DE4112022A1 - Gehaeuse fuer den einbau in kraftfahrzeuge zur aufnahme von elektronikbauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für den Einbau in Kraftfahrzeuge zur Aufnahme von Elektronikbauteilen, wobei die Elektronikbauteile auf einem Elektronik­ träger, insbesondere Leiterplatte, Folie oder Hybridträger, angeordnet sind.

Zunehmend werden in Kraftfahrzeugen elektronische Steuer- und Regelsysteme eingesetzt, deren Baugruppen in Gehäusen untergebracht sind, die sie vor den im Be­ trieb auftretenden Belastungen und Störungen ausreichend schützen. Hierbei sind solche Gehäuse teilweise oder vollständig als Metallgehäuse ausgeführt, um elektromagnetische Störungen (EMV- Störungen) zu unterdrücken. Gleichzeitig dient ein solches Metallgehäuse zur Wärmeabfuhr der elektrischen Verlustleistung, wobei dies bei einer Umgebungstemperatur von -40°C bis 125°C beispielsweise durch zusätzliche Verwendung von Kühl­ rippen sichergestellt werden kann.

Diese Anforderung bezüglich der Temperaturbeständig­ keit, insbesondere bei thermischer Schockbelastung zu­ sammen mit der Forderung, daß das Gehäuse dicht ist, auch gegenüber Hochdruckdampfstrahl-Reinigungsgeräten, macht das gesamte Gehäuse motorraumtauglich. Solche wasserdichten Gehäuse, die auch mechanischen Schockbe­ lastungen unterzogen werden, werden meist aus Alumi­ niumdruckguß mit Druckausgleichspille in Leiterplatten­ technik oder als hermetisch verschlossener Hybrid her­ gestellt. Die Kosten für eine derartige Verpackung der Elektronik liegen in vielen Fällen bei ca. 30 Prozent der Gesamtkosten.

Diese Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein dichtes Gehäuse der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen einfachen Aufbau aufweist und eine einfache Fertigung zu geringen Kosten erlaubt, sowie einen zu­ verlässigen Schutz der Elektronik gewährleistet.

Die Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, die auf dem Elektronikträger montierten und mit einem Schutzlack versehenen Elektronikbauteile mittels einer luftdichten und flexiblen Folie abzuschließen, wobei sich diese Folie als Tiefziehteil der Kontur der Bauelemente weit­ gehend anpaßt. Die Flexibilität der Folie garantiert, daß sie die von dem eingeschlossenen Luftvolumen über dem Temperaturbereich bei konstantem Luftdruck durchge­ machte Volumenänderungen mitmacht, so daß die Dicht­ stellen, gebildet von dem mit der Folie luft- und was­ serdicht verbundenen, den Elektronikträger umlaufenden Rand der Metallplatte, nicht so belastet werden, daß Undichtigkeiten auftreten.

Da diese Folie, vorzugsweise aus Kunststoff nicht als mechanischer Schutz dient, sondern nur gegen Feuchtig­ keit schützen kann, ist ein Gehäusedeckel vorgesehen, der zusammen mit der Metallplatte das Gehäuse bildet.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann als Folie auch eine beidseitig kunststoffbeschich­ tete Aluminiumfolie verwendet werden, die zusätzliche Vorteile im Bereich der Abschirmung gegen elektromagne­ tische Felder (EMV-Schutz) bieten kann.

Ferner kann bei einer weiteren bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung die Folie mit Einprägungen, wie es bei Barometerdosen vorzufinden ist versehen werden, um eine bessere Anpassung der Folie an das sich bei Temperaturänderungen ändernde Volumen des von der Folie eingeschlossenen Luftraumes zu erreichen.

Der auf die Oberfläche der Elektronikbauelemente sowie des Elektronikträgers aufgebrachte Schutzlack ver­ hindert bei Betauung aus dem darüber befindlichen, von der Folie eingeschlossenen geringen Luftvolumen elek­ trische Störungen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfin­ dung kann als Schutzlack ein UV-härtender Lack oder ein Polyurethanlack vorgesehen werden.

Schließlich kann der Gehäusedeckel so ausgeführt sein, daß er auf die Metallplatte aufgeklipst werden kann, wodurch ein besonders einfacher Montageablauf durch­ führbar ist. Vorzugsweise kann der Gehäusedeckel als Kunststoffspritzgußteil gefertigt sein.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Aus­ führungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung dargestellt und erläutert werden. Die Figur zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispieles der Er­ findung.

Das Gehäuse 1 nach der Figur umfaßt eine Metallplatte 4, beispielsweise aus Aluminium, auf der ein die Elek­ tronikbauteile 2 tragender Elektronikträger - hier eine Leiterplatte - aufgeklebt ist. Diese Leiterplatte 3 ist also mit diesen Elektronikbauteilen, die verschiedene Höhen und Größen aufweisen, bestückt. Weiterhin ist die flächige Ausdehnung dieser Leiterplatte 3 kleiner als diejenige der Metallplatte 4, so daß von dieser Metall­ platte 4 ein die Leiterplatte 3 umlaufender Rand 5 gebildet wird. Bevor eine Folie 6 über die Anordnung aus der Trägerplatte 3 und der Metallplatte 4 aufgezogen wird, wird die Leiterplatte 3 mit den Elektronikbauteilen 2 mit einem Schutzlack beschichtet, wodurch bei Betauung aus dem darüber befindlichen eingeschlossenen Luftraum elektrische Störungen verhindert werden. Die an die Kontur der Elektronikbauelemente 2 weitgehend angepaßte Folie 6 ist auf den umlaufenden Rand 5 der Metallplatte 4 luft- und wasserdicht aufgeklebt. Diese Folie 6, bei­ spielsweise eine Kunststofffolie mit einer Dicke von 50-150 µm wird in einem Tiefziehverfahren aufge­ bracht, wobei darauf geachtet wird, daß das einge­ schlossene Luftvolumen so gering wie möglich gehalten wird. Da das von dieser Folie eingeschlossene Luft­ volumen über dem Temperaturbereich bei konstantem Druck eine Volumenänderung bis zu 30 Prozent durchmacht, garantiert die Flexibilität dieser Folie 6, daß diese Volumenänderungen von ihr mitgemacht werden können, da sonst der erhöhte Luftdruck zu einer Undichtigkeit führen könnte. Einprägungen in Form einer Barometerdose in diese Folie 6 erleichtern deren kräftearme Volu­ menänderung.

Alternativ zu einer Kunststoffolie kann auch eine beidseitig kunststoffbeschichtete Aluminiumfolie verwendet werden, die zusätzliche Vorteile im Bereich der Abschirmung gegen elektromagnetische Felder bieten kann.

Diese Folie 6 stellt somit eine luftdichte, allerdings weiche Abdeckung dar und bietet einen Schutz gegen Feuchtigkeit. Ein mechanischer Schutz der Anordnung wird durch einen haubenförmigen Deckel 7 gewährleistet, der über die Leiterplatte 3 gestülpt und auf die Metallplatte 4 aufgeklipst wird. Somit wird eine defi­ nierte und technisch akzeptable Außenkontur des Gehäu­ ses 1 sichergestellt. Dieser Gehäusedeckel 7 kann kostengünstig als Kunststoffspritzgußteil hergestellt werden, das gegebenenfalls auch Anschraubpositionen aufweisen kann.

Der Aufbau dieses erfindungsgemäßen Gehäuses ermöglicht zu dessen Montage einen einfachen Ablauf in einer auto­ matischen Fertigungsstraße zu geringen Kosten und zu­ verlässigem Schutz der Elektronik auch in Hochtempera­ turanwendungen. Solche Hochtemperaturanwendungen treten insbesondere dann auf, wenn elektronische Baugruppen direkt am Motorblock eines Kraftfahrzeuges angeordnet werden müssen.

Claims (9)

1. Gehäuse (1) für den Einbau in Kraftfahrzeuge zur Aufnahme von Elektronikbauteilen (2), wobei die Elek­ tronikbauteile (2) auf einem Elektronikträger (3), ins­ besondere Leiterplatte, Folie oder Hybridträger, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Metallplatte (4) als Träger für den Elek­ tronikträger (3) vorgesehen ist, wobei zur Bildung eines den Elektronikträger (3) umlaufenden Randes (5) diese Metallplatte (4) in ihrer flächenhaften Ausdehnung größer als der Elektronikträger (3) ist,
• - daß die Oberfläche des mit den Elektronikbauteilen (2) versehenen Elektronikträgers (3) mit einem Schutzlack beschichtet ist,
• - daß zum Schutz gegen Feuchtigkeit eine flexible und wasserdichte Folie (6) derart auf die Anord­ nung aus Metallplatte (4) und mit den Elektronik­ bauteilen (2) versehenen Elektronikträger (3) auf­ gebracht wird, daß die Folie (6) mit dem umlaufen­ den Rand (5) luft- und wasserdicht verbunden ist und die Folie (6) der Oberflächenkontur der Elek­ tronikbauteile (2) weitgehend angepaßt ist und
• - daß als mechanischer Schutz ein Gehäusedeckel (7) vorgesehen ist, der zusammen mit der Metallplatte (4) das Gehäuse (1) bildet.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Folie (6) eine Kunststoffolie Verwendung findet.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Folie (6) eine beidseitig kunststoffbeschichtete Metallfolie Verwendung findet.

4. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie aus Aluminium besteht.

5. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zur besseren Anpassung der Folie (6) an das sich bei Temperaturänderung sich än­ dernde Volumen des von der Folie (6) eingeschlossenen Luftraumes diese Folie (6) Einprägungen aufweist.

6. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Schutzlack ein UV-härten­ der Lack vorgesehen ist.

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzlack ein Polyurethanlack vorgesehen ist.

8. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (7) so aus­ gebildet ist, daß er auf die Metallplatte (4) aufge­ klipst werden kann.

9. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (7) als kunststoffspritzgußteil gefertigt ist.