AT503997B1 - Gehäuse für ein elektronisches bauteil - Google Patents

Description

2 AT 503 997 B1

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für ein elektronisches Bauteil mit in Richtung einer Montageebene vorragenden Außenkontakten und mit einem Kriechstromschutz zwischen den Außenkontakten.

Bei elektronischen bzw. elektrischen Bauteilen werden immer höhere Anforderungen an ihre Zuverlässigkeit und die Betriebssicherheit gestellt, weshalb es zur Erfüllung dieser sicherheitstechnischen Erfordernisse notwendig ist, Mindestkriechwege zwischen potentialführenden Teilen mit unterschiedlichem elektrischem Potentialniveau einzuhalten. Dies ist insbesondere für Bauteile mit höheren Spannungen zwischen den Außenkontakten von Interesse. Aus diesem Grund sind die Außenkontakte mit entsprechendem Abstand voneinander auf einer die Montageebene ausbildenden Leiterplatte angeordnet, insbesondere mit dieser verlötet. Der Abstand zwischen den einzelnen Außenkontakten bestimmt somit den Kriechstromwiderstand und die Mindestgröße der Bauteile, die in Folge der stetig fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterelementen u. dgl. andernfalls kleiner gebaut werden könnten. Heute werden entsprechend den Anforderungen der einschlägigen Normen die Abstände der Bauteilanschlüsse derart gewählt, daß die geforderten Mindestkriechwege auf einer Leiterplatte eingehalten werden können. Entsprechend den notwendigen Abständen sind bei Optokopplern beispielsweise Rastermaße von rund 10 bis 15 mm üblich.

Eine weitere Möglichkeit derartige Kriechströme zu vermeiden, stellt der Verguß der gesamten Leiterplatte samt den damit bestückten Bauteilen mit einem Vergußmittel dar. Dieses Verfahren hat Nachteile im Hinblick auf den hohen Aufwand für das Vergießen sowie auch hinsichtlich des Vergußmaterialbedarfs. Des weiteren ist eine nachträgliche Manipulation an der Leiterplatte, beispielsweise zum Zwecke einer Reparatur, nur sehr eingeschränkt möglich. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit der Serienschaltung von mehreren Bauteilen, wodurch sich die Kriechstromwege addieren und die gegebenenfalls an den einzelnen Bauteilen anliegenden Spannungen vermindern. Ein wesentlicher Nachteil liegt allerdings in dem hohen Aufwand dieses Verfahrens und in der Signalverzögerung bei hochgetakteten Halbleiterbauelementen.

Bei elektronischen Hochspannungs- und Leistungsbauteilen mit Außenkontaktstiften ist es bekannt (DE 101 42 472 A1), die Außenkontakte zumindest teilweise mit einer wärmeleitenden Hochspannungsisolations- und Kriechstromschutzschicht auf organokeramischer Basis zu versehen. Damit können zwar Kriechströme am Bauteil selbst, allerdings nicht auf der Leiterplatte, also zwischen den einzelnen Lötpunkten der Außenkontakte an der Leiterplatte vermindert werden.

Des Weiteren ist es bekannt (US 5 938 450 A) zwischen den Anschlüssen einer Steckleiste Kunststofftrennwände vorzusehen, die einen Kriechstromschutz zwischen den Anschlüssen bilden und die zwecks elektromagnetischer Abschirmung metallisch beschichtet sein können. Einen weiteren Kriechstromschutz zwischen den Außenkontakten elektronischer Bauteile offenbart die GB 2 360 399 A. Damit können aber wiederum keine Kriechströme zwischen den Lötpunkten an einer Leiterplatte vermieden werden. Gleiches gilt für eine aus der US 2002/0144841 A1 bekannte Vorrichtung, die eine isolierende Schicht zwischen zwei Gehäusehälften zeigt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das bei möglichst geringer Baugröße zugleich ausreichend große Kriechstromwege zwischen den einzelnen Außenkontakten mit entsprechend großer Potentialdifferenz sicherstellt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Kriechstromschutz wenigstens einen zwischen wenigstens zwei Außenkontakten vom Gehäuse in Richtung der Montageebene vorragenden und die Montageebene durchragenden, isolierenden Ansatz aufweist.

Der erfindungsgemäße Ansatz ist wahlweise auf das Gehäuse aufgesetzt bzw. wird von diesem 3 AT 503 997 B1 ausgebildet und ist insbesondere zwischen Außenkontakten mit entsprechend großer Potentialdifferenz, beispielsweise positiver und negativer Versorgungsspannung, angeordnet. Die Montageebene ist dabei beispielsweise jene Ebene einer Leiterplatte, auf der das Gehäuse im Montagezustand auf der Leiterplatte anliegt. Ein Verlöten der Außenkontakte mit der Leiteplatte kann nicht nur auf der Montageebene selbst, sondern auch auf der der Montageebene abgewandten Ebene der Leiterplatte erfolgen. Damit ist nicht nur zwischen den Außenkontakten im Nahbereich des Gehäusebodens od. dgl., eine entsprechende Vergrößerung des Kriechstromweges sichergestellt, sondern auch zwischen den, gegebenenfalls auf der der Montageebene abgewandten Seite der Leiterplatte vorgesehenen, Lötpunkten. Durch diese Maßnahme können kleinere Bauteile geschaffen werden und besteht die Möglichkeit die hohen Kosten für einen Gesamtverguß der Schaltung oder für eine Serienschaltung einzelner Bauteile zu vermeiden. Der Ansatz durchragt dabei die Montageebene, also nicht zwingend die gesamte Leiterplatte, zwischen den Außenkontakten beispielsweise durch einen Schlitz, ein Langloch od. dgl. in der Leiterplatte und stellt somit einen zusätzlichen Kriechweg und somit erhöhten Kriechstromwiderstand sicher.

Grundsätzlich kann es ausreichen, den Ansatz lediglich zwischen Außenkontakten entsprechend hoher Potentialdifferenz vorzusehen. Aus montagetechnischen Gründen und sicherheitstechnischen Überlegungen empfiehlt es sich allerdings, wenn der Ansatz plättchenförmig ausgebildet ist und sich zumindest annähernd über den gesamten Gehäuseboden erstreckt. Als Material für den Ansatz kommt jedes entsprechend elektrisch isolierende Material in Frage, welches gegebenenfalls zur Vergrößerung der Kriechwege mit einer rauhen Oberfläche versehen sein kann. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn der Ansatz plättchenförmig ausgebildet ist und um wenigstens die Montagelänge der Außenkontakte vom Gehäuseboden in Richtung der Montageebene absteht. Um im Zuge eines Verlötens der einzelnen Kontakte in einem Lotbad zu vermeiden, daß der Ansatz ebenfalls mit Lot überzogen wird, wäre dabei zu beachten, daß der Ansatz aus einem lotabweisenden Material besteht bzw. mit einer Lot abweisenden Oberfläche versehen ist.

Besonders große Kriechwege und somit sichere Verhältnisse ergeben sich, wenn der Ansatz plättchenförmig ausgebildet ist und das Gehäuse unter- sowie stimseitig kragenartig umfaßt. In diesem Fall ist der Ansatz im wesentlichen U-förmig ausgebildet und umfaßt das Gehäuse.

Sollen auch handelsübliche Bauteile nachträglich derart konditioniert werden können, daß sie einen größeren Kriechweg zwischen den einzelnen Außenkontakten aufweisen, empfiehlt es sich, wenn das Gehäuse das elektronische Bauteil vorzugsweise in einer Ausnehmung aufnimmt, wobei die Außenkontakte des elektronischen Bauteils das Gehäuse gegebenenfalls wahlweise durchragen oder mit im Gehäuse vorgesehenen Außenkontaktverlängerungen Zusammenwirken. Durch diese Maßnahme können handelsübliche Bauteile nachträglich in einfacher Weise mit vergrößertem Kriechstromabstand ausgestattet werden. Derart in das Gehäuse eingesetzte elektronische Bauteile brauchen gegebenenfalls lediglich mit dem Gehäuse vergossen werden. Somit muß nicht die gesamte elektronische Schaltung mit einer Vergußmasse versehen werden, wie dies gemäß dem Stand der Technik der Fall ist und können kostengünstige Standartbauteile nachträglich entsprechend konditioniert werden. Der gleiche Effekt kann selbstverständlich auch durch das Anformen eines Ansatzes an das Gehäuse eines handelsüblichen Bauteils, durch Ankleben, Anspritzen od. dgl., erfolgen.

Zur Vereinfachung der Handhabung bzw. Montage können auch mehrere elektronische Bauteile in ein entsprechendes Gehäuse eingesetzt sein und somit in einem Arbeitsschritt auf die Platine montiert werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gehäuse in Unteransicht,

Claims (7)

1. 4 AT 503 997 B1 Fig. 2 das Gehäuse in Stirnansicht, Fig. 3 das Gehäuse in Seitenansicht, Fig. 4 und 5 Konstruktionsvarianten eines erfindungsgemäßen Gehäuses in teilgeschnittener Stirn- und Seitenansicht und Fig. 6 eine weitere Konstruktionsvariante mit zwei elektronischen Bauteilen. Ein Gehäuse 1 für ein elektronisches Bauteil 2 umfaßt in Richtung einer Montageebene 3 vorragende Außenkontakte 4 und einen Kriechstromschutz zwischen den Außenkontakten 4. Der Kriechstromschutz besteht aus einem zwischen zwei Reihen von Außenkontakten 4 vom Gehäuse 1 in Richtung der Montageebene 3 vorragenden und die Montageebene 3 durchragenden isolierenden Ansatz 5. Der Ansatz 5 ist plättchenförmig ausgebildet und erstreckt sich einerseits über den gesamten Gehäuseboden 6 und steht um wenigstens die Montagelänge 7 der Außenkontakte 4 vom Gehäuseboden 6 in Richtung der Montageebene 3 ab. Sowohl die Außenkontakte 4 als auch der Ansatz 5 durchragen eine Leiterplatte 8 in entsprechenden Ausnehmungen, insbesondere Bohrungen und einem Langloch. Der plättchenförmige Ansatz 5 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, daß er das Gehäuse 1 Unter- und Stirnseitig kragenartig umfaßt. Damit ist nicht nur zwischen den Außenkontakten 4 im Nahbereich des Gehäusebodens 6 eine entsprechende Verlängerung des Kriechstromweges sichergestellt, sondern gegebenenfalls auch zwischen auf der der Montageebene abgewandten Seite der Leiterplatte vorragenden Außenkontakten (angedeutet durch Pfeile in Fig. 2). Fig. 4 bis 6 zeigen Ausgestaltungsvarianten der Erfindung, wie sie beispielsweise zur nachträglichen Konditionierung von herkömmlichen elektronischen Bauteilen 2 Verwendung finden können. Dabei ist vorgesehen, daß das Gehäuse 1 das elektronische Bauteil 2 in einer Ausnehmung 9 aufnimmt, wobei die in die Ausnehmung 9 eingesetzten Bauteile 2 mit einer Vergußmasse 10 im Gehäuse 1 unverlierbar gehalten sind. Die Außenkontakte 4 des elektronischen Bauteiles 2 durchragen den Gehäuseboden 6 und greifen in die Platine 8 ein, mit der die Außenkontakte in üblicher Weise verlötet werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind zwei elektronische Bauteile 2 in das Gehäuse 1 eingesetzt. Durch das Vorsehen des die Montageebene 3, insbesondere die Platine 8 durchragenden plättchenförmigen Ansatzes 5 zwischen zwei Außenkontaktreihen entsprechend großer Potentialdifferenz ist stets ein ausreichender Kriechstromweg und somit Kriechstromwiderstand gewährleistet. Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung für in der Zeichnung nicht dargestellte SMD - Bauteile gleichermaßen geeignet ist. Patentansprüche: 1. Gehäuse für ein elektronisches Bauteil mit in Richtung einer Montageebene vorragenden Außenkontakten und mit einem Kriechstromschutz zwischen den Außenkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß der Kriechstromschutz wenigstens einen zwischen wenigstens zwei Außenkontakten (4) vom Gehäuse (1) in Richtung der Montageebene (3) vorragenden und die Montageebene (3) durchragenden, isolierenden Ansatz (5) aufweist.
2. 2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (5) plättchenförmig ausgebildet ist und sich zumindest annähernd über den gesamten Gehäuseboden (6) erstreckt.
3. 3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (5) plättchenförmig ausgebildet ist und um wenigstens die Montagelänge (7) der Außenkontakte (4) vom Gehäuseboden (6) in Richtung der Montageebene (3) absteht.
4. 4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (5) plättchenförmig ausgebildet ist und das Gehäuse (1) unter- und stirnseitig kragenartig 5 AT 503 997 B1 umfaßt.
5. 5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es das elektronische Bauteil (2) in einer Ausnehmung (9) aufnimmt.
6. 6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontakte (4) des elektronischen Bauteils (2) das Gehäuse (1) wahlweise durchragen oder mit im Gehäuse (1) vorgesehenen Außenkontaktverlängerungen Zusammenwirken.
7. 7. Gehäuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) wenigstens zwei elektronische Bauteile (2) aufnimmt. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen