-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entwärmung mindestens eines elektronischen Bauelements einer Leiterplatte über ein Wärmeübertragungsmaterial an eine Wärmesenke. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Entwärmung einer Leiterplatte mit mindestens einem elektronischen Bauelement.
-
Stand der Technik
-
DE 10 2009 047 703 A1 bezieht sich auf eine Befestigungsanordnung für leiterplattenmontierte Bauteile mit verbessertem Kühlkonzept. Die leiterplattenmontierten Bauteile weisen elektrische Anschlüsse auf, die sich von dem wärmeerzeugenden Bauteil zur Leiterplatte erstrecken und eine elektrische Verbindung zwischen diesen vorsehen. Das Bauteil weist eine der Leiterplatte zugewandte Bauelementgehäuseseite auf sowie eine Wärmeabgabefläche. Diese erstreckt sich auf der der Bauelementgehäuseseite entgegengesetzten Seite des Bauteils. Die Gehäuseseite ist über ein Befestigungselement mit der Leiterplatte verbunden, welches wärmeisolierend ist und welches die Bauelementgehäuseseite hinsichtlich der Wärmeübertragung von der Leiterplatte trennt.
-
US 2019/0371696 A1 bezieht sich auf ein wärmeleitendes elektronisches Package. Das Package umfasst eine Leiterplatte mit einer metallischen Grundplatte, ein thermisch leitendes Dielektrikum und eine Anzahl von metallischen Flächen. Über einzelne Stanzen, die jeweils mit den metallischen Flächen verbunden sind, wird Wärme an die metallischen Flächen abgeleitet.
-
Ein bereits bekannter Aufbau hinsichtlich der Entwärmung von elektronischen Bauelementen erfolgt über einen MosFET, insbesondere über eine einer Leiterplatte zugewandte Fläche. Auf der Leiterplatte wird die Wärme über eng voneinander beabstandete Durchgangsöffnungen von der bestückten auf die unbestückte Seite der Leiterplatte transportiert und dort mittels eines Metallbauteils verteilt und mittels eines thermisch leitfähigen Materials an ein thermisch leitfähiges Bauteil abgegeben. Alternativ kann das thermisch leitfähige Material an eine Wärmesenke in Gestalt einer beispielsweise wassergekühlten Kühlplatte angebunden sein. Aufgrund des Umstands, dass der skizzierte Wärmepfad eine Vielzahl von Übergängen mit dementsprechenden Übergangswiderständen aufweist, ist die Entwärmung nur unzureichend, zudem erfordern hohe Ströme Leiterplatten mit erhöhtem Kupferanteil.
-
Darstellung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Entwärmung mindestens eines elektronischen Bauelements einer Leiterplatte über ein Wärmeübertragungsmaterial an eine Wärmesenke vorgeschlagen, wobei die Wärmesenke des mindestens einen elektronischen Bauelements eine diesem Strom zuführende Zuleitungsschiene oder eine stromabführende Ableitungsschiene ist.
-
In vorteilhafter Weise kann durch diese Lösung eine erhebliche Vereinfachung einer Entwärmung mindestens eines elektronischen Bauelements auf einer Leiterplatte erreicht werden, wobei insbesondere die Materialkosten maßgeblich gesenkt werden können.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung ist die Leiterplatte als Standardleiterplatte ausgeführt. Standardleiterplatten sind kostengünstig und können zur Wärmeleitung eine Anzahl dicht nebeneinander angeordneter Durchgangsöffnungen (Vias) aufweisen.
-
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung umfasst als mindestens ein elektronisches Bauelement einen Mos-Feldeffekttransistor (MosFET). Diese erzeugen den größten Teil der abzuführenden Wärme.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind die Stromschienen, insbesondere eine Zuleitungsstromschiene sowie eine Ableitungsstromschiene jeweils mit einer Anzahl von Einpressstiften versehen.
-
In vorteilhafter Weise sind bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung die Einpressstifte über eine elektrische Verbindung mit der Zuleitungsstromschiene und/oder der Ableitungsstromschiene verbunden.
-
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung können die Einpressstifte einzeln oder als Bandstreifen über stoffschlüssige Verbindungen mit den Stromschienen, insbesondere der Zuleitungsstromschiene und/oder der Ableitungsstromschiene verbunden werden. Als stoffschlüssige Verbindungsverfahren bieten sich insbesondere Laserschweißen, Ultraschallschweißen oder Widerstandsschweißen an. Durch die genannten Verfahren kann eine mechanisch beständige Verbindung zwischen den Einpressstiften, ob einzeln verbaut oder in Bandform, erreicht werden.
-
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung weisen die Stromschienen, insbesondere die Zuleitungsstromschienen und/oder die Ableitungsstromschienen abgewinkelte Bereiche auf, die eine Anbindung der Stromschienen an das mindestens eine elektronische Bauelement darstellen. Auf diese abgewinkelten, eine Kontaktfläche zur Anbindung des mindestens einen elektronischen Bauelements aufweisenden Bereiche kann zum Ausgleich von Toleranzen oder Unebenheiten eine Wärmeleitpaste aufgetragen werden.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung verläuft eine Kontaktfläche zwischen den Stromschienen, insbesondere der Zuleitungsstromschiene und/oder der Ableitungsstromschiene und der Standardleiterplatte, die mit einer Wärmeleitpaste oder einem anderen wärmeleitenden oder wärmeübertragenden Material zum Ausgleich von Toleranzen und Unebenheiten versehen ist.
-
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Entwärmung einer Leiterplatte mit mindestens einem elektronischen Bauelement, wobei zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:
- a) Anordnen mindestens einer Stromschiene, insbesondere einer Zuleitungsstromschiene und/oder einer Ableitungsstromschiene,
- b) Bestücken der Leiterplatte mit mindestens einem elektronischen Bauelement in Gestalt eines Feldeffekttransistors,
- c) Ausbilden einer Schicht eines Wärmeübertragungsmaterials in einer Schichtdicke auf der mindestens einen Stromschiene, insbesondere der Zuleitungsstromschiene und der Ableitungsstromschiene,
- d) Verbinden der Leiterplatte, des Wärmeübertragungsmaterials und der mindestens einen Stromschiene in vertikaler Richtung mit Einpressstiften und
- e) wobei die mindestens eine Stromschiene als Wärmesenke dient.
-
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann in vorteilhafter Weise durch Nutzung der Einpresstechnik einerseits eine robust ablaufende Montage und andererseits eine zuverlässige Entwärmung der ein- oder mehrseitig mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatte, insbesondere einer Standardleiterplatte erreicht werden.
-
In vorteilhafter Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren derart gestaltet, dass die Leiterplatte zur elektrischen Kontaktierung in vertikaler Richtung auf die Einpressstifte der mindestens einen Stromschiene aufgepresst wird.
-
Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird vor Durchführung von Verfahrensschritt d) auf abgewinkelte Bereiche der Stromschienen, insbesondere der Zuleitungsstromschiene und/oder der Ableitungsstromschiene eine Wärmeleitpaste zum Ausgleich von Unebenheiten aufgetragen.
-
Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren können in vorteilhafter Weise die Stromschiene, insbesondere die Zuleitungsstromschiene und/oder die Ableitungsstromschiene, sowie die Einpressstifte teilweise mit einer ein Gehäuse bildenden Kunststoffumspritzung versehen werden.
-
Schließlich bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Vorrichtung zur Entwärmung einer Leiterplatte, insbesondere einer Standardleiterplatte mit mindestens einem elektronischen Bauelement sowie auf die Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens zur Entwärmung einer Leiterplatte, insbesondere einer Standardleiterplatte mit mindestens einem elektronischen Bauelement.
-
Vorteile der Erfindung
-
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung werden die Stromschienen, die als Stromleiter zum elektronischen Bauelement in Gestalt eines MosFETs oder eine Slug-Up-MosFETs geführt sind, auch mit der Funktion der Kühlung versehen, d. h. die Stromschienen bilden eine Wärmesenke. Hierdurch kann das Gehäuse beziehungsweise der Gehäusedeckel statt aus Aluminiummaterial aus schlecht wärmeleitendem, jedoch preiswertem Kunststoffmaterial ausgeführt werden. Des Weiteren kann der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend der Strom über die Stromschienen nahe zum elektronischen Bauelement, beispielsweise in Gestalt eines MosFETs oder eines Slug-Up-MosFETs geführt werden, so dass der Einsatz von Standardleiterplatten ermöglicht werden kann. Die Standardleiterplatten sind einfacher aufgebaut und erheblich kostengünstiger, da sie aufgrund der geringen Stromtraglast ohne zusätzliche Kupferlagen ausgestaltet werden können.
-
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung werden die Stromschienen mit einer Doppelfunktion belegt, d. h. sie führen einerseits den Strom und dienen andererseits zur Wärmeabfuhr. Die bei konventionellen Anwendungen erforderliche Abdeckung aus Aluminiummaterial kann durch ein erheblich preisgünstigeres Kunststoffmaterial ersetzt werden. Durch die Nähe der Stromschiene zur Leiterplatte, die zu entwärmen ist, kann die elektrische Verbindung einfach, beispielsweise über robuste Einpresstechnik erfolgen. Zudem werden hohe Ströme nur über kurze Strecken auf der Leiterplatte geführt, was den Einsatz von Standardleiterplatten erheblich begünstigt, da diese ohne besonders dicke und daher teure Kupferlagen ausgeführt sind.
-
Die bestückte Seite der Leiterplatte wird zur elektrischen Kontaktierung in vertikaler Richtung vorzugsweise auf sich in vertikaler Richtung erstreckende Einpressstifte aufgepresst. Die Einpressstifte ihrerseits sind einfach ausgebildete Einpressstifte mit einem aufgeweiteten Ende, die elektrisch mit den jeweiligen Stromschienen verbunden sind. Die elektrische Verbindung der Einpressstifte, ob einzeln oder in Bandform, kann mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, zum Beispiel mittels Laserschweißen, Widerstandsschweißen oder Ultraschallschweißen, erzeugt werden. Neben einer elektrischen Verbindung stellt eine derart ausgebildete stoffschlüssige Verbindung eine robuste, mechanischen Belastungen widerstehende Verbindung dar.
-
In vorteilhafter Weise kann bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung bereits bei der Formung der aus metallischem Material hergestellten Stromschienen eine Ausbildung abgewinkelter Bereiche vorgenommen werden. Diese dienen beim Fügen mit der Leiterplatte unter Zwischenschaltung eines wärmeleitfähigen Materials als Kontaktflächen zur Anbindung der zu entwärmenden elektronischen Bauelemente. Die Stromschienen mit daran seitlich sich in vertikaler Richtung erstreckenden Einpressstiften können im weiteren Verlauf der Montage von Leiterplatten oder Leiterplatten-Packages mit Kunststoffmaterial umspritzt werden, welches schlussendlich, nach entsprechender Formgebung, das entsprechende Gehäuse bildet. Durch die Kunststoffumspritzung können einerseits die Bauteile fixiert werden und das Gehäuse in seiner finalen Ausprägung gefertigt werden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 ein elektronisches Bauelement in Gestalt eines MosFETs, der über eine Leiterplatte mit Durchgangsöffnungen (Vias) an Kühlelementen entwärmt wird,
- 2 die Darstellung der Entwärmung eines Slup-Up-MosFETs, der über die Oberseite entwärmt wird und über ein Wärmeübertragungsmaterial (TIM) direkt an die Wärmesenke in Gestalt einer Aluminiumabdeckung angebunden ist,
- 3 eine erfindungsgemäß vorgeschlagene erste Ausführungsvariante der Entwärmung des elektronischen Bauelements über eine Stromschiene, in die ein Einpressstift eingepresst ist, mit Darstellung von Strom- und Wärmefluss,
- 4 eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung mit Darstellung zweier nebeneinanderliegender Stromschienenabschnitte, die über ein mit diesen gekoppeltes Wärmeübertragungsmaterial das elektronische Bauelement entwärmt,
- 5 eine perspektivische Darstellung einer Zuleitungsstromschiene mit daran stoffschlüssig befestigten Einpressstiften,
- 6 die Darstellung einander gegenüberliegender Zuleitungsstromschienen und Ableitungsstromschienen,
- 7 eine auf die Anordnung gemäß der Darstellung in 6 in Aufpressrichtung aufgepresste Leiterplatte, die von den Einpressstiften durchdrungen ist,
- 8 die perspektivische Darstellung der Anordnung gemäß 6 mit einem Kunststoffmaterial umspritzt, welches ein Gehäuse bildet und
- 9 die Darstellung gemäß 8 mit als Kunststoffumspritzung beschaffenem Gehäuse und auf die Einpressstifte der Stromschienen eingepresster Leiterplatte.
-
1 zeigt eine konventionelle Anordnung zur Entwärmung eines elektronischen Bauelements 10 in Gestalt eines MosFETS. Dieser umfasst ein Einlegeteil 12, welches einer Leiterplatte 14 zugeordnet ist. Die Leiterplatte 14 umfasst eine Anzahl eng nebeneinanderliegender Durchgangsöffnungen 16, die auch als Vias bezeichnet werden. Diese verlaufen von der bestückten Seite der Leiterplatte 14 zur unbestückten Seite der Leiterplatte 14. Auf der unbestückten Seite der Leiterplatte 14 befindet sich ein Wärmeübertragungsmaterial 18, welches in Form einer Lage auf dieses aufgebracht ist. Das Wärmeübertragungsmaterial 18 gemäß der Darstellung in 1 ist zum Beispiel mit einem Kühlelement 20, welches eine Flüssigkeitskühlung umfasst, wärmeleitend verbunden. Darüber hinaus verläuft ein weiterer Wärmefluss 28 über eine der Durchgangsöffnungen 16 von der bestückten Seite der Leiterplatte 14 zu deren unbestückter Seite zu einer Wärmesenke 22, die beispielsweise durch einen Kupferblock oder dergleichen gegeben sein kann. Oberhalb von diesem befindet sich eine weitere Lage des Wärmeübertragungsmaterials 18, über welches der Wärmefluss 28 in eine Aluminiumabdeckung 24 verläuft, die auch das Kühlelement 20 umgibt. Ein Stromfluss 26 verläuft ausgehend von der Leiterplatte 14 in das elektronische Bauelement 10, welches hier beispielsweise als MosFET ausgebildet ist, und von diesem zurück in die Leiterplatte 14.
-
2 zeigt eine Darstellung eines elektronischen Bauelements 10, welches als Slug-Up-MosFET ausgeführt ist. Während ein elektronisches Bauelement 10 in Form eines MosFETs über eine Metallfläche zur thermischen Anbindung an der Unterseite verfügt und so Abwärme an die Leiterplatte 14 abgibt, verhält es sich bei einem Slug-Up-MosFET anders. Bei diesem elektronischen Bauelement 10 befindet sich keine Metallfläche zur thermischen Anbindung an der Unterseite. Das elektronische Bauelement 10 wird in diesem Fall nur elektrisch an die Leiterplatte 14 über Beinchen angebunden. Es erfolgt keine thermische Anbindung über die Unterseite. Slug-Up-MosFETs werden in der Regel über die Oberseite entwärmt, die mit einer Wärmesenke 22 wärmeleitend verbunden sind.
-
Gemäß der Darstellung in 2 wird das als Slug-Up-MosFET ausgeführte elektronische Bauelement 10 über dessen Oberseite entwärmt, wobei das Einlegeteil 12 des elektronischen Bauelements 10 in der Darstellung gemäß 2 über das Wärmeübertragungsmaterial 18 unmittelbar an die Aluminiumabdeckung 24 zur Wärmeableitung angebunden ist. Die Wärmeleitung durch die Leiterplatte 14 entfällt; die Abdeckung 24 der Anordnung gemäß 2 führt die Wärme gemäß dem Wärmefluss 28 ab. Die Höhe beziehungsweise die Schichtdicke des Wärmeübertragungsmaterials 18 kann je nach Toleranzlage stark schwanken. Die durch die Leiterplatte 14 gemäß dem Stromfluss 26 fließenden hohen Ströme benötigen als Leiterplatten 14 solche, die mit einem erhöhten, in Lagenform aufgebrachten Kupferanteil versehen sind, um die erforderliche Stromtragfähigkeit zu gewährleisten, und welche sehr teuer sind.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
-
3 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein an einer Standardleiterplatte 38 aufgenommenes elektronisches Bauelement 10 in Gestalt eines MosFETs in das Wärmeübertragungsmaterial 18 eingebettet ist und über eine als Wärmesenke 22 fungierende Stromschiene 34 entwärmt wird. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung übernimmt die Stromschiene 34 als Stromleiter die Stromzufuhr zum elektronischen Bauelement 10 über mindestens einen Einpressstift 40. Der Einpressstift 40 ist in der Ausführungsvariante gemäß 3 in das Material der Stromschiene 34 eingepresst, wodurch zwischen dieser und dem Einpressstift 40 eine elektrische Verbindung 42 entsteht. Der Stromfluss 26 stellt sich mithin über den Einpressstift 40 durch das Wärmeübertragungsaterial 18 in Schichtform ein, verläuft in die Standardleiterplatte 38 und von dort in das als MosFET ausgebildete elektronische Bauelement 10, welches optional das Einlegeteil 12 umfassen kann. Die Wärme, die beim Betrieb des elektronischen Bauelements 10 entsteht, wird über das Wärmeübertragungsmaterial 18, welches hier schichtförmig aufgetragen wird, entsprechend dem Wärmefluss 28 in die Stromschiene 34 abgeleitet, welche bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung in der schematischen Wiedergabe gemäß 3 sowohl als Stromzufuhr wie auch als Wärmesenke 22 fungiert.
-
Die in 3 dargestellte Anordnung erlaubt, dass die gemäß dem Stand der Technik in den 1 und 2 dargestellte Abdeckung, die dort als Aluminiumabdeckung 24 ausgeführt ist, im Fall der Erfindung aus einem preiswerteren Material wie beispielsweise Kunststoff ausgeführt werden kann, an welches keine wärmeleitfähigen Anforderungen zu richten sind. Des Weiteren kann bei der in 3 dargestellten erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung der Strom über die Stromschiene 34 über den mindestens einen Einpressstift 40 sehr nahe an das mindestens eine elektronische Bauelement 10 herangeführt werden, so dass die eingesetzten Leiterplatten als Standardleiterplatten 38 ausgebildet werden können. Diese sind erheblich preiswerter als Leiterplatten 14, wie sie im Zusammenhang mit den 1 und 2 dargestellt werden. Bei den konventionellen, in den 1 und 2 eingesetzten Leiterplatten 14 handelt es sich um solche, die zur Verbesserung der Stromtragfähigkeit bei hohen Strömen zur Ertüchtigung mit entsprechend dicken Kupferlagen ausgeführt sind und demzufolge im Vergleich zu Standardleiterplatten 38, wie sie in 3 eingesetzt werden, erhebliche Kostennachteile aufweisen.
-
4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung, bei welcher die Standardleiterplatte 38 ebenfalls das mindestens eine elektronische Bauelement 10 in Gestalt eines MosFETs umfasst. In der in 4 dargestellten Ausführungsvariante verläuft der Stromfluss 26 über die beiden Einpressstifte 40, die mittels der elektrischen Verbindung 42 elektrisch leitend mit der Stromschiene 34 verbunden sind. Die bestückte Seite der Standardleiterplatte 38, d. h. die Seite, an welcher sich das mindestens eine elektronische Bauelement 10 in Gestalt des MosFETs befindet, ist im Wesentlichen vom Wärmeübertragungsmaterial 18 umschlossen. Über die Einpressstifte 40 verläuft ausgehend von der Stromschiene 34 der Stromfluss 26 an das elektronische Bauelement 10. Analog zur Darstellung gemäß 3 verläuft der Wärmefluss 28 in die beiden hier voneinander getrennt dargestellten Abschnitte der Stromschiene 34. Zwischen dem Wärmeübertragungsmaterial 18 und der Oberseite der Stromschiene 34 ist eine Kontaktfläche 36 dargestellt. Bei dem Wärmeübertragungsmaterial 18 kann es sich beispielsweise um ein in pastöser Form vorliegendes Wärmeübertragungsmaterial 18 handeln, welches auch als Wärmeleitpaste bezeichnet wird. Auch andere, gute Wärmeübertragungseigenschaften aufweisende Materialien können eingesetzt werden und zudem zum Ausgleich von Toleranzen und zur Nivellierung von Unebenheiten genutzt werden.
-
5 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Zuleitungsstromschiene 52. Aus der perspektivischen Wiedergabe gemäß 5 geht hervor, dass die in den 3 und 4 dargestellten Stromschienen 34 so ausgeführt sein können, dass jeweils paarweise einer Zuleitungsstromschiene 52 eine Ableitungsstromschiene 54 (vgl. 6 - 9) zugeordnet wird.
-
In 5 ist dargestellt, dass die aus metallischem Material gefertigte Zuleitungsstromschiene 52 einen abgewinkelten Bereich 44 umfasst, der im montierten Zustand der Standardleiterplatte 38 eine Anbindung 46 des elektronischen Bauelements 10 in Gestalt eines MosFETs oder eines Slug-Up-MosFETs ermöglicht. Aus der Darstellung gemäß 5 geht zudem hervor, dass die Einpressstifte 40 entweder einzeln oder als Bandstreifen 48 seitlich über eine stoffschlüssige Verbindung 50 mit dem Material der Zuleitungsstromschiene 52 verbunden werden, so dass sich einerseits eine elektrisch leitfähige und andererseits eine mechanisch belastbare Verbindung zwischen den Einpressstiften 40 und der Zuleitungsstromschiene 52 ergibt. Die stoffschlüssige Verbindung 50 kann sowohl mittels Laserschweißen als auch mittels Ultraschallschweißen oder auch durch Widerstandsschweißen und weitere Schweißverfahren erzeugt werden. Aus der Darstellung gemäß 5 geht hervor, dass der dort dargestellte Bandstreifen 48 beispielsweise acht Einpressstifte 40 umfasst, die gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind und sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung beidseits des abgewinkelten Bereichs 44 der Zuleitungsstromschiene 52 erstrecken.
-
6 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Zuleitungsstromschiene 52 sowie eine Ableitungsstromschiene 54, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Sowohl die Zuleitungsstromschiene 52 als auch die Ableitungsstromschiene 54 weisen jeweils abgewinkelte Bereiche 44 auf, die als Anbindung 46 für das auf der bestückten Seite der Standardleiterplatte 58 angeordnete, mindestens eine elektronische Bauelement 10 dienen.
-
Aus der Darstellung gemäß 6 geht des Weiteren hervor, dass die abgewinkelten Bereiche 44 jeweils von Bandstreifen 48 mit sich in vertikaler Richtung erstreckenden Einpressstiften 40 gebildet sind.
-
Die Ableitungsstromschiene 54 umfasst darüber hinaus einen Befestigungsabschnitt 60, auf dem ein sich ebenfalls im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckender Gewindestift 58 angeordnet ist.
-
7 ist zu entnehmen, dass auf die Anordnung gemäß 6, d. h. den beiden einander gegenüberliegend angeordneten Zuleitungsstromschienen 52 beziehungsweise Ableitungsstromschienen 54 eine eingepresste Standardleiterplatte 66 zugeordnet ist. Die an ihrer bestückten Seite mit mindestens einem elektronischen Bauelement 10 in Gestalt eines MosFETs oder eines Slug-Up-MosFETs bestückte Standardleiterplatte 38 wird in Aufpressrichtung 64 unter Verwendung der robusten Einpresstechnik auf die sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung seitlich der abgewinkelten Bereiche 44 angeordneten Einpressstifte 40 aufgepresst. Die Spitzen der Einpressstifte 40 durchdringen das Material der Leiterplatte 38 und stellen deren elektrische Kontaktierung her.
-
Vor dem Einpressen der hier an ihrer Unterseite mit mindestens einem elektronischen Bauelement 10 bestückten Standardleiterplatte 38 wird auf die Stromschienen 34, insbesondere auf die die Anbindung 46 darstellenden abgewinkelten Bereiche 44 eine Wärmeleitpaste aufgebracht. Die Wärmeleitpaste dient dem Ausgleich von Toleranzen und Unebenheiten zwischen der Leiterplatte 14 und den Oberseiten der die Anbindung 46 darstellenden abgewinkelten Bereiche 44 der Zuleitungsstromschiene 52 sowie der Ableitungsstromschiene 54.
-
Den Darstellungen gemäß den 8 und 9 ist jeweils zu entnehmen, dass die in 6 dargestellte Anordnung aus Zuleitungsstromschiene 52 und Ableitungsstromschiene 54 mit daran aufgenommenen, als Bandstreifen 48 ausgebildeten Einpressstiften 40 von einer Kunststoffumspritzung 56 umspritzt ist. Die Kunststoffumspritzung 56 ergibt sich aus den Anforderungen an die Ausbildung eines jeweiligen Gehäuses 62. In der Darstellung gemäß 8 sind die abgewinkelten Bereiche 44, welche die Anbindung 46 des mindestens einen elektronischen Bauelements 10 der Standardleiterplatte 38 an die Stromschienen 34 ermöglichen, sichtbar. Die beiden einander gegenüberliegenden abgewinkelten Bereiche 44 der Zuleitungsstromschiene 52 sowie der Ableitungsstromschiene 54 bilden eine ebene Fläche, entlang derer sich jeweils mehrere Einpressstifte 40 reihenförmig erstrecken.
-
9 entspricht im Wesentlichen der Darstellung gemäß 8, wobei in 9 auf die Darstellung gemäß 8 die an ihrer Unterseite mit mindestens einem elektronischen Bauelement 10 bestückte, eingepresste Standardleiterplatte 66 dargestellt ist. Bei der eingepressten Standardleiterplatte 66 handelt es sich um eine Standardleiterplatte 38 wie in 7, die jedoch in Aufpressrichtung 64 und im Wesentlichen in vertikaler Richtung auf die sich ebenfalls in vertikaler Richtung orientierten Einpressstifte 40 aufgepresst ist. Dadurch wird die eingepresste Standardleiterplatte 66 elektrisch kontaktiert. Aus der Darstellung gemäß 9 ergibt sich, dass sich auf der Oberseite der eingepressten Standardleiterplatte 66 die Spitzen der Einpressstifte 40 wiederfinden. Wie bereits erwähnt bildet die Kunststoffumspritzung 56 aus einem Kunststoffmaterial das Gehäuse 62 entsprechend der gewünschten Konfiguration. Aus der Darstellung gemäß 9 geht hervor, dass die eingepresste Standardleiterplatte 66 von einer Gehäusewand des Gehäuses 62 umgeben ist und beispielsweise mit einem in den 8 und 9 nicht dargestellten Deckel verschlossen werden kann.
-
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009047703 A1 [0002]
- US 20190371696 A1 [0003]
