DE102004049154A1

DE102004049154A1 - Elektrisches Gerät, insbesondere Steuergerät

Info

Publication number: DE102004049154A1
Application number: DE200410049154
Authority: DE
Inventors: Heinrich Barth; Andre Lischeck; Edwin Eberlein; Udo Schulz; Ralf Langerjahn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Elektrisches Gerät, insbesondere Steuergerät, mit einer Trägerplatte (10) für Bauelemente, insbesondere Leiterplatte, zur Befestigung von elektrischen Bauelementen, mit zumindest einem elektrischen Bauelement (13), durch welches Verlustwärme erzeugbar ist, wobei ein gut wärmeleitender Bauelementehalter (22) einen Teil der Verlustwärme des elektrischen Bauelements (13) ableitet.

Description

Bei Steuergeräten, die hohe Ströme schalten müssen, kann es z.T. zu starken Erwärmungen einzelner, hochstromführender Bauteile und deren Lötstellen kommen. Dies ist bedingt durch die eingeschränkten Möglichkeiten, die erzeugte Wärme von den wärmeerzeugenden Bauelementen zur Wärmesenke, beispielsweise einem metallischen Steuergerätgehäuse zu leiten. Neben der relativ unflexiblen, d. h. geringen Vielfalt der Möglichkeiten für die Ausbildung von thermischen Kontakten zwischen dem wärmeerzeugenden Bauelement und dem Gehäuse mittels eines Wärmeleitmediums, beispielsweise Klebers, gibt es kein in der Praxis leicht zu handhabendes, kostengünstiges Verfahren, um eine gute Kühlung bzw. Entwärmung von elektronischen Bauelementen und deren Lötstellen zu erreichen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektrische Gerät mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch das Nutzen eines wärmeleitenden Bauelementhalters zum Ableiten eines Teils der Verlustwärme des elektrischen Bauelements kein separates Kühlbauteil wie beispielsweise eine Kühlfahne o.ä. Teil erforderlich ist. Ein Bauteilhalter übernimmt somit lediglich eine zweite Aufgabe, indem dieser zusätzlich zur Haltefunktion für ein weiteres Bauelement als Kühlelement für das Leistungsbauteil und deren Lötstellen dient. Es wird somit auf einfache Art und Weise eine nützliche Wärmesenke geschaffen. Desweiteren erhält man zusätzliche Gestaltungsfreiheit bei der Planung und Durchführung des Schaltungslayouts.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des elektrischen Geräts nach dem Hauptanspruch möglich. Es ist dabei vorgesehen, dass zwischen dem zu kühlenden elektrischen Bauelement und dem Bauelementehalter kein weiteres Bauelement angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass einerseits das zu kühlende Bauelement gut entwärmt wird und andererseits ein weiteres Bauelement nicht unnötigerweise erwärmt wird, dessen Funktionen darunter leiden könnten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zu kühlende elektrische Bauelement auf einer ersten Seite und der Bauelementehalter auf einer zweiten Seite der Trägerplatte angeordnet ist, wobei sich das zu kühlende elektrische Bauelement und der Bauelementhalter direkt gegenüber liegen. Durch diese Anordnung ist es möglich, einen besonders kurzen Wärmeleitweg zwischen dem Leistungsbauelement und dem das Kühlelement darstellenden Bauelementehalter zu verwirklichen. Es ist somit eine besonders gute Wärmeabfuhr möglich.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bauelementehalter bedrahtet ist und somit in die Trägerplatte eingelötet werden kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn ein Lötpin unmittelbar mit der zu kühlenden Lötstelle und/oder dem Leistungsbauelement in wärmeleitender Weise verbunden ist. Die Lötpins des Bauelementehalters müssen dabei nicht zwingend eine elektrische Verbindung zwischen den zu haltenden Bauelement und der zu kühlenden Lötstelle darstellen.

Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Geräts dargestellt. Die Figur zeigt eine Seitenansicht einer Trägerplatte, die im Beispiel beidseitig bestückt ist.
Beschreibung
Die Figur zeigt eine Trägerplatte 10 in einer Seitenansicht. Die Trägerplatte 10, beispielsweise eine organische Leiterplatte (FR 4 o.ä.) trägt verschiedene Bauelemente, die auf ihr befestigt sind. Zumindest ein elektrisches Bauelement 13 erzeugt eine erhebliche Verlustwärme im Betrieb. Dieses elektrische Bauelement 13, beispielsweise SMD-Bauteil, ist mittels zweier Lötstellen 16 mit der Trägerplatte 10 verbunden. Das elektrische Bauelement 13 ist auf einer ersten Seite 19 der Trägerplatte 10 angeordnet, während ein metallischer Bauelementehalter 22 auf einer zweiten Seite 25 der Trägerplatte 10 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind das elektrische Bauelement 13 und der Bauelementehalter 22 direkt gegenüberliegend angeordnet, so dass der gut wärmeleitende Bauelementehalter 22 einen Teil der Verlustwärme des elektrischen Bauelements 13 ableitet.
Der Bauelementehalter 22 ist derart bedrahtet, dass zumindest ein Lötpin 28 einerseits durch eine Öffnung in der Trägerplatte 10 hindurch gesteckt werden kann und andererseits mit einer zu kühlenden Lötstelle 16 des elektrischen Bauelements 13 elektrisch leitfähig verbunden ist. Eine besonders günstige Wärmeleitverbindung zwischen dem elektrischen Bauelement 13 und dem Bauelementehalter 22 ergibt sich dann, wenn zwischen dem Lötpin 28 und dem elektrischen Bauelement 13 eine durchgängige Lotbahn 31 vorhanden ist. Der Querschnitt der Wärmeleitverbindung ist damit besonders groß.
Der Bauelementehalter 22 ist beispielsweise insgesamt U-förmig aufgebaut und weist somit in etwa ein U-förmiges Trägerprofil auf, welches in der Figur angedeutet ist. In diesem U-förmigen Trägerprofil kann beispielsweise ein Elektrolytkondensator eingepasst sein.
Eine elektrische Verbindung zwischen dem zu kühlenden Bauelement und dem kühlenden Element ist zwar günstig, aber nicht zwingend notwendig. Die Lötpins 28 können auch lediglich zur Befestigung des Bauelementehalters 22 an der Trägerplatte 10 dienen. Die Übertragung der Abwärme des Bauelements 13 erfolgt dann nur über die Platte 10.

Claims

Elektrisches Gerät, insbesondere Steuergerät, mit einer Trägerplatte (10) für Bauelemente, insbesondere Leiterplatte, zur Befestigung von elektrischen Bauelementen, mit zumindest einem elektrischen Bauelement (13), durch welches Verlustwärme erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein gut wärmeleitender Bauelementehalter (22) einen Teil der Verlustwärme des elektrischen Bauelements (13) ableitet.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Bauelement (13) und dem Bauelementehalter (22) kein weiteres Bauelement angeordnet ist.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement 13 auf einer ersten Seite (19) und der Bauelementehalter (22) auf einer zweiten Seite (25) der Trägerplatte (10) angeordnet sind, wobei sich das elektrische Bauelement (13) und der Bauelementehalter (22) direkt gegenüber liegen.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauelementehalter (22) bedrahtet ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (13) ein SMD-Bauteil ist.