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Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung und eine haustechnische Vorrichtung, die eine solche elektronische Schaltung enthält.
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Der Platzbedarf von elektronischen Schaltungen, die auf einer Leiterplatte verwirklicht sind, ist problematisch. Um diesen Platzbedarf einzuschränken und um die Herstellungskosten für die Leiterplatten zu begrenzen, wurden Verfahrenstechniken wie die Oberflächenbestückungstechnik (englisch «SMT» oder «Surface Mounted Technology») entwickelt, um die Montage von Komponenten auf beiden Seiten der Leiterplatten zu ermöglichen. Dies ermöglicht tatsächlich eine Einschränkung des Platzbedarfs der Schaltungen und eine Kostenbegrenzung.
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Alternativ wurde, wie in dem Dokument
US20060115928 , in Betracht gezogen, Elektronik-Komponenten auf verschiedenen, übereinander angeordneten Leiterplatten zu montieren. Diese Schaltungen können elektrisch miteinander verbunden werden. Diese Schaltungen können auch mechanisch miteinander verbunden werden. Wenn auch diese Lösungen Freiheitsgrade bei der Verwirklichung der Leiterplatten bieten, indem sie deren Stapelung erlauben, bleibt, dass die zu produzierende Leiterplattengesamtfläche beträchtlich und kostentreibend ist.
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Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der erwähnten Nachteile und die Verbesserung der elektronischen Schaltungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Erfindung schlägt insbesondere eine elektronische Schaltung vor, welche die Leiterplattenfläche, die zum Tragen der verschiedenen Elektronik-Komponenten erforderlich ist, begrenzt. Es können insbesondere Komponenten unterschiedlicher Art auf einer Oberfläche einer Leiterplatte untergebracht werden, die dem Stand der Technik entspricht. Die Erfindung betrifft außerdem eine elektronische Schaltung, die gegenüber Stößen in Verbindung mit den Manipulationen während der Produktion, des Transports und/oder der Montage der Elektronikgehäuse, in welche die Schaltungen eingebaut werden, widerstandsfähig ist.
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Zu diesem Zweck beruht die Erfindung auf einer elektronischen Schaltung, die eine Leiterplatte, wenigstens eine Komponente von einer ersten Art, wenigstens eine Komponente von einer zweiten Art und ein Distanzstück umfasst, wobei wenigstens eine Komponente der zweiten Art zumindest teilweise über der wenigstens einen Komponente der ersten Art montiert ist und zumindest teilweise über dem Distanzstück montiert ist.
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Die wenigstens eine Komponente der zweiten Art kann an dem Distanzstück anliegend montiert sein.
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Das Distanzstück kann auf der Leiterplatte montiert sein.
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Das Distanzstück kann Befestigungsmittel umfassen, die zu seiner Befestigung auf der Leiterplatte und/oder zu seiner Befestigung an der Komponente zweiter Art bestimmt sind.
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Das Distanzstück kann eine Höhe (H) aufweisen, die größer ist als die Höhe (h) der wenigstens einen Komponente der ersten Art.
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Das Distanzstück kann auf der Leiterplatte in Nähe der wenigstens einen Komponente der ersten Art montiert sein.
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Die Komponente erster Art kann eine Komponente zur Oberflächenmontage sein.
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Die Komponente zweiter Art kann eine Komponente zur Durchsteckmontage sein, insbesondere ein Kondensator.
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Wenigstens eine Komponente erster Art kann zwischen den Pins zur mechanischen und elektrischen Verbindung einer Komponente zweiter Art montiert sein.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine haustechnische Vorrichtung, die eine elektronische Schaltung umfasst, wie sie oben beschrieben ist.
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Die Erfindung wird besser verständlich werden beim Lesen der folgenden Beschreibung, die lediglich als Beispiel gegeben wird und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung ist, bei der eine einzige Art von Elektronik-Komponenten auf der Leiterplatte montiert ist;
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2 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung ist, bei der alle Elektronik-Komponenten auf der Leiterplatte montiert sind.
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In 1 und 2 ist eine Ausführungsform einer elektronischen Schaltung 1 perspektivisch dargestellt.
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Die elektronische Schaltung 1 ist zum Beispiel eine elektronische Schaltung zur Steuerung einer haustechnischen Vorrichtung wie einer Alarmanlage, einer Vorrichtung zur Motorisierung eines Schließelements, eines Abdeckungselements, eines Sonnenschutzelements oder eines Abschirmungselements.
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Die elektronische Schaltung 1 umfasst im Wesentlichen eine Leiterplatte 2, auf der montiert werden sollen:
- – Elektronik-Komponenten 3 von einer ersten Art, zum Beispiel Elektronik-Komponenten zur Oberflächenmontage (englisch «SMC» oder «surface mounted components»), und
- – wenigstens eine Elektronik-Komponente 4 von einer zweiten Art, zum Beispiel Elektronik-Komponenten zur Durchsteckmontage (englisch «THT» oder «through hole technology»), insbesondere sperrigere oder schwerere Komponenten wie elektrolytische Kondensatoren oder Halbleiter.
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Die Elektronik-Komponenten zur Oberflächenmontage werden auf der Leiterplattenoberfläche 10 selbst befestigt, während die Elektronik-Komponenten zur Durchsteckmontage Pins zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit der Leiterplatte aufweisen, wobei diese Pins nach ihrer Anordnung in Löchern 6, die in der Leiterplatte ausgebildet sind, an die Leiterplatte geschweißt oder gelötet werden. Diese Verfahrenstechnik gewährleistet einen im Vergleich zur Oberflächenbestückungstechnik besseren mechanischen Halt für die schweren Komponenten.
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Natürlich umfasst die Leiterplatte Leiterbahnen (nicht dargestellt), die eine elektrische Verbindung unterschiedlicher Pole der Elektronik-Komponenten ermöglichen, unabhängig davon, ob diese von der ersten Art oder von der zweiten Art sind.
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Wie in 2 dargestellt, ist wenigstens eine Komponente 3 der ersten Art zumindest teilweise zwischen der Leiterplatte 2 und der Komponente 4 der zweiten Art montiert. Unter «zumindest teilweise zwischen der Leiterplatte und der Komponente der zweiten Art montiert» ist zu verstehen, dass sich zumindest ein Teil der Komponente 3 der ersten Art in einem Flächenbereich befindet, der als die orthogonale Projektion einer Komponente der zweiten Art oder der Gesamtheit der Komponenten der zweiten Art, welche selbst auf der Leiterplatte montiert sind, auf die Leiterplatte definiert ist. In 2 ist als Beispiel ein Teil 11 dieses Bereichs grau eingefärbt.
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Vorzugsweise befindet sich wenigstens eine Komponente 3 der ersten Art gänzlich in einem Flächenbereich, der als die orthogonale Projektion einer Komponente der zweiten Art oder der Gesamtheit der Komponenten der zweiten Art, welche selbst auf der Leiterplatte montiert sind, auf die Leiterplatte definiert ist. In 2 ist zu erkennen, dass sich mehrere Komponenten der ersten Art gänzlich in einem Flächenbereich befinden, der als die orthogonale Projektion einer Komponente der zweiten Art oder der Gesamtheit der Komponenten der zweiten Art, welche selbst auf der Leiterplatte montiert sind, auf die Leiterplatte definiert ist.
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Vorzugsweise werden mit «Komponenten von einer zweiten Art» sämtliche Komponenten ausgeschlossen, die selbst auf einer separaten Leiterplatte montiert sind.
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Die elektronische Schaltung 1 umfasst außerdem zwei Distanzstücke 5. Ihre Höhe H ist vorzugsweise größer als die maximale Höhe h der Komponenten der ersten Art, die zur Montage auf der Leiterplatte bestimmt sind. Diese Distanzstücke umfassen vorteilhafterweise eine Oberseite 8, an welcher die Komponenten der zweiten Art bei ihrer Montage auf der Leiterplatte mit ihren Unterseiten 9 zur Anlage kommen sollen.
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Die Distanzstücke umfassen vorteilhafterweise Befestigungsmittel, die zu ihrer Befestigung an der Leiterplatte bestimmt sind. Diese Befestigungsmittel können einfach aus einer mit Kleber versehenen Unterseite bestehen, die dazu bestimmt ist, auf die Seite 10 der Leiterplatte aufgedrückt zu werden. Diese Befestigungsmittel können auch von jeder anderen Art sein: sie können außerdem Zapfen umfassen, die dazu bestimmt sind, in Löcher eingepresst zu werden, die in der Leiterplatte vorgesehen sind.
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Alternativ sind die Befestigungsmittel für die Befestigung des Distanzstücks an der mit ihm bestückten Komponente angepasst. Folglich kann das Distanzstück an einer Komponente befestigt sein oder einfach zwischen der Leiterplatte und der Komponente bei dessen Montage auf der Leiterplatte festgehalten werden. Zum Beispiel sind die Distanzstücke mit Löchern versehen und werden auf die Pins einer Komponente gesteckt.
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Die Distanzstücke sind als zwei quaderförmige Streifen dargestellt. Jedoch können sie selbstverständlich alle erdenklichen Formen annehmen, die eine Optimierung der Verteilung der Elektronik-Komponenten, insbesondere der Elektronik-Komponenten der ersten Art, auf der Oberfläche 10 der Leiterplatte gestatten. Zum Beispiel kann ein spezielles Distanzstück für jeden Pin einer Komponente verwendet werden. Ein wesentliches Kriterium für die Distanzstücke ist ihre Höhe: sie muss sicherstellen, dass die Komponenten der zweiten Art bei ihrer Montage auf der Leiterplatte nicht mit den Komponenten der ersten Art in Kontakt kommen. Sie müssen außerdem so konzipiert oder gestaltet sein, dass sie selbst nicht mit den Komponenten der ersten Art in Kontakt kommen.
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Zur Herstellung des Distanzstücks oder der Distanzstücke verwendet man zum Beispiel einen isolierenden synthetischen Werkstoff wie einen Kunststoff.
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Man erkennt, dass auf der Leiterplatte außer den Löchern 6 zur Befestigung der Elektronik-Komponenten der zweiten Art und den Zonen zum Einsetzen der Distanzstücke eine ganze Zone 7, insbesondere eine Zone, die sich zwischen zwei Löchern 6 zur Befestigung von Elektronik-Komponenten der zweiten Art befindet, für die Montage von Elektronik-Komponenten der ersten Art zur Verfügung steht. Alternativ kann, wenn die Distanzstücke mit Löchern versehen und über der Zone der Löcher angeordnet sind, eine größere Zone für die Unterbringung der Komponenten erster Art verfügbar sein.
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Nachstehend wird eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung oder Montage der elektronischen Schaltung 1 beschrieben.
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In einem ersten Schritt wird die Leiterplatte 2 bereitgestellt. Diese Leiterplatte ist dafür ausgelegt, Elektronik-Komponenten der ersten Art aufzunehmen und Elektronik-Komponenten der zweiten Art aufzunehmen.
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In einem zweiten Schritt werden die Komponenten 3 der ersten Art auf der Leiterplatte 2 montiert. Um diese Montage durchzuführen, geht man vor, wie es die Verfahrenstechnik, der diese Komponenten angehören, zum Beispiel die Oberflächenbestückungstechnik SMT, erfordert.
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In einem dritten Schritt wird die Komponente 4 der zweiten Art auf dieser selben Leiterplatte 2 montiert. Um diese Montage durchzuführen, geht man vor, wie es die Verfahrenstechnik, der diese Komponente angehört, erfordert. Dennoch wird diese Komponente vorzugsweise direkt auf der Leiterplatte montiert. In dem in 1 und 2 dargestellten Fall werden die Pins (nicht dargestellt) der Komponente 4 in die Befestigungslöcher 6 gesteckt, dann wird die Komponente in dieser Position im Bereich der Pin-Loch-Grenzflächen verlötet.
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Wie man zuvor gesehen hat, ist die Leiterplatte so angelegt, dass die Komponente der zweiten Art zumindest teilweise über einer Komponente der ersten Art montiert wird. Insbesondere werden Komponenten der ersten Art zwischen den Pins zur mechanischen und elektrischen Verbindung einer Komponente der zweiten Art montiert.
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Vor der Montage der Komponente 4 der zweiten Art auf der Leiterplatte erfolgt die Anordnung wenigstens eines Distanzstücks 5, zum Beispiel zweier Distanzstücke, auf der Leiterplatte oder auf der Komponente zweiter Art. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Komponente 4 der zweiten Art bei der Montage der Komponente der zweiten Art auf der Leiterplatte 2 nicht mit einer Komponente der ersten Art in Kontakt kommt.
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Vorteilhafterweise wird man bei der Montage der Komponente 4 der zweiten Art die Komponente der zweiten Art in Kontakt mit dem Distanzstück oder den Distanzstücken oder an dem Distanzstück oder den Distanzstücken anliegend positionieren, dann die Komponente in dieser Position fixieren. Auf diese Weise kommt die Komponente zweiter Art auf dem Distanzstück zur Anlage, wobei selbiges auf der Leiterplatte aufliegt.
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In der vorausgegangenen Beschreibung gehören die Komponenten der ersten Art zur Oberflächenbestückungstechnik und gehören die Komponenten der zweiten Art zur Durchsteckmontagetechnik. Jedoch ist vorstellbar, die Komponenten nach jeder anderen Art von Kriterium zu unterscheiden, zum Beispiel nach einem Höhenkriterium (senkrecht zur Leiterplatte gemessen), wenn die Komponenten auf einer Leiterplatte montiert sind, und/oder einem Längenkriterium (parallel zur Leiterplatte gemessen), wenn die Komponenten auf einer Leiterplatte montiert sind, und/oder einem Gewichtskriterium und dies unabhängig von der Verfahrenstechnik ihrer Montage auf der Leiterplatte.
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Zum Beispiel könnte man ein Höhenkriterium von 5 mm festlegen, wobei die Komponenten, die weniger als 5 mm Höhe messen, von der ersten Art sind und die Komponenten, die mehr als 5 mm Höhe messen, von der zweiten Art sind.
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Schließlich könnte die Zugehörigkeit zur ersten Art oder zur zweiten Art völlig willkürlich sein, ohne dass physische Kriterien eine Unterscheidung der Komponenten der ersten Art und der Komponenten der zweiten Art ermöglichen.
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Bei den verschiedenen Ausführungsformen und/oder den verschiedenen Varianten kann die Höhe des Distanzstücks zum Beispiel höchstens das 1,5-fache, ja sogar 1,3-fache, ja sogar 1,1-fache der Höhe der Komponenten der ersten Art betragen. Unter «Höhe der Komponenten der ersten Art» versteht man die mittlere Höhe der Komponenten der ersten Art, die aus der Leiterplatte herausragt, oder die maximale Höhe der Komponenten der ersten Art, die aus der Leiterplatte herausragt.
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Wie man zuvor gesehen hat, werden vorteilhafterweise wenigstens eine Komponente der ersten Art, vorzugsweise mehrere Komponenten der ersten Art zwischen Pins zur mechanischen und elektrischen Verbindung einer Komponente der zweiten Art montiert. Bei den verschiedenen Ausführungsformen und/oder den verschiedenen Varianten, vorzugsweise im Falle einer Komponente zweiter Art mit zwei Befestigungspins, schneidet wenigstens eine Komponente erster Art einen Teil der Ebene, die sich in Höhe der Leiterplatte zwischen den Achsen der Pins der Komponente zweiter Art erstreckt und von diesen Achsen begrenzt wird, wobei sich die Ebene senkrecht zur Leiterplatte erstreckt und durch diese Achsen verläuft. Im Falle einer Komponente zweiter Art mit drei Befestigungspins und mehr ist wenigstens eine Komponente erster Art in einem Volumen enthalten oder schneidet ein Volumen, das sich in Höhe der Leiterplatte zwischen den Achsen der Pins der Komponente zweiter Art erstreckt und von diesen Achsen begrenzt wird, wobei sich das Volumen senkrecht zur Leiterplatte erstreckt, wobei die Achsen die vertikalen Kanten des Volumens bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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