DE3703383A1

DE3703383A1 - Encapsulation of an electronic component

Info

Publication number: DE3703383A1
Application number: DE19873703383
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Retz
Original assignee: ELDO ELEKTRONIK SERVICE GmbH
Current assignee: ELDO ELEKTRONIK SERVICE GmbH
Priority date: 1987-02-05
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1988-08-18

Abstract

The invention relates to encapsulation of an electronic component (19), which encapsulation consists of a housing lower part (3) and of a housing upper part (2) which can be connected thereto. Located in the housing lower part (3) is an opening (13) through which the electronic component (19), which is introduced into the encapsulation, is exposed. With the aid of the encapsulation it is possible to protect sensitive electronic components (19) against contamination and mechanical destruction (Figure 6). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft die Umkapselung eines elektronischen Bauelements nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to the encapsulation of an electronic component according to the preamble of claim 1.

In der elektronischen Steuer- und Regeltechnik werden oft Sensoren einge setzt, die den Istwert einer elektrischen Größe messen. Diese elektrische Größe kann beispielsweise eine elektrische oder eine magnetische Feld stärke sein. Für die Erfassung der magnetischen Feldstärke werden in der Regel Hall-Sensoren verwendet, die einen elektrischen Strom erzeugen, welcher der Flußdichte des jeweiligen Magnetfelds proportional ist. In vielen Fällen ist es erforderlich, derartige Hall-Sensoren dicht über der Oberfläche desjenigen Bauteils anzuordnen, von dem das Magnetfeld aus geht, um auch noch schwache Felder zu registrieren. Hinzu kommt, daß Hall-Sensoren oft in Umfeldern eingesetzt werden, wo sie leicht ver schmutzen können und somit hinsichtlich ihrer Meßempfindlichkeit beein trächtigt werden.Sensors are often used in electronic control technology sets that measure the actual value of an electrical quantity. This electrical Size can be, for example, an electric or a magnetic field be strong. For the detection of the magnetic field strength in the Generally uses Hall sensors that generate an electrical current which is proportional to the flux density of the respective magnetic field. In In many cases it is necessary to have Hall sensors of this type close to the Arrange the surface of the component from which the magnetic field goes to register even weak fields. In addition, that Hall sensors are often used in environments where they easily ver can get dirty and thus affect their sensitivity to be pregnant.

Um elektrische Kabelanschlüsse vor Verschmutzung und Berührung zu schützen, ist bereits ein Kabelanschlußkasten aus Kunststoff für die ab gewinkelte Ausführung von Kabeln bekannt (DE-PS 21 41 064). Dieser Anschlußkasten ist jedoch für die Ummantelung von elektronischen Sen soren, die dicht über der Oberfläche eines Bauelements angeordnet wer den müssen, nicht geeignet, weil er die Sensoren vollständig umschlie ßen würde.To prevent electrical cable connections from contamination and contact protect, there is already a cable junction box made of plastic for the angled version of cables known (DE-PS 21 41 064). This Junction box is however for the sheathing of electronic Sen sensors that are arranged closely above the surface of a component not necessary because it completely encloses the sensors would eat.

Eine andere bekannte Umkapselung eines elektronischen Bauelements be steht aus einem elektrisch nichtleitenden, aber gut wärmeleitenden Ma terial, z. B. aus Porzellan (US-PS 40 37 082). Diese Umkapselung ist indessen speziell für die Aufnahme eines PTC-Widerstands ausgelegt und nicht für Sensoren geeignet, weil sie das umgekapselte Bauelement voll ständig umgibt.Another known encapsulation of an electronic component be is made of an electrically non-conductive, but good heat-conducting material material, e.g. B. made of porcelain (US-PS 40 37 082). This encapsulation is meanwhile specially designed for the inclusion of a PTC resistor and not suitable for sensors because they fully encapsulated the component constantly surrounds.

Es ist weiterhin ein Bauteil bekannt, in dem sich ein Hall-Element befin det, welches mit der Oberfläche dieses Bauteils fluchtet (GB-A 20 81 973, Fig. 8). Bei diesem Bauteil handelt es sich jedoch nicht um eine Um kapselung, sondern um einen einseitigen Anschluß für des Hall-Element.A component is also known in which there is a Hall element which is flush with the surface of this component (GB-A 20 81 973, FIG. 8). However, this component is not an encapsulation, but a one-sided connection for the Hall element.

Schließlich ist auch noch eine integrierte Hall-Effektanordnung bekannt, bei der ein Teil eines plattenförmigen Halbleiterkörpers als Hall-Element wirksam ist und bei der im restlichen Teil des Halbleiterkörpers ein zum Hall-Element gehörender Hilfskreis integriert ist (DE-PS 19 42 810). Hier bei ist eine Kunststoffhülle vorgesehen, in der an der Unter- und Ober seite des Hall-Elements eine Ausnehmung vorhanden ist, die sich bis in die Nähe des Halbleiterkörpers erstreckt. Allerdings handelt es sich bei dieser Kunststoffhülle nicht um ein aufklappbares Gehäuse. Außerdem fluchtet das Hall-Element nicht mit der Oberfläche der Hülle.Finally, an integrated Hall effect arrangement is also known, in which a part of a plate-shaped semiconductor body as a Hall element is effective and in which in the remaining part of the semiconductor body Hall element belonging auxiliary circuit is integrated (DE-PS 19 42 810). Here a plastic sleeve is provided in the upper and lower side of the Hall element there is a recess that extends up to extends the vicinity of the semiconductor body. However, it is this plastic case is not a hinged case. Furthermore the Hall element is not aligned with the surface of the envelope.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für ein elek tronisches Bauelement zu schaffen, in welches das Bauelement eingeführt und wieder herausgenommen werden kann, und welches es ermöglicht, das elektronische Bauelement so nahe wie möglich an die zu messende Stelle eines Feldes zu bringen.The invention has for its object a housing for an elek to create tronic component in which the component is inserted and can be taken out again, and which enables the electronic component as close as possible to the one to be measured Bring place of a field.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in accordance with the features of patent claim 1.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß ein mit elektrischen Anschlüssen versehenes elektronisches Bauelement gut geschützt in einer elektrisch nichtleitenden Verkapselung unterge bracht werden kann, ohne daß es in dieser Verkapselung eingeschmolzen werden muß. Außerdem ermöglicht es die erfindungsgemäße Verkapselung, das elektronische Bauelement direkt an andere Bauelemente außerhalb der Verkapselung heranzuführen.The advantage achieved with the invention is in particular that an electronic component provided with electrical connections well protected in an electrically non-conductive encapsulation can be brought without it melted in this encapsulation must become. In addition, the encapsulation according to the invention enables the electronic component directly to other components outside of Encapsulation.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer aufgeklappten Umkapselung gemäß der Erfindung; Figure 1 is a perspective view of an opened encapsulation according to the invention.

Fig. 2 ein an sich bekanntes Hall-Sensor-Element, das in die Um kapselung gemäß Fig. 1 eingeführt ist; Fig. 2 is a known Hall sensor element which is introduced into the encapsulation according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Umkapselung, wobei eine Öffnung für ein Hall-Sensor-Element in der Umkapselung vorgesehen ist;A top view of the encapsulation, wherein an opening for a Hall sensor element is provided in the encapsulation Fig. 3;

Fig. 4 einen Schnitt III-III durch die in der Fig. 3 dargestellte Um kapselung; Fig. 4 shows a section III-III through the encapsulation shown in Figure 3;

Fig. 5 eine Ansicht der Umkapselung, welche diejenige Seite zeigt, die der in der Fig. 3 dargestellten Ansicht gegenüberliegt; Fig. 5 is an encapsulation view showing the side opposite to the view shown in Fig. 3;

Fig. 6 einen Schnitt IV-IV durch die in der Fig. 4 gezeigte Umkapselung; FIG. 6 shows a section IV-IV through the encapsulation shown in FIG. 4;

Fig. 7 eine Variante der Anordnung des Hall-Sensor-Elements in der Um kapselung; Fig. 7 shows a variant of the arrangement of the Hall sensor element in the encapsulation.

Fig. 8 eine Draufsicht auf die in der Fig. 7 gezeigte Vorrichtung, wo bei ein Teilbereich aufgebrochen dargestellt ist; FIG. 8 shows a plan view of the device shown in FIG. 7, where a partial area is shown broken away;

In der Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Um kapselung 1 im aufgeklappten Zustand und ohne das aufzunehmende Bau element dargestellt. Man erkennt hierbei, daß diese Umkapselung aus zwei Teilen 2, 3 besteht, die über ein Scharnier 4 miteinander verbunden sind. Im oberen Rand 5 des Teils 2 befinden sich drei Aussparungen 6, 7, 8 für die Aufnahme von elektrischen Leitungen, denen drei Aussparungen 9, 10, 11 im Rand 12 des Teils 3 entsprechen. Im Teil 3 ist außerdem eine Öff nung 13 vorgesehen, die dazu dient, das in der Fig. 1 nicht dargestellte Bauelement in die Nähe des zu erfassenden Feldes zu bringen. Sowohl der Teil 2 als auch der Teil 3 sind mit Seitenwänden 14, 15 bzw. 16, 17 versehen, wobei der Abstand zwischen den Seitenwänden 16, 17 so bemes sen ist, daß dann, wenn der Teil 2 nach unten geklappt wird, die Seiten wände 14, 15 von den Seitenwänden 16, 17 umfaßt werden. Auf den Teil 2 ist eine Drucknase 18 angeordnet, welche die Form einer geöffneten Klaue hat.In Fig. 1 is a perspective view of the order encapsulation 1 shown element according to the invention in the unfolded state and without the male construction. It can be seen here that this encapsulation consists of two parts 2 , 3 which are connected to one another via a hinge 4 . In the upper edge 5 of part 2 there are three recesses 6 , 7 , 8 for receiving electrical lines, which three recesses 9 , 10 , 11 in the edge 12 of part 3 correspond to. In part 3 , an opening 13 is also provided, which serves to bring the component (not shown in FIG. 1) into the vicinity of the field to be detected. Both part 2 and part 3 are provided with side walls 14 , 15 and 16 , 17 , respectively, the distance between the side walls 16 , 17 being such that when the part 2 is folded down, the sides walls 14 , 15 are surrounded by the side walls 16 , 17 . On the part 2 a pressure nose 18 is arranged, which has the shape of an open claw.

In der Fig. 2 ist ein Hall-Sensor-Element 19 in der Umkapselung 1 darge gestellt, das drei elektrische Anschlußleitungen 20, 21, 22 aufweist. Die elektrischen Anschlußleitungen 20, 21, 22 sind einerseits an das Element 19 mittels Lötmaterial 23-25 befestigt und andererseits mit Isolierungen 26-28 umgeben. Bei dem Hall-Sensor-Element 19 handelt es sich um eine integrierte Einrichtung, welche in einer scheibenförmigen Erhebung 29 elektronische Schaltungen aufweist. Derartige Hall-Sensor-Elemente, wel che die Funktion von Mikro-Schaltern ausüben, sind als solche bekannt (vergl. beispielsweise Honeywell PK 87582). Sie sind mechanisch empfind lich, weil das Element 19 wenigstens teilweise aus zerbrechlicher Keramik besteht.In FIG. 2, a Hall sensor element 21 is provided in the encapsulation 1 Darge 19, the three electrical leads 20, 22 has. The electrical connecting lines 20 , 21 , 22 are fixed on the one hand to the element 19 by means of soldering material 23-25 and on the other hand surrounded with insulation 26-28 . The Hall sensor element 19 is an integrated device which has 29 electronic circuits in a disk-shaped elevation. Such Hall sensor elements, which have the function of microswitches, are known as such (see, for example, Honeywell PK 87582). You are mechanically sensitive, because the element 19 is at least partially made of fragile ceramic.

Die Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Unterseite des Teils 3 mit der Öffnung 13 und dem dahinter befindlichen Hall-Sensor-Element 19, dessen schei benförmige Erhebung 29 gestrichelt angedeutet ist. Teil 2 und Teil 3 sind hierbei zusammengeklappt und ineinander gerastet. An einer aufgebroche nen Stelle des Teils 3 erkennt man einen Trennsteg 30, der die beiden Isolierungen 26, 27 voneinander trennt. Außerdem ist am Teil 3 ein Vor sprung 31 vorgesehen, an dem sich das Scharnier 4 (Fig. 1) befindet. Fig. 3 shows a view of the underside of part 3 with the opening 13 and the Hall sensor element 19 located behind it, the disk-shaped elevation 29 is indicated by dashed lines. Part 2 and Part 3 are folded together and locked together. At a broken point of part 3 , a separating web 30 can be seen which separates the two insulations 26 , 27 from one another. In addition, a jump 31 is provided on part 3 , on which the hinge 4 ( Fig. 1) is located.

In der Fig. 4 ist ein Schnitt III-III durch die Umkapselung 1 mit dem Hall-Sensor-Element 19 dargestellt. Hierbei erkennt man deutlich, daß die Drucknase 18 zwei klauenartige Arme besitzt, mit denen das Element 19 gegen einen Rand 32 gedrückt wird, der die Öffnung 13 umgibt. Auf der Oberseite des Teils 2 befindet sich eine Erhebung 33, die einen horizontal verlaufenden Bereich 34 und einen hierzu schräg verlaufenden Bereich 35 besitzt. Die Isolierung 27 mit der Leitung 21 verläuft, von außen kommend, zunächst gerade durch die Umkapselung 1 und knickt sodann etwa in einem Winkel von 45° nach unten ab, wodurch die Lei tung 21 den Lötpunkt 24 erreicht. In FIG. 4 is a section III-III is illustrated by the encapsulation 1 with the Hall sensor element 19. It can clearly be seen here that the pressure lug 18 has two claw-like arms with which the element 19 is pressed against an edge 32 which surrounds the opening 13 . On the upper side of part 2 there is an elevation 33 , which has a horizontally extending region 34 and an obliquely extending region 35 . The insulation 27 with the line 21 runs, coming from the outside, first straight through the encapsulation 1 and then kinks approximately at an angle of 45 ° down, whereby the Lei device 21 reaches the soldering point 24 .

Die Fig. 5 zeigt die Oberseite des Teils 2, in das die Seitenwände 16, 17 des Teils 3 eingerastet sind. Die Anschlußleitungen 20, 21, 22, das Löt material 23, 24, 25 und die Isolierungen sind hierbei innerhalb der Um kapselung gestrichelt dargestellt. Auf der Oberseite des Teils 2 befindet sich die kreisringförmige Erhebung 33 mit einem ersten Halbkreis 35 und einem zweiten Halbkreis 34. Ein dem Vorsprung 31 des Teils 3 ent sprechender Vorsprung 36 ist auf der linken Seite des Teils 2 erkennbar. FIG. 5 shows the top of the part 2, in which the side walls 16, 17 of the part are engaged. 3 The connecting lines 20 , 21 , 22 , the solder material 23 , 24 , 25 and the insulation are shown in dashed lines within the order. On the top of part 2 there is an annular elevation 33 with a first semicircle 35 and a second semicircle 34 . A projection 36 corresponding to the projection 31 of the part 3 can be seen on the left side of the part 2 .

In der Fig. 6 ist ein Schnitt IV-IV durch die Vorrichtung gemäß Fig. 4 dargestellt, der erkennen läßt, daß der Teil 3 untere Seitenwände 37, 38 und obere Seitenwände 16, 17 besitzt, wobei die oberen und unteren Sei tenwände 16, 37 bzw. 17, 38 jeweils durch horizontal verlaufende Stege 39, 40 miteinander verbunden sind. Die oberen Seitenwände 16, 17 sind mit Rastnasen 41, 42 versehen, die in entsprechende Aussparungen 43, 44 in den Seitenwänden des Teils 2 einrasten.In FIG. 6 is a section IV-IV is illustrated by the apparatus according to FIG. 4, which shows that the portion 3 lower sidewalls 37, 38 and upper side walls 16, has 17, wherein the upper and lower Be tenwände 16, 37 and 17 , 38 are connected to each other by horizontally extending webs 39 , 40 . The upper side walls 16 , 17 are provided with locking lugs 41 , 42 , which snap into corresponding recesses 43 , 44 in the side walls of part 2 .

Die Fig. 7 zeigt eine Variante zur Umkapselung 1, die in der Fig. 4 dar gestellt ist. Man erkennt hier wieder die Drucknase 18 mit ihren beiden Armen 45, 46, die als Federn wirken. Die Kraft auf diesen Federn wird über die Erhebung 33 ausgeübt. Während die Elemente 45, 46, 33 für eine vordere Druckkomponente verantwortlich sind, ist die Auflage 47 des Teils 2 auf die Isolation 27 für eine hintere Druckkomponente verantwortlich. Im Gegensatz zur Vorrichtung gemäß Fig. 4 weist die in der Fig. 7 ge zeigte Vorrichtung ein lötfreies Verbindungselement 48 auf, durch wel ches die elektrische Verbindung der Leitung 21 sichergestellt wird. Außer dem ist eine definierte Anschlußfahne 49 mit einer Knickjustage vorge sehen, welche die geforderte horizontale Planlage des Hall-Sensor-Ele ments 19 und dessen Flucht mit dem Gehäuseboden, also mit der Unter seite des Teils 3, gewährleistet. Am unteren Ende der Anschlußfahne 49 befindet sich eine Sicherungsnase 50, die als zusätzliche rückwärtige Zug entlastung wirkt. Fig. 7 shows a variant of encapsulation 1 , which is shown in Fig. 4 is. Here you can again see the pressure nose 18 with its two arms 45 , 46 , which act as springs. The force on these springs is exerted via the elevation 33 . While the elements 45 , 46 , 33 are responsible for a front pressure component, the support 47 of part 2 on the insulation 27 is responsible for a rear pressure component. In contrast to the device according to FIG. 4, the device shown in FIG. 7 has a solderless connecting element 48 , by means of which the electrical connection of the line 21 is ensured. In addition, a defined terminal lug 49 is provided with a kink adjustment, which ensures the required horizontal flatness of the Hall sensor element 19 and its escape with the housing base, that is to say with the underside of part 3 . At the lower end of the connecting lug 49 there is a locking lug 50 which acts as an additional rear train relief.

In der Fig. 8 ist die Vorrichtung gemäß Fig. 7 in der Draufsicht darge stellt, wobei diese Darstellung im wesentlichen der Darstellung gemäß Fig. 5 entspricht und lediglich der untere Bereich des Teils 2 aufge brochen ist. Neben den lötfreien Verbindungselementen 48, 51, 52 sind die Anschlußfahnen 49, 53, 55 sichtbar, die zu dem Hall-Sensor-Element 19 führen. Mit den Bezugszahlen 56, 57 sind Sicherungsnasen bezeichnet, die gleichzeitig als Abstandshalter für die abgeknickten Anschlußfahnen 49, 53, 55 dienen.In Fig. 8, the device according to FIG. 7 is a plan view Darge, this representation essentially corresponds to the representation of FIG. 5 and only the lower region of part 2 is broken open. In addition to the solderless connection elements 48 , 51 , 52 , the connection lugs 49 , 53 , 55 are visible, which lead to the Hall sensor element 19 . With the reference numerals 56 , 57 locking lugs are designated, which also serve as spacers for the bent terminal lugs 49 , 53 , 55 .

Statt der rechteckigen Erhebung 29 kann auch, bedingt durch die jeweili ge Bauart, eine kreisförmige Metallkalotte vorgesehen sein. Die Erhebung 33 aus dem Gehäuse-Oberteil ist lediglich vorgesehen, um die ganze Um kapselung 1 in einer vorgegebenen großen Vorrichtung arretieren zu kön nen. Sie ist für die Einfassung des elektronischen Bauelements somit nicht wesentlich.Instead of the rectangular elevation 29 , a circular metal dome can also be provided, due to the respective design. The elevation 33 from the upper housing part is only provided to be able to lock the whole encapsulation 1 in a predetermined large device. It is therefore not essential for the enclosure of the electronic component.

Der Einbau des Hall-Elements 19 in die Umkapselung 1 erfolgt in der Weise, daß es einfach mit seinem Randbereich auf die Umrandung 32 des Teils 3 gelegt und anschließend der Teil 2 heruntergeklappt wird, bis er einrastet. Ein Öffnen der Umkapselung 1 zu Servicezwecken ist eben falls möglich, wobei die Seitenwände 16 und 17 auseinandergezogen wer den und damit das Teil 2 freigeben.The Hall element 19 is installed in the encapsulation 1 in such a way that it is simply placed with its edge region on the edge 32 of part 3 and then part 2 is folded down until it engages. Opening the encapsulation 1 for service purposes is also possible if possible, the side walls 16 and 17 being pulled apart and thus releasing the part 2 .

Claims

1. Encapsulation of an electronic component with a recess in the encapsulation, characterized in that the encapsulation ( 1 ) consists of a lower housing part ( 3 ) and a housing upper part ( 2 ) which can be connected to the latter, the electronic component ( 19 ) is inserted between the lower housing part ( 3 ) and the upper housing part ( 2 ).

2. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the encapsulation order ( 1 ) consists of electrically non-conductive plastic.

3. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the Ge housing lower part ( 3 ) and the housing upper part ( 2 ) are interconnected by a hinge ( 4 ).

4. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the savings ( 13 ) in the lower housing part ( 3 ) is provided.

5. Encapsulation according to claim 1, characterized in that on the inside of the upper housing part ( 2 ) a pressure lug ( 18 ) is provided which has a spring action.

6. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the savings ( 13 ) in the encapsulation ( 1 ) has essentially the same external dimensions as the electronic component ( 19 ) which can be inserted into the encapsulation ( 1 ).

7. Encapsulation according to claim 6, characterized in that the savings ( 13 ) is limited by an edge ( 32 ) on which the Randbe rich of the electronic component ( 19 ) rests.

8. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the encapsulation ( 1 ) has lateral recesses ( 6-11 ) through which electrical lines for the electronic component ( 19 ) are guided.

9. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the elec tronic component ( 19 ) has at least one flat surface which is aligned with at least one surface of the encapsulation ( 1 ) when the component ( 19 ) is installed in the encapsulation.

10. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the electronic component is a Hall element ( 19 ).

11. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the electronic component ( 19 ) has a disc-shaped elevation ( 29 ).

12. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the Ge housing upper part ( 2 ) has an elevation ( 33 ).

13. Encapsulation according to claim 5, characterized in that the pressure nose ( 18 ) has two claw-like arms ( 45 , 46 ).

14. Encapsulation according to claim 1, characterized in that the Ge housing lower part ( 3 ) has a cross section with two lower side walls ( 37 , 38 ) and two upper side walls ( 16 , 17 ), the lower side walls ( 37 , 38 ) have a smaller distance from one another than the upper side walls ( 16 , 17 ) and the upper side walls ( 16 , 17 ) are connected to one another by means of webs ( 39 , 40 ) with the respectively assigned lower side walls ( 37 , 38 ).

15. Encapsulation according to one or more of the preceding claims, characterized in that the upper housing part ( 2 ) has edge zones ( 43 , 44 ) which act as supports for corresponding snap lugs ( 41 , 42 ) on the upper side walls ( 16 , 17 ) of the lower housing part ( 3 ).

16. Encapsulation according to claim 1, characterized in that between the electronic component ( 19 ) and the electrical line ( 27 ) to which it is connected, in particular a kink-adjusting on flag ( 49 ) to ensure the horizontal flatness of the construction elements ( 19 ) is provided.

17. Encapsulation according to claim 1, characterized in that in the Ge housing lower part ( 3 ) securing lugs ( 56 , 57 ) are provided as spacers for the on flags ( 49 , 53 , 55 ).