DE8701696U1

DE8701696U1 - Umkapselung eines elektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE8701696U1
Application number: DE8701696U
Authority: DE
Original assignee: Eldo Elektronik Service 6116 Eppertshausen De GmbH
Current assignee: Eldo Elektronik Service 6116 Eppertshausen De GmbH
Priority date: 1987-02-05
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1987-03-26

Description

Dip Erfindung betrifft die Umkapselung eines elektronischen Bauelements nach dem Oberbegriff des -inspruchs 1.

In der elektronischen Steuer- und Regeltechnik werden oft Sensoren eingesetzt, die den Istwert einer elektrischen Größe messen. Diese elektrische Größe kann beispielsweise eine elektrische oder eine magnetische Feldstärke 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 ausgeht, um auch noch schwache Felder zu registrieren. Hinzu kommt, daß Hall-Sensoren oft in Umfeldern eingesetzt werden, wo sie leicht verschmutzen können und somit hinsichtlich ihrer MeßempfindÜchkeit beeinträchtigt werden.

Um elektrische Kabelanschlüsse vor Verschmutzung und Berührung zu schützen, ist bereits ein Kabelanschlußkasten aus Kunststoff für die abgewinkelte Ausführung von Kabeln bekannt (DE-PS 21 41 064). Dieser Anschlußkasten ist jedoch für die Ummantelung von elektronischen Sensoren, die dicht über der Oberfläche eines Bauelements angeordnet werden müssen, nicht geeignet, weil er die Sensoren vollständig umschließen würde.

Eine andere bekannte Umkapselung eines elektronischen Bauelements besteht aus einem elektrisch nichtleitenden, aber gut wärmeleitenden Material, z. B. aus Porzellan (US-PS 4 037 082). Diese Umkapselung ist indessen speziell für die Aufnahme eines PTC-Widerstands ausgelegt und nicht für Sensoren geeignet, weil sie das umgekapselte Bauelement vollständig umgibt.

Es ist weiterhin ein Bauteil bekannt, in dem sich ein Hall-Element befindet, welches mit der Oberfläche dieses Bauteils fluchtet (GB-A 2 081 973, Fig. 8). Bei diesem Bauteil handelt es sich jedoch nicht um eine

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kapselung, 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 1st (DE-PS 19 42 810). Hierbei ist eine Kunststoffhülle vorgesehen, in der an der Unter- und Oberseite des Hall-Elements eine Ausnehmung vorhanden ist, die sich bis in die Nähe des Halbleiterkörpers erstreckt. Allerdings handelt es sich bei dieser Kunststoff hülle 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 elektronisches 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.

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 geschützt in einer elektrisch nichtleitenden Verkapseiung untergebracht werden kann, ohne daß es in dieser Verkapseiung eingeschmolzen werden muß. Außerdem ermöglicht es die erfindungsgemäße Verkapseiung, das elektronische Bauelement direkt an andere Bauelemente außerhalb der , Verkapseiung heranzuführen.

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

1 eine; perspektivische Darstellung «einer aufgeklappten; Ümkapselüng gemäß der Erfindung;

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Fig. 2 ein an sich bekanntes Hall-Sensor-Element, das in die Umkapselurig gemäß Fig. 1 eingeführt ist;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Umkdpselung, wobei eine öffnung für ein Hall-Sensor-Element in der Umkapselung vorgesehen ist;

Fig. 4 einen Schnitt HI-III durch die in der Fig. 3 dargestellte Um- ~i

kapselung;

Fig. 5 eine Ansicht der Umkapselung, welche diejenige Seite zeigt, die der in der Fig. 3 dargestellten Ansicht gegenüberliegt;

Fig. 6 einen Schnitt IV-IV durch die in der Fig. 4 gezeigte Umkapselung;

Fig. 7 eine Variante der Anordnung des Hall-Sensor-Elements in der Umkapselung;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die in der Fig. 7 gezeigte Vorrichtung, wo-20 bei ein Teilbereich aufgebrochen dargestellt ist;

In der Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Umkapselung 1 im aufgeklappten Zustand und ohne das aufzunehmende Bauelement 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,B 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 öffnung 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 bemessen ist,, daß dann, wenn der Teil 2 nach unten geklappt wird, die Seitenwände 14,15 von den Seitenwänden 16,17 umfaßt werden. Auf den Teil 2

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ist eine Drucknase 18 angeordnet, welche die Form einer geöffneten Klaue hat.

In der Fig. 2 ist ein Hall-Sensor-Element 19 in der Umkapselung 1 dargegestellt, 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, welche die Funktion von Mikro-Schaltern ausüben, sind als solche bekannt (vergl. beispielsweise Honeywell PK 87582). Sie sind mechanisch empfindlich, weil das Element 19 wenigstens teilweise aus zerbrechlicher Keramik besteht.

Die Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Unterseite des Teilt 3 mit der öffnung 13 und dem dahinter befindlichen Hall-Sensor-Element 19, dessen scheibenförmige Erhebung 29 gestrichelt angedeutet ist. Teil 2 und Teil 3 sind hierbei zusammengeklappt und ineinander gerastet. An einer aufgebrochenen Stelle des Teils 3 erkennt man einen Trennsteg 30, der die beiden Isolierungen 26,27 voneinander trennt. Außerdem ist am Teil 3 ein Vorsprung 31 vorgesehen, an dem sich das Scharnier 4 (Fig. 1) befindet.

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 Umkapaelung 1 und knickt sodann etwa in einem Winkel von 45° nach unten ab, wodurch die Leitung 21 den Lötpunkt 24 erreicht.

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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 Lötmaterial 23,24,25 und die Isolierungen sind hieröei innerhalb der Umkapselung gestrichelt dargestellt. Auf der Oberseite des Teils 2 befindet sich die kreisringförmige Erhebung 33 mit einem ersten Halbkreis 35 und einem zweiten Halbkreis 34. Bn dem Vorsprung 31 des Teils 3 entsprechender Vorsprung 36 ist auf der linken Seite des Teils 2 erkennbar.

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 37,3£ und obere Seitenwände 16,17 besitzt, wobei die oberen und unteren Seitenwände 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.

Die Fig. 7 zeigt eine Variante zur Umkapselung 1, die in der Fig. 4 dargestellt 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 gezeigte Vorrichtung ein lötfreies Verbindungselement 48 auf, durch welches die elektrische Verbindung der Leitung 21 sichergestellt wird. Außerdem ist eine definierte Anschlußfahne 49 mit einer Knickjustage vorgesehen, welche die geforderte horizontale Planlage des Hall-Sensor-Elements 19 und dessen Flucht mit dem Gehäuseboden, also mit der Unterseite des Teils 3, gewährleistet. Am unteren Ende der Anschlußfahne 49 befindet sich eine Sicherungsnase 50, die als zusätzliche rückwärtige Zugentlastung wirkt.

In der Fig. B ist die Vorrichtung gemäß Fig. 7 in der Draufsicht dargestellt, wobei diese Darstellung im wesentlichen der Darstellung gemäß Fig. 5 entspricht und lediglich der untere Bereich des Teils 2 aufge-

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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.

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 Umkapselung 1 in einer vorgegebenen großen Vorrichtung arretieren zu können. Sie ist für die Einfassung des elektronischen Bauelements somit nicht wesentlich.

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 mcqlich, wobei die Seitenwände 16 und 17 auseinandergezogen werden und damit das Tdil 2 freigeben.

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1. Umkapselung eines elektronischen Bauelements mit einer Aussparung in der Umkapselung, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkapselung (1) aus einem Gehäuse-U.tterlteil (3) und einem mit diesem verbindbaren Gehäuse-Oberteil (2) beste!':, wobei das elektronische Bauelement (19) zwischen Gehäuse-Unterteil (3) und Gehäuse-Oberteil (2) eingelegt ist.

2. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkapselung (1) aus elektrisch nichtleitendem Kunststoff besteht.

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

4. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (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,

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die eine Federwirkung aufweist.

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

7. Umkapselung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (13) durch einen Rand (32) begrenzt ist, auf dem der Randbereich des elektronischen Bauelements (19) aufliegt.

8. Umkapselung nach Aisspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkapselung (1) seitliche Aussparungen (6-11) aufweist, durch welche elektrische Leitungen für das elektronische*. Bauelement (19) geführt sind.

9. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische 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 elektronische Bauelement ein Hall-Element (19) ist.

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

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

13. Umkapselung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucknase (IB) zwei klauenartige Arme (45 _tu6) aufweist.

14. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß das Gehäuse-Unterteil (3) einen Querschnitt mit zwei jnteren Seitenwänden (37,

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38) und zwei oberen Seltenwähden (16,17) aufweist, wobei die unteren Seltenwände (37,38) einen kleineren Abstand voneinander haben als die oberen Seitenwände (16,17) Und wobei die oberen Seltenwähde (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 &&idigr;,&eegr;2) &dgr;&pgr; den oberen SsÜsnwSndsn (16,17) des Gshäuss-UnterteÜs (3) dienen.

16. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektronischen Bauelement (19) und der elektrischen Leitung (27), an die es angeschlossen ist, eine insbesondere knickjustierende Anschlußfahne (49) zur Sicherstellurtg der horizontalen Planlage des Bauelements (19) vorgesehen ist.

17. Umkapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse-Unterteil (3) Sicherungsnasen (56,57) als Abstandhalter für die Anschlußfahnen (49,53,55) vorgesehen sind.