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Stand der Technik
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Elektronikgehäuse, insbesondere Gehäuse für Sensoren zur Füllstands- oder Grenzstandüberwachung umschließen einen Innenraum zur Aufnahme von elektronischen Baugruppen. Zum Einsatz von industriellen Sensoren in Produktionsprozessen, die beispielsweise Prozessgrößen wie Druck, Durchfluss oder Füllstand überwachen, muss für Prozessschritte zur Verarbeitung von Rohstoffen sichergestellt werden, dass die Elektronik der Sensoren nicht mit der Umgebung in Kontakt treten kann. Dies wird typischerweise durch ein Vergießen der Elektronik erreicht.
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In der Patentanmeldung
WO 2015/071030 A1 wird ein Elektronikmodul sowie eine Zündeinheit mit einem solchen Elektronikmodul beschrieben, welche umfassen: ein Gehäuse mit einer Aufnahme für eine Elektronikbaugruppe und eine elektrische Schnittstelle zur Anbindung an eine Zündspule. Das Gehäuse weist eine mechanische Schnittstelle zur Befestigung an einem Zündspulengehäuse auf. Die mechanische Schnittstelle weist einen Kragen auf, welcher eingerichtet ist, mit einer in das Zündspulengehäuse einzufüllenden Vergussmasse stoffschlüssig verbunden zu werden. Ein Befüllkanal verläuft durch den Boden hindurch bis in den vom Kragen umschlossenen Bereich.
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Die Patentanmeldung
EP 1783882A2 beschreibt ein konfigurierbares Steuermodul in einem Gehäuse eines Elektrowerkzeugs. Das Steuermodul umfasst eine obere Abdeckung, eine untere Abdeckung und eine Leiterplatte mit darauf befindlichen Steuerkomponenten. Das Modul wird mit einem Druckvergussverfahren vergossen, um die Bildung von Lufteinschlüssen im Verguss des Moduls zu vermeiden. Dies kann durch eine Einlassöffnung zwischen der oberen Abdeckung und der unteren Abdeckung geschehen, die die Vergussdüse aufnimmt, und eine Entlüftungsöffnung, die in der unteren Abdeckung ausgebildet ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Solche Sensoren zur Prozessüberwachung werden zunehmend komplexer, sollen aber möglichst wenig Platz einnehmen. Die dazu notwendigen elektronischen Baugruppen, die beispielsweise auf Platinen angeordnet sind, bilden Teilbereiche in dem Elektronikgehäuse, die entweder zeitaufwendig oder schwierig mit einer Vergussmasse zu vergießen sind.
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Gemäß Aspekten der Erfindung wird ein Elektronikgehäuse und ein Verfahren zum Vergießen einer elektronischen Baugruppe in einem Elektronikgehäuse gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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In dieser gesamten Beschreibung der Erfindung sind einige Merkmale mit Zählwörtern versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern oder die Zuordnung eindeutiger zu machen, dies impliziert aber nicht ein Vorhandensein bestimmter Merkmale.
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In dieser gesamten Beschreibung der Erfindung ist die Abfolge von Verfahrensschritten so dargestellt, dass das Verfahren leicht nachvollziehbar ist. Der Fachmann wird aber erkennen, dass viele der Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge durchlaufen werden können und zu dem gleichen Ergebnis führen. In diesem Sinne kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte entsprechend geändert werden und ist somit auch offenbart.
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Gemäß Aspekten der Erfindung wird ein Elektronikgehäuse zur Einhausung einer elektronischen Baugruppe vorgeschlagen, welches eine Öffnung zur Einbringung und/oder Montage der elektronischen Baugruppe in einen Innenraum des Elektronikgehäuses und eine Vergussvorrichtung aufweist. Die Vergussvorrichtung weist zumindest eine Zuführöffnung auf, die zum Zuführen von Vergussmasse an einer Seite des Elektronikgehäuses angeordnet ist, die der Seite der Öffnung des Elektronikgehäuses entspricht oder der Seite der Öffnung gegenüberliegt. Weiterhin weist die Vergussvorrichtung zumindest eine Injektionsöffnung zum Injizieren der Vergussmasse auf, die in einer Tiefe des Innenraums des Elektronikgehäuses angeordnet ist. Die Tiefe der zumindest einen Injektionsöffnung kann an eine Anordnung der aufgenommenen und/oder montierten elektronischen Baugruppe innerhalb des Elektronikgehäuses angepasst sein, um die Vergussmasse in einen Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen, wobei der Teilbereich insbesondere durch die elektronische Baugruppe gebildet wird.
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Dabei kann das Elektronikgehäuses eingerichtet sein, elektronische Baugruppen aufzunehmen, die Platinen aufweisen, wobei die Platinen parallel zueinander angeordnet sind und/oder senkrecht zueinander angeordnet sind. Insbesondere kann das Elektronikgehäuses eingerichtet sein, parallel angeordnete Platinen aufnehmen zu können, wobei eine Fläche der jeweiligen Platine im montierten Zustand im Innenraum des Elektronikgehäuses parallel zu einer Fläche angeordnet ist, die durch die Öffnung zur Einbringung und/oder Montage der elektronischen Baugruppe gebildet wird. Die elektronische Baugruppe kann in dem Innenraum mit dem Elektronikgehäuse, beispielsweise mittels Schrauben, mechanisch gekoppelt sein. Dazu kann zwischen den jeweiligen Platinen ein Abstandhalter angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann ein Elektronikgehäuse, welches für eine Anordnung der Platinen parallel zur Öffnung zur Einbringung und/oder Montage eingerichtet ist, einen geringeren Platzbedarf für die elektronische Baugruppe erfordern als eine Anordnung der Platinen die senkrecht zu der Öffnung zur Einbringung und/oder Montage angeordnet ist.
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Das Elektronikgehäuse kann insbesondere als ein Gehäuse für Sensoren zur Füllstands- oder Grenzstandüberwachung vorgesehen sein und ein Innenraum des Elektronikgehäuses kann eingerichtet sein, die entsprechenden elektronischen Baugruppen zu umfassen.
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Vorteilhafterweise kann mit der Vergussvorrichtung des Elektronikgehäuses die Vergussmasse von unten, d. h. aus der Tiefe des Innenraums heraus, gefüllt werden. Insbesondere wenn die elektronische Baugruppe große Bauteile aufweist, kann durch das Einbringen der Vergussmasse aus einer Tiefe des Innenraums heraus, eine lunkerfreie Füllung erreicht werden.
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Die Vergussmasse kann ausgewählt und eingerichtet sein, elektrische Bauelemente der elektronischen Baugruppe gegenüber der Außenwelt elektrisch zu isolieren und/oder Wärme von den elektrischen Bauelementen der elektronischen Baugruppe an das Elektronikgehäuse thermisch zu leiten. Dazu kann die Vergussmasse aus zwei Komponenten vermischt sein und/oder eingerichtet sein, nach dem Einbringen der Vergussmassen in Teilbereiche des Elektronikgehäuses, insbesondere mittels eines Temperaturschritts, ausgehärtet zu werden.
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Typischerweise kann die Vergussmasse im nicht gehärteten Zustand einen flüssigen Aggregatzustand aufweisen, um in das Elektronikgehäuse eingebracht zu werden. Die Vergussmasse kann eingerichtet sein, im Anschluss an das Einbringen auszuhärten oder ausgehärtet zu werden. Beispielsweise kann die Vergussmasse zwei Komponenten aufweisen, die miteinander vermischt werden. Eine dynamische Viskosität der Vergussmassen kann einen Wert zwischen 200 cP (1 cP: Centipoise entspricht 1 mPa·s: Millipascalsekunden) und 600 cP aufweisen. Vorzugsweise kann die Viskosität der Vergussmassen einen Wert zwischen 400 cP und 500 cP aufweisen. Besonders bevorzugt kann die Vergussmassen eine Viskosität von 465 cP aufweisen.
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Teilbereiche des Inneren des Elektronikgehäuses können mit einer angepassten Injektionsöffnung der Vergussvorrichtung gezielt gefüllt werden, um Lunker in einem Verguss, der aus der gehärteten Vergussmassen resultiert, zu vermeiden. Solche Teilbereiche können durch große elektrische Bauelemente der elektronischen Baugruppe und/oder Platinen der elektronischen Baugruppe untereinander und gegenüber einer inneren Wandung des Elektronikgehäuses gebildet werden. Dabei kann der Ort und die Tiefe der Injektionsöffnung so an eine Anordnung der montierten elektronischen Baugruppe angepasst werden, dass die Vergussmasse in besonders schwierig zu vergießende Teilbereiche des Elektronikgehäuses, mittels der Injektionsöffnung, eingebracht wird.
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Das Elektronikgehäuse kann, für das Vergießen der elektronischen Baugruppe, eingerichtet sein, entsprechend einem einseitig offenen Becher, abgedichtet zu werden, so dass die flüssige Vergussmasse beim Einbringen in das Innere des Elektronikgehäuses nicht unkontrolliert aus dem Elektronikgehäuses entweichen kann. Dazu kann das Elektronikgehäuse eine innere Bodenfläche aufweisen, der gegenüber der Öffnung zur Montage der elektronischen Baugruppe angeordnet ist.
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Gemäß einem Aspekt kann das Elektronikgehäuses genau eine Öffnung zum Einbringen und/oder zur Montage der elektronischen Baugruppe in einen Innenraum des Elektronikgehäuses aufweisen.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Injektionsöffnung der Vergussvorrichtung, in einem Abstand von der Zuführöffnung angeordnet ist.
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Insbesondere kann die Injektionsöffnung tiefer in dem Innenraum des Elektronikgehäuses angeordnet sein als die Zuführöffnung, insbesondere um die Vergussmasse in tiefer in dem Innenraum des Elektronikgehäuses angeordnete Teilbereiche eingebracht zu werden.
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Dabei kann sich ein Maß für die Tiefe in den Innenraum senkrecht von der Öffnung zur Einbringung und/oder Montage der elektronischen Baugruppe in das Elektronikgehäuse erstrecken.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Abstand der Zuführöffnung von der Injektionsöffnung der Vergussvorrichtung angepasst an die Anordnung der elektronischen Baugruppe innerhalb des Elektronikgehäuses gewählt ist, um die Vergussmasse in den Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen. Vorteilhafterweise kann dadurch die Vergussmasse in Teilbereiche des Elektronikgehäuses eingebracht werden, die sich aus unterschiedlichen Anordnungen der montierten elektronischen Baugruppe ergeben. Die Zuführöffnung kann an der gleichen Seite oder der gegenüberliegenden Seite des Elektronikgehäuses angeordnet sein wie die Öffnung zur Einbringung und/oder Montage der elektronischen Baugruppe.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass ein Ort der Injektionsöffnung der Vergussvorrichtung innerhalb des Innenraums des Elektronikgehäuses angepasst an die Anordnung der elektronischen Baugruppe innerhalb des Elektronikgehäuses gewählt ist, um Vergussmasse in den Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen. Vorteilhafterweise kann dadurch die Vergussmasse in Teilbereiche des Elektronikgehäuses eingebracht werden, die sich aus unterschiedlichen Anordnungen der montierten elektronischen Baugruppe ergeben.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vergussvorrichtung zumindest zwei Injektionsöffnungen aufweist, die mit der zumindest einen Zuführöffnung fluidisch jeweils individuell, oder gemeinsam verbunden sind; und wobei die zumindest zwei Injektionsöffnungen an unterschiedlichen Orten des Innenraums des Elektronikgehäuses und/oder in unterschiedlicher Tiefe des Elektronikgehäuses angeordnet sind, um die Vergussmasse in zumindest zwei Teilbereiche des Elektronikgehäuses einzubringen.
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Vorteilhafterweise kann dadurch mittels einer Zuführöffnung und/oder zumindest zwei Zuführöffnungen Vergussmasse in unterschiedliche Teilbereiche des Elektronikgehäuses eingebracht werden.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vergussvorrichtung, eine geschlossene fluidische Verbindung zwischen der jeweiligen Zuführöffnung und der jeweiligen entsprechenden Injektionsöffnung aufweist, um die Vergussmasse, insbesondere unter erhöhtem Druck, in den Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen.
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Der erhöhte Druck kann einen Wert zwischen 1 bar und 20 bar aufweisen. Vorteilhafterweise kann der erhöhte Druck einen Wert zwischen 2 bar und 10 bar aufweisen. Besonders vorteilhafter Weise kann der erhöhte Druck einen Wert zwischen 4 bar und 7 bar aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann durch das Einbringen der Vergussmasse unter erhöhtem Druck das Einbringen der Vergussmasse gegenüber einem Einbringen mittels eines Vergussbechers beschleunigt werden. Außerdem kann das Material des Vergussbechers als Einmal- oder Wegwerfenartikel eingespart werden. Dabei kann ein Druckprofil für das Einbringen an die individuelle elektronische Baugruppe und die sich daraus ergebenden Teilbereiche angepasst werden. D. h. mit anderen Worten, dass das Einbringen der Vergussmasse zum Vergießen einer elektronischen Baugruppe die innerhalb des Elektronikgehäuses angeordnet und/oder montiert ist, während einer Dauer des Vergießens mit unterschiedlichen Druck, insbesondere angepasst an die Form und/oder Anordnung der elektronischen Baugruppe erfolgen kann.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vergussvorrichtung zumindest einen Vergusskanal, als geschlossene fluidische Verbindung zwischen der jeweiligen Zuführöffnung und der jeweiligen entsprechenden Injektionsöffnung, innerhalb einer Wandung des Elektronikgehäuses, aufweist, Insbesondere kann der Vergusskanal als Bohrung innerhalb der Wandung des Elektronikgehäuses ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist dadurch, dass der Vergusskanal innerhalb der Wandung des Elektronikgehäuses angeordnet ist, kein weiterer Platz innerhalb des Elektronikgehäuses benötigt. Außerdem ist vorteilhaft, dass in dem jeweiligen Vergusskanal verbleibende Vergussmasse, durch Aushärtung der Vergussmasse, die Wandung zusätzlich stabilisiert. Den Vergusskanal als Bohrung innerhalb der Wandung des Elektronikgehäuses auszubilden, ist eine einfache Möglichkeit einen Vergusskanal zu bilden, wobei der Vergusskanal schon bei einem Gießen des Elektronikgehäuses berücksichtigt werden kann und/oder nachträglich eingebracht werden kann.
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Der Vergusskanal kann einen Durchmesser zwischen 0,2 mm und 3 mm aufweisen. Vorteilhafterweise kann der Vergusskanal einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 2 mm aufweisen. Besonders vorteilhafter Weise kann der Vergusskanal einen Durchmesser von 1 mm aufweisen.
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Dabei kann der Vergusskanal zum Führen der Vergussmasse von der Zuführöffnung zur Injektionsöffnung ausgebildet sein.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vergussvorrichtung zumindest einen Steg aufweist, wobei der Steg einen Vergusskanal, als geschlossene fluidische Verbindung zwischen der jeweiligen Zuführöffnung und der jeweiligen entsprechenden Injektionsöffnung, aufweist, der innerhalb des Steges angeordnet ist. Insbesondere kann der Steg der Vergussvorrichtung ausgebildet sein, sich angrenzend, und zumindest teilweise, entlang der Wandung in dem Innenraum des Elektronikgehäuses zu erstrecken.
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Vorteilhafterweise kann mit einem solchen entsprechend dimensionierten Steg der Durchmesser des Vergusskanals größer gewählt werden als eine Wandstärke der Wandung des Elektronikgehäuses dimensioniert ist.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vergussvorrichtung zumindest ein Formteil mit einem innenliegenden Vergusskanal, aufweist, wobei das Formteil innerhalb des Elektronikgehäuses angeordnet ist. Insbesondere kann das Formteil an einer inneren Bodenfläche des Elektronikgehäuses, die der Öffnung des Elektronikgehäuses gegenüber angeordnet ist, mechanisch mit der inneren Bodenfläche des Elektronikgehäuses gekoppelt sein.
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Dabei kann das Formteil den Vergusskanal, als geschlossene fluidische Verbindung zwischen der jeweiligen Zuführöffnung und der jeweiligen entsprechenden Injektionsöffnung aufweisen, um insbesondere die Vergussmasse unter erhöhtem Druck in den Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen. Vorteilhafterweise kann dadurch, beispielsweise mittels entsprechenden Öffnungen innerhalb der elektronischen Baugruppe, mittels des Formteils, welches beispielsweise rohrförmig ausgebildet ist, ein Teilbereich des Elektronikgehäuses, welches in einem zentralen Bereich des Elektronikgehäuses angeordnet ist, zum Einbringen der Vergussmasse erreicht werden.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vergussvorrichtung eine Vielzahl von Vergusskanälen aufweist, die insbesondere in der Wandung des Elektronikgehäuses angeordnet ist; und/oder in einer Vielzahl von Stegen angeordnet ist; und/oder in einer Vielzahl von Formteilen angeordnet ist; und wobei die Vergusseinrichtung mittels der resultierenden Vielzahl von jeweiligen Injektionsöffnungen der Vielzahl der Vergusskanälen eingerichtet ist, in unterschiedlichen Tiefen des Elektronikgehäuses und/oder an unterschiedlichen Orten oder Teilbereichen des Elektronikgehäuses die Vergussmasse einzubringen.
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Dabei kann jeder Vergusskanal der Vielzahl von Vergusskanälen eine Zuführöffnung aufweisen oder zumindest ein Teil der Vielzahl der Vergusskanäle oder alle Vergusskanälen können fluidisch mit einer gemeinsamen Zuführöffnung verbunden sein und jeweils zumindest eine Injektionsöffnung aufweisen.
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Eine solche Vielzahl von Vergusskanälen mit entsprechenden Injektionsöffnungen kann ein System aus Vergusskanälen bilden, die zumindest ein Teil der Vergussvorrichtung sein kann.
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Die Vielzahl von Vergusskanälen der Vergussvorrichtung kann eingerichtet sein, dass unterschiedlichen Vergusskanälen unterschiedliche Vergussmassen mittels der jeweiligen Zuführöffnung zugeführt werden, um die elektronische Baugruppe in unterschiedlichen Teilbereichen des Elektronikgehäuses mit unterschiedlichen Vergussmassen zu vergießen. Beispielsweise kann eine erste Vergussmasse eine elektrische Isolierung der Bauteile der elektronischen Baugruppe bewirken. Beispielsweise kann eine zweite Vergussmasse neben einer elektrischen Isolierung der Bauteile der elektronischen Baugruppe eine Wärmeleitung von den Bauteilen der elektronischen Baugruppe an ein Gehäuse bewirken.
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Die Vielzahl von Vergusskanälen kann so eingerichtet sein, dass eine Teilmenge der Vergusskanäle jeweils eine Injektionsöffnung in der gleichen Tiefe des Elektronikgehäuses aufweist, um die Vergussmassen mit einem größeren Fluss in den jeweiligen Teilbereich des Elektronikgehäuses, der mit der jeweiligen Injektionsöffnung korrespondiert, einzubringen. Alternativ oder zusätzlich kann die Vergussvorrichtung eine Anzahl von Vergusskanälen, deren Injektionsöffnung in einer gleichen Tiefe des Elektronikgehäuses angeordnet sind, aufweisen, die proportional zu einem Volumen des jeweils korrespondierenden Teilbereichs des Elektronikgehäuses ist.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die elektronische Baugruppe eine Vielzahl von Platinen, aufweist; und die Vielzahl von Vergusskanälen, insbesondere durch eine jeweils angepasste Tiefe der jeweiligen Injektionsöffnungen und/oder einen jeweils angepassten Ort der jeweiligen Injektionsöffnungen und/oder eine jeweils angepasste Anzahl von Vergusskanälen ausgestaltet und eingerichtet ist, die Vergussmasse in Teilbereiche des Elektronikgehäuses einzubringen, die insbesondere durch die Vielzahl der Platinen gebildet werden.
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Die Vielzahl von Platinen kann, insbesondere paarweise, mittels eines elektrischen Koppelelements, wie beispielsweise eines Flexleiters mechanisch und/oder elektrisch miteinander verbunden sein, um insbesondere die elektronische Baugruppe zu bilden. Dabei kann das Elektronikgehäuses eingerichtet sein, die Vielzahl von Platinen, die mittels eines elektrischen Koppelelements mechanisch und/oder elektrisch miteinander verbunden sind, mittels der Öffnung zur Einbringung/oder Montage, in den Innenraum des Elektronikgehäuses aufzunehmen.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vielzahl der Platinen der elektronischen Baugruppe parallel zueinander angeordnet sind. Das Elektronikgehäuse kann so eingerichtet sein, dass die Vielzahl der Platinen der elektronischen Baugruppe parallel zu einer Fläche in das Innere des Elektronikgehäuses eingebracht und/oder montiert werden können, die durch die Öffnung des Elektronikgehäuses gebildet wird. Die Vielzahl von Vergusskanälen der Vergussvorrichtung kann mit der entsprechenden Vielzahl von Injektionsöffnungen eingerichtet sein, die Vergussmasse in unterschiedliche Teilbereiche des Elektronikgehäuses einzubringen, die durch die parallel angeordneten Platinen gebildet werden.
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Vorteilhafterweise kann durch die Vielzahl von Vergusskanälen eine Vielzahl unterschiedlicher Teilbereiche des Elektronikgehäuses, die durch den Aufbau und/oder die Anordnung der montierten elektronischen Baugruppe innerhalb des Elektronikgehäuses gebildet werden, mit der Vergussmasse gefüllt werden, um die elektronische Baugruppe, insbesondere vollständig, mit der Vergussmassen zu vergießen.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der jeweilige Vergusskanal angeordnet und/oder eingerichtet ist, dass die Vergussmasse nach dem Einbringen in den Teilbereich des Elektronikgehäuses in dem jeweiligen Vergusskanal verbleibt, um die Struktur des Elektronikgehäuses durch Aushärtung der Vergussmasse zu stabilisieren.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Vergusskanal so angeordnet und/oder eingerichtet sein, dass beim Einbringen der Vergussmassen der Vergusskanal korrespondierend zu dem Innenraum des Elektronikgehäuses gefüllt wird, um in dem Vergusskanal zu verbleiben. Alternativ oder zusätzlich kann der Vergusskanal ein Ventil aufweisen, das so eingerichtet ist, dass nach einem erfolgten Einbringen der Vergussmassen in das Elektronikgehäuse, die Vergussmassen in der Vergussvorrichtung und/oder einem jeweiligen Vergusskanal verbleibt, sodass die Vergussmasse des jeweiligen Vergusskanals zusammen mit der Vergussmasse des Elektronikgehäuses gehärtet werden kann. Dadurch kann der Vergusskanal bzw. eine Struktur der Vergussvorrichtung, innerhalb derer der Vergusskanal angeordnet ist, mechanisch verstärkt werden.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass ein Teil der Vielzahl der Vergusskanäle, insbesondre durch eine jeweils angepasste Tiefe der jeweiligen Injektionsöffnungen und/oder einen jeweils angepassten Ort der jeweiligen Injektionsöffnungen und/oder eine jeweils angepasste Anzahl von Vergusskanälen als Entlüftungskanäle, zum Einbringen der Vergussmasse in den Teilbereich des Elektronikgehäuses, ausgestaltet und eingerichtet sind.
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Vorteilhafterweise kann durch eine Nutzung eines Vergusskanals als Entlüftungskanal ein lunkerfreies Einfüllen der Vergussmassen erleichtert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Unterdruck an den Entlüftungskanal angelegt werden, um das Vergießen zu verbessern. Alternativ oder zusätzlich kann die Vergussvorrichtung eingerichtet sein, für jeden Teilbereich des Elektronikgehäuses mittels einer Injektionsöffnung und dem zugehörigen Vergusskanal die Vergussmassen dem jeweiligen Teilbereich des Elektronikgehäuses zuzuführen und mittels einer weiteren Injektionsöffnung und dem weiteren zugehörigen Vergusskanal für den jeweiligen Teilbereich einen Entlüftungskanal zu bilden. Dabei kann der Entlüftungskanal eingerichtet sein, dass nach dem Vergießen des Elektronikgehäuses und/oder des jeweiligen Teilbereichs die Vergussmassen in den Entlüftungskanal eingebracht wird, um den Entlüftungskanal nach der Aushärtung der Vergussmassen mechanisch zu stabilisieren.
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Vorteilhafterweise kann durch die Nutzung eines Vergusskanals als Entlüftungskanal, der in einer entsprechenden Tiefe des Innenraums des Elektronikgehäuses angeordnet ist, Luft oder Gas aus dem Inneren des Elektronikgehäuses, mittels der entsprechenden Injektionsöffnung entweichen. Dadurch kann die elektronische Baugruppe dichter mit Bauelementen bestückt werden, da die Luft, bzw. ein in das Elektronikgehäuse gefülltes Gas, nicht durch Zwischenräume der elektronischen Baugruppe entweichen muss.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Vergießen einer elektronischen Baugruppe vorgeschlagen, die in einem oben beschriebenen Elektronikgehäuse angeordnet ist, wobei die elektronische Baugruppe zumindest zwei parallel zueinander angeordnete Platinen aufweisen kann. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: In einem Schritt wird die elektronischen Baugruppe in einen Innenraum des Elektronikgehäuses montiert. In einem weiteren Schritt kann ein erstes Verfüllwerkzeug mit zumindest einer ersten Zuführöffnung einer Vergussvorrichtung des Elektronikgehäuses verbunden werden, um eine erste Vergussmasse mittels des ersten Verfüllwerkzeugs, insbesondere mit erhöhtem Druck, an der ersten Zuführöffnung bereitzustellen. Dabei kann die Vergussvorrichtung mittels eines ersten Vergusskanals und einer ersten Injektionsöffnung des ersten Vergusskanals und/oder einer Vielzahl von Injektionsöffnungen eines Systems aus Vergusskanälen eingerichtet sein, die erste Vergussmasse in einen ersten Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen, der durch die im Elektronikgehäuse montierte elektronische Baugruppe gebildet wird. In einem weiteren Schritt kann die erste Vergussmasse, insbesondere mittels erhöhtem Druck, in den ersten Teilbereich des Elektronikgehäuses eingebracht werden, um die elektronische Baugruppe zu vergießen.
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Das Verfüllwerkzeug kann eingerichtet sein, mit der ersten Zuführöffnung und/oder weiteren Zuführöffnungen so mechanisch und/oder fluidisch zu korrespondieren und/oder an die jeweilige Zuführöffnung so angekoppelt zu werden, dass die Vergussmassen, insbesondere unter erhöhtem Druck, durch die jeweilige Injektionsöffnung in das Elektronikgehäuse bzw. Teilbereiche des Elektronikgehäuses eingebracht werden kann.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Elektronikgehäuse für das Verfahren eingerichtet ist, dass eine Vielzahl von parallel angeordneten Platinen der elektronischen Baugruppe parallel zu einer Fläche in das Innere des Elektronikgehäuses eingebracht und/oder montiert werden können, die durch die Öffnung des Elektronikgehäuses gebildet wird. Insbesondere können zwei parallel zueinander angeordneten Platinen parallel zu der Ebene der Öffnung angeordnet sein.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass in dem Verfahren von der ersten Vergussmasse eine erste Menge, insbesondere mittels erhöhtem Druck, in die erste Zuführöffnung und in den ersten Vergusskanal eingebracht wird, um mit der entsprechenden Injektionsöffnung die Vergussmasse in einen ersten Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen. Das Verfahren weist die folgenden zusätzlichen Schritte auf:
- in einem weiteren Schritt wird ein zweites Verfüllwerkzeug mit zumindest einer zweiten Zuführöffnung der Vergussvorrichtung des Elektronikgehäuses verbunden, um eine zweite Vergussmasse mittels des zweiten Verfüllwerkzeugs, insbesondere mit erhöhtem Druck, an der zweiten Zuführöffnung bereitzustellen, wobei die Vergussvorrichtung mittels eines zweiten Vergusskanals und einer zweiten Injektionsöffnung des zweiten Vergusskanals eingerichtet ist, die zweite Vergussmasse in einen zweiten Teilbereich des Elektronikgehäuses einzubringen, der durch die im Elektronikgehäuse montierte elektronische Baugruppe gebildet wird. In einem weiteren Schritt wird die zweite Vergussmasse, insbesondere mittels erhöhtem Druck, in den zweiten Teilbereich des Elektronikgehäuses eingebracht, um die elektronische Baugruppe zu vergießen.
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Dabei kann der erhöhte Druck im zweiten Vergusskanal unterschiedlich oder gleich zum erhöhten Druck im ersten Vergusskanal sein. Das erste Verfüllwerkzeug kann unterschiedlich zum zweiten Verfüllwerkzeug sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein gemeinsames Verfüllwerkzeug so eingerichtet sein, dass es entsprechend einem ersten und einem zweiten Verfüllwerkzeug wirkt, um die entsprechenden Injektionsöffnung mit den entsprechenden Vergussmassen bereitzustellen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Reihenfolge und/oder die Abfolge des Verfüllens mittels des ersten und des zweiten Vergusskanals an die Teilbereiche des Elektronikgehäuses, die vergossen werden sollen, angepasst werden. Beispielsweise kann ein Einbringen von Vergussmassen für einen tiefer im Elektronikgehäuses liegender Teilbereich, mittels eines ersten Vergusskanals früher gestartet werden, als ein Einbringen von Vergussmassen für einen höher im Elektronikgehäuses liegenden Teilbereich.
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D. h. mit anderen Worten, dass die Abfolge des Einbringens der Vergussmassen in unterschiedliche Teilbereiche des Elektronikgehäuses mittels unterschiedlicher Vergusskanälen zeitlich und mengenmäßig gesteuert werden kann, um die Vergussmassen lunkerfrei bzw. Luftblasen frei einzubringen.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass in dem Verfahren ein Startzeitpunkt des Einbringens der ersten Vergussmasse ungleich von einem Startzeitpunkt des Einbringens der zweiten Vergussmasse ist.
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Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass in dem Verfahren ein Material der ersten Vergussmasse verschieden von einem Material der zweiten Vergussmasse ist.
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Vorteilhafterweise kann durch das Verwenden von zwei unterschiedlichen Vergussmassen die jeweilige Vergussmasse an Anforderung der elektronischen Baugruppe, die innerhalb des Elektronikgehäuses montiert sind, angepasst werden.
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Das Elektronikgehäuse kann ein Elektronikgehäuse für ein Mikrowellen Modul sein. Das Mikrowellenmodul kann ein Füllstands-Messgerät sein, das ein Mikrowellen-Signal, bzw. ein Radarwellen-Signal, in Richtung auf ein Medium aussendet, um aus einem Abstand zwischen dem Mikrowellen-Modul und dem Medium einen Füllstand zu bestimmen, wobei sich das Medium beispielsweise in einem offenen oder geschlossenen Behälter befindet. Das ausgesendete Signal kann von dem Medium in Richtung auf das Mikrowellen-Modul reflektiert und von dem Mikrowellen-Modul detektiert werden. Das detektierte Signal kann digital in ein elektrisches Signal gewandelt werden, um den oben genannten Abstand zu bestimmen.
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Es sei noch angemerkt, dass die verschiedenen oben und/oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können.
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Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die 1 bis 3 dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Es zeigt:
- 1 Skizze eines Querschnitts eines Elektronikgehäuses zur Einhausung einer elektronischen Baugruppe;
- 2 Skizze einer Aufsicht auf ein Elektronikgehäuse zur Einhausung einer elektronischen Baugruppe; und
- 3 Skizze einer isometrischen Ansicht eines Elektronikgehäuses zur Einhausung einer elektronischen Baugruppe.
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Die 1 skizziert einen Querschnitt eines Elektronikgehäuses 100, welches zur Einhausung einer elektronischen Baugruppe 151, 152, 153 eingerichtet ist. Dazu weist das Elektronikgehäuses 100 eine Öffnung 101 zur Einbringung und/oder Montage der elektronischen Baugruppe 151, 152, 153 in einen Innenraum 102 des Elektronikgehäuses 100 auf. In der 1 ist die Öffnung 101 des Elektronikgehäuses 100 mit einem Anschlussstück 170 für einen Anschluss des Elektronikgehäuses 100 verschlossen, nachdem die elektronische Baugruppe 151, 152, 153 in den Innenraum 102 des Elektronikgehäuses 100 eingebracht wurde. Dabei kann das Anschlussstück 170 Sensorelemente aufweisen. Die elektronische Baugruppe kann eine Vielzahl von Platinen 151, 152, 153 aufweisen, und das Elektronikgehäuses 100 kann eingerichtet sein, die elektronische Baugruppe aufzunehmen. Das Elektronikgehäuse 100 kann eingerichtet sein, dass zumindest ein Teil der Vielzahl von Platinen paarweise mittels eines Verbindungselements 161,162 elektrisch gekoppelt ist. Insbesondere kann das Elektronikgehäuse 100 eingerichtet sein, dass die Platinen paarweise elektrisch und/oder mechanisch gekoppelt in das Elektronikgehäuse 100 eingebracht und/oder montiert wird.
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Das Elektronikgehäuse 100 weist eine Vergussvorrichtung 112, 114, 122, 124, 132, 134 mit einer erste und zweite Zuführöffnung 112, 114 auf, die zum Zuführen von Vergussmasse an einer Seite des Elektronikgehäuses 100 angeordnet ist, die der Seite der Öffnung 101 des Elektronikgehäuses gegenüber liegt. Mit anderen Worten ist das Elektronikgehäuses 100 eingerichtet, von einer Seite des Elektronikgehäuses 100 mit der elektronischen Baugruppe 151, 152, 153 bestückt zu werden und von der gegenüber liegenden Seite des Elektronikgehäuses 100 mittels der ersten und der zweiten Zuführöffnung 112, 114 und der Vergussmasse vergossen zu werden. Dabei kann das Einbringen der elektronischen Baugruppe 151, 152, 153 in den Innenraum 102 des Elektronikgehäuses 100 auch dadurch erfolgen, dass die der elektronischen Baugruppe 151, 152, 153 auf dem Anschlussstück 170 montiert wird und anschließend das Elektronikgehäuse 100 darübergestülpt wird.
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Weiterhin weist die Vergussvorrichtung 112, 114, 122, 124, 132, 134 zumindest eine erste und zweite Injektionsöffnung 132, 134 zum Injizieren der Vergussmasse in Teilbereiche 182, 184 des Innenraums 102 des Elektronikgehäuses auf. Die erste und zweite Injektionsöffnung 132, 134 sind in einer Tiefe des Innenraums 102 des Elektronikgehäuses 100 angeordnet, wobei die Tiefe der jeweiligen Injektionsöffnung 132, 134 an eine Anordnung der montierten elektronischen Baugruppe 151, 152, 153 innerhalb des Elektronikgehäuses 100 angepasst ist, um die Vergussmasse in einen Teilbereich 182, 184 des Elektronikgehäuses 100 einzubringen, der insbesondere durch die elektronische Baugruppe 151, 152, 153, basierend auf den vier Platinen 151, 152, 153, gebildet wird.
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Die Vergusskanäle 122, 124 sind mittels einer jeweils angepassten Tiefe der jeweiligen Injektionsöffnungen 132 und 134 eingerichtet, die Vergussmasse in Teilbereiche 182 und 184 und gegebenenfalls weitere Teilbereiche des Innenraums 102 des Elektronikgehäuses einzubringen, die durch die Vielzahl der Platinen gebildet werden. Dabei sind die Vergusskanäle 122 und 124, als geschlossene fluidische Verbindung in Form einer Bohrung innerhalb der Wandung 140 des Elektronikgehäuses zwischen der jeweiligen Zuführöffnung 112 und 114 und der jeweiligen entsprechenden Injektionsöffnung 132 und 134, ausgebildet. Daher kann die Vergussmasse, insbesondere unter erhöhtem Druck, in den jeweiligen Teilbereich 182, 184 des Elektronikgehäuses eingebracht werden.
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Dazu sind die Injektionsöffnung 132 und 134 der Vergussvorrichtung, in einem Abstand von der jeweiligen Zuführöffnung 112 und 114 angeordnet. D. h. die jeweilige Injektionsöffnung 132 und 134 ist tiefer in dem Innenraum 102 des Elektronikgehäuses angeordnet ist als die jeweilige Zuführöffnung 112 und 114.
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Dabei ist der Abstand der jeweiligen Zuführöffnung 112 und 114 von der jeweiligen Injektionsöffnung 132 und 134 der Vergussvorrichtung angepasst an die Anordnung der elektronischen Baugruppe 151, 152, 153 innerhalb des Elektronikgehäuses 100 gewählt, um die Vergussmasse in den jeweiligen Teilbereich 182 und 184 im Innenraum 102 des Elektronikgehäuses einzubringen. D. h. die Injektionsöffnung 134 der Vergussvorrichtung ist in einem größeren Abstand von der Zuführöffnung 114 angeordnet ist, um die Injektionsöffnung 134, angepasst an den Teilbereich 184 des Elektronikgehäuses, tiefer in dem Innenraum 102 des Elektronikgehäuses anzuordnen als die Injektionsöffnung 132, die angepasst an den Teilbereich 182 des Elektronikgehäuses weniger tief im Innenraum 102 des Elektronikgehäuses angeordnet ist.
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Die Teilbereiche des Innenraums 182 und 184 können durch einen Zwischenraum zwischen der Platine 152 und 153, sowie einen Zwischenraum zwischen der Platine 153 und ein Anschlussstück 170 des Elektronikgehäuses gebildet werden, da die Platinen der elektronischen Baugruppe, beispielsweise zur besseren Raumnutzung des Innenraums 102 des Elektronikgehäuses parallel zueinander angeordnet sind. Dabei ist das Elektronikgehäuse so eingerichtet, dass die Platinen 151, 152, 153 der elektronischen Baugruppe parallel zu einer Fläche montiert werden können, die durch die Öffnung 101 des Elektronikgehäuses gebildet wird.
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Da die Vergussmasse in die Vergusskanäle 122 und 124 mittels einer jeweiligen Zuführöffnung 112, 114 eingebracht werden, und die Vergusskanälen 122 und 124 beim Vergießen korrespondierend zu der elektronischen Baugruppe gefüllt werden, und außerdem die Zuführöffnung 112, 114 zumindest auf der Höhe der maximalen Verfüllung des Elektronikgehäuses angeordnet sind, kann die Vergussmasse nach dem Einbringen in den Teilbereich des Elektronikgehäuses in dem jeweiligen Vergusskanal verbleiben, um die Struktur des Elektronikgehäuses 100 durch Aushärtung der Vergussmasse zu stabilisieren.
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Die 2 skizziert eine Aufsicht auf das Elektronikgehäuse 100 zur Einhausung der elektronischen Baugruppe 151, 152, 153, wie sie in der 1 skizziert ist. Neben den Zuführöffnungen 112 und 114 der Vergussvorrichtung, die in der Wandung 140 des Elektronikgehäuses 100 angeordnet sind, sind weitere Zuführöffnungen 111 bis 118 dargestellt, die auch in der Wandung 140 des Elektronikgehäuses 100 angeordnet sind, dabei sind auch diese Zuführöffnungen und die nicht dargestellten entsprechenden Vergusskanäle und entsprechenden Injektionsöffnungen Teile der Vergussvorrichtung.
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Ein Verfüllwerkzeug kann entsprechend der Anordnung der Zuführöffnungen 111 bis 118 geformt und ausgestaltet sein, um, insbesondere unter erhöhtem Druck, eine Vergussmasse mittels der Injektionsöffnungen in die Teilbereiche des Elektronikgehäuses 100 einzubringen. Alternativ oder zusätzlich können einige der Zuführöffnungen 111 bis 118 beim Einbringen der Vergussmasse als Entlüftungskanäle verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Elektronikgehäuse 100 eine Öffnung 104 in einer Bodenplatte 103, die der Öffnung 101 des Elektronikgehäuses 100 gegenüber angeordnet ist, aufweisen, bei der die Luft während des Einfüllens der Vergussmassen entweichen kann. Alternativ oder zusätzlich kann an die so definierten Entlüftungskanäle ein Unterdruck angelegt werden, um das Vergießen zu beschleunigen und/oder zu verbessern. Dabei kann die entsprechende Vielzahl von Vergusskanälen eingerichtet sein, mittels der Injektionsöffnungen, die in unterschiedlicher Tiefe im Innenraum des Elektronikgehäuses 100 angeordnet sind, die Vergussmasse in unterschiedliche Tiefen in Teilbereiche des inneren des Elektronikgehäuses einzubringen.
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Die 3 skizziert eine isometrische Ansicht des Elektronikgehäuses 100 zur Einhausung einer elektronischen Baugruppe, das schon in den 1 und 2 dargestellt ist, zur Einhausung einer hier nicht dargestellten elektronischen Baugruppe 151, 152, 153. Neben den Zuführöffnungen 112 und 114 der Vergussvorrichtung, die in der Wandung 140 des Elektronikgehäuses 100 angeordnet sind, sind weitere Zuführöffnungen 111 bis 118 dargestellt, die auch in der Wandung 140 des Elektronikgehäuses 100 angeordnet sind. Dabei sind auch diese Zuführöffnungen und die nicht dargestellten entsprechenden Vergusskanäle und entsprechenden Injektionsöffnungen Teile der Vergussvorrichtung und können jeweils eingerichtet sein, Vergussmasse in unterschiedlicher und/oder gleiche Tiefe und/oder an unterschiedliche Stellen des Innenraums des Elektronikgehäuses einzubringen, um Teilbereiche der elektronischen Baugruppe zu vergießen. In dieser Darstellung ist die Öffnung 101 des Elektronikgehäuses auf der von dem Betrachter abgewandten Seite des Elektronikgehäuses 100 angeordnet. Mittels einer Öffnung 104 in einer Bodenplatte 103, die der Öffnung 101 des Elektronikgehäuses 100 gegenüber angeordnet ist, kann das Elektronikgehäuse 100 während des Einbringens der Vergussmassen entlüftet werden. Dargestellt sind die Zuführöffnungen 111 bis 118 der Vergussvorrichtung die dazu dienen können, zum Beispiel mittels eines Verfüllwerkzeugs, Vergussmasse in Teilbereiche des Elektronikgehäuses, mittels der entsprechend Vergusskanälen und der jeweiligen Injektionsöffnungen, einzubringen.
