DE102022210525A1 - Elektronische Baugruppe, sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Schaltungsträger (1), mindestens ein elektronisches Bauteil (2, 2') auf dem Schaltungsträger (1), eine Umhüllung (4) aus Kunststoff, die zumindest einen Teil des Schaltungsträgers (1) umgibt, wobei wenigstens ein elektronisches Bauteil (2) vollständig in die Umhüllung (4) integriert ist, und wobei die Umhüllung (4) an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils (2) in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil (2) einen Einschnitt (3) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe umfassend einen Schaltungsträger, mindestens ein elektronisches Bauteil auf dem Schaltungsträger und eine Umhüllung aus Kunststoff, die zumindest einen Teil des Schaltungsträgers umgibt, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
- Beispiele dafür sind insbesondere in
DE 10 2015 200 219 A1 undWO 2012/117899 A1 beschrieben, bei denen auf einer Leiterplatte angeordnete elektronische Bauelemente mit einer Schutzmasse aus Kunststoff bedeckt sind. - Die Umhüllung bedeckt zumindest bestimmte elektronische Bauteile zum Schutz vor Umwelteinflüssen vollständig. Dies kann bei speziellen elektronischen Bauteilen zu Parameterabweichungen oder Fehlfunktion führen.
- Beispielsweise kann bei Spulen durch den durch das Umhüllmaterial ausgeübten Druck das Kernmaterial, insbesondere der Ferritkern, derart gepresst werden, dass es zu Abweichungen der Induktivität kommen kann. Ferner ist der Druck auf das elektronische Bauteil aufgrund der Umhüllmaterialeigenschaften temperaturabhängig.
- Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektronische Baugruppe mit einem Schaltungsträger, mindestens einem elektronischen Bauteil auf dem Schaltungsträger und eine Umhüllung aus Kunststoff, die zumindest einen Teil des Schaltungsträgers und ein elektronisches Bauteil umgibt, zu schaffen, bei der der Druck, der durch die Umhüllung auf das elektronische Bauteil ausgeübt wird, reduziert ist.
- Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Baugruppe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß weist die Umhüllung auf dem Schaltungsträger, in die wenigstens ein elektronisches Bauteil integriert ist, an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil einen Einschnitt auf.
- Die Umhüllung, insbesondere aus organischem Material wie Duroplast, bildet eine Schutz- und Stützschicht für das elektronische Bauteil und den Schaltungsträger, insbesondere zum Schutz vor Umwelteinflüssen.
- Das Anbringen von einem oder mehreren Einschnitten in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil führt zu einer Reduzierung dieses Drucks. Dadurch kann beispielweise bei Spulen eine druckbedingte Abweichung der Induktivität vermieden werden.
- Bei einer Ausgestaltung der elektronischen Baugruppe entspricht die Länge eines Einschnitts in der Schaltungsträgerebene mindestens der Hälfte der entsprechenden Abmessung des elektronischen Bauteils.
- Bei einer weiteren Ausgestaltung der elektronischen Baugruppe erstreckt sich die Tiefe eines Einschnitts, beginnend von der dem Schaltungsträger gegenüberliegenden Oberfläche der Umhüllung bis mindestens zur Hälfte der entsprechenden Abmessung des elektronischen Bauteils.
- Bei einer weiteren Ausgestaltung der elektronischen Baugruppe ist ein Einschnitt in die Umhüllung nach Fertigstellung der Umhüllung optisch, beispielsweise durch einen Laserstrahl, oder mechanisch, beispielsweise durch eine Säge oder eine Fräse, hergestellt.
- Bei einer alternativen Ausgestaltung der elektronischen Baugruppe ist ein Einschnitt in die Umhüllung durch eine entsprechende Vorrichtung in einem Werkzeug zur Herstellung der Umhüllung während des Umhüllvorgangs hergestellt.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe mit einem Schaltungsträger, mindestens einem elektronischen Bauteil auf dem Schaltungsträger und eine Umhüllung aus Kunststoff, die zumindest einen Teil des Schaltungsträgers und ein elektronisches Bauteil umgibt, zu schaffen, bei der der Druck, der durch die Umhüllung auf das elektronische Bauteil ausgeübt wird, reduziert wird.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ein elektronisches Bauteil auf einem Schaltungsträger angebracht, beispielsweise durch Löten oder Kleben.
- Anschließend wird zumindest ein Teil des Schaltungsträgers mit Kunststoff unter Ausbildung der Umhüllung bedeckt, derart, dass wenigstens ein elektronisches Bauteil vollständig in die Umhüllung integriert ist. Nach dem Aushärten des Kunststoffs der Umhüllung wird ein Einschnitt in die Umhüllung an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil hergestellt.
- Vorteilhafterweise wird ein Einschnitt in die Umhüllung nach Aushärten der Umhüllung optisch, beispielsweise durch einen Laserstrahl, oder mechanisch, beispielsweise durch eine Säge oder Fräse, hergestellt.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe mit einem Schaltungsträger, mindestens einem elektronischen Bauteil auf dem Schaltungsträger und eine Umhüllung aus Kunststoff, die zumindest einen Teil des Schaltungsträgers und ein elektronisches Bauteil umgibt, zu schaffen, bei der der Druck, der durch die Umhüllung auf das elektronische Bauteil ausgeübt wird, reduziert wird.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein alternatives Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10.
- Bei dem erfindungsgemäßen alternativen Verfahren wird mindestens ein elektronisches Bauteil auf einem Schaltungsträger angebracht, beispielsweise durch Löten oder Kleben.
- Anschließend wird zumindest ein Teils des Schaltungsträgers mit Kunststoff unter Ausbildung der Umhüllung bedeckt, derart, dass wenigstens ein elektronisches Bauteil vollständig in die Umhüllung integriert ist, wobei während des Umhüllvorgangs in die Umhüllung an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil durch eine entsprechende Vorrichtung in einem Umhüllwerkzeug ein Einschnitt in die Umhüllung hergestellt wird.
- Eine nähere Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt anhand der beigefügten Zeichnungen:
-
1 zeigt eine elektronische Baugruppe in einer Seitenansicht, -
2 zeigt eine elektronische Baugruppe wie in1 in einer Draufsicht, -
3 zeigt eine alternative elektronische Baugruppe in einer Draufsicht, und -
4 zeigt eine weitere alternative elektronische Baugruppe in einer Draufsicht. -
1 zeigt eine elektronische Baugruppe, wie sie beispielsweise in einem Kraftfahrzeug vorkommt. - Auf einem Schaltungsträger 1, beispielsweise einer Leiterplatte aus glasfaserverstärktem Kunststoff, ist ein elektronisches Bauteil 2 und ein weiteres elektronisches Bauteil 2' angeordnet, wobei das elektronische Bauteil 2, 2' ein Kondensator beispielsweise ein Mehrschicht - Keramikkondensator oder eine Spule sein kann.
- Eine Umhüllung 4 aus Kunststoff umgibt hier auf der Oberseite des Schaltungsträgers 1, auf der die elektronischen Bauteile 2, 2' angeordnet sind, einen Teil des Schaltungsträgers 1, wobei das elektronische Bauteil 2 vollständig in die Umhüllung 4 integriert ist. Das Material der Umhüllung 4 ist ein organisches Material, beispielsweise Duroplast.
- Die Umhüllung 4 weist an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils 2 in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil 2 einen Einschnitt 3 auf. In
1 sind es zwei Einschnitte 3. - Die Tiefe der Einschnitte 3, beginnend von der dem Schaltungsträger 1 gegenüberliegenden Oberfläche der Umhüllung 4 erstreckt sich bis etwa zur Hälfte der entsprechenden Abmessung des elektronischen Bauteils 2, sprich der Höhe des elektronischen Bauteils 2, könnte sich aber auch tiefer erstrecken.
- In
1 ist die Tiefe der beiden Einschnitte 3 identisch. Die beiden Einschnitte 3 könnten aber auch unterschiedlich tief ausgeführt sein. - Ein Einschnitt 3 in die Umhüllung kann nach Fertigstellung der Umhüllung optisch, beispielsweise durch einen Laserstrahl, oder mechanisch, beispielsweise durch eine Säge oder eine Fräse, hergestellt sein.
- Alternativ kann ein Einschnitt 3 in die Umhüllung 4 durch eine entsprechende Vorrichtung in einem Werkzeug zur Herstellung der Umhüllung 4 während des Umhüllvorgangs hergestellt sein.
- Die Umhüllung 4 bildet eine Schutz- und Stützschicht für das elektronische Bauteil 2 und die Leiterplatte 1, insbesondere zum Schutz vor Umwelteinflüssen. Im Prinzip könnte auch die Unterseite des Schaltungsträgers 1 zumindest teilweise mit Kunststoff umhüllt sein.
- Die Umhüllung 4 kann auf das elektronische Bauteil 2 unerwünschter Weise einen Druck ausüben, was beispielweise bei Spulen zu Abweichungen der Induktivität führen kann.
- Das Anbringen von einem oder mehreren Einschnitten 3 in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil 2 führt zu einer Reduzierung dieses Drucks.
-
2 zeigt eine elektronische Baugruppe wie in1 in einer Draufsicht. Die Länge des Einschnitts 3 in der Ebene des Schaltungsträgers 1 entspricht mindestens der Hälfte der entsprechenden Abmessung des elektronischen Bauteils 2. Hier ist die Länge der zwei Einschnitte 3 gleich, könnte aber auch unterschiedlich sein. Hier ist die Länge der zwei Einschnitte 3 größer als die kurze Kantenlänge des elektronischen Bauteils 2. Ein oder beide Einschnitte 3 könnten alternativ an einer langen Kantenlänge des elektronischen Bauteils 2 angeordnet sein. -
3 zeigt eine alternative elektronische Baugruppe in einer Draufsicht. Hier ist an jeder Kante des elektronischen Bauteils 2 jeweils ein separater Einschnitt 3 angeordnet. -
4 zeigt eine weitere alternative elektronische Baugruppe in einer Draufsicht. Hier ist an jeder Kante des elektronischen Bauteils 2 ein Einschnitt 3 angeordnet, wobei die Einschnitte 3 zusammenhängend ausgeführt sind. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102015200219 A1 [0002]
- WO 2012117899 A1 [0002]
Claims (10)
- Elektronische Baugruppe, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend - Einen Schaltungsträger (1), - Mindestens ein elektronisches Bauteil (2, 2') auf dem Schaltungsträger (1), - Eine Umhüllung (4) aus Kunststoff, die zumindest einen Teil des Schaltungsträgers (1) umgibt, wobei wenigstens ein elektronisches Bauteil (2) vollständig in die Umhüllung (4) integriert ist, und wobei die Umhüllung (4) an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils (2) in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil (2) einen Einschnitt (3) aufweist.
- Elektronische Baugruppe nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines Einschnitts (3) in der Schaltungsträgerebene mindestens der Hälfte der entsprechenden Abmessung des elektronischen Bauteils (2) entspricht. - Elektronische Baugruppe nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tiefe eines Einschnitts (3), beginnend von der dem Schaltungsträger (1) gegenüberliegenden Oberfläche der Umhüllung (4) bis mindestens zur Hälfte der entsprechenden Abmessung des elektronischen Bauteils (2) erstreckt. - Elektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einschnitt (3) in die Umhüllung (4) nach Fertigstellung der Umhüllung (4) optisch, beispielsweise durch einen Laserstrahl, oder mechanisch, beispielsweise durch eine Säge oder eine Fräse, hergestellt ist.
- Elektronische Baugruppe nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Einschnitt (3) in die Umhüllung (4) durch eine entsprechende Vorrichtung in einem Werkzeug zur Herstellung der Umhüllung (4) hergestellt ist. - Elektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Umhüllung (4) ein organisches Material ist, wie zum Beispiel Duroplast.
- Elektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronische Bauteil (2) eine Spule oder ein Kondensator ist.
- Verfahren zur Herstellung einer elektronische Baugruppe nach einem der
Ansprüche 1 bis7 mit den Schritten - Bereitstellen eines Schaltungsträgers (1), - Anbringen mindestens eines elektronischen Bauteils (2, 2') auf dem Schaltungsträger (1), - Umhüllen zumindest eines Teils des Schaltungsträgers (1) mit Kunststoff unter Ausbildung der Umhüllung (4), derart, dass wenigstens ein elektronisches Bauteil (2) vollständig in die Umhüllung (4) integriert ist, - Aushärten des Kunststoffs der Umhüllung (4), - Herstellen eines Einschnitts (3) in die Umhüllung an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils (2) in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil (2). - Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe nach
Anspruch 8 , wobei ein Einschnitt (3) in die Umhüllung (4) nach Aushärten der Umhüllung (4) optisch, beispielsweise durch einen Laserstrahl, oder mechanisch, beispielsweise durch eine Säge oder Fräse, hergestellt wird. - Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe nach einem der
Ansprüche 1 bis7 mit den Schritten - Bereitstellen eines Schaltungsträgers (1), - Anbringen mindestens eines elektronischen Bauteils (2, 2') auf dem Schaltungsträger (1), - Umhüllen zumindest eines Teils des Schaltungsträgers (1) mit Kunststoff unter Ausbildung der Umhüllung (4), derart, dass wenigstens ein elektronisches Bauteil (2) vollständig in die Umhüllung (4) integriert ist, wobei während des Umhüllvorgangs in die Umhüllung (4) an mindestens einer Seite des elektronischen Bauteils (2) in unmittelbarer Nähe zum elektronischen Bauteil (2) durch eine entsprechende Vorrichtung in einem Umhüllwerkzeug ein Einschnitt (3) in die Umhüllung (4) hergestellt wird.
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