DE4436547A1

DE4436547A1 - Gehäuse für Elektronikbaugruppen

Info

Publication number: DE4436547A1
Application number: DE4436547A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Seitz; Joachim Dipl Ing Lach
Original assignee: Temic Telefunken Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1996-04-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme elek tronischer Baugruppen nach dem Oberbegriff des An spruchs 1. Derartige Gehäuse finden insbesondere Anwen dung beim Einsatz in Kraftfahrzeugen.

Die in Kraftfahrzeugen eingesetzten Gehäuse für elek tronische Baugruppen weisen im allgemeinen einen wan nenförmigen Gehäusegrundkörper auf, der an einer Seite eine Kontaktleiste für den externen Anschluß beinhaltet und von einem Deckel verschlossen wird. Im Innenraum des Gehäuses ist eine Leiterplatte untergebracht, auf der die Bauelemente der elektronischen Baugruppe ange ordnet sind.

Ein derartiges Gehäuse für Kfz-Elektronik ist beispielsweise in der DE-PS 39 06 973 beschrieben. Die Bauelemente, welche beim Betreiben der Baugruppe vermehrt Energie in Form von Wärme abgeben, sind bevor zugt am Rand der Leiterplatte angeordnet, um die Wärme über die Außenwand des Gehäuses an die Umgebung abzuge ben. Die übrigen, überwiegend weniger Verlustwärme er zeugenden Bauelemente sind auf der verbleibenden Fläche der Leiterplatte verteilt. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind diese Bauelemente oftmals nicht für den Betrieb bei zu hohen Temperaturen geeignet.

Wird nun die elektronische Baugruppe nahe an der Grenze der Temperaturspezifikation einzelner Bauelemente be trieben, kann es bei Lastspitzen zu Temperaturüberhö hungen kommen, mit der Folge, daß die Lebensdauererwar tung jener Bauelemente und damit auch der gesamten Bau gruppe abnimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gehäuse zur Aufnahme elektronischer Baugruppen anzugeben, die nahe an der Grenze der Temperaturspezifikation betrieben werden kann, ohne daß es zu Verkürzungen der Lebensdau ererwartung der gefährdenden Bauelemente kommt. Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Die vorteilhafte Weiter bildung des erfindungsgemäßen Gehäuses erfolgt durch die in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkma len.

Bei einem Gehäuse zur Aufnahme elektronischer Baugrup pen, das aus einem ein- oder mehrteiligen, wannenförmi gen Gehäusegrundkörper besteht, der mit einem Deckel verschlossen ist, ist innerhalb des Gehäusegrundkörpers ein flacher Träger einer gedruckten Schaltung im we sentlichen parallel zur Bodenfläche des Gehäusegrund körpers angeordnet. Die Baugruppe weist auf der dem Ge häusedeckel zugewandten Seite der gedruckten Schaltung zwei Gruppen von Bauelementen auf, wovon die erste Gruppe aus Bauelementen besteht, die mehr Verlustwärme erzeugen als die Bauelemente der zweiten Gruppe. Die Bauelemente sind derart auf der gedruckten Schaltung angeordnet, daß die Bauelemente der ersten Gruppe vor wiegend auf einer ersten zusammenhängenden Teilfläche der gedruckten Schaltung angeordnet sind. Die Bauele mente der zweiten Gruppe nehmen die verbleibende Fläche der gedruckten Schaltung ein. Um die beiden Gruppen thermisch voneinander zu trennen, ist eine Trennwand vorgesehen, die vom Gehäusedeckel bis zur gedruckten Schaltung reicht und so verläuft, daß das Volumen im Innenraum über der ersten Teilfläche vollständig vom verbleibenden Innenraum abgetrennt ist. Mit dieser Maß nahme wird der Wärmeaustausch zwischen den Bauelementen der ersten und der zweiten Gruppe vermindert. Die bei Lastspitzen auftretenden Temperaturüberhöhungen bleiben somit weitgehend auf die Bauelemente der ersten Gruppe, die vermehrt Verlustleistung produzieren, beschränkt. Die eher wärmeempfindlichen Bauelemente der zweiten Gruppe bleiben innerhalb der für ihren Betrieb zulässi gen Temperaturgrenzen. Die Lebensdauererwartung dieser Bauelemente ist aufgrund der kleineren Temperaturbela stung um ein Vielfaches höher.

Bestehen der Gehäusedeckel und die Trennwand aus dem gleichen Material und weisen sie beide ungefähr die gleiche Dicke auf, so erfolgt die Abfuhr der erzeugten Wärme im wesentlichen über den Deckel des Gehäuses.

Die Trennwand und der Deckel sollten dann aus einem Teil und vorteilhaft aus einem thermoplastischen Kunst stoff bestehen, damit die Abfuhr der Wärme besonders effektiv erfolgen kann.

Um die Baugruppen mit einer Anschlußmöglichkeit zu ver sehen, ist es vorgesehen, an einer der Außenwände des Gehäusegrundkörpers eine Kontaktleiste vorzusehen.

Die Kontaktleiste ist dabei vorteilhaft so angeordnet, daß sie die von den vermehrt Verlustleistung produzie renden Bauteilen erzeugte Wärme über den außerhalb des Gehäuses angeordneten Kabelstecker abführen kann. Sie ist vorzugsweise auf der Teilfläche der gedruckten Schaltung angeordnet, auf der mehr Wärme produziert wird.

In einer anderen Ausgestaltungsform des Gehäuses weist die gedruckte Schaltung auf der dem Gehäusedeckel abge wandten Seite der gedruckten Schaltung Bauelemente auf. Auch hier sind die Bauelemente der ersten und der zwei ten Gruppe räumlich voneinander durch eine Trennwand getrennt. Die Trennwand erstreckt sich hier von der Bo denfläche des Gehäusegrundkörpers bis zum Träger der gedruckten Schaltung und verläuft derart, daß das Volu men über der die Bauteile der ersten Gruppe tragenden Teilfläche der gedruckten Schaltung vom restlichen In nenraum abgetrennt ist.

In einer weiteren Ausgestaltung des Gehäuses ist es vorgesehen, daß der Träger der gedruckten Schaltung ei nen Teil der Gehäuseoberfläche bildet. Der Träger kann dabei so ausgebildet sein, daß er entweder die Boden fläche des Gehäusegrundkörpers oder den Gehäusedeckel oder auch beides bildet.

Kurze Beschreibung der Figur

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch ein Gehäuse zur Aufnahme von elektronischen Baugruppen nach der Erfin dung.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur erläutert. Das Gehäuse 1 besteht aus einem mehrteiligen, wannenförmigen Gehäuse grundkörper 2, der von einem Boden mit drei angeformten Seitenteilen und einer Kontaktleiste gebildet wird. Die Kontaktleiste ist auf dem Träger der gedruckten Schal tung montiert und bildet die vierte Seitenfläche des Gehäusegrundkörpers. Das Gehäuse 1 ist durch einen Deckel 3 verschlossen. Um die Baugruppe im Innern vor schädlichen Umwelteinflüssen, z. B. Staub, zu schützen, sind an allen aneinandergefügten Gehäuseteilen umlau fende Nuten einerseits und in die Nuten eingreifende Verzahnungen andererseits vorgesehen. Im Ausführungs beispiel besteht der Gehäusegrundkörper mit Ausnahme der Steckerleiste aus Aluminium oder thermoplastischem Kunststoff.

Im Gehäusegrundkörper 2 ist ein Träger 4 einer gedruck ten Schaltung angeordnet. Der Träger 4 verläuft im we sentlichen parallel zur Bodenfläche 6 des Gehäusegrund körpers 2. Auf dem Träger ist eine elektronische Schal tung mit ihren Bauelementen angeordnet. Die Bauelemente der Baugruppe befinden sich zum Großteil auf der dem Gehäusedeckel zugewandten Seite des Trägers. Sie lassen sich in zwei Gruppen unterteilen. Die Bauteile der er sten Gruppe erzeugen bei ihrem Betrieb mehr Verlustwär me als die Bauteile der zweiten Gruppe. Zu den Bautei len der ersten Gruppe gehören beispielsweise Leistungs transistoren und Relais, zu den Bauteilen der zweiten Gruppe beispielsweise integrierte Schaltungen. Die ge druckte Schaltung ist in ihrem Design so ausgelegt, daß auf einer ersten zusammenhängenden Teilfläche vorwie gend Bauelemente der ersten Gruppe angeordnet sind. Auf der verbleibenden Fläche sind vorwiegend Bauelemente der zweiten Gruppe zu finden.

Eine Trennwand, die vom Gehäusedeckel bis zum Träger der gedruckten Schaltung reicht, trennt die beiden Teilflächen, bzw. die Volumen über den beiden Teilflä chen voneinander ab. Im Ausführungsbeispiel verläuft die Trennwand von der einen Seitenfläche des Gehäuse grundkörpers im rechten Winkel zur gegenüberliegenden Seitenfläche. Prinzipiell ist jeder andere Verlauf, der die beiden Bauelementegruppen in der beschriebenen Wei se voneinander trennt, ebenso geeignet.

Trennwand und Deckel bestehen im Ausführungsbeispiel aus einem thermoplastischen Kunststoff. Sie sind aus einem Teil gefertigt und weisen eine vergleichbare Wandstärke auf. Das hat den Vorteil, daß die Wärme, die von den Bauelementen der ersten Gruppe erzeugt wird, über die Trennwand und den Deckel nach außen abgeführt wird.

In einer anderen Ausgestaltungsform des Gehäuses sind die Funktionen von Gehäusegrundkörper und Deckel im Hinblick auf die Trennwand vertauscht. Dann verläuft die Trennwand vom Boden des Gehäusegrundkörpers zum Träger der gedruckten Schaltung. Die Bauelemente der Baugruppe sind in dieser Ausführung auf der dem Gehäu segrundkörper zugewandten Seite des Trägers montiert. Die Trennwand trennt die Bauelemente der ersten Gruppe von denen der zweiten Gruppe, die wie weiter oben be schrieben in zwei Teilbereichen angeordnet sind, von einander ab. Sind sämtliche Bauelemente der Baugruppe dann noch in Oberflächenmontagetechnologie montiert, so kann der Träger der gedruckten Schaltung als Teil des Gehäuses, in diesem Fall als Gehäusedeckel eingesetzt werden. Somit kann der Montageaufwand auf ein Minimum reduziert werden.

Claims

1. Gehäuse (1) zur Aufnahme elektronischer Baugruppen, aus einem ein- oder mehrteiligen, wannenförmigen Gehäu segrundkörper (2), der mit einem Gehäusedeckel (3) ver schlossen ist, wobei innerhalb des Gehäusegrundkörpers (2) ein flacher Träger (4) einer gedruckten Schaltung (5) im wesentlichen parallel zur Bodenfläche (6) des Gehäusegrundkörpers (2) angeordnet ist und wobei die Baugruppe auf der dem Gehäusedeckel (3) zugewandten Seite der gedruckten Schaltung (5) zwei Gruppen von Bauelementen aufweist, wovon die Bauelemente der ersten Gruppe (7) mehr Verlustwärme erzeugen als die Bauele mente der zweiten Gruppe (8), dadurch gekennzeichnet,
daß auf der gedruckten Schaltung (5) eine erste zusam menhängende Teilfläche (9) vorgesehen ist, auf der vor wiegend Bauelemente der ersten Gruppe (7) angeordnet sind, und daß auf der verbleibenden Fläche (10) vorwie gend Bauelemente der zweiten Gruppe (8) angeordnet sind,
daß eine Trennwand (11) vorgesehen ist, die vom Gehäu sedeckel (3) bis zur gedruckten Schaltung (5) reicht und so verläuft, daß das Volumen über der ersten Teil fläche (9) vollständig vom Volumen über der verbleiben den Fläche (10) abgetrennt ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (3) und die Trennwand (11) aus dem gleichen Material bestehen und ungefähr die gleiche Dicke aufweisen.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Gehäusedeckel (3) und die Trennwand (11) aus einem Teil bestehen.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (3) und die Trennwand (11) aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand des Gehäusegrund körpers (2) von einer Kontaktleiste gebildet wird.

6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktleiste auf einer ersten zusammenhängenden Teilfläche (9) angeordnet ist und so ein großer Teil der von den Bauelementen der ersten Gruppe (7) erzeug ten Wärme über die Kontaktleiste und einen außenliegen den Kabelanschluß abgeleitet wird.

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltung (5) auf der dem Gehäusedeckel (3) abgewandten Seite des Trägers (4) Bauelemente der ersten (7) und der zweiten Gruppe (8) aufweist, die räumlich voneinander durch eine entspre chend verlaufende zweite Trennwand separiert sind, die sich vom Boden des Gehäusegrundkörpers (2) bis zum Trä ger (4) der gedruckten Schaltung (5) erstreckt.

8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) der gedruckten Schaltung (5) auf seiner anderen Seite Bauelemente trägt, die keine Verlustleistung erzeugen.