DE10300171A1

DE10300171A1 - Elektronische Baugruppe mit metallischem Gehäuseteil

Info

Publication number: DE10300171A1
Application number: DE2003100171
Authority: DE
Inventors: Klaus Vollmert; Michael Winter
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe mit folgenden Merkmalen. Die Baugruppe (1) weist ein metallisches Gehäuseteil (2) auf. Die Oberfläche auf der Innenseite des Gehäuseteils (2) hat zumindest teilweise eine vorzugsweise mittels Sanstrahlen aufgeraute Oberfläche. Die Baugruppe (1) weist elektronische Bauelemente (3) auf. Die Bauelemente (3) sind im Innenraum des Gehäuseteils (2) angeordnet. Der Innenraum des Gehäuseteils (2) ist mit einer Vergussmasse (7) ausgegossen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen elektronischen Baugruppe.

Description

STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein elektronische Baugruppe mit einem metallischen Gehäuseteil und in dem Innenraum des Gehäuseteils angeordneten elektronischen Bauelementen, wobei der gesamte Innenraum mitsamt den elektronischen Bauelementen mit einer Vergussmasse ausgegossen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen elektronischen Baugruppe.

Bei den bekannten elektronischen Baugruppen der eingangs genannten Art, tritt häufig das Problem auf, dass aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Vergussmasse und des metallischen Gehäuseteils sich die Vergussmasse nach dem Erstarren von der Oberfläche des. Innenraums des Gehäuseteils ablöst. In die so entstehenden Ritzen und Spalten kann dann Feuchtigkeit eindringen und so die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der elektronischen Baugruppe verringern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Baugruppe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Vergussmasse dauerhaft an der Oberfläche des metallischen Gehäuseteils haftet. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektronischen Baugruppe vorzuschlagen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine elektronische Baugruppe gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eine solchen elektronischen Baugruppe gemäß Anspruch 5 gelöst.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Eine erfindungsgemäße elektronische Baugruppe weist eine vorzugsweise mittels Sandstrahlen aufgeraute Oberfläche zumindest in Teilen auf der Innenseite des Gehäuseteils auf. Durch die aufgeraute Oberfläche entstehen auf der Oberfläche Rillen und Riefen, in welche sich beim Vergießen die Vergussmasse festsetzt und so die Haftung der Vergussmasse am Gehäuseteil verbessert. Die insgesamt durch das Aufrauen vergrößerte Oberfläche des Innenraums des metallischen Gehäuseteils führt zu einer größeren Oberfläche zwischen der Vergussmasse und dem Gehäuseteil, welches ebenfalls die Haftung zwischen Vergussmasse nach dem Erstarren und dem Gehäuseteil verbessert.

Eine erfindungsgemäße Baugruppe kann einen Schaltungsträger aufweisen, auf welchem die Bauelemente angebracht sind. Ebenso ist es aber auch denkbar, dass die Bauelemente unmittelbar unter Zwischenschaltung eines isolierenden Materials auf bzw. an dem Gehäuseteil angebracht sind.

Gemäß der Erfindung schließt die Vergussmasse die Bauelemente vollständig ein und isoliert sie dadurch vor Einflüssen aus der Umgebung. Die elektronische Baugruppe braucht daher neben dem metallischen Gehäuseteil kein Deckel oder ähnliches, welcher den Innenraum des Gehäuseteils abschließt.

Beider Vergussmasse handelt es sich vorzugsweise um eine zweikomponentige Vergussmasse.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe, insbesondere einer elektronischen Baugruppe der vorgenannten Art umfasst folgende Schritte. Zunächst wird ein metallisches Gehäuseteil durch Formen hergestellt. Dann wird die Oberfläche des metallischen Gehäuseteils aufgeraut. Anschließend wird im Innenraum des Gehäuseteils ein oder mehrere elektronische Bauelemente angebracht. Schließlich wird der Innenraum des Gehäuses mit den elektronischen Bauelementen mit einer Vergussmasse vergossen.

Das Aufrauen kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise durch Sandstrahlen erfolgen, Ebenso ist es jedoch möglich, die Oberfläche des Innenraums mit Hilfe von anderen den Fachleuten geläufigen Verfahren aufzurauen. Die Bauelemente können während des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst auf einem Schaltungsträger angeordnet werden, welcher dann in dem Innenraum des Gehäuseteils befestigt wird.

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße elektronische Baugruppe ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt:
1 ein Gehäuseteil einer erfindungsgemäßen Baugruppe;
2 einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Baugruppe mit dem Gehäuseteil gemäß 1.
Bei dem in 1 dargestellten Gehäuseteil 2 handelt es sich um ein einteiliges Gehäuseteil 2, welches aus Metall durch Formen hergestellt ist. Geeignete Herstellungsverfahren für ein Gehäuseteil 2 sind dabei insbesondere das Gießen oder das Tiefziehen. Die so hergestellten Gehäuseteile 2 werden anschließend gesandstrahlt. Dadurch werden nicht nur Verunreinigungen von dem Gehäuseteil 2 gelöst, sondern die Oberfläche des Gehäuseteils 2 wird dadurch aufgeraut. Durch das Sandstrahlen entstehen Riefen und Rillen in der Oberfläche des Gehäuseteils 2, insbesondere auf der Oberfläche des Innenraums des Gehäuseteils 2. Durch die Vertiefungen in der Oberfläche des Gehäuseteils 2 wird die Oberfläche insgesamt vergrößert.
An das Gehäuseteil 2 sind außen Laschen angeformt, welche mit Bohrungen 24 versehen sind. Diese Laschen und die Bohrungen 24 dienen später der Befestigung des Mittels des Gehäuseteils 2 hergestellten elektronischen Baugruppe an weiteren Gegenständen, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug. In dem Innenraum des Gehäuseteils sind verschiedene Schraubdome, zum Beispiel die Schraubdome 21 und 22 zu erkennen. Ferner ist ein Bereich 23 des Bodens podestartig versetzt und in den Innenraum des Gehäuseteils 2 hineinragend ausgebildet. Dieser podestartige Bereich 23 bildet die Auflagefläche für einen Schaltungsträger, wie in 2 dargestellt.
Im weiteren wird auf 2 Bezug genommen. Die in 2 dargestellte elektronische Baugruppe 1 weist einen Schaltungsträger 4 auf. Dieser Schaltungsträger 4 ist beidseitig kaschiert und weist großflächige Leiterbahnen bzw. Beschichtungen aus Kupfer auf. Zum Teil sind diese großflächigen Kupferbeschichtungen auf der Oberseite des Schaltungsträgers 4 über Bohrungen 41, die ebenfalls mit Kupfer ausgekleidet sind, und auf der Unterseite des Schaltungsträgers 4 elektrisch leitend und auch wärmeleitend miteinander verbunden. Auf der Oberseite des Schaltungsträgers 4 sind zum Teil unmittelbar im Bereich der Bohrungen 41 elektronische Bauelemente 3, insbesondere integrierte Schaltkreise mit hoher Wärmeleistung, angebracht. Durch die großflächige Beschichtung des Schaltungsträgers 4 mit Kupfer wird die Wärme optimal aus den elektronischen Bauelementen 3 abgeleitet. Über die mit Kupfer ausgekleideten Bohrungen 41 wird die von dem Schaltungsträger auf der Oberseite aufgenommene Wärme auf die Unterseite des Schaltungsträgers geleitet. Mit dieser Unterseite ist der Schaltungsträger auf dem podestartigen Bereich 23 des Gehäuseteils 2 befestigt. Dabei ist zwischen den mit Kupfer beschichteten Bereichen auf der Unterseite des Schaltungsträgers 4 und dem podestartigen Bereich 23 des Gehäuseteils 2 eine elektrisch isolierende aber wärmeleitende Folie 6 eingebracht. Die zur Unterseite des Schaltungsträgers 4 geleitete Wärme kann somit über die wärmeleitende Folie 6 in dem podestartigen Bereich 23 des Gehäuseteils 2 abgeleitet werden.
Damit die wärmeleitende und elektrisch isolierende Folie 6 einen optimalen Wärmeleitwert hat, ist es notwendig, dass diese Folie 6 auf definierte Art und Weise komprimiert wird. Um die definierte Komprimierung der Folie 6 zu erreichen, sind die Schraubdome 21, 22 so ausgebildet, dass sie den podestartigen Bereich 23 auf welchem die Folie 6 wird, geringfügig überragen. Das Maß für dieses Überragen der Schraubdome 21, 22 über dem podestartigen Bereich 23 ist so ausgelegt, dass der Abstand von der Oberseite der Schraubdome, nämlich der Auflagefläche 24 des Schaltungsträgers 4, zu dem podestartigen Bereich 23 auf welchem die Folie 6 ausgelegt ist, geringfügig kleiner ist als die Dicke der Folie im nichtkomprimierten Zustand. Wird nun die Folie auf dem podestartigen Bereich 23 aufgelegt und der Schaltungsträger 4 auf die Folie 6 und die Schraubdome 21, 22 aufgelegt und dann mit Hilfe von Schrauben 5 an dem Gehäuseteil 2 durch Einschrauben in die Schraubdome 21, 22 befestigt, wird die wärmeleitende Folie 6 automatisch auf das gewünschte Maß komprimiert. Dadurch werden im übrigen auch Toleranzen und kleine Luftspalte ausgeglichen, welche eine Wärmeleitung von dem Schaltungsträger 4 bzw. dessen Unterseite in den podestartigen Bereich 23 des Gehäuseteils 2 behindern würden.
Um die Wärmeleitung von den elektronischen Bauelementen 3 in die Umgebung weiter zu verbessern und gleichzeitig die elektrischen Bauelemente 3 von der Umgebung abzukapseln und insbesondere gegen Feuchtigkeit zu isolieren, ist der gesamte Innenraum des Gehäuseteils 2 mit einer vorteilhaft zweikomponentigen Vergussmasse 7 ausgegossen. Diese Vergussmasse 7 schließt den Schaltungsträger 4 mit den darauf befindlichen elektronischen Bauelementen 3 vollständig ein und kapselt sie so gegen Umgebungseinflüsse ab. Gleichzeitig dringt die Vergussmasse 7 in die durch das Sandstrahlen hergestellten Riefen und Rillen auf der Oberfläche im Innenraum des Gehäuseteils 2 ein. Dadurch wird die Haftung der Vergussmasse in dem Gehäuseteil 2 verbessert. Diese Haftung reicht auch aus, um die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Vergussmasse 7 und des Gehäuseteils 2 auszugleichen, die bei den herkömmlichen Kombinationen von derartigen Vergussmassen 7 mit ähnlichen Gehäuseteilen 2 dazu führen, dass sich die Vergussmasse nach ihrer Erstarrung aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von der Gehäusewandung ablöst. In die dadurch entstehenden Ritzen und Spalten kann dann Feuchtigkeit eindringen und so die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der elektronischen Baugruppe verringern.

Claims

Elektronische Baugruppe mit folgenden Merkmalen: – die Baugruppe (1) weist ein metallisches Gehäuseteil (2) auf; – zumindest die Innenseite des Gehäuseteils (2) hat eine vorzugsweise mittels Sandstrahlen aufgeraute Oberfläche; – die Baugruppe (1) weist elektronische Bauelemente (3) auf; – die Bauelemente (3) sind im Innenraum des Gehäuseteils (2) angeordnet; – der Innenraum des Gehäuseteils (2) ist mit einer Vergussmasse (7) ausgegossen.
Baugruppe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente (3) auf einem Schaltungsträger (4) angeordnet sind.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (7) die Bauelemente (3) vollständig einschließt.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (7) eine zweikomponentige Vergussmasse (7) ist.
Verfahren zum Herstellen einer elektronischer Baugruppe (1) umfassend folgende Schritte: – ein metallisches Gehäuseteil (2) wird durch Formen hergestellt, – die Oberfläche des metallischen Gehäuseteils (2) wird aufgeraut, – im Innenraum des Gehäuseteils (2) werden elektronische Bauelemente (3) angebracht, – der Innenraum des Gehäuses mit den Bauelementen wird mit einer Vergussmasse (7) vergossen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauen durch Sandstrahlen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente (3) auf einem Schaltungsträger (4) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (4) in dem Innenraum des Gehäuseteils (2) angebracht wird.