DE29609183U1

DE29609183U1 - Holder for electronic components

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Publication number: DE29609183U1
Application number: DE29609183U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2006-05-23

Description

BeschreibungDescription

Es ist bekannt, daß großvolumige elektronische Bauelemente mittels besonderer mechanischer Befestigungen auf einer Grundplatte, wie z.B. einer Leiterplatte fixiert werden. Üblicherweise werden hier Schraubbefestigungen, Laschen, Klebetechniken etc. angewandt. Diese Befestigungsarten setzen einen erheblichen manuellen Aufwand voraus, und sind daher relativ kostenintensiv.It is known that large-volume electronic components are fixed to a base plate, such as a circuit board, using special mechanical fastenings. Screw fastenings, tabs, adhesive techniques, etc. are usually used here. These types of fastening require considerable manual effort and are therefore relatively cost-intensive.

Um eine kostengünstige Befestigung dieser Bauteile bei größeren Stückzahlen zu ermöglichen, werden diese mit Hilfe des Schut&zgr;anspruchs 1 in einen Grundkörper eingebettet, der für die formschlüssige mechanische Fixierung darin sorgt. Damit das so erzielte Arrangement sicheren Halt auf der Grundplatte findet, kann mit Hilfe des Anspruchs 2 eine weiterhin formschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper und der Grund- oder Montageplatte hergestellt werden. Meist wird die Montageplatte gleichzeitig zur Verdrahtung verwendet, indem hierfür eine bekannte elektrische Leiterplatte benutzt wird. Allgemein werden zur Verbindung der darauf befindlichen Leiterbahnen mit der Bedrahtung der Bauelemente Lötprozesse durchgeführt, die eine gewisse Beanspruchung der Bauelemente darstellen. Desweiteren ist meist eine besondere mechanische Befestigung der Bauteile während des Lötprozesses vonnöten. Mit Hilfe einer geeigneten Ausgestaltung des Grundkörpers nach Anspruch wird diese Fixierung überflüssig. Desweiteren kann das Lot nicht dicht an die Bauelemente gelangen, sodaß diese thermisch entlastet werden.In order to enable a cost-effective fastening of these components in large quantities, they are embedded in a base body with the help of claim 1, which ensures the positive mechanical fixation therein. In order for the arrangement achieved in this way to be held securely on the base plate, a further positive connection between the base body and the base or mounting plate can be made with the help of claim 2. The mounting plate is usually used at the same time for wiring, using a known electrical circuit board for this purpose. In general, soldering processes are carried out to connect the conductor tracks on it to the wiring of the components, which represent a certain stress on the components. Furthermore, a special mechanical fastening of the components is usually necessary during the soldering process. With the help of a suitable design of the base body according to claim, this fixation becomes superfluous. Furthermore, the solder cannot get close to the components, so that they are thermally relieved.

Häufig ist die Montage von Bauelementen auf Kühlkörpern erforderlich; insbesondere hier ist es von wesentlicher Bedeutung, den Montageaufwand so gering wie möglich zu halten. Diese Art von Bauelementen kann mit der Kühlfahne nach außen, d.h. der Oberfläche, die mit dem Kühlkörper in Kontakt zu stehen hat, in Anlehnung an Anspruch 4 in den Grundkörper eingesetzt werden. Da die Kühlfahnen in der Regel elektrisch mit der inneren Schaltung der Bauteile verbunden sind, muß noch eine elektrische Isolation beiThe assembly of components on heat sinks is often necessary; in particular here it is essential to keep the assembly effort as low as possible. This type of component can be inserted into the base body with the cooling lug facing outwards, i.e. the surface that has to be in contact with the heat sink, in accordance with claim 4. Since the cooling lugs are usually electrically connected to the internal circuit of the components, electrical insulation must also be provided at

guter Wärmeleitung zwischen Bauteil und Kühlkörper eingefügt werden. Dieses Prinzip ist vorteilhaft auf die beschriebene Halterung anwendbar, welches Anspruch 5 beschreibt, da die Isolationsmaterialien bis auf den groben Zuschnitt keine weitere Bearbeitung erfordern; das Einstanzen von Löchern zur Befestigung o.a. entfällt.good heat conduction between the component and the heat sink. This principle can be advantageously applied to the described bracket, which is described in claim 5, since the insulation materials do not require any further processing apart from the rough cutting; the punching of holes for fastening etc. is not necessary.

Bei der Montage von Bauteilen auf Kühlkörpern werden einige Anforderungen hinsichtlich der Anpreßdrücke und gleichmäßigen Auflage gestellt. Diese werden durch Ausgestaltung des Grundkörpers nach Anspruch 6 erfüllt. Durch Einstellung der Härte des elastischen Materials für den Grundkörper sowie geeigneter Auslegung des Profils in den darin befindlichen Auflagezonen ist der auf die Bauteile ausgeübte Druck in weiten Grenzen veränderbar und an die für eine bestimmte Bauform geltende Montagevorschrift anpaßbar. Da der Grundkörper in diesem Fall elastisch ist, können nach Anspruch 7 damit auch Dickenschwankungen der Bauteile und kleinere Unebenheiten der Montageplatte oder des Kühlkörpers toleriert werden.When assembling components on heat sinks, certain requirements are placed on the contact pressure and even support. These are met by designing the base body according to claim 6. By adjusting the hardness of the elastic material for the base body and by suitably designing the profile in the support zones located therein, the pressure exerted on the components can be varied within wide limits and adapted to the assembly instructions applicable to a specific design. Since the base body is elastic in this case, according to claim 7, variations in the thickness of the components and minor unevenness of the mounting plate or heat sink can also be tolerated.

Um einen weitergehenden Schutz der im Grundkörper eingesetzten Bauteile zu erreichen, kann die Bedrahtung durch besondere Ausschnitte in der Halterung geführt werden. Hierdurch kann weiterhin die Berührung oder Verschmutzung der Bauteildrähte verhindert werden, auch kann so die Isolation zwischen den einzelnen Drähten der Bauteile verbessert werden. Insbesondere bei Schaltungen, die mit höheren Spannungen arbeiten, ist ein derartiger zusätzlicher Schutz von wesentlichem Vorteil.In order to achieve further protection of the components used in the base body, the wiring can be routed through special cutouts in the holder. This can also prevent the component wires from coming into contact with or becoming dirty, and the insulation between the individual wires of the components can also be improved. Such additional protection is particularly advantageous for circuits that work with higher voltages.

Im folgenden wird am Beispiel eines Arrangements für Bauelemente im sog. TO-22 0 Gehäuse ein Ausführungsbeispiel gezeigt, welches alle o.g. Ansprüche beinhaltet. Die Verwendung von sechs Transistoren ist ein typischer Anwendungsfall für Dreiphasensysteme, wie z.B. im Falle von Frequenzumrichtern.In the following, an example of an arrangement for components in a so-called TO-22 0 housing is shown as an embodiment that includes all of the above-mentioned claims. The use of six transistors is a typical application for three-phase systems, such as in the case of frequency converters.

Fig. 1 zeigt die Ansicht der Halterung von oben. Es sind sechs Ausschnitte für die Bauteile in den ebengenannten TO-220 Gehäusen erkennbar. In jedem Ausschnitt sind für dieses Beispiel fünf Andrucknoppen zu sehen, die in Anzahl, Höhe, Durchmesser und in Zusammenhang mit der MaterialelastizitätFig. 1 shows the view of the holder from above. Six cutouts for the components in the TO-220 housings mentioned above can be seen. In this example, five pressure studs can be seen in each cutout, which vary in number, height, diameter and in relation to the material elasticity.

eine definierte Steifigkeit gegenüber einem auf die Bauteile ausgeübten Druck in Normalenrichtung der in Fig. 1 dargestellten Ebene aufweisen. Ein zusätzlicher Positioniernoppen nutzt die in den TO220 Gehäusen vorhandene Montagebohrung in den Kühlfahnen und sorgt so für eine weiterhin verbesserte Positionierung und Fixierung. Fig. 4 zeigt eine Ansicht mit eingesetzten TO220-Bauteilen; eine Gehäuseabbildung eines TO220-Bauteils ist links daneben dargestellt. Fig. 2 zeigt die Seitenansicht, mit einer beispielhaften Ausführung der Erhebungen aus Anspruch 2. Fig. 3 zeigt die Rückansicht, mit den eben beschriebenen Erhebungen sowie den Bohrungen für die Bauteilbedrahtung nach Anspruch 8. Letztere sorgen durch die relativ kleinen Abmessungen unter anderem dafür, daß Lot nicht zu den Bauteilen durchsteigen kann. Weiterhin sind die Bauteile im zusammengebauten Zustand vorteilhaft allseitig eingekapselt. In Fig. 5 ist ein Schnitt aus Fig. 1 gezeigt, mit einer besonders geeigneten Bemaßung für die vorgesehenen Gehäuse. Fig. 6 macht den Einsetzprozeß des Bauteils in die Halterung deutlich. Nach Gesamtmontage, jedoch vor dem endgültigen Fixieren z.B. durch Verschrauben der Leiterplatte, ergibt sich das Bild in Fig. 7.. Die Bestandteile im einzelnen: a. Kühlkörper, b. Isolationsfolie, c. Bauteil im eingefügten Zustand, d. Halterung und e. Leiterplatte.have a defined rigidity against a pressure exerted on the components in the normal direction of the plane shown in Fig. 1. An additional positioning knob uses the mounting hole in the cooling lugs in the TO220 housings and thus ensures further improved positioning and fixation. Fig. 4 shows a view with inserted TO220 components; a housing image of a TO220 component is shown to the left. Fig. 2 shows the side view, with an exemplary design of the elevations from claim 2. Fig. 3 shows the rear view, with the elevations just described and the holes for the component wiring according to claim 8. The latter ensure, among other things, that solder cannot penetrate through to the components due to their relatively small dimensions. Furthermore, the components are advantageously encapsulated on all sides when assembled. Fig. 5 shows a section from Fig. 1, with particularly suitable dimensions for the intended housing. Fig. 6 shows the process of inserting the component into the holder. After the entire assembly, but before the final fixing, e.g. by screwing the circuit board, the picture in Fig. 7 appears. The components in detail: a. Heat sink, b. Insulation film, c. Component in the inserted state, d. Holder and e. Circuit board.

Hier ist klar ersichtlich, daß die Tiefe der Ausschnitte so bemessen ist, daß die Bauteile nach dem Einsetzen in die Ausschnitte einige zehntel Millimeter aus dem Grundkörper herausragen. Ein Zusammendrücken der Anordnung um diese voreingestellten zehntel Millimeter bei Abschluß der Montage bringt anschließend den gewünschten Andruck der Bauteile auf dem Kühlkörper. Dabei werden hauptsächlich die dafür besonders gestalteten Andrucknoppen elastisch verformt, die auf diese Weise den nötigen Gegendruck ausüben. Statt die Leiterplatte mit der Halterung plan auf einem Kühlkörper zu befestigen, ist beispielsweise auch die Anordnung der Halterung am Leiterplattenrand möglich (Fig. 8), wobei eine Klammer bzw. ein U-förmiges Blech die Halterung einschließlich der darin befindlichen Bauteile und mitsamt der darunterliegenden Leiterplatte einfassen könnte.Here it is clearly visible that the depth of the cutouts is such that the components protrude a few tenths of a millimeter from the base body after being inserted into the cutouts. Pressing the arrangement together by these preset tenths of a millimeter at the end of assembly then brings about the desired pressure of the components on the heat sink. This mainly involves elastically deforming the specially designed pressure knobs, which in this way exert the necessary counterpressure. Instead of attaching the circuit board with the holder flat on a heat sink, it is also possible, for example, to arrange the holder on the edge of the circuit board (Fig. 8), whereby a clamp or a U-shaped sheet could enclose the holder including the components in it and the circuit board underneath.

Claims

• ■ · * Protection claims

1. Holder for electronic components, characterized in that

that a base body made of insulating material is provided with recesses into which one or more electronic components of the intended design fit.

2. Holder for electronic components, characterized in that

that the base body is equipped with raised portions on the rear with a suitable contour that fit into corresponding cutouts in a mounting base plate.

3. Holder according to claim 1, characterized in

that the base body protects and fixes the electronic components on the electronic circuit board in a defined manner during the soldering process.

4. Holder according to claim 1, characterized in

that components with cooling fins for mounting on a heat sink are inserted into the holder with the fin facing outwards.

5. Holder according to claim 1, characterized in

that for the insulation of components with cooling fins when mounted on a heat sink, a heat-conducting insulation material is arranged between the components and the heat sink.

6. Holder according to claim 1, characterized in

that by using an elastic material for the base body and a suitable profile in the support zones within the recesses for the components, a defined pressure of the components is achieved when the holder or the circuit board is pressed against an opposite surface.

7. Holder according to claim 1, characterized in

that by using an elastic material, mechanical tolerances of the components and the entire arrangement are compensated.

8. Holder according to claim 1, characterized in

that the base body has cutouts for the wiring of the components.