DE19912256C1 - Herstellungsverfahren für ein elektronisches Gerät und elektronisches Gerät mit Kunststoffgehäuse - Google Patents
Herstellungsverfahren für ein elektronisches Gerät und elektronisches Gerät mit KunststoffgehäuseInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Geräts (1) wird zunächst eine Leiterplatte (11) mit Bauelementen (111) bestückt. Anschließend wird die Leiterplatte (11) durch Blasformen mit einem einteiligen Kunststoffgehäuse (12) versehen. Ein zusätzlicher Befestigungsvorgang für die Leiterplatte entfällt. Das elektronische Gerät (1) weist eine formschlüssig im Kunststoffgehäuse (12) befestigte Leiterplatte (11) auf.
Description
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein e
lektronisches Gerät und ein elektronisches Gerät mit Kunst
stoffgehäuse, insbesondere ein elektronisches Steuergerät für
die Automobiltechnik.
Elektronische Geräte oder Steuergeräte, die ein Kunststoffge
häuse aufweisen, werden üblicherweise mittels Spritzgießen
hergestellt. Beim Spritzgießen werden wenigstens zwei Gehäu
seteile erzeugt. In wenigstens einem Gehäuseteil wird an
schließend eine Leiterplatte plaziert und befestigt. Danach
werden die Gehäuseteile zusammengesetzt und miteinander ver
bunden. Beim Herstellen des Geräts muß daher eine Vielzahl
von Arbeitsgängen ausgeführt werden.
Aus der Zeitschrift Kunststoffe, Carl Hanser Verlag, München,
80. Jahrgang (1990), Heft 12, Seiten 1333 bis 1345, und 81.
Jahrgang (1991), Heft 1, Seiten 27 bis 35, ist bekannt,
Kunststoff-Hohlkörper mittels Blasformen zu erzeugen. Vor
teilhaft an der Blasformtechnik ist, daß Hohlkörper einteilig
hergestellt werden können. Dadurch lassen sich Probleme mit
der Dichtigkeit vermeiden. Zudem läßt sich eine sehr hohe
Stabilität und Steifigkeit erzielen. Obwohl Werkzeuge für das
Blasformen verhältnismäßig kostengünstig sind, lassen sich
durch Blasformen Hohlkörper mit komplizierterer Geometrie (z.
B. Hinterschneidungen) als durch Spritzgießen herstellen.
In der Offenlegungsschrift DE 44 20 879 A1 ist ein Herstell
verfahren für einen Hohlkörper mit einem innen liegenden
Stützrahmen beschrieben. Ein den Stützrahmen umschließendes
Gehäuse wird in Blasformtechnik hergestellt. Nach dem Befül
len des Gehäuses muß dieses mit einem Boden und einem Deckel
verschlossen werden.
Die Offenlegungsschrift DE 41 20 670 A1 betrifft ein Verfah
ren zum Herstellen eines dreidimensionalen Schaltungssub
strats mittels Blasformen.
Die Offenlegungsschrift DE 197 07 437 A1 offenbart ein Ver
fahren zur Herstellung eines mehrteiligen Gehäuses durch
Ziehformen von zwei Folienzuschnitten. Hierdurch entstehen
zwei Gehäuseschalen, die anschließend miteinander verklebt o
der verschweißt werden.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für
ein elektronisches Gerät und ein elektronisches Gerät mit
Kunststoffgehäuse bereitzustellen, die eine besonders einfa
che und wirtschaftliche Fertigung erlauben.
Dieses Ziel wird mit einem Herstellungsverfahren für ein
elektronisches Gerät und einem elektronischen Gerät mit
Kunststoffgehäuse erreicht, wie sie in den unabhängigen Pa
tentansprüchen definiert sind. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird die Fixierung und Lagerung der Leiter
platte in den Herstellungsprozeß für das Kunststoffgehäuse
integriert, so daß ein nachträgliches Einsetzen der Leiter
platte in das Gehäuse entfällt.
Durch Blasformen kann eine Leiterplatte mit einem als Hohl
körper ausgebildeten, einstückigem Gehäuse versehen werden.
Die bestückte Leiterplatte wird beim Extrusionsvorgang von
einem schmelzezähen Kunststoffschlauch umgeben. Dabei wird
die Leiterplatte wenigstens teilweise an ihren Kanten form
schlüssig in das Material des Kunststoffgehäuses eingebettet.
Das Verfahren und das elektronische Gerät eignen sich beson
ders für Steuergeräte und Sensoren in der Automobiltechnik.
Für die Anwendung bei Airbag-Steuergeräten und Airbag-
Sensoren ist besonders vorteilhaft, daß mit der Blasformtech
nik das Gehäuse derart formbar ist, daß das Gehäuse im Be
reich eines Befestigungspunkts sowohl an der Unterseite als
auch an der Oberseite der Leiterplatte anliegt. Daraus resul
tiert eine optimale Impulsübertragung von der Fahrzeugkarosse
auf einen im Gerät angeordneten Beschleunigungssensor.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausfüh
rungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein elektronisches Gerät,
Fig. 2 eine Unteransicht auf das Gerät und
Fig. 3 eine Teilansicht des elektronischen Geräts mit
Steckverbinder.
Fig. 1 veranschaulicht ein elektronisches Gerät 1 mit einer
Flachbaugruppe, die eine Leiterplatte 11, auf der Leiterplat
te angeordnete elektronische Bauelemente 111 und eine mit der
Leiterplatte kontaktierte Stiftleiste oder einen Steckverbin
der 112 umfaßt. Das elektronisch Gerät 1 ist ein mit einem
Beschleunigungssensor ausgestattetes Airbag-Steuergerät.
Die Leiterplatte 11 ist von einem in Blasformtechnik erzeug
ten Kunststoffgehäuse 12 umgeben und darin formschlüssig ge
halten. Der Formschluß zwischen der Leiterplatte 11 und dem
Kunststoffgehäuse 12 wird an Außenkanten der Leiterplatte, am
Steckverbinder 112 und in einem zentralen Abschnitt der Lei
terplatte 11 hergestellt. Wenn eine besonders hohe Steifig
keit des Kunststoffgehäuses 12 erzielt werden soll, wird an
mehreren zentralen Abschnitten Formschluß zwischen der Lei
terplatte 11 und dem Kunststoffgehäuse hergestellt.
Das Kunststoffgehäuse 12 bildet einen Innenraum 122 aus, und
genauer zwei Hohlräume, in denen elektronische Bauelemente
111 angeordnet sind.
Beim Herstellen des elektronischen Geräts 1 wird zunächst die
Leiterplatte 11 vollständig bestückt, d. h. mit den elektro
nischen Bauelementen 111 und dem Steckverbinder 112 versehen,
und gelötet. Anschließend wird die Leiterplatte im Blasform
werkzeug positioniert.
Das Blasformwerkzeug besteht aus einem Kopf für die Schmelze
zuführung und einem gegenüberliegenden Teil, in dem die Lei
terplatte 11 oder der Steckverbinder 112 gehalten ist, und
einen Kopf, durch den gekühlte Luft eingeblasen werden kann.
Das Blasformwerkzeug wird zwischen den Köpfen für die Schmel
zezuführung und der Luftzuführung durch einen zweiteiligen,
umlaufenden Körper verschlossen. Dieser Körper bestimmt die
Kontur des Gehäuses.
Beim Bilden des Gehäuses wird ein Kunststoffschlauch vom Kopf
für die Schmelzezuführung her extrudiert und unter Ausnutzung
der Schwerkraft nach unten über die Leiterplatte 11 gezogen.
Das Blasformwerkzeug wird geschlossen und von der Gegenseite
wird kühle Luft eingeblasen, um den Kunststoffschlauch gegen
die Konturen des Blasformwerkzeugs zu pressen und ihn abzu
kühlen. Zudem verhindert die Kühlluft eine Beschädigung von
Lötverbindungen und von elektronischen Bauelementen. Die Luft
wird über eine Lanze eingeblasen. Die Lanze wird durch eine
Öffnung im Steckverbinder 112 oder im Blasformwerkzeug in den
durch das Blasformwerkzeug gebildeten Hohlraum eingeführt.
Besonders geeignete Materialien für das Blasformen des Kunst
stoffgehäuses 12 sind Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP).
Bei höheren Anforderungen an die Steifigkeit des Kunststoff
gehäuses kommen insbesondere Materialien mit eingelagerten
Verstärkungsfäden in Frage.
Im übrigen wird bezüglich geeigneter Materialien und Verfah
renstechniken für das Blasformen auf die Artikel von W. Ast
in der Zeitschrift Kunststoffe, 80. Jahrgang (1990), Seiten
1333 bis 1345, und 81. Jahrgang (1991), Seiten 27 bis 35, Be
zug genommen.
Fig. 2 zeigt drei Befestigungspunkte 121, an denen das Air
bag-Steuergerät an einer Fahrzeugkarrosserie befestigt werden
kann.
Die Befestigungspunkte 121 sind an der Peripherie der Leiter
platte angeordnet. Die Leiterplatte weist im Bereich der Be
festigungspunkte 121 jeweils eine Bohrung auf. Das Kunst
stoffgehäuse 12 weist mit den Bohrungen korrespondierende
Öffnungen und die Öffnungen umgebende Auflageflächen für Be
festigungselemente wie beispielsweise Schrauben oder Niete
auf.
Wie aus Fig. 3 deutlich wird, ist die Leiterplatte 11 im Be
reich eines Befestigungspunkts 121 formschlüssig in das Mate
rial des Kunststoffgehäuses 12 eingebettet. Dadurch werden
nach Befestigung des elektronischen Geräts 1 Impulse über die
Befestigungspunkte direkt auf den im elektronischen Gerät 1
angeordneten Sensor übertragen. Zugleich werden Eigenschwin
gungen der Leiterplatte 11 in Kunststoffgehäuse 12 zuverläs
sig unterbunden. Zusätzlich kann auch der Sensor formschlüs
sig in das Material des Kunststoffgehäuses 12 eingebettet
werden.
1
Steuergerät
11
Leiterplatte
111
Bauelement
112
Steckverbinder
12
Kunststoffgehäuse
121
Befestigungspunkt
122
Innenraum.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Geräts mit
den Schritten:
- - eine Leiterplatte (11) wird mit Bauelementen (111) be stückt,
- - die Leiterplatte (11) wird durch Blasformen mit einem ein teiligen Kunststoffgehäuse (12) versehen, so daß die Lei terplatte (11) vom Kunststoffgehäuse (12) befestigt und gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leiterplatte (11) als Dorn zur Bildung des Innenraums (122)
des Kunststoffgehäuses (12) eingesetzt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (11) einen Steckverbin
der (112) aufweist, und daß durch den Steckverbinder (112)
hindurch Luft zum Bilden des Kunststoffgehäuses (12) geblasen
wird.
4. Elektronisches Gerät mit einem durch Blasformen herge
stellten, einteiligen Kunststoffgehäuse (12) und einer im
Kunststoffgehäuse (12) formschlüssig befestigten Leiterplatte
(11), wobei das Kunststoffgehäuse (12) an einem Befestigungs
punkt (121) des Steuergeräts beidseitig an der Leiterplatte
(11) anliegt.
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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