DE102009054906A1

DE102009054906A1 - Elektrisches Gerät oder Platine

Info

Publication number: DE102009054906A1
Application number: DE200910054906
Authority: DE
Inventors: Ralf 65835 Jaklin; Jörg 65779 Dammköhler
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-06-22

Abstract

Elektrisches Gerät, welches eine Platine (1) umfasst, oder Platine (1), wobei diese Platine mehrere Segmente (2, 6, 7) aufweist, die zueinander unterschiedlich ausgerichtet sind und/oder die nicht parallel zu einander ausgerichtet sind, wobei die Platine (1) eine Abschirmungsschicht (3) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät oder eine Platine gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie die Verwendung des Geräts oder der Platine in Kraftfahrzeugen.
Es sind faltbare Platinen mit mehreren zueinander unterschiedlich angeordneten Segmenten bekannt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein elektrisches Gerät oder eine Platine vorzuschlagen, welche verbesserte elektromagnetische Eigenschaften aufweist und insbesondere relativ kostengünstig und kompakt ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das elektrische Gerät oder die Platine gemäß Anspruch 1.
Unter der zueinander unterschiedlichen Ausrichtung der Segmente der Platine wird bevorzugt verstanden, dass die Platine bezogen auf ihre Segmente gefaltet ausgebildet ist.
Die Segmente der Platine sind vorzugsweise durch Biegezonen miteinander verbunden, in welchen die Platine bezogen auf wenigstens zwei benachbarte Segmente ihre Ausrichtung ändert bzw. in welchen die Platine umgeformt ist, wobei die Abschirmungsschicht auch in diesen Biegezonen ausgebildet ist.
Die Abschirmungsschicht ist vorzugsweise als Abschirmungsfläche aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere Kupfer ausgebildet und besonders bevorzugt als Schicht bezogen auf die im Wesentlichen gesamte Fläche der Platine ausgebildet.
Die Abschirmungsschicht ist zweckmäßigerweise mit einem elektrischen Masseanschluss verbunden.
Es ist bevorzugt, dass die Abschirmungsschicht im Wesentlichen als geschlossene Schicht ausgebildet ist und insbesondere lediglich Ausnehmungen für Durchkontaktierungen aufweist.
Alternativ vorzugsweise ist die Abschirmungsschicht gelocht ausgebildet.
Die Biegezonen weisen bevorzugt jeweils eine Ausnehmung auf, an welcher die Platine umgebogen ist. Diese Ausnehmung ist insbesondere als z-Fräsung ausgebildet und ganz besonders bevorzugt mit einer Frästiefe von weniger als 0,2 mm ausgebildet.
Die Segmente der Platine sind bevorzugt jeweils im Wesentlichen rechteckig ausgebildet.
Zumindest eines der Segmente der Platine ist vorzugsweise beidseitig bestückt.
Die Platine ist bevorzugt zumindest teilsweise so ausgebildet, insbesondere in wenigstens einem Segment, dass die Leiterbahnen der Platine elektrische Ströme von mehr als 50 A aufnehmen können bzw. dass die Leiterbahnen für elektrische Ströme von mehr als 50 A, besonders bevorzugt von mehr als 100 A, ausgelegt sind.
Es ist bevorzugt, dass die Platine wenigstens ein Leistungs-Segment aufweist, welches so ausgebildet ist, dass dessen Leiterbahnen elektrische Ströme von mehr als 50 A, insbesondere mehr als 100 A, aufnehmen können und welches mindestens mit einem elektrischen oder elektronischen Leistungsbauelement bestückt ist und dass die Platine zusätzlich wenigstens ein Kleinsignal-Segment aufweist, das mit zumindest einer elektronischen Signalverarbeitungsschaltung bestückt ist.
Die Platine ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie ein zumindest drei- oder vierseitiges Schirmgehäuse ausbildet, in dessen innerem Bereich zumindest ein elektronisches oder elektrisches Bauelement angeordnet ist, welches beispielsweise besonders empfindlich gegenüber elektromagnetischer Einstrahlung ist oder dessen elektromagnetische Abstrahlung abgeschirmt werden soll und welches durch dieses aus der Platine selbst gebildete Schirmgehäuse elektromagnetisch wenigstens teilweise abgeschirmt wird.
Es ist zweckmäßig, dass die Platine so ausgebildet ist, dass sie ein im Wesentlichen geschlossenes Schirmgehäuse bildet, welches zumindest sechs Segmente umfasst. Dieses Schirmgehäuse ist insbesondere im Wesentlichen elektromagnetisch hermetisch abschirmend hinsichtlich seines Innenraums.
Es ist bevorzugt, dass das elektrische Gerät wenigstens einen Elektromotor und zusätzliche Leistungselektronik zur Ansteuerung dieses Elektromotors umfasst, wobei diese Leistungselektronik auf zumindest einem Segment der Platine angeordnet ist.
Die Platine ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie mit einem Kühlkörper thermisch leitend verbindbar ist, wobei der Kühlkörper insbesondere mit der Platine verschraubt ist.
Zweckmäßigerweise ist der Kühlkörper Leistungsbauelementen und/oder der Leistungselektronik zur Ansteuerung des Elektromotors zugeordnet und entsprechend thermisch gekoppelt.
Es ist bevorzugt, dass das elektrische Gerät so ausgebildet ist, dass die Platine als Schirmgehäuse ausgebildet ist, wobei im Innenraum des Schirmgehäuses ein oder mehrere Leistungsbauelemente, insbesondere auf wenigstens einem Segment der Platine, angeordnet sind, deren elektromagnetische Abstrahlung durch die als Schirmgehäuse gefaltete Platine zumindest teilweise abgeschirmt wird und wobei auf wenigstens einer Außenfläche zumindest eines Segments des Schirmgehäuses ein oder mehrere elektronische Bauelemente angeordnet sich, welche relativ bzw. überdurchschnittlich empfindlich gegenüber elektromagnetischer Einstrahlung sind und die so insbesondere vor der elektromagnetischen Abstrahlung der im Innenraum angeordneten Leitungsbauelemente geschützt werden.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Verwendung der elektrischen Geräts oder der Platine in Kraftfahrzeugen, insbesondere in einem aktiven Lenkungssystem.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
Es zeigen in schematischer Darstellung
1 ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts mit einer ein Schirmgehäuse bildenden Platine, einem Elektromotor sowie Leistungselektronik zur Ansteuerung des Elektromotors,
2 eine beispielhafte, bestückte, gefaltete Platine,
3 eine beispielhafte Platine mit drei Segmenten, die noch plan ausgebildet ist, wobei die Abschirmungsschicht der Platine veranschaulicht ist,
4 unterschiedliche beispielgemäße Schichten der Platine, und
5 ein Ausführungsbeispiel einer Platine, welche ein sechsseitiges, im Wesentlichen hermetisch abschirmendes Schirmgehäuse bildet.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts, umfassend gefaltete Platine 1, welche ein vierseitiges Schirmgehäuse bildet, das aus Gründen der Veranschaulichung allerdings aufgeschnitten dargestellt ist. Dabei weist Platine 1 ein Leistungs-Segment 6 auf, auf dem die teilweise durch den Kühlkörper 12 verdeckte und mit diesem thermisch gekoppelte Leistungselektronik 11 zur Ansteuerung des Elektromotors 10 beidseitig angeordnet ist. Die anderen Segmente 2 dienen beispielgemäß zur Abschirmung der innen angeordneten Leistungselektronik nach außen und sind zusätzlich mit elektronischen Signalverarbeitungsbauelementen bestückt.
In 2 ist eine beispielhafte, als Schirmgehäuse gefaltete Platine 1 abgebildet. Diese weist vier Segmente 2 auf, bildet also ein vierseitiges Schirmgehäuse, wobei die Stirnseite zur besseren Veranschaulichung aufgeschnitten dargestellt ist.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Platine 1 mit drei Segmenten, wobei diese Platine noch ungefaltet ist, aber zur Faltung vorgesehen ist. Platine 1 weist ein Leistungs-Segment 6 mit elektronischen Leistungsbauelemente 8 bestückt auf und mit entsprechend stärker ausgelegten Leiterbahnen sowie zwei Kleinsignal-Segmente 7 mit Signalverarbeitungsschaltungen 9 bestückt und mit entsprechend relativ schwach dimensionierten Leiterbahnen. Im Bereich B ist die Platine in einer der Biegezonen 4 aufgeschnitten, wobei die zur Veranschaulichung gelocht dargestellte Abschirmungsschicht 3, beispielgemäß aus Kupfer ausgebildet, sichtbar ist. Außerdem sind Leiterbahnen 5 der darunter liegenden Schicht der Platine erkennbar. Der Bereich B der Platine ist zusätzlich in vergrößerter Darstellung noch einmal in 4 abgebildet. Abschirmungsschicht 3 ist beispielgemäß mit einem elektrischen Masseanschluss verbunden.
5a) zeigt eine beispielhafte, gefaltete Platine 1, welche als sechsseitiges, im Wesentlichen hermetisch schirmend ausgelegtes Schirmgehäuse ausgebildet ist. Platine 1 umfasst Leistungs-Segment 6, welches außen mit Leistungsbauelementen 8 bestückt ist, sowie Kleinsignal-Segment 7, welches mit Signalverarbeitungsschaltungen 9 bestückt ist. Im Bereich C sieht man den Kantenbereich einer der Biegezonen 4, wobei auch dieser Bereich nicht direkt sichtbare Abschirmungsschicht 3 umfasst. Bereich C ist in Fig. b) zusätzlich noch einmal vergrößert dargestellt.

Claims

Elektrisches Gerät, welches eine Platine (1) umfasst, oder Platine (1), wobei diese Platine mehrere Segmente (2, 6, 7) aufweist, die zueinander unterschiedlich ausgerichtet sind und/oder die nicht parallel zu einander ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (1) eine Abschirmungsschicht (3) aufweist.
Elektrisches Gerät oder Platine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (2, 6, 7) der Platine (1) durch Biegezonen (4) miteinander verbunden sind, in welchen die Platine bezogen auf wenigstens zwei benachbarte Segmente ihre Ausrichtung ändert und/oder umgebogen ist, wobei die Abschirmungsschicht (3) auch in diesen Biegezonen (4) ausgebildet ist und/oder mit umgebogen ist.
Elektrisches Gerät oder Platine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (1) zumindest teilweise, insbesondere in wenigstens einem Segment (2, 6), so ausgebildet ist, dass die Leiterbahnen (5) der Platine elektrische Ströme von mehr als 50 A aufnehmen können.
Elektrisches Gerät oder Platine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (1) wenigstens ein Leistungs-Segment (6) aufweist, welches so ausgebildet ist, dass dessen Leiterbahnen (5) elektrische Ströme von mehr als 50 A aufnehmen können und welches mindestens mit einem elektrischen oder elektronischen Leistungsbauelement (8) bestückt ist und dass die Platine (1) zusätzlich wenigstens ein Kleinsignal-Segment (7) aufweist, das mit zumindest einer elektronischen Signalverarbeitungsschaltung (9) bestückt ist.
Elektrisches Gerät oder Platine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (1) so ausgebildet ist, dass sie ein zumindest vierseitiges Schirmgehäuse ausbildet, in dessen innerem Bereich zumindest ein elektronisches oder elektrisches Bauelement angeordnet ist, welches durch dieses aus der Platine (1) selbst gebildete Schirmgehäuse elektromagnetische wenigstens teilweise abgeschirmt wird.
Elektrisches Gerät oder Platine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (1) so ausgebildet ist, dass sie ein im Wesentlichen geschlossenes Schirmgehäuse bildet, welches zumindest sechs Segmente (2, 6, 7) umfasst.
Elektrisches Gerät oder Platine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Schirmgehäuse elektromagnetisch im Wesentlichen hermetisch abschirmend hinsichtlich seines Innenraums ausgebildet ist.
Elektrisches Gerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Gerät wenigstens einen Elektromotor (10) und zusätzliche Leistungselektronik (11) zur Ansteuerung dieses Elektromotors (10) umfasst, wobei diese Leistungselektronik (11) auf zumindest einem Segment (2, 6) der Platine angeordnet ist.
Verwendung des elektrischen Geräts oder der Platine, gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, in Kraftfahrzeugen, insbesondere in einem aktiven Lenkungssystem.