WO2021083454A1

WO2021083454A1 - Isoliereinheit für leiterkarte

Info

Publication number: WO2021083454A1
Application number: PCT/DE2020/100898
Authority: WO
Inventors: Norbert Kropiewnicki
Original assignee: Harting Electric Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2021-05-06
Also published as: EP4052545A1; US20240090124A1; DE102019129375A1; CN114642083A; KR20220137870A

Abstract

Leiterkarte mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei die Leiterkarte zumindest zwei Stromkreise aufweist, wobei jeder der zumindest zwei Stromkreise zumindest eine Leiterbahn und zumindest ein stromführendes elektronisches Element aufweist und wobei die Leiterkarte zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, welche mit zumindest einer Isoliereinheit versehen wird, wobei die zumindest eine Isoliereinheit in der mindestens eine Durchgangsöffnung angeordnet und so mit der Leiterkarte mechanisch verbunden ist und dabei zwischen einem ersten Stromkreis und zumindest einem zweiten Stromkreis der Leiterkarte positioniert ist.

Description

Isoliereinheit für Leiterkarte

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einer Leiterkarte nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Die Leiterkarte wird zur Einhaltung genormter Luftstrecken und Kriechstrecken bei kompakter Bestückung mit einer Isoliereinheit ausgestattet.

Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Steckverbinder mit einer Leiterkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

Außerdem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Leiterkarte nach Anspruch 1. Derartige Leiterkarten werden benötigt, um zum Beispiel platzsparend elektrische Schaltungen mit elektronischen Bauteilen zu realisieren. Leiterkarten sind auch unter den Begriffen Platine, Leiterplatte, oder aus dem englischsprachigen Raum als printed Circuit board (PCB) bekannt. Stand der Technik

Um gewünschte, immer geringere Bauformen erreichen zu können, müssen zur Vermeidung von Defekten und/oder Fehlfunktionen isolationsspezifische Prinzipien beachtet werden. Hierbei müssen insbesondere sogenannte Luftstrecken und Kriechstecken eingehalten werden. Besonders kompakte Bauformen für Leiterkarten, beispielsweise zum Einsatz in elektrischen Steckverbindern, können alleine durch Beabstandung zweier Stromkreise auf der Leiterkarte die benötigten Luftstrecken und Kriechstrecken kaum erreichen. Üblicherweise werden zur Einhaltung von Luftstrecken und Kriechstrecken entsprechende Bauteile, Stromkreise oder ganze Leiterkarten mit isolierenden Kunststoffen, Lacken und/oder Harzen versiegelt. Durch diese Vorgehensweise ist ein Ausbau und/oder Austausch der elektrischen, bzw. elektronischen Bauteile bei einem Defekt jedoch kaum zerstörungsfrei möglich.

Die DE 3432648 A1 hat die Problematik der geringen Luftstrecken und Kriechstrecken seinerzeit bei heutzutage eher selten eingesetzten Lochrasterplatten erkannt. Demnach wird vorgeschlagen, eine Leiterplattenanordnung, insbesondere für elektrische Anschlussleisten, bestehend aus einer Leiterplatte mit einem vorgegebenen Raster von Anschlusslöchern und aus darauf anzuordnenden, mit Isolierstoffgehäusen versehenen elektrischen Bauteilen mit Lötanschlüssen, die in die Anschlusslöcher gesteckt werden, zu verbessern, indem in der Leiterplatte in Reihungsrichtung der Lötanschlüsse jeweils zwischen den Anschlusslöchern oder zwischen vorgegebenen Gruppen von Anschlusslöchern Aussparungen mit darin durchsteckbaren Trennwandstücken aus Isolierstoff vorgesehen sind, die mit den Isolierstoffgehäusen der Bauteile verbunden sind.

Nachteilig an dieser Ausführung ist insbesondere die Beschränkung auf gerasterte Leiterplatten, im Folgenden Leiterkarten genannt, sowie die Einschränkung des Einsatzes von Trennwandstücken aus Isolierstoff auf die Isolierstoffgehäuse der eingesetzten, elektrischen Bauteile.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert:

DE 3423648 C1 ; DE 102004041 207 A1 ; DE 102012018751 A1 ; DE 102012 102567 A1 und WO 00/72647 A1.

Ebenfalls wurde die nachfolgend aufgeführte Nicht-Patentliteratur vom Deutschen Patent- und Markenamt als Stand der Technik genannt: MECADTRON GmbH: NEXTRA Seiten 1 -2 - 3D Kriechstreckenanalyse [https://www.flowcad.ch/ems/upload/ds_pcb/NEXTRA_3D-

Kriechstreckenanalyse.pdf]

MECADTRON GmbH: NEXTRA Seiten 1-2- Kriechstreckenanalyse

[https://www.flowcad.ch/cms/upload/ds_pcb/NEXTRA_Kriechstrecke nanalyse_ch.pdf]

MECADTRON GmbH: NEXTRA Seiten 1-2 -Luftstreckenanalyse

[https://www.flowcad.ch/cms/upload/ds_pcb/NEXTRA_Luftstreckena nalyse_ch.pdf]

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Leiterkarte unter Einhaltung der notwendigen Luftstrecken und Kriechstrecken möglichst kompakt zu gestalten. Weiterhin soll eine Einsatzmöglichkeit einer solchen Leiterkarte erweitert werden. Darüber hinaus soll die Herstellung der Leiterplatte vereinfacht werden.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Die Erfindung geht aus von einer Leiterkarte mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei die Leiterkarte zumindest zwei Stromkreise aufweist. Dabei weist jeder der zumindest zwei Stromkreise zumindest eine Leiterbahn und zumindest ein stromführendes elektronisches Element auf. Weiterhin weist die Leiterkarte zumindest eine Durchgangsöffnung auf, welche mit zumindest einer Isoliereinheit versehen wird. Die zumindest eine Isoliereinheit ist in der mindestens einen Durchgangsöffnung angeordnet und so mit der Leiterkarte mechanisch verbunden und dabei zwischen einem ersten Stromkreis und zumindest einem zweiten Stromkreis der Leiterkarte positioniert. Die Positionierung der Isoliereinheit in einem Bereich zwischen den zumindest zwei Stromkreisen eröffnet eine einfache Möglichkeit zur Einhaltung benötigter Isolationsabstände. Vorrangig betreffen diese Isolationsabstände die sogenannten Luftstrecken und Kriechstrecken. Durch einen Einsatz der Isoliereinheit können bestenfalls alternative Isoliervorgänge entfallen. Alternative Isoliervorgänge, wie beispielsweise das Vergießen elektronischer Bauteile mit einem Kunststoff, haben zumeist zur Folge, dass ein Austausch der eingegossenen Komponenten nicht oder nur eingeschränkt möglich ist. Somit werden insbesondere Reparaturvorgänge vereinfacht. Weiterhin wird der Herstellungsprozess einer Leiterkarte verbessert. Denn der Bestückungsvorgang der Leiterkarte kann mit einem Bestücken der Leiterkarte mit einer erfindungsgemäßen Isoliereinheit abgeschlossen werden. Eine Lackierung oder ein Vergießen mit Kunststoffen kann bestenfalls entfallen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht demnach darin, die Gestaltung und Positionierung der Isoliereinheit sehr flexibel an die Anforderungen eines Schaltungsdesigns der Leiterkarte anzupassen. Dieser Vorteil bedingt den weiteren Vorteil, dass ein Schaltungsdesign besonders platzsparend auf eine Leiterkarte übertragene werden kann.

Eine weitere Ausführungsform eröffnet eine Leiterkarte mit einer zuvor erwähnten Isoliereinheit, wobei die Isoliereinheit zumindest grundsätzlich die Höhe eines höchsten elektronischen Elements des ersten Stromkreises oder des zweiten Stromkreises erreicht. Durch diese Ausgestaltung werden besonders liegend verbaute elektronische Elemente berücksichtigt. So ist ein zylindrischer Kondensator üblicherweise mit Leitern zum Anschluss an eine Leiterkarte versehen, welche aus einer Stirnseite des zylindrischen Körpers herausragen. Wird ein solcher, zylindrischer Kondensator mit seiner Umfangsseite auf die Leiterkarte gelegt, beispielsweise um die Bauhöhe der Leiterkarte zu verringern. Selbst im besten Fall ragen die stromführenden Leiter des Kondensators zumindest über eine Höhe aus der Leiterkarte heraus, die zumindest grundsätzlich dem Radius des Kondensators gleicht. Durch die Ausführung einer Isoliereinheit mit der Höhe, die dem Durchmesser des zylindrischen Kondensators gleicht, wird die Luftstrecke zu einem angrenzenden Stromkreis signifikant erhöht. Ebenso wird die Kriechstrecke gegenüber einem angrenzenden Stromkreis weiter verlängert.

In einerweiteren Ausführungsform wird eine Leiterkarte mit einer Isoliereinheit ausgerüstet, wobei die Isoliereinheit einen Grenzbereich zwischen dem ersten Stromkreis und zumindest dem zweiten Stromkreis vollständig abgrenzt. Damit ist gemeint, dass entlang einem Bereich, in dem sich ein Stromkreis an einen anderen Stromkreis annähert, eine Durchgangsöffnung befindet, welche zumindest in dem Grenzbereich von einer Isoliereinheit durchstoßen wird, sodass die Isoliereinheit die Stromkreise räumlich voneinander trennt. Durch diese Ausführungsform lässt sich auf einfache Weise die Länge der Luftstrecke und der Kriechstrecke zwischen den betreffenden Stromkreisen erhöhen.

In einer sinnvollen Ausführungsform ist eine Leiterkarte mit einer Isoliereinheit versehen, wobei die Isoliereinheit zumindest teilweise die Durchgangsöffnung der Leiterkarte füllt. Damit ist gemeint, dass die Isoliereinheit die Durchgangsöffnung zwischen den zumindest zwei Stromkreisen zwar durchragt, jedoch kann die Durchgangsöffnung, beispielsweise zur Befestigung anderer Komponenten, größer ausgeführt sein, als für die Isolierung zwischen einem ersten Stromkreis und einem zweiten Stromkreis durch die Isoliereinheit nötig ist. So kann durch die Isoliereinheit zunächst die nötige Luftstrecke und Kriechstrecke erreicht werden und zeitgleich eine Fixierung der Leiterkarte in einem Gehäuse oder an einem übergeordneten Bauteil vorgenommen werden. Darüber hinaus kann durch diese Ausführungsform eine Durchgangsöffnung dazu ausgelegt werden, mehr als eine Isoliereinheit zeitgleich aufzunehmen. So kann eine erste Isoliereinheit in einer Durchgangsöffnung einen ersten Stromkreis von einem zweiten Stromkreis räumlich trennen. Durch die gleiche Durchgangsöffnung kann nun eine zweite Isoliereinheit derart ausgeformt sein, dass ein erster Stromkreis von einem dritten Stromkreis getrennt wird. Ebenso kann eine zweite Isoliereinheiten natürlich auch einen dritten Stromkreis von einem vierten Stromkreis trennen. Darüber hinaus kann auf diese Weise eine einfache und weiter verbesserte Vergrößerung der benannten Isolierstrecken, also der Luftstrecken und der Kriechstrecken, ermöglicht werden. Wenn eine erfindungsgemäße erste Isoliereinheit und eine erfindungsgemäße zweite Isoliereinheit beispielsweise von gegenüberliegenden Seiten der Leiterkarte durch die Durchgangsöffnung geführt werden, können weitere an den Isoliereinheiten angeformte Formelemente miteinander in Eingriff gebracht werden. Somit wird eine Verkämmung erreicht, welche einen Effekt vergleichbar einer Labyrinthdichtung vorteilhaft nutzt, um die Luftstrecken und die Kriechstrecken, weiter zu vergrößern. Anstelle einer zweiten Isoliereinheit kann auch ein umgebendes Gerätegehäuse Anformungen und/oder Elemente aufweisen, welche mit der Isoliereinheit verkämmt in Eingriff bringbar sind.

In einer vorteilhaften Ausführungsform verfügt die Leiterkarte über eine Isoliereinheit, wobei der Isoliereinheit ein Rastelement angeordnet ist, durch welches eine formschlüssige Verbindung zur Leiterplatte hergestellt wird. In einfacherWeise kann ein Rasthaken an der Isoliereinheit angeformt werden. Diese würde nach dem Einsetzen der Isoliereinheit durch die Durchgangsöffnung auf einer durch die Durchgangsöffnung an der Leiterkarte gebildete Kante ansetzen und ein ungewolltes Lösen der Isoliereinheit von der Leiterkarte verhindern. Auch eine Wulst an der Isoliereinheit kann ausreichen, um die Isoliereinheit nach dem Durchführen des dafür vorgesehenen Abschnittes der Isoliereinheit durch die Durchgangsöffnung an der Leiterkarte zu fixieren. Darüber hinaus kann ein weiteres Rastelement an der Isoliereinheit vorgesehen werden, um die Leiterkarte mit einem umgebenden Bauteil zu verbinden.

Eine Leiterkarte wird in einer Ausführungsform mit einer Isoliereinheit versehen, wobei die Isoliereinheit derart ausgeformt ist, dass die Isoliereinheit zumindest eine Verbindung zwischen der Durchgangsöffnung und zumindest einer Kante der Leiterkarte bildet. Anders ausgedrückt wird eine Isoliereinheit beispielsweise als Halbschale ausgeformt. Dabei werden zumindest zwei Kanten der Leiterkarte von je wenigstens einem Fortsatz überragt. Eine Isoliereinheit weist also einen Fortsatz auf, welcher durch eine Durchgangsöffnung in der Leiterkarte geführt wird und zumindest einen ersten Stromkreis von einem zweiten Stromkreis zumindest teilweise räumlich trennt. Ein zweiter Fortsatz ragt beispielsweise über einer Seite der Leiterkarte hervor. Der erste Fortsatz und der zweite Fortsatz sind mit zumindest einer Platte verbunden. Vorteilhafterweise wird diese Ausführungsform einteilig ausgeformt.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform wird eine Leiterkarte mit einer Isoliereinheit versehen, wobei die Isoliereinheit zumindest teilweise die Oberseite oder zumindest teilweise die Unterseite der Leiterkarte umschließt. Idealerweise ist die Platte der weiterentwickelten Isoliereinheit derart ausgestaltet, dass zumindest ein erster Stromkreis auf zumindest der Oberseite der Leiterkarte oder zumindest der Unterseite der Leiterkarte grundsätzlich bedeckt ist. Durch zuvor erwähnte Fortsätze, wird die Platte der Isoliereinheit an der Leiterkarte gehalten.

Vorteilhafterweise sieht eine Ausführungsform der Leiterkarte vor, dass die Isoliereinheit aus einem synthetischen, nichtleitenden Material hergestellt ist. Durch den Einsatz eines besonders durchschlagsicheren Kunststoffes können weitere Sicherheitsbedingungen erfüllt werden. Darüber hinaus ist eine einteilige Ausführungsform durch die Herstellung aus einem Kunststoff kostengünstig und vergleichsweise einfach zu bewerkstelligen. Darüber hinaus eröffnet die Erfindung einen Steckverbinder mit einer Leiterkarte, wobei die Leiterkarte innerhalb eines Gehäuses des Steckverbinders angeordnet ist und sich mit einer Innenwand des Gehäuses in Eingriff befindet. Eine Ausformung an der Innenwand interagiert mit der Isoliereinheit, um die Luftstrecken und Kriechstrecken zwischen zumindest den beiden Stromkreisen zusätzlich zu vergrößern.

Ein derartiger Steckverbinder kann beispielsweise Sensorik aufnehmen, um Informationen bezüglich der Steckverbindung oder ähnlichen physikalischen Bedingungen direkt zu verarbeiten und/oder weiterzuleiten. Durch eine erfindungsgemäße Isoliereinheit kann eine Leiterkarte kompakte Dimensionen annehmen. So lässt sich eine mit der erfindungsgemäßen Isoliereinheit verkleinerte Leiterkarte beispielsweise zwischen der Innenwand des Gehäuses und einem Kontaktträger unterbringen. Durch eine zuvor erwähnte Verkämmung einer Ausformung an der Innenwand des Steckverbinders und der Isolationseinheit der Leiterkarte kann die Leiterkarte sogar während der Herstellung zunächst so ausgestaltet sein, dass die Luftstrecken und Kriechstrecken nicht eingehalten werden. Durch einen Einsatz in dem erfindungsgemäßen Steckverbindergehäuse kann die Verkämmung zwischen der Gehäuseinnenwand und der Isoliereinheit die benötigten Luftstrecken und Kriechstrecken einhalten. Durch diese Ausführungsform ergeben sich weitere Möglichkeiten bezüglich einer wünschenswerten Minimierung von Leiterkarten, auch in Einsätzen abseits von Steckverbindern. So kann beispielsweise auch ein Sensor mit einer Ausformung an der Innenwand des Gehäuses genutzt werden, um mit einer Isoliereinheit in einen verkämmten Eingriff gebracht zu werden.

Weiterhin eröffnet die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterkarte, umfassend zumindest die folgenden Schritte: a. Erstellen eines Schaltplans mit den zumindest zwei Stromkreisen; b. Planen der Positionierung elektronischer Elemente auf Basis des Schaltplans bei gleichzeitiger Ausgestaltung und Positionierung der zumindest einen Isoliereinheit; c. Festlegen einer geeigneten Ausgestaltung der Leiterkarte; d. Erstellen einer unbestückten Leiterkarte gemäß der vorhergehenden Verfahrensschritte; e. Bestücken der unbestückten Leiterkarte mit elektronischen Elementen gemäß dem Schaltplan; f. Bestücken der Leiterkarte mit der zumindest einen Isoliereinheit.

Grundsätzlich ergibt sich dem Fachmann, dass insbesondere die Schritte a. bis c. kombinierbar oder gegeneinander auswechselbar sind. Insbesondere Herstellungsverfahren bei denen zur Einhaltung der Luftstrecken und Kriechstrecken ein Vergießen der Bauteile mit einem Kunststoff oder ein Lackieren der Leiterkarte notwendig sind, kosten Zeit. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Isoliereinheit kann Zeit gespart werden, da nach dem eigentlichen Bestückungsvorgang in einfacher Weise im Anschluss die erfindungsgemäße Isoliereinheit mit der Leiterkarte verbunden wird. Idealerweise wird zur besonders schnellen Herstellung eine Isoliereinheit eingesetzt, welche mit Rastmitteln versehen ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Herstellung der Leiterkarte mittels einfachem Verrasten der Isoliereinheit mit der Leiterkarte nach der Bestückung mit elektronischen Bauteilen zu beenden. Selbstverständlich wird in diesem Fall das Verlöten der elektronischen Bauteile als Schritt der Bestückung vorausgesetzt, um die Funktionsfähigkeit der Leiterkarte herzustellen. Die Herstellung der Leiterkarte erfolgt also in den grundsätzlich bekannten Schritten. Zunächst wird die Leiterkarte selbst hergestellt. Wahlweise wird die Leiterkarte an dieser Stelle bereits zumindest stellenweise mit einer isolierenden Lackschickt versehen. Die ausgewählten elektronischen Bauteile werden in Ihren vorgesehenen Steckplätzen eingesetzt. Die elektronischen Bauteile werden mit der Leiterkarte an den vorgesehenen Lötflächen verlötet. Schließlich wird durch zumindest vorgesehene Durchgangsöffnung zumindest eine erfindungsgemäße Isoliereinheit geführt und mit der Leiterkarte verbunden. Idealerweise wird eine formschlüssige Verbindung zwischen der Leiterkarte und der zumindest einen Isoliereinheit eingegangen. Alternativen sind dem Fachmann selbstverständlich bekannt. Insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise mittels eines Klebstoffs, eines Lacks oder eines Kunststoffs sind einfache aber durchaus umsetzbare Alternativen.

Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren sieht vor, dem Schritt b. der vorangegangenen Ausführung zumindest folgende Unterschritte zuzuordnen: b.1 Festlegen einer Dimensionierung der Leiterkarte; b.2 Berechnen der Form der zumindest einen Isoliereinheit; b.3 Berechnen der zumindest einen Durchgangsöffnung; b.4 Prüfung der Dimensionierung der Leiterkarte unter Berücksichtigung der notwendigen Luftstrecken und Kriechstrecken bei Einsatz der Isoliereinheit.

Auch hier erkennt der Fachmann, dass einzelne Unterschritte kombiniert oder gegenseitig ausgetauscht werden können. Die Unterschritte beziehen sich speziell auf den Schritt der Ausgestaltung und Planung der erfindungsgemäßen Leiterkarte und der dazugehörigen Isoliereinheit. Sinnvollerweise wird zunächst überlegt, welchem Einsatzbereich die Leiterkarte vorzugsweise zugeteilt wird. Daraus ergeben sich oftmals bereits vorab die räumlichen Maße, welche die Leiterkarte idealerweise einnimmt. Aufgrund der somit bekannten Faktoren der Baugröße der Leiterkarte und den auf die Leiterkarte aufzubringenden Stromkreisen kann somit errechnet werden, wie die Maße der Isoliereinheit ausfallen. Die Maße der Isoliereinheit ergeben sich nun durch die notwendigen Isolationsfaktoren, also den Luftstrecken und Kriechstrecken. Sobald die Isoliereinheit bezüglich ihrer Maße berechnet ist, lässt sich die für die Isoliereinheit benötigte Durchgangsöffnung bestimmen. Ein abschließender Test sichert die gestaltete Ausführungsform. Auch eine Computersimulation anstelle eines realen Tests kann, insbesondere aus Kostengründen, besonders sinnvoll sein.

In einem bevorzugten Verfahren wird zumindest ein Schritt der zuvor genannten Verfahren durch zumindest ein Computerprogramm wenigstens unterstützt. Dabei scheinen der Verfahrensschritt b. sowie dessen Unterschritte b.1 bis b.4 besonders für eine Unterstützung durch ein Computerprogramm geeignet. Ein Einsatz von zwei synchronisierten Computerprogrammen, wobei ein erstes Computerprogramm einen ersten Verfahrensschritt ausführt und ein zweites Computerprogramm einen zweiten Verfahrensschritt ausführt ist ebenfalls denkbar. Dabei errechnet das zumindest eine Computerprogramm die entsprechenden Daten derart, dass zumindest annähernd zeitgleich beispielsweise die

Verfahrensschritte a. und b. oder die Unterschritte b.1 und b.2 bearbeitet werden.

Ausführungsbeispiel Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Oberseite einer Leiterkarte mit einer erfindungsgemäßen Isoliereinheit; Fig. 2 Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Isoliereinheit; Fig. 3 Eine perspektivische Darstellung der Unterseite einer Leiterkarte mit einer erfindungsgemäßen Isoliereinheit; Fig. 4 Eine perspektivische Schnittdarstellung einer Leiterkarte mit einem Gehäuse, welches mit der erfindungsgemäßen Isoliereinheit interagiert. Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.

Richtungsangaben wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.

Die Figur 1 zeigt die Oberseite 2 einer Leiterkarte 1 mit besonders platzsparender Anordnung der elektronischen Elemente 6, 6‘, 6“. Um eine derart gedrängte Anordnung auf der Leiterplatte 1 zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß die Isoliereinheit 8 eingesetzt. Die Isoliereinheit 8 trennt den ersten Stromkreis 4 zumindest größtenteils von dem zweiten Stromkreis 5. Dabei wird deutlich, dass die Isoliereinheit 8 durch eine Durchgangsöffnung 7 in der Leiterkarte 1 hindurchragt. Beispielhaft sind die elektronischen Elemente 6, 6‘ und 6“ auf der Leiterkarte 1 dargestellt und nummeriert. Bei dem gezeigten elektronischen Element 6 handelt es sich um einen integrated Circuit Baustein (IC-Baustein). Bei den elektronischen Elementen 6‘ und 6“ kann es sich um verschiedene oberflächenmontierte Bauteile, auch als SMD (Surface-Mounted Device/s)) bezeichnet, handeln. Üblicherweise handelt es sich bei elektronischen Elementen wie 6‘ um SMD-Widerstände. Im Falle des elektronischen Elements 6“ handelt es sich um einen SMD-Kondensator. Weitere elektronische Elemente können optisch ähnlich ausgeführt sein und anstelle der benannten elektronischen Elemente eingesetzt werden. Dabei ist zu erkennen, dass die Isoliereinheit 8 zumindest die Höhe der eingesetzten elektronischen Elemente 6, 6‘ und 6“ erreicht oder überragt.

In dem dargestellten Fall ist der erste Stromkreis 4 ein Teil eines Schaltkreises, welcher durch das elektronische Element 6 räumlich unterbrochen wird und an dem elektronischen Element 6 gegenüber dem Stromkreis 4 als zweiter Stromkreis 5 fortgesetzt wird. In der Figur 2 wird die in Figur 1 eingesetzte, erfindungsgemäße Isoliereinheit 8 perspektivisch dargestellt. Hierbei wird eine mögliche Ausformung einer erfindungsgemäßen Isoliereinheit 8 aufgezeigt. Die dargestellte Ausführungsform setzt sich zusammen aus einer Isolierplatte 13 und aus der Isolierplatte 13 herausragenden Isolierelementen 12 und 12‘. Grundsätzlich ist eine Ausführung bestehend aus lediglich einem der Isolierelemente 12 oder 12‘ denkbar. In dem Fall der dargestellten Ausführungsform der Isoliereinheit 8 kann jedoch eine umfangreiche Isolierung der abzuschirmenden Stromkreise erreicht werden. Dazu wird die Isoliereinheit 8 mit dem Isolierelement 12 durch eine Durchgangsöffnung 7 in der Leiterkarte 1 geführt. Zeitgleich wird das Isolierelement 12‘ an einem Randbereich der Leiterkarte entlang einer Kante vorbeigeführt. Die Isoliereinheit 8 ist dabei mit Rastelementen 9 versehen. Die Rastelemente 9 rasten an einer Kante des Randbereichs der Leiterkarte 1 ein. Somit wird die Isoliereinheit 8 fest, aber lösbar mit der Leiterkarte 1 verbunden. Denkbar ist darüber hinaus, auch das Isolierelement 12 mit zumindest einem Rastelement 9 zu versehen. Je nach Ausführung der Leiterkarte 1 und dem Isolierelement 8 kann über die Anordnung und Dimensionierung, beziehungsweise dem Einsatz von Rastelementen ähnliche den Rastelementen 9 nachgedacht werden. Möglicher Einsatz von Alternativen, beispielsweise einer Wulst an den Isolierelementen 12 und/oder 12‘ kann sinnvoll sein. Darüber hinaus können weitere Rastelemente entlang einer zumindest grundsätzlich parallelen Ebene zur Isolierplatte 13 eingesetzt werden, welche eine entgegengesetzte Ausrichtung zu den Rastelementen 9 aufweisen. Auf diese Art können einfach und ohne besonderen Aufwand Anschläge für die Befestigung einer Isoliereinheit 8 an der Leiterkarte 1 geschaffen werden. Weiterhin lässt die Figur 2 erkennen, dass die Isolierplatte 13 grundsätzlich auch aus auf zwei oder mehr Ebenen befindlichen Plattenabschnitten 13.1 und 13.2 ausgeformt werden kann. Dadurch können elektronische Elemente, wie die zuvor gezeigten elektronischen Elemente 6, 6‘ und 6“ oder äquivalente elektronische Elemente, passgenau eingefasst und/oder umschlossen werden.

Die Figur 3 zeigt beispielhaft, wie eine derartige Ausführungsform einer Isoliereinheit 8 eingesetzt werden kann. Dabei schmiegt sich ein Plattenabschnitt 13.1 der Isolierplatte 13 an die Unterseite 3 der Leiterkarte 1 an. Ein weiterer Plattenabschnitt 13.2 verläuft grundsätzlich parallel zum Plattenabschnitt 13.1 und zur Unterseite 3 der Leiterkartei . Allerdings sind unter dem Plattenabschnitt 13.2 elektronische Bauteile 6‘ und 6“ angeordnet. Daher ist der Plattenabschnitt 13.2 weiter von der Unterseite 3 der Leiterkarte 1 beabstandet ausgeführt. Weiterhin wird deutlich, dass die Isoliereinheit 8 grundsätzlich direkt während eines Bestückungsprozesses einer Leiterkarte 1 , nach der Bestückung der Leiterkarte 1 mit elektronischen Elementen mit der Leiterkarte 1 verbunden werden kann. Daher kann zunächst auf eine Versiegelung der Leiterkarte 1 mit isolierenden Lacken und/oder Kunststoffen verzichtet werden. Somit kann der Herstellungsprozess zeitlich optimiert werden. Allerdings wird durch das Isolieren der Leiterkarte 1 mit isolierenden Lacken und/oder Kunststoffen durch die Isoliereinheit nicht verhindert.

Eine Möglichkeit zur weiteren Vergrößerung der Luftstrecken und Kriechstrecken wird in der Figur 4 verdeutlicht. Hierbei wird eine Leiterkarte 1 mit einer Isoliereinheit 8 bestückt und in ein Gehäuse 10 eingesetzt, welches Isolierelemente 12“ an der Innenwand 11 aufweist. Dieses Isolierelement 12“ kann mit den Isolierelementen 12 und/oder 12‘ der Isoliereinheit 8 in Eingriff gebracht werden. Sinnvollerweise sollte hierfür das Gehäuse 10 aus einem Kunststoff gefertigt sein. Alternativ kann das Gehäuse 10, bzw. zumindest die Innenwand 11 des Gehäuses 10 mit isolierenden Stoffen, beispielsweise einem Kunststoff an seiner Innenwand 11 bezogen werden, um einen isolierenden Effekt zu erreichen. Diese Vorgehensweise kann insbesondere bei Gehäusen sinnvoll sein, welche grundsätzlich elektrisch leitende Eigenschaften aufweisen. Die dargestellte Verkämmung der Isolierelemente 12 und 12“, welche einer Labyrinthdichtung ähnelt, ermöglicht eine weitere Vergrößerung der Luftstrecken und Kriechstrecken. Darüber hinaus ermöglicht die Verkämmung eine gesicherte Positionierung der Leiterkarte 1 in einem Gehäuse 10. Die Figur 4 lässt weiterhin erkennen, dass der Bereich des Isolierelements 12, welcher über die Oberseite 2 der Leiterkarte 1 durch die Durchgangsöffnung 7 hinausragt, zumindest grundsätzlich die Höhe des elektronischen Elements 6 erreicht. Die Isoliereinheit 8 umschließt dabei einen Teilbereich der Unterseite 3 der Leiterkarte 1. Darüber hinaus wird durch die Verkämmung der Isoliereinheit 8 und der Innenwand 11 des Gehäuses 10 quasi ein Teilgehäuse ausgebildet, welches grundsätzlich zumindest einen Teilbereich der Leiterkarte 1 umgibt.

Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.

Leiterkarte mit Isoliereinheit

Bezugszeichenliste

Leiterkarte

Oberseite

Unterseite erster Stromkreis zweiter Stromkreis , 6‘, 6“ elektronisches Element

Durchgangsöffnung

Isoliereinheit

Rastelement 0 Gehäuse 1 Innenwand 2, 12‘, 12“ Isolierelement 3 Isolierplatte 3.1 , 13.2 Plattenabschnitt

Claims

Leiterkarte mit Isoliereinheit Ansprüche

1. Leiterkarte (1 ) mit einer Oberseite (2) und einer Unterseite (3), wobei die Leiterkarte (1) zumindest zwei Stromkreise aufweist, wobei jeder der zumindest zwei Stromkreise zumindest eine Leiterbahn und zumindest ein stromführendes elektronisches Element (6, 6‘, 6“) aufweist und wobei die Leiterkarte (1) zumindest eine Durchgangsöffnung (7) aufweist, welche mit zumindest einer Isoliereinheit (8) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isoliereinheit (8) in der mindestens einen Durchgangsöffnung (8) angeordnet und so mit der Leiterkarte (1) mechanisch verbunden ist und dabei zwischen einem ersten Stromkreis (4) und zumindest einem zweiten Stromkreis (5) der Leiterkarte (1) positioniert ist.

2. Leiterkarte (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (8) zumindest grundsätzlich die Höhe eines höchsten elektronischen Elements (6) des ersten Stromkreises (4) oder des zweiten Stromkreises (5) erreicht.

3. Leiterkarte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (8) zumindest teilweise einen Bereich des ersten Stromkreises (4) und des zweiten Stromkreises (5) abgrenzt.

4. Leiterkarte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (8) die Durchgangsöffnung (7) der Leiterkarte (1) zumindest abschnittsweise durchragt.

5. Leiterkarte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (8) ein Rastelement (9) aufweist, durch welches die Isoliereinheit (8) eine formschlüssige Verbindung zur Leiterkarte (1) herstellt.

6. Leiterkarte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (8) derart ausgeformt ist, dass die Isoliereinheit (8) zumindest eine Verbindung zwischen der Durchgangsöffnung (7) und zumindest einer Kante der Leiterkarte (1) bildet.

7. Leiterkarte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (8) zumindest Teile der Oberseite (2) oder der Unterseite (3) der Leiterkarte (1) umschließt.

8. Leiterkarte (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliereinheit (8) aus einem synthetischen, nichtleitenden Material hergestellt ist.

9. Steckverbinder mit einer Leiterkarte (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Leiterkarte (1) innerhalb eines Gehäuses (10) des Steckverbinders angeordnet ist und sich mit einer Innenwand (11) des Gehäuses (10) in Eingriff befindet, wobei eine Ausformung an der Innenwand (11 ) mit der Isoliereinheit (8) interagiert, um die Luftstrecken und Kriechstrecken zwischen zumindest den beiden Stromkreisen (4,

5) zusätzlich zu vergrößern.

10. Verfahren zur Herstellung einer Leiterkarte (1) gemäß Anspruch 1, umfassend zumindest folgende Schritte: a. Erstellen eines Schaltplans mit den zumindest zwei Stromkreisen (3,4); b. Planen der Positionierung elektronischer Elemente auf Basis des Schaltplans bei gleichzeitiger Ausgestaltung und Positionierung der zumindest einen Isoliereinheit (8); c. Festlegen einer geeigneten Ausgestaltung der Leiterkarte (1 ); d. Erstellen einer unbestückten Leiterkarte gemäß der vorhergehenden Verfahrensschritte; e. Bestücken der unbestückten Leiterkarte mit elektronischen Elementen gemäß dem Schaltplan; f. Bestücken der Leiterkarte (1 ) mit der zumindest einen Isoliereinheit (8).

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei dem Schritt b. zumindest folgende Unterschritte zugeordnet sind: b.1 Festlegen einer Dimensionierung der Leiterkarte (1); b.2 Berechnen der Form der zumindest einen Isoliereinheit (8); b.3 Berechnen der zumindest einen Durchgangsöffnung (7); b.4 Prüfung der Dimensionierung der Leiterkarte (1) unter Berücksichtigung der notwendigen Luftstrecken und Kriechstrecken bei Einsatz der Isoliereinheit (8).

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest Schritt b. oder einem der Schritt b. zugeordneten Unterschritte b.1 bis b.4 mit Hilfe zumindest eines Computerprogramms durchgeführt wird.