DE10062962A1 - Holding device for fastening an electrical component like a capacitor on a supporting substrate has a holder for the component and wiring for making a connection between the component's connectors and contacts on the substrate. - Google Patents
Holding device for fastening an electrical component like a capacitor on a supporting substrate has a holder for the component and wiring for making a connection between the component's connectors and contacts on the substrate.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektrischen Bauelementes auf einem Trägersubstrat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a holding device for fastening of an electrical component on a carrier substrate the features of the preamble of claim 1.
Aus der DE 198 14 156 C1 ist eine Haltevorrichtung zur Befe stigung eines elektrischen Bauelementes, beispielsweise ei nes Kondensators, auf einer Leiterplatte bekannt. Die aus der Haltevorrichtung und dem elektrischen Bauelement beste hende Baugruppe wird in SMD-Technik (Surface Mounted Device) auf die Leiterplatte aufgebracht. Die Haltevorrichtung um faßt ein Trägerelement mit zwei einander gegenüberliegenden Stegen, die eine zentrale Öffnung zur Aufnahme des Bauele mentes einrahmen. An den Stegen sind elektrische Leiter in Form von leitenden Abschnitten angeordnet, wobei die leiten den Abschnitte die Anschlüsse des Bauelementes mit leitenden Kontaktflächen auf der Unterseite des Trägerelementes ver binden. Bei der Montage des Halterahmens auf einer Leiter platte werden die Kontaktflächen in SMD-Technik auf zugeord nete Leiterbahnen der Leiterplatte aufgelötet. Die Befesti gung des Bauelementes in dem Halterahmen erfolgt über elastisch biegsame Federarme, durch Umspritzen mit Kunststoff oder mittels eines Klebers.DE 198 14 156 C1 describes a holding device for fastening Stigung an electrical component, for example egg capacitor, known on a circuit board. From the holding device and the electrical component best existing assembly is in SMD technology (Surface Mounted Device) applied to the circuit board. The holding device around summarizes a support element with two opposite one another Bridges that have a central opening for receiving the component frame mentes. There are electrical conductors on the webs Form of conductive sections arranged, the conduct the sections the connections of the component with conductive Ver contact surfaces on the underside of the support element tie. When mounting the holding frame on a ladder the contact surfaces are assigned using SMD technology Nete conductor tracks of the circuit board soldered. The fasteners supply of the component in the holding frame takes place via elastic flexible spring arms, by overmolding with plastic or with an adhesive.
Nachteilig bei der bekannten Haltevorrichtung ist, daß die Haltevorrichtung mit den an der Unterseite des Trägerelemen tes ausgebildeten Kontaktflächen zur mechanischen Befesti gung der Haltevorrichtung auf die Leiterplatte aufgelötet wird, so daß starke Schüttel- oder Vibrationsbelastungen von den Lötverbindungen zwischen den Kontaktflächen und der Lei terplatte aufgenommen werden müssen. Bei in die Haltevor richtung eingesetzten schweren elektrischen Bauelementen, wie beispielsweise Elektrolytkondensatoren, können die Löt verbindungen bei starken Schüttelbelastungen schnell bre chen. Da weiterhin bei dem bekannten Halterrahmen zwischen dem Trägerelement und der Leiterplatte kein Freiraum ver bleibt, können am Ort der Haltevorrichtung keine weiteren Bauelemente auf die Leiterplatte bestückt werden. Bei großen zylindrischen Bauelementen geht daher recht viel Bestück tungsfläche auf der Leiterplatte verloren.A disadvantage of the known holding device is that the Holding device with those on the underside of the support element trained contact surfaces for mechanical fastening tion of the holding device soldered onto the circuit board is, so that strong shaking or vibration loads of the solder connections between the contact surfaces and the lead terplatte must be included. At in the Haltvor direction of heavy electrical components used, such as electrolytic capacitors, can solder connections with strong shaking loads quickly bre chen. Since in the known holder frame between the support element and the circuit board ver no space remains, no other can at the location of the holding device Components can be assembled on the circuit board. With large ones cylindrical components therefore require a lot of equipment lost on the printed circuit board.
Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung für ein elektrisches Bauelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vermeidet die im Stand der Technik bekannten Nachteile. Da durch, daß wenigstens zwei von einem die Aufnahme aufweisen den Formteil abstehende Stützteile vorgesehen sind, deren von dem Formteil abweisende Enden in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Montageflächen zur Auflage auf das Trägersub strat aufweisen, wobei die Leiter an wenigstens einem der Stützteile angeordnet sind und die Höhe der Stützteile der art bemessen ist, daß zwischen der den Montageflächen zuge wandten Seite des Formteils und der gemeinsamen Ebene der Montageflächen ein Freiraum von wenigstens einem Millimeter Höhe verbleibt, wird vorteilhaft erreicht, daß der Raum zwischen dem Formteil und dem Trägersubstrat für die Bestückung mit anderen flachen Bauelementen genutzt werden kann. Der Flächenverbrauch für die Montage der Haltevorrichtung auf dem Trägersubstrat reduziert sich vorteilhaft auf die Größe der Montageflächen der Stützteile. Durch eine Verlängerung der Stützteile ist erreichbar, daß auch größere Bauelemente zwischen der Haltevorrichtung und der Leiterplatte angeord net werden können.The holding device according to the invention for an electrical Component with the characterizing features of claim 1 avoids the disadvantages known in the prior art. because by having at least two of the receptacles protruding support parts are provided, the ends facing away from the molded part in a common plane arranged mounting surfaces for resting on the carrier sub strat, the conductors on at least one of the Support parts are arranged and the height of the support parts of the Art is dimensioned that between the the mounting surfaces facing side of the molding and the common plane of the Mounting areas a free space of at least one millimeter Remaining height, it is advantageously achieved that the space between the molded part and the carrier substrate for the assembly can be used with other flat components. The Space consumption for mounting the holding device the carrier substrate is advantageously reduced to size the mounting surfaces of the support parts. By an extension the support parts can be reached that even larger components arranged between the holding device and the circuit board can be net.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen enthalte nen Merkmale ermöglicht.Advantageous exemplary embodiments and developments of Invention are contained in the subclaims features.
Vorteilhaft ist es, wenn eine die Aufnahme bildende Innen kontur des Formteils wenigstens teilweise an die Außenkontur des elektrischen Bauelementes angepaßt ist. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiger und stabiler Halt des Bauelemen tes in der Aufnahme ermöglicht.It is advantageous if an interior forming the receptacle contour of the molded part at least partially to the outer contour of the electrical component is adapted. This will a particularly reliable and stable hold of the construction element tes in the recording.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Formteil eine zylin dermantelförmige oder teilzylindermantelförmige Wand umfaßt, die im Querschnitt einen die Aufnahme umgebenden Kreisbogen von mehr als 180° beschreibt, wobei ein zylinderförmiges Bauelement durch eine stirnseitige Öffnung in das Formteil einschiebbar ist. Durch die zylindermantelförmige oder teil zylindermantelförmige Wand wird das zylindrische Bauelement zuverlässig umschlossen und gegen ein Herausrutschen aus der Haltevorrichtung gesichert. Durch die Auslegung der zylin dermantelförmigen oder teilzylindermantelförmigen Wand auf die größte vorkommende Länge eines zylindrischen Bauelemen tes wird erreicht, daß verschiedene zylindrische Bauelemente mit unterschiedlicher Länge optional in die gleiche Halte vorrichtung eingeschoben werden können. It when the molded part is a cylinder is particularly advantageous which comprises a jacket-shaped or partially cylindrical jacket-shaped wall, the cross section of a circular arc surrounding the recording of more than 180 ° describes, with a cylindrical Component through an end opening in the molded part can be inserted. By the cylindrical jacket or part The cylindrical component becomes a cylindrical wall reliably enclosed and against slipping out of the Holding device secured. By interpreting the cylin the jacket-shaped or partially cylindrical jacket-shaped wall the greatest length of a cylindrical building element tes is achieved that various cylindrical components with different lengths optionally in the same holder device can be inserted.
Vorteilhaft ist eine der Einschuböffnung gegenüberliegende Stirnwand des Formteils mit Durchbrüchen zur Durchführung von Anschlüssen des Bauelementes versehen ist.One that is opposite the insertion opening is advantageous End wall of the molded part with openings for passage is provided by connections of the component.
Erste Enden der an der Haltevorrichtung angeordneten elek trischen Leiter können in Form von Ösen ausgebildet sein, in welche durch die Durchbrüche in der Stirnseite des Formteils hindurchgeführte Anschlüsse des Bauelementes einführbar sind. Zweite Enden der Leiter können als Steckerstifte von der wenigstens einen Montagefläche abstehen. Durch die Ein führung der Steckerstifte in Kontaktierungsöffnungen des Trägersubstrats wird eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung erreicht.First ends of the elec trical conductors can be designed in the form of eyelets which through the openings in the front of the molding Connections of the component passed through it can be inserted are. Second ends of the conductors can be used as connector pins which protrude at least one mounting surface. By the one guidance of the connector pins in the contact openings of the Carrier substrate becomes a particularly reliable electrical Connection reached.
Rüttelgeräusche können dadurch vermieden werden, daß das Formteil eine Spannvorrichtung zur Festlegung des elektri schen Bauelementes in der Aufnahme aufweist. Die Spannvor richtung kann in besonders einfacher Weise durch elastisch biegsame Wandabschnitte des Formteils gebildet werden, wel che derart ausgebildet sind, daß sie unter Vorspannung an der Außenkontur eines in die Aufnahme eingeschobenen Bauele mentes zur Anlage gelangen. Zu diesem Zweck kann der Innen durchmesser der Wandabschnitte etwas enger bemessen sein, als der Außendurchmesser des Bauelementes, und das Formteil aus einem elastisch biegsamen Material ausgebildet sein. Zur Sicherung der axialen Lage eines in die Aufnahme eingescho benen elektrischen Bauelementes kann ein die Öffnung ver schließender Kleber vorgesehen sein.Vibrating noises can be avoided in that the Molding a clamping device to determine the electri has component in the receptacle. The Spannvor direction can be particularly easily by elastic flexible wall sections of the molded part are formed, wel che are designed such that they are under tension the outer contour of a component inserted into the receptacle mentes to the plant. For this purpose, the inside diameter of the wall sections should be somewhat narrower, than the outer diameter of the component, and the molded part be made of an elastically flexible material. to Securing the axial position of a shot in the recording benen electrical component can ver the opening closing adhesive may be provided.
Ein besonders fester Halt der Haltevorrichtung auf dem Trä gersubstrat wird dadurch erreicht, daß von den Montageflä chen jeweils wenigstens ein senkrecht abstehender Zentrier zapfen zur Einführung in eine Zentrierungsöffnung des Trä gersubstrats vorgesehen ist. A particularly firm hold of the holding device on the door gersubstrat is achieved in that from the mounting surface chen each have at least one vertically protruding centering tap for insertion into a centering opening of the door gersubstrats is provided.
Das Formteil kann mit den Stützteilen einstückig als Spritz teil aus Kunststoff mit darin eingebetteten elektrischen Leitern gefertigt werden. Die Haltevorrichtung ist preiswert und einfach herstellbar.The molded part can be integral with the support parts as a spray part made of plastic with embedded electrical Ladders are made. The holding device is inexpensive and easy to manufacture.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung er läutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are in the drawings are shown and are described in the following description purifies. It shows
Fig. 1a eine perspektivische Ansicht der Haltevorrichtung mit einem darin eingeschobenen Kondensator, FIG. 1a is a perspective view of the holder with an inserted therein capacitor,
Fig. 1b eine andere perspektivische Ansicht der Haltevorrich tung aus Fig. 1a, FIG. 1b is another perspective view of the Haltevorrich processing of Fig. 1a,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Haltevorrichtung mit einer teilzylindermantelförmigen Wand. Fig. 2 shows a second embodiment of the holding device with a part-cylindrical wall.
Fig. 1a und 1b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Haltevorrichtung 1. Die Haltevorrichtung um faßt ein Formteil 5, welches eine zylindermantelförmige Wand aufweist. Die Innenkontur der zylindermantelförmigen Wand bildet eine Aufnahme 3 für ein zylindrisches Bauelement 2. Durch eine stirnseitige Öffnung 8 des Formteils 5 kann das elektrische Bauelement 2, beispielsweise ein Elektrolytkon densator, in die Aufnahme 3 eingeschoben werden, bis das Bau element an einer der Öffnung 8 gegenüberliegenden Stirnwand 9 des Formteils 5 zur Anlage gelangt. Die beiden Anschlüsse 12 des Bauelementes 2 durchgreifen dabei Durchbrüche in der Stirnwand 9. Die Innenkontur der zylindermantelförmigen Wand kann so ausgebildet sein, daß das Bauelement in der Aufnahme 3 eingeklemmt wird. Durch Längsnuten 19 in der zylinderman telförmigen Wand läßt sich erreichen, daß das Bauelemente beispielsweise zwischen dem oberen Abschnitt der Innenwandung und dem unteren Abschnitt der Innenwandung des Formteils 5 eingespannt gehalten wird und rüttelfest in der Aufnahme 3 angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, auf eine Spannvor richtung zu verzichten und das Bauelement einfach in die Öff nung 8 einzuschieben. Die Öffnung 8 kann dann anschließend mit einem Kleber verschlossen werden, um die Position des Bauelementes in der Aufnahme 3 zu sichern. Fig. 1a and 1b show a first embodiment of he inventive holding device 1. The holding device comprises a molded part 5 , which has a cylinder jacket-shaped wall. The inner contour of the cylindrical jacket-shaped wall forms a receptacle 3 for a cylindrical component 2 . Through an end opening 8 of the molded part 5 , the electrical component 2 , for example an electrolytic capacitor, can be inserted into the receptacle 3 until the construction element comes to rest on an end wall 9 opposite the opening 8 of the molded part 5 . The two connections 12 of the component 2 pass through openings in the end wall 9 . The inner contour of the cylindrical jacket-shaped wall can be designed such that the component is clamped in the receptacle 3 . By longitudinal grooves 19 in the cylindrical cylinder wall can be achieved that the component is, for example, clamped between the upper portion of the inner wall and the lower portion of the inner wall of the molded part 5 and is arranged vibration-proof in the receptacle 3 . But it is also possible to dispense with a Spannvor direction and simply insert the device into the opening 8 . The opening 8 can then be closed with an adhesive to secure the position of the component in the receptacle 3 .
Wie weiterhin zu erkennen ist, sind zwei Stützteile 6 vorge sehen, die an den Enden des zylindrischen Formteils von dem Formteil 5 nach unten abstehen. Wie in Fig. 1b gezeigt, wei sen die von dem Formteil abweisenden Enden der Stützteile 6 jeweils eine Montagefläche 7 zur Auflage auf ein Trägersub strat auf. Die Montageflächen 7 sind in einer gemeinsamen Ebene 10 angeordnet. Von den Montageflächen senkrecht abste hende Zentrierzapfen 13 dienen zur Einführung in Zentrie rungsöffnungen des Trägersubstrats und zur mechanischen Befe stigung der Haltevorrichtung 1 auf dem Trägersubstrat. Das Formteil 5 ist zusammen mit den Stützteilen 6 einstückig als Spritzgußteil aus Kunststoff gefertigt.As can also be seen, two support parts 6 are provided, which protrude from the molded part 5 downward at the ends of the cylindrical molded part. As shown in Fig. 1b, white sen from the molded part ends of the support members 6 each have a mounting surface 7 for support on a carrier substrate. The mounting surfaces 7 are arranged in a common plane 10 . From the mounting surfaces vertically protruding centering pin 13 are used to introduce openings in the centering of the carrier substrate and for mechanical fastening of the holding device 1 on the carrier substrate. The molded part 5 is made together with the support parts 6 in one piece as an injection molded part made of plastic.
Wie weiterhin in Fig. 1b zu erkennen ist, sind elektrische Leiter 4 vorgesehen, welche an demjenigen Stützteil 6 ange ordnet sind, das an dem mit der Stirnwand 9 versehenen Ende des Formteils 5 angeordnet ist. Die elektrischen Leiter kön nen als metallische Einlegeteile durch teilweises Umspritzen mit Kunststoff an einem Stützteil 6 angeordnet sein. Erste Enden 4a der Leiter 4 sind in Form von Ösen ausgebildet. Die durch die Durchbrüche in der Stirnwand 9 durchgeführten An schlüsse 12 des Bauelementes 2 durchgreifen die Ösen 4a und können mit diesen durch verlöten, verschweißen oder in ande rer Form elektrisch verbunden werden. Zweite Enden 4b der Leiter 4 sind als Steckerstifte ausgebildet und stehen von der Montagefläche 7 des Stützteils 6 ab. Beim Aufsetzen auf das Trägersubstrat dringen die Steckerstifte in Kontaktierungsöffnungen des Trägersubstrats ein und können mit diesen beispielsweise durch Wellenlöten verlötet werden. Auch Klemm kontaktierungen der Steckerstifte in den Kontaktierungsöff nungen oder andere elektrische Verbindungsarten sind möglich.As can also be seen in Fig. 1b, electrical conductors 4 are provided, which are arranged on the support part 6 , which is arranged on the end wall 9 provided with the end of the molded part 5 . The electrical conductors can be arranged as metallic inserts on a support part 6 by partially overmolding with plastic. First ends 4 a of the conductor 4 are in the form of eyelets. The through the openings in the end wall 9 to connections 12 of the component 2 pass through the eyelets 4 a and can be electrically connected to them by soldering, welding or in other forms. Second ends 4 b of the conductor 4 are designed as plug pins and protrude from the mounting surface 7 of the support part 6 . When placed on the carrier substrate, the plug pins penetrate into contact openings in the carrier substrate and can be soldered to them, for example by wave soldering. Clamping contacts of the connector pins in the Kontaktierungsöff openings or other types of electrical connections are possible.
Wie in Fig. 1b dargestellt, ist die Höhe der Stützteile 6 derart bemessen, daß zwischen der den Montageflächen 7 zuge wandten Unterseite des Formteils 5 und der Ebene 10 der Mon tageflächen ein Freiraum von wenigstens ein Millimeter Höhe h verbleibt. Vorzugsweise weist der Freiraum eine Höhe von 2 bis 8 mm auf. Dieser Freiraum kann vorteilhaft zur Montage weiterer flacher elektrischer Bauelemente auf dem Trägersub strat verwandt werden, welche dann unterhalb des Formteils 5 angeordnet sind. Beispielsweise können flache IC-Bauelemente, kleine Widerstände oder andere elektrische/elektronische Bau elemente in dem Freiraum auf dem Trägersubstrat angeordnet werden.As shown in Fig. 1b, the height of the support parts 6 is dimensioned such that between the mounting surfaces 7 facing underside of the molded part 5 and the plane 10 of the Mon day surfaces a free space of at least one millimeter height h remains. The free space preferably has a height of 2 to 8 mm. This free space can advantageously be used for the assembly of further flat electrical components on the carrier substrate, which are then arranged below the molded part 5 . For example, flat IC components, small resistors or other electrical / electronic construction elements can be arranged in the free space on the carrier substrate.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Formteil 5 eine teilzylindermantelförmige Wand auf, welche im Querschnitt ei nen Kreisbogen beschreibt, der die Aufnahme 3 um mehr als 180° umfaßt. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ergibt sich aus dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1b durch Weglassen des oberen Teils der Zylindermantelfläche. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel ist der Innendurchmesser der Aufnahme 3 etwas kleiner ausgebildet, als der Außendurchmesser des Bauelemen tes 2, so daß die beiden Endabschnitte 15 der teilzylinder mantelförmigen Wand unter elastischer Vorspannung an dem Bau element 2 zur Anlage gelangen. Da das Bauelement auf dem grö ßeren Teil seines Außenmantels von der teilzylindermantelför migen Wand umfaßt wird, ist ein zuverlässiger Halt in der Aufnahme gewährleistet. Dieses Ausführungsbeispiel besitzt neben der Materialersparnis den Vorteil, daß das Bauelement 2 mit einer weniger großen Kraft in die Aufnahme 3 eingeschoben werden kann.A second exemplary embodiment is shown in FIG. 2. In this embodiment, the molded part 5 has a part-cylindrical wall, which describes in cross section egg NEN circular arc, which includes the receptacle 3 by more than 180 °. The exemplary embodiment in FIG. 2 results from the exemplary embodiment in FIG. 1b by omitting the upper part of the cylinder jacket surface. In this example, the inner diameter of the receptacle 3 is designed to be somewhat smaller than the outer diameter of the component 2 , so that the two end sections 15 of the part-cylinder-shaped wall under elastic prestress on the construction element 2 come to rest. Since the component is encompassed on the larger part of its outer casing by the part-cylinder wall, a reliable hold in the receptacle is ensured. In addition to saving material, this exemplary embodiment has the advantage that the component 2 can be inserted into the receptacle 3 with less force.
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