DE102015100647A1 - Printed circuit board with plug contact element - Google Patents
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Abstract
Eine Leiterplatte (1) ist mit mindestens einem oberflächenmontierten Blechteil (2; 18; 22) als einem Steckkontaktelement bestückt. Ein Stromverteiler (31) weist mindestens eine in einem Gehäuse (32) eingesetzte Leiterplatte (1) auf. Ein Verfahren dient zum Herstellen einer Leiterplatte (1). Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Leiterplatten von Stromverteilern, insbesondere von Bordnetzen in Kraftfahrzeugen.A printed circuit board (1) is equipped with at least one surface-mounted sheet-metal part (2; 18; 22) as a plug-in contact element. A power distributor (31) has at least one printed circuit board (1) inserted in a housing (32). A method is used to produce a printed circuit board (1). The invention is particularly applicable to circuit boards of power distributors, in particular of on-board networks in motor vehicles.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte, die mit mindestens einem Steckkontaktelement bestückt ist. Die Erfindung betrifft auch einen Stromverteiler, der mindestens eine in einem Gehäuse eingesetzte Leiterplatte aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Leiterplatten von Stromverteilern, insbesondere von Bordnetzen in Kraftfahrzeugen. The invention relates to a circuit board which is equipped with at least one plug contact element. The invention also relates to a power distributor which has at least one printed circuit board inserted in a housing. The invention further relates to a method for producing a printed circuit board. The invention is particularly applicable to circuit boards of power distributors, in particular of on-board networks in motor vehicles.
Eine Stromverteilung in elektrischen Verteilern erfolgt typischerweise über Stromschienen. Wird ein Schaltelement elektronisch auf einer Leiterplatte dargestellt, so besteht eine Herausforderung darin, die Leiterplatte mit Stromschienen (zuführend und abführend) mechanisch sicher und mit geringem Aufwand zu kontaktieren. A current distribution in electrical distribution boards is typically via busbars. If a switching element is represented electronically on a printed circuit board, then there is a challenge in contacting the printed circuit board with busbars (supplying and discharging) mechanically safely and with little effort.
Dazu ist es bekannt, Kontaktmesser in Durchkontaktierungs-Technologie (auch als "Through-Hole Technology", THT, oder "Pin-in-Hole"; PIH bezeichnet) an der Leiterplatte zu befestigen, die in entsprechende Anschlussbuchsen einer jeweiligen Stromschiene eingreifen können. Auch kann die Leiterplatte mit Einpresskontakten bestückt werden. For this purpose, it is known to attach contact blades in through-hole technology (also referred to as "through-hole technology", THT, or "pin-in-hole", PIH) to the circuit board, which can engage in corresponding sockets of a respective busbar. Also, the circuit board can be equipped with press-fit contacts.
Zudem ist es bekannt, in der Leiterplatte Löcher mit einer Metallisierung für eine Schraubverbindung vorzusehen. Die Leiterplatte in einem Sandwich-Aufbau mit Stromschienen in eine Verschraubung zu nehmen, ist jedoch problematisch, da typischerweise als Grundmaterial der Leiterplatte verwendetes Material wie FR4 oder anderes Epoxy-Glasfaser-Verbundmaterial merklich kompressibel ist und somit die Kontaktkraft mit der Stromschiene mit der Zeit verloren geht. Dies kann zu einer schlechten elektrischen Verbindung führen, und zwar mit hoher Verlustleistung bis hin zu einem Brand. Es wird versucht, die Kompressibilität durch ein Einbringen von metallisierten Durchkontaktierungen oder "Vias" (kleinen Löchern) zu Verringern. Dies ist aber teuer und löst das Problem nicht grundsätzlich. In addition, it is known to provide holes in the printed circuit board with a metallization for a screw connection. However, placing the printed circuit board in a sandwich construction with bus bars in a screw connection is problematic because typically material used as the base material of the circuit board, such as FR4 or other epoxy-glass fiber composite material, is noticeably compressible and thus loses contact force with the bus bar over time goes. This can lead to a poor electrical connection, with high power loss to a fire. An attempt is made to reduce the compressibility by introducing metallized vias or "vias" (small holes). This is expensive and does not solve the problem in principle.
Ferner ist es bekannt, Löcher (mit einem Durchmesser von ca. 10 mm) in der Leiterplatte vorzusehen und Stromschienen mit der Leiterplatte über in die Löcher eingeprägte Inserts zu verbinden. Dazu werden Kontaktbleche durch einen Stanzprozess so bearbeitet, dass sich runde Erhöhungen ausprägen, die als Inserts in den Löchern zum Liegen kommen. Im Lötprozess werden z.B. MOSFETs auf die Inserts gelötet und damit die Stromschiene an die Leiterplatte. Nachteilig ist hier, dass jegliche Krafteinwirkung auf die Kontaktbleche über deren Hebelwirkung direkt auf die Lötstelle einwirkt. Des Weiteren ist eine große Lotdicke zum Toleranzausgleich mit der Platine notwendig, was einer Beständigkeit der Lotverbindung entgegenwirkt. Furthermore, it is known to provide holes (with a diameter of about 10 mm) in the printed circuit board and to connect busbars to the circuit board via inserts inscribed in the holes. For this purpose, contact sheets are processed by a stamping process so that they form round elevations, which come as inserts in the holes come to rest. In the soldering process, e.g. MOSFETs soldered to the inserts and allow the busbar to the circuit board. The disadvantage here is that any force acting on the contact plates on their leverage acts directly on the solder joint. Furthermore, a large solder thickness for tolerance compensation with the board is necessary, which counteracts a resistance of the solder joint.
Auch Einpress-Schraubhülsen oder Einpress-Bolzen werden verwendet, sind aber sehr teuer. Zudem muss die Platine für die Einpressbarkeit hohen Toleranzansprüchen genügen. Wegen der Hebelwirkung besteht die Gefahr, dass die Leiterplatte mit hohen Kräften beaufschlagt wird. Press-fit threaded sleeves or press-in bolts are also used, but are very expensive. In addition, the board for the pressability must meet high tolerance requirements. Because of the leverage there is a risk that the printed circuit board is subjected to high forces.
Ein wesentlicher Nachteil aller bestehenden Lösungen besteht darin, dass die Leiterplatte mit ihren Leistungskontakten so in einem Gehäuse eines Stromverteilers untergebracht wird, dass sie mit in dem Gehäuse umspritzten Stromschienen verschraubt wird. Aus Toleranzgründen (z.B. zur Berücksichtigung einer Schwindung von Kunststoff) befinden sich die Kontaktflächen praktisch niemals auf genau der gleichen Höhe. Wenn die Leiterplatte verschraubt wird, so ergibt sich daraus eine dauerhafte mechanische Spannung in der Leiterplatte, die mit erheblich erhöhter Wahrscheinlichkeit zum Reißen von Lötstellen führen wird als mit Toleranzausgleich. A major disadvantage of all existing solutions is that the circuit board is accommodated with their power contacts in a housing of a power distribution, that it is bolted to molded in the housing busbars. For tolerance reasons (for example, to take into account a shrinkage of plastic), the contact surfaces are practically never at exactly the same height. If the circuit board is screwed, this results in a permanent mechanical stress in the circuit board, which will lead to a significantly higher probability of cracking of solder joints than with tolerance compensation.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur Verbindung von Leiterplatten mit Steckverbindern, insbesondere Hochstromverbindern, insbesondere Stromschienen, bereitzustellen, insbesondere in Stromverteilern von Fahrzeugen, insbesondere mit geringen Kosten und/oder mit einer geringen Wahrscheinlichkeit von mechanisch bedingten Ausfällen. It is the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art, at least in part, and in particular to provide an improved possibility for connecting printed circuit boards with connectors, in particular high-current connectors, in particular busbars, in particular in power distributors of vehicles, in particular at low cost and / or. or with a low probability of mechanical failures.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leiterplatte oder Platine, die mit mindestens einem oberflächenmontierten Blechteil als einem Steckkontaktelement bestückt ist. The object is achieved by a printed circuit board or board, which is equipped with at least one surface-mounted sheet metal part as a plug-in contact element.
Ein solches Steckkontaktelement oder Steckverbindungselement ist mit sehr geringen Material- und Fertigungskosten herstellbar. Auch treten die durch eine Verschraubung eingebrachten Probleme nicht auf. Such a plug-in contact element or plug-in connection element can be produced with very low material and manufacturing costs. Also, the problems introduced by a screw connection do not occur.
Das Blechteil ist also ein SMD("Surface Mounted Device")-Bauteil bzw. SMT("Surface Mounted Technology")-tauglich. Durch die Oberflächenmontierbarkeit bzw. SMT-Tauglichkeit lässt es sich gemeinsam mit anderen SMD-Bauteilen an der Leiterplatte bestücken, z.B. in einem gemeinsamen Reflow-Prozess. Daher kann auf einen gesonderten Befestigungsablauf verzichtet werden. The sheet metal part is therefore an SMD ("Surface Mounted Device") - component or SMT ("Surface Mounted Technology") - suitable. Due to the surface mountability or SMT capability, it can be equipped with other SMD components on the circuit board, e.g. in a common reflow process. Therefore, can be dispensed with a separate attachment process.
Ein Steckkontakt kann durch ein Aufschieben oder Aufstecken eines Steckkontaktgegenelements (z.B. eines Lamellenkontakts oder einer Flachsteckhülse) auf das Blechteil oder – mechanisch äquivalent – durch ein Einschieben oder Einstecken des Blechteils in ein Steckkontaktgegenelement hergestellt werden. Das Blechteil weist also insbesondere einen Bereich (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "Befestigungsbereich" bezeichnet) zur Befestigung an der Leiterplatte und mindestens einen anderen Bereich (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "Kontaktbereich" oder "Steckkontaktbereich" bezeichnet) zur Ermöglichung einer Steckkontakts oder einer Steckverbindung mit mindestens einem Steckkontaktgegenelement auf. Der mindestens eine Kontaktbereich ist beidseitig freiliegend, um ein Aufstecken durch das Steckkontaktgegenelement zu ermöglichen, und damit auch eine beidseitige Kontaktierung, insbesondere durch eine Klemmpassung. A plug contact can by pushing or attaching a plug contact counter element (eg a lamellar contact or a Blade sleeve) on the sheet metal part or - mechanically equivalent - are produced by inserting or inserting the sheet metal part in a plug contact counter element. The sheet-metal part thus has in particular a region (also referred to below as "fastening region" without limitation of generality) for attachment to the printed circuit board and at least one other region (hereinafter also referred to as "contact region" or "plug-in contact region" without restriction of generality) Enabling a plug contact or a plug connection with at least one plug contact counter element. The at least one contact region is exposed on both sides in order to enable plugging by the plug contact counter element, and thus also a two-sided contacting, in particular by a clamping fit.
Das Blechteil mag beispielsweise als ein Stecker, insbesondere Einbaustecker, oder als ein Teil davon ausgebildet sein. Das Steckkontaktgegenelement mag insbesondere als eine dazu passende Buchse oder Kupplung ausgebildet sein oder einen Teil davon darstellen. Das Steckkontaktgegenelement wird im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "Anschlusselement" bezeichnet. Ein Anschlusselement in diesem Sinne mag ein Gehäuse aufweisen oder gehäuselos sein. The sheet metal part may be formed, for example, as a plug, in particular built-in plug, or as a part thereof. The plug contact counter element may in particular be designed as a matching socket or coupling or constitute a part thereof. The plug contact counter-element is hereinafter referred to without limitation of the generality as a "connection element". A connection element in this sense may have a housing or be housing-less.
Aufgrund seiner SMT-Verlötung mit der Leiterplatte ist das Blechteil trotz einer ggf. geringen Blechdicke und/oder bei höheren Steckkräften ausreichend verformsicher. Zudem kann das Blechteil großflächig an der Leiterplatte verlötet sein, was eine hohe Befestigungssicherheit ermöglicht. Selbst wenn das Blechteil eingerissen sein sollte, ist ein Strompfad zu der Leiterplatte gegeben. Due to its SMT soldering to the printed circuit board, the sheet metal part is sufficiently resistant to deformation despite a possibly small sheet thickness and / or higher insertion forces. In addition, the sheet metal part can be soldered over a large area to the circuit board, which allows a high fastening security. Even if the sheet metal part should be torn, a current path is given to the circuit board.
Das Blechteil bzw. dessen Befestigungsbereich ist über einen SMT-Lötkontakt insbesondere mit einer Leitungsstruktur der Leiterplatte verbunden. Die Leitungsstruktur mag z.B. eine oder mehrere Kontaktfelder oder Kontaktpads und/oder eine oder mehrere Leiterbahnen aufweisen. The sheet metal part or its attachment region is connected via an SMT solder contact in particular with a line structure of the circuit board. The line structure may be e.g. have one or more contact pads or contact pads and / or one or more tracks.
Das Blechteil besteht für eine hohe elektrische Leitfähigkeit insbesondere aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Das Blechteil mag zum Korrosionsschutz und/oder für eine besonders sichere mechanische und/oder elektrische Kontaktierung versilbert, verzinnt oder verzinkt sein. The sheet metal part consists of a high electrical conductivity, in particular copper or a copper alloy. The sheet metal part may be silver plated, tinned or galvanized for corrosion protection and / or for a particularly secure mechanical and / or electrical contacting.
Eine Blechdicke oder Blechstärke mag, beispielsweise abhängig von einer vorgesehenen Stromstärke, 0,4 mm bis 1,5 mm, insbesondere 0,6 mm bis 1 mm, insbesondere 0,8 mm, betragen. A sheet thickness or thickness may, for example, depending on a given current, 0.4 mm to 1.5 mm, in particular 0.6 mm to 1 mm, in particular 0.8 mm, amount.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil eine randseitige Aussparung oder Ausklinkung in der (unbestückten) Leiterplatte zumindest teilweise überdeckt. Dadurch ist das Blechteil dort auch dann beidseitig kontaktierbar, wenn es nicht über eine z.B. rechteckige Grundform der Leiterplatte vorsteht. It is an embodiment that at least one sheet metal part at least partially covers a marginal recess or notch in the (unpopulated) circuit board. As a result, the sheet metal part is contactable on both sides even if it does not have an e. G. rectangular basic shape of the circuit board protrudes.
Allgemein mag mindestens ein Blechteil nicht über die Leiterplatte bzw. eine Grundform der Leiterplatte vorstehen, was eine besonders hohe Steifigkeit bzw. eine besonders geringe Verformbarkeit des Blechteils ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich mag mindestens ein Blechteil über die Leiterplatte bzw. eine Grundform der Leiterplatte vorstehen, was einen besonders langen Kontaktbereich ermöglicht. Generally, at least one sheet metal part may not project beyond the printed circuit board or a basic shape of the printed circuit board, which allows a particularly high rigidity or a particularly low deformability of the sheet metal part. Alternatively or additionally, at least one sheet metal part protrude over the printed circuit board or a basic shape of the printed circuit board, which allows a particularly long contact area.
Die Aussparung mag eine rechteckige Aussparung sein, was den Vorteil ergibt, dass ein zugehöriges Anschlusselement (z.B. ein Lamellenpaket) bis auf Anschlag gegen die Leiterplatte in die Aussparung einschiebbar ist. Insbesondere in diesem Fall mag das Blechteil rechteckig sein, was eine verschnittfreie Herstellung (z.B. durch Stanzen eines Blechteils) des Blechteils ermöglicht. The recess may be a rectangular recess, which has the advantage that an associated connection element (for example a disk pack) can be pushed into the recess until it abuts against the printed circuit board. In particular, in this case, the sheet metal part may be rectangular, which enables a waste-free production (for example by punching a sheet metal part) of the sheet metal part.
Die Aussparung mag so dimensioniert sein, dass sie ein zugehöriges Anschlusselement klemmend oder locker aufnehmen kann. Eine Aufnahme mag beispielsweise durch eine Breite der Aussparung gekennzeichnet werden, die 0,5 mm breiter ist als eine Breite eines vorgesehenen Anschlusselements. The recess may be dimensioned so that it can accommodate an associated connection element clamped or loose. For example, a receptacle may be characterized by a width of the recess that is 0.5 mm wider than a width of a provided terminal element.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil eine randseitige Aussparung oder Ausklinkung in der (unbestückten) Leiterplatte vollflächig oder vollständig überdeckt. Dadurch lässt sich auf eine einfache Weise eine über eine ganze Länge des Rands der Aussparung verlaufende Anbindung des die Aussparung überdeckenden Bereichs erreichen. Dies wiederum ermöglicht seine besonders hohe Verformsicherheit Ausgestaltung. Eine ganz besonders verformsichere Weiterbildung wird dadurch erreicht, dass das Blechteil zudem nicht über die Aussparung herausragt. It is also an embodiment that at least one sheet metal part covering a peripheral recess or notch in the (bare) circuit board over the entire surface or completely. As a result, it is possible in a simple manner to reach a connection of the region covering the recess over an entire length of the edge of the recess. This in turn allows its particularly high deformation safety configuration. A particularly deformation-resistant development is achieved in that the sheet metal part also does not protrude beyond the recess.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil einen laschenartigen Kontaktbereich aufweist, bei dem also auch die Seitenkanten freiliegen. Dadurch lässt sich auch ein Anschlusselement aufstecken, das den laschenartigen Steckkontaktbereich seitlich umgibt, z.B. eine Flachsteckhülse oder ein 2,8er-Leitungskontakt. It is also an embodiment that at least one sheet metal part has a tab-like contact region, in which therefore also the side edges are exposed. As a result, it is also possible to attach a connection element which laterally surrounds the tab-type plug contact area, e.g. a blade receptacle or a 2.8-wire contact.
Der laschenartige Kontaktbereich mag in eine randseitige Aussparung in der Leiterplatte ragen. Das Blechteil überdeckt die Aussparung dann nur teilweise, insbesondere mit Spalten zu beiden Seitenrändern der Aussparung hin. Dadurch wir der Vorteil erreicht, dass die Aussparung als Führung und/oder Anschlag für ein Anschlusselement dienen kann. The tab-like contact area may protrude into a peripheral recess in the circuit board. The sheet metal part then only partially covers the recess, in particular with gaps on both side edges of the recess. This gives us the advantage that the recess can serve as a guide and / or stop for a connection element.
Der laschenartige Steckkontaktbereich mag insbesondere als ein Ansteuerpin für Relais und Leitungen in einem Kabelsatz dienen. Der laschenartige Kontaktbereich mag über die Aussparung bzw. einen Seitenrand einer Grundform der Leiterplatte herausragen, so dass ein besonders langer Kontaktbereich bereitstellbar ist. The tab-like plug contact area may in particular serve as a drive pin for relays and lines in a cable set. The tab-like contact region may protrude beyond the recess or a side edge of a basic shape of the printed circuit board, so that a particularly long contact region can be provided.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die randseitige Aussparung an der mit dem zugehörigen Blechteil versehenen Oberfläche eine Metallisierung aufweist und das Blechteil bzw. dessen Befestigungsbereich auf die Metallisierung aufgelötet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und großflächige Oberflächenmontage. Die Metallisierung ist also insbesondere als ein Lötfeld oder Löt-Pad ausgebildet und mag z.B. in eine Leiterbahn übergehen. Die Metallisierung mag insbesondere als ein die Aussparung vollständig (d.h., lückenlos) begrenzender Rand ausgebildet sein. Falls die Aussparung rechteckig ist, mag der Rand z.B. U-förmig sein. It is still an embodiment that the edge-side recess has a metallization on the surface provided with the associated sheet metal part and the sheet metal part or its attachment area is soldered onto the metallization. This allows a particularly simple and large surface mounting. The metallization is therefore designed in particular as a solder pad or solder pad and may be e.g. go into a track. In particular, the metallization may be formed as an edge completely (i.e., gapless) bounding the recess. If the recess is rectangular, the edge may be e.g. Be U-shaped.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil ein ebenes oder planes Blechteil ist. Dieses lässt sich besonders einfach herstellen und mag ein Aufstecken eines passenden Anschlusselements besonders einfach gestalten. Auch ist ein ebenes Blechteil durch Bestückautomaten besonders einfach handhabbar und kann zudem in der Lötpaste liegend nicht umkippen. It is a further embodiment that at least one sheet metal part is a flat or planar sheet metal part. This can be particularly easily produced and may make it particularly easy to attach a matching connection element. Also, a flat sheet metal part by placement is particularly easy to handle and also can not overturn lying in the solder paste.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil einen von der Leiterplatte hochgebogenen Teilbereich als Steckkontaktbereich aufweist. Dadurch kann das Blechteil beispielsweise auch über einer Leiterplatte montiert werden, die dort keine Aussparung aufweist. It is yet another embodiment that at least one sheet metal part has a bent up from the circuit board portion as a plug contact area. As a result, the sheet metal part, for example, be mounted over a circuit board, which has no recess there.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil mindestens einen Durchsteckstift oder "Through-Hole-Pin" aufweist, der in ein Loch in der Leiterplatte eingesteckt ist. Der mindestens eine Durchsteckstift ermöglicht eine Vermeidung einer Verdrehung nach einem Auflegen ("Placement") des Blechteils vor einem folgenden SMT-Verlöten. Auch wird so eine direkte Übertragung von (häufig einmaligen) Steckkräften auf die Lotverbindung oder Lötstelle verringert oder sogar ganz vermieden. Das Blechteil mag z.B. mehr als einen Durchsteckstift aufweisen, z.B. zwei oder drei Durchsteckstifte. Es ist für eine Kraftaufnahme beim Einstecken vorteilhaft, dass mindestens ein Einsteckstift in Bezug auf einen Kontaktbereich des Blechteils in Einsteckrichtung angeordnet ist. It is also an embodiment that at least one sheet metal part has at least one through-pin or "through-hole-pin" which is inserted into a hole in the circuit board. The at least one push-through pin allows avoiding a twist after a placement of the sheet metal part before a subsequent SMT soldering. Also, such a direct transfer of (often unique) insertion forces on the solder joint or solder joint is reduced or even completely avoided. The sheet metal part may e.g. have more than one push-through pin, e.g. two or three push-through pins. It is advantageous for a force absorption during insertion that at least one insertion pin is arranged with respect to a contact region of the sheet metal part in the insertion direction.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil von einem Gehäuse umgeben ist. Dadurch wird eine mechanische Belastung auf das Blechteil nach einem Aufstecken eines Anschlusselements reduziert oder sogar ganz vermieden. Die noch verbleibende mechanische Belastung beim Einstecken des Anschlusselements mag insbesondere durch Reibwirkung erzeugt werden und wirkt insbesondere in Einsteckrichtung. Das Gehäuse mag an der Leiterplatte befestigt sein oder durch einen Teilbereich eines die Leiterplatte aufnehmenden Gehäuses gebildet werden. It is also an embodiment that at least one sheet metal part is surrounded by a housing. As a result, a mechanical load on the sheet metal part is reduced after plugging a connection element or even completely avoided. The remaining mechanical load when inserting the connecting element may be generated in particular by friction and acts in particular in the insertion direction. The housing may be attached to the circuit board or may be formed by a portion of a housing receiving the circuit board.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass die Leiterplatte mit mindestens einem elektronischen Bauelement bestückt ist, das mit mindestens einem der Blechteile elektrisch verbunden ist. Dadurch kann die Leiterplatte zusätzliche Funktionen neben einer Stromverteilung übernehmen. Das mindestens eine elektronische Bauelement mag eine Schaltung oder ein Teil einer Schaltung sein. Das mindestens eine elektronische Bauelement ist für eine einfache und kostengünstige Herstellung insbesondere ein SMD-Bauteil. It is also an embodiment that the circuit board is equipped with at least one electronic component which is electrically connected to at least one of the sheet metal parts. This allows the circuit board to take on additional functions in addition to a power distribution. The at least one electronic component may be a circuit or a part of a circuit. The at least one electronic component is, in particular, an SMD component for simple and cost-effective production.
Das mindestens eine elektronische Bauelement mag insbesondere dazu eingerichtet sein, eine Bus-Schnittstelle (z.B. für einen LIN("Local Interconnect Network")-Bus, einen CAN("Controller Area Network")-Bus oder einen anderen Feldbus), eine Relaisansteuerung, ein elektronisches Schalten und Absichern und/oder eine Diagnosefunktion bereitzustellen. The at least one electronic component may in particular be configured to have a bus interface (eg for a LIN ("Local Interconnect Network") bus, a CAN ("Controller Area Network") bus or another field bus), a relay control, to provide electronic switching and protection and / or a diagnostic function.
Die Leiterplatte mag insbesondere eine Leiterplatte eines Stromverteilers sein, insbesondere von Bordnetzen in Kraftfahrzeugen. The printed circuit board may in particular be a printed circuit board of a power distributor, in particular of vehicle electrical systems in motor vehicles.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Stromverteiler, aufweisend mindestens eine in einem Gehäuse des Stromverteilers eingesetzte Leiterplatte wie oben beschrieben. Der Stromverteiler kann analog zu der Leiterplatte ausgebildet sein und ergibt die gleichen Vorteile. The object is also achieved by a power distributor, having at least one printed circuit board inserted in a housing of the power distributor as described above. The power distributor can be designed analogously to the printed circuit board and gives the same advantages.
Die Leiterplatte mag insbesondere in das Gehäuse eingesteckt worden sein. Die Leiterplatte kann also in einer Weiterbildung als eine "Einsteckkarte" in den elektrischen Stromverteiler eingesteckt werden. Dies ermöglicht auf einfache Weise einen wirksamen Toleranzausgleich. The printed circuit board may in particular have been plugged into the housing. The printed circuit board can thus be plugged in a development as a "plug-in" in the electrical power distribution. This allows a simple way an effective tolerance compensation.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein Anschlusselement mit dem Gehäuse befestigt ist, insbesondere in dem Gehäuse integriert ist, beispielsweise darin eingegossen ist. Dadurch kann das Gehäuse besonders einfach gehandhabt werden. Insbesondere durch die Integration in das Gehäuse lässt sich das mindestens eine Anschlusselement zudem besonders positionsgenau befestigen. It is a development that at least one connection element is attached to the housing, in particular integrated in the housing, for example, is cast in it. As a result, the housing can be handled particularly easily. In particular, by integrating into the housing, the at least one connection element can also be fastened in a particularly accurate position.
Es ist eine Ausgestaltung, dass in das Gehäuse mindestens eine Stromschiene mit einem zugehörigen Anschlusselement eingegossen ist und die eingesetzte Leiterplatte über mindestens ein Blechteil in Steckverbindung mit mindestens einem solchen Anschlusselement steht. Dies ermöglicht eine besonders einfach umsetzbare und mechanisch sichere Verbindung zwischen der Leiterplatte und der Stromschiene. Speziell falls ein Anschlusselement einer Stromschiene als ein Lamellenkontakt ausgebildet ist, lässt sich ein besonders wirksamer Toleranzausgleich erreichen. It is an embodiment that is cast in the housing at least one busbar with an associated connection element and the inserted circuit board via at least one Sheet metal part is in plug connection with at least one such connection element. This allows a particularly easy to implement and mechanically secure connection between the circuit board and the busbar. Especially if a connection element of a busbar is designed as a lamellar contact, a particularly effective tolerance compensation can be achieved.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass in das Gehäuse zusätzlich mindestens ein weiteres (insbesondere anders geformtes) Anschlusselement eingegossen ist und die eingesetzte Leiterplatte über mindestens ein anderes (insbesondere anders geformtes) Blechteil in Steckverbindung mit einem solchen weiteren Anschlusselement steht. It is still an embodiment that in addition at least one further (in particular differently shaped) connecting element is cast in the housing and the printed circuit board is connected via at least one other (in particular differently shaped) sheet metal part in plug connection with such a further connection element.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte wie oben beschrieben, bei dem Lötpaste auf eine als Auflagebereich für mindestens ein Blechteil dienende Metallisierung einer Leiterplatte aufgebracht wird, mindestens ein Blechteil auf einen jeweiligen mit der Lötpaste belegten Auflagebereich aufgelegt wird und das mindestens eine Blechteil in einem Reflowprozess angelötet wird. Das Verfahren beschreibt also ein Aufbringen des mindestens einen Blechteils auf die Leiterplatte in einem SMT-Prozess. Insbesondere eine ebene Form des Blechteils ist sehr günstig für die SMT-Bestückung, da ein solches Blechteil problemlos von einer Bestückmaschine handhabbar ist und in der Lötpaste liegend nicht umkippen kann. The object is further achieved by a method for producing a printed circuit board as described above, wherein the solder paste is applied to serving as a support area for at least one sheet metal part metallization of a circuit board, at least one sheet metal part is placed on a respective occupied with the solder paste support area and at least a sheet metal part is soldered in a reflow process. The method thus describes applying the at least one sheet metal part to the printed circuit board in an SMT process. In particular, a flat shape of the sheet metal part is very favorable for the SMT assembly, since such a sheet metal part is easily handled by a placement machine and lying in the solder paste lying can not tip over.
Das Verfahren kann analog zu der Leiterplatte ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile. The method can be designed analogously to the printed circuit board and gives the same advantages.
Die Leiterplatte kann in dem Reflowprozess insbesondere mit weiteren SMD-Komponenten wie elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen verlötet werden. The circuit board can be soldered in the reflow process, in particular with other SMD components such as electrical and / or electronic components.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of an embodiment which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Das Blechteil
Zur Befestigung des Blechteils
Folgend werden die Blechteile
Die SMD-Bauteile
Die Blechteile
Die Lamellenkontakte
Die Lamellenkontakte
Durch die dreiseitige Befestigung des Blechteils
Die Lamellenkontakte
Das Buchsengehäuse
In der Leiterplatte
Es mögen alternativ nur ein, zwei oder auch mehr als drei Löcher
Das Blechteil
Nach der SMT-Verlötung ist, wie in dem gestrichelten Ausschnitt A gezeigt, das Blechteil
Die Anschlusselemente
Die Leiterplatte
Ferner sind die drei Anschlusselemente
Das Anschlusselement
Die Anschlusselemente
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.
So mag mindestens ein Blechteil einen von der Leiterplatte hochgebogenen Teilbereich als Steckkontaktbereich aufweisen. Thus, at least one sheet metal part may have a portion bent up from the printed circuit board as a plug contact area.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw. Generally, "on", "an", etc. may be taken to mean a singular or a plurality, in particular in the sense of "at least one" or "one or more" etc., unless this is explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly one", etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist. Also, a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Leiterplatte circuit board
- 2 2
- Blechteil sheet metal part
- 3 3
- Basiskörper base body
- 4 4
- Leitungsstruktur management structure
- 5 5
- Leiterbahn der Leitungsstruktur Track of the line structure
- 6 6
- U-förmiger Auflagebereich der Leitungsstruktur U-shaped contact area of the line structure
- 6b 6b
- U-förmiger Auflagebereich der Leitungsstruktur U-shaped contact area of the line structure
- 7 7
- Ausklinkung notch
- 8 8th
- SMD-Bauteil SMD
- 9 9
- SMD-Bauteil SMD
- 10 10
- SMD-Bauteil SMD
- 11 11
- Lamellenkontakt laminated contact
- 12 12
- Stromschiene conductor rail
- 13 13
- Leiterplatte circuit board
- 14 14
- Buchsengehäuse socket housing
- 15 15
- Steckergehäuse plug housing
- 16 16
- Loch hole
- 17 17
- Durchsteckstift By plug pin
- 18 18
- Blechteil sheet metal part
- 19 19
- Verlängerung des Blechteils Extension of the sheet metal part
- 21 21
- Leiterplatte circuit board
- 22 22
- Blechteil sheet metal part
- 23 23
- Ausklinkung notch
- 24 24
- Befestigungsbereich fastening area
- 25 25
- Basisabschnitt base section
- 26 26
- Schenkel leg
- 27 27
- Steckkontaktbereich Plug contact area
- 28 28
- Spalt gap
- 31 31
- Stromverteiler power distribution
- 32 32
- Gehäuse casing
- 33 33
- Deckel cover
- 34 34
- Aufnahmebereich für Steckverbinder Receptacle for connectors
- 35 35
- Aufnahmebereich für Aufsteckhülse Receiving area for slip-on sleeve
- 36 36
- Aufnahmebereich für Stromschiene Pickup area for busbar
- 37 37
- Leiterplatte circuit board
- 38 38
- Führung guide
- 39 39
- Steckverbinder Connectors
- 40 40
- Aufsteckhülse slip-on
- 41 41
- Stromschiene conductor rail
- A A
- Ausschnitt neckline
- b b
- Breite der Ausklinkung Width of the notch
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---|---|---|---|
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