DE102010003367A1

DE102010003367A1 - Einpress-Verbindungen für Elektronikmodule

Info

Publication number: DE102010003367A1
Application number: DE102010003367A
Authority: DE
Inventors: Dr. Bayerer Reinhold
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-27
Also published as: CN102222823A; US8317525B2; US20110256749A1; DE102010003367B4; CN102222823B

Abstract

Es wird ein Pressverbindungselement zum Einpressen in eine erste Kontaktöffnung eines ersten Anschlusselementes und eine zweite Kontaktöffnung eines zweiten Anschlusselementes offenbart. Das Pressverbindungselement weist auf: einen langgestreckten Grundkörper zum Durchführen durch die zweite Kontaktöffnung des zweiten Anschlusselementes bis hin zur ersten Kontaktöffnung des ersten Anschlusselementes; eine erste Einpresszone zur kraftschlüssigen Kontaktierung der ersten Kontaktöffnung; und eine in Längsrichtung von der ersten Einpresszone beabstandete zweite Einpresszone zur kraftschlüssigen Kontaktierung der zweiten Kontaktöffnung.

Description

Die Erfindung betrifft eine neuartige Einpress-Verbindung zum Verbinden von Elektronikmodulen (z. B. Leistungshalbleitermodule) mit Leiterplatten, Versorgungsleitungen und dgl.
Ein für den Anwender wichtiger Aspekt bei der Auswahl von Leistungshalbleitermodulen ist deren einfache Handhabbarkeit und Montage. Moderne Modulgehäuse-Designs verwenden z. B. eine spezielle Einpresstechnik (genannt ”PressFIT”-Technik), um Module beispielsweise in einem einzigen Fertigungsschritt sowohl mit einer Leiterplatte als auch einem Kühlkörper zu verbinden. Für derartige Verbindungen wird beispielsweise nur eine einzige Schraube benötigt. Derartige Einpressverbindungen bieten damit eine qualitativ hochwertige Alternative zu bekannten Lötverbindungen und erfüllen damit die Anforderungen moderner Stromrichter-Designs in einem Leistungsbereich bis zu 55 kW. Derartige Leistungshalbleitermodule können in verschiedensten Universalantrieben, frequenzvariablen Antrieben, unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV), Inductive-Heating und Schweißanlagen sowie in Windkraftanlagen, Solaranlagen und Klimaanlagen Verwendung finden.
Für die genannte Einpresstechnik geeignete Modulgehäuse weisen speziell geformte, verformbare Presskontaktelemente (”PressFIT”-Pins) auf, die bei der Montage des Moduls in korrespondierende Kontaktlöcher einer Leiterplatte eingepresst werden, wobei die Einpresskraft durch Anziehen einer einzigen Schraube erzeugt werden kann. Durch das Anziehender Schraube erfolgt eine plastische Verformung der Presskontaktelemente in den Kontaktlöchern der Leiterplatte. Es entsteht eine gasdichte Kontaktzone, die sehr robust gegenüber Umwelteinflüssen ist.
Alternativ können Module in Leiterplatten eingepresst und unabhängig vom Einpressvorgang mit Schrauben oder anderen Mitteln am Kühler befestigt werden (vor oder nach dem Einpressen in die Leiterplatte). Bisher werden Leistungshalbleitermodule als Ganzes lediglich in Leiterplatten eingepresst. Andere Anschlusselemente wie z. B. Bandleiterpaare (auch Sammelschienen, sogenannte ”busbars”) niedriger Induktivität werden auf andere Art kontaktiert (z. B. verschraubt).
Vor der Montage von Leiterplatte und Modul muss jedoch sichergestellt werden, dass die Presskontaktelemente nicht verformt werden, da sonst bei der Montage Probleme auftreten können. Des Weiteren sind die Presskontaktelemente an dem Modulgehäuse geometrisch verhältnismäßig aufwändig zu fertigende Anschlusselemente. Ein Lösen der PressFIT-Kontakte und Wiederverbinden ist aufgrund der bleibenden Deformation der Kontaktelemente am Modul häufig nicht ohne größeren Aufwand möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Leistungselektronikmodule nach dem Aufbau auf einem Kühlkörper und der Kontaktierung eines Busbars oder einer Leiterplatte mit Einpresstechnik wieder leicht entfernen zu können. Dabei soll der Kühlkörper und der Busbar bzw. die Leiterplatte in Position bleiben und die Modulverbindungen zum Kühler und zum Busbar bzw. zur Leiterplatte gelöst und das Modul hervorgezogen werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Pressverbindungselement gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verbindungssystem gemäß Anspruch 6 gelöst. Unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird ein Pressverbindungselement zum Einpressen in eine erste Kontaktöffnung eines ersten Anschlusselementes und eine zweite Kontaktöffnung eines zweiten Anschlusselementes offenbart. Das Pressverbindungselement weist auf: einen langgestreckten Grundkörper zum Durchführen durch die zweite Kontaktöffnung des zweiten Anschlusselementes bis hin zur ersten Kontaktöffnung des ersten Anschlusselementes; eine erste Einpresszone zur kraftschlüssigen Kontaktierung der ersten Kontaktöffnung; und eine in Längsrichtung von der ersten Einpresszone beabstandete zweite Einpresszone zur kraftschlüssigen Kontaktierung der zweiten Kontaktöffnung.
Des Weiteren wird ein Verbindungssystem für Elektronikmodule offenbart. Das Verbindungssystem umfasst: ein Elektronikmodul, das zumindest ein erstes Anschlusselement mit zumindest einer ersten Kontaktöffnung aufweist; zumindest ein externes Anschlusselement mit einer zweiten Kontaktöffnung; und zumindest ein Pressverbindungselement umfassend einen langgestreckten Grundkörper zum Durchführen durch die zweite Kontaktöffnung des externen Anschlusselementes bis in die erste Kontaktöffnung des ersten Anschlusselementes des Elektronikmoduls, wobei das Pressverbindungselement eine erste Einpresszone zur kraftschlüssigen Kontaktierung der ersten Kontaktöffnung und eine in Längsrichtung von der ersten Einpresszone beabstandete zweite Einpresszone zur kraftschlüssigen Kontaktierung der zweiten Kontaktöffnung umfasst. Externe Anschlusselemente können z. B. durch eine Platine oder Bandleiterpaar mit niedriger Induktivität gebildet sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von den in den Abbildungen dargestellten Beispielen näher erläutert.
1a zeigt schematisch ein Leistungshalbleitermodul mit PressFIT-Pins zur Kontaktierung mit einer Platine
1b zeigt ein anderes Modul, bei dem Einpress- und Montage auf dem Kühlkörper getrennt ablaufen;
2 zeigt schematisch in einer Seitenansicht ein Beispiel eines einfindungsgemäßen Systems zur Verbindung eines Elektronikmoduls und korrespondierenden Anschlusselementen mit Hilfe von einpressbaren Verbindungselementen;
3 zeigt eine Seitenansicht eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes mit zwei Einpresszonen zum Einpressen in ein Modulan- schlusselement sowie eine Leiterplatte, einen gelochten Bandleiter oder dgl.;
4 zeigt schematisch in einer Seitenansicht ein weiteres Beispiel eines einfindungsgemäßen Systems zur Verbindung eines Elektronikmoduls und korrespondierenden Anschlusselementen mit Hilfe von einpressbaren Verbindungselementen, wobei zum Verbinden des Moduls mit übereinander liegenden Anschlusselementen die Verbindungselemente unterschiedliche Längen aufweisen;
5 zeigt schematisch in einer Seitenansicht ein weiteres Beispiel eines einfindungsgemäßen Systems zur Verbindung eines Elektronikmoduls und korrespondierenden Anschlusselementen mit Hilfe von einpressbaren Verbindungselementen, wobei das Modulgehäuse als Widerlager für die Anschlusselemente Distanzstücke aufweist;
6 zeigt ein ähnliches System wie 5, wobei zwischen zwei übereinanderliegenden Anschlusselementen eine Isolierlage angeordnet ist, durch die die Verbindungselemente hindurchgeführt sind;
7 zeigt ein ähnliches System wie 6, wobei mehrere Verbindungselemente an einem isolierenden Trägerelement angeordnet sind, das durch die Isolierlage durchgeführt ist und die Durchführungen sind mit Isoliermaterial abgedichtet sind;
8 zeigt ein ähnliches System wie 2, wobei die modulseitigen Anschlusselemente als Hülsen ausgebildet und am Substrat angeordnet sind und die Verbindungselemente durch das Modul hindurch geführt sind;
9 zeigt ein ähnliches System wie 8, wobei die modulseitigen Anschlusselemente als gelochte Anschlusselemente ausgebildet und am Substrat ausgebildet sind und die Verbindungselemente durch das Modul hindurch geführt sind; und
10 zeigt die Verbindungselemente aus 3 auf einem Träger mit einer Auspressvorrichtung.
In den Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleicher oder ähnlicher Bedeutung.
1a zeigt schematisch ein Leistungshalbleitermodul 10 mit mehreren PressFIT-Pins 30 zur Kontaktierung mit einer Platine 20. Im dargestellten Beispiel wird das Modul 10 mit Hilfe einer Schraube 40 in die Platine 20 eingepresst und gleichzeitig am Kühlkörper festgeschraubt, wobei durch die beim Einschrauben auf das Modul 10 ausgeübte Kraft die PressFIT-Pins 30 in korrespondierende Kontaktlöcher der Platine 20 eingepresst werden. In 1b ist ein anderes Modul 10 mit den an dem Modulgehäuse angeordneten PressFIT-Pins 30 ohne Platine in perspektivischer Ansicht dargestellt. Dieses Modul wird zu zuerst am Kühlkörper angeschraubt und kann danach, unabhängig davon in eine Platine eingepresst werden. Das in 1 dargestellte Pressverbindungssystem ist u. a. in dem Artikel T. Stolze, M. Thoben, M. Koch, R. Severin: Reliability of pressFIT connections, in: Proceedings of PCIM Europe 2008 beschrieben.
2 zeigt schematisch in einer Seitenansicht ein Beispiel eines einfindungsgemäßen Verbindungssystems für Elektronikmodule zur zuverlässigen elektrischen Kontaktierung derselben. Das vorliegende Beispiel betrifft ein Leistungshalbleitermodul 10 mit zumindest einem, im vorliegenden Fall mehreren Modulanschlusselementen 11, die an einer Außenseite des Modulsgehäuses angeordnet sind. Die Anschlusselemente 11 sind z. B. aus einem Stück Flachleiter (streifenförmiger Leiter mit annähernd rechteckigem Querschnitt) gebildet, das normal zur Oberfläche 101 des Modulgehäuses aus dem Modul herausgeführt ist und außerhalb des Moduls um 90° gebogen ist, sodass ein Teil des Flachleiters parallel zur Gehäuseoberfläche 101 des Moduls 10 liegt. In diesen parallel zur Oberfläche liegenden Abschnitten der Modulanschlusselemente 11 sind jeweils ein oder mehrere Kontaktöffnungen 11' (z. B. Durchgangslöcher) vorgesehen.
Einem oder mehreren Modulanschlusselement(en) 11 kann ein modulexternes Anschlusselement zugeordnet sein, wobei dieses modulexterne Anschlusselement sowohl eine Platine 20 (Leiterkarte) oder ein weiterer Flach- oder Bandleiter 20' (Busbar) sein kann und ebenfalls Kontaktöffnungen aufweist, die zu den Kontaktöffnungen 11' der Modulanschlusselemente 11 korrespondieren.
Eine zuverlässige elektrische Verbindung des Elektronikmoduls 10 mit dem externen Anschlusselement (z. B. der Platine 20) bzw. den externen Anschlusselementen wird durch in die Kontaktöffnungen einpressbare Pressverbindungselemente 30 gewährleistet, wobei ein Pressverbindungselement immer in zwei korrespondierende Öffnungen eingepresst wird. Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Pressverbindungselementes ist in 3 dargestellt.
Das in 3 gezeigte Pressverbindungselement 30 umfasst einen (in Längsrichtung) langgestreckten Grundkörper 33 mit zwei in Längsrichtung zueinander beabstandeten Einpresszonen A und B. Gemäß einem Beispiel der Erfindung ist die maximale Außenabmessung D1 der Einpresszone A (gemessen normal zur Längsrichtung) kleiner als die maximale Außenabmessung D2 der Einpresszone B. Der Grundkörper kann auch weitere, zu den Einpresszonen A und B in Längsrichtung beabstandete Einpresszonen aufweisen (nicht dargestellt). Um das Einpressen der Einpresszonen A und B in die entsprechenden Kontaktöffnungen zu erleichtern, kann das Pressverbindungselement 30 im Bereich der Einpresszonen Federelemente 31 aufweisen, die derart ausgestaltet sind, dass sie sich beim Einpressen in die entsprechenden Kontaktöffnungen elastisch und/oder plastisch verformen und eine Kontaktkraft auf die Innenseite der Kontaktöffnungen ausüben. Zu diesem Zweck können die Federelemente 31 beispielsweise eine Ösen-, Gabel oder Spiralform aufweisen oder jede andere, leicht verformbare Geometrie. Als Alternative könnten die Kontaktöffnungen (z. B. Kontaktöffnungen 11' der Modulanschlusselemente 11) elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Pressverbindungselement eine volle Geometrie mit z. B. quadratischem oder rundem Querschnitt aufweisen. In jedem Fall müssen die jeweilige Kontaktzone (Zone A bzw. B) und die korrespondierende Kontaktöffnung des jeweiligen Anschlusselementes (siehe 2, Modulsanschlusselement 11 bzw. Zuleitungsanschlusselement 20') derart aufeinander abgestimmt sein, dass eine zuverlässige kraftschlüssige Verbindung (und folglich auch ein zuverlässiger, niederohmiger elektrischer Kontakt) gewährleistet wird.
Die Kontaktzonen der Pressverbindungselemente können sehr unterschiedlich ausgestaltet sein. Neben der in den 1 und 3 gezeigten geschlitzten Ösenform können die Kontaktzonen auch andere geeignete Formen aufweisen, wie z. B. eine die Kontaktzone bildende Spirale, eine sternförmige oder X-förmige Kontaktzone, etc.
Häufig sind in einem Elektronikmodul 10 Halbleiterschalter enthalten, wie z. B. eine oder mehrere Leistungstransistor-Halbbrücken für den Aufbau eines Stromrichters. In diesem Fall ist eine zuverlässige, niederohmige elektrische Verbindung der Lastanschlüsse der Leistungshalbleiter wünschenswert. Um die Leitungsinduktivitäten möglichst gering zu halten (und um so die Nachteile hoher Leitungsinduktivitäten beim Schalten hoher Lastströme zu vermeiden) sind die (externen) Zuleitungsanschlusselemente 20' häufig als parallele Streifenleiter oder Bandleiter ausgeführt (Bandleiterpaare), in denen der gleiche Laststrom jeweils antiparallel fließt. Die Bandleiter sind dabei parallel zur Oberfläche 110 des Elektronikmodulgehäuses und in unterschiedlichem Abstand zu dieser geführt. Dieser Fall ist in 4 dargestellt.
Jedem Bandleiter 20' ist ein eigenes Modulanschlusselement 11, 12 zugeordnet, wobei für jedes Paar aus Bandleiter und Anschlusselement unterschiedlich lange Verbindungselemente 30 vorgesehen sind, um den unterschiedlichen Abstand der einzelnen Bandleiter zur Oberfläche 110 des Modulgehäuses auszugleichen. Die mit Kontaktöffnungen versehenen Bereiche der Bandleiter sind zueinander in horizontaler Richtung (d. h. in einer parallel zur Oberfläche 110 verlaufenden Richtung) versetzt, sodass ein weiter innen (d. h. näher beim Modulgehäuse) liegender Bandleiter 20 das Durchstecken eines Pressverbindungselementes 30 von einem weiter außen liegendem Bandleiter bis zu dem diesem zugeordneten Modulanschlusselement (vgl. Anschlusselement 12 in 4) nicht behindert.
Um die Montage des Pressverbindungssystems aus 4 einfacher zu gestalten, können am Elektronikmodul – genauer gesagt an der Oberfläche 110 des Modulgehäuses – und/oder zwischen den Anschlusselementen 10, 11, 12, 20, 20' Distanzstücke 40, 41, 42 vorgesehen sein, an denen die jeweiligen Anschlusselemente anliegen. Ein Beispiel dafür ist in 5 dargestellt. Die Distanzstücke 40, 41, 42 bilden praktisch Widerlager für die Anschlusselemente. Die Distanzstücke 40 dienen im Wesentlichen als Widerlager für die Modulanschlusselemente 11, 12, 13, die normal aus der Oberfläche 110 des Modulgehäuses austreten und außerhalb des Moduls 10 um 90° abgewinkelt sind, sodass ein Schenkel eines Anschlusselements 11, 12, 13 parallel zur Oberfläche 110 verläuft. In diesen parallel zur Oberfläche 110 verlaufenden Schenkel der Modulanschlusselemente 11, 12, 13 sind auch die Kontaktöffnungen (z. B. gestanzte Löcher) angeordnet, in die im Zuge der Montage die Pressverbindungselemente 30 eingepresst werden. Ein Verbiegen der parallel zur Oberfläche 110 des Elektronikmoduls 10 verlaufenden Teile der Anschlusselemente 11, 12, 13 beim Einpressen eines Pressverbindungselements 30 wird durch die Distanzstücke 40 verhindert, wobei diese den Raum zwischen Oberfläche 110 und Anschlusselement 11, 12, 13 überbrücken, sodass das Anschlusselement praktisch am Modulgehäuse anliegt. Die Distanzstücke 40 können dabei ein integraler Bestandteil des Modulgehäuses sein. Die Distanzstücke 40 sollen jedoch die Kontaktöffnungen (z. B. Kontaktöffnung 11') nicht überdecken, sodass ein Verbindungselement 30 problemlos durch die betroffene Kontaktöffnung durchgesteckt werden kann.
Die Distanzstücke 41 dienen als Auflager für die externen Anschlusselemente 20 oder auch für eine Platine 20 (vgl. 1). Die Distanzstücke 41 sind etwas länger als die Distanzstücke 40, sodass die externen Anschlusselemente etwas über den zugehörigen Modulanschlusselementen 11, 13 zu liegen kommen. Der Längenunterschied (normal zur Oberfläche 101 gemessen) zwischen den Distanzstücken 40 und 41 entspricht ungefähr dem Abstand der beiden Einpresszonen A und B eines passenden Pressverbindungselementes 30. Sofern, wie bereits in 4 dargestellt, mehrere externe Anschlusselemente (Platinen 20 bzw. Bandleiter 20') mit dem Elektronikmodul verbunden werden sollen, ist das der Modulgehäuseoberfläche 101 am nächsten liegende Anschlusselement 20' an den Distanzstücken 41 gelagert, die darüberliegenden weiteren externen Anschlusselemente 20' sind über mindestens ein Distanzstück 42 an dem jeweils darunter liegenden Anschlusselement (z. B. Bandleiter 20') gelagert, sodass sich ein Stapel aus An- schlusselementen und Distanzstücken ergibt (Distanzstück 41, erstes externes Anschlusselement 20', Distanzstück 42, zweites externes Anschlusselement 20', etc.). Gegebenenfalls können die Distanzstücke (in 5, Distanzstück 42) Durchgangsöffnungen aufweisen, durch die im montierten Zustand die Pressverbindungselemente 30 hindurchgeführt sind.
Eine besondere Bedeutung in diesem Zusammenhang haben parallel zueinander in einem sehr geringen Abstand verlaufende Bandleiterpaare 20'. Derartige Bandleiterpaare 20' haben einen derart geringen Abstand, dass bei antiparallel fließenden Strömen die Induktivität des Bandleiterpaars gegenüber Einzelleitern stark reduziert ist. Üblicherweise ist zwischen den zwei Bandleitern eines Bandleiterpaares eine dünne Isolationsschicht (vgl. 5) angeordnet. Der Abstand zwischen zwei Bandleitern ist üblicherweise kleiner als eine Reihe der Bandleiter.
Die Funktion des Distanzstücks 42 in dem Beispiel aus 5 kann auch eine Isolationsschicht (Isolierlage 42, z. B. ein Folie) zwischen zwei parallel geführten Bandleitern 20' (Bandleiterpaar) übernehmen. Diese Variante ist in 6 dargestellt. Um den auf der dem Modul 10 abgewandten Seite der Isolierlage 42' angeordneten Bandleiter 20' mit dem korrespondierenden Modulanschlusselement 12 kontaktieren zu können, weist die Isolierlage Durchgangslöcher auf, die mit den Kontaktöffnungen fluchten und durch die in montiertem Zustand die Pressverbindungselemente 30' durchgeführt sind. Im Übrigen entspricht das Beispiel in 6 dem zuvor erläuterten Beispiel aus 5.
In 7 ist ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Pressverbindungssystems dargestellt. Das in 6 dargestellte System ist eine Alternative zu den Beispielen aus 5 oder 6. Um die Montage des Elektronikmoduls und der Anschlusselemente 11, 12, 13, 20, 20' bei der Verwendung von zumindest zweilagiger Bandleiter (Bandleiterpaare) zu vereinfachen, können die Pressverbindungselemente 30 an einem Ende mit einem langgestreckten Endstück 34 aus isolierendem Material versehen sein. Die langgestreckten Endstücke 34 haben dabei ähnliche Außenabmessungen (quer zur Längsrichtung) wie die Pressverbindungselemente 30 selbst, sodass diese mit den Endstücken 34 durch eine oder mehrere Lagen (durch Isolierlagen 42' getrennte) Bandleiter auf unterschiedlichem Potential durchgesteckt werden können, um den untersten der Bandleiter 20' mit einem korrespondierenden Modulanschlusselement 11 zu kontaktieren, ohne diesen dabei mit den darüber liegenden Bandleiter kurz zu schließen. Um eine sichere Isolation zu gewährleisten ist der Raum zwischen der Isolierlage 42', welche die zwei Bandleiter eines Bandleiterpaares 20' trennt, und den Pressverbindungselementen 30 eine Dichtung 70 angeordnet. Im einfachsten Fall wird als Dichtelement ein O-Ring verwendet.
Um mehrere Pressverbindungen bei der Montage einfacher handhaben und gleichzeitig einpressen zu können, können mehrere Pressverbindungselemente 30, gegebenenfalls über die Endstücke 34, an einem Träger 35 befestigt sein. Ein Träger 35 trägt dann mehrere (z. B. alle zur Kontaktierung eines Modulanschlusselementes 11 notwendigen) Pressverbindungselemente 30, sodass diese gemeinsam eingepresst werden können.
In den bisher beschriebenen Beispielen sind die Anschlusselemente 11, 12, 13 des Elektronikmoduls 10 durch eine Oberfläche 110 des Modulgehäuses nach außen geführt. In den in den 8 und 9 gezeigten Beispielen sind die Modulanschlusselemente direkt auf einem Substrat 11 am ”Boden” des Elektronikmoduls 10 angeordnet und durch eine Öffnung im Modulgehäuse von außen zugänglich.
In 8 sind die Modulanschlusselemente als Hülsen 14 ausgebildet, in die Pressverbindungselemente 30 eingepresst werden können. Dabei bildet die Innenwandung der durch eine Hülse 14 gebildete Kontaktöffnung und eine korrespondierende Einpresszone A des betreffenden Pressverbindungselementes eine kraftschlüssige Verbindung und somit auch eine zuverlässige niederohmige, elektrische Verbindung. Als Alternative zu den in 8 gezeigten Hülsen können auch, wie in 9 dargestellt – streifenförmige Anschlusselemente 11 (vgl. 2 und 4 bis 7) mit Kontaktöffnungen 11' direkt am Substrat am Boden des Moduls 10 befestigt sein, wobei die Pressverbindungselemente 30 in die Kontaktöffnungen der Anschlusselemente 11 eingreifen und eine kraftschlüssige Verbindung bilden.
In 10 ist noch eine Alternative zu dem Trägerelement 35 aus den 7 bis 9 gezeigt. Das Trägerelement 36 ”trägt” – wie das Trägerelement 35 in den Beispielen aus den 7 bis 9 – mindestens ein Pressverbindungselement 30. Mit dem Trägerelement 36 ist jedoch mindestens 1 Hebel 37 verbunden, mit dessen Hilfe die eingepressten Pressverbindungselemente 30 in einfacher weise wieder gelöst werden können. Das Lösen wird dadurch bewirkt, dass mit Hilfe der Hebel 37 eine Kraft zwischen dem Anschlusselement 11 (in das die Pressverbindungselemente 30 eingepresst sind) und dem Trägerelement 36 erzeugt wird. Da die Pressverbindungselemente 30 an dem Trägerelement befestigt sind, werden so die Pressverbindungselemente 30 aus den Kontaktlöchern des Anschlusselementes herausgezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

T. Stolze, M. Thoben, M. Koch, R. Severin: Reliability of pressFIT connections, in: Proceedings of PCIM Europe 2008 [0023]

Claims

Pressverbindungselement (30) zum Einpressen in eine erste Kontaktöffnung eines ersten Anschlusselementes (11, 12, 13, 14) und eine zweite Kontaktöffnung eines zweiten Anschlusselementes (20, 20'); das Pressverbindungselement (30) weist auf: einen langgestreckten Grundkörper (33) zum Durchführen durch die zweite Kontaktöffnung des zweiten Anschlusselementes (20, 20') bis hin zur ersten Kontaktöffnung des ersten Anschlusselementes (11, 12, 13, 14); eine erste Einpresszone (A) zur kraftschlüssigen Kontaktierung der ersten Kontaktöffnung; und eine in Längsrichtung von der ersten Einpresszone (A) beabstandete zweite Einpresszone (B) zur kraftschlüssigen Kontaktierung der zweiten Kontaktöffnung.
Pressverbindungselement gemäß Anspruch 1, bei dem die erste und die zweite Einpresszone (A, B) elastisch und/oder plastisch verformbar sind.
Pressverbindungselement gemäß Anspruch 2, bei dem an dem Grundkörper (33) im Bereich der ersten Einpresszone (A) sowie im Bereich der zweiten Einpresszone (B) jeweils zumindest ein Federelement (31; 32) angeordnet ist.
Pressverbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die erste Einpresszone (A) eine geringere maximale Außenabmessung (D1) hat als die zweite Einpresszone (B), wobei die maximale Außenabmessung normal zur Längsrichtung des Grundkörpers (33) gemessen wird.
Pressverbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 mit zumindest einer weiteren zu der ersten und zweiten Einpresszone in Längsrichtung beabstandeten Einpresszone zur Kontaktierung einer Kontaktöffnung eines weiteren Anschlusselementes.
Verbindungssystem für Elektronikmodule, das aufweist: ein Elektronikmodul (10), das zumindest ein erstes Anschlusselement (11, 12, 13, 14) mit zumindest einer ersten Kontaktöffnung aufweist, zumindest ein externes Anschlusselement (20, 20') mit einer zweiten Kontaktöffnung; und zumindest ein Pressverbindungselement (30, 30') umfassend einen langgestreckten Grundkörper (33) zum Durchführen durch die zweite Kontaktöffnung des externen Anschlusselementes (20, 20') bis in die erste Kontaktöffnung des ersten Anschlusselementes (11, 12, 13, 14) des Elektronikmoduls (10), wobei das Pressverbindungselement (30, 30') eine erste Einpresszone (A) zur kraftschlüssigen Kontaktierung der ersten Kontaktöffnung und eine in Längsrichtung von der ersten Einpresszone (A) beabstandete zweite Einpresszone (B) zur kraftschlüssigen Kontaktierung der zweiten Kontaktöffnung umfasst.
Verbindungssystem gemäß Anspruch 6, das weiter aufweist: zumindest ein Trägerelement (35, 36), an dem das zumindest eine Pressverbindungselement (30, 30') derart angeordnet und befestigt ist, dass das Trägerelement (35, 36) bei eingepresstem Pressverbindungselement an dem externen Anschlusselement (20, 20') anliegt.
Verbindungssystem gemäß Anspruch 7, bei dem an dem Trägerelement (36) zumindest ein Hebel angelenkt ist, mit dem bei eingepresstem Pressverbindungselement (30, 30') eine Kraft auf das externe Verbindungselement ausgeübt werden kann, welche in Längsrichtung des Pressverbindungselement (30, 30') wirkt und ein herausziehen des Pressverbindungselementes (30, 30') aus der ersten Kontaktöffnung des ersten Anschlusselementes (11, 12, 13, 14) des Elektronikmoduls (10) ermöglicht.
Verbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das externe Anschlusselement (20, 20') eine Leiterplatte, ein Bandleiter oder ein Bandleiterpaar ist.
Verbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem das erste Anschlusselement (11, 12, 13, 14) oder das zweite Anschlusselement (20, 20') oder beide Anschlusselemente an dem Gehäuse des Elektronikmoduls gelagert sind.
Verbindungssystem gemäß Anspruch 10, bei dem zumindest eines der Anschlusselemente (11, 12, 13, 14; 20, 20') an einem mit dem Gehäuse des Elektronikmoduls verbundenen Distanzstück anliegt.
Verbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, bei dem das zumindest eine externe Anschlusselement (20') mindestens zwei Bandleiter umfasst, wobei die Bandleiter parallel zueinander verlaufen und jeweils durch eine Isolierlage (42') oder ein Distanzstück (42) voneinander getrennt sind und wobei die Enden der Bandleiter zueinander versetzt sind und Kontaktlöcher aufweisen; das Elektronikmodul zumindest zwei jeweils einem Bandleiter zugeordnete Anschlusselemente (11, 12), die jeweils mit den Kontaktlöchern der Bandleiter korrespondierende Kontaktlöcher aufweisen; und bei dem zumindest eine Pressverbindungselement je eines der Flachleiter mit einem korrespondierenden Anschlusselement (11, 12) verbindet.
Verbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12, bei dem die Anschlusselemente (11, 12) des Elektronikmoduls (10) an einem Substrat am Boden des Moduls befestigt sind und die Pressverbindungselemente von einer Oberseite des Moduls durch das Modulgehäuse hindurch zu den Anschlusselementen geführt sind.
Verbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12, bei dem mehrere Pressverbindungselemente auf einem gemeinsamen Träger (35, 36) angeordnet und an diesem verbunden sind.
Verbindungssystem gemäß Anspruch 14, bei dem der Träger (36) Mittel zum Lösen einer Pressverbindung umfasst, wobei die Mittel zum Lösen insbesondere Hebelelemente sind.