DE102004046475A1 - Elektrogerät - Google Patents

Abstract

Elektrogerät, umfassend zumindest ein zumindest einen Leistungshalbleiter, der zur Wärmeabfuhr mit einem Kühlkörper verbindbar ist, umfassendes Bauteil, wobei die Anschlussfüße des Bauteils zumindest eine Sicke umfassen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät.
• Leistungshalbleiter benötigen zur Wärmeabfuhr einen gut wärmeleitend verbundenen Kühlkörper. Üblicherweise werden große und schwere Module mit Leistungshalbleitern, beispielsweise bei der Montage von Umrichtern, mit Füßchen in vorgesehene Bohrungen einer Leiterplatte gesteckt und dort angelötet. Dies ist aufwendig und kostspielig.
• Aus der Seite http://www.ixysrf.com sind Bauteile bekannt, die Leistungshalbleiter enthalten und beidseitig Füßchen, also Anschlussdrähte oder -bleche, umfassen, welche in einer Ebene ausgerichtet sind. Somit sind diese Bauteile in einer Ausnehmung der Leiterplatte vorsehbar, wobei ihre Füßchen flach auf der Platine liegen und dort eingelötet werden können. Für die Bestückung mit solchen Teilen ist eine hoch automatisierte Technik einsetzbar. Daher ist die Fertigung schnell, einfach und kostengünstig ausführbar, insbesondere ist die Bestückung gleichartig und im gleichen Arbeitsgang ausführbar wie die Bestückung mit anderen, kleineren und wenig Leistung aufweisenden, also kühleren Bauteilen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrogerät weiterzubilden unter Erhöhung des Umweltschutzes.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Elektrogerät nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
• Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Elektrogerät sind, dass es zumindest ein zumindest einen Leistungshalbleiter, der zur Wärmeabfuhr mit einem Kühlkörper verbindbar ist, umfassendes Bauteil umfasst, wobei die Anschlussfüße des Bauteils zumindest eine Sicke umfassen.
• Von Vorteil ist dabei, dass Toleranzen Ausgleichbar sind und/oder von der Sicke aufnehmbar sind. Dabei werden die Lötstellen zur Verbindung der Anschlussfüße mit der Leiterplatte entlastet und somit die Standzeit des Elektrogeräts erhöht. Dadurch ist auch der Umweltschutz verbessert.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Elektrogerät ein Umrichter. Von Vorteil ist dabei, dass die gesamte Elektronik des Umrichters, also Leistungselektronik und Signalelektronik auf einer einzigen Leiterplatte in einem einzigen Arbeitsgang bestückbar ist. Dadurch sind die Kosten gesenkt und die Herstellung vereinfacht.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Anschlussfüße beidseitig angeordnet und/oder in einer Ebene angeordnet sind, insbesondere in einer zur Leiterplatte parallelen Ebene. Von Vorteil ist dabei, dass das Bauteil in einer Ausnehmung der Leiterplatte anordenbar ist und somit von oberhalb und unterhalb der Leiterplatte zugänglich ist, also von einer ersten Seite zu einer Feder und von einer zweiten Seite zu einem Kühlkörper ankoppelbar ist.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bauteil mittels einer Feder auf einen Kühlkörper hin gespannt vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders gut wärmeleitfähige Verbindung herstellbar ist, da Berührung der beiden Teile sichergestellt ist.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Kühlkörper und Bauteil Wärmeleitpaste vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass der Wärmeübergang weiter verbesserbar ist.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Anschlussfüße auf der Leiterplatte an Lötstellen gelötet verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass Lötstellen verwendet werden können, weil eine Zugentlastung mittels der Sicke bewirkbar ist.
• Weitere Vorteile ergeben aus den Unteransprüchen.

1

Bauteil

2

Anschlussfüße

3

Sicke, also bogenartige Verbiegung

4

Leiterplatte

5

Lötstelle

6

Kühlkörper

7

Gehäuseteil

8

Gehäuseteil

9

Feder

• Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
• In der 1 ist ein montiertes Bauteil in Schnittansicht gezeichnet.
• Das Bauteil 1 weist Anschlussfüße 2 auf, die in einer Ebene liegen und auf der Leiterplatte 4 aufliegen und dort mittels der Lötstellen 5 angelötet sind.
• In der 2 ist ein erfindungsgemäß montiertes Bauteil in Schnittansicht gezeichnet. Das Bauteil 1 weist Anschlussfüße 2 auf, die in einer Ebene liegen und auf der Leiterplatte aufliegen und dort angelötet sind. Die Anschlussfüße 2 weisen eine Sicke 3, also eine bogenartige Verbiegung, auf, die Toleranzen ausgleichbar macht.
• Als Toleranzen sind Vertikaltoleranzen, also in Richtung der Leiterplattenebene, und Horizontaltoleranzen, also in Normalenrichtung der Leiterplattenebene, ausgleichbar.
• Die Leiterplatte 4 wird derart in das umgebende Gehäuse eingebaut, dass der mit dem Gehäuseteil 7 des Gehäuses verbundene Kühlkörper 6 in Berührung mit der Unterseite des Bauteils 1 gebracht ist. Der Kontakt sollte möglichst gut, also mit verschwindender Toleranz ausführbar sein. Dazu drückt eine Feder, die sich ebenfalls an einem Gehäuseteil 8 des umgebenden Gehäuses abstützt, auf die Oberseite des Bauteils 1 und bewirkt dabei einen möglichst guten Kontakt zwischen Unterseite des Bauteils 1 und Kühlkörper 6. Allerdings wird durch die Feder auch eine Verschiebung in Normalenrichtung der Leiterplatte bewirkt.
• Mittels der erfindungsgemäßen Sicke wird ein Ausgleich der Verschiebungstoleranz bewirkbar. Ohne die Sicke entstehen schadenverursachende Spannungen am Bauteil und der Leiterplatte.
• Somit sind sogar komplexe Schaltungen, wie Umrichter, die wärmeerzeugende Leistungselektronik und weniger wärmeerzeugende Signalelektronik umfassen, auf einer Leiterplatte aufbaubar und in einem Bearbeitungsgang bestückbar.

Claims (6)

1. Elektrogerät, umfassend zumindest ein zumindest einen Leistungshalbleiter, der zur Wärmeabfuhr mit einem Kühlkörper verbindbar ist, umfassendes Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfüße des Bauteils zumindest eine Sicke umfassen.
2. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrogerät ein Umrichter ist.
3. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfüße beidseitig angeordnet sind und/oder in einer Ebene angeordnet sind, insbesondere in einer zur Leiterplatte parallelen Ebene.
4. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mittels einer Feder auf einen Kühlkörper hin gespannt vorgesehen ist.
5. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kühlkörper und Bauteil Wärmeleitpaste vorgesehen ist.
6. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfüße auf der Leiterplatte an Lötstellen gelötet verbunden sind.