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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Elektronikbauteilen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schalten großer Ströme. Die Vorrichtung umfasst eine Logikschaltung und eine durch die Logikschaltung steuerbare Leistungsschaltung, wobei die Logikschaltung und die Leistungsschaltung auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Die Leiterplatte besteht aus mehreren, über jeweilige Verbindungsabschnitte flexibel miteinander verbundenen Leiterplattenteilen. Über eine Leiterzugstruktur in den Leiterplattenteilen und den Verbindungsabschnitten ist eine Signalführung zwischen den Leiterplattenteilen möglich.
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Solche Vorrichtungen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen zum Schalten von Lasten (z.B. Aktuatoren im KFZ) benötigt. Die Steuerung von Schaltelementen der Leistungsschaltung zum Schalten der Ströme erfolgt mittels der Logikschaltung. Die Logikschaltung und die Schaltelemente zum Schalten der Ströme sind üblicherweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Häufig werden die der Logik zugeordneten Komponenten auf einer Leiterplatte und die Schaltelemente zum Schalten der Ströme auf einer anderen Leiterplatte angeordnet. Die beiden Leiterplatten werden z.B. mittels Pressfit-Pins elektrisch und mechanisch miteinander verbunden. In der Regel eine der beiden Leiterplatten wird mit einem Kontaktstecker verbunden. Die Herstellung einer derartigen Vorrichtung muss innerhalb enger, vorgegebener Toleranzen erfolgen. Dies macht die Fertigung aufwändig. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Entwärmung der Vorrichtung nur aufwändig zu realisieren ist.
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Aus der
DE 39 36 906 A1 ist ein Gehäuse für den Einbau in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme von Elektronikbauteilen bekannt, bei dem Elektronikbauteile auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet sind. Die flexible Leiterplatte wird derart schleifenförmig in das Gehäuse montiert, dass die beiden, die Schleife schließenden Seitenkanten der flexiblen Leiterplatte mit zwei Steckern, die in einen gemeinsamen Steckerrahmen des Gehäuses münden, verbunden sind. Dabei ist die eine Seitenkante mit einem ersten Stecker und die andere Seitenkante mit einem zweiten Stecker verbunden. Die Leiterplatte ist, ausgehend von dem Steckerrahmen entlang der inneren Flächen des Gehäuses geführt. Eine Entwärmung wird dadurch ermöglicht, dass die flexible Leiterplatte mit ihrer Unterseite auf eine innere Fläche einer Trägerplatte des Gehäuses geklebt ist. Ein Nachteil dieses Gehäuses besteht darin, dass die Herstellung des Gehäuses aufwändig ist, aufgrund der Befestigung der Leiterplatte an gegenüberliegenden Trägerplatten des Gehäuses.
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Aus der US 2009 / 0 322 149 A1 ist eine Bordnetzsteuerungsvorrichtung bekannt, die eine Leistungseinheit, eine Steuereinheit und eine Stromquelleneinheit umfasst, in der ein Öffnungsabschnitt eines Gehäuses, das Komponenten der Leistungseinheit enthält, und ein Öffnungsabschnitt eines Gehäuses, das Komponenten der Steuereinheit enthält, aneinanderstoßen, um gekoppelt zu werden; ein Gehäuse der Stromversorgungseinheit an einem Öffnungsabschnitt angebracht ist, der an einer Seitenfläche des Gehäuses der Leistungseinheit vorgesehen ist, so dass die beiden Gehäuse gekoppelt sind; die Leistungseinheit und die Steuereinheit durch einen flexiblen Verbindungsleiter verbunden sind; und der Verbindungsleiter gefaltet ist und zwischen einem harzgeformten Abschnitt, der innerhalb des Gehäuses der Leistungseinheit ausgebildet ist, und einem harzgeformten Abschnitt, der innerhalb des Gehäuses der Steuereinheit ausgebildet ist, enthalten ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Aufnahme von Elektronikbauteilen, insbesondere zum Schalten großer Ströme anzugeben, welches auf einfachere Weise herstellbar ist und gleichzeitig eine optimierte Entwärmung von Verlustwärme ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Es wird eine Vorrichtung zur Aufnahme von Elektronikbauteilen, insbesondere zum Schalten großer Ströme vorgeschlagen, mit einer Logikschaltung und einer durch die Logikschaltung steuerbaren Leistungsschaltung. Unter großen Strömen werden insbesondere Ströme von größer als 100 A verstanden. Die Logikschaltung und die Leistungsschaltung sind auf einer Leiterplatte angeordnet, welche aus mehreren über jeweilige Verbindungsabschnitte flexibel miteinander verbundenen Leiterplattenteilen besteht. Eine Leiterzugstruktur ist in den Leiterplattenteilen und den Verbindungsabschnitten zur Signalführung zwischen den Leiterplattenteilen vorgesehen.
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Eine solche Leiterplatte wird als semiflexible Leiterplatte bezeichnet, die aus einem Verbund von mehreren Schichten besteht. Die Leiterzugstruktur kann auf den gegenüberliegenden Außenseiten des Schichtenverbunds und/oder im Inneren zwischen jeweils zwei aneinandergrenzenden Schichten ausgebildet sein. Im Bereich der Verbindungsabschnitte sind Nuten in den Mehrschichtaufbau eingebracht. Die Nuten können beispielsweise gefräst sein. Im Bereich der Nuten, d.h. der Verbindungsabschnitte, weist die Leiterplatte weniger Schichten als in den Leiterplattenteilen auf. Im äußersten Fall ist in einem Verbindungsabschnitt lediglich eine einzige Schicht ausgebildet. Hierdurch ist die Leiterplatte im Bereich der Verbindungsabschnitte flexibel.
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Die Vorrichtung zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: Die Komponenten der Logikschaltung und die Komponenten der Leistungsschaltung sind auf zumindest einem Leiterplattenteil der Leiterplatte angeordnet. Zumindest ein Leiterplattenteil ist ein Kontaktleiterplattenteil, das mit ersten Kontaktelementen eines Kontaktsteckers elektrisch verbundene erste Kontaktöffnungen aufweist, die über die Leiterzugstruktur der Leiterplatte in direkter Weise ausschließlich mit Komponenten der Logikschaltung auf dem zumindest einen Leiterplattenteil elektrisch verbunden sind. Eine mechanische Verbindung eines jeweiligen Kontaktleiterplattenteils mit dem Leiterplattenteil, auf dem die Logikschaltung angeordnet ist, erfolgt über einen jeweiligen Verbindungsabschnitt. Zumindest eine zweite Kontaktleiterplatte weist mit zweiten Kontaktelementen des Kontaktsteckers elektrisch verbundene zweite Kontaktöffnungen auf, die in direkter Weise ausschließlich mit Komponenten der Leistungsschaltung auf dem zumindest einen Leiterplattenteil elektrisch verbunden sind. Die zumindest eine zweite Kontaktleiterplatte ist jeweils eine von der Leiterplatte separierte Leiterplatte, deren zweite Kontaktöffnungen mit der Leiterzugstruktur des zumindest einen Leiterplattenteils über einzelne Drähte verbunden sind. Die mechanische Verbindung der zweiten Kontaktleiterplatte zu der Leiterplatte erfolgt alleine über die die elektrische Verbindung herstellenden Drähte.
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Durch den Einsatz einer semiflexiblen Leiterplatte und die Verwendung von Drähten, die die Leiterplatte mit einer oder mehreren davon separierten Leiterplatte(n) miteinander verbinden, ist es möglich, eine hinsichtlich der Herstellung und des Betriebs optimierte Vorrichtung bereitzustellen. Die Vorrichtung kann z.B. als Steuergerät in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
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Die Vorrichtung umfasst lediglich einen einzigen Kontaktstecker, über dessen erste und zweite Kontaktelemente die elektrische Verbindung zu dem zumindest einen ersten Kontaktleiterplattenteil und der zumindest einen zweiten Kontaktleiterplatte hergestellt ist. Die ersten und zweiten Kontaktelemente des Kontaktsteckers sind somit mit unterschiedlichen „Leiterplatten“ verbunden. Während das zumindest eine erste Kontaktleiterplattenteil Bestandteil der Leiterplatte ist, über die Logiksignale zu der Logikschaltung auf dem zumindest einen Leiterplattenteil übertragen werden, ist die zumindest eine zweite Kontaktleiterplatte ein von der Leiterplatte unabhängiges Bauteil, über welches die von der Leistungsschaltung erzeugten oder getragenen Ströme transportiert werden. Da die Drähte gegenüber den Leiterbahnen der Leiterzugstruktur einen wesentlich größeren Querschnitt aufweisen können, können aufgrund des geringeren Innenwiderstands die Komponenten der Leistungsschaltung mit verringerter Verlustwärmeabgabe bzw. höheren Strömen betrieben werden.
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Die Übertragung von Leistungssignalen und Logiksignalen über unterschiedliche Kontaktleiterplatten ermöglicht ist zudem, die Komponenten der Logikschaltung und der Leistungsschaltung in optimierter Weise auf der Leiterplatte anzuordnen, um so aufgrund des durch die Funktion der Vorrichtung sich ergebenden Signalpfads eine einfache Entwärmung der Komponenten, insbesondere der Leistungsschaltung, sicherzustellen.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Komponenten der Logikschaltung und die Komponenten der Leistungsschaltung auf unterschiedlichen ersten und zweiten Leiterplattenteilen angeordnet. Neben einer vereinfachten Entwärmung kann hierdurch der für die Vorrichtung benötigte Volumenbedarf verringert werden. Insbesondere ist jedem der zweiten Leiterplattenteile, das Komponenten der Leistungsschaltung umfasst, eine zweite Kontaktleiterplatte zugeordnet, welche über Drähte mit dem zugeordneten, zweiten Leiterplattenteil elektrisch verbunden ist.
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Es kann weiter vorgesehen sein, dass das erste Kontaktleiterplattenteil und das oder die zweiten Leiterplattenteile an unterschiedlichen Seitenkanten des ersten Leiterplattenteils angeordnet sind. Zum Beispiel sind zwei zweite Leiterplattenteile an gegenüberliegenden Seitenkanten des ersten Leiterplattenteils angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein besonders geschickter Verlauf des Signalpfads, welcher nicht nur eine verbesserte Entwärmung, sondern auch eine Vorrichtung mit geringen Abmaßen sicherstellt.
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Insbesondere ist das zumindest eine zweite Leiterplattenteil in einer Ebene senkrecht zur Ebene des ersten Leiterplattenteils angeordnet.
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Das erste Leiterplattenteil und/oder das oder die zweiten Leiterplattenteile können an eine jeweilige Kühlplatte thermisch angebunden sein. Die Kühlplatte kann beispielsweise die Gehäusewand eines Gehäuses der Vorrichtung darstellen. Die thermische Anbindung des betreffenden Leiterplattenteils kann durch eine Verklebung, insbesondere unter Verwendung eines wärmeleitenden Klebstoffs, realisiert sein. Ebenso kommt eine kraft- oder formschlüssige Verbindung des betreffenden Leiterplattenteils mit der Kühlplatte in Betracht.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Komponenten der Logikschaltung und/oder die Komponenten der Leistungsschaltung derart auf dem oder ihren jeweiligen Leiterplattenteilen angeordnet, dass sich von den ersten Kontaktelementen zu den zweiten Kontaktelementen ein ringförmiger oder T-förmiger Signalpfad ergibt. Hierdurch ist es möglich, Komponenten mit hoher Verlustleistung örtlich zu konzentrieren und an eine der Kühlplatten anzubinden.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das zumindest eine erste Kontaktleiterplattenteil und die zumindest eine zweite Kontaktleiterplatte in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Hierdurch können die ersten und zweiten Kontaktelemente als gerade ausgebildete Kontaktstifte (sog. Pins) bereitgestellt werden. Die Herstellung der elektrischen Verbindung kann durch den sog. Pressfit-Vorgang erfolgen.
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Insbesondere ist die gemeinsame Ebene senkrecht zur Ebene des Leiterplattenteils, auf dem die Logikschaltung angeordnet ist. Die gemeinsame Ebene ist bevorzugt ferner senkrecht zur Ebene des Leiterplattenteils, auf dem die Leistungsschaltung angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine hinsichtlich ihrer räumlichen Abmaße besonders kompakte Vorrichtung.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Drähte zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der zweiten Kontaktleiterplatte und dem zumindest einen Leiterplattenteil in die jeweilige Kontaktleiterplatte und das zumindest eine Leiterplattenteil einlaminiert.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leiterplattenanordnung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
- 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die in 1 gezeigte Leiterplattenanordnung in ein Gehäuse eingesetzt ist,
- 3 eine Schnittdarstellung eines Leiterplattenteils einer Leiterplatte der Leiterplattenanordnung aus 1,
- 4 eine Schnittdarstellung einer Kontakt-Leiterplatte der Leiterplattenanordnung aus 1,
- 5 eine Vorderansicht der Vorrichtung aus 2,
- 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 2, in welcher ein Deckel noch nicht mit dem Gehäuse verbunden ist,
- 7 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 8 eine Vorderansicht der Vorrichtung aus 7,
- 9 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 7, in welcher ein Deckel noch nicht mit dem Gehäuse verbunden ist,
- 10 eine Rückansicht der Vorrichtung aus 7,
- 11 eine Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Leiterplattenanordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 12 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die in 11 gezeigte Leiterplattenanordnung in ein Gehäuse eingesetzt ist,
- 13 eine Schnittdarstellung durch einen Verbindungsabschnitt der Leiterplatte der Leiterplattenanordnung aus 11, und
- 14 eine Schnittdarstellung eines Leiterplattenteils der Leiterplatte der Leiterplattenanordnung aus 11.
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1 zeigt eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leiterplattenanordnung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. 2 zeigt die in 1 gezeigte Leiterplattenanordnung in ein Gehäuse 25 eingesetzt. Die so bereitgestellte Vorrichtung 1 stellt beispielsweise ein Steuergerät für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug dar. Beispielsweise dient die Vorrichtung 1 zum Schalten großer Ströme, wie zum Beispiel zum Zu-oder Wegschalten eines Energiespeichers zu einem Bordnetz, oder zum Schalten von Verbrauchern.
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Die Leiterplattenanordnung besteht aus einer Leiterplatte 2 und beispielhaft zwei Kontaktleiterplattenteilen 7, 8, welche unabhängig von der Leiterplatte 2 gefertigt und bereit gestellt sind. Die Leiterplatte 2 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel insgesamt vier Leiterplattenteile 3, 4, 5 und 6. Während das Leiterplattenteil 3 ein erstes Leiterplattenteil zur Aufnahme einer Logikschaltung darstellt, repräsentieren die Leiterplattenteile 4 und 5 zweite Leiterplattenteile, welche jeweils einen Teil einer Logikschaltung oder für sich unabhängige Leistungsschaltungen aufnehmen. Das Leiterplattenteil 6 stellt ein erstes Kontaktleiterplattenteil 6 dar.
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Die Leiterplatte 2 ist eine so genannte semiflexible Leiterplatte. Eine semiflexible Leiterplatte besteht aus mehreren Schichten. In der in 3 dargestellten Schnittdarstellung eines Leiterplattenteils der Leiterplatte 2 sind exemplarisch drei Schichten 37, 38, 39 dargestellt, welche miteinander, z.B. durch Lamination, verbunden sind. Auf den beiden äußeren Seitenflächen der semiflexiblen Leiterplatte 2 können jeweils Leiterzugstrukturen 40 aufgebracht sein. Je nach Ausgestaltung der Leiterplatte 2 kann auch nur auf einer der Außenseiten eine Leiterzugstruktur 40 vorgesehen sein. Ebenso können im Inneren der Leiterplatte 2 Leiterzüge verlaufen. In der schematischen Querschnittsdarstellung von 3 sind zwischen den jeweils zwei aneinandergrenzenden Schichten 37, 38 bzw. 38, 39 exemplarisch Leiterzugstrukturen 41 vorgesehen. Es versteht sich, dass der Ort und die Ausgestaltung der Leiterzugstrukturen 40, 41 sich nach der zu erreichenden Funktion richtet.
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Die Leiterplattenteile 3, 4, 5, 6 sind durch jeweilige Verbindungsabschnitte 9, 10, 11 flexibel miteinander verbunden. Im Bereich der Verbindungsabschnitte 9, 10, 11 sind Nuten in den in 3 gezeigten Mehrschichtaufbau der Leiterplatte 2 eingebracht. Hierdurch weist die Leiterplatte 2 im Bereich der Verbindungsabschnitte 9, 10, 11 weniger Schichten (im äußersten Fall nur eine einzige Schicht) auf als in den Leiterplattenteilen 3, 4, 5, 6. Hierdurch ist die Leiterplatte 2 im Bereich der Verbindungsabschnitte 9, 10, 11 flexibel. Je nach Anzahl der in den Verbindungsabschnitten noch vorhandenen Materialschichten kann die Leiterzugstruktur zur Signalführung zwischen den Leiterplattenteilen 3, 4, 5, 6 sowohl im Inneren der Verbindungsabschnitte 9, 10, 11 als auch Außen vorgesehen sein.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden auf dem ersten Leiterplattenteil 3 Komponenten 21, 22 der Logikschaltung (siehe 2) angeordnet. Die Komponenten 21 stellen beispielsweise Bauteile einer Eingangsbeschaltung, die Komponente 22 eine Recheneinheit der Logikschaltung dar. Auf den zweiten Leiterplattenteilen 4, 5, welche an gegenüberliegenden Seitenkanten des ersten Leiterplattenteils 3 angeordnet sind, werden Komponenten 23, 24 der Leistungsschaltung (en) angeordnet. Über die in den Verbindungsabschnitten 9, 10 vorhandene Leiterzugstruktur (in 1 und 2 nicht ersichtlich) kann die Logikschaltung bestimmte der Komponenten der Leistungsschaltung(en) auf den zweiten Leiterplattenteilen 4, 5 steuern. Zum Beispiel kann ein Befehl zum Öffnen oder Schließen eines Leistungs-Halbleiterschaltelements gegeben werden.
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Wie oben beschrieben, ist das Leiterplattenteil 6 ein Kontaktleiterplattenteil, welches zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit ersten Kontaktstiften des in 2 dargestellten Kontaktsteckers 20 dient. Das Kontaktleiterplattenteil 6 umfasst zu diesem Zweck erste Kontaktöffnungen 14 zur Aufnahme der ersten Kontaktstifte 17 des Kontaktsteckers, die in 2 dargestellt sind. Die gerade ausgebildeten Kontaktstifte 17 können Pressfit-Pins sein. Die ersten Kontaktöffnungen 14 sind über die nicht dargestellte Leiterzugstruktur 40, 41 der Leiterplatte 2 mit den Komponenten 21, 22 der Logikschaltung auf dem ersten Leiterplattenteil 3 elektrisch verbunden. Über die ersten Kontaktstifte 17 werden damit lediglich Logiksignale übertragen. Hierzu können die ersten Kontaktstifte 17 entsprechend klein, d.h. mit entsprechend kleinem Durchmesser, ausgebildet sein. Die beiden Kontaktleiterplatte mit 7, 8 (welche nicht integraler Bestandteil der Leiterplatte 2 sind) weisen jeweils zweite Kontaktöffnungen 15, 16 für zweite Kontaktstifte 18, 19 des Kontaktsteckers 20 auf. Die durch die Kontaktöffnungen 15, 16 durchgeführten, gerade ausgebildeten Kontaktstifte 18, 19 sind in 2 dargestellt und können Pressfit-Pins sein. Gegenüber den ersten Kontaktstiften 17 weisen die zweiten Kontaktstifte 18, 19 eine wesentlich größere Querschnittsfläche auf. Über die zweiten Kontaktleiterplatten 7, 8 wird eine elektrische Verbindung zu den Komponenten 23, 24 der Leistungsschaltung(en) hergestellt. Zu diesem Zweck ist jede der zweiten Kontaktleiterplatte 7, 8 über einzelne Drähte 12 bzw. 13 mit dem zugeordneten zweiten Leiterplattenteil 4, 5 elektrisch verbunden. Die Drähte 12, 13 können in die Kontaktleiterplatte 7, 8 und die zweiten Leiterplattenteile 4, 5 einlaminiert sein. Dies geht beispielsweise besser aus der Querschnittsdarstellung der 4 hervor.
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4 stellt einen Querschnitt längs der in 1 dargestellten Linie „Z“ dar. Es ist gut zu erkennen, dass in die zweite Kontaktleiterplatte 8 beispielhaft drei Drähte 13 eingebracht sind. Die Drähte 13 erstrecken sich durch die Materialschicht 39 und teilweise durch die Materialschicht 38 hindurch. Auf den beiden gegenüberliegenden Oberflächen der Kontaktleiterplatte 8 ist beispielhaft jeweils eine Leiterzugstruktur 40 aufgebracht.
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Dadurch, dass sowohl die zweiten Kontaktstifte 18, 19 als auch die im Vergleich zu Leiterzügen der Leiterzugstrukturen 40, 41 dickeren Drähte 13 als Zuleitungen zu den Komponenten 23, 24 der Leistungsschaltung(en) verwendet werden, besteht eine große Stromtragfähigkeit. Werden über die genannten elektrischen Leiter Ströme übertragen, welche in einer herkömmlichen Vorrichtung über Leiterzüge auf einer Leiterplatte übertragen werden, so fällt eine wesentlich geringere Verlustleistung an. Dies begünstigt die Entwärmung der Vorrichtung.
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Die Kombination einer semiflexiblen Leiterplatte 2 mit zusätzlichen Kontaktleiterplatten 7, 8, welche über Drähte 12, 13 mit der semiflexiblen Leiterplatte 2 verbunden sind, ermöglicht eine optimale Verteilung der Eingangs- und Ausgangssignale und berücksichtigt deren jeweilige Eigenheiten (Logik oder Leistung) .
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Wie unschwer der 2 zu entnehmen ist, werden die zweiten Leiterplattenteile 4, 5 längs der Verbindungsabschnitte 9, 10 senkrecht zu dem ersten Leiterplattenteil 3 gebogen, so dass die Ebenen der zweiten Leiterplattenteile 4, 5 parallel zueinander und senkrecht zur Zeichnungsebene stehen. In gleicher Weise wird das Kontaktleiterplattenteil 6 derart längs des Verbindungsabschnitts 11 gebogen, dass dieses ebenfalls senkrecht zum ersten Leiterplattenteil 3 und damit der Zeichnungsebene steht. Nach einer 90° Biegung der Kontaktleiterplatten 7, 8 in Richtung des Kontaktleiterplattenteils 6 liegen das Kontaktleiterplattenteil 6 und die zweiten Kontaktleiterplatten 7, 8 in einer gemeinsamen Ebene. Hierdurch kommen die Kontaktstifte 17, 18, 19 parallel zum Liegen und münden in den gemeinsamen Kontaktstecker 20.
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Der sich aus oben beschriebener Anordnung ergebende Signalpfad ist in 2 mit den Buchstaben A, B, C, D und E gekennzeichnet. Logiksignale werden vom Kontaktstecker 20 über die ersten Kontaktstifte 17 (A) zu der Eingangsbeschaltung (B) und von dort zur Rechnereinheit C der Logikschaltung geführt. Steuersignale werden von der Recheneinheit 22 an Leistungsbausteine und Treiber (D) übertragen, welche in Form der Komponenten 23, 24 auf den Leiterplattenteilen 4, 5 angeordnet sind. Entsprechende Leistungsströme werden über die Drähte 12, 13 und die Kontaktstifte 18, 19 geführt.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht eine leichte Anbindung an Wärmesenken, die in der vorliegenden Ausgestaltung durch das Gehäuse bereitgestellt ist. Zu diesem Zweck liegen die Rückseiten 35, 36 der Leiterplattenteile 4, 5 an seitlichen Gehäusewänden 26, 27 an.
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Wie aus 5 hervorgeht, können die seitlichen Gehäusewände 26, 27 zur besseren Wärmeabfuhr mit Kühlrippen 31 versehen sein. Die seitlichen Gehäusewände 26, 27 bilden zusammen mit einer rückseitigen Gehäusewand 28 einen nach vorne offenen Rahmen, welcher durch den Kontaktstecker 20 geschlossen wird. Oben und unten wird das Gehäuse durch eine jeweilige Deckelplatte 29, 30 abgeschlossen, wobei eine Rückseite des ersten Leiterplattenteils 3 an einer der Deckelplatten 29, 30 zur Wärmeabfuhr anliegt.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine geringfügig modifizierte Leiterplattenanordnung 50 in einem Gehäuse angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich das erste Kontaktleiterplattenteil 6 über die gesamte Länge der zugeordneten Seitenkante des Leiterplattenteils 3. Die zweiten Kontaktleiterplatten 7, 8 liegen in einer Ebene mit dem ersten Kontaktleiterplattenteil 3, erstrecken sich jedoch bezogen auf das erste Leiterplattenteil 3 nach außen. Wie beim vorangegangenen Ausführungsbeispiel liegen die Kontaktstifte 17, 18, 19 parallel, so dass diese in einem gemeinsamen Kontaktstecker 20 angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung haben die seitlichen Gehäusewände 26, 27 eine größere Dicke.
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Die 8, 9 und 10 zeigen eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Rückansicht der Vorrichtung von 7. Auch hier sind an den seitlichen Gehäusewänden 26, 27 Kühlrippen 31 vorgesehen (vergleiche 10).
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11 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Leiterplattenanordnung. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Leiterplatte 2 lediglich das Leiterplattenteil 3 und das Kontaktleiterplattenteil 6. Benachbart zu dem Kontaktleiterplattenteil 6 sind die von der Leiterplatte 2 unabhängigen Kontaktleiterplatten 7, 8 in einer wie in 1 beschriebenen Weise angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Komponenten der Logikschaltung und die Komponenten der Leistungsschaltung gemeinsam auf dem Leiterplattenteil 3 angeordnet.
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Für den Einbau der Leiterplattenanordnung in das Gehäuse 25 wird das Kontaktleiterplattenteil 6 längs des Verbindungsabschnitts 11 um 90° senkrecht zur Ebene des Leiterplattenteils 3 gebogen. In entsprechender Weise werden die Drähte 12, 13, welche die Kontaktleiterplatte 7, 8 und das Leiterplattenteil 3 miteinander verbinden, um 90° verbogen. Somit kommen die Ebenen der Kontaktleiterplatte 7, 8 und das Kontaktleiterplattenteil 6 in einer gemeinsamen Ebene und nebeneinander zum Liegen. Die in 12 jeweils ersichtlichen Kontaktstifte 17, 18, 19 kommen hierdurch wiederum parallel zum Liegen und münden in den gemeinsamen Kontaktstecker 20.
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13 zeigt einen Schnitt durch die Leiterplattenanordnung im Bereich DA der 11. Hier ist gut ersichtlich, dass die Leiterplatte durch den hier vorhandenen Verbindungsabschnitt 11 in ihrer Dicke reduziert ist und daher lediglich zwei Schichten aufweist. Gut zu erkennen sind auch die in das Leiterplattenmaterial einlaminierten Drähte 12, 13 sowie eine auf der Oberfläche und im Inneren angeordnete Leiterzugstruktur 40, 41.
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14 zeigt einen Schnitt durch die Leiterplattenanordnung im Bereich DB der 11. Hier umfasst das Leiterplattenteil 3 drei Materialschichten, wobei auf den gegenüberliegenden Oberflächen eine jeweilige Leiterzugstruktur 40, im Bereich der aneinander grenzenden Flächen der Materialschichten eine jeweilige Leiterzugstruktur 41 und im Bereich der untersten Materialschichten die einlaminierten Drähte 12, 13 dargestellt sind
