DE102021205841A1

DE102021205841A1 - Housing for an electronic unit and sensor system with a housing

Info

Publication number: DE102021205841A1
Application number: DE102021205841.8A
Authority: DE
Inventors: Werner Grömmer; Thomas Wisspeintner
Original assignee: Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-12-15
Also published as: WO2022258114A1

Abstract

Ein Gehäuse für eine elektronische Einheit, insbesondere für eine elektronische Einheit eines Sensorsystems, wobei das Gehäuse mindestens zweiteilig ausgeführt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gehäuses aus einem eine Vertiefung oder Ausnehmung aufweisenden Leiterplattenmaterial besteht, wobei die Vertiefung oder Ausnehmung zumindest teilweise den Innenraum des Gehäuses bildet, der zur Aufnahme der elektronischen Einheit dient.A housing for an electronic unit, in particular for an electronic unit of a sensor system, wherein the housing is designed in at least two parts, is characterized in that at least part of the housing consists of a printed circuit board material having a depression or recess, the depression or recess being at least partially forms the interior of the housing, which serves to accommodate the electronic unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine elektronische Einheit, insbesondere für eine elektronische Einheit eines Sensorsystems, wobei das Gehäuse mindestens zweiteilig ausgeführt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Sensorsystem mit einem solchen Gehäuse.The invention relates to a housing for an electronic unit, in particular for an electronic unit of a sensor system, the housing being made in at least two parts. Furthermore, the invention relates to a sensor system with such a housing.

Aus der Praxis ist die Anforderung bekannt, ein Sensorsystem zu realisieren, welches regelmäßig ein passives Sensorelement, eine elektrische Leitung und eine Auswerteelektronik umfasst. Die Elektronik soll möglichst kompakt im Bereich der elektrischen Leitung angeordnet bzw. angebracht sein. Die Versorgungs- und Ausgangssignale für die Elektronik werden dabei ebenfalls über eine elektrische Leitung geführt. Um die Elektronik vor äußeren Einflüssen (Umwelteinflüsse, Berührschutz, elektromagnetische Störungen, etc.) zu schützen, muss die Elektronik von einem Gehäuse umgeben sein. Zum Schutz der Elektronik vor elektromagnetischer Strahlung ist regelmäßig eine Schirmung vorgesehen. Dabei umfasst das Gehäuse zumindest eine dünnen Schicht aus elektrisch leitendem Material.The requirement to implement a sensor system that regularly includes a passive sensor element, an electrical line and evaluation electronics is known from practice. The electronics should be arranged or attached as compactly as possible in the area of the electrical line. The supply and output signals for the electronics are also routed via an electrical line. In order to protect the electronics from external influences (environmental influences, contact protection, electromagnetic interference, etc.), the electronics must be surrounded by a housing. Shielding is regularly provided to protect the electronics from electromagnetic radiation. In this case, the housing comprises at least one thin layer of electrically conductive material.

Für kleine und mittlere Serien werden solche Gehäuse üblicherweise spanend durch Drehen oder Fräsen hergestellt. Diese Herstellverfahren sind aufwändig und zumeist teuer. Als Material der Gehäuse werden üblicherweise Metalle (Aluminium, Edelstahl) oder Kunststoffe verwendet. Es ergibt sich bei Metallen teilweise ein relativ hohes Gewicht des fertigen Gehäuses. Bei Kunststoffen besteht das Problem, dass diese keine Schirmwirkung aufweisen. Um eine Schirmung zu realisieren, können die fertigen Gehäuse zwar durch verschiedene Verfahren metallisiert werden, dies bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand für Maskierung, Handling, etc., was zu weiteren Kosten führt.For small and medium-sized series, such housings are usually manufactured by turning or milling. These manufacturing processes are complex and mostly expensive. Metals (aluminium, stainless steel) or plastics are usually used as the material for the housing. In the case of metals, the finished housing sometimes has a relatively high weight. The problem with plastics is that they have no shielding effect. In order to achieve shielding, the finished housing can be metallized using various methods, but this means additional effort for masking, handling, etc., which leads to additional costs.

Aus der Praxis sind Gehäuse in Standardabmessungen bekannt, die jedoch nur bedingt für einen konkreten Anwendungsfall geeignet sind. Regelmäßig sind Kompromisse erforderlich, wonach sich der Platzbedarf erhöht oder ein zusätzlicher Aufwand für mechanische Nachbearbeitungen erforderlich ist. Auf eine konkrete Applikation angepasste Gehäuse lassen sich zwar realisieren, dies bedingt jedoch einen erheblichen Mehraufwand für Werkzeuge, etc., weshalb dies nur für große Stückzahlen wirtschaftlich ist. Kleine und mittlere Stückzahlen sind so wirtschaftlich nicht herstellbar. Auch kleinere Anpassungen, z.B. zur Verwendung von geänderten Leitungsdurchmessern, sind nur mit deutlichem Aufwand durch Anpassungen am Werkzeug oder nachträgliche Bearbeitung umsetzbar.Housings with standard dimensions are known from practice, but they are only suitable to a limited extent for a specific application. Compromises are regularly necessary, after which the space requirement increases or additional effort is required for mechanical post-processing. Although housings adapted to a specific application can be implemented, this requires a considerable additional outlay for tools, etc., which is why this is only economical for large quantities. Small and medium quantities cannot be produced economically in this way. Even minor adjustments, e.g. to use changed cable diameters, can only be implemented with significant effort through adjustments to the tool or subsequent processing.

Ein weiteres Problem liegt in der sicheren elektrischen Verbindung der Leitungsschirme und deren elektrische Anbindung an den metallischen Teil des Gehäuses. Ebenso müssen die verwendeten Leitungen mechanisch mit dem Gehäuse verbunden werden, um ein Herausziehen aus dem Gehäuse zu vermeiden. Hier können sogenannte EMV-Verschraubungen verwendet werden, die eine Abdichtung, eine Zugentlastung und die elektrische Anbindung des Leitungsschirms ermöglichen. Diese Verschraubungen sind jedoch teuer, groß in den Abmessungen und müssen von Hand montiert werden. Bei speziell angefertigten Gehäusen kann die Zugentlastung der Leitung durch Quetschen von Gehäuseteilen um den Leitungsmantel erfolgen. Hierfür müssen die Abmessungen auf jede verwendete Leitung angepasst werden, ebenso wie das verwendete Werkzeug zum Quetschen (Crimpen).Another problem lies in the safe electrical connection of the cable shields and their electrical connection to the metallic part of the housing. Likewise, the lines used must be mechanically connected to the housing in order to avoid being pulled out of the housing. So-called EMC screw connections can be used here, which enable sealing, strain relief and the electrical connection of the cable shield. However, these glands are expensive, large in size and must be assembled by hand. In the case of specially manufactured housings, the strain on the cable can be relieved by squeezing housing parts around the cable sheath. For this, the dimensions must be adapted to each cable used, as well as the tool used for crimping.

Die elektrische Anbindung des Leitungsschirms muss separat im Inneren des Gehäuses durch Klemmen o.ä. erfolgen. Bei klein bauenden Gehäusen erfordert dies zusätzlichen Aufwand und Bauraum. Eine Schirmanbindung durch Weichlöten ist oft nicht möglich, da entweder das Gehäusematerial nicht lötbar ist (z.B. Edelstahl oder Aluminium) oder den nötigen Löttemperaturen nicht Stand hält (z.B. Metallisierung auf Kunststoff). Bei zylindrischen Gehäusen, die relativ günstig durch rein drehende Bearbeitung herstellbar sind, ergibt sich oft das Problem der Befestigung des Gehäuses. Hier werden zusätzliche Teile in Form von Klemmen, Ösen, etc. benötigt, welche Bauraum benötigen und zusätzlichen Montageaufwand bedeuten. Eine gute, dauerhafte mechanische Verbindung zum Untergrund ist hier meist schwierig.The electrical connection of the cable shield must be made separately inside the housing using clamps or similar. In the case of small housings, this requires additional effort and space. A shield connection by soft soldering is often not possible because either the housing material cannot be soldered (e.g. stainless steel or aluminum) or cannot withstand the necessary soldering temperatures (e.g. metallization on plastic). In the case of cylindrical housings, which can be produced relatively cheaply by purely turning machining, the problem of fastening the housing often arises. Additional parts in the form of clamps, eyelets, etc. are required here, which require space and mean additional assembly work. A good, permanent mechanical connection to the substrate is usually difficult here.

Aus DE 10 2006 019 250 A1 ist für sich gesehen eine elektronische Baueinheit bekannt, die insbesondere in ölgefüllter und druckbeaufschlagter Umgebung zum Einsatz kommt. Hier wird eine bestückte Leiterplatte mit weiteren Schichten Leiterplattenmaterial, insbesondere mit Epoxidharz, zu einer flüssigkeitsdichten Baueinheit kombiniert. Die elektrische Anbindung zur Umgebung erfolgt mit Hilfe eines Leiterplattenfortsatzes, bevorzugt aus Polyimidfolie, der aus dem öl- und druckbeaufschlagten Raum hinausgeführt ist. In dieser Druckschrift wird lediglich die Abdichtung der Elektronik gegenüber Druck und Flüssigkeit behandelt, eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischen Einflüssen ist dort nicht vorgesehen.Out of DE 10 2006 019 250 A1 is an electronic unit known per se, which is used in particular in an oil-filled and pressurized environment. Here, an assembled printed circuit board is combined with further layers of printed circuit board material, in particular with epoxy resin, to form a liquid-tight assembly. The electrical connection to the environment is made with the help of a printed circuit board extension, preferably made of polyimide film, which is led out of the oil and pressurized space. In this publication, only the sealing of the electronics against pressure and liquid is dealt with, shielding against electromagnetic influences is not provided there.

Ähnliche Aufbauten mit in das Leiterplattenmaterial eingebetteten Bauteilen werden durch verschiedene Leiterplattenhersteller beispielsweise unter dem Begriff „embedding technology“ angeboten. Dabei werden aktive und passive Bauelemente in mehrlagige Leiterplattenaufbauten eingebettet, um eine erhöhte Packungsdichte und Zuverlässigkeit zu erreichen. Auf Grund der bei der Herstellung der Leiterplatten nötigen hohen Temperaturen und Drücke ist es jedoch nicht möglich, Standardleitungen in diesem Leiterplattenprozess mit einzubetten. Der Aufbau eines Systems, bestehend aus einer oder mehreren Elektroniken, die miteinander über elektrische Leitungen oder Litzen verbunden sind, und die mit einem geschirmten Gehäuse geschützt sind, ist in dieser Technologie also nicht möglich.Similar structures with components embedded in the printed circuit board material are offered by various printed circuit board manufacturers, for example under the term “embedding technology”. Active and passive components are embedded in multi-layer printed circuit board structures in order to achieve increased packing density and reliability. Due to the high temperatures and pressures required in the manufacture of printed circuit boards however, it is not possible to embed standard lines in this circuit board process. The construction of a system consisting of one or more electronics, which are connected to each other via electrical lines or strands and which are protected with a shielded housing, is therefore not possible with this technology.

Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine elektronische Einheit anzugeben, welches unter Nutzung herkömmlicher Materialien einfach im Aufbau ist. Das Gehäuse soll den üblichen Anforderungen genügen, auch in Bezug auf erforderliche Abschirmungen gegen elektromagnetische Einflüsse. Außerdem soll sich das Gehäuse von wettbewerblichen Produkten unterscheiden. Weiter soll ein Sensorsystem angegeben werden, welches ein solches Gehäuse umfasst.In view of the foregoing, it is an object of the invention to provide a housing for an electronic unit which is simple in construction using conventional materials. The housing should meet the usual requirements, also with regard to the necessary shielding against electromagnetic influences. In addition, the housing should differ from competitive products. Furthermore, a sensor system is to be specified which includes such a housing.

Voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach besteht zumindest ein Teil des Gehäuses aus einem eine Vertiefung oder Ausnehmung aufweisenden Leiterplattenmaterial, wobei die Vertiefung oder Ausnehmung zumindest teilweise den Innenraum des Gehäuses bildet, der zur Aufnahme der elektronischen Einheit dient.The above object is achieved by the features of claim 1. According to this, at least part of the housing consists of a printed circuit board material having a depression or recess, the depression or recess at least partially forming the interior of the housing, which serves to accommodate the electronic unit.

Erfindungsgemäß wird für das Gehäuse ein auf dem Gebiet der Elektronik übliches Material verwendet, nämlich ein Leiterplattenmaterial in beliebiger Ausführung.According to the invention, a material that is customary in the field of electronics is used for the housing, namely a printed circuit board material of any design.

Übliche Leiterplatten werden in der zweilagigen Ausführung beidseitig mit Kupfer überzogen. Das Kupfer lässt sich mit Standardprozessen strukturieren und durchkontaktieren. Ebenso erfolgt eine Bearbeitung der Kontur mit Fräs- und Bohrwerkzeugen im Standardprozess. Stand der Technik im Standardprozess der Leiterplattenherstellung ist die sogenannte Z-Achsen-Fräsung, bei der die Leiterplatte in der Dicke bearbeitet bzw. reduziert wird. Hierdurch lässt sich im Standardprozess der Leiterplattenherstellung eine Gehäusehalbschale herstellen.Conventional printed circuit boards are covered with copper on both sides in the two-layer version. The copper can be structured and through-plated using standard processes. The contour is also processed with milling and drilling tools in the standard process. State of the art in the standard process of circuit board production is the so-called Z-axis milling, in which the circuit board is processed or reduced in thickness. As a result, a housing half-shell can be produced in the standard process of printed circuit board production.

Mit einer einseitig bestückten Elektronik lässt sich bereits mit einer Halbschale und der entsprechend gestalteten Leiterplatte der Elektronik eine geschlossene Gehäusestruktur erzeugen. Zwei solche Halbschalen können ein geschlossenes Gehäuse um eine einseitig oder auch zweiseitig bestückte Elektronik bilden. Diese beiden Halbschalen sind in einer bevorzugten Ausführung identisch aufgebaut, können jedoch auch unterschiedliche Strukturen oder Abmessungen haben. Als Elektronik wird im Folgenden eine Einheit bezeichnet, die aus einem Substrat, beispielsweise einer Leiterplatte oder einer Keramik, besteht, auf dem elektronische Bauelemente bestückt sind, die wiederum mit Leiterbahnen verbunden sind.With electronics equipped on one side, a closed housing structure can already be created with a half-shell and the appropriately designed printed circuit board for the electronics. Two such half-shells can form a closed housing around electronics fitted on one or both sides. In a preferred embodiment, these two half-shells are constructed identically, but can also have different structures or dimensions. In the following, electronics refers to a unit that consists of a substrate, for example a printed circuit board or a ceramic, on which electronic components are fitted, which in turn are connected to conductor tracks.

Die Leiterplatte kann einlagig oder mehrlagig ausgeführt sein. Bei Verwendung einer mehrlagigen Leiterplatte können in bekannter Weise Leiterbahnen eingebracht werden. Zusätzlich kann eine flächige Kupferlage eingebracht werden, die als Schirmung für die Elektronik dient. Weiterhin können in die eine oder mehrere Lagen der Leiterplatte Durchkontaktierung eingebracht werden.The printed circuit board can be single-layer or multi-layer. When using a multi-layer printed circuit board, conductor tracks can be introduced in a known manner. In addition, a flat copper layer can be added, which serves as a shield for the electronics. Furthermore, vias can be introduced into one or more layers of the printed circuit board.

Mit den Kupferlagen und umlaufenden Durchkontaktierungen kann ein umlaufend abgeschirmtes Gehäuse gebildet werden. Wenngleich mit den beabstandeten Durchkontaktierungen eine 100%ige Abschirmung nicht realisierbar ist, lässt sich dadurch bereits für viele Anwendungen - auch abhängig vom Frequenzbereich - eine ausreichende Schirmwirkung schaffen.An all-round shielded housing can be formed with the copper layers and all-round vias. Although 100% shielding cannot be achieved with the spaced vias, this already allows for a sufficient shielding effect to be created for many applications - also depending on the frequency range.

Bringt man in den Gehäusehälften metallisierte Bohrungen an, so kann die elektrische und mechanische Verbindung der beiden Gehäusehälften mit Hilfe von Hohlnieten durch die Bohrungen hindurch erfolgen. Die verwendeten Hohlnieten können auch zur Befestigung des Gehäuses mit Hilfe von Schrauben verwendet werden. Hierdurch ist auch die elektrische Anbindung des Gehäuseschirms nach außen hin, beispielsweise auf Erdpotential, einfach herstellbar. Ebenso kann an Stelle der Hohlnieten auch eine Schraubverbindung oder andere übliche mechanische Verbindungsarten angewandt werden.If metallized holes are made in the housing halves, the electrical and mechanical connection of the two housing halves can be made with the aid of tubular rivets through the holes. The hollow rivets used can also be used to attach the housing with screws. As a result, the electrical connection of the housing shield to the outside, for example at ground potential, can also be easily established. Likewise, instead of the hollow rivets, a screw connection or other conventional types of mechanical connection can also be used.

Bringt man auf der inneren Kupferlage Lötflächen im Bereich der Leitungseinführung an, so kann durch Anlöten des Leitungsschirms auf einfache Weise und mit geringem Platzbedarf die elektrische Anbindung des Leitungsschirms an das Gehäuse erfolgen. Ebenso einfach ist so die Anbindung des Schirms an die Elektronik realisierbar.If soldering pads are attached to the inner copper layer in the area of the cable entry, the cable shield can be electrically connected to the housing in a simple manner and with little space requirement by soldering on the cable shield. Connecting the shield to the electronics is just as easy.

Ist die Schirmwirkung der umlaufenden Durchkontaktierungen nicht ausreichend, so können in einem weiteren Standardprozess der Leiterplattenherstellung die Außenkanten der Leiterplatten metallisiert werden (side plating), wodurch sich eine umlaufend geschlossene Metallisierung des Gehäuses ergibt. Ebenso ergibt sich eine Reduzierung der Baugröße des Gehäuses durch das Weglassen der Durchkontaktierungen.If the shielding effect of the surrounding vias is not sufficient, the outer edges of the circuit boards can be metalized (side plating) in another standard process of circuit board production, resulting in a circumferentially closed metalization of the housing. A reduction in the overall size of the housing also results from the omission of the plated-through holes.

Im Bereich der Leitungseinführungen kann des Weiteren eine Struktur eingebracht werden, die beim Zusammenbau des Gehäuses die Leitung klemmt und dabei als Zugentlastung dient. Die Struktur kann im einfachsten Fall als Steg ausgeführt sein, dessen Höhe so festgelegt ist, dass bei geschlossenem Gehäuse der verbleibende Spalt geringer als der Leitungsdurchmesser ist. Eine verbesserte Zugentlastung ergibt sich durch mehrere, zueinander versetzt angeordnete Stege, die bei geschlossenem Gehäuse die Leitung klemmen und gleichzeitig in einen mäanderförmigen Verlauf zwingen, wodurch die Haltekräfte erhöht sind.In the area of the cable entries, a structure can also be introduced that clamps the cable when the housing is assembled and serves as a strain relief. In the simplest case, the structure can be designed as a web, the height of which is set in such a way that the remaining gap is less than when the housing is closed is the cable diameter. An improved strain relief results from several webs arranged offset to one another, which clamp the cable when the housing is closed and at the same time force it into a meandering course, which increases the holding forces.

Vor allem bei dünnen Leitungen oder Litzen kann auch eine mäanderförmige Struktur in der Leiterplattenebene ausgebildet werden, in die die Litzen eingelegt werden. Durch enge Biegeradien ergibt sich eine Zugentlastung der Litze im Gehäuse, ohne dass die Litzen gequetscht werden.In the case of thin lines or strands in particular, a meandering structure can also be formed in the printed circuit board level, into which the strands are inserted. Tight bending radii result in strain relief for the strands in the housing without the strands being crushed.

Ebenso ist eine Kombination der zuvor beschriebenen Varianten möglich.A combination of the previously described variants is also possible.

Das Gehäuse könnte auf der innenliegenden Fläche in bekannter Weise für die Bestückung von Elektronikkomponenten vorgesehen sein. Somit ist ein Teil des Gehäuses oder sind beide Teile des Gehäuses gleichzeitig Teil der Elektronik. Damit entfällt die separate Leiterplatte für die Elektronik, wodurch sich die materialbedingten Herstellkosten verringern und der Montageaufwand reduziert. The housing could be provided on the inner surface in a known manner for mounting electronic components. Thus, part of the housing or both parts of the housing are part of the electronics at the same time. This eliminates the need for a separate printed circuit board for the electronics, which reduces the material-related manufacturing costs and the assembly effort.

Umfasst die Elektronik höhere Bauteile, so ist die maximal herstellbare Dicke der Standard-Leiterplatten ggf. nicht ausreichend, um ein geschlossenes Gehäuse aus zwei Halbschalen aus Leiterplattenmaterial bilden zu können. Durch den Einsatz eines oder mehrerer Rahmen zwischen den Halbschalen, vorzugsweise ebenso in Leiterplattentechnologie hergestellt, kann der verfügbare Bauraum in Z-Richtung weiter vergrößert werden. Auch hier kann die Schirmung, wie bei den Halbschalen, mittels Durchkontaktierungen und Kantenmetallisierung erfolgen.If the electronics include higher components, the maximum producible thickness of the standard printed circuit boards may not be sufficient to be able to form a closed housing from two half-shells made of printed circuit board material. By using one or more frames between the half-shells, preferably also produced using printed circuit board technology, the available installation space in the Z-direction can be further increased. Here too, as with the half-shells, shielding can be achieved by means of vias and edge metallization.

Um eine einfache Fixierung der eingebauten Elektronik zu erreichen, können im Inneren der Halbschalen bzw. der Rahmen Zapfen, Kerben oder Stege vorgesehen sein, an denen die Elektronik fixiert ist. Hierdurch kann eine Fixierung der Elektronik im Gehäuse sowohl in der Leiterplattenebene, als auch senkrecht zu dieser, erfolgen.In order to achieve a simple fixation of the built-in electronics, pins, notches or webs can be provided inside the half-shells or the frame, to which the electronics are fixed. As a result, the electronics can be fixed in the housing both in the printed circuit board level and perpendicular to it.

Eine weitere Möglichkeit, die Gehäuseteile miteinander zu verbinden, besteht in der Verwendung von leitfähigem Klebstoff. Hierdurch müssten die vorgeschlagenen Hohlnieten nicht verwendet werden. Mit dem leitfähigen Klebstoff können die Metallisierungsschichten der Gehäuseteile elektrisch miteinander verbunden werden. Ebenso ist eine Abdichtung der Verbindungsstellen gegeben. Der leitfähige Kleber kann ebenso zur elektrischen Anbindung der Leitungsschirme im Inneren verwendet werden.Another way to connect the housing parts to each other is to use conductive adhesive. As a result, the proposed tubular rivets would not have to be used. The metallization layers of the housing parts can be electrically connected to one another with the conductive adhesive. The connection points are also sealed. The conductive adhesive can also be used to electrically connect the cable shields inside.

Weiterhin kann mit dem in der Leiterplattentechnik verwendeten strukturierten Lötstopplack auf einfache und günstige Weise eine dauerhafte Beschriftung des Gehäuses mit z.B. Firmenlogo, Artikelnummern oder ähnlichen Aufschriften erfolgen, ohne auf andere, aufwändigere oder teurere Methoden, wie z.B. Laserbeschriftung, zurückgreifen zu müssen.Furthermore, with the structured solder resist used in printed circuit board technology, permanent labeling of the housing, e.g.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

1 in einer schematischen Draufsicht, einen ersten Teil eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
2 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, den Teil des Gehäuses gemäß 1,
3 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein komplettes erfindungsgemäßes Gehäuse mit einseitig bestückter Leiterplatte, und
4 in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit Gehäusehälften ohne Elektronik und einer mittig im Gehäuse angeordneten, beidseitig bestückten Leiterplatte.

There are now various possibilities for embodying and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand, reference is made to the claims subordinate to claim 1 and, on the other hand, to the following explanation of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the drawing. In connection with the explanation of the preferred exemplary embodiments of the invention based on the drawing, preferred configurations and developments of the teaching are also explained in general. Show in the drawing

1 in a schematic plan view, a first part of a housing according to the invention,
2 in a schematic side view, sectioned, according to the part of the housing 1 ,
3 in a schematic side view, in section, a complete housing according to the invention with a printed circuit board populated on one side, and
4 in a schematic side view, partially sectioned, a further exemplary embodiment of a housing according to the invention with housing halves without electronics and a printed circuit board fitted in the middle of the housing and populated on both sides.

1 zeigt einen ersten Teil eines Gehäuses 1, in diesem Fall die Unterseite 2 in Draufsicht. Das Gehäuse 1 besteht aus einer mehrlagigen Leiterplatte 3, in die durch Fräsen eine Vertiefung 4 eingebracht ist, die zur Aufnahme einer in dieser Figur nicht gezeigten Elektronik 5 dient. Um die Elektronik abzuschirmen, ist auf der Unterseite des Gehäuses in einer Lage der Leiterplatte 3 eine hier ebenfalls nicht gezeigte Kupferlage 6 eingebracht. Weiterhin sind umlaufend am Rand des Gehäuses Durchkontaktierungen 7, 7' ausgebildet. Diese bestehen aus mit leitfähigem Material ausgekleideten oder gefüllten Bohrungen, die einzelne Lagen der Leiterplatte 3 verbinden. Diese Durchkontaktierungen 7, 7' sind ebenfalls mit der Kupferlage 6 leitend verbunden, so dass ein nahezu durchgängiger Schirm gebildet ist. 1 shows a first part of a housing 1, in this case the bottom 2 in plan view. The housing 1 consists of a multi-layer circuit board 3, in which a recess 4 is introduced by milling, which is used to accommodate electronics 5, not shown in this figure. In order to shield the electronics, a copper layer 6 (also not shown here) is placed on the underside of the housing in one layer of the circuit board 3 . Furthermore, vias 7, 7' are formed circumferentially on the edge of the housing. These consist of bores lined or filled with conductive material, which connect individual layers of the circuit board 3 . These vias 7, 7' are also conductively connected to the copper layer 6, so that an almost continuous shield is formed.

Beispielhaft ist an einer Seite des Gehäuses 1 eine Zugentlastung 8 in Form eines Steges 9 ausgeführt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Zugentlastung 8' in Mäanderform 10 ausgebildet. Zur Befestigung des Gehäuses 1, oder zur Verbindung mit dem oberen Teil des Gehäuses 1 sind an den Ecken Bohrungen 11 zur Aufnahme von Hohlnieten oder Schrauben ausgebildet.For example, a strain relief 8 in the form of a web 9 is provided on one side of the housing 1 . On the opposite side, the strain relief 8' is designed in a meandering shape 10. To attach the housing 1, or to connect tion with the upper part of the housing 1 are formed at the corners 11 holes for receiving tubular rivets or screws.

In der Vertiefung 4 des Gehäuses 1 sind Stege 12, 12' eingearbeitet, auf denen eine Elektronikplatine angebracht werden kann.In the recess 4 of the housing 1 webs 12, 12 'are incorporated, on which an electronic circuit board can be attached.

2 zeigt die Unterseite 2 des Gehäuses 1 als Schnittzeichnung mit der Vertiefung 4, der Zugentlastung 8 als Steg 9 und Zugentlastung 8' als Mäander 10 sowie Stegen 12, 12' zur Aufnahme einer Elektronik. Ebenfalls gezeigt sind eine Durchkontaktierung 7 im Schnitt, sowie eine Hohlniete 18. 2 shows the underside 2 of the housing 1 as a sectional drawing with the recess 4, the strain relief 8 as a web 9 and strain relief 8 'as a meander 10 and webs 12, 12' for accommodating electronics. Also shown are a plated through hole 7 in section and a hollow rivet 18.

3 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1 mit einer Unterseite 2, in die eine Vertiefung 4 eingearbeitet ist. Als Oberseite 13 dient eine Leiterplatte 14, die Elektronikbauteile 15 enthält und eine Elektronik 5 bildet. Die Leitung 16 der Elektronik 5 ist seitlich aus dem Gehäuse herausgeführt. Als Zugentlastung dient ein Steg 17 an der Unterseite 2. Die Unterseite 2 und Oberseite 13 des Gehäuses 1 sind mit Hohlnieten 18 miteinander verbunden. Anhand der Hohlnieten 18 kann das Gehäuse 1 auch befestigt werden, beispielsweise mit nicht gezeigten Schrauben. 3 shows a housing 1 according to the invention with a bottom 2 in which a recess 4 is incorporated. A circuit board 14, which contains electronic components 15 and forms electronics 5, is used as the top 13. The line 16 of the electronics 5 is led out laterally from the housing. A web 17 on the bottom 2 serves as strain relief. The bottom 2 and top 13 of the housing 1 are connected to one another with hollow rivets 18 . The housing 1 can also be fastened using the hollow rivets 18, for example with screws (not shown).

4 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1 mit einer Unterseite 2 und einer Oberseite 13, die aus zwei gleichen Halbschalen aufgebaut sind. Die Vertiefung 4 der Unterseite 2 und die Vertiefung 4' der Oberseite 13 dienen zur Aufnahme einer Elektronik 5. Diese besteht aus einer Leiterplatte 19, die beidseitig mit Elektronikbauteilen 15, 15' bestückt ist. Die Leitungen 16, 16' zur Kontaktierung der Elektronik 5 sind seitlich und gegenüberliegend aus dem Gehäuse 1 herausgeführt. Als Zugentlastung dient ein Steg 9 bzw. ein Mäander 10. Die Elektronik 5 ist an Stegen 12, 12' im Gehäuse 1 befestigt. Beide Hälften des Gehäuses 1 werden mittels Hohlnieten 18, 18' miteinander verbunden. 4 shows a housing 1 according to the invention with a bottom 2 and a top 13, which are made up of two identical half-shells. The indentation 4 in the underside 2 and the indentation 4' in the upper side 13 are used to accommodate electronics 5. This consists of a printed circuit board 19 which is equipped with electronic components 15, 15' on both sides. The lines 16, 16' for contacting the electronics 5 are led out of the housing 1 on the side and opposite one another. A web 9 or a meander 10 serves as a strain relief. The electronics 5 are attached to webs 12, 12' in the housing 1. FIG. Both halves of the housing 1 are connected to one another by means of hollow rivets 18, 18'.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gehäuses und des ebenso erfindungsgemäßen Sensorsystems wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.With regard to further advantageous configurations of the housing according to the invention and the sensor system likewise according to the invention, reference is made to the general part of the description and to the appended claims in order to avoid repetition.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gehäuses und des ebenso erfindungsgemäßen Sensorsystems lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, it should be expressly pointed out that the above-described exemplary embodiments of the housing according to the invention and of the sensor system likewise according to the invention only serve to explain the claimed teaching, but do not restrict it to the exemplary embodiments.

Bezugszeichenlistereference list

11: GehäuseHousing
22: Unterseite des Gehäusesbottom of the case
33: Leiterplattecircuit board
4, 4'4, 4': Vertiefungenindentations
55: Elektronikelectronics
66: Kupferlagecopper layer
7, 7'7, 7': Durchkontaktierungenvias
8, 8'8, 8': Zugentlastungenstrain reliefs
99: Stegweb
1010: Zugentlastung in MäanderformStrain relief in meander shape
1111: Bohrungendrilling
12, 12'12, 12': Stegewebs
1313: Oberseitetop
1414: Leiterplattecircuit board
15, 15'15, 15': Elektrobauteileelectrical components
16, 16'16, 16': Leitungencables
1717: Stegweb
18, 18'18, 18': Hohlnietentubular rivets
1919: Leiterplattecircuit board

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102006019250 A1 [0007]

Claims

Housing for an electronic unit, in particular for an electronic unit of a sensor system, the housing being made in at least two parts, characterized in that at least part of the housing consists of a printed circuit board material having a depression or recess, the depression or recess at least partially covering the interior of the housing that serves to accommodate the electronic unit.

housing after claim 1 , characterized in that the housing consists of at least two housing parts made of printed circuit board material.

housing after claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the housing parts is designed as a housing shell.

Housing after one of Claims 1 until 3 , characterized in that the housing is formed by two housing halves, namely by a first housing half as a printed circuit board with electronics fitted on one side and a second housing half made of printed circuit board material without electronics.

Housing after one of Claims 1 until 3 , characterized in that the housing is formed by two housing halves, namely by two housing halves, each as a printed circuit board with electronics fitted on one side.

Housing after one of Claims 1 until 3 , characterized in that the housing is formed by two preferably identical housing halves without electronics, which form a closed housing structure around a single-sided or double-sided printed circuit board.

Housing after one of Claims 1 until 6 , characterized in that the electronic unit comprises a substrate, for example a printed circuit board, or a ceramic with electronic components which are connected via conductor tracks.

Housing after one of Claims 1 until 7 , characterized in that the circuit board material is designed in one or more layers.

Housing after one of Claims 1 until 8th , characterized in that the circuit board material forms a shield of the electronic unit against electromagnetic influences.

Housing after one of Claims 1 until 9 , characterized in that in a two- or multi-layer printed circuit board material, the conductor tracks and possibly peripheral vias are integrated into the layers or between the layers, the vias serving as additional shielding for the electronics.

Housing after one of Claims 1 until 10 , characterized in that in a two- or multi-layer printed circuit board material, a preferably flat copper layer is integrated as additional shielding for the electronics.

Housing after one of Claims 1 until 11 , characterized in that the outer edges of the printed circuit board material are largely or at least partially metallized for further shielding of the electronics.

Housing after one of Claims 1 until 12 , characterized in that the shielding comprises flat metallic areas on or in the printed circuit board and circumferential, punctiform or line-shaped areas in the form of vias at the edge of the printed circuit board and/or flat metallic areas at the edges of the printed circuit board.

Housing after one of Claims 1 until 13 , wherein a connection line is provided for connecting the electronics, characterized in that preferably on the copper layer, in the area of the line routing, soldering pads are provided for the electrical connection of the line shield to the housing and/or to the electronics.

Housing after one of Claims 1 until 14 , A connection line being provided for connecting the electronics, characterized in that the housing parts in the area of the line routing comprise a clamping structure which clamps the electrical connection line during assembly of the housing and serves as strain relief.

housing after claim 15 , characterized in that the clamping structure imposes a meandering arrangement, in particular on thin connection lines, preferably stranded wires.

Housing after one of Claims 1 until 16 , characterized in that the housing parts comprise at least one frame part made of printed circuit board material, preferably metallized at the edges, which is installed between the housing halves to increase the volume in the housing.

Housing after one of Claims 1 until 17 , characterized in that inside the housing, preferably on the inside of the Housing parts, holding elements for fixing the electronics or the electronic components are provided.

Housing after one of Claims 1 until 18 , characterized in that the housing parts are electrically and mechanically connected by metallized bores and hollow rivets, screws or the like extending through the bores.

Housing after one of Claims 1 until 19 , characterized in that the housing parts are connected to each other by a conductive adhesive.

Sensor system comprising at least one preferably passive sensor element, a connection line and electronics, with a housing according to one of Claims 1 until 20 .