DE2925338C2

DE2925338C2 - Kochgerät mit einem Bedienungsteil mit gekühlter Leiterplatte

Info

Publication number: DE2925338C2
Application number: DE2925338A
Authority: DE
Inventors: Yoshikatsu Osaka Ohno; Tsatsuya Tsuda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1982-04-08
Also published as: GB2030372A; GB2030372B; CA1139374A; US4336569A; JPS556118A; DE2925338A1

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

— die Bestückungsseite der Leiterplatte (7) der Bedienungstafel (17) und die die rückseitige Abschlußfläche des Bedienungsteils bildende Schaltmusterseite der Wärmequelle (10 bis 12) zugekehrt ist und

— zwischen der Bedienungstafel (17) und der Leiterplatte (7) ein Abstand eingehalten ist, durch den an der Unterkante der Leiterplatte (7) über Ansaugöffnungen (22,23,24) einströmende Kühlluft für die elektrischen Bauteile hindurchströmt.

2. Kochgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Kühlgebläse (9) zum Kühlen der Wärmequelle (8, 10) mittels eines Luftstroms, der mindestens zum Teil über die Ansaugöffnungen (22, 23, 24) und durch den Abstand zwischen der Bestückungsseite der Leiterplatte (7) und der Bedienungsta'el (17) hindurchgeführt ist.

3. Kochgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gerät eine Mikrowelleneinheit enthalten und die Wärmequelle ein Hochspannungstransformator (10) mit nachgeschaltetem Magnetron (8) ist.

4. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Körper eines in die Leiterplatte (7) eingesetzten Halbleiterchips (27) innerhalb einer ausgesparten öffnung der Leiterplatte (7) von der Wärmequelle abgekehrt angeordnet ist, und daß Anschlußelemente (25') des Halbleiterchips (27) an auf der Schaltmusterseite der Leiterplatte (7) vorhandenen elektrischen Leiterbahnen (28) befestigt sind (F i g. 6B).

5. Kochgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgebläse (9) im Gehäuse des Kochgeräts so angeordnet ist, daß ein Luftstrom von einer der unteren, im Bereich der Leiterplatte (7) angeordneten Ansaugöffnungen (24) durch den Zwischenraum zwischen dem Bedienungsteil (16...) und der Leiterplatte (7) zum Kühlgebläse (9) verläuft.

6. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Leiterplatte (7) relativ zu dem Bedienungsteil abstützendes Tragelement (20) eine Luftdurchtrittsöffnung (22) zu dem Zwischenraum zwischen der Bestückungsseite der Leiterplatte (7) und der Rückseite der Bedienungstafel (17) aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Kochgerät mit einem eine elektronische Steuereinheit enthaltenden Bedienungsteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten elektronisch steuerbaren Kochgeräten der genannten Art, wie sie beispielsweise in der US-PS 40 Π 428 beschrieben sind, besteht die Gefahr, daß die Halbleiterbauelemente durch eine Wärmequelle im Inneren des Geräts beschädigt oder unbrauchbar werden.

ίο Zur Kühlung ist es bei elektronisch gesteuerten Geräten allgemein bekannt, die mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten in einem durch geeignete Öffnungen auf einer Gehäuseober- und -Unterseite ermöglichten Luftstrom anzuordnen, um eine Konvektion der in den Bauelementen entstehenden Verlustwärme herbeizuführen (vgl. beispielsweise DE-OS 21 05 382 und GB-PS 14 38 609). Durch Trennwände an geeigneter Stelle wird außerdem eine Wärmeabschirmung gegen andere Baugruppen des Geräts und ein gewünschter Strömungsweg der Kühlluft festgelegt.

Insbesondere bei elektronisch gesteuerten Mikrowellenherden ist es aus Gründen eines günstigen Zusammenbaus und der Verbindung zwischen einer frontseitigen Bedienungstafel und den elektronischen Baugruppen bisher üblich, die elektronischen Baugruppen auf der dem Gehäuseinneren zugekehrten Seite einer gedruckten Schaltungsplatte anzubringen. In diesem Fall befinden sich die Leitungsführungen und Prüfan-Schlüsse zwischen der Bedienungstafel und der Schaltungsplatte. Der Abstand zwischen den beiden Tafeln bzw. Platten ist relativ klein. Dem Vorteil einer günstigen Leitungsführung steht jedoch der Nachteil gegenüber, daß zwischen dem gesamten Bedienungsieil und jenem Teil des Herds, welcher die Wärmequelle enthält (Hochspannungstransformator, Hochspannungsdiode, Magnetron usw.), erhebliche Wärmedämm- und -abschirmmaßnahmen getroffen sein müssen, um zu verhindern, daß die relativ stark temperaturempfindlichen Halbleiterbausteine auf der Schaltungsplatte durch zu starke Wärmebelastung unbrauchbar werden.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, durch eine andere konstruktive Gestaltung des gesamten Bedienungsleils besondere Wärmedämmaßnahmen im Inneren des Kochgeräts überflüssig zu machen.

Diese Aufgabe wird entsprechend den im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen im wesentlichen dadurch gelöst, daß die mit den elektrischen und elektronischen Baugruppen des Bedienungs- bzw.

so Steuerteils bestückte Leiterplatte auf Abstand von der Frontplatte so angeordnet wird, daß die Schaltungsseite zum Geräteinneren hin liegt, während die Bestückungsseite der Rückseite der Frontplatte zugekehrt ist. Durch den Abstand wird ein Kühlluftsirom geführt, welcher die elektrischen und elektronischen Baugruppen kühlt, so daß eine zu hohe Wärmebelastung dieser Bauelemente trotz des Wegfalls besonderer Wärmedämmaßnahmen nicht zu befürchten ist. Durch das neuartige Kühlsystem für ein Kochgerät, beispielsweise einen Mikrowellenherd, lassen sich Wärmeschäden an empfindlichen Bauelementen, wie integrierten Halbleiterschaltungen — nachfolgend als Halbleiterchip bezeichnet — verhindern.

Es ist vorteilhaft, alle empfindlichen Bauelemente auf der den Wärmequellen abgekehrten Bestückungsseite der Leiterplatte anzuordnen. Sie werden so vor Strahlungswärme geschützt. Auf der entgegengesetzten Oberfläche der Leiterplatte befinden sich dann im

wesentlichen samtliche elektrischen Anschlüsse der Schaltungselemente. Diese zweite Oberfläche ist im wesentlichen eben und erleichtert die Herstellung von Prüfverbindungen auch während des Betriebes. Gleichzeitig bildet diese glatte zweite Oberfläche der Leiterplatte die Rückseite des Bedienungsteils bzw. der Steuereinheit. Durch den Zwischenraum zwischen dem Bedienungsteil und der Leiterplatte wird mittels eines Kühlgebläses ein Luftstrom geführt

Die zweite Oberfläche der Leiterplatte bzw. die Rückseite des Bedienungsteils mit den gedruckten Leiterzügen und Anschlußpunkten kann leicht mit einer Prüfvorrichtung verbunden werden.

Ferner kann durch eine öffnung Außenluft angesaugt und zur Kühlung durch den Zwischenraum zwischen dem Bedienungsteil und der Bestückungsseite der Leiterplatte geleitet werden.

Die Erfindung eignet sich für jedes Kochgerät, insbesondere für Mikrowellenherde und solche Kombinationsherde, die mit einer oder mehreren Kocheinrichtungen wie einem Mikrowellenherd und einem Elektro- oder Gasherd kombiniert sind.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel anhand eines Mikrowellenherdes unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine Perspektivdarstellung eines Mikrowellenherdes mit erfindungsgemäßen Merkmalen,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Mikrowellenherd von F i g. 1, ohne Gehäuse,

Fig.3 eine separate Perspektivdarstellung -einer Steuereinheit des Mikrowellenheides,

Fig.4 eine auseinandergezogene Darstellung von Baugruppen der Steuereinheit von F i g. 3,

Fig.5 einen Teilschnitt durch einen auf einer gedruckten Leiterplatte der Steuereinheit angeordneten Halbleiterchip,

Fig. 6A eine Perspektivdarstellung eines anderen Halbleiterchip-Typs in Verbindung mit einer ähnlichen gedruckten Leiterplatte, und

Fig.6B einen Schnitt durch die Halbleiterchip-Anordnung von F i g. 6A.

Der in Fig. 1 dargestellte Mikrowellenherd 1 umfaßt u. a. ein Gehäuse 5 mit Tür 2, eine Steuereinheit 3 und eine Türöffnertaste 4.

Die Steuereinheit 3 enthält außer einem Anzeigeelement 19 mehrere Tasten zur Eingabe eines durch den Mikrowellenherd auszuführenden gewünschten Kochprogrammes. Auf dem Anzeigeelement 19 können außer der Uhrzeit eine Kochtemperatur sowie Kochzeit eines erhitzten Kochgutes u.dgl. angezeigt werden. Einzelheiten über Funktion der Tasten und der Anzeige können beispielsweise aus der US-PS 40 11428 entnommen werden. Beim Drücken der Türöffnertaste 4 öffnet sich die Tür 2.

Gemäß Fi g. 2, die das Innere des Mikrowellenherdes 1 ohne Gehäuse zeigt, ist an einem Träger 6 der Steuereinheit 3 eine gedruckte Leiterplatte 7 befestigt, und dahinter sind innerhalb des Gehäuses 5 ein Magnetron 8, ein Kühlgebläse 9, ein Hochspannungs- en transformator 10, ein Hochspannungskondensator 11 und eine Hochspannungsdiode 12 untergebracht. Bei Versorgung mit Energie gibt das Magnetron 8 Mikrowellenenergie zu Kochzwecken in einen Raum des Mikrowellenherdes 1 ab.

Das Magnetron 8 ist gemeinsam mit dem zu seiner Kühlung dienenden Kühlgebläse 9 an einer Oberwand 15 des Gehäuses 5 befestigt und wird in einer Serienresonanzschaltung durch den auf einer Bodenwand 13 des Gehäuses befestigten Hochspannungstransformator 10 mit einer Hochspannung versorgt Der Hochspannungskondensator 11 und die Hochspannungsdiode 12 sind an einer Gehäuse-Rückwand 14 angebracht Zur Durchführung eines über die Tasten der Steuereinheit 3 eingegebenen Kochprogrammes enthält der Mikrowellenherd 1 einen Halbleiterchip, der gegenüber einer von sich im Betrieb erhitzenden Bauelementen wie beispielsweise dem Hochspannungstransformator 10 ausgehenden Wärmestrahlung vor Schaden zu schützen ist Erfindungsgemäße Schutzmaßnahmen werden nachstehend in Verbindung mit F i g. 3 und 4 erläutert

Gemäß F i g. 3 und 4 besteht die Steuereinheit 3 im wesentlichen aus einem Bedienelementegehäuse 16 als Gehäuse, einer mehrere Tasten bzw. Tastenschalter enthaltenden Tastaturplatte 17, einer Befestigungsplatle 18, einem den Träger 6 enthaltenden Chassis 20 und der gedruckten Leiterplatte 7.

Die Tasiaturplatte 17 ist mitteis einer Befestigungsplatte 18 genau in einer Öffnung 16a des Bedienelementegehäuses 16 ausgerichtet. Das Anzeigeelement 19 ist auf dem Chassis 20 befestigt. Die am Träger 6 befestigte gedruckte Leiterplatte 7 enthält außer einem Halbleiterchip 21 mehrere elektrische Bauelemente auf ihrer von der Wärmequelle abgekehrten Seite, so daß diese Bauelemente keiner direkten Strahlungswärme ausgesetzt sind. Befestigungsplatte 18. Chassis 20 und Leiterplatte 7 sind gemäß Fig. 3 miteinander verschraubt. Die Leiterplatte 7 enthält Leiterbahnen als elektrische Verbindungswege zwischen den elektrischen Bauelementen.

Die Fig.4 bzw. 2 und 3 lassen erkennen, daß im Chassis 20 mehrere, beispielsweise 3 Öffnungen 22 und in der Bodenwand 13 zwei Gruppen von Ansaugöfinungen 23, 24 angeordnet sind. Wenn das Kühlgebläse 9 läuft, saugt es Außenluft durch die Ansaugöffnungen 23, 24 an, die — wie in F i g. 2 durch Pfeile angedeutet
zum Teil durch die Öffnungen 22 in den zwischen Chassis 20 und Leiterplatte 7 gebildeter Spalt strömt und dabei die auf der gedruckten Leiterplatte 7 angeordneten Bauelemente kühlt.

Der Rest der angesaugten Außenluft wird dem eine Wärmequelle bildenden Hochspannungstransformator 10 und danach dem Magnetron 8 zwecks Kühlung derselben zugeführt und anschließend über ein nicht dargestelltes Entlüftungsfenster ausgeblasen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kochgerätes besteht darin, daß seine in Fig.3 dargestellte Steuereinheit 3 leicht im eingebauten Betriebszustand überprüft werden kann. Die elektrische Prüfung derselben erfolgt bei der Montage des Mikrowellenherdes 1. Der darin enthaltene Halbleiterchip 21 kann per se vorgeprüft werden.

Zur Prüfung der Steuereinheit 3 werden Prüfanschlüsse der gedruckten Leiterplatte 7 mit einer Prüfvorrichtung verbunden. Weil die Rückseite der Leiterplatte 7 flach und ohne vorstehende Bauteile ausgebildet ist, können sämtliche Prüfanschlüsse gleichzeitig und direkt mit der Prüfvorrichtung verbunden werden.

Gemäß F i g. 3 befinden sich auf der Rückseite der Leiterplatte 7 zahlreiche Lötverbindungen mit Anschlüssen elektrischer Bauelemente. Diese Lötverbindungen stören die Prüfung der Steuereinheit 3 und der Leiterplatte 7 nicht. Selbstverständlich kann die gedruckte Leiterplatte 7 wegen ihrer flachen Rückseite

leicht vor ihrem Einbau in die Steuereinheit 3 vorgeprüft werden. Die Gesamtprüfung der Steuereinheit 3 inclusive Leiterplatte 7 ist auf Grund ihrer gemeinsamen, durch die Leiterplatte gebildeten flachen Rückseite leicht durchführbar.

Der gemäß Fig.5 auf der gedruckten Leiterplatte 7 befestigte Halbleiterchip 21 besitzt eine Anzahl von abgewinkelten Anschlußfahnen 25, die alle mittel? Lötstellen 26 mit den Leiterbahnen der gedruckten Leiterplatte 7 verbunden sind. Wie schon erwähnt, schützt die Leiterplatte 7 den Halbleiterchip 21 vor Strahlungswärme durch Wärme abgebende Bauteile, beispielsweise des Hochspannungstransformators 10, welcher der die Lötstellen 26 tragenden Rückseite der Leiterplatte 7 gegenüber liegt.

In Fig.6A ist perspektivisch, und in Fig.6B geschnitten ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt.

bei dem ein mit gestreckten Anschlußfahnen 25' versehener anderer Halbleiterchip 27 mittels Lötstellen 26' an Leiterbahnen 28 einer abgewandelten gedruckten Leiterplatte 7 befestigt ist. Bei dieser Ausführung ist die mit den Leiterbahnen 28 beschichtete Oberfläche der Leiterplatte 7 dem Hochspannungstransformator 10 zugekehrt, während der eigentliche Körper des Halbleiterchip 27 auf der entgegengesetzten Seite liegt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Rückseite der gedruckten Leiterplatte 7 auch im wesentlichen eben ausgebildet, wie bei der Steuereinheit 3 von F i g. 3. Auch die übrigen elektrischen Bauelemente sind in ähnlicher Weise wie bei Fig.4 auf der Leiterplatte 7 angebracht. Somit ist auch hier eine schnelle Prüfung der Leiterplatte 7 per se sowie der mit ihr bestückten Steuereinheit 3 durchführbar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kochgerät mit

— einem Bedienungsteil mit frontseitiger Bedienungstafel, über die Steuerbefehle für eine Steuereinheit eingebbar sind,

— einer mit elektrischen Bauteilen einschließlich Halbleiterbauelementen einseitig bestückten gedruckten und vertikal im Gerätegehäuse angeordneten Leiterplatte und

— einer von der Leiterplatte abgerückten Wärmequelle im Gerätegehäuse, die mittels eines Luftstroms gekühlt wird