DE10062962A1

DE10062962A1 - Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektrischen Bauelementes auf einem Trägersubstrat

Info

Publication number: DE10062962A1
Application number: DE2000162962
Authority: DE
Inventors: Gert Jakob; Gerd Bohmwetsch; Bernd Eckert; Martin Zywietz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-12-16
Filing date: 2000-12-16
Publication date: 2002-07-25

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektrischen Bauelementes, insbesondere eines Kondensators, auf einem Trägersubstrat, welche Haltevorrichtung mit einer Aufnahme für das Bauelement und mit elektrischen Leitern zur leitenden Verbindung von Anschlüssen des Bauelementes mit Kontaktelementen des Trägersubstrats versehen ist. Von einem die Aufnahme aufweisenden Formteil stehen zwei Stützteile ab, deren von dem Formteil abweisende Enden in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Montageflächen zur Auflage auf das Trägersubstrat aufweisen, wobei die Leiter an wenigstens einem der Stützteile angeordnet sind und die Höhe der Stützteile derart bemessen ist, daß zwischen der den Montageflächen zugewandten Seite des Formteils und der gemeinsamen Ebene der Monatgeflächen ein Freiraum von wenigstens einem Millimeter Höhe verbleibt, der auf dem Trägersubstrat zur Montage weiterer Bauelemente genutzt werden kann.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektrischen Bauelementes auf einem Trägersubstrat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE 198 14 156 C1 ist eine Haltevorrichtung zur Befe stigung eines elektrischen Bauelementes, beispielsweise ei nes Kondensators, auf einer Leiterplatte bekannt. Die aus der Haltevorrichtung und dem elektrischen Bauelement beste hende Baugruppe wird in SMD-Technik (Surface Mounted Device) auf die Leiterplatte aufgebracht. Die Haltevorrichtung um faßt ein Trägerelement mit zwei einander gegenüberliegenden Stegen, die eine zentrale Öffnung zur Aufnahme des Bauele mentes einrahmen. An den Stegen sind elektrische Leiter in Form von leitenden Abschnitten angeordnet, wobei die leiten den Abschnitte die Anschlüsse des Bauelementes mit leitenden Kontaktflächen auf der Unterseite des Trägerelementes ver binden. Bei der Montage des Halterahmens auf einer Leiter platte werden die Kontaktflächen in SMD-Technik auf zugeord nete Leiterbahnen der Leiterplatte aufgelötet. Die Befesti gung des Bauelementes in dem Halterahmen erfolgt über elastisch biegsame Federarme, durch Umspritzen mit Kunststoff oder mittels eines Klebers.

Nachteilig bei der bekannten Haltevorrichtung ist, daß die Haltevorrichtung mit den an der Unterseite des Trägerelemen tes ausgebildeten Kontaktflächen zur mechanischen Befesti gung der Haltevorrichtung auf die Leiterplatte aufgelötet wird, so daß starke Schüttel- oder Vibrationsbelastungen von den Lötverbindungen zwischen den Kontaktflächen und der Lei terplatte aufgenommen werden müssen. Bei in die Haltevor richtung eingesetzten schweren elektrischen Bauelementen, wie beispielsweise Elektrolytkondensatoren, können die Löt verbindungen bei starken Schüttelbelastungen schnell bre chen. Da weiterhin bei dem bekannten Halterrahmen zwischen dem Trägerelement und der Leiterplatte kein Freiraum ver bleibt, können am Ort der Haltevorrichtung keine weiteren Bauelemente auf die Leiterplatte bestückt werden. Bei großen zylindrischen Bauelementen geht daher recht viel Bestück tungsfläche auf der Leiterplatte verloren.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung für ein elektrisches Bauelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vermeidet die im Stand der Technik bekannten Nachteile. Da durch, daß wenigstens zwei von einem die Aufnahme aufweisen den Formteil abstehende Stützteile vorgesehen sind, deren von dem Formteil abweisende Enden in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Montageflächen zur Auflage auf das Trägersub strat aufweisen, wobei die Leiter an wenigstens einem der Stützteile angeordnet sind und die Höhe der Stützteile der art bemessen ist, daß zwischen der den Montageflächen zuge wandten Seite des Formteils und der gemeinsamen Ebene der Montageflächen ein Freiraum von wenigstens einem Millimeter Höhe verbleibt, wird vorteilhaft erreicht, daß der Raum zwischen dem Formteil und dem Trägersubstrat für die Bestückung mit anderen flachen Bauelementen genutzt werden kann. Der Flächenverbrauch für die Montage der Haltevorrichtung auf dem Trägersubstrat reduziert sich vorteilhaft auf die Größe der Montageflächen der Stützteile. Durch eine Verlängerung der Stützteile ist erreichbar, daß auch größere Bauelemente zwischen der Haltevorrichtung und der Leiterplatte angeord net werden können.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen enthalte nen Merkmale ermöglicht.

Vorteilhaft ist es, wenn eine die Aufnahme bildende Innen kontur des Formteils wenigstens teilweise an die Außenkontur des elektrischen Bauelementes angepaßt ist. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiger und stabiler Halt des Bauelemen tes in der Aufnahme ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Formteil eine zylin dermantelförmige oder teilzylindermantelförmige Wand umfaßt, die im Querschnitt einen die Aufnahme umgebenden Kreisbogen von mehr als 180° beschreibt, wobei ein zylinderförmiges Bauelement durch eine stirnseitige Öffnung in das Formteil einschiebbar ist. Durch die zylindermantelförmige oder teil zylindermantelförmige Wand wird das zylindrische Bauelement zuverlässig umschlossen und gegen ein Herausrutschen aus der Haltevorrichtung gesichert. Durch die Auslegung der zylin dermantelförmigen oder teilzylindermantelförmigen Wand auf die größte vorkommende Länge eines zylindrischen Bauelemen tes wird erreicht, daß verschiedene zylindrische Bauelemente mit unterschiedlicher Länge optional in die gleiche Halte vorrichtung eingeschoben werden können.

Vorteilhaft ist eine der Einschuböffnung gegenüberliegende Stirnwand des Formteils mit Durchbrüchen zur Durchführung von Anschlüssen des Bauelementes versehen ist.

Erste Enden der an der Haltevorrichtung angeordneten elek trischen Leiter können in Form von Ösen ausgebildet sein, in welche durch die Durchbrüche in der Stirnseite des Formteils hindurchgeführte Anschlüsse des Bauelementes einführbar sind. Zweite Enden der Leiter können als Steckerstifte von der wenigstens einen Montagefläche abstehen. Durch die Ein führung der Steckerstifte in Kontaktierungsöffnungen des Trägersubstrats wird eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung erreicht.

Rüttelgeräusche können dadurch vermieden werden, daß das Formteil eine Spannvorrichtung zur Festlegung des elektri schen Bauelementes in der Aufnahme aufweist. Die Spannvor richtung kann in besonders einfacher Weise durch elastisch biegsame Wandabschnitte des Formteils gebildet werden, wel che derart ausgebildet sind, daß sie unter Vorspannung an der Außenkontur eines in die Aufnahme eingeschobenen Bauele mentes zur Anlage gelangen. Zu diesem Zweck kann der Innen durchmesser der Wandabschnitte etwas enger bemessen sein, als der Außendurchmesser des Bauelementes, und das Formteil aus einem elastisch biegsamen Material ausgebildet sein. Zur Sicherung der axialen Lage eines in die Aufnahme eingescho benen elektrischen Bauelementes kann ein die Öffnung ver schließender Kleber vorgesehen sein.

Ein besonders fester Halt der Haltevorrichtung auf dem Trä gersubstrat wird dadurch erreicht, daß von den Montageflä chen jeweils wenigstens ein senkrecht abstehender Zentrier zapfen zur Einführung in eine Zentrierungsöffnung des Trä gersubstrats vorgesehen ist.

Das Formteil kann mit den Stützteilen einstückig als Spritz teil aus Kunststoff mit darin eingebetteten elektrischen Leitern gefertigt werden. Die Haltevorrichtung ist preiswert und einfach herstellbar.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung er läutert. Es zeigt

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht der Haltevorrichtung mit einem darin eingeschobenen Kondensator,

Fig. 1b eine andere perspektivische Ansicht der Haltevorrich tung aus Fig. 1a,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Haltevorrichtung mit einer teilzylindermantelförmigen Wand.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1a und 1b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Haltevorrichtung 1. Die Haltevorrichtung um faßt ein Formteil 5, welches eine zylindermantelförmige Wand aufweist. Die Innenkontur der zylindermantelförmigen Wand bildet eine Aufnahme 3 für ein zylindrisches Bauelement 2. Durch eine stirnseitige Öffnung 8 des Formteils 5 kann das elektrische Bauelement 2, beispielsweise ein Elektrolytkon densator, in die Aufnahme 3 eingeschoben werden, bis das Bau element an einer der Öffnung 8 gegenüberliegenden Stirnwand 9 des Formteils 5 zur Anlage gelangt. Die beiden Anschlüsse 12 des Bauelementes 2 durchgreifen dabei Durchbrüche in der Stirnwand 9. Die Innenkontur der zylindermantelförmigen Wand kann so ausgebildet sein, daß das Bauelement in der Aufnahme 3 eingeklemmt wird. Durch Längsnuten 19 in der zylinderman telförmigen Wand läßt sich erreichen, daß das Bauelemente beispielsweise zwischen dem oberen Abschnitt der Innenwandung und dem unteren Abschnitt der Innenwandung des Formteils 5 eingespannt gehalten wird und rüttelfest in der Aufnahme 3 angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, auf eine Spannvor richtung zu verzichten und das Bauelement einfach in die Öff nung 8 einzuschieben. Die Öffnung 8 kann dann anschließend mit einem Kleber verschlossen werden, um die Position des Bauelementes in der Aufnahme 3 zu sichern.

Wie weiterhin zu erkennen ist, sind zwei Stützteile 6 vorge sehen, die an den Enden des zylindrischen Formteils von dem Formteil 5 nach unten abstehen. Wie in Fig. 1b gezeigt, wei sen die von dem Formteil abweisenden Enden der Stützteile 6 jeweils eine Montagefläche 7 zur Auflage auf ein Trägersub strat auf. Die Montageflächen 7 sind in einer gemeinsamen Ebene 10 angeordnet. Von den Montageflächen senkrecht abste hende Zentrierzapfen 13 dienen zur Einführung in Zentrie rungsöffnungen des Trägersubstrats und zur mechanischen Befe stigung der Haltevorrichtung 1 auf dem Trägersubstrat. Das Formteil 5 ist zusammen mit den Stützteilen 6 einstückig als Spritzgußteil aus Kunststoff gefertigt.

Wie weiterhin in Fig. 1b zu erkennen ist, sind elektrische Leiter 4 vorgesehen, welche an demjenigen Stützteil 6 ange ordnet sind, das an dem mit der Stirnwand 9 versehenen Ende des Formteils 5 angeordnet ist. Die elektrischen Leiter kön nen als metallische Einlegeteile durch teilweises Umspritzen mit Kunststoff an einem Stützteil 6 angeordnet sein. Erste Enden 4a der Leiter 4 sind in Form von Ösen ausgebildet. Die durch die Durchbrüche in der Stirnwand 9 durchgeführten An schlüsse 12 des Bauelementes 2 durchgreifen die Ösen 4a und können mit diesen durch verlöten, verschweißen oder in ande rer Form elektrisch verbunden werden. Zweite Enden 4b der Leiter 4 sind als Steckerstifte ausgebildet und stehen von der Montagefläche 7 des Stützteils 6 ab. Beim Aufsetzen auf das Trägersubstrat dringen die Steckerstifte in Kontaktierungsöffnungen des Trägersubstrats ein und können mit diesen beispielsweise durch Wellenlöten verlötet werden. Auch Klemm kontaktierungen der Steckerstifte in den Kontaktierungsöff nungen oder andere elektrische Verbindungsarten sind möglich.

Wie in Fig. 1b dargestellt, ist die Höhe der Stützteile 6 derart bemessen, daß zwischen der den Montageflächen 7 zuge wandten Unterseite des Formteils 5 und der Ebene 10 der Mon tageflächen ein Freiraum von wenigstens ein Millimeter Höhe h verbleibt. Vorzugsweise weist der Freiraum eine Höhe von 2 bis 8 mm auf. Dieser Freiraum kann vorteilhaft zur Montage weiterer flacher elektrischer Bauelemente auf dem Trägersub strat verwandt werden, welche dann unterhalb des Formteils 5 angeordnet sind. Beispielsweise können flache IC-Bauelemente, kleine Widerstände oder andere elektrische/elektronische Bau elemente in dem Freiraum auf dem Trägersubstrat angeordnet werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Formteil 5 eine teilzylindermantelförmige Wand auf, welche im Querschnitt ei nen Kreisbogen beschreibt, der die Aufnahme 3 um mehr als 180° umfaßt. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ergibt sich aus dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1b durch Weglassen des oberen Teils der Zylindermantelfläche. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel ist der Innendurchmesser der Aufnahme 3 etwas kleiner ausgebildet, als der Außendurchmesser des Bauelemen tes 2, so daß die beiden Endabschnitte 15 der teilzylinder mantelförmigen Wand unter elastischer Vorspannung an dem Bau element 2 zur Anlage gelangen. Da das Bauelement auf dem grö ßeren Teil seines Außenmantels von der teilzylindermantelför migen Wand umfaßt wird, ist ein zuverlässiger Halt in der Aufnahme gewährleistet. Dieses Ausführungsbeispiel besitzt neben der Materialersparnis den Vorteil, daß das Bauelement 2 mit einer weniger großen Kraft in die Aufnahme 3 eingeschoben werden kann.

Claims

1. Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektrischen Bau elementes (2), insbesondere eines Kondensators, auf einem Trägersubstrat, welche Haltevorrichtung (1) mit einer Auf nahme (3) für das Bauelement (2) und mit elektrischen Lei tern (4) zur leitenden Verbindung von Anschlüssen (12) des Bauelementes (2) mit Kontaktelementen des Trägersubstrats versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei von einem die Aufnahme (3) aufweisenden Formteil (5) abste hende Stützteile (6) vorgesehen sind, deren von dem Formteil (5) abweisende Enden in einer gemeinsamen Ebene (10) ange ordnete Montageflächen (7) zur Auflage auf das Trägersub strat aufweisen, wobei die Leiter (4) an wenigstens einem der Stützteile (6) angeordnet sind und die Höhe der Stütz teile (6) derart bemessen ist, daß zwischen der den Montage flächen (7) zugewandten Seite des Formteils (5) und der ge meinsamen Ebene (10) der Montageflächen (7) ein Freiraum von wenigstens einem Millimeter Höhe (h) verbleibt.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Aufnahme (3) bildende Innenkontur des Formteils (5) wenigstens teilweise an die Außenkontur des elektrischen Bauelementes (2) angepaßt ist.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Formteil (5) eine zylindermantelförmige oder teilzylindermantelförmige Wand umfaßt, die im Quer schnitt einen die Aufnahme (3) umgebenden Kreisbogen von mehr als 180° beschreibt und daß ein zylinderförmiges Bau element (2) durch eine stirnseitige Öffnung (8) in das Form teil (5) einschiebbar ist.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Öffnung (8) gegenüberliegende Stirnwand (9) des Formteils (5) mit Durchbrüchen zur Durchführung der An schlüsse (12) des Bauelementes (2) versehen ist.

5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß erste Enden (4a) der Leiter (4) in Form von Ösen ausge bildet sind, in welche durch die Durchbrüche in der Stirn seite (9) des Formteils (5) hindurchgeführte Anschlüsse (12) des Bauelementes (2) einführbar sind.

6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß zweite Enden (4b) der Leiter (4) als Steckerstifte von der wenigstens einen Montagefläche (7) abstehen.

7. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das Formteil (5) eine Spannvor richtung zur Festlegung des elektrischen Bauelementes (2) in der Aufnahme (3) aufweist.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung durch elastisch biegsame Wandab schnitte (15) des Formteils (5) gebildet wird, welche derart ausgebildet sind, daß sie unter Vorspannung an der Außenkon tur eines in die Aufnahme eingeschobenen Bauelementes (2) zur Anlage gelangen.

9. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß zur Sicherung eines in die Aufnah me (3) eingeschobenen elektrischen Bauelementes (2) ein die Öffnung (8) eingebrachter Kleber vorgesehen ist.

10. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß von den Montageflächen (7) jeweils wenigstens ein senkrecht abstehender Zentrierzapfen (13) zur Einführung in eine Zentrierungsöffnung des Trägersubstrats vorgesehen ist.

11. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Formteil (5) mit den Stützteilen (6) einstückig als Spritzteil aus Kunststoff mit darin eingebetteten elek trischen Leitern (4) gefertigt ist.