DE102018207470A1

DE102018207470A1 - Gehäuse für eine Kamera und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102018207470A1
Application number: DE102018207470.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Moore; Motozo Horikawa; Hiram Avalos; Ligor Manushi; Robert Keller; John Janson; Mark Ryskamp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2018-12-06
Also published as: CN109005317A; CN109005317B; US10098267B1

Abstract

Ein elektronisches Gerät umfasst ein Gehäuse, eine im Gehäuse angeordnete Leiterplatte (PCB) und auf der PCB gelagerte elektronische Bauelemente. Das Gehäuse ist eine Anordnung aus einer Abdeckung und einem Unterteil. Zumindest eines von Abdeckung und Unterteil umfasst einen Bereich in welchem mindestens ein Abschnitt einer Außenoberfläche des Gehäuses in dem Bereich und ein Abschnitt von an den Abschnitt der Außenoberfläche angrenzendem Gehäusematerial Materialeigenschaften aufweisen, die sich von denen in anderen Bereichen unterscheiden. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung beschrieben, das die gewünschten Materialeigenschaften bereitstellt.

Description

HINTERGRUND
Elektronische Geräte umfassen oft eine Elektronik, die in einem Gehäuse angeordnet ist, das dazu ausgelegt ist, die Elektronik in diesem zu lagern und zu schützen. Beispielsweise handelt es sich bei einer Fahrzeugkamera um ein elektronisches Gerät, das ein Kameragehäuse umfasst, das dazu dient eine Kameraelektronik, die auf einer Leiterplatte (printed circuit board, PCB) montiert ist, und Kameralinsen, die am Kameragehäuse montiert sind, zu lagern und zu schützen. Das Kameragehäuse lagert auch einen elektrischen Verbinder, der mit der PCB elektrisch verbunden ist und elektrische Signale zwischen der PCB einschließlich der Kameraelektronik und externen Schaltungen passieren lässt. Das Gehäuse kann ein tablettartiges Unterteil und eine das Unterteil überdeckende und verschließende Abdeckung umfassen. Die PCB ist zwischen dem Unterteil und der Abdeckung gelagert. Die auf der PCB bereitgestellte und zwischen der Abdeckung und dem Unterteil eingeschlossene Elektronik erzeugt Wärme, die sich negativ auf die Leistung der Kameraelektronik auswirken kann, falls sie nicht ausreichend abgeleitet wird. Ferner wird von neuen Generationen von Fahrzeugkameras, wie etwa Nahbereichkameras, verlangt, dass sie kleiner sind und mehr Funktionalität bieten. Die Größen- und Funktionsanforderungen an die Nahbereichkamera können zu einer Wärmeerzeugung durch die Kameraelektronik führen, die ausreicht, um ein Versagen elektrischer Bauelemente zu verursachen, sofern die Wärme nicht schnell an die Außenumgebung abgeleitet wird. Es ist daher erwünscht, solche Gehäuse zu niedrigeren Kosten und mit verbesserten passiven Kühlungsmöglichkeiten gegenüber manchen herkömmlichen Kameragehäusen bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
In einigen Aspekten umfasst ein elektronisches Gerät ein Gehäuse, das wiederum einen ersten Gehäuseabschnitt umfasst. Der erste Gehäuseabschnitt umfasst einen ersten Abschnitt einer Außenoberfläche des Gehäuses, einen an den ersten Abschnitt der Außenoberfläche angrenzend angeordneten ersten Abschnitt Gehäusematerial und einen an den ersten Abschnitt Gehäusematerial angrenzend angeordneten zweiten Abschnitt Gehäusematerial. Der erste Abschnitt Gehäusematerial ist zwischen dem zweiten Abschnitt Gehäusematerial und dem ersten Abschnitt der Außenoberfläche angeordnet. Der erste Abschnitt der Außenoberfläche und der erste Abschnitt Gehäusematerial sind aus einem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der einen ersten Kunststoff und einen ersten Füllstoff umfasst. Die Menge des ersten Füllstoffes im ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ist ein erster Prozentsatz der Gesamtmenge an Material, das den ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet. Des Weiteren ist der zweite Abschnitt Gehäusematerial aus einem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der den ersten Kunststoff und den ersten Füllstoff umfasst, wobei die Menge des ersten Füllstoffes im zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ein zweiter Prozentsatz der Gesamtmenge an Material ist, das den zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Prozentsatz größer ist als der erste Prozentsatz.
Das elektronische Gerät kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: Das Gehäuse umfasst eine Seitenwand, die, im Querschnitt betrachtet, einen geschlossenen Teil ausbildet, und eine Stirnwand, die ein erstes Ende der Seitenwand verschließt und der erste Gehäuseabschnitt ist an einem zweiten Ende der Seitenwand angeordnet, wobei das zweite Ende dem ersten Ende entgegengesetzt liegt. Das Gehäuse umfasst ein Unterteil, das am zweiten Ende angeordnet ist und das zweite Ende verschließt, wobei das Unterteil über eine Schweißverbindung mit dem ersten Gehäuseabschnitt zusammengefügt ist, wobei die Schweißverbindung aus dem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist. Das Gehäuse umfasst eine Seitenwand, die, im Querschnitt betrachtet, einen geschlossenen Teil ausbildet, und eine Stirnwand, die ein erstes Ende der Seitenwand verschließt, und der erste Gehäuseabschnitt ist zwischen dem ersten Ende und einem zweiten Ende der Seitenwand angeordnet, wobei das zweite Ende dem ersten Ende entgegengesetzt liegt. Das Gehäuse umfasst ein Unterteil, eine Abdeckung und einen abgedichteten Innenraum, der zwischen dem Unterteil und der Abdeckung definiert ist, wobei die Abdeckung eine Abdeckungsseitenwand umfasst, die, im Querschnitt betrachtet, einen geschlossenen Teil ausbildet, und eine Abdeckungsstirnwand, die ein erstes Ende der Abdeckungsseitenwand verschließt, wobei das Unterteil an einem zweiten Ende der Abdeckungsseitenwand festgelegt ist, wobei der erste Gehäuseabschnitt am zweiten Ende der Abdeckungsseitenwand angeordnet ist, wobei das zweite Ende dem ersten Ende entgegengesetzt liegt, das elektronische Gerät eine Leiterplatte und eine Thermal-Interface-Vorrichtung umfasst, die Leiterplatte im Innenraum angeordnet ist, die Leiterplatte eine erste Oberfläche, die der Abdeckung zugewandt ist, eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt liegt und dem Unterteil zugewandt ist, und ein auf der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche gelagertes elektronisches Element umfasst, und die Thermal-Interface-Vorrichtung im Innenraum angeordnet ist, wobei die Thermal-Interface-Vorrichtung aus einem Thermal-Interface-Material ausgebildet ist, das eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweist und zwischen der ersten Oberfläche und dem Gehäuse angeordnet ist, so dass die Thermal-Interface-Vorrichtung die Leiterplatte und einen Abschnitt der Abdeckung kontaktiert.
Das elektronische Gerät kann auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: Der Abschnitt der Abdeckung ist aus dem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweist. Das Unterteil ist aus einem laserstrahltransparenten Kunststoff ausgebildet, das Unterteil ist über eine Schweißverbindung mit dem ersten Gehäuseabschnitt zusammengefügt, und die Schweißverbindung ist aus dem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet. Der Abschnitt der Abdeckung umfasst einen Abschnitt der Abdeckungsstirnwand, der von einem Umfangsrand der Abdeckungsstirnwand umgeben und beabstandet ist, und der Umfangsrand der Abdeckungsstirnwand ist aus einem Kunststoff ausgebildet, der sich von dem wärmeleitfähigen Kunststoff unterscheidet. Der Abschnitt der Abdeckung umfasst die Abdeckungsseitenwand und einen Abschnitt der Abdeckungsstirnwand. Eine nach außen weisende Oberfläche des Abschnitts der Abdeckung umfasst eine passive Kühleinrichtung, die ein Paar von durch einen Steg getrennte Vertiefungen umfasst. Das Unterteil umfasst eine Unterteilseitenwand mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, mit einem am ersten Ende der Unterteilseitenwand angeordneten Flansch, wobei sich der Flansch von der Unterteilseitenwand in einer zur Unterteilseitenwand senkrechten Richtung nach außen erstreckt, eine am zweiten Ende der Unterteilseitenwand angeordnete Unterteilstirnwand, wobei sich die Unterteilstirnwand in einer zum Flansch parallelen Richtung von der Unterteilseitenwand nach innen erstreckt, wobei die Unterteilstirnwand eine Öffnung und einen Kragen, der die Öffnung umgibt und von der Unterteilstirnwand in einer Richtung vom Flansch weg nach außen vorsteht, aufweist. Das elektronische Gerät umfasst ferner einen elektrischen Verbinder, der an der Abdeckung gelagert ist, wobei der elektrische Verbinder ein Verbindergehäuse umfasst, und elektrische Leiter, die am Verbindergehäuse gelagert sind und mit der Leiterplatte elektrisch verbunden sind. Das Verbindergehäuse ist aus einem Material ausgebildet, das sich vom zum Ausbilden des Abschnitts der Abdeckung verwendeten wärmeleitfähigen Kunststoff unterscheidet. Das elektronische Gerät ist eine Kamera und umfasst eine in einer Öffnung im Unterteil angeordnete Linsenanordnung, und das elektronische Element ist ein Bilddetektor, der so auf der zweiten Oberfläche der Leiterplatte gelagert ist, dass er mit einer optischen Achse der Linsenanordnung ausgerichtet ist.
In einigen Aspekten ein Verfahren zum Ausbilden einer Anordnung aus einem aus einem ersten Material ausgebildeten ersten Element und einem aus einem zweiten Material ausgebildeten zweiten Element, wobei das erste Element einen Zielbereich umfasst. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen des ersten Elements, wobei das erste Element eine Ausgangsmaterialstruktur aufweist, die einem Ausgangssatz von Materialeigenschaften entspricht, wobei sich die Ausgangsmaterialstruktur gleichmäßig durch mindestens ein durch den Zielbereich des ersten Elementes definiertes Volumen erstreckt. Das Verfahren umfasst die Wärmebehandlung des Zielbereichs des ersten Elements, so dass mindestens ein Abschnitt der Außenoberfläche des Zielbereichs eine modifizierte Materialstruktur aufweist, die einem modifizierten Satz von Materialeigenschaften entspricht, und andere Abschnitte des Zielbereichs die dem Ausgangssatz von Materialeigenschaften entsprechenden Materialeigenschaften beibehalten, wobei sich der modifizierte Satz von Materialeigenschaften von den Ausgangsmaterialeigenschaften unterscheidet. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen des zweiten Elements und Positionieren des ersten Elements und des zweiten Elements, so dass in einer vorgegebenen Konfiguration der Abschnitt der Außenoberfläche des Zielbereichs des ersten Elements das zweite Element physikalisch kontaktiert. Das Verfahren umfasst das Ausbilden einer materialschlüssigen Verbindung zwischen dem Abschnitt der Außenoberfläche des Zielbereichs des ersten Elements und dem zweiten Element, wobei das zweite Element im Zielbereich und in der vorgegebenen Konfiguration mit dem ersten Element verbunden ist.
Das Verfahren kann eines bzw. einen oder mehrere der folgenden Schritte und/oder Merkmale umfassen: Die materialschlüssige Verbindung wird durch Durchführen eines Laserschweißprozesses ausgebildet. Der Laserschweißprozess umfasst das Durchführen eines Laserschweißens, einschließlich eines Durchleitens eines Laserstrahls durch das zweite Element zum ersten Element. Das erste Element umfasst ein Gehäuse, das einen ersten Gehäuseabschnitt umfasst. Vor dem Wärmebehandlungsschritt umfasst der erste Gehäuseabschnitt den Ausgangssatz von Materialeigenschaften, die sich gleichmäßig zumindest durch das durch den Zielbereich definierte Volumen erstrecken, und nach dem Wärmebehandlungsschritt umfasst der Zielbereich einen Abschnitt einer Außenoberfläche des Gehäuses, einen an den Abschnitt der Außenoberfläche angrenzend angeordneten ersten Abschnitt Gehäusematerial, und einen an den ersten Abschnitt Gehäusematerial angrenzend angeordneten zweiten Abschnitt Gehäusematerial, wobei der erste Abschnitt Gehäusematerial zwischen dem zweiten Abschnitt Gehäusematerial und dem Abschnitt der Außenoberfläche angeordnet ist. Der Abschnitt der Außenoberfläche und der erste Abschnitt Gehäusematerial sind aus einem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der einen ersten Kunststoff und einen ersten Füllstoff umfasst, wobei die Menge des ersten Füllstoffes im ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ein erster Prozentsatz der Gesamtmenge an Material ist, das den ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Abschnitt Gehäusematerial aus einem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist, der den ersten Kunststoff und den ersten Füllstoff umfasst, die Menge des ersten Füllstoffes im zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ein zweiter Prozentsatz der Gesamtmenge an Material ist, das den zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Prozentsatz größer ist als der erste Prozentsatz. Die materialschlüssige Verbindung wird durch ein Spritzgussverfahren mit Mehrfacheinspritzung ausgebildet, bei welchem das erste Element über eine erste Materialeinspritzung und das zweite Element auf dem ersten Element im Zielbereich über eine zweite Materialeinspritzung ausgebildet wird. Das erste Material und das zweite Material sind wärmeleitfähige Kunststoffe, die eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweisen. Das erste Material und das zweite Material sind aus den gleichen Bestandteilen ausgebildet und unterscheiden sich nur im Verhältnis der Mengen des ersten Kunststoffs zum ersten Füllstoff.
Eine Fahrzeugkamera umfasst ein Kameragehäuse, das dazu dient, eine PCB zu lagern und zu schützen, die wiederum eine Kameraelektronik, einschließlich eines Bildsensors lagert. Das Kameragehäuse lagert eine Linsenanordnung, so dass diese mit dem Bildsensor ausgerichtet und geeignet von diesem beabstandet ist. Des Weiteren lagert das Kameragehäuse einen elektrischen Verbinder, der mit der Leiterplatte elektrisch verbunden ist und elektrische Signale zwischen der Kameraelektronik und externen Schaltungen passieren lässt.
Die Fahrzeugkamera umfasst passive Kühleinrichtungen, die dazu ausgelegt sind, Wärme aus der Umgebung der PCB an das Kameragehäuse abzuleiten. Des Weiteren umfasst das Kameragehäuse passive Kühleinrichtungen, die den wirksamen Wärmetransport aus dem Kameragehäuse an die Umgebung erleichtern, wodurch ein Versagen der Fahrzeugkamera aufgrund übermäßiger Wärme vermieden wird. Die Merkmale umfassen das Ausbilden des Kameragehäuses aus zwei oder mehr Kunststofftypen, die Wärmeleitwege bereitstellen.
Die vorliegend offenbarte Gehäuseanordnung wird vorteilhafterweise aus spritzgegossenen Kunststoffen ausgebildet. Die vorliegend offenbarte Gehäuseanordnung ist somit wesentlich kostengünstiger in der Herstellung als manche herkömmlichen Elektronikgerätegehäuse, bei welchen die Abdeckung aus Aluminiumdruckguss ausgebildet ist. Metallgehäuse sind nicht nur, aufgrund von Unterschieden bei den Materialkosten, teurer in der Herstellung als Kunststoffgehäuse, sie erfordern außerdem auch zusätzliche Strukturen, die Abdichtungsfunktionen und materialschlüssige Verbindungsfunktionen bereitstellen, die beim vorliegend beschriebenen Kunststoffgehäuse nicht erforderlich sind.
Des Weiteren stellt die Verwendung von Kunststoff zur Ausbildung des Kameragehäuses Kostensenkungen bereit, da die zum Ausbilden des offenbarten Gehäuses verwendete Werkzeugausrüstung eine wesentlich höhere Lebensdauer aufweist, als die zum Ausbilden eines herkömmlichen Elektronikgerätgehäuses verwendete. Beispielsweise kann ein einziges Spritzgießwerkzeug dazu tauglich sein, ungefähr eine Million Einspritzungen bereitzustellen, während das zur Herstellung der Aluminiumabdeckung in Druckguss verwendete Werkzeug typischerweise dazu tauglich sein kann, ungefähr einhunderttausend Gussstücke bereitzustellen.
Weitere Vorteile der Verwendung von Kunststoff zum Ausbilden des Kameragehäuses sind eine reduzierte Größe und ein reduziertes Gewicht gegenüber der Größe und dem Gewicht mancher herkömmlichen aus Aluminiumdruckguss ausgebildeten Kameragehäuse. In diesem Fall können Größenreduzierungen möglich sein, da Kunststoffgehäuseelemente zusammengeschweißt werden können, um eine Abdichtung gegen Staub und Feuchtigkeit bereitzustellen, und somit weniger Raum innerhalb des Gerätes erfordern, das der Bereitstellung von Abdichtungs- und Sicherungsfunktionen gewidmet ist, verglichen mit manchen aus Aluminiumdruckguss ausgebildeten Kameragehäusen.
Bei manchen Ausführungsformen sind ausgewählte Abschnitte des Kameragehäuses aus einem wärmeleitfähigen Kunststoff (thermally conductive plastic, TCP) ausgebildet. Dadurch weist das Kameragehäuse einige Materialeigenschaften auf, die denen einer Metallumhäusung ähnlich sind, und stellt dabei gleichzeitig die Kosten- und Gestaltungsvorzüge einer Kunststoffumhäusung bereit. Beispielsweise weisen manche TCP-Materialien Polyamid 66 (PA66) oder Polyethylenterephthalat (PBT) als Grundmaterialien auf und weisen Additive oder Füllstoffe auf, die die Wärmeleitfähigkeit von den 0,25 W/m·K traditioneller Thermoplaste auf ungefähr 6-10 W/m K oder mehr erhöhen. Sie sind in elektrisch isolierenden und elektrisch leitfähigen Güteklassen erhältlich und können bis zu 50 Prozent leichter sein als Aluminium, das eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 130 Watt/Meter/Kelvin aufweisen kann. Des Weiteren kann die elektrisch leitfähige Form des TCP-Materials einen gewissen Grad an Abschirmung zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) für die im Gehäuse angeordnete Elektronik bereitstellen.
Bei manchen Ausführungsformen ist der TCP so hergestellt, dass er dem Gehäuse eine optimierte Oberfläche für Laserschweißen, Verkleben mit Klebstoff und/oder materialschlüssiges Verbinden mit einem zweiten Material bereitstellt. Dies wird durch die Verwendung eines Prozesses erzielt, der eine Gehäuseoberfläche in einem Zielbereich bereitstellt, die einen relativ höheren Prozentsatz an Grundmaterial relativ zu Füllstoff als an die Oberfläche angrenzende Abschnitte des Gehäuses aufweist. Dadurch, dass ein relativ höherer Prozentsatz von Grundmaterial an der Gehäuseoberfläche bereitgestellt wird, sind Fügeprozesse wie Laserschweißen, Verkleben mit Klebstoff und/oder materialschlüssiges Verbinden mit einem zweiten Material an dieser Stelle leichter und funktionssicherer erzielbar als mit manchen herkömmlich ausgebildeten TCP-Gehäusen, die eine gleichmäßige Verteilung von Grundmaterial und Füllstoffen aufweisen.
Bei manchen Ausführungsformen hat der TCP eine schwarze Farbe, was seine Abstrahlungseigenschaften im Vergleich zu manchen herkömmlichen Elektronikgerätegehäusen erhöht, bei denen die Abdeckung aus Aluminiumdruckguss ausgebildet ist und somit eine silberne Farbe aufweist.
Figurenliste

1 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkamera.
2 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 1, entlang der Linie 2-2 von 1 gesehen.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des durch Strichlinien angedeuteten Abschnitts von 2.
4 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 1, entlang der Linie 4-4 von 1 gesehen.
5 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Fahrzeugkamera.
6 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 5, entlang der Linie 6-6 von 5 gesehen.
7 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 5, entlang der Linie 7-7 von 5 gesehen.
8 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Fahrzeugkamera.
9 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 8, entlang der Linie 9-9 von 8 gesehen.
10 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 8, entlang der Linie 10-10 von 8 gesehen.
11 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Fahrzeugkamera.
12 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 11, entlang der Linie 12-12 von 11 gesehen.
13 ist eine vergrößerte Ansicht des durch Strichlinien angedeuteten Abschnitts von 12.
14 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 11, entlang der Linie 14-14 von 11 gesehen.
15 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Fahrzeugkamera.
16 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 15, entlang der Linie 16-16 von 15 gesehen.
17 ist eine Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 15, entlang der Linie 17-17 von 15 gesehen.
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren zeigt.
19 zeigt in einer Querschnittansicht eines Abschnitts eines zum Ausbilden der Gehäuseabdeckung verwendeten Spritzgießwerkzeugs den Zielabschnitt der Abdeckung vor der Wärmebehandlung.
20 zeigt in einer Querschnittansicht eines Abschnitts eines zum Ausbilden der Gehäuseabdeckung verwendeten Spritzgießwerkzeugs den Zielabschnitt der Abdeckung nach der Wärmebehandlung.
21 zeigt in einer Querschnittansicht der Fahrzeugkamera von 1 den Verfahrensschritt des Ausbildens einer materialschlüssigen Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Unterteil unter Verwendung eines Laserschweißprozesses, wobei der Laserstrahl durch Pfeile dargestellt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf 1, 2 und 4 weist ein elektronisches Gerät, wie etwa eine Fahrzeugkamera 1, elektronische Bauelemente 64 auf, die in einem Kameragehäuse 4 angeordnet sind, das dazu ausgelegt ist, die elektronischen Bauelemente 64 darin zu lagern und zu schützen. Die elektronischen Bauelemente 64, einschließlich eines Bilddetektors 67, sind auf einer PCB 60 montiert. Die Fahrzeugkamera 1 umfasst auch eine Kameralinsenanordnung 80, die am Kameragehäuse 4 montiert ist. Das Kameragehäuse 4 lagert auch einen elektrischen Verbinder 50, der mit der PCB 60 elektrisch verbunden ist und elektrische Signale zwischen den elektronischen Bauelementen 64 der PCB 60 und externen Schaltungen (nicht gezeigt) passieren lässt. Das Kameragehäuse 4 kann ein tablettartiges Unterteil 30 und eine das Unterteil 30 überdeckende und verschließende Abdeckung 10 umfassen, und die PCB 60 ist zwischen dem Unterteil 30 und der Abdeckung 10 gelagert. Das Kameragehäuse 4 schützt die PCB 60 und die dazugehörigen elektronischen Bauelemente 64 vor Feuchtigkeit und Schmutzstoffen und umfasst passive Kühleinrichtungen, die einen funktionssicheren Betrieb der Fahrzeugkamera 1 ermöglichen, wie nachstehend ausführlich ausgeführt wird.
Das Unterteil 30 des Kameragehäuses 4 ist ein flacher Behälter, der eine Unterteil seitenwand 34 mit einem ersten Ende 35 und einem dem ersten Ende 35 entgegengesetzten zweiten Ende 36 umfasst. Die Unterteilseitenwand 34 bildet einen geschlossenen Teil aus, der, entlang einer zur Unterteilseitenwand 34 parallel verlaufenden Gehäusemittellinie 8 gesehen, eine rechteckige Gestalt aufweist. Ein Flansch 32 ist am ersten Ende der Unterteilseitenwand 35 angeordnet. Der Flansch 32 steht von der Unterteilseitenwand 34 in einer zur Unterteilseitenwand 34 senkrechten Richtung nach außen hervor und umgibt einen Umfang der Unterteilseitenwand 34.
Das Unterteil 30 umfasst eine am zweiten Ende der Unterteilseitenwand 36 angeordnete Unterteilstirnwand 37. Die Unterteilstirnwand 37 verschließt das zweite Ende der Unterteilseitenwand 36 und ist vom Flansch 32 versetzt und parallel zu diesem. In einem Paar von diagonal entgegengesetzten Ecken des Unterteils 30 sind Nocken 40 angeordnet und stehen von der Unterteilstirnwand 37 zur Abdeckung 10 hin vor. Die Nocken 40 umfassen Sacköffnungen, die dazu ausgelegt sind, Schrauben 46 aufzunehmen, die dazu dienen die PCB 60 an der Unterteilstirnwand 37 zu sichern. Die Nocken 40 dienen auch als Abstandshalter, die die PCB 60 in einer relativ zur Unterteilstirnwand 37 beabstandeten Beziehung lagern. Das Unterteil 30 kann auch Passstifte 42 umfassen, die von der Unterteilstirnwand 37 zur Abdeckung 10 hin vorstehen und in entsprechenden, in der PCB 60 ausgebildeten Öffnungen aufgenommen werden. Die Passstifte 42 dienen dazu, die PCB 60 relativ zum Unterteil 30 und der Linsenanordnung 80 vor dem Einführen der Schrauben 46 in die Nocken 40 zu positionieren.
Die Unterteilstirnwand 37 umfasst eine Öffnung 38, durch welche sich die Linsenanordnung 80 erstreckt. Ein zylinderförmiger Kragen 39 umgibt die Öffnung 38 und steht von einer Außenoberfläche der Unterteilstirnwand 37 nach außen vor. Der Kragen 39 lagert die Linsenanordnung 80 und erleichtert das Ausrichten der Linsenanordnung 80 mit dem Bilddetektor 67. Eine Dichtung 83, beispielsweise eine Raupe Klebstoff ist zwischen dem Kragen 39 und der Linsenanordnung 80 angeordnet, um die Linsenanordnung 80 innerhalb des Kragens 39 festzuhalten und zu verhindern, dass Feuchtigkeit in das Kameragehäuse 4 eindringen kann.
Die Abdeckung 10 ist ein becherförmiger Behälter, der, wenn er mit dem Unterteil 30 zusammengesetzt ist, mit dem Unterteil 30 zusammenwirkt, um einen Gehäuseinnenraum 6 zu definieren. Die Abdeckung 10 umfasst eine Abdeckungsseitenwand 12 mit einem ersten Ende 13 und einem dem ersten Ende 13 entgegengesetzten zweiten Ende 14. Die Abdeckungsseitenwand 12 ist relativ zu einer Länge der Unterteilseitenwand 34 lang. Beispielsweise beträgt in der dargestellten Ausführungsform der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Abdeckungsseitenwandende 13, 14 mindestens das Zweifache des Abstands zwischen dem ersten und zweiten Ende der Unterteilseitenwand 35, 36. Die Abdeckungsseitenwand 12 bildet einen geschlossenen Teil aus, der, entlang der Gehäusemittellinie 8 gesehen, einer Gestalt der Unterteilseitenwand 34 entspricht. In der dargestellten Ausführungsform weist die Abdeckungsseitenwand 12 eine rechteckige Gestalt auf.
Die Abdeckung 10 umfasst eine am ersten Abdeckungsseitenwandende 13 angeordnete Abdeckungsstirnwand 20. Ein Umfangsrand 23 der Abdeckungsstirnwand 20 ist mit dem ersten Abdeckungsseitenwandende 13 zusammengefügt und die Abdeckungsstirnwand 20 verschließt das erste Abdeckungsseitenwandende 13. Der elektrische Verbinder 50 ist an der Abdeckungsstirnwand 20 angrenzend an einen ersten Abschnitt 12(1) der Abdeckungsseitenwand 12 gelagert. Des Weiteren ist in der Abdeckungsstirnwand 20 an einer Stelle zwischen dem elektrischen Verbinder 50 und einem zweiten Abschnitt 12(2) der Abdeckungsseitenwand 12 eine passive Kühleinrichtung 26 ausgebildet. Der zweite Abschnitt 12(2) liegt, relativ zum ersten Abschnitt 12(1), an einer entgegengesetzten Seite der Abdeckungsstirnwand 20. Die passive Kühleinrichtung 26 umfasst ein Paar von durch einen Steg 29 getrennte Vertiefungen 27, 28. Die passive Kühleinrichtung 26 stellt de facto einen Bereich mit einer relativ großen Fläche entlang der Abdeckungsstirnwand 20 bereit, was eine wirksame Wärmekonvektion von der Abdeckungsstirnwand 20 in die Atmosphäre erleichtert.
Die PCB 60 ist im Innenraum 6 zwischen dem Unterteil 30 und der Abdeckung 10 auf eine Weise angeordnet, so dass die PCB 60 innerhalb des Kameragehäuses 4 festgelegt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die PCB 60 am Unterteil 30 festgelegt und dient dazu, elektrische Verbindungen zwischen dem elektrischen Verbinder 50 und den externen Schaltungen, die eine elektronische Steuereinheit (nicht gezeigt) umfassen können, zu lagern und bereitzustellen.
Die PCB 60 ist eine starre, mehrschichtige Platte aus isolierendem Material, die elektrisch leitfähige Leiterbahnen (nicht gezeigt) umfasst, die dazu dienen, elektronische Bauelemente 64 miteinander und/oder mit dem elektrischen Verbinder 50 elektrisch zu verbinden. Der elektrische Verbinder 50 ist mit der PCB 60 über einen an einer ersten, der Abdeckung zugewandten Oberfläche 61 der PCB 60 angeordneten Stecker 52 elektrisch verbunden. Der elektrische Verbinder 50 kann beispielsweise ein Typ sein, der dazu dient, mit einem Kabelbaumverbinder (nicht gezeigt) in Eingriff zu kommen. Die PCB 60 lagert die elektronischen Bauelemente 64, eine Steuerung, Elektrolytkondensatoren, Leistungsbauelemente et cetera, sowohl auf der ersten Oberfläche 61 als auch auf der entgegengesetzten zweiten Oberfläche 62, die dem Unterteil 30 zugewandt ist. In der Fahrzeugkamera 1 ist der Bilddetektor 67 auf der zweiten Oberfläche 62 der PCB an einer Stelle angeordnet, die mit der Linsenanordnung 80 ausgerichtet ist. Des Weiteren kann die PCB 60 wärmeleitfähige Kontaktlöcher (nicht gezeigt) umfassen, die sich zwischen der ersten und zweiten Seite 61, 62 erstrecken. Bei manchen Ausführungsformen sind die Kontaktlöcher der Wärmeleitung dediziert zugeordnet, während bei anderen Ausführungsformen die Kontaktlöcher sowohl als elektrische als auch als wärmeleitende Wege fungieren.
Die Fahrzeugkamera 1 umfasst eine Thermal-Interface-Vorrichtung 90, die zwischen der ersten Oberfläche 61 der PCB und dem Kameragehäuse 4 angeordnet ist, so dass die Thermal-Interface-Vorrichtung 90 sowohl die PCB 60 als auch einen Abschnitt der Abdeckung 10 physikalisch kontaktiert. Insbesondere kontaktiert die Thermal-Interface-Vorrichtung 90 die PCB 60 und den Abschnitt der Abdeckung 10, der die passive Kühleinrichtung 26 umfasst, physikalisch. Die von der Innenoberfläche der Abdeckungsstirnwand 20 in dem die passive Kühleinrichtung 26 umfassenden Abschnitt bereitgestellte relativ große Fläche erleichtert eine gute Wärmeleitung zwischen der Thermal-Interface-Vorrichtung 90 und der Abdeckung 10. Des Weiteren erleichtert die von der Außenoberfläche der Abdeckungsstirnwand 20 in dem die passive Kühleinrichtung 26 umfassenden Abschnitt bereitgestellte relativ große Fläche eine gute Wärmekonvektion zwischen der Abdeckung 10 und der Atmosphäre.
Die Thermal-Interface-Vorrichtung 90 ist ein Thermal-Interface-Material (TIM). Die Bezeichnung TIM bezieht sich in der vorliegenden Verwendung auf ein wärmeleitfähiges Material, das vor dem Aushärten relativ weich und nachgiebig ist und nach dem Aushärten im Wesentlichen starr wird. Als Alternative kann das TIM als Fett, als Paste, als Gel, als Band, als Pad usw. vorliegen, wie geeignet. In der dargestellten Ausführungsform weist das TIM eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK auf.
Da das TIM zwischen der ersten Oberfläche 61 der PCB und der Abdeckung 10 angeordnet ist, wird die Kühlung der PCB 60 und ihrer dazugehörigen Elektronik über Wärmeleitung zwischen der PCB 60 und der Abdeckung 10 über das TIM erzielt. Des Weiteren kann eine Leitungskühlung der elektronischen Bauelemente 64 einschließlich des Bilddetektors 67, die auf der zweiten Oberfläche 62 der PCB 60 gelagert sind, über die wärmeleitfähigen Kontaktlöcher erleichtert sein, die sich zwischen der ersten Oberfläche 61 und der zweiten Oberfläche 62 der PCB 60 erstrecken.
Die Abdeckung 10 ist aus einem TCP-Material ausgebildet. Der Begriff TCP bezieht sich in der vorliegenden Verwendung auf einen Kunststoff, der eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als manche herkömmlichen Kunststoffe. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der TCP eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK auf. Bei anderen Ausführungsformen weist der TCP eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 2 W/mK auf. Bei noch anderen Ausführungsformen weist der TCP eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 5 W/mK auf. Bei manchen Ausführungsformen kann der TCP ein herkömmliches Kunststoffgrundmaterial wie PA66 oder PBT umfassen, das einen Füllstoff umfasst, der die Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffgrundmaterials erhöht. Beispielsweise kann es sich bei dem Füllstoff um Graphit, Glas oder Keramikpartikel handeln. Bei manchen Ausführungsformen kann der TCP elektrisch leitfähig sein. Bei Ausführungsformen, bei denen der TCP elektrisch leitfähig ist, kann die Abdeckung 10 eine EMV-Abschirmung der PCB 60 und der elektronischen Bauelemente 67 bereitstellen.
Die Verwendung des TCP-Materials zum Ausbilden von Abschnitten des Kameragehäuses 4 ist vorteilhaft, da eine Metallumhäusung vermieden werden kann und gleichzeitig bekannte Kosten- und Gestaltungsvorzüge einer Kunststoffumhäusung bereitgestellt werden.
Bezugnehmend auf 2 und 3 kann die Abdeckung 10 Merkmale umfassen, die das materialschlüssige Verbinden der Abdeckung 10 mit einem zweiten Element (z. B. dem Unterteil), beispielsweise über einen Laserschweißprozess, erleichtern. Die Merkmale umfassen das Bereitstellen einer Gehäuseoberfläche, die für ein materialschlüssiges Verbinden optimiert ist, indem sie einen relativ höheren Prozentsatz an Grundmaterial relativ zu Füllstoff als an die Oberfläche angrenzende Abschnitte des Gehäuses aufweist. Dies wird beispielsweise unter Verwendung eines nachstehend ausführlich beschriebenen Herstellungsprozesses erzielt. Die optimierte Gehäuseoberfläche umfasst einen Gehäuseabschnitt (z. B. einen Zielabschnitt) 91, der einer Stelle entspricht, an der es erwünscht ist, eine Schweißverbindung mit dem Unterteil 30 auszubilden. So entspricht in der dargestellten Ausführungsform der Gehäuseabschnitt 91 dem zweiten Abdeckungsseitenwandende 14, das an den Unterteilflansch 32 lasergeschweißt ist. Der Gehäuseabschnitt 91 umfasst einen Oberflächenabschnitt 92, der einer Außenoberfläche des zweiten Abdeckungsseitenwandendes 14 entspricht, einen angrenzend an den Oberflächenabschnitt 92 angeordneten ersten Abschnitt Gehäusematerial 93 und einen angrenzend an den ersten Abschnitt Gehäusematerial 93 angeordneten zweiten Abschnitt Gehäusematerial 94. Der erste Abschnitt Gehäusematerial 93 ist zwischen dem zweiten Abschnitt Gehäusematerial 94 und dem Oberflächenabschnitt 92 angeordnet.
Der Oberflächenabschnitt 92 und der erste Abschnitt Gehäusematerial 93 sind aus einem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der ein erstes Grundmaterial und einen ersten Füllstoff umfasst. Beispielsweise ist in der dargestellten Ausführungsform das erste Grundmaterial ein herkömmlicher Kunststoff wie PA66, und der zweite Füllstoff ist ein wärmeleitfähiges Material wie Graphit, wobei jedoch stattdessen andere geeignete Materialien verwendet werden können. Die Menge des ersten Füllstoffes (z. B. Graphit) im ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ist ein erster Prozentsatz der Gesamtmenge an Material, das den ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet. Des Weiteren ist der zweite Abschnitt Gehäusematerial 94 aus einem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der das erste Grundmaterial (z. B. PA66) und den ersten Füllstoff (z. B. Graphit) umfasst. Die Menge des zweiten Füllstoffes (z. B. Graphit) im zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ist ein zweiter Prozentsatz der Gesamtmenge an Material, das den zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Prozentsatz ist größer als der erste Prozentsatz. Das heißt, der erste wärmeleitfähige Kunststoff und der zweite wärmeleitfähige Kunststoff weisen im Wesentlichen die gleichen Komponenten auf, weisen aber unterschiedliche Anteile von Grundmaterial und Füllstoff auf.
Dadurch weisen der Oberflächenabschnitt 92 und der erste Abschnitt Gehäusematerial 93 mehr Grundmaterial auf, als der zweite Abschnitt Gehäusematerial 94, der an einer vom Oberflächenabschnitt 92 beabstandeten Stelle angeordnet ist. Da der Oberflächenabschnitt 92 und der erste Abschnitt Gehäusematerial 93 einen relativ hohen Anteil an Grundmaterial aufweisen, wird die Ausbildung einer funktionssicheren Schweißverbindung mit dem Unterteil 30 einfach und funktionssicher gemacht.
Das Unterteil 30 ist von der Abdeckung 10 separat ausgebildet und ist aus einem anderen Kunststoff ausgebildet. Bei manchen Ausführungsformen ist das Unterteil 30 aus einem laserstrahltransparenten Kunststoff (laser transparent plastic, LTP) ausgebildet. Die Verwendung eines LTP-Materials zum Ausbilden des Unterteils 30 ist vorteilhaft, da es die Verwendung eines Laserschweißprozesses zum Zusammenfügen der Abdeckung 10 mit dem Unterteil 30 ermöglicht, wie nachstehend ausführlich ausgeführt wird. Ein weiterer Vorteil der Ausbildung des Unterteils 30 aus einem anderen Kunststoff umfasst eine gesamte Reduzierung der Materialkosten, da TCP-Materialien verglichen mit manchen herkömmlichen Kunststoffen relativ kostenintensiver ist. Darüber hinaus können manche TCP-Materialien verglichen mit manchen anderen Kunststoffen relativ spröde sein. Dadurch, dass das Unterteil 30 aus einem Nicht-TCP-Material ausgebildet wird, kann das Unterteil 30 eine höhere Stärke aufweisen als die aus TCP-Material ausgebildeten Abschnitte des Kameragehäuses 4, wodurch die strukturelle Integrität des Kameragehäuses 4 relativ zu einem ganz aus TCP-Materialien ausgebildeten Kameragehäuse verbessert wird.
Das Kameragehäuse 4 lagert die PCB 60 und ihre dazugehörigen elektronischen Bauelemente 64 sicher und stellt gleichzeitig verbesserte Kühlungseigenschaften und niedrigere Herstellungskosten bereit. Dies wird dadurch erzielt, dass die Abdeckung 10 aus einem TCP-Material ausgebildet wird, das die aus einem TIM zwischen der PCB 60 und der Abdeckung 10 ausgebildete Thermal-Interface-Vorrichtung 90 bereitstellt, und dadurch, dass die aus einem TCP an einer Außenoberfläche der Abdeckung 10 ausgebildeten passiven Kühleinrichtungen 26 bereitgestellt werden. Durch eine strategische Auswahl und Platzierung der zum Ausbilden des Kameragehäuses 4 verwendeten Materialien, kann die Kühlung der Fahrzeugkamera 1 relativ zu manchen herkömmlichen Kunststoffgehäusen verbessert werden.
Dadurch können die Vorteile aus der Verwendung eines leichten Materials wie einem Kunststoff realisiert werden und gleichzeitig ein Kameragehäuse 4 bereitgestellt werden, das dazu ausgelegt ist, die PCB 60 einschließlich des Bildsensors 67 sicher und geschützt unterzubringen. Dadurch, dass die Abdeckung 10 als Anordnung ausgebildet wird, die eine TCP-Kunststoffabdeckung 10 mit passiven Kühleinrichtungen und ein Unterteil 30 von relativ hoher Stärke, sowie einen Kunststoffwärmesenkenabschnitt 60 mit optimierten Wärmeleitungseigenschaften umfasst, wird eine leichte, kostengünstige Gehäuseanordnung bereitgestellt.
Bezugnehmend auf 5-7 ist eine alternative Ausführungsform einer Fahrzeugkamera 100 der vorstehend anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 ähnlich, und es werden für gemeinsame Elemente gemeinsame Bezugszeichen verwendet. Die in 5-7 gezeigte Fahrzeugkamera 100 unterscheidet sich von der oben anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 darin, dass sie ein Kameragehäuse 104 mit einer alternativen Ausführungsform umfasst. Das Kameragehäuse 104 umfasst das Unterteil 30 und eine das Unterteil 30 überdeckende und verschließende Abdeckung 110. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die PCB 60 zwischen dem Unterteil 30 und der Abdeckung 110 gelagert. Des Weiteren schützt das Kameragehäuse 104 die PCB 60 und die dazugehörigen elektronischen Bauelemente 64 vor Feuchtigkeit und Schmutzstoffen und umfasst passive Kühleinrichtungen, die einen funktionssicheren Betrieb der Fahrzeugkamera 100 ermöglichen.
Die in 5-7 gezeigte Abdeckung 110 unterscheidet sich von der in 1-4 gezeigten Abdeckung 10 darin, dass nur ein Teil der Abdeckung 110 aus einem TCP-Material ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Abschnitt 25 der Abdeckungsstirnwand 20 aus TCP ausgebildet. Der Rest der Abdeckung 10, einschließlich des Verbinders 50, des Umfangsrands 23 der Abdeckungsstirnwand 20 und der Abdeckungsseitenwand 12, sind aus einem Kunststoff ausgebildet, der sich vom wärmeleitfähigen Kunststoff unterscheidet. Beispielsweise können bei manchen Ausführungsformen der Verbinder 50, der Umfangsrand 23 der Abdeckungsstirnwand 20 und die Abdeckungsseitenwand 12 aus einem herkömmlichen Kunststoff, wie etwa rußhaltigem Kunststoff (carbon black plastic, CBP), ausgebildet sein.
Der Abschnitt 25 der Abdeckungsstirnwand 20, der aus einem TCP-Material ausgebildet ist, ist von einem Umfangsrand 23 der Abdeckungsstirnwand 20 umgeben und beabstandet. Der Abschnitt 25 der Abdeckungsstirnwand 20 ist strategisch platziert, um die Kühlung der Fahrzeugkamera 1 zu erleichtern. Insbesondere umfasst der Abschnitt 25 der Abdeckungsstirnwand 20 die passive Kühleinrichtung 26 und unmittelbar an die passive Kühleinrichtung 26 angrenzende Abschnitte der Abdeckungsstirnwand 20. Dadurch kontaktiert der Abschnitt 25 der Abdeckungsstirnwand 20 die Thermal-Interface-Vorrichtung 90, und das Kameragehäuse 104 bietet passive konduktive und konvektive Kühlungsvorzüge und minimiert gleichzeitig die mit der Verwendung von TCP verbundenen Materialkosten.
Bezugnehmend auf 8-10 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer Fahrzeugkamera 200 der vorstehend anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 ähnlich, und es werden für gemeinsame Elemente gemeinsame Bezugszeichen verwendet. Die in 8-10 gezeigte Fahrzeugkamera 200 unterscheidet sich von der oben anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 darin, dass sie ein Kameragehäuse 204 mit einer alternativen Ausführungsform umfasst. Das Kameragehäuse 204 umfasst ein Unterteil 230 und eine das Unterteil 230 überdeckende und verschließende Abdeckung 210. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die PCB 60 zwischen dem Unterteil 230 und der Abdeckung 210 gelagert. Des Weiteren schützt das Kameragehäuse 204 die PCB 60 und die dazugehörigen elektronischen Bauelemente 64 vor Feuchtigkeit und Schmutzstoffen und umfasst passive Kühleinrichtungen, die einen funktionssicheren Betrieb der Fahrzeugkamera 200 ermöglichen.
Die in 8-10 gezeigte Abdeckung 210 unterscheidet sich von der in 1-4 gezeigten Abdeckung 10 darin, dass die Abdeckung 210 aus zwei verschiedenen Kunststoffen ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Abschnitt 225 der Abdeckungsseitenwand 212 aus einem herkömmlichen Kunststoff, wie etwa CBP, ausgebildet. Genauer ist insbesondere das zweite Abdeckungsseitenwandende 214 aus CBP ausgebildet. Der Rest der Abdeckung 210 einschließlich des ersten Abdeckungsseitenwandendes 213, der Abdeckungsstirnwand 220 einschließlich des Verbinders und der passiven Kühleinrichtung 26 sind aus TCP ausgebildet.
Der Abschnitt 225 der Abdeckungsseitenwand 212, der aus einem CBP-Material ausgebildet ist, stellt das abschließende oder freie Ende der Abdeckungsseitenwand 212 bereit, das durch Laserschweißen mit dem Unterteil zusammengefügt wird. Dadurch, dass der Abschnitt 225 der Abdeckungsseitenwand aus CBP ausgebildet wird, lässt sich eine sichere Schweißverbindung einfach und funktionssicher zwischen der Abdeckung 210 und dem Unterteil 230 ausbilden. Bei manchen Ausführungsformen wird der Abschnitt 225 der Abdeckungsseitenwand 212 auf dem Rest der Abdeckung 210 in einem Spritzgussverfahren mit einer zweiten Einspritzung ausgebildet.
Da ein Abschnitt der Abdeckungsseitenwand 212 und der Abdeckungsstirnwand 220, einschließlich der passiven Kühleinrichtung 26 aus TCP ausgebildet sind, stellt das Kameragehäuse 204 passive konduktive und konvektive Kühlungsvorzüge bereit und minimiert gleichzeitig die mit der Verwendung von TCP verbundenen Materialkosten.
Die in 8-10 gezeigte Fahrzeugkamera 200 unterscheidet sich ferner von der oben anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 darin, dass sie einen alternativen Mechanismus zum Befestigen der PCB 60 am Unterteil 230 umfasst. Das Unterteil 230 ist dem oben anhand von 1-4 beschriebenen Unterteil 30 ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Nocken 40 von 1-4 durch Abstandshalter 240 ersetzt sind. Ein Abstandshalter 240 ist in jeder Ecke des Unterteils 30 angeordnet und steht von der Unterteilstirnwand 37 zur Abdeckung 210 hin vor. Die Abstandshalter 240 sind zylinderförmig und weisen jeweils eine planare abschließende Stirnfläche 241 auf. Die Abstandshalter 240 lagern die PCB 60 in einer relativ zur Unterteilstirnwand 37 beabstandeten Beziehung. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Seite 62 der PCB 60 an der abschließenden Stirnfläche 241 des Abstandhalters unter Verwendung von Klebstoff 243 gesichert.
Bezugnehmend auf 11-14 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer Fahrzeugkamera 300 der vorstehend anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 ähnlich, und es werden für gemeinsame Elemente gemeinsame Bezugszeichen verwendet. Die in 11-14 gezeigte Fahrzeugkamera 300 unterscheidet sich von der oben anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 darin, dass sie ein Kameragehäuse 304 mit einer alternativen Ausführungsform umfasst. Das Kameragehäuse 304 umfasst ein Unterteil 330 und eine das Unterteil 330 überdeckende und verschließende Abdeckung 310. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die PCB 60 zwischen dem Unterteil 330 und der Abdeckung 310 gelagert. Des Weiteren schützt das Kameragehäuse 304 die PCB 60 und die dazugehörigen elektronischen Bauelemente 64 vor Feuchtigkeit und Schmutzstoffen und umfasst passive Kühleinrichtungen, die einen funktionssicheren Betrieb der Fahrzeugkamera 300 ermöglichen.
Die in 11-14 gezeigte Abdeckung 310 unterscheidet sich von der in 1-4 gezeigten Abdeckung 10 darin, dass die Abdeckung 310 seitenwandlos ist. Insbesondere ist die Abdeckung 310 ein allgemein plattenförmiges Element, das, wenn es mit dem Unterteil 330 zusammengesetzt ist, mit dem Unterteil 330 zusammenwirkt, um den Gehäuseinnenraum 6 zu definieren. Die Abdeckung 310 umfasst eine nach außen weisende Oberfläche 321 und eine entgegengesetzte, zur PCB weisende Oberfläche 322. Ein Umfangsrand 323 der Abdeckung 310 weist, entlang der Gehäusemittellinie 8 gesehen, ein rechteckiges Profil auf. Des Weiteren sind Öffnungen 324 in jeder Ecke der Abdeckung 310 bereitgestellt. Die Öffnungen 324 nehmen Stifte 333 auf, die am Unterteil 330 bereitgestellt sind und dazu dienen, die Abdeckung 310 am Unterteil 330 zu sichern, wie nachstehend ausführlich ausgeführt wird.
Ähnlich wie die in 11-14 gezeigte Abdeckung 30 umfasst die Abdeckung 310 den Verbinder 50 und die passiven Kühleinrichtungen 26 wie oben beschrieben. Des Weiteren ist die Abdeckung 310 aus TCP ausgebildet.
Das in 11-14 gezeigte Unterteil 330 unterscheidet sich vom in 1-4 gezeigten Unterteil 30 darin, dass das Unterteil 30 eine Sekundärseitenwand 340 umfasst, die von einer zur Abdeckung weisenden Oberfläche des Flansches 32 vorsteht. Die Sekundärseitenwand 340 umfasst ein erstes Ende 313 und ein zweites Ende 314. Das zweite Sekundärwandende 314 liegt dem ersten Ende 313 entgegengesetzt. Die Sekundärseitenwand 340 ist relativ zur Länge der Unterteilseitenwand 34 lang. Beispielsweise beträgt in der dargestellten Ausfiihrungsform der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Sekundärseitenwandende 313, 314 mindestens das Zweifache des Abstands zwischen dem ersten und zweiten Ende der Unterteilseitenwand 35, 36. Die Sekundärseitenwand 340 bildet einen geschlossenen Teil aus, der eine Gestalt aufweist, die, entlang der Gehäusemittellinie 8 gesehen, der Gestalt der Unterteilseitenwand 34 entspricht. In der dargestellten Ausführungsform weist die Sekundärseitenwand 340 eine rechteckige Gestalt auf.
Das zweite Sekundärwandende 314 ist mit dem Flansch 32 zusammengefügt oder einstückig damit ausgebildet. Das erste Sekundärwandende 313 umfasst einen freien Rand 315. Die Stifte 333 stehen vom freien Rand 315 in einer zur Gehäusemittellinie 8 parallelen Richtung hervor. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Sekundärseitenwand 340 vier Stifte 333 und jeweils ein Stift 333 ist in jeder Ecke der Sekundärseitenwand 340 angeordnet. Die Stifte 333 sind dazu gestaltet und bemessen, in den Abdeckungsöffnungen 324 in Presspassung aufgenommen zu werden, und die abschließenden Enden 335 der Stifte 333 sind allgemein mit der nach außen weisenden Oberfläche 321 der Abdeckung bündig. Bei manchen Ausführungsformen werden im Anschluss an den Zusammenbau der Abdeckung 310 mit dem ersten Sekundärseitenwandende 313 jeweils die abschließenden Enden 335 der Stifte 333, zum Beispiel über einen Stanzprozess, verformt. Die verformten abschließenden Enden 335 stehen mit der Abdeckung 310 in Eingriff, wodurch sie die Abdeckung 310 am ersten Sekundärseitenwandende 313 festhalten.
Bei manchen Ausführungsformen sind das Unterteil 330, einschließlich der Sekundärseitenwand 340, des Flansches 32, der Unterteilseitenwand 34, der Unterteilstirnwand 37 und des Kragens 39 aus TCP ausgebildet.
Das Kameragehäuse 304 umfasst eine ringförmige Dichtung 398, die an der nach innen weisenden Oberfläche 322 der Abdeckung an einer relativ zum Umfangsrand 323 der Abdeckung leicht innenliegenden Stelle angeordnet ist. Die Dichtung 398 liegt am ersten Sekundärseitenwandende 313 an. Die Dichtung 398 verhindert, dass Feuchtigkeit und Schmutzstoffe in das Kameragehäuse 304 entlang der Berührungsfläche zwischen der Abdeckung 310 und dem Unterteil 330 eindringen.
Bezugnehmend auf 12 und 13 kann bei manchen Ausführungsformen die Abdeckung 310 Merkmale aufweisen, die ein materialschlüssiges Verbinden der Dichtung 398 mit der nach innen weisenden Oberfläche 322 der Abdeckung erleichtern. Die Merkmale umfassen das Bereitstellen einer Gehäuseoberfläche, die für ein materialschlüssiges Verbinden optimiert ist, indem sie einen relativ höheren Prozentsatz an Grundmaterial relativ zu Füllstoff als an die Oberfläche angrenzende Abschnitte des Gehäuses aufweist. Dies wird beispielsweise unter Verwendung des nachstehend ausführlich beschriebenen Herstellungsprozesses erzielt. Die optimierte Gehäuseoberfläche umfasst einen Gehäuseabschnitt 391, der einer Stelle entspricht, an der es erwünscht ist, eine Klebeverbindung mit dem Unterteil 330 auszubilden. So entspricht in der dargestellten Ausführungsform der Gehäuseabschnitt 391 der nach innen weisenden Oberfläche 322 der Abdeckung, die bei der Herstellung mit der Dichtung 398 zusammengefügt wird. Der Gehäuseabschnitt 391 umfasst einen Oberflächenabschnitt 392, der einer nach innen weisenden Oberfläche 322 der Abdeckung, zum Beispiel an einer an den Umfangsrand 323 der Abdeckung angrenzenden Stelle, entspricht, einen angrenzend an den Oberflächenabschnitt 392 angeordneten ersten Abschnitt Gehäusematerial 393 und einen angrenzend an den ersten Abschnitt Gehäusematerial 393 angeordneten zweiten Abschnitt Gehäusematerial 394. Der erste Abschnitt Gehäusematerial 393 ist zwischen dem zweiten Abschnitt Gehäusematerial 394 und dem Oberflächenabschnitt 392 angeordnet.
Der Oberflächenabschnitt 392 und der erste Abschnitt Gehäusematerial 393 sind aus einem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der ein erstes Grundmaterial und einen ersten Füllstoff umfasst. Beispielsweise ist in der dargestellten Ausführungsform das erste Grundmaterial ein herkömmlicher Kunststoff wie PA66, und der zweite Füllstoff ist ein wärmeleitfähiges Material wie Graphit, wobei jedoch stattdessen andere geeignete Materialien verwendet werden können. Die Menge des ersten Füllstoffes (z. B. Graphit) im ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ist ein erster Prozentsatz der Gesamtmenge an Material, das den ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet. Des Weiteren ist der zweite Abschnitt Gehäusematerial 394 aus einem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet, der das erste Grundmaterial (z. B. PA66) und den ersten Füllstoff (z. B. Graphit) umfasst. Die Menge des zweiten Füllstoffes (z. B. Graphit) im zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ist ein zweiter Prozentsatz der Gesamtmenge an Material, das den zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Prozentsatz ist größer als der erste Prozentsatz. Das heißt, der erste wärmeleitfähige Kunststoff und der zweite wärmeleitfähige Kunststoff weisen im Wesentlichen die gleichen Komponenten auf, weisen aber unterschiedliche Anteile von Grundmaterial und Füllstoff auf.
Dadurch weisen der Oberflächenabschnitt 392 und der erste Abschnitt Gehäusematerial 393 mehr Grundmaterial auf, als der zweite Abschnitt Gehäusematerial 394, der an einer vom Oberflächenabschnitt 392 beabstandeten Stelle angeordnet ist. Bei manchen Ausführungsformen wird die Dichtung 398 als zweite Einspritzung eines Spritzgussverfahrens ausgebildet, bei welchem das Unterteil 330 als die erste Einspritzung ausgebildet wird. Da der Oberflächenabschnitt 392 und der erste Abschnitt Gehäusematerial 393 einen relativ hohen Anteil an Grundmaterial aufweisen, wird die Ausbildung einer funktionssicheren materialschlüssigen Verbindung zwischen der Dichtung 398 und dem Oberflächenabschnitt 392 einfach und funktionssicher gemacht.
Bei anderen Ausführungsformen sind das Unterteil 330 einschließlich der Sekundärseitenwand 340, des Flansches 32, der Unterteilseitenwand 34, der Unterteilstirnwand 37 und des Kragens 39 aus Metall, wie etwa Aluminium, ausgebildet. Wenn das Unterteil 330 aus einem Metall ausgebildet wird, kann die Dichtung 398 unter Verwendung von Klebstoff oder anderen geeigneten Verfahren an der Innenoberfläche gesichert werden.
Bezugnehmend auf 15-17 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer Fahrzeugkamera 400 der vorstehend anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 ähnlich, und es werden für gemeinsame Elemente gemeinsame Bezugszeichen verwendet. Die in 15-17 gezeigte Fahrzeugkamera 400 unterscheidet sich von der oben anhand von 1-4 beschriebenen Fahrzeugkamera 1 darin, dass sie ein Kameragehäuse 404 mit einer alternativen Ausführungsform umfasst. Das Kameragehäuse 404 umfasst ein alternatives Unterteil 430 und die das Unterteil 430 überdeckende und verschließende Abdeckung 10. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die PCB 60 zwischen dem Unterteil 430 und der Abdeckung 10 gelagert. Des Weiteren schützt das Kameragehäuse 404 die PCB 60 und die dazugehörigen elektronischen Bauelemente 64 vor Feuchtigkeit und Schmutzstoffen und umfasst passive Kühleinrichtungen, die einen funktionssicheren Betrieb der Fahrzeugkamera 400 ermöglichen.
Das in 15-17 gezeigte Unterteil 430 unterscheidet sich von dem in 1-4 gezeigten Unterteil 30 darin, dass das Unterteil 430 Verbindungsstifte 446 aufweist, die in den in den Nocken 40 bereitgestellten Sacköffnungen gelagert sind und dazu dienen, die PCB 60 an der Unterteilstirnwand 37 zu sichern. Insbesondere sind die Verbindungsstifte 446 in den Nocken 40 festgelegt und stehen zur Abdeckung 10 hin vor. Die Verbindungsstifte 446 werden in in der PCB 60 bereitgestellten Öffnungen 468 eingepresst, wodurch die PCB am Unterteil 430 gesichert wird.
Das in 15-17 gezeigte Unterteil 430 unterscheidet sich ferner von dem in 1-4 gezeigten Unterteil 30 darin, dass das zweite Ende 14 der Abdeckungsseitenwand 12 über Klebstoff am Unterteilflansch 32 gesichert ist. Wie zuvor beschrieben kann die Abdeckung 10 Merkmale umfassen, die das materialschlüssige Verbinden der Abdeckung 10 mit dem Unterteil 30 unter Verwendung eines Klebstoffes 447 erleichtern. Die Merkmale umfassen das Bereitstellen einer Gehäuseoberfläche, die für ein materialschlüssiges Verbinden optimiert ist, indem sie einen relativ höheren Prozentsatz an Grundmaterial relativ zu Füllstoff als an die Oberfläche angrenzende Abschnitte des Gehäuses aufweist, wie in 3 gezeigt.
Bezugnehmend auf 18-21 umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Gerät Verfahrensschritte, die Strukturelemente des Gerätegehäuses bereitstellen, welche Oberflächen aufweisen, die für ein materialschlüssiges Verbinden miteinander optimiert sind. Insbesondere können die Strukturelemente des Gerätegehäuses eine Gehäuseoberfläche aufweisen, die einen relativ höheren Prozentsatz an Grundmaterial relativ zu Füllstoff als an die Oberfläche angrenzende Abschnitte des Gehäuses aufweist. Bei manchen Ausführungsformen erleichtert das Verfahren das Ausbilden einer Anordnung aus einem ersten Element, das aus einem Material ausgebildet ist und einem zweiten Element, das aus einem anderen Material ausgebildet ist, wobei das erste Element in einer vorgegebenen Konfiguration mit dem zweiten Element verbunden ist. Das Verfahren wird anhand der Ausbildung des oben anhand von 1-4 erörterten Fahrzeugkameragehäuses 4 beschrieben.
Das Verfahren umfasst das Bereitstellen des ersten Elements (Schritt 500). Bei der gezeigten Ausführungsform entspricht das erste Element der Abdeckung 10. Das erste Element ist aus TCP ausgebildet und weist eine Ausgangsmaterialstruktur (z. B. eine Materialstruktur vor der Wärmebehandlung) auf, die einem Ausgangssatz von Materialeigenschaften entspricht.
Bei manchen Ausführungsformen wird das erste Element in einem Spritzgussverfahren bereitgestellt. Das erste Element wird durch Einspritzen eines ersten Kunststoffes in ein Formwerkzeug 600, das die Gestalt der Abdeckung 10 aufweist, ausgebildet.
Das zum Ausbilden des ersten Elements verwendete Ausgangsmaterial ist ein TCP, der ein Grundmaterial und einen Füllstoff umfasst. Beispielsweise ist das Grundmaterial ein herkömmlicher Kunststoff, wie etwa PA66, und der Füllstoff ist ein wärmeleitfähiges Material, wie etwa Graphitpartikel. Bei manchen Ausführungsformen ist der Füllstoff des Ausgangsmaterials gleichmäßig im Grundmaterial verteilt. Somit erstreckt sich die Ausgangsmaterialstruktur gleichmäßig durch ein Volumen eines Zielabschnitts des ersten Elements, wobei der Zielabschnitt der Abschnitt des ersten Elements ist, der mit einem zweiten Element materialschlüssig verbunden werden soll.
Die Menge des Füllstoffes (z. B. Graphit) im Ausgangsmaterial ist ein erster Prozentsatz der Gesamtmenge an Material, das das Ausgangsmaterial ausbildet. Bei manchen Ausführungsformen führt die erste Materialstruktur zu einem TCP, der eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweist. Bei anderen Ausführungsformen weist der TCP eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 2 W/mK auf. Bei noch anderen Ausführungsformen weist der TCP eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 5 W/mK auf.
In einem zweiten Schritt wird der Zielabschnitt des ersten Elements wärmebehandelt, so dass mindestens ein Abschnitt der Außenoberfläche des Zielabschnitts eine modifizierte Materialstruktur aufweist, die einem modifizierten Satz von Materialeigenschaften entspricht. Des Weiteren behalten andere Abschnitte des Zielabschnitts die Materialstruktur und - eigenschaften des Ausgangsmaterials (Schritt 502) bei. Die Wärmebehandlung des Zielabschnitts wird erzielt, indem Heizelemente 602 im Formwerkzeug (Formspritzwerkzeug) 600 an einer dem Zielbereich entsprechenden Stelle bereitgestellt werden (19). Dadurch weisen spezielle Bereiche des Formwerkzeugs 600 lokalisierte Heizelemente 602 nahe der Oberfläche des Zielabschnitts auf (19). Während der Wärmebehandlung werden die Heizelemente 602 aktiviert, was die Wirkung hat, dass das Grundmaterial (z. B. PA66) an die Oberfläche gezogen und die Menge an Füllstoff (z. B. Graphit) an der Oberfläche reduziert wird. Im Anschluss an die Wärmebehandlung lässt man das erste Element abkühlen, wonach die harzreiche Oberfläche erhalten bleibt.
Bei der Abdeckung 10 entspricht der Zielabschnitt dem zweiten Abdeckungsseitenwandende 14, das mit dem Unterseitenflansch 32 laserverschweißt werden soll, auch als Gehäuseabschnitt 91 bezeichnet (siehe obige Ausführungen in Bezug auf 3). Im Anschluss an die Wärmebehandlung des Zielabschnitts umfasst der Gehäuseabschnitt 91 den Oberflächenabschnitt 92, der einer Außenoberfläche des zweiten Abdeckungsseitenwandendes 14 entspricht, wobei der erste Abschnitt Gehäusematerial 93 angrenzend an die Außenoberfläche des zweiten Abdeckungsseitenwandendes 14 angeordnet ist und der zweite Abschnitt Gehäusematerial 94 angrenzend an den ersten Abschnitt Gehäusematerial 93 angeordnet ist (20).
Der Oberflächenabschnitt 92 und der erste Abschnitt Gehäusematerial 93 sind aus dem modifizierten Material ausgebildet und weisen den modifizierten Satz von Materialeigenschaften auf, während der zweite Abschnitt Gehäusematerial 94 aus dem Ausgangsmaterial, das den Ausgangssatz von Materialeigenschaften aufweist, ausgebildet ist. Die Menge des Füllstoffes im modifizierten Material ist ein zweiter Prozentsatz der Gesamtmenge an Material, das das modifizierte Material ausbildet. Das heißt, der wärmeleitfähige Ausgangskunststoff und der modifizierte wärmeleitfähige Kunststoff weisen im Wesentlichen die gleichen Komponenten auf, weisen aber unterschiedliche Anteile von Grundmaterial und Füllstoff auf. Insbesondere ist der zweite Prozentsatz kleiner als der erste Prozentsatz.
Dadurch behält das Ausgangsmaterial den ersten Satz von Materialeigenschaften bei, während das modifizierte Material einen zweiten Satz von Materialeigenschaften aufweist, die sich von denen des Ausgangssatzes unterscheiden und der relativ geringeren Menge von darin angeordnetem Füllstoff entsprechen. Das modifizierte Material ist zwar aufgrund seiner relativ geringeren Menge an Füllstoff weniger wärmeleitfähig als das Ausgangsmaterial, jedoch erleichtert die relativ höhere Menge an Grundmaterial im modifizierten Material die materialschlüssige Verbindung mit anderen Kunststofftypen. Die materialschlüssige Verbindung zwischen zwei Strukturelementen kann somit leichter und funktionssicherer erzielt werden, verglichen mit manchen herkömmlich ausgebildeten TCP-Gehäusen die eine gleichmäßige Verteilung von Grundmaterial und Füllstoffen aufweisen.
Im Anschluss an den Wärmebehandlungsschritt umfasst das Verfahren das Bereitstellen des zweiten Elementes (Schritt 504). In diesem Beispiel ist das zweite Element das Unterteil 30. Das Unterteil 30 ist aus einem herkömmlichen Kunststoff, wie etwa CBP, ausgebildet. Das Unterteil 30 wird in einem Spritzgussverfahren oder mit anderen geeigneten Techniken ausgebildet.
Als Nächstes werden die Abdeckung 10 und das Unterteil 30 so positioniert, dass der Oberflächenabschnitt 92 der Abdeckung 10 den Flansch 32 des Unterteils 30 physikalisch kontaktiert (Schritt 506). Insbesondere kontaktiert das zweite Ende 14 der Abdeckung den Flansch 32, wodurch die Abdeckung 10 das offene Ende des Unterteils 30 verschließt, wobei der Innenraum 60 ausgebildet wird.
Nachdem die Abdeckung 10 und das Unterteil 30 positioniert worden sind, wird eine materialschlüssige Verbindung zwischen dem Oberflächenabschnitt 92 der Abdeckung 10 und dem Flansch 32 des Unterteils 30 unter Verwendung eines Laserschweißprozesses ausgebildet (Schritt 508). In der dargestellten Ausführungsform wird der Laserschweißprozess so durchgeführt, dass ein Laserstrahl durch den Flansch 32 zum Oberflächenabschnitt 92 der Abdeckung 10 hindurchtritt (21). Mit dieser Vorgehensweise wird die Abdeckung mit dem Flansch 32 des Unterteils 30 über die Laserschweißverbindung 18 zusammengefügt.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren werden die Abdeckung 10 und das Unterteil 30, die in 1-4 und 18-20 gezeigt, sind als separate Elemente ausgebildet und dann über den Laserschweißprozess zusammengefügt. Beispielsweise können sowohl die Abdeckung als auch das Unterteil in separaten Spritzgussverfahren mit Einzeleinspritzung, die jeweils ihr eigenes Spritzgießwerkzeug aufweisen, ausgebildet werden. Bei anderen Ausführungsformen, zum Beispiel der in 11-14 gezeigten Ausführungsform, wird die materialschlüssige Verbindung zwischen der Dichtung 398 und dem Unterteil 330 durch ein Spritzgussverfahren mit Mehrfacheinspritzung ausgebildet, bei welchem das erste Element (z. B. das Unterteil 330) über eine erste Materialeinspritzung ausgebildet wird und das zweite Element (z. B. die Dichtung 398) auf dem Zielbereich des ersten Elements über eine zweite Materialeinspritzung ausgebildet wird.
Das Kameragehäuse 4 einschließlich des Unterteils 30, der PCB 60 und der Abdeckung 10 sind zwar als - in der Draufsicht gesehen - eine rechteckige Gestalt aufweisend gezeigt, das Unterteil 30, die PCB 60 und die Abdeckung 10 sind jedoch nicht darauf beschränkt, eine rechteckige Gestalt aufzuweisen. Beispielsweise können das Unterteil 30, die PCB 60 und die Abdeckung 10 eine andere polygonale Gestalt, eine unregelmäßige Gestalt, einschließlich Aussparungen, oder eine durch die Erfordernisse der Anwendung bestimmte andere Gestalt aufweisen.
Ausgewählte veranschaulichende Ausführungsformen des Systems und des Geräts sind vorstehend ausführlicher beschrieben. Es versteht sich dabei, dass vorliegend nur Strukturen beschrieben worden sind, die als für die Verdeutlichung des Systems und Geräts notwendig betrachtet werden. Es wird davon ausgegangen, dass andere herkömmliche Strukturen und diejenigen von Neben- und Hilfsbauelementen des Systems und Geräts dem Fachmann bekannt und verständlich sind. Ferner ist das System, obgleich oben ein Arbeitsbeispiel des Systems und Geräts beschrieben worden sind, das System und Gerät nicht auf die oben beschriebenen Arbeitsbeispiele beschränkt, sondern es können verschiedene Gestaltungsänderungen vorgenommen werden, ohne vom beanspruchten System und Gerät abzuweichen.

Claims

Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse mit einem ersten Gehäuseabschnitt, wobei der erste Gehäuseabschnitt umfasst: einen ersten Abschnitt einer Außenoberfläche des Gehäuses, einen an den ersten Abschnitt der Außenoberfläche angrenzend angeordneten ersten Abschnitt Gehäusematerial, und einen an den ersten Abschnitt Gehäusematerial angrenzend angeordneten zweiten Abschnitt Gehäusematerial, wobei der erste Abschnitt Gehäusematerial zwischen dem zweiten Abschnitt Gehäusematerial und dem ersten Abschnitt der Außenoberfläche angeordnet ist, wobei der erste Abschnitt der Außenoberfläche und der erste Abschnitt Gehäusematerial aus einem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet sind, der einen ersten Kunststoff und einen ersten Füllstoff umfasst, wobei die Menge des ersten Füllstoffes im ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ein erster Prozentsatz der Gesamtmenge an Material ist, das den ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Abschnitt Gehäusematerial aus einem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist, der den ersten Kunststoff und den ersten Füllstoff umfasst, wobei die Menge des ersten Füllstoffes im zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ein zweiter Prozentsatz der Gesamtmenge an Material ist, das den zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Prozentsatz größer ist als der erste Prozentsatz.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Seitenwand, die, im Querschnitt betrachtet, einen geschlossenen Teil ausbildet, und eine Stirnwand, die ein erstes Ende der Seitenwand verschließt, umfasst, und der erste Gehäuseabschnitt an einem zweiten Ende der Seitenwand angeordnet ist, wobei das zweite Ende dem ersten Ende entgegengesetzt liegt.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse ein Unterteil umfasst, das am zweiten Ende angeordnet ist und das zweite Ende verschließt, wobei das Unterteil über eine Schweißverbindung mit dem ersten Gehäuseabschnitt zusammengefügt ist, wobei die Schweißverbindung aus dem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Seitenwand, die, im Querschnitt betrachtet, einen geschlossenen Teil ausbildet, und eine Stirnwand, die ein erstes Ende der Seitenwand verschließt, umfasst, und der erste Gehäuseabschnitt zwischen dem ersten Ende und einem zweiten Ende der Seitenwand angeordnet ist, wobei das zweite Ende dem ersten Ende entgegengesetzt liegt.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse ein Unterteil, eine Abdeckung und einen abgedichteten Innenraum, der zwischen dem Unterteil und der Abdeckung definiert ist, umfasst, die Abdeckung eine Abdeckungsseitenwand, die, im Querschnitt betrachtet, einen geschlossenen Teil ausbildet, und eine Abdeckungsstirnwand, die ein erstes Ende der Abdeckungsseitenwand verschließt, umfasst, das Unterteil an einem zweiten Ende der Abdeckungsseitenwand festgelegt ist, der erste Gehäuseabschnitt am zweiten Ende der Abdeckungsseitenwand angeordnet ist, wobei das zweite Ende dem ersten Ende entgegengesetzt liegt, das elektronische Gerät eine Leiterplatte und eine Thermal-Interface-Vorrichtung umfasst, die Leiterplatte im Innenraum angeordnet ist, wobei die Leiterplatte eine erste Oberfläche, die der Abdeckung zugewandt ist, eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt liegt und dem Unterteil zugewandt ist, und ein auf der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche gelagertes elektronisches Element umfasst, und die Thermal-Interface-Vorrichtung im Innenraum angeordnet ist, wobei die Thermal-Interface-Vorrichtung aus einem Thermal-Interface-Material ausgebildet ist, das eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweist und zwischen der ersten Oberfläche und dem Gehäuse angeordnet ist, so dass die Thermal-Interface-Vorrichtung die Leiterplatte und einen Abschnitt der Abdeckung kontaktiert.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt der Abdeckung aus dem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist, der eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, wobei das Unterteil aus einem laserstrahltransparenten Kunststoff ausgebildet ist, das Unterteil über eine Schweißverbindung mit dem ersten Gehäuseabschnitt zusammengefügt ist und die Schweißverbindung aus dem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt der Abdeckung einen Abschnitt der Abdeckungsstirnwand umfasst, der von einem Umfangsrand der Abdeckungsstirnwand umgeben und beabstandet ist, und der Umfangsrand der Abdeckungsstirnwand aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der sich von dem wärmeleitfähigen Kunststoff unterscheidet.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt der Abdeckung die Abdeckungsseitenwand und einen Abschnitt der Abdeckungsstirnwand umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, wobei eine nach außen weisende Oberfläche des Abschnitts der Abdeckung eine passive Kühleinrichtung umfasst, die ein Paar von durch einen Steg getrennte Vertiefungen umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, wobei das Unterteil umfasst: eine Unterteilseitenwand mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, einen am ersten Ende der Unterteilseitenwand angeordneten Flansch, wobei sich der Flansch von der Unterteilseitenwand in einer zur Unterteilseitenwand senkrechten Richtung nach außen erstreckt, eine am zweiten Ende der Unterteilseitenwand angeordnete Unterteilstirnwand, wobei sich die Unterteilstirnwand in einer zum Flansch parallelen Richtung von der Unterteilseitenwand nach innen erstreckt, wobei die Unterteilstirnwand eine Öffnung umfasst und einen Kragen, der die Öffnung umgibt und von der Unterteilstirnwand in einer Richtung vom Flansch weg nach außen vorsteht.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, umfassend einen elektrischen Verbinder, der an der Abdeckung gelagert ist, wobei der elektrische Verbinder umfasst: ein Verbindergehäuse, und elektrische Leiter, die am Verbindergehäuse gelagert sind und mit der Leiterplatte elektrisch verbunden sind, wobei das Verbindergehäuse aus einem Material ausgebildet ist, das sich vom zum Ausbilden des Abschnitts der Abdeckung verwendeten wärmeleitfähigen Kunststoff unterscheidet.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, wobei das elektronische Gerät eine Kamera ist und eine in einer Öffnung im Unterteil angeordnete Linsenanordnung umfasst, und das elektronische Element ein Bilddetektor ist, der so auf der zweiten Oberfläche der Leiterplatte gelagert ist, dass er mit einer optischen Achse der Linsenanordnung ausgerichtet ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Anordnung aus einem aus einem ersten Material ausgebildeten ersten Element und einem aus einem zweiten Material ausgebildeten zweiten Element, wobei das erste Element einen Zielbereich umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen des ersten Elements, wobei das erste Element eine Ausgangsmaterialstruktur aufweist, die einem Ausgangssatz von Materialeigenschaften entspricht, wobei sich die Ausgangsmaterialstruktur gleichmäßig durch mindestens ein durch den Zielbereich des ersten Elementes definiertes Volumen erstreckt, Wärmebehandlung des Zielbereichs des ersten Elements, so dass mindestens ein Abschnitt der Außenoberfläche des Zielbereichs eine modifizierte Materialstruktur aufweist, die einem modifizierten Satz von Materialeigenschaften entspricht, und andere Abschnitte des Zielbereichs die dem Ausgangssatz von Materialeigenschaften entsprechenden Materialeigenschaften beibehalten, wobei sich der modifizierte Satz von Materialeigenschaften von den Ausgangsmaterialeigenschaften unterscheidet, Bereitstellen des zweiten Elements, Positionieren des ersten Elements und des zweiten Elements, so dass in einer vorgegebenen Konfiguration der Abschnitt der Außenoberfläche des Zielbereichs des ersten Elements das zweite Element physikalisch kontaktiert, Ausbilden einer materialschlüssigen Verbindung zwischen dem Abschnitt der Außenoberfläche des Zielbereichs des ersten Elements und dem zweiten Element, wobei das zweite Element im Zielbereich und in der vorgegebenen Konfiguration mit dem ersten Element verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die materialschlüssige Verbindung durch Durchführen eines Laserschweißprozesses ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Laserschweißprozess das Durchführen eines Laserschweißens, einschließlich eines Durchleitens eines Laserstrahls durch das zweite Element zum ersten Element umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das erste Element ein Gehäuse umfasst, das einen ersten Gehäuseabschnitt umfasst, wobei vor dem Wärmebehandlungsschritt der erste Gehäuseabschnitt den Ausgangssatz von Materialeigenschaften umfasst, die sich gleichmäßig zumindest durch das durch den Zielbereich definierte Volumen erstrecken, und nach dem Wärmebehandlungsschritt der Zielbereich umfasst: einen Abschnitt einer Außenoberfläche des Gehäuses, einen an den Abschnitt der Außenoberfläche angrenzend angeordneten ersten Abschnitt Gehäusematerial, und einen an den ersten Abschnitt Gehäusematerial angrenzend angeordneten zweiten Abschnitt Gehäusematerial, wobei der erste Abschnitt Gehäusematerial zwischen dem zweiten Abschnitt Gehäusematerial und dem Abschnitt der Außenoberfläche angeordnet ist, wobei der Abschnitt der Außenoberfläche und der erste Abschnitt Gehäusematerial aus einem ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet sind, der einen ersten Kunststoff und einen ersten Füllstoff umfasst, wobei die Menge des ersten Füllstoffes im ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ein erster Prozentsatz der Gesamtmenge an Material ist, das den ersten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Abschnitt Gehäusematerial aus einem zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist, der den ersten Kunststoff und den ersten Füllstoff umfasst, wobei die Menge des ersten Füllstoffes im zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ein zweiter Prozentsatz der Gesamtmenge an Material ist, das den zweiten wärmeleitfähigen Kunststoff ausbildet, und der zweite Prozentsatz größer ist als der erste Prozentsatz.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die materialschlüssige Verbindung durch ein Spritzgussverfahren mit Mehrfacheinspritzung ausgebildet wird, bei welchem das erste Element über eine erste Materialeinspritzung und das zweite Element auf dem ersten Element im Zielbereich über eine zweite Materialeinspritzung ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das erste Material und das zweite Material wärmeleitfähige Kunststoffe sind, die eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das erste Material und das zweite Material aus den gleichen Bestandteilen ausgebildet sind und sich nur im Verhältnis der Mengen des ersten Kunststoffs zum ersten Füllstoff unterscheiden.