DE102014216518A1 - Electronic control unit and mold and method for manufacturing an electronic control unit - Google Patents

Electronic control unit and mold and method for manufacturing an electronic control unit Download PDF

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Francisco Ruf
Thomas Fellner
Heinrich Baldauf
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektronische Steuereinheit (10), insbesondere Steuergerät, mit einem elektronische Bauelemente (12) aufweisenden Schaltungsträger (11), mit einem an dem Schaltungsträger (11) ausgebildeten Anschlussbereich (13) mit Kontaktbereichen (14) zur elektrischen Kontaktierung der Steuereinheit (10), und mit einer den Schaltungsträger (11) bereichsweise umgebenden, eine Ummantelung ausbildenden Moldmasse (21), wobei die Moldmasse (21) den Schaltungsträger (11) an dessen Ober- und Unterseite (16, 17) sowie an dessen Seitenflächen (18 bis 20) mit Ausnahme zumindest im Bereich der Kontaktflächen (14) des Anschlussbereichs (13) umschließt, in denen der Anschlussbereich (13) frei von der Moldmasse (21) ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Schaltungsträger (11) zumindest im Bereich einer Seitenfläche (18, 19), vorzugsweise im Bereich zweier gegenüberliegender Seitenflächen (18, 19) des Anschlussbereichs (13) in Richtung zum Schaltungsträger (11) elastisch deformierbar ausgebildet ist.The invention relates to an electronic control unit (10), in particular a control unit, with a circuit carrier (11) having electronic components (12) with a connection region (13) formed on the circuit carrier (11) with contact regions (14) for electrically contacting the control unit (11). 10), and with the circuit carrier (11) partially surrounding, forming a sheath molding compound (21), wherein the molding compound (21) the circuit carrier (11) at its top and bottom (16, 17) and at its side surfaces (18 to 20) with the exception at least in the region of the contact surfaces (14) of the connection region (13) encloses, in which the connection region (13) is free of the molding compound (21). According to the invention, it is provided that the circuit carrier (11) is designed to be elastically deformable at least in the region of a side surface (18, 19), preferably in the region of two opposite side surfaces (18, 19) of the connection region (13) in the direction of the circuit carrier (11).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Moldwerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit. The invention relates to an electronic control unit according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a mold and a method for producing an electronic control unit according to the invention.

Eine gattungsgemäße elektronische Steuereinheit ist aus der Praxis bekannt. Zum Ausbilden einer derartigen Steuereinheit ist es beispielsweise aus der DE 10 2011 055 442 A1 der Anmelderin bekannt, durch eine entsprechende Gestaltung des Moldwerkzeug mit Stegen oder ähnlichem Bereiche an der Steuereinheit zu ermöglichen, die frei von Moldmasse sind. Diese Technik wird in der Praxis beispielsweise auch bei Steuereinheiten eingesetzt, deren Schaltungsträger zur elektrischen Kontaktierung insbesondere mit einem Kabelbaumstecker eines Fahrzeugs oder ähnlichem in einem Anschlussbereich frei von Moldmasse sein sollen. Hierbei wird ein Moldwerkzeug eingesetzt, das in seinem geschlossenen Zustand einen Durchgangsbereich zum Durchführen des Anschlussbereichs durch das Moldwerkzeug aufweist. Dadurch ist es möglich, eine Steuereinheit auszubilden, bei der der Schaltungsträger mit Ausnahme dessen Anschlussbereich von der Moldmasse umgeben ist. Während die Abdichtung des Durchtrittsbereichs des Schaltungsträgers an dem Moldwerkzeug an dessen Ober- bzw. Unterseite beispielsweise durch federbelastete bzw. elastisch deformierbare, stegförmige Elemente relativ unproblematisch ist, verbleiben bei dem Schaltungsträger an dessen Seitenflächen Bereiche, die nur mit hohem Aufwand zum Moldwerkzeug hin abgedichtet werden können. Dies rührt aus der relativ geringen Dicke sowie den Bauteiletoleranzen des Schaltungsträgers, die eine relativ aufwendige Gestaltung von Dichtelementen oder ähnlichem erforderlich machen würde. Daher kommt es in der Praxis häufig vor, dass Moldmasse an den Seitenflächen des Schaltungsträgers aus dem Moldwerkzeug heraustritt und die Gefahr besteht, dass sich diese auf dem Anschlussbereich, insbesondere im Bereich der Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung der Steuereinheit, befindet. Man könnte nun zwar versuchen, durch eine entsprechende Tolerierung des Moldwerkzeugs bezüglich der Breite im Durchtrittsbereich für den Schaltungsträger auch ohne zusätzliche Dichtelemente einen Austritt von Moldmasse aus dem Moldwerkzeug zumindest im Wesentlichen zu vermeiden, indem das Moldwerkzeug an den Seitenflächen des Schaltungsträgers anliegt. Aufgrund der Fertigungstoleranzen des Schaltungsträgers (Leiterplatte) können sich dabei jedoch unzulässig hohe mechanische Belastungen auf den Schaltungsträger ergeben, so dass Beschädigungen dabei nicht ausgeschlossen werden können. Dies ist besonders gravierend für den Fall, dass derartige Beschädigungen bzw. Vorschädigungen während der Fertigung nicht erkannt werden und erst über die Lebensdauer der elektronischen Steuereinheit zu einem Ausfall führen. A generic electronic control unit is known from practice. To form such a control unit, it is for example from the DE 10 2011 055 442 A1 the applicant known to allow by an appropriate design of the mold with webs or the like areas on the control unit, which are free of molding compound. This technique is used in practice, for example, in control units whose circuit board for electrical contact, in particular with a harness connector of a vehicle or the like in a connection area should be free of molding compound. In this case, a mold tool is used, which in its closed state has a passage region for passing through the connection region through the mold tool. This makes it possible to form a control unit in which the circuit carrier is surrounded by the molding compound with the exception of its connection region. While the sealing of the passage area of the circuit carrier to the mold at the top or bottom, for example, by spring-loaded or elastically deformable web-shaped elements is relatively unproblematic remain in the circuit board on the side surfaces areas that are sealed only with great effort to Moldwerkzeug out can. This stems from the relatively small thickness and the component tolerances of the circuit substrate, which would require a relatively complicated design of sealing elements or the like. Therefore, it often happens in practice that molding compound emerges from the mold on the side surfaces of the circuit carrier and there is a risk that it will be located on the connection region, in particular in the region of the contact surfaces for electrical contacting of the control unit. Although it would be possible to avoid an escape of molding compound from the molding tool, at least essentially, by a corresponding tolerance of the molding tool with respect to the width in the passage region for the circuit carrier, without additional sealing elements, by abutting the molding tool on the side surfaces of the circuit substrate. Due to the manufacturing tolerances of the circuit substrate (printed circuit board) but inadmissible high mechanical loads on the circuit substrate may result, so that damage can not be excluded. This is particularly serious in the event that such damage or previous damage during production are not recognized and only lead to failure over the life of the electronic control unit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Steuereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass der Austritt von Moldmasse aus dem Moldwerkzeug im Bereich der Seitenflächen des Schaltungsträgers in Richtung zum Anschlussbereich hin vermieden wird, ohne dass dabei mechanische Belastungen auf den Schaltungsträger erfolgen, die zu einer Be- oder Vorschädigung des Schaltungsträgers führen. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, an electronic control unit according to the preamble of claim 1 such that the escape of molding compound from the mold in the region of the side surfaces of the circuit substrate toward the connection area is avoided without In this case, mechanical loads on the circuit substrate carried out, leading to a loading or pre-damage of the circuit substrate.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer elektronischen Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Schaltungsträger zumindest im Bereich einer Seitenfläche, vorzugsweise im Bereich zweier gegenüberliegender Seitenflächen des Schaltungsträgers, im Anschlussbereich in Richtung zum Schaltungsträger elastisch deformierbar ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass durch das Vorsehen wenigstens einer elastisch deformierbaren Randzone die mechanische Belastung auf den Schaltungsträger insbesondere in dessen zentraler bzw. mittlerer Zone, in der die elektrisch leitenden Strukturen zur Ausbildung der Kontaktflächen und/oder zur Verbindung der Kontaktflächen mit der Schaltung auf dem Schaltungsträger ausgebildet sind, mechanisch nicht oder nur unwesentlich beansprucht sind. Insbesondere ist es dadurch auch möglich, den Schaltungsträger mit üblichen Bauteiltoleranzen fertigen zu können, da die elastisch deformierbaren Randzonen einen Toleranzausgleich zum Moldwerkzeug in dessen Durchgangsbereich für den Anschlussbereich ausbilden.This object is achieved in an electronic control unit with the features of claim 1, characterized in that the circuit carrier is formed elastically deformable at least in the region of a side surface, preferably in the region of two opposite side surfaces of the circuit substrate, in the connection region in the direction of the circuit carrier. In other words, this means that by providing at least one elastically deformable edge zone, the mechanical stress on the circuit substrate, in particular in its central or central zone, in which the electrically conductive structures for forming the contact surfaces and / or for connecting the contact surfaces with the Circuit are formed on the circuit substrate, are not mechanically or only insignificantly claimed. In particular, this also makes it possible to manufacture the circuit carrier with conventional component tolerances, since the elastically deformable edge zones form a tolerance compensation to the mold in its passage region for the connection area.

Vorteilhafte Weiterbildungen der elektronischen Steuereinheit sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the electronic control unit are specified in the dependent claims.

In bevorzugter Ausgestaltung des Schaltungsträgers ist dieser als Leiterplatte ausgebildet, wobei im Bereich der wenigstens einen Seitenfläche eine beabstandet zur Seitenfläche ausgebildete Aussparung ausgebildet ist.In a preferred embodiment of the circuit carrier this is designed as a printed circuit board, wherein in the region of the at least one side surface a spaced-apart formed to the side surface recess is formed.

In konstruktiver Ausgestaltung der Aussparung ist diese als ein parallel zur Seitenfläche angeordnetes Langloch ausgebildet, so dass zwischen dem Langloch und der Seitenfläche ein elastisch deformierbarer Steg ausgebildet ist, der mit dem Moldwerkzeug zusammenwirkt. In a constructive embodiment of the recess, this is formed as a parallel to the side surface arranged slot, so that between the slot and the side surface of an elastically deformable web is formed, which cooperates with the mold.

In bevorzugter geometrischer Dimensionierung weist der Steg eine Breite zwischen 0,2mm und 0,6mm, vorzugsweise 0,4mm bei einer Länge des Langlochs zwischen 2mm und 7mm, vorzugsweise zwischen 4mm und 5mm und einer Dicke der Leiterplatte zwischen 0,8mm und 1,6mm, vorzugsweise 1,4mm bis 1,6mm, auf. In preferred geometrical dimensioning, the web has a width between 0.2 mm and 0.6 mm, preferably 0.4 mm with a length of the slot between 2 mm and 7 mm, preferably between 4 mm and 5 mm and a thickness of the printed circuit board between 0.8 mm and 1.6 mm , preferably 1.4mm to 1.6mm, on.

Die Erfindung umfasst auch ein Moldwerkzeug zum Herstellen einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit, wobei das Moldwerkzeug wenigstens zwei gegeneinander bewegliche, eine Trennebene ausbildende Werkzeugelemente aufweist, die in einer Schließstellung eine Kavität zur bereichsweisen Aufnahme des Schaltungsträgers ausbilden, und mit einer in der Schließstellung der Werkzeugelemente ausgebildeten Durchgangsöffnung zum Positionieren des Anschlussbereichs des Schaltungsträgers außerhalb der Kavität. Erfindungsgemäß weist wenigstens eines der Werkzeugelemente im Anschlussbereich des Schaltungsträgers Mittel zur Deformation des Schaltungsträgers in einer quer zum Schaltungsträger in Richtung zum Schaltungsträger verlaufenden Richtung auf.The invention also comprises a molding tool for producing an electronic control unit according to the invention, wherein the molding tool has at least two mutually movable, forming a parting plane tool elements which form a cavity for receiving the circuit substrate in a closed position, and with a formed in the closed position of the tool elements through hole for positioning the connection area of the circuit carrier outside the cavity. According to the invention, at least one of the tool elements in the connection area of the circuit carrier has means for deforming the circuit carrier in a direction running transversely to the circuit carrier in the direction of the circuit carrier.

In konstruktiver Umsetzung der Mittel wird vorgeschlagen, dass diese einen gegenüber einer Seitenfläche des Schaltungsträgers schräg verlaufenden Bereich umfassen, der dazu ausgebildet ist, beim Gegeneinanderbewegen der Werkzeugelemente in die Schließstellung den Schaltungsträger mit einer in Richtung des Schaltungsträgers gerichteten Kraft zu beaufschlagen. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der wenigstens eine schräg verlaufende Bereich den Schaltungsträger an dessen elastisch verformbarer Randzone deformiert, wobei eine Anlage des Bereichs an dem Schaltungsträger erfolgt. In a constructive implementation of the means is proposed that they comprise a relative to a side surface of the circuit substrate obliquely extending region which is adapted to act upon the counter-moving the tool elements in the closed position, the circuit carrier with a directed in the direction of the circuit substrate force. In other words, this means that the at least one obliquely extending region deforms the circuit carrier at its elastically deformable edge zone, whereby the area is applied to the circuit carrier.

Besonders einfach und vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Moldwerkzeugs, bei der der Bereich an dem Werkzeugelement starr angeordnet ist und in der Schließstellung der Werkzeugelemente an dem Schaltungsträger an einer Kante des Schaltungsträgers unter Ausbildung einer Abdichtung anliegt. Particularly simple and advantageous is an embodiment of the mold tool, wherein the region is rigidly arranged on the tool element and rests in the closed position of the tool elements on the circuit substrate at an edge of the circuit substrate to form a seal.

Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass die Mittel lediglich an einem Werkzeugelement angeordnet sind. In konstruktiver Weiterbildung des zuletzt genannten Gedankens wird vorgeschlagen, dass das Moldwerkzeug aus zwei Werkzeugelementen besteht, einer unteren Werkzeughälfte und einer oberen Werkzeughälfte, die beide vorzugsweise wannenförmig ausgebildet sind, wobei die Mittel an der oberen Werkzeughälfte angeordnet sind, und wobei die untere Werkzeughälfte Positioniermittel zur Ausrichtung des Schaltungsträgers zur unteren Werkzeughälfte aufweist.In particular, it may be provided that the means are arranged only on a tool element. In constructive development of the latter idea, it is proposed that the mold tool consists of two tool elements, a lower mold half and an upper mold half, both of which are preferably trough-shaped, wherein the means are arranged on the upper mold half, and wherein the lower mold half positioning means for Alignment of the circuit carrier to the lower mold half has.

Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Steuereinheit unter Verwendung eines soweit beschriebenen Moldwerkzeugs, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist:

  • – Einlegen eines Schaltungsträgers in ein erstes Werkzeugelement eines Moldwerkzeugs und Positionieren des Schaltungsträgers in dem ersten Werkzeugelement, wobei ein Anschlussbereich des Schaltungsträgers außerhalb des zur Ausbildung einer Ummantelung für den Schaltungsträger dienenden Moldwerkzeugs angeordnet wird
  • – Gegeneinanderbewegen des ersten Werkzeugelements gegen ein zweites Werkzeugelement zur Erzielung einer Schließstellung, wobei wenigstens eine, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Schaltungsträgers bereichsweise elastisch deformiert werden, derart, dass wenigstens eines der Werkzeugelemente im Bereich der deformierten Seitenfläche des Schaltungsträgers mit einem der Abdichtung dienenden Bereich dichtend anliegt
  • – Einspritzen von Moldmasse in eine von den Werkzeugelementen in ihrer Schließstellung ausgebildeten Kavität für den Schaltungsträger
Finally, the invention also encompasses a method for producing a control unit according to the invention using a molding tool described so far, the method having at least the following steps:
  • - Inserting a circuit carrier in a first tool element of a Moldwerkzeugs and positioning the circuit substrate in the first tool element, wherein a terminal region of the circuit substrate is disposed outside of the serving for forming a shell for the circuit carrier mold
  • - Movement of the first tool element against a second tool element to achieve a closed position, wherein at least one, preferably two opposite side surfaces of the circuit substrate are elastically deformed regions such that at least one of the tool elements in the region of the deformed side surface of the circuit substrate with a sealing area serving sealing applied
  • - Injecting molding compound in a cavity formed by the tool elements in their closed position for the circuit carrier

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 Eine elektronische Steuereinheit und ein Moldwerkzeug zum Ausbilden einer aus Moldmasse ausgebildeten Ummantelung an der Steuereinheit in einem vereinfachten Längsschnitt, 1 An electronic control unit and a mold tool for forming a molding compound formed from molding compound on the control unit in a simplified longitudinal section,

2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den mit der Moldmasse versehenen Schaltungsträger der Steuereinheit gemäß 1, 2 a partially sectioned plan view of the provided with the molding compound circuit carrier of the control unit according to 1 .

3 einen Teilbereich der Steuereinheit sowie des Moldwerkzeugs gemäß 2 in einem Anschlussbereich des Schaltungsträgers und 3 a portion of the control unit and the mold according to 2 in a terminal region of the circuit board and

4 und 5 jeweils eine teilweise geschnittene Ansicht in Richtung des Pfeils IV in der 3 während unterschiedlicher Stellungen des Moldwerkzeugs. 4 and 5 each a partially sectioned view in the direction of arrow IV in the 3 during different positions of the mold.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In den 1 und 2 ist eine elektronische Steuereinheit 10 in Form eines Steuergeräts dargestellt. Die elektronische Steuereinheit 10 findet bevorzugt, jedoch nicht einschränkend, Verwendung bei Kfz-Anwendungen, vorzugsweise Motorrad-Anwendungen, zur Steuerung von Motor- und/oder Komfortfunktionen. Die elektronische Steuereinheit 10 weist einen Schaltungsträger 11 in Form einer Leiterplatte auf, die beispielsweise eine Dicke zwischen 0,8mm und 1,6mm, vorzugsweise zwischen 1,4mm und 1,6mm hat. Auf den Oberflächen des Schaltungsträgers 11 sind in bekannter Art und Weise elektrische bzw. elektronische Bauelemente 12 angeordnet, wobei in der Darstellung der 1 und 2 aus Vereinfachungsgründen lediglich einige Bauelemente 12 dargestellt sind. Weiterhin weist der Schaltungsträger 11 einen Anschlussbereich 13 auf, der dazu dient, die elektronische Steuereinheit 10 mit einem nicht dargestellten Anschlußstecker, beispielsweise einem Anschlußstecker eines Kabelbaums, elektrisch zu kontaktieren. Hierzu sind an wenigstens einer Oberfläche des Anschlussbereichs 13 im Ausführungsbeispiel in etwa rechteckförmig ausgebildete, elektrisch leitende Kontaktbereiche 14 angeordnet, die mit der auf dem Schaltungsträger 11 geordneten Schaltung, welche durch die Bauelemente 12 realisiert wird, elektrisch verbunden sind.In the 1 and 2 is an electronic control unit 10 represented in the form of a control unit. The electronic control unit 10 finds favored, but not limiting, use in automotive applications, preferably motorcycle Applications for controlling motor and / or comfort functions. The electronic control unit 10 has a circuit carrier 11 in the form of a printed circuit board, for example, has a thickness between 0.8mm and 1.6mm, preferably between 1.4mm and 1.6mm. On the surfaces of the circuit board 11 are in a known manner electrical or electronic components 12 arranged in the representation of the 1 and 2 for reasons of simplicity, only a few components 12 are shown. Furthermore, the circuit carrier 11 a connection area 13 on which serves the electronic control unit 10 with a connector, not shown, for example, a connector of a wiring harness to contact electrically. For this purpose, at least one surface of the connection area 13 in the exemplary embodiment in approximately rectangular-shaped, electrically conductive contact areas 14 arranged with the on the circuit board 11 ordered circuit, which by the components 12 is realized, are electrically connected.

Der Schaltungsträger 11 ist an seiner Oberseite 16, seiner Unterseite 17 sowie im Bereich dreier Seitenflächen 18 bis 20, mit Ausnahme im Bereich des Anschlussbereichs 13, von einer Moldmasse 21 umgeben. Bei der Moldmasse 21, die eine Ummantelung der elektronischen Steuereinheit 10 ausbildet, handelt es sich insbesondere um ein Duroplast oder ein Elastomer, wobei die Herstellung des von der Moldmasse 21 umgebenen Schaltungsträgers 11 allgemein als Molding-Verfahren bezeichnet wird. Wesentlich ist, wie bereits erwähnt, dass der Anschlussbereich 13, zumindest im Bereich der Kontaktbereiche 14, vorzugsweise im gesamten Anschlussbereich 13, frei von Moldmasse 21 ist, um eine elektrische Kontaktierung eines entsprechenden Anschlusssteckers an dem Anschlussbereich 13 zu ermöglichen. The circuit carrier 11 is at its top 16 , its bottom 17 as well as in the area of three side surfaces 18 to 20 , except in the area of the connection area 13 , from a molding compound 21 surround. At the mold mass 21 , which is a sheath of the electronic control unit 10 in particular, it is a thermoset or an elastomer, wherein the preparation of the from the molding compound 21 surrounded circuit substrate 11 commonly referred to as a molding process. It is essential, as already mentioned, that the connection area 13 , at least in the area of contact areas 14 , preferably in the entire connection area 13 , free of molding compound 21 is to make electrical contact with a corresponding connector plug to the connection area 13 to enable.

In der 1 ist darüber hinaus ein Moldwerkzeug 100 erkennbar, welches dazu dient, die Form der Ummantelung durch die Moldmasse 21 zu bestimmen. Insbesondere umfasst das Moldwerkzeug 100 zwei, jeweils wannenförmig ausgebildete Werkzeughälften 101, 102, die aus der in der 1 dargestellten Schließstellung, in der diese eine Kavität 103 zur Aufnahme des Schaltungsträgers 11 ausbilden, in eine Öffnungsstellung beweglich angeordnet sind, welches beispielsweise durch Anheben der oberen Werkzeughälfte 101 in Richtung des Pfeils 104 erfolgt. Die Öffnungsstellung des Moldwerkzeugs 100 dient dazu, einerseits den Schaltungsträger 11 in das Moldwerkzeug 100 einführen zu können, und andererseits nach dem Ausfüllen der Kavität 103 mit der Moldmasse 21 die elektronische Steuereinheit 10 aus dem Moldwerkzeug 100 entnehmen zu können. Wesentlich ist, dass in der Schließstellung des Moldwerkzeugs 100 dieses eine schlitz- bzw. rechteckförmige Durchgangsöffnung 106 für den Schaltungsträger 11 ausbildet, derart, dass sich der Anschlussbereich 13 des Schaltungsträgers 11 außerhalb des Moldwerkzeugs 100 befindet. In the 1 is also a mold tool 100 recognizable, which serves the shape of the shell by the molding compound 21 to determine. In particular, the molding tool comprises 100 two, each tray-shaped mold halves 101 . 102 that made in the 1 shown closed position in which this is a cavity 103 for receiving the circuit substrate 11 form, are arranged to be movable in an open position, which, for example, by lifting the upper mold half 101 in the direction of the arrow 104 he follows. The opening position of the mold 100 serves on the one hand the circuit carrier 11 into the mold tool 100 to be able to introduce, and on the other hand after filling the cavity 103 with the molding compound 21 the electronic control unit 10 from the mold tool 100 to be able to remove. It is essential that in the closed position of the Moldwerkzeugs 100 this one slot or rectangular passage opening 106 for the circuit carrier 11 forms, so that the connection area 13 of the circuit board 11 outside the mold tool 100 located.

Zur lagerichtigen Positionierung des Schaltungsträgers 11 innerhalb des Moldwerkzeugs 100 weist beispielhaft an der unteren Werkzeughälfte 102 im Anschlussbereich 13 des Schaltungsträgers 11 zwei Positionierstifte 105 auf, die in dem Schaltungsträger 11 angeordnete, sich quer zu den beiden Seitenflächen 18, 19 erstreckende Langlöcher 22, 23 eingreifen. Durch die Ausbildung der Aufnahmen für die Positionierstifte 105 als Langlöcher 22, 23 ist der Schaltungsträger 11 innerhalb des Moldwerkzeugs 100 lediglich in der in der 2 angedeuteten X-Achse fixiert bzw. positioniert, während in der Y-Achse eine Verschiebbarkeit des Schaltungsträgers 11 innerhalb des Moldwerkzeugs 100 ermöglicht wird. For correct positioning of the circuit carrier 11 inside the mold tool 100 exemplifies the lower mold half 102 in the connection area 13 of the circuit board 11 two positioning pins 105 on that in the circuit carrier 11 arranged, transversely to the two side surfaces 18 . 19 extending slots 22 . 23 intervention. By forming the recordings for the positioning pins 105 as longholes 22 . 23 is the circuit carrier 11 inside the mold tool 100 only in the in the 2 indicated X-axis fixed or positioned, while in the Y-axis a displaceability of the circuit substrate 11 inside the mold tool 100 is possible.

Die beiden Werkzeughälften 101, 102 bilden in der in der 1 dargestellten Schließstellung eine Trennebene 110 aus, die in der Mittelebene des Schaltungsträgers 11 verläuft. Um beim Einspritzen der Moldmasse 21 in das geschlossene Moldwerkzeug 100, welches unter einem gewissen Überdruck erfolgt, ein Austreten der Moldmasse 21 aus dem Moldwerkzeug 100 in Richtung des Anschlussbereichs 13 zu vermeiden, sind das Moldwerkzeug 100 sowie der Schaltungsträger 11 besonders ausgebildet. Insbesondere weist der Schaltungsträger 11, wie besonders deutlich anhand der 2 und 3 erkennbar ist, im Anschlussbereich 13 an gegenüberliegenden Randzonen im Bereich der beiden Seitenflächen 18, 19 angeordnete Aussparungen 25 in Form von Langlöchern 26 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel fluchten die Langlöcher 26 in etwa mit den Kontaktbereichen 14 auf dem Schaltungsträger 11. Die Langlöcher 26 sind in einem Abstand a zwischen 0,2mm und 0,6mm, vorzugsweise 0,4mm von den beiden Seitenflächen 18, 19 des Schaltungsträgers 11 angeordnet. Weiterhin beträgt die Länge l der Langlöcher 26 zwischen 2mm und 7mm, vorzugsweise zwischen 4mm und 5mm. Zwischen den Langlöchern 26 und den Seitenflächen 18, 19 des Schaltungsträgers 11 sind aus dem Material des Schaltungsträgers 11 bestehende, elastisch deformierbare Stege 27, 28 ausgebildet, die in Richtung der Pfeile 29, 30 zum Schaltungsträger 11 hin beweglich bzw. deformierbar sind. The two halves of the tool 101 . 102 form in the in the 1 illustrated closed position a parting plane 110 out in the middle plane of the circuit board 11 runs. To inject the molding compound 21 into the closed mold tool 100 , which takes place under a certain pressure, leakage of molding compound 21 from the mold tool 100 towards the connection area 13 to avoid are the mold tool 100 as well as the circuit carrier 11 specially trained. In particular, the circuit carrier has 11 , as particularly clear from the 2 and 3 is recognizable, in the connection area 13 at opposite edge zones in the area of the two side surfaces 18 . 19 arranged recesses 25 in the form of oblong holes 26 on. In the illustrated embodiment, the slots are aligned 26 roughly with the contact areas 14 on the circuit carrier 11 , The long holes 26 are at a distance a between 0.2mm and 0.6mm, preferably 0.4mm from the two side surfaces 18 . 19 of the circuit board 11 arranged. Furthermore, the length l of the slots 26 between 2mm and 7mm, preferably between 4mm and 5mm. Between the oblong holes 26 and the side surfaces 18 . 19 of the circuit board 11 are made of the material of the circuit board 11 existing, elastically deformable webs 27 . 28 formed in the direction of the arrows 29 . 30 to the circuit carrier 11 are movable or deformable.

Entsprechend der Darstellung der 3 bis 5 ist an der oberen Werkzeughälfte 101 des Moldwerkzeugs 100 zumindest mittelbar im Bereich der Durchgangsöffnung 106 bzw. der Langlöcher 26 ein Dichtbereich 112 angeordnet. Der Dichtbereich 112 weist im Bereich der Langlöcher 26 jeweils eine um einen Winkel α gegenüber einer Senkrechten angeordneten Schräge 113 auf, die an der jeweils oberen Kante 24 des Schaltungsträgers 11, die die jeweilige Seitenfläche 18, 19 begrenzt, anlegbar ist. Insbesondere erkennt man anhand der 4 eine Stellung des Dichtbereichs 112, die sich während des Schließens des Moldwerkzeugs 100 bzw. dem Gegeneinanderbewegen der beiden Werkzeughälften 101, 102 einstellt, wenn die Schräge 113 in Kontakt mit der Kante 24 des Schaltungsträgers 11 gelangt. Wird nun der Dichtbereich 112 in Richtung des Pfeils 115 weiterbewegt, so entsteht aufgrund der Schräge 113 auf die Kante 24 eine Kraftkomponente F, die eine elastische Verformung des jeweiligen Stegs 27, 28 des Schaltungsträgers 11 in Richtung zum Schaltungsträger 11 zur Folge hat. Im Bereich der Kante 24, die an dem Dichtbereich 112 anliegt, wird eine Abdichtung erzielt, die ein Übertreten bzw. Austreten von Moldmasse 21 in den Bereich der jeweiligen Seitenfläche 18, 19 außerhalb des Moldwerkzeugs 100 verhindert.According to the presentation of the 3 to 5 is on the upper half of the mold 101 of the mold tool 100 at least indirectly in the region of the passage opening 106 or the slots 26 a sealing area 112 arranged. The sealing area 112 points in the area of the oblong holes 26 one each at an angle α with respect to a vertical arranged slope 113 on, at the upper edge 24 of the circuit board 11 that the respective side surface 18 . 19 limited, can be applied. In particular, it can be seen from the 4 a position of the sealing area 112 that arise during the closing of the mold tool 100 or the mutual movement of the two tool halves 101 . 102 adjusts when the slope 113 in contact with the edge 24 of the circuit board 11 arrives. Will now be the sealing area 112 in the direction of the arrow 115 moved on, it is due to the slope 113 on the edge 24 a force component F, the elastic deformation of the respective web 27 . 28 of the circuit board 11 towards the circuit carrier 11 entails. In the area of the edge 24 at the sealing area 112 is applied, a seal is achieved, which is a violation or leakage of molding material 21 in the area of the respective side surface 18 . 19 outside the mold tool 100 prevented.

Die soweit beschriebene elektronische Steuereinheit 10 bzw. das Moldwerkzeug 100 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es insbesondere denkbar, anstelle von Dichtbereichen 112 mit Schrägen 113 beispielsweise federbelastete Dichtelemente vorzusehen, die in der Ebene des Schaltungsträgers 11 von außen her auf die Seitenflächen 18, 19 im Bereich der Langlöcher 26 beim Schließen des Moldwerkzeugs 100 auf den Schaltungsträger 11 bzw. die Stege 27 einwirken.The electronic control unit described so far 10 or the mold tool 100 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. So it is particularly conceivable, instead of sealing areas 112 with slopes 113 For example, to provide spring-loaded sealing elements in the plane of the circuit substrate 11 from the outside on the side surfaces 18 . 19 in the area of the oblong holes 26 when closing the mold 100 on the circuit carrier 11 or the webs 27 act.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011055442 A1 [0002] DE 102011055442 A1 [0002]

Claims (10)

Elektronische Steuereinheit (10), insbesondere Steuergerät, mit einem elektronische Bauelemente (12) aufweisenden Schaltungsträger (11), mit einem an dem Schaltungsträger (11) ausgebildeten Anschlussbereich (13) mit Kontaktbereichen (14) zur elektrischen Kontaktierung der Steuereinheit (10), und mit einer den Schaltungsträger (11) bereichsweise umgebenden, eine Ummantelung ausbildenden Moldmasse (21), wobei die Moldmasse (21) den Schaltungsträger (11) an dessen Ober- und Unterseite (16, 17) sowie an dessen Seitenflächen (18 bis 20) mit Ausnahme zumindest im Bereich der Kontaktflächen (14) des Anschlussbereichs (13) umschließt, in denen der Anschlussbereich (13) frei von der Moldmasse (21) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (11) zumindest im Bereich einer Seitenfläche (18, 19), vorzugsweise im Bereich zweier gegenüberliegender Seitenflächen (18, 19) des Anschlussbereichs (13) in Richtung zum Schaltungsträger (11) elastisch deformierbar ausgebildet ist.Electronic control unit ( 10 ), in particular control unit, with an electronic components ( 12 ) having circuit carrier ( 11 ), with one on the circuit carrier ( 11 ) trained connection area ( 13 ) with contact areas ( 14 ) for electrical contacting of the control unit ( 10 ), and with a the circuit carrier ( 11 ) surrounding area, a shell forming molding compound ( 21 ), the molding compound ( 21 ) the circuit carrier ( 11 ) at the top and bottom ( 16 . 17 ) as well as on its side surfaces ( 18 to 20 ) except at least in the area of contact surfaces ( 14 ) of the connection area ( 13 ), in which the connection area ( 13 ) free of the molding compound ( 21 ), characterized in that the circuit carrier ( 11 ) at least in the area of a side surface ( 18 . 19 ), preferably in the region of two opposite side surfaces ( 18 . 19 ) of the connection area ( 13 ) towards the circuit carrier ( 11 ) is formed elastically deformable. Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (11) als Leiterplatte ausgebildet ist, und dass im Bereich der wenigstens einen Seitenfläche (18, 19) eine beabstandet zur Seitenfläche (18, 19) ausgebildete Aussparung (25) ausgebildet ist.Control unit according to claim 1, characterized in that the circuit carrier ( 11 ) is formed as a printed circuit board, and that in the region of the at least one side surface ( 18 . 19 ) one spaced apart from the side surface ( 18 . 19 ) formed recess ( 25 ) is trained. Steuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (25) als ein parallel zur Seitenfläche (18, 19) angeordnetes Langloch (26) ausgebildet ist, so dass zwischen dem Langloch (26) und der Seitenfläche (18, 19) ein elastisch verformbarer Steg (27, 28) ausgebildet ist. Control unit according to claim 2, characterized in that the recess ( 25 ) as one parallel to the side surface ( 18 . 19 ) arranged slot ( 26 ) is formed, so that between the slot ( 26 ) and the side surface ( 18 . 19 ) an elastically deformable web ( 27 . 28 ) is trained. Steuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (27, 28) einen Abstand (a) zur Seitenfläche (18, 19) zwischen 0,2mm und 0,6mm, vorzugsweise 0,4mm bei einer Länge (l) des Langlochs (26) zwischen 2mm und 7mm, vorzugsweise zwischen 4mm und 5mm und einer Dicke des Schaltungsträgers (11) zwischen 0,8mm und 1,6mm, vorzugsweise zwischen 1,4mm und 1,6mm, aufweist. Control unit according to claim 3, characterized in that the web ( 27 . 28 ) a distance (a) to the side surface ( 18 . 19 ) between 0.2 mm and 0.6 mm, preferably 0.4 mm with a length (l) of the oblong hole ( 26 ) between 2mm and 7mm, preferably between 4mm and 5mm and a thickness of the circuit substrate ( 11 ) between 0.8mm and 1.6mm, preferably between 1.4mm and 1.6mm. Moldwerkzeug (100) zum Herstellen einer elektronischen Steuereinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit wenigstens zwei gegeneinander beweglichen, eine Trennebene (110) ausbildenden Werkzeugelementen (101, 102), die in einer Schließstellung eine Kavität (103) zur bereichsweisen Aufnahme des Schaltungsträgers (11) ausbilden, und mit einer in der Schließstellung der Werkzeugelemente (101, 102) ausgebildeten Durchgangsöffnung (106) zum Positionieren des Anschlussbereichs (13) des Schaltungsträgers (11) außerhalb der Kavität (103), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Werkzeugelemente (101, 102) im Anschlussbereich Mittel (112) zur Deformation des Schaltungsträgers (11) in einer quer zum Schaltungsträger (11) in Richtung zum Schaltungsträger (11) verlaufenden Richtung aufweist.Mold Tool ( 100 ) for producing an electronic control unit ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, with at least two mutually movable, a parting plane ( 110 ) forming tool elements ( 101 . 102 ), which in a closed position a cavity ( 103 ) for the area-wise recording of the circuit carrier ( 11 ) and with one in the closed position of the tool elements ( 101 . 102 ) formed passage opening ( 106 ) for positioning the connection area ( 13 ) of the circuit carrier ( 11 ) outside the cavity ( 103 ), characterized in that at least one of the tool elements ( 101 . 102 ) in the connection area 112 ) for deformation of the circuit carrier ( 11 ) in a transverse to the circuit carrier ( 11 ) towards the circuit carrier ( 11 ) extending direction. Moldwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (112) einen gegenüber einer Seitenfläche (18, 19) des Schaltungsträgers (11) schräg verlaufenden Bereich (113) umfassen, der dazu ausgebildet ist, beim Gegeneinanderbewegen der Werkzeugelemente (101, 102) in die Schließstellung den Schaltungsträger (11) mit einer in Richtung des Schaltungsträgers (11) gerichteten Kraft (F) zu beaufschlagen. Mold tool according to claim 5, characterized in that the means ( 112 ) one opposite a side surface ( 18 . 19 ) of the circuit carrier ( 11 ) oblique area ( 113 ), which is adapted to move against each other when the tool elements ( 101 . 102 ) in the closed position the circuit carrier ( 11 ) with one in the direction of the circuit carrier ( 11 ) directed force (F) to apply. Moldwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (113) an dem Werkzeugelement (101) starr angeordnet ist und in der Schließstellung der Werkzeugelemente (101, 102) an dem Schaltungsträger (11) an einer Kante (24) des Schaltungsträgers (11) unter Ausbildung einer Abdichtung anliegt. Mold tool according to claim 6, characterized in that the area ( 113 ) on the tool element ( 101 ) is rigidly arranged and in the closed position of the tool elements ( 101 . 102 ) on the circuit carrier ( 11 ) on one edge ( 24 ) of the circuit carrier ( 11 ) is applied to form a seal. Moldwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (112) lediglich an einem Werkzeugelement (101) angeordnet sind.Mold tool according to one of claims 5 to 7, characterized in that the means ( 112 ) only on a tool element ( 101 ) are arranged. Moldwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Moldwerkzeug (100) aus zwei Werkzeugelementen (101, 102) besteht, einer unteren Werkzeughälfte und einer oberen Werkzeughälfte, die beide vorzugsweise wannenförmig ausgebildet sind, dass die Mittel (112) an der oberen Werkzeughälfte angeordnet sind, und dass die untere Werkzeughälfte Positioniermittel (105) zur Ausrichtung des Schaltungsträgers (11) zur unteren Werkzeughälfte aufweist.Mold tool according to claim 8, characterized in that the mold ( 100 ) from two tool elements ( 101 . 102 ), a lower mold half and an upper mold half, both of which are preferably trough-shaped, that the means ( 112 ) are arranged on the upper mold half, and that the lower mold half positioning means ( 105 ) for aligning the circuit carrier ( 11 ) to the lower mold half. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Steuereinheit (10), insbesondere eines Steuergeräts, nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bzw. unter Verwendung eines Moldwerkzeugs (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch zumindest folgende Fertigungsschritte: – Einlegen eines Schaltungsträgers (11) in ein erstes Werkzeugelement (102) eines Moldwerkzeugs (100) und Positionieren des Schaltungsträgers (11) in dem ersten Werkzeugelement (102), wobei ein Anschlussbereich (13) des Schaltungsträgers (11) außerhalb des zur Ausbildung einer Ummantelung für den Schaltungsträger (11) dienenden Moldwerkzeugs (100) angeordnet wird – Gegeneinanderbewegen des ersten Werkzeugelements (102) gegen ein zweites Werkzeugelement (101) zur Erzielung einer Schließstellung, wobei wenigstens eine, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Seitenflächen (18, 19) des Schaltungsträgers (11) bereichsweise elastisch deformiert werden, derart, dass wenigstens eines der Werkzeugelemente (101, 102) im Bereich der deformierten Seitenfläche (18, 19) des Schaltungsträgers (11) mit einem der Abdichtung dienenden Bereich (113) dichtend anliegt – Einspritzen von Moldmasse (21) in eine von den Werkzeugelementen (101, 102) in ihrer Schließstellung ausgebildeten Kavität (103) für den Schaltungsträger (11)Method for producing an electronic control unit ( 10 ), in particular a control device, according to one of claims 1 to 4 or by using a Moldwerkzeugs ( 100 ) according to one of claims 5 to 9, characterized by at least the following manufacturing steps: - inserting a circuit carrier ( 11 ) into a first tool element ( 102 ) of a molding tool ( 100 ) and positioning of the circuit carrier ( 11 ) in the first tool element ( 102 ), whereby a connection area ( 13 ) of the circuit carrier ( 11 ) outside the for forming a sheath for the circuit carrier ( 11 ) molding tool ( 100 ) - moving the first tool element towards one another ( 102 ) against a second tool element ( 101 ) to achieve a closed position, wherein at least one, preferably two opposite side surfaces ( 18 . 19 ) of the circuit carrier ( 11 ) are elastically deformed in regions such that at least one of the tool elements ( 101 . 102 ) in the area of the deformed side surface ( 18 . 19 ) of the circuit carrier ( 11 ) with a sealing area ( 113 ) sealingly - injecting molding compound ( 21 ) into one of the tool elements ( 101 . 102 ) in its closed position formed cavity ( 103 ) for the circuit carrier ( 11 )
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