DE4222838A1 - Elektrisches geraet, insbesondere schalt- und steuergeraet fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Elektrisches geraet, insbesondere schalt- und steuergeraet fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Gerät nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Bei derartigen bekannten Geräten sind sich stark
erwärmende Leistungsbauelemente auf Kühlelementen untergebracht, die
auf oder an der Leiterplatte oder dem die Leiterplatte aufnehmendem
Gehäuse befestigt sind. Diese Kühlelemente bestehen aus speziellen
Kühlprofilen, durch die die Leistungsbauelemente mit Abstand zur
Leiterplatte bzw. von dieser abstehend angeordnet sind. Derartige
Kühlelemente haben den Nachteil, daß sie aus kompliziert aufgebauten
Profilen bestehen und die Bestückung nur schwer automatisiert werden
kann. Durch die Gestaltung der Kühlelemente und die damit zusammen
hängende Art der Anbringung der Leistungsbauelemente müssen solche
elektrischen Geräte groß dimensioniert werden und nehmen erheblichen
Einbauraum in Anspruch.
Aus der US-PS 48 11 165 ist ein elektrisches Gerät bekannt, bei dem
elektronische Bauelemente auf einer eine elektronische Schaltung
tragenden Leiterplatte angebracht sind. Diese ist aus einem flexi
blen Material gefertigt und auf eine gut wärmeleitende Platte aufge
bracht. Das hat den Nachteil, daß eine Wärmeableitung von den
elektronischen Bauelementen durch die Leiterplatte hindurch zur
wärmeleitenden Platte erfolgen muß. Darüber hinaus ist die (herkömm
liche) Anbringung von elektronischen Bauelementen in Drahtbauweise
nur mit erheblichem Aufwand möglich, da die Durchführung der An
schlußdrähte bzw. Anschlußelektroden durch Lötöffnungen der Leiter
platte zusätzliche Isolierungsmaßnahmen gegenüber der wärmeleitenden
Platte erfordert.
Das erfindungsgemäße elektrische Gerät mit den kennzeichnenden Merk
malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die
Anordnung der Leistungsbauelemente eine besonders flache Bauform des
elektrischen Gerätes möglich ist. Die Art und Form der Leistungsbau
elemente hat keinen Einfluß auf Form und Gestalt der Kühlelemente,
so daß deren Art und Anbringung in Abhängigkeit anderer Faktoren er
folgen kann. Durch die erfindungsgemäße Anbringung der Leistungsbau
elemente ist eine gute Wärmeableitung möglich, wodurch auch eine
größere Zahl von Leistungsbauelementen auf der Leiterplatte ange
bracht werden kann. Durch die gute Wärmeabführung ist auch eine
höhere Umgebungstemperatur möglich, wie sie zum Beispiel im Motor
raum eines Kraftfahrzeugs herrscht. Das Gehäuse des elektrischen Ge
rätes kann weiterhin mit einer geringen Anzahl von Fertigungs
schritten automatisch bestückt und verlötet werden.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig.
1 ein nur teilweise dargestelltes Steuergerät im Längsschnitt und in
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Leiterplatte mit geschnitten darge
stelltem Gehäuse. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Leiter
platte des zweiten Ausführungsbeispiels.
Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Querschnitt und einen Längsschnitt
durch dieses zweite Ausführungsbeispiel.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 die Leiterplatte eines elektro
nischen Steuergerätes bezeichnet, die eine nicht näher dargestellte
Schaltung trägt. Zu dieser Schaltung gehört auch ein sich im Betrieb
stark erwärmendes Leistungsbauelement 11, dessen Wärme abzuleiten
ist.
Auf die Oberseite 12 der Leiterplatte 10 ist eine Schicht 13 aus gut
wärmeleitendem Material aufgebracht, die bis an den Rand 14 der
Leiterplatte reicht. Die Schicht 13 aus gut wärmeleitendem Material
ist vorzugsweise metallisch und kann beispielsweise eine ent
sprechend ausgebildete Leiterbahn, eine Abschirmfläche zur Ver
besserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV), Laminat,
eine Kupferkaschierung oder ähnliches sein.
Auf dieser wärmeleitenden Schicht 13 liegt das Leistungsbauelement
11 mit seiner Rückseite 15 (größte Fläche) auf und ist auf geeignete
Weise befestigt, zum Beispiel verklebt, gelötet, geschraubt. Die
aufliegende Rückseite 15 des Leistungsbauelementes 11 ist kleiner
als die Grundfläche der wärmeleitenden Schicht 13.
Die Anschlußelektroden 16 des Leistungsbauelementes 11 verlaufen zu
nächst parallel zur Leiterplatte 10, ohne die wärmeleitende Schicht
13 zu berühren, und sind außerhalb derselben abgebogen und in ent
sprechende Lötöffnungen 17 der Leiterplatte geführt. Durch Verlöten
wird das Leistungsbauelement mit der Schaltung verbunden.
Auf die Oberseite 12 der Leiterplatte 10 ist ein haubenartiger
Deckel 18 aufgesetzt, dessen umlaufender Rand 19 am Rand der
Leiterplatte 10 auf derselben und damit auch auf der wärmeleitenden
Schicht 13 aufliegt. Der Deckel 18 bzw. dessen Rand 19 ist auf ge
eignete Weise mit der Leiterplatte 10 verbunden, zum Beispiel ge
klebt, geschraubt oder verlötet.
Der Deckel 18 ist zumindest im Bereich der wärmeleitenden Schicht 13
aus einem wärmeleitenden Material, vorzugsweise einem Metall, ge
fertigt und dient als Kühlfläche für das Leistungsbauelement 11.
Die vom Leistungsbauelement 11 abzuleitende Wärme wird also über die
wärmeleitende Schicht 13 zu einer Kühlfläche, dem Deckel 17, ge
leitet. Eine aufwendige Montage des Leistungsbauelementes auf oder
an einer speziellen formangepaßten Kühlfläche entfällt. Die Kühl
fläche ist demzufolge unabhängig von der Form des Leistungsbauele
mentes, das heißt die Form des Leistungsbauelementes beeinflußt
weder die Form noch die Lage der Kühlfläche. Darüber hinaus braucht
zwischen Leistungsbauelement und Kühlfläche keine direkte Nachbar
schaftslage zu bestehen.
Ist die Leiterplatte 10 - wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt -
als Zweilagenleiterplatte ausgeführt, kann auch die Unterseite 20
entsprechend mit Leistungsbauelementen 11 bestückt werden. Diese
liegen dann ebenfalls auf einer wärmeleitenden Schicht 21 auf, über
die die abzuleitende Wärme an eine nicht dargestellte Kühlfläche ge
führt wird.
Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen der wärmeleitenden
Schicht 13 bzw. 21 und der Kühlfläche kann die Oberfläche der wärmeleitenden
Schicht entsprechend strukturiert werden. Durch geeignete
Maßnahmen kann beispielsweise eine Lotschicht oder andere wärmelei
tende Schicht in Gitterstruktur aufgeprägt werden, zum Beispiel
durch ein Reflow-Lötverfahren.
Zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs ist eine großflächige
Kontaktierung zwischen wärmeleitender Schicht 13 und Kühlfläche vor
teilhaft.
Sind mehrere Leistungsbauelemente 11 auf einer Seite 12 bzw. 20 der
Leiterplatte nebeneinander angeordnet, sollten die jeweiligen me
tallischen Schichten 13 gegeneinander isoliert sein, das heißt ein
ander nicht berühren.
Ist die Kühlfläche wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, der
Deckel eines Gehäuses oder ein - nicht dargestelltes - frei zugäng
liches Kühlelement (z. B. Kühlwinkel), sind diese vorteilhafter Weise
gegen die wärmeleitende Schicht 13 elektrisch isoliert. Dazu kann
entweder die Kühlfläche im Bereich der Kontaktstelle mit einer Iso
lationsschicht versehen sein, zum Beispiel einer Eloxalschicht,
einem Lack oder ähnlichem. Das entsprechende Kühlelement kann dann
auch zur Kühlung mehrerer Leistungsbauelemente genutzt werden.
Es ist auch möglich, die wärmeleitende Schicht 13 zumindest im Be
reich der Kühlfläche mit einer Isolationsschicht zu versehen.
Im Gegensatz dazu kann aber auch bei bestimmten Anwendungsfällen,
zum Beispiel zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglich
keit, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Kühlfläche und
wärmeleitender Schicht 13 sinnvoll sein. Dazu werden diese dann ohne
Isolierung zusammengefügt.
Wird als wärmeleitende Schicht zum Beispiel eine entsprechend breit
ausgebildete Leiterbahn oder eine Abschirmfläche genutzt, kann diese
zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit entsprechend dicker (größere
Schichtdicke) ausgebildet sein.
Im Verdrahtungsbereich der Leiterplatte wird dazu eine Leiterschicht
mit einer Stärke von z. B. 30 µm aufgetragen. Damit können dann
Leiterbahnen mit Breiten unter 200 µm und etwa gleich breiten Ab
ständen zwischen den Leiterbahnen gefertigt werden.
In den Bereichen, in denen elektrische Bauelemente wärmeleitend mit
den Leiterbahnen verbunden werden sollen, wird die Schichtdicke er
höht auf Dicken über 50 µm, vorzugsweise auf Schichtdicken von
100 µm bis 200 µm.
Zur weiteren Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit kann die Leiter
platte 10 auf beiden Seiten (Seite 12 oder Seite 20) mit wärmelei
tenden Schichten versehen sein, die über eine an sich bekannte
Durchkontaktierung miteinander verbunden sind. Damit werden
parallele Wärmeableitwege geschaffen.
Wird die Leiterplatte 10 im Bereich der wärmeleitenden Schicht mit
SMD-Bauteilen (SMD = surface mounted device) bestückt, liegen die
Oberfläche der wärmeleitenden Schicht 13 und die des entsprechenden
Leiterbahnenabschnittes für eine gute Montage und Kontaktierung vor
zugsweise in einer Ebene.
Ist die Kühlfläche, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, der
Deckel eines Gehäuses, kann dieser so ausgebildet sein, daß gleich
zeitig eine elektromagnetische Schirmung der abgedeckten Schaltung
erfolgt (Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit, EMV).
Dieser Deckel wird dann als metallische bzw. metallisierte Box aus
gebildet, die die entsprechenden Leiterplattenbereiche abdeckt.
Diese metallische Box kann dann beispielsweise die gesamte Leiter
plattenfläche abdecken und an den Rändern der Leiterplatte auf
liegen. Dort erfolgt eine elektrische und wärmeleitende Kontaktie
rung. Es ist auch möglich, diese Box so auszubilden, daß sie die
Leiterplatte nur in dem Bereich überdeckt, in dem empfindliche Bau
elemente angeordnet sind, d. h. Bauelemente, die im Hinblick auf die
elektromagnetische Verträglichkeit der Schaltung abgeschirmt werden
müssen. Dabei können die zu kühlenden Leistungsbauelemente innerhalb
oder außerhalb der Box angeordnet werden.
Um diese Box mechanisch stabil und gut leitend mit der Leiterplatte
zu verbinden, können an deren Unterseite Verbindungslaschen ange
bracht werden, die durch entsprechende Öffnungen der Leiterplatte
ragen oder an deren Rändern vorbeigeführt werden. Die Box wird dazu
nach dem Löten der Leiterplatten-Oberseite auf diese aufgesetzt, und
die Verbindungslaschen werden umgebogen oder verlötet. Diese Ver
bindungslaschen können darüber hinaus zur Fixierung eines ent
sprechenden Unterteils (ebenfalls eine EMV-Box) genutzt werden.
Bei dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten zweiten Ausführungsbei
spiel des elektronischen Steuergerätes ist auf besonders vorteil
hafte Weise eine Verbindung zwischen der wärmeleitenden Schicht und
dem Kühlelement hergestellt, die einfach und zuverlässig beim Zu
sammenbau erstellt wird. Das Kühlelement ist in diesem Ausführungs
beispiel das Gehäuse des Steuergerätes. Gleiche Bauelemente wie beim
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind mit gleichen Bezugs
zeichen bezeichnet.
Die Leiterplatte 10 ist rechteckig ausgebildet und trägt an ihrer
Stirnseite 30 eine Steckerleiste 31 zur Kontaktierung der elektro
nischen Schaltung. Auf die Oberseite 12 der Leiterplatte 10 ist die
Schicht 13 aus gut wärmeleitendem Material aufgebracht. Diese ist an
den Randbereichen 32 bis 34 in Form einer Kupferkaschierung angeord
net. Die Schichtdicke dieser Kupferkaschierung bzw. Kupferauflage
liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 300 µm und 400 μm. Im
hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die wärmeleitende Schicht
13 als durchgehende Fläche an den drei freien Stirnseiten 35 bis 37
der Leiterplatte gebildet. Die Breite der wärmeleitenden Schicht 13
(senkrecht zur Außenkante der Leiterplatte) ist abhängig von den zu
kühlenden Leistungsbauelementen 11 bzw. deren Abmessungen.
Die zu kühlenden Leistungsbauelemente (Drahtbauelemente oder
SMD-Bauelemente, SMD = Surface Mounted Device) sind auf diese wärme
leitende Schicht 13 so aufgesetzt, daß sie jeweils einen bestimmten
Abstand zur Stirnseite bzw. zum Rand der Leiterplatte haben.
Die Breite der wärmeleitenden Schicht 13 ist abschnittsweise an die
jeweilige Bauform des Leistungsbauelementes so angepaßt, daß die in
Verbindung stehenden Flächen zur Erzielung eines guten Wärmeüber
ganges möglichst groß sind und dennoch eine sichere Kontaktierung
des jeweiligen Leistungsbauelementes möglich ist.
Das Gehäuse 14 zur Aufnahme der bestückten Leiterplatte 10 ist etwa
quaderförmig und an eine Stirnseite 41 offen ausgebildet. Es setzt
sich demzufolge aus einem Bodenteil 42, einem Deckelteil 43 und drei
Seitenwänden 44 bis 46 zusammen. An den Innenseiten 47 bis 49 ist
jeweils ein parallel zum Bodenteil 42 verlaufender Steg 50 bis 52
ausgebildet. Die Stege 50 und 51 bzw. 51 und 52 gehen ineinander
über.
Am Bodenteil 42 ist am Übergang zu den Seitenwänden 44 bzw. 46 je
weils ein Keil 53, 54 ausgebildet, der sich von der offenen Stirn
seite 41 zur gegenüberliegenden Seitenwand 45 ansteigend erstreckt.
Das Gehäuse 40 ist an seiner Stirnseite 41 durch eine Frontplatte 55
verschlossen. Diese hat eine Öffnung 56, durch die die Steckerleiste
31 ragt. An der Innenseite 57 der Frontplatte 55 sind zwei keilför
mige Federelemente 58, 59 angebracht. Die beiden Federelemente 58,
59 sind gleich aufgebaut, jedes hat einen kurzen Befestigungsab
schnitt 60, der an der Innenseite 57 der Frontplatte 55 anliegt und
dort befestigt ist. Von diesem ragt etwa rechtwinklig ein oberer Ab
schnitt 61 ab, dessen Länge etwas kleiner ist als die des Stegs 50
bzw. 52. Der obere Abschnitt 61 geht in einen Anschlußbogen 62 über,
von dem ein unterer Abschnitt 58 ausgeht. Dieser ragt bis in die
Nähe des Befestigungsabschnittes 60. Der obere Abschnitt 56 und der
untere Abschnitt 58 bilden einen Keil, der sich von der Frontplatte
55 ausgehend verjüngt.
Im zusammengebauten Zustand des Steuergerätes befindet sich die
Leiterplatte 10 zwischen den Stegen 50 bis 52 und dem Bodenteil 42
des Gehäuses. Die Frontplatte 55 verschließt das Gehäuse 40, wobei
die Steckerleiste 31 durch die Öffnung 56 ragt. Das Federelement 58
liegt auf dem Keil 53 auf, während das zweite Federelement 59 auf
dem Keil 54 aufliegt. Die Federelemente 58 und 59 sind in ihrer
Federwirkung und Formgebung so an die Keile 53 und 54 und deren Ab
stand zu den Stegen 50 und 52 angepaßt, daß die Leiterplatte mit
ihrer Oberseite gegen die Stege gepreßt wird. Dabei kommen die
wärmeleitende Schicht 13 und die Unterseite der Stege zur Anlage.
Der Wärmeübergang kann damit von den Leistungsbauelementen 11 über
die wärmeleitende Schicht 13 an die Stege 50 bis 52 und damit an das
Gehäuse 40 erfolgen.
Beim Zusammenbau des elektrischen Gerätes wird die Leiterplatte 10
mit der Steckerleiste 31 gemeinsam mit der Frontplatte 55 in das Ge
häuse 40 eingeführt. Dabei befindet sich die Leiterplatte 10
zwischen den Stegen 50 und 52 und dem Bodenteil 42 des Gehäuses.
Beim Einschieben liegen die Federelemente 58 und 59 auf den Keilen
53 bzw. 54 auf. Jedes der keilförmigen Federelemente erzeugt über
die Keile 53 und 54 beim Einschieben auf dem letzten Wegstück eine
ausreichende, für die Wärmeabfuhr erforderliche Anpreßkraft. Damit
erfolgt eine Wärmeabfuhr von den Leistungsbauelementen über die
wärmeleitende Schicht an das Gehäuse ohne zusätzliche Kühlkörper
oder Halterahmen. Dennoch sind auch größere Wärmeleistungen über
tragbar.
Claims (22)
1. Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- oder Steuergerät für
Kraftfahrzeuge, mit einer eine elektronische Schaltung tragenden
Leiterplatte (10) und mindestens einem zu kühlenden Leistungsbauele
ment (11), dadurch gekennzeichnet, daß auf die Leiterplatte (10) zu
mindest im Bereich des Leistungsbauelementes (11) eine wärmeleitende
Schicht (13, 21) aufgebracht ist, auf der das Leistungsbauelement
aufliegt und über die die Wärme zu einem Kühlelement (18, 19) abge
leitet wird.
2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Leistungsbauelement (11) mit einer seiner Flächen, vorzugsweise
der größten Fläche (15) flächig auf der wärmeleitenden Schicht (13,
21) aufliegt.
3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die wärmeleitende Schicht (13, 21) eine Metallkaschierung
ist.
4. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die wärmeleitende Schicht (13, 21) eine Leiterbahn ist.
5. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die wärmeleitende Schicht (13, 21) eine Abschirmfläche zur
Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit ist.
6. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die wärmeleitende Schicht (13, 21) aus einem Laminat der
Leiterplatte (10) besteht.
7. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Kühlelement (18, 19) Teil eines die Leiter
platte (10) aufnehmenden Gehäuses ist.
8. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kühlelement ein freistehender metallischer
Körper ist.
9. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Schicht (13, 21) und die Kühl
fläche (18, 19) elektrisch gegeneinander isoliert sind.
10. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß auf die Leiterplatte (10) beidseitig wärmelei
tende Schichten (13, 21) aufgebracht sind.
11. Elektrisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die wärmeleitenden Schichten (13, 21) über Durchkontaktierungen ver
bunden sind.
12. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen der Leiterplatte unterschied
liche Schichtdicken aufweisen, so daß die wärmeleitende Schicht (13,
21) eine größere Schichtdicke hat.
13. Elektrisches Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schichtdicke im Bereich der wärmeleitenden Schicht (13) größer
als 70 µm ist und daß die Schichtdicke der Leiterbahnen in den im
wesentlichen nicht wärmeleitenden Bereichen etwa 30 µm beträgt.
14. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kühlelement Teil eines elektromagnetisch
abschirmenden Gehäusebauteils ist.
15. Elektrisches Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu kühlenden Leistungsbauelemente (11) innerhalb des elektro
magnetisch abschirmenden Gehäusebauteils angeordnet ist.
16. Elektrisches Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu kühlenden Leistungsbauelemente (11) außerhalb des elektro
magnetisch abschirmenden Gehäusebauteils angeordnet sind.
17. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Schicht (13) und zumindestens
Teile des Kühlelementes durch mindestens ein Federmittel (58, 59)
zur gegenseitigen Anlage gebracht werden.
18. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) ein von einer Stirnseite (41)
zugängliches Einschubgehäuse ist.
19. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) an seiner Innenseite mindestens
einen Steg (50 bis 52) hat, an dem zumindest Teile der wärmeleiten
den Schicht (13) anliegen.
20. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß sich das Federmittel (58, 59) einerseits an der
Leiterplatte (10) und andererseits an einem Teil des Gehäuses ab
stützt.
21. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß das Federmittel keilförmig ausgebildet ist und
sich an einem keilförmigen Führungselement (53, 54) des Gehäuses
(40) abstützt.
22. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einschubgehäuse durch eine Frontplatte (55)
verschlossen ist, an der das Federmittel (58, 59) angeordnet ist.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4222838A DE4222838C2 (de) | 1991-09-21 | 1992-07-11 | Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge |
DE59207677T DE59207677D1 (de) | 1991-09-21 | 1992-09-09 | Elektrisches gerät, insbesondere schalt- und steuergerät für kraftfahrzeuge |
KR1019930701112A KR930702876A (ko) | 1991-09-21 | 1992-09-09 | 모터 차량용 스위칭 및 제어유닛과 같은 전기장치 |
PCT/DE1992/000721 WO1993006705A1 (de) | 1991-09-21 | 1992-09-09 | Elektrisches gerät, insbesondere schalt- und steuergerät für kraftfahrzeuge |
US08/064,010 US6222732B1 (en) | 1991-09-21 | 1992-09-09 | Electrical device, in particular a switching and control unit for motor vehicles |
EP92918773A EP0558712B2 (de) | 1991-09-21 | 1992-09-09 | Elektrisches gerät, insbesondere schalt- und steuergerät für kraftfahrzeuge |
ES92918773T ES2095486T5 (es) | 1991-09-21 | 1992-09-09 | Aparato electrico, en especial aparato de conmutacion y control para vehiculos de motor. |
JP5505680A JPH06503210A (ja) | 1991-09-21 | 1992-09-09 | 電気装置、特に車両用の切換−及び制御装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4131515 | 1991-09-21 | ||
DE4222838A DE4222838C2 (de) | 1991-09-21 | 1992-07-11 | Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4324214A1 (de) * | 1993-07-19 | 1995-01-26 | Siemens Ag | Elektrisches Gerät |
EP0652694A1 (de) * | 1993-11-05 | 1995-05-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
EP0682467A2 (de) * | 1994-05-10 | 1995-11-15 | Hella KG Hueck & Co. | Schaltungsanordnung zur Gebläsesteuerung für Kraftfahrzeuge |
DE19506664A1 (de) * | 1995-02-25 | 1996-02-29 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisches Gerät |
FR2734981A1 (fr) * | 1995-05-30 | 1996-12-06 | Siemens Ag | Procede de fabrication d'une carte a circuit imprime et carte a circuit imprime |
WO1997006658A1 (de) * | 1995-08-04 | 1997-02-20 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät bestehend aus mindestens zwei gehäuseteilen |
WO1997025846A1 (de) * | 1996-01-10 | 1997-07-17 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät bestehend aus mindestens zwei gehäuseteilen |
DE19629630A1 (de) * | 1996-07-23 | 1997-09-11 | Bosch Gmbh Robert | Steuergeräteanordnung mit einem elektrischen Anbaugerät |
WO1997033459A1 (de) * | 1996-03-09 | 1997-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Elektrisches gerät |
DE19701731A1 (de) * | 1997-01-20 | 1998-07-23 | Bosch Gmbh Robert | Steuergerät bestehend aus mindestens zwei Gehäuseteilen |
DE19715592A1 (de) * | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Bosch Gmbh Robert | Kühlvorrichtung für einen Elektronikbaustein |
DE19734110C1 (de) * | 1997-08-07 | 1998-11-19 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisches Gerät mit einer Leiterplatte und Verfahren zum Fügen des Geräts |
DE19824048C1 (de) * | 1998-05-29 | 1999-11-25 | Hella Kg Hueck & Co | Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge |
DE19832450A1 (de) * | 1998-07-18 | 2000-01-20 | Frankl & Kirchner | Halbleiter-Kühl-Anordnung |
US6097599A (en) * | 1996-06-27 | 2000-08-01 | Robert Bosch Gmbh | Connector |
DE19912443A1 (de) * | 1999-03-19 | 2000-10-12 | Trw Automotive Electron & Comp | Verfahren zur Montage und elektrischen Kontaktierung eines Leistungshalbleiterbauelements und danach hergestellte elektrische Baueinheit |
DE10042839A1 (de) * | 2000-08-30 | 2002-04-04 | Infineon Technologies Ag | Elektronisches Bauteil mit Wärmesenke und Verfahren zu seiner Herstellung |
FR2821497A1 (fr) * | 2001-02-27 | 2002-08-30 | Bosch Gmbh Robert | Entrainement electrique notamment entrainement d'essuie-glaces |
WO2007077233A1 (de) * | 2005-12-30 | 2007-07-12 | Robert Bosch Gmbh | Integriertes elektronisches bauteil sowie kühlvorrichtung für ein integriertes elektronisches bauteil |
EP1581037A3 (de) * | 2004-03-15 | 2008-05-14 | Delphi Technologies, Inc. | Herstellungsverfahren eines abgedichteten elektronischen Moduls |
DE102022207567A1 (de) | 2022-07-25 | 2024-01-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Elektrische Vorrichtung, insbesondere Steuergerät |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008035485A1 (de) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Vorrichtung, insbesondere zur Stromleitung, um ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, insbesondere zur Stromleitung |
DE102017006195A1 (de) | 2017-07-01 | 2019-01-24 | E.I.S. Gmbh Elektronik Industrie Service | Leiterplattenanordnung mit integrierter Kühlfläche und Leitungshalbleitern und Herstellungsverfahren hierzu |
KR102423650B1 (ko) * | 2017-09-05 | 2022-07-21 | 한온시스템 주식회사 | 모터 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1104576B (de) * | 1960-07-20 | 1961-04-13 | Visomat Geraete G M B H | Gedruckte Schaltung mit Waermeableiter |
DE3115017A1 (de) * | 1981-04-14 | 1982-11-04 | Blaupunkt-Werke Gmbh, 3200 Hildesheim | Elektronisches bauelement |
DE3527208A1 (de) * | 1985-07-30 | 1987-02-12 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisches schaltgeraet |
US4905123A (en) * | 1987-10-08 | 1990-02-27 | Navistar International Transportation Corp. | Heat sink bus assembly |
DE8715073U1 (de) * | 1987-11-12 | 1988-02-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektronische Baueinheit zur Steuerung von Funktionen eines Kraftfahrzeugs |
FR2649578B1 (fr) * | 1989-07-10 | 1991-09-20 | Alcatel Business Systems | Dispositif de dissipation thermique pour composant de type cms monte sur plaque de circuit imprime |
FR2654155B3 (fr) * | 1989-11-03 | 1991-10-18 | Marelli Autronica | Unite electronique de commande, pour installations d'allumage et/ou d'injection electroniques de vehicules automobiles, avec element metallique de dissipation de la chaleur. |
-
1992
- 1992-07-11 DE DE4222838A patent/DE4222838C2/de not_active Revoked
- 1992-09-09 KR KR1019930701112A patent/KR930702876A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-09-09 DE DE59207677T patent/DE59207677D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4324214A1 (de) * | 1993-07-19 | 1995-01-26 | Siemens Ag | Elektrisches Gerät |
EP0652694A1 (de) * | 1993-11-05 | 1995-05-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
DE4337866A1 (de) * | 1993-11-05 | 1995-05-11 | Siemens Ag | Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
EP0682467A2 (de) * | 1994-05-10 | 1995-11-15 | Hella KG Hueck & Co. | Schaltungsanordnung zur Gebläsesteuerung für Kraftfahrzeuge |
EP0682467A3 (de) * | 1994-05-10 | 1997-02-26 | Hella Kg Hueck & Co | Schaltungsanordnung zur Gebläsesteuerung für Kraftfahrzeuge. |
DE19506664A1 (de) * | 1995-02-25 | 1996-02-29 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisches Gerät |
FR2734981A1 (fr) * | 1995-05-30 | 1996-12-06 | Siemens Ag | Procede de fabrication d'une carte a circuit imprime et carte a circuit imprime |
WO1997006658A1 (de) * | 1995-08-04 | 1997-02-20 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät bestehend aus mindestens zwei gehäuseteilen |
US6084776A (en) * | 1995-08-04 | 2000-07-04 | Robert Bosch Gmbh | Control device, consisting of at least two housing parts |
WO1997025846A1 (de) * | 1996-01-10 | 1997-07-17 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät bestehend aus mindestens zwei gehäuseteilen |
AU702449B2 (en) * | 1996-01-10 | 1999-02-18 | Robert Bosch Gmbh | Control device consisting of at least two housing sections |
WO1997033459A1 (de) * | 1996-03-09 | 1997-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Elektrisches gerät |
US6097599A (en) * | 1996-06-27 | 2000-08-01 | Robert Bosch Gmbh | Connector |
DE19629630A1 (de) * | 1996-07-23 | 1997-09-11 | Bosch Gmbh Robert | Steuergeräteanordnung mit einem elektrischen Anbaugerät |
DE19701731A1 (de) * | 1997-01-20 | 1998-07-23 | Bosch Gmbh Robert | Steuergerät bestehend aus mindestens zwei Gehäuseteilen |
DE19715592A1 (de) * | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Bosch Gmbh Robert | Kühlvorrichtung für einen Elektronikbaustein |
WO1998046457A1 (de) | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Robert Bosch Gmbh | Kühlvorrichtung für einen elektronikbaustein |
DE19715592C2 (de) * | 1997-04-15 | 1999-12-09 | Bosch Gmbh Robert | Kühlvorrichtung für einen Elektronikbaustein |
DE19734110C1 (de) * | 1997-08-07 | 1998-11-19 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisches Gerät mit einer Leiterplatte und Verfahren zum Fügen des Geräts |
DE19824048C1 (de) * | 1998-05-29 | 1999-11-25 | Hella Kg Hueck & Co | Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge |
DE19832450A1 (de) * | 1998-07-18 | 2000-01-20 | Frankl & Kirchner | Halbleiter-Kühl-Anordnung |
DE19912443A1 (de) * | 1999-03-19 | 2000-10-12 | Trw Automotive Electron & Comp | Verfahren zur Montage und elektrischen Kontaktierung eines Leistungshalbleiterbauelements und danach hergestellte elektrische Baueinheit |
DE19912443C2 (de) * | 1999-03-19 | 2003-05-28 | Trw Automotive Electron & Comp | eine elektrische Baueinheit mit wenigstens einem Leistungshalbleiterbauelement |
DE10042839A1 (de) * | 2000-08-30 | 2002-04-04 | Infineon Technologies Ag | Elektronisches Bauteil mit Wärmesenke und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE10042839B4 (de) * | 2000-08-30 | 2009-01-29 | Infineon Technologies Ag | Elektronisches Bauteil mit Wärmesenke und Verfahren zu seiner Herstellung |
FR2821497A1 (fr) * | 2001-02-27 | 2002-08-30 | Bosch Gmbh Robert | Entrainement electrique notamment entrainement d'essuie-glaces |
EP1581037A3 (de) * | 2004-03-15 | 2008-05-14 | Delphi Technologies, Inc. | Herstellungsverfahren eines abgedichteten elektronischen Moduls |
WO2007077233A1 (de) * | 2005-12-30 | 2007-07-12 | Robert Bosch Gmbh | Integriertes elektronisches bauteil sowie kühlvorrichtung für ein integriertes elektronisches bauteil |
DE102022207567A1 (de) | 2022-07-25 | 2024-01-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Elektrische Vorrichtung, insbesondere Steuergerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR930702876A (ko) | 1993-09-09 |
DE59207677D1 (de) | 1997-01-23 |
DE4222838C2 (de) | 2002-03-28 |
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