DE19748597A1

DE19748597A1 - Elektrisches Gerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19748597A1
Application number: DE1997148597
Authority: DE
Inventors: Elmar Dr Huber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1998-10-15

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist bereits aus der DE 195 04 238 A1 ein elektrisches Gerät bekannt, bei dem Verlustwärme erzeugende Leistungs bauelemente für eine Steuergeräteelektronik auf einem Ge häuseteil angeordnet sind. Um die Verlustwärme des Lei stungsbauelementes, in der Regel ein Halbleiterbauele ment, abzuleiten, liegt dieses beispielsweise auf einer elektrisch isolierenden wärmeleitenden Schicht, die fest auf dem Gehäuseteil aufgebracht ist. Diese wärmeleitende Schicht hat Kontakt zu dem gesamten Gehäuse, so daß als Kühlelement auch das Gehäuse oder Teile davon in Frage kommen können.

Mittels eines durch eine Feder bewirkten Anpreßdrucks wird bei dem bekannte Gerät der thermische Kontakt zwi schen dem Leitungsbauelement und dem entsprechenden Ge häuseteil verbessert. Die Gehäuse für diese elektrischen Geräte sollten robust und relativ einfach mit wenig Peri pheriebauteilen aufgebaut sein, damit sie auch unter schwierigen äußeren Bedingungen, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, einsetzbar sind.

Vorteile der Erfindung

Das elektrische Gerät nach der eingangs erwähnten Gattung wird mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptan spruchs in vorteilhafter Weise weitergebildet, da auf einfache Weise ein Gehäuseteil eine gestanzte oder gegos sene Grundplatte aus Aluminium oder Kupfer bzw. aus deren Legierungen ist und daß ein Kunststoffteil mit einem eingespritzten Stanzgitter für elektrische Kontaktverbin dungen und angespritzten Stecker- und sonstigen äußeren Anschlußteilen hier angefügt werden kann. In die Grund platte sind in vorteilhafter Weise Nieten integriert, über die die Feder, das Leitungsbauelement, das Kunst stoffteil und gegebenenfalls weitere Bauteile an der Grundplatte befestigbar sind. Das Innere des Gehäuses ist auf einfache Weise mit einer elastischen aushärtbaren Vergußmasse ausgefüllt.

Wenn kein elektrischer Kontakt zwischen der Grundplatte und dem Gehäuse des Leistungsbauelementes zugelassen ist, kann sich zwischen dem mindestens einen Leistungsbauele ment und der Grundplatte eine wärmeleitende Isolierfolie, beispielsweise eine selbstklebende Isolierfolie, befin den.

Die integrierten Nieten können auf einfache Weise bei ei ner gestanzten Grundplatte durch Prägung oder bei einer gegossenen Grundplatte ebenfalls durch Guß an die Grund platte angefügt werden. Durch diese Maßnahme kann die Zahl der verwendeten Teile für das elektrische Gerät re duziert werden, wobei als Gehäuse für die Leistungsbau elemente vorzugsweise standardisierte Gehäuseformen ver wendet werden.

Bei einem vorteilhaften Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Gerät werden bevorzugt folgende Montage schritte durchgeführt. Es wird zunächst das Kunststoff teil auf die Grundplatte gefügt und dann wird das minde stens eine Leistungsbauelement auf die Grundplatte gege benenfalls über eine Isolierfolie gefügt.

Die Feder zur Erzeugung des Anpreßdrucks für einen guten thermischen Kontakt wird dann anschließend über das je weilige Leitungsbauelement gefügt und mittels der in die Grundplatte integrierten Nieten werden die Feder und das oben beschriebene Kunststoffteil an die Grundplatte ange nietet, wobei elektrische Anschlüsse im Gerät, unter an derem des mindestens einen Leistungsbauelementes, gegen Kontakte des eingespritzten Stanzgitters gedrückt werden. Die elektrischen Anschlüsse werden sodann mit den Kontak ten des Stanzgitters verschweißt und das Gehäuse wird ab schließend mit einer elastischen, aushärtbaren Verguß masse ausgegossen.

Eine erfindungsgemäß vorteilhafte Verschweißung der Kon takte des Leistungsbauelements mittels Laserschweißen er möglicht ein sehr enges Anschlußraster an den Kontakt fahnen. Im Unterschied zum herkömmlichen Widerstands schweißverfahren wird hier kein elektrischer Strom zuge führt, so daß ein Parallelschalten von Kontaktfahnen oh ne eine Schädigung des Halbleitermaterials in den Lei stungsbauelementen möglich ist. Eine solche Verschwei ßung ist auch im Vergleich zu einer Lötung deutlich robu ster gegenüber einer Schädigung des Bauelements bei gro ßen Temperaturschwankungen und der dadurch bewirkten Aus dehnung der Vergußmasse.

Die Montage der einzelnen Teile des elektrischen Geräts erfolgt erfindungsgemäß durch einfaches Fügen der Teile ohne Fertigungsunterbrechungen durch Kleben oder Aushär teprozeduren; die Aushärtung erfolgt in vorteilhafter Weise in einem Temperaturschritt, der vorzugsweise mit einer Hochtemperaturprüfung kombiniert werden kann.

Bei einer vorteilhaften Anwendung des elektrischen Geräts eine Steuer- oder Regelanordnung für elektromechanische Bauteile in einem Kraftfahrzeug ergibt sich hier ein gu ter Schutz gegen aggressive Medien in der Einbauumgebung und auch eine gute Stabilisierung der Bauelemente gegen Vibrationsbeanspruchungen. Die Steuer- oder Regelanord nung kann beispielsweise für Lüftermotoren, für Starter oder als Ersatz für mechanische Relais in Kraftfahrzeugen verwendet werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektri schen Geräts wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein kompaktes Steuerge rät mit Leistungsbauelementen für den Einsatz in ei nem Kraftfahrzeug;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Steuergerät nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie I-I und

Fig. 3 eine Prinzipansicht einer Befestigung eins Leistungsbauelementes mit einer Feder.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Steuergerät 1 als elektrisches Gerät gezeigt, bei dem eine Anzahl von Bauelementen mittelbar an einer Grundplatte 2 angefügt sind. Zur Verdeutlichung der Anordnung wird auch auf Fig. 2 verwiesen, aus der in einem Schnitt I-I die Lage der Bauelemente genauer er sichtlich ist.

Auf der Grundplatte 2 ist, ev. über eine hier nicht sichtbare wärmeleitende Isolierfolie, unter anderem ein Leistungsbauelement 3, z. B. eine Halbleiterendstufe für bestimmte Schaltfunktionen, angeordnet. Das Leistungsbau element 3 wird mit einer Feder 4 dicht an die Grundplatte 2, bzw. an die Isolierfolie angedrückt.

In der Grundplatte 2 sind vorgeprägte oder angegossene Nieten 6 vorhanden, mit denen die Feder 4, Gehäuseteile 7 und ein Kunststoffgußteil 8 fest an die Grundplatte 2 angenietet werden können. In einem Kunststoffgußteil 8 ist auch ein hier im Detail nicht sichtbares Stanzgitter angeordnet, mit dem elektrische Verbindungen im Steuerge rät 1 und zu Peripheriegeräten hergestellt werden können. An das Kunststoffteil 8 kann darüber hinaus ein Stecker teil 9 und ein Kabelschwanz 10 angespritzt werden.

Die elektrischen Anschlüsse 5 des Leistungsbauelements 3 sind hier an entsprechende Kontakte des Stanzgitters an gefügt und werden in einem weiteren Montageschritt durch Laserschweißen mit diesen verbunden. Das Gehäuse des Steuergeräts 1 wird abschließend mit einer elastischen, aushärtbaren Vergußmasse 11 ausgegossen.

Aus Fig. 3 ist eine besondere Ausführungsform einer Fe der 12 gezeigt, mit der das Leistungsbauelement 3 fest mit der oben beschriebenen Anbringungsform über Nieten 6 an die Grundplatte 2 gedrückt werden kann.

Claims

1. Elektrisches Gerät, mit

- mindestens einem Leistungsbauelement (3) , das unter dem Druck einer Feder (4; 12) in thermischen Kontakt mit einem Gehäuseteil steht, dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Gehäuseteil eine gestanzte oder gegossene Grund platte (2) aus Aluminium oder Kupfer bzw. aus deren Le gierungen ist, daß
- ein Kunststoffteil (8) mit einem eingespritzten Stanz gitter für elektrische Kontaktverbindungen und ange spritzten Stecker- und sonstigen äußeren Anschlußteilen (9, 10) vorhanden ist, daß
- in die Grundplatte (2) Nieten (6) integriert sind, über die die Feder (4), das Leitungsbauelement (3), das Kunst stoffteil (8) und gegebenenfalls weitere Bauteile an der Grundplatte (2) befestigbar sind und daß
- das Innere des Gehäuses mit einer aushärtbaren Verguß masse (11) ausgefüllt ist.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß

- sich zwischen dem mindestens einen Leistungsbauelement (3) und der Grundplatte (2) eine wärmeleitende Isolierfo lie befindet.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß

- die wärmeleitende Isolierfolie eine Selbstklebefolie ist.

4. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- die integrierten Nieten (6) durch Prägung oder durch Anguß an die Grundplatte (2) angefügt sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß folgende Montageschritte durchgeführt wer den:

- das Kunststoffteil (8) wird auf die Grundplatte (2) ge fügt,
- das mindestens eine Leistungsbauelement (3) wird auf die Grundplatte (2), gegebenenfalls über eine Isolierfo lie gefügt,
- die Feder (4; 12) wird über das jeweilige Leitungsbau element (3) gefügt,
- mittels der in die Grundplatte (2) integrierten Nieten (6) werden die Feder (4) und das Kunststoffteil 8 an die Grundplatte (2) angenietet, wobei elektrische Anschlüsse (5) im Gerät, unter anderem des mindestens einen Lei stungsbauelementes (2) , gegen Kontakte des eingespritzten Stanzgitters gedrückt werden,
- die elektrischen Anschlüsse (5) werden mit den Kontak ten des Stanzgitters verschweißt und
- das Gehäuse wird mit einer elastischen, aushärtbaren Vergußmasse (11) ausgegossen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verschweißung mittels Laserschweißen vorgenommen wird.

7. Anwendung des elektrischen Geräts nach einem der An sprüche 1 bis 4 oder des durch ein Verfahren nach den An sprüchen 5 oder 6 hergestellten elektrischen Geräts, da durch gekennzeichnet, daß

- das elektrische Gerät als eine Steuer- oder Regelanord nung für elektromechanische Bauteile in einem Kraftfahr zeug eingesetzt wird.