DE4240754A1 - Electronic control device for motor vehicle engine or ABS system - has edge walls of cooling plate, plug connector and housing frame or cover forming four narrow sides of housing - Google Patents
Electronic control device for motor vehicle engine or ABS system - has edge walls of cooling plate, plug connector and housing frame or cover forming four narrow sides of housingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a control device, in particular for a Motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
Ein bekanntes Steuergerät (DE 35 02 584) weist ein hohlpro filförmiges Gehäuse auf, in dem zwei Leiterplatten angeord net sind. Leistungsbauelemente sind gesondert auf einer wärmeleitenden Metallplatte angeordnet. Die Metallplatte ist an einer Seitenwand des Gehäuses befestigt, um die wäh rend des Betriebs entstehende Verlustleistung nach außen abzuführen. Die Leiterplatten sind mit Hilfe von Bolzen in einem Abstand voneinander in dem Gehäuse befestigt, wobei eine der Leiterplatten an der Metallplatte und an einem Steckerteil befestigt ist.A known control device (DE 35 02 584) has a hohlpro fil-shaped housing in which two circuit boards are arranged are not. Power components are separate on one arranged heat-conducting metal plate. The metal plate is attached to a side wall of the housing to hold the Power loss to the outside during operation dissipate. The circuit boards are in with the help of bolts a distance apart in the housing, wherein one of the circuit boards on the metal plate and on one Plug part is attached.
Ein solches Steuergerät hat den Nachteil, daß die Montage sehr aufwendig ist, da alle Teile wie Leiterplatten und Me tallplatte in das Hohlprofil eingebaut werden müssen. Des weiteren nimmt der Aufbau mit zwei Leiterplatten und den Bolzen als Abstandshalter viel Raum in Anspruch.Such a control device has the disadvantage that the assembly is very complex because all parts such as circuit boards and me tallplatte must be installed in the hollow profile. Of the structure with two printed circuit boards and the Bolts as spacers take up a lot of space.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Steuergerät zu schaffen, das einfach zu montieren und kompakt aufgebaut ist.The invention is based on the problem of a control unit to create that easy to assemble and compact is.
Das Problem wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The problem is solved by the features of claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Vorteilhafterweise sind Leiterplatten bei derseitig einer Kühlplatte befestigt, damit möglichst viele Bauelemente in dem Gehäuse untergebracht werden können. Des weiteren wird die Packungsdichte der Bauelemente dadurch erhöht, daß die Leiterplatten doppelseitig bestückt sind.Advantageous embodiments are in the subclaims featured. Printed circuit boards are advantageously used for fixed on the other side of a cooling plate, so as many as possible Components can be accommodated in the housing. Of this further increases the packing density of the components increased that the circuit boards are double-sided.
Leistungsbauelemente können unmittelbar in der Nähe von an deren, funktionell zugeordneten Bauelementen der Schaltung angeordnet werden, indem sie in Löchern der Leiterplatte direkt auf der Kühlplatte befestigt sind.Power components can be in the immediate vicinity of their, functionally assigned components of the circuit can be arranged by placing them in holes in the circuit board are attached directly to the cooling plate.
Die Kühlplatte weist Gehäusebefestigungsteile auf, die aus dem Gehäuse nach außen ragen und an einer Wärmesenke befe stigt sind. Dadurch wird die im Betrieb entstehende Ver lustwärme von den Leistungsbauelementen über die Kühlplatte und über die Gehäusebefestigungsteile gut und schnell nach außen abgeführt.The cooling plate has housing fasteners that are made of protrude outward from the case and beef on a heat sink are steady. As a result, the Ver heat from the power components via the cooling plate and quickly and easily using the housing mounting parts dissipated outside.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is below Reference to the schematic drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Steuergerät (teilweise ge schnitten) in Seitenansicht, Fig. 1 shows an inventive control device (partially cut ge) in side view,
Fig. 2 einen Schnitt durch das Steuergerät entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section through the controller along the line II-II in Fig. 1
Fig. 3: eine Draufsicht (teilweise geschnitten) auf das Steuergerät gemäß Fig. 1. FIG. 3 shows a plan view (partially in section) of the control unit of FIG. 1.
In einem Gehäuse eines elektronischen Steuergeräts, bei spielsweise ein Motor- oder ABS-Steuergerät für ein Kraft fahrzeug, sind zwei Leiterplatten 1 (Fig. 1) angeordnet. Die Leiterplatten 1 tragen eine elektronische Schaltung mit verschiedenen Bauelementen 2, von denen in der Zeichnung nur einige davon stellvertretend für alle Bauelemente der Schaltung schematisch dargestellt sind.In a housing of an electronic control unit, for example a motor or ABS control unit for a motor vehicle, two circuit boards 1 ( Fig. 1) are arranged. The circuit boards 1 carry an electronic circuit with various components 2 , of which only a few are shown schematically in the drawing as representative of all components of the circuit.
In der Fig. 1 ist das Steuergerät mit Sicht auf seine Vor derseite dargestellt. In der linken Hälfte, d. h. in der Fi gur links der Linie II-II, ist das Steuergerät geschnitten dargestellt. In Fig. 1 the control unit is shown with a view of its front side. In the left half, ie in the figure on the left of line II-II, the control unit is shown in section.
Die Leiterplatten 1 sind beiderseitig (siehe auch Fig. 2) einer Kühlplatte 3 auf dieser befestigt. Die Kühlplatte 3 ist einstückig mit Gehäusebefestigungsteilen 4, im folgen den als Laschen bezeichnet, aus gut wärmeleitendem Material hergestellt.The circuit boards 1 are fastened on both sides (see also FIG. 2) of a cooling plate 3 . The cooling plate 3 is in one piece with housing mounting parts 4 , hereinafter referred to as tabs, made of a good heat-conducting material.
Die Laschen 4 ragen abgedichtet aus dem Gehäuse raus und dienen zum Befestigen des Steuergeräts, beispielsweise an der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Das Steuergerät kann über in den Laschen 4 angebrachten Bohrungen 5 angeschraubt oder auch mit Hilfe der Laschen 4 in einem gekühlten Modul gehäuse, in dem sich noch andere Steuergeräte befinden kön nen, als Einschub untergebracht werden.The tabs 4 protrude sealed from the housing and are used to attach the control unit, for example on the body of the motor vehicle. The control unit can be screwed over the holes 5 in the tabs 4 or housed with the help of the tabs 4 in a cooled module, in which there are other control units NEN, as an insert.
Soweit es sich bei den Bauelementen um stark wärmeerzeu gende Leistungsbauelemente 6 handelt, sind dieselben direkt auf der wärmeleitenden Kühlplatte 3 befestigt und mit der Schaltung auf den Leiterplatten 1 über elektrische Ver binder, wie beispielsweise Bondverbindungen 7, elektrisch verbunden.As far as the components are strong heat generating power components 6 , the same are attached directly to the heat-conducting cooling plate 3 and with the circuit on the circuit boards 1 via electrical connectors, such as bonding connections 7 , electrically connected.
Da die Laschen 4 aus dem Gehäuse ragen und ihrerseits an einer Wärmesenke befestigt sind, kann die Verlustleistung der Leistungsbauelemente 6 in Form von Wärme über die Kühl platte 3 schnell nach außen abgeführt werden. Damit kann auf Dauer eine große Wärmemenge abgeleitet werden.Since the tabs 4 protrude from the housing and are in turn attached to a heat sink, the power loss of the power components 6 in the form of heat via the cooling plate 3 can be quickly dissipated to the outside. This means that a large amount of heat can be dissipated in the long term.
Die Kühlplatte 3 hat an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Randwand (eine davon in Fig. 1 im Schnitt darge stellt), die quer zur Ebene der Kühlplatte 3 verläuft, so daß sich ein doppel-T-förmiger Querschnitt ergibt. Die Randwände bilden zugleich zwei Außenwände des Gehäuses (in der Fig. 1 sind dies die linke und die durch das Stecker teil verdeckte, rechte Seitenwand).The cooling plate 3 has on two opposite sides each an edge wall (one of them in Fig. 1 represents Darge), which extends transversely to the plane of the cooling plate 3 , so that there is a double-T-shaped cross section. The edge walls also form two outer walls of the housing (in Fig. 1, these are the left and the right side wall partially hidden by the plug).
An der Vorderseite wird das Gehäuse durch ein Steckerteil 9, beispielsweise eine Stiftleiste, abgeschlossen. Das Steckerteil 9 ist aus Isoliermaterial mit in dieses einge betteten Steckerstiften 10 hergestellt. Das Steckerteil 9 kann so ausgebildet sein, daß seine Steckerstifte 10 waag recht oder in einem beliebigen Winkel bis 90° abgewinkelt aus dem Steuergerät ragen.At the front, the housing is closed by a plug part 9 , for example a pin header. The plug part 9 is made of insulating material with plug pins 10 embedded therein. The connector part 9 can be designed so that its connector pins 10 protrude horizontally or at an angle of up to 90 ° from the control unit.
Zwei aus gut wärmeleitendem Material hergestellte Deckel 11 verschließen das Gehäuse. Die Deckel 11 dienen zusätzlich als EMV-Schutz und zum Abdichten des Gehäuseinneren. Das Gehäuse kann auch durch einen einzigen, nicht dargestellten Deckel mit U-förmigen Profil abgedichtet werden.Two covers 11 made of good heat-conducting material close the housing. The covers 11 also serve as EMC protection and for sealing the interior of the housing. The housing can also be sealed by a single cover, not shown, with a U-shaped profile.
Das Steckerteil 9 und ein Rahmenteil 13 sind auf die Kühl platte 3 an zwei gegenüberliegenden Seiten befestigt, bei spielsweise durch Aufstecken oder Einrasten. Die beiden Leiterplatten 1 sind je nach Notwendigkeit über elektrisch leitende Verbinder 12 (Fig. 2), die in dem aus Isolierma terial hergestellten Rahmenteil 13 eingebettet sind, elek trisch miteinander verbunden. Die Verbinder 12 können durch Löten oder über zusätzliche elektrische Verbinder, wie Bondverbindungen 7, mit den Leiterplatten 1 verbunden sein.The plug part 9 and a frame part 13 are attached to the cooling plate 3 on two opposite sides, for example by plugging or snapping. The two circuit boards 1 are electrically connected as needed via electrically conductive connector 12 ( Fig. 2), which are embedded in the frame part 13 made of Isolierma material. The connectors 12 can be connected to the printed circuit boards 1 by soldering or via additional electrical connectors, such as bond connections 7 .
Das Rahmenteil 13 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, eine weitere Seitenwand des Gehäuses bilden. Die beiden Deckel 11 können aber auch das Rahmenteil 13 von oben und von un ten ganz umgreifen, so daß sie an ihren Rändern aneinander stoßen und das Gehäuse abdichten.As shown in FIG. 2, the frame part 13 can form a further side wall of the housing. However, the two covers 11 can also completely encompass the frame part 13 from above and from below, so that they abut against one another at their edges and seal the housing.
Das Steckerteil 9 kann über elektrische Verbinder, wie bei spielsweise Bondverbindungen 7, mit jeder Leiterplatte 1 elektrisch verbunden sein. Die Bondverbindungen 7 sind dann direkt auf Steckerstiften 10 des Steckerteils 9 befestigt.The plug part 9 can be electrically connected to each printed circuit board 1 via electrical connectors, such as for example bond connections 7 . The bond connections 7 are then attached directly to connector pins 10 of the connector part 9 .
Die Deckel 11 sind einerseits in Nuten 14 des Steckerteils 9 und andererseits über das Rahmenteil 13 gesteckt oder in dieses eingerastet und verbinden so das Rahmenteil 13 und das Steckerteil. Die beiden anderen Ränder der Deckel 11 sind in die Ränder der Kühlplatte 3 eingerastet oder auf diese aufgesteckt (siehe Fig. 1). Die Kühlplatte 3 dient dabei als Abstandshalter für die Deckel 11.The covers 11 are inserted on the one hand into grooves 14 of the plug part 9 and on the other hand over the frame part 13 or snapped into it and thus connect the frame part 13 and the plug part. The two other edges of the cover 11 are snapped into the edges of the cooling plate 3 or plugged onto them (see FIG. 1). The cooling plate 3 serves as a spacer for the cover 11 .
Die Ränder der Deckel 11 können auch zur Montage umgebogen werden, um die Deckel 11 zu befestigen. Infolgedessen wird das Gehäuse in einer Richtung von den beiden T-förmigen Wandrändern der Kühlplatte 3 und in orthogonaler Richtung dazu von dem Steckerteil 9 und dem Rahmenteil 13 gebildet und durch die beiden Deckeln 11 zusammengehalten. Dement sprechend wird das Gehäuseinnere abgedichtet.The edges of the lid 11 can also be bent for assembly to secure the lid 11 . As a result, the housing is formed in one direction by the two T-shaped wall edges of the cooling plate 3 and in the orthogonal direction thereto by the plug part 9 and the frame part 13 and held together by the two covers 11 . The interior of the housing is sealed accordingly.
Zwischen der Kühlplatte 3 und den Leiterplatten 1 können nicht dargestellte, elektrisch isolierende Folien angeord net sein, um einen Kurzschluß zwischen spannungsführenden Teilen der Leiterplatte 1 und der auf Massepotential lie genden Kühlplatte 3, zu vermeiden. Die Folien können auch als Klebefolien ausgebildet sein und dann zur Befestigung der Leiterplatte 1 dienen.Between the cooling plate 3 and the circuit boards 1 , not shown, electrically insulating films may be angeord net to avoid a short circuit between live parts of the circuit board 1 and the cooling plate 3 lying at ground potential. The foils can also be designed as adhesive foils and then used to fasten the printed circuit board 1 .
Ein Ziel dieses Steuergeräts ist es, die Packungsdichte der Bauelemente 2 auf den Leiterplatten 1 zu erhöhen, ohne einen größeren Raumbedarf des Steuergeräts zu benötigen. Dies wird bereits wie oben beschrieben durch mindestens zwei Leiterplatten 1 erreicht, die beiderseitig der Kühl platte 3 auf dieser befestigt sind.One aim of this control device is to increase the packing density of the components 2 on the printed circuit boards 1 without requiring a larger space for the control device. This is already achieved as described above by at least two printed circuit boards 1 , which are attached to the cooling plate 3 on both sides.
Um die Packungsdichte weiter zu erhöhen, können die Leiter platten 1 beiderseitig mit Bauelementen 2 bestückt sein. Aus diesem Grunde weist die Kühlplatte 3 nicht dargestellte Ausnehmungen für diejenigen Bauelemente 2 auf, die auf der zu der Kühlplatte 3 hinzeigenden Oberfläche der Leiterplat ten 1 angeordnet sind. Dabei können ebenso wie bei den ein seitig bestückten Leiterplatten 1 fast alle möglichen Bau formen von Bauelementen 2 wie Hybride, gehäuste IC′s oder diskrete Bauelemente eingesetzt werden. Es ist jedoch vor teilhaft, wenn die Leiterplatten 1 mit Bauelementen 2 in Hybridtechnik bestückt sind, da hierdurch der Platzbedarf für die Schaltung verringert wird.In order to further increase the packing density, the circuit boards 1 can be equipped with components 2 on both sides. For this reason, the cooling plate 3 has recesses, not shown, for those components 2 which are arranged on the surface of the printed circuit board 1 pointing toward the cooling plate 3 . As with the one-sided printed circuit boards 1, almost all possible construction forms of components 2 such as hybrids, packaged ICs or discrete components can be used. However, it is geous before if the circuit boards 1 are equipped with components 2 in hybrid technology, since this reduces the space required for the circuit.
Es können auch mehrere Leiterplatten 1 jeweils auf einer Seite der Kühlplatte 3 angeordnet sein (vgl. Fig. 3), die dann über Bondverbindungen 7 oder auf sonstige bekannte Weise miteinander elektrisch verbunden sind.A plurality of printed circuit boards 1 can also be arranged on one side of the cooling plate 3 (see FIG. 3), which are then electrically connected to one another via bond connections 7 or in another known manner.
Da die Leistungsbauelemente 6 direkt auf der Kühlplatte 3 befestigt sind, kann die Kühlplatte 3 als Puffer für schnell auftretende Verlustleistungsspitzen dienen. Weil die Kühlplatte 3 mit den nach außen ragenden Laschen 4 ver sehen ist, wirkt die Kühlplatte 3 auch als wärmeleitendes Verbindungsteil zwischen der Schaltung und der Karosserie, an der das Steuergerät befestigt ist.Since the power components 6 are fastened directly on the cooling plate 3 , the cooling plate 3 can serve as a buffer for rapidly occurring power loss peaks. Because the cooling plate 3 is seen ver with the outwardly projecting tabs 4 , the cooling plate 3 also acts as a heat-conducting connecting part between the circuit and the body to which the control unit is attached.
Leitungsbauelemente können sowohl neben einer Leiterplatte 1 als auch in Löchern 15 innerhalb einer Leiterplatte 1 di rekt auf der Kühlplatte 3 befestigt sein. Folglich sind die Leistungsbauelemente 6 in örtlicher Nähe von den ihnen funktionell zugeordneten Bauelementen 2 angeordnet. Dadurch wird das Layout der Leiterplatten 1 vereinfacht und die Leiterplatten 1 können kleiner ausgestaltet werden.Line components can be attached directly to the cooling plate 3 both in addition to a circuit board 1 and in holes 15 within a circuit board 1 . Consequently, the power components 6 are arranged in close proximity to the components 2 functionally assigned to them. This simplifies the layout of the circuit boards 1 and the circuit boards 1 can be made smaller.
Die Befestigung der Leistungsbauelemente 6 auf der Kühl platte 3 kann durch Löten oder Kleben realisiert sein. Elektrisch sind die Leistungsbauelemente 6 über elektrische Verbinder, wie Bondverbindungen 7, mit Kontaktflecken 16 der Leiterplatte 1 und damit mit der Schaltung verbunden. Gegebenenfalls können auch einige der Leistungsbauelemente 6 unmittelbar mit dem Steckerteil 9 elektrisch verbunden sein.The attachment of the power components 6 on the cooling plate 3 can be realized by soldering or gluing. The power components 6 are electrically connected to contact pads 16 of the printed circuit board 1 and thus to the circuit via electrical connectors, such as bond connections 7 . If necessary, some of the power components 6 can also be electrically connected directly to the plug part 9 .
Claims (7)
- - mit einem Gehäuse, in dem mindestens eine, elektronische Bauelemente (2) tragende Leiterplatte (1) angeordnet ist,
- - mit einem Steckerteil (9) und
- - mit einer Kühlplatte (3) für Leistungsbauelemente (6),
dadurch gekennzeichnet, - - daß die Kühlplatte (3) an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine quer verlaufende Randwand aufweist,
- - daß an einer quer zu diesen Randwänden verlaufenden Seite der Kühlplatte (3) das Steckerteil (9) befestigt ist,
- - daß die Randwände der Kühlplatte (3), das Steckerteil (9) und entweder ein Gehäuserahmenteil oder mindestens ein Deckel (11) die vier Schmalseiten des Gehäuses bilden, wobei das Gehäuse mindestens durch einen Deckel (11) zusammengehalten wird.
- with a housing in which at least one printed circuit board ( 1 ) carrying electronic components ( 2 ) is arranged,
- - With a plug part ( 9 ) and
- - With a cooling plate ( 3 ) for power components ( 6 ),
characterized, - - That the cooling plate ( 3 ) has a transverse edge wall on two opposite sides,
- - That the plug part ( 9 ) is attached to a side of the cooling plate ( 3 ) extending transversely to these edge walls,
- - That the edge walls of the cooling plate ( 3 ), the plug part ( 9 ) and either a housing frame part or at least one cover ( 11 ) form the four narrow sides of the housing, the housing being held together by at least one cover ( 11 ).
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| DE19924240754 DE4240754A1 (en) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | Electronic control device for motor vehicle engine or ABS system - has edge walls of cooling plate, plug connector and housing frame or cover forming four narrow sides of housing |
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