DE4035526A1 - Elektrisches geraet, insbesondere schalt- und steuergeraet fuer kraftfahrzeuge, und verfahren zur herstellung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Gerät nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen bekannten Geräten sind stark er­ wärmende Leistungsbauelemente auf Kühlelementen untergebracht, die auf oder an der Leiterplatte oder dem Gehäuse befestigt sind. Diese Kühlelemente bestehen aus speziellen Kühlprofilen, durch die die Leistungsbauelemente mit Abstand zur Leiterplatte bzw. von diesem abstehend angeordnet sind. Derartige Kühlelemente haben den Nach­ teil, daß sie aus kompliziert aufgebauten Profilen bestehen und die Bestückung nur schwer automatisiert werden kann. Darüberhinaus schränkt diese Anordnung der Leistungsbauelemente die vorhandene Leiterplattenfläche stark ein. Durch die Gestaltung der Kühlelemente und die Anbringung der Leistungsbauelemente müssen solche Geräte groß dimensioniert werden und nehmen erheblichen Einbauraum in An­ spruch.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektrische Gerät mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Anordnung der Leistungsbauelemente eine besonders flache Bauform des elektrischen Gerätes möglich ist. Es sind keine zusätzlichen Mittel notwendig, um die Leiterplatte mit den Leistungsbauelementen zu ver­ binden. Die Trägerplatten der Folie sind gleichzeitig die Außenwand, wodurch eine sehr gute Kühlung möglich ist. Ferner werden auch die notwendigen mechanischen Bauteile reduziert. Aufgrund der guten Wär­ meableitung kann auch eine größere Anzahl von Leistungsbauelementen auf der Leiterplatte aufgebracht werden. Zusätzlich ist durch die gute Wärmeabfuhr eine höhere Umgebungstemperatur möglich, wie sie zum Beispiel im Motorraum eines Kraftfahrzeugs herrscht. Das Gehäuse kann mit einer geringen Anzahl von Fertigungsschritten automatisch bestückt und verlötet werden. Die Messerleisten zur Befestigung der Steckerleiste können geteilt und in verschiedener Anzahl ausgebildet werden. Sie haben zugleich eine Doppelfunktion und dienen als Trenn­ teil zwischen den beiden Leiterplattenflächen und als Kontaktstück für die Steckerleisten. In besonders einfacher Weise kann das elek­ trische Gerät in geschlossener, dichter und in undichter Weise aus­ gebildet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Sensors möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung des elektrischen Ge­ rätes in aufgeklapptem Zustand, die Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Gerätes in zusammengeklapptem Zustand, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein zusammengeklapptes Gerät mit mehreren Stecker­ leisten und Fig. 4 eine Draufsicht nach Richtung III nach Fig. 3.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 und 11 eine erste und eine zweite rechteckige Platte aus gut wärmeleitendem Material, zum Beispiel Aluminium be­ zeichnet, auf deren einen Seite eine Leiterfolie 13 unter Druck auf­ laminiert ist. Unter laminieren versteht man das Aufbringen einer Folie, hier der Leiterfolie 13 auf einen metallischen Grundkörper mittels Kleber unter Druck (ca. 1,4-2,8 MPa) und Wärme (ca. 180°-200°). Die Platten 10, 11 sind Teil eines elektrischen Geräts 12, insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge, und dienen als Außenwände des Gehäuses. Die Fläche der Leiterfolie 13 ist kleiner als die der Platten 10 bzw. 11, so daß die Ränder insbesondere im Bereich der Längsseiten frei bleiben. Die Leiter­ folie 13 weist im Bereich der kürzeren Seiten jeder Platte 10, 11 jeweils einen Fortsatz 14 auf, der über die Platten 10 bzw. 11 hinaus ragt. An diese Fortsätze 14 sind mit Hilfe von Messern 15 jeweils eine Messerleiste 16 aus elektrisch leitendem Material be­ festigt. Dabei befindet sich die Messerleiste 16 auf der den Platten 10, 11 zugewandten Seite der Leiterfolie 13, so daß die Messer 15 durch die Folie 13 hindurchragen und auf dieser Seite mit einer Zinnfolie abgedeckt sind. Die Breite d der Messerleisten 16 ist so groß, daß im zusammengeklappten Zustand, wie er in der Fig. 2 dar­ gestellt ist, zwei Messerleisten 16 die Breite des Abstandes zweier Platten 10, 11 ergeben, was bedeutet, daß die Messerleisten 16 die Höhe des Gerätes bestimmen.

Auf der Leiterfolie 13 sind im Bereich der Platten 10, 11 die elek­ trischen Bauteile 17, von denen in der Fig. 1 bzw. 2 nur einige Teile dargestellt sind, einer elektronischen Schaltung aufgeklebt und sind anschließend durch einen Reflow-Lötprozeß elektrisch lei­ tend mit der Leitfolie 13 verbunden. Ferner befinden sich auf der Leiterfolie 13 Leistungsbauelemente 18. Bei den elektronischen Bau­ teilen 17 handelt es sich um SMD-Bauelemente (SMD = surface mounted device). Unter einem Reflow-Lötprozeß wird eine Verbindung mittels Aufschmelzen verstanden. Durch eine auf der Plattenoberseite aufge­ druckte Lot-Paste wird im Reflowofen eine Verbindung zwischen den SMD-Bauelementen und der Platte durch die aufgedruckte Lot-Paste hergestellt.

Aus der Fig. 3 und 4 sind die auf die zusammengeklappten Messer­ leisten 16 aufgesteckten Steckerleisten 20 mit den in mehreren Rei­ hen angeordneten Steckern 21 ersichtlich. Aus den Fig. 3 und 4 ist auch erkennbar, daß mehrere Messerleisten 16 auf einer Stirn­ seite des Geräts 12 angeordnet sein können. Die Anzahl der Stecker­ leisten 20 ist abhängig von den gewünschten elektrischen Verbin­ dungsmöglichkeiten. In der Fig. 2 ist das Gerät in offener, nicht abgedichteter Bauweise dargestellt, während es in den Fig. 3 und 4 mit einem abgedichteten, gegen Umwelteinflüsse geschützten Gehäuse ausgebildet ist. Hierzu sind auf den Längsseiten der beiden Platten 10, 11 zusätzlich Trennwände 22 eingezogen.

Besonders vorteilhaft und einfach ist das Herstellungsverfahren, da das Gerät 12 in einem nahezu automatischen Prozeß hergestellt werden kann. Hierzu liegen die beiden Platten 10 und 11 nebeneinander mit einem Abstand, der mindestens 2·d, das heißt der doppelten Breite der Messerleisten 16, beträgt. Anschließend wird die Leiter­ folie 13 auf die beiden Platten 10, 11 auflaminiert. Auch der Be­ reich zwischen den beiden Platten 10, 11 wird von dieser Leiterfolie 13 überdeckt. Anschließend werden in die Fortsätze 14 der Leiter­ folien 13 die Messerleisten 16 mit Hilfe der Messer 15 befestigt und mit der Zinnfolie abgedeckt. Die elektrischen Bauteile der elek­ tronischen Schaltung werden auf die Leiterfolie 12 aufgeklebt und durch das Reflow-Löten elektrisch leitend mit der Folie 13 verbun­ den. Im nächsten Arbeitsvorgang klappt man die Fortsätze 14 mit den Messerleisten 16 um ca. 90° nach oben, das heißt in Richtung der Folie 13. Die beiden Platten 10 und 11 werden nun aufgrund der zwi­ schen ihnen befindlichen, frei beweglichen Leiterfolie 13 aufeinan­ dergeklappt und die Messerleisten 16 aufeinandergestellt. Dadurch erhält man das Gerät 12, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Wer­ den nun die Steckerleisten 20 auf die Messerleisten 16 gesteckt, so sind die Platten 10 und 11 unbeweglich miteinander verbunden. Das Gerät 12 kann nun verwendet werden und in den Motorraum eines Kraft­ fahrzeugs eingebaut werden. Für die geschlossene Ausführungsform des Geräts 12 sind die Längsseiten mit den Trennwänden 22 abzuschließen.

Claims (6)

1. Elektrisches Gerät (12), insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge, mit einer die elektronische Schaltung tragenden Lei­ terplatte (13), einer mit Steckern (21) versehenen Anschlußleiste (20) und mindestens einem zu kühlenden Leistungsbauelement (18) ei­ ner elektronischen Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei­ terplatte als Leiterfolie (13) ausgebildet ist, die auf der Innen­ seite zweier gegenüberliegenden Platten (10, 11) aus gut wärmelei­ tendem Material aufgebracht ist und zugleich auch eine Zwischenwand zwischen den beiden Platten (10, 11) bildet, und daß an der Leiter­ folie (13) mit Hilfe von Messern (15) mindestens eine Messerleiste (16) aus elektrisch leitendem Material befestigt ist, an der die Anschlußleiste (20) angeordnet ist.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsbauelemente (18) flach auf der Leiterfolie (13) ange­ ordnet sind.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Messer (15) mit einer Zinn-Folie abgedeckt sind.

4. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Geräts (12), insbe­ sondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge, wobei auf zwei, ebenen Platten (10, 11) eine als Leiterplatte dienende Leiterfolie (13) unter Druck auflaminiert wird, auf die Leiterfolie die Lei­ stungsbauelemente (18) und die elektrischen Bauteile (17) aufgesetzt werden, in über die Platten (10, 11) hinausragenden Fortsätzen (14) der Leiterfolie (12) die Messer (15) mindestens einer aus elektrisch leitendem Material bestehenden Messerleiste (16) eingesetzt und mit einer Zinn-Folie abgedeckt werden und anschließend zur Herstellung der elektrischen Leitfähigkeit das Gerät (12) in einem Reflow-Löt­ prozeß gelötet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fort­ sätze (14) der Leiterfolie (13) um ca. 90° zur Leiterfolie (13) hin umgebogen werden und die beiden Platten (10, 11) so aufeinander ge­ legt werden, daß die Messerleisten (16) aufeinander aufliegen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Messerleisten (16) Anschlußleisten (20) angesteckt werden.