DE19952912C2

DE19952912C2 - Printed circuit board assembly

Info

Publication number: DE19952912C2
Application number: DE1999152912
Authority: DE
Inventors: Matthias Funk; Andreas Beck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-11-03
Filing date: 1999-11-03
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: DE19952912A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung in einem ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a printed circuit board assembly in one a first and a second housing part having housing according to the preamble of claim 1.

In elektrischen und elektronischen Geräten werden Leiterplat ten eingesetzt, die Bauelemente und die die Bauelemente ver bindenden Leiterbahnen aufweisen. Die Leiterplatten sind hierbei in einem in der Regel mehrteiligen Gehäuse angeord net. Zur Befestigung einer Leiterplatte in einem Gehäuse sind mehrere Ausführungsvarianten bekannt. Die Leiterplatte kann über eine Schraubverbindung in dem Gehäuse befestigt werden. Eine Montage der Leiterplatte im Gehäuse durch Verschrauben ist jedoch arbeitsaufwendig und damit auch relativ teuer. Durch den Einsatz mehrerer Schrauben ist zudem die Prozesssi cherheit gefährdet, da bei der Montage eine solche Schraube leicht in das Gerät hineinfallen kann, ohne dass dies bemerkt wird. Hierdurch können dann beispielsweise Kurzschlüsse ent stehen, die einen Ausfall des Gerätes zur Folge haben.In electrical and electronic devices are printed circuit board used, the components and the components ver have bonding tracks. The circuit boards are this angeord in a generally multi-part housing net. To attach a circuit board in a housing several variants known. The circuit board can be attached via a screw in the housing. An assembly of the printed circuit board in the housing by screwing However, it is laborious and therefore relatively expensive. The use of several screws also makes the process easier safety, because such a screw is can easily fall into the device without this being noticed becomes. As a result, for example, short circuits ent stand, which have a failure of the device result.

Darüber hinaus ist es bekannt, eine Leiterplatte in einem Ge häuse über eine Verrastung zu befestigen. Hierzu müssen im Gehäuse selbst die erforderlichen Rastelemente vorhanden sein. Die Toleranzen dieser Rastelemente müssen sehr eng gehalten werden, damit die Leiterplatte fest in dem Gehäuse gehalten wird. Eine entsprechend sichere Befestigung ist ge rade bei nicht stationär betriebenen Geräten von Bedeutung. Hierzu gehören insbesondere auch Anwendungen in Kraftfahrzeu gen, da dort durch die ständigen Erschütterungen die Leiter platte besonderen Belastungen ausgesetzt ist. Nachteilig ist auch die Demontage einer durch Verrastungen gehalterten Lei terplatte, da sich diese oft als schwierig erweist. Dies ist insbesondere von Bedeutung beim Austausch der Leiterplatte oder auch bei der fachgerechten Entsorgung des Gerätes.In addition, it is known to have a printed circuit board in a Ge to fix the housing over a catch. This must be in the Housing itself the required locking elements available be. The tolerances of these locking elements must be very tight be held so that the circuit board firmly in the housing is held. A correspondingly secure attachment is ge rade in non stationary operated devices of importance. This includes, in particular, applications in motor vehicles There, because of the constant shaking the ladder is subjected to special loads. The disadvantage is also the disassembly of a held by Verrastungen Lei terplatte, as this often proves to be difficult. This is especially important when replacing the circuit board or even with the proper disposal of the device.

Weiterhin ist es bekannt, eine Leiterplatte in eine Führung in einem Gehäuse einzuschieben und zu haltern. Insbesondere bei Anwendungen im Kraftfahrzeug sind auch hier wiederum die einzuhaltenden engen Toleranzen und die unzureichende Befes tigung der Leiterplatte in dem Gerät von Nachteil.Furthermore, it is known, a circuit board in a guide to insert and hold in a housing. Especially in applications in motor vehicles are here again the to be observed tight tolerances and the insufficient Befes tion of the circuit board in the device of disadvantage.

Aus der DE 89 12 800 U1 ist eine Leiterplattenanordnung in einem ein erstes und zweites Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.From DE 89 12 800 U1 is a circuit board assembly in a first and second housing part having housing with the features of the preamble of claim 1.

Aus der DE 30 45 015 A1 ist ebenfalls eine Befestigung einer Schaltungsplatte auf einem Träger bekannt, wobei durch eine schwimmende Anordnung der Schaltungsplatte ein Verschieben der Platte innerhalb bestimmter Grenzen in der Plattenebene ermöglicht wird. Der Plattenträger weist hierzu Stege, die die Schaltungsplatte übergreifen, und zusätzlich federnde An schläge auf.From DE 30 45 015 A1 is also an attachment of a Circuit board on a support known, wherein by a Floating arrangement of circuit board moving the disk within certain limits in the disk plane is possible. The plate carrier has for this purpose webs, the overlap the circuit board, and in addition resilient An beats up.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Leiterplattenanord nung anzugeben, mit der eine sichere Befestigung der Leiter platte in einem Gehäuse erreicht wird. Und die zudem mit ge ringem Zeitaufwand montierbar bzw. demontierbar ist. Die Auf gabe wird durch eine Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is therefore a Leiterplattenanord specify with which a secure attachment of the ladder plate is achieved in a housing. And also with ge ringem time required mountable or disassembled. The up Gabe is by a circuit board assembly according to claim 1 solved.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann somit vollständig auf die Verwendung zusätzlicher Kleinteile, wie z. B. Schrau ben verzichtet werden. Zudem wird eine einfache und sichere Montage bzw. Demontage erreicht. Aufgrund der Einwirkung des Halteelementes auf eine biegsame Lasche der Leiterplatte wird zudem ein gewisser Toleranzausgleich hergestellt, wobei so wohl Toleranzen im Halteelement als auch in der Leiterplat tendicke in einem gewissen Rahmen ausgleichbar sind. Durch das mit der biegsamen Lasche in kraftschlüssiger Verbindung stehende Halteelement wird zudem eine Spannung auf die Lei terplatte ausgeübt, so dass diese sicher im Gerät gehalten wird. Zusätzlich wird durch diese Ausgestaltung jedoch eine gewisse Flexibilität der Leiterplattenanordnung realisiert, so daß eine solche Anordnung beispielsweise unempfindlicher entgegen äußerer Erschütterungen ist.With the arrangement according to the invention can thus be completely on the use of additional small parts, such. B. screw ben be waived. It also becomes a simple and secure Assembly or disassembly achieved. Due to the action of the Retaining element on a flexible tab of the circuit board is In addition, a certain tolerance compensation made, so probably tolerances in the holding element as well as in the printed circuit board tendicke can be compensated to a certain extent. By that with the flexible tab in frictional connection standing holding element is also a tension on the lei terplatte exercised so that they are securely held in the device becomes. In addition, through this Design, however, a certain flexibility of the circuit board assembly realized, so that such an arrangement, for example, less sensitive against external shocks.

Vorzugsweise wird die biegsame Lasche durch eine Aussparung in der Leiterplatte selbst gebildet. Eine solche Aussparung kann bereits bei der Leiterplattenherstellung beispielsweise durch einen einfachen Stanzpro zeß realisiert werden. Die biegsame Lasche kann insbesondere durch eine U-förmige Leiterplattenaussparung gebildet werden. Die Schenkel länge und die Laschenbreite sind dabei abhängig von der Anzahl der insgesamt auf der Leiterplatte vorgesehenen Laschen und der Größe der Leiterplatte. Die für die jeweilige Anwendung optimalen Werte können in einfachen Versuchen ermittelt werden. Prinzipiell ist eine einzige biegsa me Lasche ausreichend.Preferably, the flexible tab is formed by a recess in the Printed circuit board itself. Such a recess can already at the Circuit board production, for example, by a simple punching pro be realized. The flexible tab can in particular by a U-shaped printed circuit board recess are formed. The thighs Length and the tab width are dependent on the number of total provided on the circuit board tabs and the size of the PCB. The optimal values for the respective application can be found in simple tests are determined. In principle, a single biegsa Latch enough.

Soll die biegsame Lasche im Randbereich der Leiterplatte angebracht werden, so kann dies durch eine L-förmige Leiterplattenaussparung realisiert werden. Die Lasche wird hierbei von der L-förmigen Aussparung sowie von der Außenseite der Leiterplatte gebildet. Insbesondere bei einer solchen Anordnung der Lasche auf der Leiterplatte ist es vorteilhaft, mehrere biegsame Laschen anzubringen.If the flexible tab in the edge region of the circuit board attached This can be done through an L-shaped PCB recess will be realized. The tab is in this case of the L-shaped recess and formed from the outside of the circuit board. Especially with a Such an arrangement of the tab on the circuit board, it is advantageous to attach several flexible tabs.

Das Halteelement ist im ersten Gehäuseteil angeordnet und vorteilhafter weise einstückig mit diesem ausgebildet. Der Querschnitt des Halteele mentes ist an den Querschnitt der Lasche bzw. der Aussparung in der Leiterplatte angepaßt, so daß das Halteelement vorzugsweise ausschließ lich auf die Lasche einwirkt. Das Halteelement wird daher vorzugsweise als Steg in dem ersten Gehäuseteil ausgebildet.The holding element is arranged in the first housing part and more advantageous wise integrally formed with this. The cross section of Halteele Mentes is at the cross section of the tab or the recess in the Adapted printed circuit board, so that the retaining element preferably excludes acts on the tab. The retaining element is therefore preferred formed as a web in the first housing part.

Das zweite Gehäuseteil ist zur Lagerung der Leiterplatte ausgebildet, wobei es insbesondere ein oder mehrere Lagerelemente für die Leiter platte aufweist, die auf Leiterplattenbereiche außerhalb der Laschen einwirken. Zur Montage der Leiterplatte in dem Gehäuse wird daher die Leiterplatte zunächst auf die Lagerelemente des zweiten Gehäuseteils aufgelegt und anschließend wird das erste Gehäuseteil mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden. Die Verbindung der Gehäuseteile kann in be kannter Weise beispielsweise durch Verschraubung oder Verrastung erfolgen. Beim Verbinden des ersten mit dem zweiten Gehäuseteil wirkt somit das Halteelement auf die biegsame Lasche der Leiterplatte ein und hält die Leiterplatte, die sich an den Lagerelementen abstützt, sicher fest. Bei dem Lagerelement kann es sich beispielsweise um eine im zweiten Gehäuseteil umlaufende Leiterplattenauflage handeln. Andererseits können die Lagerelemente jedoch auch als Stege der verschiedensten Ausführungsformen ausgebildet sein. Bei frei im Gehäuse angeordneten Stegen kann insbesondere der Fußpunkt, das heißt die Verbindungsstelle zwischen dem Steg und der Gehäusewandung, einen größeren Quer schnitt aufweisen als das zur Leiterplatte hinweisende Ende des Steges. Hierdurch kann eine größere Stabilität der Stege erreicht werden.The second housing part is designed for mounting the printed circuit board, in particular one or more bearing elements for the conductors plate on printed circuit board areas outside the tabs act. For mounting the circuit board in the housing is therefore the Printed circuit board first on the bearing elements of the second housing part applied and then the first housing part with the second Housing part connected. The connection of the housing parts can be in be known way, for example, by screwing or locking respectively. When connecting the first with the second housing part acts Thus, the holding element on the flexible tab of the circuit board and holds the circuit board, which is supported on the bearing elements, securely. The bearing element may be, for example, one in the second Housing part circulating printed circuit board act. on the other hand However, the bearing elements can also be used as webs of various Embodiments be formed. When freely arranged in the housing In particular, webs can be the base point, that is to say the connection point between the bridge and the housing wall, a larger cross have cut as the circuit board facing end of the web. As a result, a greater stability of the webs can be achieved.

Zur sicheren Fixierung der Leiterplatte in dem Gehäuse ist es erforderlich, daß das Lagerelement und das Halteelement aufeinander abgestimmt sind. Der Freiraum zwischen dem Lagerelement und dem Halteelement, in dem die Leiterplatte angeordnet ist, ist insbesondere so zu bemessen, daß eine sichere Halterung der Leiterplatte in dem Gehäuse gewährleistet ist. Insbesondere ist dazu vorgesehen, daß der durch das Lagerelement und das Halteelement bestimmte Freiraum kleiner ist als die Dicke der Leiterplatte. Durch eine solche Ausgestaltung wird die biegsame Lasche der Leiterplatte unter einer gewissen Spannung gehalten, so daß eine sichere Befestigung gewährleistet ist. Durch die biegsame Lasche ist in diesem Fall auch ein gewisser Toleranzausgleich aufgrund unvermeidli cher Toleranzen der Abmessungen der Leiterplatte, des Lagerelements und des Halteelements gewährleistet. In einer besonderen Ausführungs form der Erfindung ist vorgesehen, daß das Halteelement und das Lager element in enger räumlicher Nachbarschaft auf die Leiterplatte bzw. die biegsame Lasche einwirken, wobei die Einwirkung jedoch von verschiede nen Seiten aus erfolgt.For secure fixation of the printed circuit board in the housing, it is necessary that the bearing element and the retaining element matched are. The space between the bearing element and the holding element, in the printed circuit board is arranged, in particular is to be sized, that ensures a secure mounting of the circuit board in the housing is. In particular, it is provided that by the bearing element and the holding member certain clearance is smaller than the thickness of the PCB. By such a configuration, the flexible tab held the circuit board under a certain voltage, so that a secure attachment is guaranteed. By the flexible tab is in In this case, a certain tolerance compensation due unavoidable tolerances of the dimensions of the printed circuit board, the bearing element and the retaining element guaranteed. In a special execution Form of the invention is provided that the holding element and the bearing element in close spatial proximity to the circuit board or the flexible tab act, but the action of various pages out.

Durch die sichere und dennoch elastische Befestigung der Leiterplatte in dem Gehäuse ist die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung insbe sondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, bei dem durch die ständigen Erschütterungen stets Kräfte auf die Leiterplatten einwirken, geeignet. Besonders vorteilhaft kann eine solche Leiterplattenanordnung in einem Bediengerät eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden, das Bedienelemente aufweist, die mit auf der Leiterplatte angeordneten Stellelementen in mechanischer Wirkverbindung stehen. Bei einer solchen Anwendung ist insbesondere die sichere aber dennoch in gewissem Rahmen elastische Befestigung der Leiterplatte in dem Bediengerät von Vorteil. Andererseits ergeben sich auch Vorteile durch den einfachen und schnellen Ausbau der Leiterplatte im Falle eines Geräteausfalls.Due to the secure yet elastic attachment of the PCB in the housing is the circuit board assembly according to the invention in particular especially for use in a motor vehicle, in which by constant vibrations always forces acting on the circuit boards, suitable. Particularly advantageous, such a circuit board assembly be used in a control unit of a motor vehicle, the Having controls that arranged with on the circuit board Actuators are in mechanical operative connection. In such a Application is especially safe but nevertheless in a certain way Frame elastic attachment of the PCB in the HMI device of Advantage. On the other hand, there are also advantages through the simple and rapid removal of the PCB in the event of a device failure.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described below with reference to an embodiment and explained in detail the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Leiterplatte mit biegsamen Laschen Fig. 1 is a circuit board with flexible tabs

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweiteiliges Gehäuse mit darin angeordneter Leiterplatte. Fig. 2 shows a cross section through a two-part housing having arranged therein the circuit board.

In Fig. 1 ist eine Leiterplatte 1 dargestellt. Nicht eingezeichnet sind in Fig. 1 die auf einer solchen Leiterplatte vorhandenen Bauelemente und die die Bauelemente verbindenden Leiterbahnen, da diese zum Verständ nis der Erfindung ohne Bedeutung sind. Die Leiterplatte weist Laschen 2, 3 auf. Die Laschen 2 werden durch U-förmige Aussparungen 4 in der Leiterplatte gebildet. Die Laschen 3 sind am Rande der Leiterplatte 1 angeordnet und werden durch L-förmige Aussparungen 5 in der Leiterplatte 1 realisiert. Gemäß der Erfindung wirken auf die Laschen 2, 3 Halteelemente ein, die in dem Gerätegehäuse angeordnet sind. Die Lagerelemente des zweiten Gehäuseteils wirken auf die Flächen 6, 7 der Leiterplatte 1 ein. Daher weisen die Flächen 6, 7 der Leiterplatte 1 keine Bauelemente oder an der Oberfläche verlaufende Leiterbahnen auf. Bei Einsatz mehrschichtiger Leiterplatten ist es jedoch möglich, in den Berei chen der Flächen 6, 7 Leiterbahnen im Innern der Leiterplatte 1 anzuord nen. Weiterhin können auch auf der den Flächen 6, 7 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 1 Leiterbahnen vorhanden sein.In Fig. 1, a printed circuit board 1 is shown. Not shown in Fig. 1 are the components present on such a circuit board and the components connecting tracks, since they are to understand the invention nis meaningless. The circuit board has tabs 2 , 3 . The tabs 2 are formed by U-shaped recesses 4 in the circuit board. The tabs 3 are arranged on the edge of the circuit board 1 and are realized by L-shaped recesses 5 in the circuit board 1 . According to the invention act on the tabs 2 , 3 holding elements, which are arranged in the device housing. The bearing elements of the second housing part act on the surfaces 6 , 7 of the printed circuit board 1 a. Therefore, the surfaces 6 , 7 of the printed circuit board 1 no components or on the surface extending conductor tracks. When using multilayer printed circuit boards, however, it is possible in the preparation surfaces of the surfaces 6 , 7 tracks inside the printed circuit board 1 anzuord NEN. Furthermore, on the surfaces 6 , 7 opposite side of the circuit board 1 traces may be present.

Fig. 2 zeigt zwei Querschnitte durch ein Gehäuse mit einer ersten Gehäusehälfte 8 und einer zweiten Gehäusehälfte 9, wobei in dem Gehäuse eine Leiterplatte 1 angeordnet ist. In dem Gehäuse sind Stege als Halteelement 10 bzw. Lagerelement 11 vorhanden. Das Halteelement 10 ist einstückig mit der ersten Gehäusehälfte 8 verbunden, während das Lagerelement 11 einstückig mit dem zweiten Gehäuseteil 9 verbunden ist. Fig. 2 shows two cross-sections through a housing having a first housing half 8 and a second half casing 9, being arranged in the housing, a circuit board 1. In the housing webs are provided as a holding element 10 and bearing element 11 . The holding element 10 is integrally connected to the first housing half 8 , while the bearing element 11 is integrally connected to the second housing part 9 .

Die Leiterplatte 1 liegt auf dem Lagerelement 11 auf. Die Auflagefläche der Leiterplatte 1 auf dem Lagerelement 4 ist dabei insbesondere die in Fig. 1 als Fläche 7 dargestellte Fläche. Die Leiterplatte 1 weist eine biegsame Lasche 2 auf, auf die das Halteelement 10 einwirkt. Die Abmes sungen des Lagerelementes 11 und des Halteelementes 10 sind dabei so gewählt, daß die Lasche 2 durch das Halteelement 10 unter einer gewis sen Spannung gehalten wird, so daß eine sichere Befestigung der Leiter platte 1 im Gehäuse gewährleistet ist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist jeweils nur ein Lagerelement und ein Halteelement dargestellt, um die prinzipielle Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung zu erläu tern. Für eine ausreichende Befestigung ist zumindest ein weiteres Halte- oder Lagerelement erforderlich. Als Lagerelemente können beispielsweise eine umlaufende Auflagefläche oder zwei oder mehrere Stege vorhanden sein. Weitere entsprechende sichere Auflageausführungen sind dem Fachmann bekannt. Prinzipiell ist dann ein einziges Halteelement ausreichend. Wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist, daß bei entspre chend sicherer Auflage eine sichere Befestigung der Leiterplatte im Gehäuse durch die Laschen und die auf die Laschen einwirkenden Halteelemente erzielt wird.The printed circuit board 1 rests on the bearing element 11 . The bearing surface of the printed circuit board 1 on the bearing element 4 is in particular the area shown in Fig. 1 as a surface 7 . The circuit board 1 has a flexible tab 2 , on which the holding element 10 acts. The dimen solutions of the bearing element 11 and the support member 10 are chosen so that the tab 2 is held by the support member 10 under a gewis sen voltage, so that a secure attachment of the conductor plate 1 is ensured in the housing. In the embodiment of FIG. 2, only one bearing element and a holding element is shown in each case to erläu the principal mode of operation of the arrangement according to the invention. For a sufficient attachment at least one additional holding or bearing element is required. As bearing elements, for example, a circumferential bearing surface or two or more webs may be present. Other corresponding safe support designs are known in the art. In principle, then a single holding element is sufficient. Essential aspect of the invention is that, accordingly, secure mounting a secure attachment of the circuit board in the housing is achieved by the tabs and the holding elements acting on the tabs.

Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung kann bei allen Elektro- oder Elektronikgeräten eingesetzt werden, bei denen eine Montage der Leiterplatte zwischen zwei Gehäusehälften erfolgen kann. Neben den bereits erwähnten Bediengeräten von Kraftfahrzeugen kann es sich dabei insbesondere um Autoradios oder Mobilfunkgeräte handeln.The printed circuit board assembly according to the invention can be used in all electrical or electronic devices are used in which an assembly of Printed circuit board between two housing halves can be done. In addition to the already mentioned operating devices of motor vehicles can be it in particular to car radios or mobile devices.

Claims

1. Circuit board assembly in a first ( 8 ) and a second ( 9 ) housing part having housing, wherein the circuit board ( 1 ) has a flexible tab ( 2 , 3 ) and the first housing part ( 8 ) at least one in frictional connection with the flexible tab ( 2 , 3 ) has a holding element ( 10 ) for the printed circuit board ( 1 ), the second housing part ( 9 ) having at least one bearing element ( 11 ) for the printed circuit board ( 1 ), the bearing element ( 11 ) being arranged on printed circuit board areas (surfaces 6 , 7 ) outside of the tabs ( 2 , 3 ), characterized in that the by the bearing element ( 11 ) and the holding element ( 10 ) certain free space is smaller than the thickness of the circuit board ( 1 ) and that the actions of the bearing element ( 11 ) and the holding element ( 10 ) on the circuit board ( 1 ) from different sides of the circuit board ( 1 ) made.

2. Printed circuit board assembly according to claim 1, characterized in that the flexible tab ( 2 , 3 ) is formed by a recess in the printed circuit board.

3. Printed circuit board assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a flexible tab ( 2 ) is formed by a U-shaped printed circuit board recess.

4. printed circuit board assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the flexible tab ( 3 ) in the edge region of the printed circuit board ( 1 ) by an L-shaped printed circuit board recess ( 5 ) is formed.

5. printed circuit board assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of flexible tabs ( 2 , 3 ) are present.

6. printed circuit board assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the holding element ( 10 ) is designed as a web in the first housing part ( 8 ).

7. printed circuit board assembly according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the second housing part ( 9 ) circulating printed circuit board support in the bearing element.

8. printed circuit board assembly according to one of the preceding claims, characterized in that it is at the bearing elements ( 11 ) webs.

9. Circuit board assembly according to one of the preceding Claims, characterized that the bars increase towards their base Have cross-section.

10. Circuit board assembly according to one of the preceding Claims characterized by Use in a motor vehicle.

11. Circuit board arrangement according to claim 10, characterized by use in a control unit of a motor vehicle, wherein the HMI device has controls that on with the Printed circuit board arranged adjusting elements in mechanical Active compound stand.