DE102015215017A1 - Elektrische und/oder elektronische Baugruppe und Verfahren zum Schutz eines Schaltungsbereiches - Google Patents

Elektrische und/oder elektronische Baugruppe und Verfahren zum Schutz eines Schaltungsbereiches Download PDF

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Werner Fleskes
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische und/oder elektronische Baugruppe, umfassend zumindest einen Schaltungsträger mit einer Leiterbahnstruktur und zumindest ein auf dem Schaltungsträger angeordnetes elektrisches und/oder elektronisches Bauelement. Das elektrische und/oder elektronische Bauelement ist mit der Leiterbahnstruktur elektrisch kontaktiert und Teil einer elektrischen Schaltung. Dabei ist zumindest ein Schaltungsbereich umfassend zumindest das eine elektrische und/oder elektronische Bauelement zum Schutz gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung im Inneren eines elektrisch leitfähigen Gehäuses angeordnet. Das elektrisch leitfähige Gehäuse ist aus einer Schichtstruktur von übereinanderliegend aufgetragenen Einzelschichten gebildet, wobei jeweils eine aufgetragene Einzelschicht ein Schichtmaterial aufweist, welches mittels eines physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess verfestigt ist, und wobei das elektrisch leitfähige Gehäuse einen Sockelbereich aufweist, welcher mit einer Auflagefläche der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe stofflich über das Schichtmaterial verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische und/oder elektronische Baugruppe sowie ein Verfahren zum Schutz zumindest eines Schaltungsbereiches der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
  • Stand der Technik
  • In der Ausführung von elektrischen und/oder elektronischen Schaltungen, zum Beispiel innerhalb von Steuergeräten oder elektrischen und/oder elektronischen Baugruppen, sind in vielen Anwendungsfällen Vorschriften und Vorgaben hinsichtlich einer elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu beachten. Dadurch soll erreicht werden, dass technische Geräte einander nicht durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte störend beeinflussen. Es sind verschiedene Möglichkeiten gegeben, auch zumindest einen Teil der elektrischen Schaltung gegen elektromagnetische Ein- oder Abstrahlung zu schützen. Es ist beispielsweise bekannt, die gesamte Schaltung in ein elektrisch leitfähiges Gehäuse zu setzen. Das elektrisch leitfähige Gehäuse ist dabei beispielsweise aus Metall oder aus durch Beschichtung oder Zuschlagstoffe leitfähig gemachtem Kunststoff oder Keramik gebildet. Nachteilig hierbei ist, dass in vielen Anwendungen die Gehäuse auch Isolationsaufgaben haben und die Trennung von leitenden und isolierenden Bereichen aufwändig ist. Zusätzlich ist es schwierig, innerhalb des Gehäuses eine Abschirmung nur eines Schaltungsteils gegenüber den anderen Teilen zu realisieren. Ferner ist es bekannt, Abschirmkäfige aus Metall oder einem elektrisch leitfähigen Kunststoff vorzusehen, welche man dann über die zu schützenden Schaltungsteile montiert und elektrisch verbindet. Zur Herstellung der Abschirmkäfige sind aufwändige Werkzeuge vorzuhalten. Außerdem erfordert der Montageprozess oftmals die Bereitstellung von Verbindungsmitteln, beispielsweise einen Kleber, zur dauerhaften Befestigung des Abschirmkäfiges beispielsweise auf einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe. Außerdem sind für den Montageprozess sowie aufgrund von mechanischen Toleranzen Freiräume im Bereich der Befestigungen vorzuhalten, was zusätzlichen Bauraum beansprucht.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen flexiblen und einfachen EMV-Schutz einer elektrischen Schaltung mittels eines elektrisch leitfähigen Gehäuses zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine elektrische und/oder elektronische Baugruppe sowie durch ein Verfahren zum Schutz zumindest eines Schaltungsbereiches der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Die Erfindung geht aus von einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe, umfassend zumindest einen Schaltungsträger mit einer Leiterbahnstruktur und zumindest ein auf dem Schaltungsträger angeordnetes elektrisches und/oder elektronisches Bauelement. Das elektrische und/oder elektronische Bauelement ist dabei mit der Leiterbahnstruktur elektrisch kontaktiert und Teil einer elektrischen Schaltung. Zumindest ein Schaltungsbereich umfassend zumindest das eine elektrische und/oder elektronische Bauelement und ist zum Schutz gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung im Inneren eines elektrisch leitfähigen Gehäuses angeordnet. Das elektrisch leitfähige Gehäuse ist aus einer Schichtstruktur von übereinanderliegend aufgetragenen Einzelschichten gebildet. Die jeweils eine aufgetragene Einzelschicht weist dabei ein Schichtmaterial auf, welches mittels eines physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozesses verfestigt ist. Eine derartige Schichtstruktur kann dann beispielsweise mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt werden, bevorzugt mit einem solchen Verfahren, bei welchem das Schichtmaterial mittels eines Jetstrahles aufgetragen wird. Durch einen solchen Schichtaufbau ist eine große Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Gehäuseform gegeben, so dass sich die Gehäuseform in einfacher Weise an die baulichen Gegebenheiten des konkreten Anwendungsfalles anpassen lässt. Insbesondere lassen sich auch sehr kompakte Bauweisen realisieren, bei welchen die Gehäuseform in engen Grenzen den zu schützenden Schaltungsbereich umhaust. Das elektrisch leitfähige Gehäuse weist ferner einen Sockelbereich auf, welcher mit einer Auflagefläche der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe stofflich über das Schichtmaterial verbunden ist. Demnach ist das Schichtmaterial selbst als Verbindungsmittel genutzt, zum einen zur Verbindung der Einzelschichten untereinander und zum anderen insgesamt zu einer besonders guten dauerhaften Befestigung des elektrisch leitfähigen Gehäuses auf der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe. Insgesamt können auf diese Weise teure und produktspezifische Werkzeuge für das elektrisch leitfähige Gehäuse entfallen.
  • Grundsätzlich hat das Gehäuse die Funktion eines Schutzkäfiges gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung. In diesem Zusammenhang ist die Ausgestaltung des Gehäuses verschiedenartig möglich. So können in einer ersten Ausgestaltungsart alle Gehäusewandungen vollflächig ausgebildet sein und den zu schützenden Schaltungsbereich unter Ausbildung eines Hohlraumes vollständig zum Schaltungsträger hin umschließen. Andere Ausführungen weisen in zumindest einer der Gehäusewandungen zumindest einen Durchbruch auf, insbesondere dann, wenn eine elektronmagnetische Ein- und/oder Abstrahlung von bzw. in eine definierte Richtung erforderlich ist. Alternative Ausführungen weisen wiederkehrende Durchbrüche auf, insbesondere als Muster, so dass die Gehäusewandungen teilweise, bevorzugt vollständig, eine Loch- oder Gitterstruktur aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das elektrisch leitfähige Gehäuse einen von dem zumindest einen Schaltungsbereich abgewandten Außenbereich und einen zu dem zumindest einen Schaltungsbereich zugewandten Innenbereich auf, wobei der Innenbereich aus elektrisch isolierendem Schichtmaterial ausgebildet ist und der Außenbereich einen Abstand zu elektrisch leitfähigen Teilen des zumindest einen Schaltungsbereiches aufweist, zumindest zu solchen mit einem anderen elektrischen Potential. Dabei kann der zumindest eine Schaltungsbereich im Wesentlichen, insbesondere vollständig, im elektrisch isolierenden Schichtmaterial eingekapselt sein. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher Schutz des zumindest einen Schaltungsbereiches gegenüber von außen einwirkenden Medien, beispielsweise Feuchtigkeit. Alternativ kann der Innenbereich als Stützstruktur, beispielsweise in Form von Streben oder Säulen, ausgebildet sein. Auf diese Weise ist der Außenbereich und das elektrisch leitfähige Gehäuse insgesamt verstärkt und bietet somit einen besonders guten Schutz für den zumindest einen Schaltungsbereich gegen mechanische Einwirkungen von außen. Der Außenbereich ist aus leitfähigem Schichtmaterial gebildet.
  • In Weiterbildung der Ausführung weist das elektrisch leitfähige Gehäuse einen Hohlraum auf, in welchen der zumindest eine Schaltungsbereich hineinragt. Hierbei kann der Hohlraum in einer beispielhaften Ausführung in dem oben genannten Innenbereich des elektrisch leitfähigen Gehäuses ausgebildet sein. Demnach verbleibt eine zum Hohlraum angrenzende Innenverkleidung aus elektrisch isolierendem Schichtmaterial, welche eine direkte Berührung des elektrisch leitfähigen Außenbereichs zu dem zumindest einen Schaltungsbereich verhindert. Grundsätzlich ist auch eine alternative Ausführungsform möglich, bei welcher der Hohlraum innerhalb des elektrisch leitfähigen Gehäuses ausschließlich umgeben ist von einer Schichtstruktur, welche nur ein elektrisch leitfähiges Schichtmaterial aufweist. Dabei ist bevorzugt darauf zu achten, dass zwischen der Schichtstruktur und elektrisch leitfähigen Teilen des zumindest einen Schaltungsbereiches ein Luftabstand verbleibt, sodass keine direkte Berührung untereinander mit der Gefahr einer Kurzschlussbildung vorliegen kann. Insgesamt kann bei Vorsehen eines Hohlraumes die Fertigstellung eines elektrisch leitfähigen Gehäuses beschleunigt werden aufgrund des verringerten Auftragevolumens von Schichtmaterial.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Auflagefläche zumindest ein Oberflächenbereich des Schaltungsträgers. Der Oberflächenbereich ist hier in vielen Fällen eben ausgeführt, so dass eine erste zumindest einen Teil des Sockelbereichs ausbildende Einzelschicht den zumindest einen Schaltungsbereich über eine eben ausgeführte Schichtlage, insbesondere bei Berücksichtigung eines Hohlraumes innerhalb des elektrisch leitfähigen Gehäuses, rahmenartig umschließt. Die dann eben ausgeführte Schichtlage der ersten Einzelschicht bildet eine vorteilhafte Auftragsfläche für eine nachfolgende darüberlegende Einzelschichtlage. Auf diese Weise lässt sich ein einfaches Auftragsverfahren für das Schichtmaterial anwenden. Grundsätzlich sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei welchen zumindest ein Teil des Sockelbereiches über einen Oberflächenbereich eines weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelements geführt ist und mit diesem stofflich verbunden ist. Hierbei sollte das Gehäuse des betreffenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes eine ausreichende elektrische Isolation gegenüber dem elektrisch leitfähigen Gehäuse gewährleisten. Insgesamt erweist sich diese Ausführungsform insbesondere für jene Anwendungsfälle vorteilhaft, bei welchen enge Bauräume innerhalb einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe derart vorliegen, dass nicht grundsätzlich die Möglichkeit gegeben ist, den gesamten Sockelbereich zwischen den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen beispielsweise mit der ebenen Schaltungsträgeroberfläche zu verbinden. Darüber hinaus bietet sich damit auch die vorteilhafte Möglichkeit, sehr einfache Gehäuseformen ausbilden zu können, da keine Rücksicht auf die baugeometrisch vorliegende Schaltungstopologie genommen werden muss. Insgesamt kann auch bei allen Ausführungsformen der Sockelbereich direkt über die Leiterbahnstruktur geführt sein. Ist eine direkte elektrische Kontaktierung zwischen dem Sockelbereich und der Leiterbahnstruktur – beispielsweise aufgrund der Gefahr einer Kurzschlussbildung – nicht erwünscht, so kann beispielsweise über der Leiterbahnstruktur eine Schutzschicht auf dem Schaltungsträger vorgesehen werden. Alternativ weist zumindest an diesen Stellen des Sockelbereichs dieser ein elektrisch isolierendes Schichtmaterial auf. Diese Stelle kann dann beispielsweise auch als Teil des oben genannten Innenbereichs ausgebildet sein.
  • Allgemein ist von Vorteil, wenn als elektrisch leitfähiges Schichtmaterial ein Metall, insbesondere ein in einem additivem Fertigungsverfahren verarbeitbares Metall, beispielsweise Bronze (Cu-Sn Legierung), ausgewählt ist. Eine weitere Möglichkeit bietet sich darin, das elektrisch leitfähige Schichtmaterial aus einem mit elektrisch leitfähigen Partikeln versehenen thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff vorzusehen. Geeignet sind z.B. Thermoplaste, insbesonders basierend auf PA, welche bevorzugt dann metallische Partikel, wie z.B. aus Cu, Zn oder Ni, aufweisen. Alternativ sind Duroplaste, insbesonders basierend auf Epoxidharz, vorzusehen, welche bevorzugt metallische Partikel z.B. aus Ag, Ni oder metallbeschichtete Kunststoff- oder Glaspartikel enthalten. Insgesamt ist dadurch ein guter Schutz gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung für den zumindest einen Schaltungsbereich gegeben. Insbesondere ist hierfür das elektrisch leitfähige Gehäuse elektrisch mit einem definierten Potential, insbesondere mit dem Masseanschluss der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe verbunden. Ein solcher Potentialanschluss, insbesondere als Masseanschluss, kann in einer Ausführungsform beispielsweise als Teil der Leiterbahnenstruktur auf dem Schaltungsträger ausgebildet sein, wobei zumindest ein Teil des Sockelbereiches mit seinem elektrisch leitfähigen Schichtmaterial den Potentialanschluss bzw. Masseanschluss elektrisch kontaktiert. Alternativ kann ein Anschlusspfad aus elektrisch leitfähigem Schichtmaterial als Teil der Schichtstruktur des elektrisch leitfähigen Gehäuses ausgebildet sein, welcher von einer oder mehreren Stellen des elektrisch leitfähigen Gehäuses abgeführt bis zu mindestens einem Potentialanschluss bzw. Masseanschluss führt. Als ein Potentialanschluss bzw. Masseanschluss kann dann beispielsweise auch ein Anschlussbeinchen eines elektrischen und/oder elektronischen Bauelements dienen, welches bereits an einem definierten elektrischen Potential, bevorzugt einem Massepotential, anliegt, beispielsweise ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement, welches benachbart zum elektrisch leitfähigen Gehäuse angeordnet ist oder Teil des zumindest einen Schaltungsbereiches ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Außenform des elektrisch leitfähigen Gehäuses derart ausgebildet, dass ausgehend von dem Sockelbereich sich die Außenform über mehrere Einzelschichtlagen hinweg verjüngt, insbesondere über einen schrägen Formverlauf. Insbesondere beim Aufbau der Schichtstruktur des elektrisch leitfähigen Gehäuses mittels eines additiven Fertigungsverfahrens können dann fertigungsbedingte Stützstrukturen entfallen.
  • Die Erfindung führt auch zu einem Verfahren zum Schutz zumindest eines Schaltungsbereiches einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung mittels eines elektrisch leitfähigen Gehäuses. Hierfür sind nachfolgende Verfahrensschritte vorgesehen:
    • • Bereitstellung der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe, wobei die elektrische und/oder elektronische Baugruppe zumindest einen Schaltungsträger mit einer Leiterbahnstruktur und zumindest ein auf dem Schaltungsträger angeordnetes elektrisches und/oder elektronisches Bauelement umfasst und das elektrische und/oder elektronische Bauelement mit der Leiterbahnstruktur als zumindest Teil einer elektrischen Schaltung elektrisch kontaktiert ist,
    • • Ausbilden eines elektrisch leitfähigen Gehäuses durch schichtweises Auftragen eines Schichtmaterials mittels eines additiven Fertigungsverfahrens derart, dass eine erste Einzelschicht als zumindest Teil eines Sockelbereiches des elektrisch leitfähigen Gehäuses auf einer Auflagefläche der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe aufgetragen wird und mittels eines physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess verfestigt wird, wobei der Sockelbereich mit der Auflagefläche stofflich über das sich verfestigende Schichtmaterial verbunden wird, und dass ein gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung zu schützender Schaltungsbereich umfassend zumindest das eine elektrische und/oder elektronische Bauelement im Inneren des ausgebildeten elektrisch leitfähigen Gehäuses angeordnet ist.
  • Es können hierbei verschiedene additive Fertigungsverfahren vorgesehen werden, mittels welchem ein mehrschichtiger Materialauftrag erfolgt, wobei ein aufzutragendes metallisches oder polymeres Schichtmaterial beispielsweise dann über einen physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess verfestigt wird. Beispielhaft zu nennende additive Fertigungsverfahren sind Multi-Jet Modeling (MJM), Selektives Laserschmelzen (Selective Laser Melting SLM), Selektives Lasersintern (SLS), Selektives Elektronenstrahlschmelzen (Selective Electron Beam Melting, (S)EBM), Elektronenstrahlsintern, Schmelzschichtung (Fused Deposition Modeling FDM) und andere. Bevorzugt sind Verfahren, bei welchen der Materialauftrag mittels eines Jetstrahls erfolgt. Erfindungsgemäß ist ein hoher Grad an Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Gehäuseform gegeben. In vorteilhafter Weise erfolgt die Ausbildung des elektrisch leitfähigen Gehäuses bereits an der vorzusehenden Stelle der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe, so dass insgesamt ein sonst notwendiger Montageprozess entfallen kann. Indem durch die Verfestigung des Schichtmaterials eine stoffliche Verbindung der Schichtstruktur mit einer Auflagefläche der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe eingegangen werden kann, ist in vorteilhafter Weise eine besonders dauerfeste Befestigung des elektrisch leitenden Gehäuses sichergestellt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
  • 1a: ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe in einer geschnittenen Seitendarstellung,
  • 1b: das Ausführungsbeispiel aus 1a in einer geschnittenen Draufsicht.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 1a zeigt in einer geschnittenen Seitendarstellung eine elektrische und/oder elektronische Baugruppe 100. Die elektrische und/oder elektronische Baugruppe 100 umfasst dabei einen Schaltungsträger 10 und eine auf dem Schaltungsträger 10 angeordnete elektrische Schaltung 20. Als Schaltungsträger 10 kann beispielsweise ein DBC (direct bonded copper), ein LTCC (low temperature cofired ceramic), ein IMS (insulated metal substrat), ein PCB (printed circuit board) oder andere vorgesehen sein. Von den Komponenten der elektrischen Schaltung 20 ist zur Vereinfachung nur ein Teil dargestellt. 1b zeigt die elektrische und/oder elektronische Baugruppe 100 der 1a in einer Draufsicht von einem Teilschnitt A-A ausgehend. Die elektrische Schaltung 20 umfasst dabei verschiedene elektrische und/oder elektronische Bauelemente 30, beispielsweise aktive Bauelemente 31 (z.B. ein Logik IC) oder passive Bauelemente 32 (z.B. Kondensator). Darüber hinaus können noch eine Vielzahl weiterer elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente 33 Bestandteil der elektrischen Schaltung 20 sein, von welchen stellvertretend nur eins gestrichelt in den 1a und 1b gezeigt ist. Des Weiteren umfasst die elektrische Schaltung 20 eine Leiterbahnstruktur 35, welche die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 30 unter Ausbildung der elektrischen Schaltung 20 elektrisch kontaktiert. So sind eine erste und eine zweite Leiterbahn 36 beispielhaft gezeigt, welche jeweils mit einem ihrer Enden zum einen mit Anschlussbeinchen 31.1, 31.5 des aktiven Bauelements 31 und zum anderen mit metallisierten Anschlusspads 32.1 der passiven Bauelemente 32 elektrisch kontaktiert sind. Darüber hinaus können noch weitere Leiterbahnen 36 Bestandteil der Leiterbahnenstruktur 35 sein. Die passiven Bauelemente 32 sind über geeignete Verbindungsmittel 15 (zum Beispiel Lotmittel, Leitkleber) mit den metallisierten Anschlusspads 32.1 verbunden.
  • Zumindest ein Schaltungsbereich 20.1 ist zum Schutz gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung im Inneren eines elektrisch leitfähigen Gehäuses 40 angeordnet. Der zumindest eine Schaltungsbereich 20.1 umfasst dabei zumindest eines der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 30, beispielsweise ein aktives Bauelement 31 und ein passives Bauelement 32. Das elektrisch leitfähige Gehäuse 40 ist dabei aus einer Schichtstruktur 41 von übereinanderliegenden aufgetragenen Einzelschichten 41.x gebildet. Das Auftragen der Einzelschichten 41.x erfolgt bevorzugt durch ein additives Fertigungsverfahren, insbesondere durch solche Verfahren, bei welchen das Schichtmaterial mittels eines verfahrbaren Jetstrahls auf beliebige lokale Stellen aufgetragen werden kann. Hierbei kommen elektrisch leitfähige Schichtmaterialien zum Tragen (zum Beispiel Metalle oder mit elektrischen Partikeln versehene thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe), welche verfahrensabhängig beim oder nach dem Auftragen jeweils einer Einzelschicht 41.x mittels eines physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozesses verfestigt werden und zumindest mit der Auftragsfläche beim Verfestigen eine stoffliche Verbindung eingehen. Auf diese Weise wird beispielsweise eine erste Einzelschicht 41.x als zumindest Teil eines Sockelbereiches 42 des elektrisch leitfähigen Gehäuse 40 derart auf die Schaltungsträgeroberfläche 11 aufgetragen, dass der zumindest eine Schaltungsbereich 20.1 durch den ausgebildeten Sockelbereich 42 geschlossen umrahmt ist. Beim Verfestigen der ersten Einzelschicht 41.x wird der Sockelbereich 42 dabei über das Schichtmaterial stofflich mit der Schaltungsträgeroberfläche 11 verbunden. Durch schichtweises Auftragen weiterer Einzelschichten 41.x ergibt sich die Gehäuseform, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel sich diese über mehrere Einzelschichtlagen hinweg verjüngt, insbesondere über einen schrägen Formverlauf 40‘. Der Formverlauf 40‘ ist bevorzugt derart gestaltet, dass keine Stützstrukturen beim schichtweisen Auftragen mittels beispielsweise des additiven Fertigungsverfahrens erforderlich sind. Insgesamt ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein elektrisch leitfähiges Gehäuse 40 mit einem Hohlraum 45 ausgebildet, in welchen der zumindest eine Schaltungsbereich 20.1 hineinragt und somit vom elektrisch leitfähigen Gehäuse 40 einschließend umhaust ist. Das elektrisch leitfähige Gehäsue 40 kann dabei eine konstante oder eine über den Formverlauf 40‘ hinweg variierende Wandstärke d aufweisen. Alternativ kann ein Hohlraum aufweisendes elektrisch leitfähiges Gehäuse vorgesehen sein, bei welchem ein Innenbereich 47 aus einem elektrisch isolierenden Schichtmaterial ausgebildet ist, während ein daran angrenzender Außenbereich 46 das elektrisch leitfähige Schichtmaterial umfasst. Ferner besteht auch die Möglichkeit einen Innenbereich 48 derart auszuführen, dass das elektrisch isolierende Schichtmaterial den zumindest einen Schaltungsbereich 20.1 vollständig einkapselt.
  • In solchen Fällen von elektrischen Schaltungen 20, bei welchen eine enge Bestückung von elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 30 derart vorliegt, dass der Sockelbereich 42 nicht grundsätzlich vollständig zwischen den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 30 stofflich mit der Schaltungsträgeroberfläche 11 verbunden werden kann, besteht die Möglichkeit, zumindest ein Teil des Sockelbereiches 42 über einen Oberflächenbereich – beispielsweise eine Gehäuseoberfläche – zumindest eines der weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 33 zu führen und mit diesem stofflich zu verbinden.
  • Ferner ist das elektrisch leitfähige Gehäuse 40 mit einem Masseanschluss 60 der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 100 verbunden. Der Masseanschluss 60 kann beispielsweise als Teil einer Leiterbahn 36 ausgebildet sein, welche durch den Sockelbereich 42 beim Auftragen einer ersten Einzelschicht 41.x aus einem elektrisch leitfähigen Schichtmaterial elektrisch kontaktiert wird. Alternativ kann das elektrisch leitfähige Schichtmaterial als ein Anschlusspfad 70 aus elektrisch leitfähigem Schichtmaterial ausgebildet sein. Der Anschlusspfad 70 ist dabei ein Teil der Schichtstruktur 41 des elektrisch leitfähigen Gehäuses und ist von einer oder mehreren Stellen des elektrisch leitfähigen Gehäuses 40 abgeführt und reicht bis zu mindestens einem Masseanschluss 60, mit welchem es elektrisch kontaktiert ist. In 1b sind beispielhaft zwei Ausführungsmöglichkeiten gezeigt (gestrichelt dargestellt). So ist beispielsweise ein derartiger Anschlusspfad 70 mit einem Potential- oder Masseanschluss 60 der elektrischen Schaltung 20 kontaktiert, welcher außerhalb des elektrisch leitfähigen Gehäuses angeordnet ist. In alternativen Ausführungen kann der Potential- oder Masseanschluss 60 Teil des zumindest einen Schaltungsbereiches 20.1 sein, beispielsweise ein Anschlussbeinchen 31.3 eines der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 30, welches bereits an einem Massepotenzial anliegt.

Claims (8)

  1. Elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100), umfassend zumindest einen Schaltungsträger (10) mit einer Leiterbahnstruktur (35) und zumindest ein auf dem Schaltungsträger (10) angeordnetes elektrisches und/oder elektronisches Bauelement (30, 31, 32, 33), welches mit der Leiterbahnstruktur (35, 36) elektrisch kontaktiert ist und Teil einer elektrischen Schaltung (20) ist, wobei zumindest ein Schaltungsbereich (20.1) umfassend zumindest das eine elektrische und/oder elektronische Bauelement (30, 31, 32) zum Schutz gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung im Inneren eines elektrisch leitfähigen Gehäuses (40) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Gehäuse (40) aus einer Schichtstruktur (41) von übereinanderliegend aufgetragenen Einzelschichten (41.x) gebildet ist, wobei jeweils eine aufgetragene Einzelschicht (41.x) ein Schichtmaterial aufweist, welches mittels eines physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess verfestigt ist, und wobei das elektrisch leitfähige Gehäuse (40) einen Sockelbereich (42) aufweist, welcher mit einer Auflagefläche (11) der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe (100) stofflich über das Schichtmaterial verbunden ist.
  2. Elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Gehäuse (40) einen von dem zumindest einen Schaltungsbereich (20.1) abgewandten Außenbereich und einen zu dem zumindest einen Schaltungsbereich zugewandten Innenbereich (47, 48) aufweist, wobei der Innenbereich (47, 48) aus elektrisch isolierendem Schichtmaterial ausgebildet ist und der Außenbereich einen Abstand zu elektrisch leitfähigen Teilen des zumindest einen Schaltungsbereiches (20.1) aufweist, zumindest zu solchen mit einem anderen elektrischen Potential.
  3. Elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Gehäuse (40) einen Hohlraum (45) aufweist, in welchen der zumindest eine Schaltungsbereich (20.1) hineinragt.
  4. Elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche zumindest ein Oberflächenbereich des Schaltungsträgers und/oder der Leiterbahnstruktur und/oder eines weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes der elektrischen Schaltung (20) ist.
  5. Elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitfähiges Schichtmaterial ein Metall oder ein mit elektrisch leitfähigen Partikeln versehener thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff vorgesehen ist.
  6. Elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Gehäuse (40) elektrisch mit einem defininierten Potential, insbesondere mit dem Masseanschluss (60) der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe (100) verbunden ist.
  7. Elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenform (40‘) des elektrisch leitfähigen Gehäuses (40) ausgehend von dem Sockelbereich (42) sich über mehrere Einzelschichtlagen hinweg verjüngt, insbesondere über einen schrägen Formverlauf.
  8. Verfahren zum Schutz zumindest eines Schaltungsbereiches (20.1) einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe (100) gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung mittels eines elektrisch leitfähigen Gehäuses (40), mit den Verfahrensschritten: • Bereitstellung der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe (100), wobei die elektrische und/oder elektronische Baugruppe (100) zumindest einen Schaltungsträger (10) mit einer Leiterbahnstruktur (35) und zumindest ein auf dem Schaltungsträger (10) angeordnetes elektrisches und/oder elektronisches Bauelement (30, 31, 32, 33) umfasst und das elektrische und/oder elektronische Bauelement (30, 31, 32, 33) mit der Leiterbahnstruktur als zumindest Teil einer elektrischen Schaltung (20) elektrisch kontaktiert ist, • Ausbilden eines elektrisch leitfähigen Gehäuses (40) durch schichtweises Auftragen eines Schichtmaterials mittels eines additiven Fertigungsverfahrens derart, dass eine erste Einzelschicht (41.x) als zumindest Teil eines Sockelbereiches (42) des elektrisch leitfähigen Gehäuses (40) auf einer Auflagefläche (11) der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe (100) aufgetragen wird und mittels eines physikalischen oder chemischen Härtungs- oder Schmelzprozess verfestigt wird, wobei der Sockelbereich (42) mit der Auflagefläche (11) stofflich über das sich verfestigende Schichtmaterial verbunden wird, und dass ein gegen eine elektromagnetische Ein- und Abstrahlung zu schützender Schaltungsbereich (20.1) umfassend zumindest das eine elektrische und/oder elektronische Bauelement (30, 31, 32) im Inneren des ausgebildeten elektrisch leitfähigen Gehäuses (40) angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102005055950A1 (de) * 2005-11-24 2007-05-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Passivierung wenigstens eines Bauelements durch ein Gehäuse und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
DE102009023191A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gehäuse mit einer Beschichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005055950A1 (de) * 2005-11-24 2007-05-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Passivierung wenigstens eines Bauelements durch ein Gehäuse und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
DE102009023191A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gehäuse mit einer Beschichtung

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