DE102004041173A1 - Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat - Google Patents
Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat Download PDFInfo
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Abstract
Ein Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat wird offenbart, um einen Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat zu schaffen, der keien Risse verursacht. Ein elektrisch leitfähiges Material wird auf einem bedruckten Substrat gebildet. Ein Streifendurchgangsloch wird vorgesehen, welches durch das elektrisch leitfähige Material und das bedruckte Substrat hindurchgeht. Ein Streifen, der gebildet wird, indem ein Körper der Stromschiene gebogen wird, dringt in das Streifendurchgangsloch ein. Ein Umfang des Streifens und das elektrisch leitfähige Material werden durch Löten miteinander verbunden. Eine spannungsabsorbierende Öffnung oder eine Aussparung ist in einer isolierenden Platte vorgesehen, auf welcher der Körper der Stromschiene montiert ist. Die spannungsabsorbierende Öffnung oder Aussparung kann eine im Streifen verursachte axiale Spannung absorbieren.
Description
- Die Erfindung beansprucht die Priorität der
JP 2003-301395 - Die Erfindung bezieht sich auf einen Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat. Genauer gesagt kann verhindert werden, dass eine gelötete Verbindung in dem Fall Sprünge bzw. Risse verursacht, in dem das bedruckte Substrat und die Stromschiene übereinander gestapelt in einer elektrischen Verbinderbox enthalten sind, die an einem automobilen Fahrzeug angebracht werden kann, und in dem der Streifen der Stromschiene auf ein elektrisch leitfähiges Material auf dem bedruckten Substrat aufgelötet ist, so dass der Streifen das elektrisch leitfähige Material in einer senkrechten Richtung schneidet.
- Da elektrische Komponenten, die in einem automobilen Fahrzeug angebracht werden, zunehmen, ist ein bedrucktes Substrat, das eine ECU (elektronische Steuereinheit) bildet, zusammen mit Stromschienen in der elektrischen Verbinderbox enthalten, und sie sind elektrisch verbunden, um hochintegrierte Schaltkreise bzw. High-Density-Schaltkreise zu bilden.
-
4 zeigt eine typische Verbindung zwischen einem elektrisch leitfähigen Material auf einem bedruckten Substrat und einer Stromschiene in einem Gehäuse einer elektrischen Verbinderbox. Ein bedrucktes Substrat3 ist in geschichteter Weise über oder unter einer Stromschiene2 angeordnet, die auf einer isolierenden Platte1 in einer horizontalen Richtung befestigt ist. Ein Streifen2b wird gebildet, indem ein Körper2a der Stromschiene2 in einer senkrechten Richtung bzw. im rechten Winkel aufgebogen wird. Der Streifen2b geht durch ein Streifendurchgangsloch5 , das in einem elektrisch leitfähigen Material4 und dem bedruckten Substrat3 gebildet ist. Ein Lot6 verbindet den Streifen2b und das elektrisch leitfähige Material4 um das Streifendurchgangsloch5 elektrisch. Dies ist in der japanischen Patentveröffentlichung 2000-22353 beschrieben. - Wenn das Lot
6 den Streifen2b und das elektrisch leitfähige Material4 verbindet, unterscheidet sich der Streifen2b , der aus einer Messingplatte hergestellt ist, vom Lot6 mit Bezug auf die Ausdehnungskoeffizienten bei einer hohen Temperatur. Das bedruckte Substrat3 , auf dem das Lot6 den Streifen2b schneidet, und das elektrisch leitfähige Material wird an einem Gehäuse der elektrischen Verbinderbox unter Nutzung von Schrauben befestigt. Wenn sich der Streifen2b bei einer hohen Temperatur ausdehnt, wird im gelöteten Abschnitt eine Spannung in einer axialen Richtung verursacht. wenn diese Spannung steigt, besteht die Gefahr, dass der gelötete Abschnitt zwischen dem Streifen2b und dem elektrisch leitfähigen Material4 Risse verursacht. - Um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, wird in vielen Fällen ein Verbinder bzw. Steckverbinder am bedruckten Substrat angebracht, der mit dem elektrisch leitfähigen Material verbunden ist, und der Streifen der Stromschiene wird mit einem Buchsenanschluss im Verbinder zusammengesteckt. Dies ist in der japanischen Veröffentlichung HEI 10-1890855 (1998) offenbart.
- Diese Verbindungseinrichtung, die den Verbinder nutzt, erhöht jedoch die Anzahl von Komponenten und Ar beitsschritten und verursacht weiterhin eine Vergrößerung der ECU und des gedruckten Substrats.
- In Anbetracht der vorstehenden Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat zu schaffen, der keine Risse verursacht.
- Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, ist die Erfindung auf einen Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat gerichtet. In dem Aufbau wird ein elektrisch leitfähiges Material auf einem bedruckten Substrat gebildet. Ein Streifendurchgangsloch ist vorgesehen, das durch das elektrisch leitfähige Material und das bedruckte Substrat hindurchdringt. Ein Streifen, der durch Biegen eines Körpers der Stromschiene gebildet wird, geht in das Streifendurchgangsloch hinein. Ein Umfang des Streifens und das elektrisch leitfähige Material werden durch Löten miteinander verbunden. Eine spannungsabsorbierende Öffnung oder eine Aussparung ist in einer isolierenden Platte vorgesehen, auf welcher der Körper der Stromschiene angebracht ist. Die spannungsabsorbierende Öffnung oder Aussparung kann eine axiale Spannung aufnehmen, die in dem Streifen verursacht wird.
- In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist es möglich, eine Ausdehnung des Streifens zu absorbieren, indem ein unteres Ende des Streifens in die spannungsabsorbierende Öffnung oder Aussparung versenkt wird, die in der isolierenden Platte an der Position direkt unterhalb des Streifens gebildet wird, wenn sich der Streifen während des Fließens eines Stroms ausdehnt. Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass der gelötete Abschnitt zwischen dem Streifen und dem elektrisch leit fähigen Material auf dem bedruckten Substrat eine Spannung verursacht und zu Rissen führt.
- Weiterhin ist es möglich, die Produktionskosten zu verringern und die Arbeitseffizienz zu steigern, weil die spannungsabsorbierende Öffnung oder Aussparung bereits gleichzeitig mit der Herstellung der isolierenden Platte gebildet werden kann.
- Wie vorstehend beschrieben ist es in dem Fall, in dem der Streifen der Stromschiene das elektrisch leitfähige Material auf dem bedruckten Substrat senkrecht schneidet, möglich, zu vermeiden, dass auf den gelöteten Abschnitt eine Spannung aufgebracht wird, weil die spannungsabsorbierende Öffnung oder Aussparung, die in der isolierenden Platte an der Position unmittelbar unterhalb des Streifens gebildet wird, einen Unterschied der Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Streifen und dem elektrisch leitfähigen Material absorbiert, wenn der fließende Strom Wärme erzeugt.
- Folglich wird keine Steckerverbindung benötigt, und ein einfacher Lötvorgang kann die Kosten deutlich verringern und einen Arbeitsvorgang deutlich vereinfachen.
-
1 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer ersten Ausführungsform eines Lötaufbaus zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat in Übereinstimmung mit der Erfindung. -
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils des Lötaufbaus, die eine isolierende Platte, eine Stromschiene und ein bedrucktes Substrat zeigt. -
3 ist eine geschnittene Ansicht eines Hauptteils einer zweiten Ausführungsform eines Lötaufbaus zwi schen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat in Übereinstimmung mit der Erfindung. -
4 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines herkömmlichen Lötaufbaus zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat. - Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden im Folgenden Ausführungsformen eines Lötaufbaus zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat in Übereinstimmung mit der Erfindung beschrieben.
- Die
1 und2 zeigen eine erste Ausführungsform eines Lötaufbaus zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat in Übereinstimmung mit der Erfindung. Eine Stromschiene11 , die aus einer Messingplatte ausgestanzt ist, wird auf einer isolierenden Platte10 in einer horizontalen Richtung angebracht, und beide sind in einer elektrischen Verbinderbox9 enthalten, die in einem automobilen Fahrzeug montiert werden kann. Ein bedrucktes Substrat20 ist oberhalb der Stromschiene11 in der elektrischen Verbinderbox9 enthalten. Die Stromschiene11 und das bedruckte Substrat20 sind in einer in senkrechter Richtung geschichteten Weise in der Box9 enthalten. - Ein horizontaler Körper
11a der Stromschiene11 ist auf der isolierenden Platte10 angebracht. Ein Streifen11b wird gebildet, indem ein Ende des Körpers11a nach oben gebogen wird. Eine spannungsabsorbierende Öffnung10a ist in der isolierenden Platte10 unmittelbar unter einem äußersten Ende (unteren Ende) des Streifens11b vorgesehen. Die spannungsabsorbierende Öffnung10a erstreckt sich in Längsrichtung über einen kleinen Abstand von der Position unmittelbar unter dem äußersten Ende des Streifens11b . Daher geht, wenn ein Teil aufgebogen ist, der Teil des Körpers11a in die Öffnung10a , während sich der Streifen11b ausdehnt, wodurch das untere Ende des Streifens11b in die spannungsabsorbierende Öffnung10a eingeführt wird. Folglich weicht das untere Ende des Streifens11 einfach in die spannungsabsorbierende Öffnung10a aus. - Ein elektrisch leitfähiges Material
22 wird auf einer oberen Oberfläche des bedruckten Substrats20 gebildet, das über der Stromschiene11 angeordnet ist. Vorher wird ein Streifendurchgangsloch23 in dem bedruckten Substrat20 und dem elektrisch leitfähigen Material22 gebildet, um ein oberes Ende des Streifens11b aufzunehmen. - Das obere Ende des Streifens
11b geht durch das Durchgangsloch23 nach oben, und ein Lot30 verbindet einen äußeren Umfang des Streifens11b mit einem Umfangsabschnitt um das Streifendurchgangsloch23 . Das Lot30 unterscheidet sich mit Bezug auf die Ausdehnungskoeffizienten bei einer hohen Temperatur vom Streifen11b , der aus einer Messingplatte hergestellt ist. Das heisst, der Ausdehnungskoeffizient des Streifens11b ist grösser als der des Lots30 . - Das bedruckte Substrat
20 , auf dem das Lot30 den Streifen11b und das elektrisch leitfähige Material22 verbindet, wird durch (nicht gezeigte) Schrauben an einem Gehäuse oder einer Unterteilung in der elektrischen Verbinderbox bei Raumtemperatur befestigt. Das heisst, eine Dimension eines Raums zwischen der Stromschiene11 und dem bedruckten Substrat20 wird nicht unter Berücksichtigung einer Ausdehnung des Streifens11b bei einer hohen Temperatur festgelegt, sondern das bedruckte Substrat20 wird unter bei Raumtemperatur herrschenden Bedingungen in der Box9 befestigt. - Im Lötaufbau zwischen dem Streifen
11b , der Stromschiene11 und dem elektrisch leitfähigen Material22 auf dem bedruckten Substrat20 dehnen sich das bedruckte Substrat20 und das elektrisch leitfähige Material22 wie vorstehend beschrieben im Gehäuse kaum in der senkrechten Richtung aus, wenn die Stromschiene11 und der Streifen11b aufgeheizt werden, während ein Strom fliesst, und der Streifen11b dehnt sich in Längsrichtung (axial) aus, weil das bedruckte Substrat20 und das elektrisch leitfähige Material22 in einer waagerechten Richtung im Gehäuse angeordnet sind, und sie den Streifen11b in einer senkrechten Richtung im Gehäuse schneiden. Folglich wird in einem Verbindungsabschnitt, der vom Lot30 gebildet wird, eine Spannung verursacht. - Wenn sich der Streifen
11b jedoch in Längsrichtung ausdehnt, dehnt sich das innere (untere) Ende des Streifens11b nach unten aus und geht in die spannungsabsorbierende Öffnung10a in der isolierenden Platte10 , wodurch es die Spannung absorbiert, die im Verbindungsabschnitt verursacht wird, der durch das Lot30 gebildet wird, weil die Öffnung10a an der Position unmittelbar unter dem unteren Ende des Streifens11b angeordnet ist. In Übereinstimmung damit ist es möglich, zu verhindern, dass das Lot30 aufgrund einer Spannung reisst, und die Verlässlichkeit der elektrischen Verbindung zwischen dem Streifen der Stromschiene und dem elektrisch leitfähigen Material in der ECU zu erhöhen. - Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise zeigt
3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Wie in3 gezeigt, kann anstelle der spannungsabsorbierenden Öffnung10a in der ersten Ausführungsform eine spannungsabsorbierende Aussparung10a' in einer isolierenden Platte10' an einer Position unmittelbar unter dem Streifen11b der Stromschiene11 vorgesehen sein. weil eine Größe der Ausdehnung des Streifens11b während eines Stromflusses ziemlich klein ist, ist es möglich, dass die Aussparung eine Spannung absorbiert, selbst wenn die isolierende Platte eine geringe Dicke aufweist. - Wenn man einen Wärmestrahlungseffekt in die Betrachtung einbezieht, wird es zu bevorzugen sein, die spannungsabsorbierende Öffnung
10a in der ersten Ausführungsform anstelle der spannungsabsorbierenden Aussparung10a' in der zweiten Ausführungsform vorzusehen. - Es ist möglich, die Stromschiene in einer oberen Position im Gehäuse anzuordnen, den Streifen nach unten vorstehen zu lassen und den Streifen mit dem bedruckten Substrat zu verbinden, das an einer Position weiter unten im Gehäuse angeordnet ist.
- Die Erfindung wurde mit Bezug auf bestimmte Einrichtungen, Materialien und beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Es ist offensichtlich, dass viele Alternativen, Veränderungen und Variationen dem Fachmann im Licht der vorstehenden Beschreibung klar werden. Daher ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst den gesamten beanspruchten Schutzbereich.
Claims (1)
- Ein Lötaufbau zwischen einer Stromschiene (
11 ) und einem bedruckten Substrat (20 ), der Folgendes aufweist: Ein elektrisch leitfähiges Material (22 ), das auf dem bedruckten Substrat gebildet ist; ein Streifendurchgangsloch (23 ), das durch das elektrisch leitfähige Material und das bedruckte Substrat hindurchgeht; einen durch Biegen eines Körpers der Stromschiene (11 ) gebildeten Streifen (11b ), welcher in das Streifendurchgangsloch (23 ) hineingeht, wobei ein erster Umfang des Streifen und ein zweiter Umfang des elektrisch leitfähigen Materials (22 ) durch Löten miteinander verbunden sind; eine isolierende Platte (10 ), auf welcher der Körper (11a ) der Stromschiene montiert ist; und eine spannungsabsorbierende Öffnung (10a ), die in der isolierenden Platte (10 ) angeordnet ist, wobei die spannungsabsorbierende Öffnung eine axiale Spannung im Streifen (11 ) absorbiert.
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