DE19980533B4

DE19980533B4 - Abschirmung einer auf einem metallischen Substrat angebrachten elektronischen Karte mit gedruckter Schaltung

Info

Publication number: DE19980533B4
Application number: DE19980533T
Authority: DE
Inventors: Dung Kong A Siou; Jean-Marc Nicolai; Marc Duarte
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: JP4160130B2; DE19980533T1; WO1999045755A1; FR2775554B1; JP2001523399A; FR2775554A1

Abstract

Einheit, mit einer auf einem metallischen Substrat (1) angebrachten elektronischen Karte (2) mit gedruckter Schaltung, und mit einer metallischen Kappe (3) zur elektrischen Abschirmung, die mit dem Substrat (1) verbunden ist, wobei das Substrat (1) eine Hohlrinne (4) aufweist, in der der Rand der Kappe (3) aufgenommen ist, wobei dieser Rand eine Endkante aufweist und auf dem Substrat (1) in der Rinne (4) eingefasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Rinne (4) und die Endkante des Randes unterhalb der elektronischen Karte (2) liegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die elektromagnetische Abschirmung einer auf einem metallischen Substrat angebrachten elektronischen Karte mit gedruckter Schaltung.
Sie findet vorteilhaft – aber nicht einschränkend – Anwendung für den Schutz von Steuerschaltkreisen von Entladungslampen.
Eine derartige elektromagnetische Abschirmung erfolgt im allgemeinen mittels einer metallischen Kappe, die auf dem Substrat abgedichtet wird.
Bisher verwendet man vor allem zwei Techniken für die Montage einer derartigen Kappe.
Gemäß einer ersten Lösungsart erfolgt die elektrische Verbindung der Metallkappe mit der Masse, die durch das metallische Substrat gebildet wird, unabhängig von der mechanischen Befestigung dieser Kappe bezüglich dieses Substrats und der elektronischen Karte. Beispielsweise kann die elektrische Verbindung mit der Masse durch Vernieten, Verschrauben, Verlöten oder eine gelötete Drahtverbindung erfolgen.
Bei einer zweiten Lösungsart wird die metallische Kappe mechanisch auf dem Substrat mittels eines Klebers befestigt, der aus einem elektrisch leitenden Material besteht und die Funktion der elektrischen Verbindung gewährleistet.
Diese beiden Lösungsarten weisen jedoch eine wie die andere Nachteile auf.
Insbesondere machen die Lösungen, bei denen die mechanische Befestigung und die elektrische Verbindung durch unterschiedliche Mittel erfolgen, zusätzliche Arbeitsschritte bei der Herstellung erforderlich und sind daher teuer. Darüber hinaus ist bei diesen Lösungen die Dichtigkeit zwischen der metallischen Kappe und dem Substrat im allgemeinen nicht gewährleistet.
Gleichermaßen sind die Lösungen, bei denen man einen leitenden Kleber verwendet, mit bedeutenden Kosten verbunden, insbesondere wegen des Arbeitsschritts des Übertragens eines Kleberfadens.
Außerdem weisen bei diesen Lösungen die Kleberverbindungen Probleme bezüglich der Dauerhaltbarkeit wie auch der Haltbarkeit gegenüber Temperatur und Schwingungen auf.
Aus der deutschen Schrift DE 196 02 637 C1 ist eine Anordnung bekannt, bei der auf einer als Metallplatte ausgebildeten Kühlplatte eine elektrische Schaltung mit einer tragenden Bauelemente ersten Leiterplatte aufgebracht ist. Zum Schutz vor elektromagnetischer Einstrahlung auf der Leiterplatte ist ferner ein aus Metall bestehendes Gehäuseoberteil vorgesehen, das mit der Kühlplatte mittels einer herkömmlichen Verbindungstechnik wie Crimpen, Bördeln, Kleben oder Schrauben mechanisch miteinander verbunden sind.
Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Lösung zum Abschirmen vorzuschlagen, die diese Nachteile nicht aufweist.
Hierfür schlägt die Erfindung eine Einheit vor mit einer auf einem metallischen Substrat angebrachten elektronischen Karte mit gedruckter Schaltung, und mit einer mit dem Substrat verbundenen metallischen Kappe zur elektrischen Abschirmung, wobei das Substrat eine Hohlrinne aufweist, in der der Rand der Kappe aufgenommen ist, wobei dieser Rand auf dem Substrat in der Rinne eingefasst, z. B. verbördelt bzw. verquetscht ist, und eine Endkante aufweist. Hierbei liegen der Boden der Rinne und die Endkante des Randes unterhalb der elektronischen Karte.
Die Erfindung schlägt darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Einheit vor, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

– Ausbuchten des Substrates, um dort eine Rinne zu erzeugen, deren Boden unterhalb einer auf dem Substrat angeordneten elektronischen Karte liegt,
– Anordnen der elektronischen Karte auf dem Substrat,
– Positionieren der Kappe auf der so erhaltenen Einheit derart, daß der Rand der Kappe in der Rinne angeordnet ist,
– Einfassen des Randes auf dem Substrat.

Weitere Eigenschaften der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung noch ersichtlich. Diese Beschreibung ist rein erläuternd und nicht beschränkend. Sie ist unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen zu lesen, in denen:
1 eine schematische Darstellung im Schnitt ist, die die Befestigung einer Abschirmungskappe gemäß einer für die Erfindung möglichen Ausführungsform illustriert;
2a und 2b schematische Darstellungen in Draufsicht sind, die zwei mögliche Einfassungsarten illustrieren;
3 und 4 schematische Darstellungen in einem der 1 ähnlichen Schnitt sind, die eine mögliche Realisierungsform für das Einfassen der metallischen Kappe auf dem Substrat illustrieren.
In der 1 sind ein metallisches Substrat 1, eine elektronische Karte 2 mit gedruckter Schaltung und eine metallische Abschirmkappe 3 dargestellt.
Das Substrat 1 weist eine Hohlrinne 4 auf, die durch Austiefen z. B. Pressen des Materials erzeugt wurde. Diese Rinne 4 erstreckt sich auf dem Substrat entlang einer Umfangslinie, die der des Rands der metallischen Kappe 3 entspricht.
Diese Rinne 4 ist dazu bestimmt, den Rand der metallischen Kappe 3 aufzunehmen.
Die Befestigung des Rands der metallischen Kappe 3 in der Rinne 4 erfolgt durch Einbördeln.
Hierzu läuft dieser Rand in einer oder mehrere(n) Laschen 5 aus, die einen L-förmigen Rücksprung ausbilden, der sich zur Außenseite der Kappe 3 hin erstreckt.
Eine derartige Lasche 5 ist in einem Bereich der Rinne 4 aufgenommen, dessen Breite mit der der Lasche 5 übereinstimmt. Somit paßt die Lasche 5 exakt in die hohle Form der Rinne 4.
Die Länge einer derartigen Lasche 5 beträgt beispielsweise 3 mm, während die einer diese aufnehmenden Hohlform 4 mm beträgt.
Die Befestigung der Kappe 3 auf dem Substrat 1 erfolgt auf folgende Art und Weise.
Das Substrat 1 wird zunächst ausgebuchtet, z. B. gepreßt, um die Rinne 4 herzustellen. Dadurch kann man sogar einen Materialüberschuß erhalten, der gegebenenfalls den Rand der Rinne 4 bildet.
Danach wird die elektronische Karte 2 auf dem Substrat 1 angebracht.
Dann wird die Kappe 3 in die Rinne 4 gesetzt.
Wenn die Kappe 3 korrekt positioniert ist, bewirkt man eine lokale Verbördelung durch seitliches Verschieben des Substratmaterials über die Ecken der Laschen 5 der Kappe 3. Das beim Verbördeln verschobene Materials ist das jenige, das die Ränder der sich beim Ausbuchten ergebenden Rinne bildet. Insbesondere, wie es auch die 2a und 2b darstellen, übt das bei der Bildung der Rinne durch das Ausbuchten zur Seite geschobene Material nach dem Umbördeln auf die Laschen 5 parallele Kräfte aus, die sich ausgleichen. Das während des Einfassens verschobene Material ist mit der Bezugszahl 6 bezeichnet.
Zwei Ausführungsformen sind möglich: Das Umbördeln kann durch ein Wegdrücken eines ziemlich kurzen Teils des Substrats erfolgen, das relativ lange Laschen 5 bedeckt (2a); in Abwandlung kann es durch ein gleichzeitiges Wegdrücken von zwei Teilen des Substrats erfolgen, die relativ kurze Laschen 5 überdecken (2b).
Wie es die 3 und 4 zeigen, kann die Form, in der das Substrat 1 ausgebuchtet wird, so gestaltet sein, daß das ausgebuchtete Substrat 1 am Rand der Rinne 4 eine Ausbauchung 7 aufweist, die das überschüssige Material bildet, das während des Bördelns zu verschieben ist; die Höhe dieser Ausbauchung ist so angepaßt, daß sie unterhalb des oberen Rands der elektronischen Karte 2 liegt, damit sie nicht den Lötpasten-Siebdruck für das Anbringen von Bauteilen vor dem Einsetzen der Kappe 3 behindert.
Außerdem ist die Tiefe der Rinne 4 so angepaßt, daß der Grund dieser Rinne 4 und die rückspringende Lasche 5 unterhalb der elektronischen Karte 2 liegen. Dies erlaubt es, jede Gefahr des Entweichens von elektromagnetischen Wellen zu vermeiden.
Vorteilhaft wird beim Bördeln nur ein Teil der Laschen 5 der Kappe 3 verwendet, was es ermöglicht, sich die Möglichkeit offenzuhalten, die anderen Laschen im Eventualfall einer späteren Demontage für ein zweites Bördeln zu verwenden.
Dementsprechend ist das oben beschriebene Verfahren mit einer Demontage der Kappe vereinbar.
Die oben beschriebene Technik weist zahlreiche Vorteile auf:

– Sie ist wesentlich einfacher als die bisherigen Techniken, weil die mechanische Anbringung der Kappe, ihre Positionierung und das Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen der Kappe und dem metallischen Substrat in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgen;
– die durchgeführte Montage ermöglicht es, daß keine elektromagnetischen Wellen austreten;
– das metallische Substrat bleibt perfekt dicht, weil es nicht mit Löchern versehen ist;
– die mechanische Steifheit der Montageeinheit wird erhöht; insbesondere stellt die Rinne, die auf der Gesamtheit des Umfangs des metallischen Substrats erzeugt wurde, eine Rippe dar, die zu dieser Steifheit beiträgt; diese Steifheit wird außerdem durch das Austiefen der Kappe während ihres Einfassens auf dem metallischen Substrat erhöht; es sei bemerkt, daß es die erzielte Erhöhung der Steifheit erlaubt, die Dicke des metallischen Substrats zu verringern;
– es ist mit der vorgeschlagenen Technik außerdem möglich, die Kappe zu demontieren und dann wieder zu montieren.

Die oben beschriebene Abschirmung kann in allen Bereichen der Elektronik verwendet werden, in der isolierte metallische Substrate verwendet werden, und insbesondere vorteilhaft in der Automobilelektronik, bei der Energieumwandlung, der Leistungszufuhr, bei Leistungsmultiplexern, der Versorgung eines Elektromotors etc.
Insbesondere kann sie bei der Abschirmung eines Steuerschaltkreises ("Ballast" in der Terminologie des Fachmanns) einer Entladungslampe eingesetzt werden, wo das Problem des Entweichens elektromagnetischer Wellen bis jetzt nicht völlig gelöst war.

Claims

Einheit, mit einer auf einem metallischen Substrat (1) angebrachten elektronischen Karte (2) mit gedruckter Schaltung, und mit einer metallischen Kappe (3) zur elektrischen Abschirmung, die mit dem Substrat (1) verbunden ist, wobei das Substrat (1) eine Hohlrinne (4) aufweist, in der der Rand der Kappe (3) aufgenommen ist, wobei dieser Rand eine Endkante aufweist und auf dem Substrat (1) in der Rinne (4) eingefasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Rinne (4) und die Endkante des Randes unterhalb der elektronischen Karte (2) liegen.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Kappe (3) in mindestens einer rückspringenden Lasche (5) endet, die in der Rinne (4) verbördelt ist.
Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Rinne (4) und der Lasche (5) unterhalb der elektronischen Karte (2) liegen.
Verfahren zum Herstellen einer Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden unterschiedlichen Schritte: – Ausbuchten des Substrates (1), um dort eine Rinne (4) zu erzeugen, deren Boden unterhalb einer auf dem Substrat (1) angeordneten elektronischen Karte (2) liegt, – Anordnen der elektronischen Karte (2) auf dem Substrat, – Positionieren der Kappe (3) auf der so erhaltenen Einheit derart, dass der Rand der Kappe (3) in der Rinne (4) angeordnet ist, – Einfassen des Randes auf dem Substrat (1).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfassen durch lokalisiertes Drücken der Substratmaterie (1) auf eine oder mehrere Laschen, die am Rand der Kappe (3) auslaufen, erfolgt, so dass man auf die Lasche(n) (5) entgegenwirkende Kräfte ausübt, die sich ausgleichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Drücken am Rand der Rinne eine Ausbauchung gebildet wird, die dazu bestimmt ist, die während des Einfassens zu verschiebende Materie zu bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil der Laschen der Kappe (3) eingefasst wird.