DE102005034535A1 - Circuit plate for an electronic automobile controller has fuse plugs inserted into the tracks that melt to prevent overload - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit Leiterbahnen für elektronische Schaltungen und Anschlüssen für eine Spannungsversorgung, welche mit elektronischen und/oder elektromechanischen Bauteilen unter Verwendung eines geeigneten Lots bestückt ist, wobei die Spannungsversorgung mit einer oder mehreren Versorgungsleiterbahnen verbunden ist.The The invention relates to a printed circuit board with printed conductors for electronic Circuits and connections for one Power supply, which with electronic and / or electromechanical components equipped with a suitable solder, the power supply is connected to one or more supply conductors.
Derartige Leiterplatten können insbesondere für einen Einsatz in elektronischen Steuergeräten, beispielsweise in Fahrdynamikreglern oder ABS-Reglern, vorgesehen sein. Falls in den auf derartigen Leiterplatten aufgebrachten Schaltungen bauteil- oder herstellungsbedingte Fehler vorhanden sein sollten, könnte es zu einer lokalen Überschreitung der zulässigen Leiterplattentemperatur kommen. Dadurch könnten wiederum Fehler in weiteren Schaltungskomponenten oder auch eine noch zusätzliche Erwärmung von Schaltungskomponenten durch erhöhte Verlustleistung resultieren, die den Ausfall einzelner Schaltungskomponenten oder sogar ganzer Baugruppen zur Folge haben könnten.such PCBs can especially for an insert in electronic control units, for example in vehicle dynamics controllers or ABS controllers, be provided. If in on such printed circuit boards Applied circuits component or manufacturing errors could be present it's a local transgression the permissible PCB temperature come. This in turn could cause errors in other circuit components or even an additional one warming of circuit components result in increased power dissipation, the failure of individual circuit components or even whole Modules could result.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatte der oben genannten Art anzugeben, bei der selbst beim Auftreten bauteil- oder komponentenbedingter Fehler eine ungewollte weitere Erwärmung zuverlässig vermieden ist.Of the Invention is therefore based on the object, a circuit board of above type, in which even when or component-related error reliably avoided unwanted further heating is.
Bezüglich der Leiterplatte wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine der Versorgungsleiterbahnen eine Unterbrechung aufweist, welche mit einer Schmelzbrücke leitend überbrückt ist, wobei die Schmelzbrücke ein Basismaterial enthält oder aus diesem besteht, welches einen Schmelzpunkt aufweist, welcher niedriger ist als der Schmelzpunkt des Materials, aus dem die Leiterbahnen bestehen.Regarding the Printed circuit board, this object is achieved in that at least one of the supply tracks has an interruption, which is conductively bridged with a fuse bridge, the melt bridge contains a base material or consists of this, which has a melting point, which is lower than the melting point of the material from which the printed conductors consist.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass zur Bereitstellung einer in besonderem Maße gegen Bauteilfehler abgesicherten Baugruppe Ursachen einer möglichen Überhitzung gezielt bekämpft werden sollten. Eine lokale Überhitzung kann beispielsweise dann auftreten, wenn ein elektronisches Bauteil aufgrund eines Defekts für eine übermäßige lokale Wärmeentwicklung sorgt. Diese lokale Wärmeentwicklung kann in einigen Fällen zu einem Loslöten des Bauteils führen. Schließt ein solches Bauteil auf der Leiterplatte spannungsführende, insbesondere breite Leiterbahnbereiche kurz, so kann die Wärmeentwicklung aufgrund des hohen fließenden Stroms durchaus zu größeren Bauteilschäden führen. Um dies wirkungsvoll zu unterbinden, sollte die Leiterplatte gegen aus beliebigen Quellen einwirkende Wärmeeinträge abgesichert sein. Dazu ist die Leiterplatte mit Spezialelementen versehen, die im Gegensatz zu Schmelzsicherungen nicht infolge lokal auftretender Stromdichten, sondern vielmehr infolge von lokal auftretenden Temperaturerhöhungen eine weitere Stromzufuhr in die Leiterplatte und damit das potenzielle Auftreten zusätzlicher Wärmequellen zuverlässig unterbinden.The Invention is based on the consideration, that to provide a particularly secure against component failure Module Causes of possible overheating targeted combat should be. A local overheating can occur, for example, when an electronic component due to a defect for an excessive local heat generation provides. This local heat development can in some cases to a desoldering lead the component. closes such a component on the circuit board live, especially broad strip conductor areas short, so the heat development due to the high flowing Current certainly lead to larger component damage. Around To effectively prevent this, the circuit board against be hedged from any sources acting heat inputs. Is to the PCB provided with special elements, in contrast to fuses not due to locally occurring current densities, but rather as a result of locally occurring temperature increases a additional power to the circuit board and thus the potential Occurrence of additional Prevent heat sources reliably.
Die Spezialelemente dienen zur Unterbrechung der Spannungsversorgung in der Art eines passiven, selbsttätigen Systems ohne aktive äußere Einflussnahme bei Erreichen eines definierten Temperaturwertes. Sie sind als die Versorgungsleiterbahnen unterbrechende Bohrungen auf der Leiterplatte in der Art von Sollbruchstellen mit die Bohrungen überbrückenden Schmelzbrücken versehen, welche für ein gezieltes Abschmelzen bei Erreichen des definierten Temperaturwertes ausgelegt sind. Im Hinblick darauf ist der Schmelzpunkt des die Schmelzbrücken bildenden Basismaterials geeignet gewählt.The Special elements are used to interrupt the power supply in the form of a passive, self-acting system without active external influence upon reaching a defined temperature value. They are as the Supply tracks interrupting holes on the PCB in the type of predetermined breaking points provided with the holes bridging melt bridges, which for a targeted melting when the defined temperature value is reached are designed. In view of this, the melting point of the fusible links forming base material selected suitably.
Die Schaltungsträger können einfache Leiterplatten oder solche mit mehrere Verdrahtungsebenen sein, wie Zwei-, Vier-, oder Mehrfachlayer.The circuit support can simple printed circuit boards or those with multiple wiring levels be, such as two, four, or multiple layers.
Bei der Bestückung der Leiterplatte kann in einer bewusst angebrachten Unterbrechung der Versorgungsleiterbahn eine derartige Schmelzbrücke eingefügt sein. Die Schmelzbrücke kann bevorzugt in der Nähe des Versorgungsspannungsanschlusses (z. B. Anschlussstecker) angeordnet sein. Die Schmelzbrücke ist vorzugsweise ein festes Stück eines höher schmelzenden Materials, insbesondere ein geeignetes Lötzinn, oder ein geeignet ausgeführter Lotmaterialbereich, wobei das Lot in etwa den gleichen Schmelzpunkt wie das eingesetzte Lot hat oder im letzten Fall insbesondere aus dem gleichen Material wie das Lot besteht.at the equipment The circuit board may be in a deliberately placed interruption the Versorgungsleiterbahn be inserted such a melt bridge. The melt bridge may be preferred nearby the supply voltage connection (eg connector) arranged be. The melt bridge is preferably a solid piece one higher melting material, in particular a suitable solder, or a suitably executed Lotmaterialbereich, wherein the solder in about the same melting point as the lot used or in the latter case in particular the same material as the solder.
Für einen besonders geringen Herstellungsaufwand der Leiterplatte sind die Schmelzbrücken vorteilhafterweise für eine Montierbarkeit unter Rückgriff auf übliche Lötverfahren ausgeführt. Dazu weist das Material der Schmelzbrücke vorteilhafterweise einen Schmelzpunkt auf, welcher höher ist als der des zur Befestigung der Bauelemente verwendeten Lots. Hierdurch wird während des Lötprozesses die Schmelzbrücke nicht aufgeschmolzen. Die Schmelzbrücke kann auf diese Weise an entsprechenden Stellen im Bereich der Unterbrechung der Leiterbahn ebenfalls durch das Lot während des herkömmlichen Lötprozesses befestigt werden.For one particularly low production cost of the circuit board are the Hot melt bridges advantageously for one Mountability under recourse on usual soldering executed. For this purpose, the material of the melt bridge advantageously one Melting point, which is higher is as the solder used for mounting the components. This will be during of the soldering process the melt bridge not melted. The melt bridge can in this way corresponding points in the interruption of the track as well through the lot during the conventional soldering process be attached.
Zur Sicherstellung einer ausreichend hohen Leitfähigkeit der Schmelzbrücken im Normal-Betriebszustand besteht die jeweilige Schmelzbrücke vorteilhafterweise vollständig aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus Zinn oder einer Zinnlegierung. Um weiterhin einen zur Übertragung der Versorgungsspannung ausreichend hochwertigen elektrischen Kontakt zu den Leiterbahnen sicherzustellen, ist die jeweilige Schmelzbrücke in weiterer oder alternativer vorteilhafter Ausgestaltung durch das in einem Lötprozess verwendete Lot mit Material der Leiterbahn leitend verbunden.To ensure a sufficiently high conductivity of the molten bridges in the normal operating state, the respective molten bridge advantageously consists entirely of a metallic material, preferably of tin or a tin alloy. To continue to transfer the Supply voltage sufficiently high-quality electrical contact to ensure the interconnects, the respective melt bridge is conductively connected in a further or alternative advantageous embodiment by the solder used in a soldering process with material of the conductor track.
Um eine hohe Leitfähigkeit der Schmelzbrücken zu erreichen, bestehen sie vorteilhafterweise aus einem metallischen Material.Around a high conductivity the melting bridges To achieve, they are advantageously made of a metallic Material.
In besonders vorteilhafter Weise wird die Schmelzbrücke durch das Lot selber hergestellt, indem während des Lötbades durch die durch geeignete Dimensionierung der Bohrung hervorgerufenen Oberflächenspannungen in der Bohrung verbleibende LottropfenIn Particularly advantageously, the melt bridge is produced by the solder itself, while during of the soldering bath by the surface tensions caused by suitable dimensioning of the bore Lottropfen remaining in the hole
Das Einfügen einer Schmelzbrücke in eine Bohrung erfolgt vorteilhafterweise mittels Pressvorgang. Die Schmelzbrücke wird in die Bohrung der waagerecht gelagerten Leiterplatte eingefügt, wobei der Durchmesser des zylindrisch geformten Schmelzbrückenmaterials geringfügig kleiner als der der Bohrung und seine Höhe etwas größer als die Dicke der Leiterplatte ist. Ein Gegenstempel verhindert das Durchfallen der Schmelzbrücke. Vorteilhafterweise liegt die Leiterplatte auf dem Gegenstempel nicht ganz auf, so dass das Schmelzbrückenmaterial beim Pressvorgang mit einem Stempel von der dem Gegenstempel gegenüberliegenden Seite aus auf beiden Seiten Nietköpfe bilden kann. Durch den Pressvorgang entsteht eine kraftschlüssige Verbindung mit den Wänden der Bohrung, die gleichzeitig den elektrischen Kontakt zu den Enden der aufgebohrten Versorgungsleiterbahn herstellt. Über die die Leiterbahnenden überdeckenden Teile der Nietköpfe entsteht ein weiterer elektrischer Kontakt.The Insert a melting bridge in a bore is advantageously carried out by pressing. The melt bridge is inserted into the bore of the horizontally mounted circuit board, wherein the Diameter of the cylindrically shaped melt bridge material slightly smaller than that of the hole and its height a bit bigger than the thickness of the circuit board is. A countermark prevents that Falling of the melt bridge. Advantageously, the circuit board is not completely on the counter punch on, leaving the melt bridge material during the pressing process with a stamp from the counter punch opposite Side can form rivet heads on both sides. By the Pressing process creates a frictional connection with the walls of the Bore, which simultaneously makes the electrical contact to the ends the drilled supply track produces. About the covering the conductor ends Parts of the rivet heads creates another electrical contact.
In besonders vorteilhafter Weise erfolgt das Einfügen einer Schmelzbrücke in eine Bohrung der Leiterplatte mittels heißem Pressvorgang. Hierbei entspricht das Volumen des zylindrisch geformten Schmelzkörpermaterials aus Lot bei gegenüber der Bohrung geringfügig kleinerem Durchmesser dem der Bohrung. Bei heißem Pressvorgang wird die Bohrung vollständig vom Schmelzkörpermaterial ausgefüllt und die Leiterbahnenden werden damit verlötet. Somit entsteht eine besonders innige leitfähige Verbindung.In Particularly advantageously, the insertion of a melt bridge in one Drill the PCB by hot pressing. This corresponds the volume of the cylindrically shaped melted body material of solder in relation to the bore slight smaller diameter of the bore. In a hot pressing process, the hole Completely from the fusible material filled out and the conductor ends are soldered to it. This creates a special intimate conductive Connection.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Schmelzbrücken wirkungsvoll die Überhitzung der Leiterplatte verhindert ist. Durch ein geeignet ausgeführtes Layout der Leiterplatte ist zudem erreichbar, dass die Wärme sich immer in Richtung auf die Schmelzbrücke zu ausbreitet. Erreicht die Wärme den Bereich der Schmelzbrücke, wird in der Regel der Schmelzpunkt des Brückenmaterials überschritten und die Stromversorgung somit wirkungsvoll unterbrochen. Durch die entstehende Unterbrechung des Stromflusses kommt es zu einem Stillstand der Erwärmung. Die Leiterplatte ist somit mit einer thermischen Sicherung ausgestattet, die anders als herkömmliche Stromsicherungen über gewisse Zeitspannen hinweg auch erhöhten Stromstärken oder -dichten standhält, und die in Reaktion auf Temperaturen von mehr als einer vorgegebenen Grenztemperatur den Stromfluss unterbricht.The particular advantages of the invention are that through the melt bridges effective overheating the circuit board is prevented. By a suitably executed layout The circuit board is also reachable that the heat itself always spread in the direction of the melt bridge. Reached the heat the area of the melt bridge, As a rule, the melting point of the bridge material is exceeded and the power supply is thus effectively interrupted. By the resulting interruption of the current flow, it comes to a standstill the warming. The circuit board is thus equipped with a thermal fuse, which unlike conventional power fuses over certain Time spans also increased currents or densities withstand, and that in response to temperatures greater than a predetermined one Limit temperature interrupts the flow of current.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Die
in
Die
Leiterplatte
Zu
diesem Zweck sind die Versorgungsleiterbahnen
Die
Schmelzbrücken
In
besonders vorteilhafter Weise werden die die Versorgungsleiterbahnen
Das
Einbringen der Schmelzkörper
In
besonders vorteilhafter Weise erfolgt das Einbringen der Schmelzkörper
- 11
- Leiterplattecircuit board
- 22
- VersorgungsleiterbahnSupply conductor track
- 44
-
Bohrung
zur Unterbrechung der Versorgungsleiterbahn
8 Bore for interrupting the supply conductor8th - 66
- Spannungsversorgungpower supply
- 88th
- Baugruppemodule
- 1010
- Schmelzbrückefusible link
- 1212
- Bauelementmodule
- 1414
- Leiterbahnebenen innerhalb der LeiterplatteInterconnect layers inside the circuit board
- 1616
- Gegenstempelcounterpunch
- 1818
-
Abstand
zwischen Leiterplatte und Gegenstempel
16 Distance between PCB and counter punch16 - 2020
- Nietkopfrivet head
- 2222
- Stempelstamp
- 2424
-
Abstand
zwischen Leiterplatte und Stempel
22 bei kaltem PressvorgangDistance between PCB and stamp22 in cold pressing
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510034535 DE102005034535A1 (en) | 2005-07-23 | 2005-07-23 | Circuit plate for an electronic automobile controller has fuse plugs inserted into the tracks that melt to prevent overload |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200510034535 DE102005034535A1 (en) | 2005-07-23 | 2005-07-23 | Circuit plate for an electronic automobile controller has fuse plugs inserted into the tracks that melt to prevent overload |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005034535A1 true DE102005034535A1 (en) | 2007-01-25 |
Family
ID=37575735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510034535 Ceased DE102005034535A1 (en) | 2005-07-23 | 2005-07-23 | Circuit plate for an electronic automobile controller has fuse plugs inserted into the tracks that melt to prevent overload |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005034535A1 (en) |
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- 2005-07-23 DE DE200510034535 patent/DE102005034535A1/en not_active Ceased
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