CN101107893A - 控制模块 - Google Patents

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Abstract

提出一种尤其用于汽车变速器的控制模块，该控制模块具有第一外壳件(6)、第二外壳件(14)以及支座(2)，其中在所述第一外壳件(6)上布置了电子线路零件(7)，在所述支座(2)上布置了柔性的导体薄膜(9)，该导体薄膜(9)在处于所述第一外壳件和所述第二外壳件之间的外壳内腔(16)中与所述线路零件电连接，并且在所述外壳内腔外部与固定在所述支座(2)上的电气元件(4、3)电连接，其中设置了一种堆叠形式的结构，其中：所述支座(2、2a、2b)以第一侧面平放地布置在所述第一外壳件(6)的设有所述线路零件的内侧(6a)上，所述线路零件(7)布置在所述支座(2、2a、2b)的空穴(31)中，所述柔性的导体薄膜(9)布置在所述支座(2、2a、2b)的背向所述第一外壳件(6)的第二侧面上，并且所述第二外壳件(14)安放在所述柔性的导体薄膜(9)上。

Description

控制模块
背景技术
本发明涉及一种具有独立权利要求1前序部分所述特征的控制模块，尤其一种用于汽车变速器的控制模块。
具有权利要求1前序部分所述特征的控制模块比如由DE 199 07949 A1得到公开。这种类型的控制模块设置用于固定在汽车部件如变速器或发动机上，并且具有配设给所述汽车部件的不同元件。用于自动变速器的控制模块比如具有带有电子线路零件的混合控制仪、传感器和至少一个用于连接到汽车电缆束上的插塞连接件，并且部分地如此布置在所述变速器上，从而使其暴露在变速器液和那里存在的高达150℃的高温下。为了保护这个敏感的电子线路零件，有必要对该线路零件进行油密封的封装。所公开的控制模块为此具有一块底板作为第一外壳件，该底板在侧面通过塑料支座以平面形式得到延续。柔性的导体薄膜层压在所述塑料支座和底板上。将具有置入的密封件的盖板作为第二外壳件放到所述导体薄膜上。所述导体薄膜在所述外壳内腔中通过键合导线与设置在所述底板上的电子线路零件电连接。因为所述柔性的导体薄膜为进行密封与所述底板粘合在一起，所以这个较大的由底板和塑料支座组成的复合件在建立键合导线连接时、在校准线路时以及在其它加工步骤中贯穿整个电子装置加工过程。
发明内容
按本发明的具有权利要求1所述特征性特征的控制模块所要求的安装开销特别少并且可以以低廉的成本加以制造。在堆叠形式的结构中所述支座以第一侧面平放地布置在第一外壳件的设有线路零件的内侧上，所述线路零件布置在支座的空穴中，柔性的导体薄膜布置在所述支座的背向所述第一外壳件的第二侧面上，并且第二外壳件安放在所述柔性的导体薄膜上，通过所述堆叠形式的结构就省去了必须将所述柔性的导体薄膜层压在所述设有该线路零件的第一外壳件上的必要性，并且以特别有利的方式实现了这一点，即所述控制模块基本上可以由用于连接功能的组件以及用于电子功能的组件以及覆盖件所组成，其中所述两个组件可以以特别有利的方式彼此分开加工并且可以预检并且随后简单地堆叠。在此可以如此构造在所述两个组件之间的电子接口，从而可以实现所述两个组件的简单而稳固的电连接。
因为所述用于电子功能的组件可以在没有所述柔性的导体薄膜的情况下进行制造，所以该组件可以以更为低廉的成本加以制造，因为可以借助于键合导线在单个基底制造中来装配所述电子线路零件并且使所述电子元件与所述线路零件的导体电路相接触。为此，比如在使用中制造LTCC(低温共烧陶瓷)-基底并且划分为单个基底，这些单个基底而后单个地相应地粘贴在小而平坦的金属底板优选铝板上，该底板形成所述第一外壳件。被识别为有缺陷的LTCC-基底在分割之后立即剔出。随后给相应地由底板和LTCC-基底组成的经过分割的组件装配电子元件。可以借助于金制键合导线或者以其它合适的方式使所述元件与所述基底进行电接触。由于所述底板尺寸小，装配和键合这些过程可以在标准机器上进行。随后所述组件可以连续经过不同的功能检查，这些功能检查部分地在从120℃到-20℃的很高和很低的温度下进行。因为所述组件具有很小的质量，所以可以快速进行加热和冷却。所述用于控制模块的电子功能的组件在很大程度上可以制造为标准部件，并且不依赖于所述为连接功能而设置的组件由具有另一种标准但几何尺寸相同的组件所代替。
所述用于连接功能的组件包括支座和设置在该支座上的柔性的导体薄膜和传感器、插头和必要时附加的盖板。可以不依赖于所述用于电子功能的组件来检查这个组件的功能性。优选可以将单个的电气元件如带有导线接头的电容器装入所述支座的空穴内部，并且与所述导体薄膜相接触，使得这些元件在制成的控制模块中布置在所述外壳内腔内部，并且防止杂质及温度交变负荷。但电子元件也可以比如通过焊接、导电粘贴(Leitkleben)或者键合直接设置在所述柔性的导体薄膜的导体电路上。因为在制造所述用于连接功能的组件的过程中进行装配，所以无需考虑到所述LTCC基底的精细结构，从而比如流动介质不会弄脏所述LTCC基底。但是在制成的控制模块中，所述元件得到保护地安置在密封的外壳内腔中。
所述两个组件可以在其制造之后简单地上下叠放。优选通过键合导线进行电连接，所述键合导线将所述LTCC基底与所述柔性的导体薄膜相连接。在加注凝胶时将凝胶加到所述支座的空穴中，在该空穴中也布置所述LTCC基底，在加注凝胶之后，凝胶会硬化。随后将可以被视为盖板的第二外壳件放到所述导体薄膜上。单独的用于填注凝胶的开口必须用单独的密封件来封闭，在此可以有利地省去该单独的开口。如此形成的零件堆最后借助于紧固元件结合在一起。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出，并且在下面的说明中进行解释。
其中：
图1是按本发明的控制模块的第一实施例的横截面，
图2是图1所示实施例的制造，
图3是第二实施例的制造，
图4是第四实施例的横截面的局部截取部分，
图5是第五实施例的横截面的局部截取部分，
图6是第六实施例的横截面，
图7是第七实施例的横截面。
具体实施方式
图1示出了按本发明的控制模块的第一实施例的横截面。所述控制模块1包括一个由金属或塑料制成的支座2，该支座2比如可以固定在汽车的变速器上，并且在该支座2上固定了不同的元件，比如传感器4、插头部件3和必要时未示出的用于对所述变速器的执行机构进行触发的液压阀以及变速器控制仪5。所述控制仪5具有第一外壳件6，该第一外壳件6优选构造为比如由铝制成的金属底板。在所述第一外壳件6的内侧6a上粘贴了电子线路零件7，比如LTCC基底(低温共烧陶瓷)，该线路零件7装备了电子元件8。所述电子元件8可以通过金质键合导线与所述LTCC基底的导体电路相连接。所述线路零件7通过比如作为铝制键合导线10构成的接触元件与柔性的导体薄膜9相连接。所述柔性的导体薄膜9可以包括其中一层由聚酰亚胺制成的普通载体薄膜，该载体薄膜支承着由铜制成的导体电路并且在光学处理过程中结构化并且通过蚀刻构成，并且借助于保护涂层或者另一种薄膜向外绝缘。
就象还可在图1中看出的一样，所述大面积的柔性的导体薄膜9设置在支座2、2a上，该支座2、2a在所述第一实施例中为双构件结构，并且具有矩形的比如由塑料制成的框架件2a和将该框架件2a包围并且使该框架件2a延续一段距离的由金属或塑料制成的支撑件2。所述支座和导体薄膜9具有矩形的用于接纳所述线路零件7的空穴31。所述柔性的导体薄膜9抵靠着所述框架件2a的背向所述第一外壳件6的一侧，并且可以比如借助于胶粘剂固定在那里。此外，所述柔性的导体薄膜9抵靠在所述支撑件2的背向所述第一外壳件的一侧上，并且在那里通过盖板18固定在所述第二外壳件14的外部，该盖板18将所述导体薄膜压紧在所述支撑件上。所述盖板18也可以同时用于固定所述插头部件3和传感器4。在所述框架件2a和支撑件2之间设置了一个环绕的中间空隙32，在该中间空隙32中布置了一个环绕的第一密封件12(比如弹性的密封圈)，该第一密封件12一方面密封地抵靠在所述第一外壳件6的内侧6a上，并且另一方面密封地抵靠在所述柔性的导体薄膜9上。
在所述柔性的导体薄膜9上安放了作为覆盖件设置的第二外壳件14，该第二外壳件14比如可以是由塑料制成的注塑件或金属覆盖件。在所述第二外壳件14的槽中布置了环绕的第二密封件13，该第二密封件13一方面密封地抵靠着所述外壳件14，并且另一方面密封地抵靠着所述导体薄膜9。所述第二密封件14具有稍小于所述第一密封件13的直径，使得所述两个密封件不是彼此上下放置而是彼此错开布置。
所述由第一外壳件6、支座2、大面积的导体薄膜9以及第二外壳件14构成的零件堆在所述第一外壳件和第二外壳件的边缘上设有多个连续的空隙，在所述空隙中插入铆钉、螺栓、定位件或者类似器件形式的紧固件15。通过所述紧固件15将该零件堆压紧，从而所述第二外壳件14将所述弹性的第二密封件13压紧在所述导体薄膜9的上侧面上，该导体薄膜9在此处支撑在所述框架件2a上，并且所述第一外壳件6将所述弹性的第一密封件12压紧在所述导体薄膜9的下侧面上，该导体薄膜9在此处支撑在所述第二外壳件14的环绕的凸缘33上。通过这种方式，仅仅借助于两个密封件就形成了油密封的外壳内腔16，所述线路零件7和键合导线10受保护地布置在该外壳内腔16中。所述电子线路零件9的元件8借助于装入所述空穴31中的覆盖材料17比如凝胶以公开的方式钝化。
图2示出如何借助于可预检的模块化组件来制造按本发明的控制模块的第一实施例。用于所述电子功能的第一组件19包括第一外壳件6和粘贴在该第一外壳件6上面的电子线路零件7。这个组件的制造方法是，将在使用中制造的LTCC大基底分割成单个基底，将所述单个基底粘贴在所述外壳件6上。随后，将元件8装配到所述LTCC基底上并且借助于键合导线与所述基底的导体电路相接触。这些过程由于所述第一外壳件较小的空间膨胀而可以在标准机器上执行。最后，对制成的组件19的功能进行检查。用于连接功能的第二组件20则包括由塑料或金属制成的支撑件2和放入所述支撑件2的矩形空穴中的矩形框架件2a、所述第一密封件12和所述大面积的柔性的导体薄膜9，其中插头部件3和传感器4固定在所述支撑件2上。在制造时，首先将所述导体薄膜9在其内部区域中与所述环绕的框架件2a粘合在一起。随后将所述导体薄膜以其外面的圆周区放在所述支撑件2上，并且然后将所述盖板18安放在所述导体薄膜9上。最后，将所述插头部件3和传感器4与所述导体薄膜进行电连接。
通过所述组件19和20的堆叠来对所述控制模块进行最后装配，其中所述紧固件15用作定心辅助件和接合件。为此，如在图2中所示出的一样，可以首先将所述紧固件定位在工件支座上。而后首先将所述第一组件19安装到所述紧固件上，使得所述紧固件15穿过所述底板的空隙34。而后如此安放所述第二组件10，使得所述框架件2a和所述第一密封件12定位在所述第一外壳件6的内侧6a上。所述框架件2a通过压入所述外壳件6中的栓或者粘接固定在框架件2a和外壳件6之间。所述紧固件15穿过所述支撑件2中的空隙35和导体薄膜9中的空隙36。最后，将所述两个组件借助于所述键合导线10在所述线路零件7和导体薄膜9之间彼此进行电连接，并且将覆盖所述线路零件7的凝胶加入所述空穴31中。在涂上凝胶之后，该凝胶会硬化。最后，将所述第二外壳件14连同所述第二密封件13安放到所述导体薄膜9上，其中所述紧固件穿过所述第二外壳件的空隙37，并且用力F对该零件堆进行压缩，从而油密封地封闭所述外壳内腔16。
图3示出，如何借助于可预检的组件来制造按本发明的控制模块的第二实施例。在该实施例中没有设置盖板18。取而代之的是，不仅将所述柔性的导体薄膜9粘贴在所述框架件2a上，而且借助于胶粘剂21也粘贴在所述支撑件2上。这种粘接可以在所述大面积的柔性的导体薄膜9的整个支承面上在所述支座上进行，或者也可以仅仅如图3所示在局部区域中进行。
如果所述支撑件2作为注塑件由塑料制成，那么所述柔性的导体薄膜9在第三实施例中也可以注入所述支撑件2中。
图4示出了本发明的第四实施例的横截面的局部截取部分。在该实施例中，单个的电子元件22从所述线路零件7上转移出来并且在所述外壳内腔16中布置在所述框架件2a的内部。这种转移是有利的，以便能够缩小所述线路零件7。尤其相当大的元件因此可以布置在所述线路零件7外部的其它位置上。因此，可以比如将导线元件比如通过叉形焊接(Gabelschweiβung)24与吹入所述框架件中的、冲压格栅件形式的电导体23进行电接触。优选借助于键合导线25使所述导体23与所述导体薄膜9的导体电路进行电接触，所述键合导线25可以在和所述键合导线10相同的连接过程中并且用与其相同的键合器件在所述柔性的导体薄膜和线路支座7之间制造。将所述元件22布置在所述框架件2a的空穴中，该空穴通过所述第一外壳件6封闭，这种布置方式额外地提供了这样的优点，即所述元件22被全方位良好地包围住并且机械固定在其位置中，这在出现震动和振动负荷时就提供了很高的稳固性。
在图5中示出了第五实施例。在这里，将一个单个的电气元件26在所述油密封的外壳内腔16的内部直接安放在所述柔性的导体薄膜9的连接表面上，并且与其进行电连接。在这里它也可以比如是SMD(表面安装装置(Surface mounted device))元件。如在图5中所示，该元件26在所述柔性的导体薄膜9的自由侧上借助于接触胶粘剂27与所述导体薄膜进行电气及机械连接。
图6示出了所述控制模块1的第六实施例，其中所述支座2为单构件结构并且所述控制仪5的密封没有通过密封件而是借助于密封胶比如环氧胶粘剂或者丙烯酸胶粘剂进行。为此，将所述支座2的包围着所述线路零件7的区段以其下侧面通过环绕的胶粘剂层28密封地粘贴在所述第一外壳件6的内侧6a上。所述柔性的导体薄膜9通过环绕的胶粘剂层30密封地粘贴在所述支座2的背向所述第一外壳件6的一侧上。在所述柔性的导体薄膜9的背向所述支座2的一侧上，所述第二外壳件14通过环绕的第三胶粘剂层29密封地粘贴在所述柔性的导体薄膜9上。因此在该实施例中，所述第一实施例的第一和第二密封件被密封胶所代替，并且所述在第一实施例中为固定而在导体薄膜和支座之间存在的粘接借助于密封胶进行。在该实施例上尤为有利的是，所述支座2作为准第三外壳件一体地直接引入所述控制仪5中并且因此得到刚性的、方便安装的、用于连接功能的组件。这里不用放入密封件。
图7示出了本发明的第七实施例。在该实施例中，所述支座2作为复合件在胶粘剂层28、29和紧固件15的区域2b中部分地由金属优选由铝制成。所述支座2的其余部分优选是塑料注塑件。这里产生这样的优点，即在所述粘合连接的区域中同类的具有同种膨胀系数的材料粘合在一起。
显而易见，所示出的实施例也可彼此间进行组合并且包括在本发明比如本发明的实施方案中，其中仅仅其中一个图1所示的密封件被密封粘接所取代，或者说图6和图7中的其中一种密封粘接由密封件所取代。当然也可以将图4和/或图5所示实施例与图6和7所示实施例进行组合。
附图标记列表
1.    控制模块
2.    支座
2a.   框架件
2b.   区域
3.    插头部件
4.    传感器
5.    控制仪
6.    第一外壳件
6a.   内侧
7.    电子线路零件
8.    元件
9.    柔性的导体薄膜
10.   键合导线
12.   第一密封件
13.   第二密封件
14.   第二外壳件
15.            紧固件
16.            外壳内腔
17.            覆盖材料
18.            盖板
19.            第一组件
20.            第二组件
21.            胶粘剂
22.            元件
23.            导体
24.            叉形焊接
25.            键合导线
26.            元件
27.            接触胶粘剂
28，29，30.    胶粘剂层
31.            空穴
32.            中间空隙
33.            凸缘
34，35，36     空隙

Claims (13)

1.尤其用于汽车变速器的控制模块，其具有第一外壳件(6)、第二外壳件(14)以及支座(2)，其中在所述第一外壳件(6)上布置了电子线路零件(7)，在所述支座(2)上布置了柔性的导体薄膜(9)，该导体薄膜(9)在处于所述第一外壳件和所述第二外壳件之间的外壳内腔(16)中与所述线路零件电连接，并且在所述外壳内腔外部与固定在所述支座(2)上的电气元件(4、3)电连接，其特征在于一种堆叠形式的结构，其中：
-所述支座(2、2a、2b)以第一侧面平放地布置在所述第一外壳件(6)的设有所述线路零件的内侧(6a)上，
-所述线路零件(7)布置在所述支座(2、2a、2b)的空穴(31)中，
-所述柔性的导体薄膜(9)布置在所述支座(2、2a、2b)的背向所述第一外壳件(6)的第二侧面上，并且
-所述第二外壳件(14)安放在所述柔性的导体薄膜(9)上。
2.按权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述支座(2、2a)为双构件结构，它具有将所述线路零件包围的框架件(2a)以及将所述框架件包围的支撑件(2)，其中所述框架件(2a)通过中间空隙(32)与所述支撑件(2)间隔开，在该中间空隙(32)中布置了第一密封件(12)，该第一密封件(12)一方面密封地抵靠在所述第一外壳件(6)的内侧(6a)上，并且另一方面密封地抵靠在所述柔性的导体薄膜(9)上。(图1、图4、图5)。
3.按权利要求1所述的控制模块，其特征在于，在所述支座(2、2b)和所述第一外壳件(6)的内侧(6a)之间布置了密封胶(28)。(图6、图7)。
4.按权利要求1、2或3所述的控制模块，其特征在于，设置了第二密封件(13)，该第二密封件(13)一方面密封地抵靠在所述柔性的导体薄膜(2)上，并且另一方面密封地抵靠在所述第二外壳件(14)上。(图1、图4、图5)
5.按权利要求1、2或3所述的控制模块，其特征在于，在所述第二外壳件(14)和导体薄膜(9)之间布置了密封胶(29)。(图6、图7)
6.按权利要求1所述的控制模块，其特征在于，在所述被第二外壳件(14)所覆盖的区域外部在所述柔性的导体薄膜(9)的区域上安放盖板(18)，该盖板(18)固定在所述支座(2、2a)上。  (图1)
7.按权利要求1所述的控制模块，其特征在于，所述支座(2、2b)构造为复合件，该复合件包括将所述线路零件(7)包围的框架件(2b)和在所述外壳内腔(16)的外部连接到所述框架件上的支撑件(2)。(图7)
8.按前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，所述由第一外壳件(6)、支座(2、2a、2b)、柔性的导体薄膜(9)和第二外壳件(14)构成的零件堆借助于至少一个紧固件(15)结合在一起。
9.按权利要求8所述的控制模块，其特征在于，所述由第一外壳件(6)、支座(2、2a、2b)、柔性的导体薄膜(9)和第二外壳件(14)构成的零件堆具有至少一个空隙，将至少一个将该零件堆结合在一起的紧固件(15)插入该空隙中。
10.按前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，在所述第一外壳件(6)和第二外壳件(14)之间在所述支座(2、2a、2b)的空穴中布置了至少一个电气元件(22)，并且通过电连接元件(23、25)使其与所述柔性的导体薄膜(9)相接触。(图4)
11.按前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，在所述外壳内腔(16)中在所述第一外壳件(6)和第二外壳件(14)之间将至少一个电气元件(26)设置在所述导体薄膜(9)上并且使其与该导体薄膜(9)进行电接触。(图5)
12.用于制造按权利要求1到11中任一项所述的控制模块的方法，其特征在于，将所述第一外壳件(6)连同设置在其上面的线路零件(7)作为第一组件(19)进行制造，并且不依赖于该第一组件将所述支座(2、2a)连同布置在其上面的电气元件(3、4)以及布置在其上面的柔性的导体薄膜(9)和必要时连同所述盖板(18)作为第二组件(20)进行制造，将所述第二组件(20)安放到所述第一组件(19)上，并且随后优选通过键合导线连接(10)使所述电气线路零件(7)与所述柔性的导体薄膜(9)相接触。(图2、图3)
13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，在安装所述两个组件(19、20)之后并且必要时在将覆盖材料(17)装到所述线路零件(7)上之后将所述第二外壳件(14)安置到所述柔性的导体薄膜(9)上，并且借助于至少一个紧固件(15)将所述第一外壳件、支座、柔性的导体薄膜和第二外壳件彼此固定在一起。
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