DE102016224949A1 - Method for producing mechatronic assemblies - Google Patents
Method for producing mechatronic assemblies Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016224949A1 DE102016224949A1 DE102016224949.5A DE102016224949A DE102016224949A1 DE 102016224949 A1 DE102016224949 A1 DE 102016224949A1 DE 102016224949 A DE102016224949 A DE 102016224949A DE 102016224949 A1 DE102016224949 A1 DE 102016224949A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- encapsulation
- preform
- electronic components
- circuit board
- flat side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
- H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
- H05K5/0082—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units specially adapted for transmission control units, e.g. gearbox controllers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
- H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10151—Sensor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
- H05K2203/1305—Moulding and encapsulation
- H05K2203/1316—Moulded encapsulation of mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
- H05K2203/1305—Moulding and encapsulation
- H05K2203/1327—Moulding over PCB locally or completely
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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 (
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 nach1 , welche durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren gefertigt wurde.
-
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 to1 , 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.
Die mechatronische Baugruppe
Die mechatronische Baugruppe
Die Trägerleiterplatte
Die Trägerleiterplatte
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Trägerleiterplatte
Die gezeigte elektrische Schaltungsanordnung
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Schaltungsanordnung
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die elektrische Schaltungsanordnung
Die elektrische Schaltungsanordnung
Der erste Sensor
Das erste mechanische Einlegeteil
Die Kapselung
Im Stand der Technik wird das Kapselungsmaterial
Im Verfahren zur Herstellung einer mechatronischen Baugruppe
Das Leiterplattenelement
Des Weiteren wird zumindest eines der elektronischen Bauteile, beispielsweise die Sensoren
In einem weiteren Herstellungsschritt wird das aushärtbare Kapselungsmaterial
Das Kapselungsvorformteil
Beim Aushärten der Kapselung
Das Kapselungsmaterial
Das Kapselungsvorformteil
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
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2016/128245 [0003]WO 2016/128245 [0003]
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016224949.5A DE102016224949B4 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Process for the production of mechatronic assemblies |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016224949.5A DE102016224949B4 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Process for the production of mechatronic assemblies |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016224949A1 true DE102016224949A1 (en) | 2018-06-14 |
DE102016224949B4 DE102016224949B4 (en) | 2023-08-10 |
Family
ID=62201950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016224949.5A Active DE102016224949B4 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Process for the production of mechatronic assemblies |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016224949B4 (en) |
Citations (2)
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 |
-
2016
- 2016-12-14 DE DE102016224949.5A patent/DE102016224949B4/en active Active
Patent Citations (3)
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 |
WO2016128245A1 (en) | 2015-02-10 | 2016-08-18 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Mechatronic component and method for the production thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102016224949B4 (en) | 2023-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3257339B1 (en) | Mechatronic component and method for the production thereof | |
EP2163145B1 (en) | Electronic module and method for producing an electronic module | |
DE4329083A1 (en) | Assembly for receiving electronic components | |
DE102012112738A1 (en) | Electronic module with a plastic-encased electronic circuit and method for its production | |
DE102015210099A1 (en) | Electronic component and method for producing such an electronic component | |
DE102008043774A1 (en) | Printed circuit board module for controller for self igniting internal combustion engine of vehicle gearbox, has base printed circuit board comprising electrical through connections at positions of electrical and electronic elements | |
WO2008009524A1 (en) | Electronic arrangement | |
DE102007054717B4 (en) | Transmitter and method of making a transmitter | |
WO2016169711A1 (en) | Electronics module and a method for encapsulating same | |
WO2018069066A1 (en) | Method for arranging a number of micromechanical acceleration sensors on or in a plastic component, and corresponding plastic component | |
EP3053192B1 (en) | Circuit device and method for the production thereof | |
DE102016224949B4 (en) | Process for the production of mechatronic assemblies | |
WO2013178380A1 (en) | Electronic module and method for producing such an electronic module and electronic control unit having such an electronic module | |
EP2340693B1 (en) | Method for producing an electrical circuit arrangement | |
WO2018001611A1 (en) | Method for producing a control unit, in particular for a vehicle, and control unit, in particular for a vehicle | |
EP1759412A1 (en) | Electrical subassembly comprising a protective sheathing | |
EP3471518B1 (en) | Method for producing optoelectronic sensors, in particular miniature sensors | |
DE102012209033A1 (en) | Electronic module and method for producing such an electronic module, and electronic control unit with such an electronic module | |
DE102007051870A1 (en) | Module housing and method for producing a module housing | |
EP3840549A1 (en) | Circuit board with a surface-mounted electronic component and method of manufacturing the same | |
DE102018204131A1 (en) | electronic device | |
WO2014146879A1 (en) | Optoelectronic assembly and method for producing an optoelectronic assembly | |
DE102017208472A1 (en) | Method for producing an electronic component and electronic component | |
DE102021203904B4 (en) | Method for encapsulating an electronic assembly | |
EP3459326A1 (en) | Method for covering an electric unit, and electric component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERNBERG, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R018 | Grant decision by examination section/examining division |