DE102017217244A1 - Elektronikanordnung - Google Patents

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Heiko Elsinger
Hans-Juergen Schreiber
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/0034Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having an overmolded housing covering the PCB

Abstract

Ausgegangen wird von einer Elektronikanordnung umfassend ein mehrteiliges Gehäuse und einen bestückten Schaltungsträger. In einer Montageanordnung ist zumindest durch zwei montierte Gehäuseteile das Gehäuse mit einem eingeschlossenen Hohlraum ausgebildet. Innerhalb des Hohlraumes ist der bestückte Schaltungsträger angeordnet, beispielsweise mechanisch mit zumindest einem der Gehäuseteile verbunden. Die Montageanordnung umfasst insbesondere das Gehäuse in einem montierten Zustand, wie er auch im Betrieb einer Elektronikeinheit, umfassend die Elektronikanordnung, weiterhin vorliegt. In der Montageanordnung weist das (montierte) Gehäuse zumindest einen Durchgangsspalt auf, durch welchen ein flüssiges oder dampfförmiges Medium in den Hohlraum eindringbar ist, wobei alle Durchgangsspalte durch eine Parylenebeschichtung mediendicht verschlossen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Elektronikanordnung und ein Verfahren zur Ausbildung der Elektronikanordnung sowie einen Stecker für die Elektronikanordnung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
  • Stand der Technik
  • Elektronische Steuergeräte sind im Betrieb verschiedenen schädlichen Umwelteinflüssen ausgesetzt, z.B. Temperatur, Witterung, Staub, mechanischen Stößen, Betauung und anderes. Zum Schutz derartiger Belastungen weisen Steuergeräte deswegen beispielsweise eine Umhausung auf, in welcher eine für die Belastung anfällige Elektronikeinheit schützend eingebracht ist. Gegen ein Eindringen von Medien in das Innere der Umhausung ist diese weiterhin auf zusätzliche Dichtungselemente angewiesen. Andere Steuergeräte sind derart ausgeführt, dass die Elektronikeinheit in einer verfestigten Umhüllungsmasse eingebettet ist. Neben dem Medienschutz ist durch die Umhüllungsmasse auch ein mechanischer Schutz gegeben. Ferner sind dünne Schutzbeschichtungen bekannt, welche auf einen bestückten Schaltungsträger abschließend aufgebracht sind, die eine Betauung und/oder eine Medien- und Partikelbelastung für die Elektronik deutlich reduzieren oder verhindern. Bekannt sind hierbei auch Parylenebeschichtungen für derartige Schaltungsträger, die beispielsweise in der Medizintechnik oder in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommen. Da die so beschichteten Schaltungsträger weiterhin frei zu haltende elektrische Verbindungsstellen und/oder andere frei zu haltende Funktionsbereiche aufweisen müssen, sind Maskierungsmaßnahmen an betreffenden Stellen vorzusehen. Somit ist nicht immer eine vollumschließende Schutzbeschichtung ermöglicht.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Elektronikbraugruppen, beispielsweise Steuergeräte, die ein Gehäuse und einen bestückten Schaltungsträger aufweisen, gegenüber Umwelteinflüssen zu schützen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Elektronikanordnung und ein Verfahren zur Ausbildung der Elektronikanordnung sowie einen Stecker für die Elektronikanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Ausgegangen wird von einer Elektronikanordnung umfassend ein mehrteiliges Gehäuse und einen bestückten Schaltungsträger. In einer Montageanordnung ist zumindest durch zwei montierte Gehäuseteile das Gehäuse mit einem eingeschlossenen Hohlraum ausgebildet. Innerhalb des Hohlraumes ist der bestückte Schaltungsträger angeordnet, beispielsweise mechanisch mit zumindest einem der Gehäuseteile verbunden. Die Montageanordnung umfasst insbesondere das Gehäuse in einem montierten Zustand, wie er auch im Betrieb einer Elektronikeinheit, umfassend die Elektronikanordnung, weiterhin vorliegt. Davon abgesehen, kann die Elektronikanordnung durch weitere Maßnahmen und/oder weitere Bauelemente zu der für den Betrieb fertiggestellten Elektronikeinheit weitergebildet werden. In der Montageanordnung weist das (montierte) Gehäuse zumindest einen Durchgangsspalt auf, durch welchen ein flüssiges oder dampfförmiges Medium in den Hohlraum eindringbar ist, wobei alle Durchgangsspalte durch eine Parylenebeschichtung mediendicht verschlossen sind.
  • Vorteilhaft ist durch das Gehäuse weiterhin ein mechanischer Schutz gegeben, wogegen insbesondere ein Medienschutz durch die Parylenebeschichtung erwirkt werden kann. Das Beschichtungsmaterial wird namentlich auch als Poly-Parylen oder noch exakter als Poly-p-Xylylen bezeichnet und weist insbesondere ein inertes und hydrophobes Verhalten auf. Mittels der derart aufgetragenen Parylenebeschichtung ist eine zuverlässige Barrierewirkung erzielt, durch welche organische und anorganische Medien, Säuren, Laugen, Basen und Wasserdampf außerhalb des Gehäuses vor einem Eindringen in den Innenraum gehindert werden können. In dieser Weise ersetzt die so aufgebrachte Parylenebeschichtung jegliche Dichtungselemente, die bei bisherigen Gehäusekonzepten zum Erzielen eines Medienschutzes zwingend erforderlich waren. Insgesamt ist auf diese Weise eine vorteilhafte und einfache Versiegelung des im Hohlraum angeordneten bestückten Schaltungsträgers erreicht, trotz dem weiteren Einsatz eines Gehäuses. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass durch die aufgebrachte Beschichtung eine elektrische Isolierung erreicht wird, wodurch überdeckte elektrische Bauelemente vor Überspannungen wirkungsvoll gesichert sind. Vorteilhaft ist die Elektronikanordnung ein Steuergerät für ein Kraftfahrtzeug, insbesondere solche, die bereits ein mehrteiliges Gehäusekonzept umfassen. Derartige Steuergeräte sind auf eine hohe Anforderung hinsichtlich einem Medienschutz und/oder einem Überspannungsschutz spezifiziert. Andere vorteilhafte Einsatzmöglichkeiten einer derartigen Elektronikanordnung ergeben sich beispielsweise auch bei ebikes, bei weißer Ware, insbesondere bei Waschmaschinen oder Wäschetrockner, ebenso im Bereich von Elektrowerkzeugen, insbesondere bei Akkuschraubern oder Rasenmähern.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Elektronikanordnung ist eine den Hohlraum umgebende Innenseite und/oder Außenseite des Gehäuses von der Parylenebeschichtung abschließend überdeckt, wobei jeder Durchgangsspalt zumindest von seinen angrenzenden Parylene beschichteten Randbereichen aus nahtlos von der Parylenebeschichtung verschließend überbrückt und/oder verschließend durchdrungen ist. Bereits bei kleinen Schichtstärken gilt das Poly-Parylen als porenfrei, beispielweise bereits ab einer Schichtstärke von 100 nm. Insofern kann eine Dichtwirkung durch ein Überbrücken und/oder ein Eindringen des Beschichtungsmaterials in kleinere oder größere Durchgangsspalte einfach erzielt werden. Durch das gleichzeitige Versiegeln der Durchgangsspalte sowohl von der Innenseite des Gehäuses als auch von der Außenseite des Gehäuses kann eine hohe Wirksicherheit erreicht werden. Bevorzugt können dabei Funktionsbereiche des Gehäuses und/oder der Elektronikanordnung auf der Außenseite des Gehäuses gegen eine Beschichtung abgedeckt sein, so dass diese beschichtungsfrei verbleiben. Dies ist beispielsweise sinnvoll für einen Steckeranschluss eines Steckers, welcher im montierten Gehäuse verbaut ist und welcher beispielsweise von außen dann eine elektrische Kontaktierung des Schaltungsträgers ermöglicht.
  • In einer möglichen Ausführungsform der Elektronikanordnung ist zumindest ein Durchgangsspalt durch eine Stoßstelle zwischen den zumindest zwei montierten Gehäuseteilen gebildet. Alternativ ist die Stoßstelle zwischen zumindest dem Gehäuse und einem das Gehäuse durchdringenden Montagebauteil, insbesondere einem Stecker, gebildet. In vorteilhafter Weise lassen sich im Prinzip die bisherigen mehrteiligen Gehäusekonzepte beibehalten, lediglich angepasst an das Weglassen von bisherigen Dichtungselementen, deren Dichtwirkung nun durch die Parylenebeschichtung ersetzt ist.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Elektronikanordnung weist oben genannte Stoßstelle auf, die jeweils einen Fügebereich umfassen, durch welchen die Gehäuseteile und/oder weitere Montagebauteile durch einen Form- und/oder Kraftschluss mechanisch miteinander verbunden sind. Die Fügeschnittstellen der Fügepartner können so gestaltet sein, dass eine jeweilige Berandung und/oder Flächenbereich einen zur Innenseite und/oder einen zur Außenseite über zumindest einen Längsabschnitt hinweg bevorzugt gleich gehaltenen Spaltabstand ausbilden, welche durch die Parylenebeschichtung dann verschließend überbrückt und/oder verschließend durchdrungen sind. Der Form- und/oder Kraftschluss kann beispielsweise durch ein Bördeln, Kragenfügen, Verschrauben, Vernieten, Durchsetzfügen, Verpressen oder Verstemmen der Fügepartner vorliegen. Durch den Form- und/oder Kraftschluss kann eine mechanische Verbindung der Montageanordnung und/oder einer Elektronikeinheit im Betrieb, umfassend die Elektronikanordnung, dauerhaft aufrechterhalten werden. Zusätzlich kann eine Krafteinwirkung von außen auf die im Bereich der Stoßstellen aufgebrachte Parylenebeschichtung stark reduziert werden, so dass auch die Dichtwirkung über Lebenszeit sichergestellt bleibt.
  • In Weiterbildung der Elektronikanordnung weist diese einen Stecker auf, beispielsweise ein Stecker nach Anspruch 9, welcher im (montierten) Gehäuse montiert ist. Der Stecker weist dabei einen Steckerkörper und zumindest ein Kontaktelement auf, welches den Steckerkörper von außerhalb des Gehäuses bis in den Hohlraum hinein durchdringt. Zwischen dem zumindest einen Kontaktelement und dem Steckerkörper ist ferner ein Durchgangsspalt ausgebildet, welcher ebenso von der Parylenebeschichtung verschlossen ist. Vorteilhaft sind damit auch kleinste Durchgangsspalte abgedeckt, die infolge von gestichten oder umspritzten Kontaktelementen vorliegen können. Insofern kann auch an diesen Stellen eine optimale Dichtwirkung erreicht werden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Elektronikanordnung sind alle dem Hohlraum zugewandten freiliegenden Flächen der Elektronikanordnung von der Parylenebeschichtung geschlossen versiegelt. Dies umfasst daher beispielsweise ganzheitlich die Innenseite des Gehäuses, die Außenflächen des Schaltungsträgers, alle auf dem Schaltungsträger angeordnete elektrische Bauelemente sowie deren Kontaktanschlüsse und Verbindungsstellen mit dem Schaltungsträger, ebenso mögliche Kontaktanschlüsse anderer Montagebauteile, wie einem Stecker, und deren Verbindungsstellen, beispielsweise mit dem Schaltungsträger. Vorteilhaft kann eine solche innenseitige ganzflächige Versiegelung durch einen Beschichtungsvorgang bzw. -prozess ausgeführt werden. Dadurch kann vorteilhaft erreicht sein, dass die Beschichtungsfläche quasi in sich geschlossen ausgeführt ist, so dass sie als eine zusammenhängende Flächeneinheit ausgebildet ist. Somit sind alle Durchgangsspalte und alle Flächen innerhalb des (montierten) Gehäuses von der schützenden Parylenebeschichtung bedeckt und eine maximale Versiegelung erreicht. Der bestückte Schaltungsträger kann dabei ebenso eine zuvor andere Parylenebeschichtung aufweisen, die nunmehr abschließend nochmals mit Parylene beschichtet ist. Vorteilhaft sind dabei dann die ansonsten durch Maskierungsmaßnahmen freigebliebenen unbeschichteten Stellen, beispielsweise Verbindungsstellen oder Kontaktstellen, die erst innerhalb der Elektronikanordnung wirkverbunden sind, nun auf jeden Fall ebenso durch die Parylenebeschichtung überdeckt sind. Neben der Barrierewirkung gegenüber genannten Medien, ist das Beschichtungsmaterial Parylen elektrisch isolierend. Insofern ergibt sich durch die beschriebene innenseitige ganzflächige Versiegelung auch zeitgleich ein optimaler Isolationsschutz, so dass ein Kurzschluss innerhalb der elektrischen Bauteile der Elektronikanordnung vorteilhaft ausgeschlossen werden kann.
  • Zur Ausführung eines Beschichtungsprozesses innerhalb des Hohlraumes des montierten Gehäuses, weist das Gehäuse eine Zugangsöffnung auf, durch welche eine Beschichtungsvorrichtung, beispielsweise eine Beschichtungsdüse, innerhalb des Hohlraumes positionierbar ist. Dadurch ist beispielsweise während eines Vakuumbeschichtungsprozesses mittels chemischer Dampfphasenabscheidung (CVD, chemical vapour deposition) die Parylenebeschichtung innerhalb des Hohlraumes auftragbar, insbesondere zur Erreichung eines innenseitigen ganzflächigen Auftrags bzw. Versiegelung. Der Beschichtungsprozess als solcher ist an für sich bekannt und kann in seiner Art unverändert angewendet werden.
  • Die Erfindung führt auch zu einem Stecker zum Anschluss an einen Schaltungsträger mit einer Steckerseite für einen Gegenstecker und einer Anschlussseite zur Kontaktierung des Schaltungsträgers. Der Stecker umfasst dabei zumindest einen elektrisch isolierenden Steckerkörper, welcher gebildet ist aus zumindest einer Steckersockelplatte und einem die Steckersockelplatte zumindest auf der Steckerseite umrahmenden Steckerkragen. Innerhalb des Steckerkragens ist eine Vielzahl von Kontaktelementen angeordnet, die die Steckersockelplatte zur Anschlussseite hin durchdringen. Ferner ist zwischen den Kontaktelementen und der Steckersockelplatte jeweils ein Durchgangsspalt ausgebildet, durch welchen ein flüssiges oder dampfförmiges Medium von der Steckerseite auf die Anschlussseite gelangen kann. Vorteilhaft sind alle Durchgangsspalte durch eine Parylenebeschichtung mediendicht verschlossen. Ein solcher Stecker kann beispielsweise auch in einer der zuvor beschrieben Ausführungsformen einer Elektronikanordnung eingesetzt werden. Insbesondere sind derartige Stecker auch vorteilhaft bei Anwendungen, bei denen zumindest teilweise ein Medienschutz innerhalb einer Elektronikeinheit, umfassend den Stecker, auch durch bisherige zusätzliche Dichtelemente beibehalten wird, wobei allerdings zeitgleich die schwer zu dichtende Stellen, wie eben die Durchgangsspalte zwischen dem Kontaktelement und der Steckersockelplatte, durch die Parylenebeschichtung trotzdem sehr einfach abgedichtet sind. Darunter fallen auch Anwendungen, bei denen der Stecker beispielsweise einstückig in einem Gehäuseteil ausgebildet oder mit einem solchen verschweißt oder andersartig durch einen Stoffschluss mediendicht verbunden ist, so dass hier keine weiteren Dichtstellen erforderlich sind.
  • Eine mediendichte Versiegelung der Kontaktelemente gegenüber der Steckersockelplatte kann bei kleinsten Rissen, auch Microrisse prozesssicher erhalten werden. Ebenso können vorteilhaft auch größere Spalte überbrückt werden. So sind Ausführungsformen des Steckers denkbar, bei welchem innerhalb eines Durchgangsspaltes zwischen dem Kontaktelement und der Steckersockelplatte vor einer aufgebrachten Parylenebeschichtung ein Luftspalt ausgebildet ist mit einem minimalen Luftspaltabstand von mehr als 5 µm, insbesondere von mehr als 20 µm. Derartige Luftspalte sind ebenso vorteilhaft von der Parylenebeschichtung verschließend überbrückbar und/oder verschließend zumindest über eine Durchgangslänge hinweg durchdringbar.
  • Die Erfindung führt des Weiteren zu einem Verfahren zum Ausbilden einer versiegelten Elektronikanordnung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Elektronikanordnung in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform, umfassend zumindest ein mehrteiliges Gehäuse und zumindest einen bestückten Schaltungsträger, mit den Verfahrensschritten:
    • - mechanisches Verbinden des zumindest einen bestückten Schaltungsträgers mit zumindest einem das Gehäuse mitausbildendem Gehäuseteile,
    • - Fügen der Gehäuseteile zu einem montierten Gehäuse der Elektronikanordnung unter Ausbildung eines Hohlraumes, in welchem der Schaltungsträger angeordnet ist,
    • - Einbringen einer Beschichtungsvorrichtung durch eine Zugangsöffnung innerhalb des Gehäuses und Ausführen eines Beschichtungsprozesses mittels welchem alle dem Hohlraum zugewandten freiliegenden Flächen der Elektronikanordnung von einer Parylenebeschichtung geschlossen versiegelt werden und dabei außer der Zugangsöffnung alle anderen im Gehäuse vorliegenden Durchgangsspalte, durch welche ein flüssiges oder dampfförmiges Medium in den Hohlraum des Gehäuses eindringbar ist, bei der Versiegelung durch die Parylenebeschichtung mediendicht verschlossen werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird nach der abgeschlossenen Versiegelung innerhalb des Hohlraumes die Zugangsöffnung im Gehäuse durch ein Verschlusselement mediendicht verschlossen. Dies erfolgt beispielsweise indem zwischen dem Verschlusselement und dem Gehäuse im Bereich der Zugangsöffnung ein gegenüber dem Medium abdichtendes Dichtungselement angeordnet wird und/oder ein weiterer Beschichtungsprozess ausgeführt wird, mittels welchem zumindest ein Teil der auf der Außenseite der Elektronikanordnung freiliegenden Flächen von einer nachträglich aufgebrachten Parylenebeschichtung geschlossen versiegelt wird. Durch den weiteren Beschichtungsprozess außerhalb des Gehäuses wird ein Durchgangsspalt zwischen dem Verschlusselement und dem Gehäuse durch die nachträglich aufgebrachte Parylenebeschichtung von außen verschließend überbrückt und/oder verschließend durchdrungen.
  • Die Parylenebeschichtung erfolgt insbesondere durch eine sogenannte Oberflächenpolymerisation, insbesondere bei Raumtemperatur. Der Beschichtungsprozess wird bevorzugt innerhalb einer vakuumierten Prozessumgebung ausgeführt, insbesondere in Form eines Vakuumbeschichtungsprozesses mittels chemischer Dampfphasenabscheidung (CVD, chemical vapour deposition).
  • Insgesamt ergeben sich bei dem Verfahren entsprechend die gleichen Vorteile, wie sie bereits bei der erfindungsgemäßen Elektronikanordnung genannt sind.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
    • 1: eine Elektronikanordnung mit einem Parylene beschichteten montierten Gehäuse in einer seitlichen Schnittdarstellung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren sind funktional gleiche Bauelemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In der 1 ist eine Elektronikanordnung 100 in einer seitlichen Schnittdarstellung gezeigt. Die Elektronikanordnung 100 ist beispielsweise in einer für einen Betrieb fertig gestellten Elektronikeinheit als Steuergerät 200 für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Die Elektronikanordnung 100 umfasst dabei ein mehrteiliges Gehäuse 10, welches im montierten Zustand vorliegt und nachfolgend als Montageanordnung bezeichnet wird. Hierbei sind die das Gehäuse bildenden Gehäuseteile, beispielsweise ein Gehäuseteil 10a und ein Gehäuseteil 10b, mittels eines Form-und/oder Kraftschluss mechanisch miteinander verbunden. Alternativ können die Gehäuseteile 10a, 10b auch stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Klebemittels, verbunden sein. Im montierten Gehäuse 10 ist ein Hohlraum 15 von den Gehäuseteilen 10a, 10b umschlossen. Innerhalb des Hohlraumes 15 ist ein bestückter Schaltungsträger 20 angeordnet. Dieser ist beispielsweise mit dem unteren Gehäuseteil 10b über Verbindungsstellen 11 mechanisch fest verbunden. Zusätzlich ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das untere Gehäuseteil 10b in einem Bereich als Wärmesenke 12 ausgebildet, mit welcher der bestückte Schaltungsträger 20 dann wärmeleitend verbunden ist. Auf dem Schaltungsträger 20, beispielsweise auf dessen Oberseite, ist durch eine Vielzahl von angeordneten elektrischen Bauelementen 30 und einer Leiterstruktur eine elektrische Schaltung ausgebildet. Die elektrische Schaltung ist von außerhalb des Gehäuses 10 über einen im Gehäuse 10 montierten, das Gehäuse 10 durchdringenden Stecker 35 elektrisch kontaktierbar. Der Stecker 35 umfasst einen Steckerkörper 36, welcher von Kontaktelemente 37 des Steckers von außerhalb des Gehäuses 10 in den Hohlraum 15 hinein durchdrungen ist. Die Kontaktelemente 37 sind innerhalb des Hohlraumes 15 mit dem bestückten Schaltungsträger 20 elektrisch kontaktiert. Das montierte Gehäuse 10 weist innerhalb der Montageanordnung an mehreren Stellen Durchgangsspalte 16 auf, durch welche ein flüssiges oder dampfförmiges Medium 40 von außerhalb des Gehäuses 10 in den Hohlraum 15 eindringbar ist. Derartige Durchgangsspalte 16 liegen beispielsweise an Stoßstellen 16.1 zwischen den Gehäuseteilen 10a, 10b vor. Hierbei liegt der Durchgangsspalt 16 als ein dem Fügebereich der Gehäuseteil 10a, 10b folgende, das Gehäuse 10 umlaufender Spalt vor. Ein weiterer Durchgangsspalt 16 ist beispielsweise an Stoß- und Fügestellen 16.2 zwischen dem Steckerkörper 36 des montierten Steckers 35 und dem Gehäuse 10 bzw. den jeweiligen Gehäuseteilen 10a, 10b ausgebildet. Weitere Durchgangsspalte 16 können ferner im Durchdringungsbereich 16.3 der Kontaktelementen 37 des Steckers 35 durch den Steckerkörper 36 vorliegen. Zusätzliche Durchgangsspalte 16 sind des Weiteren an Fügestellen 16.4 zwischen möglichen weiteren Montagebauteilen und dem Gehäuse 10 zu finden, beispielsweise an einem Verschlusselement 50, welches eine Zugangsöffnung 12 innerhalb des Gehäuses 10, beispielsweise innerhalb des oberen Gehäuseteiles 10a, verschließt. Das Verschlusselement 50 kann zusätzlich ein Dichtungselement 51 aufweisen, welches den Hohlraum 15 durch eine entsprechende Dichtwirkung gegenüber dem Verschlusselement 50 und dem Gehäuse 10 mediendicht verschließt. Insgesamt sind alle Durchgangsspalte 16 durch eine Parylenebeschichtung 60 mediendicht verschlossen. Bevorzugt sind dabei auch alle dem Hohlraum zugewandten Flächen der Elektronikanordnung 100 von der Parylenebeschichtung 60, 60.1 geschlossen abschließend überdeckt bzw. versiegelt. Dies umfasst daher beispielsweise ganzheitlich die Innenseite des Gehäuses 10, die Außenflächen des Schaltungsträgers 20, alle auf dem Schaltungsträger 20 angeordnete elektrische Bauelemente 30 sowie deren Kontaktanschlüsse und Verbindungsstellen mit dem Schaltungsträger 20, ebenso der in den Hohlraum 15 zeigende Bereich des Steckerkörpers 36 sowie die dort durchragenden Kontaktelemente 37 und deren Verbindungsstellen zum bestückten Schaltungsträger 20. Durch eine derart geschlossene Parylenebeschichtung 60, 60.1 ist auch ein jeweiliger Durchgangsspalt 16 zumindest von seinen angrenzenden Parylene beschichteten Randbereichen aus nahtlos von der Parylenebeschichtung 60, 60.1 verschließend überbrückt und/oder verschließend zumindest teilweise durchdrungen. Verfahrensbedingt ist der in den Hohlraum 15 zeigende Flächenbereich des Verschlusselementes 50 von der Gehäuseinnenseitigen Parylenebeschichtung 60, 60.1 ausgenommen, wie nachfolgend noch weiter ausgeführt.
  • Zum Aufbringen der Parylenebeschichtung 60,60.1 wird ein Beschichtungsprozess ausgeführt. Hierfür wird, nachdem der bestückten Schaltungsträgers 20 mit einem der Gehäuseteile 10a, 10b befestigt wurde und das Gehäuses 10, insbesondere umfassend noch weitere Montagebauteilen, wie den Stecker 35, in einem montierten Zustand gebracht wurde, die Elektronikanordnung 100 bevorzugt in eine vakuumierte Prozessumgebung gestellt. Hierbei ist ein Zugang zum Hohlraum 15 lediglich durch die nicht verschlossene Zugangsöffnung 12 gegeben. Durch diese wird dann eine Beschichtungsvorrichtung, beispielsweise eine Beschichtungsdüse 70, innerhalb des Gehäuses 10 positioniert und der Beschichtungsprozess bevorzugt als Vakuumbeschichtungsprozess mittels chemischer Dampfphasenabscheidung (CVD, chemical vapour deposition) ausgeführt. Hierbei wird das Beschichtungsmaterial gasförmig in den Innenraum des Gehäuses 10 eingebracht, wo es dann an dem Hohlraum 15 zugewandten Flächen polymerisiert. Nach dem Beschichtungsprozess wird die Zugangsöffnung 12 mit dem Verschlusselement 50 mit Hilfe des Dichtungselementes 51 mediendicht verschlossen. Alternativ zum Dichtungselement 51 kann eine Versiegelung am Verschlusselement 50 auch durch einen weiteren anschließenden Beschichtungsprozess erreicht werden. Mittels diesem wird zumindest ein Teil der auf der Außenseite der Elektronikanordnung 100 freiliegenden Flächen von einer nachträglich aufgebrachten Parylenebeschichtung60, 60.2 geschlossen versiegelt. Dabei wird unter anderem auch der Durchgangsspalt 16 zwischen dem Verschlusselement 50 und dem Gehäuse 10 durch die nachträglich aufgebrachte Parylenebeschichtung 60, 60.2 von außen verschließend überbrückt und/oder verschließend durchdrungen. Der Steckeranschluss des Steckers 35 wird dabei, beispielsweise durch eine Maskierungsmaßnahme, von der Parylenebeschichtung ausgenommen.
  • Der bestückte Schaltungsträger 20 kann zusätzlich bereits eine zuvor abschließende Parylenebeschichtung aufgewiesen haben, wobei mit der innenseitigen Versiegelung mittels der aufgebrachten Parylenebeschichtung 60, 60.1 auch zuvor beschichtungsfreie Stellen des Schaltungsträgers 20 nun vollständig von der nachfolgenden Parylenebeschichtung 60, 60.1 überdeckt sind. In ähnlicher Weise kann der Stecker 35 bereits vor der Montage in dem Gehäuse 10 als eine fertige Einheit derart ausgebildet sein, dass die Durchgangspalte 16 zwischen den Kontaktelementen 37 und dem Steckerkörper 36 durch eine Parylenebeschichtung 60 mediendicht verschlossen sind. Der Steckerkörper 36 ist bevorzugt gebildet durch eine Steckersockelplatte 38 und eine die Steckersockelplatte 38 zumindest auf der Steckerseite umrahmenden Steckerkragen 39.

Claims (12)

  1. Elektronikanordnung (100) umfassend ein mehrteiliges Gehäuse (10) und einen bestückten Schaltungsträger (20), wobei in einer Montageanordnung zumindest durch zwei montierte Gehäuseteile (10a, 10b) das Gehäuse (10) mit einem eingeschlossenen Hohlraum (15) ausgebildet ist und der bestückte Schaltungsträger (20) innerhalb des Hohlraumes (15) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Montageanordnung das Gehäuse (10) zumindest einen Durchgangsspalt (16) aufweist, durch welchen ein flüssiges oder dampfförmiges Medium (40) in den Hohlraum (15) eindringbar ist, wobei alle Durchgangsspalte (16) durch eine Parylenebeschichtung (60, 60.1, 60.2) mediendicht verschlossen sind.
  2. Elektronikanordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Hohlraum (15) umgebende Innenseite und/oder Außenseite des Gehäuses (10) von der Parylenebeschichtung (60, 60.1, 60.2) abschließend überdeckt ist, wobei jeder Durchgangsspalt (16) zumindest von seinen angrenzenden Parylene beschichteten Randbereichen aus nahtlos von der Parylenebeschichtung (60, 60.1, 60.2) verschließend überbrückt und/oder verschließend durchdrungen ist.
  3. Elektronikanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Durchgangsspalt (16) gebildet ist durch eine Stoßstelle (16.1) zwischen den zumindest zwei montierten Gehäuseteilen (10a, 10b) oder einer Stoßstelle (16.2, 16.4) zwischen zumindest dem Gehäuse (10) und einem das Gehäuse (10) durchdringenden Montagebauteil (35, 50), insbesondere einem Stecker.
  4. Elektronikanordnung (100) nach einem dem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßstelle (16.1, 16.2) einen Fügebereich umfasst, durch welchen die Gehäuseteile (10a, 10b) durch einen Form- und/oder Kraftschluss mechanisch miteinander verbunden sind.
  5. Elektronikanordnung (100) nach einem dem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikanordnung (100) einen Stecker (35) aufweist, insbesondere ein Stecker (35) nach Anspruch 9, welcher im Gehäuse (10) montiert ist und der Stecker (10) einen Steckerkörper (36) und zumindest ein Kontaktelement (37) aufweist, welches den Steckerkörper (36) von außerhalb des Gehäuses (10) bis in den Hohlraum (15) hinein durchdringt, wobei zwischen dem zumindest einen Kontaktelement (37) und dem Steckerkörper (36) ein Durchgangsspalt (16) ausgebildet ist, welcher von der Parylenebeschichtung (60, 60.1) verschlossen ist.
  6. Elektronikanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle dem Hohlraum (15) zugewandten freiliegenden Flächen der Elektronikanordnung (100) von der Parylenebeschichtung (60, 60.1) geschlossen versiegelt sind.
  7. Elektronikanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) eine Zugangsöffnung (12) aufweist, durch welche eine Beschichtungsvorrichtung, beispielsweise eine Beschichtungsdüse (70), innerhalb des Hohlraumes (15) positionierbar ist, mittels welcher während eines Vakuumbeschichtungsprozesses mittels chemischer Dampfphasenabscheidung (CVD, chemical vapour deposition) die Parylenebeschichtung (60, 60.1) innerhalb des Hohlraumes (15) auftragbar ist.
  8. Elektronikanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikanordnung (100) ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug ist.
  9. Stecker (35) zum Anschluss an einen Schaltungsträger (20) mit einer Steckerseite für einen Gegenstecker und einer Anschlussseite zur Kontaktierung des Schaltungsträgers (20), umfassend zumindest einen elektrisch isolierenden Steckerkörper (36), welcher gebildet ist aus zumindest einer Steckersockelplatte (38) und einem die Steckersockelplatte (38) zumindest auf der Steckerseite umrahmenden Steckerkragen (39), wobei innerhalb des Steckerkragens (39) eine Vielzahl von Kontaktelemente (37) angeordnet sind, die die Steckersockelplatte (38) zur Anschlussseite hin durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktelementen (37) und der Steckersockelplatte (38) jeweils ein Durchgangsspalt (16) ausgebildet ist, durch welchen ein flüssiges oder dampfförmiges Medium (40) von der Steckerseite auf die Anschlussseite gelangen kann, wobei alle Durchgangsspalte (16) durch eine Parylenebeschichtung (60) mediendicht verschlossen sind.
  10. Verfahren zum Ausbilden einer versiegelten Elektronikanordnung, insbesondere einer Elektronikanordnung (100) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 8, umfassend zumindest ein mehrteiliges Gehäuse (10) und zumindest einen bestückten Schaltungsträger (20), mit den Verfahrensschritten: - mechanisches Verbinden des zumindest einen bestückten Schaltungsträgers (20) mit zumindest einem das Gehäuse mitausbildendem Gehäuseteil (10a, 10b), - Fügen der Gehäuseteile (10a, 10b) zu einem montierten Gehäuse (10) der Elektronikanordnung (100) unter Ausbildung eines Hohlraumes (15), in welchem der Schaltungsträger (20) angeordnet ist, - Einbringen einer Beschichtungsvorrichtung (70) durch eine Zugangsöffnung (12) innerhalb des Gehäuses (10) und Ausführen eines Beschichtungsprozesses mittels welchem alle dem Hohlraum (15) zugewandten freiliegenden Flächen der Elektronikanordnung (100) von einer Parylenebeschichtung (60, 60.1) geschlossen versiegelt werden und dabei außer der Zugangsöffnung (12) alle anderen im Gehäuse (10) vorliegenden Durchgangsspalte (16), durch welche ein flüssiges oder dampfförmiges Medium (40) in den Hohlraum (15) des Gehäuses (10) eindringbar ist, bei der Versiegelung durch die Parylenebeschichtung (60, 60.1) mediendicht verschlossen werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach der abgeschlossenen Versiegelung innerhalb des Hohlraumes (15) die Zugangsöffnung (12) im Gehäuse (10) durch ein Verschlusselement (50) mediendicht verschlossen wird, indem zwischen dem Verschlusselement (50) und dem Gehäuse (10) im Bereich der Zugangsöffnung (12) ein gegenüber dem Medium (40) abdichtendes Dichtungselement (51) angeordnet wird und/oder ein weiterer Beschichtungsprozess ausgeführt wird, mittels welchem zumindest ein Teil der auf der Außenseite der Elektronikanordnung (100) freiliegenden Flächen von einer nachträglich aufgebrachten Parylenebeschichtung (60, 60.2) geschlossen versiegelt wird und dabei ein Durchgangsspalt (16) zwischen dem Verschlusselement (50) und dem Gehäuse (10) durch die nachträglich aufgebrachte Parylenebeschichtung (60, 60.2) von außen verschließend überbrückt und/oder verschließend durchdrungen wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsprozess innerhalb einer vakuumierten Prozessumgebung ausgeführt wird, insbesondere in Form eines Vakuumbeschichtungsprozesses mittels chemischer Dampfphasenabscheidung (CVD, chemical vapour deposition).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20010004316A1 (en) * 1999-01-29 2001-06-21 Denzene Quentin Scott Electronic enclosure with improved environmental protection
US20130335898A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Hzo, Inc. Systems and methods for applying protective coatings to internal surfaces of fully assembled electronic devices

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