DE9113009U1

DE9113009U1 - Baugruppe für elektronische Steuergeräte

Info

Publication number: DE9113009U1
Application number: DE9113009U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-10-19
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2001-10-20
Also published as: WO1993008673A1

Description

R. 24793
16.10.1991 Pn/Ec/Ke

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 10

Baugruppe für elektronische Steuergeräte Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Baugruppe für elektronische Steuergeräte nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 33 31 ist eine derartige Baugruppe bekannt, bei der ein Fixierteil und ein Federteil so ausgebildet sind, daß beim Aufschieben des Federteils keine Scherkräfte auf die Bauelemente wirken. Die Bauelemente werden somit vor Schäden und deren Anschlußelektroden vor dem Abknicken bewahrt.

Eine derartige Baugruppe hat den Nachteil, daß beim automatischen Bestücken das Fixierbauteil nicht immer problemlos über den Verband von Kühlkörper und Bauelement geführt werden kann, da während des Bestückungsvorganges nicht immer eine einwandfreie Anlage des Bauelementes an den Kühlkörper gewährleistet ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Baugruppe für elektronische Steuergeräte mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein automatisierter Bestückungsvorgang gegenüber

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dem Stand der Technik vereinfacht wird, da das Fixierbauteil beim Bestücken nicht durch die Lage des Bauelementes beeinflußt wird. Darüberhinaus wird das Bauelement automatisch und ohne zusätzliche Hilfsmittel in eine lagerichtige Position gebracht, so daß beim Bestückungsvorgang keine störenden Lageabweichungen auftreten und die für eine optimale Kühlung notwendige Anlage des Bauelementes gewährleistet ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Figur eine erfindungsgemäße Baugruppe im Schnitt, Figur 2 zeigt einen Schnitt durch ein Fixierbauteil.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In einem an sich bekannten und nicht näher dargestellten Steuergerät ist eine Leiterplatte 10 angeordnet, die eine elektronische Schaltung trägt. Zu dieser elektronischen Schaltung gehören Leistungsbauelemente 11, die im Betriebszustand Verlustwärme abgeben (beispielsweise Transistoren SoT 93, TO 220). Um diese Verlustwärme abzuleiten, liegen die Leistungsbauelemente 11 mit ihren Rückseiten 12 flächig an einem Kühlschenkel 14 eines winklig ausgebildeten Kühlteils 13 an. Von dem Kühlschenkel 14 des Kühlteils 13 gehen Befestigungslaschen 15 aus, die auf der Leiterplatte 10 befestigt sind, zum Beispiel vernietet. Der Winkel zwischen den Befestigungslaschen 15 und dem Kühlschenkel 14 ist etwas größer als 90°.

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Der Kühlschenkel 14 hat an seiner Rückseite 16 zwei übereinander angeordnete Vertiefungen 17 bzw. 18. Auf die Vorderseite 19 des Kühlschenkels 14 ist eine wärmeleitende Isolierfolie 20 aufgeklebt, an der die Leistungsbauelemente 11 anliegen. Die Anschlußelektroden 21 des Leistungsbauelements 11 sind mit der Leiterplatte 10 verbunden.

Im Ausführungsbeispiel werden jeweils ein Leistungsbauelement 11 und der Kühlschenkel 14 von oben von einem im Querschnitt etwa u-förmigen Fixierteil 23 umfaßt, das in Figur 2 näher dargestellt ist. Dieses ist aus einem isolierenden Kunststoff hergestellt und hat einen oberen Steg 24, der auf dem oberen Rand 25 des Kühlschenkels 14 aufliegt. Von diesem Steg 24 gehen ein vorderer Fixierschenkel und ein hinterer Fixierschenkel 27 aus.

Der hintere Fixierschenkel 27 liegt an der Rückseite 16 des Kühlschenkels 14 an. Zwei am freien Ende des hinteren Fixierschenkels ausgebildete Rastnasen 28 greifen dabei in die obere Vertiefung 17 des Kühlschenkels 14.

An der Vorderseite 19 des Kühlschenkels 14 bzw. an der Isolierfolie 20 liegt der vordere Fixierschenkel 26 an. Dieser ist etwa u-förmig ausgebildet, so daß seine Schenkel 29 mit ihren Oberseiten an den Außenseiten des Quersteges 24 mit diesem verbunden sind. An den Unterseiten sind die Schenkel durch einen Quersteg 30 verbunden.

Am Steg 24 ist zwischen den Schenkeln 29 eine Fixierlasche 31 durch ein Filmscharnier 32 befestigt. Durch ein zweites Filmscharnier 33 ist der untere Abschnitt 34 der Fixierlasche 31 noch einmal abgewinkelt.

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Im oberen Bereich der Schenkel 29 des vorderen Fixierschenkels 26 ist jeweils eine Seitenwand 36 angebracht, die etwa senkrecht vom Kühlschenkel 14 absteht. Zwischen den beiden Seitenwänden 36 verläuft in deren unterem Bereich eine Querverbindung 37, an der ein Fixierwinkel 38 mit einem Filmscharnier 39 befestigt ist. Dieser hat an seinem dem Filmscharnier 39 zugewandten oberen Winkelabschnitt eine Rastnase 41.

Im montierten Zustand liegt das Leistungsbauelement 11 mit seiner Rückseite 12 flächig am Kühlschenkel 14 bzw. an der Isolierfolie an, und zwar in dem durch den u-förmigen vorderen Fixierschenkel begrenzten Bereich. Das Leistungsbauelement 11 befindet sich demzufolge zwischen den Schenkeln 29 und seine Unterseite 42 liegt auf dem Quersteg 30 auf. Über das Fixierteil 23 ist von oben eine im Querschnitt u-förmige Feder 44 aufgeschoben. Diese hat einen hinteren Federschenkel 45, der an der Rückseite 16 des Kühlschenkels mit einem unteren Rastabschnit 46 in die untere Vertiefung 18 greift.

Zwischen dem hinteren Federschenkel 45 und dem Kühlschenkel 14 verläuft der hintere Fixierschenkel 27 des Fixierbauteils 23. Am Fixierschenkel 27 sind einander gegenüberliegend zwei äußere Führungsstege 47 ausgebildet, zwischen denen der hintere Federschenkel 45 verläuft. Durch diese Führungsstege 47 wird der Federschenkel 45 gegen seitliches Abschieben gesichert.

Der vordere Federschenkel 48 läuft in drei Einzelschenkel aus, und zwar in zwei längere Außenschenkel 49 und einen kürzeren Mittelschenkel 50. Beim Aufschieben der Feder 44 wird die Fixierlasche abgewinkelt, und zwar so, daß der untere Abschnitt 34 etwa parallel zum Kühlschenkel 14 bzw. zum vorderen Fixierschenkel 26 verläuft.

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Der dem Steg 24 zugewandte Abschnitt der Fixierlasche 31 verläuft etwa rechtwinklig zum Kühlschenkel 14. Durch den Mittelschenkel 50 der Feder 44 wird der untere Abschnitt 34 der Fixierlasche 31 unter Zwischenlage eines metallischen Distanzstückes 51 an die Kühlfahne 52 des Leistungsbauelementes 11 gedruckt. Die beiden Außenschenkel 49 drücken den Fixierwinkel 38 gegen den Kunststoffkörper 53 des Leistungsbauelementes 11, wobei sich die als Rastabschnitt 54 ausgebildeten Enden der Außenschenkel 49 unterhalb der Rastnasen 41 befinden.

Bei der Montage der Baugruppe wird das Fixierteil 23 von oben auf den mit der Isolierfolie 20 bestückten Kühlschenkel 14 so aufgesetzt, daß die Rastnasen 28 des hinteren Fixierschenkels 27 in die obere Vertiefung 17 an der Rückseite 16 des Kühlschenkels 14 ragen. Die Fixierlasche 31 und der Fixierwinkel 38 befinden sich dabei in ihrer - in Figur 2 dargestellten - geöffneten Ausgangsstellung, das heißt die Fixierlasche 31 ist nach oben aufgeklappt, während der Fixierwinkel 38 vom Kühlschenkel abgespreizt ist.

Das Leistungsbauelement 11 wird von oben so in das nach oben geöffnete Fixierteil 23 eingesetzt, daß es sich zwischen den Seitenwänden 36 befindet. Die Anschlußelektroden 21 ragen durch entsprechende Lötöffnungen in der Leiterplatte 10 und die Rückseite 12 des Leistungsbauelementes liegt am Kühlschenkel 14 bzw. der Isolierfolie 20 an. Die Unterseite 42 des Leistungsbauelementes 11 liegt wie zuvor beschrieben - auf dem Quersteg 30 auf.

Das Distanzstück 51 wird ebenfalls von oben in das nach oben geöffnete Fixierteil 23 eingelegt. Dabei liegt die untere Seite 55 des Distanzstückes auf der Querverbindung 37 und der Oberseite 56 des Kunststoffkörpers 53 auf. Gleichzeitig liegt das Distanzstück mit einer Seitenfläche an der Kühlfahne 52 des Leistungsbauelementes an. Die Leiterplatte 10 ist bei der Montage etwa horizontal ausge-

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richtet, so daß der Kühlschenkel 14 gegen die Vertikale geneigt ist. Die Vorderseite 19 des Kühlschenkels 14 und die Leiterplatte 10 schließen dabei einen Winkel ein, der größer als 90° ist. Damit ist ein Herausfallen des Distanzstückes 51 bei der Montage nahezu ausgeschlossen.

Die Fixierlasche 31 und der Fixierwinkel 38 werden dann beim Aufschieben der Feder 44 durch diese in die zuvor beschriebene Position abgebogen.

Das Fixierbauteil 23 ist vorteilhafter Weise aus einem isolierenden Spritzkunststoff hergestellt. Beim Herstellungsvorgang (Spritzvorgang) können dann die Filmscharniere durch entsprechend dünne Ausbildung der Kunststoffschicht erstellt werden, so daß die einzelnen abwinkelbaren Bereiche durch entsprechend dünn ausgebildete und dadurch flexible Verbindungsabschnitte gekoppelt sind.

Das Distanzstück 51 ist vorteilhafterweise ein metallischer Quader mit guter Wärmeleitfähigkeit. Der Querschnitt des Distanzstückes 51 (Schnittebene parallel zur Kühlfläche) ist quadratisch, so daß beim automatischen Bestücken keine Verwechslungsgefahr auftritt. Das Distanzstück 51 sorgt einerseits für eine gute und sichere Anlage des Leistungsbauelementes 11 und dient andererseits als zusätzlicher Wärmepuffer.

Da sowohl das Fixierteil am Kühlschenkel verrastet, als auch das Federelement sowohl am Fixierteil als auch am Kühlschenkel verrastet ist die Rüttelfestigkeit des Verbandes auch bei höchsten dynamischen Belastungen gewährleistet. Durch die verteilten Andrückstellen der Feder kann die Verlustleistung, die als Verlustwärme abgegeben wird, gut und dauerhaft an den Kühlkörper und das Distanzstück weitergeleitet werden.

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Durch die Abwinkelbarkeit der Fixierlasche 31 wird der Bestückungsvorgang erleichtert, da das Fixierteil 23 vor dem Leistungsbauelement bestückt werden kann. Damit ist einerseits eine Führung für das Leistungsbauelement gewährleistet, und gegenüber herkömmlichen Baugruppen kann ein nicht optimal anliegendes Leistungsbauelement den Bestückungsvorgang nicht stören. Durch die Anbindung der Fixierlasche über Filmscharniere wird diese beim Bestückungsvorgang der Feder automatisch abgewinkelt, ohne daß weitere Einzelteile benötigt werden.

Claims

R. 24793 16.10.1991 Pn/Ec/Ke ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 10 Ansprüche

1. Baugruppe für elektronische Steuergeräte, mit einem Kühlteil (13, 14), an dem mindestens ein abzuleitende Verlustwärme abgebendes elektrisches Bauelement (11) mit einem über das Kühlteil und das Bauelement greifenden Fixierteil (23) aus Kunststoff in seiner Lage gehalten und mit einer über das Fixierteil greifenden und an einem Teil der Baugruppe einrastbaren Federelement (44) an das Kühlteil gepreßt ist, gekennzeichnet durch mindestens einen zumindest im Montagezustand abwinkelbaren Abschnitt (31, 38) des Fixierteils.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierteil (23) mit einem Steg (24) auf dem oberen Rand (25) des Kühlteils aufliegt und daß ein abwinkelbarer Abschnitt (31) mit einem elastischen Verbindungsteil (32) an diesem befestigt ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abwinkelbare Abschnitt (31) wenigstens einen weiteren abwinkelbaren Abschnitt (34) aufweist.

4. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere abwinkelbare Bereich (34) in einem elastischen Verbindungsbereich (33) abwinkelbar ist.

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5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem abwinkelbaren Bereich (34) und dem Verlustwärme abgebenden Bauelement (11) ein Distanzstück (51) angeordnet ist.

6. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher abwinkelbaren Abschnitt (38) des Fixierteils direkt am Verlustwärme abgebenden Bauelement (11) anliegt.

7. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Verbindungsbereiche (32, 33, 39) als Kunststoff ilmscharniere ausgebildet sind.

8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (44) im Querschnitt u-förmig ist, und daß mindestens ein Federschenkel (48) in mehrere Einzelschenkel (49, 50) ausläuft.

9. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Einzelschenkel (49) der Feder (44) an dem direkt am Bauelement (11) anliegenden zusätzlichen abwinkelbaren Abschnitt (38) und mindestens ein Einzelschenkel (50) an dem am Distanzstück (51) anliegenden abwinkelbaren Abschnitt (34) anliegt.

10. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (44) an der dem Bauelement (11) abgewandten Seite (16) des Kühlteils (13) verrastend an diesem anliegt.

11. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (44) verrastend am Fixierbauteil (23) anliegt.

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12. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierbauteil (23) an der dem Bauelement (11) abgewandten Seite (16) des Kühlteils (13) verrastend an diesem anliegt.