DE10211803A1

DE10211803A1 - Elektronische Baugruppe

Info

Publication number: DE10211803A1
Application number: DE2002111803
Authority: DE
Inventors: Joachim Guenther; Michael Jahn; Martin Kolbinger; Wolfgang Thiel; Richard Wauschek
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2002-03-16
Filing date: 2002-03-16
Publication date: 2003-10-02
Also published as: WO2003079741A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine einfache und kostengünstige Anordnung für die elektronische Baugruppe, die einen flexiblen Einsatz beim Betrieb der elektronischen Baugruppe gewährleistet. DOLLAR A Hierzu weist das Gehäuseunterteil des einen zur Aufnahme mindestens eines elektronischen Bauteils vorgesehenen Trägerkörper umgebenden Gehäuses mindestens zwei unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen auf, die zur wahlweisen Befestigung unterschiedlich ausgebildeter Gehäusedeckel als Gehäuseoberteil des Gehäuses jeweils in mindestens einem Aufnahmeelement implementiert sind. DOLLAR A Elektronische Baugruppe als Steuergerät im Kfz-Bereich.

Description

In vielen Bereichen werden elektronische Baugruppen für unterschiedliche Anwendungen und Aufgaben eingesetzt; beispielsweise sind im Kraftfahrzeugbereich elektronische Baugruppen als Steuergeräte zur Verarbeitung von Messsignalen und/oder zur Steuerung von Aggregatefunktionen oder von Komponenten des Kraftfahrzeugs vorgesehen.

Elektronische Baugruppen bestehen üblicherweise aus einer elektronischen Schaltungseinheit mit einem Schaltungsträger (beispielsweise einer Leiterplatte) und einer auf diesem Schaltungsträger angeordneten Schaltungsanordnung mit elektronischen Bauteilen sowie aus einem die elektronische Schaltungsanordnung zum Schutz gegen Umwelteinflüsse umgebenden Gehäuse. Zur Kontaktierung der elektronischen Bauteile der Schaltungsanordnung, insbesondere für die Spannungsversorgung der elektronischen Bauteile und für die Signalleitung (bsp. zur Weiterleitung von Steuersignalen oder Messsignalen), ist eine Kontaktierungseinheit mit Kontaktierungselementen (bsp. ein Stanzgitter mit Stanzgitteranschlüssen) vorgesehen, an der ein passender Anschlussstecker angeschlossen werden kann.

Die Ausgestaltung des Gehäuses wird für eine bestimmte elektronische Baugruppe entsprechend dem Einsatzgebiet bzw. Anwendungszweck dieser elektronischen Baugruppe fest vorgegeben. Nachteilig hierbei ist, dass bei einer Änderung des Umgebungsbedingungen, bsp. durch Änderung des Einsatzorts der elektronischen Baugruppe oder bei einer Änderung des Kühlungsbedarfs für die elektronischen Bauteile der Schaltungsanordnung, ein komplett neues Gehäuse für die elektronische Baugruppe bereitgestellt werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Baugruppe anzugeben, die bei einem einfachen Aufbau und mit geringen Kosten flexibel bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch das Merkmal im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der übrigen Patentansprüche.

Erfindungsgemäß werden die Eigenschaften des Gehäuses flexibel und variierbar an die jeweiligen, insbesondere durch das Einsatzgebiet bzw. den Anwendungszweck und den Einsatzort bedingten, Umgebungsdingungen der elektronischen Baugruppe angepasst, indem das Gehäuse zweiteilig aus Gehäuseunterteil (Gehäuseboden) und Gehäuseoberteil (Gehäusedeckel) ausgeführt wird und im Gehäuseunterteil (Gehäuseboden) mindestens zwei unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen zur Befestigung unterschiedlicher Gehäuseoberteile vorgesehen werden; diese unterschiedlichen Gehäuseoberteile unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Kriterien Material und/oder Materialeigenschaften (Vorgabe der Materialeigenschaften und des Materials insbesondere hinsichtlich der gewünschten Werte für die Wärmeleitfähigkeit und/oder mechanische Festigkeit und/oder elektromagnetische Verträglichkeit EMV des Gehäuses) und/oder der Geometrie (Vorgabe insbesondere hinsichtlich der Form und der Abmessung des Gehäuses) und/oder der Funktionalität (Vorgabe insbesondere hinsichtlich der Implementierung anderer oder zusätzlicher Funktionen im Gehäuse, insbesondere durch Anpassung des Gehäuses an unterschiedliche Maße und Ausgestaltungen eines extern anschließbaren Anschlusssteckers).

Die Aufnahmevorrichtungen werden jeweils mindestens einem Aufnahmeelement zugeordnet und damit in jeweils mindestens einem Aufnahmeelement implementiert, wobei ein Aufnahmeelement eine Aufnahmevorrichtung oder mehrere (mindestens zwei) unterschiedliche Aufnahmevorrichtungen aufweisen kann, insbesondere mehrere (mindestens zwei) unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen. Die unterschiedlichen Gehäuseoberteile können mittels der jeweils geeigneten Aufnahmevorrichtung und den diese Aufnahmevorrichtung aufweisenden Aufnahmeelementen auf die jeweils vorteilhafte Weise mit dem Gehäuseunterteil (Gehäuseboden) verbunden werden, d. h. je nach gewähltem Gehäuseoberteil (Gehäusedeckel) wird das Gehäuseoberteil (der Gehäusedeckel) am Gehäuseunterteil (Gehäuseboden) über eine für dieses Gehäuseoberteil vorteilhafte Aufnahmevorrichtung an mindestens einem diese Aufnahmevorrichtung aufweisenden Aufnahmeelement mittels für diese Aufnahmevorrichtung bzw. für dieses mindestens eine Aufnahmeelement geeigneten Befestigungselementen befestigt. Als unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen könenn insbesondere zumindest eine Rastvorrichtung und eine Schraubvorrichtung vorgesehen werden, wobei jede Aufnahmevorrichtung jeweils in mindestens einem Aufnahmeelement implementiert wird (ggf. können mehrere unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen im gleichen mindestens einen Aufnahmeelement implementiert werden); als Aufnahmeelemente können demzufolge insbesondere Rastnuten und/oder Schraubdome und/oder Schraubrastdome vorgesehen werden, die in der Wandung des Gehäuseunterteils oder auf dem Gehäuseunterteil angeordnet sein können. Die Befestigungselemente können insbesondere als Schnappelemente und/oder als Schrauben ausgebildet sein, die in Rastvorrichtungen und/oder in Schraubvorrichtungen und damit in als Rastnuten und/oder in als Schraubdome und/oder in als Schraubrastdome ausgebildete Aufnahmeelemente eingreifen.

Insbesondere sind im Gehäuseunterteil (Gehäuseboden) zwei unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen zur Befestigung zweier unterschiedlicher Gehäuseoberteile (Gehäusedeckel) vorgesehen, eine Schraubvorrichtung als erste Aufnahmevorrichtung und eine Rastvorrichtung als zweite Aufnahmevorrichtung. Diese beiden Aufnahmevorrichtungen dienen bsp. zur Befestigung eines aus Kunststoff (bsp. aus Polybutylenterephthalat PBT oder Polyamid PA) bestehenden Kunststoffdeckels als Gehäuseoberteil oder wahlweise zur Befestigung eines aus Metall (bsp. aus Aluminium) bestehenden Metalldeckels als Gehäuseoberteil: die Schraubvorrichtung wird wegen der bei der Montage des Metalldeckels erforderlichen hohen Montagekräfte (Anpresskräfte) insbesondere zur Befestigung des Metalldeckels herangezogen, ggf. kann auch die Schraubvorrichtung zur Befestigung des Kunststoffdeckels herangezogen werden; da aber bei der Montage des Kunststoffdeckels in der Regel nur geringe Montagekräfte (Anpresskräfte) erforderlich sind, wird vorzugsweise jedoch die Rastvorrichtung zur Befestigung des Kunststoffdeckels herangezogen. Am Kunststoffdeckel sind bsp. Schnappelemente als Befestigungselemente angeformt, während der Metalldeckel Durchgangsöffnungen für als Befestigungselemente dienende Schrauben aufweist.

Vorteilhafterweise kann auf variable oder wechselnde Anforderungen und Umgebungsbedingungen beim Einsatz der elektronischen Baugruppe flexibel durch Austausch des Gehäuseoberteils reagiert werden, ohne dass die weiteren Komponenten (insbesondere die weiteren Bestandteile des Gehäuses) der elektronischen Baugruppe verändert werden müssen; insbesondere muss kein komplett neues Gehäuse bereitgestellt werden, an das die weiteren Komponenten der elektronischen Baugruppe angepasst werden müssen. Daher kann die flexibel für unterschiedliche Anwendungszwecke einsetzbare elektronische Baugruppe mit geringem Entwicklungsaufwand und kostengünstig hergestellt werden.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung soll die elektronische Baugruppe anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der wesentlichen Komponenten der elektronischen Baugruppe mit einem ersten Gehäuseoberteil,
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der wesentlichen Komponenten der elektronischen Baugruppe mit einem zweiten Gehäuseoberteil,
Fig. 3 ein zwei unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen aufweisendes Aufnahmeelement mit einem befestigten ersten Gehäuseoberteil,
Fig. 4 ein zwei unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen aufweisendes Aufnahmeelement mit einem befestigten zweiten Gehäuseoberteil.
Die elektronische Baugruppe 1 besteht aus dem Gehäuseunterteil 10, der elektronischen Schaltungseinheit 20, der Kontaktierungseinheit 30 und dem Gehäuseoberteil 40. Das bsp. aus Kunststoff bestehende Gehäuseunterteil 10 mit den Maßen von bsp. 215 mm × 120 mm × 24 mm weist eine als Rastvorrichtung ausgebildete erste Aufnahmevorrichtung 12 und eine als Schraubvorrichtung ausgebildete zweite Aufnahmevorrichtung 13 auf.
Gemäß den Fig. 1 und 2 sind die beiden Aufnahmevorrichtungen 12, 13 in mehreren unterschiedlichen Aufnahmeelementen 11 implementiert: als Rastnuten 111 ausgebildete Aufnahmeelementen 11 weisen die Rastvorrichtung 12 auf und als Schraubdome 112 ausgebildete Aufnahmeelemente 11 weisen die Schraubvorrichtung 13 auf. Die Rastnuten 111 sind als Aussparungen (Längsschlitze) in den beiden Seitenwänden 14, 15 und in der Rückwand 16 des Gehäuseunterteils 10 ausgebildet; bsp. sind je zwei Rastnuten 111 in den beiden Seitenwänden 14, 15 und drei Rastnuten 111 in der Rückwand 16 des Gehäuseunterteils 10 angeordnet, insgesamt sind also sieben Rastnuten 111 vorgesehen. Die Schraubdome 112 sind als sich von der Unterseite 17 des Gehäuseunterteils 10 erstreckende Aufnahmeöffnungen (Tuben) im Randbereich 18 der beiden Seitenwände 14, 15 und im Mittelbereich 19 des Gehäuseunterteils 10 ausgebildet; bsp. sind je zwei Schraubdome 112 im Randbereich 18 der beiden Seitenwände 14, 15 angeordnet, während ein Schraubdom 11 im Mittelbereich 19 des Gehäuseunterteils 10 angeordnet ist, so dass insgesamt also bsp. fünf Schraubdome 112 vorgesehen sind.
Gemäß den Fig. 3 und 4 sind die beiden Aufnahmevorrichtungen 12, 13 in jeweils dem gleichen Aufnahmeelement 11 implementiert, d. h. mehrere als Schraubrastdome 113 ausgebildete Aufnahmeelemente 11 weisen sowohl die Rastvorrichtung 12 als auch die Schraubvorrichtung 13 auf. Die sowohl Aussparungen 28 als auch Aufnahmeöffnungen 29 aufweisenden Schraubrastdome 113 können hierbei in gleicher oder ähnlicher Weise wie die Schraubdome 112 auf der Unterseite 17 des Gehäuseunterteils 10 angeordnet werden; bsp. sind insgesamt fünf Schraubrastdome 113 vorgesehen.
Die elektronische Schaltungseinheit 20 weist mehrere, auf einem bsp. als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper 21 angeordnete elektronische Bauteile 22 auf, die bsp. als SMD-Bauteile auf der dem Gehäuseunterteil 10 zugewandten Oberseite 27 der Leiterplatte 21 durch Reflow-Löten aufgebracht sind. Weiterhin weist die in das Gehäuseunterteil 10 eingesetzte Leiterplatte 21 zu den Schraubdomen 112 bzw. Schraubrastdomen 113 des Gehäuseunterteils 10 korrespondierende Durchgangsöffnungen 25 sowie Durchgangsöffnungen 24 für die Kontaktierungseinheit 30 auf. Auf die Unterseite 23 der Leiterplatte 21 kann bei Bedarf, insbesondere bei einer hohen Verlustleistung der elektronischen Bauteile 22 der elektronischen Schaltungseinheit 20, Wärmeleitpaste 26 aufgebracht werden (siehe Fig. 2), um eine gute thermische Anbindung an das Gehäuseoberteil 40 zu gewährleisten.
Die Kontaktierungseinheit 30 zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Bauteile 22 der elektronischen Schaltungseinheit 20 besteht als Messerleiste aus einer Vielzahl von in einen Gehäusekörper 35 eingebrachten, Pinanschlüsse 32 aufweisenden Einzelpins 31, die jeweils mit einem oder mehreren Anschlüssen der elektronischen Bauteile 22 elektrisch leitend verbunden sind. An die Pinanschlüsse 32 bzw. an die hieraus gebildeten Steckeranschlüsse können Anschlussstecker zur Verbindung mit weiteren elektronischen Baugruppen angeschlossen werden, bsp. zur Spannungsversorgung der elektronischen Schaltungseinheit 20 und/oder zur Signalleitung (bsp. von Steuersignalen oder Messsignalen). Im Gehäusekörper 35 der Kontaktierungseinheit 30 sind zu den Durchgangsöffnungen 24 korrespondierende Aufnahmeöffnungen 33 für Schrauben 34 ausgebildet, mittels denen die Kontaktierungseinheit 30 und die Leiterplatte 21 der elektronischen Schaltungseinheit 20 verbunden werden.
Als Gehäuseoberteil 40 ist gemäß der Fig. 1 und der Fig. 3 ein bsp. aus Polybutylenterephthalat PBT bestehender Kunststoffdeckel 50 und gemäß der Fig. 2 und der Fig. 4 ein bsp. aus Aluminium bestehender Metalldeckel 60 vorgesehen. Beim Kunststoffdeckel 50 der Fig. 1 sind auf der Unterseite 51 als Schnappelemente 52 (Schnapper) ausgebildete Befestigungselemente vorgesehen, bsp. sieben zu den Rastnuten 111 im Gehäuseunterteil 10 korrespondierende Schnappelemente 52 (Schnapper) als Befestigungselemente. Beim Kunststoffdeckel 50 der Fig. 3 sind auf der Unterseite 51 als Rastnoppen 63 ausgebildete Befestigungselemente vorgesehen, bsp. fünf zu den Aussparungen 28 der Schraubrastdome 113 korrespondierende Rastnoppen 63 als Befestigungselemente. Beim Metalldeckel 60 der Fig. 2 sind Durchgangsöffnungen 61 eingebracht, bsp. fünf zu den Schraubdomen 112 im Gehäuseunterteil 10 korrespondierende Durchgangsöffnungen 61. Beim Metalldeckel 60 der Fig. 4 sind fünf zu den Schraubrastdomen 113 im Gehäuseunterteil 10 korrespondierende Durchgangsöffnungen 61 eingebracht. Der Kunststoffdeckel 50 wird gemäß der Fig. 1 durch Einrasten der Schnappelemente 52 (Schnapper) in den Rastnuten 111 des Gehäuseunterteils 10 und gemäß der Fig. 3 durch Einrasten der Rastnoppen 63 in den Aussparungen 28 der Schraubrastdome 113 mit dem Gehäuseunterteil 10 verbunden. Der Metalldeckel 60 wird gemäß der Fig. 2 durch Verschrauben der Schrauben 62 als Befestigungselemente in den Schraubdomen 112 und gemäß der Fig. 4 durch Verschrauben der Schrauben 63 als Befestigungselemente in den Aufnahmeöffnungen 29 der Schraubrastdome 113 des Gehäuseunterteils 10 mit dem Gehäuseunterteil 10 verbunden.
Beim Einsatz der elektronischen Baugruppe als Sitzsteuergerät eines Kraftfahrzeugs, die Schaltelemente als elektronische Bauteile 22 der elektronischen Schaltungseinheit 20 aufweist, wird bsp. im Falle der Realisierung der Schaltelemente durch Relais aufgrund der geringen thermischen Belastung infolge nur geringer Verlustleistung ein Kunststoffdeckel 50 als Gehäuseoberteil 40 verwendet, während im Falle der Realisierung der Schaltelemente durch Leistungshableiterbauelemente aufgrund der hohen thermischen Belastung infolge einer hohen Verlustleistung und der hierfür benötigten hohen Wärmeabfuhr ein Metalldeckel 60 als Gehäuseoberteil 40 verwendet wird. Für beide Steuergeräte ist das Gehäuseunterteil 10, die elektronische Schaltungseinheit 20 und die Kontaktierungseinheit 30 gleich ausgebildet.

Claims

1. Elektronische Baugruppe
mit einem Trägerkörper (21) zur Aufnahme mindestens eines elektronischen Bauteils (22),
und mit einem ein Gehäuseunterteil (10) und ein Gehäuseoberteil (40) aufweisenden, den Trägerkörper (21) umgebenden Gehäuse,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuseunterteil (10) mindestens zwei unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen (12, 13) zur wahlweisen Befestigung unterschiedlich ausgebildeter Gehäusedeckel (50, 60) als Gehäuseoberteil (40) aufweist, die jeweils in mindestens einem Aufnahmeelement (11) implementiert sind.

2. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Aufnahmeelement (11) mindestens zwei Aufnahmevorrichtungen (12, 13) implementiert sind.

3. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Aufnahmeelement (11) mindestens zwei unterschiedliche Arten von Aufnahmevorrichtungen (12, 13) implementiert sind.

4. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Aufnahmeelement (11) nur eine Aufnahmevorrichtung (12; 13) implementiert ist.

5. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Aufnahmevorrichtung (12) als Rastvorrichtung ausgebildet ist, in die am Gehäuseoberteil (40) ausgebildete Schnappelemente (52) als Befestigungselemente eingreifen.

6. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Aufnahmevorrichtung (13) als Schraubvorrichtung ausgebildet ist, in die durch das Gehäuseoberteil (40) durchgeführte Schrauben (62, 63) als Befestigungselemente eingreifen.

7. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aufnahmeelement (11) als Rastnut (111) und/oder mindestens ein Aufnahmeelement (11) als Schraubdom (112) und/oder mindestens ein Aufnahmeelement (11) als Schraubrastdom (113) ausgebildet ist.

8. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aufnahmeelement (11) in der Seitenwand (14, 15, 16) des Gehäuseunterteils (10) und/oder auf der Unterseite (17) des Gehäuseunterteils (10) angeordnet ist.

9. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (40) als Kunststoffgehäusedeckel (50) ausgebildet ist.

10. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffgehäusedeckel (50) aus Polybutylentherephthalat (PBT) besteht.

11. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (40) als Metallgehäusedeckel (60) ausgebildet ist.

12. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallgehäusedeckel (60) aus Aluminium besteht.

13. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallgehäusedeckel (60) aus einer Aluminiumlegierung besteht.

14. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktierungseinheit (30) vorgesehen ist, die Einzelpins (31) mit Pinanschlüssen (32) zur Kontaktierung des mindestens einen elektronischen Bauteils (22) aufweist.