DE102006052458B4 - Electronics housing with new flexible printed circuit board technology - Google Patents

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Abstract

Gehäuse (2) für eine elektronische Vorrichtung mit mindestens zwei Gehäuseteilen, welches mindestens einen Gehäuseboden (3), einen Gehäusedeckel (4) und mindestens eine elektronische Verbindung (5) in Form einer flexiblen Leiterplatte zwischen im Gehäuseinnenraum angeordneten Substraten (7) und außerhalb des Gehäuses liegenden Komponenten aufweist, die auf dem Gehäuseboden (3) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (5) oberhalb der Kupfer-Leitungsbahnschicht (13c) keine weitere schützende Lage (10) aufweist.Housing (2) for an electronic device having at least two housing parts, which at least one housing bottom (3), a housing cover (4) and at least one electronic connection (5) in the form of a flexible printed circuit board between arranged in the housing interior substrates (7) and outside the Has housing lying components, which is fixed on the housing bottom (3), characterized in that the flexible printed circuit board (5) above the copper conductor layer (13c) has no further protective layer (10).

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse für ein elektronisches Gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses, insbesondere für Getriebe- oder Motorsteuerungen in der Automobilindustrie.The The invention relates to an electronics housing for an electronic device according to the preamble of Patent claim 1 and a method for producing such housing, especially for gearboxes or engine controls in the automotive industry.

Elektronikgeräte weisen im Allgemeinen eine Vielzahl an elektronischen Komponenten auf, welche in Verbindung mit anderen Komponenten außerhalb des Steuergerätes stehen. Sie werden normalerweise in spezielle Gehäuse eingesetzt, um sie gegen Umwelteinflüsse oder mechanische Beanspruchungen zu schützen. Zudem erfüllen die Gehäuse eine wichtige Abschirmfunktion. Um eine verlässliche Verbindung zu außerhalb des Gehäuses liegenden Komponenten zu ermöglichen, ist eine elektrische Verbindung von der Gehäuseinnenseite zur Gehäuseaußenseite notwendig. Diese wird in jüngster Zeit bevorzugt als flexible Leiterplatte ausgeführt.Electronic devices exhibit generally have a variety of electronic components, which are in connection with other components outside the control unit. They are usually used in special enclosures to protect them against environmental impact or to protect mechanical stresses. In addition, the meet casing an important shielding function. To have a reliable connection to outside of the housing to allow for lying components is an electrical connection from the inside of the housing to the outside of the housing necessary. This is going to be the most recent Time preferably designed as a flexible circuit board.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 33 15 655 A1 beschreibt eine solche elektrische Verbindung mittels flexiblen Leiterplatten. Die flexiblen Leiterplatten werden an einer Verbindungsstelle zwischen dem Gehäuse und dem Deckel eingelegt und sind über Formdichtungen mit dem Gehäuse und dem Deckel abgedichtet. Diese flexiblen Leiterbahnen können von der Verbindungsstelle direkt an das elektrische Bauteil im Gehäuseinnern geführt werden. Dadurch ist die Anordnung der Komponenten relativ flexibel.The DE 33 15 655 A1 describes such an electrical connection by means of flexible printed circuit boards. The flexible printed circuit boards are inserted at a connection point between the housing and the cover and are sealed by means of molded seals with the housing and the cover. These flexible conductor tracks can be led from the connection point directly to the electrical component inside the housing. As a result, the arrangement of the components is relatively flexible.

Darüber hinaus ist aus der DE 10 2004 036 683 A1 eine Anordnung zur elektrischen Verbindung von Steuerelektronik zu peripheren Komponenten wie beispielsweise Sensoren, Ventile o der Stecker mittels Ankontaktierung an flexible Leiterplattenteilstücke bekannt.In addition, from the DE 10 2004 036 683 A1 an arrangement for the electrical connection of control electronics to peripheral components such as sensors, valves o the plug by means of Ankontaktierung to flexible circuit board sections known.

Beispielhaft für eine gattungsgemäße Ankontaktierung wird auf die DE 10 2004 050 687 A1 verwiesen. Dort wird eine Möglichkeit zur direkten Kontaktierung eines Kabels oder eines Kabelbündels beschrieben, das an eine flexible Leiterplatte angreift.Exemplary of a generic Ankontaktierung is on the DE 10 2004 050 687 A1 directed. There, a possibility for direct contacting of a cable or a cable bundle is described, which acts on a flexible circuit board.

Alle bisher bekannten Ausgestaltungen von Elektronikgehäusen mit flexiblen Leiterplatten haben jedoch jeweils den Nachteil, dass die flexible Leiterplatte als Komponente extrem kostenintensiv ist. Die hohen Kosten der Herstellung einer flexiblen Leiterplatte liegen vornehmlich in dem schichtförmigen Aufbau begründet, der bekanntermaßen neben einer Grundschicht aus flexiblem Kunststoff, bevorzugt wird Polyimid eingesetzt, eine Leiterbahn-Schicht insbesondere aus Kupfer vorsieht. Die Leiterbahnen werden je nach dem vorgegebenen Layout für die Kontaktierungsstellen ausgelegt. Diese Kupfer-Leiterbahnschicht wird mittels einer Klebschicht auf der Grundschicht fixiert. Im nächsten Schritt wird üblicherweise eine Deckschicht aus flexiblem Kunststoff zur Abdeckung der empfindlichen Kupfer-Leiterbahnschicht aufgebracht. Diese Kunststoff-Deckschicht wird ebenfalls mittels einer Klebschicht auf der Kupfer-Leiterbahnschicht fixiert. Diese einzelnen Herstellungsschritte können nur nacheinander ausgeführt werden und die Schichten müssen in ihren Dimensionen und Aussparungen aufeinander abgestimmt werden, so dass die relativ hohen Kosten für flexible Leiterplatten als Komponenten für Elektronikgehäuse im spezifischen Herstellungsverfahren begründet liegen.All previously known embodiments of electronic housings with However, flexible printed circuit boards each have the disadvantage that the flexible circuit board as a component is extremely expensive. The high cost of making a flexible circuit board lie primarily in the layered structure justified the known in addition to a base layer of flexible plastic, is preferred Polyimide used, a conductor layer, in particular of copper provides. The tracks will vary depending on the given layout for the contact points designed. This copper wiring layer is fixed by means of an adhesive layer on the base layer. in the next Step becomes common a cover layer of flexible plastic to cover the delicate Copper conductor layer applied. This plastic cover layer will also by means of an adhesive layer on the copper interconnect layer fixed. These individual manufacturing steps can only be carried out in succession and the layers have to be matched in their dimensions and recesses, so the relatively high cost of flexible circuit boards as Components for Electronics housing in specific manufacturing process are justified.

Es gibt daher verschiedene Bestrebungen, die Fläche der flexiblen Leiterplatte pro Elektronikgehäuse zu reduzieren. Ein Beispiel für ein Konzept zur Reduzierung des Einsatzes einer flexiblen Leiterplatte wird in der DE 10 2004 036 683 A1 vorgestellt. Darin wird beschrieben, zur Reduzierung der Gesamtfläche der eingesetzten flexiblen Leiterplatte anstelle einer größeren einstückigen flexiblen Leiterplatte mehrere einzelne Teil-Flex-Leiterplatten als elektronische Verbindung einzusetzen.There are therefore various attempts to reduce the area of the flexible circuit board per electronics housing. An example of a concept for reducing the use of a flexible printed circuit board is in the DE 10 2004 036 683 A1 presented. It describes how to reduce the total area of the flexible printed circuit board used instead of a larger one-piece flexible printed circuit board to use several individual part-flex printed circuit boards as an electronic connection.

Dennoch besteht auch weiterhin der Bedarf, eine einfachere und kostengünstigere Variante für den Einsatz von flexiblen Leiterplatten in Elektronikgehäusen zu finden.Yet there is still a need, a simpler and cheaper Variant for the Use of flexible printed circuit boards in electronic housings too Find.

Aufgabenstellungtask

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein in seiner Herstellung vereinfachtes Elektronikgehäuse zur Verfügung zu stellen, das auf der bevorzugten Technologie der flexiblen Leiterplatten als elektronische Verbindung zwischen den außerhalb des Gehäuses liegenden Komponenten und der Elektronik im Inneren des Gehäuses basiert.task It is therefore an object of the invention to simplify its production Electronics housing for disposal to put that on the preferred technology of flexible circuit boards as an electronic connection between the outside of the housing Components and electronics are based inside the case.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung entsprechend des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung gemäß Anspruch 9 erreicht.This is inventively with a Device according to the patent claim 1 and with a method achieved for the production of such a device according to claim 9.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Elektronikgehäuse zur Verfügung zu stellen, in dem die verwendete flexible Leiterplatte oberhalb der Kupfer-Leitungsbahnschicht keine weitere schützende Lage aufweist. Gerade im Hinblick auf solche Elektronikgehäuse, die aggressiven Medien ausgesetzt sind, wie sie beispielsweise in Getrieben und in Motoren vorherrschen, wird ein Schutz der empfindlichen Leiterbahnen durch eine Abdeckung mit einem Gehäusedeckel und/oder mit Kontaktierabdeckungen vorgesehen. Der Gehäusedeckel kann hermetisch dicht auf den Gehäuseboden mit der darauf fixierten, erfindungsgemäß ausgestalteten flexiblen Leiterplatte aufgebracht werden, so dass die darunter befindlichen Bereiche der Leiterplatte ausreichend geschützt sind. Die außerhalb des Gehäusedeckels liegenden Leiterbahnbereiche der erfindungsgemäßen flexiblen Leiterplatte können auf andere Weise, bevorzugt durch weitere Abdeckungen wie zum Beispiel Kontaktierabdeckungen, geschützt werden. Zusätzlich können diese Bereiche variabel auf die Kontaktierungserfordernisse der unterschiedlichen Peripherien angepasst werden. Insbesondere kann auch eine Größenanpassung des gesamten Gehäuses erstmals auf kostengünstige und einfache Weise vorgenommen werden.According to the invention, it is proposed to provide an electronics housing in which the flexible printed circuit board used has no further protective layer above the copper conductor track layer. Especially with regard to such electronics housing, which are exposed to aggressive media, such as prevail, for example, in transmissions and motors, a protection of the sensitive printed conductors is provided by a cover with a housing cover and / or with Kontaktierabdeckungen. The housing cover can be hermetically sealed to the housing bottom with the fi xierten, inventively designed flexible circuit board are applied, so that the underlying areas of the circuit board are sufficiently protected. The lying outside the housing cover conductor track areas of the flexible printed circuit board according to the invention can be protected in other ways, preferably by other covers such as Kontaktierabdeckungen. In addition, these ranges can be variably adjusted to the contacting requirements of the different peripherals. In particular, a size adjustment of the entire housing can be made for the first time in a cost effective and simple manner.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further advantageous embodiments and developments, which individually or in combination with each other are Subject of the dependent Claims.

Als elektrische Verbindung kann eine erfindungsgemäß ohne Decklage ausgeführte flexible Leiterplatte verwendet werden. Es können aber auch gleichermaßen ein oder mehrere Teil-Flex-Leiterplatten nach der in der DE 10 2004 036 683 A1 beschriebenen Anordnung eingesetzt werden, bei denen jedoch die Decklage erfindungsgemäß fehlt. Vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, einzelne Teil-Flex-Leiterplatten so vorzubereiten, dass die Ankontaktierungen an die Leiterbahnen für einzelne Komponententypen bereits in diesem frühen Stadium der Fertigung eines Einzelbestandteils berücksichtigt und vereinheitlicht werden kann. Zudem erfüllt diese Ausführungsvariante die weiteren vorteilhaften Vorgaben, die Gesamtfläche der flexiblen Leiterplatten an sich gering zu halten, insbesondere aus Kostengründen. Weiterhin erlaubt diese Ausführungsform der Erfindung eine optimale Entflechtung der Signal- und Strompfade. Ein weiterer Vorteil ergibt sich im Falle der Ausgestaltung mit Teil-Flex-Leiterplatten durch die Tatsache, dass der Übergang zwischen den Rändern der Teil-Flex-Leiterplatten aufgrund der fehlenden Decklage und dem Gehäuseboden nunmehr in seiner Höhe verringert ist. Auf diese Weise lässt sich die Abdichtung des aufgesetzten Gehäusedeckels leichter herstellen.As an electrical connection can be used according to the invention executed without cover layer flexible circuit board. But it can also equally one or more part-flex printed circuit boards after in the DE 10 2004 036 683 A1 described arrangement are used in which, however, the top layer according to the invention is missing. An advantage of this embodiment is to prepare individual partial flex circuit boards so that the Ankontaktierungen can be considered and standardized to the interconnects for individual component types already at this early stage of the production of a single component. In addition, this embodiment meets the further advantageous requirements, the total area of the flexible circuit boards to keep low, especially for cost reasons. Furthermore, this embodiment of the invention allows optimal unbundling of the signal and current paths. Another advantage arises in the case of the design with part-flex printed circuit boards by the fact that the transition between the edges of the part-flex printed circuit boards is now reduced in height due to the lack of cover layer and the housing bottom. In this way, the sealing of the attached housing cover can be made easier.

Die flexible Leiterplatte kann beispielsweise aus einer unteren Polyimid-Basisfolie und darauf in einer Klebeschicht eingebettet angeordneten metallischen Leiterbahnen, vorzugsweise aus Kupfer, bestehen. Bevorzugt können auch mehrlagige flexible Leiterplatten, die definitionsgemäß mehrere durch Isolationsschichten getrennte Kupferleiterbahnschichten aufweisen, als elektrische Verbindung verwendet werden. Erfindungsgemäß wird von der Aufbringung einer Deckschicht abgesehen. Auf diese Weise hebt sich die vorliegende Erfindung auch vor teilhaft von den vorbekannten Elektronikgehäusen des Standes der Technik ab, in denen die flexiblen Leiterplatten zur Kontaktierung der peripheren Komponenten kleine Ausschnitte in der Deckfolie, so genannte "Pads", vorsehen, die durch das exakte Aufbringen einer entsprechend ausgestanzten Deckschicht auf die Leiterbahnschicht hergestellt werden müssen.The flexible printed circuit board may for example consist of a lower polyimide base film and embedded thereon in an adhesive layer arranged metallic Conductor tracks, preferably made of copper. Preference may also be given multi-layer flexible printed circuit boards, by definition several have copper interconnect layers separated by insulation layers, be used as an electrical connection. According to the invention of apart from the application of a topcoat. In this way lifts The present invention also before geous of the previously known Electronic housings of the From the prior art, in which the flexible circuit boards for Contacting the peripheral components small cutouts in the Cover film, called "pads", provide through the exact application of a corresponding punched cover layer must be made on the wiring layer.

Es können auch weitere, bevorzugt kostengünstigere, Materialien sowohl für die Basisfolie als auch für die Klebeschicht verwendet werden. So können beispielsweise zur Kostenreduzierung solche Materialien vorgesehen werden, die in einem Spritz-, Lackier- oder Siebdruckverfahren auftragbar sind. Daneben ist es möglich, die Schichtdicke der einzelnen Schichten zu variieren.It can also further, preferably less expensive, Materials for both the base film as well for the adhesive layer can be used. For example, to reduce costs such materials are to be used in an injection, painting and or screen printing can be applied. In addition it is possible the Layer thickness of the individual layers to vary.

Zur Ermöglichung der späteren Aufbringung des Gehäusedeckels kann beispielsweise eine umlaufende Vertiefung zur Aufnahme einer Dichtung oder eines Dichtungsmaterials vorgesehen werden. Alternativ oder kumulativ kann der Gehäusedeckel auch durch Nieten, Kleben oder Löten mit der Grundplatte und/oder der erfindungsgemäß ausgebildeten flexiblen Leiterplatte verbunden werden. Wichtig dabei ist vor allem, eine gute Abdichtung zu gewährleisten, sollen die Elektronikbauteile später in aggressiver Umgebung, wie zum Beispiel in einem Getriebe oder in einem Motor, eingesetzt werden.to enabling later Application of the housing cover For example, a circumferential recess for receiving a Seal or a sealing material can be provided. alternative or cumulatively, the housing cover can also by riveting, gluing or soldering with the base plate and / or the inventively embodied flexible circuit board get connected. Above all, a good seal is important to ensure, should the electronic components later in an aggressive environment, such as in a transmission or in a motor, to be used.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Gehäusedeckel mit Hilfe eines Acrylklebers befestigt. So kann beispielsweise eine ununterbrochen umlaufende Bahn einer Acrylkleberfolie auf der Oberfläche der Bodenplatte und/oder flexiblen Leiterbahn angeordnet werden. Vorzugsweise bildet dieser Klebebereich die Aufsatzfläche des Gehäusedeckels ab.In In a preferred embodiment, the housing cover with the aid of an acrylic adhesive attached. For example, an uninterrupted circulating Course of an acrylic adhesive film on the surface of the bottom plate and / or be arranged flexible track. Preferably, this forms Adhesive area the top surface of the housing cover from.

Der Gehäuseboden besteht bevorzugter Weise aus einem metallischen Material, besonders bevorzugt ist er aus Aluminium. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die erfindungsgemäß ausgestaltete flexible Leiterplatte auf den metallischen Gehäuseboden auflaminiert. Dies stellt eine verlässliche, dichte und kostengünstige Fixierung sicher. Der Gehäusedeckel kann aus jedem Material bestehen, das einen ausreichenden Schutz der Elektronik gegenüber den gegebenen Umwelteinflüssen sicherstellt. Neben Gehäusedeckeln aus Kunststoff können auch solche aus metallischen Materialien verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Gehäusedeckel aus Metall vorgesehen. Dieser bringt gleichzeitig die notwendigen EMV-Abschirmwerte und eine erhöhte Steifigkeit mit. Alternativ kann auch ein metallisierter Kunststoff-Formkörper eingesetzt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Gehäusedeckel jedoch aus einem metallischen Material wie beispielsweise Stahlblech, Aluminium oder Druckguss gefertigt. Dadurch ergeben sich eine erhöhte Langzeitstabilität, eine gute Diffusionsdichte gegenüber aggressiven Chemikalien und verbesserte Abschirmwerte über die gesamte Lebensdauer des Steuergeräts.The housing bottom is preferably made of a metallic material, more preferably it is made of aluminum. In a preferred embodiment of the invention, the inventively designed flexible circuit board is laminated to the metallic housing bottom. This ensures a reliable, tight and cost-effective fixation. The housing cover can be made of any material that ensures sufficient protection of the electronics against the environmental influences. In addition to housing covers made of plastic and those made of metallic materials can be used. Preferably, a housing cover made of metal is provided. At the same time it provides the necessary EMC shielding values and increased rigidity. Alternatively, a metallized plastic molded body can also be used. In an advantageous embodiment, however, the housing cover is made of a metallic material such as steel, aluminum or die-cast. This results in an increased long-term stability, a good diffusion density against aggressive chemicals and improved the shielding values over the entire service life of the control unit.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses für ein Steuergerät wird eine einstückige flexible Leiterplatte oder ein oder mehrere Teil-Flex-Leiterplatten auf den Gehäuseboden aufgebracht, die oberhalb der Kupfer-Leiterbahn keine Decklage aufweisen. Die Kontaktierungen zu den elektronischen Komponenten im Inneren des Gehäuses werden hergestellt und anschließend wird der Gehäusedeckel auf den entsprechenden Bereich der Unterseite des Gehäuses aufgebracht und fixiert. Die offenen Leiterbahnbereiche der flexiblen Leiterplatte mit den anschließend hergestellten Kontaktierungen zu den Peripherien werden vorzugsweise durch Kontaktierungsabdeckungen vor äußeren Einflüssen geschützt. Solche äußeren Einflüsse können beispielsweise metallische Späne aus Fertigungsrückständen des Getriebe- oder Motorgehäuses beinhalten, die zu Kurzschlüssen der Kontaktierungen oder der offenen Bereiche der Kupfer-Leitungsbahnen führen könnten.to Production of a housing according to the invention for a control unit is a one-piece flexible Printed circuit board or one or more part-flex printed circuit boards on the caseback applied, which have no top layer above the copper interconnect. The contacts to the electronic components inside of the housing are produced and subsequently becomes the housing cover applied to the corresponding area of the bottom of the housing and fixed. The open conductor sections of the flexible circuit board with then Preparations made to the peripheries are preferably Protected by Kontaktierungsabdeckungen from external influences. Such external influences can, for example metallic chips from production residues of the Gearbox or motor housing involve short circuits the contacts or the open areas of the copper tracks to lead could.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine flexible Leiterplatte oder mehrere Teil-Flex-Leiterplatten auf einen Gehäuseboden, bevorzugt aus Aluminium, auflaminiert. Besonders bevorzugt wird die flexible Leiterplatte mittels Acrylkleber auf dem Gehäuseboden fixiert.According to the present Invention are a flexible circuit board or more part-flex circuit boards on a caseback, preferably of aluminum, laminated. Particularly preferred is the flexible printed circuit board using acrylic glue on the case back fixed.

Verbindungen zwischen den außerhalb des Gehäuses angeordneten elektronischen Komponenten und der flexiblen Leiterplatte der vorliegenden Erfindung können auf jede bekannte Weise hergestellt werden. So können die Verbindungen lösbar beispielsweise als Stecker oder nicht lösbar durch beispielsweise Löten oder Schweißen hergestellt werden. Die elektronische Verbindung wird besonders bevorzugt direkt sowohl mit dem elektronischen Substrat im Inneren des Gehäuses als auch mit den Signalgebern und -empfängern (insbesondere Sensoren, Ventile, etc.) außerhalb des Gehäuses verbunden. Insbesondere bevorzugt wird eine direkte Verbindung mit dem elektronischen Substrat im Inneren des Gehäuses mittels Dickdraht-Ronden hergestellt. Die Anzahl der Verbindungen kann somit deutlich reduziert und auf diese Weise Teileausfälle aufgrund von schadhaften Schnittstellen wie beispielsweise Steckern vermieden werden. Die Fehleranfälligkeit vermindert sich dadurch erheblich.links between the outside of the housing arranged electronic components and the flexible circuit board of the present invention be prepared in any known manner. For example, the connections can be releasable as a plug or not solvable by, for example, soldering or welding getting produced. The electronic connection is particularly preferred directly with both the electronic substrate inside the case as also with the signal transmitters and receivers (in particular sensors, Valves, etc.) outside of the housing connected. Particularly preferred is a direct connection with the electronic substrate inside the housing by means of thick wire blanks produced. The number of connections can thus be significantly reduced and in this way part failures due to defective interfaces such as plugs be avoided. The error rate is reduced considerably.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand von zwei Ausführungsvarianten in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.The Invention will be described below by way of example with reference to two Variants in Explained connection with the drawings.

In dieser zeigt:In this shows:

1 eine teil-explodierte perspektivische Draufsicht eines Elektronikgerätes mit einer Decklage, 1 a partially exploded perspective top view of an electronic device with a cover layer,

2 eine perspektivische Draufsicht auf das Elektronikgerät in 1 mit geschlossenem Gehäuse, 2 a perspective top view of the electronic device in 1 with closed housing,

3 eine Schnittdarstellung eines Teilabschnitts einer flexiblen Leiterplatte gemäß dem Stand der Technik, 3 a sectional view of a portion of a flexible printed circuit board according to the prior art,

4 eine Draufsicht in teil-explodierter Darstellung auf ein erfindungsgemäßes Elektronikgerät enthaltend eine einstückige flexible Leiterplatte ohne Decklage, 4 a top view in partially exploded view of an inventive electronic device containing a one-piece flexible circuit board without cover layer,

5 eine Schnittdarstellung eines Teilabschnitts einer Seite des Elektronikgerätes aus 4 mit einer geschlossenen Kontaktierabdeckung, 5 a sectional view of a portion of a side of the electronic device 4 with a closed contact cover,

6 ein Elektronikgerät aus 4 mit geschlossenem Gehäuse und geschlossenen Kontaktierabdeckungen, und 6 an electronic device 4 with closed housing and closed Kontaktierabdeckungen, and

7 eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung als teil-explodierte Darstellung mit Teil-Flex-Leiterelementen. 7 a further preferred embodiment of the invention as a partially exploded representation with part-flex conductor elements.

1 zeigt ein Elektronikgerät 1, das zum Einbau in ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen ist. Das Gehäuse 2 des Elektronikgerätes wird von einer metallischen Bodenplatte 3 und einem Gehäusedeckel 4 aus Stahlblech oder Aluminium gebildet. Auf der metallischen Bodenplatte 3 ist eine flexible Leiterplatte 5 fixiert, die eine schützende Decklage 10 aufweist. Die Leiterplatte 5 weist umlaufend eine Abdichtzone 6 auf, die in ihrer Form der Aufsatzfläche des Gehäusedeckels 4 entspricht. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Elektronik-Substrat 7, das beispielsweise verschiedene elektronische Bauteile aufweisen kann. Das Substrat 7 mit seinen verschiedenen elektronischen Bauteilen im Innern des Gehäuses ist über Direktkontakte 8 mit der flexiblen Leiterplatte 5 verbunden. Weiterhin ist die gezeigte flexible Leiterplatte 5 im Innenbereich des Gehäuses ausgeschnitten und in dem so entstandenen Ausschnitt ist das elektronische Substrat 7 angeordnet. Die flexible Leiterplatte 5 weist in ihren Randbereichen ausgestanzte Kontaktierungsstellen 9 zur direkten Kontaktierung mit peripheren Komponenten (Pads) auf. Diese Kontaktierungsstellen 9 werden nicht von der schützenden oberen Decklage 10 der Leiterplatte 5, sondern über separate Kontaktierabdeckungen 11 als Spanschutz und Schutz vor anderen Umwelteinflüssen bedeckt. 1 shows an electronic device 1 , which is intended for installation in a motor vehicle transmission. The housing 2 of the electronic device is powered by a metallic base plate 3 and a housing cover 4 made of sheet steel or aluminum. On the metallic floor plate 3 is a flexible circuit board 5 fixed, which is a protective top layer 10 having. The circuit board 5 has a circumferential sealing zone 6 on, in their shape the top surface of the housing cover 4 equivalent. Inside the housing is an electronics substrate 7 which may have, for example, various electronic components. The substrate 7 with its various electronic components inside the case is via direct contacts 8th with the flexible circuit board 5 connected. Furthermore, the flexible circuit board shown is 5 cut out in the interior of the housing and in the resulting cutout is the electronic substrate 7 arranged. The flexible circuit board 5 has punched-out contacting areas in its edge areas 9 for direct contact with peripheral components (pads). These contacting points 9 Do not get off the protective top liner 10 the circuit board 5 but via separate Kontaktierabdeckungen 11 covered as chip protection and protection against other environmental influences.

2 zeigt ein Elektronikgerät 1 aus 1 mit geschlossenem, dichtem Gehäuse 2. Die Bodenplatte 3 trägt die Leiterplatte 5 mit Decklage 10, wobei der Gehäusedeckel 4 umlaufend fest direkt auf der Leiterplatte 5 angeordnet ist. Die Leiterplatte 5 hat eine größere Fläche als der Gehäusedeckel 4 und ragt unter der Aufsatzfläche des Deckels 4 hervor. Die Kontaktierungsstellen 9 sind außerhalb des Gehäusedeckels 4 im Randbereich der Leiterplatte angeordnet. An einer Seite der Leiterplatte 5 sind in der Darstellung die offenen Kontaktierungsstellen 9 mit einer Kontaktierabdeckung 11 abgedeckt. Die Kontaktierabdeckungen 11 sind mit Befestigungsmit teln 12 an der Bodenplatte 3 des Elektronikgerätes 1 festgelegt. 2 shows an electronic device 1 out 1 with closed, sealed housing 2 , The bottom plate 3 carries the circuit board 5 with cover layer 10 , wherein the housing cover 4 all around fixed directly on the circuit board 5 is arranged. The circuit board 5 Has a larger area than the housing cover 4 and protrudes under the top surface of the lid 4 out. The contact points 9 are outside the housing cover 4 arranged in the edge region of the circuit board. On one side of the circuit board 5 are in the illustration the open contact points 9 with a contact cover 11 covered. The contact covers 11 are with Befestigungsmit stuffs 12 at the bottom plate 3 of the electronic device 1 established.

3 zeigt in einer Schnittdarstellung den Aufbau der verschiedenen Schichten einer flexiblen Leiterplatte 5 des Standes der Technik auf einer Bodenplatte 3 für den Verbindungsaufbau in mechatronischen Anwendungen. 3 shows in a sectional view of the structure of the various layers of a flexible printed circuit board 5 of the prior art on a bottom plate 3 for connection establishment in mechatronic applications.

Dieser besteht aus einer Basislage 13 als Verbund aus Polyimidfolie 13a, Acrylkleberfolie 13b und Kupfer-Folie 13c. Die Kupferlage 13c erhält durch einen Ätzprozess eine leitende Bahnstruktur. Zum notwendigen Schutz vor Kontamination, Beschädigungen und Leiterbahnkurzschlüssen (Spanschutz) wird gemäß dem Stand der Technik eine Decklage 10 aus Polyimidfolie 10a auf die strukturierte Kupfer-Lage 13c mit Acrylkleber 10b auflaminiert. Die Decklage 10 bestehend aus Polyimidfolie 10a und Acrylkleber 10b ist schraffiert dargestellt und wird bei einem erfindungsgemäßen Aufbau nicht verwendet. Der gezeigte gesamte Verbund aus Basislage 13 und Decklage 10 wird dann mittels einer weiteren Klebeschicht 14 auf eine Bodenplatte 3 auflaminiert.This consists of a base position 13 as a composite of polyimide film 13a , Acrylic adhesive film 13b and copper foil 13c , The copper layer 13c obtains a conductive web structure by an etching process. The necessary protection against contamination, damage and conductor short circuits (chip protection) is according to the prior art, a cover layer 10 made of polyimide film 10a on the structured copper layer 13c with acrylic glue 10b laminated. The top layer 10 consisting of polyimide film 10a and acrylic glue 10b is hatched and is not used in a construction according to the invention. The whole composite shown from base position 13 and top layer 10 is then by means of another adhesive layer 14 on a floor plate 3 laminated.

4 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikgerätes 1. Das Gehäuse 2 des Elektronikgerätes 1 wird von einer metallischen Bodenplatte 3 und einem Gehäusedeckel 4 aus Stahlblech oder Aluminium gebildet. Auf der metallischen Bodenplatte 3 ist eine einstückige flexible Leiterplatte 5 fixiert. Diese Leiterplatte 5 ist ohne Decklage 10 gefertigt und sämtliche Leiterbahnbereiche 15 liegen daher offen. Die flexible Leiterplatte 5 weist umlaufend eine Abdichtzone 6 auf, die in ihrer Form im Wesentlichen der Aufsatzfläche des Gehäusedeckels 4 entspricht. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Elektronik-Substrat 7, das beispielsweise mehrere verschiedene elektronische Bauteile umfasst. Weiterhin ist die gezeigte flexible Leiterplatte 5 im Innenbereich des Gehäuses ausgeschnitten und in dem so entstandenen Ausschnitt ist das elektronische Substrat 7 angeordnet. Die Verbindungen von dem elektronischen Substrat 7 zur flexiblen Leiterplatte 5 werden mittels Dickdraht-Ronden 8 hergestellt. Das elektronische Substrat 7 beinhaltet bevorzugt mehrere einzelne Bauteile und ist besonders bevorzugt ein Keramik-Substrat. Die erfindungsgemäßen offenen Leiterbahnbereiche der flexiblen Leiterplatte werden innerhalb der Abdichtzone 6 durch den Gehäusedeckel 4 vor Kontaminierungen und Umwelteinflüssen und außerhalb dieses Bereichs durch die separaten Kontaktierabdeckungen 11 geschützt. Zwei der Kontaktierabdeckungen 11 sind befestigt und teilweise überlappend mit der Abdichtzone 6 dargestellt. Die Kontaktierabdeckungen 11 können alternativ teilweise überlappend oder aber auch bündig mit dem Gehäusedeckel 4 abschließen, so dass ein Spanschutz und Schutz vor weiterer Kontaminierung der offenen Leiterbahnbereiche 15 gewährleistet ist. 4 shows a preferred embodiment of the electronic device according to the invention 1 , The housing 2 of the electronic device 1 is from a metallic floor plate 3 and a housing cover 4 made of sheet steel or aluminum. On the metallic floor plate 3 is a one-piece flexible circuit board 5 fixed. This circuit board 5 is without cover layer 10 manufactured and all trace areas 15 are therefore open. The flexible circuit board 5 has a circumferential sealing zone 6 on, in their form essentially the top surface of the housing cover 4 equivalent. Inside the housing is an electronics substrate 7 that includes, for example, several different electronic components. Furthermore, the flexible circuit board shown is 5 cut out in the interior of the housing and in the resulting cutout is the electronic substrate 7 arranged. The connections from the electronic substrate 7 to the flexible circuit board 5 are made by means of thick wire blanks 8th produced. The electronic substrate 7 preferably contains several individual components and is particularly preferably a ceramic substrate. The open circuit areas of the flexible printed circuit board according to the invention become within the sealing zone 6 through the housing cover 4 from contamination and environmental influences and outside this area through the separate contact covers 11 protected. Two of the contact covers 11 are attached and partially overlapping with the sealing zone 6 shown. The contact covers 11 Alternatively, they may be partially overlapping or even flush with the housing cover 4 so that a chip protection and protection against further contamination of the open conductor track areas 15 is guaranteed.

5 zeigt eine Schnittdarstellung einer Seite des Elektronikgeräts 1 aus 4 mit einem geschlossenen Gehäuse 2 und einer geschlossenen Kontaktierabdeckung 11. Die Kontaktierabdeckung 11 und Gehäusedeckel 4 sind derart ausgebildet und überlappend angeordnet, dass ein Labyrinth Dichtungspfad 16 zur Abdeckung der erfindungsgemäß aufgrund des Verzichts auf die Decklage 10 offenen Leiterbahnbereiche 15 der flexiblen Leiterplatte 5 gebildet wird. Gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Gehäuseboden 3 im Bereich der Kontaktierungsstelle für die außerhalb liegenden Komponenten eine Aussparung 18 auf, die hier durch eine in die Aussparung 18 hineinragende Abdeckung verschlossen ist. 5 shows a sectional view of a side of the electronic device 1 out 4 with a closed housing 2 and a closed contact cover 11 , The contact cover 11 and housing cover 4 are designed and overlapped such that a labyrinth seal path 16 to cover the invention due to the omission of the cover layer 10 open conductor track areas 15 the flexible circuit board 5 is formed. According to the present preferred embodiment of the invention, the housing bottom 3 in the area of the contact point for the components lying outside a recess 18 on, here through one in the recess 18 protruding cover is closed.

6 zeigt das Elektronikgerät 1 aus 4 und 5 mit geschlossenem, hermetisch dichtem Gehäuse 2 und befestigten Kontaktierabdeckungen 11. Die erfindungsgemäßen aufgrund des Verzichts auf die Decklage 10 offenen Leiterbahnbereiche 15 sind hierdurch vollständig abgedeckt. 6 shows the electronic device 1 out 4 and 5 with closed, hermetically sealed housing 2 and attached Kontaktierabdeckungen 11 , The invention due to the omission of the top layer 10 open conductor track areas 15 are thereby completely covered.

7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikgerätes 1. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen der in 4. In dieser Ausführungsform ist jedoch die erfindungsgemäß ausgestaltete flexible Leiterplatte 5 nicht einstückig ausgeführt, sondern die Kontaktierung zu den peripheren Komponenten wird durch einzelne Teil-Flex-Leiterfolienelemente 17 mit erfindungsgemäß aufgrund des Verzichts auf die Decklage 10 offenen Leiterbahnen 15 hergestellt. 7 shows a further preferred embodiment of the electronic device according to the invention 1 , The structure is essentially the same as in 4 , However, in this embodiment, the flexible printed circuit board configured according to the invention is 5 not made in one piece, but the contact with the peripheral components by individual partial flex conductor foil elements 17 with according to the invention due to the omission of the top layer 10 open tracks 15 produced.

Dies ermöglicht eine optimale Entflechtung von Signal- und Strompfaden und der Einsatz teuerer flexibler Leiterplattenflächen kann auf ein Minimum reduziert werden. Die Teil-Flex-Leiterplatten können somit so ausgestaltet sein, dass eine optimale Nutzenauslastung möglich ist und nur geringer Verwurf entsteht. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Tatsache, dass der Übergang zwischen den Rändern der Teil-Flex-Leiterplatten aufgrund der fehlenden Decklage und dem Gehäuseboden nunmehr in seiner Höhe verringert ist. Auf diese Weise lässt sich die Abdichtung des aufgesetzten Gehäusedeckels mit vermindertem Aufwand herstellen.This allows Optimal unbundling of signal and current paths and use expensive flexible printed circuit board surfaces can be reduced to a minimum become. The part-flex circuit boards can thus be designed so that optimal benefit utilization is possible and only a few faults arise. Another advantage arises by the fact that the transition between the edges of the Partial flexible circuit boards due to the lack of top layer and the case back now in his Height reduced is. That way the sealing of the attached housing cover with reduced Create effort.

Zusammenfassend wird aufgrund der fehlenden Decklage demnach eine erheblich vereinfachte Herstellung ermöglicht. Gleichzeitig wird durch die verschiedenen Möglichkeiten der Abdeckung mit dem Gehäusedeckel für die Bereiche innerhalb des hermetisch dichten Innenraums und mit den Kontaktierabdeckungen außerhalb des hermetisch dichten Innenraums sichergestellt, dass ein ausreichender Schutz vor Umwelteinflüssen und insbesondere vor Kurzschlüssen der Kupfer-Leitungsbahnen gegeben ist.In summary, due to the lack of The cover layer thus allows a considerably simplified production. At the same time, it is ensured by the various possibilities of covering with the housing cover for the areas within the hermetically sealed interior and with the Kontaktierabdeckungen outside the hermetically sealed interior, that a sufficient protection against environmental influences and in particular against short circuits of the copper conductor tracks is given.

In Kombination mit der bevorzugten Ausgestaltung der Teil-Flex-Leiterplatten entsteht ein Konzept zur Bereitstellung eines Gehäuses mit modularem Aufbau, bei dem die erfindungsgemäß vereinfachte flexible Leiterplatte standardisierte offene Bereiche der Kupferleiterplatte für die Kontaktierung der peripheren Komponenten aufweist. Auf diese Weise ist erstmals eine variable Anpassung von Elektronikgehäusen an sich ändernde Vorgaben bezüglich der äußeren Komponenten oder des Elektroniksubstrats möglich. Insbesondere kann auch eine Größenanpassung des gesamten Gehäuses erstmals auf kostengünstige und einfache Weise vorgenommen werden. Eine aufwendige Neukonzeption des Elektronikgerätes kann hierdurch vermieden werden. Zusätzlich ist eine vereinheitlichte und ver einfachte Fertigung der flexiblen Leiterplatten möglich, was zusätzlich zu einem erheblichen Kostenvorteil führen kann.In Combination with the preferred embodiment of the part-flex printed circuit boards creates a concept for providing a housing with modular design, in which the inventively simplified flexible circuit board standardized open areas of the copper circuit board for contacting comprising the peripheral components. This is the first time a variable adaptation of electronics housings to changing ones Specifications regarding the outer components or the electronic substrate possible. In particular, also a size adjustment of the entire case first on low cost and easy way to be done. An elaborate new concept of the electronic device can be avoided. In addition, a unified and ver simplified production of the flexible circuit boards possible, what additionally can lead to a significant cost advantage.

Durch einen standardisierten Aufbau kann weiterhin eine erleichterte Qualitätskontrolle und damit eine erhebliche Fehlerreduktion solcher Bauteile aufgrund von schadhaften Schnittstelen erzielt werden. Erfindungsgemäße Elektronikgeräte können vorteilhafter Weise in einem Temperaturbereich von –40°C bis +180°C verwendet werden.By a standardized structure can continue to facilitate quality control and thus a significant error reduction of such components due be achieved by defective Schnittstelen. Electronic devices according to the invention can be more advantageous Be used in a temperature range from -40 ° C to + 180 ° C.

Claims (12)

Gehäuse (2) für eine elektronische Vorrichtung mit mindestens zwei Gehäuseteilen, welches mindestens einen Gehäuseboden (3), einen Gehäusedeckel (4) und mindestens eine elektronische Verbindung (5) in Form einer flexiblen Leiterplatte zwischen im Gehäuseinnenraum angeordneten Substraten (7) und außerhalb des Gehäuses liegenden Komponenten aufweist, die auf dem Gehäuseboden (3) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (5) oberhalb der Kupfer-Leitungsbahnschicht (13c) keine weitere schützende Lage (10) aufweist.Casing ( 2 ) for an electronic device having at least two housing parts, which at least one housing bottom ( 3 ), a housing cover ( 4 ) and at least one electronic connection ( 5 ) in the form of a flexible printed circuit board between arranged in the housing interior substrates ( 7 ) and outside of the housing lying components which on the housing bottom ( 3 ), characterized in that the flexible printed circuit board ( 5 ) above the copper conductor layer ( 13c ) no further protective position ( 10 ) having. Gehäuse (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung der flexiblen Leiterplatte (5) insbesondere in den Bereichen der Kupfer-Leitungsbahnen von dem Gehäusedeckel (4) und/oder von Kontaktierabdeckungen (11) vorgenommen wird.Casing ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the cover of the flexible printed circuit board ( 5 ) in particular in the areas of the copper conductor tracks of the housing cover ( 4 ) and / or Kontaktierabdeckungen ( 11 ) is made. Gehäuse (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Verbindung (5) eine mehrlagige flexible Leiterplatte ist.Casing ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic connection ( 5 ) is a multilayer flexible circuit board. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (3) eine größere Grundfläche aufweist als der Gehäusedeckel (4).Casing ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing bottom ( 3 ) has a larger base area than the housing cover ( 4 ). Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (5) über den Gehäuseboden (3) hinausragt.Casing ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible printed circuit board ( 5 ) over the housing bottom ( 3 protrudes). Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (3) im Bereich der Kontaktierungsstelle für die außerhalb liegenden Komponenten eine Aussparung (18) aufweist.Casing ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing bottom ( 3 ) in the region of the contacting point for the external components a recess ( 18 ) having. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (5) aus mindestens zwei oder mehreren flexiblen Teilleiterplatten (17) gebildet wird.Casing ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible printed circuit board ( 5 ) of at least two or more flexible sub-circuit boards ( 17 ) is formed. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die außerhalb des Gehäuses liegenden Komponenten direkt an die elektronische Verbindung (5) geschweißt oder gelötet sind.Casing ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the components lying outside the housing are directly connected to the electronic connection ( 5 ) are welded or soldered. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (2) mit den Merkmalen mindestens eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektronische Verbindung (5) auf den Gehäuseboden (3) aufgebracht wird, mit dem elektronischen Substrat im Innern des Gehäuses (7) verbunden wird, der Gehäusedeckel (4) auf die Abdichtzone (6) befestigt wird und die Verbindung zu den außerhalb des Gehäuses liegenden Komponenten hergestellt wird.Method for producing a housing ( 2 ) having the features of at least one of the preceding claims, characterized in that at least one electronic connection ( 5 ) on the caseback ( 3 ) is applied, with the electronic substrate inside the housing ( 7 ), the housing cover ( 4 ) on the sealing zone ( 6 ) and the connection is made to the out-of-housing components. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des elektronischen Substrats (7) mit der elektronischen Verbindung (5) mittels Dickdraht-Ronden und die Verbindung der peripheren Komponenten mit der elektronischen Verbindung (5) mittels Löten, Schweißen oder Crimpen durchgeführt wird.Method according to claim 9, characterized in that the connection of the electronic substrate ( 7 ) with the electronic connection ( 5 ) by means of thick-wire blanks and the connection of the peripheral components with the electronic connection ( 5 ) is performed by means of soldering, welding or crimping. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine flexible Leiterplatte als elektronische Verbindung (5) auf den Gehäuseboden (3) auflaminiert wird.Method according to one of claims 9 or 10, characterized in that at least one flexible printed circuit board as an electronic connection ( 5 ) on the caseback ( 3 ) is laminated. Verwendung eines Gehäuses (2) für ein elektronisches Steuergerät, bevorzugt für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch eine elektronische Verbindung (5) mit mindestens einem einheitlichen, offenen, frei zugänglichen Bereich der Kupfer-Leitungsbahn (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Use of a housing ( 2 ) for an electronic control unit, preferably for a transmission control of a motor vehicle, characterized by an electronic connection ( 5 ) with at least one uniform, open, freely accessible Area of the copper track ( 9 ) according to any one of the preceding claims.
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