DE102022203344A1

DE102022203344A1 - Elektronikbaugruppe mit einem Gehäuse und einer Leiterplatte mit zumindest einer Elektronikkomponente sowie einem Wärmeableitmittel für die Elektronikkomponente

Info

Publication number: DE102022203344A1
Application number: DE102022203344.2A
Authority: DE
Inventors: Adelina Hrituc; Andrei Stanicel; Mihai Gaidur; Pantelis Voukantsis
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2022-04-05
Filing date: 2022-04-05
Publication date: 2023-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektronikbaugruppe mit einer Leiterplatte (1) mit zumindest einer Elektronikkomponente (3) in einem Gehäuse mit zumindest einer metallischen, dünnwandigen Gehäusewand (2), wobei Wärmeableitmittel für die Elektronikkomponente vorgesehen sind.Als Wärmeableitmittel ist eine gebogene metallische Strebe (4) vorgesehen, welche flächig in wärmeleitfähigem Kontakt stehend einerseits die Oberseite der Elektronikkomponente (3) und andererseits die Innenseite der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand (2) kontaktiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronikbaugruppe mit einer Leiterplatte mit zumindest einer Elektronikkomponente in einem Gehäuse mit zumindest einer metallischen, dünnwandigen Gehäusewand, also insbesondere ein sogenanntes Blechgehäuse im Gegensatz zu den oft gerade auch im Bereich der Automobilelektronik üblichen Aluminiumdruckgussgehäusen oder Kunststoffgehäusen. Dabei sind verschiedene Ausgestaltungen von ein Wärmeableitmitteln für die Elektronikkomponente bekannt. So wird beispielsweise in Betracht gezogen, aus dem Blechgehäuse heraus durch Umformung entsprechend zur Elektronikkomponente geleitete Kühldome zu führen, wobei die über ein solches aus dem Blech ausgeformtes Wärmeableitmittel ableitbar Wärmemenge sehr begrenzt ist und zudem die genaue Positionierung und Sicherstellung einer entsprechenden Wärmeübertragung wiederum aufwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine alternative geeignete Lösung für die Wärmeableitung bei Elektronikbaugruppe mit solchen metallischen, dünnwandigen Gehäusewänden vorzustellen, dessen ableitbare Wärmemenge den vorliegenden Anforderungen genügt und welches zugleich bezüglich dem Fertigungsaufwand und den Platzerfordernissen in der Baugruppe gerecht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen. Als Wärmeableitmittel ist dabei eine gebogene metallische Strebe vorgesehen, welche flächig in wärmeleitfähigem Kontakt stehend einerseits die Oberseite der Elektronikkomponente und andererseits die Innenseite der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand kontaktiert. Die Strebe ist dabei ein separates, also hinsichtlich der Abmaße, insbesondere des Materials und der Dicke des Blechs der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand her unabhängiges Teil.
Diese Strebe ist beispielsweise eine Metallschiene aus gut wärmeleitfähigem Material, welche entsprechend dem Abstand zwischen der Oberseite der zu kühlenden Elektronikkomponente und der erforderlichen Kontaktflächen wie auch Breite und Dicke der Strebe sowie den Bauraumerfordernissen viel unabhängiger gestaltet werden kann.
In einer ersten Ausgestaltung ist die gebogene metallische Strebe an der Oberseite der Elektronikkomponente durch eine Wärmeleitpaste oder einen Wärmeleitkleber verbunden.
Zudem sieht eine Ausgestaltung vor, dass die metallische Strebe an der Innenwand der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand durch mechanische Befestigungsmittel, bspw. Einem oder mehreren Nieten ist. Alternativ oder zusätzlich zu den mechanischen Befestigungsmitteln kann auch zur Gehäusewand, also dem Blechgehäuse hin, ebenfalls eine Verbindung durch Wärmeleitpaste oder einen Wärmeleitkleber vorgesehen sein.
Die Strebe kann dabei nicht nur auf genau eine Elektronikkomponente optimiert sein, sondern auf der Leiterplatte eine Mehrzahl von Elektronikkomponenten mit unterschiedlicher Höhe senkrecht zur Leiterplatte vorgesehen sein und zumindest eine gemeinsame Strebe für zumindest zwei dieser Elektronikkomponenten vorgesehen sein, wobei diese Strebe jeweils einen Abschnitt aufweist, welcher in dem entsprechenden Abstand zwischen der jeweiligen Oberseite der Elektronikkomponente und der Innenseite der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand des Gehäuses angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren noch näher erläutert. Es zeigen:

1 Schnitt durch ein 1. Ausführungsbeispiel
1A Detailansicht zu 1
2 mögliche Ausgestaltung der Strebe
3 besondere Ausgestaltung der Strebe
4 Detailansicht zu 2. Ausführungsbeispiel
5 weitere Ausgestaltungsvariante

1 zeigt die Elektronikbaugruppe mit einer Leiterplatte 1 mit zumindest einer, hier in diesem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel jedoch 2 zu kühlenden Elektronikkomponenten 3.1 und 3.2 neben natürlich noch weiteren nicht näher bezeichneten Elektronikkomponenten sowie einem Steckerbereich mit deren PIN-Kontakten usw. Die Leiterplatte 1 und die Elektronikkomponenten 3.1 und 3.2 sind in einem Gehäuse mit zumindest einer metallischen, dünnwandigen Gehäusewand, also beispielsweise einem Blechgehäuse angeordnet. Dabei kann das Gehäuse allseitig, also insbesondere oben und unten durch Gehäuseschalen aus Blech ausgestaltet sein, oder aber ist zumindest eine entsprechende Außenseite aus einem metallischen, dünnwandigen Material realisiert und kann das Gehäuse ansonsten beispielsweise durch einen Kunststoffdeckel oder Vergussmaterial geschlossen werden.
Als Wärmeableitmittel für die Elektronikkomponente ist eine gebogene metallische Strebe 4 vorgesehen ist, welche flächig in wärmeleitfähigem Kontakt stehend einerseits die Oberseite der Elektronikkomponenten 3.1 und 3.2 und andererseits die Innenwand der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand 2 kontaktiert.
Die 1 und insbesondere deren Detailansicht in 1A zeigen dabei, dass auf der Leiterplatte 1 die 2 Elektronikkomponenten 3.1 und 3.2 mit unterschiedlicher Höhe senkrecht zur Leiterplatte vorgesehen sind und zumindest eine gemeinsame Strebe 4 für diese zwei Elektronikkomponenten gemeinsam vorgesehen ist. Dazu weist die Strebe 4 jeweils einen Abschnitt 4.3 und 4.2 auf, welche in den entsprechenden Abstand Z4.2 und Z4.3 zwischen der jeweiligen Oberseite der Elektronikkomponente 3.1 und 3.2 und der Innenwand der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand 2 angeordnet ist. Die Strebe 4 ist also in mehreren Etagen entsprechend gebogen und kann so individuell auf die Höhe der jeweiligen Elektronikkomponenten angepasst werden. Die Begriffe Oberseite und Unterseite sind dabei nur jeweils in Bezug auf die jeweilige Komponente gemeint und kann, wie in den 1 und 1Aja bereits verdeutlicht wird, die zu kühlende Elektronikkomponente auch auf der Unterseite der Leiterplatte angeordnet sein und die Strebe 4 entsprechend auch zur unteren Gehäusehälfte geführt werden. Insbesondere in 1A ist darüber hinaus gut zu erkennen, dass die gebogene metallische Strebe 4 an der Oberseite der jeweiligen Elektronikkomponente durch eine Wärmeleitpaste oder einen Wärmeleitkleber 6 verbunden ist.
An der Innenwand der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand ist die metallische Strebe 4 in den 1 und 1A durch mechanische Befestigungsmittel, bspw. einem Niet 4 befestigt.
Alternativ dazu oder sogar zusätzlich zur mechanischen Befestigung und Verbesserung der thermischen Übertragung ist auch zur Innenseite der Gehäusewand hin die Verwendung einer Wärmeleitpaste oder eines Wärmeleitklebers in Betracht zu ziehen.
Während 2 eine einfache Grundform einer solchen Strebe 4 skizziert, zeigt 3 die besondere Ausgestaltung der Strebe 4 gemäß den 1 und 1A in einer in 2 Abschnitten jeweils der Höhe der jeweiligen der Elektronikkomponenten 3.1 und 3.2 in Z-Richtung angepasst gebogenen Bauform, wodurch die Anzahl der Kontaktflächen und Bestückungen entsprechend reduziert werden kann.
Die 5 skizziert nun noch eine weitere Alternative einer Strebe 4, welche in einer U-Form mit nur einer Kontaktfläche 4.1 zur Gehäusewand 2 hin auskommt, während die Ausgestaltung gemäß der 2 und 3 Jahre jeweils beidseitig befestigt sind.
Solche Elektronikbaugruppen eignen sich insbesondere für die Anwendung im Automobilbereich, insbesondere der Automobilelektronik und Kfz-Steuergeräten.
Bezugszeichenliste

X,Y,Z: orthogonale Richtungen
1: Leiterplatte
2: dünnwandige, metallische Gehäusewand
3: zu kühlende Elektronikkomponente(n)
4: gebogene metallische Strebe als Wärmeableitmittel
4.1: Anlagefläche der Strebe zur Gehäusewand hin
4.2: Anlagefläche der Strebe zur ersten Elektronikkomponente hin mit Abstand Z4.2
4.3: optionale, zweite Anlagefläche der Strebe zu einer zweiten Elektronikkomponente hin mit Abstand Z4.3
5: Niet zur Befestigung der Strebe an der Gehäusewand des Gehäuses
6: Wärmeleitkleber

Claims

Elektronikbaugruppe mit einer Leiterplatte (1) mit zumindest einer Elektronikkomponente (3) in einem Gehäuse mit zumindest einer metallischen, dünnwandigen Gehäusewand (2), wobei Wärmeableitmittel für die Elektronikkomponente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeableitmittel eine gebogene metallische Strebe (4) vorgesehen ist, welche flächig in wärmeleitfähigem Kontakt stehend einerseits die Oberseite der Elektronikkomponente (3) und andererseits die Innenseite der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand (2) kontaktiert.
Elektronikbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gebogene metallische Strebe (4) an der Oberseite der Elektronikkomponente (3) durch eine Wärmeleitpaste oder einen Wärmeleitkleber (6) verbunden ist.
Elektronikbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Strebe (4) an der Innenwand der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand (2) durch mechanische Befestigungsmittel, bspw. einem Niet (5), und/oder ebenfalls durch eine Wärmeleitpaste oder einen Wärmeleitkleber (6) verbunden ist.
Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (1) eine Mehrzahl von Elektronikkomponenten (3.1,3.2) mit unterschiedlicher Höhe senkrecht zur Leiterplatte vorgesehen sind und zumindest eine gemeinsame Strebe (4) für zumindest zwei dieser Elektronikkomponenten (3.1,3.2) vorgesehen und jeweils einen Abschnitt (4.2,4.3) aufweist, welchen in den entsprechenden Abstand (Z4.3,Z4.2) zwischen der jeweiligen Oberseite der Elektronikkomponente (3.1,3.2) und der Innenwand der metallischen, dünnwandigen Gehäusewand (2) angeordnet ist.