Die vorliegende Erfindung betrifft Elektronikmodule für Fahrzeugsteuergeräte. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Bauelement-Ummantelung für Elektronikmodule für ein Steuergerät eines Fahrzeugs. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektronikmodul, ein Steuergerät, ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil, sowie ein Herstellungsverfahren für ein Elektronikmodul, aufweisend eine Bauelemente-Ummantelung.

Stand der Technik

Elektronikmodule für Steuergeräte, zum Beispiel für Getriebesteuergeräte, benötigen meist aufgrund ihrer Anordnung, zum Beispiel in einer aggressiven Flüssigkeit, meist ein hermetisch dichtes Gehäuse. Herkömmliche

Elektronikmodule realisieren dies, indem auf einer Leiterplatte ein

Abdeckelement aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt wird. Das Abdeckelement kann z.B. metallisch ausgeführt sein, während die Leiterplatte herkömmlich ausgebildet ist.

Wichtig für eine gute Abdichtung des durch die Leiterplatte und das

Abdeckelement gebildeten Innenraums ist eine geeignete Klebeverbindung zwischen dem Abdeckelement und der Leiterplatte. An eine solche

Klebeverbindung können besondere Anforderungen gestellt sein. Wird beispielsweise ein Elektronikmodul als Bestandteil eines Getriebesteuergerätes im Getriebe eingesetzt, kommt dieses regelmäßig mit aggressiver

Getriebeflüssigkeit in Berührung. Darüber hinaus erfährt ein solches

Elektronikmodul im Betrieb regelmäßig eine starke Erwärmung. Eine

Klebeverbindung muss somit auch im Falle eines erwärmten Betriebes sicher abdichten. Insbesondere unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien von Leiterplatte und Abdeckelement können in der Klebeverbindung Scherkräfte hervorrufen. Offenbarung der Erfindung

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann somit darin gesehen werden, eine verbesserte Bauelemente-Ummantelung für Bauelemente eines

Elektronikmoduls bereitzustellen.

Demgemäß wird ein Elektronikmodul für ein Fahrzeug, ein Steuergerät für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil, sowie ein

Herstellungsverfahren für ein Elektronikmodul gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Elektronikmodul angezeigt, welches zunächst ein Leiterplattenelement aufweist. Dieses Leiterplattenelement weist zumindest in einem Teilbereich zumindest ein elektronisches Bauelement auf, welches mit dem Leiterplattenelement, insbesondere dessen Leiterbahnen in Verbindung steht. Diese Leiterbahnen können beispielsweise vom elektronischen

Bauelement ausgehend im Inneren des Leiterplattenelementes geführt und an entfernter Stelle dieses wiederum verlassen, um beispielsweise elektrische Verbindungstechnik wie Sensorik oder Aktuatorik anzubinden.

Erfindungsgemäß wird nun das zumindest eine elektronische Bauelement von einem Mantelelement umschlossen. Das Mantelelement weist hierbei einen Innenraum auf, in welchem Innenraum das zumindest eine elektronische Bauelement angeordnet ist. Der Innenraum zwischen Mantelelement und Leiterplattenelement kann im Wesentlichen dem elektronischen Bauelement entsprechen, dieses kann somit beispielsweise vom Mantelelement umgössen worden sein, oder aber das Mantelelement selbst kann einen größeren Innenraum aufweisen, somit beispielsweise einen Hohlraum ausbilden, in dem das zumindest eine elektronische Bauelement oder auch eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen angeordnet ist. Das Mantelelement ist nun erfindungsgemäß nicht (ausschließlich) kraftschlüssig an das Leiterplattenelement angebunden, sondern (zumindest partiell) formschlüssig.

Ein entsprechender Formschluss wird sich erfindungsgemäß dadurch bereit gestellt, dass das Leiterplattenelement vor dem Aufbringen des Mantelelementes eine dreidimensionale Mikrostruktur zumindest eines Teilbereiches aufweist, in welchem auch das Mantelelement angeordnet ist. Eine solche Mikrostruktur des Leiterplattenelementes lässt sich beispielsweise durch eine Behandlung des Leiterplattenelementes erzeugen. In anderen Worten wird eine geringfügige, gewollte, nicht reversible Veränderung der Oberfläche des

Leiterplattenelementes durch beispielsweise einen Laserstrahl erzeugt, wodurch die Oberfläche in dem Bereich der Mikrostrukturierung eine solche Oberfläche aufweisen kann, die geeignet ist, einem Mantelelement, welches beispielsweise nach der Erzeugung der Mikrostruktur aufgespritzt wird, eine ausreichende Basis für eine formschlüssige Verankerung auf der Oberfläche bereitzustellen. Anders ausgedrückt kann über die Laserbehandlung die Oberfläche partiell und minimal zerstört bzw. aufgeraut werden, so dass ein nachträglich aufgespritztes

Kunststoffteil mit dieser Oberfläche einen Formschluss ausbilden kann.

Ein Leiterplattenelement erhält somit zumindest partiell durch eine

Laserbehandlung oder einen anderen geeigneten Umformprozess eine

Mikrostruktur seiner Oberfläche. Nachfolgend wird in einem Spritzprozess eine Kunststoffmasse fest haftend und dicht, zumindest partiell mit dem

Leiterplattenelement verbunden. Aufgrund der Mikrostrukturierung stellt somit die Oberfläche des Leiterplattenelementes in diesem Bereich eine geeignete Oberfläche zur Verfügung, um sich mit einem nachfolgend aufgespritzten Kunststoffmaterial formschlüssig zu verbinden.

Eine solche erfindungsgemäße Mikrostrukturierung stellt somit eine

kostengünstige und einfache Möglichkeit der Realisierung einer Verbindung zwischen einem Leiterplattenelement und einem Kunststoff dar. Dies ermöglicht neue Abdichtkonzepte zwischen Leiterplattenelement und Kunststoff. Bekannte Leiterplattenelemente haben dabei eine hohe Temperaturbeständigkeit und sind somit für einen Kunststoffumspritzprozess geeignet. Ein separater Oberflächenreinigungsprozess, wie beispielsweise vor einem Verkleben von

Elementen, kann entfallen, insbesondere dann, wenn direkt nach dem

Oberflächenstrukturierungsvorgang das Mantelelement aufgespritzt wird.

Erfindungsgemäß kann als Leiterplattenelement eine herkömmliche Leiterplatte oder aber auch eine flexible Leiterplatte (Flexible Printed Circuit FPC) verwendet werden. Auch denkbar ist, beispielsweise eine auf der Oberfläche des

Leiterplattenelementes verlaufende Leiterbahn zu mikrostrukturieren. Hierbei kann eine Anpassung des Mikrostrukturierungsprozesses nötig sein,

beispielsweise Anpassung der Leistung eines Laserstrahls.

Ebenso kann in Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einer Leiterplatte allgemein ein Schaltungsträger verstanden werden, der an der Oberfläche eine partielle

Mikrostruktur besitzt und z.B. integrierte oder zumindest partiell an der Oberfläche verlaufendende, metallische Leiter aufweist. Dies mag beispielsweise ein Thermo- oder Duroplast (verstärkt oder unverstärkt) mit eingebetteten bzw. eingespritzten

metallischen Leitern, z.B. eine PCB oder FPC mit integrierten Leitern, ein Kunststoffteil mit integrierten Stanzgittern oder Drähten als Leiter oder auch ein keramischer Schaltungsträger sein. Der Ausdruck Leiterplatte soll somit im Kontext der

vorliegenden Erfindung nicht einschränkend als ein Element aus gehärtetem

Epoxidharz mit integrierten Glasfasermatten aufgefasst werden. Dies stellt somit lediglich ein exemplarisches Beispiel dar, auf welches die nachfolgende

Figurenbeschreibung Bezug nimmt.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Figuren 1 a,b das erfindungsgemäße Prinzip der Mikrostrukturierung;

Figuren 2a-c ein exemplarisches Verfahren zur Mikrostrukturierung;

Figuren 3a-8c exemplarische Ausgestaltungen eines Elektronikmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung

Weiter Bezug nehmend auf die Figuren 1 a,b wird das erfindungsgemäße Prinzip der Mikrostrukturierung dargestellt.

In Figur 1 a zu sehen ist zunächst ein Leiterplattenelement 7, exemplarisch ausgeführt aus gehärtetem Epoxidharz mit integrierten Glasfasermatten.

Zumindest teilweise im Inneren des Leiterplattenelementes 7 angeordnet sind Leiterelemente 4, beispielsweise ausgeführt als Kupferleiter, welche an einer definierten Stelle durch die Oberfläche des Leiterplattenelementes 4 ragen und dort beispielsweise unter Verwendung von Kontaktelementen 3 bzw.

Kontaktpads abgeschlossen sind. Die Kontaktelemente 3 können

unterschiedliche Oberflächenbeschichtungen aufweisen, beispielsweise Gold oder Zinn.

Die Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 wird in einem definierten Bereich 5 oberflächenbehandelt und dabei mikrostrukturiert 6. Die Mikrostruktur 6 kann exemplarisch mit einem Laserprozess generiert werden, bei welchem ein Laserstrahl auf die Oberfläche aufgebracht wird. Die Mikrostrukturierung 6 kann dabei partiell erfolgen, somit nur einen Teil der Oberfläche eines

Leiterplattenelementes 7 betreffen und insbesondere umlaufend sein, somit exemplarisch ein auf der Oberfläche angeordnetes elektronisches Bauelement umfangsseitig umschließen. Hierdurch mag sichergestellt sein, dass das Bauelement von einem sicher auf der Oberfläche des Leiterplattenelementes haftenden Mantelelement, welches auf die Mikrostrukturierung 6 aufgebracht wird, umschlossen werden kann.

In einem nach dem Mikrostrukturierungsschritt nachgeschalteten

Umspritzprozessschritt kann im Bereich 5 ein Mantelelement 2, beispielsweise ausgebildet als eine Kunststoff masse 2 angeordnet bzw. aufgespritzt werden. Diese Kunststoffmasse kann exemplarisch ein Thermoplast oder Duroplast sein, das mit seinem Wärmeausdehnungskoeffizienten, gegebenenfalls durch Verwendung passender Füll- bzw. Verstärkungsstoffe an den

Wärmeausdehnungskoeffizienten des Leiterplattenelementes 7 angepasst ist. Das Mantelelement 2 kann dabei den Bereich 5 umspritzen bzw. im Bereich der Mikrostrukturierung 6 nur überspritzt werden. So kann beispielsweise ein geeignetes Aufnahmemittel fest mit der Leiterplattenelementoberfläche verbunden werden, welches nachfolgend geeignet bzw. eingerichtet ist, weitere Elemente, beispielsweise zur Abdeckung bzw. hermetischen Versiegelung von Bauelementen auf dem Leiterplattenelement 7 bereitzustellen.

Bei dem Spritzprozess dringt die zumindest teilweise flüssige Masse des Mantelelementes, beispielsweise eine flüssige Kunststoffmasse, in die

Mikrostrukturen 6 des Leiterplattenelementes 7 ein und füllt dieses aus. Beim anschließenden Erkalten kommt es zu einer festen und dichten Verbindung zwischen Mantelelement 2 und Mikrostrukturierung 6. Aufgrund der

Ausgestaltung der Mikrostrukturierung 6, wie beispielsweise der Figur 1 b zu entnehmen ist, verbinden sich Mantelelement 2 und Mikrostrukturierung 6 formschlüssig.

Weiter Bezug nehmen auf Figuren 2a-c wird ein exemplarisches Verfahren zur Mikrostrukturierung dargestellt.

Figur 2a zeigt exemplarisch ein Leiterplattenelement 7. Figur 2a kann hierbei einen Ausschnitt aus einer größeren Leiterplatte versinnbildlichen. Exemplarisch wird ein Mikrostrukturierungsverfahren angezeigt, bei dem ein Laserstrahl 40 die Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 überstreicht und hierbei die

Mikrostrukturierung 6 erzeugt. Exemplarisch fährt Laserstrahl 40 linear in Richtung V und erzeugt dabei eine mikrostrukturierte Bahn der Breite S.

Nach Durchfahren einer Bahn kann beispielsweise die Bewegungsrichtung des Laserstrahls invertiert werden und direkt neben dieser nun erzeugten Bahn eine weitere Bahn mikrostrukturiert werden. Durch mehrfaches Überstreichen der Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 kann somit eine wie in Figur 2b dargestellte Oberfläche erzeugt werden. Diese weist eine Mikrostrukturierung 6 auf, auf die nun in einem nachfolgendem Spritzprozess eine geeignete

Kunststoffmasse oder dergleichen, allgemein ein Mantelelement 2 aufgebracht und mit der mikrostrukturierten Oberfläche verbunden wird. Figur 2c zeigt hierbei nochmals im Detail das Einfließen des Materials des Mantelelementes 2 in die mikrostrukturierte 6 Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 und die daraus resultierende formschlüssige Verbindung.

Der Laserstrahl strukturiert somit die Oberfläche durch eine definierte Ablenkung des Laserstrahls, z.B. unter Verwendung eines Galvo-Scanners. Die Oberfläche des Leiterplattenelementes kann dabei mir ultrakurzes Laserpulsen abgerastert werden, wodurch eine Mikro-Nano-Struktur erzeugt wird. Nachfolgend werden die Bauelemente mit einem Thermoplast oder Klebemittel umspritzt. Das

Polymer bzw. der Klebstoff dringt bzw. fließt dabei in die mehrskalige Struktur ein und erzeugt dabei eine feste und dichte Verbindung.

Anstatt einer (steifen) Leiterplatte kann das Leiterplattenelement 7 auch als flexible Leiterplatte bzw. Flexible Printed Circuit Board (FPCB) realisiert sein. Gegebenenfalls muss die Leistung eines für die Mikrostrukturierung 6

verwendeten Lasers an die Folienstruktur der flexiblen Leiterplatte angepasst werden.

Im Weiteren werden einige technische Umsetzungen beschrieben, die beispielhaft in Getriebesteuermodulen, deren Steuergerät und deren

Funktionselementen zum Einsatz kommen können.

Figuren 3a zeigt eine exemplarische Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls mit dichter Mold-Verpackung, welche direkt auf das

Leiterplattenelement 7 aufgespritzt ist.

Eine Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 ist wiederum durch einen Laser partiell und umlaufend mikrostrukturiert 6 worden. Auf der Oberfläche angeordnet sind elektronische Bauelemente 8, die beispielsweise unter Verwendung von Verbindungselementen bzw. Bonds 13 mit Kontaktflächen 3 und im Weiteren den Leitelementen 4 verbunden sind. Diese auf der Oberfläche des

Leiterplattenelementes 7 angeordneten Bauelemente 8 sollen nun im Weiteren durch den erfindungsgemäßen Ummantelungsprozess geschützt werden. Unter Verwendung eines geeigneten Umspritzwerkzeuges wird somit Mantelelement 2, zunächst in Form exemplarisch als flüssige Kunststoffmasse, auf das

Leiterplattenelement 7 und hierbei insbesondere auf den Bereich 5 der Mikrostrukturierung 6 aufgebracht. Diese Mikrostrukturen 6 werden somit mit der Kunststoffmasse 2 gefüllt und überdecken dabei die Bauelemente 8. Somit ergibt sich nach dem Erkalten der Kunststoffmasse 2 ein dichter Schutz der

elektronischen Bauelemente 8 zum Beispiel vor Getriebeöl.

Leiterplattenelement 7 kann hierbei, wie in Figur 3a dargestellt, an geeigneter Stelle ein Wärmeleitelement 9, zum Beispiel ein Metallinlay aus Kupfer, aufweisen, um hierdurch eine verbesserte Wärmeabfuhr Q der elektronischen Bauelemente 8 bereitzustellen.

Figur 3b zeigt nun eine Mold-Verpackung, welche partiell durch das

Leiterplattenelement 7 gespritzt wurde.

Figur 3b ist hierbei im Wesentlichen mit Figur 3a vergleichbar, wobei das Leiterplattenelement 7 an geeigneter Stelle Aussparungen 10,12 aufweist. Durch geeignet ausgebildete Werkzeuge kann die Moldmasse 2 beim Vergießen die Aussparungen 10,12 durchdringen und auf die zweite Seite, in Figur 3b die untenliegende Seite, des Leiterplattenelementes 7 gelangen. Durch geeignete Vergusswerkzeuge kann auf dieser gegenüberliegenden Seite eine Form in die Kunststoffmasse 2 eingebracht werden, so dass auch an der

gegenüberliegenden Seite ein Formschluss auftritt. Hierdurch lässt sich ein besserer mechanischer Kontakt bzw. eine verbesserte Befestigung einer erkalteten Moldmasse 2 bereitstellen. Ein Ausgestaltung gemäß Figur 3b mag auch ein Durchbiegen des Elektronikmoduls reduzieren, da die Kunststoffmasse 2 auf beiden Seiten des Leiterplattenelementes auftritt und so für ein

Spannungsgleichgewicht sorgt.

Ebenfalls in Figur 3b dargestellt ist die Realisierung eines integrierten

Metallinlays 9 im Leiterplattenelement 7. Auf der rechten Seite der Figur 3b ist zusätzlich zum Leiterplattenelement 7 ein Trägerelement 1 1 , beispielsweise eine Metallplatte, vorgesehen, die ebenfalls eine Aussparung 12 aufweist, so dass die Moldmasse 2 sowohl das Leiterplattenelement als auch das Trägerelement 1 1 durchfließen und dieses von der in Figur 3b untenliegenden Seite her formschlüssig umgreifen kann. Ein Aspekt der Figuren 3a, b ist die Ummoldung der elektronischen Bauelemente 8 nach deren Montage und Kontaktierung. Ist dies nicht erwünscht, können die nachfolgenden Ausführungsbeispiele Vorteile eines einfachen

Steuergerätegehäusekonzepts realisieren, welches Schritt für Schritt aufgebaut und zum Beispiel bei Analyse einfach demontiert werden kann, ohne die

Moldmasse 2 bzw. das Mantelelement 2 kompliziert abtragen zu müssen.

Figuren 4a-e zeigen nun ein erfindungsgemäßes Elektronikmodul mit einer Rahmenstruktur.

In Figur 4a zu erkennen ist die Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 wiederum mikrostrukturiert 6 ausgebildet. Auf diese Mikrostrukturierung 6 wird nun eine rahmenformige Struktur 14 aufgebracht, beispielsweise aufgespritzt und dabei in bekannter Weise wie zuvor beschrieben mit der Mikrostrukturierung 6 formschlüssig verbunden. Ein Thermoplast oder Duroplast dringt dabei in die Mikrostrukturen 6 des Leiterplattenelementes 7 ein und ergibt nach dem Erkalten einen zum Leiterplattenelement 7 dichtend ausgebildeten Rahmen 14, aufgebaut aus Mantelelement 2 bzw. dessen Vergussmasse. Wiederum exemplarisch dargestellt ist das teilweise Durchdringen des Mantelelementes 2 durch eine geeignete Öffnung im Leiterplattenelement 7.

Nach dem Aufbringen der Rahmenstruktur 14 auf bzw. durch das

Leiterplattenelement 7 und dessen Mikrostruktur 6 kann ein Bestückungsvorgang des Leiterplattenelementes 7 erfolgen, das Leiterplattenelement 7 somit mit elektrischen Bauelementen oder Bauelementeträgern 8 bestückt werden. Die elektrische Verbindung zum im Leiterplattenelement 7 angeordneten

Leiterelementen 4 kann wieder durch Verbindungselemente 13 erfolgen.

Zur Abdichtung des Elektronikmoduls, insbesondere des

Mantelelementinnenraumes bzw. der dort angeordneten elektronischen

Bauelemente 8 gegenüber dem Außenbereich kann ein Abdeckelement 24, bevorzugt aus einem Kunststoff oder Metall, insbesondere einem gleich oder ähnlich ausgebildeten Kunststoff wie die Rahmenstruktur 14, aufgesetzt und wie im Bereich 15 der Figur 4a dargestellt mit beispielsweise einer Ultraschall- Kunststoffschweißung oder einer Laser-Kunststoffschweißung dicht mit dem Gehäuserahmen bzw. der Rahmen struktur 14 verbunden werden. Allgemein kann 15 als ein beliebiger, geeigneter Schweißvorgang oder anders gearteter Verbindungsprozess ausgestaltet sein.

Eine alternative Verbindungsmöglichkeit ist im Bereich 16 dargestellt und als eine in der Rahmenstruktur 14 verlaufende Nut ausgebildet, in die das Abdeckelement 24 geeignet eingebracht werden, beispielsweise dort dicht verklebt bzw.

vergossen werden kann. Abdeckelement 24 kann im Weiteren auch eine Öffnung 18 aufweisen. Mittels dieser Öffnung 18 kann, nachdem das Abdeckelement 24 dicht mit dem Rahmenelement 14 verbunden wurde, eine Dichtheitsprüfung dergestalt durchgeführt, somit geprüft werden, inwieweit der Innenraum des Elektronikmoduls dicht ist. Nach erfolgter Dichtigkeitsprüfung kann

gegebenenfalls je nach Applikation ein Vergussmasse 17, beispielsweise ein Gel eingefüllt werden, welches den Innenraum partiell oder vollständig ausfüllt.

Öffnung 18 kann auf bekannte Weise mit einem geeigneten Element dicht verschlossen werden, beispielsweise mit einem kugelförmigen Element, welches in Öffnung 18 eingepresst wird.

Um bei einem Spritzvorgang der Rahmenstruktur 14 möglicherweise

empfindliche und an der Oberfläche des Leiterplattenelementes liegende

Kontaktierungsoberflächen 3 nicht zu beschädigen bzw. zu verschmutzen, kann die Oberfläche des Leiterplattenelementes vor dem Spritzvorgang zumindest partiell mit einer geeigneten Abdeckung versehen werden, beispielsweise eine selbstklebende und wärmebeständige Schutzfolie 22. Diese kann exemplarisch aus Polyimid gefertigt sein und nach dem Spritzvorgang und vor dem Bestücken mit elektronischen Bauelementen 8 wieder entfernt werden. Exemplarisch dargestellt sind Werkzeugbestandteile 19,20 und 23, die eine Kavität ausbilden, welche im Wesentlichen der Form der Rahmenstruktur 14 entspricht. Eine geeignete Öffnung, zum Beispiel Anspritzkanal 21 , kann vorgesehen sein, um das Material für die Rahmenstruktur 14 in die gebildete Kavität einzubringen. Dies ist exemplarisch in Figur 4b dargestellt.

Gemäß Figur 4c kann wiederum ein Trägerelement 1 1 , beispielsweise eine metallische Trägerplatte, in den Aufbau integriert werden. Das Material des Mantelelementes bzw. der Rahmenstruktur 14 kann nun über geeignete und zueinander angeordnete Öffnungen im Leiterplattenelement 7 sowie im

Trägerelement 1 1 beide zumindest partiell durchdringen und auf der den

Bauelementen 8 gegenüberliegenden Seite formschlüssig verbinden. Das

metallische Trägerelement 1 1 ermöglicht auch eine verbesserte Wärmeabfuhr, insbesondere in Kombination mit Metallinlay 9. Trägerelement 1 1 kann somit generell als eine Wärmesenke angesehen werden.

Mantelelement 2 bzw. Rahmenstruktur 14 kann gemäß Figur 4c eine Öffnung aufweisen, beispielsweise eine zum Leiterplattenelement 7 parallel ausgeführte Prüfbohrung 26 im Gehäuserahmen 14. Die Funktion dieser Prüfbohrung 26 kann vergleichbar der Öffnung 18 sein. Auch hier kann nach einem vollständigen Aufbau des Elektronikmoduls ein Füllmaterial 17, beispielsweise ein Gel in das Innere des Elektronikmoduls eingefüllt werden. Die Prüfbohrung 26 kann

wiederum mit einem geeigneten Verschlusselement, zum Beispiel einer in das

Kunststoffmaterial des Rahmenelementes 14 eingepresste Kugel 25, dicht

verschlossen werden.

Weiter Bezug nehmend auf Figur 4d wird eine weitere exemplarische Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls dargestellt.

Figur 4d entspricht hier im Wesentlichen dem Aufbau der Figur 4a mit einer geänderten bzw. zusätzlichen Befestigungsmöglichkeit des Mantelelementes 2 bzw. der

Rahmenstruktur 14 am Leiterplattenelement 7 und/oder einem möglicherweise vorgesehenen Trägerelement 1 1. In Figur 4d ist das Rahmenelement 14 bzw. der aufgespritzte Gehäuserahmen durch mechanische Befestigungselemente mit dem Leiterplattenelement 7 verbunden. Geeignet hierfür sind beispielsweise Nietelemente 40, 42, die sich insbesondere außerhalb der Mikrostrukturierung 6 befinden und mit Bohrungen 41 , 43 bzw. allgemein Öffnungen des Leiterplattenelementes 7

wechselwirken.

Diese Befestigungselemente können dabei auftretende Kräfte aufnehmen,

insbesondere einen Großteil einer auftretenden Kraft im Vergleich zur

Mikrostrukturierung 6 und diese dadurch entlasten. Somit könnten zum Beispiel Kräfte, welche durch unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten von

Mantelelement 2 und Leiterplattenelement 7 auftreten, aufgenommen werden, so dass die Mikrostruktunerung 6 im Wesentlichen nur eine Dichtfunktion übernehmen mag. Zusätzliche Befestigungselemente können somit eine Dichtfunktion mit höherer Sicherheit realisieren.

In Figur 4e ist, wie zuvor angedeutet, im Weiteren auch ein Trägerelement 1 1 vorgesehen. Das Befestigungselement in Figur 4e ist exemplarisch ein

Schraubelement 45, das wiederum durch geeignete Öffnungen im Mantelelement 2 bzw. Rahmenelement 14 sowie Trägerelement 1 1 durchgreift. Ein metallisches Trägerelement 1 1 kann hierbei ein Gewinde aufweisen, mit welchem das

Schraubelement 45 in Eingriff bringbar und somit befestigbar ist. Auch hier mag die Mikrostruktunerung 6 im Wesentlichen eine Dichtfunktion bereitstellen.

Figuren 5a, b zeigen eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

Elektronikmoduls, bei dem ein Sensorelement direkt mit dem Mantelelement 2 eingegossen wird. Es stellt somit beispielsweise eine dichte ASIC-Umspritzung eines Sensors, beispielsweise eines Drehzahlsensors, dar.

Figur 5a stellt hierbei einen vereinfachten Sensoraufbau direkt auf dem

Leiterplattenelement beispielsweise eines Steuergerätes dar. Der Sensor 27, beispielsweise ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit), kann in

geeigneter Weise direkt auf dem Leiterplattenelement 7 befestigt und durch

Kontaktelemente 13, beispielsweise Bonds, oder auch direktes SMD-Löten 28 mit Leiterelementen 4 im Inneren des Leiterplattenelementes 7 verbunden sein.

Die Mikrostruktunerung 6 auf der Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 umläuft dabei das Sensorelement 27 sowie dessen Kontaktierung zumindest teilweise. Nachfolgend nach der Bestückung des Leiterplattenelementes 7 mit Sensorelement 27 kann durch eine Umspritzung mit einem Mantelelement 2 aus einem geeigneten Kunststoff wiederum eine dichte Verpackung des

Sensorelementes 27 realisiert werden.

Je nach Ausgestaltung der Spritzwerkzeuge können im Weiteren bzw. beim selben Spritzvorgang weitere Funktionsbereiche auf dem bzw. im

Leiterplattenelement 7 realisiert werden. Beispielsweise kann eine

Kunststoffbefestigungsbuchse 30 angebracht werden. Um den Sensorbereich des Elektronikmoduls gemäß Figur 5a in seine bevorzugte Sensorposition zu bringen, kann ein Bereich 31 des

Leiterplattenelementes 7 teilflexibel ausgebildet sein. Hierdurch kann das Leiterplattenelement 7 verbogen und beispielsweise in Richtung 32 verschwenkt und befestigt werden. Je nach gewünschter Ausgestaltung kann das Material des Mantelelementes 2 das Leiterplattenelement zum Beispiel im Bereich 29 teilweise durchdringen und rückseitig formschlüssig umgreifen.

Auch Figur 5b zeigt ein erfindungsgemäßes Sensorelement 27 auf einem

Leiterplattenelement 7 aufgebaut. Sensorelement 27 ist, vergleichbar mit Figur 5a, mit Leiterelementen 4 des Leiterplattenelementes 7 verbunden und im Bereich der Mikrostrukturierung 6 von einem Mantelelement 2 umschlossen.

Gleichzeitig mit dem Vergussvorgang des Mantelelementes 2 kann wiederum eine Befestigungsbuchse 30 sowie ein Zentrierzapfen 33 angespritzt werden. An geeigneter Stelle außerhalb des Mantelelementes 2 kann die externe Anbindung an das Sensorelement 27 beispielsweise über eine flexible Leiterplatte 35 oder aber über einen Kabelleiter 34, welcher beispielsweise an das

Leiterplattenelement angelötet sein kann, erfolgen.

Figuren 6a, b zeigen ein Elektronikmodul mit dichter Moldverpackung direkt auf das Leiterplattenelement sowie an der Oberfläche befindliche Leiterelemente gespritzt.

Figur 6a zeigt ein Leiterplattenelement, bei dem sowohl die Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 als auch sich auf der Oberfläche befindliche

Leitelemente 37 mikrostrukturiert 6,36 sind. Der Strukturierungsprozess der umlaufenden Fläche kann wiederum beispielsweise durch Laserstrukturieren erfolgen. Die Laserleistung kann dabei während des Strukturierungsprozesses auf das jeweilige Material, beispielsweise Leiterplattenelement 7 oder

Leiterelement 37, somit beispielsweise Kunststoff oder Metall, eingestellt werden, so dass beide Werkstoffe eine geeignete Mikrostrukturierung 6,36 erhalten. Ein im Nachfolgenden aufgebrachtes Mantelelement 2 kann somit nicht nur mit der Oberfläche des Leiterplattenelementes 7, sondern gleichfalls mit der mikrostrukturierten 36 Oberfläche des Leiterelementes 37 formschlüssig

verbunden werden.

Hierbei stellt Figur 6a einen Schnitt X-X der Figur 6b dar. In einem nach der

Mikrostrukturierung 6,36 erfolgten Umspritzprozess, bei dem exemplarisch, wie in Figur 6b dargestellt wurde, eine Rahmenstruktur 14 aufgebaut wurde, wird die Dichtheit zum Rahmenelement 14 sowohl über die Oberfläche des

Leiterplattenelementes 6 als auch die Oberfläche des Leiterelementes 37,

welches in Figur 6b exemplarisch an der Oberfläche des Leiterplattenelementes 7 verläuft, hergestellt.

Durch ein nachfolgend montiertes und gedichtetes Abdeckelement 24, wie zuvor beschrieben, wird der Innenraum des Elektronikmoduls gegenüber dem

Außenbereich wiederum vollends dicht verschlossen, ein auf der Oberfläche angeordnetes Leiterelement 37 vermag jedoch Bauelemente 8 aus dem

Innenraum des Elektronikmoduls mit dem Außenbereich elektronisch zu

verbinden.

Die in den einzelnen Figuren dargestellten Einzelaspekte lassen sich

selbstverständlich im Rahmen des erfinderischen Konzeptes frei mit allen

Ausführungsbeispielen kombinieren.

Die Figuren 7a-c zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls mit einem besonderen Aufbau von Rahmenelement 14 und

Abdeckelement 24.

In dieser exemplarischen Ausgestaltung ist ein Abdeckelement 24 zum Beispiel aus thermoplastischem, teilkristallinem Kunststoff vorgesehen. Der Randbereich des Abdeckelementes 24 und/oder der Rahmenstruktur 14 kann mit einem geeigneten Heizelement aufgeschmolzen und die Elemente nachfolgend ineinandergelegt werden.

Gleichfalls denkbar ist, dass das Rahmenelement 14 seinerseits mikrostrukturiert 50 ist, so dass ein erwärmter Kunststoff des Abdeckelementes 24 einen Formschluss mit dieser Mikrostrukturierung 50 ausbildet 51 . Das erwärmte Abdeckelement 24 wird im Bereich der Mikrostrukturierung 50 auf das Rahmenelement 14 gepresst bzw. unter Krafteinwirkung eingedrückt, wodurch sich in der Mikrostrukturierung 50 wiederum ein Formschluss zwischen Abdeckelement 24 und Rahmenstruktur 14 ergibt.

Für eine bessere Positionierung des Abdeckelementes 24 in Χ,Υ-Richtung können außenliegend und insbesondere umlaufend am Rahmenelement 14 Stege 53 für einen Endanschlag vorgesehen sein, beispielsweise angespritzt sein.

Die Figuren 7b, c stellen dabei verschiedene Ausführungsformen des Randbereichs des Abdeckelementes 24 dar.

In Fig. 7d wiederum ist eine weitere exemplarische Ausgestaltung eines

erfindungsgemäßen Elektronikmoduls mit einem Mantelelement dargestellt, welchen einen Hohlraum aufweist und direkt mit einer vorhandenen Mikrostrukturierung 6 auf einem Leiterplattenelement in Eingriff bringbar ist. Das Mantelelement 2 ist hierbei als einstückige Kombination des Rahmenelementes 14 zusammen mit einem

Abdeckelelment 24 ausgeführt.

Das Mantelement 2 weist dabei einen Innenraum auf, in welchem wiederum

elektronische Bauelemente 8 angeordnet sein können und kann z.B aus einem thermoplastischen Werkstoff gefertigt sein. Unter Verwendung eines geeigneten Heizelementes kann Mantelelement 2 im Bereich 5 aufgeschmolzen um im Anschluß in eine geeignete Mikrostruktur 6 gepresst bzw. unter Krafteinwirkung F eingedrückt zu werden. Hierdurch lässt sich wiederum ein Formschluss zwischen Mantelelement 2 und Leiterplattenelement 7 ausbilden 51 .

Weiter Bezug nehmend auf Figuren 8a-c wird eine weitere exemplarische

Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls als Sensor dargestellt.

Figur 8a zeigt beispielsweise ein Sensorgehäuse, zum Beispiel einen Drehzahlsensor, welcher bevorzugt ein Rahmenelement 14 mit einer zylindrischen Ausgestaltung aufweist, das wiederum unter Verwendung einer Mikrostruktur 6 mit einem

Leiterplattenelement 7 dicht verbunden ist.

Im ebenfalls zylindrisch ausgebildeten Abdeckelement 24 kann beispielsweise ein elektronisches Bauelement 8, zum Beispiel ein Sensor-ASIC angeordnet sein. Der Sensor 8 kann über ein elektrisches Verbindungselement 63, zum Beispiel ein Kabel oder eine flexible Leiterplatte, mit einem Kontaktpad 13, das sich auf dem

Leiterplattenelement 7 befindet, in Verbindung stehen. Eine Anbindung des

elektrischen Verbindungselementes 63 an Bauelement 8 und/oder Kontaktpad 13 kann insbesondere im in Figur 8a dargestellten, offenen Zustand des Elektronikmoduls 1 erfolgen. Nach erfolgter Montage kann das Abdeckelement 24 beispielsweise mit einer geringen Pressung auf das Rahmenelement 14 aufgepresst werden.

Figur 8b zeigt im Wesentlichen das auf das Rahmenelement 14 aufgepresste

Abdeckelement 24. Ein Verschieben des Abdeckelementes 24 relativ zum

Rahmenelement 14 ermöglicht ein Einstellen unterschiedlich resultierender

Bauteilhöhen h-ι, h ₂ und ermöglicht somit das Realisieren unterschiedlicher

Sensorhöhen bei prinzipiell gleichen Elektronikmodulkomponenten.

Das elektrische Verbindungselement 63 passt sich hierbei durch seine Verformbarkeit 70 sowie den im Inneren des Elektronikmoduls 1 zur Verfügungen stehenden Raum einer geforderten bzw. gewünschten Sensorhöhe h-ι, h ₂ an. Nachdem eine gewünschte Sensorhöhe durch geeignetes Aufschieben des Abdeckelementes 24 auf das

Rahmenelement 14 ausgebildet wurde, kann die Sensorhöhe durch eine Fixierung 65, 66, zum Beispiel durch eine radiale Kunststoffschweißung, dichtend fixiert werden.

Figur 8c zeigt eine weitere exemplarische Ausgestaltung eines Sensorgehäuses, bei dem Abdeckelement 24 bezüglich seinen Seiten kürzer ausgeführt ist als

beispielsweise in Figur 8a, b. Eine noch immer dichte Anbindung kann z.B. durch eine K-Laserschweißung 68 axial auf der Planseite des Abdeckelementes 24 erfolgen.

Auch kann wiederum eine zusätzliche Befestigung über ein mechanisches

Befestigungselement 69, zum Beispiel eine Niete, erfolgen, das mechanische

Spannungen aufnimmt, so dass die Mikrostrukturierung 6 wiederum nur im

Wesentlichen eine Dichtfunktion übernehmen muss.