DE102020208113A1

DE102020208113A1 - Leiterplattenhalterung mit Kühlelement und System umfassend eine Leiterplattenhalterung und eine Leiterplatte

Info

Publication number: DE102020208113A1
Application number: DE102020208113.1A
Authority: DE
Inventors: Jaime Fernandez Serrano; Dirk Michel; Michael Quiter
Original assignee: Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Current assignee: Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: DE102020208113B4

Abstract

Leiterplattenhalterung zur Aufnahme einer Leiterplatte und zur Fixierung der Leiterplatte an einer Basisleiterplatte in einem Fahrzeug, umfassend einen langgestreckten Aufnahmekörper, wobei der langgestreckte Aufnahmekörper eine Aufnahme zur Anordnung eines Kontaktabschnitts der Leiterplatte darin aufweist, und zumindest ein Kühlelement, welches an dem langgestreckten Aufnahmekörper angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplattenhalterung mit einem Kühlelement, sowie ein System umfassend eine Leiterplattenhalterung, ein Kühlelement und eine Leiterplatte.
Herkömmliche Leiterplattenhalterungen sind als Hardware von Computersystemen bekannt. Beispielhafte herkömmliche Leiterplattenhalterungen werden als Sockel zur Verbindung von Hauptspeichermodulen für Hauptplatinen verwendet.
Leiterplattenhalterungen zur Aufnahme von Leiterplatten in Fahrzeugen unterliegen bestimmten Anforderungen, denen herkömmliche Leiterplattenhalterungen, wie sie aus Computersystemen bekannt sind, nicht genügen.
Leiterplattenhalterungen zur Aufnahme von Leiterplatten in Fahrzeugen können sich durch den Betrieb der Leiterplatte, durch den Betrieb umliegender Leiterplatten, Steuergeräte und sonstiger Elemente, sowie durch angebundene Teile erwärmen, wodurch die Betriebsfähigkeit der Leiterplatte bei zu hohen Temperaturen eingeschränkt werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Leiterplattenhalterung bereitzustellen, welche eine dauerhafte Betriebsfähigkeit der Leiterplatte sicherstellt.
Die vorbeschriebene Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst, bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Leiterplattenhalterung zur Aufnahme einer Leiterplatte und zur Fixierung der Leiterplatte an einer Basisleiterplatte in einem Fahrzeug, umfassend:

- einen langgestreckten Aufnahmekörper,
- -- wobei der langgestreckte Aufnahmekörper eine Aufnahme zur Anordnung eines Kontaktabschnitts der Leiterplatte darin aufweist; und
- zumindest ein Kühlelement, welches an dem langgestreckten Aufnahmekörper angeordnet ist.

Vorteilhafterweise ermöglicht ein Kühlelement, welches an dem langgestreckten Aufnahmekörper angeordnet ist, dass eine Leiterplatte gekühlt werden kann bzw. Wärme von der Leiterplatte abgeführt werden kann. Weiterhin kann vorteilhafterweise dadurch, dass ein Kühlelement an dem langgestreckten Aufnahmekörper angeordnet ist, also insbesondere benachbart ist zu einer Leiterplatte, welche in der Aufnahme angeordnet ist, eine direkte Übertragung von Vibrationen bzw. Erschütterungen von dem Kühlelement auf die Leiterplatte während einer Fahrt vermieden werden. Dadurch ermöglicht das Kühlelement vorteilhaft, dass während einer Fahrt eines Fahrzeugs Wärme von einer Leiterplatte abgeführt werden kann, und gleichzeitig eine Übertragung von Vibrationen von dem Kühlelement auf die Leiterpatte vermieden werden.
Somit kann anhand des Kühlelements ein Erwärmen einer Leiterplatte auf eine zu hohe Temperatur vermieden werden und gleichzeitig eine mechanische Beeinträchtigung einer Leiterplatte vermieden werden, so dass eine Betriebsfähigkeit der Leiterplatte langfristig erhalten wird, insbesondere sowohl eine wärmebedingte Schädigung als auch eine mechanische Schädigung der Leiterplatte vermieden werden. Darüber hinaus kann das. Kühlelement eine große bzw. hohe Masse aufweisen, um gleichzeitig eine vorteilhafte Wärmeabfuhr von der Leiterplatte zu ermöglichen, während eine mechanische Beeinträchtigung der Leiterplatte vermieden wird.
In beispielhaften Ausführungsformen ist das Kühlelement mit einem vordefinierten Kühlabstand zu der Leiterplatte an dem langgestreckten Aufnahmekörper angeordnet. Der vordefinierte Kühlabstand kann dabei einem Mindestkühlabstand entsprechen, bei dem bei Vibrationen im anwendungsüblichen Bereich vermieden wird, dass das Kühlelement die Leiterplatte berührt.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement eine in der Aufnahme angeordnete Leiterplatte berühren, insbesondere an der Leiterplatte angeordnet sein, wobei bevorzugt das Kühlelement über Fixierelemente vibrationsfest und vibrationsstabil an der Basisleiterplatte fixiert ist. Ein Kühlelement, welches über Fixierelemente vibrationsfest und vibrationsstabil an der Basisleiterplatte fixiert ist und eine Leiterplatte berührt, ermöglicht eine besonders vorteilhafte Wärmeabfuhr von der Leiterplatte und vermeidet gleichzeitig, durch die steife bzw. vibrationsfeste Fixierung an der Basisleiterplatte, eine mechanische Beeinträchtigung der Leiterplatte. Insbesondere kann durch die Fixierung des Kühlelements anhand von Fixierelementen an der Basisleiterplatte das Kühlelement eine besonders hohe bzw. große Masse aufweisen, wobei eine Kühlung verbessert werden kann, während eine mechanische Beeinträchtigung der Leiterplatte vermieden wird. Insbesondere muss die Leiterplatte das über Fixierelemente fixierte Kühlelement nicht tragen bzw. stützen. Das Gewicht des Kühlelements und/oder Beschleunigungskräfte können mittels der Fixierelemente an die Basisleiterplatte und/oder (mittelbar) an das Fahrzeugchassis übertragen werden.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement im Wesentlichen plattenförmig konfiguriert sein, und/oder mehrere Kühlrippen aufweisen, und/oder mehrere Kühlkanäle daran oder darin angeordnet aufweisen. Weiterhin kann das Kühlelement mit einem Kühlsystem in einem Fahrzeug interagieren.
Im weiteren Verlauf werden verschiedene Begriffe wiederholt verwendet, deren Verständnis durch die nachfolgenden Definitionen erleichtert werden soll.
Langgestreckt: Der Begriff langgestreckt wird vorliegend zumeist mit dem Begriff Aufnahmekörper verwendet und gibt an, dass das damit bezeichnete Element, insbesondere der Aufnahmekörper, eine Erstreckung in Längsrichtung aufweist, welche deutlich größer ist als seine Erstreckung in Breiten- und/oder in Höhenrichtung. Mit Bezug auf den langgestreckten Aufnahmekörper, kann dieser eine Länge aufweisen, die etwa 20 bis etwa 60 mal so groß ist wie eine Breite des langgestreckten Aufnahmekörpers bzw. eine Länge aufweisen, die etwa 5 bis etwa 40 mal so groß ist wie eine Höhe des langgestreckten Aufnahmekörpers.
Längsrichtung: Die Längsrichtung beschreibt eine Richtung, in der die Leiterplattenhalterung bzw. der langgestreckte Aufnahmekörper seine längste Erstreckung aufweist. Weiterhin verläuft die Längsrichtung im Wesentlichen parallel zu einer langen Kante eines Kontaktabschnitts einer Leiterplatte, die in der Aufnahme des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnet werden kann, wie beispielsweise bei einem Hauptspeichermodul.
Höhenrichtung: Die Höhenrichtung steht im allgemeinen senkrecht auf die Längsrichtung und entspricht im Wesentlichen einer Normalen auf eine Basisleiterplatte, insbesondere einer Normalen auf eine sich flächig erstreckenden Basisleiterplatte. Weiterhin kann die Höhenrichtung im Wesentlichen einer Richtung entsprechen, in der die Leiterplatte in die Aufnahme des langgestreckten Aufnahmekörpers eingeschoben bzw. eingesteckt wird.
Breitenrichtung: Die Breitenrichtung steht im Allgemeinen im Wesentlichen senkrecht auf die Längsrichtung und die Höhenrichtung. Die Breitenrichtung wird in der vorliegenden Anmeldung im Wesentlichen verwendet um Wandstärken, Wanddicken oder ähnliches zu beschreiben. Die Breitenrichtung kann weiterhin einer Kante eines Kontaktabschnitts einer Leiterplatte entsprechen, die sich entlang der kurzen Seite erstreckt.
Die Längsrichtung, die Höhenrichtung und die Breitenrichtung müssen dabei insbesondere nicht einer Längsrichtung, einer Höhenrichtung und einer Breitenrichtung eines Fahrzeugs entsprechen, sondern können vielmehr unabhängig davon sein.
Die Höhenrichtung, die Breitenrichtung und die Längsrichtung können ein Koordinatensystem, insbesondere ein Rechtssystem bilden.
Vibrationsfest: Der Begriff vibrationsfest wird vorliegend zumeist zur Charakterisierung einer Verbindung, Anbindung oder Fixierung verwendet. Vibrationsfest beschreibt dabei, dass sich eine Verbindung, Anbindung oder Fixierung bei Vibrationen und Erschütterungen im anwendungsüblichen Spektrum und in einem bestimmten Bereich darüber hinaus nicht von selbst löst.
Vibrationsstabil: Der Begriff vibrationsstabil wird vorliegend zumeist zur Charakterisierung eines Elements bzw. Bauteils selbst verwendet. Vibrationsstabil beschreibt dabei, dass ein Element oder Bauteil bei Vibrationen und Erschütterungen im anwendungsüblichen Spektrum und in einem bestimmten Bereich darüber hinaus nicht von selbst zu schwingen bzw. zu vibrieren anregt.
Nicht zerstörungsfrei lösbar: Nicht zerstörungsfrei lösbar ist eine Verbindung zweier Elemente bzw. Bauteile, deren Lösung die teilweise oder vollständige Zerstörung mindestens eines der beiden Elemente bzw. Bauteile, die voneinander gelöst werden, bewirkt. Die Verbindung zweier Elemente ist auch dann nicht zerstörungsfrei lösbar, wenn die Verwendung von Lösungsmitteln zur Lösung der beiden Elemente voneinander, zumindest die negative Beeinträchtigung der Materialeigenschaften oder Struktur mindestens eines der beiden Elemente bewirkt. Beispiele für nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindungen sind adhäsive Verbindungen beispielsweise unter Verwendung von Klebstoffen, stoffschlüssige Verbindungen, die z.B. durch Schweißverfahren erzeugt werden, mechanische Verbindungen, die z.B. durch Vernieten zweier oder mehrerer Elemente erzeugt werden, sowie weitere Verbindungen, welche die damit verbundene Eigenschaft der nicht zerstörungsfreien Lösbarkeit erfüllen.
Basisleiterplatte: Basisleiterplatte meint eine Leiterplatte bzw. eine PCB (printed circuit board), die als Basis zur Anbindung bzw. Fixierung dient. Die Basisleiterplatte kann dabei eine beliebige Leiterplatte sein. Alternativ kann die Basisleiterplatte auch vielmehr ein Basismodul beschreiben, welches unter anderem zur Anbindung bzw. Fixierung weiterer Leiterplatten dient.
Elastisch verformbar/elastische Verformung: Elastische Verformbarkeit beschreibt, dass ein damit bezeichnetes Element bzw. Bauteil elastisch verformt werden kann, mit anderen Worten also insbesondere so verformt werden kann, dass das Element bzw. Bauteil nach der Verformung im Wesentlichen vollständig oder vollständig wieder die Geometrie vor der Verformung aufweist. Eine elastische Verformung ist dadurch begrenzt, dass sie eine Verformung beschreibt, wobei im Wesentlichen keine bzw. keine plastische Verformung auftritt. Ein elastisch verformtes Element kann im Wesentlichen vollständig in einen Ausgangszustand zurückgeführt werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der Leiterplattenhalterung kann das zumindest eine Kühlelement konfiguriert sein, die Leiterplatte abschnittsweise zu berühren.
Vorteilhafterweise wird ermöglicht, indem das zumindest eine Kühlelement die Leiterplatte abschnittsweise berührt, dass zwischen Leiterplatte und Kühlelement ein konduktiver Wärmeübergang konfiguriert ist, der eine vorteilhaften Wärmetransport zwischen Leiterplatte und Kühlelement ermöglicht.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement abschnittsweise geformt sein, um eine in der Aufnahme des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnete Leiterplatte abschnittsweise zu berühren.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement Kühlrippen aufweisen, um eine in der Aufnahme des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnete Leiterplatte abschnittsweise zu berühren.
In alternativen Ausführungsformen kann das Kühlelement konfiguriert sein, einen vordefinierten Kühlabstand zur Leiterplatte aufzuweisen, insbesondere konfiguriert sein, die Leiterplatte nicht zu berühren. Der vordefinierte Kühlabstand kann dabei einem Mindestkühlabstand entsprechen, bei dem bei Vibrationen im anwendungsüblichen Bereich vermieden wird, dass das Kühlelement die Leiterplatte berührt. Weiterhin kann der vordefinierte Kühlabstand einem Abstand entsprechen, wobei ein geeigneter konvektiver Wärmeübergang zwischen Kühlelement und Leiterplatte sichergestellt ist und gleichzeitig vermieden wird, dass das Kühlelement bei Vibrationen im anwendungsüblichen Bereich die Leiterplatte berührt. Ein vordefinierter Kühlabstand muss, um einen geeigneten konvektiven Wärmeübergang zwischen Kühlelement und Leiterplatte bereitzustellen, nicht dem Mindestkühlabstand entsprechen, sondern kann vielmehr auch größer oder gleich eines Mindestkühlabstands sein.
Ein konduktiver Wärmeübergang zwischen Leiterplatte und Kühlelement ermöglicht je nach Temperaturgradient einen Wärmetransport von der Leiterplatte zum Kühlelement, als auch einen Wärmetransport vom Kühlelement zur Leiterplatte.
In bevorzugten Ausführungsformen der Leiterplattenhalterung kann der langgestreckte Aufnahmekörper in Längsrichtung ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, die Leiterplattenhalterung einen ersten Fixierabschnitt aufweisen, der an dem ersten Ende des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnet ist, und einen zweiten Fixierabschnitt aufweisen, der an dem zweiten Ende des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnet ist, wobei an dem ersten Fixierabschnitt zumindest ein erstes Fixierelement festgelegt sein kann, um an der Basisleiterplatte fixiert zu werden, und an dem zweiten Fixierabschnitt zumindest ein zweites Fixierelement festgelegt sein kann, um an der Basisleiterplatte fixiert zu werden, und insbesondere das Kühlelement zumindest eines von dem zumindest einen ersten Fixierelement und dem zumindest einen zweiten Fixierelement berühren kann.
Vorteilhaft ermöglicht ein Kühlelement, welches zumindest eines von dem ersten Fixierelement und dem zweiten Fixierelement berührt, wobei die Fixierelement konfiguriert sind, an der Basisleiterplatte fixiert zu werden, dass ein konduktiver Wärmeübergang zwischen der Basisleiterplatte und dem Kühlelement konfiguriert ist.
Dadurch kann einerseits effizient Wärme von der Basisleiterplatte an das Kühlelement geleitet werden, um sie von dort abzuführen. Andererseits kann auch Wärme von dem Kühlelement an die Basisleiterplatte geleitet werden, um sie gegebenenfalls von dort abzuführen. Das Kühlelement kann somit auf vorteilhafte Weise Freiheitsgrade in der Fahrzeugentwicklung zur Konzeption eines Hardware-Kühlsystems bereitstellen.
Weiterhin kann dadurch, dass das zumindest eine erste Fixierelement an dem ersten Fixierabschnitt festgelegt ist, und das zumindest eine zweite Fixierelement an dem zweiten Fixierabschnitt festgelegt ist, wobei die Fixierabschnitte an in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnet sind, eine vorteilhafte Verteilung des Wärmetransports erreicht werden, wobei eine Konzentration von Wärmeleitungen vermieden wird. Mit anderen Worten kann durch die Beabstandung des zumindest einen ersten Fixierelements und des zumindest einen zweiten Fixierelements in Längsrichtung eine vorteilhafte Wärmeverteilung sowohl hin zum Kühlelement als auch weg vom Kühlelement bereitgestellt werden, wobei die Wärmeleitung flächig verteilt wird, so dass überhitzende Stellen vermieden werden.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement mehrere erste Fixierelemente und zusätzlich oder stattdessen mehrere zweite Fixierelemente berühren, um eine gezielte Wärmeleitung zwischen Basisleiterplatte und Kühlelement bereitzustellen.
In alternativen Ausführungsformen kann das Kühlelement lediglich ein einziges von mehreren ersten und zweiten Fixierelementen berühren, um für die Wärmeleitung zwischen Basisleiterplatte und Kühlelement einen möglichst genauen Weg vorzugeben, so dass beispielsweise keine Wärme zu bzw. in die Nähe von wärmeempfindlichen Abschnitten der Basisleiterplatte und/oder des Kühlelements geleitet wird.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann sich das Kühlelement in Längsrichtung zwischen dem zumindest einen ersten Fixierelement und dem zumindest einen zweiten Fixierelement oder auch darüber hinaus erstrecken, so dass das Kühlelement vorteilhaft mit einer großen Oberfläche bereitgestellt werden kann.
In bevorzugten Ausführungsformen der Leiterplattenhalterung kann das zumindest eine Kühlelement an zumindest einem von dem zumindest einen ersten Fixierelement und dem zumindest einen zweiten Fixierelement befestigt bzw. fixiert sein.
Vorteilhafterweise ermöglicht eine Leiterplattenhalterung, wobei das zumindest eine Kühlelement an zumindest einem von dem ersten Fixierelement und dem zumindest einen zweiten Fixierelement befestigt ist, indem die Fixierelemente jeweils konfiguriert sind an der Basisleiterplatte fixiert zu werden, dass das Kühlelement besonders vibrationsfest bzw. vibrationsstabil an der Basisleiterplatte befestigt bzw. fixiert werden kann. Eine vibrationsfeste bzw. vibrationsstabile Befestigung des zumindest Kühlelements an der Basisleiterplatte mittels einem oder mehrerer Fixierelemente versteift zudem die Anbindung des zumindest einen Kühlelements, so dass eine Beabstandung zwischen dem zumindest einen Kühlelement und einer Leiterplatte, welche in der Aufnahme angeordnet ist, verringert werden kann, ohne die Gefahr einer Beschädigung der Leiterplatte durch ein vibrierendes Kühlelement zu erhöhen. Insbesondere ermöglicht eine vibrationsfeste Fixierung des Kühlelements an der Basisleiterplatte, dass das Kühlelement eine großen bzw. hohe Masse aufweisen kann, so dass eine besonders vorteilhafte Wärmeabfuhr von der Leiterplatte weg bereitgestellt werden kann. Weiterhin ermöglicht ein Kühlelement, welches durch die Fixierung an der Basisleiterplatte mittels des einen oder der mehreren Fixierelemente, vibrationsstabil konfiguriert ist, so dass eine mechanische Beeinträchtigung der Leiterplatte durch das Kühlelement während einer Fahrt vermieden wird. Insbesondere muss die Leiterplatte das über Fixierelemente fixierte Kühlelement nicht tragen bzw. stützen, so dass eine vorteilhafte Kühlung bereitgestellt werden kann, während eine mechanische Beeinträchtigung der Leiterplatte vermieden wird. Weiterhin kann vorteilhaft auch eine mechanische Beeinträchtigung der Leiterplattenhalterung selbst vermieden werden, da das Kühlelement direkt über ein oder mehrere Fixierelement(e) mit der Basisleiterplatte verbunden bzw. daran fixiert ist. Insbesondere kann vermieden werden, dass die Last des Kühlelements, beispielsweise dessen Gewicht und/oder durch eine schwingende Anregung während einer Fahrt eines Fahrzeugs, von der Leiterplattenhalterung getragen bzw. gestützt wird. Das Gewicht des Kühlelements und/oder Beschleunigungskräfte können mittels der Fixierelemente an die Basisleiterplatte und/oder (mittelbar) an das Fahrzeugchassis übertragen werden. Somit lässt sich eine vorteilhafte Kühlung realisieren und gleichzeitig eine mechanische Beeinträchtigung von sowohl der Leiterplatte als auch der Leiterplattenhalterung vermeiden.
Beispielsweise kann das zumindest eine Kühlelement mittels Schweißen, Kleben, Verlöten, Verschrauben, Vernieten, Klemmen oder ähnlichem an zumindest einem der Fixierelemente befestigt bzw. fixiert sein.
In beispielhaften Ausführungsformen bestehen die Fixierelemente aus einem metallischen Werkstoff bzw. weisen einen metallischen Werkstoff auf. Dadurch, dass die Fixierelemente beispielhaft aus einem metallischen Werkstoff bestehen bzw. einen metallischen Werkstoff aufweisen, kann ein vorteilhafter konduktiver Wärmeübergang zwischen der Basisleiterplatte und dem zumindest einen Kühlelement bereitgestellt werden.
Weiterhin kann in beispielhaften Ausführungsformen der langgestreckte Aufnahmekörper und/oder die an dem langgestreckten Aufnahmekörper angeordneten ersten und zweiten Fixierabschnitte der Leiterplattenhalterung aus einem polymeren Werkstoff bestehen bzw. einen polymeren Werkstoff aufweisen. Der langgestreckte Aufnahmekörper und/oder die an dem langgestreckten Aufnahmekörper angeordneten Fixierelemente, welche aus einem polymeren Werkstoff bestehen bzw. einen polymeren Werkstoff aufweisen, haben eine vergleichsweise geringere Wärmeleitfähigkeit gegenüber den Fixierelementen, insbesondere gegenüber Fixierelementen, welche einen metallischen Werkstoff aufweisen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass vorteilhaft die Wärme zwischen der Basisleiterplatte und dem Kühlelement über die Fixierelemente transportiert wird, und eine Erwärmung des langgestreckten Aufnahmekörpers, insbesondere einer in der Aufnahme angeordneten Leiterplatte, eingeschränkt werden kann.
Darüber hinaus kann das zumindest Kühlelement beispielhaft ebenfalls einen metallischen Werkstoff aufweisen bzw. daraus bestehen, um einen konduktiven Wärmeübergang zu verbessern, insbesondere beispielhaft den Wärmeübergang zwischen Leiterplatte, Basisleiterplatte und Kühlelement zu verbessern. In alternativen Ausführungsformen kann das zumindest eine Kühlelement einen von Metall verschiedenen Werkstoff aufweisen, insbesondere einen anderen besonders wärmeleitfähigen Werkstoff aufweisen. Beispielhaft kann das Kühlelement einen Faserverbundwerkstoff, wie beispielsweise CFK, CFC oder ähnliches, aufweisen bzw. daraus bestehen, welcher einerseits eine Wärmeleitung des Kühlelements verbessert, als auch das Kühlelement besonders steif bzw. vibrationsstabil konfiguriert.
In bevorzugten Ausführungsformen der Leiterplattenhalterung kann der langgestreckte Aufnahmekörper in Längsrichtung ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, die Leiterplattenhalterung einen ersten Fixierabschnitt aufweisen, der an dem ersten Ende des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnet ist, und einen zweiten Fixierabschnitt aufweisen, der an dem zweiten Ende des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnet ist, wobei an dem ersten Fixierabschnitt zumindest ein erstes Fixierelement festgelegt sein kann, um an der Basisleiterplatte fixiert zu werden, und an dem zweiten Fixierabschnitt zumindest ein zweites Fixierelement festgelegt sein kann, um an der Basisleiterplatte fixiert zu werden, wobei der erste Fixierabschnitt zumindest eine erste Anbindungsöffnung aufweist und der zweite Fixierabschnitt zumindest eine zweite Anbindungsöffnung aufweist, wobei das zumindest eine erste Fixierelement einen ersten Konturbereich aufweist, wobei der erste Konturbereich eine Kontur aufweist, welche abschnittsweise entlang der zumindest einen ersten Anbindungsöffnung verläuft, wobei das zumindest eine zweite Fixierelement einen zweiten Konturbereich aufweist, wobei der zweite Konturbereich eine Kontur aufweist, welche abschnittsweise entlang der zumindest einen zweiten Anbindungsöffnung verläuft, und wobei das zumindest eine Kühlelement an der ersten Anbindungsöffnung und der zweiten Anbindungsöffnung mit der Leiterplattenhalterung verbunden ist, und das zumindest eine erste Fixierelement und das zumindest eine zweite Fixierelement berührt.
Vorteilhaft ermöglicht die optionale Konfiguration der Fixierelemente mit einem Konturbereich, welcher abschnittsweise entlang einer Anbindungsöffnung eines Fixierabschnitts verläuft, wobei das Kühlelement an der Anbindungsöffnung mit der Leiterplattenhalterung verbunden ist, und wobei das Fixierelement mit der Basisleiterplatte verbunden ist, dass ein vorteilhafter konduktiver Wärmeübergang zwischen Basisleiterplatte, Kühlelement und Leiterplatte bereitgestellt wird.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement mittels eines oder mehrerer Anbindungselemente mit der Leiterplattenhalterung verbunden sein, insbesondere an einer oder mehrerer Anbindungsöffnungen der Leiterplattenhalterung angebunden sein. Beispielhafte Anbindungselemente können Schrauben, Nieten oder ähnliches sein. Alternativ kann das Kühlelement Vorsprünge als Anbindungselemente aufweisen, die in Anbindungsöffnungen eingepresst, verhakt oder auf sonstige Weise, wie beispielsweise mittels Kleber, insbesondere mittels besonders wärmeleitfähigen Kleber, mit den Anbindungsöffnungen verbunden werden.
Insbesondere kann zusätzlich zu einem Berühren eines Fixierelements durch ein Kühlelement über die Anbindung des Kühlelements an einer Anbindungsöffnung, ein Konturbereich des Fixierelements durch ein Anbindungselement berührt werden, so dass ein Querschnitt für einen konduktiven Wärmeübergang zwischen Kühlelement und Fixierelement vorteilhaft vergrößert wird., und somit wiederum zwischen Kühlelement und Basisleiterplatte vorteilhaft vergrößert wird.
In beispielhaften Ausführungsformen können Fixierelemente optional mittels eines besonders wärmeleitfähigen Klebers an Fixierabschnitten der Leiterplattenhalterung festgelegt sein, wodurch eine Wärmeleitung zwischen Kühlelement, Basisleiterplatte und Leiterplatte zusätzlich verbessert werden kann.
Da die Leiterplatte konfiguriert ist, in der Leiterplattenhalterung angeordnet zu sein, kann mittels einer verbesserten konduktiven Wärmeleitung zwischen Basisleiterplatte, Kühlelement und Leiterplattenhalterung eine vorteilhafte Wärmeleitung bereitgestellt werden, wobei eine vorteilhafte konduktive Wärmeleitung von der Basisleiterplatte zur Leiterplatte, von der Leiterplatte zur Basisleiterplatte, von Basisleiterplatte und Leiterplatte zum Kühlelement, und/oder vom Kühlelement zu Basisleiterplatte und Leiterplatte ermöglicht wird. Anschließend kann die Wärme, je nach Kühlsystem, von der Basisleiterplatte, der Leiterplatte oder dem Kühlelement abgeführt werden. Die vorliegende Leiterplattenhalterung kann somit auf vorteilhafte Weise Freiheitsgrade in der Fahrzeugentwicklung zur Konzeption eines Hardware-Kühlsystems bereitstellen.
In beispielhaften Ausführungsformen kann sich der erste Konturbereich des zumindest einen ersten Fixierelements benachbart zu einer Oberfläche des ersten Fixierabschnitts erstrecken und optional an der Oberfläche des ersten Fixierabschnitts anliegen, insbesondere zu einer Oberseite in Höhenrichtung des ersten Fixierabschnitts.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann sich der zweite Konturbereich des zumindest einen zweiten Fixierelements benachbart zu einer Oberfläche des zweiten Fixierabschnitts erstrecken und optional an der Oberfläche des zweiten Fixierabschnitts anliegen, insbesondere zu einer Oberseite in Höhenrichtung des zweiten Fixierabschnitts.
Durch eine Erstreckung des Konturbereichs eines Fixierelements benachbart zu einer Oberfläche eines Fixierabschnitts kann anhand des Abstands im Rahmen der benachbarten Erstreckung eine Wärmeübergang zwischen Kühlelement und Basisleiterplatte über den Fixierabschnitt festgelegt werden. So verringert ein definierter Abstand zwischen Konturbereich eines Fixierelements und Oberfläche eines Fixierabschnitts die Wärme, die über den Fixierabschnitt selbst transportiert wird, so dass eine mögliche wärmebedingte Schädigung des Fixierabschnitts durch eine Wärmeleitung zwischen Kühlelement und Basisleiterplatte verringert oder ausgeschlossen werden kann.
Eine beispielhafte Beabstandung einer Oberseite in Höhenrichtung eines Fixierabschnitts zu einer Unterseite in Höhenrichtung eines Konturbereichs eines Fixierelements kann im Bereich von 0,1 mm bis 1,5 mm liegen.
In alternativen Ausführungsformen kann eine Beabstandung einer Oberseite in Höhenrichtung eines Fixierabschnitts zu einer Unterseite in Höhenrichtung eines Konturbereichs eines Fixierelements von dem vorstehend genannten Bereich abweichen, so dass insbesondere auch eine Oberseite in Höhenrichtung eines Fixierabschnitts an einer Unterseite in Höhenrichtung eines Konturbereichs eines Fixierelements anliegen kann bzw. berühren kann.
So ermöglicht eine Erstreckung des Konturbereichs eines Fixierelements anliegend an einer Oberfläche eines Fixierabschnitts, dass der Fixierabschnitt in die Wärmeleitung zwischen Basisleiterplatte, Kühlelement und Leiterplatte eingebunden wird, so dass ein vorteilhaft verteilter Wärmeübergang bereitgestellt wird.
In bevorzugten Ausführungsformen der Leiterplattenhalterung kann das zumindest eine Kühlelement eine Rippenstruktur umfassen, wobei sich die Rippenstruktur mit einer Vielzahl an Kühlrippen entlang einer Höhenrichtung erstreckt, wobei die Rippenstruktur bevorzugt eine Höhe aufweisen kann, welche etwa 2,0 mal bis etwa 4,0 mal so hoch ist, wie die Aufnahme zu Anordnung des Kontaktbereichs der Leiterplatte darin, und/oder eine Kühlkanalstruktur umfassen, wobei die Kühlkanalstruktur zumindest einen röhrenförmigen Kanal aufweist, der sich im Wesentlichen in Längsrichtung erstreckt, und/oder zumindest einen Ventilator umfassen, der bevorzugt eine Strömungsrichtung von Kühlender Luft in Längsrichtung der Leiterplattenhalterung bewirkt.
Beispielhaft kann das Kühlelement eine Rippenstruktur mit einer Vielzahl von Kühlrippen aufweisen, wobei sich die Kühlrippen bevorzugt im Wesentlichen in Höhenrichtung erstrecken. Durch die Bereitstellung von Kühlrippen, die sich an dem Kühlelement im Wesentlichen in Höhenrichtung erstrecken, kann einerseits die Oberfläche des Kühlelements erhöht werden, so dass eine mögliche Wärmeabgabe über das Kühlelement erhöht wird, und gleichzeitig vorteilhaft das Kühlelement besonders vibrationsstabil konfiguriert werden, insbesondere gegenüber Vibrationen in Breitenrichtung und Längsrichtung der Leiterplattenhalterung, so dass die Leiterplattenhalterung durch das Kühlelement neben einer wärmeleitenden Funktion integral eine versteifende bzw. vibrationsstabilisierende Funktion übernimmt.
Die Erstreckung der Rippenstruktur des Kühlelements kann beispielhaft etwa 2,0 mal bis etwa 4,0 mal so hoch sein, wie die Erstreckung der Aufnahme zur Anordnung des Kontaktbereichs der Leiterplatte in Höhenrichtung. Dadurch kann beispielhaft eine vorteilhafte Wärmeabfuhr von der Leiterplatte über das Kühlelement bereitgestellt werden.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen können sich die Rippen einer Rippenstruktur des Kühlelements im Wesentlichen in Längsrichtung erstrecken, um beispielhaft von einer Luftzufuhr mittels Luft in Längsrichtung angeströmt zu werden.
Alternativ können sich die Rippen einer Rippenstruktur eines Kühlelements auch beliebig, wie beispielsweise schräg zu einer Höhenrichtung und Längsrichtung erstrecken.
In beispielhaften Ausführungsformen kann sich ein höchster Abschnitt des Kühlelements mit einer Höhe erstrecken, die geringer oder gleich einer maximalen Höhe des langgestreckten Aufnahmekörpers sein kann, insbesondere geringer oder gleich der restlichen Abschnitte der Leiterplattenhalterung sein kann, um einen notwendigen Bauraum der Leiterplattenhalterung in einem Fahrzeug in Höhenrichtung zu begrenzen.
In alternativen Ausführungsformen kann sich das Kühlelement mit einer beliebigen Höhe, Länge und Breite erstrecken.
Eine Rippenstruktur eines Kühlelements kann sich optional über das gesamte Kühlelement in Höhe und Länge erstrecken. Weiterhin kann sich eine Rippenstruktur eines Kühlelements auch nur über einen Teilbereich des Kühlelements erstrecken.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement eine Kühlkanalstruktur mit zumindest einem röhrenförmigen Kühlkanal aufweisen. Der zumindest eine röhrenförmige Kühlkanal kann sich bevorzugt in Längsrichtung erstrecken, optional auch verschieden von einer Längsrichtung erstrecken.
Durch die Anordnung zumindest eines röhrenförmigen Kühlkanals in oder an dem Kühlelement, kann das Kühlelement vorteilhaft Wärme von der Leiterplattenhalterung abführen, insbesondere von der Basisleiterplatte und der Leiterplatte abführen. Der Kühlkanal kann dabei konfiguriert sein mit einem Kühlmedium durchströmt bzw. durchflossen zu werden, wie beispielsweise Luft, Wasser, ein synthetisches Kühlmedium oder ein beliebiges anderes Kühlmedium.
Durch in Längsrichtung verlaufende röhrenförmige Kühlkanäle des Kühlelements können vorteilhaft die Kühlkanäle mehrerer in Breitenrichtung nebeneinander angeordneter Leiterplattenhalterungen durch kurze Kühlkanalverbindungsstücke verbunden werden. So kann ein Kühlmedium eine vorbestimmte Anzahl von Kühlkanälen einer Mehrzahl von Leiterplattenhalterungen durchströmen, bevor es zu einem Kältereservoir gelangt, welches das Kühlmedium auf eine bestimmte Temperatur kühlt, bevor dieses weitere Kühlkanäle, insbesondere zweite Kühlkanäle der zuvor durchströmten Leiterplattenhalterungen, durchströmt, so dass ein effizienter Kühlkreislauf bereitgestellt werden kann.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement einen Ventilator umfassen welcher durch die Basisleiterplatte gesteuert bzw. geregelt sein kann, so dass anhand der vorliegenden Leiterplattenhalterung dem Basiselement eine steuerbare bzw. regelbare Kühlung ermöglicht wird.
In beispielhaften Ausführungsformen kann ein Ventilator eine Strömungsrichtung kühlender Luft in Längsrichtung der Leiterplattenhalterung bewirken. Da die vorliegende Leiterplattenhalterung langgestreckt ist und insbesondere einen langgestreckten Aufnahmekörper aufweist, reichen bereits wenige Ventilatoren, insbesondere nur ein einzelner Ventilator, um eine ausreichende Kühlluftzufuhr für das Kühlelement der Leiterplattenhalterung bereitzustellen.
Darüber hinaus kann in beispielhaften Ausführungsformen das Kühlelement Umlenkfinnen aufweisen, welche eine Strömung von kühlender Luft beispielhaft von einer Längsrichtung in eine Höhenrichtung umlenkt, insbesondere in eine Höhenrichtung nach unten umlenkt, so dass Kühlluft in die Aufnahme, worin ein Kontaktabschnitt einer Leiterplatte angeordnet sein kann, geleitet wird. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Kühlung insbesondere des Kontaktbereichs der Leiterplatte bereitgestellt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System umfassend eine Leiterplattenhalterung gemäß des vorstehenden Aspekts bzw. gemäß einer der vorstehenden bevorzugten, beispielhaften und alternativen Ausführungsformen, und eine Leiterplatte, welche in der Aufnahme angeordnet ist.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten, beispielhaften und alternativen Ausführungsformen der Leiterplattenhalterung und deren Effekte beziehen sich gleichermaßen auf das System umfassend eine Leiterplattenhalterung und eine Leiterplatte, welche in der Aufnahme der Leiterplattenhalterung angeordnet ist.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sind, und dass einzelne Merkmale der Ausführungsformen im Rahmen der beiliegenden Ansprüche zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden können.
Es zeigt:

1 eine Leiterplattenhalterung, wobei eine Leiterplatte nicht gezeigt ist;
2 eine Leiterplattenhalterung mit einer nicht aufgenommenen Leiterplatte;
3a einen Teilbereich einer Leiterplattenhalterung;
3b einen Teilbereich gemäß 3a, wobei Fixierelemente nicht dargestellt sind;
4a Fixierelemente einer Leiterplattenhalterung;
4b eine Draufsicht auf einen Teilbereich einer Leiterplattenhalterung;
4c eine Draufsicht mehrerer Teilbereiche nebeneinander angeordneter Leiterplattenhalterungen;
5a eine Schnittansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung mit Schnittebene parallel zu Höhenrichtung und Längsrichtung;
5b eine Schnittansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung mit Schnittebene parallel zu Breitenrichtung und Längsrichtung;
6a eine Seitenansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung;
6b eine Schrägansicht einer Leiterplattenhalterung;
7 eine weitere Schnittansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung mit Schnittebene parallel zu Breitenrichtung und Längsrichtung;
8 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung mit Schnittebene parallel zu Breitenrichtung und Längsrichtung;
9a eine Ansicht einer ersten Schnittdarstellung durch einen langgestreckten Aufnahmekörper einer Leiterplattenhalterung mit Schnittebene parallel zu Breitenrichtung und Höhenrichtung;
9b eine Ansicht einer weiteren Schnittdarstellung durch einen langgestreckten Aufnahmekörper einer Leiterplattenhalterung mit Schnittebene parallel zu Breitenrichtung und Höhenrichtung;
10 eine Leiterplattenhalterung mit einem Kühlelement;
11 a eine Mehrzahl von Leiterplattenhalterungen platzsparend angeordnet an einer Basisleiterplatte;
11b eine Mehrzahl von Leiterplattenhalterungen nicht-platzsparend angeordnet an einer Basisleiterplatte; und
12 ein Flussdiagramm zu einem Montageverfahren der Leiterplattenhalterung an einer Basisleiterplatte.

1 zeigt eine Leiterplattenhalterung 10. Dabei sind in 1 drei Raumrichtungen definiert, nämlich die Längsrichtung I, die Höhenrichtung b und die Breitenrichtung b, welche keinen festen Ursprung an der Leiterplattenhalterung 10 haben. Die Längsrichtung I verläuft dabei im Wesentlichen parallel zu einer länglichen Erstreckung eines langgestreckten Aufnahmekörpers 20 der Leiterplattenhalterung 10. Die Höhenrichtung h verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung I und steht darüber hinaus im Wesentlichen senkrecht zu einer Basisleiterplatte 150, an der die Leiterplattenhalterung 10 konfiguriert ist fixiert zu werden. Die Breitenrichtung b verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung I sowie zur Höhenrichtung b, so dass insbesondere ein rechtshändisches Richtungssystem aus Längsrichtung I, Höhenrichtung h und Breitenrichtung b besteht.
Wie in 1 gezeigt, weist der langgestreckte Aufnahmekörper 20 eine Aufnahme 24 auf, welche sich in Höhenrichtung nach oben öffnet und konfiguriert ist einen Kontaktabschnitt 110 einer Leiterplatte 100 darin anzuordnen. Weiterhin kann der langgestreckte Aufnahmekörper 20 optional eine Codierung 23 aufweisen, welche in der Aufnahme 24 des langgestreckten Aufnahmekörpers angeordnet ist. Die Codierung 23 kann dabei konfiguriert sein, in eine Codierungsausnehmung 130 einer Leiterplatte 100 einzugreifen, wenn die Leiterplatte 100 in der Ausnehmung 24 angeordnet ist. Anhand der Codierung 23 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, kann die Leiterplattenhalterung 10 zur Aufnahme einer bestimmten Art von Leiterplatte 100 ausgelegt bzw. eingeschränkt werden.
In alternativen Ausführungsformen der Leiterplattenhalterung 10 weist der langgestreckte Aufnahmekörper 20 keine Codierung 23 auf.
Wie in 1 gezeigt, weist der langgestreckte Aufnahmekörper 20 in Längsrichtung I ein erstes Ende 21 und ein zweites Ende 22 auf, wobei sich das erste Ende 21 und das zweite Ende 22 in Längsrichtung I im Wesentlichen gegenüber liegen. Das erste Ende 21 ist bzw. umfasst ein(en) Übergangsbereich, insbesondere ein(en) Übergangsbereich in Längsrichtung I vorne, zwischen dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 und dem ersten Fixierabschnitt 31, welcher an dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 angeordnet ist. Das zweite Ende 22 ist bzw. umfasst ein(en) Übergangsbereich, insbesondere ein(en) Übergangsbereich in Längsrichtung I hinten, zwischen dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 und dem zweiten Fixierabschnitt 32, welcher an dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 angeordnet ist. Das erste Ende 21 und das zweite Ende 22 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 sind somit vielmehr jeweils als ein Übergangsbereich denn als ein fester geometrischer Ort zu verstehen, insbesondere wenn der langgestreckte Aufnahmekörper 20 integral bzw. einstückig mit dem ersten Fixierabschnitt 31 und dem zweiten Fixierabschnitt 32 ausgebildet, insbesondere gefertigt ist.
In beispielhaften Ausführungsformen kann der langgestreckte Aufnahmekörper 20 integral bzw. einstückig mit dem ersten Fixierabschnitt 31 und dem zweiten Fixierabschnitt 32 in einem Spritzgießverfahren hergestellt werden, wodurch der langgestreckte Aufnahmekörper 20, der erste Fixierabschnitt 31 und der zweite Fixierabschnitt 32 das gleiche Material aufweisen bzw. daraus bestehen, insbesondere einen Kunststoff wie beispielsweise PA, PP, PE, EP-Harze, PMMA, PEEK oder PUR aufweisen bzw. daraus bestehen, oder optional insbesondere einen faserverstärkten Kunststoffen wie PA, PP, PE, EP-Harze, PMMA, PEEK, PUR mit einem Glasfaseranteil im Bereich von 5% bis 40% aufweisen bzw. daraus bestehen, wie beispielsweise PA6GF30, PA66GF30, PA6GF15 oder PA66GF15. Insbesondere durch die Herstellung der Leiterplattenhalterung 10 bzw. des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, des ersten Fixierabschnitts 31 und des zweiten Fixierabschnitts 32 aus faserverstärkten Kunststoff besteht die Möglichkeit die Vibrationsfestigkeit bzw. Stabilität der Leiterplattenhalterung 10 gezielt zu erhöhen, sowie die Wärmeleitfähigkeit gezielt zu erhöhen, um einen Wärmetransport bzw. -Abtransport zwischen Leiterplatte 100 und Basisleiterplatte 150 zu verbessern.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann der langgestreckte Aufnahmekörper 20 integral bzw. einstückig mit dem ersten Fixierabschnitt 31 und dem zweiten Fixierabschnitt 32 in einem Mehrkomponentenspritzgießverfahren hergestellt werden, wodurch der langgestreckte Aufnahmekörper 20, der erste Fixierabschnitt 31 und der zweite Fixierabschnitt 32 verschiedene Kunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe aufweisen können bzw. daraus bestehen können, wodurch sich zielgenaue Materialeigenschaften für die Leiterplattenhalterung 10 bereitstellen lassen.
In alternativen Ausführungsformen können der langgestreckte Aufnahmekörper 20, der erste Fixierabschnitt 31 und der zweite Fixierabschnitt 32 getrennt voneinander gefertigt werden, also mehrstückig gefertigt werden, und anschließend miteinander verbunden werden, wie beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Schrauben oder einem beliebigen anderen Verfahren.
Der langgestreckte Aufnahmekörper 20, der erste Fixierabschnitt 31 und der zweite Fixierabschnitt 32 können in Längsrichtung zusammen beispielhaft eine Länge im Bereich von etwa 80 mm bis etwa 240 mm aufweisen, bevorzugt eine Länge im Bereich von etwa 120 mm bis etwa 180 mm aufweisen, und besonders bevorzugt eine Länge von etwa 165 mm aufweisen. Der langgestreckt Aufnahmekörper 20, der erste Fixierabschnitt 31 und der zweite Fixierabschnitt 32 können jeweils beispielhaft eine Breite im Bereich von etwa 2,8 mm bis etwa 8 mm, bevorzugt eine Breite im Bereich von etwa 3,4 mm bis etwa 6 mm aufweisen, und besonders bevorzugt eine Breite von etwa 4,5 mm aufweisen. In alternativen Ausführungsformen kann die Leiterplattenhalterung 10, insbesondere der langgestreckte Aufnahmekörper 20 und die sich in Längsrichtung anschließenden ersten und zweiten Fixierabschnitte 31, 32 Maße aufweisen, welche insbesondere auf die in der Leiterplattenhalterung 10 anzuordnende Leiterplatte 100 abgestimmt sind und von den oben genannten Werten bzw. Wertebereichen abweichen.
Weiterhin zeigt 1 zwei Paare von Positionierelementen 50, wobei die Paare von Positionierelementen 50 in Längsrichtung I gegenüberliegend voneinander, jeweils an dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 angeordnet sind. Beispielsweise können sich die Paare von Positionierelementen 50 in Längsrichtung I vorne und hinten an die Aufnahme 24 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 anschließen. Weiterhin können sich die Paare von Positionierelementen 50, wie in 1 gezeigt, in Höhenrichtung h gegenüber der Aufnahme 24 hervorstrecken bzw. -stehen, also emporstrecken bzw. -stehen.
Die Positionierelemente 52 der Paare von Positionierelementen 50 können sich insbesondere im Wesentlichen mit einem U-Profil entlang der Höhenrichtung h gegenüber der Aufnahme 24 hervorstrecken bzw. erstrecken. Das U-Profil der Positionierelemente 52 ermöglicht dabei eine vibrationsfeste und steife Ausgestaltung der Positionierelemente 52, sowie gleichzeitig eine besonders spritzgießgerechte Ausgestaltung, da Materialansammlungen von spritzgegossenem Material vermieden werden, wodurch wiederum ein möglicher Verzug verringert oder vermieden werden kann.
Weiterhin zeigt 1, dass die Leiterplattenhalterung 10 zwei elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtungen 40 aufweist, welche benachbart zum ersten Ende 21 bzw. zweiten Ende 22 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 angeordnet sind. Die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 weist dabei jeweils eine Erstreckung im Wesentlichen in Höhenrichtung h auf und ist darüber hinaus in Längsrichtung I beabstandet von dem Paar von Positionierelementen 50 angeordnet, insbesondere in Längsrichtung I, abgewandt von der Aufnahme 24, beabstandet von dem Paar von Positionierelementen 50 angeordnet. Die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 ist insbesondere mit einem Spalt in Längsrichtung I zu dem Paar von Positionierelementen 50 beabstandet, um eine elastische Verformbarkeit der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 sicherzustellen. Weiterhin weist die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 in ihrer im Wesentlichen in Höhenrichtung h verlaufenden Erstreckung mit zunehmender Höhe eine geringere Wandstärke in Längsrichtung I auf, um mit zunehmender Höhe der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 eine elastische Verformbarkeit der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 in Längsrichtung I zu erhöhen. Mit anderen Worten ermöglicht eine mit zunehmender Höhe geringer werdende Wandstärke der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 vorteilhaft, dass eine Steifigkeit der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 gezielt verringert werden kann, um eine gezielte elastische Verformbarkeit der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 bereitzustellen.
Wie in 1 gezeigt, weist die elastisch Verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 ein Werkzeugdurchführelement 42 auf, welches mit einer Werkzeugdurchführöffnung 44 versehen ist. Das Werkzeugdurchführelement 42 kann insbesondere an einem in Höhenrichtung h oberen Ende der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 angeordnet sein. Weiterhin kann das Werkzeugdurchführelement 42 insbesondere in Längsrichtung I abgewandt von der Aufnahme 24 an der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 angeordnet sein.
Wie in 1 weiterhin gezeigt, weist die Leiterplattenhalterung 10 zwei Werkzeugeinführelemente 70 auf, welche jeweils mit einer Entriegelungsausnehmung 72 versehen sind. Wie in 1 verdeutlicht, weist das Werkzeugeinführelement 70 dabei jeweils eine Beabstandung in Höhenrichtung h, sowie eine Beabstandung in Längsrichtung I zu dem Werkzeugdurchführelement 42 auf. Insbesondere ist das Werkzeugeinführelement 70 bzw. die Entriegelungsausnehmung 72 des Werkzeugeinführelements 70 in Längsrichtung I, abgewandt von der Aufnahme 24, zum Werkzeugdurchführelement 42 bzw. der Werkzeugöffnung 44 beabstandet, und in Höhenrichtung h unterhalb des Werkzeugdurchführelements 42 bzw. der Werkzeugöffnung 44 angeordnet.
Wie in 1 angedeutet und im Weiteren durch 3a verdeutlicht, ist die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 konfiguriert sich bei einem Führen eines Werkzeugs durch die Werkzeugöffnung 44 hindurch und in die Entriegelungsausnehmung 72 hinein elastisch derart zu verformen, insbesondere mit einer Biegung im Wesentlichen in Längsrichtung I zu verformen, dass die Leiterplatte 100 entriegelt ist, indem ein Verriegelungsvorsprung 46, der an der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 angeordnet ist, aus einer Verriegelungsausnehmung 120 der Leiterplatte 100 bewegt wird.
Wie in 1 weiter gezeigt, sind an dem ersten Fixierabschnitt 31 zwei erste Fixierelemente 61, 61' festgelegt bzw. angeordnet, welche sich mit einem Bereich im Wesentlichen in Breitenrichtung b erstrecken, insbesondere senkrecht zu einer Außenseite in Breitenrichtung b des ersten Fixierabschnitts 31 erstrecken. Die Fixierelemente 61, 61', 62, 62', wie teilweise in 1 gezeigt, sind konfiguriert, um an der Basisleiterplatte 150 fixiert zu werden. Dadurch, dass die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' an dem ersten bzw. zweiten Fixierabschnitt 31, 32 festgelegt werden und konfiguriert sind, an der Basisleiterplatte 150 fixiert zu werden, kann die Leiterplattenhalterung 10 vibrationsfest und stabil an der Basisleiterplatte 150 fixiert bzw. befestigt werden.
2 zeigt eine Leiterplattenhalterung 10 in Schrägansicht und eine nicht von der Leiterplattenhalterung 10 aufgenommene Leiterplatte 100 in Vorderansicht.
Die Leiterplatte 100 weist im in Höhenrichtung h unteren Bereich einen Kontaktabschnitt 110 auf, welcher konfiguriert ist von der Aufnahme 24 aufgenommen zu werden bzw. darin angeordnet zu werden. Darüber hinaus kann die Leiterplatte 100 eine Codierungsausnehmung 130 als Unterbrechung des Kontaktabschnitts 110 aufweisen. Die Codierungsausnehmung 130 kann je nach Leiterplatte 100 in einem anderen Längenbereich des Kontaktabschnitts 120 angeordnet sein. Die Codierungsausnehmung 130 ist insbesondere konfiguriert mit einer Codierung 23 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, beim Anordnen des Kontaktabschnitts 110 in der Aufnahme 24, in Eingriff zu gelangen, wodurch eine Montage ungeeigneter bzw. ungewünschter Leiterplatten 100 in der Leiterplattenhalterung 100 vermieden werden kann.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die Leiterplatte 100 Bestandteil eines DDR5-Hauptspeichermoduls. Die Leiterplatte kann in weiteren beispielhaften Ausführungsformen jedoch auch ein anderes beliebiges Hauptspeichermodul sein, oder eine sonstige beliebige Leiterplatte.
3a zeigt einen Teilbereich einer Leiterplattenhalterung 10 in Schrägansicht. Zunächst verdeutlicht 3a die Erstreckung der Positionierelemente 52 des Paares von Positionierelementen 50 in Höhenrichtung h mit einem U-Profil, über die Aufnahme 24 hinaus.
Weiterhin zeigt 3a, dass die Werkzeugöffnung 44 des Werkzeugdurchführelements 42 bevorzugt rund bzw. zylindrisch konfiguriert ist und sich entlang einer Werkzeugöffnungsachse 45 erstreckt. Weiterhin ist die Werkzeugöffnung 44 bevorzugt mit einer Werkzeugöffnungsfase versehen, welche ein automatisches Zentrieren beim Einführen bzw. Durchführen eines Werkzeugs (nicht gezeigt) durch die Werkzeugöffnung 44 ermöglicht bzw. ein Einführen eines Werkzeugs in die Werkzeugöffnung 44 vereinfacht. Der äußere Rand der Werkzeugöffnungsfase weist bevorzugt einen Durchmesser auf, der im Verhältnis zu einem Durchmesser der Werkzeugöffnung 44 im Bereich von etwa 1,05 bis etwa 1,5, besonders bevorzugt im Bereich von etwa 1,15 bis 1,35 liegt, wodurch das Einführen eines Werkzeugs in die Werkzeugöffnung 44 vorteilhaft erleichtert werden kann.
Die Werkzeugöffnung 44 ist stets als Durchgangsloch konfiguriert, um ein mögliches Durchführen eines Werkzeugs sicherzustellen. Die Werkzeugöffnung 44 ist bevorzugt mit einem Durchmesser konfiguriert, der dem 1,05 bis 1,3-fachen einer Querschnittsabmessung eines Werkzeugs entspricht. Die Werkzeugöffnung 44 kann insbesondere einen Querschnittsdurchmesser von etwa 1,5 mm bis etwa 3,5 mm aufweisen.
In alternativen Ausführungsformen kann die Werkzeugöffnung 44 abweichend von einer zylindrischen Form konfiguriert sein, insbesondere mit einer sich entlang der Werkzeugöffnungsachse 45 erstreckenden vieleckigen Form konfiguriert sein, wie beispielsweise in dreieckiger, viereckige, fünfeckiger oder sechseckiger Form.
Weiterhin zeigt 3a, dass das die Entriegelungsausnehmung 72 des Werkzeugeinführelements 70 bevorzugt rund bzw. zylindrisch konfiguriert ist und sich entlang einer Entriegelungsausnehmungsachse 73 erstreckt. Die Entriegelungsausnehmung 72 kann als Durchgangsloch mit einem konstantem Durchmesser konfiguriert sein, oder als Sackloch mit einem konstanten Durchmesser konfiguriert sein, oder insbesondere mit einem abschnittsweise konstanten Durchmesser als Durchgangsloch konfiguriert sein. Eine Entriegelungsausnehmung 72, welche als Sackloch mit einem konstantem Durchmesser konfiguriert ist, ermöglicht, dass beim Einführen eines Werkzeugs in die Entriegelungsausnehmung 72 eine Beschädigung der Basisleiterplatte 150 vorteilhaft vermieden werden kann, da das eingeführte Werkzeug nicht bis zur Basisleiterplatte 150 gelangt. Demgegenüber ermöglicht eine Entriegelungsausnehmung 72, welche als Durchgangsloch mit abschnittsweise konstantem Durchmesser konfiguriert ist, dass über die Entriegelungsausnehmung 72 zusätzlich ein Befestigungselement, wie beispielsweise eine Schraube, zur zusätzlichen Befestigung der Leiterplattenhalterung 10 an einer Basisleiterplatte 150 eingeführt werden kann. Die Entriegelungsausnehmung 72 kann beispielhaft einen Querschnittsdurchmesser im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3,5 mm aufweisen, bevorzugt im Bereich von etwa 1,7 mm bis 2,5 mm aufweisen. Die Entriegelungsausnehmung 72 kann weiterhin beispielhaft einen kleineren Querschnittsdurchmesser aufweisen als die Werkzeugöffnung 44. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Werkzeugöffnung 44 ein leichtes Durchführen eines Werkzeugs ermöglicht, während die Entriegelungsausnehmung 72 ein Verkippen des Werkzeugs sicherstellt, während das Werkzeug in die Entriegelungsausnehmung 72, beispielsweise entlang der Höhenrichtung h bzw. entlang der Entriegelungsausnehmungsachse 73, eingeführt wird.
Wie ebenfalls in 3a gezeigt, sind die Werkzeugöffnungsachse 45 und die Entriegelungsausnehmungsachse 73 verschieden voneinander. Dadurch kann die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 beim Durchführen eines Werkzeugs durch die Werkzeugöffnung 44 und anschließenden Einführen des Werkzeugs in die Entriegelungsausnehmung 72 das Werkzeugeinführelement 42, welches an der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 angeordnet ist, mit der Werkzeugöffnungsachse 45 zu der Entriegelungsausnehmungsachse 73 hin bewegen bzw. verschieben. Die Werkzeugöffnungsachse 45 ist bevorzugt in Längsrichtung I des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 zur Entriegelungsausnehmungsachse 73 beabstandet, so dass beim Durchführen eines Werkzeugs durch die Werkzeugöffnung 44 und anschließenden Einführen eines Werkzeugs in die Entriegelungsausnehmung 72, die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 elastisch in Längsrichtung I, weg von der Ausnehmung 24, verformt wird.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen können die Werkzeugöffnungsachse 45 und die Entriegelungsausnehmungsachse 73 parallel zueinander, windschief zueinander, oder in einem bestimmten Punkt schneidend konfiguriert sein. Sind die Werkzeugöffnungsachse 45 und die Entriegelungsausnehmungsachse 73 so konfiguriert, dass sie sich in einem bestimmten Punkt schneiden, so ist der Punkt bevorzugt so zu wählen, dass dieser in Höhenrichtung unterhalb des oberen Randes der Entriegelungsausnehmung 72 konfiguriert ist, um eine elastische Verformung der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 sicherzustellen. Diese elastische Verformung führt dazu, dass ein Verriegelungsvorsprung 46 aus der Verriegelungsausnehmung 120 der Leiterplatte 100 bewegt wird.
Weiterhin zeigt 3a, dass das Werkzeugeinführelement 70 mit einer Mehrzahl von Versteifungselementen 71 an dessen Außenseite versehen sein kann, die sich im Wesentlichen in Höhenrichtung h erstrecken. Durch eine Mehrzahl von Versteifungselementen 71, die am Werkzeugeinführelement 70 angeordnet ist, ist das Werkzeugeinführelement 70 besonders steif gegenüber einer Verformung in Längsrichtung I, so dass beim Einführen eines Werkzeugs in das Werkzeugeinführelement 70 sichergestellt ist, dass sich im Wesentlichen die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 elastisch verformt, während das Werkzeugeinführelement 70 unverformt bleibt oder nur geringfügig verformt wird.
Die Versteifungselemente 71 können z.B. in Form von Rippen an der Außenseite des Werkzeugeinführelements 70 angeordnet bzw. ausgebildet sein.
Weiterhin zeigt 3a beispielhaft für die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' eine bereichsweise Konfiguration insbesondere anhand des ersten Fixierelements 61, welches einen Befestigungsbereich 63, einen Festlegungsbereich 65 und einen Konturbereich 67 aufweist. Zur Unterscheidung der Bereiche des ersten Fixierelements 61, 61' zu denen des zweiten Fixierelements 62, 62', werden für den Befestigungsbereich 63, 63', 64, 64 auch die Begriffe erster Befestigungsbereich 63, 63' für das erste Fixierelement 61, 61' und zweiter Befestigungsbereich 64, 64' für das zweite Fixierelement 62, 62' verwendet, für den Festlegungsbereich 65, 65', 66, 66' auch die Begriffe erster Festlegungsbereich 65, 65' für das erste Fixierelement 61, 61' und zweiter Festlegungsbereich 64, 64' für das zweite Fixierelement 62, 62' verwendet, sowie für den Konturbereich 67, 67', 68, 68' auch die Begriffe erster Konturbereich 67, 67' für das erste Fixierelement 61, 61' und zweiter Konturbereich 68, 68' für das zweite Fixierelement 62, 62' verwendet.
Der erste Befestigungsbereich 63 des ersten Fixierelements 61 erstreckt sich dabei im Wesentlichen in Breitenrichtung b und ragt von dem ersten Fixierabschnitt 31 bzw. dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 in Breitenrichtung b hervor. Weiterhin erstreckt sich der Befestigungsbereich 63 des ersten Fixierelements 61 bevorzugt entlang einer Unterseite der Leiterplattenhalterung 10, um beim Fixieren der Leiterplattenhalterung 10 an einer Basisleiterplatte 150 fixiert zu werden.
In alternativen Ausführungsformen kann sich der erste Befestigungsbereich 63 des ersten Fixierelements 61 abweichend von einer Breitenrichtung und entlang einer Unterseite der Leiterplattenhalterung 10 erstrecken, so lange der erste Befestigungsbereich 63 weiterhin konfiguriert ist an einer Basisleiterplatte 150 fixiert zu werden.
Der erste Festlegungsbereich 65 des ersten Fixierelements 61 ist konfiguriert, um in einer ersten Festlegungsausnehmung 35, wie in den 3b, 5a und 5b gezeigt, festgelegt zu werden. Der erste Festlegungsbereich 65 des ersten Fixierelements 61 erstreckt sich dazu im Wesentlichen in Höhenrichtung h mit einer konturierten Form in Längsrichtung I. Der erste Festlegungsbereich 65 des ersten Fixierelements 61 schließt sich insbesondere an den ersten Befestigungsbereich 63 des ersten Fixierelements 61 an und erstreckt sich mit anderen Worten im Wesentlichen senkrecht zum ersten Befestigungsbereich 63 des ersten Fixierelements 61.
Der erste Konturbereich 67 des ersten Fixierelements 61 weist bevorzugt eine Kontur auf, welche abschnittsweise entlang einer ersten Anbindungsöffnung 37, wie in den 3b, 5a und 5b gezeigt, verläuft. Der erste Konturbereich 67 des ersten Fixierelements 61 kann sich insbesondere entlang und benachbart zu einer Oberseite des ersten Fixierabschnitts 31 erstrecken. Optional kann sich der erste Konturbereich 67 des ersten Fixierelements 61 insbesondere entlang und an der Oberseite des ersten Fixierabschnitts 31 anliegend erstrecken. Dadurch, dass sich der erste Konturbereich 67 abschnittsweise entlang der Kontur der ersten Anbindungsöffnung 37 folgend erstreckt, kann der erste Konturbereich 67 in Kontakt mit einem Anbindungselement gebracht werden. Der erste Konturbereich 67 schließt sich insbesondere an den ersten Festlegungsbereich 65 des ersten Fixierelements 61 an und erstreckt sich mit anderen Worten im Wesentlichen senkrecht zum ersten Festlegungsbereich 65 des ersten Fixierelements 61.
In beispielhaften Ausführungsformen kann ein Kühlelement 14, wie in 10 gezeigt, an der ersten Anbindungsöffnung 37 des ersten Fixierabschnitts 31 bzw. der Leiterplattenhalterung 10 angebunden werden, wobei der erste Konturbereich 67 mit dem Anbindungselement 17, wie beispielsweise einer Schraube, in Kontakt sein kann. Dadurch wird ein direkter Wärmeübergang, insbesondere konduktiver Wärmeübergang, von der Basisleiterplatte 150 über die Fixierelemente 61, 61', 62, 62', über mehrere Anbindungselemente 17 in eine oder mehrere Kühlelemente 14 ermöglicht, um auf vorteilhafte Weise Wärme von einer Basisleiterplatte 150 über ein Kühlelement 14 abzuführen. Selbstverständlich kann in Abhängigkeit des Temperaturgradienten auch eine Wärmeleitung in umgekehrter Reihenfolge erfolgen, also zu der Basisleiterplatte 150 hin.
3b zeigt einen Teilbereich einer Leiterplattenhalterung 10 gemäß der 3a, wobei die Fixierelemente 61, 61' nicht dargestellt sind.
Somit ist in 3b insbesondere eine erste Festlegungsausnehmung 35, 35' gezeigt, welche konfiguriert ist einen ersten Festlegungsbereich 65, 65' des ersten Fixierelements 61, 61' daran festzulegen bzw. darin anzuordnen.
Weiterhin zeigt 3b eine erste Anbindungsöffnung 37, mittels derer in beispielhaften Ausführungsformen ein Kühlelement 14 an der Leiterplattenhalterung 10 angeordnet bzw. befestigt werden kann, wie beispielhaft in 10 gezeigt. Darüber hinaus kann durch die erste Anbindungsöffnung 37 eine weitere Befestigungsmöglichkeit zur Fixierung der Leiterplattenhalterung 10 an einer Basisleiterplatte 150 bereitgestellt werden. In bevorzugten Ausführungsformen kann mittels der ersten Anbindungsöffnung 37 ein Kühlelement 14 an der Leiterplattenhalterung 10 angeordnet bzw. befestigt werden, und zusätzlich das mit der Anbindungsöffnung 37 verbundene Anbindungselement 17 die Basisleiterplatte 150 kontaktieren oder mit der Basisleiterplatte 150 in Verbindung gelangen, wodurch ein besonders vorteilhafter konduktiver Wärmeübergang von der Basisleiterplatte 150 über das Anbindungselement 17 sowie über die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' hin zum Anbindungselement 17, und dann weiter zum Kühlelement 14 bereitgestellt werden. In Abhängigkeit des Temperaturgradienten kann auch eine Wärmeleitung in umgekehrter Reihenfolge erfolgen, also zu der Basisleiterplatte 150 hin.
4a zeigt Fixierelemente 61, 61', 62, 62' einer Leiterplattenhalterung 10, wie sie an einer Leiterplattenhalterung 10 festgelegt sein können, ohne jedoch die Leiterplattenhalterung 10 mit darzustellen. 4a stellt insbesondere die abschnittsweise Konfiguration der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' dar.
So weist jedes Fixierelement 61, 61', 62, 62' einen Befestigungsbereich 63, 63', 64, 64', einen Festlegungsbereich 65, 65', 66, 66', sowie einen Konturbereich 67, 67', 68, 68' auf.
Weiterhin ist in 4a eine Anbindungsöffnungsachse 91, 92 dargestellt. In bevorzugten Ausführungsformen sind die Fixierelemente 61, 62 bzgl. der Anbindungsöffnungsachse 91, 92 drehsymmetrisch gegenüber den Fixierelementen 61', 62' angeordnet bzw. festgelegt. Drehsymmetrie bzgl. der Anbindungsöffnungsachse 91, 92 meint dabei, dass die Fixierelemente 61, 62 durch eine Drehung um die Anbindungsöffnungsachse 91, 92 den Fixierelementen 61', 62' entsprechen, insbesondere den Festlegungspositionen der Fixierelemente 61', 62' entsprechen können. Drehsymmetrie der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' bzgl. der Anbindungsöffnungsachse 91, 92 kann mittels Punktsymmetrie der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' in einer unendlichen Anzahl von Schnittebenen, die normal zur Anbindungsöffnungsachse 91, 92 verlaufen, beschrieben werden.
In bevorzugten Ausführungsformen und wie in 4a gezeigt, können alle Fixierelemente 61, 61', 62, 62' identisch, insbesondere geometrisch identisch bzw. geometrisch gleichgeformt, zueinander sein. Insbesondere können alle Fixierelemente 61, 61', 62, 62' das gleiche Material aufweisen bzw. daraus bestehen, die gleiche Wandstärke aufweisen, die gleichen Biegeradien aufweisen, und/oder die gleiche geometrische Form aufweisen. Durch eine Identität der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' zueinander, können die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' besonders kostengünstig hergestellt werden und darüber hinaus auch ohne die Gefahr der Verwechslung montiert werden bzw. zur Fixierung an eine Basisleiterplatte 150 genutzt werden. Beispielhaft können die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' jeweils eine Wandstärke im Bereich von etwa 0,15 mm bis etwa 1 mm aufweisen, bevorzugt im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,6 mm aufweisen.
Wie in 4a gezeigt, können die Befestigungsbereiche 63, 63', 64, 64' der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' zwei Lotöffnungen 97, 97', 98, 98' aufweisen, die konfiguriert sind, vor, insbesondere während einem Lötvorgang zumindest teilweise mit Lot gefüllt zu werden, wodurch eine besonders vibrationsfeste und sichere Fixierung der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' an einer Basisleiterplatte 150 erfolgen kann. Darüber hinaus wird durch die Bereitstellung von Lotöffnungen 97, 97', 98, 98' vermieden, dass Lot bei einem Lötverfahren unkontrolliert über die Basisleiterplatte 150 fließt, so dass ein sehr sauberes und einfaches Löten ermöglicht wird.
In alternativen Ausführungsformen können die Befestigungsbereiche 63, 63', 64, 64' der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' mehr oder weniger als zwei Lotöffnungen 97, 97', 98, 98' aufweisen.
In weiteren alternativen Ausführungsformen können die Befestigungsbereiche 63, 63', 64, 64' der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' konfiguriert sein, sich bei einem Lötverfahren zu verflüssigen und selbst direkt an einer Basisleiterplatte 150 fixiert werden.
Die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' können beispielhaft insbesondere durch Stanzen aus einem Metall bzw. metallischen Werkstoff mit anschließendem Biegen hergestellt werden. Das Metall bzw. der metallische Werkstoff den die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' aufweisen, kann insbesondere ein lötfähiger bzw. lötgeeignetes Metall bzw. zumindest Metallbestandteil sein.
4b zeigt eine Draufsicht eines Teilabschnitts einer Leiterplattenhalterung 10. Insbesondere sind in 4b zwei erste Fixierelemente 61, 61' gezeigt, welche sich drehsymmetrisch bzgl. der ersten Anbindungsöffnungsachse 91 gegenüber liegen, insbesondere um 180° drehsymmetrisch bzgl. der ersten Anbindungsöffnungsachse 91 gegenüber liegen. In besonders bevorzugten Ausführungsformen und wie in 4b anhand eines Abstandspfeils in Längsrichtung I zwischen einer Außenseite des ersten Fixierelements 61' und einer gegenüberliegenden Außenseite des anderen ersten Fixierelements 61 gezeigt, sind die Fixierelemente 61, 61' bevorzugt in Längsrichtung I beabstandet zueinander angeordnet und in Breitenrichtung b an gegenüberliegenden Seiten des ersten Fixierabschnitts 31 angeordnet.
Mit anderen Worten sind die beiden ersten Fixierelemente 61, 61', insbesondere die Festlegungsbereiche 65, 65' der Fixierelemente 61, 61', an in Breitenrichtung b gegenüberliegenden Seiten des ersten Fixierabschnitts 31 angeordnet, und weisen in Längsrichtung I eine Beabstandung zueinander auf, so dass einander zugewandte Seiten, insbesondere einander zugewandte Seiten der Befestigungsbereiche 63, 63' der Fixierelemente 61, 61', in Längsrichtung einen Mindestabstand aufweisen. Der Mindestabstand in Längsrichtung I kann dabei im Bereich von etwa 0,2 mm bis 2 mm liegen.
Die Beabstandung der Fixierelemente 61, 61' in Längsrichtung I ermöglicht dabei, dass eine Vielzahl von Leiterplattenhalterungen 10 in Breitenrichtung b platzsparend nebeneinander angeordnet werden können, wie in 4c gezeigt, so dass das eine erste Fixierelement 61 der einen Leiterplattenhalterung 10 in Längsrichtung mit dem Mindestabstand zu dem ersten Fixierelement 61' der anderen Leiterplattenhalterung 10 angeordnet ist. Mit anderen Worten kann eine Vielzahl von Leiterplattenhalterungen 10 in Breitenrichtung b derart nebeneinander angeordnet werden, dass ein Befestigungsbereich 63 eines Fixierelements 61 einer ersten Leiterplattenhalterung 10 in Längsrichtung I mit einem Befestigungsbereich 63' eines Fixierelements 61' im Wesentlichen fluchtet, wie beispielhaft in 4b und 11b gezeigt.
Weiterhin zeigt 4b anschaulich, dass die Werkzeugöffnung 44 des Werkzeugdurchführelements 42 in Längsrichtung I beabstandet zu der Entriegelungsausnehmung 72 des Werkzeugeinführelements 70 angeordnet ist.
Weiterhin zeigt 4b, dass der Verriegelungsvorsprung 46 an der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40 angeordnet ist und sich in Längsrichtung I hin zur Aufnahme 24 erstreckt.
Weiterhin zeigt 4b die beiden Positionierelemente 52 eines Paares von Positionierelementen 50, die jeweils einen Positioniervorsprung 54 aufweisen. Die beiden Positionierelemente 52 sind am langgestreckten Aufnahmekörper 20, in einem in Längsrichtung vorne liegenden Endbereich der Aufnahme 24 angeordnet und weisen in ihrer Erstreckung in Höhenrichtung h eine U-Form auf. Zusätzlich hat jedes Positionierelement einen Positioniervorsprung 54, der sich zu dem gegenüberliegenden Positioniervorsprung 54 hin erstreckt, wobei die beiden Positioniervorsprünge 54, 54 einen Positionierspalt in Breitenrichtung b als Abstand zueinander aufweisen. Der Positionierspalt kann dabei einer Dicke einer Leiterplatte 100 entsprechen, kleiner sein als eine Dicke einer Leiterplatte 100 oder größer sein als eine Dicke einer Leiterplatte 100. Ein Positionierspalt, der kleiner oder gleich einer Dicke einer Leiterplatte 100 ist, ermöglicht dabei vorteilhaft, dass eine Leiterplatte 100 besonders vibrationsfest in der Leiterplattenhalterung 10 aufgenommen bzw. angeordnet werden kann, indem eine Auslenkung der Leiterplatte in Breitenrichtung eingeschränkt bzw. blockiert wird.
Weiterhin deutet 4b an, dass der langgestreckte Aufnahmekörper 20 in Längsrichtung I alternierend dünnwandige Abschnitte 27 und dickwandige Abschnitte 28 aufweist. Die Wandstärken der dünnwandigen Abschnitte 27 und der dickwandigen Abschnitte 28 sind, wie beispielhaft in 4b gezeigt, durch die Draufsicht nicht zu erkennen, jedoch bilden die dünnwandigen Abschnitte 27 neben den in Längsrichtung benachbarten dickwandigen Abschnitten 28 Räume zur Anordnung von Kontaktelementen 18, wie auch durch 9b verdeutlicht. Sich gegenüberliegende dickwandige Abschnitte 28 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 können dabei einen Klemmspalt in Breitenrichtung b aufweisen. Der Klemmspalt kann dabei einer Dicke einer Leiterplatte 100 entsprechen, kleiner sein als eine Dicke einer Leiterplatte 100 oder größer sein als eine Dicke einer Leiterplatte 100. Ein Klemmspalt, der kleiner oder gleich eine Dicke einer Leiterplatte 100 ist, ermöglicht dabei vorteilhaft, dass eine Leiterplatte 100 besonders vibrationsfest in der Leiterplattenhalterung 10 aufgenommen bzw. angeordnet werden kann, indem eine Auslenkung der Leiterplatte in Breitenrichtung eingeschränkt bzw. blockiert wird. Der Klemmspalt kann beispielhaft eine Breite in Breitenrichtung von etwa 0,6 mm bis etwa 5 mm aufweisen, bevorzugt eine Breite von etwa 0,9 mm bis etwa 3 mm aufweisen, und besonders bevorzugt eine Breite um etwa 1,5 mm aufweisen. Die alternierende Anordnung von dünnwandigen Abschnitten 27 und dickwandigen Abschnitten 28 ermöglicht darüber hinaus eine große Fläche bereitzustellen, um eine vorteilhafte Wärmeabfuhr von der Leiterplatte 100 zu ermöglichen.
5a zeigt eine Schnittansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung 10 mit Schnittebene parallel zur Höhenrichtung h und zur Längsrichtung I, so dass eine erste Festlegungsausnehmung 35 zu sehen ist.
Die erste Festlegungsausnehmung 35 kann in beispielhaften Ausführungsformen und wie in 5a gezeigt T-förmig ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die erste Festlegungsausnehmung 35 in dem ersten Fixierabschnitt 31 so konfiguriert sein, dass sie in einem Schnitt mit Schnittebene parallel zur Höhenrichtung h und zur Längsrichtung I abschnittsweise ausgebildet ist, wobei die erste Festlegungsausnehmung 35 in Höhenrichtung h oben eine größere Erstreckung in Längsrichtung I aufweist, als in Höhenrichtung h unten. Durch die T-förmig ausgebildete erste Festlegungsausnehmung 35, bzgl. eines Schnitts mit Schnittebene in Höhenrichtung h und in Längsrichtung I, kann ein erstes Fixierelement 61, insbesondere ein erster Festlegungsbereich 65 des ersten Fixierelements 61 von oben her in Höhenrichtung h abwärts in der ersten Festlegungsausnehmung 35 angeordnet werden, insbesondere dort verklemmen bzw. verrasten, oder dort verklebt werden.
In beispielhaften Ausführungsformen kann der Festlegungsbereich 65, 65', 66, 66' der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' durch eine Presspassung und/oder durch Verrasten, insbesondere hintergreifendes Verrasten, und/oder durch Kleben, insbesondere unter Verwendung eines besonders wärmeleitfähigen Klebers, in der Festlegungsausnehmung 35, 36 bzw. an dem Fixierabschnitt 31, 32 festgelegt werden.
Ein Festlegen des Festlegungsbereich 65, 65', 66, 66' der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' durch eine Presspassung und/oder durch Verrasten, insbesondere hintergreifendes Verrasten in der Festlegungsausnehmung 35, 36 bzw. an dem Fixierabschnitt 31, 32 kann vorteilhaft vereinfacht werden, wenn das Fixierelement 61, 61', 62, 62' einen metallischen Werkstoff aufweist bzw. daraus besteht und der Fixierabschnitt 31, 32 einen polymeren Werkstoff, mit anderen Worten Kunststoff, aufweist bzw. daraus besteht. Dies wird erreicht, indem beim Festlegen des Festlegungsbereich 65, 65', 66, 66' der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' der Kunststoff durch den metallischen Werkstoff verformt bzw. verdrückt wird. Dadurch lässt sich eine besonders formschlüssige Festlegung der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' an dem Fixierabschnitt 31, 32 erreichen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Kleber, insbesondere ein besonders wärmeleitfähiger Kleber verwendet werden, um stattdessen oder zusätzlich eine stoffschlüssige Festlegung der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' an dem Fixierabschnitt 31, 32 zu erreichen, welche vor allem einen konduktiven Wärmetransport zwischen Leiterplatte 100, Basisleiterplatte 150 und/oder Kühlelement 14 ermöglicht.
Durch die Festlegung der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' in einer T-förmigen Festlegungsausnehmung 35, 36, bzgl. eines Schnitts mit Schnittebene parallel zur Höhenrichtung h und zur Längsrichtung I wie in 5a gezeigt, kann vorteilhaft eine Auslenkung bzw. Vibration der Leiterplattenhalterung 10 in Höhenrichtung h und in Längsrichtung I eingeschränkt bzw. vermieden werden, wodurch eine besonders vibrationsfeste Leiterplattenhalterung 10 bereitgestellt wird.
5b zeigt eine Schnittansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung 10 mit Schnittebene parallel zur Breitenrichtung b und zur Längsrichtung I, so dass eine weitere Ansicht der ersten Festlegungsausnehmung 35 zu sehen ist.
Die erste Festlegungsausnehmung 35 kann in beispielhaften Ausführungsformen und wie in 5b gezeigt T-förmig ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die erste Festlegungsausnehmung 35 in dem ersten Fixierabschnitt 31 so konfiguriert sein, dass sie in einem Schnitt mit Schnittebene parallel zur Breitenrichtung b und zur Längsrichtung I abschnittsweise ausgebildet ist, wobei die erste Festlegungsausnehmung 35 in Breitenrichtung b innerhalb des ersten Fixierabschnitts 31 eine größere Erstreckung in Längsrichtung I aufweist, als in Breitenrichtung b hin zur Außenseite des ersten Fixierabschnitts 31.
Durch die Festlegung der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' in einer T-förmigen Festlegungsausnehmung 35, 36, bzgl. eines Schnitts mit Schnittebene parallel zur Breitenrichtung b und zur Längsrichtung I wie in 5a gezeigt, kann vorteilhaft eine Auslenkung bzw. Vibration der Leiterplattenhalterung 10 in Breitenrichtung b und in Längsrichtung I eingeschränkt bzw. vermieden werden, wodurch eine besonders vibrationsfeste Leiterplattenhalterung 10 bereitgestellt wird.
Wie durch die 5a und 5b verdeutlicht, kann die erste Festlegungsausnehmung 35 in zwei Schnittebenen unabhängig voneinander T-förmig ausgebildet sein, wodurch einerseits eine einfache Montage bzw. Festlegung eines Fixierelements 35 erfolgen kann, und gleichzeitig vorteilhaft eine Auslenkung bzw. Vibration der Leiterplattenhalterung 10 in Höhenrichtung h, Breitenrichtung b und in Längsrichtung I eingeschränkt bzw. vermieden werden kann, wodurch eine besonders vibrationsfeste Leiterplattenhalterung 10 bereitgestellt wird.
Die vorstehende Beschreibung bzgl. der ersten Festlegungsausnehmung 35 in Zusammenhang mit dem ersten Fixierelement 61 gilt stellvertretend für alle Festlegungsausnehmungen 35, 35', 36, 36' und Fixierelemente 61, 61', 62, 62'.
Weiterhin zeigt 5b beispielhaft, dass sich eine Versteifungsrippe 80 in Längsrichtung I bis zur Festlegungsausnehmung 35 erstrecken kann. Da das Fixierelement 61 an der Festlegungsausnehmung 35 des ersten Fixierabschnitts 31 festlegt wird, ermöglicht eine Versteifungsrippe 80, welche sich bis zur Festlegungsausnehmung 35 erstreckt einen vorteilhaften Kraftfluss, insbesondere zwischen den Fixierelementen 61 und 62 bzw. auf der in Breitenrichtung gegenüberliegenden Seite zwischen den Fixierelementen 61' und 62', so dass die Kraft um die Leiterplatte 100, welche mit dem Kontaktabschnitt 110 in der Aufnahme 24 angeordnet ist, herum geleitet werden kann und eine Übertragung von Erschütterungen auf die Leiterplatte 100 eingeschränkt bzw. vermieden werden kann.
6a zeigt eine Seitenansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung 10. Dabei ist insbesondere verdeutlicht, dass eine Werkzeugöffnungsachse 45, entlang derer sich eine Werkzeugöffnung 44 in einem Werkzeugdurchführelement 42 erstreckt, insbesondere zylindrisch erstreckt, verschieden ist von einer Entriegelungsausnehmungsachse 73, entlang derer sich eine Entriegelungsausnehmung 72 in einem Werkzeugeinführelement 70 erstreckt, insbesondere zylindrisch erstreckt. Durch die Verschiedenheit der Werkzeugöffnungsachse 45 und der Entriegelungsausnehmungsachse 73 wird im Wesentlichen die elastische Verformung der elastisch verformbaren Verriegelungsvorrichtung 40, an welcher der Verriegelungsvorsprung 46 angeordnet ist, beim Durchführen eines Werkzeugs durch die Werkzeugöffnung 44 und Einführen in die Entriegelungsausnehmung 72, sichergestellt.
6b zeigt eine Schrägansicht einer Leiterplattenhalterung 10. Insbesondere sind in 6b zwei sich gegenüberliegende Positionierelemente 52 eines Paares von Positionierelementen 50 zu sehen, wobei jedes Positionierelement 52 einen Positioniervorsprung 54 aufweist, der sich in Richtung des gegenüberliegenden Positionierelements 52 erstreckt, wobei die Positioniervorsprünge 54, 54 einen Positionierspalt in Breitenrichtung b konfigurieren.
Wie in 6b gezeigt, weisen die Positionierelemente 52 am in Höhenrichtung b oberen Ende und dem jeweils gegenüberliegenden Positionierelement 52 zugewandt jeweils eine Positionierfase auf, welche das Anordnen einer Leiterplatte 100, insbesondere eines Kontaktabschnitts 110 einer Leiterplatte 100, in der Aufnahme 24 erleichtert.
Weiterhin zeigt 6b, dass sich die Positioniervorsprünge 54 in der Erstreckung zum gegenüberliegenden Positioniervorsprung 54 folgend in Höhenrichtung h verjüngen. Mit anderen Worten weisen die Positioniervorsprünge 54 an Ober- und Unterseiten davon jeweils geneigte Flächen auf, insbesondere zueinander geneigte Flächen auf, so dass die Positioniervorsprünge 54 der Erstreckung in Breitenrichtung folgend jeweils einen abnehmenden Querschnitt aufweisen.
Durch die sich verjüngenden Positioniervorsprünge 54, bzw. den abnehmenden Querschnitt der Positioniervorsprünge 54 entlang der Erstreckung in Breitenrichtung b, ermöglichen die geneigten Flächen an den Oberseiten der Positioniervorsprünge 54 eine zusätzliche Erleichterung, insbesondere durch eine Führung, beim Anordnen der Leiterplatte 100, insbesondere eines Kontaktabschnitts 110 einer Leiterplatte 100, in der Aufnahme 24. Da auch die Unterseite der Positioniervorsprünge 54 jeweils mit einer geneigten Fläche versehen ist, wird ein Sperren bzw. Verkeilen bei einem Entnehmen der Leiterplatte 100 aus der Aufnahme 24 verhindert. Somit wird dadurch, dass die Positioniervorsprünge 54 an ihrer Ober- und Unterseite mit geneigten Flächen versehen sind, vorteilhaft das Anordnen und Entfernen der Leiterplatte 100 erleichtert, sowie eine Beschädigung beim Anordnen und Entfernen der Leiterplatte 100 vermieden.
7 zeigt eine Schnittansicht eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung 10 mit Schnittebene parallel zur Höhenrichtung h und Längsrichtung I. Wie in 7 gezeigt, erstreckt sich der Verriegelungsvorsprung 46 an seiner in Längsrichtung I der Aufnahme 24 zugewandten Spitze mit einer im Wesentlichen zur Längsrichtung I parallelen Unterseite. Durch die zur Längsrichtung I im Wesentlichen parallel verlaufenden Unterseite, ermöglicht der Verriegelungsvorsprung 46 bei einem verriegelnden Eingriff in eine Verriegelungsausnehmung 120 einer Leiterplatte 100, einen sperrenden Effekt, insbesondere sperrenden Effekt bzgl. einer sich aus dem Eingriff lösenden Bewegung der Leiterplatte 100. Somit wird anhand des Verriegelungsvorsprungs 46 eine besonders sichere Anordnung der Leiterplatte 100 in der Aufnahme 24 ermöglicht, wobei insbesondere eine Bewegung der Leiterplatte 100 in Höhenrichtung h eingeschränkt bzw. vermieden wird.
Weiterhin ist in 7 beispielhaft gezeigt, dass das Werkzeugeinführelement 72 eine Entriegelungsausnehmung 72 aufweisen kann, die als Sackloch konfiguriert ist, wodurch bei einem Entriegelungsvorgang mit Hilfe eines Werkzeugs eine Beschädigung einer Basisleiterplatte 150 vorteilhaft vermieden werden kann.
Darüber hinaus zeigt 7, dass die Entriegelungsausnehmungsachse 73 der Entriegelungsausnehmung 72 im Wesentlichen parallel zur Werkzeugöffnungsachse 45 der Werkzeugöffnung 44 verlaufen kann, wobei die Entriegelungsausnehmungsachse 73 in Längsrichtung I abgewandt von der Aufnahme 24 beabstandet zu der Werkzeugöffnungsachse 45 angeordnet ist. Somit kann die elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung 40 in Längsrichtung I abgewandt von der Aufnahme 24 elastisch verformt werden, um die Leiterplatte 100 zu entriegeln. Die Beabstandung der Entriegelungsausnehmungsachse 73 zur Werkzeugöffnungsachse 45 in Längsrichtung I kann beispielhaft im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 12 mm liegen, und bevorzugt im Bereich von etwa 4 mm bis etwa 9 mm liegen.
8 zeigt eine Schrägansicht einer Schnittdarstellung eines Teilbereichs einer Leiterplattenhalterung 10.
8 verdeutlicht dabei die vorzugsweise Konfiguration des Positionierelements 52 mit dem Positioniervorsprung 54, wie in Zusammenhang mit 6b beschrieben, so dass auf die Figurenbeschreibung zur 6b verwiesen wird.
Weiterhin verdeutlicht 8 die vorzugsweise Konfiguration des Verriegelungsvorsprungs 46, der Werkzeugöffnung 44 mit Werkzeugöffnungsachse 45 sowie der Entriegelungsausnehmung 72 mit Entriegelungsausnehmungsachse 73, wie in Zusammenhang mit 7 beschrieben, so dass weiterhin auf die Figurenbeschreibung zur 7 verwiesen wird.
9a zeigt eine Ansicht einer ersten Schnittdarstellung durch den langgestreckten Aufnahmekörper 20 einer Leiterplattenhalterung 10 mit Schnittebene parallel zur Breitenrichtung b und Höhenrichtung h.
9a zeigt zunächst eine beispielhafte Unterteilung des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 in Höhenrichtung h, wobei ein Bereich des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 der im Wesentlichen konfiguriert ist den Kontaktbereich 110 einer Leiterplatte 100 in Breitenrichtung b seitlich zu umgeben ein Klemmabschnitt 25 ist, und ein Bereich des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, welcher sich im Wesentlichen in Höhenrichtung h unterhalb an den Klemmabschnitt 25 anschließt ein Stützabschnitt 26 ist.
Weiterhin zeigt 9a die Aufnahme 24, welche insbesondere einen Hohlraum bzw. eine Kavität definiert, um einen unteren Abschnitt einer Leiterplatte 100, insbesondere einen Kontaktabschnitt 110 einer Leiterplatte 100 darin aufzunehmen. Die Aufnahme 24 kann dabei insbesondere im Schnitt mit einer Schnittebene in Höhenrichtung h und in Breitenrichtung b, wie in den 9a und 9b zeigt, im Wesentlichen U-förmig oder V-förmig konfiguriert sein. Die Aufnahme 24 kann sich beispielhaft mit der gleichen Höhe wie der Klemmbereich 25 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 erstrecken. Die Aufnahme 24 kann weiterhin an oberen Enden der Seiten, welche sich im Wesentlichen parallel zu Seiten einer Leiterplatte 100 erstrecken, eine Einsteckfase aufweisen, um das Einstecken einer Leiterplatte 100 in die Aufnahme 24 zu erleichtern.
Weiterhin kann die Aufnahme 24 einen Aufnahmeboden aufweisen, der eine Fläche bzw. einen Abschnitt konfiguriert, bis zu der die Leiterplatte 100 in die Aufnahme 24 bzw. in den langgestreckten Aufnahmekörper 20 eingeführt werden kann. Der Aufnahmeboden kann sich insbesondere im Wesentlichen parallel zur Breitenrichtung b und zur Längsrichtung I des langgestreckten Aufnahmekörpers erstrecken. Alternativ kann der Aufnahmeboden konturiert konfiguriert sein, das heißt der Aufnahmeboden kann insbesondere eine Kontur aufweisen. Der Aufnahmeboden kann weiterhin insbesondere in einer Höhe liegen, welche etwa den Klemmabschnitt 25 vom Stützabschnitt 26 in Höhenrichtung h trennt. Insbesondere kann der Aufnahmeboden in einer Höhe liegen, welche den Klemmabschnitt 25 vom Stützabschnitt 26 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 in Höhenrichtung h genau trennt.
9a zeigt zunächst insbesondere einen dünnwandigen Abschnitt 27 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 in Abgrenzung zu einem dickwandigen Abschnitt 28, wie beispielhaft in 9b dargestellt.
Der dünnwandige Abschnitt 27 ist im Bereich des Klemmabschnitts 26 bzgl. des dickwandigen Abschnitts 28 abschnittsweise zurückgesprungen ausgebildet, wodurch ein Raum zur Anordnung eines Kontaktelements 18 bereitgestellt wird, welches konfiguriert ist einen Kontaktabschnitt 110 einer Leiterplatte 100 zu kontaktieren und optional zusätzlich zu klemmen, und konfiguriert ist an einem unteren Ende des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 eine Basisleiterplatte 150 zu kontaktieren. Mit anderen Worten weist der dünnwandige Abschnitt 27 eine gegenüber dem dickwandigen Abschnitt 28 in Breitenrichtung b zurückgesprungene Geometrie auf, um ein Kontaktelement 18 anzuordnen, welches sowohl einen Kontaktabschnitt 110 einer Leiterplatte 100 sowie eine Basisleiterplatte 150 kontaktiert bzw. kontaktierend verbindet.
Wie in den 9a und 9b gezeigt, weist der langgestreckte Aufnahmekörper 20 eine Vielzahl alternierender dünnwandiger Abschnitte 27 und dickwandiger Abschnitte 28 auf, so dass vorteilhaft eine Vielzahl von Kontaktelementen 18, insbesondere elektrischen Kontaktelementen 18, zur Kontaktierung eines Kontaktabschnitts 110 einer Leiterplatte 100 stabil in den Zwischenräumen die sich jeweils zwischen zwei dickwandigen Abschnitten 28 ergeben, angeordnet werden. Somit kann eine Vielzahl von Kontaktelementen 18 stabil an dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 angeordnet werden.
Weiterhin können durch die alternierenden dünnwandigen Abschnitte 27 und dickwandigen Abschnitte 28 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 zu große Materialansammlungen spritzgegossenen Materials vermeiden werden, wodurch ein möglicher Verzug beim Erkalten bzw. Erstarren des spritzgegossenen Materials verhindert bzw. verringert werden kann.
Durch eine vorzugsweise Anordnung eines Paares von Versteifungsrippen 80 an beiden Außenseiten des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, insbesondere den in Breitenrichtung b gegenüberliegenden Außenseiten des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 kann zunächst die Vibrationssicherheit und Steifigkeit der Leiterplattenhalterung 10 vorteilhaft erhöht werden.
Wird, wie in den 9a und 9b gezeigt, die Versteifungsrippen 80 im Bereich des Stützabschnitts 26 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 angeordnet, so ermöglichen die Versteifungsrippen 80 zunächst einen Schwerpunkt der Leiterplattenhalterung 10 in Höhenrichtung h niedrig zu halten, so dass die Leiterplattenhalterung 10 weiterhin vorteilhaft vibrationssicher und steif konfiguriert ist.
Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung der Versteifungsrippen 80 im Bereich des Stützabschnitts 26 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, dass gerade in einem dünnwandigen Abschnitt 27 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 der Materialfluss spritzgegossenen Materials während dem Spritzgießprozess aufrechterhalten wird und eine gleichmäßigere Abkühlung ermöglicht wird. Folglich wird anhand der Versteifungsrippen 80, welche im Bereich des Stützabschnitts 26 bzw. an den Stützabschnitt 26 angrenzend angeordnet sind ermöglicht, dass die Leiterplattenhalterung 10 besonders vibrationsfest und steif konfiguriert ist und gleichzeitig formtreu, also mit nur geringfügigem oder gar keinem Verzug, hergestellt werden kann, insbesondere spritzgegossen werden kann.
9b zeigt eine weitere Ansicht einer ersten Schnittdarstellung durch den langgestreckten Aufnahmekörper 20 einer Leiterplattenhalterung 10 mit Schnittebene parallel zur Breitenrichtung b und Höhenrichtung h. 9b zeigt insbesondere einen dickwandigen Abschnitt 28 des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 in Abgrenzung zum dünnwandigen Abschnitt 27, wie beispielhaft in 9a dargestellt.
In 9b sind einzelne Kontaktelemente 18 dargestellt, welche wie vorstehend bereits beschrieben konfiguriert sind, sowohl einen Kontaktabschnitt 110 einer Leiterplatte 100, als auch eine Basisleiterplatte 150 zu kontaktieren bzw. kontaktierend zu verbinden. Wie in 9b angedeutet können die Kontaktelemente 18 zusätzlich konfiguriert sein den Kontaktabschnitt 110 der Leiterplatte 100 zu klemmen, also mit einer Vorspannung in Breitenrichtung b an den Kontaktabschnitt 110 der Leiterplatte 100 zu drücken.
Weiterhin zeigt 9b einen Schnitt durch die Versteifungsrippen 80, wobei jede Versteifungsrippe 80 in einem Querschnitt bzw. einem Schnitt mit Schnittebene parallel zur Höhenrichtung h und Breitenrichtung b eine im Wesentlichen trapezförmige Form aufweist. Insbesondere kann die Versteifungsrippe 80, wie in 9b gezeigt, mit einer Basis bzgl. der Trapezform hin zur Außenseite des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, insbesondere einer Außenseite in Breitenrichtung b des langgestreckten Aufnahmekörpers 20, konfiguriert sein. In Breitenrichtung b gegenüberliegend der Basis weist die Versteifungsrippe 80 einen Schulterabschnitt 82 auf, der sich im Wesentlichen parallel zur Höhenrichtung h erstreckt. Wie in 9b dargestellt, kann die Versteifungsrippe 80 in einem Schnitt mit Schnittebene parallel zur Höhenrichtung h und Breitenrichtung b konfiguriert sein, sich in der Erstreckung in Breitenrichtung hin zum Schulterabschnitt 82 zu verjüngen, insbesondere sowohl von in Höhenrichtung h oberhalb als auch in Höhenrichtung h unterhalb zu verjüngen. Mit anderen Worten kann die obere Seitenfläche der Trapezform der Versteifungsrippe 80, der Breitenrichtung b von der Außenseite des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 folgend, abwärts geneigt konfiguriert sein und die untere Seitenfläche der Trapezform der Versteifungsrippe 80, der Breitenrichtung b von der Außenseite des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 folgend, aufwärts geneigt konfiguriert sein. Durch die vorbeschriebene Konfiguration der Trapezform der Versteifungsrippe 80 in einem Schnitt mit Schnittebene parallel zur Höhenrichtung h und Breitenrichtung b, kann vorteilhaft ein Materialfluss spritzgegossenen Materials während eines Spritzgießprozesses verbessert werden, wodurch ein möglicher Verzug der Leiterplattenhalterung 10 verringert oder vermieden wird.
10 zeigt eine Leiterplattenhalterung 10 mit einem Kühlelement 14, welches an der Leiterplattenhalterung 10 angeordnet ist. Das Kühlelement 14 kann wie in 10 gezeigt, insbesondere über zumindest einen Kühlelementanbindungsabschnitt 16 an der Leiterplattenhalterung 10 angebunden sein.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das Kühlelement 14 zwei Kühlelementanbindungsabschnitte 16 aufweisen, die sich in Längsrichtung I gegenüber liegen, um das Kühlelement 14 stabil und vibrationsfest an der Leiterplattenhalterung 10 bzw. mit der Leiterplattenhalterung 10 zu verbinden.
Wie in den 1 und 3a gezeigt sowie in 10 angedeutet, kann an der Leiterplattenhalterung 10 in Längsrichtung I vorne eine erster Fixierabschnitt 31 angeordnet sein und in Längsrichtung I hinten ein zweiter Fixierabschnitt 32 angeordnet sein, wobei der erste Fixierabschnitt 31 eine erste Anbindungsöffnung 37 aufweist und der zweite Fixierabschnitt 32 eine zweite Anbindungsöffnung 38 aufweist. Weiterhin können die ersten Fixierelemente 61, 61' jeweils einen ersten Konturbereich 67, 67' aufweisen, der abschnittsweise entlang der Kontur der ersten Anbindungsöffnung 37 verläuft, so dass bei einer Anbindung des Kühlelements 14 mittels eines Anbindungselements 17 an die Leiterplattenhalterung 10, insbesondere an den ersten Fixierabschnitt 31, welcher die erste Anbindungsöffnung 37 aufweist, sowohl die ersten Fixierelemente 61, 61' das Anbindungselement 17 kontaktieren können, als auch der Kühlelementanbindungsabschnitt 16 das Anbindungselement 17 kontaktieren kann. Somit kann ein vorteilhafter konduktiver Wärmeübergang zwischen den ersten Fixierelementen 61, 61' und dem Kühlelement 14 bereitgestellt werden. Da die Fixierelemente 61, 61' konfiguriert sind an einer Basisleiterplatte 150 fixiert zu werden, kann dementsprechend ein vorteilhafter konduktiver Wärmeübergang zwischen der Basisleiterplatte 150 und dem Kühlelement 14 bereitgestellt werden.
Der Kühlelementanbindungsabschnitt 16, wie in 10 gezeigt, kann insbesondere konfiguriert sein im Zustand der Anordnung an der Leiterplattenhalterung 10 die ersten Fixierelemente 61, 61' zu berühren, insbesondere eine Oberseite in Höhenrichtung h der ersten Konturbereiche 67, 67' der ersten Fixierelemente 61, 61' zu berühren. Somit kann ein konduktiver Wärmeübergang zwischen Basisleiterplatte 150 und Kühlelement 14 weiter verbessert werden.
Wie in 10 angedeutet, kann sich das Kühlelement 14 bevorzugt entlang des langgestreckten Aufnahmekörpers 20 erstrecken und eine oder mehrere Kühlrippe(n) 15 aufweisen. Die eine oder die mehreren Kühlrippe(n) 15 können konfiguriert sein sich in Breitenrichtung b von dem Kühlelement 14 bis zu einer Leiterplatte 100 zu erstrecken und die Leiterplatte 100 in einem in der Aufnahme 24 angeordneten Zustand optional kontaktieren. Durch einen direkten Kontakt der Leiterplatte 100 mit einer oder mehrerer Kühlrippen 15 wird ein vorteilhafter direkter konduktiver Wärmeübergang von der Leiterplatte 100 zu dem Kühlelement 14 bereitgestellt. Dem entsprechend kann anhand des Kühlelements 14, wie in 10 gezeigt, eine vorteilhafte Kühlung der Leiterplatte 100 bereitgestellt werden. Da wie oben beschrieben, das Kühlelement 14 auch einen konduktiven Wärmeübergang zur Basisleiterplatte 150 aufweist, kann folglich ein konduktiver Wärmeübergang zwischen der Basisleiterplatte 150 und der Leiterplatte 100 bereitgestellt werden, wobei je nach Temperaturgradienten eine Wärmeleitung von der Leiterplatte 100 zur Basisleiterplatte 150, eine Wärmeleitung von der Basisleiterplatte 150 zur Leiterplatte 100, oder von der Basisleiterplatte 150 und der Leiterplatte 100 jeweils bis zum Kühlelement 14 bereitgestellt werden. Der Temperaturgradient lässt sich in der Anwendung darüber hinaus durch gezielte Verwendung von Kühlmedien, wie beispielsweise durch eine Kühlluftzufuhr einstellen, die gemäß der vorstehenden Beschreibung auf die Basisleiterplatte 150 und/oder die Leiterplatte 100 und/oder das Kühlelement 14 gerichtet sein kann, wodurch eine bevorzugte Kühlung ermöglicht wird, und eine erhebliche Designfreiheit für die Fahrzeugentwicklung bereitgestellt wird.
Die vorstehende Beschreibung des Kühlelements 14 in Zusammenhang mit der ersten Anbindungsöffnung 37, sowie den ersten Fixierelementen 61, 61' und der Konturbereiche 67, 67' der ersten Fixierelemente 61, 61' steht stellvertretend für alle Fixierelemente 61, 61', 62, 62', alle Konturbereiche 67, 67', 68, 68' sowie für alle Anbindungsöffnungen 37, 38.
In beispielhaften Ausführungsformen können die eine oder mehreren Kühlrippen 15 des Kühlelements 14 sich im Wesentlichen in Höhenrichtung h erstrecken, wodurch das Kühlelement 14 mit einer bevorzugten Steifigkeit und Vibrationsstabilität versehen wird, so dass durch das Kühlelement 14 die Vibrationsstabilität der Leiterplattenhalterung 10 weiter verbessert werden kann.
In beispielhaften Ausführungsformen können mehrere Kühlelemente 14 an der Leiterplattenhalterung 10 angeordnet sein, insbesondere zwei Kühlelemente 14 entlang dem langgestreckten Aufnahmekörper 20 an in Breitenrichtung b gegenüberliegenden Seiten angeordnet sein.
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann nur ein Kühlelement 14 an der Leiterplattenhalterung 10 angeordnet sein, wobei das Kühlelement 14 in Breitenrichtung b sich beidseitig davon erstreckende Kühlrippen aufweist, so dass bei einer Anordnung, insbesondere einer platzsparenden bzw. engen Anordnung, einer Vielzahl von Leiterplattenhalterungen 10 in Breitenrichtung b nebeneinander ein Kühlelement 14 die Kühlung mehrere Leiterplatten 100 nebeneinander verbessern kann.
11a zeigt eine Anordnung mehrerer, beispielhaft zweier, Leiterplattenhalterungen 10 an einer Basisleiterplatte 150 in Breitenrichtung b nebeneinander. 11a zeigt dabei keine platzsparende Anordnung der Leiterplattenhalterungen 10 im Vergleich zu 11b.
11b zeigt eine platzsparende Anordnung mehrerer, beispielhaft zweier, Leiterplattenhalterungen 10 an einer Basisleiterplatte 150 in Breitenrichtung b nebeneinander, indem die ersten Fixierelemente 61, 61' sowie die zweiten Fixierelemente 62, 62' der Leiterplattenhalterungen 10 an in Breitenrichtung b gegenüberliegenden Seiten und in Längsrichtung I beabstandet, wie für 4b beschrieben, angeordnet sind.
Werden darüber hinaus die ersten Fixierelemente 61, 61' sowie die zweiten Fixierelemente 62, 62' jeweils drehsymmetrisch zueinander gegenüberliegend angeordnet, so kann eine Vielzahl von Leiterplattenhalterungen 10 einheitlich gefertigt bzw. hergestellt werden, wodurch eine einfache, kostengünstige sowie qualitativ gleichbleibende Herstellung von Leiterplattenhalterungen 10 ermöglicht wird, um den vielfältigen Anforderungen der Fahrzeugentwicklung zu entsprechen.
Die vorstehende Beschreibung zu den 1 bis 11b, welche sich auf das erste Fixierelement 61, den ersten Fixierabschnitt 31 und die erste Anbindungsöffnung 37 beziehen, sind stellvertretend für alle Fixierelemente 61, 61', 62, 62', alle Fixierabschnitte 31, 32 und alle Anbindungsöffnungen 37, 38 zu verstehen.
12 zeigt ein Flussdiagramm zu einem Montageverfahren einer Leiterplattenhalterung 100 an einer Basisleiterplatte, umfassend die Schritte:

S10 Bereitstellen einer Basisleiterplatte 150;
S20 Anordnen von einer Leiterplattenhalterung 10 und von Fixierelementen 61, 61', 62, 62' auf der Basisleiterplatte 150;
S30 Festlegen der Fixierelemente 61, 61', 62, 62';
S40 Fixieren der Fixierelemente 61, 61', 62, 62' an der Basisleiterplatte 150.

In alternativen Ausführungsformen können die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' an der Leiterplattenhalterung 10 festgelegt werden, noch bevor die Leiterplattenhalterung 10 auf der Basisleiterplatte 150 angeordnet wird. Beispielsweise können die Fixierelemente 61, 61', 62, 62' durch die Herstellung der Leiterplattenhalterung im Mehrkomponentenspritzguss bereits vorab festgelegt sein.
Weiterhin können die Schritte S10 bis S40 insbesondere den vorangehenden Ausführungen zu den 1 bis 11b entsprechen bzw. sich derer Merkmale bedienen.
Bezugszeichenliste

10: Leiterplattenhalterung
14: Kühlelement
15: Kühlrippe
16: Kühlelementanbindungsabschnitt
17: Anbindungselement
18: Kontaktelement
20: langgestreckter Aufnahmekörper
21: erstes Ende
22: zweites Ende
23: Codierung
24: Aufnahme
25: Klemmabschnitt
26: Stützabschnitt
27: dünnwandiger Abschnitt
28: dickwandiger Abschnitt
31: erster Fixierabschnitt
32: zweiter Fixierabschnitt
35, 35': erste Festlegungsausnehmung
36, 36': zweite Festlegungsausnehmung
37: erste Anbindungsöffnung
38: zweite Anbindungsöffnung
40: elastisch verformbare Verriegelungsvorrichtung
42: Werkzeugdurchführelement
44: Werkzeugöffnung
45: Werkzeugöffnungsachse
46: Verriegelungsvorsprung
50: Paar von Positionierelementen
52: Positionierelement
54: Positioniervorsprung
61, 61': erstes Fixierelement
62, 62': zweites Fixierelement
63, 63': Befestigungsbereich des ersten Fixierelements
64, 64': Befestigungsbereich des zweiten Fixierelements
65, 65': Festlegungsbereich des ersten Fixierelements
66, 66': Festlegungsbereich des zweiten Fixierelements
67, 67': Konturbereich des ersten Fixierelements
68, 68': Konturbereich des zweiten Fixierelements
70: Werkzeugeinführelement
71: Versteifungselement
72: Entriegelungsausnehmung
73: Entriegelungsausnehmungsachse
80: Versteifungsrippe
82: Schulterabschnitt
91: erste Anbindungsöffnungsachse
92: zweite Anbindungsöffnungsachse
97: erste Lotöffnung
98: zweite Lotöffnung
100: Leiterplatte
110: Kontaktabschnitt
120: Verriegelungsausnehmung
150: Basisleiterplatte
b: Breitenrichtung
h: Höhenrichtung
I: Längsrichtung
S10-S40: Verfahrensschritte zur Montage einer Leiterplattenhalterung an einer Basisleiterplatte

Claims

Leiterplattenhalterung (10) zur Aufnahme einer Leiterplatte (100) und zur Fixierung der Leiterplatte (100) an einer Basisleiterplatte (150) in einem Fahrzeug, umfassend: - einen langgestreckten Aufnahmekörper (20), -- wobei der langgestreckte Aufnahmekörper (20) eine Aufnahme (24), zur Anordnung eines Kontaktabschnitts (110) der Leiterplatte (100) darin, aufweist; und - zumindest ein Kühlelement (14), welches an dem langgestreckten Aufnahmekörper (20) angeordnet ist.
Leiterplattenhalterung (10) nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Kühlelement (14) konfiguriert ist, die Leiterplatte (100) abschnittsweise zu berühren.
Leiterplattenhalterung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der langgestreckte Aufnahmekörper (20) in Längsrichtung ein erstes Ende (21) und zweites Ende (22) aufweist; und wobei die Leiterplattenhalterung (10) einen ersten Fixierabschnitt (31) aufweist, der an dem ersten Ende (21) des langgestreckten Aufnahmekörpers (20) angeordnet ist, und einen zweiten Fixierabschnitt (32) aufweist, der an dem zweiten Ende (22) des langgestreckten Aufnahmekörpers (20) angeordnet ist; wobei an dem ersten Fixierabschnitt (31) zumindest ein erstes Fixierelement (61; 61') festgelegt ist, um an der Basisleiterplatte (150) fixiert zu werden, und an dem zweiten Fixierabschnitt (32) zumindest ein zweites Fixierelement (62; 62') festgelegt ist, um an der Basisleiterplatte (150) fixiert zu werden; und wobei das zumindest eine Kühlelement (14) zumindest eines von dem zumindest einen ersten Fixierelement (61; 61') und dem zumindest einen zweiten Fixierelement (62; 62') berührt.
Leiterplattenhalterung (10) nach Anspruch 3, wobei das zumindest eine Kühlelement (14) an zumindest einem von dem zumindest einem ersten Fixierelement (61; 61') und dem zumindest einen zweiten Fixierelement (62; 62') befestigt ist.
Leiterplattenhalterung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der langgestreckte Aufnahmekörper (20) in Längsrichtung ein erstes Ende (21) und ein zweites Ende (22) aufweist; und wobei die Leiterplattenhalterung (10) einen ersten Fixierabschnitt (31) aufweist, der an dem ersten Ende (21) des langgestreckten Aufnahmekörpers (20) angeordnet ist, und einen zweiten Fixierabschnitt (32) aufweist, der an dem zweiten Ende (22) des langgestreckten Aufnahmekörpers (20) angeordnet ist; wobei an dem ersten Fixierabschnitt (31) zumindest ein erstes Fixierelement (61; 61') festgelegt ist, um an der Basisleiterplatte (150) fixiert zu werden, und an dem zweiten Fixierabschnitt (32) zumindest ein zweites Fixierelement (62; 62') festgelegt ist, um an der Basisleiterplatte (150) fixiert zu werden; wobei der erste Fixierabschnitt (31) zumindest eine erste Anbindungsöffnung (37) aufweist und der zweite Fixierabschnitt (32) zumindest eine zweite Anbindungsöffnung (38) aufweist, wobei das zumindest eine erste Fixierelement (61; 61') einen ersten Konturbereich (67; 67') aufweist, wobei der erste Konturbereich (67; 67') eine Kontur aufweist, welche abschnittsweise entlang der zumindest einen ersten Anbindungsöffnung (37) verläuft; wobei das zumindest eine zweite Fixierelement (62; 62') einen zweiten Konturbereich (68; 68') aufweist, wobei der zweite Konturbereich (68; 68') eine Kontur aufweist, welche abschnittsweise entlang der zumindest einen zweiten Anbindungsöffnung (38) verläuft; und wobei das zumindest eine Kühlelement (14) an der ersten Anbindungsöffnung (37) und der zweiten Anbindungsöffnung (38) mit der Leiterplattenhalterung (10) verbunden ist, und das zumindest eine erste Fixierelement (61; 61') und das zumindest eine zweite Fixierelement (62; 62') berührt.
Leiterplattenhalterung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zumindest eine Kühlelement (14): eine Rippenstruktur umfasst, wobei sich die Rippenstruktur mit einer Vielzahl an Kühlrippen (15) entlang einer Höhenrichtung (h) erstreckt, wobei die Rippenstruktur bevorzugt eine Höhe aufweist, welche etwa 2,0 bis etwa 4,0 mal so hoch ist, wie die Aufnahme (24) zur Anordnung des Kontaktbereichs (110) der Leiterplatte (100) darin; und/oder eine Kühlkanalstruktur umfasst, wobei die Kühlkanalstruktur zumindest einen röhrenförmigen Kühlkanal aufweist, der sich im Wesentlichen in Längsrichtung (I) erstreckt; und/oder zumindest einen Ventilator umfasst, der bevorzugt eine Strömungsrichtung von kühlender Luft in Längsrichtung (I) der Leiterplattenhalterung bewirkt.
System umfassend: - eine Leiterplattenhalterung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6; und - eine Leiterplatte (100), die in der Aufnahme (24) angeordnet ist.