DE10047153A1 - Befestigungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Zur Gewährleistung eines einfachen und zuverlässigen Befestigungsvorgangs wird bei einer Befestigungseinrichtung (10) für eine elektronische Einheit (2) auf einem Schaltungsträger (4) vorgeschlagen, einen ersten Befestigungsbereich (11) zur Ausbildung eines SMD-Kontakts auf dem Schaltungsträger (4) auszubilden und/oder einen zweiten Befestigungsbereich (12) so auszubilden, dass Haltekräfte zum Haltern der elektronischen Einheit (2) im Bereich der Befestigungseinrichtung (10) selbst abstützbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei der industriellen Herstellung von Schaltungsanordnungen wird eine Mehrzahl elektronischer Einheiten, z. B. von elek­ tronischen Bauteilen, von Bauteilgruppen, von Schaltungsmodu­ len oder dergleichen, auf einem Schaltungsträger angeordnet, dort mechanisch fixiert und entsprechend elektrisch kontak­ tiert.

Zur Kosteneinsparung werden bei entsprechenden Produktions­ prozessen gegebenenfalls automatische Bestückungseinrichtun­ gen vorgesehen. Dabei ist jedoch problematisch, dass eine Vielzahl der am Schaltungsträger anzubringenden elektroni­ schen Einheiten über die entsprechenden elektrischen Kontak­ tierungen gegebenenfalls, gerade im Hinblick auf die im Be­ reich der Leistungselektronik auftretenden Wechsellasten, die auftretenden mechanischen Belastungen aufnehmen müssen. Zwar sind eine Reihe von Kontaktierungen bekannt, die diesen ther­ mischen Wechsellasten Rechnung tragen können, z. B. Druckkon­ taktierungen, Kontaktierungen über Einpressbereiche, direkte Lötverbindungen oder dergleichen. Diese widersetzen sich aber häufig einem Automatisierungskonzept oder führen, wie im Fall der Einpressbereiche zu mechanischen Spannungen im Bereich des zugrundeliegenden Schaltungsträgers, und/oder es sind entsprechende Gegenlager oder Abstützbereiche für die Montage- oder Haltekräfte notwendig, z. B. bei sogenannten Druck­ kontaktierungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungs­ einrichtung zur Befestigung einer elektronischen Einheit auf einem Schaltungsträger zu schaffen, mit welcher ein Befesti­ gungsvorgang auf besonders einfache, der Automatisierung zu­ gängliche und gleichwohl zuverlässige Art und Weise reali­ sierbar ist.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Befestigungsein­ richtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnen­ den Teils des Anspruchs 1 bzw. durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Befesti­ gungseinrichtung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Un­ teransprüche.

Die gattungsgemäße Befestigungseinrichtung ist zur Befesti­ gung und/oder elektrischen Kontaktierung einer elektronischen Einheit, insbesondere eines elektronischen Bauteils, eines Schaltungsmoduls oder dergleichen an einem Schaltungsträger ausgelegt. Es ist dabei mindestens ein erster Befestigungsbe­ reich vorgesehen, welcher ausgebildet ist, im Betrieb mit dem Schaltungsträger mechanisch und/oder elektrisch verbindbar befestigbar zu sein. Ferner ist mindestens ein zweiter Befe­ stigungsbereich vorgesehen, welcher ausgebildet ist, im Be­ trieb mit der am Schaltungsträger zu befestigenden elektri­ schen Einheit mechanisch und/oder elektrisch verbindbar und befestigbar zu sein. Bei konventionellen Befestigungseinrich­ tungen kann ein derartiger Erstbefestigungsbereich z. B. durch einen Lötstift realisiert sein. Der entsprechende zwei­ te Befestigungsbereich zur Aufnahme zumindest eines Teils der elektronischen Einheit kann z. B. von einem Einpresskontakt gebildet werden.

Die erste erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung und insbeson­ dere der erste Befestigungsbereich davon zur Ausbildung eines mechanischen und/oder elektrischen Oberflächenkontakts mit dem Schaltungsträger ausgebildet ist, insbesondere in SMD- Technik. Dies hat gegenüber dem Stand der Technik den Vor­ teil, dass die Befestigungseinrichtung z. B. vor der Bestüc­ kung mit dem zu befestigenden Modul oder dergleichen durch einen Oberflächenkontaktprozess, z. B. einen Lötprozess, näm­ lich einer Schwalllötung oder einer Reflowlötung, auf der Oberfläche des Schaltungsträgers kontaktiert und befestigt werden kann. Somit kann die erfindungsgemäße Befestigungsein­ richtung z. B. im Rahmen der Montage weiterer SMD-Bauteile in automatisierter Art und Weise angeordnet, kontaktiert und be­ festigt werden. Das Anbringen von Bohrungen im Bereich des Schaltungsträgers zum Kontaktieren von Lötstiften oder der­ gleichen entfällt, der Montageprozess wird somit vereinfacht, weil die elektronische Einheit später einfach auf die erfin­ dungsgemäße Befestigungseinrichtung aufgesteckt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist es vorgesehen, dass der zweite Befestigungsbereich dazu ausgebildet ist, im Betrieb zumindest einen Teil der elektronischen Einheit aufzunehmen und kraftschlüssig und/oder formschlüssig zu haltern, wobei ausgebildete Halte­ kräfte im Wesentlichen im Bereich der Befestigungseinrich­ tung, insbesondere im zweiten Befestigungsbereich davon, abstützbar sind. Durch diese zusätzliche Maßnahme wird er­ reicht, dass die im Befestigungsbereich ausgebildeten Halte­ kräfte zum Haltern der mit dem Schaltungsträger zu kontaktie­ renden elektronischen Einheit im Wesentlichen im Bereich der Befestigungseinrichtung verbleiben und somit keine mechani­ sche Belastung des Schaltungsträgers oder dessen Oberfläche darstellen, wodurch ein besonderer Vorteil gegenüber konven­ tionellen Druckkontaktierungen oder dergleichen erreicht wird.

Die zweite, alternative erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt auf der Ver­ meidung von Auswirkungen der Haltekräfte auf den Schaltungs­ träger bzw. dessen Oberfläche liegt. Die zweite erfindungsge­ mäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Befe­ stigungsbereich ausgebildet ist, im Betrieb zumindest einen Teil der elektronischen Einheit aufzunehmen und kraftschlüs­ sig und/oder formschlüssig zu haltern, wobei ausgebildete Haltekräfte im Wesentlichen im Bereich der Befestigungsein­ richtung, insbesondere im zweiten Befestigungsbereich davon, abstützbar sind.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich die zweite erfindungsge­ mäße Lösung dadurch, dass gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform davon die Befestigungseinrichtung, insbesondere der erste Befestigungsbereich davon, zur Ausbildung eines mecha­ nischen und/oder elektrischen Oberflächenkontakts mit dem Schaltungsträger ausgebildet ist, insbesondere in SMD- Technik.

Eine grundlegende Idee beider erfindungsgemäßen Konzepte ist somit die Vermeidung mechanischer Belastungen des Schaltungsträgers unter gleichzeitiger Vereinfachung eines möglichen Montageprozesses für die auf dem Schaltungsträger zu kontak­ tierende elektronische Einheit. Dabei werden die Belastungen des Schaltungsträgers und insbesondere dessen Oberfläche nach der ersten erfindungsgemäßen Lösung durch Realisierung eines SMD-Verbindungskonzepts der Befestigungseinrichtung mit dem Schaltungsträger vermieden. Bohrungen für Kontaktstifte oder das Vorsehen spezieller Halteeinrichtungen entfallen und er­ möglichen ein belastungsfreies und automatisierbares Montage­ verfahren. Bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung werden anstelle der Montagekräfte die nach der Montage auftretenden Haltekräfte zum Haltern der elektronischen Einheit im Bereich der Befestigungseinrichtung und insbesondere im zweiten Befe­ stigungsbereich davon quasi konserviert, so dass eine Beein­ flussung des Schaltungsträgers und seiner Oberfläche in me­ chanischer Hinsicht erfindungsgemäß im Wesentlichen vermieden wird.

Besonders vorteilhaft ist die Kombination beider erfindungs­ gemäßen Grundgedanken, nämlich das Ausbilden einer Befesti­ gungseinrichtung mit SMD-Kontaktierung zum Schaltungsträger bei gleichzeitigem Fernhalten der Haltekräfte für die elek­ tronische Einheit vom Schaltungsträger und dessen Oberfläche.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Befestigungseinrichtung ist ein Gehäuse vorgese­ hen, in welchem jeweils die ersten und zweiten Befestigungs­ bereiche ausgebildet und/oder gehaltert sind. Dies ermöglicht eine gemeinsame Befestigung und Kontaktierung einer Mehrzahl von elektronischen Einheiten oder aber von elektronischen Einheiten mit einer Mehrzahl von Anschlüssen oder Kontaktele­ menten.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Befestigungseinrichtungen weist der erste Befesti­ gungsbereich jeweils einen, vorzugsweise im Wesentlichen planaren, Kontaktbereich auf, welcher insbesondere zur Aus­ bildung einer Lötverbindung vorgesehen und geeignet ist. Die­ ser Kontaktbereich kann im Betrieb der erfindungsgemäßen Be­ festigungseinrichtungen mit der Oberfläche des Schaltungsträ­ gers in mechanischen und dann über den Lötprozess in elektri­ schen Kontakt gebracht werden.

Vorteilhafterweise ist der erste Befestigungsbereich jeweils als sogenannte Lötlasche und dergleichen ausgebildet. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Befestigungseinrichtungen ist der erste Befestigungsbe­ reich jeweils in etwa in Form eines "L" ausgebildet. Dieses "L" weist vorzugsweise einen ersten Abschnitt auf, der im Be­ trieb der Befestigungseinrichtungen im Wesentlichen planar auf einem vorgesehenen Schaltungsträger kontaktierbar und halterbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu ist der je­ weils zweite Abschnitt des "L" gegebenenfalls an dem vorgese­ henen Gehäuse halterbar und fixierbar. Somit wird über das Gehäuse und über die entsprechende Ausgestaltung der ersten Befestigungsbereiche auch eine Mehrzahl dieser Befestigungs­ bereiche am gemeinsamen Gehäuse gehaltert, geometrisch ange­ ordnet und in der jeweiligen Position fixiert, was für den Montageprozess und auch für den Betrieb besonders vorteilhaft ist.

Für die Befestigung und Halterung der zu kontaktierenden und zu befestigenden elektronischen Einheit ist jeweils minde­ stens ein zweiter Befestigungsbereich vorgesehen. Dieser ist vorteilhafterweise jeweils mit mindestens zwei Halteelementen ausgebildet, zwischen denen im Betrieb zumindest ein Teil der elektronischen Einheit, insbesondere ein Kontaktelement oder dergleichen davon, aufnehmbar ist, wobei dann zwischen den Halteelementen eine Haltekraft ausbildbar ist, welche im We­ sentlichen in einer Richtung lateral zu einer Montageebene des Schaltungsträgers sich erstreckend verläuft. Ein vorgese­ hener Schaltungsträger wird im Allgemeinen von einer Art Pla­ tine oder dergleichen gebildet und ist somit plattenartig und planar strukturiert. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Halteelemente gemäß der eben beschriebenen Ausführungsform wird erreicht, dass bei Aufnahme eines entsprechenden Kon­ takts der elektronischen Einheit zwischen den Halteelementen die Haltekraft so generiert wird, dass sie sich im Wesentli­ chen parallel zu der Montageebene oder lateral dazu er­ streckt. Dadurch werden senkrecht auf die Oberfläche des Schaltungsträgers wirkende Kraftkomponenten im Wesentlichen vermieden.

Besonders leicht lassen sich entsprechende Haltekräfte gene­ rieren und eine entsprechende Halterung und Fixierung der Kontaktelemente der elektronischen Einheit ausbilden, wenn mindestens eines der Halteelemente jeweils als im Wesentli­ chen elastisch deformierbare Einheit, insbesondere als Fe­ derelement oder dergleichen, ausgebildet ist. Hier kann grundsätzlich an sämtliche Ausführungsformen von elastisch deformierbaren Elementen gedacht werden, z. B. Blattfedern oder dergleichen.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Befestigungseinrichtungen ist das andere Halteelement jeweils als Abstützelement, als Widerlager oder dergleichen ausgebildet, insbesondere dem ersten Halteelement im Wesent­ lichen jeweils diametral gegenüberliegend. Durch diese Maß­ nahme wird erfindungsgemäß die Haltekraft, welche im Wesent­ lichen jeweils von dem ersten Halteelement generiert wird, abgestützt. Die gesamte Kraft und der Druck verbleiben somit im Bereich der Befestigungseinrichtung, z. B. im Bereich des Gehäuses davon, so dass die Ausbildung eines Widerlagers oder Gegenstücks, wie sie bei konventionellen Befestigungsmecha­ nismen z. B. im Bereich des Schaltungsträgers vorgesehen sein müssen, obsolet ist.

Für eine besonders leichte Montage, insbesondere auf einer Rückseite eines Schaltungsträgers, ist es vorteilhaft, dass Zusatzbefestigungselemente vorgesehen sind, insbesondere als Rasthaken, Klippelemente, Klebeelemente oder dergleichen, welche zum temporären Haltern der Befestigungseinrichtung auf dem Schaltungsträger, insbesondere während eines Montagevor­ gangs ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme ist es zum Er­ sten möglich, auf besonders einfache Art und Weise auch die Rückseite eines Schaltungsträgers, dessen Oberseite bereits mit elektronischen Einheiten bestückt ist, zu verwenden, um z. B. auch Schaltungsmodule oder dergleichen mit großen und platzraubenden Kühlkörpern verwenden zu können, ohne auf die sonstige Geometrie des Schaltungsträgers und den darauf be­ reits vorgesehenen Schaltungseinheiten Rücksicht nehmen zu müssen.

Grundlegende Ideen der erfindungsgemäßen Befestigungseinrich­ tungen sowie ihre Vorteile und Unterschiede gegenüber dem Stand dem Stand der Technik können wie folgt zusammegefasst werden:
Bei elektrischen Aufbauten - z. B. Frequenzumrichtern oder dergleichen - werden häufig Leistungshalbleitermodule oder dergleichen verwendet. Dabei gibt es verschiedene Möglichkei­ ten, die elektrischen Verbindungen zu den Platinen oder ande­ ren Schaltungsträgern herzustellen. Diese Platinen oder der­ gleichen tragen üblicherweise einen Großteil der notwendigen Elektronik. Welche elektrische Verbindung dabei jeweils zum Einsatz kommt, hängt von verschiedenen Einflussfaktoren, z. B. der zu übertragenden Leistung, den Fertigungsmöglichkeiten usw., ab.

Herkömmlicherweise wird ein zu kontaktierendes Modul häufig mit lötfähigen Anschlüssen, wie z. B. Lötstiften oder der­ gleichen, versehen und zusammen mit anderen Bauteilen - z. B. drahtgebundene oder SMD-Bauteile - in einem Schwallbad gelö­ tet. Ein auftretendes Problem bei herkömmlichen Schaltungsan­ ordnungen und Befestigungseinrichtungen dafür ist, dass Lei­ stungshalbleitermodule im Betrieb häufig mit einem großen Kühlkörper verbunden werden müssen, um die durch die Verlust­ leistung anfallende Wärme abzuführen und das entsprechende Bauteil zu entwärmen. Dies bedeutet, dass entweder der Kühl­ körper in seiner Geometrie an den bereits vorhandenen Aufbau auf dem Schaltungsträger oder der Platine angepasst werden muss. Andererseits kann auch die sonstige Schaltungsanordnung so konzipiert werden, dass alle Bauteile die mit dem Modul auf einer Platine sitzen, nicht höher als das Modul selber ausgebildet sind. Dies führt insgesamt zu Einschränkungen beim Design und Layout von Schaltungsanordnungen.

Eine Alternative wäre z. B. die Montage für Module mit Kühl­ körpern auf der der Bestückungsseite des Schaltungsträgers oder der Platine gegenüberliegenden Rückseite.

Die vorliegenden erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtungen ermöglichen es, Leistungshalbleitermodule oder dergleichen auf einfache Art und Weise auf der für den mechanischen Auf­ bau geeigneteren Unterseite oder Rückseite des Schaltungsträ­ gers zu befestigen und zu kontaktieren.

Die bisher bekannten konventionellen Befestigungskonzepte sind für eine derartige Maßnahme, sowohl in Bezug auf die Rückseite als auch in Bezug auf die eigentliche herkömmliche Bestückungsseite der Platine, ungeeignet. Bei bekannten Maß­ nahmen wird ein anzubringendes Leistungshalbleitermodul mit einem Kühlkörper in die bereits fertig bestückte und gelötete Platine zum Schluss mit Hand eingelötet. Eine derartige Vor­ gehensweise ist kaum automatisierbar und bedeutet einen zu­ sätzlichen Aufwand mit zusätzlichen Kosten.

Bei bekannten Einpressverfahren werden Kontakte oder Pins von Modulen mit Hilfe von flexiblen oder starren Einpresszonen in die Platine eingepresst. Hierbei sind hohe mechanische Kräfte erforderlich, die den Schaltungsträger oder die Platine bela­ sten können. Zusätzlich erschweren enge Toleranzen und deren Grenzen die Anwendung.

Bei anderen konventionellen Vorgehensweisen ist es möglich die Kontakte oder Pins so zu gestalten, dass sie durch eine Federkraft senkrecht zur Platine, also senkrecht zur Montage­ ebene, eine Kontaktkraft bereitstellen, so dass eine Druck­ kontaktierung zum Schaltungsträger hergestellt wird. Die durch die Federkraft bereitgestellte Kontaktkraft muss jedoch durch eine entsprechende Gegenkraft aufgefangen oder abge­ stützt werden, insbesondere weil die Kontaktkraft nicht beliebig klein gewählt werden kann und sich somit die einzelnen Federkräfte summieren. Das Ausbilden eines Widerlagers, z. B. durch einen entsprechenden Gegenhalter, bedeutet einen weite­ ren erfindungsgemäß vermeidbaren Aufwand beim Stand der Tech­ nik.

Die erfindungsgemäß definierte Vorgehensweise beinhaltet die Verwendung und Ausbildung einer Befestigungseinrichtung für eine elektronische Einheit auf einem Schaltungsträger, insbe­ sondere in Form eines SMD-Adapters (Surface Mounted Device Adapter). Dieser SMD-Adapter kann z. B. auch auf der Unter­ seite der Platine befestigt werden. Der Adapter oder die er­ findungsgemäße Befestigungseinrichtung besitzen Kontakte, die auf der einen Seite mit einem herkömmlichen Schwallbadprozess oder Reflowprozess, welcher ohnehin anfällt, einen elektri­ schen Kontakt zum Schaltungsträger herstellen und auf der an­ deren Seite einen Fehlerkontakt zu den Pins oder Kontaktele­ menten des zu kontaktierenden Moduls herstellen.

Die Federkraft der Federkontakte muss dabei im Wesentlichen in einer Ebene parallel zur Montageebene oder zur Ebene der Platine wirken. Das Widerlager für die Federkräfte wird dabei jeweils durch den Adapter, also durch die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung selbst gebildet. Dadurch entfällt das herkömmlicherweise notwendige Gegenlager im Bereich des Schaltungsträgers oder der Platine.

Ein zu befestigendes Modul oder eine entsprechende elektri­ sche Schaltungseinheit können dann nach dem eigentlichen Löt­ prozess, bei welchem der Adapter oder die Befestigungsein­ richtung befestigt und kontaktiert wurde, auf die richtige Stelle der Platine oder des Schaltungsträgers gesteckt wer­ den.

Ein weiterer Vorteil ist, dass keine unnötigen Durckkontak­ tierungen geschaffen werden müssen, d. h. es steht, insbeson­ dere auf der Platinenoberseite (Bestückungsseite), noch Platz zur weiteren Verwendung für Bauteile oder zur Entflechtung des Schaltungslayouts zur Verfügung. Die vorübergehene Befe­ stigung der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung oder des Adapters kann durch Verschrauben oder mittels Rasthaken auf den Schaltungsträger erfolgen.

Mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung ist es mög­ lich, ein Leistungshalbleitermodul auf der Unterseite einer Platine ohne Gegenhalter und ohne Druckkontaktierungen zu fi­ xieren und zu kontaktieren.

Der SMD-Adapter ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und besitzt mehrere, eingesetzte Federn als Befestigungsbereiche. Diese Federn sind vorzugsweise so ausgebildet, dass ihre Fe­ derkräfte im Wesentlichen in einer Ebene parallel zum Schal­ tungsträger, zum DCB, PCB oder dergleichen, wirken. Dadurch können die Federkräfte im Wesentlichen im Adapter oder in der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung selbst aufgenommen werden.

Die Federn können als Lötlasche ausgebildet sein oder eine derartige Lötlasche besitzen, so dass der erste und der zwei­ te Befestigungsbereich für jede erfindungsgemäße Befesti­ gungseinrichtung einteilig und/oder einstückig ausgebildet ist. Das Vorsehen einer Lötlasche ermöglicht die elektrische Verbindung mit dem Schaltungsträger durch eine Schwalllötung oder Reflowlötung. Dabei wird der Adapter auf der Unterseite des Schaltungsträgers fixiert - z. B. durch Kleben, durch Rasthaken oder dergleichen - und dann zusammen mit anderen, bedrahteten und/oder SMD-Bauteilen gelötet, wobei insbesonde­ re auch eine flache Bauform jeweils notwendig ist.

Bei der Lötung muss der komplette Adapter durch eine Schablo­ ne abgedeckt werden, so dass nur an diejenigen Stellen Lot gelangen kann, an die es gelangen soll, nämlich die Lotla­ schen der Federn und insbesondere die Kontaktbereiche der er­ sten Befestigungsbereiche der erfindungsgemäßen Befestigungs­ einrichtung.

Die Schablone wird so einfach wie möglich gestaltet, wobei es vorteilhaft ist, dass die Laschen vorzugsweise am Rand der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung und insbesondere des Gehäuses ausgebildet sind.

Bei der Verwendung des Adapters oder der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung im Zusammenhang mit einem Reflowpro­ zess ist keine Schablone notwendig.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf der Grundlage bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Fig. 1 zeigt in schematischer und teilweise geschnittener Seitenansicht eine Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Befestigungseinrichtung im Betrieb.

Fig. 2 zeigt ein Detail der Ausführungsform aus Fig. 1 in einer schematischen teilweise geschnittenen Seiten­ ansicht.

In Form einer schematischen und teilweise geschnittenen Sei­ tenansicht ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Befestigungseinrichtung 10 im Betrieb darge­ stellt.

Die Befestigungseinrichtung 10 der Fig. 1 ist auf einem Schaltungsträger 4 bzw. dessen Oberfläche 4a angeordnet. Auf der Rückseite 4b sind weitere elektronische Schaltungseinhei­ ten 5 in SMD-Technik aufgebracht und kontaktiert. Die Be­ zeichnungen und Funktionsweisen der Oberseite 4a und Unter­ seite 4b in Bezug auf den Schaltungsträger 4 können auch ver­ tauscht sein.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsein­ richtung 10 aus Fig. 1 wird im Wesentlichen von einem Gehäuse I4 gebildet, in dessen Randbereich eine Mehrzahl von ersten Befestigungsbereichen 11 ausgebildet ist. Die Befestigungsbe­ reiche 11 sind L-förmig und mit einem Kontaktbereich 11a ei­ nes ersten planaren Abschnitts 11-1 davon an der Oberfläche 4a des Schaltungsträgers 4 kontaktiert. Die ersten Befesti­ gungsbereiche 11 weisen ferner zweite Abschnitte 11-2 auf, die im Wesentlichen senkrecht zum jeweils ersten Abschnitt 11-1 und am Gehäuse 14 befestigt und gehaltert sind.

Mittels der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung 10 ist eine elektronische Schaltungseinheit 2, z. B. ein Leistungs­ halbleitermodul mit einem Kühlkörper, mit dem Schaltungsträ­ ger 4 verbunden und verschaltet. Dazu werden Kontaktelemente 21 der elektronischen Einheit, die z. B. als Kontaktstift oder dergleichen ausgebildet sein können, in zweiten Befesti­ gungsbereichen 12 im Gehäuse 14 der Befestigungseinrichtung 10 aufgenommen.

Die Befestigungsbereiche 12 weisen im Gehäuse 14 zwei sich im Wesentlichen diametral gegenüberliegende Halteelemente 12-1 und 12-2 auf. Das erste Halteelement 12-1 des zweiten Befe­ stigungsbereichs 12 ist dabei jeweils als vorgespannte Feder realisiert, nämlich als Blattfeder oder dergleichen. Gegen­ überliegend ist ein Abstützelement oder Abstützbereich als zweites Halteelement 12-2 des zweiten Befestigungsbereichs 12 ausgebildet. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist das zweite Halteelement 12-2 einen Vorsprung V auf, welcher der Spitze S des ersten Halteelements 12-1 direkt gegenüber­ steht, so dass zwischen dem Vorsprung V und der Spitze S eine Passage gebildet wird, deren Querschnitt kleiner ist als der Durchmesser des eingeführten Kontaktelements 21 der elektro­ nischen Einheit 2, wenn man die Passage zwischen Spitze S und Vorsprung V außerhalb des Betriebs der Befestigungseinrich­ tung 10 betrachtet.

In der Ausführungsform der Fig. 1 sind das erste Halteelement 12-1 und der erste Befestigungsbereich 11 einstückig ausge­ bildet, nämlich als Lötlasche mit angesetztem Federelement. Zusätzlich kann auch das zweite Halteelement 12-2 einstückig angefügt sein, z. B. indem der erste und der zweite Befesti­ gungsbereich 11 und 12 einstückig als eine Art Hülse im Ge­ häuse 14 der Befestigungseinrichtung 10 eingesetzt sind.

Die Fig. 2 zeigt im Detail einen ersten und zweiten Befesti­ gungsbereich 11 und 12 der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung 10 aus Fig. 1 ebenfalls in schematischer und teil­ weise geschnittener Seitenansicht.

Ein zwischen die Spitze S des ersten Halteelements 12-1 und den Vorsprung V des zweiten Halteelements 12-2 1 in Form ei­ ner Feder einzuführendes Kontaktelement 21 ist gestrichelt dargestellt. Es ist somit deutlich, dass der Durchmesser des Kontaktelements 21 den Querschnitt der Passage zwischen der Spitze S und dem Vorsprung V im Ruhezustand übersteigt, so dass im Betrieb beim Einführen des Kontaktelements 21 in die Passage die Feder des ersten Halteelements 12-1 des zweiten Befestigungsbereichs 12 in Bewegungsrichtung oder Einführ­ richtung des Kontaktelements 21 gebogen wird. Dadurch ent­ steht die zwischen der Spitze S und dem Vorsprung V sich im Wesentlichen lateral ausbildende Haltekraft F.

Bezugszeichenliste

2

elektronische Schaltungseinheit

4

Schaltungsträger

4

a Oberseite

4

b Unterseite

5

elektronische Schaltungseinheit

10

Befestigungseinrichtung

11

erster Befestigungsbereich

11-1

erster Abschnitt

11-2

zweiter Abschnitt

11

a Kontaktbereich

12

zweiter Befestigungsbereich

12-1

erstes Halteelement, Feder

12-2

zweites Halteelement, Abstützelement

14

Gehäuse
S Spitze
V Vorsprung

Claims (12)

1. Befestigungseinrichtung zur Befestigung und/oder elek­ trischen Kontaktierung einer elektronischen Einheit (2), ins­ besondere eines elektronischen Bauteils, eines Schaltungsmo­ duls oder dergleichen, an einem Schaltungsträger (4), mit:
mindestens einem ersten Befestigungsbereich (11), welcher ausgebildet ist, im Betrieb mit dem Schaltungsträger (4) mechanisch oder elektrisch verbindbar befestigbar zu sein, und
mindestens einem zweiten Befestigungsbereich (12), welcher ausgebildet ist, im Betrieb mit der am Schaltungsträger (4) zu befestigenden elektronischen Einheit (2) mechanisch und/oder elektrisch verbindbar und befestigbar zu sein,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Befestigungseinrichtung (10) und insbesondere der erste Befestigungsbereich (11) davon zur Ausbildung eines me­ chanischen und elektrischen Oberflächenkontakts mit dem Schaltungsträger (4) ausgebildet ist, insbesondere in SMD- Technik.

2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Befestigungsbereich (12) ausgebildet ist, im Betrieb zumindest einen Teil der elektronischen Einheit (2) aufzunehmen und kraftschlüssig und/oder formschlüssig zu hal­ tern, wobei ausgebildete Haltekräfte (F) im Wesentlichen im Bereich der Befestigungseinrichtung (10), insbesondere im zweiten Befestigungsbereich (12), davon abstützbar sind.

3. Befestigungseinrichtung zur Befestigung und/oder elek­ trischen Kontaktierung einer elektronischen Einheit (2), ins­ besondere eines elektronischen Bauteils, eines Schaltungsmo­ duls oder dergleichen, an einem Schaltungsträger (4), mit:
mindestens einem ersten Befestigungsbereich (11), welcher ausgebildet ist, im Betrieb mit dem Schaltungsträger (4) mechanisch oder elektrisch verbindbar befestigbar zu sein, und
mindestens einem zweiten Befestigungsbereich (12), welcher ausgebildet ist, im Betrieb mit der am Schaltungsträger (4) zu befestigenden elektronischen Einheit (2) mechanisch und/oder elektrisch verbindbar und befestigbar zu sein,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Befestigungsbereich (12) ausgebildet ist, im Betrieb zumindest einen Teil der elektronischen Einheit (2) aufzunehmen und kraftschlüssig und/oder formschlüssig zu hal­ tern, wobei ausgebildete Haltekräfte (F) im Wesentlichen im Bereich der Befestigungseinrichtung (10) insbesondere im zweiten Befestigungsbereich (12), davon abstützbar sind.

4. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (10) und insbesondere der erste Befestigungsbereich (11) davon zur Ausbildung eines me­ chanischen und elektrischen Oberflächenkontakts mit dem Schaltungsträger (4) ausgebildet ist, insbesondere in SMD- Technik.

5. Befestigungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (14) vorgesehen ist, in welchem die ersten und zweiten Befestigungsbereiche (11, 12) ausgebildet und ge­ haltert sind.

6. Befestigungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsbereich (11) einen, vorzugsweise im Wesentlichen planaren, Kontaktbereich (11a) aufweist, wel­ cher insbesondere zur Ausbildung einer Lötverbindung vorgese­ hen und geeignet ist.

7. Befestigungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsbereich (11) jeweils als Lötlasche oder dergleichen ausgebildet ist.

8. Befestigungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsbereich (11) jeweils im Wesentli­ chen in Form eines "L" ausgebildet ist, dessen erster Ab­ schnitt (11-1) im Betrieb der Befestigungseinrichtung (10) im Wesentlichen planar auf dem Schaltungsträger (4) kontaktier­ bar und/oder halterbar ist und/oder dessen zweiter Abschnitt (11-2) gegebenenfalls insbesondere am Gehäuse (14) halterbar ist.

9. Befestigungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Befestigungsbereich (12) jeweils mindestens zwei Halteelemente (12-1, 12-2) aufweist, zwischen denen im Betrieb zumindest ein Teil der elektronischen Einheit (2), insbesondere ein Kontaktelement (21) davon oder dergleichen, aufnehmbar ist, wobei dann zwischen den Halteelementen (12-1, 12-2) eine Haltekraft ausbildbar ist, welche im Wesentlichen sich in einer Richtung lateral zu einer Montageebene des Schaltungsträgers (4) erstreckend verläuft.

10. Befestigungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Haltelemente (12-1) jeweils als im Wesentlichen elastisch deformierbare Einheit, insbesondere als Federelement oder dergleichen, ausgebildet ist.

11. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Haltelemente (12-2) jeweils als Abstützele­ ment, als Widerlager oder dergleichen, ausgebildet ist, ins­ besondere dem ersten Halteelement (12-1) jeweils im Wesentli­ chen diametral gegenüberliegend.

12. Befestigungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zusatzbefestigungselemente vorgesehen sind, insbesondere in Form von Rasthaken, Klippelementen, Klebeelementen oder dergleichen, welche zum temporären Haltern der Befestigungs­ einrichtung (10) auf dem Schaltungsträger (4) während eines Montagevorgangs ausgebildet sind.