DE102013208543A1 - Method for producing an electronic component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baueinheit (2), insbesondere einer Sensorbaueinheit, wobei – die elektronische Baueinheit (2) wenigstens eine mit zumindest einem elektronischen Bauteil, insbesondere einem Sensor, bestückbare oder bestückte und zumindest teilweise aus Metall gebildete Trageinheit (11) aufweist, über die das elektronische Bauteil elektrisch leitend mit der Umgebung verbindbar ist, – die Trageinheit (11) zur Ausbildung zumindest eines an der Trageinheit (11) angeordneten Funktionskörpers (16) unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens teilweise mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt wird, und – die aus der Trageinheit (11) und dem Funktionskörper (16) gebildete Baugruppe (17) unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens zumindest teilweise mit einem duroplastischen Kunststoff umspritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Umspritzen der Trageinheit (11) mit dem thermoplastischen Kunststoff und das Umspritzen der Baugruppe (17) mit dem duroplastischen Kunststoff unter Verwendung eines einzigen Spritzgießwerkzeugs (5) durchgeführt werden.The invention relates to a method for producing an electronic assembly (2), in particular a sensor assembly, wherein - the electronic assembly (2) has at least one support unit (11) which can be fitted or equipped with at least one electronic component, in particular a sensor, and which is at least partially made of metal ), via which the electronic component can be connected in an electrically conductive manner to the environment, - the support unit (11) for forming at least one functional body (16) arranged on the support unit (11) is partially extrusion-coated with a thermoplastic using an injection molding process, and - The assembly (17) formed from the support unit (11) and the functional body (16) is at least partially encapsulated with a thermosetting plastic using an injection molding process, characterized in that the extrusion coating of the support unit (11) with the thermoplastic plastic and the encapsulation n of the assembly (17) with the thermosetting plastic using a single injection mold (5).

Description

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, eine elektronische Baueinheit mit einem elektronischen Bauteil derart herzustellen, dass das elektronische Bauteil zumindest teilweise von einer schützenden Umhüllung umgeben ist, beispielsweise um das elektronische Bauteil vor einem Kontakt mit in seiner Umgebung befindlichen Gasen, Flüssigkeiten und/oder herrschenden Temperaturen zu schützen. Zum Beispiel gilt es, in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnete elektronische Baueinheit in Form von Sensoren vor einem unmittelbaren Kontakt mit dem aggressiven Getriebeöl und den in dem Getriebe herrschenden Temperaturen zu schützen, um einen dauerhaften Betrieb dieser Sensoren sicherstellen zu können.It is known to produce an electronic component with an electronic component such that the electronic component is at least partially surrounded by a protective covering, for example in order to protect the electronic component against contact with gases, liquids and / or prevailing temperatures in its surroundings , For example, it is necessary to protect in a transmission of a motor vehicle arranged electronic assembly in the form of sensors from direct contact with the aggressive gear oil and the prevailing temperatures in the transmission in order to ensure a permanent operation of these sensors can.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 428 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors bekannt, der ein Stanzgitter und ein an dem Stanzgitter angeordnetes elektronisches Sensorelement aufweist. Das Stanzgitter wird zunächst teilweise mit einem Thermoplasten umspritzt, um wenigstens einen Halter aus Kunststoff an dem Stanzgitter auszubilden, über den der herzustellende Sensor mechanisch mit der Umgebung verbindbar ist oder der zum Halten des Sensorelementes an dem Stanzgitter dient. Zum Schutz gegen das Sensorelement umgebende aggressive Medien und hohe Temperaturen ist das Sensorelement des Weiteren mit einem Epoxidharz umspritzt, wodurch eine schützende Umhüllung ausgebildet wird.From the publication DE 10 2009 000 428 A1 For example, a method for producing a sensor is known which comprises a stamped grid and an electronic sensor element arranged on the stamped grid. The stamped grid is first partially encapsulated with a thermoplastic to form at least one plastic holder on the stamped grid, via which the sensor to be produced is mechanically connectable to the environment or which serves to hold the sensor element to the stamped grid. For protection against the sensor element surrounding aggressive media and high temperatures, the sensor element is further encapsulated with an epoxy resin, whereby a protective cladding is formed.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 003 790 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauteils, das eine Leiterplatte aufweist. Die Leiterplatte ist mit einem Thermoplasten umspritzt. Des Weiteren ist die Leiterplatte zusammen mit dem aus dem Thermoplasten gebildeten Körper mit einem Duroplasten umspritzt, wobei der Thermoplast der Formgebung des Duroplasten dient.The publication DE 10 2008 003 790 A1 discloses a method of manufacturing an electronic component having a printed circuit board. The circuit board is molded with a thermoplastic. Furthermore, the circuit board is encapsulated together with the thermoset formed body with a thermoset, wherein the thermoplastic is used to shape the thermoset.

Der Offenlegungsschrift DE 10 2010 063 614 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorbaugruppe mit einer Sensorik zu entnehmen, nach dem die Sensorik mit einem ersten Umspritzmaterial zur Ausbildung eines Vorumspritzlings und der Vorumspritztling mit einem zweiten Umspritzmaterial umspritzt ist, um die Sensorik gegen einen Kontakt mit aggressiven Medien zu schützen.The published patent DE 10 2010 063 614 A1 a method for producing a sensor assembly is to be taken with a sensor, according to which the sensor with a first overmolding material for forming a Vorumspritzlings and the Vorumspritztling is encapsulated with a second encapsulation material to protect the sensor system against contact with aggressive media.

Elektronische Baueinheiten werden in der Regel unter Verwendung eines Transfermolding-Verfahrens hergestellt. Hiernach wird in einem ersten Spritzgießprozess beispielsweise ein Stanzgitter oder eine Leiterplatte teilweise mit einem Thermoplasten umspritzt. Die hierbei hergestellten Einheiten werden üblicherweise in Blistern verpackt und so an einen Ort transportiert, an dem in einem zweiten Spritzgießprozess die Einheiten teilweise mit einem Duroplasten umspritzt werden.Electronic assemblies are typically manufactured using a transfer molding process. After that, in a first injection molding process, for example, a stamped grid or a circuit board is partially encapsulated with a thermoplastic. The units produced in this case are usually packaged in blisters and thus transported to a place where the units are partially encapsulated in a second injection molding with a thermoset.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baueinheit, insbesondere einer Sensorbaueinheit, wobei

  • – die elektronische Baueinheit wenigstens eine mit zumindest einem elektronischen Bauteil, insbesondere einem Sensor, bestückbare oder bestückte und zumindest teilweise aus Metall gebildete Trageinheit aufweist, über die das elektronische Bauteil elektrisch leitend mit der Umgebung verbindbar ist,
  • – die Trageinheit zur Ausbildung zumindest eines an der Trageinheit angeordneten Funktionskörpers unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens teilweise mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt wird, und
  • – die aus der Trageinheit und dem Funktionskörper gebildete Baugruppe unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens zumindest teilweise mit einem duroplastischen Kunststoff umspritzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Umspritzen der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff und das Umspritzen der Baugruppe mit dem duroplastischen Kunststoff unter Verwendung eines einzigen Spritzgießwerkzeugs durchgeführt werden.The invention relates to a method for producing an electronic assembly, in particular a sensor assembly, wherein
  • The electronic assembly has at least one support unit which can be fitted or equipped with at least one electronic component, in particular a sensor, and which is at least partially made of metal, by means of which the electronic component can be electrically conductively connected to the environment,
  • - The support unit for forming at least one arranged on the support unit functional body is partially encapsulated using an injection molding with a thermoplastic plastic, and
  • The assembly formed from the support unit and the functional body is at least partially encapsulated with a thermosetting plastic using an injection molding process,
characterized,
that the encapsulation of the support unit with the thermoplastic material and the encapsulation of the assembly with the thermosetting plastic are carried out using a single injection mold.

Erfindungsgemäß werden das Umspritzen der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff und das Umspritzen der Baugruppe mit dem duroplastischen Kunststoff unter Verwendung eines einzigen Spritzgießwerkzeugs durchgeführt. Hierdurch kann der Transport von Baugruppen von ihrem Herstellungsort zu einem Ort, an dem die Baugruppen teilweise mit einem duroplastischen Kunststoff umspritzt werden, entfallen, was die Herstellung von elektronischen Baueinheiten vereinfacht und mit einer Reduzierung von Herstellungskosten verbunden ist. Zudem ist durch das erfindungsgemäße Verfahren die zwischen dem Umspritzen der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff und dem Umspritzen der Baugruppe mit dem duroplastischen Kunststoff liegende Zeitspanne minimierbar, wodurch die Herstellungszeit für eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte elektronische Baueinheit reduziert wird, was die damit verbundenen Herstellungskosten ebenfalls senkt. Des Weiteren können durch das erfindungsgemäße Verfahren Fehler bei der Herstellung weitestgehend eliminiert werden, welche durch einen Transport von Baugruppen und deren Anordnung an Spritzgießwerkzeugen entstehen können. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mittels einer gut regelbaren 2-Komponenten-Spritzgießmaschine durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die beiden Kunststoffe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren derart miteinander vernetzt, dass die hergestellte elektronische Baueinheit Temperaturen von bis zu 250° C standhält.According to the invention the encapsulation of the support unit with the thermoplastic material and the encapsulation of the assembly with the thermosetting plastic are performed using a single injection mold. As a result, the transport of modules from their place of manufacture to a place where the modules are partially encapsulated with a thermosetting plastic omitted, which simplifies the production of electronic components and is associated with a reduction of manufacturing costs. In addition, by the method according to the invention, the time between the encapsulation of the support unit with the thermoplastic material and the encapsulation of the assembly with the thermosetting plastic time can be minimized, whereby the production time for an electronic assembly produced by the method according to the invention is reduced, which also the associated production costs lowers. Furthermore, by the method according to the invention, manufacturing errors can be largely eliminated, which can result from transport of assemblies and their arrangement on injection molding tools. The method according to the invention can be achieved, for example, by means of a well-controllable Component injection molding machine to be performed. In the method according to the invention, the two plastics are preferably crosslinked with one another in such a way that the electronic assembly produced withstands temperatures of up to 250 ° C.

Da die Baugruppen nicht, beispielsweise in Blistern verpackt, zu einem Ort transportiert werden müssen, an dem sie teilweise mit einem duroplastischen Kunststoff umspritzt werden, wird insbesondere vermieden, dass der thermoplastische Kunststoff bzw. der daraus gebildete Funktionskörper der Baugruppe über einen längeren Zeitraum der Umgebungsluft ausgesetzt ist. Dies ist vorteilhaft, da der thermoplastische Kunststoff durch einen Kontakt mit Umgebungsluft in dieser enthaltene Feuchtigkeit aufnehmen und hierdurch aufquellen würde. Durch ein solches Aufquellen würde der Funktionskörper seine Formgebung ändern, was sich nachteilig auf die nachfolgende Umspritzung mit dem duroplastischen Kunststoff auswirken kann und ungewünscht große Fertigungstoleranzen mit sich bringt.Since the assemblies do not have to be transported, for example, packed in blisters, to a place where they are partially encapsulated with a thermosetting plastic, it is particularly avoided that the thermoplastic or the functional body formed therefrom of the assembly over a longer period of ambient air is exposed. This is advantageous because the thermoplastic would absorb moisture contained in this moisture by contact with ambient air and thereby swell. Such a swelling of the functional body would change its shape, which can adversely affect the subsequent encapsulation with the thermosetting plastic and undesirably brings large manufacturing tolerances.

Ein elektronisches Bauteil kann im Sinne der Erfindung beispielsweise ein Positionssensor oder ein Drehzahlsensor einer Getriebesensorik sein.An electronic component can be, for example, a position sensor or a speed sensor of a transmission sensor system in the sense of the invention.

Die Trageinheit kann beispielsweise als Stanzgitter oder als Leiterplatte ausgebildet sein. An der Trageinheit können auch zwei oder mehrere elektronische Bauteile angeordnet sein. Um das elektronische Bauteil elektrisch leitend mit einer Umgebung verbinden zu können, ist die Trageinheit zumindest teilweise aus einem Metall gebildet.The support unit may be formed, for example, as a stamped grid or as a printed circuit board. Two or more electronic components can also be arranged on the carrying unit. In order to connect the electronic component electrically conductively with an environment, the support unit is at least partially formed of a metal.

Durch das teilweise Umspritzen der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff wird an der Trageinheit ein Funktionskörper ausgebildet, welcher beispielsweise als Halter zum Halten von wenigstens einem elektronischen Bauteil oder als Formbauteil zur Vorgeben einer bestimmten Formgebung eines Körpers gegeben sein kann, der durch das Umspritzen der Baugruppe mit dem duroplastischen Kunststoff entsteht. Durch das teilweise Umspritzen der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff können an der Trageinheit auch zwei oder mehrere Funktionskörper ausgebildet werden. Diese können sich in ihrer jeweiligen Funktion voneinander unterscheiden oder dieselbe Funktion aufweisen. Wird eine Trageinheit in Form eines Stanzgitters verwendet, kann im Sinne der Erfindung von einer mit einem elektronischen Bauteil bestückbaren Trageinheit die Rede sein, an der das elektronische Bauteil insbesondere nach dem Umspritzen der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff angeordnet wird. Ist hingegen von einer mit einem elektronischen Bauteil bestückten Trageinheit die Rede, kann die Trageinheit beispielsweise als Leiterplatte ausgebildet sein, an der das elektronische Bauteil bereits vor dem Umspritzen der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff angeordnet ist.By the partial encapsulation of the support unit with the thermoplastic material, a functional body is formed on the support unit, which may be given for example as a holder for holding at least one electronic component or as a molded part for specifying a particular shape of a body, by the encapsulation of the assembly with the thermosetting plastic arises. By partially encapsulating the support unit with the thermoplastic material, two or more functional bodies can also be formed on the support unit. These may differ in their respective function or have the same function. If a support unit in the form of a stamped grid is used, in the context of the invention, a support unit can be used which can be equipped with an electronic component, on which the electronic component is arranged, in particular after encapsulation of the support unit with the thermoplastic material. If, on the other hand, a carrying unit equipped with an electronic component is mentioned, the carrying unit can be designed, for example, as a printed circuit board on which the electronic component is already arranged prior to encapsulation of the carrying unit with the thermoplastic material.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der duroplastische Kunststoff zumindest teilweise aus einem Epoxidharz gebildet. Epoxidharz ist für das Umspritzen der Baugruppe wegen seiner Fließfähigkeit unter geringem Druck gut geeignet, um eine möglichst formschlüssige und exakte Ausbildung eines an der Baugruppe ausgebildeten Körpers zu erreichen, wodurch ein sehr guter Schutz des elektronischen Bauteils gegen einen Kontakt mit aggressiven Medien und hohen Umgebungstemperaturen erreichbar ist. Vorzugsweise wird ein Epoxidharz verwendet, welcher bis zu 20° C lagerstabil ist.According to an advantageous embodiment of the thermosetting plastic is at least partially formed of an epoxy resin. Epoxy resin is well suited for encapsulating the assembly because of its fluidity under low pressure in order to achieve the most possible positive and exact training of a formed on the assembly body, whereby a very good protection of the electronic component against contact with aggressive media and high ambient temperatures achievable is. Preferably, an epoxy resin is used, which is storage stable up to 20 ° C.

Herkömmlich wird der duroplastische Kunststoff beispielsweise in Tablettenform vorgefertigt. Solche Kunststofftabletten müssen meist nach ihrer Herstellung kühl gelagert und transportiert werden, da ansonsten das in den Tabletten enthaltene Harz mit dem ebenfalls in den Tabletten enthaltenen Härter reagieren und vernetzen würde, wodurch die in Tablettenform gegebene Rohmasse für ihre weitere Verarbeitung unbrauchbar werden kann. Mit einer entsprechenden Kühlung des duroplastischen Kunststoffs sind hohe Logistik- und Materialpreise verbunden. Dies kann bei Verwendung eines bis zu 20° C lagerstabilen Epoxidharzes vermieden werden.Conventionally, the thermosetting plastic is prefabricated for example in tablet form. Such plastic tablets usually have to be stored and transported cool after their preparation, since otherwise the resin contained in the tablets would react with the hardener also contained in the tablets and crosslink, whereby the raw mass given in tablet form can be unusable for their further processing. With a corresponding cooling of the thermosetting plastic high logistics and material prices are associated. This can be avoided when using an up to 20 ° C storage-stable epoxy resin.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird als Rohmaterial für den duroplastischen Kunststoff ein rieselfähiges Granulat, insbesondere ein rieselfähiges Zylindergranulat, verwendet. Die Zuführung von oben beschriebenen herkömmlichen Kunststofftabletten zu dem Spritzgießwerkzeug macht eine Einrichtung zur Handhabung der Kunststofftabletten und eine spezielle Tablettenzuführung erforderlich. Bei Verwendung eines rieselfähigen Granulats ist hingegen keine aufwändig konstruierte Handhabungs- und Zuführeinrichtung erforderlich, was den apparativen Aufwand reduziert.According to a further advantageous embodiment, a free-flowing granulate, in particular a free-flowing cylindrical granules, is used as the raw material for the thermosetting plastic. The delivery of above-described conventional plastic tablets to the injection mold requires a device for handling the plastic tablets and a special tablet supply. When using a free-flowing granules, however, no elaborately constructed handling and feeding device is required, which reduces the expenditure on equipment.

Zur Herstellung von elektronischen Baueinheiten werden Baugruppen in Kavitäten eines Spritzgießwerkzeugs eingelegt. Parallel werden herkömmlich die oben genannten Kunststofftabletten beispielsweise in Kolbenkammern von Spritzeinheiten eingebracht. Die Kunststofftabletten können beispielsweise über Transferkolben der Spritzeinheiten in die Kavitäten des Spritzgießwerkzeugs eingepresst werden, um die Baugruppe mit dem duroplastischen Kunststoff zu umspritzen. Die Bewegungen der dabei in der Regel eingesetzten Vielzahl von Transferkolben sind meist nur in geringem Umfang synchronisierbar, so dass ein nicht unerhebliches Ausmaß an Ausschuss beispielsweise durch nur teilweise mit dem duroplastischen Kunststoff gefüllte Kavitäten entsteht. Herkömmlich ist daher ein gewisses Maß an Prozessunsicherheit gegeben. Wird stattdessen ein rieselfähiges Granulat aus duroplastischem Kunststoff eingesetzt, kann der bei der Herstellung von elektronischen Baueinheiten anfallende Ausschuss deutlich reduziert werden. Das rieselfähige Granulat kann beispielsweise in einen Spritzgießzylinder einer Spritzeinheit eingebracht und anschließend druckgeregelt unter Verwendung einer Schnecke in die Kavitäten des Spritzgießwerkzeugs eingespritzt werden.For the production of electronic components assemblies are placed in cavities of an injection mold. In parallel, the abovementioned plastic tablets are conventionally introduced, for example, into piston chambers of injection units. The plastic tablets can be pressed into the cavities of the injection molding tool, for example via transfer pistons of the injection units, in order to overmold the assembly with the thermosetting plastic. The movements of the plurality of transfer pistons usually used in this case can usually only be synchronized to a small extent, so that a not inconsiderable amount of waste is produced, for example, by cavities only partially filled with the thermosetting plastic. Conventionally, therefore, there is a certain degree of process uncertainty. Becomes Instead, a free-flowing granules of thermosetting plastic used, the resulting in the production of electronic assemblies waste can be significantly reduced. The free-flowing granules can for example be introduced into an injection cylinder of an injection unit and then be pressure-controlled injected using a screw in the cavities of the injection mold.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der duroplastische Kunststoff zumindest teilweise aus einem BMC-Material gebildet wird. Ein BMC(„Bulk Molding Compound“)-Material hat auch bei relativ geringem Druck, beispielsweise unter 50 bar, sehr gute Fließeigenschaften, um eine exakte Umspritzung der Baugruppe zu ermöglichen, ohne die Baugruppe mit hohen Drücken zu belasten. Das BMC-Material kann ohne Schwindung und mit einem hohen Füllstoffgehalt ausgelegt werden, um für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens optimal geeignet zu sein.A further advantageous embodiment provides that the thermosetting plastic is at least partially formed from a BMC material. A BMC ("Bulk Molding Compound") material has very good flow properties even at relatively low pressure, for example below 50 bar, in order to allow an exact encapsulation of the assembly without loading the assembly with high pressures. The BMC material can be designed without shrinkage and with a high filler content in order to be optimally suitable for carrying out the process according to the invention.

Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn das Umspritzen der Baugruppe mit dem duroplastischen Kunststoff bei einem Druck unter 50 bar durchgeführt wird. Hierdurch werden beispielsweise die elektronischen Bauteile einer als Leiterplatte ausgebildeten Trageinheit nur mit einem in der Regel unschädlichen Druck beaufschlagt. Zudem werden eventuell an einer Leiterplatte vorhandene feine Bonddrähte bei einem Druck unter 50 bar nicht beschädigt.It is further considered advantageous if the encapsulation of the assembly with the thermosetting plastic is carried out at a pressure below 50 bar. As a result, for example, the electronic components of a printed circuit board designed as a support unit only acted upon with a usually harmless pressure. In addition, any fine bonding wires present on a printed circuit board will not be damaged at a pressure below 50 bar.

Vorteilhafterweise wird das Spritzgießwerkzeug während des Umspritzens der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff beheizt. Da der duroplastische Kunststoff vorzugsweise die gleiche Werkzeugtemperatur zu seiner Vernetzung wie der thermoplastische Kunststoff zu seiner Verfestigung benötigt, können die Umspritzung der Trageinheit mit dem thermoplastischen Kunststoff und die Umspritzung der Baugruppe mit dem duroplastischen Kunststoff bei geeigneter Beheizung des Spritzgießwerkzeugs optimal im Rahmen der Erfindung unter Verwendung eines einzigen Spritzgießwerkzeugs miteinander kombiniert werden. Bevorzugt liegen die Schwindungswerte des thermoplastischen Kunststoffs und diejenigen des duroplastischen Kunststoffs eng beieinander.Advantageously, the injection mold is heated during the extrusion coating of the support unit with the thermoplastic material. Since the thermoset plastic preferably requires the same tool temperature for its crosslinking as the thermoplastic material for its solidification, the encapsulation of the support unit with the thermoplastic material and the encapsulation of the assembly with the thermosetting plastic with suitable heating of the injection mold can be optimally used in the invention a single injection mold can be combined. Preferably, the shrinkage values of the thermoplastic material and those of the thermosetting plastic are close to each other.

Ferner wird vorgeschlagen, dass als Trageinheit ein Stanzgitter oder eine Leiterplatte verwendet wird. Ein Stanzgitter findet beispielsweise bei der Herstellung von elektronischen Baueinheiten Anwendung, deren wenigstens ein elektronisches Bauteil ein Drehzahlsensor ist. Eine Leiterplatte findet beispielsweise bei der Herstellung von elektronischen Baueinheiten Anwendung, deren wenigstens ein elektronisches Bauteil ein Positionssensor ist.It is also proposed that a stamped grid or a printed circuit board is used as the carrying unit. A punched grid is used, for example, in the manufacture of electronic assemblies whose at least one electronic component is a speed sensor. A printed circuit board is used, for example, in the manufacture of electronic components whose at least one electronic component is a position sensor.

Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren eine Spritzgießmaschine zum Herstellen einer elektronischen Baueinheit, insbesondere einer Sensorbaueinheit, aufweisend wenigstens ein Spritzgießwerkzeug und zumindest zwei wirktechnisch mit dem Spritzgießwerkzeug verbindbare Spritzeinheiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben eingerichtet ist.The invention further relates to an injection molding machine for producing an electronic assembly, in particular a sensor assembly, comprising at least one injection mold and at least two injection units connectable to the injection molding injection units, characterized in that the injection molding machine for performing the method according to one of the above embodiments or a any combination of the same is set up.

Mit einer solchen Vorrichtung sind die oben mit Bezug auf das Verfahren genannten Vorteile verbunden.With such a device, the advantages mentioned above with respect to the method are associated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Spritzgießwerkzeug zwei Kavitäten auf, wobei die Spritzgießmaschine wenigstens eine Einrichtung zum Umsetzen einer in der einen Kavität befindlichen Baugruppe in die andere Kavität umfasst. Dies kann insbesondere bei der Herstellung von elektronischen Baueinheiten erforderlich sein, deren elektronisches Bauteil als Drehzahlsensor ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment, the injection molding tool has two cavities, wherein the injection molding machine comprises at least one device for converting an assembly located in one cavity into the other cavity. This may be necessary in particular in the manufacture of electronic assemblies whose electronic component is designed as a speed sensor.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigenIn the following, the invention will be explained by way of example with reference to the attached figures with reference to preferred exemplary embodiments, wherein the features illustrated below may represent an aspect of the invention both individually and in various combinations with one another. Show it

1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Spritzgießmaschine, 1 FIG. 2: a schematic representation of an exemplary embodiment of an injection molding machine according to the invention, FIG.

2a: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein Spritzgießwerkzeug einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine nach dem Umspritzen der Trageinheit mit einem thermoplastischen Kunststoff, 2a FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an injection molding tool of an injection molding machine according to the invention after encapsulation of the carrying unit with a thermoplastic, FIG.

2b: eine schematische Darstellung des in 2a gezeigten Spritzgießwerkzeugs nach dem Umspritzen der Baugruppe mit einem duroplastischen Kunststoff, 2 B : a schematic representation of the in 2a shown injection molding tool after encapsulation of the assembly with a thermosetting plastic,

3a: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein Spritzgießwerkzeug einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine nach dem Umspritzen der Trageinheit mit einem thermoplastischen Kunststoff, und 3a a schematic representation of a further embodiment of an injection mold of an injection molding machine according to the invention after the encapsulation of the support unit with a thermoplastic material, and

3b: eine schematische Darstellung des in 3a gezeigten Spritzgießwerkzeugs nach dem Umspritzen der Baugruppe mit einem duroplastischen Kunststoff. 3b : a schematic representation of the in 3a shown injection molding tool after encapsulation of the assembly with a thermosetting plastic.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Spritzgießmaschine 1 zum Herstellen einer in den 2b und 3b gezeigten elektronischen Baueinheit 2, welche als Sensorbaueinheit ausgebildet ist. Die Spritzgießmaschine 1 umfasst ein aus zwei Werkzeugteilen 3 und 4 gebildetes Spritzgießwerkzeug 5, wobei die beiden Werkzeugteile 3 und 4 entsprechend dem Pfeil 6 relativ zueinander bewegbar sind, um das Spritzgießwerkzeug 5 öffnen und schließen zu können. In 1 ist das Spritzgießwerkzeug 5 in seiner geöffneten Stellung gezeigt. An beiden Werkzeugteilen 3 und 4 ist jeweils eine Kavität 7 bzw. 8 angeordnet. Die Spritzgießmaschine 1 weist des Weiteren zwei wirktechnisch mit dem Spritzgießwerkzeug 5 verbindbare Spritzeinheiten 9 und 10 auf, wobei die Spritzeinheit 9 einen thermoplastischen Kunststoff und die Spritzeinheit 10 ein rieselfähiges Granulat eines duroplastischen Kunststoffs enthält. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Spritzeinheiten 9 und 10 wirktechnisch mit demselben Werkzeugteil 3 bzw. dessen Kavität 7 verbunden. An dem Spritzgießwerkzeug 5 können nicht gezeigte Kernzüge angeordnet sein, um verschiedenste Ausgestaltungen von elektronischen Baueinheiten 2 realisieren zu können. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an injection molding machine according to the invention 1 for making a in the 2 B and 3b shown electronic assembly 2 , which is designed as a sensor assembly. The injection molding machine 1 includes one of two tool parts 3 and 4 formed injection mold 5 , where the two tool parts 3 and 4 according to the arrow 6 are movable relative to each other to the injection mold 5 open and close. In 1 is the injection mold 5 shown in its open position. At both tool parts 3 and 4 is each a cavity 7 respectively. 8th arranged. The injection molding machine 1 furthermore, has two functionally with the injection mold 5 connectable injection units 9 and 10 on, with the injection unit 9 a thermoplastic and the injection unit 10 contains a free-flowing granules of a thermosetting plastic. In the embodiment shown, both injection units are 9 and 10 technically with the same tool part 3 or its cavity 7 connected. On the injection mold 5 not shown core pulls can be arranged to various designs of electronic components 2 to be able to realize.

Die Spritzgießmaschine 1 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Im Folgenden wird ein beispielhafter Verfahrensablauf anhand der 2a und 2b beschrieben.The injection molding machine 1 is set up to carry out the method according to the invention. The following is an example of a procedure based on 2a and 2 B described.

Für die Herstellung einer elektronischen Baueinheit 2 in Form eines Positionssensors wird in einem ersten Schritt eine Trageinheit 11 in Form einer Leiterplatte in die Kavität 8 des Werkzeugteils 4 des Spitzgießwerkzeugs 5 eingelegt und anschließend das Spritzgießwerkzeug 5 in seine gezeigte geschlossene Stellung überführt. Das Spritzgießwerkzeug 5 wird durch Beheizung auf etwa 160° C bis 180° C erwärmt. Im Spritzgießwerkzeug 5 wird durch einen Einspritzkanal 12 ein thermoplastischer Kunststoff in Form von Polyethersulfon mit der Spritzeinheit 9 eingespritzt. Dabei befindet sich ein an dem Werkzeugteil 4 angeordneter Kernzug 13 in seiner gezeigten eingerückten Stellung. Ein an dem Werkzeugteil 3 angeordneter Kernzug 14 befindet sich ebenfalls in seiner eingerückten Stellung, in der der Kernzug 14 einen an dem Werkzeugteil 3 angeordneten Einspritzkanal 15 verschließt. Durch das Umspritzen der Trageinheit 11 mittels des durch den Einspritzkanal 12 eingespritzten thermoplastischen Kunststoffs wird an der Trageinheit 11 der Funktionskörper 16 in Form eines Rahmens ausgebildet. Es wird also eine aus der Trageinheit 11 und dem Funktionskörper 16 gebildete Baugruppe 17 hergestellt. Nach einer Abkühlzeit vorgebbarer Länge werden die Kernzüge 13 und 14 in ihre in 2b gezeigten ausgerückten Stellungen überführt, wodurch der Einspritzkanal 15 freigegeben wird. Der Funktionskörper 16 verschließt den Einspritzkanal 12. Anschließend kann die Baugruppe 17 über den Einspritzkanal 15 mittels der Spritzeinheit 10 mit einem duroplastischen Kunststoff umspritzt werden, wie es in 2b gezeigt ist, wodurch eine Umhüllung 18 an der Baugruppe 17 und somit die elektronische Baueinheit 2 ausgebildet wird. Nach einer Beheizungszeit vorgebbarer Länge wird das Spritzgießwerkzeug 5 geöffnet und die hergestellte elektronische Baueinheit 2 beispielsweise mittels einer nicht gezeigten automatisierten Handhabungseinrichtung dem Spritzgießwerkzeug 5 entnommen und in einem nicht dargestellten Blister abgelegt. Da die Schwindungswerte der beiden Kunststoffe je nach Füllstoffgehalt bei etwa 0,5 % liegen, kühlt die elektronische Baueinheit 2 spannungsfrei ab und es entstehen keine Grenzflächenspalte zwischen einem Funktionskörper 16 und der Umhüllung 18, an denen beispielsweise aggressive Medien angreifen könnten.For the production of an electronic module 2 in the form of a position sensor, in a first step, a carrying unit 11 in the form of a printed circuit board in the cavity 8th of the tool part 4 of the injection molding tool 5 inserted and then the injection mold 5 transferred to its closed position shown. The injection mold 5 is heated by heating to about 160 ° C to 180 ° C. In the injection mold 5 is through an injection channel 12 a thermoplastic in the form of polyethersulfone with the injection unit 9 injected. There is a on the tool part 4 arranged core pull 13 in its shown engaged position. One on the tool part 3 arranged core pull 14 is also in its engaged position, in which the core pull 14 one on the tool part 3 arranged injection channel 15 closes. By the encapsulation of the carrying unit 11 by means of the injection channel 12 injected thermoplastic material is attached to the support unit 11 the functional body 16 formed in the form of a frame. So it's one of the carrying unit 11 and the functional body 16 formed assembly 17 produced. After a cooling time of predeterminable length, the core pulls 13 and 14 in her in 2 B shown disengaged positions, whereby the injection channel 15 is released. The functional body 16 closes the injection channel 12 , Then the assembly can 17 over the injection channel 15 by means of the injection unit 10 to be overmoulded with a thermosetting plastic, as it is in 2 B is shown, creating a cladding 18 at the assembly 17 and thus the electronic assembly 2 is trained. After a heating time specifiable length of the injection mold 5 opened and the manufactured electronic assembly 2 For example, by means of an automated handling device, not shown, the injection mold 5 removed and stored in a blister, not shown. Since the shrinkage values of the two plastics are about 0.5%, depending on the filler content, the electronic assembly cools 2 stress-free and there are no interfacial gaps between a functional body 16 and the serving 18 which could attack aggressive media, for example.

Im Folgenden wird ein weiterer beispielhafter Verfahrensablauf anhand der 3a und 3b beschrieben.In the following, another exemplary procedure will be described with reference to FIG 3a and 3b described.

Für die Herstellung einer elektronischen Baueinheit 2 in Form eines Drehzahlsensors wird in einem ersten Schritt eine Trageinheit 11 in Form eines Stanzgitters 19 in eine erste Kavität des Spitzgießwerkzeugs 5 eingelegt, die durch Kavitäten 7 und 8 an den Werkzeugteilen 3 bzw. 4 gebildet wird. Das Spritzgießwerkzeug 5 wird durch Beheizung auf etwa 160° C bis 180° C erwärmt. Im Spritzgießwerkzeug 5 wird durch einen Einspritzkanal 12 ein thermoplastischer Kunststoff in Form von Polyethersulfon mit der Spritzeinheit 9 eingespritzt. Durch das Umspritzen der Trageinheit 11 mittels des durch den Einspritzkanal 12 eingespritzten thermoplastischen Kunststoffs werden an der Trageinheit 11 die Funktionskörper 16 in Form von Haltern ausgebildet, wobei der in 3a untere Funktionskörper 16 zum mechanischen Verbinden der in 3b gezeigten elektronischen Baueinheit 2 mit der Umgebung dient, während der in 3a oben gezeigte Funktionskörper 16 als Halter für ein nicht gezeigtes elektronisches Bauteil dient. Es wird also eine aus der Trageinheit 11 und den Funktionskörpern 16 gebildete Baugruppe 17 hergestellt. Nach einer Abkühlzeit vorgebbarer Länge wird die Baugruppe 17 mittels einer nicht gezeigten Einrichtung zum Umsetzen der Baugruppe 17 der ersten Kavität des Spritzgießwerkzeugs 5 entnommen und in eine weitere Kavität 20 des Spritzgießwerkzeugs 5 eingelegt, wozu das Spritzgießwerkzeug 5 kurzzeitig geöffnet wird. Anschließend kann die Baugruppe 17 über den Einspritzkanal 15 mittels der Spritzeinheit 10 mit einem duroplastischen Kunststoff umspritzt werden, wie es in 3b gezeigt ist, wodurch eine Umhüllung 18 an der Baugruppe 17 und somit die elektronische Baueinheit 2 ausgebildet wird. Nach einer Beheizungszeit vorgebbarer Länge wird das Spritzgießwerkzeug 5 geöffnet und die hergestellte elektronische Baueinheit 2 beispielsweise mittels einer nicht gezeigten automatisierten Handhabungseinrichtung dem Spritzgießwerkzeug 5 entnommen und in einem nicht dargestellten Blister abgelegt. Da die Schwindungswerte der beiden Kunststoffe je nach Füllstoffgehalt bei etwa 0,5 % liegen, kühlt die elektronische Baueinheit 2 spannungsfrei ab und es entstehen keine Grenzflächenspalte zwischen einem Funktionskörper 16 und der Umhüllung 18, an denen beispielsweise aggressive Medien angreifen könnten.For the production of an electronic module 2 in the form of a speed sensor is in a first step, a support unit 11 in the form of a stamped grid 19 into a first cavity of the injection molding tool 5 inserted by cavities 7 and 8th on the tool parts 3 respectively. 4 is formed. The injection mold 5 is heated by heating to about 160 ° C to 180 ° C. In the injection mold 5 is through an injection channel 12 a thermoplastic in the form of polyethersulfone with the injection unit 9 injected. By the encapsulation of the carrying unit 11 by means of the injection channel 12 injected thermoplastic are attached to the support unit 11 the functional body 16 formed in the form of holders, wherein the in 3a lower functional body 16 for mechanically connecting the in 3b shown electronic assembly 2 serving with the environment while in 3a Functional body shown above 16 serves as a holder for a not shown electronic component. So it's one of the carrying unit 11 and the functional bodies 16 formed assembly 17 produced. After a cooling time of predefinable length, the assembly 17 by means not shown for implementing the assembly 17 the first cavity of the injection mold 5 taken and in another cavity 20 of the injection mold 5 inserted, including the injection mold 5 is opened briefly. Then the assembly can 17 over the injection channel 15 by means of the injection unit 10 to be overmoulded with a thermosetting plastic, as it is in 3b is shown, creating a cladding 18 at the assembly 17 and thus the electronic assembly 2 is trained. After a heating time specifiable length of the injection mold 5 opened and the manufactured electronic assembly 2 For example, by means of an automated handling device, not shown, the injection mold 5 removed and stored in a blister, not shown. Since the shrinkage values of the two plastics are about 0.5%, depending on the filler content, the electronic assembly cools 2 stress-free and there are no interfacial gaps between a functional body 16 and the serving 18 which could attack aggressive media, for example.

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Claims (9)

Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baueinheit (2), insbesondere einer Sensorbaueinheit, wobei – die elektronische Baueinheit (2) wenigstens eine mit zumindest einem elektronischen Bauteil, insbesondere einem Sensor, bestückbare oder bestückte und zumindest teilweise aus Metall gebildete Trageinheit (11) aufweist, über die das elektronische Bauteil elektrisch leitend mit der Umgebung verbindbar ist, – die Trageinheit (11) zur Ausbildung zumindest eines an der Trageinheit (11) angeordneten Funktionskörpers (16) unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens teilweise mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt wird, und – die aus der Trageinheit (11) und dem Funktionskörper (16) gebildete Baugruppe (17) unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens zumindest teilweise mit einem duroplastischen Kunststoff umspritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Umspritzen der Trageinheit (11) mit dem thermoplastischen Kunststoff und das Umspritzen der Baugruppe (17) mit dem duroplastischen Kunststoff unter Verwendung eines einzigen Spritzgießwerkzeugs (5) durchgeführt werden.Method for producing an electronic assembly ( 2 ), in particular a sensor assembly, wherein - the electronic assembly ( 2 ) at least one with at least one electronic component, in particular a sensor, can be fitted or equipped and at least partially formed of metal support unit ( 11 ), via which the electronic component is electrically conductively connectable to the environment, - the carrying unit ( 11 ) for forming at least one of the support unit ( 11 ) arranged functional body ( 16 ) is partially encapsulated with a thermoplastic using an injection molding process, and - which is removed from the support unit ( 11 ) and the functional body ( 16 ) formed assembly ( 17 ) is at least partially encapsulated with a thermosetting plastic using an injection molding process, characterized in that the encapsulation of the support unit ( 11 ) with the thermoplastic and the encapsulation of the assembly ( 17 ) with the thermosetting plastic using a single injection mold ( 5 ) be performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der duroplastische Kunststoff zumindest teilweise aus einem Epoxidharz gebildet wird.A method according to claim 1, characterized in that the thermosetting plastic is at least partially formed of an epoxy resin. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Rohmaterial für den duroplastischen Kunststoff ein rieselfähiges Granulat verwendet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a free-flowing granules is used as the raw material for the thermosetting plastic. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der duroplastische Kunststoff zumindest teilweise aus einem BMC-Material gebildet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermosetting plastic is at least partially formed from a BMC material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umspritzen der Baugruppe (11) mit dem duroplastischen Kunststoff bei einem Druck unter 50 bar durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the encapsulation of the assembly ( 11 ) is performed with the thermosetting plastic at a pressure below 50 bar. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug (5) während des Umspritzens der Trageinrichtung (11) mit dem thermoplastischen Kunststoff beheizt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection molding tool ( 5 ) during the overmolding of the carrying device ( 11 ) is heated with the thermoplastic material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trageinheit (11) ein Stanzgitter oder eine Leiterplatte verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a carrying unit ( 11 ) a punched grid or a printed circuit board is used. Spritzgießmaschine (1) zum Herstellen einer elektronischen Baueinheit (2), insbesondere einer Sensorbaueinheit, aufweisend wenigstens ein Spritzgießwerkzeug (5) und zumindest zwei wirktechnisch mit dem Spritzgießwerkzeug (5) verbindbare Spritzeinheiten (9, 10), dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießmaschine (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.Injection molding machine ( 1 ) for producing an electronic assembly ( 2 ), in particular a sensor assembly, comprising at least one injection molding tool ( 5 ) and at least two structurally with the injection mold ( 5 ) connectable injection units ( 9 . 10 ), characterized in that the injection molding machine ( 1 ) is arranged to carry out the method according to one of the preceding claims. Spritzgießmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug (5) zwei Kavitäten (7, 8, 20) aufweist, wobei die Spritzgießmaschine (1) wenigstens eine Einrichtung zum Umsetzen einer in der einen Kavität (7, 8) befindlichen Baugruppe (17) in die andere Kavität (20) umfasst.Injection molding machine ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the injection mold ( 5 ) two cavities ( 7 . 8th . 20 ), wherein the injection molding machine ( 1 ) at least one device for converting one in the one cavity ( 7 . 8th ) assembly ( 17 ) into the other cavity ( 20 ).
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