WO2017032575A1 - Verfahren zum ummanteln einer elektrischen einheit und elektrisches bauelement - Google Patents

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WO2017032575A1
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plastic material
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electrical unit
leadframe
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Jakob Schillinger
Dietmar Huber
Svenja Raukopf
Lothar Biebricher
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • Y10T29/49146—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with encapsulating, e.g., potting, etc.

Definitions

  • the invention relates to a method for sheathing an electrical unit as well as a device produced by means of such a method.
  • an electrical unit can be an assembly for measuring currents and for forwarding preprocessed measurement signals to a higher-level evaluation electronics or control.
  • Such assemblies are used to measure currents in particular
  • the electrical unit is located in a cavity. Ingress of moisture can cause migration, corrosion and short circuits.
  • the ultrasonic welding technique is typically not usable as a connection technique for bridges, pole terminals and cable outlets due to the vibration of the printed circuit board.
  • the many different union under ⁇ processes are costly and ressourcenfairend. It is therefore an object of the invention to provide a method for covering an electrical unit, which is performed in comparison to the prior art alternatively, in particular better. It is a further object of the invention to provide an electrical component which has been produced by means of such a method.
  • the invention relates to a method for covering an electrical unit, the method comprising the following steps:
  • the electric unit is completely enclosed by a typi cally ⁇ chemically and mechanically stable plastic material. No corrosion, migration and short-circuiting are to be expected.
  • ultrasonic welding of additional components can be used. Compared to process guides, which are known from the prior art, fewer processes are required overall, which speeds up and simplifies the process.
  • the joining can be understood in particular to include pressing in, soldering such as hard or soft soldering, gluing, welding such as ultrasonic welding, laser welding or resistance welding, or also sintering.
  • the electric unit is typically connected reliably to the rest of the Pro ⁇ zess Adjust with the lead frame, so that it is held in the lead frame.
  • the leadframe may comprise at ⁇ play plug or crimp terminals. General ⁇ my words, metal strips for external contacting of already be part of the leadframe.
  • the leadframe may have index holes and thus additionally serve as a transport and adjustment aid.
  • the electrical unit may be any electrical component suitable for performing any electrical functions.
  • the shunt resistor may in particular have a section which is formed from manganin. This is a typically used and proven flowerssma ⁇ material, which allows a reliable measurement of the current flowing through tapping the voltage drop across it.
  • a populated Lei ⁇ terplatte is preferably used as an electrical unit.
  • This may in particular be a circuit for measuring currents.
  • the method has proven to be particularly advantageous. It can also be an integrated
  • Circuits can be used.
  • the first plastic material can in particular a
  • Duroplast material can be used. This is in particular chemically and mechanically stable.
  • the second plastic material may in particular a
  • Thermoplastic material can be used. This is easy to apply and has proven itself as an external protection.
  • the contacts can be connected to the shunt resistor by welding, brazing, ultrasonic welding, laser welding, gluing, soldering, sintering and / or resistance welding. Such methods have been proven for typical applications.
  • the step of connecting the contacts to the shunt resistor is performed according to an embodiment after the step of sealing with the first plastic material.
  • the step of connecting the contacts to the shunt resistor may be performed prior to the step of surrounding the first plastic material.
  • step of Ummanteins with the first plastic material and / or in the step of Ummanteins with the second plastic material is preferably completely sheathed, optionally with the exception of protruding contacts. This has proved particularly useful because in this way a particularly good chemical and mechanical protection is achieved.
  • the inner mold body is preferably connected after the step of Ummanteins with the first plastic material with a number of inserted or anchored support webs with the leadframe. This facilitates the process control and ensures a defined position of the inner mold body.
  • An inserted support web can in particular be understood as a support web which can be completely removed from the mold body during punching.
  • Under an anchored support web can be understood in particular a support web, which is anchored in the mold body such that a part of the support web in each case remains in the mold body.
  • a number of convex and / or concave contours are formed. These can be used for adjusting other components or even during Moldens for fixing the first mold body in a second Moldtool, so a Moldtool for forming the outer mold body.
  • the first contact, the second contact and / or a number of further contacts can advantageously each have a number of beads. This facilitates handling and leads to a better grip in surrounding structures. In addition, a creepage distance for any penetrating liquid verlän ⁇ siege.
  • the electrical unit may have a number of holes for
  • Anchoring in the first plastic material improves the hold of the electrical unit in the first plastic material, which prevents production errors.
  • a plug is formed, which allows easy provision of a connection component. Inserts can also be embedded so that prefabricated elements can be used and easily co-processed.
  • a rivet is gemoldet, in particular for connection to an additional component. This allows easy attachment and alignment of the additional component.
  • an additional surface activation of the inner mold body can take place, in particular before the step of Ummanteins with the second plastic material. This leads to an improved adhesion of the outer mold body on the inner mold body.
  • a second plastic material in particular PA (polyamide), PBT (Polybutylene terephthalate), hotmelt or PU (polyurethane) can be used.
  • PA polyamide
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • hotmelt or PU (polyurethane)
  • the sheathing with the second plastic material can in particular by injection Molden or
  • the invention further relates to an electrical component, which is provided ⁇ by a method as described herein ago.
  • an electrical component which is provided ⁇ by a method as described herein ago.
  • the method can be used on all described versions and variants. Illustrated benefits apply accordingly.
  • the outer Mold stresses represents, optionally with the above components, the device.
  • a device is provided which can be made simpler and more reliable than is possible with components according to the prior art.
  • the susceptibility to corrosion is significantly reduced.
  • FIG. 1 shows an arrangement of an electrical unit in a mold body with surrounding leadframe
  • FIG. 2 shows the arrangement of FIG. 1 in a side view
  • FIG. 3 shows the arrangement of FIG. 2 with further features
  • FIG. 4 a shows the arrangement after punching out the leadframe
  • FIG. 4 b shows a terminal with beads in one side view
  • FIG. 5 shows the arrangement of FIG. 4a after application to a shunt resistor
  • FIG. 6 shows the arrangement of FIG. 5 after being covered with a thermoplastic
  • Fig. 7 The arrangement of Fig. 6 in a side view.
  • Fig. 1 shows an arrangement which typically occurs after first method steps.
  • a leadframe 10 is arranged, in which in ⁇ dexlöcher 11 are formed.
  • the leadframe 10 is used for stabilization and for transport, wherein it can be easily grasped and moved by means of the in ⁇ dexlöcher 11.
  • the leadframe 10 has dambars 12, which stabilize the leadframe 10 and are also designed for attaching further components.
  • Fixierlöcher 13 are formed, which can serve for fixing the leadframe 10 or other components.
  • the leadframe 10 further includes a number of presently three terminals in the form of connector terminals 14, which serve as electrical contacts after completion of the manufacturing process. Furthermore, the leadframe 10 has two
  • Shunt connection terminals 15 which serve to connect a shunt resistor.
  • the leadframe 10 has an anchored support bar 16 and an inlaid
  • Support bar 18 on. Their function will be discussed later. It should be understood that none or a plurality of the support webs 16, 18 can also be present in each case.
  • An electrical unit in the form of a printed circuit board 20 is connected to the leadframe 10.
  • the circuit board 20 is attached to the connector terminals 14 and the shunt connection terminals 15, in the present case soldered.
  • the other connection techniques described above can also be used here, for example pressing in. This ensures a firm connection between the printed circuit board 20 and the leadframe 10.
  • the circuit board 20 is surrounded by a first mold body 30, which consists of a thermoset material.
  • the first Mold body 30 can also be referred to as an inner mold body.
  • the first mold body 30 was made by sheathing the circuit board 20 by means of a thermoset material. As can be seen in Fig. 1, protrude both the anchored circuit board 20 and a thermoset material.
  • the anchored support web 16 is designed so that it has a Wi ⁇ derhaken in the first mold body 20. Therefore, it is also referred to as "anchored.”
  • the inserted support web 18, however, has no barbs, so that it can be easily and completely pulled out of the first mold body 30.
  • the anchored support web 16, however, remains in any case partially in the first mold body 30, whereby it can be broken off with its outside of the first mold body 30 lying part.
  • the first mold body 30 provides in particular by his
  • the two shunt connection terminals 15 are U-shaped, so that a connection from the Lei ⁇ terplatte 20 is formed to a region next to the circuit board 20 from ⁇ . As will be shown below, this serves to connect a shunt resistor.
  • Fig. 2 shows the arrangement of Fig. 1 in a side view. It can further be seen that a number of electrical components 22 are arranged on the printed circuit board 20. These are presently applied to the printed circuit board 20 in SMD technology.
  • Fig. 3 shows the arrangement shown in Fig. 2 in a modification. In this case, 30 two concave in the mold body
  • Fixations 32 and a convex fixation 34 is formed.
  • the fixings 32, 34 serve to anchor the mold body 30 in a superordinate structure or to fix it or else to attach other components to the mold body 30. In particular, they provide the possibility of forming form-fitting connections with other components or superordinate structures, for example with a mold tool for a further jacket.
  • FIG. 4a shows the arrangement of FIG. 2 after punching out of the leadframe 10. The leadframe is therefore no longer visible in FIG. 4a. Rather, only the printed circuit board 20 with the first mold body 30 surrounding it can be seen, with the terminals 14, 15 connected therewith protruding from the first mold body 30, which were originally part of the leadframe 10.
  • a decoupling zone 19 is formed to the right of the first mold body 30, in which a certain mobility between the terminals 14, 15 and the circuit board 20 and the first mold body 30 is provided.
  • the decoupling zone 19 has been found to be particularly advantageous in ultrasonic welding of the shunt connection terminals 15 to a shunt resistor, possibly leading to delamination
  • Fig. 4b shows a side view of a
  • Shunt connection terminals 15 separate from other components. It can be seen that in the embodiment shown here, a bead 17 is provided which a creepage distance for
  • FIG. 5 shows the arrangement of FIG. 4 a after the attachment of a shunt resistor 40.
  • the shunt resistor 40 was fastened to welds 42 at the shunt connection terminals 15 by ultrasonic welding. In principle, other connection techniques as described above can also be used.
  • a voltage can be measured, which drops approximately at a width of the first mold body 30 at the shunt resistor 40. This allows a conclusion on the current flowing through.
  • FIG. 6 shows a state of the arrangement of FIG. 5 after the application of a second mold body 50.
  • the second mold body 50 can also be referred to as an outer mold body.
  • the second mold body 50 consists of a thermoplastic material and surrounds the printed circuit board 20, the first mold body 30, the shunt connection terminals 15 and, for the most part, the
  • the connector terminals 14 protrude beyond the second mold body 50, so that an electrical contacting of the circuit board 20 is possible. Furthermore, a first contacting surface 44 and a second contacting surface 46 of the shunt resistor 40 protrude beyond the second molded body 50 to allow connection of external components. For example, other electrical units or an external circuit can be connected to these contacting surfaces 44, 46, wherein a current flowing through the shunt resistor 40 can be measured by the printed circuit board 20. Appropriate
  • Fig. 7 shows the arrangement of Fig. 6 in a side view.
  • an insert part in the form of a fastening part 54 is located in the second mold body 30. This allows attachment to other components.
  • a rivet 52 for hot caulking is formed on the underside.
  • a plug 56 is formed on the right, which allows easy contacting of the connector terminals 14.
  • electrical construction ⁇ element 5 The finished arrangement shown in FIGS. 6 and 7 after completion of the method according to the invention can be referred to as electrical construction ⁇ element 5.
  • This can be used in a higher-level component or in a unit such as a motor vehicle, in particular to measure a current.
  • steps of the method according to the invention can be carried out in the order given. However, they can also be executed in a different order. In one of its embodiments, for example with a specific set of steps, the method according to the invention can be carried out in such a way that no further steps are carried out. However, in principle also further steps can be carried out, even those which are not mentioned.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln einer elektrischen Einheit, wobei die elektrische Einheit mit zwei Moldkörpern aus Kunststoffmaterial ummantelt wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein elektrisches Bauelement, welches mittels eines solchen Verfahrens hergestellt wurde.

Description

Verfahren zum Ummanteln einer elektrischen Einheit und elektrisches Bauelement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln einer elektrischen Einheit sowie ein mittels eines solchen Verfahrens hergestelltes Bauelement.
Bei einer elektrischen Einheit kann es sich insbesondere um eine Baugruppe zur Messung von Strömen und zur Weiterleitung von vorverarbeiteten Messsignalen an eine übergeordnete Auswer- te-Elektronik oder Steuerung handeln. Derartige Baugruppen werden zur Messung von Strömen insbesondere mit
Shuntwiderständen verbunden. Durch den Shuntwiderstand fließt dann der zu messende Strom und über dem Shuntwiderstand wird eine Spannung gemessen, welche wiederum einen Rückschluss auf den Strom zulässt.
Bisher wurden auf einen solchen Shuntwiderstand Einpresspins aufgeschweißt. In einem Moldprozess wurde dann diese Komponente zusammen mit Steckerterminals zu einem Thermoplast-Gehäuse verbunden. Zur Sicherstellung der Dichtigkeit von dabei ausgebildeten Shunt-Einpress-Zonen wurde die Oberfläche partiell laserbehandelt und anschließend partiell vergossen und aus¬ gehärtet. In einem solchen Gehäuse wurde die bestückte Lei¬ terplatte eingepresst und ein Deckel wurde mittels eines Lasers aufgeschweißt .
Das bisher bekannte Vorgehen weist jedoch mehrere Nachteile auf. Zum einen befindet sich die elektrische Einheit in einem Hohlraum. Eindiffundierende Feuchtigkeit kann zu Migration, zu Korrosion und zu Kurzschlüssen führen. Die Ultraschallschweißtechnik ist als Verbindungstechnik für Brücken, Polklemmen und Kabelabgängen wegen der Einschwingung der Leiterplatte typischerweise nicht verwendbar. Die vielen unter¬ schiedlichen Prozesse sind kostenintensiv und ressourcenverbrauchend . Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ummanteln einer elektrischen Einheit vorzusehen, welches im Vergleich zum Stand der Technik alternativ, insbesondere besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Bauelement vorzusehen, welches mittels eines solchen Verfahrens hergestellt wurde.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch ein elektrisches Bauelement nach Anspruch 15 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den je¬ weiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln einer elektrischen Einheit, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist :
Verbinden der elektrischen Einheit mit einem Leadframe, dann
Ummanteln der elektrischen Einheit mit einem ersten Kunststoffmaterials zur Ausbildung eines inneren Moldkörpers , so dass eine Mehrzahl von Kontakten der elektrischen Einheit aus dem inneren Moldkörper heraussteht,
Ausstanzen des inneren Moldkörpers aus dem Leadframe,
Verbinden zumindest eines ersten Kontakts und eines zweiten Kontakts mit einem Shuntwiderstand und
Ummanteln des inneren Moldkörpers mit einem zweiten Kunststoffmaterial zur Ausbildung eines äußeren Moldkörpers.
Bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die elektrische Einheit vollständig umschlossen von einem typi¬ scherweise chemisch und mechanisch stabilen Kunststoffmaterial . Es ist keine Korrosion, Migration und Kurzschlussbildung zu erwarten. Außerdem kann Ultraschallschweißung von Zusatzkomponenten verwendet werden. Im Vergleich zu Verfahrensführungen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden insgesamt weniger Prozesse benötigt, was den Verfahrensablauf beschleunigt und vereinfacht. Unter dem Verbinden kann insbesondere ein Einpressen, Löten wie Hart- oder Weichlöten, Kleben, Schweißen wie Ultraschallschweißen, Laserschweißen oder Widerstandsschweißen, oder auch ein Sintern verstanden werden. Beim Schritt des Verbindens wird die elektrische Einheit typischerweise für den Rest der Pro¬ zessführung zuverlässig mit dem Leadframe verbunden, so dass diese im Leadframe gehalten wird. Der Leadframe kann bei¬ spielsweise Stecker- oder Crimp-Terminals aufweisen. Allge¬ meiner ausgedrückt können Metallstreifen für externe Kontak- tierung bereits Teil des Leadframes sein.
Der Leadframe kann Indexlöcher aufweisen und somit zusätzlich als Transport- und Justagehilfe dienen. Die elektrische Einheit kann ein beliebiges elektrisches Bauelement sein, welches zur Durchführung irgendwelcher elektrischer Funktionen geeignet ist.
Der Shuntwiderstand kann insbesondere einen Abschnitt aufweisen, welcher aus Manganin ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich um ein typischerweise verwendetes und bewährtes Widerstandsma¬ terial, welches eine zuverlässige Messung des durchfließenden Stroms mittels Abgreifen der darüber abfallenden Spannung erlaubt .
Als elektrische Einheit wird bevorzugt eine bestückte Lei¬ terplatte verwendet. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Schaltung zum Messen von Strömen handeln. Für derartige Leiterplatten hat sich das Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen. Es kann beispielsweise auch ein integrierter
Schaltkreise (IC) verwendet werden.
Als erstes Kunststoffmaterial kann insbesondere ein
Duroplastwerkstoff verwendet werden. Dieses ist insbesondere chemisch und mechanisch stabil. Als zweites Kunststoffmaterial kann insbesondere ein
Thermoplastwerkstoff verwendet werden. Dieser ist einfach aufzubringen und hat sich als außenliegender Schutz bewährt. Die Kontakte können insbesondere durch Schweißen, Hartlöten, Ultraschallschweißen, Laser-Schweißen, Kleben, Weichlöten, Sintern und/oder Widerstandsschweißen mit dem Shuntwiderstand verbunden werden. Derartige Verfahren haben sich für typische Anwendungen bewährt .
Der Schritt des Verbindens der Kontakte mit dem Shuntwiderstand wird gemäß einer Ausführung nach dem Schritt des Ummanteins mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgeführt. Alternativ kann der Schritt des Verbindens der Kontakte mit dem Shuntwiderstand auch vor dem Schritt des Ummanteins mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgeführt werden.
Beim Schritt des Ummanteins mit dem ersten Kunststoffmaterial und/oder beim Schritt des Ummanteins mit dem zweiten Kunst- stoffmaterial wird vorzugsweise jeweils vollständig ummantelt, gegebenenfalls mit Ausnahme von überstehenden Kontakten. Dies hat sich insbesondere deshalb bewährt, weil auf diese Weise ein besonders guter chemischer und mechanischer Schutz erreicht wird .
Der innere Moldkörper ist vorzugsweise nach dem Schritt des Ummanteins mit dem ersten Kunststoffmaterial mit einer Anzahl von eingelegten oder verankerten Unterstützungsstegen mit dem Leadframe verbunden. Dies erleichtert die Verfahrensführung und sorgt für eine definierte Position des inneren Moldkörpers.
Unter einem eingelegten Unterstützungssteg kann insbesondere ein Unterstützungssteg verstanden werden, welcher sich beim Ausstanzen vollständig aus dem Moldkörper entfernen lässt. Unter einem verankerten Unterstützungssteg kann insbesondere ein Unterstützungssteg verstanden werden, welcher im Moldkörper derart verankert ist, dass ein Teil des Unterstützungsstegs in jedem Fall im Moldkörper verbleibt. In dem inneren Moldkörper wird gemäß einer Ausführung eine Anzahl von konvexen und/oder konkaven Konturen ausgebildet. Diese können zur Justage weiterer Komponenten verwendet werden oder auch während des Moldens zur Fixierung des ersten Moldkörpers in einem zweiten Moldtool, also einem Moldtool für das Ausbilden des äußeren Moldkörpers.
Der erste Kontakt, der zweite Kontakt und/oder eine Anzahl weiterer Kontakte können vorteilhaft jeweils eine Anzahl von Sicken aufweisen. Dies erleichtert die Handhabung und führt zu einem besseren Halt in umgebenden Strukturen. Außerdem wird eine Kriechstrecke für eventuell eindringende Flüssigkeit verlän¬ gert . Die elektrische Einheit kann eine Anzahl von Löchern zur
Verankerung in dem ersten Kunststoffmaterial aufweisen. Dies verbessert den Halt der elektrischen Einheit in dem ersten Kunststoffmaterial , was Produktionsfehlern vorbeugt. Beim Schritt des Ummanteins mit dem zweiten Kunststoffmaterial wird vorzugsweise ein Stecker ausgeformt, was ein einfaches Vorsehen einer Anschlusskomponente ermöglicht. Es können auch Einlegeteile eingebettet werden, so dass vorgefertigte Elemente verwendet und einfach mitverarbeitet werden können.
Beim Schritt des Ummanteins mit dem zweiten Kunststoffmaterial wird vorzugsweise ein Niet gemoldet, und zwar insbesondere zur Verbindung mit einer Zusatzkomponente. Dies erlaubt eine einfache Befestigung und Ausrichtung der Zusatzkomponente.
Gemäß einer Weiterbildung kann eine zusätzliche Oberflächenaktivierung des inneren Moldkörpers erfolgen, insbesondere vor dem Schritt des Ummanteins mit dem zweiten Kunststoffmaterial . Dies führt zu einer verbesserten Haftung des äußeren Moldkörpers auf dem inneren Moldkörper.
Als Material für den äußeren Moldkörper, also als zweites Kunststoffmaterial , kann insbesondere PA (Polyamid) , PBT (Polybutylenterephthalat) , Hotmelt oder PU (Polyurethan) verwendet werden. Das Ummanteln mit dem zweiten Kunststoff- material kann insbesondere durch Injektionsmolden oder
RIM-Molden erfolgen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein elektrisches Bauelement, welches mittels eines Verfahrens wie hierin beschrieben her¬ gestellt wurde. Hinsichtlich des Verfahrens kann auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden. Erläuterte Vorteile gelten entsprechend.
Der äußere Moldkörper stellt, gegebenenfalls mit vorstehenden Komponenten, das Bauelement dar. Mittels des erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements wird ein Bauelement bereitgestellt, welches einfacher und zuverlässiger hergestellt werden kann als dies bei Bauelementen gemäß dem Stand der Technik möglich ist. Außerdem wird die Anfälligkeit gegen Korrosion deutlich verringert.
Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigen: Fig. 1: eine Anordnung aus einer elektrischen Einheit in einem Moldkörper mit umgebendem Leadframe,
Fig. 2: die Anordnung von Fig. 1 in einer Seitenansicht, Fig. 3: die Anordnung von Fig. 2 mit weiteren Merkmalen, Fig. 4a: die Anordnung nach einem Ausstanzen des Leadframes, Fig. 4b: ein Terminal mit Sicken in einer Seitenansicht,
Fig. 5: die Anordnung von Fig . 4a nach dem Aufbringen auf einen Shuntwiderstand,
Fig. 6: die Anordnung von Fig. 5 nach einem Ummanteln mit einem Thermoplast,
Fig. 7: die Anordnung von Fig. 6 in einer Seitenansicht.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, wie sie typischerweise nach ersten Verfahrensschritten auftritt. Außenliegend ist ein Leadframe 10 angeordnet, in welchem In¬ dexlöcher 11 ausgebildet sind. Der Leadframe 10 dient zur Stabilisierung und zum Transport, wobei er mittels der In¬ dexlöcher 11 einfach gegriffen und bewegt werden kann. Mittels der Indexlöcher erfolgt eine mechanische Justage des Leadframes 10 und damit des bereits assemblierten Bauelements bzw. eines Sensors in den verschiedenen Vorrichtungen und/oder Moldtools, welche im Rahmen des Verfahrens verwendet werden. Der Leadframe 10 weist Dambars 12 auf, welche den Leadframe 10 stabilisieren und außerdem zum Anbringen weiterer Komponenten ausgebildet sind. In den Dambars 12 sind Fixierlöcher 13 ausgebildet, welche zum Fixieren des Leadframes 10 oder weiterer Komponenten dienen können.
Der Leadframe 10 weist des Weiteren eine Anzahl von vorliegend drei Terminals in Form von Steckerterminals 14 auf, welche nach Abschluss des Herstellungsverfahrens als elektrische Kontakte dienen. Des Weiteren weist der Leadframe 10 zwei
Shunt-Verbindungsterminals 15 auf, welche zum Anschließen eines Shuntwiderstands dienen. Außerdem weist der Leadframe 10 einen verankerten Unterstützungssteg 16 und einen eingelegten
Unterstützungssteg 18 auf. Auf deren Funktion wird nachher noch näher eingegangen werden. Es sei verstanden, dass von den Unterstützungsstegen 16, 18 auch jeweils keiner oder eine Mehrzahl vorhanden sein können.
Mit dem Leadframe 10 ist eine elektrische Einheit in Form einer Leiterplatte 20 verbunden. Die Leiterplatte 20 ist an den Steckerterminals 14 und den Shunt-Verbindungsterminals 15 angebracht, und zwar vorliegend gelötet. Es können hier jedoch grundsätzlich auch die anderen weiter oben beschriebenen Verbindungstechniken verwendet werden, beispielsweise Einpressen. Dies sorgt für eine feste Verbindung zwischen der Leiterplatte 20 und dem Leadframe 10.
Die Leiterplatte 20 ist von einem ersten Moldkörper 30 umgeben, welcher aus einem Duroplastmaterial besteht. Der erste Moldkörper 30 kann auch als innerer Moldkörper bezeichnet werden. Der erste Moldkörper 30 wurde durch Ummanteln der Leiterplatte 20 mittels eines Duroplastmaterials hergestellt. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ragen sowohl der verankerte
Unterstützungssteg 16 wie auch der eingelegte Unterstützungssteg 18 in den ersten Moldkörper 30 hinein. Der verankerte Unterstützungssteg 16 ist dabei so ausgebildet, dass er einen Wi¬ derhaken im ersten Moldkörper 20 hat. Deshalb wird er auch als „verankert" bezeichnet. Der eingelegte Unterstützungssteg 18 weist hingegen keinen Widerhaken auf, so dass er einfach und vollständig aus dem ersten Moldkörper 30 herausgezogen werden kann. Der verankerte Unterstützungssteg 16 bleibt hingegen auf jeden Fall teilweise im ersten Moldkörper 30, wobei er mit seinem außerhalb des ersten Moldkörpers 30 liegenden Teil abgebrochen werden kann.
Der erste Moldkörper 30 sorgt insbesondere durch sein
Duroplastmaterial für einen chemischen und mechanischen Schutz der Leiterplatte 20, wobei lediglich die Steckerterminals 14 und die Shunt-Verbindungsterminals 15 aus dem ersten Moldkörper 30 herausstehen .
Wie gezeigt sind die beiden Shunt-Verbindungsterminals 15 U-förmig ausgebildet, so dass eine Verbindung von der Lei¬ terplatte 20 zu einem Bereich neben der Leiterplatte 20 aus¬ gebildet wird. Wie weiter unten gezeigt werden wird, dient dies zum Anschluss eines Shuntwiderstands . Fig. 2 zeigt die Anordnung von Fig. 1 in einer Seitenansicht. Dabei ist des Weiteren zu erkennen, dass auf der Leiterplatte 20 eine Anzahl von elektrischen Komponenten 22 angeordnet sind. Diese sind vorliegend in SMD-Technik auf die Leiterplatte 20 aufgebracht .
Des Weiteren ist zu erkennen, dass lediglich die Terminals 14, 15 über den ersten Moldkörper 30 hervorstehen, und dass die Shunt-Verbindungsterminals 15 unter den ersten Moldkörper 30 hinausragen .
Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 dargestellte Anordnung in einer Abwandlung. Dabei wurden in dem Moldkörper 30 zwei konkave
Fixierungen 32 und eine konvexe Fixierung 34 ausgebildet. Die Fixierungen 32, 34 dienen dazu, den Moldkörper 30 in einer übergeordneten Struktur zu verankern oder zu fixieren oder auch andere Komponenten an dem Moldkörper 30 anzubringen. Sie stellen insbesondere die Möglichkeit zur Verfügung, formschlüssige Verbindungen mit anderen Komponenten oder übergeordneten Strukturen auszubilden, beispielsweise zu einem Moldtool für eine weitere Ummantelung. Fig. 4a zeigt die Anordnung von Fig. 2 nach einem Ausstanzen aus dem Leadframe 10. Der Leadframe ist deshalb in Fig. 4a an sich nicht mehr zu sehen. Es ist vielmehr nur noch die Leiterplatte 20 mit dem sie umgebenden ersten Moldkörper 30 zu erkennen, wobei die damit verbundenen Terminals 14, 15 aus dem ersten Moldkörper 30 herausstehen, welche ursprünglich Teil des Leadframes 10 waren. Wie außerdem zu erkennen ist, verbleibt ein kleiner Teil des verankerten Unterstützungsstegs 16 in dem ersten Moldkörper 30. In der Leiterplatte 20 sind eine Anzahl von Ankerlöchern 24 ausgebildet, welche der besseren Fixierung der Leiterplatte 20 in dem ersten Moldkörper 30 dienen. Des Weiteren ist rechts von dem ersten Moldkörper 30 eine Entkopplungszone 19 ausgebildet, in welcher eine gewisse Beweglichkeit zwischen den Terminals 14, 15 und der Leiterplatte 20 bzw. dem ersten Moldkörper 30 vorgesehen ist. Die Entkopplungszone 19 hat sich insbesondere beim Ultraschall-Schweißen der Shunt-Verbindungsterminals 15 an einen Shuntwiderstand als vorteilhaft herausgestellt, da möglicherweise zur Delamination führende
Schwingungseinkopplungen in den ersten Moldkörper verhindert werden . Fig. 4b zeigt eine Seitenansicht eines
Shunt-Verbindungsterminals 15 separat von weiteren Komponenten. Dabei ist zu erkennen, dass in der hier gezeigten Ausführung eine Sicke 17 vorgesehen ist, welche eine Kriechstrecke für
Feuchtigkeit verlängert und eine bessere Verankerung in einem nachfolgend auszubildenden zweiten Moldkörper erlaubt.
Fig. 5 zeigt die Anordnung von Fig. 4a nach dem Anbringen eines Shuntwiderstands 40. Der Shuntwiderstand 40 wurde dabei vor- liegend durch Ultraschallschweißen an Schweißstellen 42 an den Shunt-Verbindungsterminals 15 befestigt. Grundsätzlich können auch andere Verbindungstechniken wie weiter oben beschrieben verwendet werden. Durch die gezeigte Anordnung kann eine Spannung gemessen werden, welche in etwa entsprechend einer Breite des ersten Moldkörpers 30 an dem Shuntwiderstand 40 abfällt. Dies erlaubt einen Rückschluss auf den durchfließenden Strom.
Fig. 6 zeigt einen Zustand der Anordnung von Fig. 5 nach dem Aufbringen eines zweiten Moldkörpers 50. Der zweite Moldkörper 50 kann auch als äußerer Moldkörper bezeichnet werden. Der zweite Moldkörper 50 besteht vorliegend aus einem Thermoplastmaterial und umgibt die Leiterplatte 20, den ersten Moldkörper 30, die Shunt-Verbindungsterminals 15 sowie größtenteils die
Steckerterminals 14 und den Shuntwiderstand 40.
Die Steckerterminals 14 stehen über den zweiten Moldkörper 50 hervor, so dass eine elektrische Kontaktierung der Leiterplatte 20 möglich ist. Des Weiteren stehen eine erste Kontaktie- rungsfläche 44 und eine zweite Kontaktierungsfläche 46 des Shuntwiderstands 40 über den zweiten Moldkörper 50 hervor, um einen Anschluss externer Komponenten zu ermöglichen. An diese Kontaktierungsflächen 44, 46 können beispielsweise andere elektrische Einheiten oder ein externer Stromkreis angeschlossen werden, wobei ein durch den Shuntwiderstand 40 fließender Strom von der Leiterplatte 20 gemessen werden kann. Entsprechende
Signale, welche anzeigend für einen solchen Strom sind, können über die Steckerterminals 14 an weitere Einheiten gegeben werden. Fig. 7 zeigt die Anordnung von Fig. 6 in einer Seitenansicht. Bezüglich der einzelnen Merkmale sei auf die obige Beschreibung verwiesen. Es sei angemerkt, dass hier des Weiteren zu erkennen ist, dass sich in dem zweiten Moldkörper 30 ein Einlegeteil in Form eines Befestigungsteils 54 befindet. Dies erlaubt eine Befestigung an anderen Komponenten. An der Unterseite ist des Weiteren ein Niet 52 zum Heißverstemmen ausgebildet . Außerdem ist rechts ein Stecker 56 ausgebildet, welcher eine einfache Kontaktierung der Steckerterminals 14 erlaubt.
Die in den Fig. 6 und 7 gezeigte fertige Anordnung nach Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als elektrisches Bau¬ element 5 bezeichnet werden. Dieses kann in einer übergeordneten Komponente oder in einer Einheit wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug verwendet werden, insbesondere um einen Strom zu messen .
Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.
Die zur Anmeldung gehörigen Ansprüche stellen keinen Verzicht auf die Erzielung weitergehenden Schutzes dar.
Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen .
Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden.
Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ummanteln einer elektrischen Einheit (20), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Verbinden der elektrischen Einheit (20) mit einem Leadframe (10), dann
Ummanteln der elektrischen Einheit (20) mit einem ersten Kunststoffmaterial zur Ausbildung eines inneren Moldkörpers (30), so dass eine Mehrzahl von Kontakten (14, 15) der elektrischen Einheit (20) aus dem inneren Moldkörper (30) herausstehen,
Ausstanzen des inneren Moldkörpers (30) aus dem Leadframe
(10) ,
Verbinden zumindest eines ersten Kontakts (15) und eines zweiten Kontakts (15) mit einem Shuntwiderstand (40), und
Ummanteln des inneren Moldkörpers (30) mit einem zweiten Kunststoffmaterial zur Ausbildung eines äußeren Moldkörpers (50) .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei als elektrische Einheit (20) eine bestückte Leiterplatte oder ein integrierter Schaltkreis verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei als erstes Kunststoffmaterial ein Durop¬ last-Werkstoff verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei als zweites Kunststoffmaterial ein Thermo- plast-Werkstoff verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Kontakte (15) durch Schweißen, Hartlöten,
Ultraschallschweißen, Laser-Schweißen, Kleben, Weichlöten, Sintern und/oder Widerstandsschweißen mit dem Shuntwiderstand (40) verbunden werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Verbindens der Kontakte (15) mit dem Shuntwiderstand (40) nach dem Schritt des Ummanteins mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Schritt des Verbindens der Kontakte (15) mit dem Shuntwiderstand (40) vor dem Schritt des Ummanteins mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei beim Schritt des Ummanteins mit dem ersten Kunst¬ stoffmaterial und/oder beim Schritt des Ummanteins mit dem zweiten Kunststoffmaterial jeweils vollständig ummantelt wird, gegebenenfalls mit Ausnahme von überstehenden Kontakten (14, 15) .
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der innere Moldkörper (30) nach dem Schritt des
Ummanteins mit dem ersten Kunststoffmaterial mit einer Anzahl von verankerten oder eingelegten Unterstützungsstegen (16, 18) mit dem Leadframe (10) verbunden ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in dem innere Moldkörper (30) eine Anzahl von konkaven und/oder konvexen Konturen (32, 34) ausgebildet werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der erste Kontakt (15), der zweite Kontakt (15) und/oder eine Anzahl weiterer Kontakte jeweils eine Anzahl von Sicken (17) aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die elektrische Einheit (20) eine Anzahl von Löchern
(24) zur Verankerung in dem ersten Kunststoffmaterial aufweist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Schritt des Ummanteins mit dem zweiten
Kunststoffmaterial ein Stecker (56) ausgeformt wird und/oder Einlegeteile (54) eingebettet werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei beim Schritt des Ummanteins mit dem zweiten
Kunststoffmaterial ein Niet (52) gemoldet wird, insbesondere zur Verbindung mit einer Zusatzkomponente.
15. Elektrisches Bauelement (5), welches mittels eines Ver¬ fahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wurde, wobei der äußere Moldkörper (50), ggf. mit vorstehenden Kontakten (14), das Bauelement (5) darstellt.
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