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Die Erfindung geht aus von einem
Gehäuse für einen
elektronischen Schaltkreis bzw. einem Verfahren zum Einpressen nach
der Gattung der unabhängigen
Patentansprüche.
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Es sind bereits Gehäuse mit
einem Boden bekannt, durch die hindurch elektrisch leitende Kontaktierungen,
die im Wesentlichen stabförmig
ausgebildet sind, hindurchgeführt
werden. An den stabförmigen
Kontaktierungen werden Bonddrähte
angebracht, die dann einen elektrischen Kontakt der Schaltkreise
ermöglichen.
Wenn der Boden eines derartigen Gehäuses aus Metall besteht, sind üblicherweise
die Kontaktierungen durch eine Glashindurchführung mit dem Boden dieses
Gehäuses
verbunden. Durch das Glas wird dabei zum Einen die mechanische Haltefunktion
wie auch eine elektrische Isolierung gewährleistet. Bei derartigen Hindurchführungen
werden die Kontaktierungen üblicherweise durch
Lötprozesse
mit anderen Elementen verbunden.
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Aus der
DE 101 00 189 A1 ist ein
Kontaktelement bekannt, welches zum Einpressen in das Loch einer
Leiterplatte ausgebildet ist. Es wird so der Kontakt zu einem Flachfolienleiter
hergestellt.
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Das erfidungsgemäße Gehäuse bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche
haben demgegenüber
den Vorteil, dass eine Kontakfierung durch Einpressen in ein Kontaktloch
auch zusammen mit einer Hindurchführung durch den Boden eines
Gehäuses ermöglicht wird.
Es wird so möglich,
bei Gehäusen, durch
deren Boden hindurch eine Kontaktierung geführt ist, ohne einen Lötprozess
mit weiteren Elementen elektrisch zu kontaktieren. Die Kontaktierung durch
ein Einpressen in ein Kontaktloch erfolgt im Vergleich zu einem
Lötprozess
wesentlich schneller und erfordert weniger Aufwand.
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Vorteile und Verbesserungen der Erfindung ergeben
sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Das
erfindungsgemäße Gehäuse vermeidet
das Einbringen von Kräften
in den Bereich, in dem eine Durchführung durch den Boden des Gehäuses hindurch
erfolgt. Es können
somit auch Glasisolierungen zwischen dem Boden des Gehäuses und
der Kontaktierung verwendet werden, die besonders empfindlich auf
eingebrachte Kräfte
reagieren. Die Biegung wird dabei so angeordnet, dass besonders
einfach die Kraft für
das Einpressen der Verdickung abgeleitet werden kann. Dies erfolgt
besonders einfach, wenn die Biegung im Wesentlichen senkrecht zur
Achse erfolgt, in der die Kontaktierung durch den Boden hindurchgeführt wird.
Durch die Verwendung einer ersten und zweiten Biegung wird die mögliche Anordnung
von Boden relativ zu den Stellen, in denen die Verdickungen in Kontaktlöcher eingepresst
werden, erhöht.
Es können
so auch beliebige relative Anordnungen zueinander realisiert werden.
Besonders vorteilhaft ist dies, wenn die Kontaktlöcher in
einer Platte, beispielsweise einer Leiterplatte angeordnet sind.
Durch die Verwendung eines Deckels, der auf dem Boden angeordnet
wird, kann das Gehäuse
endgültig
verschlossen werden.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es zeigen
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die 1 bis 3 verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung und
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4 eine
Detailansicht von 3.
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Beschreibung
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In der 1 wird
eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gehäuses gezeigt.
Das Gehäuse
weist einen Boden 1 auf, durch den eine Kontaktierung 2 hindurchgeführt ist.
Die Kontaktierung 2 weist an einem Ende eine Verdickung 3 auf,
die zum Einpressen in ein Kontaktloch 4 ausgebildet ist.
Zwischen der Verdickung 3 und dem Boden 1 weist
die Kontaktierung 2 eine Biegung 5 auf. Das Hindurchführen der
Kontaktierung 2 durch den Boden 1 erfolgt durch
eine Öffnung 10 des
Bodens 1 hindurch. Die Kontaktierung 2 wird durch
eine Glasmasse 11 in der Öffnung 10 gehalten.
Die Glasmasse 11 übernimmt
dabei die mechanische Haltefunktion und stellt auch zuverlässig eine
elektrische Isolierung zwischen dem Boden 1 und der Kontaktierung 2 her.
An dem Ende der Kontaktierung 2, die in das Gehäuse hineinragt,
ist ein Bonddraht 12 befestigt, der von dem Ende der Kontaktierung 2 zur
elektronischen Schaltung 13 führt. Es wird so ein elektrischer
Kontakt zwischen der elektronischen Schaltung 13 und der
Kontaktierung 2 hergestellt. Weiterhin weist das Gehäuse noch
einen Deckel 14 auf, durch den ein hermetisch abgeschlossener
Innenraum geschaffen wird, in dem der elektronische Schaltkreis 13 angeordnet
ist. Der Deckel 14 ist dazu mit dem Boden 1 verbunden.
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Das Kontaktloch 4 ist in
einem Kontaktelement 15 ausgebildet. Die Kontaktierung 2 dient
somit letztlich dazu, eine Kontaktierung zwischen dem elektronischen
Schaltkreis 13 und dem Kontaktelement 15 herzustellen.
Das Kontaktelement 15 kann beispielsweise als Leiterplatte
ausgebildet sein, die elektrische Leiterbahnen aufweist. Die elektrische Leiterbahn
erstreckt sich dabei auch in das Innere des Kontaktloches 4 hinein,
so dass durch das Einpressen der Verdickung 3 in das Kontaktloch 4 ein elektrischer
Kontakt zwischen der Leiterbahn und der Kontaktierung 2 geschaffen
wird. Weiterhin kann das Kontaktelement 15 auch als sogenannte
Stanzgitter ausgebildet sein, d. h. als ein Metallteil, in welches einfach
ein Kontaktloch 4 eingebracht ist. In diesem Fall müssten keine
oberflächlichen
Leiterbahnen vorgesehen sein, da das Kontaktelement 15 aus
einem leitenden Material besteht. Üblicherweise werden derartige
Stanzgitter in eine Plastikmasse eingebettet, wobei insbesondere
eine Vielzahl von Kontaktelementen 15 nebeneinander in
der Plastikmasse eingebettet sind. Aus Gründen der einfacheren Darstellung
ist weder diese Plastikmasse, noch alternativ die Ausbildung von
oberflächlichen
Leiterbahnen, falls das Kontaktelement 15 eine Leiterplatte
ist, dargestellt.
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Die Kontaktierung 2 ist
hier als längliches stabförmiges Element
ausgebildet. Als stabförmig wird
hier jedes Element verstanden, welches in eine Richtung eine besonders
große
Länge und
in den anderen Richtungen vergleichsweise geringe Abmessungen aufweist.
Die Kontaktierung 2 kann beispielsweise als steifer Draht
mit einem runden Querschnitt ausgebildet sein. Weiterhin ist auch
ein länglicher Stab
mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt vorstellbar.
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An einem Ende der Kontaktierung 2 ist
die Verdickung 3, und an dem anderen Ende der Bonddraht 12 angeordnet.
Zwischen diesen beiden Enden der Kontaktierung 2 ist die
Biegung 5 vorgesehen, die hier insbesondere als eine Biegung
im Wesentlichen um 90° ausgebildet
ist. Weiterhin wird die Kontaktierung 2 im Wesentlichen
senkrecht durch den Boden 1 hindurchgeführt. Bei beiden Winkelangaben
ist die Angabe „im
Wesentlichen" so
zu verstehen, dass geringe Abweichungen von den Winkeln möglich sind, sofern
der erfindungsgemäße Zweck
erreicht wird. Die senkrechte Hindurchführung durch den Boden 1 hat
besonders den Zweck, eine einfache Kontaktierung des Bonddrahtes
auf einer im Wesentlichen parallel zum Boden 1 angeordneten
Stirnseite der Kontaktierung 2 zu ermöglichen. Die Biegung 5 hat
den Zweck, das Einbringen von Kräften
auf die Verdickung 3 zum Zweck des Einpressens in das Kontaktloch 4 zu
ermöglichen.
Dazu werden in der 1 die Kraftpfeile 21, 22 gezeigt,
die später
noch näher
erläutert
werden.
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Die Verdickung 3 ist so
ausgebildet, dass sie ein wenig dicker ist als der Innendurchmesser
des Kontaktlochs 4. Es wird so beim Einstecken oder Einpreseen
der Kontaktierung 2 in das Kontaktloch 4 ein mechanisches
Reiben zwischen der Verdickung 3 und dem Kontaktloch 4 verursacht.
Dies führt
zu einer guten elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen
dem Kontaktloch 4 und der Verdickung 3. Die Verdickung 3 weist
dazu zumindest in einer Richtung eine Abmessung auf, die deutlich
größer ausgebildet
ist als der sonstige Querschnitt der Kontaktierung 2. Üblicherweise
wird die Verdickung 3 durch einen Präge- oder Stanzprozess aus der
Kontaktierung 2, die vorzugsweise aus einem Metall ausgebildet
ist, geschaffen.
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Wenn die Verdickung 3 in
das Kontaktloch 4 eingepresst wird, so müssen dabei
relativ große
Kräfte
aufgebracht werden. Dazu wird, wie durch die Kraftpfeile 22 verdeutlicht
wird, auf das Kontaktelement 15 gedrückt, um es so über die
Verdickung 3 zu schieben. Wenn die Verdickung 3 dabei
in einer Flucht, d. h. in einer Längsachse senkrecht zur Hindurchführung durch
den Boden 1 ausgebildet wäre, so würden diese Kräfte auch
auf die Glasmasse 11 wirken. Die Glasmasse 11 ist
aber nur zur Aufnahme sehr geringer Kräfte in Längsrichtung ausgebildet, da es
sich bei Glas um ein sprödes
Material handelt, welches nur in geringem Maße Scherkräfte oder Zugkräfte aufnehmen
kann. Durch die Biegung 5 wird es nun möglich, die Kräfte, die
durch die Kraftpfeile 22 über das Kontaktelement 15 bzw.
die Verdickung 3 in die Kontaktierung 2 eingebracht
werden, nicht über die
Glasmasse 11 abzuführen,
sondern durch eine Abstützung
im Bereich der Biegung 5, wie sie durch den Kraftpfeil 21 zum
Ausdruck gebracht wird. Es ist somit möglich, die Verdickung 3 mit
großen
Kräften
in das Kontaktloch 4 einzupressen, ohne dass dabei nennenswerte
Kräfte
auf die Glasmasse 11 wirken.
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Statt der Glasmasse 11 können auch
andere Materialien, wie beispielsweise Kunststoffe oder isolierende
Metall- oder Halbleiteroxide, wie beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Aluminiumoxid oder dergleichen verwendet werden. Diese Materialien
sind insbesondere geeignet, wenn der Boden 1 aus einem
Metall ausgebildet ist. Alternativ kann der Boden 1 aber
auch aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, wobei dann statt
der Glasmasse andere Kunststoffmaterialien oder das Material des Bodens 1 selbst
zur Halterung der Kontaktierung 2 in der Öffnung 10 vorgesehen
sind.
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Das Einpressen kann somit besonders
einfach erfolgen, indem die Kontaktierung 2 mit der Biegung 5 gegen
einen Anschlag gelegt wird, der die bei der Bewegung des Kontaktelements 15 auftretenden Kräfte aufnimmt.
Durch diese Abstützung
werden dann die auftretenden Kräfte
abgeleitet und die Glasmasse 11 wird nur mit sehr geringen
Kräften
beaufschlagt. Wenn die Biegung 5 einen Winkel von 90° aufweist,
lässt sich
zumindest, abgesehen von Fertigungstoleranzen, theoretisch erreichen,
dass die Glasmasse 11 überhaupt
nicht mit Kräften
beaufschlagt wird. Bei Abweichung von diesem Winkel von 90° können in
geringem Maße
trotzdem Kräfte
eingebracht werden. Der Winkel 5 kann daher, sofern dies vorteilhaft
ist, auch abweichend von 90° gewählt werden,
wobei bei der Abweichung einfach beachtet werden muss, wie stark
die abzuleitenden Kräfte
sind bzw. mit welchen Schwerkräften
die Glasmasse 11 beaufschlagt werden kann.
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In der 2 wird
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt. Mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5, 11, 12, 13, 15,
21 und 22 werden wieder die gleichen Gegenstände mit
den gleichen Funktionen wie in der 1 dargestellt.
Im Unterschied zur 1 ist
jedoch eine weitere Biegung 35 vorgesehen, durch die die
Kontaktierung 2 erneut um 90° abgebogen wird. Die Abbiegung
erfolgt dabei derart, dass das Ende der Kontaktierung 2,
an dem die Verdickung 3 angeordnet ist, in einer Achse
liegt, die parallel zu der Achse ist, in der die Durchführung durch
die Öffnung 10 erfolgt.
Es wird dadurch möglich,
die Verdickung 3 in ein Kontaktloch 4 einzupressen,
welches in Kontaktelement 15 angeordnet ist, welches parallel
zum Boden 1 angeordnet ist. Dies ist besonders vorteilhaft,
wenn eine Vielzahl von Kontaktlöchern 4 in
einem als Leiterplatte ausgebildeten Kontaktelement 15 angeordnet
ist. Das Kontaktelement 15 kann somit beispielsweise als
große
Platte ausgebildet sein, welche eine Vielzahl von Kontaktlöchern 4 enthält. Das
Gehäuse
mit einer Vielzahl von Kontaktierungen wird dann einfach auf diese
Platte aufgesetzt, so dass die Enden der Kontaktierungen 2,
die die Verdickungen 3 aufweisen, in die Kontaktlöcher 4 hineinragen.
Durch Abstützen
des Kontaktelements 15 von unten bzw. Einbringen einer
Kraft an der zweiten Biegung 35 entlang des Kraftpfeiles 21 werden
dann die Verdickungen 3 in die Kontaktlöcher 4 eingedrückt. Es
wird so eine besonders einfache Verbindung zwischen dem Gehäuse und
dem Kontaktelement 15 hergestellt. Die Kontaktierung erstreckt
sich somit ausgehend von der Öffnung 10 des Bodens 1 zunächst unterhalb
des Bodens 1 rechtwinklig weg vom Boden 1, knickt
dann in einem im Wesentlichen als 90°-Winkel ausgebildeten Winkel nach
außerhalb
des Bodens 1 ab, um dann durch eine weitere Biegung 35 weiter
nach unterhalb des Bodens 1 sich bis zur Verdickung 3 zu
erstrecken. Die Öffnung
10 im Boden 1 und die Verdickung 3 sind daher
deutlich in unterschiedlichen Ebenen angeordnet, wodurch sich eine
Anordnung des Bodens 1 oberhalb der Ebene des Kontaktelements 15 ergibt.
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In der 3 wird
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt. Mit den. Bezugszahlen 1, 2, 3, 4, 5, 11, 12, 13, 14, 15, 21, 22 und 35 werden
wieder die gleichen Gegenstände
bezeichnet wie in der 2.
Im Unterschied zur 2 ist
jedoch die Biegung 35 nicht nach unten, weg von der Ebene, in
der der Boden 1 angeordnet ist, ausgebildet, sondern nach
oben wieder zurück
zur Ebene des Bodens 1. Es wird dadurch möglich, die
Verdickung 3 im Wesentlichen in der gleichen Ebene wie den Boden 1 anzuordnen.
Es wird daher möglich,
Boden 1 und Kontaktelement 15 in einer gemeinsamen
Ebene anzuordnen oder zumindest in leicht zueinander versetzten
Ebenen. Dies ist insbesondere von Interesse, wenn der Boden 1 und
das Kontaktelement 15 auf einer gemeinsamen weiteren, hier
nicht dargestellten Platte angeordnet werden.
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Weiterhin wird in der 3 noch ein Weichbereich 36 der
Kontaktierung 2 gezeigt. Dieser Weichbereich 36 ist
zwischen der ersten Biegung 5 und der zweiten Biegung 35 angeordnet.
Ein entsprechender Weichbereich 36 kann natürlich auch
in der Ausführung
nach der 2 zwischen
der ersten und zweiten Biegung. oder in der 1 zwischen der Biegung 5 und
der Öffnung 10 vorgesehen
sein. Der Weichbereich dient dazu, die Fortsetzung von Kräften in
der Kontaktierung 2 zwischen den beiden Biegungen bzw.
zwischen der Verdickung 3 und dem Bereich der Durchführung durch
die Öffnung 10 hindurch
kräftemäßig zu entkoppeln.
Der Weichbereich 36 wird besonders einfach durch einen
Prägeprozess der
Kontaktierung 2 bewirkt. Dadurch wird in einer Richtung
die Kontaktierung 2 flacher ausgebildet, was senkrecht
zu dieser Richtung zu einer veningerten Biegesteifigkeit führt. In
der 4 wird eine Unteransicht
des Weichbereichs nach der 3 gezeigt.
Wie in dem Querschnitt durch den Weichbereich in der 3 bzw. in der Unteransicht
nach der 4 zu erkennen
ist, ist im Weichbereich 36 der Querschnitt in einer Richtung
erhöht
und dafür
in der anderen Richtung verringert. Es wird daher die Biegesteifigkeit
des Weichbereichs 36 in der Richtung, die senkrecht auf
dem Boden ansteht, verringert, und es wird somit ein Einbringen
von Kräften,
die durch die Kraftpfeile 21, 22 auf die Verdickung 3 wirken,
auf den Bereich, der durch die Öffnung 10 hindurchragt, verringert.
Der Weichbereich 36 stellt somit ein Mittel dar, um eventuelle
Restkräfte,
die beim Einpressen aufgrund von Fertigungstoleranzen und dergleichen noch
auftreten können,
zuverlässig
von der Glasmasse 11 fernzuhalten. Der Weichbereich 36 kann besonders
einfach hergestellt werden indem an einer metallischen Kontaktierung 2 ein
zusätzlicher
Prägeschritt
erfolgt, bei dem die Kontaktierung entsprechend verformt wird.