DE102017108640A1

DE102017108640A1 - Elektronikmodul

Info

Publication number: DE102017108640A1
Application number: DE102017108640.4A
Authority: DE
Inventors: Sisay Tadele; Jose Miguel Correia; Markus Wetzel
Original assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2037-04-25
Also published as: DE102017108640B4

Abstract

Beschrieben wird ein Elektronikmodul mit einem elektrischen Anschlusselement, das einen vorderen Abschnitt (3b) zum elektrischen Kontaktieren des Elektronikmoduls und einen als Einpresskontakt ausgebildeten hinteren Abschnitt (3a, 4a) aufweist, einer Leiterplatte (2), die eine Öffnung aufweist, in die der hintere Abschnitt (3a, 4a) des Anschlusselements eingepresst ist, und einem Gehäuse (1), in dem die Leiterplatte (2) angeordnet ist.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der vordere Abschnitt (3b) des Anschlusselements aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung ist und der hintere Abschnitt (3a, 4a) des Anschlusselements aus einer Kupferbasislegierung ist

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul, das eine in einem Gehäuse angeordnete Leiterplatte und ein Anschlusselement aufweist, wobei ein hinterer Abschnitt des Anschlusselements als Einpresskontakt ausgebildet und in eine Öffnung der Leiterplatte eingepresst ist, während ein vorderer Abschnitt des Anschlusselements zum elektrischen Anschließen des Elektronikmoduls an ein anderes elektrisches Gerät vorgesehen ist.
Ein solches Elektronikmodul kann beispielsweise einen Steckverbinder oder eine Steuereinheit bilden, z.B. für eine Kraftstoffheizung oder eine andere Heizeinrichtung. Das Anschlusselement kann beispielsweise Kontaktstifte oder Kontaktöffnungen eines Steckverbinders bilden.
Geeignete Anschlusselemente sind beispielsweise aus der DE 10 2009 043 176 A1 sowie der DE 10 2014 221 088 A1 bekannt. Derartige Anschlusselemente ermöglichen eine wirtschaftliche Fertigung von Elektronikmodulen, da der hintere Abschnitt eine einfache Kontaktierung der Leiterplatte erlaubt und der vordere Abschnitt zum elektrischen Anschließen des Elektronikmoduls an ein elektrisches Gerät, beispielsweise einen Steckverbinder oder eine Spannungsquelle, benötigte Anschlussbolzen, Kontaktstifte, Kontaktöffnungen oder ähnliches bilden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Weg aufzuzeigen, wie die Herstellung eines Elektronikmoduls der eingangs genannten Art verbessert werden kann, insbesondere hinsichtlich seines elektrischen Widerstands und seiner mechanischen Belastbarkeit.
Diese Aufgabe wird durch ein Elektronikmodul mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen Elektronikmodul ist das Anschlusselement aus zwei Teilen zusammengefügt, deren Materialien jeweils an die unterschiedlichen Anforderungen des vorderen und des hinteren Abschnitts des Anschlusselements, beispielsweise eines Kontaktstifts eines Steckverbinders einerseits und eines Einpresskontakts andererseits, angepasst sind. Der vordere Abschnitt des Anschlusselements ist aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung und der hintere Abschnitt, der als Einpresskontakt in die Leiterplatte gepresst ist, aus einer Kupferbasislegierung, beispielsweise Bronze oder Messing. Auf diese Weise kann das Anschlusselement und somit das Elektronikmodul hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften optimiert werden und dennoch eine gute mechanische Belastbarkeit der Einpressverbindung gewährleistet werden.
Unter einer Kupferbasislegierung ist dabei eine Legierung zu verstehen, die zu wenigstens 50 atom-% aus Kupfer besteht, und unter einer Aluminiumbasislegierung eine Legierung, die zu wenigstens 50 atom-% aus Aluminium besteht.
Der vordere Abschnitt kann mit dem hinteren Abschnitt des Anschlusselements einen Pressverband bilden, beispielsweise indem der vordere Abschnitt an seinem hinteren Ende einen oder mehrere Einpressvorsprünge aufweist, die in passende Öffnungen des hinteren Abschnitts eingepresst sind.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den vorderen und den hinteren Abschnitt des Anschlusselements miteinander zu verlöten oder zu verschweißen. Dafür ist es vorteilhaft, wenn der vordere und der hintere Abschnitt mit einer ebenen Verbindungsfläche aneinander anliegen. Beispielsweise kann der vordere Abschnitt eine Kontaktlasche aufweisen, die flächig an dem hinteren Abschnitt des Anschlusselements anliegt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Elektronikmoduls;
2 eine weitere Ansicht des Elektronikmoduls mit abgenommenem Gehäusedeckel;
3 eine Ansicht gemäß 2 mit abgenommener Leiterplatte;
4 Anschlusselemente des Elektronikmoduls;
5 eine Detailansicht eines weiteres Ausführungsbeispiels; und
6 eine Explosionsdarstellung zu 5.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Elektronikmoduls gezeigt, das beispielsweise eine Steuereinheit sein kann, etwa für eine Kraftstoffbeheizung eines Fahrzeugs. Das Elektronikmodul ist in 2 in einer weiteren Ansicht dargestellt, wobei ein Deckel des Gehäuses abgenommen ist.
Das Elektronikmodul hat ein Gehäuse 1, in dem eine Leiterplatte 2 angeordnet ist. Die Leiterplatte 2 trägt eine nicht dargestellte Schaltung, beispielsweise eine Steuerschaltung. In 3 ist das Elektronikmodul in einer Ansicht gemäß 2 dargestellt, wobei zusätzlich zu dem Gehäusedeckel auch die Leiterplatte 2 entfernt wurde. Die Leiterplatte 2 wird elektrisch von Einpresskontakten 3a, 4a kontaktiert, die insbesondere in 4 dargestellt sind.
Die Einpresskontakte haben einen ausgebauchten Mittelteil, so dass der Mittelteil in der Öffnung mit hohem Druck an der Leiterplatte 2 anliegt, nämlich an der durch die Öffnung der Leiterplatte 2 gebildeten Fläche. Der ausgebauchte Mittelteil kann eine Aussparung in Form eines an seinen beiden Enden geschlossenen Schlitzes aufweisen, um das Zusammendrücken des Mittelteils zu erleichtern, wie dies beispielsweise aus der DE 10 2009 043 176 A1 bekannt ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Mittelteil nicht nur seitlich ausgebaucht ist, sondern auch eine erhöhte Dicke aufweist.
Die Einpresskontakte 3a bilden den hinteren Abschnitt eines Anschlusselements, dessen vorderer Abschnitt 3b zum elektrischen Kontaktieren des Elektronikmoduls dient und beispielsweise als Anschlussbolzen ausgebildet ist. Wie 1 zeigt, ist der vordere Abschnitt 3b des Anschlusselements zugänglich und kann somit genutzt werden, um das Elektronikmodul an ein elektrisches Gerät anzuschließen, beispielsweise eine Heizung oder eine Spannungsquelle. Der hintere Abschnitt 3a, 4a eines Anschlusselements kann einen oder mehrere Einpresskontakte bilden. Indem der hintere Abschnitt 3a, 4a in mehrere Öffnungen der Leiterplatte 2 eingepresst ist, lässt sich die Kontaktierung verbessern.
Die Einpresskontakte 4a bilden den hinteren Abschnitt eines Anschlusselements, dessen vorderer Abschnitt nicht dargestellt ist. Dieses Anschlusselement bildet Kontaktelemente eines Steckverbinders, beispielsweise Kontaktstifte oder Kontaktöffnungen.
Die vorderen Abschnitte 3b der Anschlusselemente können mit den hinteren Abschnitten der Anschlusselemente 3a, 4a verlötet oder verschweißt sein. Das Anschlusselement hat deshalb an seinem vorderen Abschnitt 3b eine Kontaktlasche 7, die flächig an einer Kontaktlasche des hinteren Abschnitts 3a, 4a anliegt und mit ihr verschweißt oder verlötet ist.
Die vorderen Abschnitte 3b der Anschlusselemente sind aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung, während die hinteren Abschnitte 3b der Anschlusselemente 3a, 4a aus einer Kupferbasislegierung hergestellt sind.
Die 5 und 6 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel zum Verbinden der vorderen Abschnitte 3b der Anschlusselemente mit den vorderen Abschnitten 3a, 4a. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die vorderen Abschnitte 3b und die hinteren Abschnitte 3a, 4a der Anschlusselemente einen Pressverband. Der vordere Abschnitt 3b der Anschlusselemente hat dazu Einpressvorsprünge 5, die in passende Öffnungen 6 des hinteren Abschnitts 3a, 4a eingepresst sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat der vordere Abschnitt 3a insgesamt fünf Einpressvorsprünge 5, die in fünf Öffnungen 6 des hinteren Abschnitts 3a, 4a eingepresst sind. Bevorzugt sind drei bis sechs Einpressvorsprünge 5 an dem hinteren Ende des vorderen Abschnitts 3b des Anschlusselements vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Leiterplatte
3a: hinterer Abschnitt eines Anschlusselements
3b: vorderer Abschnitt eines Anschlusselements
4a: hinterer Abschnitt eines Anschlusselements
5: Einpressvorsprung
6: Öffnung
7: Kontaktlasche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009043176 A1 [0003, 0013]
DE 102014221088 A1 [0003]

Claims

Elektronikmodul mit einem elektrischen Anschlusselement, das einen vorderen Abschnitt (3b) zum elektrischen Kontaktieren des Elektronikmoduls und einen als Einpresskontakt ausgebildeten hinteren Abschnitt (3a, 4a) aufweist, einer Leiterplatte (2), die eine Öffnung aufweist, in die der hintere Abschnitt (3a, 4a) des Anschlusselements eingepresst ist, und einem Gehäuse (1), in dem die Leiterplatte (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (3b) des Anschlusselements aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung ist und der hintere Abschnitt (3a, 4a) des Anschlusselements aus einer Kupferbasislegierung ist.
Elektronikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (3b) und der hintere Abschnitt (3a) des Anschlusselements miteinander einen Pressverband bilden.
Elektronikmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (3b) des Anschlusselements an seinem hinteren Ende mehrere Einpressvorsprünge (5) aufweist, die zum Ausbilden des Pressverbands in passende Öffnungen des hinteren Abschnitts (3a) des Anschlusselements eingreifen.
Elektronikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (3b) und der hintere Abschnitt (3a) des Anschlusselements miteinander verlötet oder verschweißt sind.
Elektronikmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (3b) des Anschlusselements an seinem hinteren Ende eine Kontaktlasche (7) aufweist, die flächig an einer Kontaktlasche des hinteren Abschnitts (3a) des Anschlusselements anliegt und mit ihr verlötet oder verschweißt ist.
Elektronikmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (3b) des Anschlusselements einen Kontaktstift oder eine Kontaktöffnung zum Aufnehmen eines Kontaktstifts bildet.
Elektronikmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Abschnitt (3a, 4a) des Anschlusselements mehrere Einpresskontakte bildet.