DE3718172A1 - Umkapselung eines elektronischen bauelements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Umkapselung eines elektronischen Bauelements gemäß Patentanspruch 1 der Patentanmeldung P 37 03 383.2.

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.

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 umschließen würde.

Eine andere bekannte Umkapselung eines elektronischen Bauelements be­ steht aus einem elektrisch nichtleitenden, aber gut wärmeleitenden Mate­ rial, z. B. aus Prozellan (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 umkapselte Bauelement vollständig umgibt.

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 Umkapse­ lung, sondern um einen einseitigen Anschluß für das 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.

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, wobei dieses elektronische Bauelement fest an einen Gehäuseboden angepreßt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß ein mit elektrischen Anschlüssen versehenes elektronisches Bauelement gut ge­ schützt in einer elektrisch nichtleitenden Verkapselung untergebracht wer­ den kann, ohne daß es in dieser Verkapselung eingeschmolzen werden muß. Außerdem ermöglicht es die erfindungsgemäße Verkapselung, das elektro­ nische Bauelement direkt an andere Bauelemente außerhalb der Verkapse­ lung heranzuführen. Ferner wird das elektronische Bauelement mit Hilfe eines Stegs fest an den Boden des Gehäuses angedrückt. Weiterhin wird durch einen zusätzlichen Steg eine Zugentlastung der elektrischen Zufüh­ rungsleitungen erreicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer aufgeklappten Umkapselung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Umkapselung, wobei eine Öffnung für ein Hall-Sensor-Element in der Umkapselung vorgesehen ist;

Fig. 3 einen Schnitt III-III durch die in der Fig. 2 dargestellte Umkapselung;

Fig. 4 eine teilweise aufgebrochene Ansicht der Umkapselung, welche die­ jenige Seite zeigt, die der in der Fig. 2 dargestellten Ansicht gegenüberliegt;

Fig. 5 einen Schnitt V-V durch die in der Fig. 3 gezeigte Umkapselung.

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 ver­ sehen, wobei der Abstand zwischen den Seitenwänden 16, 17 so bemessen ist, daß dann, wenn der Teil 2 nach unten geklappt wird, die Seitenwände 14, 15 von den Seitenwänden 16, 17 umfaßt werden. Auf dem Teil 2 ist eine Drucknase 18 angeordnet, welche die Form einer geöffneten Klaue hat. Am Teil 2 ist außerdem ein Steg 60 vorgesehen, der senkrecht auf diesem Teil 2 steht. Der Teil 3 weist einen Trennsteg 66 auf, der eine Zugentlastungseinrichtung darstellt. Die Wand 67 des Teils 3 besitzt eine relativ dicke Wandstärke, um auch große Kräfte aufnehmen zu können. In der Fig. 2 ist ein Hall-Sensor-Element 19 in der Umkapselung 1 dar­ gestellt, das drei elektrische Anschlußleitungen 26, 27, 28 aufweist. Bei dem Hall-Sensor-Element 19 handelt es sich um eine integrierte Ein­ richtung, welche in einer scheibenförmigen Erhebung 29 elektronische Schaltungen aufweist. Derartige Hall-Sensor-Elemente, welche die Funktion von Mikro-Schaltern ausüben, sind als solche bekannt (vergl. beispielsweise Honeywell PK 87 582). Sie sind mechanisch empfindlich, weil das Element 19 wenigstens teilweise aus zerbrechlicher Keramik besteht. Im einzelnen zeigt die Fig. 2 eine Ansicht der Unterseite des Teils 3 mit der Öffnung 13 und dem dahinter befindlichen Hall-Sensor-Element 19, dessen scheiben­ förmige Erhebung 29 gestrichelt angedeutet ist. Teil 2 und Teil 3 sind hierbei zusammengeklappt und ineinander gerastet.

In der Fig. 3 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 45, 46 besitzt, mit denen das Ele­ ment 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 61 verläuft von außen kommend, gerade durch die Umkapselung 1. Die Leitung 61 ist sodann von einem Verbinder 62 umgeben und mündet in eine Lötfahne, die aus einem horizontalen Teil 63, einem hieran anschließenden quasi-vertikalen Teil 64 und einem weiteren horizontalen Teil 65 besteht. Diese Lötfahne 63, 64, 65 ist an das elektronische Bauelement 19 angelötet. Vor dem senk­ rechten Teil 64 der Lötfahne befindet sich ein Steg 60 zum Andrücken des elektronischen Bauelements 19 an die Unterseite 3 des Gehäuses 1. Dieser Steg 60 ist an der Oberseite 2 des Gehäuses 1 befestigt. Hinter dem senk­ rechten Teil 64 ist ein Trennsteg 66 angeordnet, der für die Zugentlastung der Lötfahne 63, 64, 65 und der elektrischen Zuleitung 61, 27 dient.

Die Fig. 4 zeigt die Oberseite des Teils 2, in das die Seitenwände 16, 17 des Teils 3 eingerastet sind. 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 entsprechender Vorsprung 36 ist auf der linken Seite des Teils 2 erkennbar.

In der Fig. 5 ist ein Schnitt V-V durch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 dargestellt, der erkennen läßt, daß der Teil 3 untere Seitenwände 37, 38 und obere Seitenwände 16, 17 besitzt, wobei die oberen und unteren Seiten­ wände 16, 37 bzw. 17, 38 jeweils durch horizontal verlaufende Stege 39, 40 miteinander verbunden sind. Die oberen Seitenwände 16, 17 sind mit Rast­ nasen 41, 42 versehen, die in entsprechende Aussparungen 43, 44 in den Seitenwänden des Teils 2 einrasten. Der Steg 60 ist hinter dem klauen­ artigen Arm 46 und zu beiden Seiten dieses Arms erkennbar.

Statt der rechteckigen Erhebung 29 kann auch, bedingt durch die jeweilige Bauart, eine kreisförmige Metallkalotte vorgesehen sein. Die Erhebung 33 aus dem Gehäuse-Oberteil ist lediglich vorgesehen, um die ganze Umkapse­ lung 1 in einer vorgesehenen großen Vorrichtung arretieren zu können. Sie ist für die Einfassung des elektronischen Bauelements somit nicht wesent­ lich.

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 ebenfalls möglich, wobei die Seitenwände 16 und 17 auseinandergezogen werden und damit das Teil 2 freigeben.

Damit das Hall-Element 19 bei der Einführung in die Umkapselung 1 nicht nach oben wegrutscht, sind die Vorsprünge 74, 75 vorgesehen, unter die das Hall-Element geschoben wird. Für eine feste Halterung der Anschlußleitun­ gen 26-28 sind die Auflageflächen der Aussparungen 6-8 konisch ver­ jüngt oder abgeschrägt, so daß sich beim Schließen der Umkapselung 1 die Auflageflächen der Aussparungen 6-8 in die Ummantelungen der An­ schlußleitungen 26-28 eindrücken.

Claims (19)

1. Umkapselung eines elektronischen Bauelements mit einer Aussparung in der Umkapselung, wobei die Umkapselung aus einem Gehäuse-Unterteil und einem mit diesem verbindbaren Gehäuse-Oberteil besteht und das elektro­ nische Bauelement zwischen Gehäuse-Unterteil und Gehäuse-Oberteil ein­ gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse-Oberteil 2 ein Steg (60) angeordnet ist, der bei geschlossener Umkapselung (1) das elektro­ nische Bauelement (19) an das Gehäuse-Unterteil (3) drückt.

2. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse- Unterteil (3) Trennstege (66) zur Zugentlastung der elektrischen Zufüh­ rungsleitungen (64, 71) an das elektronische Bauelement (19) vorgesehen sind.

3. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse- Unterteil (3) und das Gehäuse-Oberteil (2) durch ein Scharnier (4) mit­ einander verbunden sind.

4. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ sparung (13) in dem Gehäuse-Unterteil (3) vorgesehen ist.

5. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Gehäuse-Oberteils (2) eine Drucknase (18) vorgesehen ist, die eine Federwirkung aufweist.

6. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ sparung (13) in der Umkapselung (1) im wesentlichen dieselben äußeren Abmessungen hat wie das elektronische Bauelement (19), das in die Um­ kapselung (1) einlegbar ist.

7. Umkapselung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ sparung (13) durch einen Rand (32) begrenzt ist, auf dem der Randbe­ reich des elektronischen Bauelements (19) aufliegt.

8. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Um­ kapselung (1) seitliche Aussparungen (6-11) aufweist, durch welche elek­ trische Leitungen für das elektronische Bauelement (19) geführt sind.

9. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elek­ tronische Bauelement (19) wenigstens eine ebene Oberfläche aufweist, die mit wenigstens einer Oberfläche der Umkapselung (1) fluchtet, wenn das Bauelement (19) in die Umkapselung eingebaut ist.

10. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elek­ tronische Bauelement ein Hall-Element (19) ist.

11. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elek­ tronische Bauelement (19) eine scheibenförmige Erhebung (29) aufweist.

12. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ häuse-Oberteil (2) eine Erhebung (33) aufweist.

13. Umkapselung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ nase (18) zwei klauenartige Arme (45, 46) aufweist.

14. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ häuse-Unterteil (3) einen Querschnitt mit zwei unteren Seitenwänden (37, 38) und zwei oberen Seitenwänden (16, 17) aufweist, wobei die unteren Seitenwände (37, 38) einen kleineren Abstand voneinander haben als die oberen Seitenwände (16, 17) und wobei die oberen Seitenwände (16, 17) mit den jeweils zugeordneten unteren Seitenwänden (37, 38) über Stege (39, 40) miteinander verbunden sind.

15. Umkapselung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse-Oberteil (2) Randzonen (43, 44) besitzt, die als Auflager für entsprechende Schnappnasen (41, 42) an den oberen Seitenwänden (16, 17) des Gehäuse-Unterteils (3) dienen.

16. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine An­ schlußfahne (64, 65) vorgesehen ist, welche das elektronische Bauelement (19) mit wenigstens einer elektrischen Zuführungsleitung (61) verbindet, daß diese Anschlußfahne einen horizontal verlaufenden Teil (65) aufweist, der unmittelbar mit dem elektronischen Bauelement (19) verbunden ist, daß sich an den horizontal verlaufenden Teil ein im wesentlichen vertikaler Teil (64) anschließt, der in einen weiteren horizontal verlaufenden Teil (63) übergeht.

17. Umkapselung nach den Ansprüchen 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen vertikal verlaufende Teil (64) eine Steigung von etwa 90% hat und unmittelbar hinter dem Steg (60) verläuft.

18. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rande der Aussparung (13) Vorsprünge (74, 75) vorgesehen sind, die das elektro­ nische Bauelement (19) teilweise übergreifen.

19. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aussparungen (5-11) für die Aufnahme von Leitungen (26-28) vorgesehen sind, wobei die Auflageflächen der Aussparungen (5-11) konisch verjüngt oder abge­ schrägt sind.