DE102016119274A1

DE102016119274A1 - Radarsensor mit einer Abdeckung

Info

Publication number: DE102016119274A1
Application number: DE102016119274.0A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Philipp; Christian Sievers; Ralf Stanzmann
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2018-04-12
Also published as: WO2018069119A2; WO2018069119A3

Abstract

Radarsensor mit einem Schaltungsträger (2), mit wenigstens einem elektronischen Bauelement (3), das auf dem Schaltungsträger angeordnet ist, und mit wenigstens einer Antenne, die insbesondere durch Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger und/oder eine Schlitzantenne gebildet ist, wobei der Radarsensor eine Abdeckung mit einem Mikrowellen absorbierenden und/oder reflektierenden Material aufweist und die Abdeckung zusammen mit dem Schaltungsträger zumindest einen Teil der elektronischen Bauelemente einschließt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor mit einem Schaltungsträger, mit wenigstens einem elektronischen Bauelement, das auf dem Schaltungsträger angeordnet ist, und mit wenigstens einer Antenne, die insbesondere durch Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger und/oder eine Schlitzantenne gebildet ist.
Den Erfindern war ein Radarsensor mit den vorgenannten Merkmalen bekannt.
Radarsensoren werden in Kraftfahrzeugen zum Beispiel in Fahrerassistenzsystemen eingesetzt. Mit einem Fahrerassistenzsystem kann es zum Beispiel möglich sein, entgegenkommende Fahrzeuge bereits aus großer Distanz sicher zu erkennen und deren Position und Geschwindigkeit genau bestimmen zu können. Radarsensoren werden in Kraftfahrzeugen auch eingesetzt, um das nähere Umfeld des Kraftfahrzeugs überwachen zu können.
Radarsensoren werden dabei an der Karosserie, hinter Stoßfängern, im Motorraum, ... verbaut, weshalb sie vor äußeren Einflüssen (zum Beispiel Schmutz und Feuchtigkeit) durch ein Gehäuse mit einem Radom geschützt werden, welches für Mikrowellen transparent ist.
Der Schaltungsträger eines solchen Radarsensors trägt sowohl elektronische Komponenten, als auch Antennen, zum Beispiel Sende- und/oder Empfangsantennen. Die Antennen sind weitgehend durch Leiterbahnen, insbesondere aus Kupfer, und/oder Schlitzantennen realisiert.
Die Antenne oder die Antennen sind mit den elektronischen Bauelementen, zum Beispiel einem integrierten Schaltkreis, insbesondere einer monolithischen Mikrowellenschaltung (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) verbunden. Ein MMIC kann den Austausch der Informationen zu einem Steuergerät, mit dem der Radarsensor verbunden sein kann, steuern. Ebenso kann der MMIC ein Sendesignal erzeugen und an die Antenne übermitteln, von der das Sendesignal dann ausgestrahlt wird. Ein Radarsensor kann mehrere MMIC aufweisen.
Bei einem Radarsensor besteht die Gefahr, dass das MMIC durch Signale von außerhalb des Radarsensors gestört wird und dass das MMIC Signale erzeugt, die andere Geräte, insbesondere im gleichen Kraftfahrzeug, stören. Ebenso ist es möglich, dass Signale, die an anderer Stelle im Radarsensor erzeugt oder zumindest abgestrahlt werden, das MMIC stören. Die Störungen können durch hochfrequente als auch niederfrequente Signale bzw. Mikrowellen hervorgerufen werden.
Der Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, die elektronischen Bauelemente auf dem Schaltungsträger des Radarsensors, insbesondere ein MMIC, optimal vor äußerer als auch vor innerer Strahlung zu schützen.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Radarsensor eine Abdeckung mit einem Mikrowellen absorbierenden und/oder reflektierenden Material aufweist und die Abdeckung zusammen mit dem Schaltungsträger zumindest einen Teil der elektronischen Bauelemente einschließt.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Abdeckung wird sichergestellt, dass das MMIC durch äußere Signale nicht gestört wird und dass das MMIC keine Störungen in anderen Geräten hervorruft. Diese wird durch absorbierende und vorzugsweise auch durch reflektierenden Teile der Abdeckung erreicht. Als absorbierendes Material kommt ein Kunststoff in Frage, der Rußpartikel enthält. Als reflektierendes Material kommt ein Metall in Frage.
Die Abdeckung eines erfindungsgemäßen Radarsensors kann wenigstens zwei Arme aufweisen, die von einem mittleren Teil der Abdeckung auskragen, wobei die eingeschlossenen elektronischen Bauelemente oder das eingeschlossene elektronischer Bauelement durch den mittleren Teil der Abdeckung und dem Schaltungsträger eingeschlossen sind bzw. ist. Die Arme können Strukturen aufweisen, welche den Schaltungsträger umgreifen. Mittels der Strukturen kann die Abdeckung mit dem Schaltungsträger verspannt und/oder verrastet sein. Die Strukturen können Haken, Nasen oder andere vorspringende Strukturen sein. Die Abdeckung kann so gestaltet sein, dass die Arme nicht auf einer Oberseite des Schaltungsträgers aufliegen.
Der Schaltungsträger eines erfindungsgemäßen Radarsensors kann vom Rand ausgehende Einkerbungen aufweisen, in welche je eine der Strukturen der Arme eingreifen. Durch diese Einkerbungen kann verhindert werden, dass sich die Arme und damit die gesamte Abdeckung gegenüber dem Schaltungsträger verschieben.
Ein erfindungsgemäßer Radarsensor kann zwischen dem eingeschlossenen elektronischen Bauelement oder den eingeschlossenen elektronischen Bauelementen und der Abdeckung einen Wärmeleiter, insbesondere eine Wärmeleitpaste oder einen wärmeleitende Festkörper mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 5 W/(m·K) aufweisen.
Der wärmeleitende Festkörper kann elastisch und/oder plastisch formbar sein, wodurch eine Krafteinwirkung auf das elektronische Bauelement bzw. die elektronischen Bauelemente verhindert oder zumindest reduziert werden kann.
Der Radarsensor kann ein Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil, vorzugsweise aus Metall, und einem Gehäuseoberteil aufweisen, wobei das Gehäuseoberteil durch ein Radom gebildet ist und das Gehäuse den Schaltungsträger und die Abdeckung einschließen. Das Radom ist für Mikrowellen transparent, schützt aber die elektronischen Bauelemente oder das elektronische Bauelement und die Antennen oder die Antenne insbesondere vor Feuchtigkeit und Schmutz.
Die Abdeckung eines erfindungsgemäßen Radarsensors kann über einen Wärmeleiter, insbesondere eine Wärmeleitpaste oder einen wärmeleitenden Festkörper mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 5 W/(m·K) mit dem Gehäuse verbunden sein. Auch dieser wärmeleitende Festkörper kann elastisch und/oder plastisch formbar sein.
Die Abdeckung eines erfindungsgemäßen Radarsensors kann eine Mikrowellen reflektierende Metallschicht aufweisen. Auch die Metallschicht kann elastisch und/oder plastisch formbar sein.
Die Abdeckung eines erfindungsgemäßen Radarsensors kann eine Kunststoffschicht aus Mikrowellen absorbierendem Material aufweisen. Die Metallschicht kann zwischen zwei Kunststoffschichten angeordnet sein oder auf die Kunststoffschicht geklebt sein.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine isometrische Ansicht des Schaltungsträgers und einer Abdeckung eines erfindungsgemäßen Radarsensors,
2 einen Teilschnitt durch den Radarsensor gemäß 1 und
3 einen Schnitt durch den Sensor gemäß 1 und 2.
Von einem erfindungsgemäßen Radarsensor ist in den 1 bis 3 nur eine Abdeckung 1, der Schaltungsträger 2 und elektronische Bauelemente, darunter ein MMIC 3 dargestellt. Weitere Teile des Radarsensors u.a. auch auf dem Schaltungsträger 2 vorgesehene Antennen, sind nicht dargestellt.
Der Schaltungsträger 2 ist rechteckig und hat an zwei einander gegenüber liegenden Rändern Einkerbungen. Zwischen diesen Einkerbungen ist auf einer Oberseite des Schaltungsträgers 2 das MMIC 3 angeordnet, daneben ein weiteres elektronisches Bauelement. Das MMIC 3 und das weitere elektronische Bauelement werden von der Abdeckung 1 abgedeckt und von der Abdeckung 1 und dem Schaltungsträger eingeschlossen. Die Abdeckung 1 ist dazu beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach Art einer Schale geformt.
Die Abdeckung 1 hat auf zwei gegenüber liegenden Seiten Arme, an deren Enden Rasthaken vorgesehen sind. Diese Rasthaken greifen in die Einkerbungen des Schaltungsträgers 2 ein. Rasterhebungen der Rasthaken hintergreifen eine Unterseite des Schaltungsträgers, wodurch die Abdeckung 1 an dem Schaltungsträger 2 befestigt ist.
Bezugszeichenliste

1: Abdeckung
2: Schaltungsträger
3: MMIC

Claims

Radarsensor mit einem Schaltungsträger (2), mit wenigstens einem elektronischen Bauelement (3), das auf dem Schaltungsträger angeordnet ist, und mit wenigstens einer Antenne, die insbesondere durch Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger und/oder eine Schlitzantenne gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor eine Abdeckung mit einem Mikrowellen absorbierenden und/oder reflektierenden Material aufweist und die Abdeckung zusammen mit dem Schaltungsträger zumindest einen Teil der elektronischen Bauelemente einschließt.
Radarsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung wenigstens zwei Arme aufweist, die von einem mittleren Teil der Abdeckung auskragen, wobei die eingeschlossenen elektronischen Bauelemente durch den mittleren Teil der Abdeckung und dem Schaltungsträger eingeschlossen sind.
Radarsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme Strukturen aufweisen, welche den Schaltungsträger umgreifen.
Radarsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Strukturen die Abdeckung mit dem Schaltungsträger verspannt und/oder verrastet ist.
Radarsensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturen Haken, Nasen oder andere vorspringende Strukturen sind.
Radarsensor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger vom Rand ausgehende Einkerbungen aufweist, in welche je eine der Strukturen der Arme eingreifen.
Radarsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor zwischen dem eingeschlossenen elektronischen Bauelement oder den eingeschlossenen elektronischen Bauelementen und der Abdeckung einen Wärmeleiter, insbesondere eine Wärmeleitpaste oder einen wärmeleitenden Festkörper mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 5 W/(m·K) aufweist.
Radarsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeleitende Festkörper elastisch und/oder plastisch formbar ist.
Radarsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor ein Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil, vorzugsweise aus Metall, und einem Gehäuseoberteil aufweist, wobei das Gehäuseoberteil durch ein Radom gebildet ist und das Gehäuse den Schaltungsträger und die Abdeckung einschließen.
Radarsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung über einen Wärmeleiter, insbesondere eine Wärmeleitpaste oder ein wärmeleitender Festkörper mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 5 W/(m·K) mit dem Gehäuse verbunden ist.
Radarsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeleitende Festkörper elastisch und/oder plastisch formbar ist.
Radarsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung eine Mikrowellen reflektierende Metallschicht aufweist.
Radarsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht elastisch und/oder plastisch formbar ist.
Radarsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung wenigstens eine Kunststoffschicht aus Mikrowellen absorbierendem Material aufweist.
Radarsensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht zwischen zwei Kunststoffschichten angeordnet ist oder auf die Kunststoffschicht geklebt ist.