FR2669179A1 - ELECTRICAL APPARATUS, IN PARTICULAR A SWITCHING AND CONTROLLING APPARATUS FOR MOTOR VEHICLES, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME. - Google Patents
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Abstract
a) Appareil électrique, notamment appareil de commutation et de commande pour véhicules automobiles, b) appareil électrique caractérisé en ce que la carte de circuit imprimé revêt la forme d'une feuille de circuit imprimé (13) qui est rapportée sur la face interne de deux plaques (10, 11) en un matériau bon conducteur thermique placées l'une en face de l'autre, tandis que cette feuille de circuit imprimé constitue en même temps une paroi intermédiaire entre les deux plaques (10, 11), et en ce que, à cette feuille de circuit imprimé (13) est fixée à l'aide de couteaux (15) au moins une barrette de contacts à couteaux (16) en un matériau électriquement conducteur, barrette sur laquelle est disposée la barrette de connexion c) L'invention se rapporte aux appareils électriques, notamment appareils de commutation et de commande pour véhicules automobiles.a) Electrical apparatus, in particular switching and control apparatus for motor vehicles, b) electrical apparatus characterized in that the printed circuit board takes the form of a printed circuit sheet (13) which is attached to the internal face of two plates (10, 11) made of a good thermal conductor material placed opposite each other, while this printed circuit sheet constitutes at the same time an intermediate wall between the two plates (10, 11), and in that, to this printed circuit sheet (13) is fixed by means of knives (15) at least one strip of knife contacts (16) made of an electrically conductive material, strip on which is arranged the connection strip c ) The invention relates to electrical devices, in particular switching and control devices for motor vehicles.
Description
ii
"Appareil électrique, notamment appareil de commuta- "Electrical apparatus, in particular switching apparatus
tion et de commande pour véhicules automobiles, et procédé pour sa fabrication " L'invention conerne un appareil électrique, notamment un appareil de commutation et de commande pour véhicules automobiles, avec une carte de circuit imprimé portant le circuit électronique, avec une barrette de connexion munie de fiches, et avec au moins un élément de puissance devant être refroidi, The invention relates to an electrical apparatus, in particular a switching and control apparatus for motor vehicles, with a printed circuit board carrying the electronic circuit, with a connection strip. provided with plugs, and with at least one power element to be cooled,
d'un circuit électronique.of an electronic circuit.
Dans des appareils connus de ce type, des éléments de puissance s'échauffant fortement sont placés sur des éléments refroidisseurs qui sont fixés sur ou contre la carte de circuit imprimé ou le boîtier Ces éléments refroidisseurs sont constitués de profilés refroidisseurs spéciaux grâce auxquels les éléments de puissance sont disposés à une certaine distance de la carte de circuit imprimé, ou bien en faisant saillie à partir de celle-ci De tels éléments refroidisseurs présentent l'inconvénient qu'ils sont constitués de profilés de fabrication complexe et que l'équipement ne peut être automatisé que difficilement En outre, cette disposition des éléments de puissance restreint fortement la surface présentée par les cartes de circuits imprimés Du fait de la conception des éléments refroidisseurs et de l'apport des éléments de puissance, de tels appareils doivent avoir de grandes dimensions et exigent un In known devices of this type, strongly heated power elements are placed on cooling elements which are fixed on or against the printed circuit board or the housing. These cooling elements consist of special cooling profiles, by which the cooling elements Power is provided at a distance from or protruding from the printed circuit board. Such cooling elements have the disadvantage that they consist of complex fabrication profiles and that the equipment can not In addition, this arrangement of the power elements greatly restricts the surface area of the printed circuit boards Due to the design of the cooling elements and the supply of the power elements, such devices must have large dimensions. and require a
emplacement d'installation important. important installation location.
L'appareil électrique conforme a l'invention, caractérisé en ce que la carte de circuit imprimé revêt la forme d'une feuille de circuit imprimé qui est rapportée sur la face interne de deux plaques en un matériau bon conducteur thermique placées l'une en face de l'autre, tandis que cette feuille de circuit imprimé constitue en même temps une paroi intermédiaire entre les deux plaques, et en ce que, à cette feuille de circuit imprimé est fixée à l'aide de couteaux au moins une barrette de contacts à couteaux en un matériau électriquement conducteur, barrette sur laquelle est disposée la barrette de connexion, présente l'avantage que grâce à la disposition des éléments de puissance, une forme de construction particulièrement plate de l'appareil électrique est possible Il n'est pas nécessaire de faire appel à des moyens supplémentaires pour relier The electrical apparatus according to the invention, characterized in that the printed circuit board is in the form of a printed circuit board which is attached to the inner face of two plates made of a good thermal conductor material placed one on top of the other. face of the other, while this printed circuit sheet is at the same time an intermediate wall between the two plates, and in that, to this printed circuit sheet is fixed with knives at least one contact strip With knives made of an electrically conductive material, the strip on which the connection strip is arranged has the advantage that, thanks to the arrangement of the power elements, a particularly flat construction of the electrical apparatus is possible. necessary to use additional means to link
la carte de circuit imprimé aux éléments de puissance. the circuit board to the power elements.
Les plaques porteuses de la feuille, constituent en même temps la paroi externe, grâce à quoi un très bon refroidissement est possible En outre, les parties constitutives métalliques nécessaires sont également réduites Du fait de la bonne évacuation de la chaleur, un plus grand nombre d'éléments de puissance peut être rapporté sur la carte de circuit imprimé En outre, du fait de la bonne évacuation de chaleur, une température environnante plus élevée est possible, telle qu'elle règne par exemple dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile Le boîtier peut être équipé et brasé automatiquement avec un petit nombre d'étapes de fabrication Les barrettes de contacts à couteaux pour la fixation des barrettes à fiches, peuvent être divisées et réalisées en nombres différents Elles ont en même temps une double fonction et servent comme pièces de séparation entre les deux surfaces de carte de circuit imprimé et comme The carrier plates of the sheet, at the same time constitute the outer wall, thanks to which a very good cooling is possible In addition, the necessary metallic components are also reduced Due to the good heat dissipation, a greater number of Power elements can be attached to the printed circuit board Furthermore, because of the good heat dissipation, a higher ambient temperature is possible, as prevailing for example in the engine compartment of a motor vehicle. case can be equipped and brazed automatically with a small number of manufacturing steps The knife contact strips for attaching the plug strips, can be divided and made in different numbers They have a dual function at the same time and serve as parts separation between the two circuit board surfaces and as
pièces de contacts pour les barrettes à fiches. contact parts for the plug strips.
L'appareil électrique peut être réalisé d'une manière particulièrement simple de façon fermée, étanche et de The electrical apparatus can be made in a particularly simple manner in a closed, watertight and
façon non étanche.not waterproof.
Des compléments avantageux de l'appareil Advantageous additions to the device
indiqué ci-dessus, sont possibles.indicated above, are possible.
Suivant une caractéristique de l'invention, les éléments de puissance sont disposés à plat sur la According to one characteristic of the invention, the power elements are arranged flat on the
feuille de circuit imprimé.printed circuit board.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les couteaux sont recouverts par une According to another characteristic of the invention, the knives are covered by a
feuille d'étain.tin foil.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel appareil, caractérisé en ce que sur deux plaques planes est laminée sous pression, une feuille de circuit imprimé jouant le rôle de carte de circuit imprimé, tandis que les éléments de puissance et les parties électriques constitutives sont placés sur la feuille de circuit imprimé, que dans les prolongements, faisant saillie au-delà des plaques de la feuille de circuit imprimé, les couteaux d'au moins une barrette de contacts à couteaux constituée d'un matériau électriquement conducteur sont mis en place et sont recouverts par une feuille d' étain, et qu'ensuite, pour obtenir la conductibilité électrique l'appareil est brasé selon un procédé de brasage par fusion. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les prolongements de la feuille de circuit imprimé sont repliés à environ 900 par rapport à la feuille de circuit imprimé et les deux plaques sont placées l'une sur l'autre de façon que les barrettes de contacts à couteaux s'appliquent l'une The invention also relates to a method of manufacturing such an apparatus, characterized in that on two flat plates is laminated under pressure, a printed circuit sheet acting as a printed circuit board, while the power elements and the constituent electrical parts are placed on the printed circuit board, that in the extensions, protruding beyond the plates of the printed circuit board, the knives of at least one knife contact strip made of an electrically conductive material are put in place and are covered by a tin foil, and then, to obtain electrical conductivity the apparatus is soldered by a fusion brazing process. According to another characteristic of the invention, the extensions of the printed circuit board are folded at about 900 relative to the printed circuit board and the two plates are placed one on the other so that the contact strips knives apply one
sur l'autre.on the other.
Suivant une autre caractéristique, les barrettes de connexion sont enfichées sur les According to another characteristic, the connection strips are inserted on the
barrettes de contacts à couteaux.knife contact bars.
Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins et va être exposé plus en An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and will be shown in more detail.
détail dans la description ci-après. detail in the description below.
la figure 1 est une représentation en perspective de l'appareil électrique à l'état déplié, la figure 2 est une représentation en perspective de l'appareil à l'état replié, la figure 3 est une vue de dessus sur un appareil replié avec plusieurs barrettes à fiches, la figure 4 est une vue de dessus selon la FIG. 1 is a perspective representation of the electrical apparatus in the unfolded state, FIG. 2 is a perspective view of the apparatus in the folded state, FIG. 3 is a top view of a device folded with FIG. several pin strips, FIG. 4 is a view from above according to the
flèche III de la figure 3.arrow III of FIG.
Sur la figure 1, une première et une seconde plaques rectangulaires en matériau thermiquement bon conducteur, par exemple de l'aluminium, sont désignées par 10 et 11, plaques sur une face desquelles une feuille de circuit imprimé 13 a est laminée sous pression Par laminage on entend l'application au moyen d'une colle, et sous l'action de la pression (environ 1,4 à 2,8 M Pa) et de la chaleur (environ 1800 à 200 ) d'une feuille, dans ce cas, la feuille de circuit imprimé 13, sur une structure de base métallique Les plaques 10, 11 font partie d'un appareil électrique 12, notamment d'un appareil de commutation et de commande pour véhicules automobiles, et jouent le rôle des parois externes du boîtier La surface de la feuille de circuit imprimé 13 est inférieure à celle des plaques 10 ou 11, de sorte que les bords restent libres notamment au voisinage des côtés longs La feuille de circuit imprimé 13 comporte, au voisinage des côtés les plus courts de chaque plaque 10, 11, respectivement un prolongement 14 qui fait saillie au-delà des plaques 10 ou 11 A chacun de ces prolongements 14 est fixée, à l'aide de couteaux 15, une barrette de contacts à couteaux 16 en un matériau électriquement conducteur La barrette de contacts à couteaux 16 se trouve alors sur la face de la feuille de circuit imprimé 13 tournée vers les plaques 10, 11, de sorte que les couteaux 15 traversent la feuille 13 et sont recouverts sur cette face par une feuille d'étain La largeur b des barrettes de contacts à couteaux 16 est d'une grandeur telle que dans l'état replié, tel qu'il est représenté sur la figure 2, deux barrettes de contacts à couteaux 16 correspondent à la largeur de l'intervalle de deux plaques 10, 11, ce qui signifie que les barrettes de contacts à couteaux 16 déterminent la hauteur de l'appareil. Les parties 17 constitutives d'un circuit électronique, dont seulement quelques unes sont représentées sur les figures 1 et 2, sont collées sur la feuille du circuit imprimé 13 dans la zone des plaques 10, 11, et sont ensuite reliées de façon électriquement conductrice avec la feuille de circuit imprimé 13 par un procédé de brasage par fusion En outre, des éléments de puissance 18 se trouvent sur la feuille de circuit imprimé 13 En ce qui concerne les parties électroniques constitutives 17, il s'agit d'éléments constitutifs SMD (SMD = dispositif monté en surface) Par un processus de brasage par fusion, on entend une liaison par fusion Grâce à une pâte de brasage imprimée sur la face supérieure de la plaque, on obtient dans un four de fusion, une liaison entre les éléments constitutifs SMD et la plaque, grâce à la In FIG. 1, first and second rectangular plates made of thermally good conducting material, for example aluminum, are designated by 10 and 11, plates on one side of which a printed circuit sheet 13 is laminated under pressure. the application by means of an adhesive, and under the action of the pressure (about 1.4 to 2.8 M Pa) and the heat (about 1800 to 200) of a sheet, in this case , the printed circuit sheet 13, on a metal base structure The plates 10, 11 are part of an electrical apparatus 12, in particular a switching and control device for motor vehicles, and act as the outer walls of the The surface of the printed circuit sheet 13 is smaller than that of the plates 10 or 11, so that the edges remain free, especially in the vicinity of the long sides. The printed circuit board 13 has, in the vicinity of the shortest sides of each plate 10, 11, respectively an extension 14 which protrudes beyond the plates 10 or 11 to each of these extensions 14 is fixed by means of knives 15, a knife contact strip 16 of an electrically conductive material The contact bar With knives 16 is then on the face of the printed circuit board 13 turned towards the plates 10, 11, so that the knives 15 pass through the sheet 13 and are covered on this face by a tin foil The width b of the knife contact strips 16 is of a size such that in the folded state, as shown in FIG. 2, two knife contact strips 16 correspond to the width of the gap of two plates 10, 11, which means that the knife contact bars 16 determine the height of the apparatus. The parts 17 constituting an electronic circuit, only a few of which are shown in FIGS. 1 and 2, are glued to the sheet of the printed circuit 13 in the area of the plates 10, 11, and are then electrically conductive connected with In addition, power elements 18 are on the printed circuit board 13. As far as the constituent electronic parts 17 are concerned, they are constituent elements SMD (FIG. SMD = surface mounted device) A fusion brazing process is understood to mean a fusion bond. A solder paste is printed on the upper side of the plate and a connection between the constituent elements is obtained in a melting furnace. SMD and the plate, thanks to the
pâte de brasage ainsi imprimée.brazing paste thus printed.
Sur les figures 3 et 4, on peut voir les barrettes à fiches 20 enfichées sur les barrettes de contacts à couteaux repliées, avec leurs fiches 21 disposées en plusieurs rangées Sur ces figures 3 et 4, on peut voir également que plusieurs barrettes de contacts à couteaux 16 peuvent être disposées sur une face frontale de l'appareil 12 Le nombre des barrettes à fiches 20 dépend des possibilités de liaisons électriques désirées Sur la figure 2, l'appareil est représenté selon un mode de construction ouvert non étanche, tandis que sur les figures 3 et 4, il est représenté avec un carter étanche qui le protège contre les influences environnantes A cet effet, des parois de séparation complémentaires 22 sont indiquées sur les côtés longs In FIGS. 3 and 4, it is possible to see the pin strips 20 inserted on the folded knife contact bars, with their pins 21 arranged in several rows. In FIGS. 3 and 4, it can also be seen that several contact bars with knives 16 can be arranged on a front face of the apparatus 12 The number of pin strips 20 depends on the possibilities of desired electrical connections In FIG. 2, the apparatus is shown in a non-sealed open construction mode, while on Figures 3 and 4, it is shown with a sealed housing which protects against environmental influences For this purpose, complementary partition walls 22 are indicated on the long sides
des deux plaques 10, 11.two plates 10, 11.
Le procédé de fabrication est parti- The manufacturing process is parti-
culièrement avantageux et simple, car l'appareil 12 peut être fabriqué selon un processus à peu près automatique A cet effet, les deux plaques 10 et 11 sont placées l'une à côté de l'autre, à une distance qui est au moins de 2 x d, c'est-à-dire le double de It is particularly advantageous and simple because the apparatus 12 can be manufactured in an almost automatic process. For this purpose, the two plates 10 and 11 are placed next to each other at a distance which is at least 2 xd, that is to say double
la largeur des barrettes de contacts à couteaux 16. the width of the knife contact strips 16.
Ensuite, la feuille de circuit imprimé 13 est laminée sur les deux plaques 10, 11 La zone entre les deux plaques 10, 11 est également recouverte par cette feuille de circuit imprimé 13 Ensuite, les barrettes de contacts à couteaux 16 sont fixées à l'aide des couteaux 15 sur les prolongements 14 de la feuille de circuit imprimé 13 et sont recouvertes par la feuille d'étain Les parties électriques constitutives du circuit électronique sont collées sur la feuille de circuit imprimé 13 et sont reliées de façon électriquement conductrice à cette feuille 13 par le brasage par fusion Au cours du processus opérationnel suivant, on replie les prolongements 14 avec les barrettes de contacts à couteaux 16, d'environ 900 vers le haut, c'est-à- dire en direction de la feuille 13 Les deux plaques 10 et 11 sont alors repliées l'une sur l'autre grâce à la feuille de circuit imprimé 13 librement mobile se trouvant entre elles et les barrettes de contacts à couteaux 16 sont placées les unes sur les autres On obtient ainsi l'appareil 12, tel qu'il est représenté sur la figure 2 Si maintenant les barrettes à fiches 20 sont enfichées sur les barrettes de contacts à couteaux 16, les plaques 10 et 11 sont reliées ensemble de façon inamovible L'appareil 12 peut alors être utilisé et être monté dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile Pour la forme de réalisation fermée de l'appareil 12, les côtés longitudinaux doivent être Then, the printed circuit sheet 13 is laminated on the two plates 10, 11 The area between the two plates 10, 11 is also covered by this printed circuit sheet 13 Then, the knife contact strips 16 are fixed to the using the knives 15 on the extensions 14 of the printed circuit sheet 13 and are covered by the tin foil The constituent electrical parts of the electronic circuit are glued on the printed circuit sheet 13 and are electrically conductive connected to this sheet 13 by the fusion brazing During the next operational process, the extensions 14 are folded with the knife contact strips 16, about 900 upwards, that is to say in the direction of the sheet 13. plates 10 and 11 are then folded over one another by means of the freely movable printed circuit board 13 between them and the contact bars 16 are placed On the other hand, the apparatus 12 is obtained as shown in FIG. 2. If now the plug strips 20 are plugged onto the knife contact strips 16, the plates 10 and 11 are connected together. The apparatus 12 can then be used and mounted in the engine compartment of a motor vehicle. For the closed embodiment of the apparatus 12, the longitudinal sides must be
fermés par les parois de séparation 22. closed by partition walls 22.
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