DE102013212265A1

DE102013212265A1 - Electronic unit and method for manufacturing an electronic unit

Info

Publication number: DE102013212265A1
Application number: DE102013212265.9A
Authority: DE
Inventors: Josef Loibl; Hermann Josef Robin; Thomas Maier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Der hier vorgestellte Ansatz schafft eine elektronische Einheit (110) mit einer Verteilerleiterplatte (210) zur elektrischen Kontaktierung elektronischen Bauelementen, wobei die Verteilerleiterplatte (210) eine Öffnung (215) aufweist. Ferner umfasst die elektronische Einheit (110) eine Baugruppenträgerleiterplatte (220), auf der zumindest ein elektronisches Bauelement angeordnet und mit zumindest einer Leiterbahn der Baugruppenträgerleiterplatte (220) elektrisch kontaktiert ist, wobei die Baugruppenträgerleiterplatte (220) die Öffnung (215) zumindest teilweise verschließend auf einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte (210) angeordnet ist und die zumindest eine elektrische Leiterbahn (227) in einem Randbereich (235) neben der Öffnung (215) mit zumindest einer Leiterbahn (232) in der Verteilerleiterplatte (210) elektrisch kontaktiert ist. Schließlich umfasst die elektronische Einheit (110) ein Hüllelement (250), welches zumindest den Randbereich (235), in dem sich die Verteilerleiterplatte (210) und die Baugruppenträgerleiterplatte (220) überlappen, gegenüber einer Außenumgebung (257) verschließt.The approach presented here creates an electronic unit (110) with a distributor circuit board (210) for making electrical contact with electronic components, the distributor circuit board (210) having an opening (215). Furthermore, the electronic unit (110) comprises a subrack circuit board (220) on which at least one electronic component is arranged and electrically contacted with at least one conductor track of the subrack circuit board (220), the subrack circuit board (220) at least partially closing the opening (215) a main surface of the distributor circuit board (210) is arranged and the at least one electrical conductor track (227) in an edge region (235) next to the opening (215) is electrically contacted with at least one conductor track (232) in the distributor circuit board (210). Finally, the electronic unit (110) comprises an enveloping element (250) which closes at least the edge region (235) in which the distributor circuit board (210) and the subrack circuit board (220) overlap with respect to an external environment (257).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Einheit und ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einheit gemäß den Hauptansprüchen.The present invention relates to an electronic unit and a method of manufacturing an electronic unit according to the main claims.

In aktuellen Serienanwendungen für mechatronische Steuergeräte werden eine gekapselte Elektronik (z. B. ein Metallgehäuse mit Glasdurchführungen) und eine Verteilung von Signalen und Strömen über Stanzgitter, Litzen oder Flex-Leiterplatten eingesetzt. Elektronische Steuergeräte unterliegen dauerhaft dem Trend, bei gleichbleibendem oder steigendem Funktionsumfang im Preis immer günstiger zu werden. Dies erfordert eine Weiterentwicklung bestehender Lösungen oder den Einsatz neuartiger Konzepte. Dabei ist insbesondere die Verbindungstechnik zwischen einzelnen Komponenten von erhöhtem Interesse, da mit zunehmender Miniaturisierung der elektronischen Komponenten auch die Anfälligkeit gegenüber Schmutz und Vibrationen zunimmt. Dies gilt insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik, in dem elektronische Komponenten mit einer hohen Zuverlässigkeit auch unter widrigsten Einsatzbedingungen fehlerfrei funktionieren müssen.In current series applications for mechatronic control devices, encapsulated electronics (eg a metal housing with glass feedthroughs) and a distribution of signals and currents via punched grids, strands or flex printed circuit boards are used. Electronic control units are permanently subject to the trend of becoming cheaper with constant or increasing functionality. This requires a further development of existing solutions or the use of novel concepts. In particular, the connection technology between individual components of increased interest, since with increasing miniaturization of the electronic components and the susceptibility to dirt and vibration increases. This applies in particular in the field of vehicle technology, in which electronic components with a high degree of reliability must function faultlessly even under the most adverse operating conditions.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte elektronische Einheit sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einheit gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides an improved electronic unit and an improved method of manufacturing an electronic unit according to the main claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.

Vorliegend wird ein Aufbaukonzept für integrierte elektronische Steuergeräte vorgeschlagen. Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, eine Verteilerleiterplatte mit einer Öffnung zu verwenden, welche durch eine Baugruppenträgerleiterplatte zumindest teilweise verschließend abgedeckt wird. Auf diese Weise wirkt die Verteilerleiterplatte als ein Halterahmen für die Baugruppenträgerleiterplatte, sodass für die Verteilerleiterplatte und die Baugruppenträgerleiterplatte jeweils unterschiedliche Leiterplattentypen verwendet werden können, je nachdem welche Komplexität eine elektronische Einheit oder ein Teil davon aufweist, der auf einer dieser Leiterplatten realisiert werden soll. Um nun sicherzustellen, dass die Verbindung zwischen der Verteilerleiterplatte und der Baugruppenleiterplatte auch hinreichend gegenüber Umwelteinflüssen geschützt ist, wird nun ein entsprechend ausgestaltetes Hüllelement vorgesehen, das den Übergang zwischen der Baugruppenleiterplatte und der Verteilerleiterplatte (insbesondere fluiddicht) abschließt oder kapselt. Die Öffnung in der Verteilerleiterplatte dient dazu, um einerseits eine hinreichende Wärmeabfuhr von Verlustwärme von einem oder mehreren elektronischen Bauelementen auf der Baugruppenleiterplatte sicherzustellen und andererseits einen hinreichenden Bewegungsspielraum beim Aufsetzen der Baugruppenleiterplatte auf die Verteilerleiterplatte während des Herstellens der elektronischen Einheit zu gewährleisten.In the present case, a design concept for integrated electronic control units is proposed. In this case, it is proposed, in particular, to use a distributor printed circuit board with an opening, which is covered at least partially occlusive by a module printed circuit board. In this way, the distribution board acts as a support frame for the sub-rack, so that different board types can be used for the distribution board and the sub-board depending on the complexity of an electronic unit or a part thereof to be realized on one of these boards. In order to ensure that the connection between the distributor circuit board and the assembly circuit board is also sufficiently protected against environmental influences, a correspondingly configured enveloping element is now provided, which closes off or encapsulates the transition between the assembly circuit board and the distributor circuit board (in particular fluid-tight). The opening in the distributor circuit board serves, on the one hand, to ensure sufficient heat dissipation of heat loss from one or more electronic components on the component circuit board and, on the other hand, to ensure adequate freedom of movement when placing the assembly circuit board onto the distributor circuit board during production of the electronic unit.

Der hier vorgestellte Ansatz bietet den Vorteil, unter Verwendung von bereits bekannten Technologien zum Entwurf von elektronischen Einheiten unterschiedliche Schaltungsbestandteile mit der jeweils günstigsten Herstellungstechnologie fertigen zu können und dennoch die gesamte elektronische Einheit funktionssicher und für einen störungsfreien Betrieb zusammensetzen zu können. Auf diese Weise lässt sich mit bereits verfügbaren Mitteln eine sehr einfache und kostengünstige elektronische Einheit schaffen, die einen hohen Grad an Zuverlässigkeit im Betrieb gewährleistet.The approach presented here has the advantage of being able to manufacture different circuit components with the most favorable manufacturing technology using already known technologies for the design of electronic units, and nevertheless to assemble the entire electronic unit functionally reliable and for trouble-free operation. In this way, by means already available, a very simple and inexpensive electronic unit can be created which ensures a high degree of reliability in operation.

Es wir vorliegend eine elektronische Einheit mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen:
einer Verteilerleiterplatte zur elektrischen Kontaktierung von elektronischen Bauelementen, wobei die Verteilerleiterplatte eine Öffnung aufweist;
eine Baugruppenträgerleiterplatte, auf der zumindest ein elektronisches Bauelement angeordnet und mit zumindest einer Leiterbahn der Baugruppenträgerleiterplatte elektrisch kontaktiert ist, wobei die Baugruppenträgerleiterplatte die Öffnung zumindest teilweise verschließend auf einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte angeordnet ist und die zumindest eine elektrische Leiterbahn in einem Randbereich der Öffnung mit zumindest einer Leiterbahn in der Verteilerleitplatte elektrisch kontaktiert ist; und
einem Hüllelement, welches zumindest den Randbereich, in dem sich die Verteilerleiterplatte und die Baugruppenträgerleiterplatte überlappen, gegenüber einer Außenumgebung verschließt, insbesondere fluiddicht verschließt.In the present case, we propose an electronic unit with the following features:
a distribution board for electrically contacting electronic components, the distribution board having an opening;
a subrack, on which at least one electronic component is arranged and electrically contacted with at least one conductor track of the subrack, the subrack is at least partially occlusive disposed on a main surface of the distributor board and the at least one electrical trace in an edge region of the opening with at least one Conductor is electrically contacted in the Verteilerleitplatte; and
an enveloping element, which closes at least the edge region, in which overlap the distributor circuit board and the rack carrier plate, with respect to an external environment, in particular closes fluid-tight.

Unter einer Verteilerleiterplatte kann eine Leiterplatte zur Verbindung von unterschiedlichen elektronischen Bauelementen oder Anschlüssen verstanden werden. Hierbei kann die Verteilerleiterplatte eine standardisierte, einfache im Stand der Technik bekannte Leiterplatte sein. Unter einer Öffnung kann ein Loch oder eine Ausnehmung in der Verteilerleiterplatte verstanden werden. Unter einer Baugruppenträgerleiterplatte kann eine Leiterplatte verstanden werden, die insbesondere für hoch integrierte elektrische Schaltungen ausgelegt ist, beispielsweise durch eine hohe Leiterbahndichte oder eine hohe thermische Leitfähigkeit gekennzeichnet ist (und somit als Baugruppenträger dient). Unter einem elektronischen Bauelement, welches an der Baugruppenträgerleiterplatte angeordnet und mit einer Leiterbahn der Baugruppenträgerleiterplatte elektrisch kontaktiert ist, kann beispielsweise eine integrierte Schaltung oder ein Mikrocontroller verstanden werden, der für Steuerungsaufgaben konfiguriert ist. Denkbar ist auch, dass mehrere Bauelemente an der Baugruppenträgerleiterplatte angeordnet sind, entweder alle an einer Hauptoberfläche der Baugruppenträgerleiterplatte oder auf unterschiedlichen Hauptoberflächen (beidseitige Bestückung) der Baugruppenträgerleiterplatte. Unter Hüllelement kann ein Element verstanden werden, welches eine (insbesondere fluiddichte) Versiegelung eines unter dem Hüllelement befindlichen Bereichs gegenüber einer Außenumgebung des Hüllelements ermöglicht.A distributor circuit board can be understood as a circuit board for connecting different electronic components or connections. Here, the distribution board may be a standardized, simple circuit board known in the art. An opening may be understood to mean a hole or a recess in the distributor circuit board. Under a rack circuit board, a printed circuit board can be understood, which is designed in particular for highly integrated electrical circuits, for example, characterized by a high interconnect density or high thermal conductivity (and thus serves as a rack). Under an electronic component, which is arranged on the rack circuit board and electrically contacted with a conductor track of the rack carrier plate, can be understood, for example, an integrated circuit or a microcontroller, which is configured for control tasks. It is also conceivable that several components on the Subrack board are arranged, either all on a main surface of the subrack board or on different major surfaces (two-sided assembly) of the subrack board. An enveloping element can be understood as meaning an element which enables a (in particular fluid-tight) sealing of a region located under the enveloping element in relation to an external environment of the enveloping element.

Günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das zumindest eine elektronische Bauelement in das Hüllelement eingebettet oder durch das Hüllelement von einer Außenumgebung fluiddicht gekapselt ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auch das zumindest eine elektronische Bauelemente sehr gut gegen Umwelteinflüsse und/oder Vibrationen geschützt werden kann, sodass eine derart ausgebildete elektronische Einheit sehr zuverlässig funktioniert.An embodiment of the present invention is advantageous in which the at least one electronic component is embedded in the enveloping element or is encapsulated in a fluid-tight manner by the enveloping element from an external environment. Such an embodiment of the present invention has the advantage that also the at least one electronic components can be protected very well against environmental influences and / or vibrations, so that an electronic unit formed in this way functions very reliably.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Hüllelement einen Bereich zwischen einer Außenoberfläche und einem Oberflächenbereich der Verteilerleiterplatte und/oder der Baugruppenleiterplatte ausfüllen, insbesondere wobei das Hüllelement durch eine Vergussmasse oder Umspritzungsmasse gebildet ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil der Verwendung eines ausgereiften und kostengünstigen Herstellungsverfahrens und der Verwendung von günstigen Materialien, je nachdem in welcher Umgebungsbedingung die zu schaffende elektronische Einheit eingesetzt werden soll.According to a further embodiment of the present invention, the enveloping element can fill a region between an outer surface and a surface region of the distributor printed circuit board and / or the printed circuit board, in particular wherein the enveloping element is formed by a casting compound or encapsulation compound. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of using a sophisticated and inexpensive manufacturing method and the use of inexpensive materials, depending on the environmental conditions in which the electronic unit to be created is to be used.

Um besonders effizient Verlustwärme eines elektronischen Bauelements der Baugruppenträgerleiterplatte abführen zu können, kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Öffnung ein Wämeableitungselement angeordnet sein, insbesondere wobei das Wämeableitungselement thermisch mit zumindest einem elektronischen Bauelement der Baugruppenträgerleiterplatte thermisch kontaktiert ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders günstigen und schnellen Abfuhrmöglichkeit für Verlustwärme.In order to be able to dissipate heat loss of an electronic component of the module carrier board in a particularly efficient manner, a heat dissipation element can be arranged in the opening, in particular wherein the heat dissipation element is thermally contacted thermally with at least one electronic component of the module carrier board. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly favorable and fast removal option for waste heat.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verteilerleiterplatte und die Baugruppenträgerleiterplatte durch eine Lötverbindung und/oder eine Einpressverbindung in einem Randbereich neben der Öffnung auf der Verteilerleiterplatte miteinander elektrisch leitfähig verbunden sein. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders sicheren und zuverlässigen elektrischen Verbindung von einer oder mehreren Leiterbahn(en) der Verteilerleiterplatte und der Baugruppenträgerleiterplatte.According to another embodiment of the present invention, the distribution board and the sub-rack board may be electrically conductively connected to each other by a solder joint and / or a press-fit joint in an edge area adjacent to the opening on the land board. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly secure and reliable electrical connection of one or more tracks of the distribution board and the sub-rack board.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Baugruppenträgerleiterplatte zumindest ein elektronisches Bauelement auf je einer von zwei Hauptoberflächen aufweisen. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil eines weiteren Freiheitsgrads, insbesondere zur doppelseitigen Bestückung der Baugruppenträgerleiterplatte, wodurch sich die Flexibilität bei der Herstellung der elektronischen Einheit erhöht. Günstig ist auch eine Anordnung eines Bauelementes in der Öffnung, da in diesem Fall eine sehr gute Wärmeabfuhrmöglichkeit gegeben ist.According to one embodiment of the present invention, the rack carrier board may have at least one electronic component on each of two main surfaces. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a further degree of freedom, in particular for double-sided assembly of the subrack, thereby increasing the flexibility in the production of the electronic unit. Also favorable is an arrangement of a component in the opening, since in this case a very good heat dissipation possibility is given.

Besonders flexibel kann eine elektronische Einheit dann aufgebaut sein, wenn sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verteilerleiterplatte von der Baugruppenträgerleiterplatte hinsichtlich einer Leiterbahndichte und/oder einer Wärmeleitfähigkeit unterscheidet, insbesondere wobei die Baugruppenträgerleiterplatte eine höhere Leiterbahndichte aufweist, als die Verteilerleiterplatte und/oder die Baugruppenträgerleiterplatte eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, als die Verteilerleiterplatte.An electronic unit can be constructed particularly flexibly if, according to an embodiment of the present invention, the distributor circuit board differs from the carrier board in terms of a line density and / or a thermal conductivity, in particular wherein the carrier board has a higher printed circuit density than the distributor board and / or the rack board has a higher thermal conductivity than the distribution board.

Weiterhin braucht nicht nur auf der Baugruppenträgerleiterplatte zumindest ein elektronisches Bauelement angeordnet sein vielmehr kann zur weiteren Flexibilisierung eines gewünschten Designs der elektronischen Einheit auch gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest ein weiteres elektronisches Bauelement auf einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte angeordnet und mit zumindest einer Leiterbahn der Verteilerleiterplatte elektrisch kontaktiert sein, welches mit dem auf einer Hauptoberfläche der Baugruppenträgerleiterplatte angeordneten und elektrisch kontaktierten Bauelement elektrisch leitfähig verbunden ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer flexiblen verteilten elektronischen Einheit auf der Baugruppenträgerleiterplatte einerseits der Verteilerleiterplatte andererseits. Zugleich kann die Verteilerleiterplatte auch elektronische Schaltungen oder Schaltungsteile mit unterschiedlichen Funktionalitäten tragen, insbesondere wenn beispielsweise weitere Bauelemente einen Sensor oder eine Komponente einer Pumpenansteuerung darstellt.Furthermore, at least one electronic component need not only be arranged on the module printed circuit board, but at least one further electronic component can be arranged on a main surface of the distributor printed circuit board for further flexibilization of a desired design of the electronic unit and with at least one printed conductor of the distributor printed circuit board be electrically contacted, which is electrically conductively connected to the disposed on a main surface of the rack carrier plate and electrically contacted component. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a flexible distributed electronic unit on the rack board on the one hand of the distributor board on the other hand. At the same time, the distributor circuit board can also carry electronic circuits or circuit parts with different functionalities, in particular if, for example, further components represent a sensor or a component of a pump control.

Besonders günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das zumindest eine weitere Bauelement von dem Hüllelement oder einem weiteren, von dem Hüllelement getrennten Hüllelement umgeben ist oder in das Hüllelement oder das weitere Hüllelement eingebettet ist, insbesondere wobei das weitere Hüllelement aus einem anderen Material als das Hüllelement hergestellt ist, insbesondere wobei das weitere Hüllelement durch ein Metallgehäuse gebildet ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auch das weitere Bauelement oder eine Schaltung, der das weitere Bauelement zugeordnet ist, gegen Umwelteinflüsse und/oder Vibrationen effektiv geschützt werden kann. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Materialien für das Hüllelement unter das weitere Hüllelement kann beispielsweise auch unterschiedlichen Schutzanforderungen oder Abstrahlungseigenschaften von unterschiedlichen Schaltungsteilen der elektronischen Einheit Rechnung getragen werden.An embodiment of the present invention is particularly favorable in which the at least one further component is surrounded by the enveloping element or another enveloping element which is separate from the enveloping element or embedded in the enveloping element or the further enveloping element, in particular wherein the further enveloping element is made of a different material as the enveloping element is made, in particular wherein the further enveloping element is formed by a metal housing. Such an embodiment of the present invention provides the Advantage that the further component or a circuit, which is assigned to the further component, can be effectively protected against environmental influences and / or vibrations. By using different materials for the enveloping element under the further enveloping element, for example, different protection requirements or radiation properties of different circuit parts of the electronic unit can be taken into account.

Besonders effizient kann der zur Verfügung stehende Bauraum zur Anordnung der elektronischen Einheit beispielsweise in einem Fahrzeug dann ausgenutzt werden, wenn das weitere Bauelement oder ein drittes Bauelement in einem Abschnitt der Verteilerleiterplatte angeordnet ist, der sich in eine andere Ebene erstreckt, als der Abschnitt der Verteilerleiterplatte, auf den die Baugruppenleiterplatte angeordnet ist, insbesondere wobei die Verteilerleiterplatte zwischen dem weiteren Bauelement oder dritten Bauelement und der Öffnung eine Stelle mit einer geringeren Dicke oder einer Verjüngung aufweist, um das weitere Bauelement tragenden Abschnitt der Verteilerleiterplatte umzuknicken.The space available for arranging the electronic unit, for example in a vehicle, can be utilized particularly efficiently if the further component or a third component is arranged in a section of the distributor circuit board which extends in a different plane than the section of the distributor circuit board on which the assembly board is disposed, in particular wherein the distribution board between the further component or third component and the opening has a location with a smaller thickness or a taper to buckle the further component-carrying portion of the distribution board.

Um besonders sicher eine Funktionsfähigkeit des Schaltungsteils, der das weitere Bauelement in einem abgewinkelten Abschnitt der Verteilerleiterplatte aufweist, zu gewährleisten, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Stelle mit der geringeren Dicke der Verteilerleiterplatte von dem Hüllelement oder dem weiteren Hüllelement umschlossen sein.In order to ensure particularly safe functioning of the circuit part, which has the further component in an angled portion of the distributor circuit board, according to a further embodiment of the present invention, the location with the smaller thickness of the distributor circuit board may be enclosed by the enveloping element or the further enveloping element.

Um auch besonders effizient das weitere Bauelement betreiben zu können, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein weiteres Wärmeabfuhrelement vorgesehen sein, welches mit dem zumindest einen weiteren Bauelement thermisch gekoppelt ist, insbesondere wobei das weitere Wärmeabfuhrelement auf einer dem weiteren Bauelement gegenüberliegenden Seite der Verteilerleiterplatte angeordnet ist.In order to be able to operate the further component particularly efficiently, according to a further embodiment of the present invention, a further heat dissipation element can be provided, which is thermally coupled to the at least one further component, in particular wherein the further heat dissipation element on a side of the distributor circuit board opposite the further component is arranged.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Wärmeableitungselement und/oder das weitere Wärmeabfuhrelement zumindest teilweise von dem Hüllelement oder dem weiteren Hüllelement eingeschlossen sein. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass kein Fluid oder keine Schmutzpartikel zwischen das Wärmeabfuhrelement und/oder das weitere Wärmeabfuhrelement einerseits und der Verteilerleiterplatte andererseits dringen und Schäden oder Fehlfunktionen der elektrischen Einheit verursachen.According to another embodiment of the present invention, the heat dissipation element and / or the further heat dissipation element may be at least partially enclosed by the cladding element or the further cladding element. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that no fluid or dirt particles penetrate between the heat removal element and / or the further heat dissipation element on the one hand and the distributor circuit board on the other hand and cause damage or malfunction of the electrical unit.

Auch kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das weitere Bauelement und/oder ein zusätzliches auf einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte angeordnetes Bauelement als ein Sensor zum Liefern eines eine physikalische Größe repräsentierenden Messsignals ausgebildet sein. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil eines besonders kompakten elektronischen Systems, in welches neben einem Sensor zum Messen einer physikalischen Größe (beispielsweise einer Drehrate, einer Drehzahl oder eines Winkels) auch eine entsprechende Verarbeitungseinheit, beispielsweise in der Form einer Steuereinheit, in der elektronischen Einheit integriert ist.Also, according to an embodiment of the present invention, the further device and / or an additional device disposed on a main surface of the manifold board may be formed as a sensor for providing a measurement signal representing a physical quantity. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly compact electronic system in which, in addition to a sensor for measuring a physical quantity (for example a rate of rotation, a rotational speed or an angle), a corresponding processing unit, for example in the form of a control unit, in the integrated electronic unit.

Im hier vorgestellten Ansatz wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einheit vorgeschlagen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Verteilerleiterplatte zur elektrischen Kontaktierung von mehreren an unterschiedlichen Positionen angeordneten elektronischen Bauelementen, wobei die Verteilerleiterplatte eine Öffnung aufweist, wobei im Schritt des Bereitstellens ferner eine Baugruppenträgerleiterplatte bereitgestellt wird, auf der zumindest ein elektronisches Bauelement angeordnet und mit zumindest einer Leiterbahn der Baugruppenträgerleiterplatte elektrisch kontaktiert ist,
Anordnen der Baugruppenträgerleiterplatte auf einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte derart, dass die Öffnung zumindest teilweise verschlossen wird und die zumindest eine elektrische Leiterbahn in einem Randbereich der Verteilerleiterplatte im Bereich der Öffnung mit zumindest einer Leiterbahn in der Verteilerleitplatte elektrisch kontaktiert wird; und
Aufbringen eines Hüllelements, welches zumindest den Randbereich, in dem sich die Verteilerleiterplatte und die Baugruppenträgerleiterplatte überlappen, gegenüber einer Außenumgebung verschließt, insbesondere fluiddicht verschließt.The approach presented here also proposes a method for producing an electronic unit, the method comprising the following steps:
Providing a distributor circuit board for electrically contacting a plurality of electronic components arranged at different positions, the distributor circuit board having an opening, wherein in the step of providing further a rack carrier plate is provided on which at least one electronic component is arranged and electrically contacted with at least one conductor track of the carrier board .
Arranging the subrack circuit board on a main surface of the distributor board such that the opening is at least partially closed and the at least one electrical trace in an edge region of the distributor board in the region of the opening is electrically contacted with at least one trace in the Verteiler board; and
Applying an enveloping element, which closes at least the edge region in which overlap the distributor circuit board and the rack carrier plate, with respect to an external environment, in particular closes fluid-tight.

Auch durch eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lassen sich die Vorteile des hier vorgestellten Ansatzes schnell und kostengünstig realisieren.Also, by such an embodiment of the present invention, the advantages of the approach presented here can be realized quickly and inexpensively.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einer elektronischen Einheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram of a vehicle with an electronic unit according to an embodiment of the present invention;

2 eine Querschnittsdarstellung einer elektronischen Einheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a cross-sectional view of an electronic unit according to an embodiment of the present invention;

3 eine Querschnittsdarstellung einer elektronischen Einheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 3 a cross-sectional view of an electronic unit according to another embodiment of the present invention; and

4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einheit. 4 a flowchart of an embodiment of the present invention as a method for manufacturing an electronic unit.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 100 mit einer elektronischen Einheit 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann die elektronische Einheit 110 ausgebildet sein, um ein Steuersignal 115 an eine Getriebesteuereinheit 120 auszugeben, welche wiederum ein Steuersignal 125 an einem Getriebe 130 ausgibt, um eine Kraftübertragung von einem Motor 135 auf ein Rad 140 zu steuern. Hierzu kann die elektronische Einheit 110 beispielsweise im Bereich des Rades 140 angeordnet sein und, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, einen oder mehrere Sensoren aufweisen, die beispielsweise eine Drehrate oder eine Drehzahl der Umdrehungen des Rads 140 misst bzw. messen bzw. verarbeiten. Insbesondere kann beispielsweise auch die elektronische Einheit 110 direkt in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Getriebe 130 angeordnet sein, um einerseits Bauraum zu sparen und andererseits um eventuell weitere, für die Steuerung erforderliche Parameter wie beispielsweise eine Öltemperatur eines Öls im Getriebe 130. 1 shows a block diagram of a vehicle 100 with an electronic unit 110 according to an embodiment of the present invention. For example, the electronic unit 110 be formed to a control signal 115 to a transmission control unit 120 output, which in turn is a control signal 125 on a gearbox 130 Spent to a power transmission from an engine 135 on a bike 140 to control. For this purpose, the electronic unit 110 for example in the area of the wheel 140 be arranged and, as will be described in more detail below, have one or more sensors, for example, a rate of rotation or a rotational speed of the revolutions of the wheel 140 measures or measures or processes. In particular, for example, the electronic unit 110 directly in a common housing with the gearbox 130 be arranged on the one hand to save space and on the other hand to possibly further, required for the control parameters such as an oil temperature of an oil in the transmission 130 ,

2 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine elektronische Einheit 110, wie sie in 1 schematisch dargestellt ist. Dabei weist die elektronische Einheit 110 eine Verteilerleiterplatte 210 auf, die sich über einen sehr großen Bereich hin erstreckt und die in einem Bereich eine Öffnung 215 umfasst. Auf dieser Öffnung 215 ist eine Baugruppenträgerleiterplatte 220 angeordnet, die beispielsweise in einer HDI-Technologie ausgeführt ist. Dies bedeutet, dass auf der Baugruppenträgerleiterplatte 220 elektronische Bauelemente 225 in einer größeren Dichte bzw. enger platziert bzw. mit in der Baugruppenträgerleiterplatte 220 verlaufenden Leiterbahnen 227 verdrahtet werden können, als dies für weitere Bauelemente 230 gilt, die auf einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte 210 angeordnet und mit in der Verteilerleiterplatte 210 verlaufende Leiterbahnen 232 elektrisch kontaktiert sind. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Baugruppenträgerleiterplatte 220 eine Leiterplatte darstellt, die für hochintegrierte Schaltungen vorgesehen ist, während die Verteilerleiterplatte 210 eine Leiterplatte darstellt, die für nicht so hochintegrierte Schaltungen vorgesehen ist, dafür jedoch kostengünstiger herzustellen ist. Um nun einen zur Verfügung stehenden Bauraum möglichst optimal zu nutzen, können die beiden Leiterplatten 210 bzw. 220 (die mit unterschiedlichen Herstellungstechnologien oder der Herstellungsdesigns gestellt wurden) derart miteinander kombiniert werden, dass die Baugruppenträgerleiterplatte 220 auf die Öffnung 215 der Verteilerleiterplatte 210 gelegt ist und diese somit zumindest teilweise verschließt. Auf diese Weise kann der Randbereich 235 der Verteilerleiterplatte 210 neben der Öffnung 215 einerseits als Trägerstruktur für die Baugruppenleiterplatte 220 wirken und andererseits auch spezielle Kontaktierungselemente 240 aufweisen, um die Leiterbahnen 227 der Baugruppenträgerleiterplatte 220 mit den Leiterbahnen 232 der Verteilerleiterplatte 210 elektrisch zu kontaktieren. Diese Kontaktierungselemente 240 können beispielsweise durch Einsteckkontakte, Lötstellen oder Schweißkontakte realisiert sein, wodurch sie sich kostengünstig herstellen lassen und somit eine technisch einfache elektrische und mechanische Verbindung der Verteilerleiterplatte 210 mit der Baugruppenträgerleiterplatte 220 ermöglichen. Um einen sehr guten Schutz der elektrischen Verbindungen zwischen den Leiterbahnen 227 und 232 sicherzustellen, können die Leiterbahnen 232 der Verteilerleiterplatte 210 und/oder die Leiterbahnen 227 der Baugruppenträgerleiterplatte 220 jeweils in den betreffenden Leiterplatten angeordnet, also vergraben sein. Auf diese Weise bildet die Außenlage der jeweiligen Leiterplatte bereits eine Schutzschicht für die Leiterbahn(en) der jeweiligen Leiterplatte. 2 shows a sectional view through an electronic unit 110 as they are in 1 is shown schematically. In this case, the electronic unit 110 a distribution board 210 which extends over a very large area and which has an opening in one area 215 includes. On this opening 215 is a rack circuit board 220 arranged, for example, in an HDI technology. This means that on the rack board 220 Electronic Components 225 placed in a greater density or narrower or with in the rack circuit board 220 running tracks 227 can be wired than this for other components 230 that applies on a major surface of the distribution board 210 arranged and with in the distribution board 210 running tracks 232 electrically contacted. In other words, this means that the subrack board 220 represents a printed circuit board, which is intended for highly integrated circuits, while the distribution board 210 a printed circuit board, which is intended for not so highly integrated circuits, but it is cheaper to manufacture. In order to use an available space as optimally as possible, the two circuit boards 210 respectively. 220 (which were made with different manufacturing technologies or the manufacturing designs) are combined with each other in such a way that the subrack 220 on the opening 215 the distribution board 210 is placed and thus at least partially closes. In this way, the border area 235 the distribution board 210 next to the opening 215 on the one hand as a support structure for the assembly board 220 act and on the other hand also special contacting elements 240 have to the tracks 227 the subrack board 220 with the tracks 232 the distribution board 210 to contact electrically. These contacting elements 240 For example, they can be realized by plug-in contacts, solder joints or welding contacts, making them inexpensive to produce and thus a technically simple electrical and mechanical connection of the distribution board 210 with the subrack board 220 enable. For a very good protection of the electrical connections between the tracks 227 and 232 can ensure the tracks 232 the distribution board 210 and / or the tracks 227 the subrack board 220 each arranged in the respective circuit boards, so be buried. In this way, the outer layer of the respective printed circuit board already forms a protective layer for the printed conductor (s) of the respective printed circuit board.

Insbesondere durch das Anordnen der Baugruppenträgerleiterplatte 220 über der Öffnung 215 der Verteilerleiterplatte 210 besteht somit eine sehr gute Möglichkeit der Wärmeabfuhr, insbesondere von Bauelementen 225, die in die Öffnung 215 hineinragen. Um eine Wärme der in den Bauelementen 225 im Betrieb entstehende Verlustwärme noch besser abführen zu können, kann ferner ein (optionales) Wärmeabfuhrelement 245 in der Öffnung 215 angeordnet werden oder sein und thermisch mit zumindest einem der Bauelemente 225 gekoppelt sein. Dieses Wärmeabfuhrelement 245 kann beispielsweise eine Kühlplatte aus Metall oder ein anderes Element sein, welches aus einem Wärme gut leitenden Material (z. B. Grafit) besteht oder dieses umfasst. Durch das Anordnen eines solchen Wärmeabfuhrelements 245 in der Öffnung 215 kann somit ein im Verhältnis sehr dickes Wärmeabfuhrelement 245 mit einem oder mehreren der Bauelemente 225 thermisch gekoppelt werden, und zusätzlich eine hohe Wärmeabfuhrleistung realisiert werden kann, ohne dass die elektronische Einheit 110 für einen engen zur Verfügung stehenden Bauraum besonders ungünstige Formen annehmen müsste.In particular, by arranging the rack carrier board 220 over the opening 215 the distribution board 210 Thus, there is a very good possibility of heat dissipation, especially of components 225 in the opening 215 protrude. To heat in the components 225 Furthermore, an (optional) heat removal element can be used to dissipate even better heat loss during operation 245 in the opening 215 be arranged and be and thermally with at least one of the components 225 be coupled. This heat dissipation element 245 For example, a cooling plate can be made of metal or another element which consists of or comprises a material that conducts heat well (eg, graphite). By arranging such a heat dissipation element 245 in the opening 215 can thus be a relatively thick heat dissipation element 245 with one or more of the components 225 thermally coupled, and in addition a high heat dissipation performance can be realized without the electronic unit 110 would have to take particularly unfavorable forms for a narrow available space.

Um nun einen fluiddichten Schutz der elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen der Verteilerleiterplatte 210 und der Baugruppenträgerleiterplatte 220, insbesondere den Kontaktierungselementen 240, gegenüber Umwelteinflüssen und/oder Vibrationen sicherzustellen, wird nun ein Hüllelement 250 aufgebracht, welches beispielsweise durch ein Umspritzen, Molden oder ein Vergießen eines Teilbereichs der Verteilerleiterplatte 210 samt den darauf angeordneten weiteren elektronischen Bauelementen 230 und der Baugruppenträgerleiterplatte 220 samt den darauf angeordneten elektronischen Bauelementen 225 hergestellt wird. Dabei kann nun auch das Hüllelement 250 zwischen das Wärmeabfuhrelement 245 und die Verteilerleiterplatte 210 eingreifen und somit ein Eindringen von Fluid oder Schmutz in den Zwischenraum zwischen der Verteilerleiterplatte 210 und das Wärmeabfuhrelement 245 gegenüber einer Außenumgebung 257 der elektronischen Einheit 110 effektiv verhindern. Auf diese Weise wird eine hohe Zuverlässigkeit der Funktion der elektronischen Einheit 110 sichergestellt.To now provide a fluid-tight protection of the electrical and mechanical connection between the distribution board 210 and the subrack board 220 , especially the contacting elements 240 to ensure against environmental influences and / or vibrations, is now an envelope element 250 applied, for example, by molding, Molden or casting a portion of the distribution board 210 including the other electronic components arranged thereon 230 and the subrack board 220 including the electronic components arranged thereon 225 will be produced. It can now also the envelope element 250 between the heat dissipation element 245 and the distribution board 210 engage and thus penetration of fluid or dirt into the space between the manifold PCB 210 and the heat dissipation member 245 towards an outdoor environment 257 the electronic unit 110 effectively prevent. In this way, high reliability of the function of the electronic unit 110 ensured.

Um nun auch eine effektive Wärmeabfuhr einer beim Betrieb der weiteren Bauelemente 230 sicherzustellen, die auf der Verteilerleiterplatte 210 angeordnet und elektrisch kontaktiert sind, kann auch kein weiteres Wärmeabfuhrelement 255 vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise auf einer zumindest einem weiteren Bauelement 230 gegenüberliegenden Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte 210 bzw. Oberfläche des Hüllelements 250 angeordnet sein. Dabei sollte, wie auch das Wärmeabfuhrelement 245, das weitere Wärmeabfuhrelement 255 ebenfalls nicht vollständig, sondern lediglich teilweise von dem Hüllelement 250 umfasst oder eingeschlossen sein, um eine gute Wärmeabfuhrmöglichkeit sicherzustellen und keinen Wärmestau zu bewirken.To now also an effective heat dissipation during operation of the other components 230 ensure that on the distribution board 210 arranged and electrically contacted, can also no further heat dissipation element 255 be provided. This can be done, for example, on at least one further component 230 opposite major surface of the distribution board 210 or surface of the enveloping element 250 be arranged. It should, as well as the heat dissipation element 245 , the more heat dissipation element 255 also not completely, but only partially of the enveloping element 250 included or included to ensure good heat dissipation capability and to prevent heat build-up.

Durch den mit Bezugnahme auf 2 dargestellten Aufbau der elektronischen Einheit 110 lässt sich somit erkennen, dass beispielsweise eine (hochintegrierte) Schaltung auf der Baugruppenträgerleiterplatte 220 implementiert sein kann, die beispielsweise als eine Steuereinheit 260 zu Ausgabe von Steuersignalen an beispielsweise die in 1 dargestellte Getriebesteuereinheit 120 wirkt. Dagegen kann auf der Verteilerleiterplatte 210 (in einem Außenbereich) eine (optionale) weitere Schaltung 260 als Leistungseinheit oder Sensor implementiert werden, die beispielsweise keine große Komplexität in Bezug auf Leiterbahndichte und/oder Wärmeabfuhrkapazität erfordert und somit auf der kostengünstiger herzustellen in Verteilerleiterplatte 210 aufgebaut werden kann.By referring to 2 illustrated structure of the electronic unit 110 can thus be seen that, for example, a (highly integrated) circuit on the rack circuit board 220 can be implemented, for example, as a control unit 260 to output control signals to, for example, the in 1 illustrated transmission control unit 120 acts. In contrast, on the distribution board 210 (in an outdoor area) an (optional) further circuit 260 be implemented as a power unit or sensor, for example, which does not require much complexity in terms of trace density and / or heat dissipation capacity, and thus on the cheaper to produce in distribution board 210 can be built.

Ein Aspekt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, dass die Leiterplatte 220 für die Steuerung auf eine Verteilleiterplatte 210 gelötet (oder alternative Verbindungen: Einpresstechnik, Schweißen, etc.) und anschließend umspritzt (oder alternativ ummoldet, vergossen) wird. Die Umspritzung 250 kann vorzugsweise in einem Umspritzvorgang oder mehreren einzelnen Umspritzvorgängen erfolgen. Die Leiterplatte 220 für die Steuerung sollte üblicherweise sehr klein sein und enthält sehr komplexe Schaltungsteile, deshalb kann eine komplexere und auch teuere HDI-Leiterplatte zum Einsatz kommen. Auf der Verteilleiterplatte 210 (vorzugsweise als einfache und somit kostengünstige Standard-Leiterplatte ausgeführt) können in ähnlicher Aufbautechnik weitere Elektronikumfänge bestückt werden und im gleichen Arbeitsgang ebenfalls umspritzt werden. An die Verteilleiterplatte 210 können üblicherweise Sensoren, Stecker, etc. angebracht werden. So kann z. B. eine Ansteuerung für eine Ölpumpe oder eine Getriebesteuereinheit realisiert werden. Wenn bei dieser Schaltung hohe Verlustleistungen entstehen, kann alternativ zum in der 2 beschriebenen Hüllelement ein weiteres Hüllelement aus einem anderen Herstellungsmaterial (wie beispielsweise ein Metallgehäuse als Hüllelement) zum Einsatz kommen. Dieses Konzept ist sehr gut für im Getriebe integrierte Getriebesteuerungen geeignet.An aspect according to an embodiment of the present invention can be seen in that the printed circuit board 220 for controlling on a distribution board 210 soldered (or alternative connections: press-fitting, welding, etc.) and then overmoulded (or alternatively ummoldet, potted) is. The encapsulation 250 can preferably be carried out in a Umspritzvorgang or several individual Umspritzvorgängen. The circuit board 220 for the control should usually be very small and contains very complex circuit parts, therefore, a more complex and also expensive HDI circuit board can be used. On the distribution board 210 (Preferably designed as a simple and thus inexpensive standard circuit board) can be equipped in a similar construction further electronics scopes and are also encapsulated in the same operation. To the distribution board 210 usually sensors, plugs, etc. can be attached. So z. B. a control for an oil pump or a transmission control unit can be realized. If high power losses occur in this circuit, can be used as an alternative to in the 2 Sheath element described another envelope element from another manufacturing material (such as a metal housing envelope element) are used. This concept is very well suited for gearbox integrated transmission controls.

3 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als elektronische Einheit 110. Im Unterschied zu dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist nun aus der in 3 wieder dienen Darstellung erkennbar, dass die weitere Schaltung 265, die beispielsweise eine Pumpenansteuerung realisiert, durch ein weiteres Hüllelement 300 umgeben und fluiddicht gegenüber Umwelteinflüssen kapselt ist. Das weitere Hüllelement 300 ist dabei vom Hüllelement 250 getrennt und kann beispielsweise aus einem anderen Material bestehen, beispielsweise als Metallgehäuse ausgebildet sein. Ferner ist im Unterschied zu der in 2 dargestellten elektronischen Einheit 110 noch als zusätzliches Bauelement 310 ein Sensor (beispielsweise ein Drehzahlsensor) an einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte 210 angeordnet und mit den Leiterbahnen 232 der Verteilerleiterplatte 210 elektrisch kontaktiert. 3 shows a cross-sectional view of another embodiment of the present invention as an electronic unit 110 , Unlike the in 2 embodiment shown is now from in 3 again serve representation recognizable that the further circuit 265 , which realizes, for example, a pump control, by a further enveloping element 300 surrounded and fluid-tight against environmental influences encapsulates. The further envelope element 300 is the envelope element 250 separated and may for example consist of a different material, for example, be designed as a metal housing. Furthermore, in contrast to the in 2 illustrated electronic unit 110 still as an additional component 310 a sensor (eg, a speed sensor) on a main surface of the distribution board 210 arranged and with the tracks 232 the distribution board 210 electrically contacted.

Ferner kann im Unterschied zu der in 2 dargestellten elektronischen Einheit 110 noch ein Abschnitt 330 der Verteilerleiterplatte 210 abgeknickt sein und somit in diesem Abschnitt 330 die Ebene der Verteilerleiterplatte 210 anderes ausgerichtet sein, als die Ebene der Verteilerleiterplatte 210 im Bereich, in denen die Baugruppenträgerleiterplatte 220 auf der Verteilerleiterplatte 210 angeordnet ist. Um ein Herstellen eines solchen abgeknickten Abschnitts 330 der Verteilerleiterplatte 210 zu realisieren, kann die Verteilerleiterplatte an einer Stelle 335 eine geringere Dicke (Verjüngung) aufweisen, als an zumindest einer anderen Stelle, beispielsweise im Randbereich 235 (an dem die Kontaktierungselemente 240 angeordnet sind). Wird nun die elektronische Einheit 110 hergestellt, kann der Abschnitt 330 an dieser Stelle 335 sehr schnell und einfach abgeknickt werden, um beispielsweise ein drittes Bauelement 340, welches als Sensor (beispielsweise als Drehzahlsensor) ausgebildet ist, in einer bestimmten Position über bzw. neben der Verteilerleiterplatte 210 anordnen zu können. Dabei sollte an der Stelle 335 die Vertiefung bzw. Verjüngung, die beispielsweise durch ein Tieffräsen hergestellt werden kann, so ausgestaltet sein, dass die Leiterbahnen 232 der Verteilerleiterplatte 210 weder beim Herstellen der Verjüngung der Verteilerleiterplatte 210 noch bei einem Abknicken des Abschnitts 330 beschädigt oder gebrochen werden, da anderenfalls eine elektrische Anbindung des dritten Bauelements 340 an ein oder mehrere Bauelemente 225 der Baugruppenträgerleiterplatte 220 bzw. an weitere Bauelemente 230 der Verteilerleiterplatte 210 nicht sichergestellt ist. Um nun auch das sicherzustellen, dass sowohl das dritte Bauelement 340, welches als Sensor ausgestaltet ist, als auch eine Knickstelle an der Position 335 sowohl gegen Umwelteinflüsse als auch Vibrationen ausreichend geschützt sind, kann ein drittes Hüllelement 350 vorgesehen sein, welches analog zu dem Hüllelement 250 oder der weiteren Hüllelement 300 aufgebaut ist und das dritte Bauelement 340 sowie die Knickstelle an der Position 335 insbesondere fluiddicht einschließt.Furthermore, in contrast to the in 2 illustrated electronic unit 110 another section 330 the distribution board 210 be bent and thus in this section 330 the level of the distribution board 210 be aligned differently than the level of the distribution board 210 in the area where the subrack board 220 on the distribution board 210 is arranged. To make such a kinked section 330 the distribution board 210 To realize, the distributor PCB can in one place 335 have a smaller thickness (taper), than at least one other location, for example in the edge region 235 (At which the contacting elements 240 are arranged). Will now be the electronic unit 110 made, the section can 330 at this point 335 be very quickly and easily kinked, for example, a third component 340 . which is designed as a sensor (for example as a rotational speed sensor), in a specific position above or next to the distributor printed circuit board 210 to be able to order. It should be on the spot 335 the recess or taper, which can be produced, for example, by deep-milling, be designed such that the conductor tracks 232 the distribution board 210 neither in making the taper of the distribution board 210 still with a kinking of the section 330 damaged or broken, otherwise an electrical connection of the third component 340 to one or more components 225 the subrack board 220 or to other components 230 the distribution board 210 is not ensured. To now also ensure that both the third component 340 , which is designed as a sensor, as well as a kink at the position 335 Both are sufficiently protected against environmental influences as well as vibrations, a third envelope element 350 be provided, which analogous to the enveloping element 250 or the further envelope element 300 is constructed and the third component 340 as well as the kink at the position 335 especially fluid-tight.

Der hier vorgeschlagene Ansatz bietet insbesondere mehrere Vorteile gegenüber Lösungen aus dem Stand der Technik. Hierzu wären insbesondere die folgenden Vorteile zu nennen:

– Entfall von Gehäuseteilen
– Sehr flexibles und robustes Design. Lösungen für kleine Bauräume realisierbar.
– Dichtes Design für Einsatz im Getriebe unter ATF (Einsparung Dichtungen und Leiterplattenpassivierung)
– Einsparung von Montage-, bzw. Fertigungsprozessen
– Reduzierung von Entwicklungs- und Werkzeugkosten
– Ausbildung als Steuerelektronik mit Verteilleiterplatte zu Steckern, Sensoren, Aktoren, etc.
– die Verwendung einer Verteilerleiterplatte bringt deutliche Vorteile, da alle Verbindungen innerhalb der Leiterplatte laufen und so gekapselt sind (Schutz gegen metallische Partikel und Umgebungsmedien, z. B. ATF). Bei Einsatz mehrerer Lagen können sehr einfach Kreuzungen und komplexe Leitungsverläufe nur durch Layout erzeugt werden.
– Optional können auf der Verteilleiterplatte weitere Elektronik-Umfänge (z. B. Pumpenansteuerung) bestückt werden, die ebenfalls umspritzt werden können.
– Optional können in dem Umspritzvorgang auch noch Sensorumfänge ausgebildet werden (z. B. bestückter Drehzahlsensor-Chip auf der Verteilleiterplatte).
– Optional können Zusatzteile (z. B. aus Alu) für eine bessere Wärmeabfuhr an die PCB (PCB = Leiterplatte, gemeint sind hier die Leiterplatten 210 und 220) angebracht werden (falls erforderlich mit Wärmeleitfolie oder Gapfiller). Diese Teile können auch gleichzeitig mit umspritzt (oder Ähnliches) werden.

In particular, the approach proposed here offers several advantages over prior art solutions. In particular, the following advantages should be mentioned:

- Elimination of housing parts
- Very flexible and robust design. Solutions for small spaces feasible.
- Dense design for use in gear under ATF (Saving seals and PCB passivation)
- Saving assembly and manufacturing processes
- Reduction of development and tool costs
- Training as control electronics with distribution board to plugs, sensors, actuators, etc.
- The use of a distribution board brings clear advantages, since all connections run inside the circuit board and are thus encapsulated (protection against metallic particles and ambient media, eg ATF). When using multiple layers, it is very easy to create intersections and complex pipe runs only through layout.
Optionally, further electronic peripheries (eg pump control) can be fitted on the distribution board, which can also be overmolded.
Optionally, sensor peripheries can also be formed in the encapsulation process (eg populated rpm sensor chip on the distributor printed circuit board).
- Optionally, additional parts (eg made of aluminum) for a better heat dissipation to the PCB (PCB = circuit board, here are the printed circuit boards 210 and 220 ) (if necessary with thermal foil or gap filler). These parts can also be molded with (or the like) at the same time.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Verfahren 400 zur Herstellung einer elektronischen Einheit. Das Verfahren umfasst einen Schritt 410 des Bereitstellens einer Verteilerleiterplatte zur elektrischen Kontaktierung von mehreren an unterschiedlichen Positionen angeordneten elektronischen Bauelementen, wobei die Verteilerleiterplatte eine Öffnung aufweist, wobei im Schritt des Bereitstellens ferner eine Baugruppenträgerleiterplatte bereitgestellt wird, auf der zumindest ein elektronisches Bauelement angeordnet und mit zumindest einer Leiterbahn der Baugruppenträgerleiterplatte elektrisch kontaktiert ist. Ferner umfasst das Verfahren 400 einen Schritt 420 des Anordnens der Baugruppenträgerleiterplatte auf einer Hauptoberfläche der Verteilerleiterplatte derart, dass die Öffnung zumindest teilweise verschlossen wird und die zumindest eine elektrische Leiterbahn in einem Randbereich der Verteilerleiterplatte neben der Öffnung mit zumindest einer Leiterbahn in der Verteilerleiterplatte elektrisch kontaktiert wird. Schließlich umfasst das Verfahren 400 einen Schritt 430 des Aufbringens eines Hüllelements, welches zumindest den Randbereich, in dem sich die Verteilerleiterplatte und die Baugruppenträgerleiterplatte überlappen, gegenüber einer Außenumgebung verschließt, insbesondere fluiddicht verschließt. 4 shows an embodiment of the present invention as a method 400 for the production of an electronic unit. The method comprises a step 410 the provision of a distributor circuit board for electrically contacting a plurality of electronic components arranged at different positions, wherein the distributor circuit board has an opening, wherein in the step of providing further a rack carrier plate is provided, arranged on the at least one electronic component and electrically contacted with at least one conductor track of the carrier board is. Furthermore, the method comprises 400 one step 420 arranging the carrier board on a main surface of the distributor board such that the opening is at least partially closed and the at least one electrical track in an edge region of the distributor board near the opening is electrically contacted with at least one track in the distributor board. Finally, the process includes 400 one step 430 the application of an enveloping element, which closes at least the edge region in which overlap the distributor circuit board and the rack carrier plate, with respect to an external environment, in particular closes fluid-tight.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Fahrzeugvehicle
110110: elektronischer Einheitelectronic unit
115115: Steuersignalcontrol signal
120120: GetriebesteuereinheitTransmission control unit
125125: Steuersignalcontrol signal
130130: Getriebetransmission
135135: Motorengine
140140: Radwheel
210210: VerteilerleiterplatteDistribution board
215215: Öffnungopening
220220: BaugruppenträgerleiterplatteBackplane board
225225: Bauelementecomponents
227227: Leiterbahnen der BaugruppenträgerleiterplatteTracks of the subrack board
230230: weitere Bauelementeother components
232232: Leiterbahnen der VerteilerleiterplatteTracks of the distribution board
235235: Randbereich der VerteilerleiterplatteEdge area of the distribution board
240240: Kontaktierungselementecontacting
245245: WärmeabfuhrelementHeat dissipation element
250250: Hüllelementsheath member
255255: weiteres Wärmeabfuhrelementanother heat dissipation element
257257: Außenumgebungexternal environment
260260: Steuereinheitcontrol unit
265265: weitere Schaltungfurther circuit
300300: weiteres Hüllelementfurther envelope element
310310: zusätzliches Bauelementadditional component
330330: abgeknickter Abschnitt der Verteilerleiterplattebent section of the distribution board
335335: Stelle mit Verdünnung der Verteilerleiterplatte, KnickstellePlace with dilution of distribution board, kink site
340340: drittes Bauelement, Sensorthird component, sensor
350350: drittes Hüllenelementthird shell element
400400: Verfahren zur Herstellung einer elektronischen BaugruppeMethod for producing an electronic assembly
410410: Schritt des BereitstellensStep of providing
420420: Schritt des AnordnensStep of Arranging
430430: Schritt des AufbringensStep of applying

Claims

Electronic unit ( 110 ) comprising: a distribution board ( 210 ) for electrically contacting electronic components, wherein the distributor circuit board ( 210 ) an opening ( 215 ) having; a subrack board ( 220 ), arranged on the at least one electronic component and with at least one conductor track of the subrack ( 220 ) is electrically contacted, wherein the subrack ( 220 ) the opening ( 215 ) at least partially occluding on a major surface of the manifold PCB ( 210 ) is arranged and the at least one electrical conductor track ( 227 ) in a peripheral area ( 235 ) of the distribution board ( 210 ) next to the opening ( 215 ) with at least one conductor track ( 232 ) in the distribution board ( 210 ) is electrically contacted; and an enveloping element ( 250 ), which at least the edge area ( 235 ), in which the distribution board ( 210 ) and the subrack board ( 220 ) overlap with an external environment ( 257 ) closes.

Electronic unit ( 110 ) according to claim 1, characterized in that the at least one electronic component ( 225 ) in the envelope element ( 250 embedded) or by the envelope element ( 250 ) is fluid-tightly encapsulated by an external environment.

Electronic unit ( 110 ) According to one of the preceding claims, characterized in that the casing element ( 250 ) a region between an outer surface and a surface region of the distribution board ( 210 ) and / or the subrack ( 220 ), in particular wherein the envelope element ( 250 ) is formed by a potting compound or Umspritzungsmasse.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the opening ( 215 ) a heat removal element ( 245 ), in particular wherein the heat removal element ( 245 ) thermally with at least one electronic component ( 225 ) of the subrack ( 220 ) is thermally contacted.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution board ( 210 ) and the subrack board ( 220 ) by a solder connection ( 240 ) and / or a press-in connection ( 245 ) in a peripheral area ( 235 ) next to the opening ( 215 ) are electrically conductively connected to each other.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the subrack ( 220 ) at least one electronic component ( 225 ) on each one of two main surfaces of the subrack ( 220 ) having.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution board ( 210 ) from the chassis board ( 220 ) with respect to a conductor track density, in particular wherein the subrack ( 220 ) has a higher track density than the distributor board ( 210 ) and / or wherein the subrack ( 220 ) has a material with a greater thermal conductivity than the distribution board ( 210 ) or consists of such a material.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further electronic component ( 230 ) on a main surface of the distribution board ( 210 ) and with at least one conductor track ( 232 ) of the distribution board ( 210 ) is contacted with which on a main surface of the Subrack circuit board ( 220 ) and electrically contacted component ( 225 ) is electrically conductively connected.

Electronic unit ( 110 ) according to claim 8, characterized in that the at least one further component ( 230 ) of the enveloping element ( 250 ) or another, of the envelope element ( 250 ) separate enveloping element ( 300 ) or in the envelope element ( 250 ) or the further envelope element ( 300 ), in particular wherein the further envelope element ( 300 ) of a different material than the envelope element ( 250 ), in particular wherein the further envelope element ( 300 ) is formed by a metal housing.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims 8 or 9, characterized in that the further component ( 230 ) or a third component ( 340 ) in a section ( 330 ) of the distribution board ( 210 ) which extends in a different plane than the section of the distribution board ( 210 ) to which the subrack ( 220 ), in particular wherein the distribution board ( 210 ) between the further component ( 230 ) or the third component ( 340 ) and the opening ( 215 ) an agency ( 335 ) having a smaller thickness around which the further component ( 230 ) or the third component ( 340 ) carrying section ( 330 ) of the distribution board ( 210 ) to fold over.

Electronic unit ( 110 ) according to claim 10, characterized in that the location ( 335 ) with the smaller thickness of the distribution board ( 210 ) of the enveloping element ( 250 ), the further envelope element ( 250 ) or a third envelope element ( 350 ) is enclosed.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that a further heat-dissipating element ( 255 ) is provided, which with the further component ( 230 ) is thermally coupled, in particular wherein the further heat dissipation element ( 255 ) on a further component ( 230 ) opposite side of the distribution board ( 210 ) is arranged.

Electronic unit ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-dissipating element ( 245 ) and / or the further heat removal element ( 255 ) at least partially from the enveloping element ( 250 ) or the further envelope element ( 300 ) is included.

Electronic unit ( 110 ) According to one of the preceding claims, characterized in that the further component ( 230 ) and / or an additional one on a main surface of the distribution board ( 210 ) arranged component ( 340 . 310 ) is formed as a sensor for providing a measurement signal representing a physical quantity.

Procedure ( 400 ) for producing an electronic unit, the method comprising the following steps. Provide ( 410 ) of a distribution board ( 210 ) for electrically contacting a plurality of electronic components arranged at different positions, wherein the distributor printed circuit board ( 210 ) an opening ( 215 ), wherein in the step of providing further a subrack ( 220 ) is provided, arranged on the at least one electronic component and with at least one conductor track ( 227 ) of the subrack ( 220 ) is electrically contacted, arranging ( 420 ) of the subrack ( 220 ) on a main surface of the distribution board ( 210 ) such that the opening ( 215 ) is at least partially closed and the at least one electrical conductor ( 232 ) in an edge region of the opening ( 215 ) with at least one conductor track ( 227 ) in the distribution board ( 210 ) is contacted electrically; and applying ( 430 ) of an envelope element ( 250 ), which at least the edge area ( 235 ), in which the distribution board ( 210 ) and the subrack board ( 220 ) overlap with an external environment ( 257 ) closes.