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Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines elektronischen Bauteils in einem Gehäuse auf einem Bauteilträger.
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Derartige Anordnungen von elektronischen Bauteilen finden beispielsweise in der Automobilindustrie Anwendung, wobei der Einbauort insbesondere ein Getriebe oder ein Motorraum eines Kraftfahrzeugs ist. Das elektronische Bauteil ist beispielsweise als Sensor ausgebildet und dient der Ermittlung einer Drehzahl einer Welle oder der Bestimmung einer linearen Verschiebung einer Kupplungsstange.
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Dazu ist es in der Regel erforderlich, dass das elektronische Bauteil in einem gewissen, möglichst geringen Abstand von dem sensierten Bauteil angeordnet wird und dass diese Anordnung eine ausreichend geringe Lagetoleranz aufweist, so dass eine Kollision des elektronischen Bauteils mit dem sensierten Bauteil oder mit anderen umngebenden Bauteilen verhindert wird. Aus dem Stand der Technik sind Trägervorrichtungen für ein elektronisches Bauteil bekannt, welche insbesondere eine hohe mechanische Steifigkeit und eine geringe Neigung zu mechanischen Schwingungen aufweisen.
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Ferner ist es dazu in der Regel notwendig, das elektronische Bauteil in seiner Betriebsumgebung vor mechanischen, chemischen oder elektrischen Einflüssen zu schützen. Bekannte Anordnungen elektronischer Bauteile sehen hierfür Abdeckungen oder Gehäuse vor, welche beispielsweise eine Beschädigung des elektronischen Bauteils durch Späne oder Abrieb vermeiden sollen.
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Zur elektrischen Versorgung des elektronischen Bauteils, beispielsweise zur Übertragung einer Versorgungsspannung und zur Übertragung von Ausgangssignalen und/oder Eingangssignalen, sind aus dem Stand der Technik Kontaktmittel bekannt, welche eine oder mehrere elektrische Verbindungen zwischen dem elektronischen Bauteil und beispielsweise der Fahrzeugbatterie und Steuer- und/oder Signalverarbeitungsgeräten herstellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung eines elektronischen Bauteils in einem Gehäuse auf einem Bauteilträger anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einer Anordnung eines elektronischen Bauteils in einem Gehäuse mit einem Gehäuseträger ist das elektronische Bauteil auf einer Leiterplatte angeordnet und von dieser elektrisch mittels Leitungen versorgbar, wobei die Leiterplatte flexibel ausgebildet ist und eine Lasche aufweist, auf welcher das elektronische Bauteil angeordnet ist und die aus der Leiterplatte teilweise derart herausgetrennt ist, dass die Lasche weitgehend senkrecht zum Gehäuseträger angeordnet ist, wobei die Lasche mit der Leiterplatte über einen Steg verbunden bleibt, welcher mindestens die Leitungen trägt und wobei eine diese Lasche vollständig umschließende Dichtfläche der Leiterplatte so mit dem Gehäuseträger verbunden ist, dass ein auf dem Gehäuseträger aufsetzbarer Gehäusedeckel vollständig auf dieser Dichtfläche aufliegt.
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Die Leiterplatte übernimmt in der vorgeschlagenen Anordnung sowohl die Funktion eines Kontaktmittels zur elektrischen Verbindung des elektronischen Bauteils als auch die Funktion eines Dichtmittels, welches in Verbindung mit einem Gehäusedeckel und einem Gehäuseträger das elektronische Bauteil vor Beschädigung beispielsweise durch Späne oder Abrieb schützt.
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Die Leiterplatte kann beispielsweise als länglicher Streifen ausgebildet sein. Das elektronische Bauteil ist mit der Leiterplatte elektrisch verbunden, beispielsweise über Löt- oder Steckverbindungen. Die Leiterplatte ist in einem um die Bauteilposition verlaufenden, beispielsweise U-förmigen Bereich so aufgetrennt, dass eine bewegliche Lasche entsteht. Somit kann das auf dieser Lasche befestigte elektronische Bauteil gekippt und senkrecht zur Leiterplatte angeordnet werden. Die Leitungen zur elektrischen Verbindung des elektronischen Bauteils sind über einen Steg geführt, der die bewegliche Lasche mit der restlichen Leiterplatte verbindet.
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Der die Lasche umlaufende Bereich der Leiterplatte ist auf einem Gehäuseträger befestigt. Für eine beispielsweise U-förmig ausgestanzte Lasche weist dabei die Leiterplatte eine rechteckige Trennöffnung auf. Die Leiterplatte ist so auf den Gehäuseträger aufgebracht, dass die durch das Ausklappen der Lasche entstehende Trennöffnung in der Leiterplatte näherungsweise über einen vorgegebenen Bereich des Gehäuseträgers, z. B. einen abgewinkelten Schenkel, liegt. Dabei weist die dem elektronischen Bauteil abgewandte Seite der Leiterplatte zum Gehäuseträger. Die Leiterplatte kann mit dem Gehäuseträger beispielsweise durch Verkleben oder durch Laminieren verbunden werden.
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Das elektronische Bauteil wird durch einen Bauteilträger gehalten, der durch die Trennöffnung der Leiterplatte geführt und auf dem Gehäuseträger befestigt ist. Dies kann beispielsweise durch Verkleben der Lasche, auf der das elektronische Bauteil aufgebracht ist, mit dem Bauteilträger erfolgen. Es sind jedoch auch andere Verbindungstechnologien, beispielsweise lösbare Verbindungen, möglich.
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Das elektronische Bauteil wird durch einen Gehäusedeckel geschützt, der über einem die Trennöffnung umschließenden Bereich auf dem Gehäuseträger aufgesetzt wird. Der Rand des Gehäusedeckels weist eine oder mehrere Dichtkomponenten auf, beispielsweise in der Art einer Flachdichtung oder Profildichtung. Dabei liegt die Dichtkomponente unmittelbar auf dem auf den Gehäuseträger befestigten Teil der Leiterplatte auf.
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Die mechanische Befestigung des Gehäusedeckels kann beispielsweise durch Schnapphaken bewirkt werden. Sie ist so ausgebildet, dass die aus dem Gehäuseträger, der darauf befestigten Leiterplatte und der hierauf aufsitzenden Dichtkomponente des Gehäusedeckels gebildete Dichtung eine ausreichende Spannung enthält.
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Mit der vorgeschlagenen Anordnung wird bewirkt, dass der Abstand zwischen dem elektronischen Bauteil und dem sensierten Objekt gegenüber herkömmlichen Anordnungen verringert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die elektrische Versorgung des elektronischen Bauteils nach der dem sensierten Objekt abgewandten Seite erfolgt. Damit verringert sich das Spaltmaß zwischen dem elektronischen Bauteil und der Innenseite des Gehäusedeckels, und im selben Umfang auch der Abstand des elektronischen Bauteils von einem außerhalb des Gehäuses gelegenen Objekt. Somit ist ein Abstand zwischen einem als Sensor ausgebildeten elektronischen Bauteil und einem sensierten Objekt von etwa 1,5 mm möglich. Dies erhöht in vorteilhafter Weise die Empfindlichkeit und die Robustheit einer mit der Anordnung vorgenommenen Messung.
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Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung ist die Vereinfachung des Herstellungsvorgangs. Durch die Verwendung der ohnehin verfügbaren Leiterplatte als Dichtmittel können zusätzliche Maßnahmen zum Abdichten des Gehäusedeckels, beispielsweise ein Verschweißen mittels Laserschweißen, entfallen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Gehäuseträger als abgewinkeltes Profil ausgebildet und die Lasche ist im Bereich eines der Schenkel des abgewinkelten Profils aus der Leiterplatte herausgetrennt und weitgehend senkrecht zu dem Schenkel angeordnet.
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Die Leiterplatte ist hierbei als länglicher Streifen ausgebildet, der etwa dieselbe Breite wie der Gehäuseträger aufweist. Aus der Leiterplatte ist eine bewegliche Lasche in der Breite des Bauteilträgers mittels eines U-förmigen Schnitts ausgestanzt. Der U-förmige Schnitt ist so angeordnet, dass bei einem Ausklappen der Lasche in der Leiterplatte eine Trennöffnung entsteht. Auf der Lasche ist das elektronische Bauteil angeordnet.
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Mittels dieser beweglichen Lasche kann das elektronische Bauelement unabhängig von der Anordnung der Leiterplatte angeordnet werden. Somit kann in vorteilhafter Weise das elektronische Bauelement sehr nahe an einer Randfläche des Gehäusedeckels positioniert werden. Damit wird ein besonders geringer Abstand eines als Sensor ausgebildeten elektronischen Bauelements erreicht, der sich positiv auf die Messgenauigkeit auswirkt, die mit der Anordnung erzielt werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die dem elektronischen Bauteil abgewandte Seite der Leiterplatte im Bereich der Lasche mit einem Bauteilträger sowie in einem die Lasche vollständig umgebenden Bereich mit dem Gehäuseträger verbunden.
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Die Lasche mit dem damit verbundenen elektronischen Bauteil ist auf dem Bauteilträger befestigt, beispielsweise durch Verkleben oder Laminieren. Der übrige Bereich der Leiterplatte ist auf dem Gehäuseträger aufgebracht. Der Gehäusedeckel wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung über der Gehäuseöffnung im Gehäuseträger aufgesetzt.
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Bei dieser Ausführungsform bewirkt der Bauteilträger eine genaue, reproduzierbare und stabile Positionierung des elektronischen Bauteils. Der Gehäuseträger kann gemeinsam mit dem Bauteilträger als ein Fertigungsbauteil gefertigt werden, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren. Damit sind eine kostengünstigere Fertigung und eine bessere Einhaltung von Fertigungstoleranzen für die gesamte Anordnung möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Bauteilträger aus der Trennöffnung senkrecht hinausragend angeordnet. Dadurch kann das elektronische Bauteil auf dem Bauteilträger sehr nahe an der oberen, der Trennöffnung gegenüberliegenden Fläche des Gehäusedeckels positioniert werden. Damit ist in vorteilhafter Weise ein minimaler Abstand eines als Sensor ausgebildeten elektronischen Bauteils von einem zu sensierenden Objekt möglich, wenn sich das Objekt oberhalb des Gehäusedeckels befindet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Gehäusedeckel an der der Dichtfläche zugewandten Fläche eine Dichtkomponente auf. Damit wird in vorteilhafter Weise bei abnehmbarem Gehäusedeckel, insbesondere bei lösbarer Verbindung des Gehäusedeckels mit dem Gehäuseträger, eine Abdichtung des elektronischen Bauteils bewirkt. Insbesondere wird das Eindringen von Spänen oder Abrieb in den vom Gehäusedeckel umgrenzten Raum, und somit eine mögliche Beschädigung des elektronischen Bauteils vermieden. Der Gehäusedeckel und die Dichtkomponente können auch elektromagnetisch dicht ausgebildet sein und somit das elektronische Bauteil in vorteilhafter Weise vor elektrostatischen Entladungen oder elektromagnetischen Störungen schützen. Alternativ ist es auf diese Weise auch möglich, die Umgebung des elektronischen Bauteils vor elektromagnetischen und/oder elektrostatischen Störungen zu schützen, die von diesem emittiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Gehäusedeckel mit der Dichtfläche stoffschlüssig verbunden. Dabei wird in vorteilhafter Weise die Befestigung des Gehäusedeckels am Gehäuseträger vereinfacht und der Fertigungsaufwand für die vorgeschlagene Erfindung gesenkt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Gehäusedeckel mit dem Gehäuseträger lösbar verbunden, wobei durch die lösbare Verbindung eine die Dichtkomponente und die Dichtfläche zusammenpressende Kraft aufgebracht wird. In vorteilhafter Weise wird damit der Zugang zu dem elektronischen Bauelement auch nach der Montage der Anordnung ermöglicht und gleichzeitig die erforderliche Dichtheit des Gehäuses bewirkt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Gehäusedeckel eine zur Höhe der weitgehend senkrecht angeordneten Lasche korrespondierende Höhe auf. Damit wird in vorteilhafter Weise ein geringer Abstand zwischen einem als Sensor ausgebildeten elektronischen Bauteil und einem jenseits des Gehäusedeckels gelegenen zu sensierenden Objekt bewirkt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Darin zeigen:
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1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Anordnung eines elektronischen Bauteils,
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2 schematisch eine Anordnung eines elektronischen Bauteils im Gehäuse,
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3 schematisch eine Leiterplatte mit einem elektronischen Bauteil und
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4 schematisch eine Anordnung eines elektronischen Bauteils mit aufgesetztem Gehäuse in Draufsicht.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch einen abgewinkelten Gehäuseträger 3. An dem oberen Schenkel des Gehäuseträgers 3 ist ein stegartiger Bauteilträger 2 mit dem Gehäuseträger 3 verbunden und ragt senkrecht über den oberen Schenkel 3.1 hinaus.
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Der Bauteilträger 2 ist zur mechanischen Befestigung eines elektronischen Bauteils 1, beispielsweise eines Sensors, bestimmt, das auf einer Leiterplatte 4 aufgebracht und mit nicht dargestellten Leiterzügen elektrisch verbunden ist. Die Leiterplatte 4 ist streifenförmig ausgedehnt, wobei die Breite des Streifens näherungsweise mit der Breite des abgewinkelten Gehäuseträgers 3 übereinstimmt. Sie weist ferner im Bereich um das elektronische Bauteil 1 eine U-förmige Ausstanzung auf, durch die eine bewegliche Lasche 4.1 gebildet wird. Durch Zurückklappen der Lasche 4.1 entsteht eine rechteckige Trennöffnung 4.5 in der Leiterplatte 4, die im Bereich des oberen Schenkels 3.1 des Gehäuseträgers 3 angeordnet ist.
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Die Leiterplatte 4 ist mit der dem elektronischen Bauteil 1 abgewandten Seite so auf dem Gehäuseträger 3 befestigt, dass die Trennöffnung 4.5 auf dem oberen Schenkel 3.1 näherungsweise übereinander liegt. Ferner ist die Lasche 4.1 wenigstens teilweise auf dem Bauteilträger 2 befestigt. Die Befestigung der Leiterplatte 4 auf dem Gehäuseträger 3 und dem Bauteilträger 2 kann beispielsweise durch Verkleben oder Laminieren erfolgen. Es sind jedoch auch andere Verbindungstechnologien möglich. Es ist auch möglich, das elektronische Bauteil 1 zusätzlich direkt, beispielsweise mittels lösbarer Steckverbindungen, mit dem Bauteilträger 2 zu verbinden.
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In dem die Trennöffnung 4.5 in der Leiterplatte 4 umschließenden Bereich, der auf dem oberen Schenkel 3.1 des Gehäuseträgers 3 aufgebracht ist, ist die Leiterplatte 4 als Dichtfläche 4.3 ausgebildet. Beim Aufsetzen eines Gehäusedeckels 5 über das elektronische Bauteil 1 wird eine in 2 näher dargestellte Dichtkomponente 5.1 auf die Dichtfläche 4.3 gedrückt und bewirkt somit die Abdichtung des vom Gehäusedeckel 5 und Gehäuseträger 3 umschlossenen Raums mit dem elektronischen Bauteil 1.
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Der Gehäusedeckel 5 kann beispielsweise mit nicht dargestellten Schnapphaken oder ähnlichen Befestigungselementen mit dem Gehäuseträger 3 verbunden werden. Alternativ kann der Gehäusedeckel 5 auch mit der Dichtfläche 4.3 verklebt werden, wobei eine Dichtkomponente 5.1 entfallen kann Wie in 2 weiter dargestellt, ist es mit diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, den Abstand zwischen einem als Sensor ausgebildeten elektronischen Bauteil 1 und einem sensierten Objekt 6 auf ein Maß zu reduzieren, welches im Wesentlichen nur noch von der Stärke des Gehäusedeckels 5 bestimmt wird.
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3 zeigt im Detail die Ausformung einer Lasche 4.1 in einer Leiterplatte 4. Die Lasche 4.1 nimmt das elektronische Bauteil 1 auf. Die nicht dargestellten Leiterzüge zur elektrischen Versorgung des elektronischen Bauteils 1 sind über den Steg 4.2 geführt, der die Lasche 4.1 mit dem restlichen Material der Leiterplatte 4 verbindet. Der die Lasche 4.1 umgebende Bereich der Leiterplatte 4 bildet die Dichtfläche 4.3 zur Aufnahme der Dichtkomponente 5.1.
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4 zeigt einen Gehäuseträger 3 mit aufgesetztem Gehäusedeckel 5 in Draufsicht. Die Leiterplatte 4 ist in dem als Dichtfläche 4.3 ausgebildeten Bereich mit dem Gehäuseträger 3 verklebt. Die Dichtfläche 4.3 erstreckt sich mindestens über den Bereich der Randauflage des Gehäusedeckels 5, so dass die Dichtkomponente 5.1 zusammen mit der Dichtfläche 4.3 den Innenraum des Gehäusedeckels 5 mit dem darin befindlichen elektronischen Bauteil 1 abdichtet und beispielsweise vor eindringenden Spänen schützt. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass diese Abdichtung ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand durch Verwendung der ohnehin eingesetzten Leiterplatte 4 erzielt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, das elektronische Bauteil 1 in einem minimalen, nur durch die Wandstärke des Gehäusedeckels 5 bestimmten Abstand zum sensierten Objekt 6 zu positionieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektronisches Bauteil
- 2
- Bauteilträger
- 3
- Gehäuseträger
- 3.1
- Schenkel
- 4
- Leiterplatte
- 4.1
- Lasche
- 4.2
- Steg
- 4.3
- Dichtfläche
- 4.4
- Leitungen
- 4.5
- Trennöffnung
- 5
- Gehäusedeckel
- 5.1
- Dichtkomponente
- 6
- sensiertes Objekt
