネクタ及び嵌合コネクタを含むコネクタアセンブリの斜視図を示す。

【図9】単一のプリント回路基板に接続された複数のＡＳＥＰデバイスの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下の詳細な説明は、例示的な実施形態を説明し、開示される特徴は、明示的に開示された組み合わせに限定されることを意図するものではない。したがって、特に明記されない限り、本明細書で開示される特徴は、簡潔にするために別様に示されなかった追加の組み合わせを形成するために、一緒に組み合わされてもよい。用語「前方」及び「後方」は、説明の目的のみのために使用され、使用中に必要な向きを示すものではない。

【0014】

本開示は、特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（「ＡＳＥＰ」）製造プロセス３２０を使用して部分的に形成されるスマートコネクタ３６０の設計及び製造の改善を目的とする。いくつかの実施形態では、スマートコネクタ３６０は、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０を使用して形成される特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（「ＡＳＥＰ」）デバイス３１０と、ＡＳＥＰデバイス３１０の動作を様々な様態で制御するためにＡＳＥＰデバイス３１０に取り付けられる別個のプリント回路基板２００と、を含む。いくつかの実施形態では、スマートコネクタ３６０は、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０を使用して形成される特定用途向けエレクトロニクスパッケージング（「ＡＳＥＰ」）デバイス３１０と、結果として生じるスマートコネクタ３６０の特性を様々な様態で修正するためにＡＳＥＰデバイス３１０に取り付けられる別個のプリント回路基板２００と、を含む。一実施形態では、ＡＳＥＰデバイス３１０及びプリント回路基板２００は、ハウジング３７５に組み立てられ／接続されて、スマートコネクタ３６０を形成する。いくつかの実施形態では、図９に概略的に示されるように、複数のＡＳＥＰデバイス３１０は、プリント回路基板２００に接続され、プリント回路基板２００は、ＡＳＥＰデバイス３１０の全てと相互作用する。

【0015】

ＡＳＥＰデバイス３１０は、顧客のニーズを満たすために様々なアプリケーションで一般的に使用される基本電気部品３８６を含む。基本電気部品３８６は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）／マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、関連するゲートドライバを有し得る電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、モータドライバ、通信フロントエンドを実行するための電子部品（ＲＪ４５コネクタなど）、センサ（電流センサなど）、ダイオード、コンデンサ、及び抵抗器を含み得るが、これらに限定されない。電流センサは、ＦＥＴを監視するために使用され得る。ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、ハイパワーエレクトロニクスの設計及び製造－－輸送及び他の産業の電化により、これから先１０年間指数関数的に成長するであろう産業、にいくつかの有意な利点を提供する。ＡＳＥＰ製造プロセス３２０によって製造されたＡＳＥＰデバイス３１０によって提供される利点のために、ＦＥＴは、４０アンペア以上の電界効果トランジスタであってもよい。

【0016】

別個のプリント回路基板２００は、特性／パラメータを変えることができ、ＡＳＥＰデバイス３１０上の基本電気部品３８６と相互作用する電気部品２０２を含む。別個のプリント回路基板２００上の電気部品２０２としては、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）／マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）／中央処理ユニット（ＣＰＵ）、通信プロトコルを実行するための電子部品、メモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）が挙げられ得るが、これらに限定されない。通信プロトコルの例としては、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ローカルインターコネクトネットワーク（ＬＩＮ）、ＦｌｅｘＲａｙ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、ＤｉｒｅｃｔＮｅｔ、Ｍｏｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、任意の２線式又は無線周波数（ＲＦ）通信プロトコルが挙げられる。以前は、別個のプリント回路基板２００上に提供されるこれらの電気部品２０２は、ＡＳＥＰデバイスに一体化されていた。

【0017】

本開示を用いると、先行技術のＡＳＥＰデバイス上に以前に提供された特定の特徴が、ここでは別個のプリント回路基板２００上に提供され、ＡＳＥＰデバイス３１０上には提供されないので、より高価なＡＳＥＰデバイス３１０を製造するための再ツールを必要とせずに、製造業者によって別個のプリント回路基板２００を交換することによって、スマートコネクタ３６０のエレクトロニクス及び部品の多くを容易に変更又はアップグレードすることができる。これは、同じＡＳＥＰデバイス３１０を複数のプリント回路基板２００と共に使用することを可能にし、それにより、製造業者が、同じ基本ＡＳＥＰデバイス３１０を使用して同じ顧客の要件又は複数の顧客の要件にコスト効果的に対応し、プリント回路基板２００を変更することのみを可能にする。プリント回路基板２００は、高電流のルーティングに使用するのに最適ではなく、良好な熱管理特性を有さないが、プリント回路基板２００は、高密度回路、多層化の利点をスマートコネクタ３６０に提供し、非常に迅速かつコスト効果的に製造することができる。結果として、基本ＡＳＥＰデバイス３１０を製造するために必要とされる資本は変更されないままとなり得、最小限の資本が、同じＡＳＥＰデバイス３１０と共に使用するための新しいプリント回路基板２００を製造するためにのみ必要とされる。これはまた、ＡＳＥＰデバイス３１０が（プリント回路基板２００が解決しない）熱的課題を解決するので、アプリケーションに関連する熱的な課題を解決し、一方、プリント回路基板２００を変更することによって各顧客に対してアプリケーションをカスタマイズすることを可能にし、それにより、高電力アプリケーションのツール及び製造に必要な資本が大幅に削減される。

【0018】

これらの電気部品２０２、３８６を使用するアプリケーションのいくつかの例としては、以下が挙げられる。１）プリント回路基板２００がマスターであるソリッドステートスイッチ。ソリッドステートスイッチアプリケーションでは、プリント回路基板２００はＭＣＵ及び通信プロトコル（例えば、ＣＡＮ、ＬＩＮ）を含み、ＡＳＥＰデバイス３１０はＦＥＴを含む。２）プリント回路基板２００がスレーブである計算モジュール。計算モジュールアプリケーションでは、プリント回路基板２００はメモリを含み、ＡＳＥＰデバイス３１０はＣＰＵを含む。３）プリント回路基板２００がマスターである通信モジュール。通信モジュールアプリケーションでは、プリント回路基板２００はＭＣＵ及び通信プロトコルを含み、ＡＳＥＰデバイス３１０は通信フロントエンド（ＲＪ４５コネクタ）を含む。４）プリント回路基板２００がマスターであるモータモジュール。モータモジュールアプリケーションでは、プリント回路基板２００はＭＣＵ及び通信プロトコルを含み、ＡＳＥＰデバイス３１０はモータドライバを含む。

【0019】

プリント回路基板２００がＡＳＥＰデバイス３１０の動作をどのように制御するかの例として、プリント回路基板２００がＭＣＵ及び通信プロトコルを含み、ＡＳＥＰデバイス３１０がＦＥＴを含む場合、プリント回路基板２００上のＭＣＵは、必要に応じて、ＡＳＥＰデバイス３１０上のＦＥＴにオン又はオフになるように命令する。例として、プリント回路基板２００上に提供される通信プロトコルに応じて、ＡＳＥＰデバイス３１０上で同じＦＥＴを使用している間、ＡＳＥＰデバイス３１０の動作は異なって制御される。

【0020】

プリント回路基板２００が、結果として得られるスマートコネクタ３６０の特性をどのように修正するかの例として、プリント回路基板２００がメモリを含み、ＡＳＥＰデバイス３１０がＣＰＵを含む場合、プリント回路基板２００上に提供されているメモリに記憶されたコードに応じて、結果として得られるスマートコネクタ３６０の特性を変える。

【0021】

スマートコネクタ３６０は、先行技術で知られているように、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０を使用して部分的に形成されるが、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、プリント回路基板２００への電気的接続を収容することによってスマートコネクタ３６０を形成するように修正されている。形成されたＡＳＥＰデバイス３１０が次に、スマートコネクタ３６０の一部として使用される、修正ＡＳＥＰ製造プロセス３２０を使用してＡＳＥＰデバイス３１０の形成を例示する図４に注目する。

【0022】

図４に図示するように、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ａで開始される。ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、好ましくは一対のリール（図示せず）の間で行われる。工程Ａでは、キャリアウェブ３２２の中央部分がスタンピングされて（したがって、キャリアウェブ３２２の中央部分の望ましくない部分を除去して）、リードフレーム３２８を形成する。リードフレーム３２８は、ＡＳＥＰデバイス３１０の形成に適した所望の構成で形成される。リードフレーム３２８は、好ましくは、端部部分３２４ａ、３２４ｂ（１つのリードフレーム３２８の端部部分３２４ａ、３２４ｂは、隣接するリードフレーム３２８の端部部分３２４ａ、３２４ｂと連続していることが理解される）、一対の安定化部分３３０ａ、３３０ｂ（１つのリードフレーム３２８の安定化部分３３０ａはまた、好ましくは、隣接するリードフレーム３２８の安定化部分３３０ｂとして作用することが理解される）を含み、各安定化部分３３０ａ、３３０ｂは、対向する端部部分３２４ａ、３２４ｂ間の距離にまたがる（端部部分３２４ａ、３２４ｂは、好ましくは、工程Ａのスタンピングを受けない）。したがって、対向する端部部分３２４ａ、３２４ｂ及び安定化部分３３０ａ、３３０ｂは、概して、それらの間に開口部３３２を画定する矩形フレームを形成する。リードフレーム３２８はまた、好ましくは、対向する端部部分３２４ａ、３２４ｂ及び安定化部分３３０ａ、３３０ｂのいずれか１つに接続され、開口部３３２内に内向きに延在する複数のフィンガー３３４を含む。ＡＳＥＰデバイス３１０の形成では、フィンガー３３４の一部が高電流コンタクト３４１を形成し、フィンガー３３４の一部がコンタクトピン３４２を形成することが理解される。高電流コンタクト３４１及びコンタクトピン３４２は、プリント回路基板２００への最終的な接続のために、それを通じて提供される１つ以上の開口３３６を有し得る。

【0023】

図４に図示するように、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は工程Ｂに続く。工程Ｂでは、基板３３８が、リードフレーム３２８のフィンガー３３４にオーバーモールドされる。基板３３８は、本明細書で説明されるように、電子部品３８６に接続するための高電流コンタクト３４１の様々な部分３４１ａを露出させる、それを通して提供される開口部３４０、及びプリント回路基板２００上の電子部品２０２に接続するための高電流コンタクト３４１及びコンタクトピン３４２の様々な部分を露出させる開口部３４３（図５を参照）を有する。開口部３４３の一部のみが、例示目的のみのために図５に示されており、開口部３４３の構成は、ＡＳＥＰデバイス３１０とプリント回路基板２００との間に必要とされる接続に依存する。開口部３４３は基板３３８の反対側に示されているが、開口部３４３は、開口部３４０と同じ基板３３８の側を通ってもよい。ＡＳＥＰデバイス３１０の基板３３８は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリカーボネート、ポリカーボネートブレンド、ポリプロピレン、ポリプロピレンブレンドから形成され得る。ＡＳＥＰデバイス３１０の基板３３８はまた、有利には、熱伝導性液晶ポリマー（ＬＣＰ）で形成されてもよい。基板３３８を熱伝導性ＬＣＰから作ることにより、エレクトロニクスの熱負荷をＡＳＥＰデバイス３１０において著しく低減することができる。

【0024】

コンタクトピン３４２の端部部分は、基板３３８がそれにオーバーモールドされていない。工程Ｂのオーバーモールドは、１つ若しくは２つのショットプロセス、又は任意の他の従来の成形プロセスで実行することができる。

【0025】

ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｃに続く。工程Ｃでは、パターニングが基板３３８上で実行される。パターニングは、基板３３８の表面上に形成される１つ以上のパターン３４４（回路パターンであってもよい）を提供する。パターン３４４は、レーザープロセス、プラズマプロセス（真空又は大気プロセスであり得る）、ＵＶプロセス及び／又はフッ素化プロセスを含む、任意の数の好適なプロセスによって形成することができる。使用されるプロセス（例えば、プラズマ、ＵＶ及び／又はフッ素化）に応じて、パターニングは、基板３３８の表面の全てではないにしてもほとんどのパターニング（すなわち、その表面処理）を含み得る。したがって、パターン３４４は、基板３３８の表面の全て又はほぼ全てに形成され得る。

【0026】

ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｄに続く。工程Ｄでは、金属層（一般にシード層と呼ばれる）がパターン３４４の全部又は一部（典型的には、パターン３４４がレーザープロセスによって形成される場合の全て、及び典型的には、パターン３４４がプラズマ、ＵＶ及び／又はフッ素化プロセスによって形成される場合の一部）に堆積され、基板３３８に接続され、金属層は導電パターン又はトレース３４６を提供する。トレース３４６はまた、開口部３４０の壁に沿って提供され、したがって、トレース３４６をフィンガー３３４に、ひいてはリードフレーム３２８の残部にも電気的に接続する。金属層の堆積は、無電解めっきプロセス、インクジェットプロセス、スクリーニングプロセス、又はエアゾールプロセスを含む、任意の好適なプロセスによって実行され得る。使用されるプロセスに応じて、堆積される金属は、インク又はペーストを含む任意の好適な形態であってもよい。堆積される金属は、好ましくは、その導電率を高めるために、高導電率及び低バインダ含有量を有する。堆積される金属は、更に好ましくは、めっき浴中で高い化学的安定性、及び所望の堆積プロセスに適合する粘度を有する。図示されていないが、フィンガー３３４の部分は、基板３３８の表面上のトレース３４６に電気的に接続される内部バスとして作用することができることを理解されたい。

【0027】

ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｅに続く。工程Ｅでは、トレース３４６は導電性（焼結）にされ、それによって導電トレース３４８を形成する。焼結プロセスは、例えば、インク又はペースト中の粒子（例えば、ナノ若しくはミクロンサイズ）を融合させるために、レーザーによって、又はフラッシュ熱によって、若しくは十分な熱エネルギーを提供する任意の他の望ましいプロセスによって実行することができる。焼結は、トレース３４６を形成する堆積された金属が基板３３８に付着することを確実にし、また、堆積された金属が導電性であることを確実にする（適用された堆積金属が、電位がトレース３４６に印加されることを可能にするために十分に導電性ではないことがしばしばあるので）のを助ける。理解され得るように、工程Ｄが無電解めっきプロセスで実施される場合、工程Ｅは、無電解めっきを焼結する必要がないので、実行する必要はない。

【0028】

工程Ｃ及び工程Ｅの両方がレーザーを使用して実行される場合、好ましいプロセスは、単一のステーション／位置に統合された複数のレーザーを有し、それによってＡＳＥＰ製造プロセス３２０のスペースが節約され、レーザーが適切に位置合わせされることを確実にするのに役立つことに更に留意されたい。加えて、単一のステーション／位置における複数のレーザーの統合は、材料のより高速な処理を可能にする。

【0029】

図４に図示するように、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｆに続く。工程Ｆでは、トレース３４６／導電トレース３４８は、リードフレーム３２８に電位を印加することによって電気めっきされる（これは、内部バスを介してトレース３４６／導電トレース３４８に電気的に接続され、次いで、リードフレーム３２８、基板３３８及びトレース３４６／導電トレース３４８を電気めっき浴に曝す）。電気めっきプロセスは、トレース３４６／導電トレース３４８を電気めっきして電子回路トレース３５０を形成するだけでなく、リードフレーム３２８を電気めっきして、電気めっきされた高電流コンタクト３５７を有する電気めっきされたフィンガー３５６を有する電気めっきされたリードフレーム３５４を形成し、基板３３８の開口部３４０を介して露出されたその部分３５７ａ及び基板３３８の開口部３４３を介して露出されたその部分と、基板３３８の開口部３４３を介して露出しているその部分を有する電気めっきされたコンタクトピン３５８とを有する。ＡＳＥＰデバイス３１０は、２つの電気めっきされた高電流コンタクト３５７と共に図示されているが、ＡＳＥＰデバイス３１０は、必要に応じて、任意の数の電気めっきされた高電流コンタクト３５７を有してもよいことに更に留意されたい。工程Ｆは、銅などの単一材料の単一層を構築する単一工程めっきプロセスを含むことができ、又は銅層及びスズ層などの複数の材料の複数の層を構築する多工程めっきプロセスを含むことができ、他の好適な材料も使用できることが理解される。増加した厚さは、増加した電流搬送能力を可能にし、一般に、電気めっきプロセスは、結果として得られる電子回路トレース３５０の性能が改善されるように、高い導電率を有する材料を作成する傾向がある。

【0030】

内部バスへのトレース３４６の接続は、銅、ニッケル、金、銀、スズ、鉛、パラジウム、及び他の材料を含む全ての金属の電気めっきを可能にする。内部バスに接続されたトレース３４６を形成し、次に電気めっきするプロセスは、既知の無電解めっきプロセスよりも金属のより高速な堆積を可能にする。加えて、めっきプロセスは、より従来型のバッチプロセスと比較して、リールツーリール技術を使用して実行される場合、よりスムーズで低コストである。

【0031】

別の実施形態では、Ｍｅｓｏｓｃｒｉｂｅ（ＭｅｓｏＳｃｒｉｂｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）の技術に含まれるものなどの技法を使用して、表面上に銅（又は他の導電性材料）の全厚を堆積させることができる。次に、ピコ秒レーザーを使用して、導電性材料内の所望の導電性パターンを分離することができる。このようなアプローチは、１つ以上のめっき材料が所望される場合、本明細書に記載されるような工程Ｆの代わりに、又は工程Ｆに加えて使用することができる。

【0032】

工程Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦは、ザレック（ＸＡＲＥＣ）によって提供されるシンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）上で使用されてもよく、基板３３８の表面への電子回路トレース３５０の良好な保持を提供する。

【0033】

ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｆの後、工程Ｇ及びＨに続くが、図４はこれらの工程を図示していない。工程Ｇでは、電子回路トレース３５０の選択部分及び基板３３８の露出面の全て又は実質的に全てを覆う半田マスクが適用される。工程Ｈでは、半田ペーストが、電子回路トレース３５０の露出部分上にステンシルで印刷される（すなわち、これらの部分は半田マスク３５２によって覆われない）。

【0034】

図６に図示するように、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｉに続く。工程Ｉでは、基本電気部品３８６は、電気めっきされた高電流コンタクト３５７の露出部分３５７ａと、好ましくは半田付けを介して生じる電子回路トレース３５０とに電気的に接続される。したがって、電気部品３８６は、熱及び電気経路が非常に低い熱抵抗を有するように、コンタクト３５７及び電子回路トレース３５０に直接実装される。こうして、温度は、プリント回路基板２００上よりもはるかに良好に制御することができる。一実施形態では、電気部品３８６は、インフィニオン・テクノロジーズ（Ｉｎｆｉｎｅｏｎ）によって製造及び販売されているものなどの、少なくとも高電力ＦＥＴを含む。ＦＥＴは、逆バッテリ保護を含み得る。

【0035】

ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｊに続くが、図４はこの工程を図示していない。工程Ｊでは、電気めっきリードフレーム３５４の「フレーム」に接続された残りの露出した電気めっきフィンガー３５６の大部分は、打ち抜かれ／除去され、電気めっきリードフレーム３５４の「フレーム」に依然として接続された露出した電気めっきフィンガー３５６の必要な量のみを残す。この時点で、必要に応じて、形成されたＡＳＥＰデバイス３１０を電気的に試験することができる。

【0036】

図４に図示するように、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、工程Ｋに続く。工程Ｋでは、ＡＳＥＰデバイス３１０が形成されると、ＡＳＥＰデバイス３１０を使用するためには、ＡＳＥＰデバイス３１０を個片化するために、キャリアウェブ３２２から取り外す必要がある。

【0037】

特定のアプリケーションでは、工程Ａ～Ｋの全てが必要ではないことを理解されたい。特定のアプリケーションでは、工程Ａ～Ｋの順序は適宜変更されてもよいことを更に理解されたい。また、図面は、基板３３８に適用されているＡＳＥＰ製造プロセス３２０のみを示しているが、ＡＳＥＰ製造プロセス３２０は、内部層にも同様に適用され得ることも理解されたい。

【0038】

一実施形態では、プリント回路基板２００は従来通りに形成され、基板２０４の表面上に堆積又は「印刷」された導電性材料の薄層によってその上に形成された回路２０６を有する絶縁基板２０４を含む。個々の電子部品２０２は、基板２０４の表面上に配置され、回路２０６に半田付けされる。一実施形態では、プリント回路基板２００は、基板から延在する複数のコンタクトピン２０８を有し、これは、ＡＳＥＰデバイス３１０にコネクタを提供する。コンタクトピン２０８の一部は、例示のみを目的として図６に示されるようにラベル付けされており、コンタクトピン２０８の構成は、ＡＳＥＰデバイス３１０に必要とされる接続に依存する。

【0039】

ＡＳＥＰデバイス３１０が個片化される前又は後に、プリント回路基板２００は、ＡＳＥＰデバイス３１０と嵌合される。コンタクトピン２０８は、必要に応じて、高電流コンタクト３４１及びコンタクトピン３４２に電気的に接続されて、プリント回路基板２００とＡＳＥＰデバイス３１０との嵌合を完了する。いくつかの実施形態では、コンタクトピン２０８は、高電流コンタクト３４１及びコンタクトピン３４２に圧力嵌め方式で接続するために、開口部３４３を通って、及び開口３３６を通って延在する。いくつかの実施形態では、コンタクトピン２０８は、例えば半田付けによって、開口部３４３を介して高電流コンタクト３４１及びコンタクトピン３４２に表面実装される。その後、嵌合されたプリント回路基板２００及びＡＳＥＰデバイス３１０は、ハウジング３７５内に組み立てられ／接続されて、スマートコネクタ３６０を形成する。一実施形態では、複数のハウジングが提供され、１つのハウジング内にプリント回路基板２００を備え、各ＡＳＥＰデバイス３１０は、それ自体のハウジング内に提供されてもよい。一実施形態では、複数のハウジングが提供されてもよく、１つのハウジング内にプリント回路基板２００及び１つ以上のＡＳＥＰデバイス３１０を備え、他のＡＳＥＰデバイス３１０は、それ自体のハウジング内に提供されてもよい。

【0040】

基板３３８は、前方縁部３９０、後方縁部３９２、並びに第１及び第２の側縁部３９４、３９６を有する。ハウジング３７５は、嵌合されたプリント回路基板２００及びＡＳＥＰデバイス３１０が挿入されて収容される第１の内側部分（図示せず）を含み得る。ＡＳＥＰデバイス３１０の側縁部３９４、３９６は、ＡＳＥＰデバイス３１０の前方縁部３９０がハウジング３７５の内壁（図示せず）に当接するまで、ハウジング３７５によって画定されたトラック部分（図示せず）に挿入され得る。内壁は、ハウジング３７５を第１の内側部分（図示せず）と第２の内側部分３９８とに分離し、そこを通って延在する複数の開口（図示せず）を有し、それらは、電気めっきされた高電流コンタクト３５７及び電気めっきされたコンタクトピン３５８が第２の内側部分３９８内に延在することを可能にする。カバー４００は、既知の手段を介してハウジング３７５に固定されて、第１の内側部分を閉鎖し、本質的に、その中にＡＳＥＰデバイス３１０／プリント回路基板２００をカプセル封入することができる。カバー４００並びに内壁は、ＡＳＥＰデバイス３１０の側縁部３９４、３９６を受容するためのトラック部分を有するように構成されて、ハウジング３７５内の位置でＡＳＥＰデバイス３１０／プリント回路基板２００を安定化させるように構成され得る。ガスケット４０２が、カバー４００とハウジング３７５との間に提供されて、外部要素からＡＳＥＰデバイス３１０／プリント回路基板２００を封止することができる。

【0041】

スマートコネクタ３６０が形成された状態で、嵌合コネクタ５００に接続することができ（図８を参照）、それは、電気めっきされた高電流コンタクト３５７及び電気めっきされたコンタクトピン３５８を介してスマートコネクタ３６０に電気的に接続されるように構成され、それによってコネクタアセンブリを提供する。コネクタアセンブリは、スマートコネクタ３６０を介して、又は嵌合コネクタ５００を介してのいずれか（又は、所望であれば両方とも）で、多数の既知の方法で、車両内、典型的にはパネルに実装することができる。

【0042】

これにより、小型及び軽量のスマートコネクタ３６０が形成される。

【0043】

プリント回路基板２００は、その上に電気部品３８６を有さない基板３３８の側面に直接嵌合されてもよい。その上に電気部品３８６を有さない基板３３８の側面は、平面であり得、プリント回路基板２００への接続に理想的に適している。プリント回路基板２００は、プリント回路基板２００が縁部３９０、３９２、３９４、３９６を超えて延在しないように、基板３３８の縁部３９０、３９２、３９４、３９６によって画定される外周よりも小さい外周を画定する外縁部を有し得る。これにより、コンパクトなアセンブリが提供される。他の配向も可能である。例えば、プリント回路基板２００は、電気部品３８６と同じ表面上に実装され、縁部３９０、３９２、３９４、３９６のうちの１つ以上から外向きに延在してもよく、又は例えば、プリント回路基板２００は、電気部品３８６の上方にあり、ＡＳＥＰデバイス３１０に電気的に接続されてもよい。

【0044】

ＡＳＥＰデバイス３１０及び嵌合されたプリント回路基板２００を使用して、４００アンペアを搬送するために、又は一次スイッチの誤動作による二次的な冗長保護を提供するためのいずれかに使用することができるスマートバッテリスイッチを形成することができる。ＡＳＥＰデバイス３１０及び嵌合されたプリント回路基板２００を使用して、２００アンペアを切り替えることができるスマートバッテリスイッチを形成することができる。各バッテリスイッチは、逆バッテリ保護を有し得る。

【0045】

本明細書に引用される刊行物、特許出願、及び特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が参照により組み込まれることが個々にかつ具体的に示されているのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれ、その全体が本明細書に記載されている。

【0046】

本発明を説明する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈における）、用語「ある（a ）」及び「ある（an）」及び「その（the ）」、並びに「少なくとも１つの（a t least one ）」、及び類似の指示対象の使用は、本明細書に別段の記載がない限り、又は文脈に明らかな矛盾がない限り、単数及び複数の両方を網羅するものと解釈されるべきである。用語「少なくとも１つ」、それに続く１つ以上の項目のリスト（例えば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」）の使用は、本明細書に別段の記載がない限り、又は文脈に明らかな矛盾がない限り、列挙された項目（Ａ又はＢ）若しくは列挙された項目（Ａ及びＢ）のうちの２つ以上の任意の組み合わせから選択される１つの項目を意味すると解釈されるべきである。用語「備える（comprising）」、「有する（having）」、「含む（including ）」、及び「含有する（containing）」は、別途記載のない限り、オープンエンド用語（すなわち、「含む（including ）が、これらに限定されない」を意味する）と解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の記述は、本明細書に別段の記載がない限り、単に、範囲内にある各別個の値を個々に言及する簡略化法として機能することが意図され、各別個の値は、それが本明細書に個々に記述されたかのように明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全てのプロセスは、本明細書に別段の記載がない限り、又は文脈に明らかな矛盾がない限り、任意の好適な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意の及び全ての実施例、又は例示的な文言（例えば、「など」）の使用は、単に本発明をより良好に照らし出すことを意図するものであり、別途特許請求されない限り、本発明の範囲に制限を課すことはない。本明細書の文言は、いかなる特許請求されていない要素も本発明の実施に不可欠であることを示すと解釈されるべきではない。

【0047】

本発明の好ましい実施形態は、本発明を実施するために発明者に既知の最良の様式を含めて、本明細書に記載されている。これらの好ましい実施形態の変形例は、前述の説明を読むと、当業者には明らかとなり得る。本発明者らは、当業者が必要に応じてそのような変形例を採用することを期待しており、本発明者らは、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本発明が実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用法によって許容されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に記述された主題の全ての修正物及び等価物を含む。更に、その全ての可能な変形例における上述の要素の任意の組み合わせは、本明細書に別段の記載がない限り、又は文脈に明らかな矛盾がない限り、本発明によって包含される。本明細書に示される様々な実施形態から理解され得るように、本明細書に示される異なる実施形態の異なる特徴は、互いに組み合わされて、追加の組み合わせを形成することができる。結果として、本明細書に示される実施形態は、繰り返し及び不必要な重複を避けるために、全てが個々に示されたわけではない広範な構成を提供するのに特に好適である。

【0048】

本明細書で提供される開示は、その好ましい実施形態及び例示的な実施形態の観点から特徴を説明する。当業者には、添付の特許請求の範囲の範囲及び趣旨内での多数の他の実施形態、修正及び変形が、本開示を検討することにより想起されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】