DE19611631C1

DE19611631C1 - Modul mit einem Gehäuse und einer Grundplatte

Info

Publication number: DE19611631C1
Application number: DE1996111631
Authority: DE
Inventors: Ralf-Dieter Dipl Ing Busse; Carsten Dipl Ing Storbeck
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Service GmbH
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: CU22592A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der automatisierten Fertigung treten Probleme auf, wenn bereits bestückte Grund- oder Leiterplatten mit einem entsprechenden Gehäuse verbunden werden sollen. So gibt es bei der Verbindungstechnik unter Verwendung von Klebstoffen neben einem hohen Anlagen aufwand, der durch die zusätzlich erforderliche Kleb stoffzuführung und durch eine in der Regel ebenfalls erforderliche Absaugeinrichtung für Lösungsmittel dämpfe bedingt ist, auch einen erhöhten Aufwand für die Steuerung und Überwachung des Fügevorganges, da vermieden werden soll, daß ein gewisser Anteil des Klebstoffes an die Unterseite der Leiterplatte oder sogar in den Automaten bzw. die Anlage gelangen kann.

Verbindungen, die durch Rastnasen oder in ähnlicher Form ausgebildete Elemente möglich erscheinen, haben einmal den Nachteil, daß entsprechend ausgebildete Elemente kompliziertere Formen für deren Herstellung bedingen und sie sind außerdem wegen der geringen Größen, die aufgrund des beschränkt zur Verfügung stehenden Raumes erforderlich sind, auch störanfäl lig, da sie unter rauhen Fertigungsbedingungen leicht brechen und dadurch nicht mehr funktionsfähig ver wendbar sind. Da Leiterplatten mit relativ kleiner Stärke (Dicke) verwendet werden, ist es auch schwie rig oder gar nicht möglich, die Rastelemente so aus zubilden, daß ein Überstand über die Unterseite der Leiterplatte vermeidbar ist.

Aus der DE 42 15 041 A1 ist ein Modul bekannt, welches ein Gehäuse und eine Grundplatte umfaßt, insbesondere zur Abdeckung der Grundplatte. Am Gehäuse weisen domartig ausgebildete Ansätze, aus einem zumindest teilweise verformba ren Material, in Richtung auf eine zu verbindende Grundplatte. Die domartig aus gebildeten Ansätze durchdringen die in die Grundplatte eingearbeiteten Ausneh mungen. Die domartigen Ansätze sind in ihrer Größe und Form den Ausnehmun gen angepaßt und so dimensioniert, daß eine form- und/oder kraftschlüssige Ge häuse-Grundplatte-Verbindung durch Verformung der Ansätze unter Einwirkung von Energie und/oder Kraft entsteht. Nachteilig ist, daß keine Bauteile auf der Grundplatte angeordnet werden können und daß Freimachungen notwendig sind, die das überstehende Material der Ansätze aufnehmen.

Aus der DE GM 18 44 657 ist eine Befestigung zwischen einer Platte und einem Gehäusebauteil beschrieben. Hierbei werden Nietzapfen in Bohrungen eingescho ben und warmverformt. Nachteilig hierbei ist, daß die Platte an den Verbindungs stelle in ihrer Breite dicker ist.

Aus der DE 27 13 650 C2 ist eine Fügeverbindung zweier Kunststoffteile mittels ei nes Zapfens bekannt. Der Zapfen wird hierbei in ein Klemmloch mit einer Verschnei dungskante eingesteckt. Die Verschneidungskante klemmt den Klemmzapfen im Klemmloch, da der Zapfen im Durchmesser erheblich größer ausgebildet ist, als der Durchmesser des Klemmloch an der engsten Stelle. Aufgrund der zweistufigen An ordnung des Klemmloches muß die das Klemmloch aufnehmende Kunststoffplatte eine verhältnismäßig große Breite aufweisen, die für Leiterplatten nicht akzeptabel ist.

Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen Modul, der aus einem Gehäuse und einer Leiter platte gebildet ist, so auszugestalten, daß die Ge häuse-Leiterplatten-Verbindung einfach und in automa tisierter Form erfolgt, und ein durch die Verbindung hervorgerufener Überstand an der Unterseite der Lei terplatte vermeidbar sowie eine weitere Beschaltbar keit nach Herstellung der Verbindung gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiter bildungen der Erfindung ergeben sich bei Verwendung der in den untergeordneten Ansprüchen genannten Merk male.

Der erfindungsgemäße steckbare Modul verfügt über ein Gehäuse zur Abdeckung einer Grundplatte, die mit elektronischen Bauelementen als Überspannungsschutz-Modul bestückt sind. Dabei sind am Gehäuse mehrere, jedoch mindestens zwei domartig ausgebildete Ansätze aus einem zumindest teilweise verformbaren Material angeordnet. Diese Ansätze ragen am Gehäuse in Rich tung auf die zu verbindende Grundplatte und greifen in dort eingearbeitete Ausnehmungen ein. Die Größe der domartig ausgebildeten Ansätze ist dabei so, daß sie während der Montage problemlos in die Ausnehmun gen geführt werden können und unter Einwirkung einer Energie und/oder Kraft so verformt werden, daß eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und Grundplatte entsteht. Die Ansätze sind dabei weiter so zu dimensionieren, daß sie nach der durch Energie- und/oder Krafteinfluß erreichten Ver formung nicht über die Ebene, die durch die Untersei te der Grundplatte vorgegeben ist, hervorstehen und dadurch gewährleisten, daß die für solche Module ge forderte Beschaltbarkeit gegeben ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann weiter vorteilhaft gesichert werden, daß die Module problem los unter Verringerung des erforderlichen Raumes als Schutzstecker steckbar sind, ohne daß es zu Beein trächtigungen zwischen nebeneinander angeordneten Modulen oder anderen Schaltungselementen kommt.

Die Herstellung kann dabei vorteilhaft in einem Auto maten mit zwei Arbeitsgängen durchgeführt werden, wobei einmal das Gehäuse auf bzw. in die Grundplatte eingesetzt und dort gehalten wird und im zweiten Schritt die Verformung der Ansätze aktiviert wird. Dies kann vorteilhaft durch Druck mit beheizten Dor nen gegen die Stirnflächen der domartig ausgebildeten Ansätze erreicht werden. Die Erwärmung bewirkt ein Erweichen des Ansatzmaterials und durch den Druck der Dorne kann die gewünschte Form erzeugt werden, die sichert, daß die Grundplatte und das Gehäuse spiel frei miteinander verbunden werden.

Die Erwärmung der Dorne kann beispielsweise durch Widerstandbeheizung durchgeführt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, andere Energieformen, bei spielsweise unter Verwendung beliebiger elektromagne tischer Strahlung auszunutzen, um eine Temperaturer höhung und damit ein Erweichen des Ansatzmaterials, einen geeigneten Kunststoff, vorzugsweise ein thermo plastisches Material, zu ermöglichen.

Nachfolgend soll die Erfindung an Ausführungsbeispie len näher beschrieben werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Modul mit bereits aufgesetztem Gehäuse, vor der letztendlichen Ver bindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines domartig ausgebildeten Ansatzes am Gehäuse, und

Fig. 3 mehrere Ausführungsformen für in der Leiterplatte zu verwendende Ausnehmun gen.

Die Fig. 1 zeigt ein Modul, bei dem auf eine als Lei terplatte 3 ausgebildete Grundplatte, die bereits mit diversen elektronischen Bauelementen, wie beispiels weise einem Überspannungsableiter 10, Varistor 11 und PTCs 12 bestückt ist, das Gehäuse 1 aufgesetzt ist. Dabei durchgreifen domartig ausgebildete Ansätze 2 die Leiterplatte 3 in durch diese hindurchgehende Ausnehmungen 4, 5 oder 6, so daß die Ausnehmungen 4, 5 oder 6 mit Ansatzmaterial zumindest teilweise aus gefüllt sind. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bei spiel überragen die domartig ausgebildeten Ansätze 2 die Leiterplatte 3 über deren Unterseite 9 hinaus. In manchen Fällen ist es jedoch nicht erforderlich, daß die Ansätze 2 so groß dimensioniert sind, sondern können auch kleiner ausgebildet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ansätze 2, die am Gehäuse 1 vorhanden sind, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, zylinderförmig oder eckig ausgebildet und haben an ihrer Stirnfläche eine Ein buchtung oder Einkerbung 7, die geeignet ist, einen nicht dargestellten Dorn bei der Heißprägung, das heißt bei Erwärmung und gleichzeitigem Druck auf den Ansatz 2 zu halten und das Ansatzmaterial beim durch Druck- und Temperaturerhöhung auftretenden Fließen besser in die gewünschte Form zu bringen und ein Ver rutschen zu verhindern.

Der Fig. 3 sind mögliche Formen für Ausnehmungen, die in die Leiterplatte 3 eingearbeitet werden können, zu entnehmen. Dabei sind in der Fig. 3 in der äußersten linken Darstellung die Ausbildung eines Sackloches 4, in den beiden Darstellungen von Ausnehmungen in der Mitte der Fig. 3 die Ausbildung von Senken 5 mit sich in Richtung auf die Oberseite 8 der Leiterplatte 3 verjüngenden Querschnitten und in der äußersten rech ten Darstellung eine Bohrung oder eine eckig im Quer schnitt ausgebildete Durchbrechung 6 erkennbar.

Die Ausnehmungen, die wie ein Sackloch 4 oder als Senke 5 ausgebildet sind, haben gegenüber der dritten gezeigten Möglichkeit den Vorteil, daß die letztend lich hergestellte Verbindung einen höheren Form schlußanteil hat und demzufolge sicherer ist.

Werden dagegen die Ausnehmungen als Bohrung oder mit rechteckigem Querschnitt ausgebildete Durchbrechung 6 ausgeführt, sind zwar die erzielbaren Verbindungs kräfte geringer, ein späteres eventuell erforderli ches Trennen der Verbindung kann bei einer solchen Variante jedoch wesentlich einfacher und zerstörungs frei erfolgen.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Ansätze
3 Leiterplatte
4 Sackloch
5 Senke
6 Durchbrechung
7 Einkerbung
8 Oberseite
9 Unterseite
10 Überspannungsleiter
11 Varistor
12 PCTs

Claims

1. Modul, welches ein Gehäuse (1) und eine Grundplatte (3) umfaßt, insbe sondere zur Abdeckung der Grundplatte (3), wobei am Gehäuse (1) do martig ausgebildete Ansätze (2) aus einem zumindest teilweise verformba ren Material angeordnet sind, die in Richtung auf die zu verbindende Grundplatte (3) weisen, und wobei die Ansätze (2) in, in die Grundplatte (3) eingearbeitete Ausnehmungen (4, 5 oder 6) eingreifen und diese durch dringen, wobei die Ansätze (2) die Form und die Größe der Ausnehmungen (4, 5 oder 6) berücksichtigen und in ihrer Größe so dimensioniert sind, daß eine form- und/oder kraftschlüssige Gehäuse-Grundplatte-Verbindung durch Verformung der Ansätze unter Einwirkung von Energie und/oder Kraft entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (3) aus einer ebenen Leiterplatte gebildet ist und daß die domartigen Ansätze (2) bei hergestellter Gehäuse-Grundplatte-Verbindung nicht über die Unterseite der Grundplatte (3) herausragen.

2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte aus einer Leiterplatte (3) gebildet ist.

3. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmungen als Sackloch (4) ausgebildet sind.

4. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmungen sich von der Un terseite (9) der Grundplatte (3) zur Oberseite (8) der Grundplatte (3) hin verjüngende Senken (5) sind.

5. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmungen als über die ge samte Stärke der Grundplatte (3) gleichförmig ausgebildete Bohrungen oder mit einem eckigen Querschnitt ausgebildete Durchbrechungen (6) ausgebildet sind.

6. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die domartigen Ansätze (2) aus einem thermoplastischen Material gebildet.

7. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (2) an ihrer Stirnfläche eine Vertiefung oder Einkerbung (7) aufweisen.