DE4217837A1 - Hermetisches gehaeuse fuer elektronische schaltungseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hermetisches Gehäuse zum Anbringen einer Schaltungsplatine und einer elektronischen Schaltungseinrichtung unter Verwendung des obigen hermetischen Gehäuses, zur Verwendung z. B. in einem Fahrzeug-Zündzeitpunkt-Steuersystem einer Brennkraftmaschine.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer herkömmlichen elektronischen Schaltungseinrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug-Zündzeitpunkt-Steuersystem. In Fig. 8 bezeichnet eine Bezugszahl 1 eine elektronische Schaltungsplatine mit elektronischen Komponenten 1a darauf, 2 bezeichnet einen Gehäusekörper mit einem Gehäuse-Hauptkörper 2a, in dem die Schaltungsplatine 1 angebracht wird, 3 bezeichnet einen in einer umgebenden Kante des Gehäuse-Hauptkörpers 2a gebildeten Kanal, 4 bezeichnet einen Deckel zum Abdecken des Gehäuse-Hauptkörpers 2a, 5 bezeichnet eine umgebogene Kante an einer umgebenden Kante des Deckels 4 und 6 bezeichnet eine Epoxidharz-Fülleinlage, die zwischen der umgebogenen Kante 5 und dem Kanal 3 gefüllt ist.

Um zu verhindern, daß Feuchtigkeit in der Umgebungsatmosphäre einen widrigen Effekt auf die elektronischen Komponenten 1a auf der Schaltungsplatine 1 innerhalb des Gehäusekörpers 2 verursacht, sind der Gehäuse-Hauptkörper 2 und der Deckel 4 aus Kunststoffmaterial hergestellt und durch die Epoxidharz-Fülleinlage 6 hermetisch abgedichtet. Außerdem ist die Schaltungsplatine 1 mittels Schrauben 7 fest an dem Kunststoff-Hauptkörper 2 befestigt.

In der elektronischen Schaltungseinrichtung, wie oben beschrieben, ändert sich der Druck innerhalb des abgedichteten Gehäuses 2 mit der Temperaturänderung der Umgebungsatmosphäre, beispielsweise von -40°C bis 120°C. Nachdem diese Druckschwankung wiederholt auftritt, tendiert das aus dem Gehäuse-Hauptkörper 2a und dem Deckel 4 bestehende Gehäuse dazu zu brechen, und die Feuchtigkeit und das Regenwasser dringt in sein Inneres ein, wodurch die elektronischen Komponenten beschädigt werden.

Aufgrund der wiederholten Druckschwankungen werden der Gehäusekörper 2 und die elektronische Schaltungsplatine 1 außerdem wiederholt deformiert und gebogen. Dies bewirkt, daß Lötverbindungen zwischen der Schaltungsplatine 1 und den elektronischen Komponenten 1a beschädigt werden.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Schaltungseinrichtung zu schaffen, die von den oben diskutierten Problemen der herkömmlichen elektronischen Schaltungseinrichtung frei ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Schaltungseinrichtung zu schaffen, in der die elektronischen Komponenten vor Feuchtigkeit geschützt sind und die Druckschwankung des abgedichteten inneren Raumes des Gehäusekörpers absorbiert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Schaltungseinrichtung zu schaffen, bei der der Gehäusekörper vom Biegen und Brechen abgehalten wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Schaltungseinrichtung zu schaffen, in der die elektronische Schaltungsplatine von einer Durchbiegung beim Biegen des Gehäusekörpers abgehalten wird, und die Lötverbindungen der elektronischen Kompenten darauf nicht gebrochen werden.

In Anbetracht der obigen Aufgaben umfaßt die elektronische Schaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung einen Gehäusekörper, der darin einen hermetisch abgedichteten Raum zur Anbringung der elektronischen Komponenten definiert. Der Gehäusekörper ist mit einem Belüftungsloch und einem feuchtigkeitsundurchlässigen, flexiblen Abdeckelement versehen, das eine Membran sein kann, um die elektronischen Komponenten vor Feuchtigkeit zu schützen und um eine Druckschwankung zu absorbieren.

Unter Verwendung des Belüftungsloches und des Abdeckelementes wird der Druck des abgedichteten inneren Raumes konstant gehalten. Wenn die Temperatur der Umgebungsatmosphäre steigt, steigt der Druck des abgedichteten inneren Raumes an, die Membran biegt sich und die Luft in dem Raum zwischen der Membran und der Abdeckung kommt durch das Belüftungsloch heraus, der Druck im Inneren wird auf demselben Niveau wie der äußere gehalten. Der Gehäusekörper wird vom Brechen abgehalten, und die elektronische Schaltungsplatine biegt sich niemals durch. Außerdem dichtet die Membran das Belüftungsloch hermetisch ab, und Feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre kommt niemals in den abgedichteten inneren Raum und berührt niemals die elektronischen Komponenten.

Die vorliegende Erfindung wird leichter aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Längsquerschnitt eines Ausführungsbeispiels der elektronischen Schaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Abdeckeinrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Membran;

Fig. 4 einen Längsquerschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungseinrichtung;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht der in Fig. 4 dargestellten Abdeckeineinrichtung,;

Fig. 6 ein Längsquerschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungseinrichtung;

Fig. 7 einen Längsquerschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungseinrichtung; und

Fig. 8 einen Längsquerschnitt einer herkömmlichen elektronischen Schaltungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine elektronische Schaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die einen im wesentlichen kastenförmigen, Gehäuse-Hauptkörper 10 aus Kunststoff zum Definieren eines inneren Raumes darin und eine elektronische Schaltungsplatine 11 mit einer Vielzahl von elektronischen Komponenten 12 darauf umfaßt.

Der Gehäuse-Hauptkörper 10 umfaßt einen Gehäusekörper 13 mit einer Bodenwand 14, die eine Boden-Hauptoberflächenwand des Gehäuse-Hauptkörpers 10 definiert, und Seitenwände 15, die sich von der Bodenwand 14 nach oben erstrecken. Die Seitenwände 15 sind an ihren oberen Kanten, die ein offenes Ende des Kastens definieren, mit Kanälen 16 versehen, die untereinander verbunden sind, um sich um den gesamten Umfang zu erstrecken. Der Gehäuse-Hauptkörper 10 umfaßt außerdem einen im wesentlichen flachen, plattenförmigen Deckel 17 mit einer kontinuierlichen umgebogenen Kante 18, die sich nach unten erstreckt. Die umgebogene Kante 18 wird in den in dem Gehäusekörper 13 gebildeten Kanal 16 eingefügt und greift darin ein, wenn sie auf dem Gehäusekörper 13 so plaziert wird, daß der Deckel 17 bezüglich des Gehäusekörpers 13 richtig positioniert ist. Um die Verbindung zwischen der umgebogenen Kante 18 und dem Kanal 16 hermetisch abzudichten, wird eine Epoxidharz-Fülleinlage 19 in den Kanal 16 gefüllt.

Der Gehäusekörper 13 umfaßt ein in der Bodenwand 14 des Gehäusekörpers 13 gebildetes Belüftungsloch 20, um den inneren Raum innerhalb des Gehäuse-Hauptkörpers 10 mit dem Außeren des Gehäuse-Hauptkörpers 10 zu verbinden. Das Belüftungsloch 20 ist von einem ringförmigen Befestigungsflansch oder Befestigungsbett 21 umgeben, das sich von der Bodenwand 14 des Gehäusekörpers 13 erhebt. Das Befestigungsbett 21 besitzt eine obere Endoberfläche 21a, von der sich eine erhöhte Ringwand 22 entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Befestigungsbettes 21 erstreckt. Das Belüftungsloch 20 wird von einem Abdeckelement, wie z. B. einer flexiblen Membran 23, abgedeckt, die an der oberen Endoberfläche 21a des Befestigungsbettes 21 angebracht ist. Die Membran 23 ist befestigt und abgedichtet an das Befestigungsbett 21 mittels einer geeigneten Befestigungseinrichtung, wie z. B. einem Federring 24 mit einem U-förmigen Querschnitt, der elastisch gegen die obere Endoberfläche 21a und eine innere Umfangsoberfläche 22a der erhöhten Ringwand 22 auf dem Befestigungsbett 21 befestigt ist. Die Membran 23, die im wesentlichen ein Element einer invertierten, tellerförmigen Form ist, besitzt eine Umfangsausbuchtung 25 an ihrer Kante, die in das Befestigungsbett 21 eingefügt wird und dieses abdichtend kontaktiert, wenn der Federring 24 unter Druck eingepaßt wird, so daß der innere Raum des Gehäusekörpers 13 hermetisch abgedichtet ist, um die elektronischen Komponenten 12 vor Feuchtigkeit und Regenwasser zu schützen und eine Druckschwankung des abgedichteten Raumes zu absorbieren.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der elektronischen Schaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die im wesentlichen denselben Aufbau wie derjenige besitzt, der in Fig. 1 gezeigt ist, aber sich in einem Punkt unterscheidet. Ein derartiger verschiedener Aufbau ist ein Abdeckelement, um ein Belüftungsloch 20 abzudecken. Das Abdeckelement umfaßt einen Ballon 26, der mittels einer geeigneten Befestigungseinrichtung wie z. B. einem elastischen Federring 27, wie in dem vergrößerten Teilquerschnitt in Fig. 5 gezeigt, an einem ringförmigen Befestigungsflansch 28, der sich um das Belüftungsloch 20 herum von der Bodenwand 14 des Gehäusekörpers 13 erhebt, befestigt und damit abgedichtet ist. Die Form des Abdeckelementes kann sich vergleichsweise beliebig ändern.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektronischen Schaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die einen Gehäusekörper 30 umfaßt, der aus im wesentlichen flachen, kastenartigen, getrennten Abschnitten 30a besteht, die an ihren umgebenden offenen Ende mit Umrandungen 31 versehen sind. Ein Belüftungsloch 20 ist in einem der getrennten Abschnitte 30a gebildet, und ein Abdeckelement zum Abdecken einer elektronischen Schaltungsplatine 11 umfaßt eine gasundurchlässige, flexible Schicht 32. Die flexible Schicht 32, die die elektronische Schaltungsplatine 11 umhüllt, ist zwischen den getrennten Abschnitten 30a eingefügt und an die Umrandungen 31 mittels einer geeigneten Befestigungseinrichtung, beispielsweise Schrauben 33, geklemmt, um den inneren Raum der flexiblen Schicht 32 abzudichten. Der Gehäusekörper selbst muß nicht gasundurchlässig sein, und der Zusammenbau ist einfach.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektronischen Schaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die im wesentlichen auch denselben Aufbau wie derjenige in Fig. 1 gezeigte besitzt. Ein Gehäusekörper 13a umfaßt zwei Hauptoberflächenwände 14 und 17, und Seitenwände 15, die sich zwischen den Hauptoberflächenwänden 14 und 17 erstrecken. Ein Belüftungsloch 20 ist in einer der Hauptoberflächenwände 14 gebildet, und ein Abdeckelement, beispielsweise eine im wesentlichen flache, flexible Membran 40 ist an der oberen Endoberfläche 21a eines ringförmigen Befestigungsflansches 21 befestigt, der sich von der Hauptoberflächenwand 14 erhebt. Eine detaillierte Befestigungsanordnung zur abdichtenden Anbringung der flexiblen Membran 40 ist beispielsweise dieselbe Art und Weise wie in der Beschreibung von Fig. 1. Die flexible Membran 40 erstreckt sich im wesentlichen vollständig entlang und über die Hauptoberflächenwand 14. Nachdem die Fläche der flexiblen Membran 40 größer ist als diejenige der Membran 23 aus Fig. 1, kann die flexible Membran 40 empfindlicher gemacht werden und an einer niedrigeren Position angebracht werden, während das gesamte zur Absorption einer Druckschwankung benötigte Volumen in dem abgedichteten Raum des Gehäusekörpers 13a beibehalten wird. Der Gehäusekörper 13a kann miniaturisiert werden.

Wie oben beschrieben, ist die elektronische Schaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung wasserdicht und kann natürlich in einem Zündzeitpunkt-Steuersystem eines Außenbordmotors eines Bootes verwendet werden.

Claims (15)

1. Hermetisches Gehäuse zum Aufnehmen einer elektronischen Schaltungsplatine (11) mit elektronischen Elementen (12) darauf, umfassend:
einen Gehäusekörper (13), um einen hermetisch abgedichteten Raum zum Anbringen der elektronischen Schaltungsplatine (11) darin zu definieren;
ein in dem Gehäusekörper (13) gebildetes Belüftungsloch (20), um den abgedichteten Raum mit einer Umgebungsatmosphäre zu verbinden; und
eine Abdeckeinrichtung, die an dem Gehäusekörper angebracht ist, um die elektronischen Elemente (12) vor Feuchtigkeit zu schützen und eine Druckschwankung des abgedichteten Raumes zu absorbieren.

2. Hermetisches Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung eine flexible Membran (23) umfaßt, die an dem Gehäusekörper (13) um das Belüftungsloch (20) herum abdichtend befestigt ist.

3. Hermetisches Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung umfaßt:
einen Befestigungsflansch (21), der sich von dem Gehäusekörper (13) erstreckt und das Belüftungsloch (20) umgibt;
eine flexible Membran (23), die eine umfangsmäßige Ausbuchtung an ihrer Kante besitzt, um einen abdichtenden Kontakt mit dem Befestigungsflansch (21) einzugehen, um das Befestigungsloch (20) abzudichten; und
eine Befestigungseinrichtung (24), um die umfangsmäßige Ausbuchtung der flexiblen Membran (23) gegen den Befestigungsflansch (21) zu drücken, um eine hermetische Abdichtung dazwischen zu schaffen.

4. Hermetisches Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung einen elastischen Ring (24) mit einem U-förmigen Querschnitt umfaßt, der auf den Befestigungsflansch (21) unter Druck eingepaßt ist.

5. Hermetisches Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (13) getrennte Abschnitte (30a) umfaßt, und die Abdeckeinrichtung eine flexible Schicht (32) umfaßt, um die elektronische Schaltungsplatine (11) zu umhüllen und um zwischen den getrennten Abschnitten (30a) geklemmt zu werden, und eine Befestigungseinrichtung (33), um die flexible Schicht (32) zwischen den getrennten Abschnitten (30a) des Gehäusekörpers (13) abdichtend zu klemmen.

6. Hermetisches Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung einen Ballon (26) umfaßt, der an den Gehäusekörper (13) um das Belüftungsloch (20) herum abdichtend befestigt ist.

7. Hermetisches Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (13) zwei Hauptoberflächenwände (14) umfaßt, und Seitenwände (15), die sich zwischen den Hauptoberflächenwänden (14) erstrecken, wobei das Belüftungsloch (20) in einer der Hauptoberflächenwände (14) gebildet ist und die Abdeckeinrichtung eine im wesentlichen flache, flexible Membran (40) umfaßt, die sich im wesentlichen vollständig entlang und über die Hauptoberflächenwand (14) erstreckt, in der das Belüftungsloch (20) gebildet ist.

8. Elektronische Schaltungseinrichtung, umfassend:
einen Gehäusekörper (13), um einen hermetisch abgedichteten Raum darin zu bilden;
eine Schaltungsplatine (11), die elektronische Elemente (12) darauf besitzt und an dem Gehäusekörper (13) in dem abgedichteten Raum angebracht ist;
ein Belüftungsloch (20), das in dem Gehäuse-Hauptkörper (13) gebildet ist, um den abgedichteten Raum mit einer Umgebungsatmosphäre in Verbindung zu bringen; und
eine Abdeckeinrichtung, die an dem Gehäusekörper (13) angebracht ist, um die elektronischen Elemente (12) vor Feuchtigkeit zu schützen und eine Druckschwankung des abgedichteten Raumes zu absorbieren.

9. Elektronische Schaltungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung eine flexible Membran (23, 40) umfaßt, die abdichtend mit dem Gehäusekörper (13) um das Belüftungsloch (20) herum angebracht ist.

10. Elektronische Schaltungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung umfaßt:
einen Befestigungsflansch (21), der sich von dem Gehäusekörper (13) erstreckt und das Belüftungsloch (20) umgibt;
eine flexible Membran (23, 40), die eine umfangsmäßige Ausbuchtung an ihrer Kante besitzt, um einen abdichtenden Kontakt mit dem Befestigungsflansch (21) einzugehen, um das Belüftungsloch (20) abzudichten; und
eine Befestigungseinrichtung, um die umfangsmäßige Ausbuchtung der flexiblen Membran gegen den Befestigungsflansch zu drücken, um dazwischen eine hermetische Abdichtung zu schaffen.

11. Elektronische Schaltungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung einen elastischen Ring (24, 27) mit einem U-förmigen Querschnitt umfaßt, der unter Druck auf den Befestigungsflansch (21) eingepaßt ist.

12. Elektronische Schaltungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (13) getrennte Abschnitte (30a) umfaßt und die Abdeckeinrichtung eine flexible Schicht (32) umfaßt, die sich um die elektronische Schaltungsplatine (11) herum befindet ist und zwischen den getrennten Abschnitten (30a) geklemmt ist, und eine Befestigungseinrichtung (33) zum abdichtenden Klemmen der flexiblen Schicht (32) zusammen mit der elektronischen Schaltungsplatine (11) zwischen den getrennten Abschnitten (30a) des Gehäusekörpers (13).

13. Elektronische Schaltungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung einen Ballon (26) umfaßt, der an dem Gehäusekörper um das Belüftungsloch (20) herum abdichtend befestigt ist.

14. Elektronische Schaltungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichent, da der Gehäusekörper (13) zwei Hauptoberflächenwände (14) umfaßt und Seitenwände (15), die sich zwischen den Hauptoberflächenwänden (14) erstrecken, wobei das Belüftungsloch (20) in einer der Hauptoberflächenwände (14) gebildet ist, und die Abdeckeinrichtung eine im wesentlichen flache, flexible Membran (23, 40) umfaßt, die sich im wesentlichen vollständig entlang und über die Hauptoberflächenwand (14) erstreckt, in der das Belüftungsloch (20) gebildet ist.

15. Elektronische Schaltungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abdeckeinrichtung innerhalb des Gehäusekörpers (13) befindet.