DE3837206A1 - Elektrisches schaltgeraet - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem elektrischen Schaltgerät nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs aus.

Bei elektrischen Schaltgeräten in Kraftfahrzeugen muß häufig die Schaltung hochfrequenzmäßig mit dem Gehäuse als Masseteil kurzge­ schlossen werden im Hinblick auf die elektromagnetische Verträglich­ keit (EMV) gegenüber Ein- und Abstrahlung von Störeinflüssen.

So sind bei einem bekannten elektrischen Steuergerät auf der Leiter­ platte Entstörkondensatoren als SMD-Bauteile an zugeordnete Leiter­ bahnen gelötet. An die als Masseanschluß dienenden Leiterbahnen ist mindestens eine S-förmige Feder gelötet, die mit einer Hälfte den Rand der Leiterplatte umgreift und mit ihrem freien Ende federnd am Gehäuse aus Metall anliegt. Bei dieser Ausführung ist jedoch von Nachteil, daß die Federn als mechanische Teile Platz benötigen, durch Altern den Federkontakt zum beispielsweise aus Aluminium bestehenden Gehäuse verschlechtern und durch einen zu langen Weg zwischen Entstörkondensator und Masseteil noch Störsignale ab­ strahlen können.

Es sind auch elektrische Schaltgeräte bekannt geworden, bei denen die Leiterplatte auf eine Grundplatte oder in ein Gehäuse, bei­ spielsweise jeweils aus Aluminium geklebt ist. Dabei dienen Grund­ platte und Gehäuse zusätzlich als Kühlteil. Bei Leiterplatten aus Keramik oder Glas muß der Kleber eine verhältnismäßig große Mindest­ dicke aufweisen, um das sehr unterschiedliche Wärmeausdehnungsver­ halten zwischen Keramik oder Glas einerseits und der Grundplatte oder dem Gehäuse aus Aluminium andererseits und dazu noch zulässige Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können. Die Leiterplatte ist an ihrer Unterseite im Klebebereich mit einer verhältnismäßig breiten Leiterbahn versehen, an die eine Seite der auf der Oberseite der Leiterplatte angeordneten Entstörkondensatoren beispielsweise durch Durchkontaktierung elektrisch leitend angeschlossen ist. Da die Lei­ terbahn dem Aluminiumteil in Form der Grundplatte oder des Gehäuses im Abstand des Klebers gegenüberliegt, ist zwischen Leiterbahn und Grundplatte oder Gehäuse ein Kondensator gebildet. Seine Kapazität ist jedoch aufgrund des verhältnismäßig großen Abstands zwischen den beiden Elektroden Leiterbahn und Grundplatte oder Gehäuse so klein, daß sie ein Entstören beispielsweise des wichtigen UKW-Frequenzbe­ reichs nicht bewirken kann.

Aufgabe, Lösung und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Schaltge­ rät zu schaffen, das mit einfachen Mitteln versehen ist, um die Schaltung hochfrequenzmäßig an Masse zu koppeln und dabei die Nach­ teile der bekannten Lösungen zu beheben.

Zur Lösung der Aufgabe sind die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Dabei ist von Vorteil, daß zu den auf der Leiterplatte angeordneten Entstörkondensatoren der ohnehin in Reihe mit ihnen geschaltete Kon­ densator mit den beiden gegenüberliegenden Seiten, Leiterbahn an der Unterseite der Leiterplatte und an Masse angeschlossenes Teil wie Grundplatte oder Gehäuse, so ausgebildet ist, daß er durch eine wirksame kapazitive Ankopplung an Masse die Wirkung der Entstörkon­ densatoren derart erhöht, daß eine ausreichend hochfrequenzfeste An­ kopplung der Schaltung an Masse ohne zusätzliche mechanische Teile ermöglicht wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Schaltge­ räts möglich. Besonders vorteilhaft ist es, als Dielektrikum zwi­ schen Leiterbahn und mit elektrisch leitendem Metall gefüllten Kle­ ber einerseits und der Metall-Grundplatte oder dem -Gehäuse anderer­ seits eine Passivierungsschicht auf dem Metall - bei Aluminium auch die Eigenpassivierungsschicht - und/oder eine Eloxalschicht zu ver­ wenden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Teil eines elektrischen Schaltgeräts im Längsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Ein elektrisches Schaltgerät hat ein Gehäuse 1 aus Metall, z.B. aus Aluminium. In dem Gehäuse 1 ist eine Leiterplatte 2 untergebracht.

Sie ist auf der Oberseite 3 mit Leiterbahnen 4 und 5 belegt, an de­ nen ein Entstörkondensator 6 in SMD-Technik mechanisch und elek­ trisch leitend befestigt ist. Im Bereich der Leiterbahn 4 ist die Leiterplatte 2 mit einer durchkontaktierten Bohrung 7 versehen, die in einer metallisierten Fläche 8 als breiter Leiterbahn an der Un­ terseite 9 der Leiterplatte 2 endet. Die Leiterplatte 2 ist mit ei­ nem Kleber 10 - beispielsweise einen wärmeleitenden Kleber - an die Innenwand 11 des Gehäuses 1 geklebt. Im Bereich der Fläche 8 ist der Kleber mit elektrisch leitendem Metall 12 gefüllt. Das Metall 12 ist beispielsweise Silber.

Der mit Silber gefüllte Kleber 12 bildet mit der metallisierten Fläche 8, an die er kurzgeschlossen ist, eine Seite eines Kondensa­ tors, dessen andere Seite aus dem Aluminium-Gehäuse 1 besteht. Als Dielektrikum wirkt dabei eine Passivierungsschicht 13 auf der Innen­ wand 11, die im Beispiel Aluminium durch Eigenpassivierung mit einer Aluminiumoxydhaut ohnehin entsteht. Auch kann das Dielektrikum 13 aus einer Eloxalschicht gebildet sein. Durch die dünne Dielektri­ kumschicht 13 sind die beiden Seiten 8, 12 und 1 des Kondensators so nahe aneinandergebracht, daß dabei ein Vielfaches der Kapazität ge­ genüber der bekannten Anordnung entsteht. Der durch die erforder­ liche Kleberschichtdicke bedingte Abstand zwischen der metallisier­ ten Fläche 8 und dem Gehäuse 1 wird durch die Metallfüllung 12 in dem Kleber als plastische oder elastische Masse elektrisch leitend überbrückt, während der mit Metall 12 gefüllte Kleber kapazitiv an das Gehäuse 1 angekoppelt ist. Mit dem zusätzlich zu dem Entstörkon­ densator 6 in Reihe geschalteten "Kondensator" 8, 12; 13; 1 ist so­ mit die Schaltung des elektrischen Schaltgeräts hochfrequenzmäßig an dessen Gehäuse 1 als Masse kurzgeschlossen.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles kann das Ge­ häuse mit einer Grundplatte versehen sein, auf die die Leiterplatte geklebt ist.

Die Grundplatte kann - ebenso wie das Gehäuse - zugleich als Kühl­ teil dienen. Außerdem kann die Leiterplatte in konventioneller Weise aus Kunststoff ausgeführt sein oder eine Keramik- oder Glasplatte sein. Die metallisierte Fläche an der Unterseite der Leiterplatte kann beispielsweise aus Kupfer, Silber oder den weiteren bekannten Kaschierungsmetallen bestehen, die mit dem im Kleber angehäuften elektrisch leitenden Metall eine elektrisch gutleitende Verbindung ergeben.

Das Gehäuse kann auch aus anderen Metallen bestehen wie z.B. lackiertes Stahlblech.

Das Gehäuse kann auch aus Kunststoff gebildet sein und dann zumin­ dest in dem der metallisierten Fläche 8 gegenüberliegenden Bereich mit einer elektrisch leitenden Metallauflage versehen sein, die bei­ spielsweise mit der Karosseriemasse des Kraftfahrzeugs kurzgeschlos­ sen ist.

Claims (5)

1. Elektrisches Schaltgerät mit einem an Masse angeschlossenen Teil, an dem mindestens eine elektrische Bauelemente tragende Leiterplatte mit ihrer Unterseite mit einem plastischen oder elastischen Mittel befestigt ist, und die Unterseite der Leiterplatte zumindest teil­ weise mit einem elektrisch leitfähigen Belag versehen ist, an dem mindestens eins der Bauelemente als Kondensator ausgebildet elek­ trisch angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das plastische oder elastische Mittel (10) mit einem elektrisch leitenden Metall (12) gefüllt und den Abstand zwischen dem Belag (8) der Leiterplat­ te (2) und dem an Masse angeschlossenen Teil (1) elektrisch über­ brückend an das an Masse angeschlossene Teil (1) kapazitiv angekop­ pelt ist.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Di­ elektrikum (13) zwischen dem mit einem elektrisch leitenden Metall (12) gefüllten, plastischen oder elastischen Mittel (10) und dem an Masse angeschlossenen Teil (1) aus einer Passivierungsschicht des Teils (1) gebildet ist.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (13) zwischen dem mit einem elektrisch leitenden Metall (12) gefüllten plastischen oder elastischen Mittel (10) und dem an Masse angeschlossenen Teil (1) aus einer auf dem Teil (1) aufgebrachten Eloxalschicht besteht.

4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das an Masse angeschlossene Teil als Gehäuse (1) des Schaltgeräts ausgebildet ist mit mindestens einem elektrisch leiten­ den Bereich aus Metall, an dem die Leiterplatte (2) mit dem Belag (8) mit dem Mittel (10, 12) befestigbar ist.

5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das an Masse angeschlossene Teil als Kühlteil ausge­ bildet ist, auf dem die Leiterplatte (2) mit dem Belag (8) mit dem Mittel (10, 12) befestigbar ist.