DE102014211438A1 - Steuergerät mit wärmeleitfähiger Gehäusewand - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug. Das Steuergerät weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse umschließt einen Hohlraum. Das Steuergerät weist einen in dem Hohlraum angeordneten Schaltungsträger auf, wobei der Schaltungsträger wenigstens ein Hableiterbauteil aufweist. Das Steuergerät weist eine Wärmesenke auf, welche mit dem Halbleiterbauteil wärmeleitend verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse ein Kunststoffgehäuse. Das Gehäuse weist eine Gehäusewand auf, wobei in der Gehäusewand wenigstens zwei zueinander benachbarte Wandbereiche ausgebildet sind. Die Wärmesenke ist als ein wärmeleitfähiger Wandbereich der Wandbereiche des Gehäuses ausgebildet, wobei wenigstens ein weiterer Wandbereich der Wandbereiche eine zu dem wärmeleitfähigen Wandbereich kleinere Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug. Das Steuergerät weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse umschließt einen Hohlraum. Das Steuergerät weist einen in dem Hohlraum angeordneten Schaltungsträger auf, wobei der Schaltungsträger wenigstens ein Hableiterbauteil, insbesondere einen Halbleiterbaustein aufweist. Das Steuergerät weist eine Wärmesenke auf, welche mit dem Halbleiterbaustein wärmeleitend verbunden ist.
- Bei aus dem Stand der Technik bekannten Steuergeräten, welche Verlustwärme erzeugende elektronische Bauteile aufweisen, sind Wärmepfade zum Abführen der Verlustwärme aus dem Gehäuse heraus als metallische Komponenten ausgeführt.
- Bei Kunststoffgehäusen sind beispielsweise Metallkühlkörper, insbesondere Aluminiumkühlkörper, welche im Inneren einen Verlustwärme erzeugenden Halbleiterbaustein kontaktieren, durch einen Durchbruch in der Gehäusewand geführt oder der Metallkühlkörper, welcher eine Wärmesenke bildet, die mit dem Leistungshalbleiter wärmeleitend verbunden ist, formt einen Teil einer Gehäusewand des Gehäuses.
- Offenbarung der Erfindung
- Erfindungsgemäß ist das Gehäuse des Steuergeräts der eingangs genannten Art ein Kunststoffgehäuse. Das Gehäuse weist eine Gehäusewand auf, wobei in der Gehäusewand wenigstens zwei zueinander benachbarte Wandbereiche ausgebildet sind. Die Wärmesenke ist als ein wärmeleitfähiger Wandbereich der Wandbereiche des Gehäuses ausgebildet, wobei wenigstens ein weiterer Wandbereich der Wandbereiche eine zu dem wärmeleitfähigen Wandbereich kleinere Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dadurch kann die Verlustwärme vorteilhaft durch das Kunststoffgehäuse geführt werden. Weiter vorteilhaft kann so eine Metallwand, beispielsweise Aluminiumwand in dem Gehäuse entfallen die in eine Öffnung in einem Kunststoffgehäuse eingepasst und mit der Öffnung hinreichend abdichten muss.
- Durch die Ähnlichkeit der Wandmaterialien, nämlich Kunststoffe, kann eine gute Abdichtung und bevorzugt eine stoffschlüssige Verbindung der Wandbereiche erzeugt sein.
- Vorteilhaft kann so ein wärmeleitfähiges Fenster in der Gehäusewand, bevorzugt dem Gehäusedeckel gebildet sein, an das der Leistungshalbleiter wärmeleitfähig angekoppelt ist.
- Bevorzugt weist der wärmeleitfähige Wandbereich ein zu dem weiteren Wandbereich verschiedenes Wandmaterial auf. Dadurch kann der weitere Wandbereich aufwandsgünstig durch ein einfaches, beispielsweise thermoplastisch ausgebildetes Kunststoffmaterial gebildet sein, und der wärmeleitfähige Wandbereich aus einem anderen, dichter und gut wärmeleitfähig ausgebildeten Kunststoffmaterial gebildet sein.
- Bevorzugt weist das Gehäuse einen Gehäusebecher und einen Gehäusedeckel auf. Der Gehäusedeckel ist bevorzugt ein Kunststoffdeckel. Weiter bevorzugt sind in dem Kunststoffdeckel wenigstens zwei zueinander benachbarte Wandbereiche ausgebildet. Die Wärmesenke ist bevorzugt als ein wärmeleitfähiger Wandbereich der Wandbereiche ausgebildet, wobei ein weiterer Wandbereich ein zu dem wärmeleitfähigen Wandbereich verschiedenes Kunststoffmaterial umfasst.
- Bevorzugt ist der Gehäusedeckel ausgebildet, das Gehäuse zu verschließen. So kann vorteilhaft der wenigstens eine Halbleiterbaustein an den die Wärmesenke bildenden wärmeleitfähigen Wandbereich des Gehäusedeckels ankoppeln. Weiter vorteilhaft kann das Steuergerät so feuchtigkeitsdicht und flüssigkeitsdicht verschlossen sein.
- Der Gehäusebecher ist bevorzugt ein Kunststoffbecher. So kann das Steuergerätegehäuse vorteilhaft vollständig aus Kunststoff gebildet sein. Die Wärmesenke, welche selbst als wärmeleitfähiger Kunststoff ausgebildet ist, formt so einen Teil der Gehäusewand. So sind vorteilhaft keine zusätzlichen Dichtungen notwendig, welche zueinander artfremde Materialien, beispielsweise einen Aluminiumkühlkörper und eine Kunststoff-Gehäusewand, zueinander abdichten müssen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform des Steuergeräts ist der wärmeleitfähige Wandbereich von dem weiteren Wandbereich in einer flachen Erstreckung des Gehäusedeckels umschlossen. So kann vorteilhaft der wärmeleitfähige Wandbereich einen Flächenbereich des Gehäusedeckels bilden, welcher – beispielsweise mittig – in dem Gehäusedeckel angeordnet ist und von dem weiteren Randbereich umgeben ist. Der weitere Wandbereich kann so vorteilhaft an den Gehäusebecher ankoppeln, beispielsweise mit dem Gehäusebecher zusammengesteckt werden oder mit dem Gehäusebecher verschweißt werden.
- Bevorzugt ist der weitere Wandbereich und der Gehäusebecher aus demselben Kunststoffmaterial gebildet. So können der Gehäusedeckel und der Gehäusebecher gut miteinander abdichten.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kunststoff des wärmeleitfähigen Wandbereichs wärmeleitfähige Partikel auf. Weiter bevorzugt sind die wärmeleitfähigen Partikel Glaspartikel oder Keramikpartikel. Weitere vorteilhafte Partikel sind Anisotrope Füllstoffe wie Graphit, Bornitrid, Alumosilikat, Glasfaserabschnitte oder Kohlefaserabschnitte.
- Vorteilhafte isotrope Partikel sind Magnesiumoxid, Zinkoxid, Cristobalit, Glaskugeln oder Kreidekugeln.
- Bevorzugt beträgt ein Durchmesser der Füllpartikel zwischen 1 Mikrometer und 70 Mikrometer. Eine Länge der Glasfaser- und/oder Kohlefaserpartikel beträgt bevorzugt zwischen 100 Mikrometer und 1000 Mikrometer.
- In einer bevorzugten Variante sind die Füllpartikel als Füllplättchen ausgebildet. Bevorzugt beträgt ein Durchmesser der Füllplättchen jeweils zwischen 1 Mikrometer und 500 Mikrometer.
- Ein Füllgrad des wärmeleitfähigen Kunststoffs mit den Füllpartikeln, also ein Anteil der Füllpartikel in dem wärmeleitfähigen Wandbereich, beträgt bevorzugt zwischen 20 Gewichts-Prozent und 80 Gewichts-Prozent, bevorzugt zwischen 30 und 60 Gewichts-Prozent.
- Vorteilhaft kann so eine Wärmeleitfähigkeit des wärmeleitfähigen Wandbereichs entlang der Dickenerstreckung zwischen 0,5 und 3 Watt pro Meter und Kelvin betragen.
- Weiter bevorzugt sind die Partikel von einem Matrixmaterial des Kunststoffs des wärmeleitfähigen Wandbereichs verschieden. So kann der wärmeleitfähige Wandbereich – im Vergleich mit einer Metallwand als wärmeleitfähige Wand – vorteilhaft noch die Materialeigenschaften eines Kunststoffs, beispielsweise eine Flexibilität, und weiter eine hinreichende Bruchfestigkeit aufweisen, wobei eine wärmeleitfähige Eigenschaft des Kunststoffs durch die Partikelfüllung erreicht werden kann.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gehäusedeckel ein mittels Spritzgießen oder Spritzprägen erzeugter Spritzdeckel. Weiter bevorzugt sind die Wandbereiche, insbesondere der wärmeleitfähige Wandbereich und der weitere Wandbereich, aneinander angespritzt, weiter bevorzugt überlappen die Wandbereiche in einem Überlappungsbereich einander. So können die Wandbereiche vorteilhaft miteinander stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sein. Weiter vorteilhaft kann der weitere Wandbereich so aus einem besonders flexiblen Kunststoff gebildet sein, und so mit einem Gehäusebecher federnd verschlossen werden.
- Bevorzugt ist in dem Überlappungsbereich eine durch einen Vorsprungsbereich an dem wärmeleitfähigen Wandbereich oder dem weiteren Wandbereich gebildete Verzahnung der Wandbereiche ausgebildet. Dadurch können die Wandbereiche stoffschlüssig und formschlüssig miteinander verbunden sein.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der wärmeleitfähige Wandbereich zweischichtig ausgebildet, wobei eine Schicht durch den wärmeleitfähigen, insbesondere partikelgefüllten Kunststoff gebildet ist. Bevorzugt weist der Gehäusedeckel dazu eine der Schicht entsprechenden Aussparung auf, in die der wärmeleitfähige Kunststoff eingespritzt ist. Die weitere Schicht der zwei Schichten ist bevorzugt durch das Kunststoffmaterial des weiteren Wandbereichs gebildet. So kann eine Oberfläche des Gehäusedeckels vorteilhaft eine homogene Oberfläche aus demselben, insbesondere lasertransparenten Kunststoffmaterial des weiteren Wandbereichs aufweisen. Weiter vorteilhaft kann so bei einer zu dem wärmeleitfähigen Wandbereich kleineren Ankopplungsfläche des Halbleiterbauelements eine laterale Wärmeverteilung in den wärmeleitfähigen Wandbereich hinein erfolgen, so dass eine Art laterale Wärmespreizung erzeugt wird, welche einen guten Wärmeleitwert zu einer Umgebungsluft hin bewirkt.
- Bevorzugt weist der Kunststoff des wärmeleitfähigen Wandbereichs als Matrixmaterial einen Thermoplast auf. So kann der Kunststoffdeckel vorteilhaft eine hinreichende Flexibilität aufweisen. Weiter vorteilhaft kann der Kunststoffdeckel so aufwandsgünstig, insbesondere mittels Spritzprägen, erzeugt werden.
- Bevorzugt ist das Matrixmaterial des wärmeleitfähigen Wandbereichs ein Thermoplast, insbesondere Polyamid, Polyester, Polybutylenterephthalat, Poly-Propylensulfid, oder ABS (ABS = Acrylnitril-Butadien-Styrol). So kann vorteilhaft auch das Matrixmaterial Verlustwärme von dem Leistungshalbleiter abführen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kunststoff des weiteren Wandbereichs für Laserstrahlen transparent, uns somit laserverschweißbar ausgebildet. Der für Laserstrahlen, insbesondere Infrarot-Laserstrahlen transparente Kunststoff ist ausgebildet, die Laserstrahlen, beispielsweise erzeugt durch einen Halbleiterlaser, zu transmittieren, so dass die Laserstrahlen von dem Material des Gehäusebechers absorbiert werden können. Weiter bevorzugt umfasst der weitere Wandbereich einen Deckelrand des Gehäusedeckels. So kann der Deckel vorteilhaft mit dem Gehäusebecher laserverschweißt werden und so den Hohlraum dicht verschließen. So können vorteilhaft Medien, wie Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, Öl oder Wasser nicht in den Hohlraum eindringen.
- In einer anderen Ausführungsform ist der Gehäusedeckel mit dem Gehäusebecher im Bereich eines Deckelrandes mittels eines Klebstoffs verklebt. Dadurch kann das Gehäuse vorteilhaft bei Medienkontakt wie Wasser oder Öl dicht verschlossen sein. Der Klebstoff ist beispielsweise ein Lösungsmittelhaltiger Klebstoff. Das Lösungsmittel ist bevorzugt ausgebildet, den Rand des Gehäusedeckels und einen Rand des Gehäusebecher jeweils anzulösen, so dass die Ränder beim Verklebtwerden miteinander verschmolzen werden können.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist der weitere Kunststoff, oder zusätzlich das Material des Gehäusebechers, Polybutylenterephthalat. So kann der Gehäusebecher und der weitere Kunststoff vorteilhaft flexibel und hinreichend schlagfest ausgebildet sein.
- Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erzeugen eines Gehäuses für ein Steuergerät. Bei dem Verfahren wird ein Gehäusedeckel des Gehäuses mittels Zweikomponenten-Spritzgießen oder Spritzprägen derart erzeugt, dass ein Wandbereich des Gehäuses, insbesondere Gehäusedeckels aus einem wärmeleitfähigen, partikelgefüllten Kunststoff gebildet ist und ein weiterer, den Wandbereich des Gehäuses in einer flachen Erstreckung einer Gehäusewand, insbesondere des Gehäusedeckels, umschließender Wandbereich aus einem Thermoplast gebildet ist.
- Bevorzugt wird in einem Verfahrensschritt das Gehäuse mit dem Gehäusedeckel verschlossen und dabei der wärmeleitfähige Wandbereich an einen Halbleiterbaustein – bevorzugt mittels eines Wärmeleitklebstoffs oder einer Wärmeleitpaste – wärmeleitend angekoppelt. Bevorzugt wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Gehäusedeckel im Bereich eines Deckelrandes mit einem Gehäusebecher des Gehäuses mittels Laserstrahlen verschweißt.
- Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Steuergerät, bei dem ein Halbleiterbaustein an einen wärmeleitfähig ausgebildeten Wandbereich des Gehäusedeckels wärmeleitend angekoppelt ist; -
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Gehäusedeckel, bei dem ein Gehäusedeckel zweischichtig ausgebildet ist und eine zu dem Hohlraum weisende wärmeleitfähige partikelgefüllte Kunststoffschicht aufweist; -
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Erzeugen eines Gehäusedeckels mittels Spritzprägen. -
1 zeigt – schematisch – ein Ausführungsbeispiel für ein Steuergerät1 für ein Kraftfahrzeug. Das Steuergerät1 ist beispielsweise ein Inverter, welcher ausgebildet ist, eine Gleichspannung eingangsseitig zu empfangen und ausgangsseitig eine Wechselspannung auszugeben. - Das Steuergerät
1 weist ein Steuergerätegehäuse2 auf. Das Steuergerätegehäuse2 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Gehäusebecher3 und einen Gehäusedeckel4 . Der Gehäusebecher3 und der Gehäusedeckel4 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils aus Kunststoff ausgebildet. Der Gehäusedeckel4 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei zueinander verschiedene Wandbereiche, nämlich einen wärmeleitfähig ausgebildeten Wandbereich8 und einen weiteren Wandbereich7 des Gehäusedeckels4 , welcher den Wandbereich8 umschließt. Der Wandbereich7 weist auch einen Deckelrand17 des Gehäusedeckels4 auf. - Das Gehäuse
2 umschließt in diesem Ausführungsbeispiel einen Hohlraum5 . Das Steuergerät1 weist auch eine Leiterplatte10 auf, welche in dem Hohlraum5 aufgenommen ist. - Das Steuergerät
1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Halbleiterbaustein11 , in diesem Ausführungsbeispiel einen Leistungshalbleiter, insbesondere einen Halbleiterschalter, beispielsweise Feldeffekttransistor. Der Halbleiter11 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Wärmeleitmediums, beispielsweise eines Wärmeleitklebstoffs12 mit dem wärmeleitfähigen Wandbereich8 des Gehäusedeckels4 verbunden. Der wärmeleitfähige Wandbereich8 des Gehäusedeckels4 weist eine nach innen in den Hohlraum5 weisende Ausformung9 auf, welche über das Wärmeleitmedium wie den Wärmeleitklebstoff12 an den Halbleiterbaustein11 wärmeleitfähig angekoppelt ist. Mit der Leiterplatte10 sind in diesem Ausführungsbeispiel auch weitere elektronische Bauelemente, wie ein Kondensator13 , oder ein weiterer integrierter Schaltkreis14 , verbunden. Die Leiterplatte10 ist mittels einer elektrischen Verbindungsleitung verbunden, welche als elektrischer Anschluss15 aus dem Gehäuse2 , in diesem Ausführungsbeispiel aus dem Gehäusebecher3 , herausgeführt ist. - Der elektrische Anschluss
15 ist in diesem Ausführungsbeispiel Bestandteil eines Steckkontaktes. Der Steckkontakt umfasst in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Steckkragen16 , welcher an dem Gehäusebecher3 angeformt ist. Der elektrische Anschluss15 ist von dem Steckkragen16 umschlossen. - Der elektrische Anschluss
15 kann in einer anderen Ausführungsform anstelle des Steckanschlusses als Schraubanschluss, als Lötanschluss oder als Schweißanschluss ausgebildet sein. - Der wärmeleitfähig ausgebildete Wandbereich
8 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem thermoplastisch ausgebildeten Kunststoff gebildet, welcher Füllpartikel, beispielsweise Keramikpartikel oder Glaspartikel aufweist. - Der wärmeleitfähig ausgebildete Kunststoff
8 , insbesondere ein Matrixmaterial des Kunststoffs8 ist beispielsweise Polyamid, Polyester, PPS (PPS = Poly-Phenylen-Sulfid), PEEK (PEEK = Poly-Ether-Ether-Keton), PMMA (PMMA = Poly-Methl-Methacrylat), Polycarbonat oder PBT, PET (PET = Polyetylenterephtalat), oder ein Polyolefin, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen. In einer anderen Ausführungsform ist das Matrixmaterial des wärmeleitfähigen Wandbereichs ein Duroplast. - Der Gehäusedeckel
4 ist ausgebildet, eine Gehäuseöffnung6 des Gehäusebechers3 zu erschließen. Der zuvor erwähnte Rand17 des Gehäusedeckels4 kann dazu auf einem entsprechenden Rand des Gehäusebechers3 aufgesetzt werden. - Der Rand
17 des Gehäusedeckels4 , welcher beispielsweise als Bestandteil des Wandbereichs17 aus Polybutylenterephthalat gebildet ist, kann nach einem Aufsetzen des Gehäusedeckels4 auf dem Gehäusebecher3 mittels eines Laserstrahls19 , erzeugt durch einen Laser18 , mit dem Rand des Gehäusebechers3 verschweißt werden. So kann die Gehäuseöffnung6 dicht verschlossen werden, sodass Medien wie Öl, Bremsflüssigkeit, Benzin oder Wasser nicht in den Hohlraum5 des Gehäuses2 eindringen können. -
2 zeigt – schematisch – ein Steuergerät20 als eine Variante des in1 gezeigten Steuergerätes1 . Das Steuergerät1 weist einen Gehäusebecher3 auf, welcher aus Thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise PET oder PBT gebildet ist, und einen Gehäusedeckel21 , welcher ausgebildet ist, eine Öffnung6 des Gehäusebechers3 zu verschließen. In dem von dem Gehäusebecher3 und dem Gehäusedeckel21 umschlossenen Hohlraum5 ist eine Leiterplatte10 aufgenommen. Die Leiterplatte10 weist einen Halbleiterbaustein11 , beispielsweise einen integrierten Schaltkreis oder einen Halbleiterschalter, beispielsweise Feldeffekttransistor oder IGBT (IGBT = Insulated-Gate-Bipolar-Transistor) auf. Der Halbleiterbaustein11 ist mit einer Gehäuseoberfläche dem Gehäusedeckel21 zugewandt. Der Gehäusedeckel21 weist eine in den Hohlraum5 weisende wärmeleitfähige Schicht22 , insbesondere Kunststoffschicht auf. Die Schicht22 ist in eine Aussparung des Gehäusedeckels21 eingespritzt. Die Schicht22 ist eine Partikelgefüllte Kunststoffschicht, welche als Kunststoffmaterial beispielsweise Polyamid aufweist und als Füllpartikel Glaskugeln, von denen ein Füllpartikel25 beispielhaft bezeichnet ist. - Ein weiterer mit der Leiterplatte
10 verbundener integrierter Schaltkreis14 ist über wärmeleitfähige Durchführungen23 , auch Via’s genannt, mit einer Wärmesenke24 verbunden. Die Wärmesenke24 weist mit einer Oberfläche der Schicht22 entgegen und ist über ein Wärmeleitmittel12 , beispielsweise Wärmeleitklebstoff oder Wärmeleitpaste mit dem Gehäusedeckel wärmeleitfähig verbunden. - Ein Deckelrand
17 des Gehäusedeckels21 ist aus laserberschweißbar ausgebildetem Kunststoff gebildet und kann nach Aufsetzen des Gehäusedeckels21 auf den Gehäusebecher3 mittels Laserstrahlen19 , insbesondere Infrarot-Laserstrahlen, erzeugt von einem Laser18 , beispielsweise Halbleiterlaser, mit einem Gehäusebecherrand26 des Gehäusebechers3 verschweißt werden. Der Wandbereich des Gehäusedeckels mit der eingespritzten Schicht22 weist eine bessere Wärmeleitfähigkeit auf als der daran anschließende Randbereich um den Rand17 , da ein Teil des wärmeleitfähigen Wandbereichs in seiner Dickenerstreckung durch einen besser wärmeleitfähigen Kunststoff gebildet ist. - Unabhängig von der in
2 dargestellten Variante des Gehäusedeckels21 mit der in einer Aussparung eingespritzten wärmeleitfähigen Schicht22 kann in einer Variante die Schicht22 auf den Gehäusedeckel21 gespritzt werden, so dass eine Gesamtdicke des wärmeleitfähigen Wandbereichs größer ist als eine Dicke des weiteren, dazu benachbarten Wandbereichs. Eine Koppelfläche des an die Schicht22 wärmeleitfähig angebundenen Halbleiterbausteins11 , oder zusätzlich der Wärmesenke24 , ist kleiner als eine Fläche des wärmeleitfähigen Wandbereichs über den sich die Schicht22 erstreckt. Die Koppelfläche ist somit kleiner als eine Fläche des durch den wärmeleitfähigen Wandbereich gebildeten Fensters in der Gehäusewand des Gehäuses. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Wärmeableitung im Vergleich zu einem Gehäusedeckel21 ohne eine Schicht22 , da die Schicht22 die Verlustwärme über die Fläche des wärmeleitfähigen Wandbereichs verteilen kann, und so durch eine Art laterale Wärmespreizung ein effektiver Wärmedurchgangswiderstand durch den Gehäusedeckel21 hindurch mittels der Schicht22 verbessert ist. -
3 zeigt in Form eines Ablaufschemas ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Spritzpressen des in1 dargestellten Gehäusedeckels4 . - In einem Schritt
30 wird in einem von einer Werkzeughälfte33 und einer aus einem Werkzeugteil34 und35 gebildeten Werkzeughälfte eingeschlossenen Hohlraum der in1 bereits dargestellte weitere Wandbereich des Gehäusedeckels4 gespritzt. - In einem Schritt
31 wird das Werkzeugteil34 in eine Position34’ zurückgefahren, so dass ein Hohlraum36 gebildet ist, und in den Hohlraum36 ein wärmeleitfähig ausgebildetes, mit Partikeln25 gefülltes Kunststoffmaterial8’ zum Ausbilden des wärmeleitfähigen Wandbereichs8 in den Hohlraum36 eingespritzt. - In einem Schritt
32 wird das Werkzeugteil34 in eine Position34’’ zugefahren, und dabei der Hohlraum36 verkleinert. Das Kunststoffmaterial8’ wird so zu dem wärmeleitfähigen Wandbereich8 pressend geformt. - An dem Wandbereich
7 ist ein Vorsprung, insbesondere eine Kante angeformt, erzeugt durch eine entsprechende Aussparung38 in dem Werkzeugteil34 . Dadurch ist zwischen den Wandbereichen7 und8 in einem Überlappungsbereich37 eine Art Verzahnung gebildet, so dass der weitere Wandbereich7 und der wärmeleitfähige Wandbereich8 mittels einer Verzahnung, gebildet durch den mittels der Aussparung38 erzeugten Vorsprung, formschlüssig miteinander verbunden sind. - Vorteilhaft wird durch das Spritzprägen ein geringer Verzug des Gehäusedeckels
4 erzielt, da das Wandmaterial8’ wegen der guten Wärmeleitfähigkeit schnell durch Wärmeabgabe an das Werkzeug abkühlen kann. Beim Präge- oder Pressschritt zum Erzeugen des Gehäusedeckels4 wird der Materialfluss des Wandmaterials8’ im Vergleich zum bloßen Spritzgießen unterstützt, so dass eine gute Formstabilität des Gehäusedeckels4 und ein guter Stoffschluss zwischen dem wärmeleitfähigen Wandbereich8 und dem weiteren Wandbereich7 erzeugt werden kann.
Claims (12)
- Steuergerät (
1 ,20 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, welches einen Hohlraum umschließt und das Steuergerät einen in dem Hohlraum angeordneten Schaltungsträger aufweist, wobei der Schaltungsträger wenigstens einen Halbleiterbaustein aufweist, wobei das Steuergerät eine Wärmesenke aufweist, welche mit dem Halbleiterbaustein wärmeleitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2 ,24 ) ein Kunststoffgehäuse ist und eine Gehäusewand aufweist, wobei in der Gehäusewand wenigstens zwei zueinander benachbarte Wandbereiche (7 ,8 ) ausgebildet sind, und die Wärmesenke als ein wärmeleitfähiger Wandbereich (8 ) der Wandbereiche des Gehäuses (2 ) ausgebildet ist, und wenigstens ein weiterer Wandbereich der Wandbereiche (7 ) eine zu dem wärmeleitfähigen Wandbereich (8 ) kleinere Wärmeleitfähigkeit aufweist. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2 ) einen Gehäusebecher (3 ) und einen Gehäusedeckel (4 ,34 ) aufweist, und der Gehäusedeckel (4 ) ein Kunststoffdeckel ist und in dem Gehäusedeckel (4 ) wenigstens zwei zueinander benachbarte Wandbereiche (7 ,8 ) ausgebildet sind, und die Wärmesenke als ein wärmeleitfähiger Wandbereich (8 ) der Wandbereiche (7 ,8 ) des Gehäusedeckels (4 ) ausgebildet ist, und wenigstens ein weiterer Wandbereich (7 ,26 ) der Wandbereiche (7 ,8 ) einen zu dem wärmeleitfähigen Wandbereich (8 ) verschiedenen Kunststoff aufweist. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeleitfähige Wandbereich (8 ) von dem weiteren Wandbereich in einer flachen Erstreckung des Gehäusedeckels (4 ) umschlossen ist. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des wärmeleitfähigen Wandbereichs wärmeleitfähige Partikel (41 ) aufweist. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeleitfähige Wandbereich zweischichtig ausgebildet, wobei eine Schicht (22 ) durch einen wärmeleitfähige Partikel (41 ) aufweisenden Kunststoff gebildet ist. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (25 ) Glaspartikel sind. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (25 ) Keramikpartikel sind. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (4 ) ein mittels Spritzprägen erzeugter Spritzdeckel ist, wobei die Wandbereiche (7 ,8 ) aneinander angespritzt und in einem Überlappungsbereich (37 ) einander überlappen. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des wärmeleitfähigen Wandbereichs (8 ,26 ) als Matrixmaterial einen Thermoplast, insbesondere Polyamid oder Polybutylenterephtalat aufweist. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des weiteren Wandbereichs (7 ,25 ), für Laserstrahlen transparent und so laserverschweißbar ausgebildet ist und einen Deckelrand (17 ) des Gehäusedeckels (4 ) umfasst. - Steuergerät (
1 ,20 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass der weitere Kunststoff Polybutylenterephtalat ist. - Verfahren zum Erzeugen eines Gehäuses für ein Steuergerät, bei dem ein Gehäusedeckel (
4 ) des Gehäuses (2 ) mittels Zweikomponenten-Spritzpressen derart erzeugt wird, dass ein Wandbereich (8 ) des Gehäusedeckels (4 ) aus einem wärmeleitfähigen, partikelgefüllten Kunststoff gebildet ist und ein weiterer, den Wandbereich in einer flachen Erstreckung des Gehäusedeckels umschließender Wandbereich (7 ) aus einem Thermoplast gebildet ist, wobei der das Gehäuse (2 ) mit dem Gehäusedeckel verschlossen wird und dabei der wärmeleitfähige Wandbereich (8 ) an einen Halbleiterbaustein (11 ,14 ) wärmeleitend angekoppelt wird, wobei der Gehäusedeckel (4 ) im Bereich eines Deckelrandes (17 ) mit einem Gehäusebecher (3 ) des Gehäuses (2 ) mittels Laserstrahlen (19 ) verschweißt wird.
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