CN102754533A - 用于屏蔽电子模块的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于屏蔽电子模块的装置，该电子模块具有固定在电路板（2）上的电子器件（8），且与冷却体（1）连接。冷却体（1）由能导电的材料构成。电路板（2）具有至少一个由能导电的材料构成的层（9、10）。冷却体（1）和电路板（2）用作屏蔽部件。

Description

用于屏蔽电子模块的装置
本发明涉及一种用于屏蔽电子模块的装置。
已知电子模块例如具有直流变压器的电子模块由于电损失而产生废热，且出于这个原因而与一个或多个冷却体连接，以便排出所形成的废热。
此外已知电子设备要么采用开放式构造方式来布置，要么安装在壳体中。这种电子设备倾向于出现有问题的EMV特性，即高频辐射增加。
如果电子设备含有直流变压器，则流经直流变压器的组成部分的电流和电压在其中产生的高的上升边沿和下降边沿就会引起高频电磁场。这些电磁场穿过开放式结构，或者还穿过由介电材料构成的壳体壁，到达电子设备的周围，这相当于存在有并非所愿的辐射。
已有的工业标准规定了这种辐射的极限值及相关检测方法。这些标准例如包括用于工业的DIN EN 55022和用于汽车领域的IEC CISPR 25。
遵守这些特别是汽车领域中的标准通常是一种很高的要求，这对相应的制造商来说往往牵涉到显著的时间成本和费用成本。
相关地已知，把产生高频电磁场的电子模块设置在由导电材料构成的壳体中，其器件相互电（galvanisch）连接。由此，壳体内部的电子模块所产生的大部分干扰场被壳体壁屏蔽掉了，有时被引至接地物（Masse）。这在多数情况下通过为此设置的交流路径进行，该交流路径从电子机构经由空气延伸至壳体，并从该壳体经由电容器或者经由直接的电连接件朝向电路板接地物延伸，再从那里经由电缆束延伸至汽车的汽车电池或车载电网的负极中。
实际上，这通常利用设置在辐射性器件上方的、由导电材料构成的预冲孔器件来实现。该器件能通过钎焊或者压紧来固定。在产生机械的连接时要注意，还产生与规定的电势多数为接地物尽可能良好的电连接。这种电连接于是形成用于电流的路径，所述电流把干扰场引入到罩形的构件中。
作为其替代方案，可以使用具有下部和上部的两组件式壳体，其中，上部可以是金属盖。按照这种实现方式，例如使电路板借助螺钉与下部连接，辐射性的电子器件设置在该电路板上。这些螺钉产生机械的固定，并保证电路板接地物与壳体之间的电连接。上部通常被拧紧，或者借助于弹性结构或者通过卡锁装置利用卡爪、舌片或榫机械地固定，还与下部电连接。在这种情况下产生一种在EMV技术上或多或少地封闭的结构，按照正确的设计，这种结构近似于法拉第笼。
本发明的目的在于，提出一种无论完全封闭的壳体还是预冲孔的罩形构件为了屏蔽电子模块都不需要的装置。
采用一种具有在权利要求1中给出的特征的装置，即可实现该目的。本发明的有利设计和改进在从属权利要求中给出。
本发明的优点特别是在于，具有本发明的特征的装置可拆下，因而是维护友好的。与此不同，传统的罩部分通常被钎焊或压紧，出于这个原因无法再在不损坏装置的情况下去掉，以便能够实现够到设置在罩下面的器件。
另外，根据本发明的装置例如在使用导热膜且使用螺钉作为连接部件的情况下，在拆下之后至少部分地可再使用。
此外，在制造根据本发明的装置时，与购置和按规则装配罩部分相关的在制造技术和物流方面的问题得以避免。
本发明的另一优点在于，根据本发明的装置在制造时允许借助摄像机在视觉上检查装配有电子模块的电路板。如果把罩部分固定在电子模块上方，则这种视觉上的检查要么不可行要么很难执行。因为在这种情况下组件本身及其钎焊位置在视觉上无法再看到，因而无法用摄像机进行检查。
此外，由于在部分罩的情况下省去了罩形构件，或者由于在用两组件式的壳体进行屏蔽的情况下省去了金属板，所以根据本发明的装置节省了成本。
本发明的其它有利的特性可由借助附图对实施例的说明得到。其中：
图1为用于屏蔽电子模块的装置的立体草图；和
图2为图1的电路板2的剖视图。
图1所示为用于屏蔽电子模块的装置的立体草图。所示的装置具有由导电材料构成的冷却体1，该冷却体在其顶面上含有套圈形状的框架6，该框架是冷却体1的组成部分且由导电材料构成。在框架6内部，在冷却体1的顶面上设置有总共四个容纳口7，这些容纳口被设置用于容纳固定部件3。这些固定部件是由金属构成的能导电的螺钉。
借助这些螺钉使得电路板2在框架6内部与冷却体1牢固地连接。该电路板2总共具有四个贯穿的容纳开口4，用于把电路板2固定在冷却体1上的螺钉3穿过这些容纳开口。电路板2的贯穿的容纳开口4的附近周围由环形结构的、能导电的面5构成。
在电路板2的底面上固定有多个电子器件，这些电子器件形成了电子模块8，该电子模块例如是直流变压器。其器件在所述装置工作中引起高频电磁场，若无屏蔽措施，这些电磁场就会向外辐射。
图2中示出了电路板2的结构范例，该图为电路板的横剖视图。在该电路板2的底层的底面上固定着电子模块8的器件，例如采用钎焊连接进行固定。
设置在电路板2的该底层上方的层9由导电的材料例如铜构成。该铜层9至少在位于电子模块上方的区域中被设计成平面覆盖的接地层。如同由能导电的材料构成的冷却体1一样，铜层9也用作屏蔽件。
在铜层9的上方，电路板2要么具有顶层，要么—如图2中所示那样—具有中间层和设置在该中间层上方的由能导电的材料构成的另一层10优选另一铜层作为平面覆盖的接地层。电路板2的顶层位于该另一铜层10的上方。另外，由图2还可看到电路板2的两个贯穿的容纳开口4以及电路板2的两个能导电的面5。
图1中所示的螺钉3穿过电路板的容纳开口4，并拧入到冷却体1的容纳开口7中，利用所述螺钉和能导电的面5来保证所述一个或多个铜层与冷却体之间的电连接。这种电连接提供了直流路径。但这种电连接也可以替代地以交流路径的形式来实现，因为流动的干扰电流往往是高频的。在这种情况下，环形结构的能导电的面5通过电容器与电路板接地层连接。
设置在冷却体1表面上的框架6的所选大小应能使电路板2插入到框架6中，从而框架6的侧壁包围电路板2的外缘。由此防止固定在电路板的底面上的电子模块8把电磁辐射朝向旁侧方向辐射。
根据本发明的一种优选的实施方式，在组装装置时，在安装电路板2之前，使冷却体1的表面浸润有导热的物质，或者设有导热膜。然后借助连接部件3把电路板2固定在冷却体上。利用在所述安装时产生的压紧力，使用导热物质或导热膜，在电路板2的底层、固定在电路板底面上的电子模块8的器件表面与冷却体1的表面之间产生了热连接即热桥，这种热连接改善了由电子模块8的器件产生的热量的排出。
冷却体1例如由铝合金构成。电路板2为多层结构，优选为两层或四层。电子模块优选—如上所述—是直流变压器。电子模块替代地也可以是被设置用于另一目的的模块。
总之，本发明提供了一种用于屏蔽电子模块的装置，该电子模块具有固定在电路板底面上的电子器件并与冷却体连接，其中，冷却体由导电的材料构成，电路板具有至少一个由能导电的材料构成的层，冷却体和电路板用作屏蔽部件。

Claims (12)

1. 一种用于屏蔽电子模块的装置，该电子模块具有固定在电路板上的、发出电磁辐射的电子器件，且与冷却体连接，
其特征在于，冷却体（1）由导电材料构成，电路板（2）具有至少一个由能导电的材料构成的层（9），冷却体（1）和电路板（2）用作屏蔽部件。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，电路板（2）具有一个铜层（9）。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，电路板（2）具有多个铜层（9、10）。
4. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，电子模块（8）的电子器件固定在电路板（2）的底面上。
5. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，电子器件是直流变压器的组成部分。
6. 如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，冷却体（1）与电路板（2）的导电的层（9）通过一个或多个导电的连接部件（3）连接。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，连接部件（3）是由能导电的材料构成的螺钉。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，螺钉（3）分别穿过电路板（2）的被能导电的、环形的面（5）包围的容纳开口（4）。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，能导电的、环形的面（5）分别通过电容器与地连接。
10. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，冷却体（1）在其顶面上具有套圈形状的框架（6），电路板（2）插入到该框架中。
11. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，电路板（2）借助连接部件（3）机械地固定在冷却体（1）上。
12. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，冷却体（1）的表面设有导热的物质或导热的膜。
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