DE102020006984A1

DE102020006984A1 - Elektronisches Bauteil

Info

Publication number: DE102020006984A1
Application number: DE102020006984.3A
Authority: DE
Inventors: Daniel Klagges; Burkard Baglikow; Sven Ebschke; Eduard Schall; David Rittich; Sebastian Jaeger
Original assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2020-11-14
Filing date: 2020-11-14
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Beschrieben wird ein elektronisches Bauteil mit einer Halteplatte aus einem isolierenden Material, und mit mehreren Anschlussdrähten, die durch in die Halteplatte eingebrachte Ausnehmungen hindurchgeführt und in diesen Ausnehmungen fixiert sind, wobei mindestens eine der Ausnehmungen auf einem Abschnitt der Halteplatte angeordnet ist, der durch einen in die Halteplatte eingebrachten Einschnitt gegenüber den übrigen Teilen der Halteplatte flexibel ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil mit einer Halteplatte aus einem isolierenden Material, und mit mehreren Anschlussdrähten, die durch in die Halteplatte eingebrachte Ausnehmungen hindurchgeführt und in diesen Ausnehmungen fixiert sind.
Diverse elektronische Bauteile, insbesondere induktive Bauteile wie Spulen und Transformatoren weisen elektrische Anschlussdrähte ohne ein definiertes Rastermaß auf, die sich nur aufwändig mit einer Leiterplatte verbinden lassen. Um eine automatisierte Montage zu ermöglichen, werden die Anschlussdrähte zumeist an einer zweidimensionalen Halteplatte oder einem dreidimensionalen Halterahmen befestigt. Dadurch ergibt sich eine definierte Anschlussanordnung, die einfach in Lötausnehmungen einer Leiterplatte eingesetzt werden kann.
Nach dem Einlöten sind die Anschlüsse an der Halteplatte oder dem Halterahmen fest mit der Leiterplatte verbunden. Problematisch ist, dass unter dem Einfluss von Temperaturänderungen thermische Spannungen zwischen der Halteplatte oder dem Halterahmen einerseits und der Leiterplatte andererseits auftreten können, welche die Lötverbindungen belasten und beeinträchtigen können.
Aus dem Dokument WO 2009/062539 A1 ist es bekannt, Leiterplatten mit gezielt eingebrachten Einschnitten zu versehen, um solche thermische Spannungen zu vermeiden.
Das Einbringen von geeigneten Einschnitten in eine Leiterplatte kann mit einem relativ hohen planerischen Aufwand verbunden sein, da hierzu eine ausreichend große Fläche auf der Leiterplatte für die Einschnitte freigehalten werden muss. Besonders bei Geräten mit einer hohen Integrationsdichte kann es sehr schwierig sein, den hierfür benötigten Platz zur Verfügung zu stellen.
Es stellte sich daher die Aufgabe, ein elektronisches Bauteil zu schaffen, bei dem solche thermische Spannungen mit einem geringeren Aufwand vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine der Ausnehmungen auf einem Abschnitt der Halteplatte angeordnet ist, der durch einen in die Halteplatte eingebrachten Einschnitt gegenüber den übrigen Teilen der Halteplatte flexibel ausgebildet ist.
Statt Einschnitte auf einer Leiterplatte wird somit ein Einschnitt auf einer Halteplatte vorgesehen, durch den ein flexibler Abschnitt an der Halteplatte entsteht, an dem eine der Anschlussleitungen des Bauteils fixiert ist. Da sich der Abschnitt sowohl gegenüber dem Rest der Halteplatte als auch gegenüber der Leiterplatte flexibel verhält, können so thermische Spannungen durch Nachgeben des Abschnitts ausgeglichen werden.
Vorteilhaft hierbei ist, dass auf der Leiterplatte keine Einschnitte eingebracht werden müssen und daher auch kein Platz für Einschnitte eingeplant werden muss.
Auf der Halteplatte Einschnitte anzubringen ist wesentlich kostengünstiger als Einschnitte auf einer Leiterplatte, da diese Einschnitte ohne Rücksicht auf komplexe Leiterbahnanordnungen eingebracht werden können, und daher nicht aufwändig geplant werden müssen.
Vorteilhaft ist auch, dass die Oberfläche der Leiterplatte auch nicht für Einschnitte vergrößert werden muss, so dass für ein zu fertigende Gerät kein erhöhter Bauraumbedarf entsteht.
Ebenfalls vorteilhaft ist, dass für ein gegebenes elektronisches Bauteil mit einer Halteplatte, unabhängig von dessen späteren Verwendung, der Einschnitt in der Halteplatte standardmäßig vorgesehen werden kann. Dies kann sehr kostengünstig, etwa bei der Herstellung der Halteplatte durch einen zusätzlichen Kern im Spritzgusswerkzeug oder nachträglich durch einfaches Freistanzen des Einschnitts erfolgen.
Nachfolgend soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und erläutert werden. Es zeigen jeweils als Prinzipskizze

1 ein elektronisches Bauteil mit einer Halteplatte auf einer Leiterplatte,
2 eine Halteplatte als Einzelteil.

Die 1 zeigt schematisch ein elektronisches Bauteil 10 auf einer Leiterplatte 60. Das so verbaute elektronische Bauteil 10 kann hierbei Teil eines elektronischen Geräts sein, und mit einer Vielzahl von weiteren elektrischen und elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte 60 verbunden sein, die aber zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht abgebildet sind.
Das in der 1 dargestellte elektronische Bauteil 10 ist rein beispielhaft eine Ringkernspule, die auf einer Halteplatte 30 angeordnet ist. Die Ringkernspule besteht aus einem Ringkern 90, um den ein Wicklungsdraht 100 in einer Vielzahl von Windungen herumgelegt ist. Der Ringkern 90 ist mittels mehrerer elastischer Federelemente 110 mit der Halteplatte 30 rastend verbunden.
Der Wicklungsdraht 100 weist zwei freie Endabschnitte auf, die als Anschlussdrähte 20, 22 zum elektrischen Anschluss des elektronischen Bauteils 10 dienen. Die Anschlussdrähte 20, 22 sind dazu durch zwei Ausnehmungen 40, 42 der Halteplatte 30 hindurchgeführt. Die Ausnehmungen 40, 42 sind in der 2 erkennbar, welche die Halteplatte 30 als Einzelteil darstellt.
Die Ausnehmungen 40, 42 definieren eine genau Position der beiden Anschlussdrähte 20, 22 relativ zueinander, so dass die beiden durch die Halteplatte 30 hindurchgeführten Endabschnitte der Anschlussdrähte 20, 22 problemlos in zwei gleich beabstandete, hier nicht dargestellte, Lötausnehmungen der Leiterplatte 60 eingesetzt werden können und in Through-Hole-Technology (THT) mit Leiterbahnen auf der Rückseite der Leiterplatte 60 verlötet werden können.
Damit die durch die Halteplatte 30 hindurchgeführten Enden der Anschlussdrähte 20, 22 bei der Platzierung im Serienprozess zuverlässig in ihrer Position gehalten werden, werden sie mit jeweils einem Klebepunkt 50 an der isolierenden Halteplatte 30 fixiert.
Einer der Anschlussdrähte 20 ist durch eine Ausnehmung 40 geführt, die sich innerhalb eines schmalen Abschnitts 80 am Rand der annähernd kreisförmigen Halteplatte 30 befindet. Dieser Abschnitt 80 ist von Rest der Halteplatte 30 größtenteils durch einen schmalen, in die Halteplatte 30 eingebrachten Einschnitt 70 getrennt. Eine Verbindung zum Rest der Halteplatte 30 besteht nur über eine seiner Schmalseiten, wodurch der Abschnitt 80 relativ flexibel an den Rest der Halteplatte 30 angebunden ist. Der in die Halteplatte 30 eingebrachte Einschnitt 70 ist vom Rand der Halteplatte 30 ausgehend ein Stück weit in Umfangsrichtung zum Inneren der Halteplatte 30 geführt. Der Einschnitt 70 kann alternativ aber auch spiralförmig geführt sein.
Da die durch die Halteplatte 30 hindurchgeführten Anschlussdrähte 20, 22 jeweils an der Halteplatte 30, etwa jeweils eines Klebepunkts 50 fixiert sind, sorgt die flexible Beweglichkeit des Abschnitts 80 für die notwendige mechanische Entkopplung gegenüber thermisch verursachten mechanischen Spannungen. Damit ergibt sich zugleich eine mechanische Entlastung der Lötstellen der Anschlussdrähte 20, 22 an der Leiterplatte 60 und daraus folgend eine deutlich verbesserte Lötstellenzuverlässigkeit.
Es sei angemerkt, dass die Halteplatte, anders als in den Figuren dargestellt, selbstverständlich auch mehrere Einschnitte und damit auch mehrere flexible Abschnitte aufweisen kann, durch die jeweils eine der Anschlussleitungen des elektronischen Bauteils hindurchgeführt ist, ohne dass dieses den Bereich der erfinderischen Idee verlassen würde.
Bezugszeichenliste

10: Bauteil
20,22: Anschlussdrähte
30: Halteplatte
40,42: Ausnehmungen
50: Klebepunkt
60: Leiterplatte
70: Einschnitt
80: Abschnitt
90: Ringkern
100: Wicklungsdraht
110: Federelemente

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

WO 2009/062539 A1 [0004]

Claims

Elektronisches Bauteil (10) mit einer Halteplatte (30) aus einem isolierenden Material, und mit mehreren Anschlussdrähten (20, 22), die durch in die Halteplatte (30) eingebrachte Ausnehmungen (40, 42) hindurchgeführt und in diesen Ausnehmungen (40, 42) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Ausnehmungen (40) auf einem Abschnitt (80) der Halteplatte (30) angeordnet ist, der durch einen in die Halteplatte (30) eingebrachten Einschnitt (70) gegenüber den übrigen Teilen der Halteplatte (30) flexibel ausgebildet ist.
Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (30) kreisförmig ausgeführt ist und der mindestens eine Einschnitt (70) vom Rand der Halteplatte (30) ausgehend ein Stück weit in Umfangsrichtung oder spiralförmig zum Inneren der Halteplatte (30) geführt ist.
Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) ein induktives Bauteil ist.