DE19701854C1 - Electronic module housing for use in automobile - Google Patents

Electronic module housing for use in automobile

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Abstract

The housing contains a flexible circuit board (1) supporting a number of electronic components (18) and is provided by upper and lower metal carrier plates (6,7) secured together by frame elements on all 4 sides. The side frame elements (2,3) are provided by T-shaped profile rails and the end frame elements are provided by contact rails. The centre limb of each side frame element has a rounded end, with the flexible circuit board folded over to provided 2 sections lying against the upper and lower carrier plates with the electronic components facing inwards, the bent edge lying in a W configuration around the rounded end of the centre limb of one side frame element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für den Einbau in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme einer flexiblen, mit Elektronikbausteinen bestückten Leiterplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a housing for installation in motor vehicles Inclusion of a flexible printed circuit board equipped with electronic components the preamble of claim 1.

Bei modernen Zentralelektroniken sind die elektronischen Bausteine oder Bauelemente, insbesondere integrierte Schaltkreise mit Steuer- oder Regelelementen auf einer flexiblen Leiterplatte in SMD-Bauweise angebracht und in einem Gehäuse eingeschlossen.In modern central electronics, the electronic components are or Components, in particular integrated circuits with control or Control elements attached to a flexible circuit board in SMD design and enclosed in a housing.

Die Anforderungen, denen diese Gehäuse im Kraftfahrzeug ausgesetzt sind, sind erheblich, nicht nur was die mechanische Stabilität anbelangt, wobei große Erschütterungen auftreten können, sondern auch im Hinblick auf den EMV-Schutz sind weitreichende Bedingungen zu erfüllen. Hinzu kommt die Temperaturbelastung die im Kraftfahrzeug in der Regel spezifiziert ist von -40 grd. C bis +120 grd. C. Außerdem muß das Gehäuse vor Feuchtigkeit schützen.The requirements to which these housings are exposed in the motor vehicle are considerable, not only in terms of mechanical stability, with great Shocks can occur, but also with regard to the EMC protection requires extensive conditions to be met. Add to that the Temperature load which is usually specified in the motor vehicle from -40 degrees C to +120 degrees C. The case must also protect against moisture.

Aus der DE 39 36 906 C2 ist ein Gehäuse gattungsgemäßer Art für eine Kraftfahrzeugelektronik bekannt, das aus einem umlaufenden Rahmenteil mit einer inneren Fläche und einer ersten und einer zweiten Trägerplatte besteht. Die Elektronikbauteile sind dabei auf einer schleifenförmigen flexiblen Leiterplatte im Gehäuse montiert. An einer Seitenfläche und im Bereich einer Trägerplatte sind Stecker montiert. From DE 39 36 906 C2 is a generic type housing for a Motor vehicle electronics known that with a peripheral frame part an inner surface and a first and a second carrier plate. The Electronic components are on a loop-shaped flexible circuit board in the Housing mounted. Are on one side surface and in the area of a carrier plate Plug installed.  

Dieses Gehäuse ist in seiner detaillierten Ausgestaltung kompliziert und kostenungünstig, zumal bei seiner Montage mehrere Handgriffe zu bewerkstelligen sind.This housing is complicated in its detailed design and inexpensive, especially when it is assembled in a few simple steps are accomplished.

Aus der EP 0 386 279 A1 ist ein weiteres gattungsgemäßes Gehäuse bekannt, das aus einem gemoldeten Kunststoff besteht, was sowohl Gehäuseober- als auch -unterteil anbelangt. An einer Stirnseite sind Kontaktleisten eingelassen, während an der anderen Stirnseite ein Kabelanschluß abgeht. Im Innern des Gehäuses ist eine gefaltete, mit Elektronikbauteilen bestückte, flexible Leiterplatte vorgesehen. Dabei ist die Schleife, die die gefaltete Leiterplatte hervorbringt frei und wird nicht geführt. Dieser Umstand kann zur Folge haben, daß die freie Schleife unkontrollierbaren Einwirkungen und Einflüssen ausgesetzt wird, was zu erheblichen Störungen der Elektronik führen kann. Da das Gehäuse bei dieser Erfindung aus einem werkzeuggeformten Kunststoffteil besteht, sind die Werkzeugkosten erheblich und die notwendige Kühlwirkung ist gering und das Gehäuse ist deshalb nicht als Bestückungsträger geeignet, wenn die Bestückung durch einen automatischen Bestückungsprozeß wie bspw. in einem Reflow-Löt­ prozeß erfolgen soll, da das Kunststoffgehäuse für die Temperaturbelastung in einem Reflow-Ofen nicht geeignet ist.A further generic housing is known from EP 0 386 279 A1 a molded plastic, which is both housing top and -bottom concerned. Contact strips are embedded on one end, while a cable connection goes off on the other end. Inside the case is a folded, flexible printed circuit board equipped with electronic components is provided. The loop that creates the folded circuit board is free not led. This can result in the free loop exposed to uncontrollable influences and influences, leading to can cause considerable interference to the electronics. Because the case of this Invention consists of a tool-shaped plastic part, are the Tool costs considerably and the necessary cooling effect is low and that Housing is therefore not suitable as a mounting bracket when mounting through an automatic assembly process such as in a reflow solder Process should take place because the plastic housing for the temperature load in a reflow oven is not suitable.

Aus der US PS 5,173,840 ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines elektronischen Schaltungsträgers in Form einer Chipkarte bekannt, zu deren Herstellung ein Rahmen mit T-Profil den Schaltungsträgers gegen den Boden der Vergußform preßt. Der Rahmen wird fest mit der Chipkarte verbunden und bildet dessen äußeren Umfang.From the US PS 5,173,840 is a housing for receiving an electronic Circuit carrier in the form of a chip card known for its manufacture Frame with T-profile the circuit carrier against the bottom of the mold presses. The frame is firmly connected to the chip card and forms it outer circumference.

Aus der DE 44 29 983 C1 ist eine flexible Leiterplatte bekannt, die an ihren Faltstellen lagefixiert ist.From DE 44 29 983 C1 a flexible circuit board is known, which on their Folds is fixed in position.

Aus der DE 42 28 818 A1 ist eine flexible Leiterplatte mit w- und s-förmigen Faltstellen bekannt.DE 42 28 818 A1 discloses a flexible printed circuit board with w- and s-shaped Known folds.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine Kraftfahrzeugelektronik mit einer flexiblen und mit Bausteinen bestückten Leiterplatte anzugeben, das erstens wirtschaftlicher hergestellt werden kann, zweitens für die notwendige Kühlwirkung ausgelegt ist und drittens, bei dem die möglichen physikalischen und chemischen Einwirkungen auf die Schleife der gefalteten flexiblen Leiterplatte weitgehend ausgeschlossen sind.The present invention is therefore based on the object of a housing for a motor vehicle electronics with a flexible and equipped with building blocks Specify circuit board, which can be manufactured more economically first,  second, is designed for the necessary cooling effect and third, in which the possible physical and chemical effects on the loop of the folded flexible circuit board are largely excluded.

Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Vorteilhafte Ausgestaltung erfolgt gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a housing with the features of claim 1. The An advantageous embodiment takes place according to the characteristics of the dependent one Expectations.

Die Rahmenteile bestehen aus Profilleisten mit T-Profil und aus Messerleisten, und die erste obere und zweite unter Trägerplatte besteht jeweils aus einer metallischen Platte. Die T-förmig ausgestalteten Profilleisten sind am Ende ihres Mittelbalkens abgerundet zum Fixieren der w-förmig gefalteten Schleife der flexiblen Leiterplatte.The frame parts consist of profile strips with T-profile and knife strips, and the first upper and second lower support plate each consist of one metallic plate. The T-shaped profile strips are at the end of their Rounded middle bar to fix the w-shaped loop of the flexible circuit board.

Vorzugsweise weisen die Profilleisten in ihren inneren Randbereichen Nuten auf zur Verbindung mit den Trägerplatten mit zu den Nuten passend ausgebildeten Rändern. Die Profilleisten tragen in ihren Randbereichen Schnappnasen, die vorzugsweise paarweise angeordnet sind zur Fixierung der flexiblen Leiterplatte im Gehäuse.The profile strips preferably have grooves in their inner edge regions for connection to the carrier plates with trained to match the grooves Edges. The profile strips have snap noses in their edge areas are preferably arranged in pairs for fixing the flexible circuit board in the housing.

Das erfindungsgemäße Gehäuse hat die wesentlichen Vorteile, daß
The housing according to the invention has the essential advantages that

  • a) sich durch Verwendung der Folientechnologie ein geringer Höhenaufbau ergibt,a) the use of film technology results in a slight increase in height,
  • b) der Folienträger, wie hier, die erste und zweite Trägerplatte bilden die Außenwand des Gehäuses und erfüllen somit eine Hüllfunktion;b) the film carrier, as here, the first and second carrier plate form the Outer wall of the housing and thus fulfill an enveloping function;
  • c) der Folienträger die Funktion eines direkt mit der Umgebung verbundenen Kühlkörpers ausübt;c) the film carrier has the function of a directly connected to the environment Heatsink exercises;
  • d) in Verbindung mit einer SMD-fähigen Kontaktleiste der Lötprozeß in einem Arbeitsgang durchgeführt wird;d) in connection with an SMD-capable contact strip the soldering process in one operation is carried out;
  • e) die Gehäusemontage durch einfaches Zusammenfalten der Trägerplatten um die Messerleisten und Einclipsen der Profilleisten erfolgt; e) the housing assembly by simply folding the carrier plates around the male connectors and clipping the profile bars;  
  • f) an den Profilleisten paarweise Schnappnasen integriert sind , die die Aufgabe haben, die flexible Leiterplatte oder Folien zu überschnappen, um Schälkräfte auf die Folienklebestelle zu verhindern;f) are integrated in pairs on the profile strips snap lugs, the task have to snap the flexible circuit board or foils to peel forces on to prevent the film glue;
  • g) für das Gehäuse nur noch ein einfaches Stanzwerkzeug bzw. eine Strangpreßmatrize erforderlich ist;g) for the housing only a simple punching tool or one Extrusion die is required;
  • h) sich das Konzept gut als Grundlagenkonstruktion für eine Modellreihe eignet, da die Breitenmaße fast beliebig variabel sind;h) the concept works well as a basic construction for a model series suitable because the width dimensions are almost arbitrarily variable;
  • i) die beiden Profilleisten identisch unabhängig von der Gehäusebreite sind, d. h., daß hierfür nur ein Werkzeug benötigt wird;i) the two profile strips are identical regardless of the housing width, d. that is, only one tool is required for this;
  • j) die Trägerplatten sowohl aus Bandmaterial als auch aus Strangprofil hergestellt sein können.j) the carrier plates both from strip material and from extruded profile can be produced.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the Subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. An embodiment of the invention is shown in the figures.  

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Gehäuse als perspektivische Darstellung; Fig. 1 shows the housing according to the invention as a perspective view;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Gehäuse; Fig. 2 shows a cross section through the housing;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse; Fig. 3 shows a longitudinal section through the housing;

Fig. 4 zeigt das Gehäuse mit flexibler Leiterplatte in Explosionsdarstellung. Fig. 4 shows the housing with a flexible circuit board in an exploded view.

Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse zeigt mit Bezugszeichen 2, 3, 4 und 5 Rahmenteile, die bezüglich der Bezugszeichen 2 und 3 aus Profilleisten mit T-förmigem Profil und bezüglich der Bezugszeichen 4 und 5 aus Messerleisten bestehen. Mit Bezugszeichen 6 ist die erste oder untere und mit Bezugszeichen 7 die zweite oder obere Trägerplatte gekennzeichnet, die vorzugsweise aus metallischen Platten, bspw. aus Aluminium bestehen. Mit dem Bezugszeichen 13 sind Aussparungen in den Trägerplatten 6 bzw. 7 gekennzeichnet, in die die Schnappnasen 10 der T-förmigen Profilleisten 2 bzw. 3 eingreifen können.The housing shown in FIG. 1 shows, with reference numerals 2 , 3 , 4 and 5, frame parts which, with reference numerals 2 and 3, consist of profile strips with a T-shaped profile and with reference numerals 4 and 5 consist of knife strips. The first or lower carrier plate is identified by reference numeral 6 and the second or upper carrier plate by reference symbol 7 , which preferably consist of metallic plates, for example of aluminum. The reference number 13 denotes recesses in the carrier plates 6 and 7 , in which the snap lugs 10 of the T-shaped profile strips 2 and 3 can engage.

Aus den Fig. 2 bzw. 4 sind die an den inneren Randbereichen angeordneten Nuten 8 bzw. 9 der Profilleisten 2 bzw. 3 ersichtlich, die zur Verbindung mit den zu den Nuten 8 bzw. 9 passenden Rändern der Trägerplatten 6 bzw. 7 beitragen. Die Schnappnasen 10 der Profilleisten 2 bzw. 3 sind vorzugsweise in deren mittigen Randbereichen angeordnet. Diese Schnappnasen stehen einander bspw. paarweise gegenüber.From FIGS. 2 and 4 respectively arranged on the inner edge regions of the grooves are visible 8 and 9 of the profile strips 2 and 3 which contribute to the connection with the grooves 8 and 9, mating edges of the carrier plates 6 and 7 respectively. The snap lugs 10 of the profile strips 2 and 3 are preferably arranged in their central edge regions. These snap noses face each other in pairs, for example.

Zur Führung der Dehnschleife 16 der gefalteten flexiblen Leiterplatte 1 im geschlossenen Gehäuse sind die Profilleisten 2 bzw. 3 am Ende ihres Mittelbalkens abgerundet, wie dies aus Fig. 2 und Fig. 4 hervorgeht. Vorzugsweise weist die Trägerplatte 6 an ihrer Außenseite die Kühlrippen 15 auf. Es ist auch möglich, die Außenseite der Trägerplatte 7 mit entsprechenden Kühlrippen zu versehen. Die Messerleisten 4 bzw. 5, die Profilleisten 2 bzw. 3 sowie die Trägerplatten 6 und 7 sind bspw. an den vier Gehäuseecken durch die Verschraubungen 17 verbunden. Ebensogut könnten entsprechende Nieten verwendet werden.For guiding the Dehnschleife 16 of the folded flexible circuit board 1 in the closed housing, the profile strips 2 and 3 at the end of its central beam are rounded as shown in FIG. 2 and FIG. 4 is apparent. The carrier plate 6 preferably has the cooling fins 15 on its outside. It is also possible to provide the outside of the carrier plate 7 with corresponding cooling fins. The male connectors 4 and 5 , the profiled bars 2 and 3 and the carrier plates 6 and 7 are connected, for example, at the four housing corners by the screw connections 17 . Corresponding rivets could also be used.

Die flexible Leiterplatte 1 bildet zwischen unterem und oberem Teil im Bereich ihrer Faltung eine stabilisierte w-förmige Dehnschleife 16 aus, die vom Mittelbalken 11 einer der beiden Profilleisten 2 bzw. 3 in ihrer Lage fixiert ist. Die stirnseitigen Teile der flexiblen Leiterplatte 1 setzt sich in s-förmigen Laschen zur elektrischen Verbindung mit den Messerleisten 4 bzw. 5 fort.The flexible printed circuit board 1 forms a stabilized w-shaped expansion loop 16 between the lower and upper part in the area of its folding, which is fixed in position by the central beam 11 of one of the two profile strips 2 or 3 . The end parts of the flexible circuit board 1 continue in s-shaped tabs for electrical connection to the male connectors 4 and 5 respectively.

Entsprechend den Aussparungen 13 in den Trägerplatten 6 bzw 7 sind in der flexiblen Leiterplatte 1 an ihren Rändern die Löcher 12 vorgesehen, in die zur Überschnappung die Schnappnasen 10 eingreifen können.Corresponding to the cutouts 13 in the carrier plates 6 and 7, the holes 12 are provided in the flexible printed circuit board 1 at their edges, into which the snap lugs 10 can engage in order to snap over.

Vorzugsweise kann aus Gründen der Zuverlässigkeit die flexible Leiterplatte 1 mit ihrem Oberteil mit der Innenseite der zweiten oder oberen Trägerplatte 7 und der untere Teil der flexiblen Leiterplatte 1 mit der Innenseite der zweiten oder unteren Trägerplatte 6 verklebt sein.For reasons of reliability, the flexible circuit board 1 can preferably be glued with its upper part to the inside of the second or upper carrier plate 7 and the lower part of the flexible circuit board 1 to the inside of the second or lower carrier plate 6 .

Die Fig. 3 zeigt das Gehäuse im Längsschnitt, wobei deutlich die s-förmigen Laschen 14 zu sehen sind. FIG. 3 shows the casing in longitudinal section, clearly shows the s-shaped tabs 14 are visible.

Mit dem Bezugszeichen 18 in den Fig. 2 und 3 sind die Elektronikbausteine gekennzeichnet.The electronic components are identified by the reference symbol 18 in FIGS. 2 and 3.

Claims (12)

1. Gehäuse für den Einbau in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme einer flexiblen, mit Elektronikbausteinen (18) bestückten Leiterplatte (1) und gebildet aus Rahmenteilen (2, 3, 4, 5) sowie einer ersten unteren und zweiten oberen Trägerplatte (6, 7) für die flexible Leiterplatte (1), wobei die Rahmenteile (2, 3, 4, 5) aus Profilleisten (2, 3) und aus Messerleisten (4, 5) bestehen, und wobei die erste und zweite Trägerplatte (6, 7) aus jeweils einer metallischen Platte besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilleisten (2, 3) ein T-Profil aufweisen und am Ende ihres Mittelbalkens (11) abgerundet sind, daß die flexible Leiterplatte (1) zwischen unterem und oberem Bereich eine Faltung in Form einer w-förmigen Dehnschleife (16) ausbildet, die vom Mittelbalken (11) einer der beiden Profilleisten (2, 3) in ihrer Lage fixiert ist.1. Housing for installation in motor vehicles for receiving a flexible, with electronic components ( 18 ) populated circuit board ( 1 ) and formed from frame parts ( 2 , 3 , 4 , 5 ) and a first lower and second upper carrier plate ( 6 , 7 ) for the flexible printed circuit board ( 1 ), the frame parts ( 2 , 3 , 4 , 5 ) consisting of profiled strips ( 2 , 3 ) and knife strips ( 4 , 5 ), and the first and second carrier plates ( 6 , 7 ) each consisting of is a metallic plate, characterized in that the profile strips ( 2 , 3 ) have a T-profile and at the end of their central beam ( 11 ) are rounded that the flexible circuit board ( 1 ) between the lower and upper area a fold in the form of a w -shaped expansion loop ( 16 ), which is fixed in position by the central beam ( 11 ) of one of the two profile strips ( 2 , 3 ). 2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilleisten (2, 3) in ihren inneren Randbereichen Nuten (8, 9) tragen zur Verbindung mit den Trägerplatten (6, 7) mit zu den Nuten (8, 9) passend ausgebildeten Rändern.2. Housing according to claim 1, characterized in that the profiled strips ( 2 , 3 ) in their inner edge regions carry grooves ( 8 , 9 ) for connection to the carrier plates ( 6 , 7 ) with the grooves ( 8 , 9 ) designed to match Edges. 3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilleisten (2, 3) in ihren Randbereichen Schnappnasen (10) tragen.3. Housing according to claim 1 or 2, characterized in that the profiled strips ( 2 , 3 ) carry snap lugs ( 10 ) in their edge regions. 4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappnasen (10) einander paarweise gegenüber stehen. 4. Housing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the snap lugs ( 10 ) face each other in pairs. 5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder/und zweite Trägerplatte (6, 7) an den Außenseiten Kühlrippen (15) aufweisen.5. Housing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first and / or second carrier plate ( 6 , 7 ) have cooling fins ( 15 ) on the outer sides. 6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilleisten (2, 3), die erste und die zweite Trägerplatte (6, 7) aus Aluminium bestehen.6. Housing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the profile strips ( 2 , 3 ), the first and the second carrier plate ( 6 , 7 ) consist of aluminum. 7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerleisten (4, 5), Profilleisten (2, 3) und Trägerplatten (6, 7) an den vier Gehäuseecken durch Schrauben oder Nieten (17) verbunden sind.7. Housing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the male connectors ( 4 , 5 ), profile strips ( 2 , 3 ) and carrier plates ( 6 , 7 ) are connected to the four housing corners by screws or rivets ( 17 ). 8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die stirnseitigen Teile der flexiblen Leiterplatte (1) in s-förmigen Laschen zur elektrischen Verbindung mit den Messerleisten (4, 5) fortsetzt.8. Housing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the end parts of the flexible printed circuit board ( 1 ) in S-shaped tabs for electrical connection with the male connectors ( 4 , 5 ) continues. 9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (1) an ihren Rändern Löcher (12) zu ihrer Überschnappung hat.9. Housing according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flexible circuit board ( 1 ) at its edges has holes ( 12 ) for their snap-over. 10. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappnasen (10) in Aussparungen (13) der ersten und zweiten Trägerplatte (6, 7) einschnappen.10. Housing according to one of claims 1 to 9, characterized in that the snap lugs ( 10 ) snap into recesses ( 13 ) of the first and second carrier plates ( 6 , 7 ). 11. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12) zur Überschnappung der flexiblen Leiterplatte (1) einander paarweise gegenüberstehen.11. Housing according to one of claims 1 to 10, characterized in that the holes ( 12 ) for snapping the flexible circuit board ( 1 ) face each other in pairs. 12. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil der flexiblen Leiterplatte (1) mit der Innenseite der zweiten Trägerplatte (7) und der untere Teil mit der Innenseite der ersten Trägerplatte (6) verklebt ist.12. Housing according to one of claims 1 to 11, characterized in that the upper part of the flexible printed circuit board ( 1 ) with the inside of the second carrier plate ( 7 ) and the lower part with the inside of the first carrier plate ( 6 ) is glued.
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