DE102014201331A1 - Arrangement for connecting electrical assemblies, method for producing such a connection arrangement and control unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für elektrische Baugruppen (100) mit mindestens einem mit seiner wenigstens einen Litze (4) mit der elektrischen Baugruppe (100) verlöteten Kabel (5), umfassend eine rahmenförmige Halterung (2) mit einer Ober- (2a) und einer Unterseite (2b), mit einer zwischen der Ober- (2a) und Unterseite (2b) ausgeführten Durchführungsöffnung (7) für die Litze (4) des mindestens einen Kabels (5), mit mindestens einem Mittel (6) zum Führen des mindestens einen Kabels (5) und mit einer Vergussmasse zum Vergießen der Lötstelle, wobei das mindestens eine Kabel (5) im Bereich des Führungsmittels (6) im Wesentlichen senkrecht zur Achse (Z) der Durchführungsöffnung (7) verläuft und das Kabel (5) am Übergang zwischen Führungsmittel (6) und Litze (4) eine Biegung bildet, derart, dass im Bereich der Lötstelle das freie Ende der Litze (4) im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der elektrischen Baugruppe (100) verläuft. The invention relates to a connection arrangement for electrical assemblies (100) having at least one with its at least one stranded wire (4) to the electrical assembly (100) soldered cable (5), comprising a frame-shaped holder (2) having a top (2a) and a lower side (2b) having a through opening (7) for the strand (4) of the at least one cable (5) between the upper (2a) and lower side (2b), with at least one means (6) for guiding the at least one a cable (5) and with a potting compound for potting the solder joint, wherein the at least one cable (5) in the region of the guide means (6) is substantially perpendicular to the axis (Z) of the passage opening (7) and the cable (5) on Transition between guide means (6) and strand (4) forms a bend, such that in the region of the solder joint, the free end of the strand (4) extends substantially parallel to the surface of the electrical assembly (100).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Verbinden von elektrischen Baugruppen gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung gemäß Patentanspruch 12 und ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 11. The present invention relates to an arrangement for connecting electrical components according to
Zur elektrischen Verbindung zweier elektrischer Baugruppen, wie etwa bestückter Leiterplatten bzw. Platinen, ist bekannt, entweder Steckverbinder oder direkt in eine oder in beide Baugruppen, typischerweise in die Leiterplatte eingelötete Kabel bzw. deren Litzen zu verwenden. For electrical connection of two electrical components, such as populated printed circuit boards or boards, it is known to use either connectors or directly into one or both assemblies, typically soldered into the circuit board cable or its strands.
Dabei sind Steckverbinder teurer als eingelötete Kabel, da sie im Vergleich zu einer Direktverbindung aus einem oder mehreren eingelöteten Kabeln sowie einer Verwendung zumindest eines zusätzlichen Bauteils, mindestens bestehend aus einem oder mehreren Kontaktstiften und einem Gehäuse sowie gegebenenfalls mindestens einem Gegenstück, bedürfen. In this case, connectors are more expensive than soldered cables because they require compared to a direct connection of one or more soldered cables and a use of at least one additional component, at least one or more contact pins and a housing and optionally at least one counterpart.
Kabel, bestehend aus einer oder mehreren jeweils mit einer eigenen und/oder einer gemeinsamen Isolierung ummantelten Litzen, welche für das direkte Einlöten in eine Leiterplatte vorgesehen sind, werden dabei im Normalfall zuvor abisoliert und die Litzen mit Lot verzinnt. Das Verzinnen führt in der Regel zu einer Versteifung der Litzen, wodurch ein Kabel mit zumindest einseitig verzinnten Litzen aus mindestens einem starren und einem flexiblen Teil entsteht. Cables, consisting of one or more each sheathed with its own and / or a common insulation strands, which are intended for direct soldering in a printed circuit board are normally stripped before and tinned the strands with solder. The tinning usually leads to a stiffening of the strands, whereby a cable is formed with at least one side tinned strands of at least one rigid and a flexible part.
Aus
Um Platz zu sparen, besteht weiter das Problem, dass die Litzen relativ steil den Anschlussbereichen zugeführt werden müssen, was zu Verspannungen an der Kontaktstelle zwischen Litze und Leiterplatte führen kann. To save space, there is still the problem that the strands must be fed relatively steeply to the connection areas, which can lead to tension at the point of contact between the strand and the circuit board.
Aus
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung anzugeben, bei welcher mit hoher Präzision Kabellitzen in den Bereich einer Verbindungsstelle mit einer elektrischen Baugruppe gebracht werden können. Weitere Aufgabe bestehen in der Angabe eines Steuergeräts mit einer solchen Verbindungsanordnung sowie in der Angabe eines Herstellungsverfahren für eine solche Verbindungsanordnung. The object of the invention is to provide an improved arrangement in which cable strands can be brought into the region of a connection point with an electrical assembly with high precision. Another object is to provide a control device with such a connection arrangement and in specifying a manufacturing method for such a connection arrangement.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is achieved by features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of dependent claims.
Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung für elektrische Baugruppen weist eine rahmenförmige Halterung mit einer Oberseite und einer Unterseite auf, wobei zwischen der Ober- und der Unterseite eine Durchführungsöffnung ausgeführt ist, durch welche das mindestens eine mit einer elektrischen Baugruppe zu verlötende Kabel geführt ist. Die rahmenförmige Halterung weist zudem mindestens ein Mittel zum Führen des mindestens einen Kabels auf. Die erfindungsgemäße Verbindungsanordung weist zudem eine Vergussmasse zum Vergießen der Lötstelle auf, welche zwischen der elektrischen Baugruppe und der Litze des zu verlötenden Kabels vorhanden ist. Die rahmenförmige Halterung ist dabei derart ausgeführt, dass das mindestens eine Kabel im Bereich des Führungsmittels im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Durchführungsöffnung verläuft und am Übergang zwischen Führungsmittel und Litze eine Biegung bildet derart, dass im Bereich der Lötstelle das freie Ende der Litze im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der elektrischen Baugruppe verläuft. The connection assembly according to the invention for electrical components has a frame-shaped holder with a top and a bottom, wherein between the top and the bottom of a feedthrough opening is performed, through which the at least one is performed with an electrical assembly to be soldered cable. The frame-shaped holder also has at least one means for guiding the at least one cable. The connection arrangement according to the invention also has a potting compound for potting the solder joint, which is present between the electrical assembly and the strand of the cable to be soldered. The frame-shaped holder is designed such that the at least one cable extends in the region of the guide means substantially perpendicular to the axis of the lead-through opening and forms a bend at the transition between the guide means and the strand such that in the region of the solder joint, the free end of the strand substantially parallel extends to the surface of the electrical assembly.
In dieser Verbindungsanordnung sind die Litzen verspannungsfrei angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Lötstelle bei Vibrationen etc. nicht löst. Außerdem schafft die Verbindungsanordnung eine hohe Dichtheit der Lötstelle zwischen Litze und Leiterbahn der elektrischen Baugruppe. In this connection arrangement, the strands are arranged tension-free. This ensures that the solder joint does not come loose during vibrations etc. In addition, the connection arrangement provides a high tightness of the solder joint between the strand and the conductor track of the electrical assembly.
Die elektrische Baugruppe ist z.B. eine ein- oder mehrlagige Leiterplatte mit Leiterbahnen. The electrical assembly is e.g. a single or multi-layer printed circuit board with conductor tracks.
Wesentlich senkrecht bedeutet, dass der Winkel zwischen dem Kabel und der Achse der Durchführungsöffnung zwischen 70° und 110° beträgt. Wesentlich parallel bedeutet, dass der Winkel zwischen der Litze und der Leiterbahn zwischen 0° und 20° beträgt. Substantially perpendicular means that the angle between the cable and the axis of the passage opening is between 70 ° and 110 °. Substantially parallel means that the angle between the strand and the conductor is between 0 ° and 20 °.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind zur Führung des mindestens einen Kabels auf der Oberseite der Halterung Führungskanäle für jeweils ein Kabel ausgeführt. Unter der Oberseite der Halterung ist hierbei die Oberfläche der Halterung gemeint, welche von der elektrischen Baugruppe abgewandt ist. Diese Führungskanäle bieten ein vereinfachtes Einlegen der Kabel. Außerdem werden dadurch Biegeradien vermieden, welche zu Verspannung innerhalb der Lötstelle führen könnten. In one embodiment of the invention are for guiding the at least one cable on the Top of the bracket guide channels designed for one cable. In this case, the upper side of the holder means the surface of the holder, which faces away from the electrical assembly. These guide channels provide a simplified insertion of the cables. In addition, this bending radii are avoided, which could lead to tension within the solder joint.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an der elektrischen Baugruppe Führungskanäle für das zumindest eine Kabel ausgeführt, welche mit den an der Halterung ausgeführten Führungskanälen fluchtend ausgebildet sind. Damit ist sichergestellt, dass das Kabel zwischen der elektrischen Baugruppe und der Halterung biegungsfrei verlaufen kann, wodurch das Kabel verspannungsfrei in den Führungskanälen verläuft. In a further embodiment of the invention, guide channels for the at least one cable are formed on the electrical assembly, which are formed in alignment with the guide channels running on the holder. This ensures that the cable between the electrical assembly and the bracket can run without bending, causing the cable runs without tension in the guide channels.
Zweckmäßig ist die Halterung als ein ein- oder mehrteiliges zusammenclipbares Kunststoffteil, insbesondere aus Thermoplast, ausgebildet. Damit kann die Halterung individuell an die Bedingungen der jeweiligen Baugruppe angepasst werden. Außerdem können fertigungstechnisch anspruchsvolle Strukturen mit einem mehrteiligen zusammenclipbaren Kunststoffteil sehr einfach herstellen. Suitably, the holder is designed as a one-piece or multi-part zusammenclipbares plastic part, in particular made of thermoplastic. This allows the holder to be adapted individually to the conditions of the respective module. In addition, manufacturing technology demanding structures with a multi-part zusammenclipbaren plastic part can be produced very easily.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Halterung mit einer Verzapfung versehen, mittels welcher die Halterung an der elektrischen Baugruppe festlegbar ist. Damit ist eine sichere Verbindung zwischen der Halterung und der elektrischen Baugruppe gewährleistet. Darüber hinaus dient die Verzapfung aber auch der Zugentlastung der Lötstelle. In a further embodiment, the holder is provided with a tapping, by means of which the holder can be fixed to the electrical assembly. This ensures a secure connection between the holder and the electrical assembly. In addition, the Verzapfung but also serves the strain relief of the solder joint.
In einer weiteren Ausführungsform weist die elektrische Baugruppe eine wannenförmige Vertiefung auf, in welche die Halterung einbringbar ist. Die elektrische Baugruppe ist zweckmäßig mittels einen Duroplast umspritzt. Die wannenförmige Vertiefung ermöglicht einen kompakten Aufbau der Verbindungsanordnung. Die Halterung kann so in die ohnehin vorgegebenen Abmessungen einer elektrischen Baugruppe integriert werden. Die resultierende Höhe der zusammengesetzten Anordnung kann somit gering gehalten werden. Außerdem bietet die wannenförmige Vertiefung einen weiteren Schutz für die Halterung. Darüber hinaus dient die Wanne in einer weiteren Ausführungsform der Aufnahme der Vergussmasse. Diese Vergussmasse schützt die Lötstelle vor äußeren Einflüssen, insbesondere Feuchtigkeit. Darüber hinaus dient die Vergussmasse aber auch der Zugentlastung der Lötstelle. In a further embodiment, the electrical assembly has a trough-shaped depression into which the holder can be inserted. The electrical assembly is suitably encapsulated by means of a thermosetting plastic. The trough-shaped depression allows a compact construction of the connection arrangement. The holder can be integrated into the already predetermined dimensions of an electrical assembly. The resulting height of the assembled assembly can thus be kept low. In addition, the trough-shaped depression provides further protection for the holder. In addition, the trough serves in a further embodiment of receiving the potting compound. This potting compound protects the solder joint from external influences, especially moisture. In addition, the potting compound but also the strain relief of the solder joint.
In einer weiteren Ausführungsform weist die elektrische Baugruppe eine Aussparung zur Aufnahme der Verzapfung auf. Hierbei greift die Verzapfung, welche zweckmäßig an der Halterung angebracht ist, in die Ausnehmung in der elektrischen Baugruppe ein. Dadurch wird eine sichere Verbindung zwischen der Haltung und der elektrischen Baugruppe ermöglicht, wodurch gleichzeitig die Verspannung im Kabel vermieden wird. Die Aussparung kann auch Teil der Wanne sein, wobei die Aussparung hierbei entweder im Bereich des Bodens der Wanne gebildet ist oder im Randbereich der Wanne gebildet ist. Eine solche im Randbereich der Wanne gebildete Ausführung kann zudem als eine Führung für die rahmenförmige Halterung dienen, so dass die Halterung positionsgenau in der Wanne ausgerichtet werden kann. Damit ist es möglich, die Litzen der Kabel exakt an die entsprechenden Lötstellen zu positionieren. Zweckmäßig ist die Halterung in der wannenförmigen Vertiefung in der elektrischen Baugruppe derart positioniert, dass zwischen der Halterung und der Wandung der wannenförmigen Vertiefung ein Spalt vorhanden ist. Dieser Spalt isst mit der Vergussmasse gefüllt. Dadurch wird eine hohe Stabilität der Halterung in der Wanne gewährleistet. In a further embodiment, the electrical assembly has a recess for receiving the tapping. Here, the tap, which is expediently attached to the holder, engages in the recess in the electrical assembly. This allows a secure connection between the posture and the electrical assembly, thereby avoiding the tension in the cable at the same time. The recess may also be part of the trough, wherein the recess here is either formed in the region of the bottom of the trough or is formed in the edge region of the trough. Such a design formed in the edge region of the trough can also serve as a guide for the frame-shaped holder, so that the holder can be aligned precisely in position in the trough. This makes it possible to position the strands of the cable exactly to the corresponding solder joints. Suitably, the holder in the trough-shaped depression in the electrical assembly is positioned such that between the holder and the wall of the trough-shaped depression, a gap is present. This gap eats filled with the potting compound. This ensures a high stability of the holder in the tub.
Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung kann z.B. in einem Steuergerät für Kraftfahrzeuggetriebe eingesetzt sein. The connection arrangement according to the invention can e.g. be used in a control unit for motor vehicle transmission.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:
- – Bereitstellen einer rahmenförmigen Halterung mit Führungskanälen für mindestens ein Kabel und einer Durchführungsöffnung zur Durchführung der Litze des mindestens einen Kabels,
- – Einsetzen des mindestens einen Kabels in die rahmenförmige Halterung,
- – Bereitstellen einer mit einem Duroplast umspritzten Leiterplatte mit einer im Anschlussbereich des mindestens einen Kabels ausgeführten wannenförmigen Aussparung des Duroplast,
- – Einsetzen der rahmenförmigen Halterung in die wannenförmige Aussparung,
- – Verlöten der Litze des mindestens einen Kabels im Anschlussbereich mit einer Leiterbahn der Leiterplatte,
- – Vergießen der wannenförmigen Aussparung mit einer Vergussmasse.
- Providing a frame-shaped support with guide channels for at least one cable and a passage opening for passing the strand of the at least one cable,
- Inserting the at least one cable into the frame-shaped holder,
- Providing a circuit board encapsulated with a thermosetting plastic with a trough-shaped recess of the thermoset in the connection region of the at least one cable,
- Inserting the frame-shaped holder in the trough-shaped recess,
- Soldering the strand of the at least one cable in the connection region to a conductor track of the printed circuit board,
- - Pouring the trough-shaped recess with a potting compound.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente. In the figures, like reference numerals designate the same or functionally identical elements.
Diese rahmenförmige Halterung
Ein Kabel
An der rahmenförmigen Halterung
Darüber hinaus sind an der elektrischen Baugruppe
Zwischen der äußeren seitlichen Oberfläche der Halterung
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Vergussmasse in den Figuren nicht dargestellt. Es sei hier allerdings angemerkt, dass die Vergussmasse die wannenförmige Vertiefung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Verbindungsanordnung joint assembly
- 100 100
- elektrische Baugruppe electrical assembly
- 2 2
- Halterung bracket
- 2a 2a
- Oberseite top
- 2b 2 B
- Unterseite bottom
- 3 3
- Lasche flap
- 4 4
- Litze braid
- 5 5
- Kabel electric wire
- 6 6
- Führungsmittel guide means
- 7 7
- Durchführungsöffnung Through opening
- 8 8th
- Leiterplatte circuit board
- 9 9
- Leiterbahn conductor path
- 10 10
- Vertiefung deepening
- 11a 11a
- Verzapfung mortise
- 11b 11b
- Öffnung für Verzapfung Opening for drafting
- 12 12
- Umspritzung encapsulation
- 13 13
- Aussparung zur Führung Recess for guidance
- 14 14
- Steg web
- 15 15
- Führungsmittel in der elektrischen Baugruppe Guide means in the electrical assembly
- 16 16
- Spalt gap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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