DE10361094A1

DE10361094A1 - Holder for fixing an electric component to a circuit board and having two parts which can be locked to each other

Info

Publication number: DE10361094A1
Application number: DE2003161094
Authority: DE
Inventors: Mandy Merks; Wolfgang Dipl.-Ing. Halbmeyer; Günter Dipl.-Ing. Fendt (FH)
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-21

Abstract

The holder (1) fixes components spaced apart on a printed circuit board (3). The holder has at least two parts moveable relative to each other such that they at least partly surround the component. The two holder parts can be locked relative to each other. Preferably at least one of the holder parts has a spring biased mechanical contact point so that the holder is adapted to receive components whose dimensions vary within limits. Independent claims also cover a method of mounting a component in the holder.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halter zur beabstandeten Fixierung (Montage) eines elektrischen Bauteils auf einer Leiterplatte, sowie ein Verfahren zur prozesssicheren Montage eines elektrischen Bauteils in einem solchen Halter.The The present invention relates to a holder for spaced fixation (Mounting) of an electrical component on a circuit board, as well a method for reliable assembly of an electrical component in such a holder.

Die Konstrukteure von elektronischen Schaltkreisen sind in der Regel oftmals mit dem Problem konfrontiert, dass der verfügbare Platz auf der Leiterplatte zu gering ist, bzw. in der Fläche begrenzt ist. Diese Leiterplatten, mit einem Steckerinterface zur Kontaktierung mit dem Kabelbaum, sind in der Regel von einem Gehäuse umgeben, damit für die Leiterplatte und der sich darauf befindlichen elektrischen Schaltung, ein ausreichender Schutz vor mechanischen Einflüssen sowie Umwelteinflüssen gewährleistet ist. Das Steckerinterface kann hierbei ein direkter Bestandteil, als auch als ein Teil (Einsteckteil) der umgebenden Gehäusestruktur sein.The Designers of electronic circuits are usually often faced with the problem that the available space on the circuit board is too low, or limited in the area. These printed circuit boards, with a plug interface for contacting with the wiring harness, are usually surrounded by a housing, with it for the circuit board and the electrical circuit located thereon, ensures adequate protection against mechanical influences and environmental influences is. The plug interface can be a direct component, as well as a part (plug-in part) of the surrounding case structure be.

Da an die elektronischen Baugruppen im Fahrzeug immer höhere Sicherheitsanforderungen sowie Leistungsanforderungen gestellt werden, bleibt es nicht aus, dass die anzuwendenden bzw. zum Einsatz gelangenden Bauteile immer einen höheren Integrationsgrad erreichen, sowie in der Anzahl ständig zunehmen, wobei der zur Verfügung stehende Platz auf der Leiterplatte im Gehäuse eher immer geringer wird, da auch hinsichtlich der einzelnen unterschiedlichen Systemen, eine größere Modulanzahl im Fahrzeug gewährleistet sein muss, welches eine Bauraumreduzierung für jedes einzelne System zur Folge hat.There to the electronic assemblies in the vehicle ever higher safety requirements as well Performance requirements are set, it does not stay out of that the components to be used or used always have one higher Achieve degree of integration, and increase in number constantly, the available standing space on the printed circuit board in the housing tends to diminish, because also with regard to the individual different systems, one larger number of modules guaranteed in the vehicle must be, which a space reduction for each system for Episode has.

Die höheren Sicherheitsanforderungen, haben meist automatisch die Anforderung an das entsprechende System, dass dieses beispielsweise in einer Unfallsituation, für sich alleine betrachtet für eine gewisse Zeit autark funktionieren, insbesondere Airbagsysteme, da ja eine Zerstörung der Fahrzeugbatterie bei einem Crash nicht ausgeschlossen werden kann.The higher Security requirements, usually have the requirement automatically to the appropriate system that this example in one Accident situation, for looking alone for one operate autonomously for some time, especially airbag systems, since yes, a destruction the vehicle battery in a crash can not be excluded can.

Hierfür ist es erforderlich, dass mittels geeigneter Kondensatoren soviel Energie im System gespeichert wird, damit das System im Bedarfsfall für die geforderte Zeit, autark arbeiten kann. Diese Kondensatoren/Elektrolytkondensatoren sind jedoch meist sehr groß und benötigen auf der begrenzt zur Verfügung stehenden Leiterplatte entsprechend viel Platz.This is it required that by means of suitable capacitors so much energy is stored in the system so that the system, if necessary, for the required Time, can work independently. These capacitors / electrolytic capacitors but are usually very big and need on the limited available standing board accordingly a lot of space.

Um dieses erörterte Leiterplattenplatzproblem zu minimieren, geht man mehr und mehr dazu über, die großen Bauteile möglichst so im Gehäuse zu platzieren, dass diese möglichst wenig Fläche auf der Leiterplatte benötigen. Hierzu bietet sich eine Montage der großen Bauteile derart an, dass diese nicht direkt plan aufliegend auf der Leiterplatte montiert werden, sondern mit einem gewissen Abstand zur Leiterplatte montiert werden, damit auf der Leiterplatte, zwischen den großen Bauteilen und der Leiterplatte, weitere nicht so hoch auftragende Bauteile platziert werden können.Around this discussed To minimize board space problem, one goes more and more about, the big ones Components as possible so in the case too place that as possible little area on the circuit board. For this purpose, an assembly of the large components offers such that these are not mounted directly on the printed circuit board but mounted with a certain distance to the circuit board be on the circuit board, between the large components and the circuit board, placed other not so high-paying components can be.

Aus dem Stand der Technik sind nachfolgende Lösungen bekannt:
Aus der DE 100 61 613 A1 ist eine elektrische Steckvorrichtung mit einem Halter für ein elektronisches Bauteil bekannt, bei dieser die Steckvorrichtung (10) (Steckeranordnung) derart ausgebildet ist, dass diese zur Aufnahme eines größeren zylindrischen Bauteils geeignet ist. Hierfür ist an die Steckvorrichtung (10) ein dimensioniertes Gestell (24) beigefügt, welches das aufzunehmende Bauteil (26) mit einer vorgegebenen Distanz von der Leiterplatte fernhält.The following solutions are known from the prior art:
From the DE 100 61 613 A1 an electrical plug-in device with a holder for an electronic component is known, in which the plug-in device ( 10 ) (Plug arrangement) is designed such that it is suitable for receiving a larger cylindrical component. For this purpose, to the plug-in device ( 10 ) a dimensioned frame ( 24 ), which contains the component ( 26 ) with a predetermined distance from the circuit board keeps away.

Aus der DE 198 29 920 C2 ist ein Gehäuse zur Aufnahme elektronischer Bauelemente bekannt, bei diesem das Gehäuse derart ausgebildet ist, das dieses neben der Leiterplatte zusätzliche Bauelemente derart aufnehmen kann, dass diese auf der Leiterplatte gegenüberliegenden Montagefläche des Gehäuses angeordnet sind.From the DE 198 29 920 C2 a housing for receiving electronic components is known, in which the housing is designed such that it can accommodate additional components in addition to the circuit board such that these are arranged on the circuit board opposite mounting surface of the housing.

Ein Nachteil diese vorgestellten Lösungen ist darin zu sehen, dass das aufzunehmende elektrische Bauteil, sowie die Halterungen selbst, ein begrenztes Maß an Toleranzen aufweisen darf, damit eine feste Montage (Fixierung) in der dafür vorgesehenen Halterung gewährleistet wird, da beispielsweise die bei einem Crash auftretenden Beschleunigungskräfte nicht unerheblich sind, und ein loslösen aus der Halterung unter allen Umständen zu vermieden werden muss. Ein weiterer Nachteil dieser Realisierungsmöglichkeiten ist darin zu sehen, dass der räumliche Montageort für die aufzunehmenden Bauteile, durch das Gehäuse selbst bzw. durch die Steckvorrichtung fest vorgegeben ist, und deshalb bei der Auflösung der Schaltung zum Layout, oftmals nicht die ideale räumliche Zuordnung (Bauteil zur Schaltung) ermöglicht wird bzw. gewährleistet ist.One Disadvantage of these solutions presented is to be seen in that the male electrical component, and the brackets themselves may have a limited degree of tolerance, thus ensuring a firm installation (fixation) in the holder provided for it is because, for example, occurring in a crash acceleration forces not are irrelevant, and one detach must be avoided from the bracket under all circumstances. Another disadvantage of these implementation options is to be seen in that the spatial installation site for the male components, by the housing itself or by the connector firmly given, and therefore at the resolution of the circuit to the layout, often not the ideal spatial Assignment (component to the circuit) is possible or guaranteed is.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Weiterentwicklung bzw. eine Verbesserung der bereits bekannten Bauteilehalterungen zu schaffen, mittels diesen vermieden wird, dass große Bauteile einen erheblichen Platz auf der Leiterplatte verbrauchen, wobei die Halterungskonstruktion derart realisiert ist, dass diese innerhalb des Gehäuses nahezu frei wählbar auf der Leiterplatte platziert werden kann, als auch Bauteile mit großen Toleranzen, hinsichtlich der Länge als auch insbesondere im Durchmesser, sicher aufnehmen kann.The Object of the present invention is therefore a further development or an improvement of the already known component holders to create, by means of these is avoided that large components consume a considerable amount of space on the circuit board, with the support structure is realized such that these within of the housing almost freely selectable can be placed on the circuit board, as well as components with large tolerances, in terms of length as well as especially in diameter, can safely accommodate.

Ein weiteres spezielles Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dazugehörendes prozesssicheres Montageverfahren/prozesssicheren Montagevorgang bereitzustellen/zu ermöglichen, welcher eine fehlerhafte bzw. unvollständige Montage des aufzunehmenden Bauteils, sicher zur Anzeige bringt, bzw. deutlich sichtbar werden lässt.Another specific aim of the present invention is to provide an associated process-reliable assembly method / process-reliable Assembling process to provide / allow, which a faulty or incomplete assembly of the male component, safely brings to the display, or clearly visible.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der Patenansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen.These Task is performed according to the characteristics of patent claims 1 and 10 solved. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der 1 bis 2 näher erläutert werden. Hierbei können für gleiche und/oder funktional gleiche Elemente, in beiden Figuren, identische Bezugszeichen versehen sein, bzw. werden zu den einzelnen Elementen, identische zugeordnete Bezugszeichen verwendet.The invention will be described below with reference to an embodiment with the aid of 1 to 2 be explained in more detail. Here, identical reference symbols can be provided for identical and / or functionally identical elements, in both figures, or identical assigned reference symbols are used for the individual elements.

Es zeigenIt demonstrate

1: Den Halter im geschlossenen/anetierten Zustand, bei dieser in der unteren Darstellung ein aufzunehmendes Bauteil (Kondensator) zusätzlich dargestellt ist. 1 : The holder in the closed / angeetierten state, in this in the lower representation of a male component (capacitor) is also shown.

2: Den Halter im geöffneten/defaultmässigen Zustand, so wie dieser im nicht arretierten Zustand, bzw. Anlieferzustand, vorzufinden ist. 2 : The holder in the opened / defaultmässig state, as this is in the unlocked state, or delivery condition, is found.

1 zeigt eine mögliche Realisierungsform des erfindungsgemäßen Halters (1) für größere elektrische Bauteile/Bauelemente (2), insbesondere Elektrolytkondensatoren, im geschlossenen (arretierten) Zustand. Der Halter (1) besteht im dargestellten Fall aus zwei zueinander beweglichen Halterteilen (1.1, 1.2), welche durch den bzw. während des Montagevorgangs miteinander mittels Klipsen (1.6) und/oder einer rasthakenähnlichen Verbindung (1.6) miteinander arretiert werden, bzw. die Arretierung auf einem auf Rasthaken ähnlichen/basierendem wirkenden Prinzip erfolgt. Ein Halterteil (1.1) verfügt über Abstandshalter (1.3) zur Montage des Halters auf der Leiterplatte (3). Durch die Abmessungen der Abstandshalter (1.3) wird bereits bei der Herstellung des Halters (1) der Abstand bestimmt, mit dem das aufzunehmende Bauteil (2) beabstandet von der Leiterplatte montiert (fixiert) werden soll. 1 shows a possible realization form of the holder according to the invention ( 1 ) for larger electrical components / components ( 2 ), in particular electrolytic capacitors, in the closed (locked) state. The holder ( 1 ) consists in the case shown of two mutually movable holder parts ( 1.1 . 1.2 ), which by the or during the assembly process by means of clipping ( 1.6 ) and / or a ratchet-like compound ( 1.6 ) are locked together, or the locking takes place on a latching hook similar / based acting principle. A holder part ( 1.1 ) has spacers ( 1.3 ) for mounting the holder on the printed circuit board ( 3 ). Due to the dimensions of the spacers ( 1.3 ) is already in the production of the holder ( 1 ) determines the distance at which the component to be 2 ) should be mounted (fixed) spaced from the circuit board.

Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, wird das aufzunehmende Bauteil (2) vom Halter (1) vollständig umschließend umfasst, bzw., sofern es sich bei dem aufzunehmenden Bauteil (2) um ein (axial) längeres Bauteil handelt, als dieses Maß der zur einen Seite hin geöffneten Halter (1) von der Länge betrachtet abdeckt/aufweist, zumindest abschnittsweise umschließend umfasst. Ebenso kann das aufzunehmende Bauteil (2) vom Halter (1) nur abschnittsweise umschließend umfasst werden, wenn beispielsweise in einem nicht dargestelltem Ausführungsbeispiel, die beiden Halterteile (1.1, 1.2) eine unterschiedliche (axiale) Länge aufweisen.Again 1 it can be seen further, the male component ( 2 ) from the holder ( 1 ) completely enclosing, or, if it is the male component ( 2 ) is an (axially) longer component than this dimension of the holder (open to one side) ( 1 ) covers / has viewed from the length, at least partially enclosing encloses. Likewise, the male component ( 2 ) from the holder ( 1 ) are enclosed only in sections, if, for example, in a not shown exemplary embodiment, the two holder parts ( 1.1 . 1.2 ) have a different (axial) length.

Die untere Darstellung der 1 zeigt das aufzunehmende Bauteil (2) als Kondensator ausgebildet. Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, wird hierbei das aufzunehmende Bauteil (2) von den federwirkenden zungenähnlichen mechanischen Kontaktstellen (1.4) der beiden Halterteile (1.1, 1.2) mechanisch festgehalten. Infolge der Federwirkung der zungenähnlichen mechanischen Kontaktstellen (1.4) ist es nicht erforderlich, dass das aufzunehmende Bauteil (2) bezüglich des Durchmessers engen Toleranzanforderungen folgen muss, damit eine sicher Haltekraft für dass aufzunehmende Bauelement (2) im arretierten Zustand des Halters (1) erreicht werden kann. Ebenso besteht, wie oben angeführt, infolge des vorzugsweise zur einen Seite hin geöffneten Halters (1), hinsichtlich der Länge des aufzunehmenden Bauteils (2), keine enge Toleranzanforderung an das Bauteil, als auch jeweils an den Halter selbst. Diese Unabhängigkeit bzgl. einer engen Toleranzanforderung, hinsichtlich der Länge als auch insbesondere im Durchmesser, ermöglicht es, eine höhere Auswahl bzw. Anzahl von verschiedenen Bauteiletypen/Bauteilehersteller in Betracht zu ziehen.The lower illustration of the 1 shows the component to be picked up ( 2 ) formed as a capacitor. As can be seen from the illustration, in this case the male component ( 2 ) of the spring-acting tongue-like mechanical contact points ( 1.4 ) of the two holder parts ( 1.1 . 1.2 ) held mechanically. Due to the spring action of the tongue-like mechanical contact points ( 1.4 ), it is not necessary that the male component ( 2 ) must follow tight tolerance requirements with respect to the diameter, so that a secure holding force for the component to be received ( 2 ) in the locked state of the holder ( 1 ) can be achieved. Likewise, as stated above, as a result of the holder, which is preferably open to one side ( 1 ), with regard to the length of the component to be 2 This independence with regard to a narrow tolerance requirement, with regard to the length and in particular in the diameter, makes it possible to consider a higher selection or number of different component types / component manufacturers to draw.

2 zeigt den Halter (1), der vorzugsweise aus Kunststoff realisiert ist, im geöffneten Zustand, so wie dieser z.B. bei Anlieferung vorzufinden ist. Die beiden zueinander beweglichen Halterteile (1.1, 1.2), sind mittels eines Scharniers (1.5) bzw. mittels einer scharnierähnlich wirkenden Verbindung (1.5) miteinander verbunden. Durch den Montagevorgang, werden die beiden Halterteile (1.1, 1.2), vom geöffneten Zustand (Anlieferzustand) in den geschlossenen (arretierten) Zustand übergeführt. Die Beweglichkeit wird hierbei durch das Scharnier (1.5) bzw. die scharnierähnlich wirkende Verbindung (1.5), welche/s vorzugsweise als Filmscharnier ausgebildet ist, ermöglicht. Dieses Scharnier (1.5) bzw. die scharnierähnlich wirkende Verbindung (1.5), besitzt eine gewisse Vorspannkraft, welche dafür sorgt, dass die beiden Halterteile (1.1, 1.2), sofern diese nicht korrekt arretiert sind, (wieder) einen ursprünglichen Zustand (geöffneten Zustand) einnehmen. Dieses ermöglicht einen prozesssicheren Montagevorgang, da sofern bei der Montage des aufzunehmenden Bauteils (2) im Halter (1) ein Fehler unterlaufen ist, bzw. die Arretierung der Arretierungsmittel (1.6) im Montageprozess nicht stattgefunden hat, dieser Zustand, durch einen „geöffneten Halter", sicher zur Anzeige gebracht wird, bzw. deutlich sichtbar werden lässt, so dass der korrekte Montagezustand auf einfachster Weise z.B. mittels einer optischen Kontrolle überwacht werden kann. 2 shows the holder ( 1 ), which is preferably made of plastic, in the open state, as this example is to be found on delivery. The two mutually movable holder parts ( 1.1 . 1.2 ), are by means of a hinge ( 1.5 ) or by means of a hinge-like connection ( 1.5 ) connected with each other. Through the assembly process, the two holder parts ( 1.1 . 1.2 ), from the open state (delivery state) to the closed (locked) state. The mobility is in this case by the hinge ( 1.5 ) or the hinge-like compound ( 1.5 ), which is preferably formed as a film hinge allows. This hinge ( 1.5 ) or the hinge-like compound ( 1.5 ), has a certain biasing force, which ensures that the two holder parts ( 1.1 . 1.2 ), if they are not correctly locked, (re) assume an original state (opened state). This allows a reliable assembly process, as far as during assembly of the male component ( 2 ) in the holder ( 1 ) has made a mistake, or the locking of the locking means ( 1.6 ) has not taken place in the assembly process, this state, by an "open holder", safely displayed, or clearly visible, so that the correct mounting state can be monitored in the simplest way, for example by means of optical control.

Neben den nur geringen Toleranzanforderungen, welchen das aufzunehmende Bauteil genügen muss, ist auch die frei wählbare Platzierung des Bauteils (2)/des Halters (1) (als auch der Platzgewinn) auf der Leiterplatte, sowie die prozesssichere Montage des aufzunehmenden Bauelements (2) im Halter (1) zu nennen.In addition to the only small tolerance requirements, which must be satisfied by the male component, also the arbitrary placement of the component ( 2 ) / of the holder ( 1 ) (as well as the Platzge Winn) on the circuit board, as well as the process-reliable mounting of the male component ( 2 ) in the holder ( 1 ) to call.

Claims

Holder ( 1 ) for the spaced fixing of an electrical component ( 2 ) on a printed circuit board ( 3 ), comprising: - at least two, mutually movable, holder parts ( 1.1 . 1.2 ) for the at least partially enclosing enclosure of the electrical component ( 2 ), - Wherein the at least two holder parts are configured mutually anetierbar.

Holder according to claim 1, characterized in that on at least one of the holder parts at least one spring-acting tongue-like mechanical contact point ( 1.4 ) is provided, so that the holder is adapted to receive components whose dimensions vary within certain limits.

Holder according to claim 2, characterized in that the at least one spring-acting tongue-like mechanical contact point ( 1.4 ) is arranged so that after fixing of the component ( 2 ) in an electrical connection region of the component ( 2 ), so that the exact length of the component ( 2 ) is for a secure fixation of negligible importance.

Holder according to claim 2 or 3, characterized in that by the independence with respect. A narrow tolerance requirement, in terms of length and in particular in diameter, a higher selection or number of different types of components ( 2 ) / Component manufacturer becomes possible.

Holder according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two holder parts ( 1.1 . 1.2 ) with a hinge ( 1.5 ) or a hinge-like connection ( 1.5 ) are interconnected.

Holder according to claim 5, characterized in that the hinge ( 1.5 ) or the hinge-like compound ( 1.5 ) is formed as a film hinge.

Holder according to claim 5 or 6, characterized in that the hinge ( 1.5 ) or the hinge-like compound ( 1.5 ) has a biasing force which is suitable, the at least two holder parts ( 1.1 . 1.2 ) in the event of faulty or incomplete fixing of the component to be picked up ( 2 ) in a first position to each other, which is easily distinguishable from the second layer after proper fixation.

Holder according to claim 7, wherein the first layer of the open Holder corresponds.

Holder according to one of the preceding claims, characterized in that one of the at least two holder parts ( 1.1 . 1.2 ) Spacer for the spaced fixing of the component ( 2 ) on the printed circuit board ( 3 ) with a predetermined distance.

Holder according to one of the preceding claims, characterized in that the locking the at least two holder parts by means of clips ( 1.6 ) and / or a latching hook ( 1.6 ) similar / based acting principle takes place.

Method for assembling an electrical component ( 2 ) in a holder ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized by - introduction of the component ( 2 ) in the in an open state holder ( 1 ), - closing the holder ( 1 ), - Possibly. partial reopening of the holder ( 1 ) in case of incorrect or incomplete closing of the holder ( 1 ), - optically controlling the relative position of the at least two holder parts ( 1.1 . 1.2 ) to each other to check the proper assembly of the component ( 2 ).

Method according to claim 11, characterized in that that the at least partially enclosing enclosure of the male component in the assembled state, it comes about that the at least two holder parts, by the assembly process, from an open Condition are converted into a closed state.

A method according to claim 11 or 12, characterized in that the at least one spring-acting tongue-like mechanical contact point ( 1.4 ) is brought to a holding voltage by the assembly process / locking operation with a certain, depending on the diameter of the male component holding force.

Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that in a faulty or incomplete assembly of the component ( 2 ) this condition is safely displayed or this is clearly visible.