DE3742763A1

DE3742763A1 - Stackable housing

Info

Publication number: DE3742763A1
Application number: DE19873742763
Authority: DE
Inventors: Hans Elsner; Manfred Meyer; Juergen Sandkuhl
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Dst Deutsche System-Technik 2800 Bremen De GmbH
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1989-06-29

Abstract

A housing is proposed for a number of electrical circuit modules, each of which is arranged in a flat frame. The frames consist of a material which conducts electricity well and conducts heat and have a laminar inner part, which is provided with penetrations, a circuit board being arranged on one side of the inner part and the components being arranged on the other side, the connections of which reach through the penetrations. The mutually facing surfaces of the frames are so designed, that they form a passage which conducts electricity well and conducts heat. The housing of several frames is closed by means of end pieces, which are likewise electrically conducting and thermally conducting, and the frames or the end pieces or both have cooling ribs for better heat dissipation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein stapelbares Gehäuse mit mehreren Rahmen, von denen jeder eine elektrische Schal tungsbaugruppe aufnimmt und zumindest zum Teil aus einem gut wärmeleitfähigen Material besteht und mit wärmeerzeu genden Bauelementen der Schaltungsbaugruppe wärmeleitend verbunden ist, wobei der gesamte Rahmen mindestens zwei Flächen aufweist, die den zugewandten Flächen von beid seitig benachbarten gleichartigen Rahmen angepaßt sind.The invention relates to a stackable housing several frames, each of which is an electric scarf tion module and at least partially from one good heat conductive material and with heat generating ing components of the circuit assembly are thermally conductive is connected, the entire frame being at least two Has surfaces that the facing surfaces of both mutually adjacent similar frames are adapted.

Ein derartiges Gehäuse ist bekannt aus der DE-OS 29 40 903. Dabei besteht jeder Rahmen aus zwei Teilen, von denen der eine Teil aus Isolierstoff besteht und den wesentlichen Rand des Rahmens bildet, während der andere Teil aus wärmeleitendem Material besteht, auf dem die Bauelemente der Schaltungsbaugruppe angebracht sind und der an einer Seite des Rahmens herausragt, um Wärme abgeben zu können. An diesem herausragenden Teil kann auch eine weitere wärmeableitende Einrichtung befestigt sein.Such a housing is known from the DE-OS 29 40 903. Each frame consists of two Parts, one part of which is made of insulating material and forms the essential edge of the frame during the other part consists of heat-conducting material on which the components of the circuit assembly are attached and protrudes on one side of the frame for warmth to be able to deliver. This outstanding part can also another heat-dissipating device can be attached.

Durch den Aufbau jedes Rahmens aus zwei Teilen ist der Zusammenbau mehrerer Rahmen zu einem Gehäuse umständlich. Außerdem werden häufig elektrische Schaltungsbaugruppen verwendet, die Hochfrequenzenergie erzeugen und ab strahlen. Letzteres ist häufig unerwünscht, zum einen, weil die abgestrahlte Energie andere, außerhalb des Gehäuses angeordnete elektrische Geräte stören kann, zum anderen, weil die elektrischen Schaltungsbaugruppen im Betrieb durch ihre abgestrahlte Hochfrequenzenergie auf findbar sind und die in beispielsweise modulierter Hoch frequenzenergie enthaltene Information entschlüsselbar insbesondere bei militärischer Anwendung verhindert werden.By building each frame from two parts, the Assembling several frames into one housing is cumbersome. In addition, electrical circuit assemblies are often used used that generate high frequency energy and down shine. The latter is often undesirable, on the one hand, because the radiated energy is outside of the other Housed electrical devices can interfere with other because the electrical circuit assemblies in the Operation due to their radiated radio frequency energy can be found and that in, for example, modulated high information contained in frequency energy can be decrypted prevented especially in military use will.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein stapelbares Gehäuse der eingangs genannten Art anzugeben, das auch bei Verwendung elektrischer Schaltungsbaugruppen, die Hochfrequenzenergie erzeugen, außerhalb des Gehäuses praktisch keine Hochfrequenzenergie feststellen läßt und das außerdem eine bessere Wärmeableitung aus Bauelementen der Schaltungsbaugruppen in den einzelnen Rahmen gewähr leistet.The object of the invention is therefore a stackable Specify housing of the type mentioned, that too when using electrical circuit assemblies, the Generate radio frequency energy outside the housing practically no radio frequency energy can be determined and that also better heat dissipation from components the circuit modules in the individual frames accomplishes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Rahmen einstückig aus elektrisch leitendem und wärmeleitendem Material besteht und mit den anderen Rahmen hochfrequenzdicht und wärmeleitend verbunden ist.This object is achieved in that each frame in one piece from electrically conductive and there is heat-conducting material and with the other frames is radio frequency-tight and thermally conductive.

Die Rahmen des erfindungsgemäßen Gehäuses lassen sich dadurch, daß sie aus einem Teil bestehen, besonders leicht zusammensetzen. Die den jeweils benachbarten Rahmen zuge wandten Flächen können durch bekannte Maßnahmen hoch frequenzdicht abschließend gemacht werden, beispielsweise durch aus einem Drahtgeflecht bestehende Schnüre, die in Nuten der Rahmenflächen eingelegt sind, und die wärme leitende Verbindung kann dadurch hergestellt werden, daß die Rahmen durch geeignete Befestigungsmittel wie Schrauben oder Klammern fest zusammengepreßt werden.The frame of the housing according to the invention can be in that they consist of one part, particularly light put together. The the adjacent frame turned surfaces can be high by known measures be made frequency-tight, for example by cords made of a wire mesh, which in Grooves of the frame surfaces are inserted, and the heat conductive connection can be made in that the frame by suitable fasteners such as Screws or clamps are pressed tightly together.

Eine gute Wärmeableitung wird dadurch gewährleistet, daß die nach außen gewandten Seiten der Rahmen mit Kühlrippen versehen sind. Bei besonders großer Wärmeerzeugung können die Kühlrippen durch einen verstärkten Luftstrom gekühlt werden. In jedem Falle kann das Anbringen zusätzlicher Kühlelemente vermieden werden, so daß die Rahmen einfach gehandhabt werden können. Good heat dissipation is ensured by the fact that the outward facing sides of the frames with cooling fins are provided. With particularly large heat generation can the cooling fins are cooled by an increased air flow will. In any case, attaching additional Cooling elements can be avoided, making the frame simple can be handled.

Elektronische Schaltungsbaugruppen bestehen häufig aus einer Leiterplatte, die auf mindestens einer Seite ein Verdrahtungsmuster aufweist und auf der eine Anzahl Bau elemente mit langgestreckten Anschlüssen, insbesondere Anschlußdrähten, eingelötet sind. Um die von mindestens einem Teil dieser Bauelemente erzeugte erhebliche Wärme energie abzuleiten, ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmen einen plattenförmigen Innenteil aufweist, der mit dem Rahmen wärmeleitend, insbesondere einstückig verbunden ist und Durchbrüche aufweist, wobei insbesondere stark wärmeerzeu gende Bauelemente der elektrischen Schaltungsbaugruppe auf der einen Seite des Innenteils und eine ein Verdrahtungs muster aufweisende Leiterplatte auf der anderen Seite des Innenteils angeordnet sind und die Anschlüsse der Bau elemente durch die Durchbrüche hindurchragen. Der platten förmige Innenteil kann beispielsweise mit dem Rahmen ein gemeinsames, einstückiges Teil darstellen und dient zur Wärmeübertragung von Bauelementen zum Rahmen, von wo die Wärme abgegeben wird. Der Wärmeübergang von den Bauteilen zum wärmeleitenden Innenteil kann dabei beispielsweise durch Wärmeleitpaste verbessert werden.Electronic circuit assemblies often consist of a circuit board on at least one side Has wiring patterns and on which a number of construction elements with elongated connections, in particular Connecting wires, are soldered. To that of at least some of these components generated significant heat Deriving energy is another form of Invention characterized in that each frame one has plate-shaped inner part which with the frame is thermally conductive, in particular in one piece and Breakthroughs, in particular strong heat ing components of the electrical circuit assembly one side of the inner part and one a wiring printed circuit board on the other side of the Are arranged inside and the connections of the construction protrude through the openings. The plate shaped inner part can for example with the frame represent common, one-piece part and is used for Heat transfer from components to the frame, from where the Heat is given off. The heat transfer from the components to the heat-conducting inner part, for example can be improved by thermal paste.

Ein durch mehrere Rahmen gebildeter Stapel, der zumindest einen Teil eines Gehäuses darstellt, kann beispielsweise auf eine größere metallische Fläche wärmeleitend und elek trisch leitend befestigt werden, so daß der Stapel dadurch abgeschlossen ist. Wenn die Rahmen jedoch für sich ein vollständiges Gehäuse bilden sollen, ist es zweckmäßig, daß die einen Stapel bildenden Rahmen an mindestens einem Ende durch ein Endstück abgeschlossen sind, das ebenfalls aus elektrisch leitendem und wärmeleitendem Material besteht und Kühlrippen aufweist. Dadurch entsteht ein vollständig elektromagnetisch geschlossenes Gehäuse, das über die Endstücke noch zusätzlich Wärme abgeben kann. A stack formed by several frames, at least represents part of a housing, for example on a larger metallic surface thermally conductive and elec trisch conductive attached, so that the stack is completed. However, if the framework is for itself complete housing, it is advisable that the frames forming a stack on at least one Ended by an end piece, that too made of electrically conductive and thermally conductive material exists and has cooling fins. This creates a completely electromagnetically closed housing, the can give off additional heat via the end pieces.

Dabei ist es zweckmäßig, daß das Endstück eine im wesent lichen ebene Fläche aufweist, an der Bedienungselemente und/oder Signaleingabe-/Ausgabeelemente befestigt sind. Auf diese Weise wird ein Gehäuse erhalten, das die wesent lichen Eigenschaften üblicher Blechgehäuse aufweist, d.h. Befestigungsmöglichkeiten für Bedienungselemente und bei spielsweise Anzeigeelemente bietet, das jedoch wesentlich variabler in der Größe gestaltet werden kann und wesent lich bessere Wärmeübertragungseigenschaften aufweist, so daß insgesamt ein kompakterer Aufbau möglich ist.It is useful that the end piece is an essential Lichen flat surface on the controls and / or signal input / output elements are attached. In this way, a housing is obtained that the essential characteristics of conventional sheet metal housings, i.e. Attachment options for controls and at offers display elements, for example, but this is essential more variable in size and essential Lich better heat transfer properties, so that overall a more compact structure is possible.

Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiment of the invention are below explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1a bis 1e eine Ansicht sowie verschiedene Schnitte eines erfindungsgemäßen Gehäuses, FIG. 1a to 1e is a view and various sectional views of a housing according to the invention,

Fig. 2a und 2b ein Gehäuse mit einem Endstück, das Bedienungselemente, ein Anzeigeelement und ein akustisches Signalelement aufweist.Comprising Figs. 2a and 2b a housing having an end piece which controls a display element and an acoustic signal element.

Die Fig. 1a zeigt die Draufsicht auf einen Deckel 1, der ein Gehäuse in Form eines Stapels aus einer Anzahl Rahmen abschließt. Dieser Deckel 1 ist mit Kühlrippen 2 versehen, die hier nur am Rand angeordnet sind, die jedoch auch vorzugsweise in einer einheitlichen Richtung über den gesamten Deckel verlaufen können. FIG. 1a shows the top view of a cover 1 that closes a housing in the form of a stack of a number of frames. This cover 1 is provided with cooling fins 2 , which are arranged here only on the edge, but which can preferably also run in a uniform direction over the entire cover.

Ein Schnitt in der Ebene A-A durch den Rahmenstapel ist in Fig. 1b dargestellt. Darin ist zu erkennen, daß der Deckel 1 einen Stapel aus Rahmen 3, 4 und 5 abschließt, die jeweils eine elektronische Schaltungsbaugruppe auf je einer Leiterplatte 10 aufweisen. Zwischen dem Rahmen 5 und einem weiteren deckelförmigen Endstück 7 ist ein Zwischen stück 6 angebracht, so daß zwischen der Schaltungsbau gruppe des Rahmens 5 und dem Deckel 7 ein Hohlraum verbleibt, der mit weiteren Elementen ausgefüllt sein kann, beispielsweise mit Anschlußelementen.A section in the plane AA through the frame stack is shown in Fig. 1b. This shows that the cover 1 closes a stack of frames 3 , 4 and 5 , each of which has an electronic circuit module on a circuit board 10 . Between the frame 5 and another lid-shaped end piece 7 , an intermediate piece 6 is attached, so that between the circuit construction group of the frame 5 and the lid 7, a cavity remains, which can be filled with other elements, for example with connecting elements.

Das Detail B des Schnitts A-A in Fig. 1b ist in Fig. 1c dargestellt. Zwischen den Rahmen 4 und 5 und dem Zwischen stück 6 sind elektromagnetische Dichtungseinrichtungen 14 zu erkennen, die beispielsweise aus einer Drahtgewebe schnur bestehen und in Nuten des Rahmens 5 und des Zwischenstücks 6 eingelegt sind. Entsprechende Nuten mit Drahtgewebeschnüren darin befinden sich auch in den übrigen Rahmen und gegebenenfalls in den Deckeln derartig, daß zwischen jeweils zwei aufeinanderliegenden Flächen eine elektromagnetische Dichtung vorhanden ist. Die Rahmen 4 und 5 weisen plattenförmige Innenteile 8 auf, die mit den Rahmen ein einziges Stück bilden, um somit besonders günstig Wärme zu den Außenseiten der Rahmen 4 und 5 zu übertragen.The detail B of the section AA in Fig. 1b is shown in Fig. 1c. Between the frame 4 and 5 and the intermediate piece 6 electromagnetic sealing devices 14 can be seen, which consist for example of a wire mesh and are inserted in grooves of the frame 5 and the intermediate piece 6 . Corresponding grooves with wire mesh cords are also in the other frames and, if necessary, in the covers in such a way that an electromagnetic seal is present between two superposed surfaces. The frames 4 and 5 have plate-shaped inner parts 8 , which form a single piece with the frames, in order to transmit heat to the outer sides of the frames 4 and 5 in a particularly favorable manner.

Ein Schnitt C-C durch das Zwischenstück 6 in Fig. 1b, das in diesem Bereich ebenso wie die Rahmen 3, 4 und 5 ausge staltet ist, ist in Fig. 1d dargestellt. Daraus ist zu erkennen, daß das gesamte, aus dem Deckel 1, den Rahmen 3, 4 und 5, dem Zwischenstück 6 und dem Endstück 7 gebildete Gehäuse an den Seiten durchgehende Kühlrippen 12 aufweist, die für eine besonders gute Wärmeabgabe der von elek trischen Bauelementen erzeugten und über die platten förmigen Innenteile 8 zu den Rahmen zu übertragenden Wärme sorgen.A section CC through the intermediate piece 6 in Fig. 1b, which is designed in this area as well as the frame 3 , 4 and 5 , is shown in Fig. 1d. From this it can be seen that the entire, formed from the cover 1 , the frame 3 , 4 and 5 , the intermediate piece 6 and the end piece 7 housing has continuous cooling fins 12 on the sides, which for a particularly good heat dissipation of the elec trical components generated and care about the plate-shaped inner parts 8 to the frame to be transferred heat.

Ein Schnitt D-D durch eine Schaltungsbaugruppe ist in Fig. 1e dargestellt. Der plattenförmige Innenteil 8 des Rahmens weist eine Anzahl Durchbrüche 18 auf, so daß der plattenförmige Innenteil 8 zumindest stellenweise nur in Form von Stegen vorhanden ist. Auf der einen Seite der Stege 8 ist eine Leiterplatte 10 angeordnet, die ein nicht näher dargestelltes Verdrahtungsmuster aufweist. Durch die Durchbrüche 18 zwischen den Stegen 8 sind die Anschlüsse von Bauelementen 15 gesteckt, so daß diese durch Bohrungen in der Leiterplatte 10 ragen und auf der entgegengesetzten Seite verlötet werden können. Zwischen der Leiterplatte 10 und den Stegen 8 ist zumindest stellenweise eine Isolier platte 19 angeordnet, so daß beispielsweise eine auf der den Stegen zugewandten Seite der Leiterplatte 10 vorhan dene Leiterbahn keinen elektrischen Kontakt mit dem Steg 8 hat. Zwischen den Bauelemente 15 und den Stegen 8 kann ein wärmeleitendes Material 16, beispielsweise ein wärme leitender Kleber oder eine Wärmeleitpaste vorhanden sein.A section DD through a circuit assembly is shown in Fig. 1e. The plate-shaped inner part 8 of the frame has a number of openings 18 , so that the plate-shaped inner part 8 is only present in the form of webs at least in places. A printed circuit board 10 is arranged on one side of the webs 8 and has a wiring pattern (not shown). Through the openings 18 between the webs 8 , the connections of components 15 are inserted so that they protrude through holes in the circuit board 10 and can be soldered on the opposite side. Between the circuit board 10 and the webs 8 , an insulating plate 19 is arranged at least in places, so that, for example, on the side of the circuit board 10 facing the webs existing conductor track has no electrical contact with the web 8 . A heat-conducting material 16 , for example a heat-conducting adhesive or a heat-conducting paste, can be present between the components 15 and the webs 8 .

Die Fig. 2a zeigt die Draufsicht auf den Deckel 1 eines Gehäuses mit einem Stapel von Rahmen, wobei der Deckel 1 eine im wesentlichen ebene Fläche 26 aufweist, auf der Bedienungselemente 20, eine akustische Signaleinrich tung 21 und eine Anzeigeanordnung 22 angebracht sind. Ein Schnitt A-A durch ein derartiges Gehäuse ist in Fig. 2b dargestellt. Daraus ist zu erkennen, daß die Rahmen 3, 4 und 5 flach ausgestaltet sind und hier keine Kühlrippen aufweisen, sondern lediglich der Deckel 1 ist mit großen Kühlrippen 2 versehen. Da die Rahmen 3, 4 und 5 groß flächig miteinander und mit dem Deckel 1 verbunden sind, ist hierdurch häufig eine ausreichende Wärmeabgabe vor handen. Ein derartig gestaltetes Gehäuse kann, beispiels weise nebeneinander mit anderen Gehäusen, derart eingebaut werden, daß nur die Kühlrippen 2 des Deckels 1 von außen zugänglich sind. Der durch die Pfeile 23 angedeutete Luftstrom übernimmt dann die Wärmeableitung. Fig. 2a shows the top view of the lid 1 of a housing with a stack of frames, the lid 1 having a substantially flat surface 26 , on the controls 20 , an acoustic signal device 21 and a display arrangement 22 are attached. A section AA through such a housing is shown in Fig. 2b. From this it can be seen that the frames 3 , 4 and 5 are flat and have no cooling fins, only the cover 1 is provided with large cooling fins 2 . Since the frames 3 , 4 and 5 are connected to one another over a large area and to the cover 1 , this often results in adequate heat dissipation. Such a housing can, for example, side by side with other housings, be installed such that only the cooling fins 2 of the cover 1 are accessible from the outside. The air flow indicated by the arrows 23 then takes over the heat dissipation.

Auf der elektrischen Schaltungsbaugruppe des Rahmens 5 ist ein Anschlußelement 25 in Form einer Steckbuchse ange deutet, in die ein Stecker eingesetzt ist. Der Anschluß draht des Steckers führt durch eine Öffnung des Zwischenteils 6. In ähnlicher Weise können auch mehrere elektrische Verbindungseinrichtungen innerhalb des durch die Rahmen 3, 4, 5 und des Zwischenstücks 6 gebildeten Gehäuses vorgesehen sein.On the electrical circuit assembly of the frame 5 , a connecting element 25 in the form of a socket is indicated, in which a plug is inserted. The connection wire of the plug leads through an opening of the intermediate part 6 . Similarly, a plurality of electrical connection devices can also be provided within the housing formed by the frames 3 , 4 , 5 and the intermediate piece 6 .

Claims

1. Stackable housing with a plurality of frames, each of which accommodates an electrical circuit assembly and at least partially consists of a highly thermally conductive material and is heat-conducting connected to heat-generating components of the circuit assembly, the entire frame having at least two surfaces that face the facing surfaces of mutually adjacent identical frames are adapted, characterized in that each frame ( 3 , 4 , 5 ) consists in one piece of electrically conductive and heat-conducting material and is radio-frequency-tight and heat-conducting connected to the other frames.

2. Housing according to claim 1, characterized in that the outwardly facing sides of the frame ( 3 , 4 , 5 ) are provided with cooling fins ( 12 ).

3. Housing according to claim 1 or 2, characterized in that each frame ( 3 , 4 , 5 ) has a plate-shaped inner part ( 8 ) which is thermally conductive, in particular integrally connected and has openings ( 18 ), in particular strong heat-generating components ( 15 ) of the electrical circuit assembly on one side of the inner part ( 8 ) and a wiring pattern having a printed circuit board ( 10 ) on the other side of the inner part ( 8 ) and the connections of the components ( 15 ) through the through protruding ( 18 ).

4. Housing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the frames forming a stack ( 3 , 4 , 5 ) are closed at least at one end by an end piece ( 1 , 7 ), which is also made of electrically conductive and heat-conducting material exists and has cooling fins ( 2 ).

5. Housing according to claim 4, characterized in that the end piece ( 1 , 7 ) has a substantially flat surface ( 26 ) on the operating elements ( 20 ) and / or signal input / output elements ( 21 , 22 ) are attached.