DE10317210B4 - Elektrische Einrichtung mit einem Halbleitersubstrat und Anschlussmitteln dafür - Google Patents

Elektrische Einrichtung mit einem Halbleitersubstrat und Anschlussmitteln dafür Download PDF

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Abstract

Elektrische Einrichtung (1) mit einem Halbleitersubstrat (11) und Anschlussmitteln dafür, insbesondere einen Stecker (13, 14), umfassend einen Steckereingang (13) mit mindestens zwei Eingangsanschlüssen (Steckerpins 13a, 13b, 13c), einen Steckerausgang (14) mit mindestens zwei Ausgangsanschlüssen (Stromschienen 14a, 14b, 14c) und mindestens ein Verbindungsteil, über das die jeweils zusammengehörigen Eingangs- und Ausgangsanschlüsse miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung (1) ein Kontaktflächen (12a, 12b, 12c) tragendes Substrat (12) umfasst, wobei das Substrat (12) über seine Kontaktflächen (12a, 12b, 12c) einerseits mit dem Halbleitersubstrat (11) und andererseits mit dem Steckerausgang (14) der Einrichtung (1) verbindbar ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung mit einem Halbleitersubstrat und Anschlussmitteln für dieses Halbleitersubstrat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei vielen Steckeranwendungen, zum Beispiel im Kfz-Bereich, erfordert der Markt eine große Steckervielfalt, das heißt, Stecker, die sich bei einer gegebenen Belegung der Steckereingänge in der Belegung der Steckerausgänge unterscheiden. Als Beispiel sei hier der Regler eines elektrischen Generators genannt, dessen Stecker, je nach Fahrzeugtyp, unterschiedliche Ausgangsbelegungen aufweisen kann. Die erforderliche Vielzahl der Steckervarianten wird in der Praxis mit Hilfe von entsprechend konfigurierten Einlegeteilen realisiert, die als Verbindungsmittel dienen. Die Geometrie dieser Verbindungsteile ist insbesondere dann sehr komplex, wenn dreidimensionale Anschlusskreuzungen realisiert werden müssen, um die gewünschte Belegung am Steckerausgang zur Verfügung zu stellen. Da praktisch jede Steckervariante mit einem individuell konfigurierten Verbindungsteil ausgestattet ist, unterscheiden sich in der Regel auch die Steckergehäuse, da diese an die jeweilige Geometrie des jeweiligen Verbindungsmittels angepasst werden müssen. Dies führt insgesamt zu hohen Herstellungs- und Lagerkosten.
  • Aus DE 101 17 799.4 A1 ist bereits ein Stecker, insbesondere für ein Steuergerät bekannt, der einen Steckereingang mit mindestens zwei Eingangsanschlüssen und mindestens ein Verbindungsteil aufweist, über das die jeweils zusammengehörigen Anschlüsse miteinander verbunden sind. Steckereingang und Steckerausgang sind dabei dadurch entkoppelt, dass mindestens ein erstes Verbindungsteil vorgesehen ist, das ausschließlich Eingangsanschlüsse umfasst, und dass mindestens ein zweites Verbindungsteil vorgesehen ist, dass ausschließlich Ausgangsanschlüsse umfasst, wobei die beiden Verbindungsteile derart übereinander angeordnet sind, dass sich die jeweils zusammengehörigen Anschlüsse an mindestens einem Kreuzungspunkt überlagern und die jeweils zusammengehörigen Anschlüsse durch Kontaktierung am Kreuzungspunkt miteinander verbunden sind.
  • Aus der EP 05 20 284 B1 ist eine elektrische Einrichtung bekannt, bei der mit Leiterbahnen und Schneidklemmen versehene Substrate mittels Leitungen variabel verbindbar sind. Die bekannte elektrische Einrichtung wird dabei in Verbindung mit einem elektrischen Verbindungsgehäuse eingesetzt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Einrichtung mit einem Halbleitersubstrat und Verbindungsmitteln dafür vorgeschlagen, bei der deutlich vereinfachte Verbindungsmittel eingesetzt werden, die außerdem auch für die Realisierung einer großen Vielzahl von Steckervarianten verwendet werden können, was sich insgesamt günstig auf die Herstellungs- und Lagerkosten auswirkt.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf Die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt 1 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgestalteten elektrischen Einrichtung.
  • Darstellung der Erfindung
  • 1 zeigt eine elektrische Einrichtung 1, die einen Schaltungsträger 10 umfasst, auf dem einen Halbleitersubstrat 11 angeordnet ist. Bei diesem Halbleitersubstrat handelt es sich beispielsweise um einen integrierten Schaltkreis, der als Reglerbaustein für das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs dient. Das Halbleitersubstrat 11 weist eine Mehrzahl von Kontaktflächen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e auf, die auf seiner Oberfläche angeordnet sind. Die elektrische Einrichtung 1 umfasst weiter einen Stecker 13, 14, der aus einem Steckereingang 13 und aus einem Steckerausgang 14 besteht. Wenigstens der Steckerausgang 14 ist baulich mit dem Schaltungsträger 10 verbunden. Bei dem Steckereingang handelt es sich vorzugsweise um ein vergleichsweise leicht austauschbares Bauteil, das kundenspezifisch anpassbar ist. Auf diese Weise kann, den Markterfordernissen entsprechend, eine große Variantenvielfalt einer derartigen elektrischen Einrichtung bereitgestellt werden. Denn im Wesentlichen muss nur der kundenspezifisch ausgestaltete Steckereingang 13 variiert werden, während die restlichen Bestandteile der elektrischen Einrichtung weitgehend unverändert bleiben können. Im Steckerausgang 14 sind Kontaktmittel, wie vorzugsweise Stromschienen 14a, 14b, 14c angeordnet, die elektrisch mit den im Steckereingang angeordneten Steckerpins 13a, 13b, 13c verbindbar sind. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Halbleitersubstrat und dem Steckerausgang 14 ein weiteres, eine Mehrzahl von Kontaktflächen 12a, 12b, 12c tragendes Substrat 12 angeordnet. Die Kontaktflächen 12a, 12b, 12c dieses Substrats 12 sind einerseits über Verbindungsleitungen 11f, 11g, 11h mit Kontaktflächen des Halbleitersubstrats 11, und andererseits über Verbindungsleitungen 12d, 12e, 12f mit den Stromschienen 14a, 14b, 14c in dem Steckerausgang 14 verbindbar. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist erkennbar, dass insgesamt drei Kontaktflächen 11a, 11b, 11c des Halbleitersubstrats 11 mit ebenfalls drei Kontaktflächen 12a, 12b, 12c des Substrats 12 verbunden sind. Jede dieser Kontaktflächen 12a, 12b, 12c des Substrats 12 ist wiederum mit je einer Stromschiene 14a, 14b, 14c des Steckerausgangs 14 verbunden. Das Substrat 12 mit seinen Kontaktflächen 12a, 12b, 12c hat somit die Funktion einer „Schalttafel”, die eine gewünschte Verbindung zwischen einer beliebigen Kontaktfläche des Halbleitersubstrats 11 mit einer beliebigen Stromschiene in dem Steckerausgang 14 ermöglicht. Im Unterschied zu einer Schalttafel, die eine Änderung einer Verbindung zu einem beliebigen Zeitpunkt ermöglicht, wird erfindungsgemäß die Auswahl einer bestimmten Schaltvariante aber nur für die Anpassung an einen kundenspezifisch ausgestalteten Stecker 13, 14 benötigt. Ist die gewünschte Variante bestimmt, wird mittels der „Schalttafel” des Substrats 12 die gewünschte Verbindung durch die genannten Verbindungsleitungen 11f, 11g, 11h, 12d, 12e, 12f dauerhaft „geschaltet”. Bei den genannten Verbindungsleitungen handelt es sich vorzugsweise um Bondverbindungen, die besonders raumsparend ausgeführt werden können. Wenn eine Anpassung an einen anderen kundenspezifischen Stecker erforderlich ist, muss in der Regel eine neue Schaltungsvariante festgelegt werden, damit die Steckerpins 13a, 13b, 13c mit den richtigen Kontaktflächen des Halbleitersubstrats 11 verbunden werden können. In der Regel ist es dann ausreichend, die Verbindungsleitungen 12d, 12e, 12f entsprechend neu anzuordnen. Die erfindungsgemäße Lösung bietet insbesondere den Vorteil, dass weitaus die meisten Teile der elektrischen Einrichtung 1 im Wesentlichen baugleich in grosser Stückzahl hergestellt werden können. Die erforderliche Anpassung an eine Vielzahl kundenspezifischer Stecker wird dann durch eine entsprechend angepasste Beschaltung weniger Verbindungsleitungen ermöglicht. Bei dem Substrat 12 handelt es sich vorzugsweise um ein Dickschicht-Substrat, auf dem Kontaktflächen angeordnet sind. Es sind jedoch auch andere Arten von Schaltungsträger einsetzbar. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wäre es zudem auch möglich, die Schalttafelfunktion des Substrats 12 in das Halbleitersubstrat 11 selbst zu integrieren, soweit auf dessen Oberfläche noch hinreichend Raum für weitere Kontaktflächen zur Verfügung stünde. Die erfindungsgemäß ausgestaltete elektrische Einrichtung wird vorteilhaft als Bestandteil eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Sie eignet sich insbesondere für die Integration in einen elektronischen Regler, da sie nur wenig Bauraum benötigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Elektrische Einrichtung
    10
    Schaltungsträger
    11
    Halbleitersubstrat
    11a
    Kontaktfläche
    11b
    Kontaktfläche
    11c
    Kontaktfläche
    11d
    Kontaktfläche
    11e
    Kontaktfläche
    11f
    Verbindungsleitung
    11g
    Verbindungsleitung
    11h
    Verbindungsleitung
    12
    Substrat
    12a
    Kontaktfläche
    12b
    Kontaktfläche
    12c
    Kontaktfläche
    12d
    Verbindungsleitung
    12e
    Verbindungsleitung
    12f
    Verbindungsleitung
    13
    Steckereingang
    13a
    Steckerpin
    13b
    Steckerpin
    13c
    Steckerpin
    14
    Steckerausgang
    14a
    Stromschiene
    14b
    Stromschiene
    14c
    Stromschiene

Claims (11)

  1. Elektrische Einrichtung (1) mit einem Halbleitersubstrat (11) und Anschlussmitteln dafür, insbesondere einen Stecker (13, 14), umfassend einen Steckereingang (13) mit mindestens zwei Eingangsanschlüssen (Steckerpins 13a, 13b, 13c), einen Steckerausgang (14) mit mindestens zwei Ausgangsanschlüssen (Stromschienen 14a, 14b, 14c) und mindestens ein Verbindungsteil, über das die jeweils zusammengehörigen Eingangs- und Ausgangsanschlüsse miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung (1) ein Kontaktflächen (12a, 12b, 12c) tragendes Substrat (12) umfasst, wobei das Substrat (12) über seine Kontaktflächen (12a, 12b, 12c) einerseits mit dem Halbleitersubstrat (11) und andererseits mit dem Steckerausgang (14) der Einrichtung (1) verbindbar ist.
  2. Elektrische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12) zwischen dem Halbleitersubstrat (11) und dem Steckerausgang (14) der Einrichtung (1) angeordnet ist.
  3. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Kontaktflächen (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) des Halbleitersubstrats (11) über Verbindungsleitungen (11f, 11g, 11h) mit zugeordneten Kontaktflächen (12a, 12b, 12c) des Substrats (12) verbunden sind.
  4. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Kontaktflächen (12a, 12b, 12c) des Substrats (12) über Verbindungsleitungen (12d, 12e, 12f) mit Verbindungsmitteln (Stromschienen 14a, 14b, 14c) des Steckerausgangs (14) verbunden sind.
  5. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Verbindungsleitungen (11f, 11g, 11h) Bondverbindungen sind.
  6. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Verbindungsleitungen (12d, 12e, 12f) Bondverbindungen sind.
  7. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, das Substrat (12) ein Dickschicht-Substrat ist.
  8. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, das Halbleitersubstrat (11) und das Substrat (12) gemeinsam auf einem Schaltungsträger (10) angeordnet sind.
  9. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Schaltungsträger (10) baulich mit dem Steckerausgang (14) vereinigt ist.
  10. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die elektronische Einrichtung (1) Bestandteil des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs ist.
  11. Elektrische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, das die elektronische Einrichtung (1) Bestandteil eines elektronischen Reglers des Bordnetzes ist.
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