DE102015202591B4

DE102015202591B4 - Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau und Befestigungsverfahren

Info

Publication number: DE102015202591B4
Application number: DE102015202591.8A
Authority: DE
Inventors: c/o Omron Automotive Electron Kobayashi Tomoyoshi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2035-02-13
Also published as: CN104853566B; JP6182474B2; CN104853566A; DE102015202591A1; US20150230362A1; JP2015153888A

Abstract

Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau (1), umfassend:eine Halterung (10);eine Elektronikkomponente (30), die an der Halterung (10) montiert ist; undein Befestigungselement (20), welches aus einem elastischen Körper gebildet ist, und welches die Elektronikkomponente (30) an der Halterung (10) fixiert,wobei die Halterung (10) umfasst:eine obere Seite mit einem Montagebereich (11), an dem die Elektronikkomponente (30) montiert ist;eine Eingriffsfläche (12) auf einer der oberen Seite gegenüberliegenden unteren Seite, welche mit dem Befestigungselement (20) ineinandergreift; undeinen auf der oberen Seite vorgesehenen vorspringenden Abschnitt (17) mit einer Wand (14), welche dem Montagebereich (11) zugewandt ist und welche näher an einer Stirnfläche (13) der Halterung (10) vorgesehen ist als der Montagebereich (11), undwobei das Befestigungselement (20) umfasst:einen Drückabschnitt (21), welcher die Elektronikkomponente (30) in Richtung des Montagebereichs (11) drückt;einen Eingriffsabschnitt (22), welcher mit der Eingriffsfläche (12) gegen eine Reaktionskraft des Drückabschnitts (21) ineinandergreift; undeinen Verbindungsabschnitt (23), der in Kontakt mit der Wand (14) gebracht wird, zwischen dem Drückabschnitt (21) und dem Eingriffsabschnitt (22), wobeidas Befestigungselement (20) einen oberen Verbindungsabschnitt (24) aufweist, welcher mit der oberen Seite der Halterung (10) zwischen dem Verbindungsabschnitt (23) und dem Eingriffsabschnitt (22) in Kontakt tritt, undeine Breite des Verbindungsabschnitts (23) größer ist als eine Breite des oberen Verbindungsabschnitts (24) und eine Breite des Eingriffsabschnitts (22).

Description

QUERVERWEISE AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung JP 2014 - 25 948 A , die am 13. Februar 2014 eingereicht wurde.
TECHNISCHES GEBIET
Eine oder mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen einen Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau und ein Verfahren zur Befestigung einer Elektronikkomponente an einer Montagefläche, und insbesondere einen Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau und ein Verfahren zur Befestigung einer Elektronikkomponente an einem Kühlkörperelement, um effizient Wärme von einer Elektronikkomponente wie etwa einem Feldeffekttransistor auf das Kühlkörperelement zu übertragen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aus dem Stand der Technik ist eine Befestigungsvorrichtung oder Ähnliches bekannt, bei der eine Elektronikkomponente, welche Wärme abgibt, unter Verwendung eines elastischen Elements in Kontakt mit einem Kühlkörperelement gebracht wird, und durch einen möglichst einfachen Herstellungsprozess an dem Kühlkörperelement angebracht wird, und daher die Wärme ausreichend und zuverlässig abgeleitet wird. Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. JP 2005 - 191 320 A offenbart beispielsweise eine Befestigungsvorrichtung bei der es möglich ist, ferner eine Elektronikkomponente auf zuverlässige Art zu positionieren, während ein Kurzschluss der Elektronikkomponente unterbunden wird und eine Anpassungsfähigkeit bzw. Flexibilität eines Herstellungsprozesses nicht eingeschränkt wird. Die Befestigungsvorrichtung weist einen Kühlkörperblock, welcher eine Eingriffsnut aufweist, einen Isolationsblock, welcher eine Aufnahmeeinheit aufweist, die einen Leistungstransistor positioniert, der zwischen dem Kühlkörperblock und dem Isolationsblock eingefügt ist, eine Führungsnut und einen Führungsstift, welche den Leistungstransistor bezüglich des Kühlkörperblocks positionieren, und eine Klemme auf, von der ein Ende und das andere Ende in Kontakt mit der Eingriffsnut und dem Isolationsblock gebracht werden, so dass sie den Kühlkörperblock und den Isolationsblock zusammen mit dem Leistungstransistor einklemmen, der zwischen dem Kühlkörperblock und dem Isolationsblock eingefügt ist.
Des Weiteren offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. JP 2009 - 252 810 A einen Kühlkörper für ein Heizelement, bei dem es möglich ist, eine Klemme zur Herstellung eines engen Kontakts einer Abstrahlfläche des Heizelements mit einem Hauptkörper des Kühlkörpers ohne Verwendung einer Spannvorrichtung zu montieren. Der Kühlkörper weist einen Kühlkörperhauptkörper, eine Klemme, welche ein Paar von Armen aufweist, und in den Kühlkörperhauptkörper entlang der Abstrahlfläche derart eingefügt ist, dass die Abstrahlfläche des Heizelements und der Kühlkörperhauptkörper zwischen den Armen eingeklemmt sind, um miteinander in engen Kontakt gebracht zu werden, und eine Führungsplatte auf, welche derart angeordnet ist, dass sie einen Abstand von dem Kühlkörper aufweist, der kleiner als ein Abstand zwischen den Armen auf der Vorderseite in einer Einfügungsrichtung der Klemme ist, und der größer als der Abstand zwischen den Armen auf der Tiefenseite in der Einfügungsrichtung ist. Bei dem Kühlkörper sind der Kühlkörperhauptkörper und die Führungsplatte aus einem Stück ausgebildet.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. JP 2002 - 198 477 A offenbart ein Halbleiterbauelement, das verwendet wird, um einen Zustand, in dem ein Halbleiterchip nach oben gleitet, wenn eine Schraube oder Ähnliches gelöst wird, einen Zustand, bei dem eine Rissbildung eines Harzes bzw. Kunstharzes des Halbleiterchips auftritt, wenn eine Schraube oder Ähnliches zu stark angezogen wird, oder Ähnliches zu verhindern. Bei dem Halbleiterbauelement fixiert bzw. befestigt ein Befestigungselement wie etwa eine Schraube ein elastisches Element, und das elastische Element wird an einer Oberfläche mit dem Halbleiterchip in Kontakt gebracht, die einer Oberfläche des Halbleiterchips gegenüberliegt bzw. die entgegengesetzt zu einer Oberfläche des Halbleiterchips ist, welche einem Kühlkörperelement zugewandt ist, so dass eine Druckkraft erzeugt wird, und daher den Halbleiterchip gegen das Kühlkörperelement mit einem gleichförmigen Anpressdruck drückt. Eine Isolationsplatte ist an einer von dem Befestigungselement wie etwa einer Schraube getrennten bzw. entfernten Position angeordnet, und es ist kein Loch vorhanden, durch welches das Befestigungselement wie etwa eine Schraube hindurchgeht, das einen elektrischen Kurzschluss verursacht.
Darüber hinaus offenbart die Patentveröffentlichung US 5 179 506 A eine Anordnung zum Befestigen eines Leistungstransistors oder eines ähnlichen Bauteils, das in einer Schaltungsplatine in vertikaler Richtung nach unten eingesetzt ist. Die Leiterplatte ist in einem Gehäuse untergebracht, dessen unterer Teil aufrechte Wände mit Paaren vertikaler Schlitze aufweist. Eine Federklammer wird vertikal nach unten eingesetzt, so dass ihre Schenkel in die Schlitze eingreifen und ihr Mittelabschnitt den Leistungstransistor zu den aufrechten Wänden drückt, so dass das Gehäuse als Wärmesenke für die Transistoren wirkt.
Weitere Stand der Technik wird durch die Dokumente US 5 274 193 A , JP H07- 302 867 A, US 5 909 358 A und US 5 466 970 A gebildet.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik besteht die Notwendigkeit das elastische Element, welches die Klemme zum Drücken der Elektronikkomponente wie etwa eines Halbleiterelements gegen eine Montagefläche ist, in einem Montageprozess aufzuweiten, was Zeit und Arbeitsaufwand erfordert. Um die Befestigung durch Einfügen des elastischen Elements von bzw. ausgehend von einem Ende eines Substrats durchzuführen ergeben sich des Weiteren ein großer Hub bei der Montage und eine große, auf die Elektronikkomponente ausgeübte Belastung, und daher tritt eine Störung bzw. ein Funktionsausfall auf. Des Weiteren wird, wenn das elastische Element unter Verwendung der Schraube oder Ähnlichem fixiert bzw. befestigt wird, eine Länge einer Isolierung bzw. eine Isolierungslänge klein bzw. zu kurz, ein Bereich für eine bzw. einer Montagefläche wird erweitert, und die Anzahl der Bauteile wird erhöht.
In Anbetracht der obigen Probleme ist die vorliegende Erfindung durch die unabhängigen Patentansprüche definiert. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Aspekte der Erfindung sind im Folgenden dargestellt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung stellen einen Befestigungsaufbau und ein Befestigungsverfahren bereit, bei denen eine Elektronikkomponente bzw. ein Elektronikbauteil auf einfache Weise an einer Montagefläche angebracht wird, es schwer ist, die Komponente bzw. das Bauteil nach der Montage aus dem ortsfesten bzw. befestigten bzw. fixierten Zustand zu lösen, und eine kleine vorspringende Fläche bzw. ein kleiner vorspringender Bereich (engl.: „projected area“) an bzw. auf einer hinteren Oberfläche bzw. Rückfläche eines Kühlkörpers erhalten wird, so dass es möglich ist, eine Wärmeabfuhr bzw. -ableitung effizient durchzuführen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau (engl.: „electronic component fixing structure“) bereitgestellt, welcher aufweist: eine Halterung (engl.: „mount“); eine Elektronikkomponente bzw. ein elektronisches Bauteil, welche an der Halterung montiert ist; und ein Befestigungs- bzw. Fixierungselement (engl.: „fixing member“), welches aus einem elastischen Körper (engl.: „elastic body“) gebildet ist, und welches die Elektronikkomponente an der Halterung befestigt bzw. fixiert, wobei die Halterung aufweist: einen Montagebereich, an dem die Elektronikkomponente montiert ist; eine Eingriffsfläche, welche mit dem Befestigungselement auf einer Seite ineinandergreift, die einer Seite gegenüberliegt bzw. die entgegengesetzt zu einer Seite ist, auf welcher der Montagebereich angeordnet bzw. gelegen bzw. positioniert ist; und eine Wand, welche dem Montagebereich zugewandt ist, und welche näher an einer Endfläche bzw. Stirnfläche der Halterung angeordnet ist als der Montagebereich, und wobei das Befestigungselement aufweist: einen Drückabschnitt, welcher die Elektronikkomponente in Richtung des Montagebereichs drückt; einen Eingriffsabschnitt, der gegen eine Reaktionskraft durch den Drückabschnitt bzw. des Drückabschnitts mit der Eingriffsfläche ineinandergreift bzw. in die Eingriffsfläche eingreift; und einen Verbindungsabschnitt, der mit der Wand in Kontakt gebracht wird, zwischen dem Drückabschnitt und dem Eingriffsabschnitt.
Da mit diesem Aufbau eine Spannvorrichtung zur Aufweitung des elastischen Elements nicht erforderlich ist (engl.: „since a jig for widening the fixing member is not needed“), wenn die Elektronikkomponente an der Halterung befestigt bzw. fixiert wird, werden Zeit und Arbeitsaufwand bzw. Mühen nicht aufgewendet, und es ist möglich, einen Befestigungsaufbau bereitzustellen, bei dem es nicht einfach ist, nachdem die Befestigung bzw. Fixierung durchgeführt wurde, die Komponente bzw. das Bauteil aus dem ortsfesten bzw. befestigten bzw. fixierten Zustand zu lösen. Da die Montage in einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats durchgeführt wird ist es des Weiteren möglich, einen Befestigungsaufbau bereitzustellen, bei dem ein Hub des elastischen Elements bei der Montage (engl.: „assembling stroke of the fixing member“) klein ist, und eine Last auf die Elektronikkomponente bzw. eine Belastung der Elektronikkomponente niedrig ist. Da ein Bauteil wie etwa eine Schraube nicht verwendet wird, ist ferner eine kleine Montagefläche ausreichend, um die Elektronikkomponente zu befestigen, und daher ist es möglich, einen Befestigungsaufbau bereitzustellen, bei dem eine vorspringende Fläche bzw. ein vorspringender Bereich auf einer hinteren Oberfläche bzw. Rückfläche eines Kühlkörpers klein ist, und es ist möglich, Wärme effizient abzuleiten bzw. abzuführen.
Bei dem Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau kann die Eingriffsfläche derart vorgesehen sein, dass sie einen Winkel mit der Endfläche bzw. Stirnfläche bildet bzw. einschließt.
Bei diesem Aufbau ist die Eingriffsfläche das Ende der Halterung und daher wird eine komplizierte Form bzw. Gussform wie etwa eine Gleitform bzw. Schiebeform bzw. -gussform (engl.: „sliding mold“) nicht benötigt für eine Gussform zum Herstellen der Halterung, wodurch ermöglicht wird, dass die Herstellung ohne viel Zeit und Arbeitsaufwand durchgeführt wird.
Der Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau kann ferner einen Kühlkörper aufweisen, der an einer dem Montagebereich entsprechenden Position auf der Seite angeordnet ist, welche der Seite gegenüberliegt bzw. entgegengesetzt zu der Seite ist, auf der der Montagebereich positioniert bzw. gelegen bzw. angeordnet ist.
Da die Eingriffsfläche, die mit dem Eingriffsabschnitt ineinandergreift bzw. in die der Eingriffsabschnitt eingreift, ausreichend klein ist, ist es mit diesem Aufbau möglich, den Befestigungsaufbau bereitzustellen, bei dem der Kühlkörper an bzw. auf einer Oberfläche an der Rückseite des Montagebereichs angeordnet ist, und daher ist die Effizienz der Wärmeableitung hoch.
Der Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau kann ferner eine geneigte bzw. schräge Fläche aufweisen, die sich von einem Endabschnitt der Wand in eine Richtung entgegengesetzt zu der Seite bzw. weg von der Seite, auf welcher der Montagebereich positioniert bzw. angeordnet ist, in Richtung bzw. hin zu einer Seite erstreckt, die von der Halterung getrennt bzw. beabstandet ist.
Bei diesem Aufbau gleitet der Verbindungsabschnitt auf der geneigten bzw. schrägen Fläche bevor er in Kontakt mit der Wand gerät, und daher ist es möglich, den Befestigungsaufbau bereitzustellen, bei dem das Befestigungselement auf einfache Weise angebracht wird.
Bei dem Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau kann das Befestigungselement einen Eingriffsabschnitt und drei Drückabschnitte aufweisen.
Bei diesem Aufbau ist es unter Verwendung eines Befestigungselements möglich, drei Elektronikkomponenten anzubringen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Befestigung bzw. Fixierung eines elektronischen Bauteils bzw. eines Elektronikbauteils bzw. einer Elektronikkomponente an einer Halterung (engl.: „mount“) unter Verwendung eines Befestigungselements (engl.: „fixing member“), welches aus einem elastischen Körper (engl.: „elastic body“) gebildet ist, bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist: Anordnen der Elektronikkomponente bzw. des elektronischen Bauteils an bzw. auf einem Montagebereich der Halterung; Anordnen des Befestigungselements derart, dass ein Drückabschnitt des Befestigungselements, welcher die Elektronikkomponente in Richtung der Montagebereichseite bzw. in Richtung der Seite des Montagebereichs drückt, in Kontakt mit der Elektronikkomponente gebracht wird, und derart, dass ein Eingriffsabschnitt des Befestigungselements, welcher mit einer Fläche bzw. Oberfläche ineinandergreift bzw. in eine Fläche bzw. Oberfläche eingreift, die einer Fläche bzw. Oberfläche gegenüberliegt, auf welcher der Montagebereich positioniert ist, in Kontakt mit einer Endfläche bzw. Stirnfläche der Halterung gebracht wird; und Drücken des Befestigungselements bis der Eingriffsabschnitt des Befestigungselements mit der Fläche bzw. Oberfläche ineinandergreift, die der Fläche bzw. Oberfläche, auf der der Montagebereich positioniert ist, gegenüberliegt, derart, dass der Eingriffsabschnitt auf der Endfläche bzw. Stirnfläche gleitet und derart, dass ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Drückabschnitt und dem Eingriffsabschnitt an bzw. auf einer Wand gleitet, welche dem Montagebereich zugewandt ist, und welche näher an der Endfläche bzw. Stirnfläche der Halterung angeordnet ist als der Montagebereich.
Da eine Spannvorrichtung zum Aufweiten des Befestigungselements nicht benötigt wird, wenn die Elektronikkomponente an der Halterung befestigt bzw. fixiert wird, werden bei diesem Verfahren Zeit und Arbeitsaufwand nicht aufgewendet, und es ist möglich, ein Verfahren zur Befestigung bzw. zum Fixieren der Elektronikkomponente bereitzustellen, bei dem es nicht einfach ist, nachdem die Befestigung durchgeführt wurde, die Komponente bzw. das Bauteil aus dem ortsfesten bzw. befestigten bzw. fixierten Zustand zu lösen. Da die Montage in einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats durchgeführt wird, ist es des Weiteren möglich, ein Befestigungsverfahren bereitzustellen, bei dem ein Hub des Befestigungselements bei der Montage kurz bzw. klein ist, und eine Last auf die Elektronikkomponente bzw. eine Belastung der Elektronikkomponente niedrig bzw. klein ist.
Das Verfahren zur Befestigung einer Elektronikkomponente kann ferner aufweisen: Positionieren einer Isolationsplatte (engl.: „insulating sheet“) durch Platzieren bzw. Anordnen einer Seite einer Isolationsplatte derart, dass diese in Kontakt mit der Wand, welche zwei Teile aufweist, gebracht wird, und Anordnen eines vorspringenden Abschnitts der Isolationsplatte, welcher von der einen Seite vorragt, zwischen den zwei Teilen der Wand, und dadurch Positionieren der Isolationsplatte.
Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Isolationsplatte, welche zwischen der Elektronikkomponente und der Halterung angeordnet ist, auf einfache Weise zu positionieren.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist es möglich, den Befestigungsaufbau und das Befestigungsverfahren bereitzustellen, bei denen die Elektronikkomponente auf einfache Weise an der Montagefläche angebracht wird, es schwierig ist, die Komponente nach dem Anbringen aus dem ortsfesten bzw. befestigten bzw. fixierten Zustand zu lösen, und eine kleine vorspringende Fläche bzw. ein kleiner vorspringender Bereich an der hinteren Oberfläche bzw. Rückfläche des Kühlkörpers derart erhalten wird, dass es möglich ist, die Wärmeabfuhr bzw. - ableitung effizient durchzuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Draufsicht, welche einen Befestigungsaufbau gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
2A ist eine den Befestigungsaufbau veranschaulichende Querschnittsansicht, die entlang der Linie A-A vorgenommen wurde, und 2B ist eine den Befestigungsaufbau veranschaulichende Querschnittsansicht, die entlang der Linie B-B vorgenommen wurde, gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3A ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Halterung veranschaulicht, wenn diese von der oberen linken Seite auf der Vorderseite betrachtet wird, und 3B ist eine perspektivische Ansicht, welche den Befestigungsaufbau veranschaulicht, wenn dieser von der oberen linken Seite auf der Vorderseite betrachtet wird, gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4A ist eine perspektivische Ansicht, welche die Halterung veranschaulicht, wenn diese von der oberen linken Seite auf der Rückseite betrachtet wird, 4B ist eine perspektivische Ansicht, welche den Befestigungsaufbau veranschaulicht, wenn dieser von der oberen linken Seite auf der Rückseite betrachtet wird, und 4C ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts C in einer gepunkteten Linie gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5A ist eine perspektivische Ansicht, welche die Halterung veranschaulicht, wenn diese von der unteren linken Seite auf der Vorderseite betrachtet wird, 5B ist eine perspektivische Ansicht, welche den Befestigungsaufbau veranschaulicht, wenn dieser von der unteren linken Seite auf der Vorderseite betrachtet wird, und 5C ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts C in einer gepunkteten Linie gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Die 6A bis 6G veranschaulichen ein Befestigungselement gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei 6A eine Ansicht von vorne ist, 6B eine Draufsicht ist, 6C eine Ansicht einer Unterseite ist, 6D eine Ansicht von einer linken Seite ist, 6E eine Ansicht von einer rechten Seite ist, 6F eine Rückansicht ist, und 6G eine perspektivische Ansicht von der oberen linken Seite auf der Rückseite ist;
7 ist eine Draufsicht auf ein Substrat gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
8 ist eine Bauteil-Montageansicht des Befestigungsaufbaus gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. In Ausführungsbeispielen der Erfindung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein tieferes Verständnis der Erfindung zu verschaffen. Jedoch wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass die Erfindung ohne diese spezifischen Details genutzt werden kann. In anderen Fällen wurden allgemein bekannte Merkmale nicht im Detail beschrieben, um zu vermeiden, dass die Erfindung unklar wird.
1 ist eine Draufsicht, welche einen Befestigungsaufbau 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die 2A und 2B sind Querschnittsansichten, welche Querschnitte des Befestigungsaufbaus 1 veranschaulichen, die entlang der Linien A-A und B-B in 1 vorgenommen wurden. Die 3A bis 5C sind perspektivische Ansichten zum einfachen Verständnis, welche den Befestigungsaufbau (nur die Halterung), bevor ein Substrat oder Ähnliches angebracht wurde, und den Befestigungsaufbau, nachdem das Substrat oder Ähnliches angebracht wurde, veranschaulichen.
Der Befestigungsaufbau 1 weist eine Halterung bzw. Befestigung (engl.: „mount“) 10, ein elektronisches Bauteil bzw. eine Elektronikkomponente 30, welche an der Halterung 10 montiert ist, ein Befestigungs- bzw. Fixierungselement 20, welches aus einem elastischen Körper gebildet ist und die Elektronikkomponente 30 an der Halterung 10 befestigt bzw. fixiert, eine Basisplatte bzw. ein Substrat 40, welches elektrisch mit der Elektronikkomponente 30 verbunden ist, und auf welchem eine elektronische Schaltung gebildet ist, und eine Isolationsplatte (engl.: „insulating sheet“) 50 auf, welche zwischen der Halterung 10 und der Elektronikkomponente 30 angeordnet ist, und welche beide, die Halterung und die Elektronikkomponente, elektrisch isoliert bzw. welche die Halterung und die Elektronikkomponente voneinander elektrisch isoliert.
Die Halterung 10 wird unter Verwendung eines metallischen Werkstoffs wie etwa eines Aluminiumwerkstoffs, welcher eine hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist, mittels Druck- bzw. Spritzgie-ßen erstellt bzw. angefertigt, und wird in einem Stück mit einem Bestandteil der Halterung 10 gebildet, das später beschrieben werden wird. Die Halterung 10 ist in einer Draufsicht im Wesentlichen rechteckig, so dass sie mit einer äußeren Form des Substrats 40 mit Ausnahme von Anbring- bzw. Befestigungsabschnitten 101 (zwei auf der linken bzw. linksseitigen Fläche und einer auf der rechten bzw. rechtsseitigen Fläche) auf geeignete Weise übereinstimmt bzw. übereinanderliegt, wobei jeder von diesen ein Loch für eine Schraube bzw. für einen Bolzen aufweist, um eine Vorrichtung oder Ähnliches anzubringen, an welcher der Befestigungsaufbau 1 angebracht ist.
Das elektronische Bauteil bzw. die Elektronikkomponente 30 ist ein elektronisches Bauteil bzw. eine Elektronikkomponente, welche ein Leistungsbauelement eines Halbleiterchips aufweist, das sehr viel Wärme abgibt. Das Leistungsbauelement umfasst beispielsweise einen Feldeffekttransistor (FET), einen Leistungsbipolartransistor (PBT), einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), und eine Leistungsdiode, und umfasst ferner einen hohen Integrationsgrad bzw. eine Großintegration (engl.: „large scale integration“) (LSI), welche einen Leistungsschaltkreis wie etwa einen Sperrwandler (engl.: „switching regulator“) umfasst. Mit anderen Worten sind beliebige Mehrzweckprodukte umfasst.
Die Elektronikkomponente 30 ist derart aufgebaut, dass sie einen Hauptkörperabschnitt (engl.: „main body section“) 31, in welchem der Halbleiterchip angeordnet ist, der eine dünne, rechteckige, parallelflache, aus einem Kunstharz- bzw. Harzmaterial gebildete Form aufweist, und eine Vielzahl (drei) von Anschlüssen 32 aufweist, welche von dem Hauptkörperabschnitt 31 abstehen. Bevorzugt ist eine Oberfläche des Hauptkörperabschnitts 31, an der die Halterung 10 montiert ist, eine Oberfläche mit einer großen Fläche, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Fläche in Kontakt mit der Halterung 10 kommt bzw. gebracht wird. Die andere Oberfläche des Hauptkörperabschnitts 31, welche der Oberfläche zugewandt ist, an der die Montage durchgeführt wird, muss keine ebene bzw. flache Oberfläche sein, da ein Hub bei der Montage wie in dem Stand der Technik überhaupt nicht erforderlich ist, wie später beschrieben werden wird.
Auf der Seite der oberen Oberfläche bzw. Deckfläche (Draufsichtseite) der Halterung 10 sind ein aufrecht stehender bzw. senkrechter Außenumfangsabschnitt 102, welcher dafür vorgesehen ist, den äußeren Umfang des Substrats 40 zu umgeben, zwei Montagebereiche 11, an bzw. auf denen das elektronische Bauteil 30 montiert ist, in der Nähe des aufrecht stehenden bzw. senkrechten Außenumfangsabschnitts 102 auf der Vorderseite, zwei vorspringende Abschnitte 17 (insgesamt vier) für einen Montagebereich 11 an bzw. auf der äußeren Umfangsseite des Montagebereichs 11, vier Substratbefestigungslöcher bzw. Substratmontagelöcher 103, mittels derer das Substrat 40 montiert ist, in der Nähe des aufrecht stehenden bzw. senkrechten Außenumfangsabschnitts 102, und ein unterer Abschnitt bzw. Bodenabschnitt bzw. Unterteilabschnitt 104 vorgesehen, welcher insbesondere an einem Mittelabschnitt keinen konvexen Abschnitt aufweist.
Auf der Seite der Unterseite bzw. der Unterfläche bzw. der unteren Oberfläche (Unterflächenansichtsseite) der Halterung 10 sind viele Kühlkörper 16, welche sich in einem im Wesentlichen mit dem Substrat 40 auf der Seite der oberen Oberfläche bzw. Deckfläche übereinstimmenden Bereich nach unten erstrecken, und eine Eingriffsfläche 12, welche mit dem Befestigungselement 20 ineinandergreift bzw. in welche das Befestigungselement 20 eingreift, in der Nähe einer Endfläche bzw. Stirnfläche 13 der Halterung 10 an einer dem Montagebereich 11 auf der Seite der oberen Oberfläche bzw. Deckfläche entsprechenden Position vorgesehen.
Der Montagebereich 11 wird in direkten oder indirekten Kontakt mit der Elektronikkomponente 30 gebracht, welche Wärme abgibt, und überträgt die Wärme von der Elektronikkomponente 30 zu den Kühlkörpern 16 auf der Seite der Unterseite bzw. der Unterfläche der Halterung 10. Bevorzugt gelangt die Oberfläche des Montagebereichs 11, welche in Kontakt mit der Elektronikkomponente 30 gelangt, in engen Kontakt mit der Oberfläche der Elektronikkomponente 30 auf der Anbring- bzw. Montageseite (Oberfläche, welche in Kontakt mit dem Montagebereich 11 gelangt). In einem Fall, in dem ein Abschnitt der Elektronikkomponente 30, mit welchem der Hauptkörperabschnitt 31 in Kontakt kommt, eine flache bzw. ebene Oberfläche ist, ist bevorzugt die Oberfläche des Montagebereichs 11, welche in Kontakt mit der Elektronikkomponente 30 kommt, eine flache bzw. ebene Oberfläche. Bevorzugt ist die Größe des Montagebereichs 11 noch größer als die des Abschnitts, mit dem der Hauptkörperabschnitt 31 in Kontakt kommt, so dass es möglich ist, in Kontakt mit der Elektronikkomponente 30 zu sein. In einem Fall, in dem eine Vielzahl (beispielsweise drei) von Elektronikkomponenten 30 an bzw. auf einem Montagebereich 11 montiert sind, ist des Weiteren bevorzugt die Größe des Montagebereichs 11 noch größer als eine Gesamtgröße der Hauptkörperabschnitte 31 der Vielzahl von Elektronikkomponenten 30.
Eine grundlegende bzw. grundsätzliche Dicke der Halterung 10 von dem unteren Abschnitt bzw. Bodenabschnitt bzw. Unterteilabschnitt 104 auf der Seite der oberen Oberfläche bzw. Deckfläche der Halterung 10 zu der Rückseite des unteren Abschnitts bzw. Bodenabschnitt bzw. Unterteilabschnitt 104 mit Ausnahme der Kühlkörper 16 auf der Seite der unteren Oberfläche ist einige Millimeter, und in dem Montagebereich 11 ist die Dicke erhöht, um die Wärmeabfuhr bzw. -ableitung sicherzustellen. Der Montagebereich 11 weist einen Rand (engl.: „hem“) auf, der von bzw. ausgehend von einer Montagefläche kegelförmig geweitet bzw. aufgeweitet ist, wodurch eine Fließfähigkeit des Druckgießens bzw. Spritzgießens verbessert wird, die Hitze von der Elektronikkomponente 30 abgeleitet wird, und die Wärmeabfuhrleistungsfähigkeit verbessert wird.
Die vorspringenden Abschnitte 17 sind für jeweils einen Montagebereich 11 an zwei Positionen auf der äußeren Umfangsseite des Montagebereichs 11 vorgesehen. Die zwei vorspringenden Abschnitte 17 sind an Positionen vorgesehen, die einer Breite des Montagebereichs 11 in einer Vorderansicht bzw. in einer Ansicht von vorne entsprechen. Ein Teil des Befestigungselements 20 (oberer Verbindungsabschnitt 24), der später beschrieben werden wird, ist dafür vorgesehen, zwischen die zwei vorspringenden Abschnitte 17 eingefügt zu werden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Form eines zu der Oberfläche des Substrats 40 parallelen Querschnitts des vorspringenden Abschnitts 17 im Wesentlichen ein Rechteck, und eine Seitenfläche des vorspringenden Abschnitts 17 ist eine flache bzw. ebene Oberfläche; jedoch kann die Querschnittsform des vorspringenden Abschnitts 17 eine Ellipse oder Ähnliches anstelle des Rechtecks sein, und die Seitenfläche des vorspringenden Abschnitts 17 kann eine gekrümmte Oberfläche bzw. Fläche sein.
Der vorspringende Abschnitt 17 weist eine Wand 14, die durch eine Seitenfläche auf der Montagebereich-11 -Seite gebildet ist, und eine geneigte bzw. schräge Fläche 15 auf, welche sich von einem Endabschnitt 141 an der Oberseite der Wand 14 in eine Richtung entgegengesetzt zu der Seite bzw. weg von der Seite, auf welcher der Montagebereich 11 positioniert ist, in Richtung bzw. hin zu einer Seite erstreckt, die von der Halterung 10 getrennt bzw. beabstandet ist. Da die Wand 14 an bzw. auf der Substrat-40 -Seite (in Richtung der Innenseite) des vorspringenden Abschnitts 17 gebildet ist, ist die Wand 14 derart auf der äußeren Umfangsseite (näher an der Endfläche 13 der Halterung 10 als der Montagebereich 11) gebildet, dass sie der Mittelabschnittseite der Halterung 10 (Montagebereich-11 -Seite) zugewandt ist. Das Befestigungselement 20, welches später beschrieben werden wird, kommt in Kontakt mit und gleitet auf der Wand 14 während des Anbringens bzw. Montierens an der Halterung 10, und die Wand 14 wird aufgrund einer elastischen Kraft des Befestigungselements 20 gedrückt.
Die geneigte bzw. schräge Fläche ist derart gebildet, dass sie sich von der Wand 14 in Richtung zu der auf der äußeren Umfangsseite befindlichen Oberseite erweitert. Die Wand 14 und die geneigte bzw. schräge Fläche 15 sind derart gebildet, dass sie einen Winkel an dem Endabschnitt 141 an bzw. auf der Oberseite der Wand 14 bilden bzw. einschließen; jedoch ist der Aufbau nicht darauf beschränkt. Eine Form eines Querschnitts des vorspringenden Abschnitts 17, der senkrecht zu der Oberfläche des Substrats 40 ist, kann eine kegelförmige bzw. keilförmige bzw. spitz zulaufende Form aufweisen, und die Wand 14 und die geneigte bzw. schräge Fläche 15 bilden keinen Winkel bzw. schlie-ßen keinen Winkel ein, sondern bilden eine Reihe von gleichmäßig gekrümmten Oberflächen. Auf diese Weise gleitet der Teil des Befestigungselements 20 (Verbindungsabschnitt 23) auf der geneigten bzw. schrägen Fläche 15, bevor er in Kontakt mit der Wand 14 gelangt, und dadurch wird das Befestigungselement 20 auf einfache Weise angebracht.
Die Eingriffsfläche 12 ist ausgebildet, um mit dem Teil des Befestigungselements 20, welches später beschrieben werden wird, auf der Halterungs-10 -Seite (Seite der Unterseite bzw. der Unterfläche) gegenüber der Seite, an welcher der Montagebereich 11 angebracht bzw. montiert ist, ineinanderzugreifen bzw. ist die Eingriffsfläche 12 ausgebildet, um in den Teil des Befestigungselements 20, welches später beschrieben wird, auf der Halterungs-10 -Seite (Seite der Unterseite bzw. der Unterfläche) gegenüber der Seite, an welcher der Montagebereich 11 angebracht bzw. montiert ist, einzugreifen. Die Eingriffsfläche 12 kann in der Mitte der Unterseite bzw. Unterfläche der Halterung 10 vorgesehen sein; jedoch ist die Eingriffsfläche 12 bevorzugt in der Nähe der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 der Halterung 10 vorgesehen, und gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es ferner bevorzugt, dass die Eingriffsfläche 12 an dem Ende der Unterseite bzw. Unterfläche der Halterung 10 vorgesehen ist, um einen Winkel mit der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 zu bilden. Daher ist die Eingriffsfläche 12 an dem Ende der Halterung 10 vorgesehen, wodurch eine komplizierte bzw. aufwändige Form bzw. Gussform wie etwa eine Gleitform bzw. Schiebeform (engl.: „sliding mold“) nicht benötigt wird für eine Gussform zur Herstellung der Halterung 10, wodurch ermöglicht wird, dass die Herstellung ohne viel Zeit und Arbeitsaufwand durchgeführt wird. Die Eingriffsfläche 12 greift mit einem Teil des Befestigungselements 20 (Eingriffsabschnitt 22) ineinander bzw. greift in einen Teil des Befestigungselements 20 (Eingriffsabschnitt 22) ein, in der letzten Phase des Ablaufs, in dem das Befestigungselement 20 an der Halterung 10 montiert wird, und wird aufgrund der elastischen Kraft des Befestigungselements 20 gedrückt. Da die Eingriffsfläche 12 zusammen mit der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 mit dem Befestigungselement 20 ineinandergreift bzw. in das Befestigungselement 20 eingreift, ist eine Fläche ausreichend klein.
Obwohl der Kühlkörper 16 auch als Wärmeableitungsrippe bezeichnet wird, ist der Kühlkörper 16 ein Kühlkörper, der dazu vorgesehen ist, Wärme von der Elektronikkomponente 30 abzuleiten, um die Effizienz eines Wärmeaustauschs zu verbessern, und eine Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern, und ragt von der Unterseite bzw. Unterfläche der Halterung 10 plattenförmig hervor. Bevorzugt ist der Kühlkörper 16 gleichmäßig bzw. gleichförmig an einer dem Montagebereich 11 entsprechenden Position auf der Seite gegenüber der Seite vorgesehen, an der der Montagebereich 11 positioniert ist. Der Grund hierfür ist, dass die Wärme von der Elektronikkomponente 30, die an dem Montagebereich 11 angebracht bzw. montiert ist, auf einfache Weise abgeleitet wird. Da die Eingriffsfläche 12, mit welcher das Befestigungselement 20 (Eingriffsabschnitt 22) ineinandergreift bzw. in welche das Befestigungselement 20 (Eingriffsabschnitt 22) eingreift, ausreichend klein ist, ist es möglich, den Befestigungsaufbau 1, bei dem der Kühlkörper 16 auf der Oberfläche auf der Rückseite des Montagebereichs 11 vorgesehen ist, bereitzustellen, und daher wird eine gute Wärmeableitungseffizienz erzielt.
Der aufrecht stehende Außenumfangsabschnitt 102 wird in eine metallische Abdeckung (nicht veranschaulicht) eingepasst bzw. eingebaut, welche das Substrat 40 bedeckt, um ein Austreten einer Radiowelle zu verringern und zu verhindern, dass Staub eindringt. Die metallische Abdeckung ist mittels eines Anbring- bzw. Befestigungslochs des Anbring- bzw. Befestigungsabschnitts 101 angebracht bzw. montiert, und ist mit einer Schraube bzw. einem Bolzen befestigt, und dadurch wird eine Kontaktfläche zwischen der Halterung 10 und der metallischen Abdeckung vergrößert, ein Anpressdruck wird erhöht, und der Boden bzw. die Erdung wird stabilisiert (engl.: „and the ground is stabilized“). Ein Abstand zwischen dem aufrecht stehenden bzw. senkrechten Außenumfangsabschnitt 102 und dem äußeren Umfang des Substrats 40 wird derart eingestellt, dass er ein gewisses Ausmaß einer Kriechstrecke aufweist, um einen Umgriff bzw. ein Übergreifen von Feuchtigkeit zu verhindern (engl.: „in order to prevent a wraparound of moisture“).
Hierin wird das Befestigungselement 20 auch mit Bezug auf die 6A bis 6G beschrieben. Das Befestigungselement 20 ist ein Element, welches aus einem elastischen Körper gebildet ist, um die Elektronikkomponente 30 an der Halterung 10 zu fixieren bzw. zu befestigen. Das aus dem elastischen Körper gebildete Element ist ausgestaltet, eine Flachfeder bzw. Blattfeder aufzuweisen, welche aus einem länglichen, federähnlichen Platten- bzw. Blechmaterial gebildet ist, beispielsweise einem metallischen Werkstoff wie etwa kohlenstoffreichem Stahl, Edelstahl oder einer Kupferlegierung, und das Befestigungselement 20 wird durch verschiedenartiges Biegen der Flachfeder bzw. Blattfeder gebildet.
Das Befestigungselement 20 weist einen Drückabschnitt (engl.: „pressing portion“) 21, welcher an einem Ende des Befestigungselements 20 positioniert ist und die Elektronikkomponente 30 in Richtung des Montagebereichs 11 drückt, einen Eingriffsabschnitt 22, der an dem anderen Ende des Befestigungselements 20 positioniert ist und mit der Eingriffsfläche 12 ineinandergreift bzw. in die Eingriffsfläche 12 eingreift und in Kontakt mit der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 gelangt, da der Eingriffsabschnitt 22 der Reaktionskraft von dem Drückabschnitt 21 bzw. des Drückabschnitts 21 entgegenwirkt, einen Verbindungsabschnitt 23 zwischen dem Drückabschnitt 21 und dem Eingriffsabschnitt 22, der in Kontakt mit der Wand 14 kommt bzw. gebracht wird, und einen oberen Verbindungsabschnitt 24 zwischen dem Verbindungsabschnitt 23 und dem Eingriffsabschnitt 22 auf, der in Kontakt mit der oberen Seite bzw. Oberseite der Halterung 10 gelangt.
Der Drückabschnitt 21 wird durch Biegung eines Abschnitts, der etwas von einem Ende des Befestigungselements 20 getrennt bzw. beabstandet ist, um einen im Wesentlichen rechten Winkel (erste Biegung) gebildet. Der Drückabschnitt 21 muss nicht durch Biegen auf so eine Art und Weise gebildet werden, und das eine Ende selbst des Befestigungselements 20 wird als der Drückabschnitt verwendet. Da ein Drücken der Elektronikkomponente 30 in Richtung der Montagebereich-11 -Seite mit einer Ecke des einen Endes des Befestigungselements 20 bewirkt, dass die Elektronikkomponente 30 beschädigt wird, wird bevorzugt der Drückabschnitt durch Biegen auf eine derartige Weise gebildet.
Der Verbindungsabschnitt 23 wird durch Biegen eines Abschnitts zwischen dem Drückabschnitt 21 und dem Verbindungsabschnitt 23 in eine Richtung, die der Biegerichtung des Drückabschnitts 21 entgegengesetzt ist (erste Biegung), um einen Winkel gebildet, der gleich oder größer als der rechte Winkel ist. Der Biegeabschnitt wird um den Winkel gleich oder größer als dem rechten Winkel gebogen (zweite Biegung), und daher ist es möglich, dass der Drückabschnitt 21 die Elektronikkomponente 30 von oben in Richtung der Montagebereich-11 -Seite drückt. Die Länge von dem Drückabschnitt 21 bis zu dem Biegeabschnitt hängt von der Größe der Elektronikkomponente 30, welche montiert wird, ab. Der Verbindungsabschnitt 23 weist eine größere Breite als der obere Verbindungsabschnitt 24, der später beschrieben werden wird, oder als der Eingriffsabschnitt 22 auf. Der Verbindungsabschnitt 23 wird mit der größeren Breite als der obere Verbindungsabschnitt 24 gebildet, und dadurch kommt der Verbindungsabschnitt 23 in Kontakt mit der Wand 14 oder der geneigten bzw. schrägen Fläche 15, wenn der obere Verbindungsabschnitt 24 in einen Abschnitt zwischen den vorspringenden Abschnitten 17 eingesetzt bzw. eingefügt wird.
Der obere Verbindungsabschnitt 24 wird durch Biegen eines Abschnitts zwischen dem Verbindungsabschnitt 23 und dem oberen Verbindungsabschnitt 24 um einen im Wesentlichen rechten Winkel in eine Richtung entgegengesetzt zu der Biegerichtung des Biegeabschnitts (zweite Biegung), der oben beschrieben wurde, der um den Winkel gleich oder größer als dem rechten Winkel gebogen ist, gebildet (dritte Biegung). Ein Abstand von dem Biegeabschnitt (zweite Biegung), der oben beschrieben wurde, der um den Winkel gleich oder größer als den rechten Winkel gebogen ist, zu dem Biegeabschnitt (dritte Biegung) ist gleich oder größer als die Dicke der montierten Elektronikkomponente 30 und ist ein Abstand, bei dem eine ausreichende elastische Kraft erzeugt wird, so dass das Befestigungselement 20, welches eine Blatt- bzw. Flachfeder ist, deformiert wird, und während der Befestigung bzw. Fixierung der Elektronikkomponente 30 befestigt bzw. fixiert wird. Da wie oben beschrieben der obere Verbindungsabschnitt 24 derart gebildet ist, dass er eine schmalere bzw. kleinere Breite als der Verbindungsabschnitt 23 aufweist, ist es einfach, ihn zwischen den zwei vorspringenden Abschnitten 17 einzuschieben bzw. einsetzen, und daher wird die Montage derart durchgeführt, dass er in Kontakt mit der oberen Oberfläche bzw. der Oberseite bzw. der Deckfläche der Halterung 10 ist.
Der Eingriffsabschnitt 22 wird durch Biegung eines Abschnitts um einen im Wesentlichen rechten Winkel in eine Richtung entgegengesetzt zu der Biegerichtung des Biegeabschnitts (dritte Biegung), durch welchen der obere Verbindungsabschnitt 24 gebildet wird, gebildet (vierte Biegung). Ein Abstand von dem Biegeabschnitt (dritte Biegung), durch welchen der oben beschriebene obere Verbindungsabschnitt 24 gebildet ist, zu dem Biegeabschnitt (vierte Biegung) ist im Wesentlichen gleich zu einem Abstand von der Wand 14 zu der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 der Halterung 10. Der Eingriffsabschnitt 22 weist einen Biegeabschnitt (fünfte Biegung) auf, welcher im Wesentlichen um den rechten Winkel in derselben Biegerichtung wie der der vierten Biegung gebogen wird. Ein Abstand von dem Biegeabschnitt (vierte Biegung), durch welchen der Eingriffsabschnitt 22 gebildet ist, zu dem Biegeabschnitt (fünfte Biegung) ist im Wesentlichen gleich zu der Dicke in bzw. der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 der Halterung 10.
Ein Abstand von dem Biegeabschnitt (fünfte Biegung) zu dem anderen Ende (Spitze des Eingriffsabschnitts 22) des Befestigungselements 20 ist im Wesentlichen gleich zu einer Breite bzw. Weite der Eingriffsfläche 12, so dass der Eingriffsabschnitt 22 mit der Eingriffsfläche 12 ineinandergreift bzw. so dass der Eingriffsabschnitt 22 in die Eingriffsfläche 12 eingreift, die auf der Oberfläche auf der Seite der Unterseite bzw. Unterfläche der Halterung 10 positioniert bzw. gelegen ist. Wenn das Befestigungselement 20 an der Halterung 10 angebracht bzw. montiert wird, kommt der Eingriffsabschnitt 22 in Kontakt mit der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 und greift mit der Eingriffsfläche 12 ineinander bzw. greift in die Eingriffsfläche 12 ein, so dass der Eingriffsabschnitt 22 der Reaktionskraft bzw. Auflagerkraft von der Elektronikkomponente 30 in bzw. an dem Drückabschnitt 21 und der Reaktionskraft bzw. Auflagerkraft von der Wand 14 in bzw. an dem Verbindungsabschnitt 23 entgegenwirkt. Da der Abstand von der fünften Biegung des Eingriffsabschnitts 22 zu der Spitze des Eingriffsabschnitts 22 kurz bzw. klein ist, gelangt die Spitze des Eingriffsabschnitts 22 in Kontakt mit und gleitet auf der Endfläche bzw. Stirnfläche 13, wenn das Befestigungselement 20 an der Halterung 10 angebracht bzw. montiert wird. Das Befestigungselement kann einen Eingriffsabschnitt und drei Drückabschnitte aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, drei Elektronikkomponenten durch ein Befestigungselement zu montieren.
Wie oben beschrieben weist der Befestigungsaufbau 1 einen Montagebereich 11, an welchem die Elektronikkomponente 30 montiert wird, die Eingriffsfläche 12, die mit dem Befestigungselement 20 ineinandergreift, auf der Seite gegenüber der Seite, auf welcher der Montagebereich 11 positioniert ist, und die Halterung 10 auf, welche auf der Endflächen- bzw. Stirnflächen-13 -Seite der Halterung 10 von dem Montagebereich 11 bzw. mit Bezug auf den Montagebereich 11 die dem Montagebereich 11 zugewandte Wand 14 aufweist,. Des Weiteren weist der Befestigungsaufbau 1 das Befestigungselement 20 auf, welches den Drückabschnitt 21, der die Elektronikkomponente 30 in Richtung des Montagebereichs 11 drückt, den Eingriffsabschnitt 22, welcher mit der Eingriffsfläche 12 ineinandergreift, die der Reaktionskraft bzw. Auflagerkraft durch den Drückabschnitt 21 bzw. des Drückabschnitts 21 entgegenwirkt, und zwischen dem Drückabschnitt 21 und dem Eingriffsabschnitt 22 den Verbindungsabschnitt 23 aufweist, der in Kontakt mit der Wand 14 kommt bzw. gebracht wird, und aus dem elastischen Körper gebildet ist, der die Elektronikkomponente 30 an der Halterung 10 befestigt bzw. fixiert.
Hierin wird das Substrat 40 auch mit Bezug auf 7 beschrieben. Das Substrat 40 weist viele Durchgangslöcher 41 auf, durch welche ein Anschluss wie etwa die Elektronikkomponente 30 bzw. ein Anschluss wie etwa der der Elektronikkomponente 30 oder ein Anschluss wie etwa das elektronische Bauelement bzw. ein Anschluss wie etwa der des elektronischen Bauelements eingebracht wird, und eine Lötverbindung durchgeführt wird, eine elektronische Schaltung (nicht veranschaulicht), welche diese Anschlüsse elektrisch verbindet, und ein Anbring- bzw. Befestigungsloch 42 zum Anbringen der Halterung 10 unter Verwendung einer Schraube. In einem Fall, in dem der Befestigungsaufbau 1 zur AC-DC-Umsetzung bzw. zur Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzung bzw. -Umwandlung verwendet wird, weist der Befestigungsaufbau 1 Funktionalitäten eines Umsetzens bzw. Umwandeln eines von einem Wechselstromenergieversorgungskabel (nicht veranschaulicht) mittels eines Hochspannungsanschlusses zugeführten Wechselstroms in einen Gleichstrom der vorgegebenen Spannung und eines Ausgebens des umgesetzten bzw. umgewandelten Gleichstroms mittels eines Niedrigspannungsanschlusses (nicht veranschaulicht) zu einem Gleichstromenergieversorgungskabel. Das Substrat 40 ist an einem dem Montagebereich 11 entsprechenden Abschnitt nicht vorhanden, so dass die Elektronikkomponente 30 in direkten Kontakt mit der Halterung 10 gebracht wird.
Die Isolationsplatte 50 ist zwischen dem Montagebereich 11 der Halterung 10 und der Elektronikkomponente 30 positioniert, isoliert elektrisch beide, den Montagebereich 11 und die Elektronikkomponente 30 bzw. isoliert elektrisch den Montagebereich 11 und die Elektronikkomponente 30 voneinander, und überträgt die Wärme von der Elektronikkomponente 30 zu dem Montagebereich 11. Die Isolationsplatte 50 ist dazu ausgebildet, eine Platte aufzuweisen, die aus einem Werkstoff, beispielsweise einem Silikonharz, hergestellt ist, welches exzellent elektrisch isoliert, und eine exzellente thermische Leitfähigkeit aufweist bzw. welches die thermische Leitfähigkeit bildet. Bevorzugt weist die Isolationsplatte 50 ferner eine Feuerbeständigkeit oder eine Eigenschaft eines engen Kontakts bzw. eine Haft- bzw. Klebeeigenschaft auf. Des Weiteren umfasst die Isolationsplatte 50 bevorzugt einen vorspringenden Abschnitt, der von einer bestimmten Seite vorspringt, so dass sie einfach positioniert werden kann.
Nachfolgend wird mit Bezug auf 8 ein Verfahren zur Befestigung bzw. Fixierung der Elektronikkomponente 30 an der Halterung 10 unter Verwendung des Befestigungselements 20 bei dem oben beschriebenen Befestigungsaufbau 1 beschrieben. Das elektronische Bauteil bzw. die Elektronikkomponente 30 oder die anderen Komponenten bzw. Bauelemente, die erforderlich sind, sind alle an dem Substrat 40 durch Löten oder Ähnliches angebracht.
In einem Fall, in dem die Isolationsplatte 50 zwischen dem Montagebereich 11 und der Elektronikkomponente 30 vorgesehen ist, wird zunächst die Isolationsplatte 50 auf dem Montagebereich 11 angeordnet. Da in diesem Fall die zwei dem Montagebereich 11 zugewandten Wände 14 auf der Endflächen- bzw. Stirnflächen-13 -Seite der Halterung 10 von dem Montagebereich 11 bzw. mit Bezug auf den Montagebereich 11 gegenwärtig sind, ist es möglich, die Isolationsplatte 50 wie folgt zu positionieren. Das heißt, dass eine Seite 51 der Isolationsplatte 50 in Kontakt mit den zwei Wänden 14 kommt bzw. gebracht wird, wobei ein Vorsprung 52 der Isolationsplatte 50, der von der einen Seite 51 vorragt, bei SW bzw. an einer in 8 gezeigten Stelle SW zwischen den zwei Wänden 14 angeordnet wird, und dadurch die Isolationsplatte 50 an bzw. auf dem Montagebereich 11 vertikal und horizontal positioniert wird. Daher ist es möglich, die Isolationsplatte 50, welche zwischen der Elektronikkomponente 30 und der Halterung 10 angeordnet wird, auf einfache Weise zu positionieren.
Danach wird das Substrat 40 an der Halterung 10 angebracht. Das Substrat 40 wird auf der Seite der Deckfläche bzw. der oberen Oberfläche der Halterung 10 mittels runder Vorsprünge positioniert, welche auf geeignete Weise durch Druckgießen bzw. Spritzgießen gebildet werden, und an dem Substratbefestigungsloch bzw. Substratmontageloch 103 mittels Schrauben befestigt und fixiert. Da an der bzw. dieser Position das Substrat 40 nicht ausgebildet ist, ist die an bzw. auf dem Substrat 40 angebrachte Elektronikkomponente 30 direkt oder indirekt über die Isolationsplatte 50 an bzw. auf dem Montagebereich 11 angeordnet. Obwohl die Elektronikkomponente 30 in diesem Zustand an bzw. auf dem Montagebereich 11 angeordnet ist und mit diesem in Kontakt kommt bzw. gelangt, wird kein enger Kontakt hergestellt.
Danach wird das Befestigungselement 20 wie folgt angeordnet. Das Befestigungselement 20 wird derart angeordnet, dass der obere Verbindungsabschnitt 24, der eine engere bzw. kleinere Breite aufweist, an SW bzw. an der in 8 gezeigten Stelle SW zwischen den zwei Wänden 14, d.h. zwischen den zwei vorspringenden Abschnitten 17, angeordnet ist. Genauer gesagt wird der obere Verbindungsabschnitt 24, der die engere bzw. kleinere Breite aufweist, derart eingesetzt bzw. eingeführt, dass er zwischen den zwei vorspringenden Abschnitten 17 eingefügt ist. Auf diese Weise kommt der Drückabschnitt 21 des Befestigungselements 20, der die Elektronikkomponente 30 zu der Montagebereich-11 -Seite drückt, in Kontakt mit der Elektronikkomponente 30. Des Weiteren kommt die Spitze des Eingriffsabschnitts 22 des Befestigungselements 20, die an der Oberfläche in Anlage gebracht wird bzw. auf der Oberfläche aufgelegt wird bzw. an der Oberfläche eingehängt wird, welche der Oberfläche auf der der Montagebereich 11 positioniert ist gegenüberliegt, in Kontakt mit der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 der Halterung 10. Des Weiteren kommt der Verbindungsabschnitt 23 in Kontakt mit dem Endabschnitt 141 auf der geneigten bzw. schrägen Fläche 15 oder der Wand 14. Das Befestigungselement 20 ist in einem stabilen Zustand angeordnet, da der obere Verbindungsabschnitt 24 zwischen den vorspringenden Abschnitten 17 eingefügt ist, der Eingriffsabschnitt 22 in Kontakt mit der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 kommt, und der Verbindungsabschnitt 23 in Kontakt mit der geneigten bzw. schrägen Fläche 15 kommt.
Danach wird das Befestigungselement 20 an der Halterung 10 wie folgt angebracht. Dann wird die Elektronikkomponente 30 befestigt bzw. fixiert. Das Befestigungselement 20, das in einem derartigen, oben beschrieben stabilen Zustand angeordnet ist, wird durch eine Kraft in eine Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Substrats 40 gedrückt. Auf diese Weise gleitet die Spitze des Eingriffsabschnitts 22 auf der Endfläche bzw. Stirnfläche 13, und der Verbindungsabschnitt 23 zwischen dem Drückabschnitt 21 und dem Eingriffsabschnitt 22 gleitet auf der Wand 14, und dadurch wird der Abschnitt zwischen dem Eingriffsabschnitt 22 und dem Verbindungsabschnitt 23 relativ mit Bezug auf den Verbindungsabschnitt 23 verformt bzw. deformiert. Des Weiteren ist die absolute Position des Drückabschnitts 21 im Wesentlichen unveränderlich; jedoch gleitet der Verbindungsabschnitt 23 auf der Wand 14 und wird bewegt, und dadurch wird ein Abschnitt zwischen dem Drückabschnitt 21 und dem Verbindungsabschnitt 23 relativ mit Bezug auf den Verbindungsabschnitt 23 verformt bzw. deformiert. Die elastische Verformung bzw. Deformation bewirkt, dass die Elektronikkomponente 30 durch die elastische Kraft zu dem Montagebereich 11 gedrückt wird. Der Eingriffsabschnitt 22 und der Verbindungsabschnitt 23 gleiten auf der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 und der Wand 14, welche ein Teil der Halterung 10 sind; jedoch wird das Befestigungselement 20 durch eine Kraft in die Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Substrats 40 gedrückt. Daher gleitet der Drückabschnitt 21 nicht auf der Elektronikkomponente 30, und daher ist der Hub bei der Montage mit Bezug auf die Elektronikkomponente 30 kurz bzw. klein.
Wenn ferner das Befestigungselement 20 gedrückt wird, und die Spitze des Eingriffsabschnitts 22 über die Endfläche bzw. Stirnfläche 13 hinausgeht bzw. die Endfläche bzw. Stirnfläche 13 passiert, kehrt bzw. springt die Spitze des Eingriffsabschnitts 22 aufgrund der elastischen Kraft des Befestigungselements 20 zurück zu dem Verbindungsabschnitt 23. Daher kommt der Eingriffsabschnitt 22 in Kontakt mit der Endfläche bzw. Stirnfläche 13 und der Eingriffsabschnitt 22 wird an der Oberfläche der Halterung 10 gegenüber der Oberfläche, auf welcher der Montagebereich 11 positioniert ist, eingehängt bzw. befestigt. Wenn der Eingriffsabschnitt 22 auf diese Weise einrastet bzw. eingreift, tritt ein Loslösen des Abschnitts aufgrund des Effekts der elastischen Kraft des Befestigungselements 20 nicht auf einfache Weise ein.
Da bei dem oben beschriebenen Verfahren eine Spannvorrichtung zur Aufweitung des Befestigungselements 20 nicht erforderlich ist, wenn die Elektronikkomponente bzw. das elektronische Bauteil 30 an der Halterung 10 befestigt bzw. fixiert wird, werden Zeit und Arbeitsaufwand nicht aufgewendet. Sobald die Befestigung bzw. Fixierung durchgeführt wurde, ist es nicht einfach, die Komponente bzw. das Bauteil von dem befestigten Zustand bzw. aus dem ortsfesten Zustand zu lösen. Da die Montage in einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats durchgeführt wird, ist des Weiteren ein Hub des Befestigungselements 20 bei der Montage klein, und eine Belastung der Elektronikkomponente 30 bzw. eine Last auf die Elektronikkomponente 30 ist gering.
Auf ähnliche Weise werden des Weiteren bei dem Befestigungsaufbau 1, der oben beschrieben wurde, Zeit und Arbeitsaufwand nicht aufgewendet, da eine Spannvorrichtung zur Aufweitung des Befestigungselements 20 nicht benötigt wird, wenn die Elektronikkomponente bzw. das elektronische Bauteil 30 an der Halterung 10 befestigt bzw. fixiert wird. Sobald die Befestigung bzw. Fixierung durchgeführt wurde, ist es nicht einfach, die Komponente bzw. das Bauteil von dem befestigten bzw. fixierten Zustand bzw. aus dem ortsfesten Zustand zu lösen. Da die Montage in einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats durchgeführt wird, ist des Weiteren der Hub des Befestigungselements 20 bei der Montage klein, und die Belastung der Elektronikkomponente 30 bzw. die Last auf die Elektronikkomponente 30 ist gering. Da ein Bauteil wie etwa eine Schraube nicht verwendet wird, ist ferner eine kleine Montagefläche ausreichend, um die Elektronikkomponente 30 zu montieren, und daher ist es möglich, einen Befestigungsaufbau bereitzustellen, bei dem eine vorspringende Fläche bzw. ein vorspringender Bereich auf einer hinteren Oberfläche bzw. Rückfläche eines Kühlkörpers klein ist, und es möglich ist, Wärme effizient abzuführen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt und kann durch einen Aufbau verkörpert werden, ohne von den in jedem Patentanspruch rezitierten Details abzuweichen. Das heißt, dass die vorliegende Erfindung in den Fig. veranschaulicht ist und hauptsächlich insbesondere in Bezug auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben ist; jedoch ist es für den Fachmann möglich, mit Bezug auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele verschiedene Abwandlungen bezüglich der Anzahl, dem Werkstoff, oder anderen detaillierten Konfigurationen durchzuführen, ohne von den technischen Ideen und Zwecken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau (1), umfassend: eine Halterung (10); eine Elektronikkomponente (30), die an der Halterung (10) montiert ist; und ein Befestigungselement (20), welches aus einem elastischen Körper gebildet ist, und welches die Elektronikkomponente (30) an der Halterung (10) fixiert, wobei die Halterung (10) umfasst: eine obere Seite mit einem Montagebereich (11), an dem die Elektronikkomponente (30) montiert ist; eine Eingriffsfläche (12) auf einer der oberen Seite gegenüberliegenden unteren Seite, welche mit dem Befestigungselement (20) ineinandergreift; und einen auf der oberen Seite vorgesehenen vorspringenden Abschnitt (17) mit einer Wand (14), welche dem Montagebereich (11) zugewandt ist und welche näher an einer Stirnfläche (13) der Halterung (10) vorgesehen ist als der Montagebereich (11), und wobei das Befestigungselement (20) umfasst: einen Drückabschnitt (21), welcher die Elektronikkomponente (30) in Richtung des Montagebereichs (11) drückt; einen Eingriffsabschnitt (22), welcher mit der Eingriffsfläche (12) gegen eine Reaktionskraft des Drückabschnitts (21) ineinandergreift; und einen Verbindungsabschnitt (23), der in Kontakt mit der Wand (14) gebracht wird, zwischen dem Drückabschnitt (21) und dem Eingriffsabschnitt (22), wobei das Befestigungselement (20) einen oberen Verbindungsabschnitt (24) aufweist, welcher mit der oberen Seite der Halterung (10) zwischen dem Verbindungsabschnitt (23) und dem Eingriffsabschnitt (22) in Kontakt tritt, und eine Breite des Verbindungsabschnitts (23) größer ist als eine Breite des oberen Verbindungsabschnitts (24) und eine Breite des Eingriffsabschnitts (22).
Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Eingriffsfläche (12) derart vorgesehen ist, dass sie einen Winkel (131) mit der Stirnfläche (13) bildet.
Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: einen Kühlkörper (16), der an einer dem Montagebereich (11) entsprechenden Position auf der Seite, die der Seite gegenüberliegt, auf welcher der Montagebereich (11) positioniert ist, angeordnet ist.
Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: eine schräge Fläche (15), die sich von einem Endabschnitt der Wand (14) in eine Richtung weg von einer Seite, auf welcher der Montagebereich (11) positioniert ist, hin zu einer Seite erstreckt, die von der Halterung (10) beabstandet ist.
Elektronikkomponentenbefestigungsaufbau (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (20) einen Eingriffsabschnitt (22) und drei Drückabschnitte (21) aufweist.
Verfahren zur Befestigung einer Elektronikkomponente (30) an einer Halterung (10) unter Verwendung eines Befestigungselements (20), das aus einem elastischen Körper gebildet ist, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen der Elektronikkomponente (30) an einem Montagebereich (11) der Halterung (10); Anordnen des Befestigungselements (20) derart, dass ein Drückabschnitt (21) des Befestigungselements (20), welcher die Elektronikkomponente (30) in Richtung der Montagebereichseite drückt, in Kontakt mit der Elektronikkomponente (30) gebracht wird, und derart, dass ein Eingriffsabschnitt (22) des Befestigungselements (20), der mit einer Oberfläche ineinandergreift, die einer Oberfläche auf welcher der Montagebereich (11) positioniert ist gegenüberliegt, in Kontakt mit einer Stirnfläche (13) der Halterung (10) gebracht wird; und Drücken des Befestigungselements (20), bis der Eingriffsabschnitt (22) des Befestigungselements (20) mit der Oberfläche ineinandergreift, welche der Oberfläche, auf der der Montagebereich (11) positioniert ist, gegenüberliegt, derart, dass der Eingriffsabschnitt (22) auf der Stirnfläche (13) gleitet, und derart, dass ein Verbindungsabschnitt (23) zwischen dem Drückabschnitt (21) und dem Eingriffsabschnitt (22) auf einer Wand (14) eines auf der Oberfläche, auf welcher der Montagebereich (11) positioniert ist, vorspringenden Abschnitts (17) gleitet, welche dem Montagebereich (11) zugewandt ist und welche näher an der Stirnfläche (13) der Halterung (10) vorgesehen ist als der Montagebereich (11), wobei beim Anordnen des Befestigungselements (20) ein oberer Verbindungsabschnitt (24) zwischen dem Verbindungsabschnitt (23) und dem Eingriffsabschnitt (22) in Kontakt mit einer oberen Seite der Halterung (10) gebracht wird, und eine Breite des Verbindungsabschnitts (23) größer ist als eine Breite des oberen Verbindungsabschnitts (24) und eine Breite des Eingriffsabschnitts (22).
Verfahren zur Befestigung einer Elektronikkomponente (30) gemäß Anspruch 6, ferner umfassend: Positionieren einer Isolationsplatte (50) auf der Halterung (10) durch Platzieren einer Seite (51) der Isolationsplatte (50), die in Kontakt mit zwei Wänden (14) gebracht werden soll und Anordnen eines vorspringenden Abschnitts (52) der Isolationsplatte (50), welcher von der einen Seite (51) vorragt, zwischen den zwei Wänden (14); und Anordnen der Elektronikkomponente (30) auf der Isolierplatte (50).