DE102006030248A1

DE102006030248A1 - Gehäuse zur Aufnahme eines elektronische Bauelements und elektronische Bauelementtaranordnung

Info

Publication number: DE102006030248A1
Application number: DE102006030248A
Authority: DE
Inventors: Herbert Baschke; Günter FEIST; Jürgen Frey
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-03
Also published as: US7820921B2; WO2008000215A1; CN101479816A; JP2009542015A; US20090152003A1; EP2038903A1

Abstract

Gehäuse (12) zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements (14), wobei eine Außenwand des Gehäuses (16) eine ebene Kontaktwand (26) bildet, in der Kontaktflächenbereiche (24) zum Kontaktieren des Gehäuses (12) auf einem Schaltungsträger (42) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements und eine elektronische Bauelementanordnung mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten elektronischen Bauelement.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Material und Platz sparendes Gehäuse zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements zu schaffen, das einfach auf einem Schaltungsträger kontaktiert werden kann und preiswert herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Gehäuse zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements, wobei eine Außenwand des Gehäuses eine ebene Kontaktwand bildet, in der Kontaktflächenbereiche zum Kontaktieren des Gehäuses auf einem Schaltungsträger angeordnet sind.
Dies ist besonders vorteilhaft, da damit eine gute Koplanarität zwischen Gehäuse und Schaltungsträger erreicht werden kann. Dies ermöglicht es, elektronische Bauelemente, die Toleranzen hinsichtlich ihrer Geometrie aufweisen, mit großer örtlicher Präzision auf dem Schaltungsträger anzuordnen.
Besonders bevorzugt ist, wenn das Gehäuse Kopplungsbereiche aufweist zur Kopplung des elektronischen Bauelements mit dem Gehäuse, wobei die Kopplungsbereiche mit den Kontaktflächenbereichen elektrisch verbunden sind. Damit ist ermöglicht, dass elektronische Bauelemente jeder Form sicher auf einem ebenen Schaltungsträger angeordnet werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse mehrere Gehäuseteile auf, die mechanisch miteinander gekoppelt sind. Damit kann erreicht werden, dass verschiedene Gehäuseteile mit verschiedenen physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften miteinander das Gehäuse ausbilden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen erste Gehäuseteile ein Material aus einem ersten Kunststoff und zweite Gehäuseteile ein Material aus einem davon verschiedenen zweiten Kunststoff auf. Damit ist es möglich, dass das Gehäuse elektrisch isolierend ausgeführt ist.
Besonders bevorzugt ist, wenn der erste und/oder der zweite Kunststoff aus der Gruppe der flüssigkristallinen Polymere ausgewählt ist. Damit ist es möglich, das Gehäuse auch in einem Lötbad einzusetzen, da flüssigkristalline Polymere eine hohe Festigkeit und ein hohes Elastizitätsmodul auch bei typischen Temperaturen eines Lötbads von größer 200°C haben können.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist der erste Kunststoff mit Palladium dotiert. Palladiumdotierte Kunststoffe können gut für das Aufbringen von Metallschichten eingesetzt werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Kontaktflächenbereiche eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material auf, die mit einem der ersten Gehäuseteile mechanisch gekoppelt ist. Damit wird ermöglicht, eine dünne, elektrisch leitende Schicht auf den me chanisch tragenden ersten Gehäuseteil aufzubringen, um so Teile des Gehäuses elektrisch leitend auszubilden.
Besonders bevorzugt ist wenn die Schicht galvanisch hergestellt ist. Damit ist ein einfaches Aufbringen dünner, elektrisch leitender Schichten auf Gehäuseteile ermöglicht.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse quaderförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Gehäuses mit ebenen Außenseiten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse eine Ausnehmung auf, in der ein Verschlusselement zum Verschließen der Ausnehmung und zur Bildung eines geschlossenen Hohlraums in dem Gehäuse angeordnet ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da so ein abgeschlossener Hohlraum zur Aufnahme des elektronischen Bauelements ausgebildet werden kann.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform koppelt das Verschlusselement das bestimmungsgemäß in der Ausnehmung angeordnete elektronische Bauelement mechanisch fest mit dem Gehäuse.
Besonders bevorzugt ist, wenn das Verschlusselement durch Gießen hergestellt ist. Gießen kann ein einfaches und schnelles Verfahren zur Ausbildung des Verschlusselements darstellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse eine der Kontaktwand gegenüberliegende Gegenwand auf, die eine geschlossene ebene Außenfläche bildet. Dies ist besonders vorteilhaft, da der planare Kontaktwandbereich und der Gegenwandbereich in einfacher Weise zum Aufnehmen und Verlöten der elektronischen Bauelementanordnung aus Gehäuse und elektronischem Bauelement verwendet werden können.
Besonders bevorzugt ist, wenn das Gehäuse Seitenwände aufweist, die zwischen der Kontaktwand und der Gegenwand angeordnet sind, wobei eine der Seitenwände eine Öffnung aufweist. Die Öffnung in einer der Seitenwände ermöglicht ein einfaches Einbringen des elektronischen Bauelements in die Öffnung.
Gemäß einem zweiten Aspekt umfasst die Erfindung eine elektronische Bauelementanordnung mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten elektronischen Bauelement.
Besonders bevorzugt ist, wenn das elektronische Bauelement ein induktives Bauelement ist. Induktive Bauelemente lassen sich durch ein Gehäuse mit planarer Kontaktebene, in denen sie angeordnet sind, besonders gut auf dem Schaltungsträger kontaktieren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Bauelementanordnung mit einem Gehäuses zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements, und
2 eine Schnittansicht der elektronischen Bauelementanordnung mit dem Gehäuse zur Aufnahme des elektronischen Bauelements.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine elektronische Bauelementanordnung 10 mit einem Gehäuse 12 und einem in dem Gehäuse 12 aufgenommenen elektronischen Bauelement 14.
Das Gehäuse 12 hat eine Ausnehmung 16, in der das elektronische Bauelement 14 angeordnet ist. Das Gehäuse 12 hat einen ersten Gehäuseteil 18 und einen zweiten Gehäuseteil 20. Das erste Gehäuseteil 18 und das zweite Gehäuseteil 20 sind durch nicht dargestellte Verbindungselemente als integrales Gehäuse 12 ausgebildet. Die Verbindungselemente können vorzugsweise Stifte und mit diesen korrespondierende Bohrungen sein, die in bzw. mit dem ersten Gehäuseteil 18 und dem zweiten Gehäuseteil 20 ausgebildet sind.
Das erste Gehäuseteil 18 ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet. Die ersten Gehäuseteile 18 umfassen jeweils einen Trägerabschnitt 21, auf denen Kopplungsbereiche 22 und Kontaktbereiche 24 angeordnet sind, deren Bedeutung im Weiteren erläutert wird. Die Trägerabschnitte 21 weisen ein Material aus einem ersten Kunststoff auf, die zweiten Gehäuseteile 20 weisen ein Material aus einem zweiten Kunststoff auf. Vorzugsweise sind der erste und/oder der zweite Kunststoff aus der Gruppe der flüssigkristallinen Polymere ausgewählt. Flüssigkristalline Polymere haben die Eigenschaft, dass sie auch bei Temperaturen von über 200°C, wie sie in Lötbädern üblich sind, eine hohe Festigkeit und ein hohes Elastizitätsmodul haben können.
Die Kopplungsbereiche 22 und die Kontaktflächenbereiche 24 der ersten Gehäuseteile 18 sind als Schichten 25 aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einem Metall, auf die Trägerabschnitte 21 aufgebracht. Besonders bevorzugt ist, wenn die Kopplungsbereiche 22 und die Kontaktflächenbereiche 24 Materialien aus der Gruppe von Gold, Kupfer und Nickel aufweisen. Diese weisen eine gute Leitfähigkeit sowie eine gute Lötbarkeit auf.
Um eine gute Verbindung der Kopplungsbereiche 22 und der Kontaktflächenbereiche 24 mit den Trägerabschnitten 21 zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Kunststoff, aus dem die Trägerabschnitte 21 bestehen, mit Palladium dotiert ist. Eine Dotierung von Kunststoffen mit Palladium ermöglicht es, dass die aus den Schichten 25 aufgebauten Kopplungsbereiche 22 und Kontaktflächenbereiche 24 gut mit den Trägerabschnitten 21 verbindbar sind.
Wie in 1 zu erkennen ist, sind die Kontaktflächenbereiche 24 auf einer Kontaktwand 26 des quaderförmigen Gehäuses 12 angeordnet. Die Kontaktwand 26 hat eine Außenseite 28, wobei in der Außenseite 28 der Kontaktwand 26 die Kontaktflächenbereiche 24 angeordnet sind, die wiederum elektrisch mit den Kopplungsbereichen 22 gekoppelt sind.
Der Kontaktwand 26 gegenüber ist in dem Gehäuse 12 eine Gegenwand 30 angeordnet, die eine geschlossene ebene Außenfläche 31 bildet.
Das Gehäuse 12 weist weiter Seitenwände 32 auf, die zwischen der Kontaktwand 26 und der der Kontaktwand 26 gegenüberliegenden Gegenwand 30 angeordnet sind. Eine der Seitenwände 32 weist eine Öffnung 33 auf, die ein Einbringen des elektronischen Bauselements 14 in die Ausnehmung 16 ermöglicht.
Das elektronische Bauelement 14 ist als induktives Bauelement mit zwei auf einem Spulenkern 36 angeordneten Spulen 37a, 37b mit zusammen vier Anschlussdrähten 38 ausgebildet. Es kommen darüber hinaus aber auch Bauelemente mit nur zwei Anschlussdrähten als auch Bauelemente mit mehr als vier Anschlussdrähten, beispielsweise Übertrager in Betracht.
Wie in 2 zu sehen ist, ist in der Ausnehmung 16 ein Verschlusselement 34 angeordnet, durch das das elektronische Bauelement 14 mechanisch fest mit dem Gehäuse 12 gekoppelt ist. Besonders bevorzugt ist, wenn das Verschlusselement 34 durch Gießen hergestellt ist, da damit eine besonders einfache Möglichkeit des Verschließens der Ausnehmung 16 des Gehäuses 12 ermöglicht ist.
In 2 ist die elektronische Bauelementanordnung 10 mit dem Gehäuse 12, in dem das elektronische Bauelement 14 angeordnet ist, und ein Schaltungsträger 42 gezeigt.
Der Schaltungsträger 42 hat eine Kontaktebene 44, wobei die Kontaktwand 26 des Gehäuses 12 mechanisch fest mit der Kontaktebene 44 des Schaltungsträgers 42 gekoppelt ist. Es kann so eine sehr gute Löt- beziehungsweise Klebeverbindung zwischen Gehäuse 12 und dem Schaltungsträger 42 ermöglicht werden. Durch die Ausbildung der Kontaktwand 26 als ebene Kontaktwand mit ebenen Kontaktflächenbereichen 24 werden sehr gute Koplanaritätswerte zwischen dem Gehäuse 12 und dem Schaltungsträger 42 erreicht.
Im folgenden soll kurz das Verfahren zur Herstellung der elektronischen Bauelementanordnung 10 mit dem Gehäuse 12 und dem elektronischen Bauelement 14 und der anschließenden Kopp lung der elektronischen Bauelementanordnung 10 mit dem Schaltungsträger 42 dargestellt werden:
Zuerst wird das elektronische Bauelement 14 und das Gehäuse 12 bereitgestellt. Dann wird das elektronische Bauelement 14 in die Ausnehmung 16 des Gehäuses 12 eingebracht und die Anschlussdrähte 38 elektrisch mit den Kopplungsbereichen 22 des Gehäuses 12 gekoppelt. Schließlich wird das Verschlusselement 34 in die Ausnehmung 16 des Gehäuses 12 eingebracht, wobei das Einbringen des Verschlusselements 34 in die Ausnehmung 16 des Gehäuses 12 bevorzugt durch Gießen erfolgt.
Nach der Herstellung der elektronischen Bauelementanordnung 10 kann diese auf den Schaltungsträger 42 aufgebracht werden. Dazu wird die elektronische Bauelementanordnung 10 durch eine dem Fachmann auf dem Gebiet der Elektrotechnik bekannte Greifvorrichtung, die vorzugsweise als Saugvorrichtung ausgebildet ist, an der planen Außenfläche 31 der Gegenwand 30 aufgenommen, auf die Kontaktebene 44 des Schaltungsträgers 42 aufgesetzt und dort vorzugsweise durch Löten oder Kleben vollflächig mit der Kontaktebene 44 gekoppelt.

10: Elektronische Bauelementanordnung
12: Gehäuse
14: elektronisches Bauelement
16: Ausnehmung
18: erster Gehäuseteil
20: zweiter Gehäuseteil
21: Trägerabschnitt
22: Kopplungsbereich
24: Kontaktflächenbereich
25: Schicht aus einem leitenden Metall
26: Kontaktwand
28: Außenseite
30: Gegenwand
31: Außenfläche der Gegenwand
32: Seitenwand
33: Öffnung
34: Verschlusselement
36: Spulenkern
37a, b: Spulen
38: Anschlussdrähte
42: Schaltungsträger
44: Kontaktebene

Claims

Gehäuse (12) zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements (14), wobei eine Außenwand des Gehäuses (16) eine ebene Kontaktwand (26) bildet, in der Kontaktflächenbereiche (24) zum Kontaktieren des Gehäuses (12) auf einem Schaltungsträger (42) angeordnet sind.
Gehäuse (12) nach Anspruch 1, mit Kopplungsbereichen (22) zur Kopplung des elektronischen Bauelements (14) mit dem Gehäuse (12), wobei die Kopplungsbereiche (22) mit den Kontaktflächenbereichen (24) elektrisch verbunden sind.
Gehäuse (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse (12) mehrere Gehäuseteile (18, 20) aufweist, die mechanisch miteinander gekoppelt sind.
Gehäuse (12) nach Anspruch 3, wobei erste Gehäuseteile (18) ein Material aus einem ersten Kunststoff und zweite Gehäuseteile (20) ein Material aus einem davon verschiedenen zweiten Kunststoff aufweisen.
Gehäuse (12) nach Anspruch 4, wobei der erste und/oder der zweite Kunststoff aus der Gruppe der flüssigkristallinen Polymere ausgewählt sind.
Gehäuse (12) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der erste Kunststoff mit Palladium dotiert ist.
Gehäuse (12) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Kontaktflächenbereiche (24) eine Schicht (25) aus einem elektrisch leitenden Material aufweisen, die mit einem der ersten Gehäuseteile (18) mechanisch gekoppelt ist.
Gehäuse (12) nach Anspruch 7, wobei die Schicht (25) galvanisch hergestellt ist.
Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (12) quaderförmig ausgebildet ist.
Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (12) eine Ausnehmung (16) aufweist, in der ein Verschlusselement (34) zum Verschließen der Ausnehmung (16) und zur Bildung eines geschlossenen Hohlraums in dem Gehäuse (12) angeordnet ist.
Gehäuse (12) nach Anspruche 10, wobei das Verschlusselement (34) das bestimmungsgemäß in der Ausnehmung (16) angeordnete elektronische Bauelement (14) mechanisch fest mit dem Gehäuse (12) koppelt.
Gehäuse (12) nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Verschlusselement (34) durch Gießen hergestellt ist.
Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (12) eine der Kontaktwand (26) gegenüberliegende Gegenwand (30) aufweist, die eine geschlossene ebene Außenfläche (31) bildet.
Gehäuse (12) nach Anspruch 13, wobei das Gehäuse (12) Seitenwände (32) aufweist, die zwischen der Kontaktwand (26) und der Gegenwand (30) angeordnet sind, wobei eine der Seitenwände (26) eine Öffnung (33) aufweist.
Elektronische Bauelementanordnung (10) mit einem Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem darin angeordneten elektronischen Bauelement (14).
Elektronische Bauelementanordnung (10) nach Anspruch 15, wobei das elektronische Bauelement (14) ein induktives Bauelement ist.