DE102004008554A1 - Punched grid arrangement for automobile, has printed circuit board with conductor unit having rest medium and widened conductor path for dissipation of heat from electrical and/or electronic units - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und befasst sich somit mit der Verbindung eines Stanzgitters und einer Leiterplatte.The The present invention relates to the term claimed above and thus deals with the compound of a punched grid and a circuit board.
Es gibt eine Reihe von elektrischen Geräten, bei denen einerseits eine Vielzahl elektromechanischer Anordnungen wie Sicherungen, Relais, Leistungsverbindungsstecker und dergleichen vorgesehen werden müssen und andererseits Elektronikelemente, wie etwa Mikroprozessoren, Widerstände, Dioden und dergleichen. Nur beispielhaft seien Bordnetzsteuergeräte für Automobile genannt, bei denen Scheibenwischermotoren, Scheinwerfer, Klimaanlagen etc. über Relais angesteuert werden, wobei diese Relais selbst über elektronische oder elektrische wie Mikroprozessoren, Mikrocontroller und dergleichen angesteuert werden. Ein anderes Beispiel für typische Anwendungen ist die Stromverteilung in sogenannter weißer Ware, wie Waschmaschinen, Kühlschränken, Spülmaschinen etc..It There are a number of electrical devices that have one Variety of electromechanical arrangements such as fuses, relays, Power connector and the like must be provided and on the other hand, electronic elements, such as microprocessors, resistors, diodes and the same. Only examples are on-board control units for automobiles in which windscreen wiper motors, headlights, air conditioners etc. over Relay are controlled, these relays themselves via electronic or electrical such as microprocessors, microcontrollers and the like be controlled. Another example of typical applications is the distribution of electricity in so-called white goods, such as washing machines, Refrigerators, dishwashers Etc..
Es ist üblich geworden, ebene Stanzgitter vorzusehen, die aus einem Blechstück herausgestanzt sind und in denen Kontaktbereiche für die Relais, Sicherungen, Versorgungsstecker für Spannungsversorgung etc. vorgesehen sind und zugleich Anschlüsse für eine Leiterplatte bzw. Platine, die mit dem Stanzgitter verlötet wird. Hingewiesen wird beispielhaft auf die entsprechenden Anmeldungen des vorliegenden Anmelders, die sich zum Beispiel mit der Erhöhung der Fertigungspräzision durch partielles Umspritzen der Stanzgitter mit Kunststoff vor dem Auseinandertrennen der Stanzgitterstege befassen, bzw. mit der Ausbildung der Kontaktbereiche für die in dem Stanzgitter festzuhaltenden elektromechanischen Bauelemente und dergleichen.It is common has become to provide flat punched grid punched out of a piece of sheet metal and in which contact areas for the relays, fuses, Supply plug for Voltage supply etc. are provided and at the same time connections for a printed circuit board or board, which is soldered to the stamped grid. It is pointed out by way of example to the corresponding applications of the present application Applicants, for example, by increasing the manufacturing precision by partial encapsulation of the stamped grid with plastic prior to separation deal with the leadframe webs, or with the formation of the contact areas for the in the stamped grid to be held electromechanical components and the same.
Bei der Fertigung solcher bekannter Anordnungen werden zunächst die Stanzgitter gegebenenfalls mit einer größeren Umhüllung, das heißt einem Gehäuse verbunden und dann die Platine, gegebenenfalls vorbestückt, auf das Stanzgitter in geeigneter Position aufgesetzt, bevor eine dauerhafte Verbindung in einem Lötbad erfolgt.at the production of such known arrangements are first the Punching grid optionally with a larger envelope, that is connected to a housing and then the board, optionally pre-equipped, on the stamped grid in put on suitable position before a permanent connection in a soldering bath he follows.
Es besteht nun der Wunsch bei der Industrie, eine Mehrzahl von elektronischen und elektrischen Elementen auf der Leiterplatte in immer engerer Anordnung vorsehen zu können, etwa aufgrund der Forderung, leichtere Automobile herstellen zu können. Zudem ist es wünschenswert, gegebenenfalls auch solche elektronischen Bauteile und dergleichen verwenden zu können, die ein erhöhtes Maß an Wärme im Betrieb erzeugen, etwa höhergetaktete Mikrocontroller. Um die von diesen im Betrieb erzeugte Wärme ohne aufwändige Kühlkörper abzuführen, ist vorgeschlagen worden, die Bauteile auf der Platine über breitere Kupferbahnen zu kontaktieren, als dies für die eigentlichen Zwecke der Stromleitung auf der Platine erforderlich wäre. Durch derart breite Kupferbahnen wird dann die im Betrieb erzeugte Wärme über die gesamte Platine verteilt.It There is now a desire in the industry, a plurality of electronic and electrical elements on the circuit board in ever closer To be able to provide an arrangement for example, due to the demand to manufacture lighter automobiles can. moreover it is desirable optionally also such electronic components and the like to be able to use the one raised Measure Heat in Generate operation, such as higher clocked Microcontroller. To the heat generated by these in operation without complex Dissipate heat sink is have been proposed, the components on the board over wider Contact copper tracks, as this is for the actual purposes of Power line on the board would be required. Through such broad copper tracks Then the heat generated during operation is distributed over the entire board.
Ungeachtet der Wärmeabfuhr im Betrieb hat sich jedoch gezeigt, dass dann, wenn auf der Platine viele elektrische Bauteile ein großes Maß an Wärme erzeugen, die über Kupferbahnen abgeführt werden soll, ein übermäßig häufiges Versagen auftritt. Angesichts der hohen Anforderungen an die Qualität von Baugruppen etwa im Automobilbereich ist hierdurch die weitergehende Integration und Kompaktifizierung von Bauteilen zumindest gehemmt.regardless the heat dissipation In operation, however, has shown that when on the board many electrical components a big one Measure Generate heat, the above Copper tracks dissipated is supposed to be an overly common failure occurs. Given the high demands on the quality of assemblies in the automotive sector, for example, this means further integration and compactification of components at least inhibited.
Es ist wünschenswert, Stanzgitteranordnungen vorzusehen, die eine dichte Packung von elektrischen Bauelementen auf der daran vorgesehenen Leiterplatte ohne Probleme ermöglicht.It is desirable To provide punched grid arrangements, which provide a dense packing of electrical Components on the circuit board provided thereon without problems allows.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.The Object of the present invention is new to the commercial To provide application.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des unabhängig Beanspruchten. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The Object of the present invention is achieved by the features of independently claimed. Preferred embodiments can be found in the subclaims.
Die vorliegende Erfindung schlägt somit in einem ersten Grundgedanken eine Stanzgitteranordnung mit wenigstens einem mit einer Leiterplatte verbundenen Stanzgitterbereich, der wenigstens ein mit der Leiterplatte verlötbares Leiterelement umfasst, vor, bei welchem vorgesehen ist, dass das verlötbare Leiterelement mit einem die Leiterplatte hintergreifenden Rastmittel versehen ist.The present invention proposes Thus, in a first idea with a punched grid arrangement at least one stamped grid area connected to a printed circuit board, which comprises at least one conductor element which can be soldered to the printed circuit board, in which it is provided that the solderable conductor element with a the circuit board is provided behind engaging latching means.
Es wurden damit die Probleme mit bekannten Stanzgitteranordnungen, wie sie bei Leiterplatten mit breiten Kupferbahnen auftreten, in überraschender Weise wenigstens signifikant reduziert, einfach indem verlötbare Leiterelemente mit Rastmitteln versehen werden. Zumindest ein Teil der Qualitätsprobleme konnte dabei auf thermische Effekte bei der Platinenverlötung zurückgeführt werden. Diesen thermischen Effekten wird nunmehr mit mechanischen Mitteln entgegengewirkt. Als Ursache für die thermischen Effekte wird eine Platinenverbiegung beim Verlöten angenommen. Diese Verbiegung rührt daher, dass während des Verlötens über die Anschlüsse der elektronischen Bauteile Wärme in die breiteren, per se zur Wärmeabfuhr vorgesehenen Kupferbahnen eingeleitet wird und sich darin Kupfer in unterschiedlicher Weise, verglichen zum Rest der Platine bzw. Mehrschichtplatine ausdehnt, was zu einer Biegebeanspruchung führen kann.It were the problems with known stamped grid arrangements, as they occur in printed circuit boards with wide copper tracks, in surprising At least significantly reduced manner, simply by solderable conductor elements be provided with locking means. At least part of the quality problems could be attributed to thermal effects in the PCB soldering. These thermal effects are now using mechanical means counteracted. As cause for the thermal effects is believed to be a board bend during soldering. This bending, therefore, that while of soldering over the connections the electronic components heat in the wider, per se for heat dissipation provided copper tracks is initiated and copper in it different way, compared to the rest of the board or multilayer board expands, which can lead to a bending stress.
Ausgehend hiervon wurde weiter auch erkannt, dass zur Verbesserung der Verbindung weder eine andere Auslegung der Leiterplattenmaterialien oder des Leiterplattendesigns erforderlich ist, noch eine die Biegung kompensierende Verlängerung der Anschlussstifte bzw. Stege am Stanzgitter die gewünschte Verbesserung herbeiführt, diese jedoch einfach durch Vorsehen von Rastmitteln an den Stegen bzw. verlötbaren Leiterelementen am Stanzgitter herbeiführbar ist. Damit wird nun nicht nur eine Überdimensionierung der Stanzgitterstifte entbehrlich, die anderenfalls notwendig wäre, um zu verhindern, dass sich die Platine aus dem Kontaktbereich heraus biegt. Eine solche Verlängerung der verlötbaren Leiterelemente ist per se unerwünscht, denn sie führt zu einer übergebührlichen Gewichtserhöhung und, da auch die entsprechenden Freiräume etc. für die verlötbaren Leiterelemente erhöht werden müssen, zu einer evtl. Baugruppenvergrößerung. Die Betriebssicherheit steigt vielmehr auch gegenüber einem Fall, in dem lediglich die Leiterelemente verlängert werden, um auf die Biegung der Platine zu kompensieren. Der Hintergrund hierfür liegt daran, dass die Verbindung von Platine und Stanzgitter, so sie im – Stand der Technik zu Stande kommt, entweder mit einer vorgespannten Platine erfolgt, was bei den stetigen Vibrationen und dergleichen etwa im Automobilbetrieb zu einem häufigeren Versagen führt, oder aber schon während des Auskühlens der Lötstelle die Entspannung der Platine erfolgt, wobei sich dann die Platine gegen die Stanzgitterstifte durch erstarrendes Lot bewegen kann, was zu sogenannten kalten Lötstellen führt, also Lötstellen, die nicht sauber verbunden sind. Die Rastmittel sorgen also in jedem Fall für frei von mechanischen Spannungen hergestellte Lötverbindungen.Starting from this he continued knows that to improve the connection, neither a different design of printed circuit board materials or printed circuit board design is required, nor a bend compensating extension of the pins or webs on the lead frame brings about the desired improvement, but these simply by providing locking means on the webs or soldered Conductor elements on the punched grid can be brought about. Thus, not only an oversizing of the punched grid pins is unnecessary, which would otherwise be necessary to prevent the board bends out of the contact area. Such an extension of the solderable conductor elements is undesirable per se, because it leads to an excessive increase in weight and, since the corresponding free space, etc. must be increased for the solderable conductor elements, to a possible assembly magnification. Rather, reliability also increases over a case where only the conductor elements are lengthened to compensate for the bending of the board. The reason for this is that the connection of the board and punched grid, so it comes in the - state of the art, either with a prestressed board, which in the steady vibration and the like in automobile operation leads to a more frequent failure, or Even during the cooling of the solder joint, the relaxation of the board is done, in which case the board can move against the punched grid pins by solidifying solder, resulting in so-called cold solder joints, so solder joints that are not clean. The locking means thus provide in any case for free of mechanical stresses solder joints.
In einer bevorzugten Variante wird die Leiterplatte eine Mehrschichtplatine sein, die eine besonders hohe Integrationsdichte erlaubt, zugleich aber Biegeeffekten bei der Verlötung noch stärker ausgesetzt ist. Auch und gerade hier liefert die vorliegende Erfindung hervorragende Ergebnisse.In In a preferred variant, the printed circuit board is a multilayer printed circuit board be, which allows a particularly high integration density, at the same time but bending effects in the soldering even stronger is exposed. Also and especially here provides the present invention excellent results.
Die Leiterplatte wird typisch eine Vielzahl von elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen umfassen, insbesondere in dichter, hoch integrierter Anordnung.The Printed circuit board is typically a variety of electrical or electronic Components comprise, in particular in dense, highly integrated Arrangement.
Es ist besonders bevorzugt, die Erfindung dann anzuwenden, wenn in der Leiterplatte bzw. Platine zumindest eine Lage einer Leiterbahn aufweist, die breiter und/oder länger ist, als es für Zwecke der Stromführung zu den jeweils kontaktierten elektrischen Verbraucher per se erforderlich wäre. Dies kann insbesondere bei Leiterbahnen mit einer Breite von über 5 mm gegeben sein. Hier machen sich Biegeeffekte in entsprechender Ausrichtung der Leiterbahn schon negativ bemerkbar.It it is particularly preferred to apply the invention when in the circuit board or board at least one layer of a conductor track that is wider and / or longer is as it is for Purposes of power management to the respective contacted electrical consumers per se required would. This can especially in printed conductors with a width of over 5 mm be given. Here are bending effects in a corresponding orientation the trace already negatively noticeable.
Der Verlötungsbereich wird typisch Überstände der Stanzgitterelemente über die Platine hinaus aufweisen, die eine Verlötung im Lötbad möglich macht.Of the Verlötungsbereich becomes typical overhangs of the Punching grid elements over have the board out, which makes a soldering in the soldering possible.
Es ist der typische Anwendungsfall, die mit Rastmittel versehenen verlötbaren Leiterelemente wie Stege, Pins und dergleichen zu Kontaktbereichen von Relais, Leistungszufuhrsteckern und/oder Sicherungen führen.It is the typical application that uses latching solderable conductor elements such as Lands, pins and the like to contact areas of relays, power supply plugs and / or fuses.
In einem typischen Anwendungsfall werden mehrere der verlötbaren Leiterelemente am Stanzgitter mit einem Rastmittel bzw. einem Biegehemmmittel versehen sein.In In a typical application, several of the solderable conductor elements provided on the punched grid with a locking means or a Biegehemmmittel be.
In einer bevorzugten Variante werden die Rastmittel nur auf einer Seitenkante der verlötbaren Leiter vorgesehen sein, um durch geringfügiges seitliches Bewegen der verlötbaren Elemente beim Einstecken des Stanzgitters in die dafür vorgesehenen Leiterplattenöffnungen ein Hintergreifen des Biegehemmmittels bzw. Rastmittels zu erzielen. Dies ist vorteilhaft, weil so die Kontaktöffnunen nicht besonders angepaßt werden müssen.In In a preferred variant, the locking means are only on one side edge the solderable conductor be provided to move through slight lateral movement of the solderable Elements when inserting the punched grid in the designated PCB openings to reach behind a grip of Biegehemmmittels or latching means. This is advantageous because so the Kontaktöffnunen are not particularly adapted have to.
Das Rastmittel wird typisch allgemein widerhakenförmig sein, wozu es insbesondere ein abgeschrägtes Eingleitende aufweist, welches zu einer seitlichen Auslenkung des Pins oder Steges beim Einführen führt und wird weiter eine Halteschulter zum rastenden Halten nach Entspannung der Auslenkung aufweisen. Typisch werden Paare oder Multipletts von Stegen mit entsprechenden Rastmitteln vorgesehen sein. Dabei reicht es typisch bereits schon, die Biegung der Platine dadurch zu verhindern, dass lediglich an einigen der Stegkanten der Stege des Multipletts Rastmittel vorgesehen sind. Insbesondere werden diese an voneinander weg weisenden, insbesondere Multiplettaußenkanten vorgesehen sein. Die rastmittelfreien Stege können dabei in ihrer Länge den mit Rastmittel versehenen gleich sein.The Locking means will typically barb-shaped generally, what it in particular a beveled Introductory, which leads to a lateral deflection of the Pins or bridge during insertion leads and will continue a holding shoulder for resting hold after relaxation have the deflection. Typical are pairs or multiplets be provided by webs with corresponding locking means. there it is typically already enough, the bending of the board thereby to prevent just at some of the web edges of the webs the multiplet locking means are provided. In particular, be these pointing away from each other, in particular Multiplettaußenkanten be provided. The locking means-free webs can be in their length the be provided with locking means equal.
Typisch werden an einem Stanzgitter sowohl rastmittelfreie als auch mit Rastmittel versehen verlötbare Leiterenden angeordnet. Dies hat Vorteile, weil die Hakenausbildung kompliziertere Formstempel fordert, der Mehraufwand jedoch nicht an jedem Steg bzw. Pin erforderlich bzw. gerechtfertigt ist. Insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von verlötbaren Leiterelementen in einer Linie angeordnet sind, werden typisch die Rastmittel an mittigen verlötbaren Leiterelementen vorgesehen sein.Typical be on a punched grid both detention-free and with Locking means provided solderable Ladder ends arranged. This has advantages because the hook training more complicated molding dies required, but not the extra effort is required or justified on each web or pin. Especially when a plurality of solderable conductor elements in one Line are arranged, typically the locking means on the center solderable conductor elements be provided.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschreiben. In dieser ist gezeigt durch:The Invention will be described below only by way of example with reference to the drawing describe. In this is shown by:
Nach
Die
Stanzgitteranordnung
Die
Leiterplatte
Die
verlötbaren
Leiterelemente
Das
Rastmittel
Wie
in
Weiter
ist in
Die
Erfindung wird verwendet wie folgt:
Zunächst wird ein Stanzgitter mit
erfindungsgemäß ausgebildeten
hintergreifenden Rastmitteln hergestellt. Dann wird dieses erforderlichenfalls
mit Kunststoff umspritzt, wie der Anmelder dies in früheren Anmeldungen
beschrieben hat. Ein solcher Umspritzungsschritt ist jedoch nicht
zwingend für
die Zwecke der hier vorliegenden Erfindung notwendig, obgleich er
vorteilhaft sein kann. Danach wird ein eventuell gewünschtes
Gehäuse
oder dergl. am Stanzgitter vorgesehen, vergl.
First, a stamped grid is produced with inventively designed engaging engagement means. Then, if necessary, it is overmolded with plastic as the applicant has described in previous applications. However, such an encapsulation step is not necessarily necessary for the purposes of the present invention, although it may be advantageous. Thereafter, a possibly desired housing or the like. Provided on the lead frame, see.
Es wird für den Fachmann einzuschätzen sein, dass die Biegeverhinderungs- bzw. Rastmittel, die vorliegend als widerhakenförmig zu sein beschrieben sind, auch eine andere Ausgestaltung aufweisen können.It is for be the expert to assess that the Biegeverhinderungs- or locking means, present as barbed to be described, also have another embodiment can.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410008554 DE102004008554A1 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Punched grid arrangement for automobile, has printed circuit board with conductor unit having rest medium and widened conductor path for dissipation of heat from electrical and/or electronic units |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410008554 DE102004008554A1 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Punched grid arrangement for automobile, has printed circuit board with conductor unit having rest medium and widened conductor path for dissipation of heat from electrical and/or electronic units |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004008554A1 true DE102004008554A1 (en) | 2005-09-01 |
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ID=34813545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410008554 Withdrawn DE102004008554A1 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Punched grid arrangement for automobile, has printed circuit board with conductor unit having rest medium and widened conductor path for dissipation of heat from electrical and/or electronic units |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102004008554A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1876872A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | Delphi Technologies, Inc. | Printed circuit board for surface mounting of components and method therefor |
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2004
- 2004-02-19 DE DE200410008554 patent/DE102004008554A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1876872A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | Delphi Technologies, Inc. | Printed circuit board for surface mounting of components and method therefor |
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