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TECHNISCHES GEBIET
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Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte technische Lehre betrifft eine Schaltungsbaugruppe und einen elektrischen Verteiler.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Herkömmlicherweise sind Einrichtungen, bei denen eine Schaltungsbaugruppe mit einer Leiterplatte, auf welcher diverse elektronische Komponenten montiert sind, in einem Gehäuse untergebracht ist, als Einrichtungen zum Unterstromsetzen und Stromlosmachen von bordeigenen elektrischen Komponenten bekannt.
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Bei solchen Einrichtungen sind die auf der Leiterplatte montierten elektronischen Komponenten klein und weisen überragende Funktionalität auf.
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VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument Nr. 1: JP2013-99071A
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Diese elektronischen Komponenten zeigen jedoch eine vergleichsweise hohe Wärmeentwicklung, und wenn die von den elektronischen Komponenten erzeugte Wärme im Gehäuse bleibt, besteht ein Risiko, dass die Temperatur im Gehäuse ansteigt und die Leistung der darin untergebrachten elektronischen Komponenten abnimmt.
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Demgemäß ist als Beispiel für diverse Strukturen zum Ableiten der von der Leiterplatte oder den elektronischen Komponenten erzeugten Wärme eine Schaltungsbaugruppe 111 wie in 7 gezeigt denkbar, die eine Ausgestaltung aufweist, bei welcher auf derjenigen Fläche einer Leiterplatte 112, die der Fläche, auf welcher eine elektronische Komponente 115 vorgesehen ist, entgegengesetzt ist, ein Wärme ableitendes Element 130 vorgesehen ist.
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Andererseits ist es, wie in den 6 und 7 gezeigt, auch denkbar, dass in einem Bereich der Leiterplatte 112, welcher der elektronischen Komponente 115 entspricht, eine Öffnung 113 ausgebildet ist, auf derjenigen Fläche der Leiterplatte 112, die der Fläche, auf welcher die elektronische Komponente 115 vorgesehen ist, entgegengesetzt ist, mehrere Sammelschienen 120 vorgesehen sind, und Anschlüsse 117 der elektronischen Komponente 115 mit den durch die Öffnung 113 freiliegenden Sammelschienen 120 verbunden sind. Indem ein elektrischer Stromkreis mit den mehreren Sammelschienen 120 eingerichtet wird, ist es möglich, einen hohen Strom durch den elektrischen Stromkreis fließen zu lassen.
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Wenn allerdings die elektronische Komponente 115 über die in der Leiterplatte 112 ausgebildete Öffnung 113 mit den mehreren Sammelschienen 120 verbunden ist, kann ein Klebemittel 135 zum Verkleben des Wärme ableitenden Elements, das auf die Flächen der Sammelschienen 120, die der Leiterplatte 112 gegenüberliegen, laminiert ist, in einen Zwischenraum S zwischen benachbarten Sammelschienen 120 eintreten und in Kontakt mit einer unteren Fläche eines Hauptabschnitts 116 der elektronischen Komponente 115 geraten, wie in 7 gezeigt ist. Wenn sich in einer solchen Situation das Klebemittel 135 aufgrund der von der Leiterplatte 112 oder der elektronischen Komponente 115 erzeugten Wärme ausdehnt oder sich umgekehrt beim Abkühlen zusammenzieht, wird die elektronische Komponente 115 von dem Klebemittel 135 gedrückt oder gezogen, was möglicherweise zu einem Verbindungsausfall wie einem Riss in einer Verbindungssektion zwischen dem Kontakt 117 und der Sammelschiene 120 führt.
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Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte technische Lehre entstand angesichts der vorstehend beschriebenen Umstände, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsbaugruppe und einen elektrischen Verteiler mit hoher Verbindungszuverlässigkeit zu schaffen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Gemäß der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten technischen Lehre weist eine Schaltungsbaugruppe auf: eine Leiterplatte mit einer Verbindungsöffnung; mehrere Sammelschienen, die über eine Klebefolie auf eine Oberflächenseite der Leiterplatte laminiert sind; eine elektronische Komponente mit einem Hauptabschnitt und mehreren Kontaktbeinen, die auf der anderen Oberflächenseite der Leiterplatte angeordnet ist, indem die Kontaktbeine mit den mehreren durch die Verbindungsöffnung freiliegenden Sammelschienen verbunden sind; und eine Wärmeableitvorrichtung, die über ein Klebemittel auf eine Seite der mehreren Sammelschienen laminiert ist, die der Leiterplatte gegenüberliegt, wobei die Klebefolie Folienöffnungen aufweist, durch welche die mehreren Sammelschienen freiliegen und die mehreren Kontaktbeine mit den mehreren Sammelschienen verbunden sind, die Klebefolie einen Zwischenraum zwischen den mehreren Sammelschienen bedeckt und der Zwischenraum in der Verbindungsöffnung angeordnet ist.
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Gemäß der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten technischen Lehre wird, da der Zwischenraum zwischen benachbarten Sammelschienen in der Verbindungsöffnung mit der Klebefolie bedeckt ist, das Klebemittel, das in den Zwischenraum eingetreten ist, daran gehindert, in direkten Kontakt mit der unteren Fläche des Hauptabschnitts der elektronischen Komponente zu treten. Da die solchermaßen angeordnete Klebefolie den Effekt hat, das Klebemittel in dem Zwischenraum zurückzuhalten, ist es weiterhin möglich, gegenüber einem Fall ohne Klebefolie den Einfluss des Klebemittels auf die elektronische Komponente zu reduzieren. Demgemäß ist es möglich, eine Schaltungsbaugruppe und einen elektrischen Verteiler zu erhalten, die eine hohe Verbindungszuverlässigkeit aufweisen.
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Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte technische Lehre betrifft einen elektrischen Verteiler, bei welchem die Schaltungsbaugruppe in einem Gehäuse untergebracht ist.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß der in der vorliegenden Erfindung offenbarten technischen Lehre ist es möglich, eine Schaltungsbaugruppe oder einen elektrischen Verteiler zu erhalten, die eine verbessere Verbindungszuverlässigkeit aufweisen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil einer Schaltungsbaugruppe einer Ausführungsform veranschaulicht.
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2 ist eine Draufsicht, die das Innere eines elektrischen Verteilers veranschaulicht.
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3 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht, die eine Verbindungsöffnung vor dem Anordnen einer Spule veranschaulicht.
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4 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem eine Spule mit den Sammelschienen verbunden ist.
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5 ist eine Querschnitts-Teilansicht entlang der Linie A-A in 4.
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6 ist eine vergrößerte Teildraufsicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die Spule gemäß einer hypothetischen technischen Lehre mit den Sammelschienen verbunden ist.
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7 ist eine Querschnitts-Teilansicht entlang der Linie B-B in 6.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 wird die eine Ausführungsform beschrieben.
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Ein elektrischer Verteiler 10 der vorliegenden Erfindung ist mit einer Schaltungsbaugruppe 11 versehen, die eine Leiterplatte 12 und eine Wärmeableitvorrichtung 30 aufweist, und einem Kunststoffgehäuse 40, in dem die Schaltungsbaugruppe 11 untergebracht ist. Es sei angemerkt, dass in der nachstehenden Beschreibung die obere Seite in 1 als „Vorderseite“ oder „Oberseite“ und die untere Seite in 1 als „rückwärtige Seite“ oder „Unterseite“ bezeichnet wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Schaltungsbaugruppe 11 versehen mit: der Leiterplatte 12, Spulen 15 (ein Beispiel für eine elektronische Komponente), die auf der Vorderfläche (obere Seite in 1) der Leiterplatte 12 angeordnet sind, mehreren Sammelschienen 20, die auf der rückwärtigen Fläche (untere Seite in 1) der Leiterplatte 12 angeordnet sind, und der Wärmeableitvorrichtung 30 (siehe 5), die auf den rückwärtigen Flächen der Sammelschienen 20 angeordnet ist.
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Die Leiterplatte 12 ist im Wesentlichen L-förmig und weist auf ihrer Vorderfläche einen Leitungsschaltkreis auf, der nicht gezeigt ist und durch gedruckte Verdrahtung erhalten wird.
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Wie in den 1 und 5 gezeigt ist, handelt es sich bei den Spulen 15 jeweils um oberflächenmontierte Spulen, die jeweils einen quaderförmigen Hauptabschnitt 16 und ein Paar Kontaktbeine 17 aufweisen, welche in der Nähe der Kanten zweier gegenüberliegender Seiten auf der unteren Fläche des Hauptabschnitts 16 vorgesehen sind.
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Die mehreren Sammelschienen 20 werden durch Pressen einer Metallplatte in vordefinierte Formen ausgebildet. Die Sammelschienen 20 sind im Wesentlichen rechteckig und in einem vorbestimmten Muster mit einem Zwischenraum S zwischen benachbarten Sammelschienen 20 angeordnet. Einige Sammelschienen 20 weisen auf einer Kante davon ein Verbindungsstück 21 auf, das nach außen übersteht und einstückig mit der jeweiligen Sammelschiene 20 ausgebildet ist. Jedes Verbindungsstück 21 weist ein Schraubenmontageloch 21A auf, durch welches eine Schraube eingeführt wird, und ist elektrisch mit einer externen Stromzufuhr verbunden, wobei die (nicht gezeigte) Schraube durch das Schraubenmontageloch 21A eingeführt und mit einer an einem Fahrzeug angebrachten Stromzufuhrklemme verschraubt ist.
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Die mehreren Sammelschienen 20 sind durch eine isolierende Klebefolie 25 auf die rückwärtige Fläche der Leiterplatte 12 geklebt. Die äußere Form der Klebefolie 25 im Wesentlichen die gleiche wie die äußere Form der Leiterplatte 12.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist die Leiterplatte 12 Verbindungsöffnungen 13 auf, die dazu dienen, die Spulen 15 an den für sie vorgesehenen Positionen auf den Sammelschienen 20 zu montieren. Wie in 4 gezeigt ist, öffnet sich ein Teil jeder Verbindungsöffnung 13, durch welche der Hauptabschnitt 16 der Spule 15 angeordnet wird, in Form eines Rechtecks, das geringfügig größer als die untere Fläche des Hauptabschnitts 16 ist. Weiterhin sind ausgehend von einem Paar Ränder, an denen die Kontaktbeine 17 der Spule 15 angeordnet sind, Öffnungen mit geringer Breite ausgebildet (im Weiteren als erweiterte Abschnitte 13A bezeichnet). Ein Teil eines Paars Sammelschienen 20 ist in der Verbindungsöffnung 13 angeordnet.
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Die Klebefolie 25 ihrerseits weist Folienöffnungspaare 26 zum Montieren der Kontaktbeine 17 der Spulen 15 auf den Sammelschienen 20 auf. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Folienöffnungen 26 im Wesentlichen quadratische Öffnungen, und ein Paar Folienöffnungen 26 ist an Positionen ausgebildet, an welchen Teile davon ein Paar erweiterter Abschnitte 13A überlappen. Spezieller ist jede Folienöffnung 26 derart ausgebildet, dass ein Teil ihres Öffnungsrands gegenüber dem Öffnungsrand des erweiterten Abschnitts 13A geringfügig nach außen abgesetzt ist (so dass die Öffnung geringfügig größer ist), und legt einen Teil der Sammelschienen 20 in der Verbindungsöffnung 13 der Leiterplatte 12 frei.
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Weiterhin sind die Folienöffnungen 26 derart ausgebildet, dass ihre Öffnungsränder in den Verbindungsöffnungen 13 nicht bis zu einem Zwischenraum S zwischen benachbarten Sammelschienen 20 reichen. Mit anderen Worten bedeckt innerhalb der Verbindungsöffnungen 13 die Klebefolie 25 die Zwischenräume S zwischen benachbarten Sammelschienen 20 von oben.
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Die Spulen 15 sind auf der Vorderflächenseite der Leiterplatte 12 angeordnet, und zwar in den Regionen, in denen die Verbindungsöffnungen 13 ausgebildet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Kontaktbeine 17 der Spulen 15 durch ein allgemein bekanntes Verfahren wie etwa Löten mit den Flächen der Sammelschienen 20 verbunden, die durch die Verbindungsöffnung 13 und die Folienöffnung 26 freiliegen.
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Die Wärmeableitvorrichtung 30 ist auf den unteren Flächen (rückwärtigen Flächen) der Sammelschienen 20 angeordnet (siehe 5). Die Wärmeableitvorrichtung 30 ist ein plattenförmiges Element, das aus einem Metallmaterial wie etwa Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist und die Funktion aufweist, Wärme abzuleiten, die in der Leiterplatte 12 und den Spulen 15 erzeugt wird. Die Wärmeableitvorrichtung 30 ist zum Beispiel mit einem duroplastischen Klebemittel 35 an die Seite der rückwärtigen Fläche der Sammelschienen 20 angeklebt. Das Klebemittel 35 ist ein Klebemittel, das isolierend ist und Wärmeleitfähigkeit aufweist.
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Im Nachstehenden wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des elektrischen Verteilers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird, wie in 1 gezeigt ist, die Klebefolie 25, die in eine vorbestimmte Form zugeschnitten ist, auf die untere Fläche der Leiterplatte 12 gelegt, auf deren vorderseitigen Fläche durch gedruckte Verdrahtung eine elektrische Leiterbahn ausgebildet ist, und die in einem vorbestimmten Muster angeordneten mehreren Sammelschienen 20 werden darauf gedrückt. Demgemäß werden die Leiterplatte 12 und die mehreren Sammelschienen 20 über die Klebefolie 25 miteinander verklebt und aneinander fixiert. In diesem Zustand liegen Abschnitte der oberen Flächen der mehreren Sammelschienen 20 (Regionen, in denen die Kontaktbeine 17 der Spulen 15 montiert werden sollen) durch die Verbindungsöffnungen 13 der Leiterplatte 12 und die Folienöffnungen 26 der Klebefolie 25 frei.
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Anschließend wird durch Siebdruck Lot auf vorbestimmte Positionen der Leiterplatte 12 aufgebracht. Sodann werden die Spulen 15 an den vorbestimmten Positionen platziert, und es wird ein Aufschmelzlötvorgang durchgeführt.
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Dann wird das Klebemittel 35 auf die obere Fläche der Wärmeableitvorrichtung 30 aufgebracht, und die Leiterplatte 12, auf welcher die Spulen 15 und die mehreren Sammelschienen 20 angeordnet sind, wird von oben darauf gelegt. Da zu diesem Zeitpunkt die Zwischenräume S zwischen benachbarten Sammelschienen 20, die in den Verbindungsöffnungen 13 der Leiterplatte 12 angeordnet sind, mit der Klebefolie 25 bedeckt sind, wird das Klebemittel 35, das in die Zwischenräume S eingetreten ist, an direktem Kontakt mit den unteren Flächen der Hauptkörper 16 der Spulen 15 gehindert (siehe 5). Anschließend wird das Klebemittel 35 durch Wärmebehandlung ausgehärtet.
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Als Letztes wird die Leiterplatte 12 (Schaltungsbaugruppe), die auf die Wärmeableitvorrichtung 30 gelegt ist, in dem Gehäuse 40 untergebracht, und es ergibt sich der elektrische Verteiler 10.
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Im Nachstehenden werden die Funktionen und Effekte des elektrischen Verteilers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Selbst wenn das Klebemittel 35 in die Zwischenräume S zwischen benachbarten Sammelschienen 20 in den Verbindungsöffnungen 13 eintritt, wird das Klebemittel 35 erfindungsgemäß von der Klebefolie 25 in den Zwischenräumen S zurückgehalten. Demgemäß ist es möglich, gegenüber einem Fall ohne Klebefolie 25 den Einfluss des Klebemittels 35 auf die Spulen 15 zu reduzieren, selbst wenn sich das Klebemittel 35 hitzebedingt ausdehnt oder sich umgekehrt zusammenzieht. Das heißt, es ist möglich, die Schaltungsbaugruppe und den elektrischen Verteiler zu erhalten, die eine hohe Verbindungszuverlässigkeit aufweisen.
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Andere Ausführungsformen
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Die von der vorliegenden Schreibung offenbarte technische Lehre ist nicht auf die in der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen beschriebene Ausführungsform beschränkt und schließt zum Beispiel auch die nachstehenden verschiedenen Aspekte ein.
- 1. Die vorstehende Ausführungsform weist eine Ausgestaltung auf, bei welcher ein Paar Kontaktbeine 17 mit den Sammelschienen 20 verbunden sind, es ist aber auch eine Ausgestaltung möglich, bei welcher eines der Kontaktbeine 17 mit einer elektrischen Leiterbahn der Leiterplatte 12 verbunden ist, und in diesem Falle muss die Klebefolie 25 nur eine Folienöffnung 26 für jedes Paar Kontaktbeine 17 aufweisen.
- 2. Die Positionen, die Form und die Anzahl der Folienöffnungen 26 sind nicht auf die Angaben bei der vorstehenden Ausführungsform beschränkt und können auf geeignete Weise abgeändert werden. Es ist jede beliebige Ausgestaltung möglich, solange die Kontaktbeine 17 mit den Sammelschienen 20 verbindbar sind und die Klebefolie 25 die Zwischenräume S zwischen benachbarten Sammelschienen 20 bedeckt.
- 3. Bei der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Spulen 15 montiert sind, aber die vorliegende Erfindung ist auch auf den Fall anwendbar, bei dem anstelle der Spulen 15 andere elektronische Komponenten wie etwa Widerstände oder Nebenschlusswiderstände montiert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrischer Verteiler
- 11
- Schaltungsbaugruppe
- 12
- Leiterplatte
- 13
- Verbindungsöffnung
- 15
- Spule
- 16
- Hauptabschnitt
- 17
- Kontaktbein
- 20
- Sammelschiene
- 25
- Klebefolie
- 26
- Folienöffnung
- 30
- Wärmeableitvorrichtung
- 35
- Klebemittel
- 40
- Gehäuse
- S
- Zwischenraum
