DE4231140A1

DE4231140A1 - Baugruppe für elektronische Steuergeräte

Info

Publication number: DE4231140A1
Application number: DE19924231140
Authority: DE
Inventors: Willy Bentz; Alwin Dipl Ing Verlage; Waldemar Dipl Ing Ernst; Dieter Dipl Phys Karr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1994-03-24

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Baugruppe für elektronische Steuer geräte nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 33 31 207 ist eine derartige Baugruppe bekannt, bei der auf einer Leiterplatte eine Verlustwärme abgebendes elektrisches Bauelement angeordnet ist. Um diese Verlustwärme möglichst schnell abzuleiten, liegt das Bau element mit einer Seite an einem zusätzlichen Kühlteil an. Das Kühl teil und das elektrische Bauelement werden mit lösbaren Fixier- und Befestigungsmitteln gehalten. Aufgrund der zusätzlichen Kühlteile ist zusätzlicher Platz notwendig, der auch die Bestückung der Leiterplatte verringert. Ferner ergeben sich zusätzliche Wärmeüber gangsstellen. Ferner werden bei dieser Baugruppe starre Leiter platten verwendet, die in das Gehäuse des Steuerelements eingebaut werden.

Aus in der Praxis verwendeten Steuergeräten ist es zwar bekannt, zwei starre Leiterplatten durch ein flexibles Bauteil miteinander zu verbinden. Hierbei werden aber immer Baugruppen mit zusätzlichen Kühlteilen verwendet.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Baugruppe für elektronische Steuergeräte mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Verlustwärme der elektrischen Bauteile direkt über die Wand des Gehäuses der Steuergeräte abgeleitet werden kann. Es sind keine zusätzlichen Kühlteile mehr notwendig. Dadurch wird auch der zur Verfügung stehende Platz der Leiterplatte vergrößert. Ferner können auch hohe Verlustleistungen schnell und sicher abge leitet werden. Nach wie vor können Standardbauelemente als elektri sche Bauteile verwendet werden, wobei keinerlei spezielle Geometrie der Anschlußkontakte der elektrischen Bauteile notwendig wird. Nach wie vor können bisher erprobte und verwendete Loteinrichtungen, wie z. B. das Schwall-Löten, eingesetzt werden. Durch die Schräge der Wand kommen die elektrischen Bauteile bereits durch das Eigengewicht mit einem gewissen Anpreßdruck zur Anlage. Es können dadurch ein fache Fixierelemente verwendet werden, die das elektrische Bauteil noch zusätzlich an die Innenwand drücken.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hautpanspruch angegebenen Baugruppe möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 bis 3 einen Schnitt durch die Baugruppe im jeweiligen Montageschritt, wobei die Fig. 3 die Baugruppe im ein gebauten Zustand ohne einem zusätzlichen Fixierelement darstellt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist mit 10 eine Leiterplatte bezeichnet, die eine nicht näher dargestellte elektronische Schaltung trägt. Zu dieser elektronischen Schaltung gehören Leistungsbauelemente 11, die im Betriebszustand Verlustwärme abgeben und wobei diese Verlustwärme möglichst schnell abgeleitet werden muß. Als Leistungsbauelemente 11 können z. B. Transistoren verwendet werden. Um das Leistungsbau element 11 auf der Leiterplatte 10 fixieren zu können, ist auf der Leiterplatte 10 ein Fixierelement 12 angeordnet, das mit Hilfe eines Fortsatzes 13 fest auf der Leiterplatte 10 befestigt ist. Das Fixierelement 12 weist trichterförmige Bohrungen 14 auf, die mit in der Leiterplatte 10 ausgebildeten Bohrungen 15 fluchten. Die Öffnung 16 der Bohrung 14 mit dem größeren Durchmesser ist dem Leistungsbau element 11 zugewandt, so daß die Anschlüsse 17 der Leistungsbau elemente 11 leicht in die Bohrungen 14 und 15 eingeführt werden können. Das Fixierelement 12 hat die Aufgabe, die Anschlüsse des Leistungsbauelements 11 während der Montage zu führen, da die Anschlüsse nicht immer gerade ausgebildet sind, sondern während des Transportes und vor der Montage leicht verbogen werden können. Ferner wird mittels des Fixierelements 12 ein definierter Abstand zwischen der Leiterplatte 10 und dem Leistungsbauelement 11 her gestellt. Mit Hilfe des Fortsatzes 13 ist das Fixierelement 12 fest auf der Leiterplatte 10 angeordnet, da nur so die Aufgaben des Fixierteils 12 einwandfrei erfüllt werden können. Auf der Leiter platte 10 befinden sich in herkömmlicher Weise die Leiterbahnen 19, die mit einer Lot-Verbindung 18, wie in Fig. 2 gezeigt, mit den Anschlüssen 17 des Leistungsbauelements 11 verbunden sind. Statt der Leiterbahnen 19 könnte auch eine Leiterfolie verwendet werden. In der Fig. 1 ist nur ein Leistungsbauelement mit einem Fixierelement dargestellt. Es können aber auch mehrere Leistungsbauelemente auf einem Fixierelement oder auch mehrere Leistungsbauelemente auf jeweils einem eigenen Fixierelement auf der Leiterplatte angeordnet sein. Besonders durch die erfindungsgemäße Anordnung der Baugruppe und der Montage ist eine relativ große Anzahl von Leistungsbau elementen auf der Leiterplatte möglich.

Bei der Montage wird auf die Leiterplatte 10 im sogenannten Nutzen das Fixierelement 12 plaziert, wobei es mit dem Fortsatz 13 durch die Leiterplatte 10 hindurch ragt und mechanisch fest mit der Leiterplatte 10 verbunden ist. Anschließend werden nun die Leistungsbauelemente 11 entweder manuell oder automatisch auf das Fixierteil 11 aufgesetzt und die Anschlüsse 17 durch die Bohrungen 14 und 15 hindurchgeschoben. Bei Bedarf können auch die Anschlüsse 17 der Leistungsbauelemente 11 geclincht werden, wie es in dem mit 20 bezeichneten Anschluß in der Fig. 1 als Beispiel dargestellt ist. Dadurch sind die Anschlüsse bereits mechanisch in den Bohrungen 14, 15 befestigt. Der nun erreichte Montagezustand ist in der Fig. 1 dargestellt. Anschließend werden die Anschlüsse 17 mit Hilfe von Lötverbindungen, z. B. im bekannten Schwall-Löten, mit den Leiter bahnen 19 der Leiterplatte 10 verbunden, wodurch eine elektrische Leitfähigkeit hergestellt wird. Nun wird durch Fräsen oder einem anderen Trennverfahren die Baugruppe aus dem Nutzen herausgetrennt. Dabei wird auch das Fixierelement 12 insbesondere im Bereich des Fortsatzes 13 abgetrennt. Ferner wird auch die Leiterplatte 10 an einer Stelle 21, die möglichst nahe beim Fixierelement 12 sich befindet, aber von diesem nicht überdeckt wird, bis auf die Leiter bahnen 19 durchgetrennt. Dadurch erhält man einen flexiblen Bereich der Leiterplatte 10. Der in der Fig. 2 dargestellte Montageschritt stellt den endgültigen, für die Montage verwendbaren Zustand dar. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Leiterplatte 10 und das Fixierelement 12 auf der Seite, auf der auch das Leistungsbau element 11 zur Kühlung an der Wandung eines Gehäuses anliegen soll, so weit abgefräst, daß das Ende des Fixierteils 12 bzw. das Ende der Leiterplatte 10 nicht über das Leistungsbauelement 11 mehr hinaus ragt.

Diese in der Fig. 2 dargestellte Baugruppe kann nun, wie in der Fig. 3 gezeigt, in das Gehäuse 24 eines Steuergeräts eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft kann dabei die in der Fig. 3 darge stellte Konstruktion des Gehäuses 24 in der Form einer Wanne ver wendet werden. Hierunter ist eine Ausbildung einer Gehäuseunter schale zu verstehen, wobei im Bereich des der größer als 90° ab stehenden Seitenwand 25 eine Ausnehmung 27 ausgebildet ist. Die Leiterplatte 10 kommt hierbei mit seinem Bereich ohne dem Leistungs bauelement 11 auf der Grundplatte 26 des Gehäuses 24 zur Auflage. Das Leistungsbauelement 11 liegt hingegen an der Innenseite der Seitenwand 25 an. Durch die leichte Abschrägung der Seitenwand 25 liegt das Leistungsbauelement 11 bereits durch sein Eigengewicht an der Seitenwand 25 an. Da sich ferner zwischen dem Fixierelement 12 bzw. zwischen der Leiterplatte 10 und der Innenseite der Seitenwand 25 ein Spiel befindet, kann der flexible Bereich 21 der Leiterplatte 10 die eventuell auftretenden Toleranzen ausgleichen. Ferner hat der elastische Bereich 21 noch die Aufgabe, eventuell resultierende Kräfte bei der Klammerung des Leistungsbauelements 11 mit Hilfe einer Feder, die in der Fig. 3 nicht dargestellt ist, aufzunehmen, so daß das Leistungsbauelement 11 nahezu kraftfrei an der Seitenwand 25 zum Anliegen kommt.

Claims

1. Baugruppe für elektronische Steuergeräte, mit mindestens einem Verlustwärme abgebenden elektrischen Bauelement (11), das mit Hilfe eines Fixierelements (12) auf einer Leiterplatte (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (10) einen elastischen Bereich (21) aufweist, so daß das Bauelement (11) mit einer Seite im in das Steuergerat eingebauten Zustand an einem die Verlustwärme ableitenden Bauteil (25) zum Anliegen kommen kann.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bau teil (25) die Seitenwand des Gehäuses (24) des Steuergeräts ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (26) des Gehäuses (24) des Steuergeräts mindestens im Bereich des Leistungsbauelements (11) und des elastischen Bereichs (21) eine Ausnehmung (27) aufweist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe für elektronische Steuergeräte, wobei auf der Leiterplatte (10) ein Fixierelement (12) befestigt wird, wobei von der Seite des Fixierelements (12) her auf die Leiterplatte (10) mindestens ein Leistungsbauelement (11) aufgesetzt wird und die Anschlüsse (17) durch Bohrungen (15) geführt werden, wobei die Anschlüsse (17) durch Lötverbindungen (18) mit den Leiterbahnen (19) der Leiterplatte (10) verbunden werden, wobei das Fixierelement (12) und die Leiterplatte (10) auf der einen Seite des Leistungsbauelements (11) so weit abgetrennt werden, daß die Leiterplatte (10) und das Fixierelement (12) nicht mehr über das Leistungsbauelement (11) hinausragen und auf der anderen Seite des Leistungsbauelements (11) in die Leiterplatte (10) ein elastischer Bereich (21) eingearbeitet wird.