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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugkommunikationsmodul mit einer Leiterplattenanordnung, welche eine Leiterplatte aufweist, wobei die Leiterplattenanordnung dazu konfiguriert ist, mit anderen Fahrzeugkomponenten zu kommunizieren und mit externen Funkstellen über Funk zu kommunizieren.
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Derartige Fahrzeugkommunikationsmodule werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet, um diverse Kommunikationsmöglichkeiten mit anderen Fahrzeugen, mit Infrastruktur oder mit anderen Einheiten zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise kann ein solches Fahrzeugkommunikationsmodul für eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikation verwendet werden. Das Fahrzeugkommunikationsmodul kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, die hierfür notwendigen Hochfrequenzsignale zu empfangen und zu senden. Außerdem kann es beispielsweise eine Internetanwendung bereitstellen, was insbesondere über eine Kommunikation mit einem Mobilfunknetz erfolgen kann.
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Problematisch bei bekannten Fahrzeugkommunikationsmodulen ist insbesondere, dass die verwendeten Leiterplattenanordnungen bzw. Leiterplatten zu schlecht geschützt sind und überdies unsachgemäß verändert werden können, ohne dass dies unmittelbar erkennbar ist.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugkommunikationsmodul vorzusehen, welches im Vergleich zum Stand der Technik alternativ, insbesondere mit einem besseren Schutz ausgeführt ist.
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Dies wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeugkommunikationsmodul nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugkommunikationsmodul. Das Fahrzeugkommunikationsmodul weist eine Leiterplattenanordnung auf. Die Leiterplattenanordnung weist eine Leiterplatte auf. Die Leiterplattenanordnung ist dazu konfiguriert, mit anderen Fahrzeugkomponenten zu kommunizieren und mit externen Funkstellen über Funk zu kommunizieren. Insbesondere kann die Leiterplatte entsprechend ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Leiterplattenanordnung mit einem ersten Kunststoffkörper ummantelt ist.
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Durch den ersten Kunststoffkörper wird die Leiterplattenanordnung beispielsweise gegen mechanische Beschädigungen oder gegen Feuchtigkeit oder ähnliche Einwirkungen geschützt. Des Weiteren wird dadurch auch erreicht, dass die Leiterplattenanordnung nicht mehr unmittelbar zugänglich ist, so dass vor einer eventuellen Manipulation der erste Kunststoffkörper aufgebrochen oder entfernt werden müsste. Dadurch wird es deutlich erschwert, dass unsachgemäße Eingriffe an der Leiterplattenanordnung vorgenommen werden, beispielsweise durch nicht autorisierte Werkstätten, Hobbybastler oder auch durch Kriminelle, welche den Funkverkehr zwischen Fahrzeugen oder die Fahrzeugelektronik bewusst stören und damit Unfälle provozieren wollen. Insgesamt wird somit durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die Sicherheit deutlich erhöht.
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Die Leiterplattenanordnung kann eine Leiterplatte, zwei Leiterplatten, drei Leiterplatten oder eine beliebige Mehrzahl von Leiterplatten aufweisen.
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Die Leiterplattenanordnung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, mit den anderen Fahrzeugkomponenten über Funk, insbesondere über WLAN oder Bluetooth, zu kommunizieren. Derartige Funkverbindungen werden typischerweise zum Fahrzeuginnenraum hin bzw. zu Bereichen mit entsprechenden Fahrzeugkomponenten hin aufgebaut. Entsprechend können hierfür verwendete Antennen angeordnet sein. Es sei jedoch verstanden, dass grundsätzlich auch eine drahtgebundene Kommunikation mit anderen Fahrzeugkomponenten oder eine Kombination von Funkkommunikation und drahtgebundener Kommunikation mit solchen Fahrzeugkomponenten möglich ist.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul kann insbesondere eine interne Antenne zur Kommunikation mit den anderen Fahrzeugkomponenten aufweisen. Dadurch werden entsprechende elektromagnetische Wellen insbesondere dort abgestrahlt bzw. von dort empfangen, wo sich diese anderen Fahrzeugkomponenten befinden. Insbesondere kann die interne Antenne zum Fahrzeuginnenraum hin gerichtet sein. Es ist beispielsweise auch möglich, mittels einer solchen internen Antenne oder auch mit einer anderen Antenne des Fahrzeugkommunikationsmoduls eine Kommunikationsfähigkeit mit elektronischen Komponenten von Fahrzeuginsassen zu ermöglichen. Beispielsweise kann auf diese Weise ein WLAN-basierter Internetzugang im Innenraum des Fahrzeugs bereitgestellt werden oder es kann eine Steuerung von Fahrzeugfunktionen mittels Mobiltelefonen oder anderen Einheiten, beispielsweise über Bluetooth, bereitgestellt werden.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul weist bevorzugt einen Anschluss zum Verbinden mit einer externen Antenne zur Kommunikation mit den Funkstellen auf. Dies ermöglicht den Anschluss einer entsprechenden externen Antenne. Auch hier kann jedoch eine Antenne verwendet werden, welche fest in oder an dem Fahrzeugkommunikationsmodul angebracht ist.
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Gemäß einer Weiterbildung ist der erste Kunststoffkörper zumindest teilweise oder auch ganz mit einer leitfähigen, insbesondere metallischen Umhüllung umgeben. Eine solche metallische Umhüllung kann sowohl den mechanischen Schutz weiter verbessern wie auch einen verbesserten Schutz gegen elektromagnetische Strahlung oder andere elektrische und/oder magnetische Einflüsse bieten. Des Weiteren kann eine solche leitfähige Umhüllung zusätzlich zur Wärmeableitung sowie als Kleberhaftschicht für weitere, auf die leitfähige Umhüllung aufzubringende Kunststoffkörper verwendet werden.
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Die interne Antenne kann insbesondere als Teil der leitfähigen Umhüllung ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine besonders einfache Ausführung. Insbesondere kann die leitfähige Umhüllung hierzu entsprechend strukturiert werden, so dass sie an einer Stelle die interne Antenne ausbildet. Dabei kann die leitfähige Umhüllung beispielsweise flächig und/oder entsprechend strukturiert ausgebildet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung sind in der leitfähigen Umhüllung eine Anzahl von Schaltern ausgebildet. Dabei kann es sich beispielsweise um kapazitive Schalter oder auch andere Schalter handeln. Dies ermöglicht eine Bedienung von Funktionen des Fahrzeugkommunikationsmoduls. Der erste Kunststoffkörper ist bevorzugt aus einem Duroplastmaterial ausgebildet. Dies hat sich im Hinblick auf Haltbarkeit und Schutzfunktion als vorteilhaft erwiesen.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul ist gemäß einer bevorzugten Ausführung außenseitig mit einem zweiten Kunststoffkörper ummantelt. Sofern die bereits erwähnte leitfähige Umhüllung vorhanden ist, kann der zweite Kunststoffkörper insbesondere außerhalb der leitfähigen Umhüllung angeordnet sein. Durch den zweiten Kunststoffkörper kann ein noch weiter verbesserter Schutz wie weiter oben bereits beschrieben ermöglicht werden.
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Der zweite Kunststoffkörper kann dabei insbesondere aus einem Thermoplastmaterial ausgebildet sein. Dies hat sich als vorteilhaft erwiesen. Insbesondere hat sich die Kombination als vorteilhaft erwiesen, dass der erste Kunststoffkörper aus einem Duroplastmaterial ausgebildet ist und der zweite Kunststoffkörper aus einem Thermoplastmaterial ausgebildet ist.
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Bevorzugt weist die Leiterplattenanordnung ferner eine Anzahl von elektrischen oder elektronischen Bauelementen auf, welche auf der Leiterplatte aufgebracht sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Bauelemente wie Transistoren, Kondensatoren, Spulen, Dioden, Widerstände, Prozessoren, andere programmierbare Bauelemente oder auch andere Arten von Bauelementen handeln. Diese können entsprechende Funktionalitäten bereitstellen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind eines, einige oder alle der Bauelemente unmittelbar mittels eines jeweiligen weiteren Kunststoffkörpers ummantelt. Dieser jeweilige weitere Kunststoffkörper ist dabei bevorzugt innerhalb des ersten Kunststoffkörpers angebracht, so dass der jeweilige weitere Kunststoffkörper ganz oder teilweise von dem ersten Kunststoffkörper umgeben ist. Damit kann ein nochmals verbesserter Schutz der jeweiligen Bauelemente erreicht werden.
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Die weiteren Kunststoffkörper können insbesondere aus einem Duroplastmaterial ausgebildet sein. Dies hat sich für typische Anwendungen als vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind eines, einige oder alle der Bauelemente mit einem, insbesondere geschlossenen oder perforierten, Gehäuse abgedeckt. Dieses Gehäuse befindet sich dabei typischerweise innerhalb des ersten Kunststoffkörpers. Das Gehäuse kann insbesondere aus einem leitfähigen Material, insbesondere Metall, oder jedoch auch aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Dadurch kann ein verbesserter mechanischer und/oder elektrischer Schutz erreicht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist das Fahrzeugkommunikationsmodul einen Stecker zum elektrischen Anschluss der Leiterplatte auf, wobei der Stecker durch den ersten Kunststoffkörper fixiert wird. Dadurch kann der erste Kunststoffkörper eine zusätzliche Funktionalität bekommen, nämlich das Fixieren des Steckers, welcher dadurch sicher und zuverlässig fixiert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigen:
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1: ein Fahrzeugkommunikationsmodul gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2: ein Fahrzeugkommunikationsmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3: ein Fahrzeugkommunikationsmodul gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
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4: eine typische Einbausituation eines Fahrzeugkommunikationsmoduls.
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1 zeigt ein Fahrzeugkommunikationsmodul 30 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 weist eine Leiterplattenanordnung 35 auf. Die Leiterplattenanordnung 35 weist eine Leiterplatte 1 auf, auf welcher diverse Funktionen implementiert sind, insbesondere zur Kommunikation mit anderen Komponenten eines Kraftfahrzeugs, in welches das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 eingebaut ist, sowie mit externen Funkstellen. Hierzu sind auf der Leiterplatte 1 unterschiedliche Bauelemente aufgebracht, welche hier beispielhaft schematisch gezeigt sind. Insbesondere sind dabei BGA-Bauteile 6, SMD-Bauteile 8, vorliegend mit Kühlkörper 7, und Leistungs-BGA-Bauteile 14, vorliegend mit Kühlkörper 15, aufgebracht, welche ebenfalls zur Leiterplattenanordnung 35 gehören. Damit werden die entsprechenden elektrischen bzw. elektronischen Funktionen realisiert.
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Die Leiterplattenanordnung 35 ist mit einem ersten Kunststoffkörper 2 ummantelt. Dieser besteht vorliegend aus einem Duroplastmaterial. Damit wird die Leiterplattenanordnung 35 gegen mechanische Einflüsse und gegen das Eindringen korrosiver Flüssigkeiten geschützt. Des Weiteren wird die Leiterplattenanordnung 35 damit so abgekapselt, dass sie nicht mehr ohne eine Zerstörung oder Beschädigung des ersten Kunststoffkörpers 2 zugänglich ist. Dadurch können Manipulationen oder Manipulationsversuche zuverlässig erkannt werden.
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Außenseitig zum ersten Kunststoffkörper 2 ist eine leitfähige Umhüllung 3 angebracht, welche vorliegend als Metallschicht ausgebildet ist. Diese dient zur weiteren Abschirmung gegen elektrische oder elektromagnetische Störeinflüsse.
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Wie gezeigt ist das BGA-Bauteil 6 vorliegend mittels eines umgebenden Schilds 4 abgeschirmt. Dieses ist ebenfalls aus Metall ausgebildet und bildet vorliegend ein geschlossenes Gehäuse zur gesonderten Abschirmung des Bauteils 6. Es ist von dem ersten Kunststoffkörper 2 umgeben bzw. in diesen eingebettet. Es sei erwähnt, dass auch eine perforierte Ausführung des Schilds 4 möglich wäre.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 weist ferner einen Antennenstecker 5 auf, welcher einen Anschluss einer externen Antenne ermöglicht. Dabei kann es sich insbesondere um eine typische Kommunikationsantenne für Kraftfahrzeuge handeln, welche beispielsweise für den Empfang von Satellitennavigationssignalen sowie für das Senden und Empfangen von Mobilfunksignalen ausgebildet sein kann. Der Antennenstecker 5 ist wie gezeigt mit der Leiterplatte 1 verbunden, so dass Signale über den Antennenstecker 5 gesendet und empfangen werden können.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 weist ferner einen Stecker 9 auf. Dieser ist vorliegend separat angespritzt, wobei er insbesondere aus einem Thermoplasten besteht. In dem Stecker 9 ist ein Steckerterminal 10 ausgebildet, welches zur Anbindung der Leiterplatte 1 mittels drahtgebundener Verbindungen dient. Damit kann das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 mit anderen Fahrzeugkomponenten drahtgebunden verbunden werden. Auch mit solchen Fahrzeugkomponenten ist somit eine Kommunikation möglich. Überdies kann hierdurch eine Stromversorgung des Fahrzeugkommunikationsmoduls 30 erreicht werden.
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Die leitfähige Umhüllung 3 ist mittels einer Anbindung 11 mit der Leiterplatte 1 verbunden. Dadurch kann ein Potentialausgleich erreicht werden.
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In der leitfähigen Umhüllung 3 sind vorliegend zwei Stress-Entkopplungsstrukturen 12 in Form von Sicken ausgeführt. Damit können Verspannungen ausgeglichen werden, welche aufgrund von thermischer Ausdehnung oder anderen Einflüssen entstehen können.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 weist ferner eine 3D-Innen-Antenne 13 auf. Diese hat eine den Anforderungen der Hochfrequenztechnik entsprechende Form und ist mit der Leiterplatte 1 elektrisch verbunden. Des Weiteren ist sie durch den ersten Kunststoffkörper 2 ummantelt und damit mechanisch geschützt. Sie dient insbesondere dem drahtlosen Verbindungsaufbau mit anderen Fahrzeugkomponenten oder auch mit Geräten, welche von Benutzern bzw. Insassen des Fahrzeugs bereitgehalten werden.
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Des Weiteren ist auch eine weitere Anbindung 16 der leitfähigen Umhüllung 2 an die Leiterplatte 1 vorgesehen. Diese hat die gleiche Funktion wie weiter oben für die Anbindung 11 beschrieben.
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In der leitfähigen Umhüllung 3 ist ein Kontaktschalter 17 ausgebildet. Dieser ist durch einen abgegrenzten und zum Rest der leitfähigen Umhüllung 2 elektrisch isolierten Teil der leitfähigen Umhüllung 2 realisiert. Er ist mit der Leiterplatte 1 verbunden. Er kann von der Leiterplatte 1 bzw. darauf aufgebrachten Komponenten daraufhin ausgewertet werden, ob ein Gegenstand oder beispielsweise eine menschliche Hand mit dem Kontaktschalter 17 und dem Rest der leitfähigen Umhüllung 2 kontaktiert ist. In diesem Fall kann ein gewisser, messbarer Stromfluss durch den Kontaktschalter 17 fließen, welcher entsprechend detektiert werden kann. Hierzu kann insbesondere eine Spannung angelegt werden.
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Außerdem ist in der leitfähigen Umhüllung 2 eine planare Innenantenne 18 ausgebildet, welche ebenfalls als zum Rest der leitfähigen Umhüllung 2 elektrisch isolierter Teil ausgebildet und zur Funktion einer Antenne strukturiert ist. Auch damit können Funkverbindungen zu anderen Fahrzeugkomponenten oder Geräten im Fahrgastraum aufgebaut werden. Beispielsweise kann dies über Technologien wie WLAN oder Bluetooth erfolgen.
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Des Weiteren ist ein Abstandshalter 19 ausgebildet, welcher den Antennenstecker 5 mechanisch fixiert.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 weist ferner eine LED 20 auf, mit welcher ein Betriebszustand angezeigt werden kann. Wie gezeigt ist diese in einem Bereich angebracht, in welchem die Leiterplatte 1 nicht von dem ersten Kunststoffkörper 2 umgeben ist. Es sei jedoch verstanden, dass eine solche LED beispielsweise auch beabstandet zur Leiterplatte 1 angeordnet sein kann, so dass die Leiterplatte 1 vollständig von dem ersten Kunststoffkörper 2 umgeben werden kann.
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Des Weiteren weist das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 eine Buchse 21 auf, mittels welcher das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 in einem Fahrzeug befestigt werden kann. Hierzu kann beispielsweise ein Stab durch die Buchse 21 hindurchgesteckt werden, so dass das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 fixiert werden kann.
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2 zeigt ein Fahrzeugkommunikationsmodul 30 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind dabei weitere Kunststoffkörper 22 vorgesehen, welche Bauteile 6, 14 zusätzlich ummanteln. Diese sind ebenfalls aus einem Duroplastmaterial ausgebildet und sind in den ersten Kunststoffkörper 2 eingebettet. Sie können als Underfiller spezielle Anforderungen erfüllen. Beispielsweise können sie für einen zusätzlichen mechanischen Schutz sorgen. Aus Kostengründen werden sie typischerweise nur für kritische Bauteile eingesetzt.
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3 zeigt ein Fahrzeugkommunikationsmodul 30 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist dabei die leitfähige Umhüllung 3 nochmals umhüllt, nämlich von einem zweiten Kunststoffkörper 23. Der zweite Kunststoffkörper 23 ist vorliegend aus einem Thermoplast ausgebildet. Damit kann ein zusätzlicher Schutz, insbesondere ein mechanischer Schutz, erreicht werden. Insbesondere können durch die Kombination eines Duroplastmaterials für den ersten Kunststoffkörper 2 und eines Thermoplastmaterials für den zweiten Kunststoffkörper 23 besonders vorteilhafte Eigenschaften erreicht werden, da die jeweiligen Vorzüge der unterschiedlichen Materialien kombiniert werden.
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Es sei verstanden, dass die Merkmale der Ausführungsbeispiele, insbesondere des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels, welche hierin beschrieben wurden, auch in beliebiger Weise kombiniert werden können. Bezüglich der nicht eigens beschriebenen Komponenten sei auf die Beschreibung von 1 verwiesen.
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4 zeigt ein Fahrzeugkommunikationsmodul 30 in einer typischen Einbausituation. Dabei können insbesondere alle hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele oder auch andere Ausführungen verwendet werden.
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Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 ist dabei zwischen einem Fahrzeugdach 40 und einer Innenverkleidung 45 eingebettet. Unmittelbar oberhalb des Fahrzeugkommunikationsmoduls 30 befindet sich eine externe Antenne 50, welche über eine Antennenelektronik 55 und einen Verbindungsstecker 37 mit dem Fahrzeugkommunikationsmodul 30 verbunden ist. Hierzu kann insbesondere der bereits weiter oben erwähnte Antennenstecker 5 verwendet werden.
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Durch die hierin beschriebene Ausführung ist es möglich, dass das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 über die externe Antenne 50 mit externen Funkstellen wie beispielsweise anderen Fahrzeugen, Mobilfunkmasten bzw. Mobilfunknetzen oder anderen Funkstellen kommuniziert bzw. Signale von externen Funkstellen wie beispielsweise von Navigationssatelliten oder von Radiostationen empfängt.
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Nachfolgend erfolgt eine weitere Beschreibung von Merkmalen, welche für die Erfindung relevant sein können. Es sei verstanden, dass einzelne Merkmale in dieser Beschreibung Merkmalen der vorherigen Beschreibung anhand ihrer Funktionalität oder anhand anderer Kriterien zugeordnet werden können, aber nicht müssen. Alle nachfolgend beschriebenen Merkmale sind untereinander und mit allen weiter oben beschriebenen Merkmalen in beliebigen Kombinationen und Unterkombinationen kombinierbar. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst insbesondere auch jegliche Auswahl, Kombinationen oder Unterkombinationen von weiter oben beschriebenen Merkmalen, wobei eines oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale explizit vom Schutz ausgenommen werden. Die nachfolgenden Ausführungen können beispielsweise auch als eigenständige Beschreibung einer Erfindung oder als Spezifizierung der bereits weiter oben beschriebenen Erfindung verstanden werden.
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1: Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Leiterplatte 1 vorgesehen, die mit den notwendigen Komponenten, beispielsweise elektronische Komponenten, bestückt ist. Als elektrischer und mechanischer Schutz dient bevorzugt eine Umhüllung 2 aus einem Duroplast-Werkstoff, welcher mit einer leitfähigen Schicht 3 umgeben ist. Diese leitfähige Schicht schützt vorteilhafterweise die elektronischen Komponenten gegen ESD- oder EMV-Schädigungen und kann zweckmäßigerweise so strukturiert werden, dass Antennen und/oder Schalter realisiert werden können. Diese Schicht kann zusätzlich zur Wärmeableitung auch als Kleberhaftschicht verwendet werden.
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2: Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 1 vorzugsweise zusätzlich partiell gemoldete Underfiller 22 auf. Dieses Duroplast Material dient in vorteilhafter Weise einer besseren mechanischen Anbindung beispielsweise der BGA(Ball Grid Array)-ICs an die Leiterlatte, zur besseren Wärmeabfuhr und zum Schutz der Lötstellen gegen Umwelteinflüsse und mechanische Belastung (Wechselbeanspruchung). Es sei verstanden, dass die Underfiller 22 grundsätzlich partiell oder auch voll gemoldet sei können.
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3: Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 vorzugsweise zusätzlich eine zumindest partielle Umhüllung des Duroplast 2 mit einem Thermoplast 23 auf.
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4: Ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Fahrzeug. Die Gestaltung der Außenkontur des Kommunikations-Moduls kann kundenspezifisch der Form/Kontur des Einbauortes angepasst werden. Hierfür ist in 4 eine Schnittansicht des Dachbereichs einer Fahrgastzelle eines PKW skizziert.
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Ein Vorteil der beschriebenen Umhüllungstechnik: Durch die Umhüllung eines ICs mit einem weiteren duroplastischen Werkstoff ist sichergestellt, dass dieser IC nicht ohne Zerstörung der Baugruppe ausgelötet und/oder ausgetauscht werden kann. Diese Eigenschaft ist bei sicherheitsrelevanten Applikationen, wie sie beim direkten Zugriff auf die innere Kommunikation eines Fahrzeugs geplant ist, von höchster Priorität. Hierdurch werden Baugruppen, die mit kundenspezifisch codierten ICs bestückt sind, gegen eine Manipulation geschützt. Auch versuchte Manipulation kann sicher entdeckt werden.
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Kurzbeschreibung der Komponenten gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren (diese Beschreibung erfolgt ergänzend zur oben bereits erfolgten Figurenbeschreibung und kann mit dieser beliebig kombiniert werden):
Leiterplatte 1: Beispielsweise Leiterplatte FR4/ FR5 für SMD Bestückung. Bevorzugt ist ein moldfähiges Basismaterial mit gesonderter Oberflächenbeschaffenheit und -behandlung (Plasma).
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Duroplast Mold 2: Duroplastmaterial mit angepassten thermischen, mechanischen und elektrischen (Dämpfung) Eigenschaften, welches beispielsweise mittels Transfer-, Injection- oder Compression-Molding verarbeitet wird.
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Metallschicht 3: Durch Sputtern, chemische Abscheidung, galvanisches Auftragen, Tauchbeschichtung, Dispensen, Sprühen, Aufdampfen, Plasmabeschichten oder Kombinationen daraus hergestellte leitfähige Schicht. Bevorzugt ist Metall. Durch Plasmabehandlung kann die Haftung verbessert werden. Die Oberfläche kann durch geeignete Verfahren so strukturiert werden, dass Funktionselemente wie Planar-Antennen und/oder Schalter entstehen. Die Strukturierung erfolgt bei der Beschichtung oder wird nachträglich vorgenommen (beispielsweise mittels Laser). Die leitfähige Schicht kann niederohmig oder magnetisch oder eine Kombination daraus sein.
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Schild 4: Vorzugsweise geschlossenes oder perforiertes Gehäuse zur gesonderten Abschirmung von ICs oder Sensoren. Ist elektrisch insbesondere direkt mit der Leiterplatte verbunden.
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Antennenstecker 5: Vorzugsweise direkte und separate Anbindung der Außenantenne an das Kommunikations-Modul. Keine Kabelanbindung als Verbindungselement erforderlich, wodurch eine sehr gute HF-technische Anbindung erzielt wird. Alternativ kann die Außenantennne bevorzugt auch über Terminalstecker, vergleichbar Steckerterminal 10, angeschlossen werden.
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IC 6: Vorzugsweise als abgeschirmter BGA-IC oder Sensor mit unterseitig angebrachten Lötstellen ausgebildet.
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Kühlkörper 7: Vorzugsweise Keramik- oder Metallkörper, der zur Wärmeaufnahme und Wärmeweiterleitung der im IC entstandenen Wärme dient. Insbesondere thermisch und mechanisch feste Verbindung zum IC.
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SMD-Bauteil 8: Vorzugsweise Verwendung von Standard SMD-Bauteilen.
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Stecker 9: Vorzugsweise separat angespritzter Stecker, bevorzugt aus Thermoplast.
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Steckerterminal 10: Bildet vorzugsweise die Anbindung des Kommunikationsmoduls an weitere elektronische Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise die Zentralelektronik. Umfasst insbesondere die Anbindung an die Stromversorgung und Signalkanäle. Zweckmäßigerweise elektrisch direkt mit der Leiterplatte verbunden. Die mechanische Fixierung erfolgt bevorzugt im Moldkörper 2. Die Steckerterminals können insbesondere auch zusätzlich als Transport- und/oder Handlings-Unterstützung dienen.
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Anbindung 11 Metallschicht an Leiterplatte: Bildet vorzugsweise eine elektrische Verbindung zwischen der Metallschicht 3 und der Leiterplatte mittels Verfahren der Durchkontaktierung.
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Stress-Entkopplungsstrukturen 12: Vorzugsweise Schwächung der mechanischen Struktur durch zusätzliche Gräben, Dünnungen oder Verstärkung der mechanischen Struktur durch Materialanhäufung/-reduzierung. Hierdurch wird vorteilhafterweise der Einfluss von mechanischen Verspannungen (intern wie extern erzeugt) minimiert.
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Innen-Antenne 13: Vorzugsweise den Anforderungen der HF-Technik entsprechende 3D-Form, welche mit der Leiterplatte elektrisch verbunden ist und durch den Moldkörper mechanisch geschützt ist.
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Leistungs-Bauelement 14: Vorzugsweise als Leistungs-BGA ausgebildet, welcher mit wenigstens einem Kühlkörper verbunden, und mit unterseitig angebrachten Lötstellen an die Leiterplatte befestigt ist.
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Kühlkörper 15: Wie 7.
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Anbindung 16 Metallschicht an Leiterplatte: Wie 11.
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Kontaktschalter 17: Vorzugsweise auf einen geänderten Widerstand, z.B. Hautwiderstand, oder eine geänderte Kapazität, reagierende Schaltvorrichtung.
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Planare Innen-Antenne 18: Vorzugsweise wird Metallschicht 3 in der Weise strukturiert, dass sich eine HF-Antenne ausbildet. In vorteilhafter Weise wird somit ein Mittel zur internen Kommunikation in der Fahrgastzelle, z.B. WLAN, Bluetooth ..., realisiert.
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Abstandshalter 19: Der Antennenstecker 5 ist vorzugsweise als ein oder mehrere Einpresspins ausgeführt. Die mechanische Fixierung der einzelnen Einpresspins erfolgt bevorzugt über den gemoldeten Abstandshalter. Zusätzliche vorgemoldete Pins können die Leiterplatte während des Moldens in der vorgegebenen waagrechten Lage halten.
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LED 20: Vorzugsweise Anzeige- oder Kommunikationselement für definierte Betriebszustände oder zur IR-Kommunikation im Fahrgastraum. Kann zusätzlich mit einem transparenten Gel geschützt werden.
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Buchse 21: Dient bevorzugt zur Befestigung des Kommunikationsmoduls.
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Partieller Premold 22: Vorzugsweise Duroplast-Material, das als Underfiller die speziellen Anforderungen erfüllt. Es werden aus Kostengründen insbesondere lediglich ausgewählte, beispielsweise kritische, Bauteile eingehüllt.
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Schutzhülle 23: Während des Steckerspritzens wird zusätzlich vorzugsweise das Kommunikationsmodul zumindestens partiell mit einem Thermoplasten umhüllt.
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Die Erfindung betrifft auch eine elektronische Vorrichtung zur Bildung eines Transceiver-Moduls zur Verbindung mit wenigstens einer Antenne umfassend zumindest ein Verbindungsmittel zur Kontaktierung der wenigstens einen Antenne, wenigstens eine Leiterplatte, welche mittels des Verbindungsmittels mit der wenigstens einen Antenne verbindbar ist, wenigstens eine die Leiterplatte zumindest teilweise umschließende Umhüllung, welche insbesondere aus einem Duroplast-Werkstoff gebildet ist, wobei die Umhüllung zumindest teilweise mit einer leitfähigen Schicht umgeben ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Vorrichtung bzw. jedweder hierin beschriebener Vorrichtung.
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Die zur Anmeldung gehörigen Ansprüche stellen keinen Verzicht auf die Erzielung weitergehenden Schutzes dar.
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Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
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Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
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Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden.
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Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.
