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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    Ein elektronisches Gerät (1) umfasst ein in einem Schaltungsgehäuse (2) untergebrachtes elektronisches Schaltungselement, welches mit einer Leiterfolie (11) an eine externe Baugruppe angebunden ist. Das Schaltungselement ist mit der Leiterfolie (11) elektrisch über eine Mehrzahl von Kontaktstiften (13) verbunden, die durch einen Leiterfolienträger (5) hindurchgeführt sind. Die Kontaktstifte (13) sind endseitig einerseits mit einem zugehörigen Anschluss der Leiterfolie (11) und andererseits mit einem zugehörigen Anschluss des elektronischen Schaltungselements elektrisch verbunden. Der Leiterfolienträger (5) ist so angeordnet, dass er ein Öffnung (4) im Schaltungsgehäuse (2), abgedichtet über einen Dichtmaterialkörper (8), abdeckt. Mit dem Leiterfolienträger (5) verbunden ist eine Dichtmateriallage (8), durch die die Kontaktstifte (13) abgedichtet hindurchgeführt sind. Bei der Herstellung des elektronischen Geräts (1) wird die Dichtmateriallage (8) mit dem Leiterfolienträger (5) verbunden. Nachfolgend wird die Mehrzahl von Kontaktstiften (13) durch den so hergestellten Verbund eingeschossen. Danach erfolgt die elektrische Kontaktierung der Kontaktstifte und das dichtende Verschließen des Schaltungsgehäuses (2). Es resultiert ein elektronisches Gerät, bei dem das elektronische Schaltungselement gut gegen äußere Witterungseinflüsse geschützt ist.
    公开号:DE102004018997A1
    申请号:DE200410018997
    申请日:2004-04-20
    公开日:2005-11-17
    发明作者:Joachim Buhl；Turhan Dipl.-Ing. Büyükbas；Matthias Dipl.-Ing. Gramann；Peter Guth；Dominik Dipl.-Ing. Klein；Tilo Dipl.-Ing. Liebl；Klaus Scharrer；Bernhard Dipl.-Phys. Schuch
    申请人:Conti Temic Microelectronic GmbH；
    IPC主号:H05K5-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein elektronisches Gerät nach dem Oberbegriff desAnspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellungeines derartigen elektronischen Geräts nach Anspruch 10.
    [0002] Einelektrisches Gerätder eingangs genannten Art ist aus der DE 197 19 238 C1 bekannt.Ein Einsatz des dort beschriebenen elektronischen Geräts zum Beispielin einem Kraftfahrzeug unter widrigen, zum Beispiel verschmutzenden,Umgebungsbedingungen, ist nur mit einem erheblichen Zusatzaufwandmöglich.
    [0003] Esist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronischesGerät dereingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es auch bei widrigenUmgebungsbedingungen, wie sie z. B. beim Einsatz in einem Kraftfahrzeugauftreten, eingesetzt werden kann.
    [0004] DieseAufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durchein elektronisches Gerätmit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.
    [0005] Erfindungsgemäß wurdeerkannt, dass es möglichist, den elektrischen Kontaktbereich des innerhalb des Schaltungsgehäuses untergebrachten Schaltungselementsmit der Leiterfolie zur externen Anbindung mit Hilfe der Dichtmateriallageund ggf. einer zusätzlichenAbdichtung zwischen dem Schaltungsgehäuse und dem Leiterfolienträger so abzudichten,dass dieser Kontaktbereich wirksam gegen äußere Umgebungseinflüsse geschützt ist.Insbesondere Flüssigkeitenoder Staub können über den Kontaktbereichnicht in das Innere des Schaltungsgehäuses eindringen. Die Dichtmateriallagegewährleistetdabei, dass Schmutz oder Flüssigkeitnicht entlang der Kontaktstifte von außen in das Innere des Schaltungsgehäuses eindringenkönnen.Die erfindungsgemäße Abdichtungdes Kontaktbereichs erfordert keine spezielle Formgebung der Leiterfolie. Gegenüber durchoffenkundige Vorbenutzung bekannten Dichtversuchen, bei denen direktan einer speziell ausgeformten Leiterfolie gedichtet wurde, ergibtsich daher der Vorteil eines geringeren Materialverschnitts.
    [0006] EineDichtmateriallage mit integriertem Dichtmaterialkörper nachAnspruch 2 vereint elegant die Funktionen des Abdichtens des Leiterfolienträgers amSchaltungsgehäuseeinerseits und der Kontaktstifte am Leiterfolienträger andererseits.
    [0007] DieAlternativlösungmit einer separaten Dichtung nach Anspruch 3 verringert die Anforderungenan die Formgebung der Dichtmateriallage.
    [0008] Dichtungennach Anspruch 4 lassen sich mit geringem Herstellungsaufwand fertigen.Eine aufdispensierte Dichtung hat zusätzlich den Vorteil, dass sieautomatisch an Ort und Stelle vorliegt.
    [0009] Elastomermaterialnach Anspruch 5 weist Vorzügehinsichtlich der Dichtheit sowie der Witterungsbeständigkeitauf.
    [0010] Eineelektrische Verbindung nach Anspruch 6 ergibt sich, eine entsprechendeAusrichtung der Leiterfolie zum Leiterfolienträger vorausgesetzt, automatischaus der Anordnung der Kontaktstifte.
    [0011] EineBondverbindung nach Anspruch 7 lässt sichautomatisiert und mit hoher Geschwindigkeit erzeugen.
    [0012] EinDeckel nach Anspruch 8 oder eine Lackschicht nach Anspruch 9 dienendem Schutz, insbesondere dem Spanschutz, der vom Leiterfolienträger abgewandtenSeite der Leiterfolie.
    [0013] Eineweitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahrenfür einerfindungsgemäßes elektronischesGerät anzugeben.
    [0014] DieseAufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durchein Verfahren mit den Schritten nach Anspruch 10.
    [0015] DasEinschießender Kontaktstifte kann automatisiert und mit hoher Prozessgeschwindigkeiterfolgen. Bei der Herstellung lässtsich ein sogenanntes Bondmodul vorfertigen, welches die Dichtmateriallage,den Leiterfolienträger,die eingeschossenen Kontaktstifte und ggf. auch die entsprechendausgerichtete Leiterfolie umfasst. Insgesamt eignet sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahrenzur Massenproduktion erfindungsgemäßer elektronischer Geräte.
    [0016] Ein2-Komponenten-Spritzgießennach Anspruch 11 ermöglichtein passgenaues und automatisch ausgerichtetes Anbringen der Dichtmateriallage.
    [0017] Eindirektes mechanisches Kontaktieren nach Anspruch 15 erfolgt automatischbeim Einschießender Kontaktstifte, was die Prozessgeschwindigkeit beim Herstellendes elektronischen Gerätserhöht.
    [0018] WeitereVorteile des Verfahrens ergeben sich aus den Vorteilen, die obenim Zusammenhang mit dem elektronischen Gerät schon angesprochen wurden.
    [0019] Ausführungsbeispieleder Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Indieser zeigen:
    [0020] 1 einenAusschnitt eines elektronischen Geräts mit einem Schaltungsgehäuse undeinem Bondmodul;
    [0021] 2 eineAufsicht auf den Ausschnitt von 1 nach erfolgtemBondvorgang;
    [0022] 3 einezu 1 ähnlicheDarstellung eines alternativen elektronischen Geräts; und
    [0023] 4 eineAufsicht auf den Ausschnitt von 3 nach erfolgtemBondvorgang.
    [0024] Inden 1 und 2 ist ausschnittsweise eineerste Ausführungsformeines elektronischen Geräts 1 dargestellt.Dieses umfasst ein Schaltungsgehäuse 2,in dem eine nicht dargestellte elektronische Schaltung untergebrachtist, und ein Bondmodul 3, welches eine Öffnung 4 im Schaltungsgehäuse 2 abdeckt.
    [0025] DasBondmodul 3 liegt übereine Leiterfolienträgerplatte 5 aneiner die Öffnung 4 umgebenden Gehäusewand 6 desSchaltungsgehäuses 2 an.Die Gehäusewand 6 wirdauch als Grundplatte bezeichnet. Die Leiterfolienträgerplatte 5 istgegen die Gehäusewand 6 über einenUmfangs-Randabschnitt 7 einerDichtmateriallage 8 abgedichtet. Der Umfangs-Randabschnitt 7 stelltdabei einen Dichtmaterialkörperdar, der, was seine Dicke angeht, gegenüber der Lagenstärke dersonstigen Dichtmateriallage 8 verstärkt ist. Der Umfangs-Randabschnitt 7 istin eine hierzu korrespondierende und um die Öffnung 4 umlaufendeUmfangsnut 9 in der äußeren Gehäusewand 6 eingelegt.Die Dichtmateriallage 8 liegt dicht in einer hierzu komplementären Aussparung 10 der Leiterfolienträgerplatte 5.Die Dichtmateriallage 8 einschließlich des Umfangs-Randabschnitts 7 istaus Elastomermaterial gefertigt.
    [0026] Ander vom Schaltungsgehäuse 2 abgewandtenSeite liegt an der Leiterfolienträgerplatte 5 flächig eineLeiterfolie 11 an. Letztere liegt zwischen der Leiterfolienträgerplatte 5 undeiner aufgesetzten Spanschutzplatte 12. Die Leiterfolie 11 weisteine rechteckige Grundflächeauf, wie aus der Aufsicht der 2 hervorgeht.Die Leiterfolie 11 dient zur elektrischen Anbindung derSchaltung im Schaltungsgehäuse 2 aneine externe Baugruppe.
    [0027] DieDichtmateriallage 8, die Leiterfolienträgerplatte 5 und dieLeiterfolie 11 werden von einer Mehrzahl von Kontaktstiften 13 durchdrungen.Dargestellt sind in den 1 und 2 fünf derartige Kontaktstifte 13.Die Längeder Kontaktstifte 13 ist derart, dass ihr schaltungsgehäuseseitigesEnde 14 überdie Dichtmateriallage 8 ins Schaltungsgehäuse 2 hinein überstehtund dass ihr spanschutzplattenseitiges Ende 15 über dieLeiterfolie 11 hinaus in entsprechende Aussparungen 16 derSpanschutzplatte 12 hinein übersteht. Die schaltungsgehäuseseitigen Enden 14 derKontaktstifte 13 sind dabei verglichen mit dem sonstigenQuerschnitt der Kontaktstifte 13 verdickt ausgeführt. DieDichtmateriallage 8, die Leiterfolienträgerplatte 5 und dieKontaktstifte 13 bilden das Bondmodul 3.
    [0028] Dadie Kontaktstifte 13 die Leiterfolie 11 durchdringen,kommt es wegen dieses direkten mechanischen Kontakts zu einer elektrischenKontaktierung der Kontaktstifte 13 mit entsprechenden,im Bereich der jeweiligen Durchdringung verlaufenden Leiterbahnenauf der Leiterfolie 11.
    [0029] DieAufsicht der 2 zeigt das elektronische Gerät 1 nachDurchführungeines zusätzlichen Kontaktierungsschrittesdurch Bonden. Die schaltungsgehäuseseitigenEnden 14 der Kontaktstifte 13 sind dabei über einenBonddraht 17 mit jeweils einem Bondkontakt 18 derelektronischen Schaltung im Schaltungsgehäuse 2 elektrisch verbunden.
    [0030] Daselektronische Gerät 1 nachden 1 und 2 wird folgendermaßen hergestellt:Zunächstwird die Dichtmateriallage 8 mit der Leiterfolienträgerplatte 5 verbunden.Dies kann z. B. durch eine 2-Komponenten-Spritzgießtechnik geschehen. Fernerwird die Leiterfolie 11 flächig mit der Leiterfolienträgerplatte 5 ander von der Dichtmateriallage 8 abgewandten Seite der Leiterfolienträgerplatte 5 flächig haftendangebracht. Anschließendwerden die Kontaktstifte 13 in 1 von obenher durch die Dichtmateriallage 8, die Leiterfolienträgerplatte 5 und dieLeiterfolie 11 eingeschossen. Die verdickten schaltungsgehäuseseitigenEnden 14 bremsen die Kontaktstifte 13, sodasssie die Position nach 1 erreichen.
    [0031] Nachdem Einschießenergibt sich durch den direkten mechanischen Kontakt der Kontaktstifte 13 mitder von diesen durchdrungenen Leiterfolie 11 ein elektrischerKontakt der Kontaktstifte 13 mit dem zugehörigen Anschlussder Leiterfolie 11. Nachfolgend werden die Bondverbindungender schaltungsgehäuseseitigenEnden 14 der Kontaktstifte 13 über die Bonddrähte 17 hergestelltund das Bondmodul 3 wird derart auf das Schaltungsgehäuse 2 aufgesetzt,dass der Umfangs-Randabschnitt 7 der Dichtmateriallage 8 inder Umfangsnut 9 der Gehäusewand 6 zuliegen kommt. Über angedeuteteBefestigungspunkte 19 in 1 rechtsund links der Dicht materiallage wird das Bondmodul 3 amSchaltungsgehäuse 2 indieser Position festgelegt. Ferner erfolgt noch ein Aufsetzen derSpanschutzplatte 12 auf die Leiterfolie 11, sodass diespanschutzplattenseitigen Enden 15 der Kontaktstifte 13 inden Aussparungen 16 zu liegen kommen.
    [0032] Einweiteres Ausführungsbeispieleines elektronischen Gerätsist in den 3 und 4 dargestellt.Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahmeauf die 1 und 2 schondiskutiert wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werdennicht nochmals im Einzelnen erläutert.
    [0033] ZurAbdichtung der Leiterfolienträgerplatte 5 ander Gehäusewand 6 dientbei der Ausführung nachden 3 und 4 ein um das Bondmodul 3 umlaufenderDichtungsring 20. Dieser hat die gleiche Funktion wie derUmfangs-Randabschnitt 7 bei der Ausführung nach den 1 und 2.Der Dichtungsring 20 liegt in einer um die Öffnung 4 umlaufendenAusnehmung 21, die durch einander zugewandte Stufen inder Leiterfolienträgerplatte 5 einerseits undin der Gehäusewand 6 andererseitsgebildet ist. Die Dichtmateriallage 8 bei der Ausführung nachden 3 und 4 weist, da hier der Umfangs-Randabschnitt 7 fehlt,eine einheitliche Lagendicke auf. Die Aussparung 10 inder Leiterfolienträgerplatte 5,in der die Dichtmateriallage 8 nach den 3 und 4 liegt,ist von der Grundflächeher kleiner als die Öffnung 4 imSchaltungsgehäuse 2,erstreckt sich also randseitig nicht über die Öffnung 4 hinaus. EinAbschnitt 22 der Leiterfolienträgerplatte 5 liegtpassgenau in der Öffnung 4 derGehäusewand 6,sodass eine dem Inneren des Schaltungsgehäuse 2 zugewandte Träger-Innenwand 23 derLeiterfolienträgerplatte 5 bündig mitder Innenwand der Gehäusewand 6 abschließt.
    [0034] ImBereich der Aussparungen 16 ist die Spanschutzplatte 12 beider Ausführungnach den 3 und 4 verstärkt. DieSpanschutzplatte 12 sowie der dieser benachbarte Abschnittder Leiterfolienträgerplatte 5 sindin eine hierzu komplementäre Ausnehmung 24 inder Gehäusewand 6 eingepasst, sodassdie Spanschutzplatte 12 über die Gehäusewand 6 nur dort übersteht,wo sie im Bereich der Aussparungen 16 verstärkt ist.
    [0035] Nachfolgendwird die Herstellung eines elektronischen Geräts mit Hilfe eines Bondmodulsnach den 3 und 4 beschrieben,soweit sich diese Herstellung von derjenigen unterscheidet, dievorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 schonerläutertwurde. Vor dem dichtenden Verschließen des Schaltungsgehäuses 2 mitHilfe der Leiterfolienträgerplatte 5 wirdder Dichtungsring 20 so angeordnet, dass er beim dichtendenVerschließenin der Ausnehmung 21 zu liegen kommt.
    [0036] Anstelledes Dichtungsrings 20 kann auch eine hinsichtlich ihrerForm entsprechend angepasste Formdichtung vorgesehen sein. EineDichtung, deren Funktion derjenigen des Dichtungsrings 20 entspricht,kann auch als auf die Leiterfolienträgerplatte 5 bzw. dieGehäusewand 6 aufdispensierteDichtung ausgeführtsein.
    [0037] Daselektrische Kontaktieren zwischen den Kontaktstiften 13 undder Leiterfolie 11 muss nicht zwingend durch direkten mechanischenKontakt erfolgen, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungbeschrieben. Diese elektrische Verbindung kann auch auf andere Weise,z. B. durch Löten, erfolgen.
    [0038] Anstelleeiner Spanschutzplatte 12 kann ein Spanschutz der Leiterfolie 11 auchdurch eine entsprechende Lackierung von dieser auf der der Leiterfolienträgerplatte 5 abgewandtenSeite erfolgen.
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] Elektronisches Gerät (1) – mit einemelektronischen Schaltungselement, welches in einem Schaltungsgehäuse (2)untergebracht ist, – miteiner Leiterfolie (11) zur Anbindung des elektronischenSchaltungselements an eine externe Baugruppe, – mit einemLeiterfolienträger(5), – wobeidas Schaltungselement mit der Leiterfolie (11) elektrisch über eineMehrzahl von Kontaktstiften (13) verbunden ist, die durchden Leiterfolienträger (5)derart hindurchgeführtsind, ––– dass jeweilsein Ende (15) der Kontaktstifte (13) mit einemzugehörigenAnschluss der Leiterfolie (11) und ––– dass dasjeweils andere Ende (14) der Kontaktstifte (13)mit einem zugehörigenAnschluss (18) des elektronischen Schaltungselements elektrischverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Leiterfolienträger (5)eine Öffnung(4) im Schaltungsgehäuse(2) abgedichtet übereinen Dichtmaterialkörper(9; 20) abdeckt, – eine Dichtmateriallage (8)vorgesehen ist, die mit dem Leiterfolienträger (5) verbundenist und durch die die Kontaktstifte (13) abgedichtet hindurchgeführt sind.
    [2] Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass der Dichtmaterialkörper (9) ein Teilder Dichtmateriallage (8) darstellt.
    [3] Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass der Dichtmaterialkörper (20) als vonder Dichtmateriallage (8) separate Dichtung ausgeführt ist.
    [4] Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass die Dichtung als Formdichtung und/oder alsaufdispensierte Dichtung ausgeführtist.
    [5] Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis4, gekennzeichnet durch einen Dichtmaterialkörper (9; 20)und/oder eine Dichtmateriallage (8) aus Elastomermaterial.
    [6] Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischendem einen Ende (15) der Kontaktstifte (13) unddem zugehörigenAnschluss der Leiterfolie (11) durch einen direkten mechanischenKontakt ausgeführtist.
    [7] Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischendem anderen Ende (14) der Kontaktstifte (13 )und dem zugehörigenAnschluss (18) des elektrischen Schaltungselements durcheine Bondverbindung (17) ausgeführt ist.
    [8] Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfolie (11) aufdem Leiterfolienträger(5) aufliegt und an der dem Leiterfolienträger (5)abgewandten Seite von einem Deckel (12) abgedeckt ist.
    [9] Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfolie (11) aufdem Leiterfolienträger(5) aufliegt und an der dem Leiterfolienträger (5)abgewandten Seite von einer Lackschicht abgedeckt ist.
    [10] Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Gerätes (1)nach einem der Ansprüche1 bis 9 mit folgenden Schritten: – Verbinden der Dichtmateriallage(8) mit dem Leiterfolienträger (5), – Einschießen derMehrzahl von Kontaktstiften (13) durch den Verbund ausDichtmateriallage (8) und Leiterfolienträger (5), – elektrischesKontaktieren des einen Endes (15) der Kontaktstifte (13)mit dem zugehörigenAnschluss der Leiterfolie (11), – elektrisches Kontaktierendes jeweils anderen Endes (14) der Kontaktstifte (13)mit dem zugehörigen Anschluss(18) des elektrischen Schaltungselements, – dichtendesVerschließendes Schaltungsgehäuses (2).
    [11] Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass das Verbinden der Dichtmateriallage (8) mit dem Leiterfolienträger (5)durch 2-Komponenten-Spritzgießen erfolgt.
    [12] Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnetdurch das Anbringen einer von der Dichtungsmateriallage (8)separaten Dichtung (20) zwischen dem Leiterfolienträger (5)und einem an diesem anliegenden Wandabschnitt des Schaltungsgehäuses (6).
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durchdas Einlegen der Dichtung (20) in eine entsprechende Dichtungsaufnahme(21) im Leiterfolienträger(5) und/oder im Wandabschnitt des Schaltungsgehäuses (2).
    [14] Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnetdurch das Aufdispensieren der Dichtung (20) auf den Leiterfolienträger (5)und/oder den Wandabschnitt (6) des Schaltungsgehäuses (2).
    [15] Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet,dass das elektrische Kontaktieren des einen Endes (15)der Kontaktstifte (13) mit dem zugehörigen Anschluss der Leiterfolie (11)durch direktes mechanisches Kontaktieren erfolgt.
    [16] Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet,dass das elektrische Kontaktieren des jeweils anderen Endes (14)der Kontaktstifte (13) mit dem zugehörigen Anschluss (18)des elektronischen Schaltungselements durch Bonden erfolgt.
    [17] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnetdurch das Abdecken der Leiterfolie (11) auf der dem Leiterfolienträger (5)abgewandten Seite.
    [18] Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durchdas Lackieren der Leiterfolie (11) auf der dem Leiterfolienträger (5)abgewandten Seite.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004018997B4|2015-01-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-17| OM8| Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law|
    2011-06-22| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110406 |
    2014-09-03| R016| Response to examination communication|
    2014-10-02| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2015-10-23| R020| Patent grant now final|
    2020-11-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410018997|DE102004018997B4|2004-04-20|2004-04-20|Elektronisches Gerät sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen elektronischen Geräts|DE200410018997| DE102004018997B4|2004-04-20|2004-04-20|Elektronisches Gerät sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen elektronischen Geräts|
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