DE102016224949A1 - Method for producing mechatronic assemblies - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer mechatronischen Baugruppe(E), wobeizumindest eine Flachseite einer Trägerleiterplatte (1) mit einer Mehrzahl elektronischer Bauteile bestückt wird,zumindest eines der elektronischen Bauteile mit wenigstens einem mechanischen Einlegeteil (4.1, 6) mechanisch auf der Flachseite der Trägerleiterplatte (1) fixiert wird,ein aushärtbares Kapselungsmaterial (M) zu einem Kapselungsvorformteil (7) gepresst wird,das Kapselungsvorformteil (7) in ein Formwerkzeug (10) eingelegt und erhitzt wird und die Mehrzahl der elektronischen Bauteile und das wenigstens eine mechanische Einlegeteil (4.1, 6) im geschlossenen Formwerkzeug (10) durch Formung des Kapselungsvorformteils (7) zu einer Kapselung (9) verkapselt werden, undbeim Aushärten die Kapselung (9) mit den elektronischen Bauteilen und dem wenigstens einen mechanischen Einlegeteil (4.1, 6) form- und stoffschlüssig verbunden wird.The invention relates to a method for producing a mechatronic assembly (E), wherein at least one flat side of a carrier circuit board (1) is equipped with a plurality of electronic components, at least one of the electronic components with at least one mechanical insert (4.1, 6) mechanically on the flat side of the carrier circuit board (1) is pressed, a curable encapsulating material (M) is pressed to a Kapselungsvorformteil (7), the Kapselungsvorformteil (7) is inserted and heated in a mold (10) and the plurality of electronic components and the at least one mechanical insert (4.1 , 6) in the closed mold (10) by encapsulation of the encapsulation preform (7) are encapsulated to an encapsulation (9), and when curing the encapsulation (9) with the electronic components and the at least one mechanical insert (4.1, 6) form and cohesively connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mechatronischen Baugruppe.The invention relates to a method for producing a mechatronic assembly.

Es ist bekannt, dass bei der Herstellung von mechatronischen Baugruppen die bestückte Seite der Trägerleiterplatte der Baugruppe in ein Formwerkzeug eingetaucht wird, wobei das Formwerkzeug ein Duroplast enthält, welches vor der Eintauchphase erhitzt wurde. Eine derartige mechanische Baugruppe umfasst hierbei eine Trägerplatte mit wenigstens einer bestückten Flachseite, auf der eine Mehrzahl elektronischer Bauteile sowie zumindest ein mechanisches Einlegeteil angeordnet sind.It is known that in the manufacture of mechatronic assemblies, the populated side of the carrier circuit board of the assembly is immersed in a mold, the mold containing a thermoset which has been heated prior to the dipping phase. Such a mechanical assembly in this case comprises a support plate with at least one equipped flat side, on which a plurality of electronic components and at least one mechanical insert are arranged.

Weiterhin ist bekannt, dass es sich bei dem Duroplast beispielsweise um einen epoxidbasierten Kunststoff handelt, der zudem einen anorganischen Füllstoff enthält ( WO 2016/128245 ). Ferner ist bekannt, dass auf Trägerplatten angeordnete modulartige elektronische Baugruppen und elektronische Komponente jeweils von einem separaten Gehäuse umschlossen werden. Bei dieser Ausführungsform müssen nach außen geführte elektrische Anschlüsse gegen metallische Späne und/oder aggressive Medien geschützt werden. Dies ist mittels Beschichtungen zusätzlicher Kunststoffteile oder Deckel möglich.Furthermore, it is known that the thermosetting plastic is, for example, an epoxy-based plastic which additionally contains an inorganic filler ( WO 2016/128245 ). Furthermore, it is known that arranged on carrier plates module-like electronic components and electronic components are each enclosed by a separate housing. In this embodiment, outwardly routed electrical connections must be protected against metallic chips and / or aggressive media. This is possible by means of coatings of additional plastic parts or covers.

Der Erfindung liegt der Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer mechatronischen Baugruppe anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved method for producing a mechatronic assembly.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest eine Flachseite einer Trägerleiterplatte mit einer Mehrzahl elektronischer Bauteile bestückt, wobei zumindest eines der elektronischen Bauteile mit wenigstens einem mechanischen Einlegeteil mechanisch auf der Flachseite der Trägerleiterplatte fixiert wird. Erfindungsgemäß wird ein aushärtbares Kapselungsmaterial zu einem Kapselungsvorformteil gepresst, wobei die Pressform des Kapselungsvorformteils insbesondere einer Negativform einer zu fertigenden Kapselung entspricht. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kapselungsvorformteil in ein Formwerkzeug eingelegt und erhitzt wird, wobei die Mehrzahl der elektronischen Bauteile und das wenigstens eine mechanische Einlegeteil im geschlossenen Formwerkzeug durch Formung des Kapselungsvorformteils zu einer Kapselung mittels dieser Kapselung eingehäust, insbesondere verkapselt werden.In the method according to the invention, at least one flat side of a carrier circuit board is equipped with a plurality of electronic components, wherein at least one of the electronic components with at least one mechanical insert is fixed mechanically on the flat side of the carrier circuit board. According to the invention, a curable encapsulation material is pressed to form a encapsulation preform, wherein the mold of the encapsulation preform corresponds in particular to a negative mold of an encapsulation to be manufactured. Furthermore, the invention provides that the encapsulation preform is inserted and heated in a mold, wherein the plurality of electronic components and the at least one mechanical insert in the closed mold by molding the encapsulation preform to encapsulate by means of this encapsulation, in particular encapsulated.

Beim Aushärten der Kapselung wird diese mit den elektronischen Bauteilen und dem wenigstens einen mechanischen Einlegeteil form- und stoffschlüssig verbunden, wodurch die Bauteile und das Einlegeteil verkapselt werden.When the encapsulation is cured, it is positively and materially connected to the electronic components and the at least one mechanical insert, whereby the components and the insert are encapsulated.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Komplexitätsgrad von im Fertigungsverfahren eingesetzten Kunststoffumhüllungsmaschinen als auch des Formwerkzeugs abnimmt, da das Formwerkzeug mit dem Kapselungsvorformteil automatisch bestückt werden kann. Damit können gegenüber dem Stand der Technik Herstellungskosten und ein Herstellungsaufwand reduziert werden. Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch das Umformen, insbesondere Warmpressen des Kapselungsvorformteils auf die elektronischen Bauteile und das mechanische Einlegeteil oder umgekehrt Eindrücken der Bauteile und des Einlegeteils in das vorgewärmte Kapselungsvorformteil, mögliche Lufteinschlüsse vermieden oder zumindest verringert werden.The advantages achieved by the invention are, in particular, that the degree of complexity of Kunststoffumhüllungsmaschinen used in the manufacturing process and the mold decreases, since the mold with the encapsulation preform can be automatically populated. This can be reduced compared to the prior art manufacturing costs and manufacturing costs. Another advantage achieved by the invention of the method according to the invention is that avoided by the forming, in particular hot pressing the encapsulation preform on the electronic components and the mechanical insert or vice versa impressions of the components and the insert in the preheated Kapselungsvorformteil, possible air pockets or at least reduced.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung liegt das Kapselungsmaterial als ein Granulat vor.According to one embodiment of the invention, the encapsulating material is present as a granulate.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Kapselungsvorformteil im Formwerkzeug derart erhitzt, dass es zu einer Materialaufweichung des Kapselungsvorformteils kommt. Als Resultat dieser Materialaufweichung kann die Trägerleitplatte mit der bestückten Flachseite in das erhitzte und aufgeweichte Kapselungsvorformteil eingedrückt oder eingetaucht werden.According to one embodiment of the invention, the encapsulation preform member is heated in the mold such that material softening of the encapsulation preform member occurs. As a result of this material softening the Trägerleitplatte can be pressed or immersed with the populated flat side in the heated and softened Kapselungsvorformteil.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das aushärtbare Kapselungsmaterial ein Duroplast oder einen anderen geeigneten Kunststoff, welches elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist, so dass ein Kurzschluss zwischen den elektronischen Bauteilen vermieden wird. Das Duroplast weist beispielsweise ein Polymer auf Epoxidbasis auf.According to one embodiment of the invention, the curable encapsulating material comprises a thermoset or other suitable plastic, which has electrically insulating properties, so that a short circuit between the electronic components is avoided. The thermosetting resin comprises, for example, an epoxy-based polymer.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Kapselungsmaterial mit wenigstens einem anorganischen Füllstoff versehen. Als anorganische Füllstoffe eignen sich beispielsweise Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid. In Abhängigkeit von der Menge und Art des anorganischen Füllstoffs im Kapselungsmaterial kann ein thermischer Ausdehnungskoeffizient der Kapselung an die Trägerleiterplatte, insbesondere die Materialien, welche die Trägerleiterplatte umfasst, angepasst werden. Durch diese Anpassung kann ein Verzug vermieden oder zumindest verringert werden. Ebenso kann die thermische Dehnung der Kapselung über die thermischen Eigenschaften, insbesondere thermische Dehnung, Steifigkeit und Glasübergangstemperatur des anorganischen Füllstoffs, angepasst werden.According to one embodiment of the invention, the encapsulating material is provided with at least one inorganic filler. Suitable inorganic fillers are, for example, silicon dioxide or aluminum oxide. Depending on the amount and type of inorganic filler in the encapsulating material, a thermal expansion coefficient of the encapsulation may be adjusted to the carrier circuit board, in particular the materials comprising the carrier circuit board. By this adjustment, a delay can be avoided or at least reduced. Likewise, the thermal expansion of the encapsulation on the thermal properties, in particular thermal expansion, stiffness and glass transition temperature of the inorganic filler, can be adjusted.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Kapselungsvorformteil mindestens eine Versteifungsrippe auf. Die Versteifungsrippe ist beispielsweise in Form einer Bienenwabe oder in Form gekreuzter Rippen ausgebildet. Alternativ sind auch andere geometrische Formen und/oder mehrere Versteifungsrippen möglich. Die mindestens eine Versteifungsrippe erhöht die Stabilität der mechatronischen Baugruppe. According to a further embodiment of the invention, the encapsulation preform has at least one stiffening rib. The stiffening rib is designed for example in the form of a honeycomb or in the form of crossed ribs. Alternatively, other geometric shapes and / or multiple stiffening ribs are possible. The at least one stiffening rib increases the stability of the mechatronic assembly.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Kapselungsvorformteil formgepresst oder spritzgepresst. According to a further embodiment of the invention, the encapsulation preform is compression molded or injection-molded.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Darin zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung einer mechatronischen Baugruppe gemäß dem Stand der Technik, und
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Formwerkzeugs gemäß Stand der Technik, und
  • 3 eine schematische und geschnittene Explosionsdarstellung einer beispielhaften mechatronischen Baugruppe nach 1, welche durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren gefertigt wurde.
Show:
  • 1 a schematic sectional view of a mechatronic assembly according to the prior art, and
  • 2 a schematic sectional view of a mold according to the prior art, and
  • 3 a schematic and sectional exploded view of an exemplary mechatronic assembly according to 1 , which was manufactured by the manufacturing method according to the invention.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine beispielhafte mechatronische Baugruppe E in einer Schnittdarstellung gemäß dem Stand der Technik. 1 shows an exemplary mechatronic assembly e in a sectional view according to the prior art.

Die mechatronische Baugruppe E ist beispielsweise ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Getriebesteuergerät.The mechatronic assembly e is for example a control device for a motor vehicle, in particular a transmission control unit.

Die mechatronische Baugruppe E umfasst eine Kapselung 9sowie eine Trägerleiterplatte 1.The mechatronic assembly e includes an encapsulation 9 and a carrier circuit board 1 ,

Die Trägerleiterplatte 1 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer Flachseite einen ersten Sensor 3 mit einem ersten mechanischen Einlegteil 6 und einen zweiten Sensor 4 mit einem zweiten mechanischen Einlegeteil 4.1 auf. Des Weiteren ist auf der Trägerleiterplatte 1 ein Leiterplattenelement 1.1 aufgebracht. Auf einer Flachseite des Leiterplattenelements 1.1 ist eine modulartige elektrische Schaltungsanordnung 2 aufgebracht. The carrier circuit board 1 has in the embodiment shown on a flat side, a first sensor 3 with a first mechanical insert part 6 and a second sensor 4 with a second mechanical insert 4.1 on. Furthermore, on the carrier circuit board 1 a printed circuit board element 1.1 applied. On a flat side of the printed circuit board element 1.1 is a modular electrical circuit arrangement 2 applied.

Die Trägerleiterplatte 1 ist beispielsweise eine sogenannte Umstromungsleiterplatte und weist mindestens eine Lage mit elektrisch leitenden Kupferbahnen zur elektrischen Verbindung auf.The carrier circuit board 1 is, for example, a so-called Umstromungsleiterplatte and has at least one layer with electrically conductive copper tracks for electrical connection.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Trägerleiterplatte 1 auch beidseitig bestückt und verkapselt sein.In an embodiment, not shown, the carrier circuit board 1 also be equipped and encapsulated on both sides.

Die gezeigte elektrische Schaltungsanordnung 2 ist modulartig auf dem Leiterplattenelement 1.1 ausgebildet und umfasst mindestens eine elektronische Baugruppe 2.1, beispielsweise einen Schaltkreis, Bauelemente 2.2 bis 2.n, wie Transistoren, elektrische Widerstände oder Speicherbausteine.The electrical circuit arrangement shown 2 is modular on the PCB element 1.1 designed and includes at least one electronic module 2.1 , For example, a circuit, components 2.2 to 2.n , such as transistors, electrical resistors or memory modules.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Schaltungsanordnung 2 anhand von zwei Bonddrähten 2.0 mit der Trägerleiterplatte 1 elektrisch leitend verbunden. Die Bonddrähte 2.0 sind beispielsweise ein Aluminiumdickdrahtbond oder ein Aluminiumdünndrahtbond. Alternativ können die Bonddrähte 2.0 auch aus Gold gebildet sein. Weiterhin kann anstelle von zwei Bonddrähten 2.0 auch nur ein Bonddraht 2.0 oder mehrere Bonddrähte 2.0 angeordnet sein.In the embodiment shown, the electrical circuit arrangement 2 using two bonding wires 2.0 with the carrier circuit board 1 electrically connected. The bonding wires 2.0 For example, an aluminum thick wire bond or an aluminum thin wire bond may be used. Alternatively, the bonding wires 2.0 also be formed of gold. Furthermore, instead of two bonding wires 2.0 even just a bonding wire 2.0 or more bonding wires 2.0 be arranged.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die elektrische Schaltungsanordnung 2 mit der Trägerleiterplatte 1 verlötet oder verklebt sein.In an embodiment, not shown, the electrical circuit arrangement 2 with the carrier circuit board 1 be soldered or glued.

Die elektrische Schaltungsanordnung 2 ist über das Leiterplattenelement 1.1 mit der Trägerleiterplatte 1 verbunden. Das Leiterplattenelement 1.1 ist mit der Trägerleiterplatte 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels eines Klebemittels 5, beispielsweise ein Wärmeleitkleber, stoffschlüssig verbunden. Das Leiterplattenelement 1.1 ist beispielsweise eine sogenannte High-Density-Interconnect-Leiterplatte.The electrical circuit arrangement 2 is over the PCB element 1.1 with the carrier circuit board 1 connected. The circuit board element 1.1 is with the carrier PCB 1 in the illustrated embodiment by means of an adhesive 5 , For example, a thermal adhesive, materially connected. The circuit board element 1.1 is, for example, a so-called high-density interconnect circuit board.

Der erste Sensor 3 ist auf der Flachseite der Trägerleitplatte 1 beabstandet zur elektrischen Schaltungsanordnung 2 angeordnet. Der erste Sensor 3 ist beispielsweise als ein Hall-Sensor, piezoelektrischer Sensor oder dergleichen ausgeführt. Das erste mechanische Einlegeteil 6 ist als Hybridspritzgussteil ausgebildet. Das Einlegeteil 6 umfasst einen metallischen Träger 6.1 zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Fixierung des ersten Sensors 3 und eine Kunststoffummantelung 6.2. Die Kunststoffummantelung 6.2 isoliert elektrisch einen Teil des ersten mechanischen Einlegeteils 6.The first sensor 3 is on the flat side of the Trägerleitplatte 1 spaced from the electrical circuitry 2 arranged. The first sensor 3 is embodied for example as a Hall sensor, piezoelectric sensor or the like. The first mechanical insert 6 is designed as a hybrid injection molded part. The insert 6 comprises a metallic carrier 6.1 for electrical contacting and mechanical fixing of the first sensor 3 and a plastic jacket 6.2 , The plastic casing 6.2 electrically isolates part of the first mechanical insert 6 ,

Das erste mechanische Einlegeteil 6 ist hierbei stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Flachseite der Trägerleitplatte 1 verbunden. Der zweite Sensor 4 ist auf der Flachseite der Trägerleiterplatte 1 beabstandet zum ersten Sensor 3 angeordnet und beispielsweise ein Drucksensor. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das zweite mechanische Einlegeteil 4.1 als eine Stromschiene ausgebildet, mittels welcher der zweite Sensor 4 mechanisch und elektrisch leitend mit der Trägerleiterplatte 1 verbunden ist. Die Stromschiene kann z.B. eine Folie oder ein umspritztes Stanzgitter sein.The first mechanical insert 6 is in this case cohesively and / or non-positively and / or positively with the flat side of the Trägerleitplatte 1 connected. The second sensor 4 is on the flat side of the carrier circuit board 1 spaced from the first sensor 3 arranged and, for example, a pressure sensor. In the embodiment shown, the second mechanical insert is 4.1 formed as a busbar, by means of which the second sensor 4 mechanically and electrically conductive with the carrier circuit board 1 connected is. The busbar may be, for example, a foil or an overmoulded stamped grid.

Die Kapselung 9 umfasst eine Versteifungsrippe 11. Die Versteifungsrippe 11 ist beispielsweise in Form einer Bienenwabenstruktur oder in Form gekreuzter Rippen ausgeführt. Alternativ können auch mehrere Versteifungsrippen 11 vorgesehen sein. Die Kapselung 9 umgibt form- und stoffschlüssig die Schaltungsanordnung 2, Bonddrähte 2.0, den ersten Sensor 3, das erste mechanische Einlegeteil 6, die Kunststoffummantelung 6.2, den zweiten Sensor 4 sowie das zweite mechanische Einlegeteil 4.1. Durch die Kapselung 9 sind die genannten Komponenten vor äußeren Einflüssen geschützt.The encapsulation 9 includes a stiffening rib 11 , The stiffening rib 11 is designed for example in the form of a honeycomb structure or in the form of crossed ribs. Alternatively, several stiffening ribs 11 be provided. The encapsulation 9 surrounds the circuit arrangement positively and materially 2 , Bonding wires 2.0 , the first sensor 3 , the first mechanical insert 6 , the plastic casing 6.2 , the second sensor 4 and the second mechanical insert 4.1. By encapsulation 9 the components mentioned are protected against external influences.

2 zeigt ein Formwerkzeug 10 in einer Schnittdarstellung gemäß Stand der Technik. 2 shows a mold 10 in a sectional view according to the prior art.

Im Stand der Technik wird das Kapselungsmaterial M in ein Formwerkzeug 10 eingefüllt. Das Kapselungsmaterial M, beispielsweise ein Duroplast, muss entweder mindestens zähflüssig vorliegen oder erhitzt werden. Das Kapselungsmaterial M weicht auf, sodass die bestückte Flachseite der Trägerleiterplatte 1, in einem nicht gezeigten Herstellungsschritt, in das Formwerkzeug 10, insbesondere in das Kapselungsmaterial M, eingetaucht werden kann. Nach dem das Kapselungsmaterial M ausgehärtet ist, bildet das Kapselungsmaterial M als eine Kapselung 9 einen mediendichten, form- und stoff schlüssigen Verbund mit der bestückten Trägerleiterplatte 1.In the prior art, the encapsulating material M in a mold 10 filled. The encapsulating material M , For example, a thermoset must either be present at least viscous or heated. The encapsulating material M softens so that the populated flat side of the carrier circuit board 1 , in a manufacturing step, not shown, in the mold 10 , in particular in the encapsulating material M , can be dipped. After the encapsulating material M is cured, forms the encapsulating material M as an encapsulation 9 a media-tight, form-fitting and material-coherent composite with the equipped carrier circuit board 1 ,

3 zeigt analog zu 1 beispielhaft die Trägerleiterplatte 1 mit der bestückten Flachseite, ein beispielhaftes Kapselungsvorformteil 7 sowie ein beispielhaftes Kapselungsmaterial M. 3 shows analogously to 1 for example, the carrier circuit board 1 with the populated flat side, an exemplary encapsulation preform 7 as well as an exemplary encapsulating material M ,

Im Verfahren zur Herstellung einer mechatronischen Baugruppe E wird zunächst zumindest eine Flachseite einer Trägerleiterplatte 1 mit einer Mehrzahl elektronischer Bauteile bestückt. Beispielsweise wird die Trägerleiterplatte 1 mit einem Leiterplattenelement 1.1, einem ersten Sensor 3, einem zweiten Sensor 4 sowie mindestens einem mechanischen Einlegeteil 4.1, 6 bestückt.In the process for producing a mechatronic assembly e At first, at least one flat side of a carrier circuit board 1 is equipped with a plurality of electronic components. For example, the carrier circuit board 1 with a printed circuit board element 1.1 , a first sensor 3 , a second sensor 4 and at least one mechanical insert 4.1 . 6 stocked.

Das Leiterplattenelement 1.1 wird mit einer elektrischen Schaltungsanordnung 2 versehen. Die elektrische Schaltungsanordnung 2 umfasst beispielsweise eine elektrische Baugruppe 2.1, mindestens einen Bonddraht 2.0 und/oder Bauelemente 2.1 bis 2.n. Die Bauelemente 2.1 bis 2.n sind beispielsweise Schaltkreise, Transistoren, elektrische Widerstände oder Speicherbausteine.The circuit board element 1.1 comes with an electrical circuit 2 Mistake. The electrical circuit arrangement 2 For example, includes an electrical assembly 2.1, at least one bonding wire 2.0 and / or components 2.1 to 2.n. The components 2.1 to 2.n are, for example, circuits, transistors, electrical resistors or memory devices.

Des Weiteren wird zumindest eines der elektronischen Bauteile, beispielsweise die Sensoren 3 und 4, mit wenigstens einem mechanischen Einlegteil 4.1, 6 auf der Flachseite der Trägerleiterplatte 1 fixiert.Furthermore, at least one of the electronic components, for example the sensors 3 and 4 , with at least one mechanical insert 4.1 . 6 on the flat side of the carrier circuit board 1 fixed.

In einem weiteren Herstellungsschritt wird das aushärtbare Kapselungsmaterial M zu einem Kapselungsvorformteil 7 gepresst. Hierzu wird das Kapselungsmaterial M, beispielsweise ein Granulat, in einem nicht gezeigten Herstellungsschritt in eine Negativform 8 für die Kapselung 9 gefüllt, insbesondere gespritzt oder gegossen, und das Kapselungsvorformteil 7 geformt, insbesondere gepresst. Mögliche Verfahren für diesen Herstellungsschritt sind beispielsweise Spritzpressen oder Formpressen.In a further production step, the curable encapsulating material M to an encapsulation preform 7 pressed. For this purpose, the encapsulating material M , For example, a granulate, in a production step, not shown in a negative mold 8th for the encapsulation 9 filled, in particular injection molded or cast, and the encapsulation preform 7 shaped, in particular pressed. Possible methods for this production step are, for example, transfer molding or compression molding.

Das Kapselungsvorformteil 7 wird in ein Formwerkzeug 10 eingelegt. Das Einlegen des Kapselungsvorformteils 7 in das Formwerkzeug 10 kann beispielsweise mittels einer Bestückungsmaschine oder ähnlichem erfolgen. Das eingelegte Kapselungsvorformteil 7 wird erhitzt, so dass es zu einer Materialaufweichung des Kapselungsvorformteils 7 kommt. Als Resultat dieser Materialaufweichung kann die Trägerleitplatte 1 mit der bestückten Flachseite in das erhitzte und aufgeweichte Kapselungsvorformteil 7 eingedrückt oder eingetaucht werden. Hierdurch wird die Mehrzahl der elektronischen Bauteile und das wenigstens eine mechanische Einlegeteil 4.1, 6 im geschlossenen Formwerkzeug 10 durch Formung des Kapselungsvorformteils 7 zu einer Kapselung 9 mittels dieser verkapselt.The encapsulation preform 7 gets into a mold 10 inserted. The insertion of the encapsulation preform 7 in the mold 10 can be done for example by means of a placement machine or the like. The inserted encapsulation preform 7 is heated so that material softening of the encapsulation preform 7 comes. As a result of this material softening the Trägerleitplatte 1 with the fitted flat side in the heated and softened encapsulation preform 7 be pressed or dipped. As a result, the plurality of electronic components and the at least one mechanical insert 4.1 . 6 in the closed mold 10 by shaping the encapsulation preform 7 to an encapsulation 9 encapsulated by this.

Beim Aushärten der Kapselung 9 wird diese mit den elektronischen Bauteilen, beispielsweise der elektrischen Schaltungsanordnung 2 und den Sensoren 3,4 sowie dem wenigstens einen mechanischen Einlegeteil 4.1, 6 form- und stoffschlüssig verbunden.When curing the encapsulation 9 this is the electronic components, such as the electrical circuitry 2 and the sensors 3,4 and the at least one mechanical insert 4.1 . 6 positively and materially connected.

Das Kapselungsmaterial M ist ein Granulat, beispielsweise ein Duroplast, welcher mit einem anorganischen Füllstoff versehen ist.The encapsulating material M is a granulate, such as a thermoset, which is provided with an inorganic filler.

Das Kapselungsvorformteil 7 und/oder die Kapselung 9 weisen mindestens eine Versteifungsrippe 11 auf. Die Versteifungsrippe 11 erhöht die Stabilität der mechatronischen Baugruppe E.The encapsulation preform 7 and / or the encapsulation 9 have at least one stiffening rib 11 on. The stiffening rib 11 increases the stability of the mechatronic assembly e ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
TrägerleiterplatteMother board
1.11.1
LeiterplattenelementPCB element
22
elektrische Schaltungsanordnungelectrical circuit arrangement
2.02.0
Bonddrahtbonding wire
2.12.1
elektronische Baugruppeelectronic assembly
2.22.2
Bauelementmodule
2.32.3
Bauelementmodule
2.42.4
Bauelementmodule
2.n 2.n
Bauelementmodule
33
erster Sensorfirst sensor
44
zweiter Sensorsecond sensor
4.14.1
zweites mechanisches Einlegeteilsecond mechanical insert
55
Klebemitteladhesive
66
erstes mechanisches Einlegeteilfirst mechanical insert
6.16.1
metallischer Trägermetallic carrier
6.26.2
KunststoffummantelungPlastic sheathing
77
KapselungsvorformteilKapselungsvorformteil
88th
Negativform KapselungNegative mold encapsulation
99
Kapselungencapsulation
1010
Formwerkzeugmold
1111
Versteifungsrippe stiffening rib
Ee
mechatronische Baugruppemechatronic assembly
MM
Kapselungsmaterialencapsulation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2016/128245 [0003]WO 2016/128245 [0003]

Claims (7)

Verfahren zur Herstellung einer mechatronischen Baugruppe(E), wobei - zumindest eine Flachseite einer Trägerleiterplatte (1) mit einer Mehrzahl elektronischer Bauteile bestückt wird, - zumindest eines der elektronischen Bauteile mit wenigstens einem mechanischen Einlegeteil (4.1, 6) mechanisch auf der Flachseite der Trägerleiterplatte (1) fixiert wird, - ein aushärtbares Kapselungsmaterial (M) zu einem Kapselungsvorformteil (7) gepresst wird, - das Kapselungsvorformteil (7) in ein Formwerkzeug (10) eingelegt und erhitzt wird und die Mehrzahl der elektronischen Bauteile und das wenigstens eine mechanische Einlegeteil (4.1, 6) im geschlossenen Formwerkzeug (10) durch Formung des Kapselungsvorformteils (7) zu einer Kapselung (9) verkapselt werden, und - beim Aushärten die Kapselung (9) mit den elektronischen Bauteilen und dem wenigstens einen mechanischen Einlegeteil (4.1, 6) form- und stoffschlüssig verbunden wird.Method for producing a mechatronic assembly (E), wherein - At least one flat side of a carrier circuit board (1) is equipped with a plurality of electronic components, at least one of the electronic components having at least one mechanical insert part (4.1, 6) is mechanically fixed on the flat side of the carrier printed circuit board (1), a curable encapsulation material (M) is pressed to form an encapsulation preform part (7), - The encapsulation preform (7) is inserted and heated in a mold (10) and the plurality of electronic components and the at least one mechanical insert (4.1, 6) in the closed mold (10) by forming the Kapselungsvorformteils (7) to an encapsulation ( 9) are encapsulated, and - During curing, the encapsulation (9) with the electronic components and the at least one mechanical insert (4.1, 6) is positively and materially connected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aushärtbare Kapselungsmaterial (M) ein Granulat ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the curable encapsulating material (M) is a granulate. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsvorformteil (7) derart erhitzt wird, so dass es zur einer Materialaufweichung des Kapselungsvorformteils (7) kommt, wobei die Trägerplatte (1) mit der bestückten Flachseite in das Kapselungsvorformteil (7) eingetaucht wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the encapsulation preform part (7) is heated in such a way that material softening of the encapsulation preform part (7) occurs, with the support plate (1) with the fitted flat side being immersed in the encapsulation preform part (7). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aushärtbare Kapselungsmaterial (M) einen Duroplast umfasst.Method according to Claim 1 , characterized in that the curable encapsulating material (M) comprises a thermoset. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aushärtbare Kapselungsmaterial (M) mit wenigstens einem anorganischen Füllstoff versehen ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the curable encapsulating material (M) is provided with at least one inorganic filler. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (9) mindestens eine Versteifungsrippe (11) aufweist.Method according to Claim 1 , characterized in that the encapsulation (9) has at least one stiffening rib (11). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsvorformteils (7) formgepresst oder spritzgepresst wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the encapsulation preform member (7) is compression molded or injection molded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10355065A1 (en) * 2002-11-26 2004-06-17 Towa Corp. Process for casting with resin, use of the above-mentioned method for producing a semiconductor component and resin material for the method
DE102015209191A1 (en) * 2015-02-10 2016-08-11 Conti Temic Microelectronic Gmbh Mechatronic component and method for its production

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10355065A1 (en) * 2002-11-26 2004-06-17 Towa Corp. Process for casting with resin, use of the above-mentioned method for producing a semiconductor component and resin material for the method
DE102015209191A1 (en) * 2015-02-10 2016-08-11 Conti Temic Microelectronic Gmbh Mechatronic component and method for its production
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