DE4307134A1

DE4307134A1 - Steckerleiste für elektronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE4307134A1
Application number: DE4307134A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Arnold; Reinhard Fassel; Herbert Klinger; Hartmut Zoebl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-03-06
Filing date: 1993-03-06
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2013-03-07
Also published as: BR9400820A; DE4307134C2; JPH06295757A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steckerleiste für elektronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Mit größer werdendem Funktionsumfang solcher elektronischer Steuer geräte nimmt die Anzahl und die Packungsdichte der auf Leiterplatten des Steuergeräts montierten elektronischen Bauelemente zu. Wurden bisher üblicherweise die Bauelemente mit ihren Anschlußabschnitten durch Montagebohrungen in der Leiterplatte gesteckt und auf der Rückseite der Leiterplatte in der Regel durch Schwallöten elektrisch mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden und zugleich durch die Lötung mechanisch stabil auf der Leiterplatte fixiert, so er folgt aus Kostengründen die Bestückung der Leiterplatten heute zunehmend in der SMD-Technik.

Bei der SMD-Technik (surface mounted devices - oberflächenmontierte Bauelemente) geht man von einer Leiterplatte aus, die keine Montage löcher mehr aufzuweisen braucht. Die Bauelemente werden in dieser Technik mit ihren Anschlußabschnitten auf spezielle, mit einer auf gedruckten Lotpaste versehene Anschlußflächen der Leiterplatte gesetzt und durch Reflow-Lötung, bei der die Lotpaste aufgeschmolzen wird, mit den Anschlußflächen stoffschlüssig verbunden.

Von dieser Verfahrensumstellung sind auch die Kontaktelemente der Steckerleiste betroffen. Wurden bei der Schwallöttechnik die An schlußabschnitte der Kontaktelemente mittels der Montagebohrungen in der Leiterplatte noch mechanisch stabil durch Formschluß auf der Leiterplatte festgelegt, so werden die Anschlußabschnitte in der SMD-Verbindungstechnik nur noch an der Oberfläche der Leiterplatte durch die Lötverbindung stoffschlüssig gehalten.

In nachteiliger Weise neigen solche Verbindungen bei mechanischen Belastungen zu Funktionsausfällen, da infolge eines fehlenden Form schlusses in einer Montagebohrung der Leiterplatte die Kräfte aus den mechanischen Belastungen vom Lot aufgenommen werden müssen und das Lot für diese Belastungen nicht die erforderlichen Festigkeits werte aufweist.

Hinzu kommt, daß mit wachsendem Funktionsumfang der elektronischen Steuergeräte auch die Anzahl der Steckverbindungsteile in der Steckerleiste zunimmt, dadurch über größere Steckkräfte die mechani schen Belastungen der Verbindungsstellen zwischen den Anschlußab schnitten der Kontaktelemente und den Anschlußflächen der Leiter platten anwächst und die Tendenz zu Funktionsausfällen des Steuer gerätes in unerwünschter Weise verstärkt wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steckerleiste mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnte Unzulänglichkeit in zufriedenstellendem Maß vermieden wird.

Dazu weist die Steckerleiste Kontaktelemente auf, die mit Fixier abschnitten in Bohrungen der Leiterplatte eingefügt und hier form schlüssig mit aufschmelzbarer Lotpaste, die auf speziellen Ablage flächen bereitgestellt ist, fixierbar sind, wodurch auf die Stecker leiste einwirkende Steckkräfte sicher aufgefangen werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Stecker leiste möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung die Steckerleiste und Teile der Leiterplatte in einer Seitenansicht und Fig. 2, teilweise geschnit ten, Teile der Steckerleiste und der Leiterplatte in der Draufsicht.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In den Fig. 1 und 2 ist mit 11 ein aus Kunststoff bestehender elektrischer Isolierkörper einer Steckerleiste 12 bezeichnet, an den sich stirnseitig ein Aufnahmekörper 13 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Gegensteckers anschließt.

In dem Isolierkörper 11 sind eine Vielzahl von Kontaktelementen 14, die als Flachstecker ausgebildet sind, abgedichtet eingebettet. Die in zwei Reihen angeordneten Kontaktelemente 14 ragen mit Steckab schnitten 16 vorderseitig aus dem Isolierkörper 11 heraus und in den Aufnahmekörper 13 für den Gegenstecker hinein. Die anderen Enden der Kontaktelemente 14 ragen rückseitig aus dem Isolier körper 11 heraus und bilden dabei jeweils mindestens einen Zuführ abschnitt 17, einen Anschlußabschnitt 18 und einen Fixierabschnitt 19.

Der Zuführabschnitt 17 beginnt an der Rückseite des Isolierkörpers 11 und ist in einem ersten Teil gleichgerichtet mit dem zugehörigen Steckabschnitt 16. Nach einer bogenförmigen Abbiegung in Richtung zur Leiterplatte 22 verläuft der Zuführabschnitt 17 parallel zur Rückseite des Isolierkörpers 11, um in einer weiteren, entgegenge richteten, von dem Isolierkörper 11 wegweisenden bogenförmigen Abbiegung in den Anschlußabschnitt 18 überzugehen, der, gleichge richtet mit dem Steckabschnitt 16, an einer Oberseite 21 der Leiter platte 22 aufliegt. Im Bereich einer Bohrung 23 geht der Anschluß abschnitt 18 mit einer rechtwinkligen Abbiegung in einen durch die Bohrung 23 hindurchtretenden Fixierabschnitt 19 über. An der Ober seite 21 der Leiterplatte 22 liegt jeder Anschlußabschnitt 18 an einem streifenförmigen Anschlußfeld 26 an, das nach der Bohrung 23 durch eine vom Anschlußabschnitt 18 nicht belegte Ablagefläche 27 weitergeführt ist.

Von der Ablagefläche 27 geht eine nur symbolisch dargestellte Leiterbahn 28 aus, die die elektrische Verbindung zu anderen, nicht mehr dargestellten Bauelementen, die auf der Leiterplatte 22 montiert sind, herstellt.

Die Leiterplatte 22 ist für die SMD-Montagetechnik ausgebildet. Dazu sind die Anschlußfelder 26 und die Ablageflächen 27 vor dem Lötvor gang dickschichtig mit Lot 29, das bei dem Bestücken der Leiter platte 22 noch als Lotpaste 29 vorliegt, im Siebdruckverfahren bedruckt. In diese Lotpaste 29 sind die Anschlußabschnitte 18 eingedrückt und auch der jeweilige, in die zugeordnete Bohrung 23 der Leiterplatte 22 eingesteckte Fixierabschnitt 19 steht mit der Lotpaste 29 der Ablagefläche 27, auf der für eine gute Verbindung der Kontaktelemente 14 beim Lötvorgang bzw. Aufschmelzen des aufge brachten Lots genügend Lot bereit gehalten wird, in Verbindung.

Dem Fixierabschnitt 19 ist bei einer Variante ein Halteabschnitt 31 nachgeordnet, der an einer den Anschlußfeldern 26 abgewandten Rückseite 32 der Leiterplatte 22 durch Umbiegung anlegbar ist und dadurch das auf der Leiterplatte 22 montierte Kontaktelement 14 zusätzlich sichert.

Die Rückseite 32 der Leiterplatte 22 ist mit einer Grundplatte 33 zur Wärmeabfuhr belegt, wobei dazwischen eine auf der Grundplatte 33 angebrachte, wärmeleitende, elektrische Isolierschicht 34 aus Glimmer oder einem anderen Isolierstoff eingefügt ist. Diese Isolierschicht 34 ist üblicherweise eine geschlossene Platte, während sie bei der Variante im Bereich von Ausnehmungen 36, die in der Grundplatte 33, den Bohrungen 23 gegenüberliegend, eingebracht sind, unterbrochen ist und dafür auf einem Boden 37 der Aus nehmung 36 angebracht ist. Die Ausnehmungen 36 sind so dimensio niert, daß deren Begrenzungen die Halteabschnitte 31 jeweils mit radialem Abstand umgeben.

Die auf die Anschlußfelder 26 und die Ablageflächen 27 aufgebrachte Lotpaste 29 wird nach der Montage der Steckerleiste 12 mit ihren Kontaktelementen 14 auf der Leiterplatte 22 durch Hitzeeinwirkung aufgeschmolzen. Dadurch verbinden sich zum einen die Anschlußab schnitte 18 mit den zugehörigen Anschlußfeldern 26 stoffschlüssig und zum anderen gelangt das Lot 29 von den Ablageflächen 27 entlang der Fixierabschnitte 19 infolge Kapillarwirkung in die zugehörigen Bohrungen 23. Die Menge des Lotes 29 auf den Ablageflächen 27 ist dabei so abgestimmt, daß die Bohrung 23 sich dabei gerade voll ständig mit Lot 29 füllt und nach Erkalten des Lotes 29 eine stabile Verbindung zwischen der Wandung der Bohrung 23 und deren Fixier abschnitt 19 entsteht.

Nach dem Verlöten ist die Steckerleiste 12, die auf der Leiter platte 22 durch eine nicht dargestellte Schraubverbindung gehalten ist, durch die Kontaktelemente 14 mechanisch und elektrisch mit der Leiterplatte 22 verbunden.

Die beim Verbinden der Steckerleiste 12 mit einem Gegenstecker an den Steckabschnitten 16 auf die Anschlüsse auf der Leiterplatte 22 übertragenen Steckkräfte werden durch die Ausbildung der Zuführ abschnitte 17 so weit verringert, daß sie die Kontaktstellen zwischen Anschlußabschnitten 18 und Anschlußfeldern 26 nur noch in geringem Maße beeinflussen. Dazu haben die Zuführabschnitte 17 durch ihre Formgebung, mit den zueinander entgegengerichteten bogen förmigen Abbiegungen jeweils die Eigenschaft einer Dehnungsschlaufe, die durch innere Verformung die Steckkräfte reduzieren. Die reduzierten Steckkräfte werden vollends sicher durch die großflächige Lötverbindungen, die im Bereich der Anschlußabschnitte 18 auf Scherung und im Bereich der Fixierabschnitte auf Druck oder Zug beansprucht werden, aufgefangen. Die jeweilige Verbindung zwischen Anschlußfeld 26 und Anschlußabschnitt 18 ist somit von mechanischen Beanspruchungen, die auch durch Dehnungsspannungen infolge von Temperaturänderungen auftreten können, entkoppelt.

Somit ist eine Steckerleiste 12 in Verbindung mit einer daran ange paßten Leiterplatte 22 verwirklicht, die sowohl die Vorteile der SMD-Montagetechnik, als auch den Vorteil der mechanischen Stabilität zwischen den Kontaktelementen 14 und den Anschlüssen auf der Leiter platte 22, wie er bei herkömmlicher Montagetechnik erzielt wird, aufweist.

Claims

1. Steckerleiste für elektronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen, die für die SMD-Montagetechnik vorgesehen ist, mit in einem Isolier körper (11) angeordneten Kontaktelementen (14), deren eine Anschluß abschnitte (18) mit auf einer Leiterplatte (22) an deren Vorderseite (21) angebrachten Anschlußfeldern (26) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfelder (26) mit zusätzlichen Ablageflächen (27) für Lotpaste verbunden sind, die Anschlußfelder (26) Bohrungen (23) aufweisen, die Anschlußabschnitte (18) der Kontaktelemente (14) flächig auf den Anschlußfeldern (26) aufliegen und mindestens mit Fixierabschnitten (19) weitergeführt sind, die in die Bohrungen (23) einführbar und durch die Lotpaste der Ablageflächen (27) form schlüssig in den Bohrungen (23) fixierbar sind.

2. Steckerleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (23) als Durchgangsbohrungen durch die Leiterplatte (22) ausgebildet sind und die Fixierabschnitte (19) in Halteabschnitten (31) übergehen, die durch die Bohrungen (23) hindurchragen und an einer den Anschlußfeldern (26) abgewandten Rückseite (32) der Leiterplatte (22) anlegbar sind.

3. Steckerleiste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotpaste (29) durch Erwärmung aufschmelzbar ist und dabei zum einen jeweils ein Anschlußabschnitt (18) mit dem zugeordneten Anschlußfeld (26) elektrisch verbindet, und zum anderen, durch Zufluß des Lotes (29) von der Ablagefläche (27), die Fixierabschnitte (19) in den Bohrungen (23) formschlüssig fixiert.

4. Steckerleiste nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kontaktelement (14) zwischen dem Anschlußabschnitt (18) und einem gleichgerichteten, mit einem Gegenstecker koppelbaren Steck abschnitt (16) einen Zuführabschnitt (17) aufweist, der im wesentli chen senkrecht zu dem Anschlußabschnitt (18) und dem Steckabschnitt (16) verläuft und jeweils bogenförmig und zueinander in entgegenge setzten Krümmungen einerseits zum Steckabschnitt (16) und anderer seits in den Anschlußabschnitt (18) übergeht.