WO2016116404A1 - Leiterplatte mit steckkontaktelement - Google Patents

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Michael Wortberg
Christian Friedrich
Anton Bachmeier
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Lisa Draexlmaier GmbH
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a circuit board which is equipped with at least one plug contact element.
  • the invention applies also be ⁇ a current distributor which has at least one printed circuit board used in egg ⁇ nem housing.
  • the invention further relates to a method for producing a conductor ⁇ plate.
  • the invention is particularly applicable to Leiter ⁇ plates of power distribution, especially of electrical systems in motor vehicles.
  • a power distribution in electric distribution occurs typi ⁇ cally via busbars. Is a switching element elekt ⁇ ronisch shown on a circuit board, there is a challenge in the printed circuit board with busbars ( facedd and laxative) to contact mechanically safe and with little effort.
  • THT through-hole technology
  • PIH pin-in-hole
  • a major disadvantage of all existing solutions is that the printed circuit board is accommodated with their power contacts in a housing of a power distribution, that it is ver ⁇ screwed with over-molded in the housing busbars.
  • the contact surfaces ⁇ practically never exactly the same height. If the circuit board is screwed, this results in a permanent mechanical stress in the circuit board, which will lead to a significantly increased probability of tearing Lötstel ⁇ len than with tolerance compensation.
  • Such a plug contact element or plug-in connector is ⁇ with very low material and production costs fro ⁇ adjustable. Also, the problems introduced by a screw connection do not occur.
  • the sheet metal part is thus an SMD ("Surface Mounted Device”) - component or SMT ("Surface Mounted Technology”) suitable. Due to the surface mountability or SMT capability, it can be equipped with other SMD components on the Lei ⁇ terplatte, eg in a common reflow process. Therefore, can be dispensed with a separate attachment process.
  • SMD Surface Mounted Device
  • SMT Surface Mounted Technology
  • a plug-in contact can be accomplished by pushing or clipping on an plug-in contact mating element (such as a louvered contact or a flat plug sleeve) on the sheet metal part or - mecha ⁇ cally equivalent - prepared by a pushing or inserting the sheet metal part in a plug-in contact mating element ⁇ the.
  • the sheet metal part has in particular a region (hereinafter, referred to without loss of generality as "Be ⁇ fastening area”) for attachment to the printed circuit ⁇ plate and at least one other area (hereinafter oh ⁇ ne of generality as "contact region” or "Plug contact area”) to enable a plug-in contact or a plug connection with at least one plug contact counter element on.
  • the at least one contact rich is exposed on both sides to allow plugging by the plug contact counter element, and thus a two-sided contacting, in particular by a Klemmpas ⁇ solution.
  • the sheet metal part may be formed of them, for example, as a plug, insbesonde ⁇ re connector plug, or as a part.
  • the plug contact counter element may in particular be designed as a matching socket or coupling or constitute a part thereof.
  • the plug contact counter element is hereinafter referred to without limitation of the generality as "An ⁇ closing element".
  • a connection element in this sense may have a housing or be housing-less.
  • the sheet metal part Due to its SMT soldering to the printed circuit board, the sheet metal part is sufficiently resistant to deformation despite a possibly small sheet thickness and / or higher insertion forces. In addition, the sheet metal part can be soldered over a large area to the circuit board, which allows a high fastening security. Even if the sheet metal part should be torn, a current path is given to the circuit board.
  • the sheet metal part or its attachment region is connected via an SMT solder contact in particular with a line structure of the circuit board.
  • the line structure may be e.g. have one or more Maisfeider or contact pads and / or one or more tracks.
  • the sheet metal part consists of a high electrical conductivity, in particular copper or a copper alloy.
  • the sheet metal part may be used for corrosion protection and / or for a special safe mechanical and / or electrical contact silvered, tinned or galvanized.
  • a sheet thickness or thickness may, for example, depending on a proposed current, 0.4 mm to 1.5 mm, in particular ⁇ special 0.6 mm to 1 mm, in particular 0.8 mm, amount.
  • At least one sheet metal part at least partially covers a marginal recess or notch in the (unpopulated) circuit board.
  • the sheet metal part is contactable on both sides even if it does not have an e. G. rectangular basic shape of the circuit board protrudes.
  • the recess may be a rectangular recess, which has the advantage that an associated connection element (eg a disk pack) can be inserted into the recess up to the stop against the printed circuit board.
  • the sheet metal part may be rectangular, which allows a waste-free production (eg by punching a sheet metal part) of the sheet ⁇ part.
  • the recess may be dimensioned so that it can receive an approved ⁇ sound proof connecting element clamping or loose.
  • a recording may be characterized for example by a width of the off ⁇ saving, which is 0.5 mm wider than egg ⁇ ne width of a corresponding connection element.
  • At least one sheet metal part covering a peripheral recess or notch in the (bare) circuit board over the entire surface or completely. Can be characterized in a simple manner an axis extending over an entire length of the edge of the recess of the connection recess overlapping area Errei ⁇ chen. This, in turn, allows his particularly high
  • Deformation-proof development is achieved in that the sheet metal part also does not protrude beyond the recess.
  • At least one sheet metal part has a tab-like contact region, in which therefore also the side edges are exposed.
  • the tab-like contact area may extend into a peripheral From ⁇ savings in the printed circuit board.
  • the sheet metal part then only partially covers the recess, in particular with gaps on both side edges of the recess. This gives us the advantage that the recess can serve as a guide and / or stop for a connection element.
  • the tab-like plug contact area may in particular serve as a drive pin for relays and lines in a cable set.
  • the tab-like contact portion may project beyond the Ausspa ⁇ tion or a side edge of a basic form of the circuit board, so that a particularly long contact area be ⁇ is reit tone.
  • the edge-side Ausspa ⁇ tion on the provided with the associated sheet metal part Oberflä ⁇ che has a metallization and the sheet metal part and the ⁇ sen mounting area is soldered to the metallization.
  • the metallization is therefore designed in particular as a solder pad or solder pad and may, for example, go into a conductor track.
  • the metallization may, in particular, be designed as an edge which completely (ie, without gaps) delimiting the recess. If the recess is rectangular, the edge may for example be U-shaped.
  • At least one sheet ⁇ part is a flat or planar sheet metal part. This can be particularly easily produced and may make it particularly easy to attach a matching connection element. Also, a flat sheet metal part by placement is particularly easy to handle and also can not overturn lying in the solder paste.
  • At least one sheet metal part has a bent up from the circuit board Operabe ⁇ rich as a plug contact area. This can do that Sheet metal part, for example, on a printed circuit board mon ⁇ benefits, which has no recess there.
  • At least one sheet ⁇ part has at least one through-pin or "through-hole-pin", which is inserted into a hole in the circuit board.
  • the at least one through-pin allows Ver ⁇ avoiding a rotation for a hook ( "Placement") of the sheet metal part before a following SMT soldering. Also, such a direct transfer of (often unique) insertion forces on the solder joint or solder joint is reduced or even completely avoided.
  • the sheet metal part may for example have more than one pass ⁇ plug pin, for example, two or three push-through pins. It is advantageous for a force absorption during insertion that at least one insertion pin is arranged with respect to a contact region of the sheet metal part in the insertion direction.
  • At least one sheet ⁇ part is surrounded by a housing.
  • a mecha ⁇ African strain on the sheet metal part for a plugged ei ⁇ nes connecting element is reduced or even avoided.
  • the remaining mechanical load during insertion of the connecting element may be generated in particular by friction ⁇ it and acts in particular in the insertion direction.
  • the housing may be attached to the circuit board or be formed by ei ⁇ nen subregion of the circuit board receiving housing.
  • the circuit board is equipped with at least one electronic component that is electrically connected to at least one of the sheet metal parts is.
  • the printed circuit board can assume additional functions ne ⁇ ben a power distribution.
  • the at least one electronic component may be a circuit or a portion ei ⁇ ner circuit.
  • the at least one electronic Bauele ⁇ ment is in particular an SMD-component for a simple and economical production.
  • the at least one electronic component may be particularly adapted a bus interface (eg for egg ⁇ nen LIN ( "Local Interconnect Network”) bus,
  • Fieldbus a relay control, an electronic switching and protection and / or to provide a diagnostic function.
  • the printed circuit board may in particular be a printed circuit board of a power distributor, in particular of vehicle electrical systems in power vehicles ⁇ .
  • the object is also achieved by a power distributor, pointing to ⁇ at least one inserted in a housing of the power distribution board as described above.
  • the Stromver ⁇ divider can be designed analogous to the circuit board and gives the same advantages.
  • the printed circuit board may in particular have been plugged into the housing.
  • the circuit board can thus be inserted at a wide Erbil ⁇ dung as a "plug" in the electrical Stromver ⁇ divider. This allows a simple way an effective tolerance compensation.
  • at least one Anschlußele ⁇ ment is attached to the housing, in particular in the Ge ⁇ housing is integrated, for example, is cast in it.
  • the housing can be handled particularly easily.
  • the at least one connection element can also attach particularly positi ⁇ onsgenau.
  • At least ei ⁇ ne busbar with an associated connection element is cast ⁇ in the housing and the printed circuit board is connected via at least one sheet metal part in plug connection with at least one such connection element.
  • This allows a particularly easily implementable and mechanically secure connection between the printed circuit board and the busbar.
  • an on closing element of a busbar is formed as a set of contact springs, can be achieved a particularly effective tolerance ⁇ balancing.
  • the object is further achieved by a method for producing a printed circuit board as described above, in which solder paste is applied to a support region for at least one
  • Sheet metal part serving metallization of a circuit board is placed on ⁇ , at least one sheet metal part to a respective coated with the solder paste bearing region is placed and the at least one sheet metal part is angelö ⁇ tet in a reflow process.
  • the method thus describes applying the at least one sheet metal part to the printed circuit board in an SMT process.
  • a flat shape of the sheet metal part is very favorable for the SMT assembly, since such a sheet metal part is easily handled by a placement machine and lying in the solder paste lying can not tip over.
  • the method can be designed analogously to the printed circuit board and gives the same advantages.
  • the circuit board can be soldered in the reflow process, in particular with other SMD components such as electrical and / or electronic ⁇ cal components.
  • Fig.l shows a plan view of a sketch of a not yet equipped circuit board and a still separate sheet ⁇ part
  • FIG. 3 shows a sectional side view of the assembled printed circuit board from Figure 2 prior to connection to a busbar; 4 shows a sectional side view of the assembled printed circuit board from Figure 2 after connection to the busbar;
  • FIG. 6 shows a sectional side view of the connected to the busbar, populated printed circuit board in a more detailed view
  • FIG. 7 shows in top view a diagram of a further not yet populated board and another of them still ge ⁇ severed sheet metal part and a section from the then be tipped teeth ⁇ circuit board;
  • Fig.8 shows in a view obliquely from the front one
  • Fig.10 shows in a view obliquely from the front of the current ⁇ distributor without housing
  • Fig.l shows in plan view a schematic of a still be tipped teeth ⁇ circuit board 1 and a separate sheet thereof still ⁇ part 2.
  • the circuit board 1 has a plate-shaped base 3 of, for example, FR4 ⁇ body having a rectangular basic shape.
  • a line ⁇ structure 4 in the form of a metallization, of which two sections are shown here.
  • In both portions of the Lei ⁇ tung structure 4 each have a conductor track 5 passes into a u- shaped area 6, which is formed as an edge of an associated rectangular recess or notch 7 of the circuit board 1.
  • the notch 7 has a width b.
  • the sheet metal part 2 is a flat, rectangular sheet metal part and may have been asked, for example, ⁇ by simply punching out from a sheet worksheets.
  • the sheet metal part 2 may consist of copper or egg ⁇ ner copper alloy. It may silver, tin, zinc or other way be surface treated wor ⁇ .
  • the sheet metal part 2 by means of a surface ⁇ assembly or SMT process on the circuit board 1 is applied to ⁇ next solder paste to the u-shaped portions 6 and then a respective sheet metal part 2 to be ⁇ deposited with the solder paste u-shaped regions 6 launched.
  • This can also be carried out with other SMD components, for example with Minim ⁇ least an electrical and / or electronic SMD component 8 to 10 (see Fig.2).
  • the U-shaped regions 6 thus serve as contact areas of the line structure 4 for at least one sheet metal part 2.
  • the sheet metal parts 2 and the other SMD components 8 to 10 are soldered by means of a reflow process, for example with ⁇ tels passing through a reflow oven.
  • the sheet ⁇ parts 2 soldered to the respective U-shaped region 6 of the Lei ⁇ tung structure 4, and the SMD components 8 to 10 with other parts or sections (o. Fig.) Of the line structural ⁇ structure 4.
  • the SMD components 8 to 10 are electrically connected via the line structure 4 with at least one of the sheet-metal parts 2.
  • the SMD components 8 to 10 for example, to be inserted ⁇ directed, a bus interface, a relay control, an electronic switching and securing and / or a Diag ⁇ nosefunktion provide.
  • the sheet metal parts 2 cover the notches 7 completely and thus extend to the edge of the respective notch 7 and the rectangular basic shape of the now equipped ladder ⁇ plate 1.
  • the sheet metal parts 2 thus have a peripheral, U-shaped mounting portion which is soldered to the line structure 4 is, and the notch 7 covering, flat side on both sides free contact area.
  • the sheet metal parts ⁇ 2 can therefore serve as a plug contact elements is explained in greater detail below.
  • the sheet-metal parts 2 may be surrounded by a housing (not shown), in particular a plug housing.
  • the bus bar 12 may be provided with one or more lamellar contacts.
  • the lamellar contacts 11 may be, for example, "dLAM DR ⁇ XLMAIER lamellar contacts" from the company DR ⁇ XLMAIER Group. Such lamellar contacts 11 provide a scalable contact System for high currents, low contact resistance and small installation spaces ready.
  • the lamellar contacts 11 can as such or in conjunction with an associated housing (in particular also be referred to as "connection sockets" be Hebar) as connecting elements ⁇ nen. They can be designed in particular as laminated cores.
  • FIG. 4 shows a sectional side view of the ⁇ printed circuit board 1 plugging engagement with the La ⁇ mellenutton 11.
  • the blade contact 11 has been inserted into the notches 7 (or vice versa), so that the contact area of the sheet metal part 2 with its free Edge is inserted ahead in the fin contact 11.
  • the sheet metal part 2 is held in a clamped fit.
  • the width b of the notch 7 is slightly wider al a width of the lamellar contact 11, for example, about 0.5 mm wider.
  • FIG. 5 shows a sectional view in plan view of a connected to two bus bars 12, populated printed circuit board 13th in more detailed view.
  • the cut reciprocates here paral lel ⁇ to the circuit board 13 at an outer side of the now two lamellar contacts 11.
  • the components 8 to 10 are not Darge ⁇ represents.
  • the lamellar contacts 11 are surrounded by a plug in the Rich ⁇ tung front open housing (hereinafter referred to without restric ⁇ effect of generality as “female housing” 14).
  • the female housing 14 are inserted into respective sheet metal parts 18 (see Figure 6) surrounding the casing (hereinafter without Be ⁇ restriction of generality as “male housing” 15 designated ⁇ net).
  • the use of the housing 14 and 15 be ⁇ acts that the inserted blade contacts 11 can not rotate against the sheet metal parts 18 and therefore can not exert He ⁇ effect, which could solve a solder joint of the sheet metal ⁇ parts 18 with the line structure 4.
  • the sheet-metal parts 18 essentially only the force exerted during insertion of the lamellar contacts 11 acts on the sheet-metal parts 18.
  • the female housing 14 and / or the plug housing 15 may be directly on the circuit board 13 and to the power rail 12 be ⁇ solidifies.
  • circuit board 15 may alternatively be e.g. be formed as a region (s) of a common housing for the entire circuit board 13.
  • circuit board 13 is also spaced from all three sides of the notches 7 (o. Fig.) Each have a small hole
  • a sheet metal part 18 In the holes 16 of a sheet metal part 18 can be inserted in the manner of a through ⁇ plug pin 17 (see also Figure 6) shaped areas. You do not need to be soldered there. This results in a positive connection of the sheet metal partially generated with the printed circuit board 13 13, which prevents a torsional hen ⁇ hen of the sheet metal part 2 in the surface mounting and / or causes a force absorption during insertion of the Lamellenkon ⁇ clock 11 on the sheet metal part 2.
  • Such a sheet-metal part 18 may, for example, be designed like the sheet-metal part 2, but to provide each of the through-pins 17 has a corresponding extension 19 whose end-side bending region serves as a push-through pin 17 (see FIG. 6).
  • FIG. 6 shows the components from FIG. 5 as a sectional view through a laminar contact 11 in side view.
  • the sheet ⁇ part 18 is here one of the on the circuit board auflie ⁇ constricting 13, but there is not necessarily soldered, Longer side ⁇ struggled 19, which is the end bent in the form of a through-pin 17 and is inserted through a corresponding hole 16 in the Lei ⁇ terplatte 13 is.
  • FIG. 7 shows a plan view of a sketch of another not yet equipped printed circuit board 21 and another of them still separate sheet metal part 22.
  • the sheet metal part 22 is at a
  • Notching 23 by means of a surface mounting technique to consolidate ⁇ similar to the sheet metal part 2 at the
  • the notch 23 may have a different shape and / or size than the notch 7, eg here ei ⁇ ne greater width.
  • the sheet metal part 22 has a U-shaped Befest Trentsbe ⁇ rich 24, the SMT attachment to a the
  • Notching 23 surrounding, U-shaped (support) portion 6b of the line structure 4 is provided.
  • the buildin ⁇ actuating section 24 has a base portion 25 and two because of the end ⁇ outgoing leg 26th From the Basisab ⁇ cut is in the middle of a tab-shaped plug contact region 27, which is longer than the legs 26. This results in two parallel gaps 28 between the Stecktivebe ⁇ rich 27 and a respective leg 26th
  • the power distributor 31 has a plastic housing 32, the open back is covered with a cover 33.
  • a plurality of lead-through or receiving areas ⁇ 34 to 36 are formed, in which a jewei ⁇ liger external power connector (o. Fig.) Can be used.
  • a jewei ⁇ liger external power connector (o. Fig.) Can be used.
  • the receiving areas 34 to 36 therefore, have respective electrical contacts belonging to a plug connector 39 or to at ⁇ locking elements 40 and 41 (see Fig.10 and Fig.11).
  • the connection elements 40 and 41 are cast with a form fit on the associated ⁇ acquisition areas 35-36.
  • FIG. 9 shows the flow distributor 31, in a view obliquely from the rear in the absence of the lid 33 with an inserted into the housing 32 the circuit board 37.
  • the circuit board 37 is to Füh ⁇ stanchions 38 of housing 32 inserted in the housing 32 wor ⁇ .
  • Fig.10 shows the power distributor 31 without housing 32 and without cover 33 in a view obliquely from behind.
  • 11 shows the power distributor 31 without housing 32 and without cover 33 in a view obliquely from the front.
  • the circuit board 37 is shown here without further SMD components and without line structure.
  • the circuit board 37 has three as plug contact elements ⁇ nende sheet metal parts, namely two sheet metal parts 22 and a sheet metal part 2.
  • the connector 39 which has a plurality of contact pins, connected by means of a PIH soldering with the circuit board 37.
  • connection elements 40 and 41 are shown, which are encapsulated in the housing 32 and which the sheet metal ⁇ elements 2 and 32 by means of a connector romee ⁇ ren.
  • connection element 40 is formed as a busbar from ⁇ , to which a blade contact 11 is attached.
  • the sheet metal part 2 has been inserted by a plug-in movement of the circuit board 37 in the housing 32 in the fin contact 11.
  • the two connection elements 41 are as slip-on sleeves or aufSteck awardede trained.
  • the tab-like Kon ⁇ clock domains 27 of the sheet metal parts 22 have been inserted through the Einsteckbe ⁇ movement of the circuit board 37 in the housing 32 in a jeweili ⁇ ges connection element 41st
  • the achieved by the encapsulation of the connecting elements 40 and 41 accurate Po ⁇ sition to the guides 38 of the housing 32 allows for easy mating.
  • due to the Charak ⁇ ters of the board a safer To ⁇ leranzausrete of the contacts is made possible 37 as a "plug-in”. Bending forces are practically not exerted on the sheet metal parts 2 and 22.
  • the connecting elements 40 and 41 protrude with their Blechtei ⁇ len 2 and 32 facing away from sections (eg, the busbar 40 as such) through the housing 32 in the receiving areas 36 and 35 and represent their electrical contacts.
  • the pins of the plug member 39 protrude as electrical contacts directly into the receiving area 35.
  • At least one sheet metal part may have a portion bent up from the printed circuit board as a plug contact area.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Eine Leiterplatte (1) ist mit mindestens einem oberflächenmontierten Blechteil (2; 18; 22) als einem Steckkontaktelement bestückt. Ein Stromverteiler (31) weist mindestens eine in einem Gehäuse (32) eingesetzte Leiterplatte (1) auf. Ein Verfahren dient zum Herstellen einer Leiterplatte (1). Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Leiterplatten von Stromverteilern, insbesondere von Bordnetzen in Kraftfahrzeugen.

Description

Leiterplatte mit Steckkontaktelement
Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte, die mit mindestens einem Steckkontaktelement bestückt ist. Die Erfindung be¬ trifft auch einen Stromverteiler, der mindestens eine in ei¬ nem Gehäuse eingesetzte Leiterplatte aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Leiter¬ platte. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Leiter¬ platten von Stromverteilern, insbesondere von Bordnetzen in Kraftfahrzeugen .
Eine Stromverteilung in elektrischen Verteilern erfolgt typi¬ scherweise über Stromschienen. Wird ein Schaltelement elekt¬ ronisch auf einer Leiterplatte dargestellt, so besteht eine Herausforderung darin, die Leiterplatte mit Stromschienen (zuführend und abführend) mechanisch sicher und mit geringem Aufwand zu kontaktieren.
Dazu ist es bekannt, Kontaktmesser in Durchkontaktierungs- Technologie (auch als "Through-Hole Technology", THT, oder "Pin-in-Hole" ; PIH bezeichnet) an der Leiterplatte zu befes- tigen, die in entsprechende Anschlussbuchsen einer jeweiligen Stromschiene eingreifen können. Auch kann die Leiterplatte mit Einpresskontakten bestückt werden.
Zudem ist es bekannt, in der Leiterplatte Löcher mit einer Metallisierung für eine Schraubverbindung vorzusehen. Die Leiterplatte in einem Sandwich-Aufbau mit Stromschienen in eine Verschraubung zu nehmen, ist jedoch problematisch, da typischerweise als Grundmaterial der Leiterplatte verwendetes Material wie FR4 oder anderes Epoxy-Glasfaser-Verbundmaterial merklich kompressibel ist und somit die Kontaktkraft mit der Stromschiene mit der Zeit verloren geht. Dies kann zu einer schlechten elektrischen Verbindung führen, und zwar mit hoher Verlustleistung bis hin zu einem Brand. Es wird versucht, die Kompressibilität durch ein Einbringen von metallisierten Durchkontaktierungen oder "Vias" (kleinen Löchern) zu Verrin¬ gern. Dies ist aber teuer und löst das Problem nicht grund¬ sätzlich .
Ferner ist es bekannt, Löcher (mit einem Durchmesser von ca. 10 mm) in der Leiterplatte vorzusehen und Stromschienen mit der Leiterplatte über in die Löcher eingeprägte Inserts zu verbinden. Dazu werden Kontaktbleche durch einen Stanzprozess so bearbeitet, dass sich runde Erhöhungen ausprägen, die als Inserts in den Löchern zum Liegen kommen. Im Lötprozess wer¬ den z.B. MOSFETs auf die Inserts gelötet und damit die Strom¬ schiene an die Leiterplatte. Nachteilig ist hier, dass jegli¬ che Krafteinwirkung auf die Kontaktbleche über deren Hebel¬ wirkung direkt auf die Lötstelle einwirkt. Des Weiteren ist eine große Lotdicke zum Toleranzausgleich mit der Platine notwendig, was einer Beständigkeit der Lotverbindung entge¬ genwirkt . Auch Einpress-Schraubhülsen oder Einpress-Bolzen werden ver¬ wendet, sind aber sehr teuer. Zudem muss die Platine für die Einpressbarkeit hohen Toleranzansprüchen genügen. Wegen der Hebelwirkung besteht die Gefahr, dass die Leiterplatte mit hohen Kräften beaufschlagt wird.
Ein wesentlicher Nachteil aller bestehenden Lösungen besteht darin, dass die Leiterplatte mit ihren Leistungskontakten so in einem Gehäuse eines Stromverteilers untergebracht wird, dass sie mit in dem Gehäuse umspritzten Stromschienen ver¬ schraubt wird. Aus Toleranzgründen (z.B. zur Berücksichtigung einer Schwindung von Kunststoff) befinden sich die Kontakt¬ flächen praktisch niemals auf genau der gleichen Höhe. Wenn die Leiterplatte verschraubt wird, so ergibt sich daraus eine dauerhafte mechanische Spannung in der Leiterplatte, die mit erheblich erhöhter Wahrscheinlichkeit zum Reißen von Lötstel¬ len führen wird als mit Toleranzausgleich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur Verbindung von Leiterplatten mit Steckverbindern, insbesondere Hochstromver¬ bindern, insbesondere Stromschienen, bereitzustellen, insbe¬ sondere in Stromverteilern von Fahrzeugen, insbesondere mit geringen Kosten und/oder mit einer geringen Wahrscheinlich¬ keit von mechanisch bedingten Ausfällen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An¬ sprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leiterplatte oder Platine, die mit mindestens einem oberflächenmontierten Blechteil als einem Steckkontaktelement bestückt ist.
Ein solches Steckkontaktelement oder Steckverbindungselement ist mit sehr geringen Material¬ und Fertigungskosten her¬ stellbar. Auch treten die durch eine Verschraubung einge- brachten Probleme nicht auf.
Das Blechteil ist also ein SMD ("Surface Mounted Device") - Bauteil bzw. SMT ("Surface Mounted Technology") -tauglich . Durch die Oberflächenmontierbarkeit bzw. SMT-Tauglichkeit lässt es sich gemeinsam mit anderen SMD-Bauteilen an der Lei¬ terplatte bestücken, z.B. in einem gemeinsamen Reflow- Prozess. Daher kann auf einen gesonderten Befestigungsablauf verzichtet werden.
Ein Steckkontakt kann durch ein Aufschieben oder Aufstecken eines Steckkontaktgegenelements (z.B. eines Lamellenkontakts oder einer Flachsteckhülse) auf das Blechteil oder - mecha¬ nisch äquivalent - durch ein Einschieben oder Einstecken des Blechteils in ein Steckkontaktgegenelement hergestellt wer¬ den. Das Blechteil weist also insbesondere einen Bereich (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "Be¬ festigungsbereich" bezeichnet) zur Befestigung an der Leiter¬ platte und mindestens einen anderen Bereich (im Folgenden oh¬ ne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "Kontaktbereich" oder "Steckkontaktbereich" bezeichnet) zur Ermöglichung einer Steckkontakts oder einer Steckverbindung mit mindestens einem Steckkontaktgegenelement auf. Der mindestens eine Kontaktbe- reich ist beidseitig freiliegend, um ein Aufstecken durch das Steckkontaktgegenelement zu ermöglichen, und damit auch eine beidseitige Kontaktierung, insbesondere durch eine Klemmpas¬ sung .
Das Blechteil mag beispielsweise als ein Stecker, insbesonde¬ re Einbaustecker, oder als ein Teil davon ausgebildet sein. Das Steckkontaktgegenelement mag insbesondere als eine dazu passende Buchse oder Kupplung ausgebildet sein oder einen Teil davon darstellen. Das Steckkontaktgegenelement wird im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "An¬ schlusselement" bezeichnet. Ein Anschlusselement in diesem Sinne mag ein Gehäuse aufweisen oder gehäuselos sein.
Aufgrund seiner SMT-Verlötung mit der Leiterplatte ist das Blechteil trotz einer ggf. geringen Blechdicke und/oder bei höheren Steckkräften ausreichend verformsicher . Zudem kann das Blechteil großflächig an der Leiterplatte verlötet sein, was eine hohe Befestigungssicherheit ermöglicht. Selbst wenn das Blechteil eingerissen sein sollte, ist ein Strompfad zu der Leiterplatte gegeben.
Das Blechteil bzw. dessen Befestigungsbereich ist über einen SMT-Lötkontakt insbesondere mit einer Leitungsstruktur der Leiterplatte verbunden. Die Leitungsstruktur mag z.B. eine oder mehrere Kontaktfeider oder Kontaktpads und/oder eine oder mehrere Leiterbahnen aufweisen.
Das Blechteil besteht für eine hohe elektrische Leitfähigkeit insbesondere aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Das Blechteil mag zum Korrosionsschutz und/oder für eine beson- ders sichere mechanische und/oder elektrische Kontaktierung versilbert, verzinnt oder verzinkt sein.
Eine Blechdicke oder Blechstärke mag, beispielsweise abhängig von einer vorgesehenen Stromstärke, 0,4 mm bis 1,5 mm, insbe¬ sondere 0,6 mm bis 1 mm, insbesondere 0,8 mm, betragen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil eine randseitige Aussparung oder Ausklinkung in der (unbestückten) Leiterplatte zumindest teilweise überdeckt. Dadurch ist das Blechteil dort auch dann beidseitig kontaktierbar, wenn es nicht über eine z.B. rechteckige Grundform der Leiterplatte vorsteht .
Allgemein mag mindestens ein Blechteil nicht über die Leiter¬ platte bzw. eine Grundform der Leiterplatte vorstehen, was eine besonders hohe Steifigkeit bzw. eine besonders geringe Verformbarkeit des Blechteils ermöglicht. Alternativ oder zu¬ sätzlich mag mindestens ein Blechteil über die Leiterplatte bzw. eine Grundform der Leiterplatte vorstehen, was einen be¬ sonders langen Kontaktbereich ermöglicht.
Die Aussparung mag eine rechteckige Aussparung sein, was den Vorteil ergibt, dass ein zugehöriges Anschlusselement (z.B. ein Lamellenpaket) bis auf Anschlag gegen die Leiterplatte in die Aussparung einschiebbar ist. Insbesondere in diesem Fall mag das Blechteil rechteckig sein, was eine verschnittfreie Herstellung (z.B. durch Stanzen eines Blechteils) des Blech¬ teils ermöglicht. Die Aussparung mag so dimensioniert sein, dass sie ein zuge¬ höriges Anschlusselement klemmend oder locker aufnehmen kann. Eine Aufnahme mag beispielsweise durch eine Breite der Aus¬ sparung gekennzeichnet werden, die 0,5 mm breiter ist als ei¬ ne Breite eines vorgesehenen Anschlusselements.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil eine randseitige Aussparung oder Ausklinkung in der (unbestückten) Leiterplatte vollflächig oder vollständig überdeckt. Dadurch lässt sich auf eine einfache Weise eine über eine ganze Länge des Rands der Aussparung verlaufende Anbindung des die Aussparung überdeckenden Bereichs errei¬ chen. Dies wiederum ermöglicht seine besonders hohe
Verformsicherheit Ausgestaltung. Eine ganz besonders
verformsichere Weiterbildung wird dadurch erreicht, dass das Blechteil zudem nicht über die Aussparung herausragt.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil einen laschenartigen Kontaktbereich aufweist, bei dem also auch die Seitenkanten freiliegen. Dadurch lässt sich auch ein Anschlusselement aufstecken, das den laschenartigen Steckkon¬ taktbereich seitlich umgibt, z.B. eine Flachsteckhülse oder ein 2 , 8er-Leitungskontakt .
Der laschenartige Kontaktbereich mag in eine randseitige Aus¬ sparung in der Leiterplatte ragen. Das Blechteil überdeckt die Aussparung dann nur teilweise, insbesondere mit Spalten zu beiden Seitenrändern der Aussparung hin. Dadurch wir der Vorteil erreicht, dass die Aussparung als Führung und/oder Anschlag für ein Anschlusselement dienen kann. Der laschenartige Steckkontaktbereich mag insbesondere als ein Ansteuerpin für Relais und Leitungen in einem Kabelsatz dienen. Der laschenartige Kontaktbereich mag über die Ausspa¬ rung bzw. einen Seitenrand einer Grundform der Leiterplatte herausragen, so dass ein besonders langer Kontaktbereich be¬ reitstellbar ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die randseitige Ausspa¬ rung an der mit dem zugehörigen Blechteil versehenen Oberflä¬ che eine Metallisierung aufweist und das Blechteil bzw. des¬ sen Befestigungsbereich auf die Metallisierung aufgelötet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und großflächige Oberflächenmontage. Die Metallisierung ist also insbesondere als ein Lötfeld oder Löt-Pad ausgebildet und mag z.B. in eine Leiterbahn übergehen. Die Metallisierung mag insbesondere als ein die Aussparung vollständig (d.h., lückenlos) begrenzender Rand ausgebildet sein. Falls die Aussparung rechteckig ist, mag der Rand z.B. U-förmig sein.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein Blech¬ teil ein ebenes oder planes Blechteil ist. Dieses lässt sich besonders einfach herstellen und mag ein Aufstecken eines passenden Anschlusselements besonders einfach gestalten. Auch ist ein ebenes Blechteil durch Bestückautomaten besonders einfach handhabbar und kann zudem in der Lötpaste liegend nicht umkippen.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein Blechteil einen von der Leiterplatte hochgebogenen Teilbe¬ reich als Steckkontaktbereich aufweist. Dadurch kann das Blechteil beispielsweise auch über einer Leiterplatte mon¬ tiert werden, die dort keine Aussparung aufweist.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blech¬ teil mindestens einen Durchsteckstift oder "Through-Hole-Pin" aufweist, der in ein Loch in der Leiterplatte eingesteckt ist. Der mindestens eine Durchsteckstift ermöglicht eine Ver¬ meidung einer Verdrehung nach einem Auflegen ( "Placement " ) des Blechteils vor einem folgenden SMT-Verlöten . Auch wird so eine direkte Übertragung von (häufig einmaligen) Steckkräften auf die Lotverbindung oder Lötstelle verringert oder sogar ganz vermieden. Das Blechteil mag z.B. mehr als einen Durch¬ steckstift aufweisen, z.B. zwei oder drei Durchsteckstifte. Es ist für eine Kraftaufnahme beim Einstecken vorteilhaft, dass mindestens ein Einsteckstift in Bezug auf einen Kontakt¬ bereich des Blechteils in Einsteckrichtung angeordnet ist.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Blech¬ teil von einem Gehäuse umgeben ist. Dadurch wird eine mecha¬ nische Belastung auf das Blechteil nach einem Aufstecken ei¬ nes Anschlusselements reduziert oder sogar ganz vermieden. Die noch verbleibende mechanische Belastung beim Einstecken des Anschlusselements mag insbesondere durch Reibwirkung er¬ zeugt werden und wirkt insbesondere in Einsteckrichtung. Das Gehäuse mag an der Leiterplatte befestigt sein oder durch ei¬ nen Teilbereich eines die Leiterplatte aufnehmenden Gehäuses gebildet werden.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass die Leiterplatte mit mindestens einem elektronischen Bauelement bestückt ist, das mit mindestens einem der Blechteile elektrisch verbunden ist. Dadurch kann die Leiterplatte zusätzliche Funktionen ne¬ ben einer Stromverteilung übernehmen. Das mindestens eine elektronische Bauelement mag eine Schaltung oder ein Teil ei¬ ner Schaltung sein. Das mindestens eine elektronische Bauele¬ ment ist für eine einfache und kostengünstige Herstellung insbesondere ein SMD-Bauteil.
Das mindestens eine elektronische Bauelement mag insbesondere dazu eingerichtet sein, eine Bus-Schnittstelle (z.B. für ei¬ nen LIN ("Local Interconnect Network" ) -Bus , einen
CAN ("Controller Area Network" ) -Bus oder einen anderen
Feldbus) , eine Relaisansteuerung, ein elektronisches Schalten und Absichern und/oder eine Diagnosefunktion bereitzustellen.
Die Leiterplatte mag insbesondere eine Leiterplatte eines Stromverteilers sein, insbesondere von Bordnetzen in Kraft¬ fahrzeugen .
Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Stromverteiler, auf¬ weisend mindestens eine in einem Gehäuse des Stromverteilers eingesetzte Leiterplatte wie oben beschrieben. Der Stromver¬ teiler kann analog zu der Leiterplatte ausgebildet sein und ergibt die gleichen Vorteile.
Die Leiterplatte mag insbesondere in das Gehäuse eingesteckt worden sein. Die Leiterplatte kann also in einer Weiterbil¬ dung als eine "Einsteckkarte" in den elektrischen Stromver¬ teiler eingesteckt werden. Dies ermöglicht auf einfache Weise einen wirksamen Toleranzausgleich. Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein Anschlussele¬ ment mit dem Gehäuse befestigt ist, insbesondere in dem Ge¬ häuse integriert ist, beispielsweise darin eingegossen ist. Dadurch kann das Gehäuse besonders einfach gehandhabt werden. Insbesondere durch die Integration in das Gehäuse lässt sich das mindestens eine Anschlusselement zudem besonders positi¬ onsgenau befestigen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass in das Gehäuse mindestens ei¬ ne Stromschiene mit einem zugehörigen Anschlusselement einge¬ gossen ist und die eingesetzte Leiterplatte über mindestens ein Blechteil in Steckverbindung mit mindestens einem solchen Anschlusselement steht. Dies ermöglicht eine besonders ein¬ fach umsetzbare und mechanisch sichere Verbindung zwischen der Leiterplatte und der Stromschiene. Speziell falls ein An¬ schlusselement einer Stromschiene als ein Lamellenkontakt ausgebildet ist, lässt sich ein besonders wirksamer Toleranz¬ ausgleich erreichen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass in das Gehäuse zusätz¬ lich mindestens ein weiteres (insbesondere anders geformtes) Anschlusselement eingegossen ist und die eingesetzte Leiter¬ platte über mindestens ein anderes (insbesondere anders ge¬ formtes) Blechteil in Steckverbindung mit einem solchen wei¬ teren Anschlusselement steht.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Her¬ stellen einer Leiterplatte wie oben beschrieben, bei dem Lötpaste auf eine als Auflagebereich für mindestens ein
Blechteil dienende Metallisierung einer Leiterplatte aufge¬ bracht wird, mindestens ein Blechteil auf einen jeweiligen mit der Lötpaste belegten Auflagebereich aufgelegt wird und das mindestens eine Blechteil in einem Reflowprozess angelö¬ tet wird. Das Verfahren beschreibt also ein Aufbringen des mindestens einen Blechteils auf die Leiterplatte in einem SMT-Prozess. Insbesondere eine ebene Form des Blechteils ist sehr günstig für die SMT-Bestückung, da ein solches Blechteil problemlos von einer Bestückmaschine handhabbar ist und in der Lötpaste liegend nicht umkippen kann.
Das Verfahren kann analog zu der Leiterplatte ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile.
Die Leiterplatte kann in dem Reflowprozess insbesondere mit weiteren SMD-Komponenten wie elektrischen und/oder elektroni¬ schen Bauteilen verlötet werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam¬ menhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
Fig.l zeigt in Draufsicht eine Skizze einer noch nicht bestückten Leiterplatte und ein davon noch getrenntes Blech¬ teil;
Fig.2 zeigt in Draufsicht eine Skizze der nun bestückten
Leiterplatte aus Fig.l;
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die bestückte Leiterplatte aus Fig.2 vor Verbindung mit einer Stromschiene ; Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die bestückte Leiterplatte aus Fig.2 nach Verbindung mit der Stromschiene ;
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Draufsicht die mit der Stromschiene verbundene, bestückte Leiterplatte in de¬ taillierterer Ansicht;
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die mit der Stromschiene verbundene, bestückte Leiterplatte in detaillierterer Ansicht;
Fig.7 zeigt in Draufsicht eine Skizze einer weiteren noch nicht bestückten Leiterplatte und ein weiteres davon noch ge¬ trenntes Blechteil sowie einen Ausschnitt aus der dann be¬ stückten Leiterplatte;
Fig.8 zeigt in einer Ansicht von schräg vorne einen
Stromverteiler;
Fig.9 zeigt in einer Ansicht von schräg hinten den Strom¬ verteiler mit geöffneter Rückseite mit einer in das Gehäuse eingesetzten Leiterplatte;
Fig.10 zeigt in einer Ansicht von schräg vorne den Strom¬ verteiler ohne Gehäuse; und
Fig.11 zeigt in einer Ansicht von schräg hinten den Strom¬ verteiler ohne Gehäuse.
Fig.l zeigt in Draufsicht eine Skizze einer noch nicht be¬ stückten Leiterplatte 1 und ein davon noch getrenntes Blech¬ teil 2. Die Leiterplatte 1 weist einen plattenförmigen Basis¬ körper 3 aus z.B. FR4 mit einer rechteckigen Grundform auf. Auf der gezeigten Flachseite befindet sich eine Leitungs¬ struktur 4 in Form einer Metallisierung, von der hier zwei Abschnitte eingezeichnet sind. In beiden Abschnitte der Lei¬ tungsstruktur 4 geht jeweils eine Leiterbahn 5 in einen u- förmigen Bereich 6 über, der als Rand einer zugehörigen rechteckigen Aussparung oder Ausklinkung 7 der Leiterplatte 1 ausgebildet ist. Die Ausklinkung 7 weist eine Breite b auf.
Das Blechteil 2 ist ein ebenes, rechteckiges Blechteil und mag z.B. durch einfaches Ausstanzen aus einem Blechbogen her¬ gestellt worden sein. Das Blechteil 2 mag aus Kupfer oder ei¬ ner Kupferlegierung bestehen. Es mag versilbert, verzinnt, verzinkt oder auf noch andere Weise oberflächenbehandelt wor¬ den sein.
Zur Befestigung des Blechteils 2 mittels eines Oberflächen¬ montage- oder SMT-Prozesses an der Leiterplatte 1 wird zu¬ nächst Lötpaste auf die u-förmigen Bereiche 6 aufgebracht und dann ein jeweiliges Blechteil 2 auf den mit der Lötpaste be¬ legten u-förmigen Bereiche 6 aufgelegt. Dies kann auch mit weiteren SMD-Bauteilen durchgeführt werden, z.B. mit mindes¬ tens einem elektrischen und/oder elektronischen SMD-Bauteil 8 bis 10 (siehe Fig.2) . Die u-förmigen Bereiche 6 dienen also als Auflagebereiche der Leitungsstruktur 4 für mindestens ein Blechteil 2.
Folgend werden die Blechteile 2 und die weiteren SMD-Bauteile 8 bis 10 mittels eines Reflow-Prozesses angelötet, z.B. mit¬ tels Durchlaufens eines Reflow-Ofens . Dadurch sind die Blech¬ teile 2 fest mit dem jeweiligen u-förmigen Bereich 6 der Lei¬ tungsstruktur 4 verlötet, und die SMD-Bauteile 8 bis 10 mit anderen Teilen oder Abschnitten (o. Abb.) der Leitungsstruk¬ tur 4. Die SMD-Bauteile 8 bis 10 sind über die Leitungsstruktur 4 mit zumindest einem der Blechteile 2 elektrisch verbunden. Die SMD-Bauteile 8 bis 10 können beispielsweise dazu einge¬ richtet sein, eine Bus-Schnittstelle, eine Relaisansteuerung, ein elektronisches Schalten und Absichern und/oder eine Diag¬ nosefunktion bereitzustellen.
Die Blechteile 2 überdecken die Ausklinkungen 7 vollständig und reichen somit bis zum Rand der jeweiligen Ausklinkung 7 bzw. der rechteckigen Grundform der nun bestückten Leiter¬ platte 1. Die Blechteile 2 weisen also einen randseitigen, u- förmigen Befestigungsbereich, der mit der Leitungsstruktur 4 verlötet ist, und einen die Ausklinkung 7 überdeckenden, flachseitig beidseitig freien Kontaktbereich auf. Die Blech¬ teile 2 können daher als Steckkontaktelemente dienen, wie im Folgenden genauer erklärt wird. Die Blechteile 2 mögen von einem Gehäuse (o. Abb.), insbesondere Steckergehäuse, umgeben sein .
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung durch eine Ausklinkung 7 in Seitenansicht die bestückte Leiterplatte 1 (ohne die Bau¬ teile 9 und 10) vor einer Verbindung mit einer Stromschiene 12. Die Blechteile 2 dienen als Steckkontaktelemente zur Ver¬ bindung mit einem jeweiligen Lamellenkontakt 11 einer Strom¬ schiene 12. Die Stromschiene 12 mag mit einem oder mehreren Lamellenkontakten 11 versehen sein.
Die Lamellenkontakte 11 können beispielsweise "dLAM- DRÄXLMAIER-Lamellenkontakte" der Firma DRÄXLMAIER Group sein. Solche Lamellenkontakte 11 stellen ein skalierbares Kontakt- System für hohe Ströme, niedrige Übergangswiderstände und kleine Bauräume bereit.
Die Lamellenkontakte 11 können als solche oder in Verbindung mit einem zugehörigen Gehäuse (dann insbesondere auch als "Anschlussbuchsen" bezeichenbar) als Anschlusselemente die¬ nen. Sie können insbesondere als Blechpakete ausgebildet sein .
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die be¬ stückte Leiterplatte 1 nach steckendem Eingriff mit dem La¬ mellenkontakt 11. Dazu ist der Lamellenkontakt 11 in die Ausklinkungen 7 eingeführt worden (oder umgekehrt) , so dass der Kontaktbereich des Blechteils 2 mit seiner freien Kante voran in den Lamellenkontakt 11 eingesteckt ist. Durch die beiden Arme des Lamellenkontakts 11 wird das Blechteil 2 in einer Klemmpassung gehalten. Für eine problemlose Einführung des Lamellenkontakts 11 in eine zugehörige Ausklinkung 7 ist die Breite b der Ausklinkung 7 etwas breiter al eine Breite des Lamellenkontakts 11, beispielsweise ca. 0,5 mm breiter.
Durch die dreiseitige Befestigung des Blechteils 2 über die gesamte Länge des u-förmigen (aufläge-) Bereichs 6 ist der die Ausklinkung 7 überdeckende Kontaktbereich des Blechteils 2 sehr fest und steif ausgeführt (und zwar auch dann, wenn das Blechteil 2 vergleichsweise dünn ist) , so dass eine Steckver¬ bindung sicher durchgeführt werden kann. Das Blechteil 2 ver¬ formt sich dabei nicht oder nicht wesentlich.
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Draufsicht eine mit zwei Stromschienen 12 verbundene, bestückte Leiterplatte 13 in detaillierterer Ansicht. Der Schnitt herläuft hier paral¬ lel zu der Leiterplatte 13 an einer Außenseite der nun zwei Lamellenkontakte 11. Die Bauteile 8 bis 10 sind nicht darge¬ stellt .
Die Lamellenkontakte 11 sind von einem in dessen Steckrich¬ tung frontseitig offenen Gehäuse (im Folgenden ohne Beschrän¬ kung der Allgemeinheit als "Buchsengehäuse" 14 bezeichnet) umgeben. Die Buchsengehäuse 14 sind in jeweilige, Blechteile 18 (siehe Fig.6) umgebende Gehäuse (im Folgenden ohne Be¬ schränkung der Allgemeinheit als "Steckergehäuse" 15 bezeich¬ net) eingesteckt. Die Verwendung der Gehäuse 14 und 15 be¬ wirkt, dass die eingesteckten Lamellenkontakte 11 sich nicht gegen die Blechteile 18 verdrehen können und daher keine He¬ belwirkung ausüben können, die eine Lötverbindung der Blech¬ teile 18 mit der Leitungsstruktur 4 lösen könnten. Auf die Blechteile 18 wirkt somit im Wesentlichen nur die beim Ein¬ stecken der Lamellenkontakte 11 ausgeübte Kraft.
Das Buchsengehäuse 14 und/oder das Steckergehäuse 15 können direkt an der Leiterplatte 13 bzw. an der Stromschiene 12 be¬ festigt sein. Das Buchsengehäuse 14 oder das Steckergehäuse
15 können alternativ z.B. als Bereich (e) eines gemeinsamen Gehäuses für die ganze Leiterplatte 13 ausgebildet sein.
In der Leiterplatte 13 ist zudem beabstandet von allen drei Seiten der Ausklinkungen 7 (o. Abb.) jeweils ein kleines Loch
16 vorgesehen. In die Löcher 16 können nach Art eines Durch¬ steckstifts 17 (siehe auch Fig.6) geformte Bereiche eines Blechteils 18 eingesteckt werden. Sie brauchen dort nicht verlötet zu werden. Dadurch wird ein Formschluss des Blech- teils 18 mit der Leiterplatte 13 erzeugt, welcher ein Verdre¬ hen des Blechteils 2 bei der Oberflächenmontage verhindert und/oder eine Kraftaufnahme beim Einstecken des Lamellenkon¬ takts 11 auf das Blechteil 2 bewirkt. Ein solches Blechteil 18 mag beispielsweise wie das Blechteil 2 ausgestaltet sein, aber zur Bereitstellung jedes der Durchsteckstifte 17 eine entsprechende Verlängerung 19 aufweisen, deren endseitiger Biegebereich als Durchsteckstift 17 dient (siehe Fig.6).
Es mögen alternativ nur ein, zwei oder auch mehr als drei Lö¬ cher 16 pro Ausklinkung 7 und/oder ein, zwei oder auch mehr als drei Durchsteckstift 17 pro Blechteil 18 vorhanden sein.
Fig.6 zeigt die Komponenten aus Fig.5 als Schnittdarstellung durch einen Lamellenkontakt 11 in Seitenansicht. Das Blech¬ teil 18 zeigt hier eine der auf der Leiterplatte 13 auflie¬ genden, aber dort nicht notwendigerweise verlöteten, Verlän¬ gerungen 19, die endseitig in Form eines Durchsteckstifts 17 abgebogen ist und durch ein zugehöriges Loch 16 in der Lei¬ terplatte 13 eingesteckt ist.
Fig.7 zeigt in Draufsicht eine Skizze einer weiteren noch nicht bestückten Leiterplatte 21 und ein weiteres davon noch getrenntes Blechteil 22. Das Blechteil 22 ist an einer
Ausklinkung 23 mittels einer Oberflächenmontagetechnik zu be¬ festigen, und zwar ähnlich wie das Blechteil 2 an der
Ausklinkung 7. Jedoch mag die Ausklinkung 23 eine andere Form und/oder Größe aufweisen als die Ausklinkung 7, z.B. hier ei¬ ne größere Breite. Das Blechteil 22 weist dazu einen u-förmigen Befestigungsbe¬ reich 24 auf, der zur SMT-Befestigung auf einem die
Ausklinkung 23 randseitig umgebenden, u-förmigen (Auflage- ) Bereich 6b der Leitungsstruktur 4 vorgesehen ist. Der Befes¬ tigungsbereich 24 weist einen Basisabschnitt 25 und zwei da¬ von endseitig abgehende Schenkel 26 auf. Von dem Basisab¬ schnitt geht mittig ein laschenförmiger Steckkontaktbereich 27 ab, der länger ist als die Schenkel 26. Dadurch ergeben sich zwei parallele Spalte 28 zwischen dem Steckkontaktbe¬ reich 27 und einem jeweiligen Schenkel 26.
Nach der SMT-Verlötung ist, wie in dem gestrichelten Aus¬ schnitt A gezeigt, das Blechteil 22 mit seinem Befestigungs¬ bereich 24 so auf dem u-förmigen Auflagebereich 6b der Lei¬ tungsstruktur 4 befestigt, dass der laschenförmige Kontaktbe¬ reich 27 bei Draufsicht in die Ausklinkung 23 ragt. Er ragt sogar über die Ausklinkung 23 bzw. über die rechteckige
Grundform der Leiterplatte 1 hinaus.
Fig.8 zeigt in einer Ansicht von schräg vorne einen Stromver¬ teiler 31. Der Stromverteiler 31 weist ein Kunststoff-Gehäuse 32 auf, dessen offene Rückseite mit einem Deckel 33 abgedeckt ist. In dem Gehäuse 32 sind mehrere Durchführungs- oder Auf¬ nahmebereiche 34 bis 36 ausgeformt, in welche sich ein jewei¬ liger externer Stromanschluss (o. Abb.) einsetzen lässt. So mag sich in den Aufnahmebereich 34 von außen ein Bus- Anschluss und in den Aufnahmebereich 36 von außen eine Hoch¬ stromleitung, insbesondere eine Stromschiene, einsetzen. Die Aufnahmebereiche 34 bis 36 weisen dazu jeweilige elektrische Kontakte auf, die zu einem Steckverbinder 39 bzw. zu An¬ schlusselementen 40 und 41 gehören (siehe Fig.10 und Fig.11). Die Anschlusselemente 40 und 41 sind mit den zugehörigen Auf¬ nahmebereichen 35 bis 36 formschlüssig vergossen.
Fig.9 zeigt den Stromverteiler 31 in einer Ansicht von schräg hinten bei fehlendem Deckel 33 mit einer in das Gehäuse 32 eingesetzten Leiterplatte 37. Die Leiterplatte 37 ist an Füh¬ rungen 38 des Gehäuses 32 in das Gehäuse 32 eingesteckt wor¬ den .
Fig.10 zeigt den Stromverteiler 31 ohne Gehäuse 32 und ohne Deckel 33 in einer Ansicht von schräg hinten. Fig.11 zeigt den Stromverteiler 31 ohne Gehäuse 32 und ohne Deckel 33 in einer Ansicht von schräg vorne. Die Leiterplatte 37 ist hier ohne weitere SMD-Bauteile und ohne Leitungsstruktur gezeigt.
Die Leiterplatte 37 weist drei als Steckkontaktelemente die¬ nende Blechteile auf, nämlich zwei Blechteile 22 und ein Blechteil 2. Zudem ist der Steckverbinder 39, der mehrere Kontaktstifte aufweist, mittels einer PIH-Verlötung mit der der Leiterplatte 37 verbunden.
Ferner sind die drei Anschlusselemente 40 und 41 gezeigt, welche in dem Gehäuse 32 vergossen sind und welche die Blech¬ elemente 2 bzw. 32 mittels einer Steckverbindung kontaktie¬ ren .
Das Anschlusselement 40 ist dabei als eine Stromschiene aus¬ gebildet, an der ein Lamellenkontakt 11 befestigt ist. Das Blechteil 2 ist durch eine Einsteckbewegung der Leiterplatte 37 in das Gehäuse 32 in den Lamellenkontakt 11 eingesteckt worden. Die zwei Anschlusselemente 41 sind als Aufsteckhülsen oder AufSteckkontakte ausgebildet. Die laschenartigen Kon¬ taktbereiche 27 der Blechteile 22 sind durch die Einsteckbe¬ wegung der Leiterplatte 37 in das Gehäuse 32 in ein jeweili¬ ges Anschlusselement 41 eingesteckt worden. Die durch den Verguss der Anschlusselemente 40 und 41 erreichte genaue Po¬ sition zu den Führungen 38 des Gehäuses 32 ermöglicht ein problemloses Zusammenstecken. Zudem wird aufgrund des Charak¬ ters der Leiterplatte 37 als "Einsteckkarte" ein sicherer To¬ leranzausgleich der Kontaktierungen ermöglicht. Biegekräfte werden auf die Blechteile 2 und 22 praktisch nicht ausgeübt.
Die Anschlusselemente 40 und 41 ragen mit ihren den Blechtei¬ len 2 bzw. 32 abgewandten Abschnitten (z.B. der Stromschiene 40 als solcher) durch das Gehäuse 32 in die Aufnahmebereiche 36 bzw. 35 und stellen deren elektrische Kontakte dar. Die Stifte des Steckelements 39 ragen als elektrische Kontakte direkt in den Aufnahmebereich 35.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So mag mindestens ein Blechteil einen von der Leiterplatte hochgebogenen Teilbereich als Steckkontaktbereich aufweisen.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder ei¬ ne Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw. Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste Leiterplatte
Blechteil
Basiskörper
Leitungsstruktur
Leiterbahn der Leitungsstruktur
U-förmiger Auflagebereich der Leitungsstruktur U-förmiger Auflagebereich der Leitungsstruktur Ausklinkung
SMD-Bauteil
SMD-Bauteil
SMD-Bauteil
Lamellenkontakt
Stromschiene
Leiterplatte
Buchsengehäuse
Steckergehäuse
Loch
Durchsteckstift
Blechteil
Verlängerung des Blechteils
Leiterplatte
Blechteil
Ausklinkung
Befestigungsbereich
Basisabschnitt
Schenkel
Steckkontaktbereich
Spalt
Stromverteiler 32 Gehäuse
33 Deckel
34 Aufnahmebereich für Steckverbinder
35 Aufnahmebereich für Aufsteckhülse
36 Aufnahmebereich für Stromschiene
37 Leiterplatte
38 Führung
39 Steckverbinder
40 Aufsteckhülse
41 Stromschiene
A Ausschnitt
b Breite der Ausklinkung

Claims

Patentansprüche
1. Leiterplatte (1; 13; 21; 37), die mit mindestens einem oberflächenmontierten Blechteil (2; 18; 22) als einem Steck¬ kontaktelement bestückt ist.
2. Leiterplatte (1; 13; 21; 37) nach Anspruch 1, wobei min¬ destens ein Blechteil (2; 18) eine randseitige Aussparung (7; 23) in der Leiterplatte (1; 37) vollflächig überdeckt.
3. Leiterplatte (21; 37) nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, wobei mindestens ein Blechteil (22) einen
laschenartigen Steckkontaktbereich (27) aufweist, der in eine randseitige Aussparung (23) in der Leiterplatte (21; 37) ragt .
4. Leiterplatte (1; 13; 21; 37) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die randseitige Aussparung (7; 23) an der mit dem zugehörigen Blechteil (2; 18; 22) versehenen Oberfläche eine Metallisierung (4) aufweist und das Blechteil (2; 18; 22) auf die Metallisierung (4, 6; 4, 25) aufgelötet ist.
5. Leiterplatte (1; 13; 21; 37) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei mindestens ein Blechteil (2; 18; 22) ein ebenes Blechteil ist.
6. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Blechteil einen von der Leiterplatte hochgebogenen Teilbereich als Steckkontaktbereich aufweist.
7. Leiterplatte (13) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei mindestens ein Blechteil (18) mindestens einen Durchsteckstift (17) aufweist, der in ein Loch (16) in der Leiterplatte (13) eingesteckt ist.
8. Leiterplatte (13; 37) nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, wobei mindestens ein Blechteil (18; 2, 22) von einem Gehäuse (15; 32) umgeben ist.
9. Leiterplatte (1; 13; 21; 37) nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, wobei die Leiterplatte (1; 13; 21; 37) mit mindestens einem elektronischen Bauelement (8-10) bestückt ist, das mit mindestens einem der Blechteile (2; 2, 22) elektrisch verbunden ist, wobei das mindestens eine elektro¬ nische Bauelement (8-10) dazu eingerichtet ist,
- eine Bus-Schnittstelle,
- eine Relaisansteuerung,
- ein elektronisches Schalten und Absichern und/oder
- eine Diagnosefunktion
bereitzustellen.
10. Stromverteiler (31), aufweisend mindestens eine in einem Gehäuse (32) eingesetzte Leiterplatte (1; 13; 21; 37) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Stromverteiler (31) nach Anspruch 10, wobei in das Ge¬ häuse (32) mindestens eine Stromschiene (41) mit einem zuge¬ hörigen Anschlusselement (11) eingegossen ist und die einge¬ setzte Leiterplatte (37) über mindestens ein Blechteil (2) in Steckverbindung mit mindestens einem solchen Anschlusselement (11, 40) steht.
12. Stromverteiler (31) nach Anspruch 11, wobei in das Ge¬ häuse (32) mindestens ein weiteres Anschlusselement (40) ein¬ gegossen ist und die eingesetzte Leiterplatte (37) über min¬ destens ein anderes Blechteil (22) in Steckverbindung mit mindestens einem solchen weiteren Anschlusselement (40) steht .
13. Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte (1; 13; 21;
37) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem
Lötpaste auf eine als Auflagebereich (6; 6b) für mindes¬ tens ein Blechteil (2; 18; 22) dienende Metallisierung der Leiterplatte (1; 13; 21; 37) aufgebracht wird,
mindestens ein Blechteil (2; 18; 22) auf einen jeweiligen mit der Lötpaste belegten Auflagebereich (6; 6b) aufgelegt wird und
das mindestens eine Blechteil (2; 18; 22) mittels eines Reflow-Prozess angelötet wird.
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