DE102015202138A1 - Electronic module - Google Patents
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Abstract
Eine elektronische Baugruppe umfasst eine Leiterplatte mit einer Leiterbahn an ihrer Oberfläche und eine zylindrische Schmelzsicherung, die liegend an der Oberfläche der Leiterplatte angebracht ist, wobei die Schmelzsicherung an einem axialen Endabschnitt mit der Leiterbahn verlötet ist. Dabei weist die Leiterplatte in ihrer Oberfläche eine Ausnehmung auf, in die der axiale Endabschnitt radial eintaucht.An electronic assembly includes a printed circuit board having a conductive trace on its surface and a cylindrical fuse mounted recumbent on the surface of the printed circuit board, the fuse being soldered to the conductive trace at an axial end portion. In this case, the circuit board has in its surface a recess into which the axial end portion dips radially.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe. Insbesondere betrifft die Erfindung die Anbringung einer zylindrischen Schmelzsicherung an der Oberfläche einer Leiterplatte der Baugruppe. The invention relates to an electronic assembly. In particular, the invention relates to the attachment of a cylindrical fuse to the surface of a circuit board of the assembly.
Eine elektronische Baugruppe umfasst eine Leiterplatte, an deren Oberfläche eine Leiterbahn angebracht ist, und üblicherweise mehrere elektrische oder elektronische Bauelemente. Die Bauelemente werden üblicherweise sowohl elektrisch als auch mechanisch durch Verlöten mit der Leiterbahn an der Leiterplatte befestigt. Dabei wird unterschieden zwischen einer Durchsteckmontage, bei der ein Abschnitt des Bauelements, üblicherweise ein Anschlussdraht, durch einen Durchbruch in der Leiterplatte geführt und auf der anderen Seite verlötet wird, und der Oberflächenmontage, bei der das Bauelement auf der gleichen Seite der Leiterplatte verlötet wird, auf der es liegt. Derartige Bauelemente werden auch oberflächenmontiert („surface-mounted device“: SMD) genannt. An electronic subassembly comprises a printed circuit board, on the surface of which a printed conductor is attached, and usually a plurality of electrical or electronic components. The components are usually attached both electrically and mechanically by soldering to the conductor to the circuit board. A distinction is made between through-hole mounting, in which a section of the component, usually a connection wire, is led through an opening in the circuit board and soldered on the other side, and surface mounting, in which the component is soldered on the same side of the circuit board, on which it lies. Such devices are also called surface mounted ("surface mounted device": SMD).
Eine Schmelzsicherung umfasst einen Schmelzleiter, der einen Stromkreis unterbricht, wenn die durch ihn fließende Stromstärke einen bestimmten Wert während einer vorbestimmten Zeit überschreitet. Eine durchgebrannte Schmelzsicherung muss üblicherweise ausgetauscht werden. A fuse comprises a fuse conductor which breaks a circuit when the current flowing through it exceeds a certain value for a predetermined time. A blown fuse must usually be replaced.
Eine Durchsteckmontage erfordert eine Ausführungsform einer Schmelzsicherung mit Anschlussdrähten, die bei der Herstellung teurer als drahtlose Versionen sein können. Through-hole mounting requires one embodiment of a fuse with leads that may be more expensive to manufacture than wireless versions.
Halte- und Kontaktelemente zur Anbringung einer zylindrischen Schmelzsicherung an der Oberfläche einer Leiterplatte erfordern üblicherweise das Einsetzen der Schmelzsicherung nach dem Lötvorgang. Dadurch können ebenfalls erhöhte Herstellungskosten bedingt sein. Holding and contact elements for mounting a cylindrical fuse on the surface of a circuit board usually require the onset of the fuse after the soldering process. This can also be due to increased production costs.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektronische Baugruppe mit einer zylindrischen Schmelzsicherung und ein verbessertes Verfahren zur Anbringung der Schmelzsicherung an der Leiterplatte bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. It is an object of the present invention to provide an improved electronic fuse with a cylindrical fuse and an improved method for attaching the fuse to the circuit board. The invention achieves these objects by means of the subject matters of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.
Eine elektronische Baugruppe umfasst eine Leiterplatte mit einer Leiterbahn an ihrer Oberfläche und eine zylindrische Schmelzsicherung, die liegend an der Oberfläche der Leiterplatte angebracht ist, wobei die Schmelzsicherung in einem axialen Endabschnitt mit der Leiterbahn verlötet ist. Dabei weist die Leiterplatte in ihrer Oberfläche eine Ausnehmung auf, in die der axiale Endabschnitt radial eintaucht. An electronic subassembly comprises a printed circuit board having a printed conductor on its surface and a cylindrical fuse which is mounted lying on the surface of the printed circuit board, wherein the fuse is soldered to the printed conductor in an axial end section. In this case, the circuit board has in its surface a recess into which the axial end portion dips radially.
Insbesondere dann, wenn die Schmelzsicherung elektrisch so verschaltet ist, dass sie nur dann durchbrennt, wenn ein anderes Schaltungsteil auf der Leiterplatte defekt ist, muss die Schmelzsicherung nicht durch einen Benutzer austauschbar sein und kann an der Leiterplatte festgelötet werden. Durch die Ausnehmung kann eine kostengünstige oberflächenmontierbare zylindrische Schmelzsicherung verwendet werden, die beispielsweise von einem Bestückungsautomaten leicht verarbeitet werden kann. Eine spezielle Ausführungsform der Schmelzsicherung mit einem Draht oder einer Lötfahne ist nicht erforderlich. Ein Zwischenelement wie ein Montageclip ist ebenfalls nicht erforderlich, sodass eine kostengünstigere Bestückung erfolgen kann. Durch die Ausnehmung kann die zylindrische Schmelzsicherung an der vorgesehenen Stelle sicher gehalten sein, bis der Lötvorgang abgeschlossen ist. Durch den Kapillareffekt kann sich flüssiges Lötzinn während des Lötvorgangs verbessert zwischen die Schmelzsicherung und die Leiterbahn legen, sodass eine verbesserte Kontaktierung ermöglicht sein kann. Eine durch Lötzinn benetzte Oberfläche des axialen Endabschnitts der Schmelzsicherung kann vergrößert sein, sodass ein vergrößerter Strom durch die Schmelzsicherung geleitet werden kann. Das Verlöten der Schmelzsicherung kann beispielsweise in einem Reflow-Ofen erfolgen, wobei die Schmelzsicherung genauso verarbeitet werden kann wie ein anderes oberflächenmontierbares Bauelement. In particular, if the fuse is electrically connected so that it burns only if another circuit part on the circuit board is defective, the fuse must not be replaced by a user and can be soldered to the circuit board. Through the recess, a cost-effective surface mount cylindrical fuse can be used, which can be easily processed for example by a placement machine. A special embodiment of the fuse with a wire or a solder tag is not required. An intermediate element such as a mounting clip is also not required, so that a more cost-effective assembly can take place. Through the recess, the cylindrical fuse can be held securely at the intended location until the soldering process is completed. Due to the capillary effect, liquid solder can be improved during the soldering process between the fuse and lay the conductor, so that an improved contact can be made possible. A solder wetted surface of the axial end portion of the fuse may be increased so that an increased current can be passed through the fuse. The soldering of the fuse can be done for example in a reflow oven, the fuse can be processed as another surface mountable device.
Die Ausnehmung kann grundsätzlich zwei unterschiedliche Gestalten annehmen. In einer ersten Variante umfasst die Ausnehmung eine Vertiefung in der Leiterplatte. Die Leiterplatte ist an der Stelle der Ausnehmung nicht vollständig durchbrochen, sondern nur weniger dick. Eine mechanische Stabilität der Leiterplatte kann dadurch verbessert sein. Außerdem kann in einer Zwischenlage der Leiterplatte oder auf ihrer Rückseite eine Leiterbahn durch den Bereich der Vertiefung geführt werden. Das Entflechten der Leiterplatte kann dadurch einfacher möglich sein. Die Vertiefung kann beispielsweise mittels Fräsen, Sägen, Bohren oder Verdichten des Leiterplattenmaterials im Bereich der Ausnehmung erfolgen. The recess can basically assume two different shapes. In a first variant, the recess comprises a depression in the printed circuit board. The circuit board is not completely broken at the location of the recess, but only less thick. A mechanical stability of the circuit board can be improved. In addition, in an intermediate layer of the printed circuit board or on its rear side, a conductor track can be guided through the region of the depression. The unbundling of the circuit board can thereby easier possible be. The recess can be made for example by milling, sawing, drilling or compacting the printed circuit board material in the region of the recess.
In einer anderen Variante umfasst die Ausnehmung einen Durchbruch durch die Leiterplatte. Hier erstreckt sich die Ausnehmung vollständig durch die Leiterplatte, sodass ein Loch entsteht, durch das ein Gegenstand von der einen Seite der Leiterplatte auf die andere geführt werden könnte. Der Durchbruch erlaubt eine tiefere Montage der zylindrischen Schmelzsicherung auf der Leiterplatte. Die Gefahr des Wegrollens oder Wegrutschens der Schmelzsicherung zwischen ihrer Bestückung und ihrer Verlötung kann dadurch weiter verringert sein. Die Kontaktierung der Schmelzsicherung mittels Lötzinn kann ebenfalls leichter erfolgen. Der Durchbruch kann auch kostensparend mittels einer Technik eingebracht werden, die zum Abtrennen der Leiterplatte aus einem Leiterplattenmaterial verwendet wird, beispielsweise Bohren, Sägen oder Wasserstrahlschneiden. In another variant, the recess comprises a breakthrough through the circuit board. Here, the recess extends completely through the circuit board, creating a hole through which an object could be passed from one side of the circuit board to the other. The breakthrough allows a deeper mounting of the cylindrical fuse on the circuit board. The risk of rolling away or slipping of the fuse between their assembly and their soldering can be further reduced. The contacting of the fuse by means of solder can also be made easier. The breakthrough may also be introduced cost-effectively by a technique used to sever the circuit board from a circuit board material, such as drilling, sawing, or water jet cutting.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass der axiale Endabschnitt an zwei Stellen, die auf unterschiedlichen Seiten der Ausnehmung liegen, mit der Leiterbahn verlötet ist. Die beiden Stellen liegen auf unterschiedlichen Seiten einer Ebene, die senkrecht auf der Oberfläche der Leiterplatte steht und durch die Längsachse der Schmelzsicherung verläuft. Dadurch kann verhindert werden, dass die Schmelzsicherung beim Erkalten des geschmolzenen Lötzinns aus ihrer Position gebracht wird (Grabstein-Effekt). Außerdem können sowohl die elektrische als auch die mechanische Verbindung der Schmelzsicherung mit der Leiterplatte verbessert sein. It is further preferred that the axial end portion is soldered to the conductor track at two points which lie on different sides of the recess. The two points lie on different sides of a plane that is perpendicular to the surface of the circuit board and passes through the longitudinal axis of the fuse. This can prevent the fuse from being brought out of position when the molten solder is cooled (tombstone effect). In addition, both the electrical and the mechanical connection of the fuse can be improved with the circuit board.
Die Schmelzsicherung ist bevorzugterweise zur Oberflächenmontage eingerichtet. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Schmelzsicherung keinerlei Lötfahnen oder Lötdrähte aufweist. Dadurch kann eine kostengünstige Ausführungsform der Schmelzsicherung verwendet werden. Die oberflächenmontierbare Schmelzsicherung kann insbesondere mittels eines Bestückungsautomaten auf der Leiterplatte platziert werden, bevor die Schmelzsicherung an der Leiterbahn verlötet wird. Zum Verlöten wird üblicherweise Lötpaste, die Lötzinn enthält, auf der Leiterbahn angebracht und nach dem Bestücken in einem Reflow-Ofen kurzzeitig erhitzt, um eine Schmelzverbindung mit der Schmelzsicherung einzugehen. The fuse is preferably set up for surface mounting. In particular, it is preferred that the fuse has no solder tags or solder wires. As a result, a cost-effective embodiment of the fuse can be used. The surface-mountable fuse can be placed in particular by means of a placement machine on the circuit board before the fuse is soldered to the conductor. For soldering usually solder paste containing solder is mounted on the track and briefly heated after loading in a reflow oven to enter into a fuse with the fuse.
Die Schmelzsicherung weist zwei axiale Endabschnitte auf, an denen die elektrische und mechanische Kontaktierung stattfinden kann. In einer Ausführungsform erstreckt sich die Ausnehmung zwischen den beiden Endabschnitten der Schmelzsicherung. Statt zwei Aussparungen kann so nur eine Aussparung für beide Endabschnitte der Schmelzsicherung erforderlich sein. Außerdem kann die Schmelzsicherung durch das fehlende Leiterplattenmaterial in einem Bereich zwischen den Endabschnitten tiefer auf der Leiterplatte angebracht werden. The fuse has two axial end portions at which the electrical and mechanical contact can take place. In one embodiment, the recess extends between the two end portions of the fuse. Instead of two recesses so only one recess for both end portions of the fuse may be required. In addition, the fuse can be mounted deeper on the circuit board by the missing board material in an area between the end sections.
Die Ausnehmung kann in einem Bereich zwischen den axialen Endabschnitten eine andere Breite aufweisen. In den Bereichen der Endabschnitte sind die Breiten entlang der Längsachse der Schmelzsicherung üblicherweise gleich. Dazwischen kann die Ausnehmung breiter oder schmaler sein. Je nach Beschaffenheit der Schmelzsicherung kann die Ausnehmung so an deren Kontur angepasst werden. Dadurch kann eine formnahe oder formschlüssige Anbringung der Schmelzsicherung an der Leiterplatte erfolgen. The recess may have a different width in a region between the axial end portions. In the areas of the end sections, the widths along the longitudinal axis of the fuse are usually the same. In between, the recess can be wider or narrower. Depending on the nature of the fuse, the recess can be adapted to the contour thereof. As a result, a form-fitting or positive attachment of the fuse can be done on the circuit board.
Ein Verfahren zur Anbringung einer zylindrischen Schmelzsicherung an einer Leiterplatte mit einer Leiterbahn an ihrer Oberfläche umfasst Schritte des Bereitstellens einer Ausnehmung in der Oberfläche der Leiterplatte im Bereich der Leiterbahn, des Anbringens der Schmelzsicherung liegend an der Oberfläche der Leiterplatte, sodass ein axialer Endabschnitt der Schmelzsicherung radial in die Ausnehmung eintaucht, und des Verlötens der Leiterbahn mit dem axialen Endabschnitt. A method of attaching a cylindrical fuse to a circuit board having a trace on its surface includes steps of providing a recess in the surface of the circuit board in the region of the trace, attaching the fuse to the surface of the circuit board so that an axial end portion of the fuse is radial dips into the recess, and the soldering of the conductor to the axial end portion.
Dadurch kann auf einfache und kostensparende Weise eine übliche zylindrische Schmelzsicherung an der Leiterplatte verlötet werden. This can be soldered to the circuit board in a simple and cost-saving manner, a conventional cylindrical fuse.
In einer Ausführungsform wird die Schmelzsicherung vor dem Verlöten in einem Bereich zwischen ihren Endabschnitten an der Leiterplatte fixiert. Dadurch kann eine Gefahr des Verrutschens oder Wegrollens der Schmelzsicherung weiter verringert werden. Außerdem kann die Schmelzsicherung an der fertigen Leiterplatte verbessert gehalten sein und so Belastungen wie einer Beschleunigung oder einer Vibration, insbesondere unter erhöhter Temperatur, verbessert standhalten. Eine Baugruppe mit der entsprechend angebrachten Schmelzsicherung kann dadurch verbessert für den Einsatz an Bord eines Kraftfahrzeugs geeignet sein. In one embodiment, the fuse is fixed to the circuit board in a region between its end portions prior to soldering. Thereby, a risk of slipping or rolling away of the fuse can be further reduced. In addition, the fuse can be kept improved on the finished circuit board and so loads such as acceleration or vibration, especially at elevated temperature, withstand improved. An assembly with the appropriately attached fuse can thereby be improved suitable for use on board a motor vehicle.
Das Fixieren erfolgt bevorzugterweise durch ein Klebemittel. Das Klebemittel kann beispielsweise einen Heißkleber, einen lösemittelhaltigen Klebstoff oder einen Klebstoff umfassen, der mit Luft reagiert. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich, beispielsweise ein Klebstoff, der durch Lichteinfluss aushärtet. The fixing is preferably carried out by an adhesive. The adhesive may include, for example, a hot melt adhesive, a solvent based adhesive, or an adhesive that reacts with air. Other embodiments are also possible, for example an adhesive which cures by the influence of light.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen: The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:
darstellt.
represents.
Die elektronische Baugruppe
Die Schmelzsicherung
Es wird vorgeschlagen, im Bereich eines Endabschnitts
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Ausnehmung
In der dargestellten Ausführungsform ist jedem Endabschnitt
Durch die oben beschriebene Technik kann insbesondere die Schmelzsicherung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- elektronische Baugruppe electronic assembly
- 105 105
- Leiterplatte circuit board
- 110 110
- Schmelzsicherung fuse
- 115 115
- Leiterbahn conductor path
- 120 120
- Lötzinn solder
- 125 125
- Längsachse longitudinal axis
- 130 130
- Endabschnitt end
- 135 135
- Zwischenabschnitt intermediate section
- 140 140
- Ausnehmung recess
- 405 405
- erste Ausführungsform first embodiment
- 410 410
- zweite Ausführungsform second embodiment
- 415 415
- dritte Ausführungsform third embodiment
- 420 420
- vierte Ausführungsform fourth embodiment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 6837755 B1 [0004] US 6837755 B1 [0004]
- US 2003/0228808 A1 [0005] US 2003/0228808 A1 [0005]
- US 2003/0049955 A1 [0006] US 2003/0049955 A1 [0006]
Claims (10)
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---|---|---|---|
DE102015202138.6A DE102015202138A1 (en) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | Electronic module |
Publications (1)
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---|---|
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