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DE102019214606A1 - Elektronikmodul - Google Patents

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DE102019214606A1
DE102019214606A1 DE102019214606.6A DE102019214606A DE102019214606A1 DE 102019214606 A1 DE102019214606 A1 DE 102019214606A1 DE 102019214606 A DE102019214606 A DE 102019214606A DE 102019214606 A1 DE102019214606 A1 DE 102019214606A1
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DE
Germany
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component
contact element
circuit board
connection section
printed circuit
Prior art date
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DE102019214606.6A
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English (en)
Inventor
Holger Braun
Sandro Scaffidi
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Priority to CN202011008446.0A priority patent/CN112638059A/zh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul 1 mit einer Leiterplatte 10 mit einer Bestückungsseite auf der ein erstes Bauelement 8 und ein Kontaktelement 3 angeordnet sind. Das erste Bauelement 8 ist auf der Bestückungsseite in eine Schutzmasse 9 eingekapselt. Das Kontaktelement 3 ist teilweise in die Schutzmasse 9 derart eingebettet, dass eine zweite Oberfläche 32 des Kontaktelementes 3 freiliegend aus der Schutzmasse 9 herausragt. Ein zweites Bauelement 4, ist an dem Kontaktelement 3 befestigt ist und über dieses mit der Leiterplatte 10 elektrisch verbunden. Das Kontaktelement 3 ist in eine erste Aussparung 44 an einer der Leiterplatte10 zugewandten Seite 42 einer Kunststoffumhüllung 49 des zweiten Bauelementes 4 derart eingeführt, dass die zweite Oberfläche 32 des Kontaktelementes 3 an einem Anschlussabschnitt 51 des zweiten Bauelementes 4 anliegt. Es wird vorgeschlagen, die Leiterplatte 10, auf der von der Bestückungsseite 11 abgewandten zweiten Seite 12 mit einer Durchgangsöffnung 60 zu versehen, durch welche eine der Bestückungsseite 11 zugewandte Fläche 63 des Kontaktelements 3 zugänglich ist. Hierdurch kann ein Schweißwerkzeug vorteilhaft auf der von der Bestückungsseite 11 abgewandte Unterseite der Leiterplatte 1 eingesetzt werden, um das zweite Bauelement 4 mit der Leiterplatte elektrisch zu verbinden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Elektronikmoduls.

Description

  • Stand der Technik
  • Bekannte Elektronikmodule sind mit einer elektronischen Steuerschaltung mit signalverarbeitenden elektrischen Bauelementen und Leistungsbauelementen sowie mit Sensoren und Steckerteilen versehen. Die Elektronikmodule können auch als Getriebesteuermodule in einem Kraftfahrzeug verbaut werden und sind dort dem Hydrauliköl des Kraftfahrzeuggetriebes und Temperaturen zwischen -40 °C und 150 °C ausgesetzt. In letzter Zeit sind Elektronikmodule entwickelt worden, die eine Schutzmasse verwenden, welche die Bauelemente auf der Leiterplatte abdeckt. Da Stecker und Sensoren auch mit Komponenten außerhalb des Elektronikmoduls kontaktiert werden, müssen diese außerhalb der Schutzmasse angeordnet werden oder aus der Schutzmasse herausragen.
  • Aus der DE 10 2017 210 176 A1 ist ein Elektronikmodul bekannt, das eine Leiterplatte und ein erstes Bauelement aufweist, welches an einer Bestückungsseite der Leiterplatte angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist. Ein Kontaktelement, das eine erste Oberfläche und eine von der ersten Oberfläche abgewandte zweite Oberfläche aufweist, ist mit der ersten Oberfläche an der Leiterplatte angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert. Das erste Bauelement ist in eine an der Bestückungsseite der Leiterplatte angeordnete Schutzmasse einkapselt. Das Kontaktelement ist nur teilweise in die Schutzmasse eingebettet ist, so dass seitliche Flanken des Kontaktelementes wenigstens teilweise von der Schutzmasse umlaufend bedeckt sind, während die zweite Oberfläche des Kontaktelementes freiliegend aus der Schutzmasse herausragt. Ein zweites Bauelement ist an dem Kontaktelement befestigt und über dieses mit der Leiterplatte elektrisch verbunden, wobei das zweite Bauelement wenigstens einen elektrischen Anschlussleiter aufweist, der in eine Kunststoffumhüllung eingebettet ist und einen Anschlussabschnitt aufweist, der parallel zu der zweiten Oberfläche des Kontaktelementes ausgerichtet ist und mit dem Kontaktelement elektrisch verbunden ist.
  • Zu diesem Zweck weist die Kunststoffumhüllung des zweiten Bauelementes an ihrer der Leiterplatte zugewandten Seite eine erste Aussparung auf. Das Kontaktelement ist in die erste Aussparung derart eingeführt, dass die zweite Oberfläche des Kontaktelementes an dem Anschlussabschnitt anliegt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Leiterplatte auf der von der Bestückungsseite abgewandten zweiten Seite eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche eine der Bestückungsseite zugewandte Fläche des Kontaktelements zugänglich ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Elektronikmoduls mit den folgenden Schritten:
    • - Bereitstellen einer Leiterplatte, die Leiterplatte aufweisend: ein erstes Bauelement, welches an einer Bestückungsseite der Leiterplatte angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist, ein Kontaktelement, das eine erste Oberfläche und eine von der ersten Oberfläche abgewandte zweite Oberfläche aufweist und das mit der ersten Oberfläche an der Leiterplatte angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist, eine Schutzmasse, die an der Bestückungsseite der Leiterplatte angeordnet ist und die das erste Bauelement einkapselt, wobei das Kontaktelement teilweise in die Schutzmasse derart eingebettet ist, dass seitliche Flanken des Kontaktelementes wenigstens teilweise von der Schutzmasse umlaufend bedeckt sind und die zweite Oberfläche des Kontaktelementes freiliegend aus der Schutzmasse herausragt,
    • - Bereitstellen eines zweiten Bauelements, wobei das zweite Bauelement wenigstens einen in eine Kunststoffumhüllung eingebetteten elektrischen Anschlussleiter mit einem Anschlussabschnitt aufweist, wobei die Kunststoffumhüllung des zweiten Bauelementes an ihrer der Leiterplatte zugewandten Seite eine erste Aussparung aufweist, durch welche der Anschlussabschnitt des zweiten Bauelementes zugänglich ist,
    • - Aufsetzten des zweiten Bauelements auf das Kontaktelement derart, dass der Anschlussabschnitt parallel zu der zweiten Oberfläche des Kontaktelements ausgerichtet ist und das Kontaktelement in die erste Aussparung eingeführt wird, bis die zweite Oberfläche des Kontaktelementes an dem Anschlussabschnitt anliegt,
    und Verschweißen des Kontaktelementes mit dem Anschlussabschnitt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Leiterplatte, auf der von der Bestückungsseite abgewandten zweiten Seite eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche eine der Bestückungsseite zugewandte Fläche des Kontaktelementes zugänglich ist, und dass mittels eines in die Durchgangsöffnung eingeführten Schweißgerätes das Kontaktelement mit dem Anschlussabschnitt verschweißt wird.
  • Im Sinne vor vorliegenden Anmeldung können außer dem wenigstens einen ersten Bauelement auch noch weitere erste Bauelemente, neben dem wenigstens einen Kontaktelement weitere Kontaktelemente und neben dem wenigstens einen zweiten Bauelement weitere zweite Bauelement auf die Leiterplatte aufgebracht sein. Dabei können einem einzelnen zweiten Bauelement jeweils ein Kontaktelement oder auch mehrere Kontaktelemente zugeordnet sein. Vorzugsweise sind jedem zweiten Bauelement jeweils zwei Kontaktelemente zugeordnet. Die Kontaktelemente können gleichartig oder verschiedenartig aufgebaut sein. Das zweite Bauelement kann beispielsweise wenigstens zwei elektrische Anschlussleiter aufweisen, die jeweils mit einem zugeordneten Kontaktelement elektrisch verbunden sind.
  • Vorteile der Erfindung
  • Bei dem aus der DE 10 2017 210 176 A1 bekannten Elektronikmodul erfolgt der Aufbau und die Montage des zweiten Bauelementes, bei dem es beispielsweise um einen Drehzahlsensor oder Positionssensor handeln kann, von der Bestückungsseite der Leiterplatte aus. Das zweite Bauelement wird mit dem Kontaktelement verschweißt, wobei der Schweißprozess auf der Bestückungsseite durch eine auf der von der Leiterplatte abgewandten Seite der Kunststoffumhüllung des zweiten Bauelementes vorgesehene zweite Aussparung hindurch erfolgt. Hierzu ist ein freier Zugang für das Schweißwerkzeug über der Bestückungsseite der Leiterplatte erforderlich. Da der freie Raum über der Leiterplatte allerdings durch das zweite Bauelement und gegebenenfalls weitere gleichartige oder andersartige Bauelemente belegt ist, resultiert eine Schwierigkeit bei der Herstellung der Schweißverbindung aus der räumlichen Enge.
  • Das erfindungsgemäße Elektronikmodul ermöglicht vorteilhaft eine einfache und kostengünstige Verbindung zwischen dem zweiten Bauelement und der Leiterplatte, wobei eine Montage und Befestigung des zweiten Bauelements nicht nur über die Bestückungsseite der Leiterplatte, sondern auch über die von der Bestückungsseite abgewandte zweite Seite der Leiterplatte erfolgen kann. Hierzu weist die Leiterplatte auf der von der Bestückungsseite abgewandten zweiten Seite eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche eine der Bestückungsseite zugewandte Fläche des Kontaktelements zugänglich ist. An dieser Fläche kann ein Schweißwerkzeug angesetzt werden, beziehungsweise die zum Schweißen benötigte Energie beispielsweise mittels eines Lasers oder einer Schweißelektrode eingekoppelt werden.
  • Vorteilhaft können die Kontaktelemente beispielsweise auf die Bestückungsseite der Leiterplatte aufgelötet werden. Dies kann beispielsweise kostengünstig durch einen SMD-Prozess (Surface Mounting Device) im Reflow-Lötverfahren erfolgen. Vorzugsweise erfolgt dies parallel zur Bestückung mit einem ersten Bauelement auf der Bestückungsseite beispielsweise in einem gemeinsamen Relfow-Lötverfahren. Im Anschluss an den Lötprozess kann die Schutzmasse auf die Bestückungsseite der Leiterplatte aufgetragen werden.
  • Das zweite Bauelement kann einteilig ausgebildet sein und nach der Aufbringung und Aushärtung der Schutzmasse auf die Leiterplatte aufgebacht werden. Das Elektronikmodul kann nach der Auftragung der Schutzmasse zunächst relativ flach ausgebildet und kann in einer automatisierten Fertigungsanlage besser verarbeitet werden. Das zweite Bauelement, welches beispielsweise als Sensordom ausgebildet ist, und von dem fertig hergestellten Elektronikmodul stärker absteht, kann nach der Auftragung der Schutzmasse an dem Elektronikmodul befestigt werden. Hierfür kann nunmehr auch vorteilhaft ein Schweißverfahren auf der von der Bestückungsseite abgewandten zweiten Seite der Leiterplatte eingesetzt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen enthaltenen Merkmale ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Kontaktelement an seiner ersten Oberfläche eine sich an die Durchgangsöffnung anschließende Innenausnehmung aufweist. Diese Innenausnehmung kann beispielsweise als Sackloch ausgebildet sein. Die Innenausnehmung endet in einer Richtung senkrecht zur Bestückungsseite der Leiterplatte ausgehend von der ersten Oberfläche des Kontaktelements an einer von der zweiten Oberfläche des Kontaktelementes abgewandten Endfläche. Diese Endfläche kann in einfacher Weise die der Bestückungsseite zugewandte Fläche des Kontaktelements bilden. Beim Schweißen kann beispielsweise ein Laserstrahl oder eine Schweißelektrode durch die Durchgangsöffnung und die Innenausnehmung hindurch Energie in die Endfläche einkoppeln, wodurch die Endfläche aufgeschmolzen wird und eine Verschweißung mit dem Anschlussabschnitt von der zweiten Seite der Leiterplatte aus erfolgen kann.
  • Weiterhin kann die Kunststoffumhüllung des zweiten Bauelementes auf ihrer von der Leiterplatte abgewandten Seite gegebenenfalls zusätzliche eine zweite Aussparung aufweisen, durch welche der Anschlussabschnitt des zweiten Bauelementes zugänglich ist. Eine solche an sich aus der DE 10 2017 210 176 A1 bekannte zweite Aussparung ermöglicht es in Kombination mit der hier vorgestellten Durchgangsöffnung auf der zweiten Seite der Leierplatte vorteilhaft beispielsweise ein preisgünstiges Widerstandschweißverfahren einzusetzen, bei dem eine erste Schweißelektrode in die zweite Aussparung und eine zweite Elektrode in die Durchgangsöffnung eingeführt werden kann, um das Kontaktelement mit dem Anschlussabschnitt zu verschweißen.
  • Das Widerstandsschweißverfahren ist besonders vorteilhaft in Kombination mit einem zwischen dem Anschlussabschnitt und der zweiten Oberfläche angeordneten Schweißbuckel. Dieser kann beispielswiese an dem Anschlussabschnitt oder an der zweiten Oberfläche des Kontaktelementes ausgebildet sein.
  • Das Kontaktelement kann vorzugsweise aus Metall gebildet sein, so dass ein Laserschweißverfahren oder Widerstandsschweißverfahren problemlos durchführbar ist.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls,
    • 2 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls,
    • 3 zeigt einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls,
    • 4 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Elektronikmodul 1. Das Elektronikmodul kann beispielsweise Teil einer Getriebesteuereinrichtung eines Kraftfahrzeuges sein und dem Hydraulikfluid des Getriebes ausgesetzt sein. Es ist aber auch möglich, das Elektronikmodul als Steuergerät zur Ansteuerung eines anderen Aggregats einzusetzen. Das Elektronikmodul 1 weist eine Leiterplatte 10 mit einer als Bestückungsseite 11 vorgesehenen ersten Seite und einer davon abgewandten zweiten Seite 12 auf. Die Leiterplatte 10 kann beispielsweise als glasfaserverstärktem Epoxidharzsubstrat ausgebildet sein, beispielsweise als FR4-Leiterplatte oder höherwertig. Auf der Bestückungsseite 11 der Leiterplatte 10 sind elektrische Bauelemente einer Steuerschaltung angeordnet, von denen in 1 nur ein erstes Bauelement 8 dargestellt ist. Das erste Bauelement 8 kann über nicht dargestellte Leiterbahnen der Leiterplatte 10 mit einer auf der Bestückungsseite 11 der Leiterplatte angeordneten Kontaktfläche 5 elektrisch verbunden sein.
  • Auf der Bestückungsseite 11 der Leiterplatte 10 ist eine Schutzmasse 9 angeordnet, die das erste Bauelement 8 einkapselt. Die Schutzmasse kann eine polymere Schutzmasse, insbesondere ein Duroplast und ganz insbesondere ein Epoxidharz umfassen, das gut auf der Leiterplatte 10 haftet. Die Schutzmasse 9 kann insbesondere als sogenanntes HCD (hard cover dispense) auf die Leiterplatte aufgebracht sein. Dies kann in einem Dam-Fill-Verfahren durchgeführt werden, bei dem zunächst ein umlaufender Damm aus beispielsweise einem thixotropen Kleber auf die Leiterplatte aufgebracht wird und anschließend ein fließfähiges Füllmaterial in den von dem Damm umlaufenen Bereich eingefüllt wird, um die Bauelemente mit Schutzmasse zu bedecken.
  • Ein Kontaktelement 3 ist auf die Kontaktfläche 5 aufgesetzt. Das Kontaktelement 3 besteht aus Metall und weist eine erste Oberfläche 31 und eine von der ersten Oberfläche abgewandte zweite Oberfläche 32 und seitliche Flanken 34 auf. Die Schutzmasse 9 bedeckt die seitlichen Flanken 34 des Kontaktelementes 3 umlaufend. Allerdings ragt das Kontaktelement 3 mit der zweiten Oberfläche 32 und mit dem an die zweite Oberfläche 32 angrenzenden Teil der seitlichen Flanken 34 aus der Schutzmasse 9 heraus. Das Kontaktelement 3 kann mit der ersten Oberfläche 31 auf die Kontaktfläche 5 aufgeschweißt oder (beispielswiese in SMD-Technologie) aufgelötet werden.
  • Wie in 1 zu erkennen ist, weist die Leiterplatte 10 Durchgangsöffnungen 60 auf der zweiten Seite 12 unterhalb der Kontaktelemente 3 auf. Jede Durchgangsöffnung 60 kann beispielswiese als einfacher Durchbruch mit vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt in der Leiterplatte 1 ausgebildet sein. Eine Durchgangsöffnung 60 ist auf der Bestückungsseite 11 umlaufend mit der Kontaktfläche 5 versehen. Auf diese Kontaktfläche 5 ist das Kontaktelement 3 mit der ersten Oberfläche 31 aufgelötet oder aufgeschweißt. Das Kontaktelement 3 kann beispielsweise wie das Kontaktelement 3b im linken Teil der 1 relativ dickwandig mit einem zylindrischen Außenmantel ausgebildet sein oder wie das Kontaktelement 3a im rechten Teil der 1 hutförmig mit einer relativ zu dem Kontaktelemente 3b dünneren Wand und einem Kragen, der mit der Kontaktfläche 5 verbunden ist. Das Kontaktelement 3a kann beispielsweise als Tiefziehteil aus Metallblech gefertigt werden. In 1 sind zwei Kontaktelemente 3 dargestellt, die auf die Leiterplatte 10 bestückt sind. Es aber auch möglich, dass nur ein einzelnes Kontaktelement oder drei oder mehr Kontaktelemente 3 auf die Leiterplatte bestückt werden.
  • Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist jedes der dargestellten Kontaktelemente 3a, 3b an seiner ersten Oberfläche 31 eine sich an die zugeordnete Durchgangsöffnung 60 der Leiterplatte 1 anschließende Innenausnehmung 61 auf. Die Innenausnehmung 61 ist beispielsweise als Sackloch ausgebildet. Die Innenausnehmung 61 endet in einer Richtung senkrecht zur Bestückungsseite 11 der Leiterplatte 10 und ausgehend von der ersten Oberfläche 31 an einer von der zweiten Oberfläche 32 des Kontaktelementes abwandten Endfläche 62. Die Endfläche 62 bildet eine der Bestückungsseite 11 zugewandte Fläche 63 des Kontaktelements 3. Diese Fläche 63 verläuft vorzugsweise parallel zur zweiten Oberfläche 32 in einem Abstand von beispielsweise 1 oder 2 Millimetern.
  • Das zweite Bauelement 4 kann beispielsweise ein Sensor, insbesondere ein Drehzahlsensor, oder ein elektrisches Verbindungsteil oder ein anderes elektrisches Bauteil sein. Das zweite Bauelement 4 weist wenigstens einen elektrischen Anschlussleiter 50 auf, der in eine Kunststoffumhüllung 49 eingebracht ist. Es kann sich beispielsweise um ein Spritzgussteil handeln. In 1 weist das zweite Bauelement 4 zwei Anschlussleiter 50 auf. Die Kunststoffumhüllung 49 des zweiten Bauelementes 4 kann eine Grundplatte 40 aufweisen, von der ein Vorsprung 43 auf der von der Leiterplatte 10 abweisenden Seite 41 abragt. Die Grundplatte 40 weist eine erste Seite 42 auf, die der Leiterplatte 10 zugewandt ist und eine zweite Seite 41, die von der Leiterplatte 10 abgewandt ist. In 1 ist nur ein Teil des Vorsprungs 43 erkennbar. Am Endabschnitt des Vorsprungs 43 kann beispielsweise ein in der Kunststoffumhüllung verkapseltes Sensorelement oder ein Steckanschluss vorgesehen sein. Die elektrischen Anschlussleiter 50 sind in dem Vorsprung 43 senkrecht zu der Leiterplatte 10 angeordnet. Jeweils ein Anschlussabschnitt 51 des Anschlussleiters 50 ist rechtwinklig umgebogen, so dass er parallel zu der Leiterplatte 10 verläuft. Die beiden Anschlussabschnitte 51 sind entgegengesetzt zueinander abgebogen und in die Grundplatte 40 der Kunststoffumhüllung 49 eingebettet.
  • Die Kunststoffumhüllung 49 des zweiten Bauelementes 4 weist an der ersten Seite 42 jeweils eine erste Aussparungen 44 aufweist, durch welche die Anschlussabschnitte 51 des zweiten Bauelementes 4 zugänglich sind. Die Aussparungen 44 können beispielsweise sacklochartig sein. Am Grund jeder Aussparung 44 befindet sich der jeweilige Anschlussabschnitt 51, beziehungsweise der Anschlussabschnitt 51 liegt dort frei.
  • Die Kontaktelemente 3 sind mit der zweiten Oberfläche 32 in die Aussparungen 44 soweit eingeführt, dass die zweite Oberfläche 32 flächig an einer der Leiterplatte zugewandten Fläche der Anschlussabschnitte 51 zur Anlage gelangt. Auf der gegenüberliegenden Seite 41 der Anschlussabschnitte 51 weist die Kunststoffumhüllung 49 bei dem Ausführungsbeispiel der 1 zusätzlich noch zweite Aussparungen 45 auf. Der Rand der zweiten Aussparung 45 kann von einem Kragen 46 umgeben sein. Die zweite Aussparung 45 dient der Herstellung des Elektronikmoduls und kann nach der Fertigstellung desselben mit einer Schutzmasse aufgefüllt werden, um zu verhindern, dass im Betrieb des Elektronikmoduls 1 Metallspäne des Getriebeöls in die zweite Aussparung 45 eindringen.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in 2 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel in 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 1 nur dadurch, dass die Kunststoffumhüllung 49 auf der den Kontaktelementen 3 gegenüberliegenden Seite 41 der Anschlussabschnitte 51 keine zweite Aussparungen 45 aufweist und geschlossen ausgebildet ist.
  • Zur Befestigung des zweiten Bauelementes 4 an den Kontaktelementen 3 wird das zweite Bauelements 4 auf das Kontaktelement 3 derart aufgesetzt wird, dass jeder der Anschlussabschnitte 51 parallel zu der zweiten Oberfläche 32 des zugeordneten Kontaktelementes 3 ausgerichtet ist. Dabei wird jedes Kontaktelement 3 in die zugeordnete erste Aussparung 44 eingeführt, bis die zweite Oberfläche 32 des Kontaktelementes 3 an dem Anschlussabschnitt 51 anliegt. Anschließend wird mittels eines in die Durchgangsöffnung 60 eintretenden Laserstrahls 100 das Kontaktelement 3 mit dem Anschlussabschnitt 51 verschweißt. Dabei dringt der Laserstrahl auf der zweiten Seite 12 der Leiterplatte in die Durchgangsöffnung 60 und die Innenausnehmung 61 ein und beleuchtet die Endfläche 62, welche dadurch aufschmilzt und mit dem Anschlussabschnitt 51 verbunden wird. Die zweite Aussparung 45 ist in dem Ausführungsbeispiel von 1 vorgesehen, um zu verhindern, dass der Kunststoff oberhalb des Anschlussabschnitts 51 aufschmilzt.
  • Ein leichtes Aufschmelzen des Kunststoffs kann aber auch in Kauf genommen werden. In diesem Fall kann wie in 2 auf die zweiten Aussparungen 45 verzichtet werden.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektronikmoduls 1 ist in 3 dargestellt. In 3 ist sind die Kontaktelemente 3 als massive Sockelteile 3c aus Metall ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel liegt die erste Oberfläche 31 des Kontaktelementes 3 an der Durchgangsausnehmung 60 frei und bildet dadurch die der Bestückungsseite 11 zugewandte Fläche 63 des Kontaktelementes 3, an der ein Schweißwerkzeug angesetzt werden kann. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kontaktelementes 3 liegen die Anschlussabschnitte 51 flächig an der zweiten Oberfläche 32 der Kontaktelemente 3 an. Bei dieser Ausführungsform ist eine zweite Aussparung 45 auf der den Kontaktelementen 3 gegenüberliegenden Seite der Anschlussabschnitte 51 vorgesehen, durch welche der Anschlussabschnitt 51 des zweiten Bauelementes 4 zugänglich ist. Die elektrische Kontaktierung zwischen den Anschlussabschnitten 51 und den Kontaktelementen 3 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel im Widerstandsschweißverfahren. Hierzu wird eine erste Elektrode 102 der Widerstandsscheißanlage in die zweite Aussparung 45 und eine zweite Elektrode 101 in die Durchgangsöffnung 60 eingeführt. Die erste Elektrode 101 liegt direkt auf der ersten Oberfläche 31 des Kontaktelementes 3 auf. Ein von der ersten Elektrode 101 zur zweiten Elektrode 102 fließender elektrischer Strom schmilzt die Fügestelle auf, so dass der Anschlussabschnitt 51 mit dem jeweils zugeordneten Kontaktelement 3 verschweißt wird.
  • Eine Weiterentwicklung dieser Ausführungsform ist in 4 dargestellt. Im Unterschied zur 3 ist in 4 zusätzlich zwischen dem Anschlussabschnitt 51 und der zweiten Oberfläche 32 des Kontaktelementes 3 ein Schweißbuckel 64 vorgesehen. Dieser weist aufgrund seines geringen Leitungsquerschnitts beim Widerstandschweißverfahren einen erhöhten Widerstand auf und schmilzt daher schneller auf. Der Schweißbuckel 64 kann an dem Anschlussabschnitt 51 oder an der zweiten Oberfläche 32 ausgebildet werden. In 4 ist der Schweißbuckel im linken Teil als Noppen auf der Oberfläche 32 des Kontaktelementes 3 ausgebildet. Im rechten Teil der 4 ist der Schweißbuckel 64 durch Tiefziehen an dem Anschlussabschnitt 51 ausgebildet.
  • Es versteht sich, dass sich die Ausführungsformen der 1 bis 4 nicht untereinander ausschließen und in einem Elektronikmodul 1 auch gemischt eingesetzt werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017210176 A1 [0002, 0007, 0013]

Claims (11)

  1. Elektronikmodul (1), aufweisend: eine Leiterplatte (10), ein erstes Bauelement (8), welches an einer Bestückungsseite (11) der Leiterplatte (10) angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist, ein Kontaktelement (3), das eine erste Oberfläche (31) und eine von der ersten Oberfläche (31) abgewandte zweite Oberfläche (32) aufweist und mit der ersten Oberfläche (31) an der Leiterplatte (10) angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist, eine Schutzmasse (9), die an der Bestückungsseite (11) der Leiterplatte (10) angeordnet ist und die das erste Bauelement (8) einkapselt, wobei das Kontaktelement (3) teilweise in die Schutzmasse (9) derart eingebettet ist, dass seitliche Flanken (34) des Kontaktelementes (3) wenigstens teilweise von der Schutzmasse (9) umlaufend bedeckt sind und die zweite Oberfläche (32) des Kontaktelementes (3) freiliegend aus der Schutzmasse (9) herausragt, ein zweites Bauelement (4), welches an dem Kontaktelement (3) befestigt ist und über dieses mit der Leiterplatte (10) elektrisch verbunden ist, wobei das zweite Bauelement (4) wenigstens einen elektrischen Anschlussleiter (50) aufweist, der in eine Kunststoffumhüllung (49) eingebettet ist und einen Anschlussabschnitt (51) aufweist, der parallel zu der zweiten Oberfläche (32) des Kontaktelementes (3) ausgerichtet ist und mit dem Kontaktelement (3) elektrisch verbunden ist, wobei die Kunststoffumhüllung (49) des zweiten Bauelementes (4) an ihrer der Leiterplatte (10) zugewandten Seite (42) eine erste Aussparung (44) aufweist und das Kontaktelement (3) in die erste Aussparung (44) derart eingeführt ist, dass die zweite Oberfläche (32) des Kontaktelementes (3) an dem Anschlussabschnitt (51) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (10) auf der von der Bestückungsseite (11) abgewandten zweiten Seite (12) eine Durchgangsöffnung (60) aufweist, durch welche eine der Bestückungsseite (11) zugewandte Fläche (63) des Kontaktelements (3) zugänglich ist.
  2. Elektronikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) an seiner ersten Oberfläche (31) eine sich an die Durchgangsöffnung (60) anschließende Innenausnehmung (61) aufweist.
  3. Elektronikmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenausnehmung (61) als Sackloch ausgebildet ist.
  4. Elektronikmodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenausnehmung (61) in einer Richtung senkrecht zur Bestückungsseite (11) der Leiterplatte (10) ausgehend von der ersten Oberfläche (31) an einer von der zweiten Oberfläche (32) des Kontaktelementes abwandten Endfläche (62) endet, welche Endfläche (62) wenigstens teilweise die der Bestückungsseite (11) zugewandte Fläche (63) des Kontaktelements (3) bildet.
  5. Elektronikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumhüllung (49) des zweiten Bauelementes (4) auf ihrer von der Leiterplatte (10) abgewandten Seite (41) eine zweite Aussparung (45) aufweist, durch welche der Anschlussabschnitt (51) des zweiten Bauelementes (4) zugänglich ist.
  6. Elektronikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlussabschnitt (51) und der zweiten Oberfläche (32) ein an dem Anschlussabschnitt (51) oder an der zweiten Oberfläche (32) ausgebildeter Schweißbuckel (64) vorgesehen ist.
  7. Elektronikmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) aus Metall ausgebildet ist.
  8. Elektronikmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodul (1) Teil einer Getriebesteuereinrichtung eines Kraftfahrzeuges ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Elektronikmoduls mit folgenden Schritten: - Bereitstellen einer Leiterplatte (10), die Leiterplatte (10) aufweisend: ein erstes Bauelement (8), welches an einer Bestückungsseite (11) der Leiterplatte (10) angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist, ein Kontaktelement (3), das eine erste Oberfläche (31) und eine von der ersten Oberfläche (31) abgewandte zweite Oberfläche (32) aufweist und das mit der ersten Oberfläche (31) an der Leiterplatte (10) angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist, eine Schutzmasse (9), die an der Bestückungsseite (11) der Leiterplatte (10) angeordnet ist und die das erste Bauelement (8) einkapselt, wobei das Kontaktelement (3) teilweise in die Schutzmasse (9) derart eingebettet ist, dass seitliche Flanken (34) des Kontaktelementes (3) wenigstens teilweise von der Schutzmasse (9) umlaufend bedeckt sind und die zweite Oberfläche (32) des Kontaktelementes (3) freiliegend aus der Schutzmasse (9) herausragt, - Bereitstellen eines zweiten Bauelements (4), wobei das zweite Bauelement (4) wenigstens einen in eine Kunststoffumhüllung (49) eingebetteten elektrischen Anschlussleiter (50) mit einem Anschlussabschnitt (51) aufweist, wobei die Kunststoffumhüllung (49) des zweiten Bauelementes (4) an ihrer der Leiterplatte (10) zugewandten Seite (42) eine erste Aussparung (44) aufweist, durch welche der Anschlussabschnitt (51) des zweiten Bauelementes (4) zugänglich ist, - Aufsetzten des zweiten Bauelements (4) auf das Kontaktelement (3) derart, dass der Anschlussabschnitt (51) parallel zu der zweiten Oberfläche (32) des Kontaktelementes (3) ausgerichtet ist und das Kontaktelement (3) in die erste Aussparung (44) eingeführt wird bis die zweite Oberfläche (32) des Kontaktelementes (3) an dem Anschlussabschnitt (51) anliegt, - und Verschweißen des Kontaktelementes (3) mit dem Anschlussabschnitt (51), dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (10), auf der von der Bestückungsseite (11) abgewandten zweiten Seite (12) eine Durchgangsöffnung (60) aufweist, durch welche eine der Bestückungsseite (11) zugewandte Fläche (63) des Kontaktelementes (3) zugänglich ist, und dass mittels eines in die Durchgangsöffnung eingeführten Schweißgerätes (100) das Kontaktelement (3) mit dem Anschlussabschnitt (51) verschweißt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Schweißens ein Laserschweißverfahren eingesetzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumhüllung (49) des zweiten Bauelementes (4) auf ihrer von der Leiterplatte (10) abgewandten Seite (41) eine zweite Aussparung (45) aufweist, durch welche der Anschlussabschnitt (51) des zweiten Bauelementes (4) zugänglich ist, und dass in dem Schritt des Schweißens ein Widerstandschweißverfahren eingesetzt wird, bei dem eine erste Elektrode (102) in die zweite Aussparung (45) und eine zweite Elektrode (101) in die Durchgangsöffnung (60) eingeführt wird.
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