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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Modulbefestigungsvorrichtung und ein elektronisches Gerätesystem, an dem mehrere elektronische Gerätemodule installiert werden können, die jeweils eine in einem Gehäuse aufgenommene Platine aufweisen.
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Hintergrund
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Es wurden elektronische Gerätesysteme verwendet, bei denen elektronische Gerätemodule an Modulbefestigungsvorrichtungen angebracht sind, die jeweils eine Hauptplatine und ein Gehäuse aufweisen, das die Hauptplatine und auf der Hauptplatine angebrachte elektronische Komponenten schützt. Unter diesen elektronischen Gerätesystemen sind bei einem System, das eine industrielle Steuervorrichtung, beispielsweise eine Ablaufsteuerung, verwendet, mehrere elektronische Gerätemodule an einer Basiseinheit installiert, die als Hauptplatine dient und ein elektronisches Gerätesystem begründet.
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Beispielsweise wird eine wie in dem Patentdokument 1 beschriebene elektronische Gerätevorrichtung, zum Beispiel ein Mobiltelefonsender/-empfänger, in einem Zustand verwendet, bei dem mehrere Sendemodule, ein Stromversorgungsschaltkreismodul und ein elektronisches Schaltkreismodul an Seitenplatten der elektronischen Gerätevorrichtung angebracht sind. Bei einem solchen elektronischen Gerätesystem bestehen Anforderungen bezüglich einer Wärmeableitungseigenschaft eines von dem elektronischen Gerätemodul gebildeten Steuergeräts und auch bezüglich der Stabilität einer Struktur zum Anbringen der elektronischen Gerätemodule an einer Modulbefestigungsvorrichtung.
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Liste der Zitate
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Patentliteratur
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- Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H11-204971
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Kurzbeschreibung
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Technische Problemstellung
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Bei der, in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 beschriebenen Technik ist der Vorrichtungsaufbau jedoch kompliziert und voluminös. Wenn versucht wird, den Aufbau zu verkleinern, entsteht das Problem einer besonders unzureichenden Wärmeableitungseigenschaft, wobei auch die elektromagnetische Eigenschaft unzureichend ist.
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Bei einem Aufbau, bei dem sowohl an der Vorderseite als auch auf der Rückseite einer Hauptplatine elektronische Komponenten angebracht sind, stellt neben den elektromagnetischen Eigenschaften der elektronischen Komponenten und den Wärmeableitungsmaßnahmen eine dünnere Ausführung eines an einer Rückseite der Hauptplatine ausgebildeten Gehäuseraums ein wesentliches Problem dar.
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Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der oben angeführten Problemstellungen, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Angabe einer Modulbefestigungsvorrichtung besteht, die dünn ist und gute Rauscheigenschaften und eine gute Wärmeabableitungseigenschaft besitzt.
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Lösung der Problemstellung
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Zur Lösung der oben angegebenen Problemstellungen und zur Erfüllung einer Aufgabe, wird eine erfindungsgemäße Modulbefestigungsvorrichtung angegeben, die umfasst: ein Plattenelement mit einer entlang einer ersten Richtung gleichbleibenden Querschnittsform, eine, an einem Abschnitt des Plattenelements ausgebildete Öffnung, eine Hauptplatine mit einer ersten Hauptfläche, die einen Modulmontagebereich zum Anbringen eines elektronischen Gerätemoduls aufweist, und einer zur ersten Hauptfläche parallelen zweiten Hauptfläche, die an dem Plattenelement angebracht ist und zwischen der zweiten Hauptfläche und dem Plattenelement einen Gehäuseraum ausbildet, und ein wärmeleitfähiges, elektromagnetische Wellen absorbierendes Blech, das an einer Seite der Öffnung an einer Rückseite einer elektronischen Komponente installiert ist, die an der zweiten Hauptfläche der Hauptplatine montiert ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Modulbefestigungsvorrichtung erhalten werden, die dünn ist und gute Rauscheigenschaften und eine gute Wärmeableitungseigenschaft besitzt.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite einer Modulbefestigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der der Rückseite der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei abgenommenen Deckel.
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3 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 1.
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4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines relevanten Teils zur Veranschaulichung der Peripherie einer Öffnung der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines relevanten Teils der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt eine perspektivische Rückseitenansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zum Anbringen eines Deckels an der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zum Anbringen eines Deckels an der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei es sich um eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 6 handelt.
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8 zeigt eine perspektivische Vorderansicht der Modulbefestigungsvorrichtung.
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9 zeigt eine Querschnittsansicht der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung einer Befestigung an einer Wandfläche.
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10 zeigt eine perspektivische Ansicht der Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem daran angebrachten elektronischen Gerätemodul.
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11 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modulbefestigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung eines an einer Wandfläche angebrachten Zustands.
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12 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modulbefestigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung eines an einer Wandfläche angebrachten Zustands.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen einer Modulbefestigungsvorrichtung und eines elektronischen Gerätesystems gemäß der vorliegenden Erfindung auf Basis der Figuren ausführlich erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, wobei innerhalb eines nicht vom Umfang der Erfindung abweichenden Bereichs geeignete Modifikationen vorgenommen werden können. Bei den unten erläuterten Figuren können die maßstäblichen Größen der jeweiligen Schichten und Elemente in einigen Fällen unterschiedlich von den tatsächlichen Größen dargestellt sein, um das Verständnis zu erleichtern, wobei dies in gleicher Weise auf die Beziehungen zwischen den Figuren zutrifft. Bei ebenen Darstellungen werden in einigen Fällen ferner Schraffuren zum besseren Verständnis der Figur verwendet.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite einer Modulbefestigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Modulbefestigungsvorrichtung in einem Zustand, bei dem von dieser ein Deckel entfernt wurde. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 1.
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Eine Modulbefestigungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Plattenelement 1 mit einer entlang einer ersten Richtung gleichbleibenden Querschnittsform, eine an einem Abschnitt des Plattenelements 1 ausgebildete Öffnung 2 und eine Hauptplatine 4 aufweist, die an dem Plattenelement 1 angebracht ist und zwischen der Hauptplatine 4 und einem rückseitigen Bereich 1C des Plattenelements 1 einen Gehäuseraum 3 ausbildet. Die Hauptplatine 4 weist eine Modulmontagebereiche umfassende erste Hauptfläche 4A und eine zur ersten Hauptfläche 4A parallele zweite Hauptfläche 4B auf. Bei dem Plattenelement 1 handelt es sich um eine durch Strangpressen gebildete Aluminiumplatte. An den Modulmontagebereichen sind Verbinder 20 ausgebildet, wobei in jeden der Verbinder 20 ein elektronisches Gerätemodul 300 eingesetzt und von diesem entfernt werden kann, worauf später unter Bezug auf 8 eingegangen wird. Die erste Richtung wird von einer Längsrichtung gebildet.
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Das Plattenelement 1 weist den rückwärtigen Flächenbereich 1C und zeitliche Flächenbereiche 1S auf, die an den jeweiligen beiden Seiten in Längsrichtung des rückseitigen Flächenbereichs 1C ausgebildet sind. Das Plattenelement 1 weist an den Seitenflächenbereichen 15 Nutenbereiche 8a und 8b mit einer U-förmigen Querschnittsform zum jeweiligen Aufnehmen der beiden Seiten der Hauptplatine 4 darin auf. Die Nutenbereiche 8a und 8b positionieren das Plattenelement 1. Einander gegenüberliegende lange Seiten der Hauptplatine 4 greifen in die Nutenbereiche 8a bzw. 8b ein und sind an diesen befestigt, wobei die Hauptplatine 4 an dem Plattenelement 1 befestigt ist und der Gehäuseraum 3 zwischen dem Plattenelement 1 und der Hauptplatine 4 ausgebildet ist. Das bedeutet, dass ein enger Gehäuseraum 3 zwischen einer ersten Hauptfläche 1A, die sich an einer Innenseite des rückseitigen Flächenbereichs 1C des Plattenelements 1 befindet, und der Hauptplatine 4 ausgebildet ist, und eine zweite Hauptfläche 1B, die sich an einer Außenseite des rückseitigen Flächenbereichs 1C befindet, an einer Wandfläche anliegt, an der die Modulbefestigungsvorrichtung 100 angebracht ist.
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Die Öffnung 2 ist an dem Rückseitenbereich 1C des Plattenelements 1 ausgebildet, wobei an diesem ein Edelstahldeckel 6 angebracht ist, um die Öffnung 2 zu verschließen. An der Seite einer rückwärtigen Fläche der Hauptplatine 4 ist an der Hauptplatine 4 als elektronische Komponente ein Leistungshalbleiterbauelement 7 angebracht, das eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausbildet, wobei die rückseitige Fläche der zweiten Hauptfläche 4B entspricht. Das die SPS bildende Leistungshalbleiterbauelement 7 ist eine elektronische Komponente, die eine hohe Wärmemenge erzeugt. Bei dem Leistungshalbleiterbauelement 7 handelt es sich um eine harzversiegelte Steuer-IC(integrierte Halbleiterschaltkreis)-Komponente, die an dem Deckel 6 über ein dazwischenliegendes wärmeleitfähiges, elektromagnetische Wellen absorbierendes Blech 5 anliegt.
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Der Deckel 6 besteht aus einem Eisenblech. Wie aus 4 ersichtlich, kann der Deckel 6 an den rückseitigen Flächenbereich 1C des Plattenelements 1 angebracht oder von diesem entfernt werden und weist eine Eingriffsfunktion auf, damit er zum Abdecken der Öffnung 2 eingefügt werden kann.
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Wie in der vergrößerten Querschnittsansicht eines relevanten Teils von 5 dargestellt, wird der Deckel 6 durch Stanzen eines Eisenblechs von etwa 0,5 bis 5 mm Stärke gebildet. Der Deckel 6 weist vorstehende Bereiche 61 auf, die jeweils ein erstes vorstehendes Stück 61a und ein zweites vorstehendes Stück 61b umfassen und einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Das Plattenelement 1 weist indes an zwei benachbarten Ecken an der umlaufenden Kante der Öffnung 2 gestufte Bereiche 11 auf. Durch Einsetzen eines jeden der gestuften Bereiche 11 zwischen dem ersten vorstehenden Stück 61a und dem zweiten vorstehenden Stück 61b können die vorstehenden Bereiche 61 des Deckels 6 und die gestuften Bereiche 11 aneinandergefügt werden, wobei der Deckel 6 an das Plattenelement 1 gefügt und an diesem befestigt wird, wenn die Öffnung 2 des Plattenelements 1 verschlossen wird. Die ersten vorstehenden Stücke 61a und die zweiten vorstehenden Stücke 61b können in einer Richtung entlang der langen Seiten des Plattenelements 1 mithilfe der an den beiden benachbarten Ecken der umlaufenden Kante der Öffnung 2 ausgebildeten gestuften Bereiche 11 angeordnet werden. 5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines relevanten Teils zur Veranschaulichung des vorstehenden Bereichs 61 des Deckels 6 und des gestuften Bereichs 11 an der umlaufenden Kante der Öffnung 2 bevor diese aneinandergefügt werden.
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Das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 ist an einer Oberfläche des Deckels 6 befestigt, die zur ersten Hauptfläche 1A des Plattenelements 1 weist. Das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 wird zum Beispiel durch ein Verfahren erhalten, bei dem auf einer Oberfläche eines wärmeleitfähigen Blechs, das durch Mischen und Dispergieren eines wärmeleitfähigen Pulvers in einem flexiblen und elastischen Harz erhalten wird, eine aus der Gasphase abgeschiedene Metallschicht ausgebildet wird. Alternativ wird das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 mithilfe eines Verfahrens erhalten, bei dem ein elektromagnetische Wellen absorbierendes Blech, das durch Mischen und Dispergieren eines flachen Metallpulvers in einem flexiblen und elastischen Harz erhalten wird, mit einem wärmeleitfähigen Blech durch Thermokompression verschweißt wird. Da ein Harzgehäuse des Leistungshalbleiterbauelements 7 aus einem Epoxidharz gefertigt ist, lässt sich das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 aufgrund der adhäsiven Eigenschaft an diesem einfach durch Pressen befestigen. Das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 ist einfach zu handhaben, da es mittels Krafteinsatz leicht abgelöst werden kann.
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Als flexibles und elastisches Harz wird ein Harz wie beispielsweise Siliconharz, Epoxidharz, Olefinharz oder Fluorharz verwendet. Wenn ein Harz mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit verwendet wird, kann das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 mit einem höheren Elastizitätsmodul erhalten werden.
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Als thermisch leitfähige Pulver können Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calziumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calziumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxidpulver, Aluminiumnitrid, Bohrnitrid, Siliciumcarbid, kristalline Kieselsäure oder nichtkristalline Kieselsäure eingesetzt werden.
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Als Nächstes wird ein Montageverfahren für die Modulbefestigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Die 6 und 7 zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zum Anbringen des Deckels 6 an der Öffnung 2 des Plattenelements 1. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Modulbefestigungsvorrichtung bei Betrachtung der Vorderseite der Modulbefestigungsvorrichtung.
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Als Erstes wird ein Plattenelement 1 durch Strangpressen eines metallischen Materials, das Aluminium als Hauptkomponente aufweist, geformt und ein längliches Plattenelement 1 ausgebildet, das den rückseitigen Flächenbereich 1C und die beiden Seitenflächenbereiche 1S aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie sich entlang der zwei langen Seiten des rückseitigen Flächenbereichs 1C zur Hauptplatine 4 hin erstrecken. Anschließend wird das geformte Plattenelement 1 auf eine vorgegebene Länge zugeschnitten und unterteilt. An jedem der unterteilten plattenförmigen Körper 1 werden die Öffnung 2 und die gestuften Bereiche 11 an der umlaufenden Kante der Öffnung 2 durch Stanzen ausgebildet. Die Ausbildung der Öffnung 2 kann gleichzeitig mit dem Strangpressen vorgenommen werden, indem zwischendurch eine Form zur Ausbildung des gestuften Bereichs 11 eingesetzt wird.
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Eine Epoxidharzplatine, an deren erster und zweiter Hauptfläche 4A und 4B jeweils Leiterbahnmuster ausgebildet sind, wird als Hauptplatine 4 verwendet. Wie in 8 dargestellt, sind an dem Leiterbahnmuster der ersten Hauptfläche 4A der Hauptplatine 4, an der die Leiterbahnmuster ausgebildet sind, Verbinder 20 angebracht. Das Leistungshalbleiterbauelement 7 ist andererseits an der zweiten Hauptfläche 4B an der rückseitigen Fläche angebracht.
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Anschließend wird die Hauptplatine 4 in die Nutenbereiche 8a und 8b, die einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und die an den seitlichen Flächenbereichen 15 an den beiden Seiten des Plattenelements 1 ausgebildet sind, in Längsrichtung so eingeschoben, dass die beiden Seiten der Hauptplatine 4 jeweils in diese eingreifen, und befestigt. Das Plattenelement 1 ist, da es von einer dünnen metallischen Platte gebildet wird, elastisch, wodurch die darin eingeschobene Hauptplatine 4 elastisch befestigt werden kann.
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Danach wird, wie in den 6 und 7 dargestellt ist, der Deckel 6, auf dem das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 befestigt ist, an der rückseitigen Fläche angebracht, bei der es sich um die Seite der zweiten Hauptfläche 1B des Plattenelements 1 handelt. Die gestuften Bereiche 11 an den zwei benachbarten Ecken der umlaufenden Kante der Öffnung 2 des Plattenelements 1 greifen jeweils zwischen den ersten vorstehenden Stücken 61a und den zweiten vorstehenden Stücken 61b, die die vorstehenden Bereiche 61 bilden, die einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und an den beiden benachbarten Ecken der umlaufenden Kante des Deckels 6 ausgebildet sind, ein. Anschließend wird ein Schwenken des Deckels 6 in Richtung zu dem Plattenelement 1 um ein Liniensegment bewirkt, das durch Endkanten der beiden gestuften Bereiche 11 der Öffnung 2 verläuft, als Achse, wobei ein Befestigungsstück 62 des Deckels 6 an den verbleibenden beiden Ecken der umlaufenden Kante der Öffnung 2 positioniert und der Deckel 6 wie in 3 dargestellt mit einer Schraube 63 an dem Plattenelement 1 befestigt wird.
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Auf diese Weise wird die in 1 dargestellte Modulbefestigungsvorrichtung 100 vervollständigt. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Hauptplatine 4 mit Blick auf die erste Hauptfläche 4A.
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Wie aus 9 ersichtlich, wird die auf diese Weise gebildete Modulbefestigungsvorrichtung 100 mit einem (nicht dargestellten) Befestigungshaken an einer Wandfläche 200 angebracht. Um ein elektronisches Gerätesystem zu vervollständigen, wird das elektronische Gerätemodul 300 an dem an der ersten Hauptfläche 4A der Hauptplatine 4 angeordneten Verbinder 20 wie in 10 dargestellt über einen Verbinder angebracht. Zum Stützen von zwei Oberflächen des elektronischen Gerätemoduls 300 sind an den seitlichen Flächenbereichen 1S des Plattenelements 1 der Modulbefestigungsvorrichtung 100 ein erstes bzw. zweites Haltestück 12a und 12b ausgebildet.
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Bei einem wie oben beschrieben erhaltenen elektronischen Gerätesystem kann die Modulbefestigungsvorrichtung 100 dünn ausgeführt werden und die Wärme von dem Leistungshalbleiterbauelement 7, das an der Rückseite der Hauptplatine 4 angeordnet ist, kann über das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 effektiv an den Deckel 6 abgeführt werden. Die Wärme wird anschließend effizient von dem Deckel 6 an die Wandfläche 200 abgeführt. Das bedeutet, dass das elektronische Gerätesystem eine Struktur aufweist, bei der die Wärme des Leistungshalbleiterbauelements 7 nicht ins Innere des Gehäuseraums 3 abgeführt wird, und stattdessen der Deckel 6, der an der Öffnung 2 angeordnet ist, zum Ableiten von Wärme an die Wandfläche 200 außerhalb der Modulbefestigungsvorrichtung 100 in Anlage gebracht. Dadurch wird die Wärme des Leistungshalbleiterbauelements 7 nicht durch Wärmestrahlung ins Innere des Gehäuses abgeführt, sondern kann durch Wärmeleitung über das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 effizient an die äußere Wandfläche 200 abgeleitet werden. Somit kann eine dünnere Ausführung realisiert werden, wobei ein Kompressionsschweißen des wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Blechs 5 die thermische Leitfähigkeit und den Dämpfungseffekt für elektromagnetische Wellen weiter verbessert.
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Das Plattenelement 1, das den Gehäuseraum 3 begründet, wird mithilfe eines Herstellungsverfahrens ausgebildet, bei dem ein metallisches Material stranggepresst wird und anschließend eine detaillierte Form ausgebildet wird. Daher kann, selbst wenn sich die Anzahl der anzubringenden Module ändert, dieselbe Form verwendet werden, sodass eine hohe Flexibilität erreicht wird und die Kosten gesenkt werden können. Außerdem werden während der Montage, nachdem die Hauptplatine 4 an dem Nutbereich 8a an der Oberseite und dem Nutbereich 8b an der Unterseite von 4 ausgerichtet und anschließend eingeschoben wurde, die Hauptplatine 4 und das Plattenelement 1 aneinander befestigt. Der Deckel 6 mit dem daran angeschweißten wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Blech 5 wird anschließend an der Öffnung 2 und den gestuften Bereichen 11 ausgerichtet angebracht und das Plattenelement 1 und der Deckel 6 werden aneinander befestigt. Die Positionierung erfolgt hierbei mit dem ersten vorstehenden Stück 61a und dem zweiten vorstehenden Stück 61b so, dass die Montage vorgenommen werden kann, ohne dass sich die Hauptplatine 4 und der Deckel 6 berühren, ein enger Gehäuseraum ausgebildet werden kann und die Montierbarkeit zufriedenstellend wird.
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Die Anzahl und die Form der Öffnung, die Struktur des Formschlusses der Öffnung und des Deckels, die Anzahl des wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Blechs und die elektronischen Komponenten sind nicht auf jene der oben beschriebenen Ausführungsform beschränkt und können geeignet geändert werden.
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Auch die Struktur des Plattenelements kann geeignet geändert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die vorstehenden Bereiche 61 an zwei benachbarten Ecken in der ersten Richtung entlang der langen Seiten des Plattenelements 1 ausgebildet. Die Positionen oder die Anzahl der vorstehenden Bereiche 61 ist jedoch nicht speziell beschränkt und es können sowohl ein vorstehender Bereich als auch 3 oder mehr vorstehende Bereiche ausgebildet sein.
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Zweite Ausführungsform
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Die 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines elektronischen Gerätesystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ein Unterschied des elektronischen Gerätesystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, dass kein Deckel 6 vorhanden ist. Anstatt den Deckel 6 zu verwenden, weist das elektronische Gerätesystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Aufbau auf, bei dem zwischen dem Leistungshalbleiterbauelement 7 und der Wandfläche 200, an der die Modulbefestigungsvorrichtung 100 installiert ist, ein wärmeleitfähiges, elektromagnetische Wellen absorbierendes Blech 5S angeordnet ist, wobei das elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5S in direkten Kontakt mit der Wandfläche 200, an der die Modulbefestigungsvorrichtung 100 installiert ist, gebracht wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Fall dargestellt, bei dem das Leistungshalbleiterbauelement 7 dicker als bei der ersten Ausführungsform ist. In diesem Fall, kann die vorliegende Ausführungsform auch dadurch erreicht werden, dass die Dicke des elektromagnetische Wellen absorbierenden Blechs 5S an die Höhe des Leistungshalbleiterbauelements 7 angepasst wird. Andere Ausgestaltungen sind mit jenen der ersten Ausführungsform identisch, sodass deren Erläuterung unterlassen wird.
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Auch dieser Aufbau ermöglicht eine effektive Wärmeabführungseigenschaft und eine elektromagnetische Wellen absorbierende Eigenschaft. Da das wärmeleitfähige, elektromagnetischer Wellen absorbierende Blech 5S an dem Harzgehäuse des Leistungshalbleiterbauelements 7 fest fixiert werden kann, ohne dass ein spezieller Klebstoff erforderlich wäre, ist die Baugruppe auch ausreichend zufriedenstellend.
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Außerdem kann das elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5S nur durch Anpassen des elektromagnetische Wellen absorbierenden Blechs 5S unabhängig von der Höhe des zu montierenden Leistungshalbleiterbauelements 7 effizient installiert werden. Dadurch ist auch eine hohe Flexibilität gegeben.
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Das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5S weist eine identische Zusammensetzung zu der des wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Blechs 5 auf, das bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wird. Daher reicht es aus, das an das Leistungshalbleiterbauelement 7 anzupassende wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 geeignet zu schneiden. Die wärmeleitfähigen, elektromagnetischen Wellen absorbierenden Bleche 5 können zur Ausbildung einer Zweilagenstruktur oder einer Dreilagenstruktur gestapelt werden.
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Dritte Ausführungsform
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12 zeigt eine Querschnittsansicht eines elektronischen Gerätesystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Auch bei der vorliegenden Ausführungsform besteht ein Unterschied zu dem elektronischen Gerätesystem gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass kein Deckel 6 vorhanden ist. Anstatt des Einsatzes des Deckels 6, weist die vorliegende Ausführungsform einen Aufbau auf, bei dem das in der Öffnung 2 installierte Leistungshalbleiterbauelement 7 mit einer wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Abdeckung 5P abgedeckt und die wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Abdeckung 5P in direkten Kontakt mit der Wandfläche 200 gebracht wird, an der die Modulbefestigungsvorrichtung 100 installiert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Leistungshalbleiterbauelement 7 eine große Höhe auf und ragt aus der Öffnung 2 am rückseitigen Flächenbereich 1C des Plattenelements 1 heraus. Dieser Aufbau bewährt sich dann, wenn der Deckel 6 nur schwer angebracht werden kann, da das Leistungshalbleiterbauelement 7 eine große Höhe aufweist. Andere Ausgestaltungen sind identisch mit jenen der ersten Ausführungsform, sodass deren Erläuterung unterlassen wird.
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Auch dieser Aufbau ermöglicht eine effektive Wärmeableitungseigenschaft und eine elektromagnetische Wellen absorbierende Eigenschaft. Die Baugruppe ist auch ausreichend zufriedenstellend.
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Außerdem kann die elektromagnetische Wellen absorbierende Abdeckung 5P unabhängig von der Höhe des anzubringenden Leistungshalbleiterbauelements 7 und selbst dann, wenn das Leistungshalbleiterbauelement 7 aus dem rückseitigen Flächenbereich 1C des Plattenelements 1 hervorragt, so montiert werden, dass es die Öffnung 2 aufgrund der Elastizität effektiv verschließt. Daher weist diese Struktur eine beachtlich hohe Flexibilität auf.
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Die wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Abdeckung 5P weist eine zu der des wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Blechs, das bei der ersten Ausführungsform verwendet wird, identische Zusammensetzung auf und unterscheidet sich nur darin, dass es auf eine größere Größe zugeschnitten wird, um die Öffnung 2 ausreichend zu verschließen. Außerdem kann ein Bereich der wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Abdeckung 5P, entsprechend einem umlaufenden Kantenbereich der Öffnung 2 als dünner Bereich ausgeführt werden.
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Wie oben beschrieben, wird bei der Modulbefestigungsvorrichtung 100 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform als Plattenelement 1 ein stranggepresstes Erzeugnis verwendet, das das Gehäuse der Modulbefestigungsvorrichtung 100 bildet, sodass dieselbe Form selbst dann verwendet werden kann, wenn die Anzahl der zu installierenden elektronischen Gerätemodule 300 variiert, wobei es ausreicht, dass lediglich die Länge, auf die das stranggepresste Erzeugnis geschnitten wird, angepasst wird. Daher können die Gestehungskosten niedrig gehalten werden.
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Außerdem wird bei den Modulbefestigungsvorrichtungen gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform die Öffnung 2 in dem Plattenelement 1 so ausgebildet, dass sie an die Lage der auf der Hauptplatine 4 angebrachten elektronischen Komponenten angepasst ist, wobei das wärmeleitfähige, elektromagnetische Wellen absorbierende Blech 5 zwischen dem Plattenelement 1 und den elektronischen Komponenten wie beispielsweise dem Leistungshalbleiterbauelement 7 so angeordnet ist, dass elektronische Komponenten mit unterschiedlichen Größen eingesetzt werden können, ohne dass der Außendurchmesser des Plattenelements 1 verändert werden muss. Dadurch erhält man eine einfache Herstellung, wobei auch die Montage der Hauptplatine 4 an dem Plattenelement 1 durch Einschieben einfach ist. Hierdurch können die Modulbefestigungsvorrichtungen, die ziemlich dünn sind, die Wärme von den auf der Hauptplatine 4 angebrachten elektronischen Komponenten abführen und elektromagnetische Wellen abschirmen.
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Die an dem Deckel 6 ausgebildeten vorstehenden Bereiche 61 können verhindern, dass die Hauptplatine 4 während der Montage des Deckels 6 beschädigt wird.
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Die Installation der Hauptplatine 4 an dem Plattenelement 1 erfolgt durch Einschieben. Wenn eine elektronische Komponente eine große Höhe aufweist und dadurch das Einschieben der Hauptplatine 4 schwierig ist, wird die Form der Seitenflächenbereiche 1S des Plattenelements 1 bearbeitet, um elastisch zu werden, sodass die Hauptplatine 4 eingesetzt werden kann, indem die Seitenflächenbereiche 15 aufgeweitet werden.
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Außerdem wird die Vielseitigkeit des Plattenelements 1 durch Anpassen der Dicke des wärmeleitfähigen, elektromagnetische Wellen absorbierenden Blechs erhöht, wodurch die Kosten gesenkt werden können.
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Die oben beschriebene erste bis dritte Ausführungsform kann, ohne auf eine speicherprogrammierbare Steuerung beschränkt zu sein, auf ein elektronisches Gerät, das eine Stromversorgungseinheit und eine arithmetische Einheit umfasst, und dergleichen angewandt werden.
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Auch, wenn das Plattenelement 1 bei der ersten bis dritten Ausführungsform, wie oben beschrieben wurde, durch Strangpressen gebildet wird, ist die Ausbildung des Plattenelements 1 nicht auf eine Formbearbeitung mittels Strangpressen beschränkt, sondern kann auch durch Biegen des Plattenelements 1 mittels Formpressen bewerkstelligt werden.
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Außerdem ist, auch wenn das Plattenelement 1 bei der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform aus Aluminium besteht, das Material nicht auf Aluminium beschränkt, und es kann auch ein Edelstahl, wie beispielsweise ein Spezialedelstahl mit der Bezeichnung SUS301 verwendet werden. Der Spezialedelstahl ist einer der Spezialstähle, die durch Hinzufügen eines Materials wie beispielsweise Chrom oder Nickel zu Eisen erhalten werden, um eine Korrosionsbeständigkeit zu erreichen. Als Zugabeelement können auch ein chrombasierendes oder chromnickelbasierendes Zugabeelement verwendet werden. Der Deckel 6 kann aus anderen leitfähigen Materialien mit einer zufriedenstellenden Wärmeleitfähigkeit und einem hohen Rauschwiderstand gefertigt sein, beispielsweise aus einer Edelstahlplatte, die aus einem Spezialedelstahl mit der Bezeichnung SUS301, ähnlich dem Plattenelement 1, oder Aluminium aber auch einem Eisenblech.
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Die den obigen Ausführungsformen entsprechenden Ausgestaltungen stellen nur Beispiele für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar. Die Ausgestaltungen können mit anderen wohl bekannten Techniken kombiniert werden und können, ohne dass von dem Umfang der Erfindung abgewichen wird unter Modifizieren oder Weglassen von einem Teil des Aufbaus gestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Plattenelement;
- 1S
- Seitenflächenbereich;
- 1C
- Rückseitenflächenbereich;
- 1A
- erste Hauptfläche;
- 1B
- zweite Hauptfläche;
- 2
- Öffnung;
- 3
- Gehäuseraum;
- 4
- Hauptplatine;
- 4A
- erste Hauptfläche;
- 4B
- zweite Hauptfläche;
- 5, 5S
- elektromagnetische Wellen absorbierendes Blech;
- 5P
- elektromagnetische Wellen absorbierende Abdeckung;
- 6
- Deckel;
- 7
- Leistungshalbleiterbauelement;
- 8a, 8b
- Nutbereich;
- 11
- gestufter Bereich;
- 20
- Verbinder;
- 61
- vorstehender Bereich;
- 61a
- erstes vorstehendes Stück;
- 61b
- zweites vorstehendes Stück;
- 62
- Befestigungsstück;
- 63
- Schraube;
- 100
- Modulbefestigungsvorrichtung;
- 200
- Wandfläche;
- 300
- elektronische Geräteeinheit.
