WO2022258114A1 - Gehäuse für eine elektronische einheit und sensorsystem mit einem gehäuse - Google Patents

Gehäuse für eine elektronische einheit und sensorsystem mit einem gehäuse Download PDF

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WO2022258114A1
WO2022258114A1 PCT/DE2022/200087 DE2022200087W WO2022258114A1 WO 2022258114 A1 WO2022258114 A1 WO 2022258114A1 DE 2022200087 W DE2022200087 W DE 2022200087W WO 2022258114 A1 WO2022258114 A1 WO 2022258114A1
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housing
circuit board
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electronics
housing according
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Werner Groemmer
Thomas Wisspeintner
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MICRO-EPSILON-MESSTECHNIK GmbH & Co. K.G.
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    • H05K2201/10393—Clamping a component by an element or a set of elements

Definitions

  • the invention relates to a housing for an electronic unit, in particular for an electronic unit of a sensor system, the housing being made in at least two parts. Furthermore, the invention relates to a sensor system with such a housing.
  • an electrical line and evaluation electronics The requirement to implement a sensor system that regularly includes a passive sensor element, an electrical line and evaluation electronics is known from practice.
  • the electronics should be arranged or attached as compactly as possible in the area of the electrical line.
  • the supply and output signals for the electronics are also routed via an electrical line.
  • the electronics In order to protect the electronics from external influences (environmental influences, contact protection, electromagnetic interference, etc.), the electronics must be surrounded by a housing. Shielding is regularly provided to protect the electronics from electromagnetic radiation.
  • the housing comprises at least one thin layer of electrically conductive material.
  • housings are usually manufactured by turning or milling. These manufacturing processes are complex and mostly expensive. Metals (aluminium, stainless steel) or plastics are usually used as the material for the housing. In the case of metals, the finished housing sometimes has a relatively high weight. The problem with plastics is that they have no shielding effect. In order to achieve shielding, the finished housing can be metallized using various methods, but this means additional effort for masking, handling, etc., which leads to additional costs.
  • Housings with standard dimensions are known from practice, but they are only suitable to a limited extent for a specific application. Compromises are regularly required, after which the space requirement increases or an additional one Effort for mechanical post-processing is required. Although housings adapted to a specific application can be implemented, this requires a considerable additional outlay for tools, etc., which is why this is only economical for large quantities. Small and medium quantities cannot be produced economically in this way. Even minor adjustments, eg to use changed cable diameters, can only be implemented with considerable effort by adjusting the tool or subsequent processing.
  • the electrical connection of the cable shield must be made separately inside the housing using clamps or similar. In the case of small housings, this requires additional effort and space. A shield connection by soft soldering is often not possible because either the housing material cannot be soldered (e.g. stainless steel or aluminum) or cannot withstand the necessary soldering temperatures (e.g. metallization on plastic). In the case of cylindrical housings, which can be produced relatively cheaply by purely turning machining, the problem of fastening the housing often arises. Additional parts in the form of clamps, eyelets, etc. are required here, which require space and mean additional assembly work. A good, permanent mechanical connection to the substrate is usually difficult here.
  • a housing for an electronic unit which is simple in construction using conventional materials.
  • the housing should meet the usual requirements, also with regard to the necessary shielding against electromagnetic influences.
  • the housing should differ from competitive products.
  • a sensor system is to be specified which includes such a housing.
  • At least part of the housing consists of a printed circuit board material having a recess or recess, the recess or recess Perception at least partially forms the interior of the housing, which is used to measure the electronic unit.
  • a material that is customary in the field of electronics is used for the housing, namely a printed circuit board material of any design.
  • a closed housing structure can already be created with a half-shell and the appropriately designed printed circuit board for the electronics.
  • Two such half-shells can form a closed housing around electronics fitted on one or both sides.
  • these two half-shells are constructed identically, but can also have different structures or dimensions.
  • electronics refers to a unit that consists of a substrate, for example a printed circuit board or a ceramic, on which electronic components are fitted, which in turn are connected to conductor tracks.
  • the printed circuit board can be single-layer or multi-layer.
  • conductor tracks can be introduced in a known manner.
  • a flat copper layer can be added, which serves as a shield for the electronics.
  • vias can be introduced into one or more layers of the printed circuit board.
  • An all-round shielded housing can be formed with the copper layers and all-round vias. Albeit with the distant ones If 100% shielding cannot be achieved with plated through-holes, a sufficient shielding effect can be created for many applications - also depending on the frequency range.
  • the electrical and mechanical connection of the two housing halves can be made with the aid of tubular rivets through the holes.
  • the hollow rivets used can also be used to attach the housing with screws.
  • the electrical connection of the housing shield to the outside for example at ground potential, can also be easily established.
  • a screw connection or other conventional types of mechanical connection can also be used instead of the hollow rivets.
  • the cable shield can be electrically connected to the housing in a simple manner and with little space requirement by soldering on the cable shield. Connecting the shield to the electronics is just as easy.
  • the outer edges of the circuit boards can be metalized (side plating) in another standard process of circuit board production, resulting in a circumferentially closed metalization of the housing.
  • a reduction in the overall size of the housing also results from the omission of the plated-through holes.
  • a structure can also be introduced that clamps the cable when the housing is assembled and serves as a strain relief.
  • the structure can be designed as a web, the height of which is defined in such a way that when the housing is closed, the remaining gap is smaller than the cable diameter.
  • An improved strain relief results from several webs arranged offset to one another, which clamp the cable when the housing is closed and at the same time force it into a meandering course, which increases the holding forces.
  • a meandering structure can also be formed in the printed circuit board level, into which the strands are inserted. Tight bending radii result in strain relief for the strands in the housing without the strands being crushed.
  • the housing could be provided on the inner surface in a known manner for mounting electronic components.
  • part of the housing or both parts of the housing are part of the electronics at the same time. This eliminates the need for a separate printed circuit board for the electronics, which reduces the material-related manufacturing costs and the assembly effort.
  • the maximum producible thickness of the standard printed circuit boards may not be sufficient to be able to form a closed housing from two half-shells made of printed circuit board material.
  • the available installation space in the Z direction can be further increased.
  • shielding can be achieved by means of vias and edge metallization.
  • pins, notches or webs can be provided inside the half-shells or the frame, to which the electronics are fixed.
  • the electronics can be fixed in the housing both in the printed circuit board level and perpendicular to it.
  • conductive adhesive Another way to connect the housing parts to each other is to use conductive adhesive. As a result, the proposed tubular rivets would not have to be used.
  • the metallization layers of the housing parts can be electrically connected to one another with the conductive adhesive. Likewise, a seal of the Connection points given.
  • the conductive adhesive can also be used to electrically connect the cable shields inside.
  • Fig. 2 in a schematic side view, in section, the part of
  • Fig. 3 in a schematic side view, in section, a complete inventive housing with one-sided printed circuit board, and
  • FIG. 4 shows a schematic side view, partially in section, of a further exemplary embodiment of a housing according to the invention with housing halves without electronics and a printed circuit board fitted in the middle of the housing and populated on both sides.
  • Figure 1 shows a first part of a housing 1, in this case the underside 2 in plan view.
  • the housing 1 consists of a multi-layer circuit board 3, in which a recess 4 is introduced by milling, which is used to accommodate electronics 5, not shown in this figure.
  • a copper layer 6 (also not shown here) is placed on the underside of the housing in one layer of the circuit board 3 .
  • vias 7, 7' are formed circumferentially on the edge of the housing. These consist of conductive material lined or filled holes that connect individual layers of the circuit board 3. These vias 7, 7' are also conductively connected to the copper layer 6, so that an almost continuous shield is formed.
  • a strain relief 8 in the form of a web 9 is provided on one side of the housing 1 .
  • the strain relief 8' is designed in a meander shape 10.
  • holes 11 are formed at the corners for receiving tubular rivets or screws.
  • Webs 12, 12' are incorporated in the depression 4 of the housing 1, on which an electronic circuit board can be attached.
  • FIG. 2 shows the underside 2 of the housing 1 as a sectional drawing with the recess 4, the strain relief 8 as a web 9 and strain relief 8' as a meander 10 and webs 12, 12' for accommodating electronics. Also shown are a plated through hole 7 in section and a hollow rivet 18.
  • FIG. 3 shows a housing 1 according to the invention with an underside 2 in which a recess 4 is incorporated.
  • a circuit board 14, which contains electronic components 15 and forms electronics 5, is used as the top 13.
  • the line 16 of the electronics 5 is led out laterally from the housing.
  • a web 17 on the bottom 2 serves as strain relief.
  • the bottom 2 and top 13 of the housing 1 are connected to one another with hollow rivets 18 .
  • the housing 1 can also be fastened using the hollow rivets 18, for example with screws (not shown).
  • FIG. 4 shows a housing 1 according to the invention with a bottom 2 and a top 13, which are made up of two identical half-shells. The indentation 4 in the underside 2 and the indentation 4' in the upper side 13 are used to accommodate electronics 5.
  • This consists of a printed circuit board 19 which is equipped with electronic components 15, 15' on both sides.
  • the lines 16, 16' for contacting the electronics 5 are led out of the housing 1 on the side and opposite one another.
  • a web 9 or a meander 10 serves as a strain relief.
  • the electronics 5 are attached to webs 12, 12' in the housing 1.
  • FIG. Both halves of the housing 1 are connected to one another by means of hollow rivets 18, 18'.

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Abstract

Ein Gehäuse für eine elektronische Einheit, insbesondere für eine elektronische Einheit eines Sensorsystems, wobei das Gehäuse mindestens zweiteilig ausgeführt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gehäuses aus einem eine Vertiefung oder Ausnehmung aufweisenden Leiterplattenmaterial besteht, wobei die Vertiefung oder Ausnehmung zumindest teilweise den Innenraum des Gehäuses bildet, der zur Aufnahme der elektronischen Einheit dient.

Description

GEHÄUSE FÜR EINE ELEKTRONISCHE EINHEIT UND SENSORSYSTEM MIT EINEM GEHÄUSE
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine elektronische Einheit, insbesondere für eine elektronische Einheit eines Sensorsystems, wobei das Gehäuse mindestens zweiteilig ausgeführt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Sensorsystem mit einem solchen Gehäuse.
Aus der Praxis ist die Anforderung bekannt, ein Sensorsystem zu realisieren, welches regelmäßig ein passives Sensorelement, eine elektrische Leitung und eine Auswerteelektronik umfasst. Die Elektronik soll möglichst kompakt im Bereich der elektrischen Leitung angeordnet bzw. angebracht sein. Die Versorgungs- und Ausgangssignale für die Elektronik werden dabei ebenfalls über eine elektrische Leitung geführt. Um die Elektronik vor äußeren Einflüssen (Umwelteinflüsse, Berührschutz, elektromagnetische Störungen, etc.) zu schützen, muss die Elektronik von einem Gehäuse umgeben sein. Zum Schutz der Elektronik vor elektromagnetischer Strahlung ist regelmäßig eine Schirmung vorgesehen. Dabei umfasst das Gehäuse zumindest eine dünnen Schicht aus elektrisch leitendem Material.
Für kleine und mittlere Serien werden solche Gehäuse üblicherweise spanend durch Drehen oder Fräsen hergestellt. Diese Herstellverfahren sind aufwändig und zumeist teuer. Als Material der Gehäuse werden üblicherweise Metalle (Aluminium, Edelstahl) oder Kunststoffe verwendet. Es ergibt sich bei Metallen teilweise ein relativ hohes Gewicht des fertigen Gehäuses. Bei Kunststoffen besteht das Problem, dass diese keine Schirmwirkung aufweisen. Um eine Schirmung zu realisieren, können die fertigen Gehäuse zwar durch verschiedene Verfahren metallisiert werden, dies bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand für Maskierung, Handling, etc., was zu weiteren Kosten führt.
Aus der Praxis sind Gehäuse in Standardabmessungen bekannt, die jedoch nur bedingt für einen konkreten Anwendungsfall geeignet sind. Regelmäßig sind Kom promisse erforderlich, wonach sich der Platzbedarf erhöht oder ein zusätzlicher Aufwand für mechanische Nachbearbeitungen erforderlich ist. Auf eine konkrete Applikation angepasste Gehäuse lassen sich zwar realisieren, dies bedingt jedoch einen erheblichen Mehraufwand für Werkzeuge, etc., weshalb dies nur für große Stückzahlen wirtschaftlich ist. Kleine und mittlere Stückzahlen sind so wirtschaftlich nicht herstellbar. Auch kleinere Anpassungen, z.B. zur Verwendung von geänderten Leitungsdurchmessern, sind nur mit deutlichem Aufwand durch Anpassungen am Werkzeug oder nachträgliche Bearbeitung umsetzbar.
Ein weiteres Problem liegt in der sicheren elektrischen Verbindung der Leitungs schirme und deren elektrische Anbindung an den metallischen Teil des Gehäuses. Ebenso müssen die verwendeten Leitungen mechanisch mit dem Gehäuse verbunden werden, um ein Herausziehen aus dem Gehäuse zu vermeiden. Hier können sogenannte EMV-Verschraubungen verwendet werden, die eine Ab dichtung, eine Zugentlastung und die elektrische Anbindung des Leitungsschirms ermöglichen. Diese Verschraubungen sind jedoch teuer, groß in den Abmessungen und müssen von Hand montiert werden. Bei speziell angefertigten Gehäusen kann die Zugentlastung der Leitung durch Quetschen von Gehäuseteilen um den Leitungsmantel erfolgen. Hierfür müssen die Abmessungen auf jede verwendete Leitung angepasst werden, ebenso wie das verwendete Werkzeug zum Quetschen (Crimpen).
Die elektrische Anbindung des Leitungsschirms muss separat im Inneren des Gehäuses durch Klemmen o.ä. erfolgen. Bei klein bauenden Gehäusen erfordert dies zusätzlichen Aufwand und Bauraum. Eine Schirmanbindung durch Weichlöten ist oft nicht möglich, da entweder das Gehäusematerial nicht lötbar ist (z.B. Edelstahl oder Aluminium) oder den nötigen Löttemperaturen nicht Stand hält (z.B. Metallisierung auf Kunststoff). Bei zylindrischen Gehäusen, die relativ günstig durch rein drehende Bearbeitung herstellbar sind, ergibt sich oft das Problem der Befestigung des Gehäuses. Hier werden zusätzliche Teile in Form von Klemmen, Ösen, etc. benötigt, welche Bauraum benötigen und zusätzlichen Montageauf wand bedeuten. Eine gute, dauerhafte mechanische Verbindung zum Untergrund ist hier meist schwierig. Aus DE 10 2006 019 250 A1 ist für sich gesehen eine elektronische Baueinheit bekannt, die insbesondere in ölgefüllter und druckbeaufschlagter Umgebung zum Einsatz kommt. Hier wird eine bestückte Leiterplatte mit weiteren Schichten Leiter plattenmaterial, insbesondere mit Epoxidharz, zu einer flüssigkeitsdichten Bauein heit kombiniert. Die elektrische Anbindung zur Umgebung erfolgt mit Hilfe eines Leiterplattenfortsatzes, bevorzugt aus Polyimidfolie, der aus dem öl- und druck beaufschlagten Raum hinausgeführt ist. In dieser Druckschrift wird lediglich die Abdichtung der Elektronik gegenüber Druck und Flüssigkeit behandelt, eine Ab schirmung gegenüber elektromagnetischen Einflüssen ist dort nicht vorgesehen.
Ähnliche Aufbauten mit in das Leiterplattenmaterial eingebetteten Bauteilen werden durch verschiedene Leiterplattenhersteller beispielsweise unter dem Begriff „embedding technology“ angeboten. Dabei werden aktive und passive Bauelemente in mehrlagige Leiterplattenaufbauten eingebettet, um eine erhöhte Packungsdichte und Zuverlässigkeit zu erreichen. Auf Grund der bei der Herstellung der Leiterplatten nötigen hohen Temperaturen und Drücke ist es jedoch nicht möglich, Standardleitungen in diesem Leiterplattenprozess mit einzubetten. Der Aufbau eines Systems, bestehend aus einer oder mehreren Elektroniken, die miteinander über elektrische Leitungen oder Litzen verbunden sind, und die mit einem geschirmten Gehäuse geschützt sind, ist in dieser Technologie also nicht möglich.
Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine elektronische Einheit anzugeben, welches unter Nutzung herkömmlicher Materialien einfach im Aufbau ist. Das Gehäuse soll den üblichen Anforderungen genügen, auch in Bezug auf erforderliche Abschirmungen gegen elektromagnetische Einflüsse. Außerdem soll sich das Gehäuse von wettbewerblichen Produkten unterscheiden. Weiter soll ein Sensorsystem angegeben werden, welches ein solches Gehäuse umfasst.
Voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach besteht zumindest ein Teil des Gehäuses aus einem eine Vertiefung oder Aus nehmung aufweisenden Leiterplattenmaterial, wobei die Vertiefung oder Aus- nehmung zumindest teilweise den Innenraum des Gehäuses bildet, der zur Auf nahme der elektronischen Einheit dient.
Erfindungsgemäß wird für das Gehäuse ein auf dem Gebiet der Elektronik übliches Material verwendet, nämlich ein Leiterplattenmaterial in beliebiger Ausführung.
Übliche Leiterplatten werden in der zweilagigen Ausführung beidseitig mit Kupfer überzogen. Das Kupfer lässt sich mit Standardprozessen strukturieren und durchkontaktieren. Ebenso erfolgt eine Bearbeitung der Kontur mit Fräs- und Bohrwerkzeugen im Standardprozess. Stand der Technik im Standardprozess der Leiterplattenherstellung ist die sogenannte Z-Achsen-Fräsung, bei der die Leiterplatte in der Dicke bearbeitet bzw. reduziert wird. Hierdurch lässt sich im Standardprozess der Leiterplattenherstellung eine Gehäusehalbschale hersteilen.
Mit einer einseitig bestückten Elektronik lässt sich bereits mit einer Halbschale und der entsprechend gestalteten Leiterplatte der Elektronik eine geschlossene Gehäusestruktur erzeugen. Zwei solche Halbschalen können ein geschlossenes Gehäuse um eine einseitig oder auch zweiseitig bestückte Elektronik bilden. Diese beiden Halbschalen sind in einer bevorzugten Ausführung identisch aufgebaut, können jedoch auch unterschiedliche Strukturen oder Abmessungen haben. Als Elektronik wird im Folgenden eine Einheit bezeichnet, die aus einem Substrat, beispielsweise einer Leiterplatte oder einer Keramik, besteht, auf dem elektronische Bauelemente bestückt sind, die wiederum mit Leiterbahnen verbunden sind.
Die Leiterplatte kann einlagig oder mehrlagig ausgeführt sein. Bei Verwendung einer mehrlagigen Leiterplatte können in bekannter Weise Leiterbahnen eingebracht werden. Zusätzlich kann eine flächige Kupferlage eingebracht werden, die als Schirmung für die Elektronik dient. Weiterhin können in die eine oder mehrere Lagen der Leiterplatte Durchkontaktierung eingebracht werden.
Mit den Kupferlagen und umlaufenden Durchkontaktierungen kann ein umlaufend abgeschirmtes Gehäuse gebildet werden. Wenngleich mit den beabstandeten Durchkontaktierungen eine 100%ige Abschirmung nicht realisierbar ist, lässt sich dadurch bereits für viele Anwendungen - auch abhängig vom Frequenzbereich - eine ausreichende Schirmwirkung schaffen.
Bringt man in den Gehäusehälften metallisierte Bohrungen an, so kann die elektrische und mechanische Verbindung der beiden Gehäusehälften mit Hilfe von Hohlnieten durch die Bohrungen hindurch erfolgen. Die verwendeten Hohlnieten können auch zur Befestigung des Gehäuses mit Hilfe von Schrauben verwendet werden. Hierdurch ist auch die elektrische Anbindung des Gehäuseschirms nach außen hin, beispielsweise auf Erdpotential, einfach herstellbar. Ebenso kann an Stelle der Hohlnieten auch eine Schraubverbindung oder andere übliche mechanische Verbindungsarten angewandt werden.
Bringt man auf der inneren Kupferlage Lötflächen im Bereich der Leitungs einführung an, so kann durch Anlöten des Leitungsschirms auf einfache Weise und mit geringem Platzbedarf die elektrische Anbindung des Leitungsschirms an das Gehäuse erfolgen. Ebenso einfach ist so die Anbindung des Schirms an die Elektronik realisierbar.
Ist die Schirmwirkung der umlaufenden Durchkontaktierungen nicht ausreichend, so können in einem weiteren Standardprozess der Leiterplattenherstellung die Außenkanten der Leiterplatten metallisiert werden (side plating), wodurch sich eine umlaufend geschlossene Metallisierung des Gehäuses ergibt. Ebenso ergibt sich eine Reduzierung der Baugröße des Gehäuses durch das Weglassen der Durchkontaktierungen.
Im Bereich der Leitungseinführungen kann des Weiteren eine Struktur eingebracht werden, die beim Zusammenbau des Gehäuses die Leitung klemmt und dabei als Zugentlastung dient. Die Struktur kann im einfachsten Fall als Steg ausgeführt sein, dessen Höhe so festgelegt ist, dass bei geschlossenem Gehäuse der verbleibende Spalt geringer als der Leitungsdurchmesser ist. Eine verbesserte Zugentlastung ergibt sich durch mehrere, zueinander versetzt angeordnete Stege, die bei geschlossenem Gehäuse die Leitung klemmen und gleichzeitig in einen mäanderförmigen Verlauf zwingen, wodurch die Haltekräfte erhöht sind. Vor allem bei dünnen Leitungen oder Litzen kann auch eine mäanderförmige Struktur in der Leiterplattenebene ausgebildet werden, in die die Litzen eingelegt werden. Durch enge Biegeradien ergibt sich eine Zugentlastung der Litze im Gehäuse, ohne dass die Litzen gequetscht werden.
Ebenso ist eine Kombination der zuvor beschriebenen Varianten möglich.
Das Gehäuse könnte auf der innenliegenden Fläche in bekannter Weise für die Bestückung von Elektronikkomponenten vorgesehen sein. Somit ist ein Teil des Gehäuses oder sind beide Teile des Gehäuses gleichzeitig Teil der Elektronik. Damit entfällt die separate Leiterplatte für die Elektronik, wodurch sich die materialbedingten Herstellkosten verringern und der Montageaufwand reduziert.
Umfasst die Elektronik höhere Bauteile, so ist die maximal herstellbare Dicke der Standard-Leiterplatten ggf. nicht ausreichend, um ein geschlossenes Gehäuse aus zwei Halbschalen aus Leiterplattenmaterial bilden zu können. Durch den Einsatz eines oder mehrerer Rahmen zwischen den Halbschalen, vorzugsweise ebenso in Leiterplattentechnologie hergestellt, kann der verfügbare Bauraum in Z- Richtung weiter vergrößert werden. Auch hier kann die Schirmung, wie bei den Halbschalen, mittels Durchkontaktierungen und Kantenmetallisierung erfolgen.
Um eine einfache Fixierung der eingebauten Elektronik zu erreichen, können im Inneren der Halbschalen bzw. der Rahmen Zapfen, Kerben oder Stege vorgesehen sein, an denen die Elektronik fixiert ist. Hierdurch kann eine Fixierung der Elektronik im Gehäuse sowohl in der Leiterplattenebene, als auch senkrecht zu dieser, erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit, die Gehäuseteile miteinander zu verbinden, besteht in der Verwendung von leitfähigem Klebstoff. Hierdurch müssten die vorgeschlagenen Hohlnieten nicht verwendet werden. Mit dem leitfähigen Klebstoff können die Metallisierungsschichten der Gehäuseteile elektrisch miteinander verbunden werden. Ebenso ist eine Abdichtung der Verbindungsstellen gegeben. Der leitfähige Kleber kann ebenso zur elektrischen Anbindung der Leitungsschirme im Inneren verwendet werden.
Weiterhin kann mit dem in der Leiterplattentechnik verwendeten strukturierten Lötstopplack auf einfache und günstige Weise eine dauerhafte Beschriftung des Gehäuses mit z.B. Firmenlogo, Artikelnummern oder ähnlichen Aufschriften erfolgen, ohne auf andere, aufwändigere oder teurere Methoden, wie z.B. Laserbeschriftung, zurückgreifen zu müssen.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevor zugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht, einen ersten Teil eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, den Teil des
Gehäuses gemäß Figur 1 ,
Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein komplettes er findungsgemäßes Gehäuse mit einseitig bestückter Leiterplatte, und
Fig. 4 in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit Gehäusehälften ohne Elektronik und einer mittig im Gehäuse angeordneten, beidseitig bestückten Leiterplatte. Figur 1 zeigt einen ersten Teil eines Gehäuses 1 , in diesem Fall die Unterseite 2 in Draufsicht. Das Gehäuse 1 besteht aus einer mehrlagigen Leiterplatte 3, in die durch Fräsen eine Vertiefung 4 eingebracht ist, die zur Aufnahme einer in dieser Figur nicht gezeigten Elektronik 5 dient. Um die Elektronik abzuschirmen, ist auf der Unterseite des Gehäuses in einer Lage der Leiterplatte 3 eine hier ebenfalls nicht gezeigte Kupferlage 6 eingebracht. Weiterhin sind umlaufend am Rand des Gehäuses Durchkontaktierungen 7, 7‘ ausgebildet. Diese bestehen aus mit leit fähigem Material ausgekleideten oder gefüllten Bohrungen, die einzelne Lagen der Leiterplatte 3 verbinden. Diese Durchkontaktierungen 7, 7‘ sind ebenfalls mit der Kupferlage 6 leitend verbunden, so dass ein nahezu durchgängiger Schirm gebildet ist.
Beispielhaft ist an einer Seite des Gehäuses 1 eine Zugentlastung 8 in Form eines Steges 9 ausgeführt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Zugentlastung 8‘ in Mäanderform 10 ausgebildet. Zur Befestigung des Gehäuses 1, oder zur Ver bindung mit dem oberen Teil des Gehäuses 1 sind an den Ecken Bohrungen 11 zur Aufnahme von Hohlnieten oder Schrauben ausgebildet.
In der Vertiefung 4 des Gehäuses 1 sind Stege 12, 12‘ eingearbeitet, auf denen eine Elektronikplatine angebracht werden kann.
Figur 2 zeigt die Unterseite 2 des Gehäuses 1 als Schnittzeichnung mit der Vertiefung 4, der Zugentlastung 8 als Steg 9 und Zugentlastung 8‘ als Mäander 10 sowie Stegen 12, 12‘ zur Aufnahme einer Elektronik. Ebenfalls gezeigt sind eine Durchkontaktierung 7 im Schnitt, sowie eine Hohlniete 18.
Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1 mit einer Unterseite 2, in die eine Vertiefung 4 eingearbeitet ist. Als Oberseite 13 dient eine Leiterplatte 14, die Elektronikbauteile 15 enthält und eine Elektronik 5 bildet. Die Leitung 16 der Elektronik 5 ist seitlich aus dem Gehäuse herausgeführt. Als Zugentlastung dient ein Steg 17 an der Unterseite 2. Die Unterseite 2 und Oberseite 13 des Gehäuses 1 sind mit Hohlnieten 18 miteinander verbunden. Anhand der Hohlnieten 18 kann das Gehäuse 1 auch befestigt werden, beispielsweise mit nicht gezeigten Schrauben. Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1 mit einer Unterseite 2 und einer Oberseite 13, die aus zwei gleichen Halbschalen aufgebaut sind. Die Vertiefung 4 der Unterseite 2 und die Vertiefung 4‘ der Oberseite 13 dienen zur Aufnahme einer Elektronik 5. Diese besteht aus einer Leiterplatte 19, die beidseitig mit Elektronikbauteilen 15, 15‘ bestückt ist. Die Leitungen 16, 16‘ zur Kontaktierung der Elektronik 5 sind seitlich und gegenüberliegend aus dem Gehäuse 1 herausgeführt. Als Zugentlastung dient ein Steg 9 bzw. ein Mäander 10. Die Elektronik 5 ist an Stegen 12, 12‘ im Gehäuse 1 befestigt. Beide Hälften des Gehäuses 1 werden mittels Hohlnieten 18, 18‘ miteinander verbunden.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ge häuses und des ebenso erfindungsgemäßen Sensorsystems wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gehäuses und des ebenso erfindungsgemäßen Sensorsystems lediglich zur Erörterung der bean spruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele ein schränken.
Bezugszeichenliste
Gehäuse
Unterseite des Gehäuses
Leiterplatte , 4‘ Vertiefungen
Elektronik
Kupferlage , 7‘ Durchkontaktierungen , 8‘ Zugentlastungen
Steg 0 Zugentlastung in Mäanderform1 Bohrungen 2, 12‘ Stege 3 Oberseite 4 Leiterplatte 5, 15‘ Elektrobauteile 6, 16‘ Leitungen 7 Steg 8, 18‘ Hohlnieten 9 Leiterplatte

Claims

A n s p r ü c h e
1. Gehäuse für eine elektronische Einheit, insbesondere für eine elektronische Einheit eines Sensorsystems, wobei das Gehäuse mindestens zweiteilig ausgeführt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zumindest ein Teil des Gehäuses aus einem eine Vertiefung oder Ausnehmung aufweisenden Leiterplattenmaterial besteht, wobei die Vertiefung oder Ausnehmung zumindest teilweise den Innenraum des Gehäuses bildet, der zur Aufnahme der elektronischen Einheit dient.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus mindestens zwei Gehäuseteilen aus Leiterplattenmaterial besteht.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Gehäuseteile als Gehäuseschale ausgeführt ist.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse durch zwei Gehäusehälften gebildet ist, nämlich durch eine erste Gehäusehälfte als Leiterplatte mit einseitig bestückter Elektronik und eine zweite Gehäusehälfte aus Leiterplattenmaterial ohne Elektronik.
5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse durch zwei Gehäusehälften gebildet ist, nämlich durch zwei Gehäusehälften, jeweils als Leiterplatte mit einseitig bestückter Elektronik.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse durch zwei vorzugsweise identische Gehäusehälften ohne Elektronik gebildet ist, die um eine einseitig oder zweiseitig bestückte Leiterplatte eine geschlossene Gehäusestruktur bilden.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einheit ein Substrat, beispielsweise eine Leiterplatte, oder eine Keramik mit elektronischen Bauelementen umfasst, die über Leiterbahnen ver bunden sind.
8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplattenmaterial ein- oder mehrlagig ausgeführt ist.
9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplattenmaterial eine Abschirmung der elektronischen Einheit gegen elektromagnetische Einflüsse bildet.
10. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zwei- oder mehrlagigen Leiterplattenmaterial die Leiterbahnen und ggf. umlaufende Durchkontaktierungen in die Lagen oder zwischen den Lagen integriert sind, wobei die Durchkontaktierungen als zusätzliche Schirmung für die Elektronik dienen.
11. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zwei- oder mehrlagigen Leiterplattenmaterial eine vorzugsweise flächige Kupferlage als zusätzliche Schirmung für die Elektronik integriert ist.
12. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Abschirmung der Elektronik die Außenkanten des Leiterplatten materials weitgehend oder zumindest partiell metallisiert sind.
13. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmung flächige metallische Bereiche auf oder in der Leiterplatte und umlaufende, punkt- oder linienförmige Bereiche in Form von Durchkontaktierungen am Rand der Leiterplatte und/oder flächige metallische Bereiche an den Kanten der Leiterplatte umfasst.
14. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Anschlussleitung zum Anschluss der Elektronik vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise auf der Kupferlage, im Bereich der Leitungsführung, Lötflächen zur elektrischen Anbindung des Leitungsschirms an das Gehäuse und/oder an die Elektronik vorgesehen sind.
15. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Anschlussleitung zum Anschluss der Elektronik vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile im Bereich der Leitungsführung eine Klemmstruktur umfassen, die beim Zusammenbau des Gehäuses die elektrische Anschlussleitung klemmt und als Zugentlastung dient.
16. Gehäuse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm struktur insbesondere dünnen Anschlussleitungen, vorzugsweise Litzen, eine mäanderförmige Anordnung aufzwingt.
17. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile mindestens ein Rahmenteil aus vorzugsweise an den Kanten metallisiertem Leiterplattenmaterial umfassen, welches zwischen den Gehäusehälften zur Vergrößerung des im Gehäuse befindlichen Volumens eingebaut ist.
18. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Gehäuses, vorzugsweise auf der Innenseite der Gehäuseteile, Halteelemente zur Fixierung der Elektronik bzw. der Elektronikbauteile vorgesehen sind.
19. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile durch metallisierte Bohrungen und sich durch die Bohrungen erstreckende Hohlnieten, Schrauben oder dgl. elektrisch und mechanisch verbunden sind.
20. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile durch einen leitfähigen Klebstoff miteinander verbunden sind.
21. Sensorsystem umfassend mindestens ein vorzugsweise passives Sensor element, eine Anschlussleitung und eine Elektronik, mit einem Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 20.
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