CN115484804A - 具有改善的电磁兼容性的装置 - Google Patents

Abstract

装置，具有壳体，该壳体有壳体上部下部，它们构成容纳空间；布置在容纳空间中的电路板其有上侧和下侧，下侧与上侧通过导电孔电连接，电路板具有插接器件，插接器件实现与壳体外的电组件的连接，并具有电路器件；第一导电隔离壁，其将壳体上部与电路板上侧电连接；以及第二导电隔离壁，其将壳体下部与电路板下侧电连接，第一和第二隔离壁在共同的平面中延伸，并将容纳空间分成第一和第二隔离壁的第一侧部上的第一容纳空间区段和第一和第二隔离壁的对置于第一侧部的第二侧部上的第二容纳空间区段，并且电路器件在电路板上布置，使得电路器件仅放置在第一容纳空间区段中，并且插接器件在电路板上布置，使得插接器件仅放置在第二容纳空间区段中。

Description

具有改善的电磁兼容性的装置

技术领域

本发明涉及一种具有改善的电磁兼容性的装置。

背景技术

装置（例如控制器）通常经受电磁兼容性方面的测试。在此涉及的问题是，由所述装置的电构件和电子构件产生的电磁辐射是否可能会干扰在所述装置的周围的其他设备。目标是，从所述装置仅发出有限度的电磁辐射。因为，当所述装置将过多的电磁辐射传递到它的周围，这能够干扰邻近的设备。

为了抑制电磁辐射传递到所述装置的周围，装置通常配备有金属的壳体。在此，金属的壳体起到法拉第笼的作用，所述法拉第笼屏蔽在所述壳体内部中产生的辐射以免向外传递。

然而，这种装置通常具有插头区段。所述插头区段用于将所述装置与所述装置之外的其他的组件电连接。为了能够实现与周围的电连接，金属壳体的一部分通常设有缺口（Ausnehmung），使得所述插头区段的插接元件能够至少局部地向外伸出。正是这种缺口最后削弱了电磁辐射的屏蔽，并且因此也降低了所述装置的电磁兼容性。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种装置（例如一种控制器），所述控制器具有改善的电磁兼容性。

这个任务将通过根据专利权利要求1的装置来解决。其他的构造是从属权利要求的主题。

根据本发明的装置具有壳体，所述壳体具有导电的壳体上部和导电的壳体下部，它们共同或者一起构成所述壳体的容纳空间。此外，所述装置具有布置在所述容纳空间中的电路板（一般是电路板模块），所述电路板具有上侧和下侧，其中，所述下侧与所述上侧通过导电孔电连接。这种孔例如是电的金属化通孔（Durchkontaktierungen），所述电的金属化通孔也称为过孔（Vias）。此外，所述电路板具有机电式的插接器件，所述插接器件能够实现与所述壳体之外的电组件的电连接。机电式的插接器件例如是插头元件和/或插口元件、插脚和其他的用于构造与所述壳体之外的电组件的电接触所必要的元件。此外，所述电路板具有电的或者电子的电路器件。所述电的或者电子的电路器件是在所述电路板上的所有不是机电式的插接器件的器件。电的或者电子的电路器件例如是SMD电容、MOSFET、CPU、处理器等。在这个公开的范畴中的电子的电路器件尤其是传输高频信号的元件。电的或者电子的电路器件在这个公开的范畴中并非功率电子元件，尤其不是像逆变器那样的功率电子元件或者其他的与之相关的或者为此所需的元件（譬如它们在电动车辆或者混合动力车辆领域中例如用于将电池的直流电压转变为电动马达的交变电压）。此外，根据本发明的装置具有第一导电隔离壁，所述第一导电隔离壁将所述壳体上部与所述电路板的上侧电连接。此外，根据本发明的装置具有第二导电隔离壁，所述第二导电隔离壁将所述壳体下部与所述电路板的下侧电连接。在此，所述第一隔离壁和第二隔离壁基本上在共同的平面中延伸。用措辞“基本上”应该表示第一和第二隔离壁在较窄的公差范围之内（所述公差范围例如由于所述壳体或者隔离壁的加工和/或制造而产生）在共同的平面之内延伸。在此，两个隔离壁如此布置，使得它们将所述壳体的容纳空间分成在两个隔离壁的第一侧部上的第一容纳空间区段和在两个隔离壁的对置于所述第一侧部的第二侧部上的第二容纳空间区段。换言之，所述隔离壁将所述壳体的容纳空间分成两个隔开的容纳空间区段。在根据本发明的装置中，现将所述电路器件在所述电路板上如此布置，使得所述电路器件仅放置在第一容纳空间区段中。与之相反，所述插接器件在所述电路板上如此布置，使得所述插接器件仅放置在第二容纳空间区段中。

根据本发明的装置至少部分地以下述认知为依据，即借助两个导电的隔离壁（所述隔离壁从上方和下方与所述电路板电接触，并且借此将所述壳体的容纳空间分成两个隔开的容纳空间区段）事实上产生两个隔开的法拉第笼。此外，通过在第一容纳空间区段中或者在第一法拉第笼中仅布置电的或者电子的电路器件（即布置产生电磁辐射波的电路器件）并且通过在第二容纳空间区段中或者在第二法拉第笼中仅布置机电式的插接器件（即布置能够向外部产生电连接的器件），最大程度地抑制了在第一容纳空间中产生的电磁辐射波传递到第二容纳空间区段中。换言之，在第一容纳空间区段中的电磁辐射波近乎被包围，由此避免了电磁辐射波从第一容纳空间区段传递到第二容纳空间区段中，并且避免了从那里向周围的传递。借此，获取一种装置，所述装置具有改善的电磁兼容性。根据本发明的装置能够作为尤其在汽车技术领域中的控制装置使用。因为，正是在汽车技术领域中存在着在电磁兼容性方面的严格规定。

在根据本发明的装置的优选的构造中，第一隔离壁和所述电路板的上侧之间的电连接和/或第二隔离壁和所述电路板的下侧之间的电连接以区段式构造。优选的构造至少部分地以下述认知为依据，即通过电连接的区段式的构造能够更好地补偿由于制造或者加工引起的、尤其第一和/或第二隔离壁的端侧的不平度。借此，也为带有公差的组件确保了隔离壁与所述电路板的上侧或者下侧的可靠的电接触。

在有利的构造的改型方案中，在第一隔离壁和所述电路板的上侧之间的电连接和/或在第二隔离壁和所述电路板的下侧之间的电连接借助焊接点构造。这种改型方案首先部分地以下述认知为依据，即焊接点具有仅几毫米（或更小）的直径，从而在隔离壁与所述电路板之间的“区段式”的电接触缩减到越来越小的区段上。借此，一方面能够将现有的公差或者不平度更好地补偿。另一方面，能够将焊接点在制造技术方面简便地施加在所述电路板上，例如借助丝网印刷方法，使得焊接点也提供成本优势。

尤其有利的是，在所述电路板的上侧上的焊接点相对于在所述电路板的下侧上的焊接点交错地布置。在此利用了下述认知，即在接合所述壳体上部和壳体下部并且因此在隔离壁和电路板之间电接触的情况下，尤其在交错地布置焊接点的情况下，产生一定的张紧力并且因此产生所述电路板的一定的弹性形变。这种在组装所述装置时产生的电路板的弹性形变导致该电路板的回复力或者弹性力，所述回复力或者弹性力尤其在交错地布置的焊接点的区域中抵消了从外部施加的所述电路板的形变。因此可以说所述电路板“挤压”抵靠所述隔离壁，由此确保了更好的电接触。

在根据本发明的装置的其他的有利的构造中，基于在第一容纳空间区段中出现的（主导的）电磁辐射波的波长来选择相邻的焊接点的距离（在所述电路板的主延伸平面中测量）。这种构造利用了下述认知，即在第一容纳空间区段中（例如在运行电的或者电子的电路器件时）能够产生具有配属的频率或者波长的占优的或主导的电磁辐射波。在此基础上，现将相邻的焊接点的距离（在所述电路板的主延伸平面中并且沿着第一或者第二隔离壁的端侧的方向测量）如此选择，使得有效地抑制这种辐射波传递到第二容纳空间区段中。例如，相邻的焊接点的距离能够如此选择，使得该距离与配属于这种辐射波的波长匹配（例如该波长的整数倍等）。借助这种构造能够尤其有效地抑制非期望的电磁辐射波或者电磁辐射波的非期望的辐射频率或者频带。最后能够通过适应相应的要求地、有利地选择出的相邻的焊接点的距离来实现一种“辐射过滤器”，所述辐射过滤器有针对性地阻碍一种或者多种电磁辐射波从第一容纳空间区段传递到第二容纳空间区段中。

在根据本发明的装置的其他的优选的构造中，在所述电路板中的导电孔基本上布置在共同的平面中（第一和第二隔离壁在所述共同的平面中延伸）。这里的措辞“基本上”也用于，所述导电孔（如同两个隔离壁那样）在较窄的公差中布置在共同的平面中。所述导电孔还能够设置为过孔形式的电的金属化通孔。这种构造利用了下述认知，即在一方面隔离壁和电路板的电连接和另一方面所述电路板的上侧和下侧的电连接之间的空间和位置上的邻近，致使两个法拉第笼在第一和第二隔离壁之间的“过渡部”处更佳的屏蔽/隔离。

在根据本发明的装置的其他的有利的构造中，在第一容纳空间区段中（即在布置有电的或者电子的电路器件的区域中），所述电路板的边缘区域布置在所述壳体上部和壳体下部之间，并且所述边缘区域与所述壳体上部和所述壳体下部电连接。在这种构造中最后利用了下述认知，即通过所述电路板的在所述壳体上部和所述壳体下部之间的电的金属化通孔能够将第一容纳空间区段或者第一法拉第笼再分成两个法拉第笼。借此，实际上存在所述电路板之上的法拉第笼和所述电路板之下的法拉第笼。这进一步提高了所述装置的电磁兼容性。

依照根据本发明的装置的另一有利的构造，第一隔离壁与所述壳体上部一体式地构造，并且第二隔离壁与所述壳体下部一体式地构造。这种有利的构造尤其具有制造技术上的优势，因为所述装置的壳体因此最后能够两件式地构造。

附图说明

本领域技术人员能够通过行使现有的教导和观察附图来获知本发明的其他的特征和任务。其中：

图1示出根据本发明的装置的一种实施方式的示意性的视图，

图2示出根据本发明的装置的一种实施方式的沿着图1的剖面线A-A的示意性的剖视图，以及

图3示出根据本发明的装置的另一实施方式的沿着图1的剖面线A-A的示意性的剖视图。

相同的构造或者功能的元件在全部的附图中用相同的附图标记表示。

具体实施方式

首先参照示出了装置10的图1。所述装置10能够例如是控制装置（例如控制器）。

所述装置10具有导电的壳体，所述壳体具有导电的壳体上部12和导电的壳体下部14。所述壳体上部12与所述壳体下部14共同构成所述壳体的容纳空间16。此外，所述装置10具有布置在所述壳体的容纳空间16中的电路板或者电路板模块18。

此外，所述装置10具有第一隔离壁20，所述隔离壁同样是导电的并且在图1的具体的示例中与所述壳体上部12一体式地构造。此外，所述装置10具有第二隔离壁22，所述第二隔离壁同样是导电的并且在图1的具体的示例中与所述壳体下部14一体式地构造。在本发明的上下文中，措辞“一体式”一方面指的第一隔离壁20与壳体上部12的材料单元，并且另一方面指的是，第二隔离壁22与壳体下部14的材料单元。这种单元例如能够通过铸造、压制或者其他的本领域技术人员已知的壳体上部12或者壳体下部14的制造方法来实现。

第一隔离壁20建立了与所述电路板18的上侧24的电接触。第二隔离壁22建立了与所述电路板18的下侧26的电接触。在图1的具体的示例中，所述电接触一方面通过在第一隔离壁20的端面和所述电路板18的上侧24之间的相应的焊接点28，另一方面通过在第二隔离壁22的端面和所述电路板18的下侧26之间的相应的焊接点28来示意性地表明。因此，第一隔离壁20建立了在所述壳体上部12和所述电路板18的上侧24之间的电连接。第二隔离壁22建立了在所述壳体下部14和所述电路板的下侧26之间的电连接。

此外,如结合图2和3所说明的那样，导电孔位于所述电路板18中。所述导电孔使所述电路板的所述上侧24与下侧26电连接。这种导电孔是本领域技术人员已知的例如过孔（Vias）。

此外，如在图1中所示，两个隔离壁20、22基本上在共同的平面30中延伸。此外，两个隔离壁20、22或者所述共同的平面30垂直于所述电路板18的主延伸平面32布置。在此，所述电路板的主延伸平面32是所述电路板18的安装有器件的平面。

如在图1中所示，所述电路板具有机电式的插接器件34，所述插接器件在图1中示意性地表明为针脚（Pin）。机电式的插接器件34能够实现与所述壳体之外的电组件（未示出）的电连接，这通过在壳体部件12、14中的突破部（Ausbruch）或者打通部（Durchbruch）来表明。此外，所述电路板18具有电的或者电子的电路器件36，它们中很少的一些在图1中示意性地表明为矩形的盒子。电的或者电子的电路器件36是全部非机电式的插接器件34的其他的器件。电路器件36例如是MOSFET、电容、CPU、处理器等。

如在图1中容易看出的，两个隔离壁20、22将所述容纳空间16分成两个相邻的容纳空间区段。如此，第一容纳空间区段38位于第一和第二隔离壁20、22的第一侧部40上。第二容纳空间区段42位于第一和第二隔离壁20、22的对置于所述第一侧部40的第二侧部44上。

此外，如在图1中所示，所述电路器件36如此布置在所述电路板18上，使得所述电路器件36仅安装在第一容纳空间区段38中。反之，机电式的插接器件34如此布置在所述电路板18上，使得所述插接器件34仅安装在第二容纳空间区段42中。

特别地，如在图1的右侧边缘所示，所述电路板18的边缘区域46（示意性地用方框表明）布置在所述壳体上部12和所述壳体下部14之间。此外，所述边缘区域46与所述壳体上部12和所述壳体下部14电连接。在图1的具体的示例中，这个电连接还是借助焊接点48设置。此外，在所述电路板18的边缘区域46中存在着电的金属化通孔，例如还是借助过孔（Vias），使得所述电路板18的上侧24与下侧26电连接。

因此，第一容纳空间区段38构成了第一法拉第笼，在所述第一法拉第笼中只布置电的或者电子的电路器件36。与之相反，第二容纳空间区段42构成了第二法拉第笼，在所述第二法拉第笼中只布置机电式的插接器件34。此外，由于在第一容纳空间区段38的边缘区域46中的电的金属化通孔，第一法拉第笼实际上被分成两个另外的法拉第笼，其中，一个布置在所述电路板18之上，并且一个布置在所述电路板18之下。

通过最后使两个法拉第笼存在于所述隔离壁20、22的对置的侧部上（或者左侧和右侧），能够有效地抑制从第一容纳空间区段38到第二容纳空间区段42中的电磁辐射波（例如通过运行电路器件36而产生）的传递。尤其能够通过所述装置10来抑制或者阻止通过机电式的插接器件34的电磁辐射波的输送或者传递。

现参照图2，其示出沿着图1的剖面线A-A的示意性的剖视图。为了简化视图，在图2中未示出组件12、14、34和36。

如在图2中所示，在所述电路板18的上侧24和下侧26上存在多个焊接点28，它们中的4个在图2中示范性地设有附图标记28。所述焊接点28沿着所述隔离壁20、22的端面布置，即最后贯穿图1的绘图平面。所述焊接点28一方面在第一隔离壁20和所述电路板18的上侧24之间建立区段式的电的接触部，并且另一方面在第二隔离壁22和所述电路板18的下侧26之间建立区段式的电的接触部。所述焊接点28能够例如通过本领域技术人员已知的丝网印刷法来施加到所述电路板18的上侧24或者下侧26上。两个直接相邻的焊接点28之间的距离50（沿着所述电路板18的主延伸平面32的方向测量）依据在第一容纳空间区段38中出现的电磁辐射波的波长来选择。通过选择相应的距离50，能够在第二容纳空间区段42中有效地抑制在第一容纳空间区段38中出现的电磁辐射的各个频率或者频带的传递。

此外，在图2中示意性地示出结合图1已经提及的导电孔52。如已经提到的那样，所述导电孔52用于使所述电路板18的上侧24与所述电路板18的下侧26电连接。在图2的具体的示例中，所述导电孔52沿着主延伸平面32的方向布置在相邻的焊接点28之间。此外，所述导电孔52基本上布置在共同的平面30中（两个隔离壁20、22也在该平面中延伸）。在其他的未示出的实施方式中，所述导电孔52当然也能够以其他有利的布局布置。

现参阅图3，其示出其他的实施方式的沿着图1的剖面线A-A的示意性的剖视图。为了简化视图，在图3中还是未示出组件12、14、34和36。

与图2的实施方式相比，在图3的实施方式中，在所述上侧24上的焊接点28相对于所述电路板18的下侧26上的焊接点28交错地布置。这引起了已经提及的在组装所述装置10时所述电路板18的张紧力。

在图3的实施方式中也能够还是基于在第一容纳空间区段38中出现的电磁辐射波的波长来选择直接相邻的焊接点28的距离54（沿着所述电路板18的主延伸平面32测量）。

此外，在图3的具体的示例中，仍布置在相邻的焊接点28之间的导电孔52当然也能够在未示出的实施方式中以其他有利的布局布置。

Claims (8)

1.装置（10），其具有：

-壳体，该壳体具有导电的壳体上部（12）和导电的壳体下部（14），它们共同构成了所述壳体的容纳空间（16），

-布置在所述容纳空间（16）中的电路板（18），所述电路板具有上侧（24）和下侧（26），所述下侧与所述上侧（24）通过导电孔（52）电连接，其中，所述电路板（18）此外具有机电式的插接器件（34），所述插接器件能够实现与所述壳体之外的电组件的电连接，并且具有电的或者电子的电路器件（36），

-第一导电隔离壁（20），所述第一导电隔离壁将所述壳体上部（12）与所述电路板（18）的上侧（24）电连接，以及

-第二导电隔离壁（22），所述第二导电隔离壁将所述壳体下部（14）与所述电路板（18）的下侧（26）电连接，其中，所述第一隔离壁（20）和第二隔离壁（22）基本上在共同的平面（30）中延伸，并且将所述壳体的容纳空间（16）分成了在第一和第二隔离壁（20、22）的第一侧部（40）上的第一容纳空间区段（38）和在第一和第二隔离壁（20、22）的对置于第一侧部（40）的第二侧部（44）上的第二容纳空间区段（42），并且其中，所述电路器件（36）在所述电路板（18）上如此布置，使得所述电路器件（36）仅放置在所述第一容纳空间区段（38）中，并且所述插接器件（34）在所述电路板（18）上如此布置，使得所述插接器件(34)仅放置在所述第二容纳空间区段（42）中。

2.根据权利要求1所述的装置（10），其中，在所述第一隔离壁（20）和所述电路板（18）的上侧（24）之间的电连接并且/或者在所述第二隔离壁（22）和所述电路板（18）的下侧（26）之间的电连接以区段式构造。

3.根据权利要求2所述的装置（10），其中，在所述第一隔离壁（20）和所述电路板（18）的上侧（24）之间的电连接并且/或者在所述第二隔离壁（22）和所述电路板（18）的下侧（26）之间的电连接借助焊接点（28）构造。

4.根据权利要求3所述的装置（10），其中，在所述电路板（18）的上侧（24）上的焊接点（28）相对于在所述电路板（18）的下侧（26）上的焊接点（28）交错地布置。

5.根据权利要求3或者4所述的装置（10），其中，相邻的焊接点（28）的距离（50、54）——所述距离在所述电路板（18）的主延伸平面（32）中测量——基于在第一容纳空间区段（38）中出现的电磁辐射波的波长来选择。

6.根据上述权利要求中任一项所述的装置（10），其中，所述导电孔（52）基本上布置在共同的平面（30）中，第一和第二隔离壁（20、22）在所述共同的平面中延伸。

7.根据上述权利要求中任一项所述的装置（10），其中，在第一容纳空间区段（38）中，所述电路板（18）的边缘区域（46）布置在所述壳体上部（12）和所述壳体下部（14）之间，并且所述边缘区域（46）与所述壳体上部（12）和所述壳体下部（14）电连接。

8.根据上述权利要求中任一项所述的装置（10），其中，所述第一隔离壁（20）与所述壳体上部（12）一体式地构造，并且所述第二隔离壁（22）与所述壳体下部（14）一体式地构造。

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