DE4023319C1

DE4023319C1 -

Info

Publication number: DE4023319C1
Application number: DE19904023319
Authority: DE
Inventors: Gert 7000 Stuttgart De Jakob; Michael Dipl.-Ing.(Fh) 7141 Schwieberdingen De Magiera; Willy 7123 Sachsenheim De Bentz; Waldemar Dipl.-Ing.(Fh) 7143 Vaihingen De Ernst; Dieter Dipl.-Phys. 7533 Tiefenbronn De Karr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-07-21
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2010-07-22
Also published as: WO1992002116A1

Abstract

An electric appliance has a printed circuit board designed as a foil (11) arranged on a thermoconductive plate (10). The power components (14) to be cooled and the connecting block (17) are arranged on the side of the plate opposite to the printed circuit foil (11) and are connected to the printed circuit foil (11) through openings (16, 22) in the plate (10).

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Gerät nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen bekannten Geräten sind stark er wärmende Leistungsbauelemente auf Kühlelementen untergebracht, die auf oder an der Leiterplatte oder dem Gehäuse befestigt sind. Diese Kühl elemente bestehen aus speziellen Kühlprofilen, durch die Leistungsbau elemente mit Abstand zur Leiterplatte bzw. von diesen abstehend an geordnet sind. Derartige Kühlelemente haben den Nachteil, daß sie aus kompliziert aufgebauten Profilen bestehen und die Bestückung nur schwer automatisiert werden kann. Darüber hinaus schränkt diese An ordnung der Leistungsbauelemente die vorhandene Leiterplattenfläche stark ein. Durch die Gestaltung der Kühlelemente und die Anbringung der Leistungsbauelemente müssen solche Geräte groß dimensioniert werden und nehmen erheblichen Einbauraum in Anspruch.The invention relates to an electrical device of the type of the main claim. In such known devices, he is strong warming power components housed on cooling elements that on or are attached to the circuit board or the housing. This cool elements consist of special cooling profiles, through the power construction elements at a distance from or away from the printed circuit board are ordered. Such cooling elements have the disadvantage that they are made of there are complicated profiles and the assembly only difficult to automate. In addition, this limits order of the power components the existing PCB area strong one. Through the design of the cooling elements and the attachment of the power components, such devices must be large become and take up considerable installation space.

Aus der US-PS 48 11 165 ist ein elektrisches Gerät bekannt, bei dem elektronische Bauelemente auf einer eine elektronische Schaltung tra genden Leiterplatte angebracht sind, die aus flexiblem Material gefer tigt ist. Diese Leiterplatte ist auf eine gut wärmeleitende Platte aufgebracht und mit einer mit Steckern versehenen Anschlußleiste ver bunden. Das hat den Nachteil, daß eine Wärmeableitung von den elektro nischen Bauelementen durch die Leiterplatte zur wärmeleitenden Platte erfolgen muß. Zusätzlich werden durch diese Anbringung der elektroni schen Bauelemente nicht unerhebliche Flächen bzw. Tabuzonen auf der Leiterplattenoberfläche beansprucht. Darüber hinaus ist die (herkömm liche) Anbringung von elektronischen Bauelementen in Drahtbauweise nur mit erheblichem Aufwand möglich, da die Durchführung der Anschluß drähte durch Lötöffnungen zusätzliche Isolierungsmaßnahmen gegenüber der wärmeleitenden Platte erfordert.From US-PS 48 11 165 an electrical device is known in which electronic components on an electronic circuit tra ing circuit board are attached, which are made of flexible material is done. This circuit board is on a good heat-conducting plate applied and ver with a connector provided with plugs bound. This has the disadvantage that heat dissipation from the electro African components through the circuit board to the heat-conducting plate must be done. In addition, the electronic components not insignificant areas or taboo zones on the Printed circuit board surface stressed. In addition, the (conventional liche) attachment of electronic components in wire construction only possible with considerable effort since the implementation of the connection wires through additional soldering holes for insulation measures the heat-conducting plate requires.

Aus der US-PS 33 95 318 ist es bekannt, eine Leiterplatte in Zwei lagentechnik auf eine Aluminiumplatte aufzubringen, deren Oberflächen jeweils mit einer Isolierschicht versehen sind. Zur Anbindung von diskreten Bauelementen an die Leiterplatte und zur Wärmeabfuhr sind diese auf der der Leiterplatte abgewandten Seite der Aluminiumplatte angebracht. Die Anschlußdrähte sind durch Löcher geführt, die die Aluminium- und Leiterplatte durchdringen, und auf der der Aluminium platte abgewandten Seite der Leiterplatte mit dieser elektrisch ver bunden.From US-PS 33 95 318 it is known to have a circuit board in two layer technology on an aluminum plate, its surfaces are each provided with an insulating layer. To connect discrete components to the circuit board and for heat dissipation this on the side of the aluminum plate facing away from the printed circuit board appropriate. The connecting wires are passed through holes that the Penetrate aluminum and circuit board, and on which the aluminum plate facing away from the circuit board with this electrically ver bound.

In der DE 33 07 654 A1 ist ein elektrisches Schaltgerät beschrieben, bei dem eine Leiterplatte zu kühlende Leistungsbauelemente trägt und mit einer Anschlußleiste verbunden ist. Zur Kühlung der Leistungsbau elemente sind diese mit ihrer der Leiterplatte abgewandten Seite in Vertiefungen eines als Zwischenboden dienenden Kühlteils eingesetzt.An electrical switching device is described in DE 33 07 654 A1, in which a circuit board carries cooling components and is connected to a terminal block. For cooling the power construction elements are these with their side facing away from the printed circuit board Depressions of a cooling part used as an intermediate floor.

Die Erfindung soll ein Elektrisches Schaltgerät schaffen, das Raumsparend gebaut ist, gute Wärmeleitungseigenschaften hat und preiswert herstellbar ist.The invention is intended to create an electrical switching device that saves space is built, has good heat conduction properties and is inexpensive to manufacture.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße elektrische Gerät mit den kennzeichenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Anordnung der Leistungsbauelemente eine besonders flache Bauform des elektrischen Gerätes möglich ist. Darüber hinaus werden durch die Anbringung der Leistungsbauelemente in der erfindungsgemäßen Art nur sehr geringe Tabuzonen auf der Leiterplatte beansprucht, die dadurch klein dimensioniert werden kann. Duch die Anbringung der Leistungs bauelemente auf einer gut wärmeleitenden Platte ist darüber hinaus eine gute Wärmeableitung möglich, wodurch auch eine größere Zahl von Leistungsbauelementen aufgebracht werden kann. Zusätzlich ist durch die gute Wärmeabführung eine höhere Umgebungstemperatur möglich, wie sie z. B. im Motorraum eines Kraftfahrzeuges herrscht. Das Gehäuse kann weiterhin mit einer geringen Anzahl von Fertigungsschritten automatisch bestückt und verlötet werden.The electrical device according to the invention with the characteristic note Painting the main claim has the advantage that the Arrangement of the power components a particularly flat design electrical device is possible. In addition, through the Attachment of the power components in the manner according to the invention only very small taboo zones on the printed circuit board, which is caused by this can be dimensioned small. By attaching the service Components on a good heat-conducting plate is beyond that good heat dissipation possible, which also means a larger number of Power components can be applied. Additionally is by the good heat dissipation allows a higher ambient temperature, such as they z. B. in the engine compartment of a motor vehicle. The housing can continue with a small number of manufacturing steps are automatically populated and soldered.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung wiedergegeben. Letztere zeigt in Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gehäuses und in Fig. 2 eine Draufsicht auf ein offenes Gehäuse mit Schnitt durch die Anschlußleiste.An embodiment of the invention is shown in the following description and drawing. The latter shows in Fig. 1 a side view of a housing and in Fig. 2 is a plan view of an open housing with a section through the terminal block.

Description of the invention

In Fig. 1 ist mit 10 eine rechteckige Platte aus gut wärmeleitendem Material bezeichnet, z. B. Aluminium. Auf deren Unterseite ist eine bedruckte Leiterfolie 11 auflaminiert, deren Fläche kleiner als die der Platte 10 ist, so daß die Ränder der Platte frei bleiben. Die Leiterfolie 11 trägt eine elektronische Schaltung, von der nur einige Bauteile dargestellt sind, z. B. mehrere elektronische Bau teile 13 in SMD-Bauweise, die aufgeklebt und durch Reflow-Löten elektrisch leitend mit der Folie 11 verbunden sind.In Fig. 1, 10 denotes a rectangular plate made of a good heat-conducting material, for. B. aluminum. A printed conductor foil 11 is laminated onto its underside, the area of which is smaller than that of the plate 10 , so that the edges of the plate remain free. The conductor foil 11 carries an electronic circuit, of which only a few components are shown, for. B. several electronic construction parts 13 in SMD design, which are glued and electrically connected to the film 11 by reflow soldering.

Auf der Oberseite der Platte 10 sind Leistungsbauelemente 14 auf geeignete Weise so befestigt, daß sie mit ihren Rückseiten flächig und gut wärmeleitend mit der Platte verbunden sind. Die Verbindung zur Leiterfolie 11 entsteht durch Anschlußdrähte 15, die durch eine längliche Öffnung 16 in der Platte 10 und dafur vorgesehene Lot öffnungen in der Leiterfolie 11 ragen.Power components 14 are fastened in a suitable manner on the top of the plate 10 in such a way that their rear sides are connected to the plate in a flat and heat-conducting manner. The connection to the conductor foil 11 is formed by connecting wires 15 which protrude through an elongated opening 16 in the plate 10 and solder openings provided therefor in the conductor foil 11 .

An einer Stirnseite der Platte 10 ist auf ihrer Oberseite eine Steckerleiste 17 befestigt. Diese weist eine kranzförmige Öffnung 18 auf, in die Anschlußkontakte 19 ragen, die wiederum in einem Steg 20 dicht eingebettet sind. Von den Anschlußkontakten 19 führen An schlußdrähte 21 zur Leiterfolie 11, die durch eine längliche Öffnung 22 in der Platte 10 ragen und die Leiterfolie ebenfalls durch vor gesehene Lötöffnungen durchdringen. Die Anschlußleiste 17 ist mit Hilfe einer Dichtung 23 gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt so auf der Platte 10 befestigt, daß die Öffnung 22 nach oben durch die Steckerleiste 17 verschlossen ist. Die elektrisch leitende Ver bindung zwischen Leiterfolie 11 und den Anschlußdrähten 21, 15 der Steckerleiste 17 und der Leistungsbauelemente 14 ist durch Tiegel-Löten erstellt.At one end of the plate 10 , a connector strip 17 is attached on its upper side. This has a ring-shaped opening 18 into which connection contacts 19 project, which in turn are tightly embedded in a web 20 . From the contacts 19 lead to lead wires 21 to the conductor foil 11 , which protrude through an elongated opening 22 in the plate 10 and also penetrate the conductor foil through solder openings seen before. The terminal block 17 is protected by a seal 23 against dirt and moisture so secured on the plate 10 that the opening 22 is closed at the top by the connector strip 17 . The electrically conductive connection between the conductor foil 11 and the connecting wires 21 , 15 of the connector strip 17 and the power components 14 is created by crucible soldering.

Die elektronischen Bauelemente sind durch haubenartige Deckel 24, 25 geschützt. Der auf der Unterseite der Platte 10 angeordnete Deckel 24 reicht bis an deren Ränder und liegt mit einem kranzförmigen Rand 26 auf. Dort ist er auf geeignete Weise unter Zuhilfenahme einer zwischengelegten Dichtung 28 fest und dicht an der Platte 10 angebracht.The electronic components are protected by hood-like covers 24 , 25 . The lid 24 arranged on the underside of the plate 10 extends to the edges thereof and lies with a rim 26 . There it is attached firmly and tightly to the plate 10 in a suitable manner with the aid of an interposed seal 28 .

Die Oberseite der Platte 10 und die darauf angeordneten Leistungs bauelemente 14 sind ebenfalls durch einen haubenartigen Deckel 25 mit kranzförmigem Rand 27 geschützt. Der Deckel 25 reicht an drei Seiten der Platte bis an deren Ränder. Der der Steckerleiste 17 zugewandte Rand des Deckels 25 endet vor dieser und liegt vor der Leiste 17 auf der Platte 10 auf. Der Deckel 25 und die Platte 10 sind ebenfalls durch geeignete Befestigungsmittel unter Zuhilfenahme einer zwischengelegten Dichtung 29 fest und dicht verbunden.The top of the plate 10 and the power components 14 arranged thereon are also protected by a hood-like cover 25 with a rim 27 . The cover 25 extends on three sides of the plate to the edges thereof. The edge of the cover 25 facing the connector strip 17 ends in front of this and lies on the plate 10 in front of the strip 17 . The lid 25 and the plate 10 are also firmly and tightly connected by suitable fastening means with the aid of an interposed seal 29 .

Claims

1. Electrical device, in particular switching and control device for motor vehicles, with an electronic circuit bearing as a circuit foil designed circuit board ( 11 ), which is attached to a well heat-conducting plate ( 10 ), one with plugs ( 19 ) to Connection strip ( 17 ) and at least one power component to be cooled ( 14 ), characterized in that the circuit board ( 11 ) is applied to one side of the heat-conducting plate ( 10 ), that power components ( 14 ) and connection strip ( 17 ) on the opposite side of the heat-conducting plate ( 10 ) are attached and that their through openings ( 16 , 22 ) in the plate ( 10 ) penetrating connection wires ( 15 , 21 ) are electrically connected to the conductor foil ( 11 ).

2. Electrical device according to claim 1, characterized in that the power components ( 14 ) are arranged flat on the plate ( 10 ).

3. Electrical device according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic components are protected by hood-like covers ( 24 , 25 ), between which the plate ( 10 ) is located.