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DE102008053182B4 - Device with an electronic assembly with thermal fuse - Google Patents

Device with an electronic assembly with thermal fuse Download PDF

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Abstract

Vorrichtung aufweisend – eine elektronische Baugruppe mit einer Leiterplatte (1), die mit wenigstens einem elektronischen Bauelement (14) bestückt ist und eine Thermosicherung (2) aufweist, und – einen Gegenstand (8), der mit der elektronischen Baugruppe zusammenfügbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermosicherung (2) einen Abschnitt (3, 4) umfasst, wobei der Abschnitt (3, 4) mit einer Kontur am Gegenstand (8) derart zusammenwirkt, dass der Abschnitt (4) während der Fügebewegung der Leiterplatte (1) mit dem Gegenstand (8) auf einer Oberfläche der Kontur (9) gleitet und dabei mechanisch vorgespannt wird.Device comprising - an electronic assembly with a printed circuit board (1) which is equipped with at least one electronic component (14) and a thermal fuse (2), and - an object (8) which is joined to the electronic assembly, characterized in that the thermal fuse (2) comprises a section (3, 4), wherein the section (3, 4) interacts with a contour on the object (8) such that the section (4) engages with the circuit board (1) during the joining movement the article (8) slides on a surface of the contour (9) and is thereby mechanically biased.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer elektronischen Baugruppe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device with an electronic assembly according to the preamble of patent claim 1.

Elektronische Baugruppen im Bereich der Fahrzeugelektronik enthalten vielfach Leistungsbauelemente, die einen sehr hohen Strom führen können. Bei einem Defekt der Leistungsbauelemente kann es dazu kommen, dass die Baugruppe überhitzt und im schlimmsten Fall zerstört wird. Bekannte elektronische Baugruppen werden daher mit Thermosicherungen ausgestattet, die den Stromkreis bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur unterbrechen.Electronic assemblies in the field of vehicle electronics often contain power components that can carry a very high current. In case of a defect of the power components, it may happen that the assembly is overheated and destroyed in the worst case. Known electronic assemblies are therefore equipped with thermal fuses that interrupt the circuit when a predetermined limit temperature is exceeded.

Eine solche Thermosicherung ist beispielsweise aus der WO/2006/102876 bekannt. Darin wird eine Sicherung beschrieben, die einen federbelasteten Kontaktbügel umfasst, der mittels Lot auf einer Leiterplatte befestigt ist. Wenn die Temperatur so weit ansteigt, dass das Lot schmilzt, löst sich der Kontaktbügel von der Leiterplatte und unterbricht den Stromkreis. Die am Stromkreis angeschlossene elektrische Last wird dadurch stromlos geschaltet. Dieser Mechanismus ist jedoch relativ aufwändig, da ein Federelement verwendet wird, um den Kontaktbügel vorzuspannen.Such a thermal fuse is for example from the WO / 2006/102876 known. Therein a fuse is described which comprises a spring-loaded contact clip, which is fixed by means of solder on a printed circuit board. When the temperature rises to the point where the solder melts, the contact clip releases from the circuit board and interrupts the circuit. The electrical load connected to the circuit is thereby de-energized. However, this mechanism is relatively expensive because a spring element is used to bias the contact clip.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine eine Vorrichtung mit einer elektronischen Baugruppe mit einer Thermosicherung zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist und insbesondere ohne zusätzliche Bauteile, wie z. B. eine Feder auskommt.It is therefore an object of the present invention to provide a device with an electronic assembly with a thermal fuse, which is simpler in construction and in particular without additional components such. B. manages a spring.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in dem Vorschlag eine Leiterplatte mit einer Thermosicherung so auszustatten, dass sie während einer Fügebewegung, bei der die Leiterplatte und das Gehäuse oder ein Gehäusedeckel zusammengefügt werden, mechanisch vorgespannt wird. Die Thermosicherung wird also durch die Fügebewegung vorgespannt. Andere, gesonderte, Mittel oder Prozesse zum Vorspannen, wie z. B. eine Feder, sind nicht mehr erforderlich. Der Fertigungs- und Montageaufwand ist somit erheblich reduziert.An essential aspect of the invention is the proposal to equip a printed circuit board with a thermal fuse so that it is mechanically biased during a joining movement, in which the circuit board and the housing or a housing cover are joined together. The thermal fuse is thus biased by the joining movement. Others, separate, means or processes for tempering, such as. As a spring are no longer required. The production and assembly costs are thus considerably reduced.

Die Thermosicherung umfasst zu diesem Zweck bevorzugt einen Vorspann-Abschnitt.The thermal fuse preferably includes a bias section for this purpose.

Der Vorspann-Abschnitt umfasst vorzugsweise einen Hebelarm, der, beim Zusammenfügen von Leiterplatte und Gehäuse oder Gehäusedeckel, mechanisch ausgelenkt wird.The biasing portion preferably includes a lever arm that is mechanically deflected upon assembly of the circuit board and housing or housing cover.

Darüber hinaus kann die Thermosicherung bei einem Montageprozess vorgespannt werden, wenn die elektronische Baugruppe z. B. auf eine andere Baugruppe aufgesetzt wird.In addition, the thermal fuse can be biased in an assembly process when the electronic assembly z. B. is placed on another assembly.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Thermosicherung einen Kippbereich, um den sie kippt, wenn die Grenztemperatur überschritten wird. Der Kippbereich ist vorzugsweise zwischen dem Vorspann-Abschnitt und der Kontaktfläche der Thermosicherung angeordnet. Der Kippbereich stützt sich vorzugsweise auf der Oberfläche der Leiterplatte ab.According to a special embodiment of the invention, the thermal fuse comprises a tilting area, around which it tilts when the limit temperature is exceeded. The tilting region is preferably arranged between the biasing section and the contact surface of the thermal fuse. The tilting area is preferably supported on the surface of the printed circuit board.

Der Vorspann-Abschnitt der Thermosicherung ist vorzugsweise flexibel gebildet. Wahlweise könnte aber auch der korrespondierende Abschnitt des Gegenstands flexibel ausgebildet sein.The biasing portion of the thermal fuse is preferably formed flexible. Alternatively, however, the corresponding section of the article could also be flexible.

Die Thermosicherung hat vorzugsweise einen flächigen Kontaktbereich, der stoffschlüssig unter Verwendung von einem Haftmittel mit der Oberfläche der Leiterplatte verbunden ist. Sobald die Grenztemperatur überschritten wird, löst sich der Kontaktbereich von der Leiterplatte, und unterbricht den Stromkreis.The thermal fuse preferably has a flat contact region, which is materially connected using an adhesive to the surface of the circuit board. As soon as the limit temperature is exceeded, the contact area releases from the circuit board and interrupts the circuit.

Als Haftmittel wird vorzugsweise herkömmliches Lot verwendet. Wenn der Kontaktbereich der Thermosicherung direkt mit der Leiterplatte verbunden ist, muss das Haftmittel elektrisch leitfähig sein.The adhesive used is preferably conventional solder. If the contact area of the thermal fuse is directly connected to the PCB, the adhesive must be electrically conductive.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer Leiterplatte mit einer Thermosicherung; 1 a perspective view of a printed circuit board with a thermal fuse;

2 eine Seitenansicht der Leiterplatte von 1 vor dem Zusammenfügen mit einem Gehäuse; 2 a side view of the circuit board of 1 before mating with a housing;

3 eine Seitenansicht der Leiterplatte von 1, wobei sich die Thermosicherung in einem gespannten Zustand befindet; und 3 a side view of the circuit board of 1 with the thermal fuse in a tensioned condition; and

4 eine Seitenansicht der Leiterplatte von 1, wobei sich die Thermosicherung im ausgelösten Zustand befindet. 4 a side view of the circuit board of 1 , with the thermal fuse in the tripped state.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Baugruppe mit einer Leiterplatte 1, die mehrere Leiterbahnen 15 aufweist und mit mehreren elektronischen Bauelementen 14, wie z. B. SMD-Bauelementen, bestückt ist. 1 shows a perspective view of an electronic assembly with a circuit board 1 that have multiple tracks 15 has and with several electronic components 14 , such as B. SMD components, is equipped.

Um die Baugruppe vor thermischer Überhitzung zu schützen, ist eine Thermosicherung 2 vorgesehen, die einen Stromkreis unterbricht, sobald die Schmelztemperatur des Lotes 7 überschritten wird. Die Thermosicherung 2 ist aus einem Metallblech gefertigt und umfasst einen flächigen Kontaktbereich 6, der mittels Lot 7 auf der Oberfläche der Leiterplatte befestigt ist. Im dargestellten Zustand verbindet der Kontaktbereich 6 zwei voneinander isolierte Leiterbahnen 15. Wenn die Temperatur so weit ansteigt, dass das Lot 7 schmilzt, löst sich der Kontaktbereich 6 von der Leiterplatte 1 und unterbricht den elektrischen Stromkreis.To protect the assembly against thermal overheating is a thermal fuse 2 provided that interrupts a circuit as soon as the melting temperature of the solder 7 is exceeded. The thermal fuse 2 is made of sheet metal and includes a flat contact area 6 that by means of solder 7 is attached to the surface of the circuit board. In the illustrated state, the contact area connects 6 two interconnects insulated from each other 15 , When the temperature rises so high that the solder 7 melts, dissolves the contact area 6 from the circuit board 1 and interrupts the electrical circuit.

Die Thermosicherung 2 umfasst einen an den Kontaktbereich 6 anschließenden Fußabschnitt 5, einen Kippbereich 11 und einen Hebelarm 3, der mit einem anderen Gegenstand, wie z. B. dem Gehäuse 8 eines Steuergeräts (siehe 2) zusammenwirkt. Die Thermosicherung 2 wird während einer Fügebewegung, bei der die Leiterplatte 1 und das Gehäuse 8 zusammengefügt werden, mechanisch vorgespannt. Dabei wird in die Thermosicherung 2 eine Kraft eingeleitet, die den Kontaktbereich 6 von der Leiterplatte 1 weg zieht. Dieser Prozess wird im Folgenden anhand der 2 bis 4 näher erläutert.The thermal fuse 2 includes one to the contact area 6 subsequent foot section 5 , a tilting area 11 and a lever arm 3 which is associated with another object, such as B. the housing 8th of a control unit (see 2 ) cooperates. The thermal fuse 2 is during a joining movement in which the circuit board 1 and the case 8th be joined together, mechanically biased. It is in the thermal fuse 2 initiated a force affecting the contact area 6 from the circuit board 1 pull away. This process is described below on the basis of 2 to 4 explained in more detail.

2 zeigt eine Seitenansicht der Leiterplatte von 1 in einem Zustand, in dem sich das Gehäuse 8 noch im Abstand zur Thermosicherung 2 befindet. Das Gehäuse 8 umfasst hier eine Kontur 9, die einen am Ende des Hebelarms 3 befindlichen Abschnitt 4 betätigt. Während der Fügebewegung, die hier durch einen Pfeil A gekennzeichnet ist, gleitet der Gleitabschnitt 4 auf der Oberfläche der Kontur 9 und wird dabei mechanisch vorgespannt. Die mit 10 gekennzeichneten elektrischen Kontakte laufen dabei in korrespondierende Öffnungen (nicht gezeigt) der Leiterplatte 1 und gehen eine elektrische und mechanische Verbindung mit der Leiterplatte 1 ein. 2 shows a side view of the circuit board of 1 in a state in which the case is 8th still at a distance to the thermal fuse 2 located. The housing 8th here includes a contour 9 one at the end of the lever arm 3 located section 4 actuated. During the joining movement, which is here indicated by an arrow A, the sliding section slides 4 on the surface of the contour 9 and is thereby mechanically biased. With 10 characterized electrical contacts run in corresponding openings (not shown) of the circuit board 1 and go an electrical and mechanical connection with the circuit board 1 one.

3 zeigt den finalen Zustand, in dem die Thermosicherung 2 vorgespannt ist. Wenn die Temperatur über die Schmelztemperatur des Lotes 7 steigt, löst sich der Kontaktbereich 6 von der Leiterplatte 1 und unterbricht den Stromkreis. Die Thermosicherung 2 kippt dabei um ihren Kippbereich 11 in die ausgelöste Position. 3 shows the final state in which the thermal fuse 2 is biased. When the temperature is above the melting temperature of the solder 7 rises, the contact area dissolves 6 from the circuit board 1 and interrupts the circuit. The thermal fuse 2 it tilts around its tilting area 11 in the triggered position.

4 zeigt die Thermosicherung 2 im ausgelösten Zustand. Wie zu erkennen ist, befinden sich die Kontaktflächen 6 im Abstand zur Leiterplatte 1. Der Fußbereich 5 der Thermosicherung 2 ist so ausgeführt, dass er ein Kippen der Thermosicherung 2 zulässt. Die beiden Füße 12 der Thermosicherung 2, die in entsprechende Öffnungen der Leiterplatte hinein ragen, haben zu diesem Zweck ausreichend Spiel. 4 shows the thermal fuse 2 in the triggered state. As can be seen, the contact surfaces are located 6 at a distance to the PCB 1 , The foot area 5 the thermal fuse 2 is designed so that it tipping the thermal fuse 2 allows. The two feet 12 the thermal fuse 2 , which protrude into corresponding openings in the circuit board, have sufficient clearance for this purpose.

Das Spannen der Thermosicherung 2 kann alternativ auch durch Aufdrücken eines Deckels oder bei einem Vorgang erfolgen, bei dem die elektronische Baugruppe auf eine andere Baugruppe gedrückt wird. In jedem Fall sind außer der Fügebewegung keine weiteren Zusatzschritte erforderlich, um die Thermosicherung zu spannen.Clamping the thermal fuse 2 Alternatively, it can be done by pressing a lid or in a process in which the electronic module is pressed onto another module. In any case, apart from the joining movement, no further additional steps are required to clamp the thermal fuse.

Claims (11)

Vorrichtung aufweisend – eine elektronische Baugruppe mit einer Leiterplatte (1), die mit wenigstens einem elektronischen Bauelement (14) bestückt ist und eine Thermosicherung (2) aufweist, und – einen Gegenstand (8), der mit der elektronischen Baugruppe zusammenfügbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermosicherung (2) einen Abschnitt (3, 4) umfasst, wobei der Abschnitt (3, 4) mit einer Kontur am Gegenstand (8) derart zusammenwirkt, dass der Abschnitt (4) während der Fügebewegung der Leiterplatte (1) mit dem Gegenstand (8) auf einer Oberfläche der Kontur (9) gleitet und dabei mechanisch vorgespannt wird.Device comprising - an electronic assembly with a printed circuit board ( 1 ) provided with at least one electronic component ( 14 ) and a thermal fuse ( 2 ), and - an article ( 8th ), which is zusammenfügbar with the electronic module, characterized in that the thermal fuse ( 2 ) a section ( 3 . 4 ), the section ( 3 . 4 ) with a contour on the object ( 8th ) cooperates in such a way that the section ( 4 ) during the joining movement of the printed circuit board ( 1 ) with the object ( 8th ) on a surface of the contour ( 9 ) slides and is thereby mechanically biased. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (3, 4) der Thermosicherung (2) als Hebelarm (3) ausgebildet ist, der beim Zusammenfügen von Leiterplatte (1) und Gegenstand (8) gespannt wird.Device according to claim 1, characterized in that the section ( 3 . 4 ) of the thermal fuse ( 2 ) as a lever arm ( 3 ) is formed, which in the assembly of printed circuit board ( 1 ) and subject ( 8th ) is stretched. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermosicherung (2) einen Kippbereich (11) aufweist, um den die Thermosicherung (2) kippt, wenn sie auslöst.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the thermal fuse ( 2 ) a tilting area ( 11 ) to which the thermal fuse ( 2 ) tilts when it triggers. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippbereich (11) zwischen dem Abschnitt (3, 4) und einer Kontaktfläche (6) angeordnet ist.Device according to claim 3, characterized in that the tilting area ( 11 ) between the section ( 3 . 4 ) and a contact surface ( 6 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Kippbereich (11) so ausgebildet ist, dass er sich auf der Oberfläche der Leiterplatte (1) abstützt.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that tilting area ( 11 ) is formed so that it is on the surface of the circuit board ( 1 ) is supported. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (3, 4) flexibel gebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the section ( 3 . 4 ) is formed flexible. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Thermosicherung (2) eine Kontaktfläche (6) aufweist, die mittels Haftmittel (7) an der Leiterplatte (1) befestigt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal fuse ( 2 ) a contact surface ( 6 ), which by means of adhesive ( 7 ) on the printed circuit board ( 1 ) is attached. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel (7) ein Lot ist. Device according to claim 7, characterized in that the adhesive ( 7 ) is a lot. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel (7) elektrisch leitfähig ist.Device according to claim 7, characterized in that the adhesive ( 7 ) is electrically conductive. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, die Thermosicherung (2) eine Kontaktfläche (6) aufweist, die an einem Bauelement (14) befestigt ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the thermal fuse ( 2 ) a contact surface ( 6 ), which on a component ( 14 ) is attached. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (8) ein Gehäuseteil eines Steuergerätes ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the object ( 8th ) is a housing part of a control unit.
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