CN102458078A - 电子装置 - Google Patents

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米夏埃尔·阿贝特
马蒂亚斯·埃英格
埃德蒙德·坤泽勒
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Abstract

本发明涉及一种电子装置，具有壳体(1)，在该壳体中至少一个装配有电子元件的电路板(3，4)利用填充材料封装或者通过该填充材料包封。此外，通过在壳体(1)中使至少一个弹性的空心体(5，8，13，15)例如利用浇注材料浇注或者通过油进行包封的方式，减小了在壳体(1)的内部里的压力和应力的影响，该压力和应力基于浇注材料的取决于温度的膨胀系数而产生。

Description

电子装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置，具有壳体，在该壳体中至少一个装配有电子元件的电路板利用填充材料封装或者通过该填充材料包封。
背景技术
这种装置由西门子公司的目录册“ST PCS 7”，第8/31至8/41页，2010年版已知。在此，模块化的、本质安全型的I/O外围系统形式的自动化装置通过所谓的“PROFIBUS-DP”和另一个可编程控制器形式的自动化装置连接，这种外围系统形式的自动化装置具有多个硬件组件，这些硬件组件通过后连线总线交换信息。I/O外围系统的这些硬件组件中的一个设计为供电单元，其具有至少一个装配有电子器件或者说元件的电路板。该电路板可以利用填充材料这样地封装，即该电路板利用不导电的浇注材料浇注，由此特别改进了导热性。
在下面，浇注应理解为将浇注材料注入壳体或壳体部分中，在该壳体或壳体部分中布置有电子组件、例如是装配有电子元件的电路板形式的组件，其中注入这样多的浇注材料，直到浇注材料完全覆盖电路板以及其电子组件为止，这表明，即电路板及其组件由浇注材料封装。
带有电子元件的电路板的浇注使得和未浇注的电路板相比，在印刷导线和部件之间的最小距离能设计为明显更小并且仍能满足在本质安全方面的要求。此外，由此满足客户在供电单元的规格或者说尺寸方面的要求并且浇注材料还对累积的损失热量的均匀分配以及不利天气条件的影响起到有利的作用。
在制造过程的范畴中，首先将供电单元的电路板安装在供电单元的壳体的左侧或右侧部分中并且在两个壳体部分中分开地注入浇注材料。最后，在浇注材料硬化之后将两个壳体部分插接在一起，通过壳体的开口为通过“硬化的”浇注材料形成的空腔填充合适的沙子，以便满足本质安全方面的要求，并且随后关闭该开口。在两个壳体部分中的每一个中注入浇注材料意味着，需要投入大的浇注和相应的浇注材料的相应的硬化。两个壳体部分中的每一个当然可以配有电路板。
在这样制成的、填充有沙子并且配有两个浇注的壳体部分的供电单元中不利的是在高的运行-和周围环境温度的情况下不同“硬化的”浇注材料的空间膨胀。浇注材料的膨胀系数通常高于壳体的、部件的和电路板的相应的膨胀系数。由此在高温情况下导致高的内部的应力和压力，其在极端情况下可能导致供电单元的部件的和/或印刷导线的和/或壳体的损坏。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种开头所述类型的电子装置，该电子装置避免了这些缺点。
该目的通过在权利要求1的特征部分中说明的措施来实现。
有利的是，至少一个弹性的空心体可以容纳浇注材料的空间膨胀，由此显著地减小了特别是在壳体上的应力和压力。此外取消了两个壳体部分的投入大的浇注；整个壳体在一个唯一的浇注过程的范畴中填充浇注材料。
在本发明的一个设计方案中提出，空心体具有空隙。由此能实现，即电路板也可以装配有高的元件或者说器件。它们穿过空隙伸出，这意味着，即空心体不对电路板的装配程度产生干扰性的作用并且也可以使用高的元件。
在本发明的一个设计方案中，空心体由用于电路板的电绝缘的衬底材料制成。这种材料已经证实为在技术上是得到许可的，由此使得在电子装置在防爆区域中的许可方面的相应的认证过程变得更容易。
由其它从属权利要求得出本发明的其它有利的设计方案。
附图说明
在附图中示出了本发明的一个实施例，根据附图在下面详细说明本发明、其设计方案以及优点。
图中示出：
图1是供电单元的壳体，
图2是供电单元的组件，
图3和8是空心体的俯视图，
图4，6和9是空心体的截面图，和
图5和7是空心体和电路板的部分截面图。
附图中示出的相同的部件具有相同的参考标号。
具体实施方式
在图1中，用标号1表示供电单元的壳体，供电单元设计为适合应用在防爆区域中。壳体1具有开口2，该开口设计用于注入不导电的浇注材料。在壳体1完全填充了浇注材料并且浇注材料硬化之后才利用合适的、在此未示出的封闭板来封闭该开口，其中这样填充，即避免空气进入空腔中，以便满足供电单元的本质安全方面的要求。在壳体的内部中，两个装配有器件或者说元件的电路板3，4(图2)平行于空心体5布置，空心体具有空隙。基于注入的并且硬化的浇注材料，电路板3，4和空心体5完全通过浇注材料封装。替代利用浇注材料进行填充的是，壳体1也可以填充油，油包封电路板3，4和空心体5。电路板3的元件6，7伸入空隙中，这意味着，即基于该空隙，空心体5对于电路板3的元件在其高度方面的尺寸不造成阻碍。空心体5优选地由用于电路板的电绝缘的衬底材料制成并且相应于多层电路板形式制造、粘合以及压紧，其中空腔密封地封闭。图3在俯视图中和图4在截面图中示出这种具有空腔9和空隙10，11的空心体8，其中当然不需要压紧空心体8的不同层，而是也能在回流过程的范畴中进行焊接。
空心体也可以通过平坦的深铣的电路板实现，其中该电路板的那个打开的侧面或者说那些打开的侧面利用相应的盖板封闭。
此外，空心体可以-如在图5至7中示出地-设计为元件，相应于电子元件自动为电路板装配和焊接该元件。装配有在此未示出的器件的电路板12还装配有基本上为方形的、以未被装配的“空腔-电路板”13的形式的空心体，其具有空腔14。空心体也可以设计为空心杯15，电路板16装配有该空心杯。
在另一个实施方式中，空心体设计为装配有电子元件的电路板17(图8和9)。该电路板17具有下侧的电路板层18，其和上侧的电路板层19以及接触区域20共同形成空腔21。

Claims (5)

1.一种电子装置，具有壳体(1)，在所述壳体中至少一个装配有电子元件的电路板(3，4)利用填充材料封装或者通过所述填充材料包封，其特征在于，此外在所述壳体(1)中使至少一个弹性的空心体(5，8，13，15)利用所述填充材料封装或者通过所述填充材料包封。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述空心体(5，8，13，15)具有空隙(10，11)。
3.根据权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，所述空心体(5，8，13，15)由用于所述电路板(3，4)的电绝缘的衬底材料制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子装置，其特征在于，所述空心体(5，8，13，15)是装配有电子元件的电路板(17)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置是自动化装置或所述自动化装置的硬件组件。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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