DE4037603A1 - Gehaeuse fuer den einbau in kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für den Einbau in Kraftfahrzeuge zur Aufnahme elektronischer Bauteile gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ist ein solches Gehäuse zur Aufnahme einer elektronischen Bauteile tragenden Leiterplatte vorgesehen, so ist in der Regel diese Leiterplat­ te fest mit dem Gehäuse, beispielsweise mit der Abschlußplatte, verbunden und außerdem sind die durch die Abschlußplatte geführten und in derselben fixierten Kontaktmesser ebenfalls fest in diese Leiter­ platte eingelötet, wobei die Leiterplatte senkrecht zur Ebene der Abschlußplatte angeordnet ist. Nachteilig ist bei einer solchen Anord­ nung, daß eine auf die Kontaktmesser ausgeübte Kraft ein Biege­ moment an der Übergangsstelle des Kontaktmessers zur Leiterplatte entstehen läßt, das zu einem Bruch an dieser Stelle führen kann. Ein solches, nicht erwünschtes Biegemoment kann auch durch die im Betrieb eines Kraftfahrzeuges zwangsläufig auftretenden Vibrationen auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der eingangs genannten Art zur Aufnahme elektronischer Bauelemente anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht mehr aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gegeben.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, in einem Gehäuse nicht nur eine Leiterplatte, sondern zwei senkrecht aufeinanderstehende Leiterplatten derart anzuordnen, daß eine erste, elektronische Bauele­ mente tragende Leiterplatte parallel zur Abschlußplatte angeordnet ist und eine zweite, elektronische Bauelemente tragende Leiterplatte senkrecht zur Ebene der Abschlußplatte und hiermit auch senkrecht zur Ebene der ersten Leiterplatte in dem Gehäuse fixiert ist. Da­ durch, daß die senkrecht durch die Abschlußplatte geführten und in derselben fixierten Kontaktmesser fest mit der ersten Leiterplatte verbunden sind, ist einmal diese erste Leiterplatte in dem Gehäuse fixiert und zum anderen können auf die Kontaktmesser ausgeübten Kräfte kein Biegemoment mehr auslösen. Schließlich sind die beiden Leiterplatten über ein flexibles Verdrahtungsmittel elektrisch verbun­ den, so daß auch über ein solches Verdrahtungsmittel keine Kräfte auf die zweite Leiterplatte übertragbar sind.

Ein weiterer Vorteil durch den Einbau von zwei Leiterplatten in das Gehäuse besteht darin, daß die mit den Kontaktmessern verbundene Leiterplatte zusätzlich elektronische Bauteile tragen kann und hiermit eine hohe Packungsdichte erzielbar ist.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Leiterplatte zur Innenfläche der Abschlußplatte und die zweite Leiterplatte zu einer Innenfläche der Gehäusehaube direkt benachbart angeordnet, um hierdurch Raum im Gehäuse für große Bauteile zu schaffen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Fixierung der zweiten Leiterplatte in dem Gehäuse derart vorgesehen, daß die Innenfläche der Abschlußplatte eine mechanische Führung zur Fixierung der zweiten Leiterplatte aufweist, wobei wenigstens ein weiteres, senkrecht durch die Ebene der Abschlußplatte geführtes und in derselben fixiertes Kontaktmesser mit dieser zweiten Leiterplatte fest verbunden ist. Somit ist diese zweite Leiterplatte mit ihren Kanten sowohl an den Innenflächen der Gehäusehaube als auch an der Abschlußplatte selbst fixiert.

Die beiden Leiterplatten in dem erfindungsgemäßen Gehäuse werden vorzugsweise mit einem flexiblen Flachbandkabel elektrisch verbunden. Bei einer weiteren Ausführungsform wird das eine Ende des flexiblen Flachbandkabels im Bereich desjenigen Randes der ersten Leiterplatte mit derselben verbunden, der der zweiten Leiterplatte gegenüberliegt, während die Verbindungsstelle des anderen Endes des flexiblen Flach­ bandkabels mit der zweiten Leiterplatte innerhalb der Fläche der zweiten Leiterplatte vorgesehen ist. Dadurch, daß die Signaleinspeisung durch dieses flexible Flachbandkabel in diese zweite Leiterplatte nicht an deren Plattenrand erfolgt, ergibt sich auf dieser zweiten Leiterplatte eine Vereinfachung in der Leiterbahnführung, wodurch Verdrahtungsfläche und hiermit auch Kosten eingespart werden können.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ent­ spricht die Ausdehnung der ersten Leiterplatte im wesentlichen der Ausdehnung der Innenfläche der Abschlußplatte, wobei wenigstens ein weiteres, senkrecht durch die Ebene der Abschlußplatte geführtes und in derselben fixiertes Kontaktmesser mit der ersten Leiterplatte fest verbunden ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht darin, daß die erste Leiterplatte aus einer eine erste, flexible Leiterplatte tragende, ersten Trägerplatte aufgebaut ist und die zweite Leiterplatte aus einer eine zweite, flexible Leiterplatte tragende, zweiten Trägerplatte besteht, wobei die erste und zweite flexible Leiterplatte einstückig mit dem ebenfalls als flexible Leiterplatte ausgebildeten Verdrahtungselement verbunden sind. Hierdurch ergibt sich eine weitere vorteilhafte Reduzierung des Montageaufwandes.

Die in dem erfindungsgemäßen Gehäuse eingesetzte flexible Leiterplatte wird vorzugsweise von der der zweiten Trägerplatte gegenüberliegeden Kante der ersten Trägerplatte zur freien, in das Gehäuse ragenden Kante der zweiten Trägerplatte geschleift.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gehäuses ergeben sich aus den Unteransprüchen 9 bis 10.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gemäß dem Unteran­ spruch 11 ist vorgesehen, daß die der Abschlußplatte zugewandte Seite der ersten Leiterplatte mit bedrahteten Bauelementen und/oder diskreten, integrierten Schaltkreisen und/oder SMD-Bauelementen be­ stückt ist und die der Abschlußplatte abgewandte Seite der ersten Leiterplatte SMD-Bauelemente trägt, während die der Seitenfläche der Gehäusehaube zugewandte Seite der zweiten Leiterplatte SMD-Bau­ elemente trägt und die der Seitenfläche der Gehäusehaube abgewandte Seite der zweiten Leiterplatte mit bedrahteten Bauelementen und/oder diskreten, integrierten Schaltkreisen und/oder SMD-Bauelementen be­ stückt ist. Hierdurch kann die Lötung der gesamten Baugruppe in einem Arbeitsgang durchgeführt werden.

Schließlich sind gemäß dem Unteranspruch 12 Schutz- und Entstörbau­ elemente auf der ersten Leiterplatte vorgesehen, wobei diese Schutz- und Entstörbauelemente direkt in unmittelbarer Nähe zu den Kontakt­ messern angeordnet sind. Hierdurch erhöht sich die Betriebssicherheit der elektronischen Baugruppe und zusätzlich wird eine bessere Entstö­ rung erzielt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungs­ beispieles des erfindungsgemäßen Gehäuses,

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungs­ beispieles des erfindungsgemäßen Gehäuses, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Lötvorganges bei einer Baugruppe gemäß des ersten Ausführungsbeispieles.

In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß der Fig. 1 besteht das Gehäuse aus einer Gehäusehaube 1 und einer Abschlußplatte 2, die Kontaktmesser 5a, 5b und 6 trägt. Eine erste, elektronische Bauteile 8 und 9 tragende Leiterplatte 3 ist parallel zur Ebene der Abschlußplatte 2 und eng benachbart zu dersel­ ben angeordnet. Die Enden der in das Gehäuse ragenden Kontakt­ messer 5a und 5b sind in die erste Leiterplatte 3 eingelötet und in den diese Kontaktmesser 5a und 5b aufnehmenden, in der Abschluß­ platte 2 angeordnete Öffnungen zur Erzielung eines festen Sitzes verschränkt. Eine zweite Leiterplatte 4 ist eng benachbart zu einer Seitenfläche der Gehäusehaube 1 derart eingebaut, daß gegenüberlie­ gende Kanten 4a und 4b dieser zweiten Leiterplatte 4 in dafür vorge­ sehene Nuten 10 und 10a formschlüssig eingreifen. Diese Nuten 10 und 10a sind einerseits an der Innenfläche der Abschlußplatte 2 und andererseits umlaufend an den Innenflächen der Gehäusehaube 1 einge­ arbeitet, so daß alle vier Kanten der zweiten Leiterplatte 4 mittels dieser Nuten 10 und 10a fixiert sind. Die Abschlußplatte 2 nimmt ein weiteres Kontaktmesser 6 auf, das ebenfalls senkrecht zur Ebene dieser Abschlußplatte in das Gehäuse eingeführt ist, wobei das in das Gehäuse ragende Teil dieses Kontaktmessers 6 rechtwinklig in Richtung der zweiten Leiterplatte 4 abgebogen ist, um einen Lötkontakt mit der zweiten Leiterplatte 4 herstellen zu können. Dadurch, daß die zweite Leiterplatte 4 den gesamten Raum zwischen der Abschlußplatte 2 und der ihr gegenüberliegenden Fläche der Gehäusehaube 1 in bezug auf die Länge einnimmt, steht die erste Leiterplatte 3 senkrecht auf der ihr zugewandten Seite der ersten Leiterplatte 4.

Die elektrische Verbindung der beiden Leiterplatten 3 und 4 erfolgt über ein flexibles Flachbandkabel 7, indem das eine Ende dieses fle­ xiblen Flachbandkabels 7 an der der zweiten Leiterplatte 4 gegenüber­ liegenden Kante 3a der ersten Leiterplatte 3 eingelötet ist, während deren anderes Ende auf die der ersten Leiterplatte 3 zugewandte Seite der zweiten Leiterplatte 4 geführt ist und dort an einer Verbin­ dungsstelle 11 eingelötet ist. Hierbei erfolgt der Verlauf des flexiblen Flachbandkabels 7 auf der der Abschlußplatte 2 abgewandten Seite der ersten Leiterplatte 3 und endet infolgedessen auf der Innenfläche der Leiterplatte 4. Die erste Leiterplatte 3 ist auf ihrer der Abschluß­ platte 2 zugewandten Seite mit bedrahteten Bauelementen 9 bestückt, wobei auch das flexible Flachbandkabel 7 auf dieser Seite der Leiter­ platte 3 eingelötet ist, während auf der anderen Seite dieser Leiter­ platte 3 SMD-Bauelemente 8 angeordnet sind. Bedrahtete Bauelemente 9, beispielsweise Widerstände, Quarze oder Varistoren 9b und Relais 9c, sowie diskrete, integrierte Schaltkreise 9a sind auch auf der der Seitenfläche der Gehäusehaube 1 abgewandten Seite der zweiten Lei­ terplatte 4 angeordnet, während auf der anderen Seite dieser Leiter­ platte 4, also der Seitenfläche der Gehäusehaube 1 zugewandten Seite der zweiten Leiterplatte 4, SMD-Bauelemente 8 vorgesehen sind. Somit stellen die die bedrahteten Bauelemente 9, 9a, 9b und 9c tra­ genden Seiten der beiden Leiterplatten 3 und 4 die Reflowseite und die jeweils gegenüberliegende Seite dieser Leiterplatten 3 und 4 die Schwallseite in einem Lötprozeß dar.

Ein solcher Lötprozeß ist in der Fig. 3 schematisch dargestellt, wo­ nach sowohl die Leiterplatte 3 als auch die Leiterplatte 4 in vorteil­ hafter Weise gleichzeitig über die Lötwelle geführt sind. Dies ist durch die spezielle Verbindung der beiden Leiterplatten 3 und 4 über das flexible Flachbandkabel 7 ermöglicht. Nach dem Lötprozeß wird die Anordnung gemäß der Fig. 3 in das Gehäuse eingebracht, indem die fest mit der Abschlußplatte 2 verbundene Leiterplatte 3 entspre­ chend der in der Fig. 1 gezeigten Konfiguration senkrecht zur Ebene der Leiterplatte 4 gedreht wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 2 zeigt ebenfalls ein aus einer Gehäusehaube 1 und einer Abschlußplatte 2 bestehendes Ge­ häuse, das eine erste Leiterplatte 3 und eine zweite Leiterplatte 4 aufnimmt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß der Fig. 1 einmal dadurch, daß sowohl die erste Leiterplatte 3 als auch die zweite Leiterplatte 4 aus einer flexiblen Leiterplatte 12a und 12b mit jeweils einer Trägerplatte 13 bzw. 14 aufgebaut sind. Zum anderen ist auch das elektrische Verbindungsmittel 7 als flexible Leiterplatte 12c ausgeführt, so daß die erste und zweite flexible Leiterplatte 12a und 12b zusammen mit der dritten flexiblen Leiterplatte 12c einstückig ausgebildet sind. Ein weiterer Unterschied zum oben beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht in der Befestigung der ersten Leiterplatte 3 als auch in deren Größe, wonach deren Ausdehnung der Ausdehnung der inneren Fläche der Abschlußplatte 2 entspricht und alle Kontaktmesser 5a, 5b und 6 mit dieser Leiterplatte 3 fest verlötet sind. Da nun diese erste Leiterplatte 3 nahezu den gesamten Bereich vor der inneren Seite der Abschlußplatte 2 einnimmt, ist die Länge der zweiten Leiterplatte 4 im Vergleich zu derjenigen der Leiterplatte 4 des ersten Ausführungsbeispieles kürzer ausgeführt, wobei nur die Kante 4a sowie die an dieselbe sich anschließenden Kanten dieser zweiten Leiterplatte 4 in eine in der Gehäusehaube 1 umlaufende Nut 10 formschlüssig eingreift. Die der Kante 4a gegen­ überliegende Kante 4b der zweiten Leiterplatte 4 ragt somit frei in das Gehäuse hinein. Die flexible Leiterplatte 12 ist von der der zwei­ ten Trägerplatte 14 gegenüberliegenden Kante 3a der ersten Träger­ platte 13 zu dieser freien, in das Gehäuse ragenden Kante 4b der zweiten Trägerplatte 14 geschleift.

Die bedrahteten Bauelemente 9, 9a und 9b sowie die SMD-Bauelemente 8 sind entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 angeordnet. Zusätzlich sind auf den die bedrahteten Bauelemente 9, 9a und 9b tragenden Seiten der Leiterplatten 3 und 4 SMD-Bauteile 8a angeordnet. Die Lösung dieser aus den beiden Leiterplatten 3 und 4 bestehenden Baugruppe erfolgt ebenfalls in einem Arbeitsgang, wobei ein Dampfphasenlötverfahren Verwendung findet.

Gemäß Fig. 2 sind die flexiblen Leiterplatten 12a und 12b jeweils auf den die bedrahteten Bauelemente 9, 9a und 9b tragenden Seiten der Leiterplatten 3 und 4 angeordnet. Demgegenüber können jedoch in einem weiteren Ausführungsbeispiel diese Leiterplatten 12a und 12b auch auf der anderen Seite der Leiterplatten angeordnet werden.

Schließlich lassen sich bei einem weiteren Ausführungsbeispiel die beiden Leiterplatten 3 und 4 des zweiten Ausführungsbeispieles gemäß der Fig. 2 auch entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 ausbilden, stellen also feste Leiterplatten dar, die dann ebenfalls über ein flexibles Flachbandkabel elektrisch verbunden sind. Hierbei kann die Verbindung dieses Flachbandkabels mit der zweiten Leiterplatte 4 an deren frei in das Gehäuse ragenden Kante 4b oder entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 inner­ halb deren Fläche, also an einem Verbindungspunkt 11 erfolgen.

Claims (12)

1. Gehäuse für den Einbau in Kraftfahrzeuge zur Aufnahme elektroni­ scher Bauteile (8, 9), bestehend aus einer Gehäusehaube (1) und einer Kontaktmesser (5, 6) aufnehmenden Abschlußplatte (2), dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse parallel zur Abschlußplatte (2) eine erste, elektronische Bauelemente (8, 9) tragende Leiterplatte (3) angeordnet ist, daß wenigstens ein senkrecht durch die Ebene der Abschlußplatte (2) geführtes und in derselben fixierstes Kontaktmesser (5a, 5b) mit dieser ersten Leiterplatte (3) verbunden ist, daß im Gehäuse ferner senkrecht zur Ebene der Abschlußplatte (2) eine zweite, elektronische Bauelemente (8, 9) tragende Leiterplatte (4) angeordnet ist, daß die Gehäusehaube (1) mechanische Führungen (10) zur Fixie­ rung der zweiten Leiterplatte (4) aufweist, und daß flexible Verdrah­ tungsmittel (7) zum elektrischen Verbinden der ersten und zweiten Leiterplatte (3, 4) vorgesehen sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leiterplatte (3) zur Innenfläche der Abschlußplatte (2) und die zweite Leiterplatte (4) zu einer Seitenfläche der Gehäusehaube (1) direkt be­ nachbart angeordnet sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Abschlußplatte (2) eine mechanische Führung (10a) zur Fixierung der zweiten Leiterplatte (4) aufweist, und daß wenigstens ein weiteres, senkrecht durch die Ebene der Abschlußplatte (2) geführ­ tes und in derselben fixiertes Kontaktmesser (6) mit dieser zweiten Leiterplatte (4) verbunden ist.

4. Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das flexible Verdrahtungsmittel (7) aus einem flexiblen Flachbandkabel besteht.

5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des flexiblen Flachbandkabels im Bereich desjenigen Randes (3a) der ersten Leiterplatte (3) mit dieser verbunden ist, der der zweiten Leiterplatte (4) gegenüberliegt, und daß die Verbindungsstelle (11) des anderen Endes des flexiblen Flachkabels mit der zweiten Leiter­ platte (4) innerhalb der Fläche der zweiten Leiterplatte (4) vorgesehen ist.

6. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdeh­ nung der ersten Leiterplatte (3) im wesentlichen der Ausdehnung der Innenfläche der Abschlußplatte (2) entspricht, und daß wenigstens ein weiteres, senkrecht durch die Ebene der Abschlußplatte (2) geführtes und in derselben fixiertes Kontaktmesser (6) mit der ersten Leiter­ platte (4) verbunden ist.

7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leiterplatte (3) aus einer eine erste, flexible Leiterplatte (12a) tra­ gende erste Trägerplatte (13) aufgebaut ist, daß die zweite Leiter­ platte (4) aus einer eine zweite, flexible Leiterplatte (12b) tragende zweite Trägerplatte (14) aufgebaut ist, und daß die erste und zweite flexible Leiterplatte (12a, 12b) einstückig mit dem ebenfalls als flexible Leiterplatte (12c) ausgebildeten Verdrahtungsmittel (7) verbun­ den sind.

8. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (12) von der der zweiten Trägerplatte (14) gegenüberlie­ gende Kante (3a) der ersten Trägerplatte (13) zur freien, in das Gehäuse ragenden Kante (4a) der zweiten Trägerplatte (14) geschleift ist.

9. Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abschlußplatte (2) zugewandte Seite der ersten Trägerplatte (13) die erste, flexible Leiterplatte (12a) trägt, und daß auf der der Seiten­ fläche der Gehäusehaube (1) abgewandten Seite der zweiten Träger­ platte (14) die zweite, flexible Leiterplatte (12b) angeordnet ist.

10. Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abschlußplatte (2) abgewandten Seite der ersten Trägerplatte (13) die erste, flexible Leiterplatte (12a) trägt, und daß auf der der Seitenflä­ che der Gehäusehaube (1) zugewandten Fläche der zweiten Trägerplatte (14) die zweite, flexible Leiterplatte (12b) angeordnet ist.

11. Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die der Abschlußplatte (2) zugewandte Seite der ersten Leiterplatte (3) mit bedrahteten Bauelementen (9) und/oder diskre­ ten, integrierten Schaltkreisen (9a) und/oder SMD-Bauelementen (8a) bestückt ist, daß die der Abschlußplatte (2) abgewandte Fläche der ersten Leiterplatte (3) SMD-Bauelemente (8) trägt, daß die der Sei­ tenfläche der Gehäusehaube (1) zugewandte Seite der zweiten Leiter­ platte (4) SMD-Bauelemente (8) trägt, und daß die der Seitenfläche der Gehäusehaube (1) abgewandten Seite der zweiten Leiterplatte (4) mit bedrahteten Bauelementen (9, 9b, 9c) und/oder diskreten, inte­ grierten Schaltkreisen (9a) und/oder SMD-Bauelementen (8a) bestückt ist.

12. Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Schutz- und Entstörbauelemente auf der ersten Leiter­ platte (3) vorgesehen sind, und daß diese Schutz- und Entstörbauele­ mente direkt in unmittelbarer Nähe zu den Kontaktmessern (5a, 5b, 6) angeordnet sind.