DE10315299A1

DE10315299A1 - Gehäuse

Info

Publication number: DE10315299A1
Application number: DE2003115299
Authority: DE
Inventors: Ahmet Özcapi
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-10-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse, bestehend aus einer ersten Gehäusehälfte (1A), in der eine Leiterplatte (4) angeordnet ist, und einer zweiten Gehäusehälfte (1B), wobei der Boden der zweiten Gehäusehälfte (1B) als Kühlkörper für zumindest ein auf der Leiterplatte (4) angeordnetes wärmeerzeugendes Leistungsbauelement (4A) dient und die beiden Gehäusehälften (1A, 1B) über eine Rastverbindung (3) miteinander verbunden sind. Dabei ist zwischen der Leiterplatte (4) und dem Boden der zweiten Gehäusehälfte (1B) im zusammengebauten Zustand der beiden Gehäusehälften (1A, 1B) ein Spalt (s) zur Bewirkung der Rastverbindung (3) vorgesehen. Außerdem ist zwischen der Leiterplatte (4) und dem Boden der zweiten Gehäusehälfte (1B) zumindest in dem Flächenbereich (2), in dem das Leistungsbauelement (4A) auf der Leiterplatte (4) angeordnet ist, ein deformierbares wärmeleitendes Medium (7) angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse bestehend aus einer ersten Gehäusehälfte, in der eine Leiterplatte angeordnet ist, und einer zweiten Gehäusehälfte, wobei die beiden Gehäusehälften über eine Rastverbindung miteinander verbunden sind. Dabei dient der Boden der zweiten Gehäusehälfte als Kühlkörper für zumindest ein auf der Leiterplatte angeordnetes wärmeerzeugendes Leistungsbauelement.

Ein derartiges Gehäuse ist aus der DE 195 18 521 C2 bekannt. Dort weist der Boden der zweiten Gehäusehälfte eine Senke auf, die unter Vorspannung auf der dem Leistungsbauteil abgewandten Seite der Leiterplatte aufliegt. Die Vorspannung soll dazu dienen, daß die Wärme besser abgeführt wird. Dabei wird die Vorspannung über ein elastisches Material im Fügungsbereich der beiden Gehäusehälften bewirkt. Die beiden Gehäusehälften sind über eine Rastverbindung miteinander verbunden. Beim Zusammenfügen der beiden Gehäusehälften wird das elastische Material im Fügebereich soweit zusammengedrückt, bis die Rastverbindung hergestellt ist. Anschließend bleibt im verrasteten Zustand eine Vorspannung zwischen den beiden Gehäusehälften und damit auch zwischen der Leitplatte und der Gehäusebodensenke bestehen. Damit die Leiterplatte aufgrund der Vorspannung nicht bricht, sind jedoch in der ersten Gehäusehälfte Abstützelemente vorgesehen, welche auf die bestückte Seite der Leiterplatte drücken. Das Vorsehen solcher Abstützelemente ist aufwendig und beschränkt ferner die Bestückungsfreiheit auf der Leiterplatte.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gehäuseanordnung bestehend aus zwei über eine Rastverbindung verbundenen Gehäusehälften zu schaffen, bei der Wärme in effektiver Weise über einen Gehäuseboden abgeführt wird, wobei auf Abstützelemente für die Leiterplatte verzichtet werden kann.

Erfindungsgemäß liegt der Gehäuseboden, um für eine Wärmeableitung zu sorgen, nicht mehr unter Vorspannung an der Leiterplatte an. Stattdessen ist zwischen der Leiterplatte und dem Boden der zweiten Gehäusehälfte im zusammengebauten Zustand der beiden Gehäusehälften ein Spalt vorgesehen ist, damit wird vermieden, daß die Leiterplatte gegen den Gehäuseboden drückt, wodurch sichergestellt wird, daß die beiden Gehäusehälften soweit zusammengefügt werden können bis die Rastverbindung bewirkt ist. Damit ersetzt der Spalt das elastische Material im Fügebereich gemäß DE 195 18 521 C2 . Um nun einen Wärmefluss vom Leistungsbauelement über die Leiterplatte in den Gehäuseboden zu ermöglichen, ist zwischen der Leiterplatte und dem Boden der zweiten Gehäusehälfte zumindest in dem Flächenbereich, in dem das Leistungsbauelement auf der Leiterplatte angeordnet ist, ein deformierbares wärmeleitendes Medium, vorzugsweise Wärmeleitpaste, angeordnet. Das wärmeleitende Material überbrückt dabei den Spalt zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuseboden vollständig ohne eine Vorspannung zu erzeugen.

Vor dem Zusammenfügen der beiden Gehäusehälften wird dabei die Wärmeleitpaste in Form einer Raupenstruktur und/oder in Form von einzelnen Inseln auf den Gehäuseboden aufgebracht, wobei die Höhe der aufgebrachten Wärmeleitpaste gegenüber dem Gehäuseboden größer ist als der Spalt, der zur Bewirkung der Rastverbindung (d.h. zum Schließen des Gehäuses) notwendig ist. Wenn nun die beiden Gehäusehälften bis zur Bewirkung der Rastverbindung zusammengefügt werden, drückt die dem Leistungsbauelement abgewandte Seite der Leiterplatte auf die Wärmeleitpaste, da die Höhe der aufgebrachten Wärmeleitpaste größer ist als das Spaltmaß, wodurch die Wärmeleitpaste lateral zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuseboden verteilt wird.

Da die Wärmeleitpaste sich bei Druckbeaufschlagung lateral zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuseboden bei gleichzeitiger Auftragshöhenreduzierung verteilt, wird der Aufbau einer Vorspannung vermieden. Damit kann auf zusätzliche Abstützelemente für die Leiterplatte verzichtet werden.

Anhand der beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

Es zeigt:

1 die beiden Gehäusehälften vor dem Zusammenfügen,

2 die beiden Gehäusehälften im zusammengebauten, verrasteten Zustand,

3 eine vergrößerte, schematisierte Darstellung des Gehäusebodens mit der darüber beabstandet angeordneten Leiterplatte.

In 1 sind die beiden Gehäusehälften (1A, 1B) vor dem Zusammenbau dargestellt. Dabei ist die Leiterplatte (4) in der in der Zeichnung oberen Gehäusehälfte (1A) angeordnet. Auf der Leiterplatte (4) befindet sich mindestens ein wärmeerzeugendes elektronisches Leistungsbauelement (4A). In dieser ersten Gehäusehälfte (1A) befinden sich ebenfalls zwei Steckerkörbe (5) zur elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte (4). Durch die Leiterplatte (4) hindurch rage Steckerstifte (5A) der Steckerkörbe (5) sowie Befestigungsstifte (6) für die Leiterplatte (4) selbst.
Die zweite – in der Zeichnung untere – Gehäusehälfte (1B) dient mit ihrem Gehäuseboden als Kühlkörper zur Wärmeableitung des auf der Leiterplatte (4) angeordneten Leistungsbauelements (4A).
Im zusammengebauten Zustand des Gehäuses (siehe 2) sind die beiden Gehäusehälften (1A, 1B) über eine Rastverbindung (3) miteinander verbunden. Dabei ist auch in diesem Zustand zwischen der Leiterplatte (4) und dem Gehäuseboden der zweiten Gehäusehälfte (1B) ein Spalt (s) vorgesehen, um zu verhindern, daß die Leiterplatte (4) gegen den Gehäuseboden drückt, wodurch ansonsten eine Verrastung der beiden Gehäusehälften (1A, 1B) blockiert würde. Das Spaltmaß (s) ist zur Verdeutlichung in 3 schematisch vergrößert dargestellt.
Vor dem Zusammenfügen der beiden Gehäusehälften (1A, 1B) wird auf den Gehäuseboden der zweiten Gehäusehälfte (1B) Wärmeleitpaste (7) aufgebracht und zwar in dem Flächenbereich in dem korrespondierend das Leistungsbauelement (4A) auf der Leiterplatte (4) angeordnet ist. Das Aufgingen der Wärmeleitpaste (7) erfolgt vorzugsweise über einen Dispenser, wobei die Wärmeleitpaste (7) in Form einer Raupenstruktur und/oder in Form von einzelnen Inseln aufgebracht wird (nicht dargestellt).
Die Höhe der aufgebrachten Wärmeleitpaste (7) ist nun größer als das vorgesehene Spaltmaß (s) zwischen Leiterplatte (4) und dem Gehäuseboden. Dies führt dazu, daß die Leiterplatte (4) beim Zusammenfügen der beiden Gehäusehälften (1A, 1B) vor dem Verrasten auf die unelastisch deformierbare Wärmeleitpaste (7) drückt, da die Wärmeleitpaste (7) nachgiebig ist, führt dieser Druck nicht zum Aufbau einer Vorspannung, sondern dazu, daß die Wärmeleitpaste (7) zwischen der Leiterplatte (4) und dem Gehäuseboden zusammengedrückt wird und sich somit lateral verteilt.
Damit die Fläche unterhalb der Leiterplatte (4) im Bereich des Leistungsbauelements (4A) möglichst geschlossen und homogen mit Wärmeleitpaste (7) ausgefüllt wird, ist das Volumen der raupenförmig oder inselförmig aufgebrachten Wärmeleitpaste (7) mindestens so groß wie der mit Wärmeleitpaste (7) zu versehende Flächenbereich (2) multipliziert mit dem Spaltmaß (s).
Um eine gute Haftung der Wärmeleitpaste (7) auf dem Gehäuseboden zu erreichen, weist dieser in dem mit Wärmeleitpaste (7) zu versehenden Bereich (2) vorzugsweise eine Aufrauhung auf.
Zur Aufnahme der Steckerpins (5A), der Befestigungspins (6) und/oder weiterer auf der Leiterplatte (4) angeordneter Bauteile weist der Gehäuseboden Vertiefungen (2A) auf, damit diese ebenfalls nicht auf den Gehäuseboden drücken.
Diese Vertiefungen (2A) sind vorzugsweise einstöckig mit der zweiten Gehäusehälfte (1B) im Gussverfahren aus Kunststoff oder Metall ausgebildet.

1A: Erste Gehäusehälfte
1B: Zweite Gehäusehälfte
2: Flächenbereich auf dem Gehäuseboden der zweiten Gehäusehälfte, der mit
: Wärmeleitpaste zu versehen ist
2A: Vertiefung im Gehäuseboden
3: Rastverbindung
4: Leiterplatte
4A: Leistungsbauelement
5: Steckerkorb
5A: Steckerstift
6: Befestigungsstift für die Leiterplatte
7: Wärmeleitpaste

Claims

Gehäuse bestehend aus einer ersten Gehäusehälfte (1A), in der eine Leiterplatte (4) angeordnet ist, und einer zweiten Gehäusehälfte (1B), – wobei der Boden der zweiten Gehäusehälfte (1B) als Kühlkörper für zumindest ein auf der Leiterplatte (4) angeordnetes wärmeerzeugendes Leistungsbauelement (4A) dient, – wobei die beiden Gehäusehälften (1A, 1B) über eine Rastverbindung (3) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß – zwischen der Leiterplatte (4) und dem Boden der zweiten Gehäusehälfte (1B) im zusammengebauten Zustand der beiden Gehäusehälften (1A, 1B) ein Spalt (s) zur Bewirkung der Rastverbindung (3) vorgesehen ist, – zwischen der Leiterplatte (4) und dem Boden der zweiten Gehäusehälfte (1B) zumindest in dem Flächenbereich (2), in dem das Leistungsbauelement (4A) auf der Leiterplatte (4) angeordnet ist, ein deformierbares wärmeleitendes Medium (7) angeordnet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das deformierbare wärmeleitende Medium (7) Wärmeleitpaste ist.
Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenbereich (2), auf dem die Wärmeleitpaste (7) angeordnet ist, eine Aufrauhung aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseboden der zweiten Gehäusehälfte (1B) mindestens eine Vertiefung (2A) zur Aufnahme von Steckerpins (5A) und/oder weiteren auf der Leiterplatte (4) angeordneten Bauteilen aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Vertiefungen (2A) einstückig mit dem Gehäuseboden ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt die Wärmeleitpaste (7) in Form einer Raupenstruktur und/oder in Form von einzelnen Inseln auf den Flächenbereich (2) des Gehäusebodens aufgebracht wird, wobei die Höhe der aufgebrachten Wärmeleitpaste (7) gegenüber dem Gehäuseboden größer ist als der Spalt (s) zur Bewirkung der Rastverbindung (3), in einem zweiten Schritt die beiden Gehäusehälften (1A, 1B) bis zur Bewirkung der Rastverbindung (3) zusammengefügt werden, wobei die dem Leistungsbauelement (4A) abgewandte Seite der Leiterplatte (4) dabei auf die Wärmeleitpaste (7) zur lateralen Verteilung derselben drückt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der im ersten Schritt aufgebrachten Wärmeleitpaste (7) mindestens so groß ist wie der mit Wärmeleitpaste (7) zu versehende Flächenbereich (2) multipliziert mit dem Spaltmaß (s).