CN101176392B - 具有柔性印制电路板的控制单元 - Google Patents
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Abstract
可以降低诸如变速箱的运输工具组件用控制单元的生产成本,其方式是将器件(7,7’,1”)从刚性印制电路板(5)转移到柔性印制电路板(3)上。柔性印制电路板(3)穿过外壳,所述外壳容纳刚性印制电路板(5)和柔性印制电路板(3)的一部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有柔性印制电路板的控制单元。
背景技术
尤其以电子的方式控制机动车的自动变速箱。迄今为此设置了独立控制设备用于装入(verbauen)保护免受环境影响的盒子中或乘客室中,而控制电子系统和所属的传感器系统集成到变速箱中的趋势为了机械电子变速箱控制而进一步继续。在诸如发动机控制装置和制动系统的另外领域中,也存在针对现场电子系统(Vorortelektronik)的类似趋势。为了将信号和电流分配到所希望的地点,其中采用了柔性印制电路板。
图1以平面布置图的方式展示了常规的柔性印制电路板的结构,如所述柔性印制电路板在机械电子变速箱控制的当前系列应用中被用于分配电信号和电流。柔性印制电路板3包含绝缘基膜和由聚酰亚胺制成的绝缘覆盖膜,(未示出的)导电铜导线嵌入式地位于其间。通过在层之间采用丙烯酸胶粘剂而生成坚固的单元。在柔性印制电路板3的内部区域中,为具有电子系统的刚性印制电路板5构成了矩形区域作为凹口33。在该区域中,稍后利用导热胶粘剂将完整装配的和已测试的刚性印制电路板5层压到基板上,并且借助接合(Bond)技术电接合到柔性印制电路板3的印制导线34上。印制导线34从凹口33中引出。印制导线34通常被分组成通向执行元件和传感器的印制导线31、和通向电缆室的印制导线32。
柔性印制电路板必须在整个使用寿命期间经受住在变速箱油中的使用。由于成本原因优选采用单层的柔性印制电路板。可以采用单部分的或多部分的(部分柔性(Teilflex)解决方案)柔性印制电路板。
图2以平面布置图的方式展示了常规的变速箱控制装置的结构。刚性印制电路板5固定在基板10上。具有印制导线34的柔性印制电路板3通过接合连接9连接在刚性印制电路板5上。所有电子器件7都被布置在刚性印制电路板5上。密封14与盖子12一起将刚性印制电路板5和柔性印制电路板3的一部分与周围环境屏蔽开。
刚性印制电路板5由衬底制成,并且例如以标准印制电路板、低温共烧陶瓷(LTCC,Low Temperature Co-fired Ceramic)、或厚膜技术为基础。这种衬底的制造是很昂贵和耗费的,因为所述衬底此外还必须经受住直至超出30倍重力加速度的高加速度。
从EP 0972 318 B1中还公知一种用于电连接电路载体与印制导线载体的装置。在电路载体和印制导线载体之间的重叠区域中,印制导线载体布置在基板上,而电路载体布置在印制导线载体上。在重叠区域中,电路载体借助导电胶粘剂与印制导线载体电连接。
具有柔性的和刚性的印制电路板的现有控制单元的缺点在于,这些控制单元在制造方面是耗费的并因此是昂贵的。
发明内容
因此本发明所基于的任务在于,实现具有降低的生产成本的控制单元。
通过一种运输工具组件用的控制单元来解决该任务。在具体实施方式部分中说明了本发明的有利扩展方案。
所述运输工具组件用的控制单元包括柔性印制电路板和装配有第一电子器件的刚性印制电路板,其中所述柔性印制电路板与所述刚性印制电路板电连接,所述柔性印制电路板的一部分和刚性印制电路板布置在外壳中,并且所述柔性印制电路板穿过所述外壳,其特征在于,在外壳内部给所述柔性印制电路板装配第二电子器件,而且,在外壳之外给所述柔性印制电路板装配第三电子器件。
通过在外壳内部给柔性印制电路板装配电子器件,可以降低生产成本。尤其是对于刚性印制电路板的昂贵衬底需要较少材料,因为通过将器件从刚性印制电路板转移到柔性印制电路板上,可以减小刚性印制电路板的面积。
通过将刚性印制电路板布置在外壳中并且柔性印制电路板穿过外壳,可以保护刚性印制电路板和柔性印制电路板的一部分免受化学的和/或机械的和/或电的环境影响。
因此将器件布置在外壳之内是特别有利的。通过这种方式也可以将经受不住在保护外壳之外的条件的器件转移到柔性印制电路板上。
通过这种布置,在设备设计和尤其是电子系统室的布局方面,提高了设计上的自由度。也将有可能采用更有利的器件。具有锡化焊盘涂层(Padbeschichtung)的器件适用于焊接连接,而在衬底上安装时AgPd涂层适用于银导电胶接。
尤其是如果在柔性印制电路板上为多个器件设置仅仅针对特定的变型方案所装配的位置,则通过在柔性印制电路板上部分装配有可能简单地构成变型方案。通过以下方式获得大的优点,即在具有减少装配(Minderbestueckung)的变型方案情况下不必提供昂贵的衬底面积,并且因此可以使用统一衬底。由此在采用具有固定装配的衬底并且在柔性印制电路板上的电路部分中形成变型方案时,也得出开发时间的缩短,因为柔性印制电路板的变化的布局的构造时间很短。
在外壳之内或之外,在柔性印制电路板上也可以采用像用于转速测量的霍耳传感器那样的有壳的和无壳的器件。因此昂贵的单个封装的传感器不再必要,而是可以简单地集成到机械电子控制装置中。
可以改善关键电路部分或关键器件(例如输出级或调压器)的热连接。
附加地可以得出以下的优点:
不是所有的器件都同样地适用于转移到柔性印制电路板上。在刚性的和柔性的印制电路板之间生成尽可能少的附加接合连接的功能块原则上是适合的。也可以以比柔性印制电路板的印制导线(Leiterbahn)小的尺寸来构造刚性印制电路板的印制导线。因此按照趋势,具有不太紧挨着的和不太多的端子的器件可以更简单地被转移到柔性印制电路板中,因为在柔性印制电路板上,印制导线不能任意紧密地彼此相邻。
此外,实际上,刚性印制电路板大多安置在具有高导热性的底板上,例如安置在铝板上,由此同样确保了良好的散热。
基于上面的阐述,因此特别有利的是,将电容器、晶体管、电阻、传感器、霍耳传感器和调压器转移到柔性印制电路板上。
对于像用于转速测量的霍耳传感器那样的单个器件,在外壳之外的装配可能是有利的。
尤其是对于在受机械和化学负担的环境中(例如在运输工具变速箱中)控制单元的使用,可以借助防油的外壳来保护电子系统免受破坏,其中柔性印制电路板穿过所述防油外壳。
可以特别简单地制造和装入具有绝缘基层和带凹口的绝缘覆盖层的柔性印制电路板,其中在所述凹口上布置器件。由于绝缘层,其它的绝缘是不需要的,并且在凹口上可以焊接、熔接或粘接器件。
可以特别简单和成本低地制造只具有一个印制导线层的柔性印制电路板。而具有多个印制导线层的柔性印制电路板具有以下的优点,即可以在其上布置和更强烈地集成较复杂的电路。
由于器件的转移,在柔性印制电路板上可能需要附加的印制导线。为了拆开电路部分,可以在柔性印制电路板上借助接合连接来跨接印制导线的交叉。
柔性印制电路板也可以由多个互相连接的柔性子板组成。可以较简单地装入多部分的印制电路板。这种多部分的印制电路板还具有可以利用变型方案扩展基本配备的优点,其中在子板上可以安置变型方案的附加组件。在此情况下,基本配备的扩展仅仅还需要装入相应的子板。
以下借助附图示范性地更详细地阐述本发明。
附图说明
图1以平面布置图的方式展示了常规的柔性印制电路板的结构,
图2以平面布置图的方式展示了常规的变速箱控制装置的结构,
图3以侧视图的方式展示了常规的变速箱控制装置与本发明的第一实施形式的对比,
图4以平面布置图的方式展示了本发明的另一实施形式中的控制单元。
具体实施方式
图3以侧视图的方式展示了常规的控制单元与本发明的第一实施形式的对比。柔性印制电路板3通过接合连接9与刚性印制电路板5相连接。利用电绝缘的导热胶粘剂将刚性印制电路板5层压在延伸穿出刚性印制电路板5的铝制的基板上。柔性印制电路板3紧密地被层压到在基板10上延伸的区域上。借助包围刚性印制电路板5的密封14,例如通过铆钉或螺栓将盖子12与基板固定连接,使得由基板10和盖子12形成密封的外壳,其中柔性印制电路板被层压到所述基板上。
按照现有技术,将所有的电器件7装配给刚性印制电路板5。在本发明的第一实施形式中,器件7’在外壳之内被焊接在柔性印制电路板3上。
图4展示了在本发明的另一实施形式中的具有刚性印制电路板5和柔性印制电路板3的控制单元1。刚性印制电路板5被固定在基板10上。具有印制导线34的柔性印制电路板3通过接合连接9连接到刚性印制电路板5上。电子器件7、7’、7”不仅被布置在刚性印制电路板5上,而且也被布置在柔性印制电路板3上。柔性印制电路板3借助密封14穿过防油外壳。像电容器、晶体管、电阻、调压器和传感器那样的电子器件7’、7”在防油外壳之内和之外被布置在柔性印制电路板3上。柔性印制电路板3具有印制导线34,所述印制导线34借助接合连接9与刚性印制电路板5相连接,和/或布置在柔性印制电路板3上的器件7’、7”连接在所述印制导线34上。为了跨接在柔性印制电路板3上的印制导线34,接合连接9同样是合适的。
Claims (11)
1.运输工具组件用的控制单元,包括
柔性印制电路板(3)和
装配有第一电子器件(7)的刚性印制电路板(5),
其中所述柔性印制电路板(3)与所述刚性印制电路板(5)电连接,
所述柔性印制电路板(3)的一部分和刚性印制电路板布置在外壳中,并且
所述柔性印制电路板(3)穿过所述外壳,
其特征在于,在外壳内部给所述柔性印制电路板(3)装配第二电子器件(7’),而且,在外壳之外给所述柔性印制电路板(3)装配第三电子器件(7”)。
2.按权利要求1的控制单元,其特征在于,给所述柔性印制电路板(3)装配一个或多个电容器、和/或一个或多个晶体管、和/或一个或多个电阻、和/或一个或多个调压器、和/或一个或多个传感器。
3.按权利要求2的控制单元,其特征在于,所述一个或多个传感器是一个或多个霍耳传感器。
4.按权利要求1-3之一的控制单元,其特征在于,所述外壳是防油的,并且所述柔性印制电路板(3)以防油的方式穿过所述外壳。
5.按权利要求1-3之一的控制单元,其特征在于,所述柔性印制电路板(3)包括绝缘基层和绝缘覆盖层,其中所述覆盖层具有凹口,在所述凹口上布置第二电子器件和第三电子器件(7’,7”)。
6.按权利要求1-3之一的控制单元,其特征在于,所述柔性印制电路板(3)包括恰好一个具有印制导线(34)的层。
7.按权利要求1-3之一的控制单元,其特征在于,所述柔性印制电路板(3)包括多个具有印制导线(34)的层。
8.按权利要求6的控制单元,其特征在于,借助接合连接(9)跨接印制导线(34)中的至少一个印制导线,所述印制导线位于柔性印制电路板(3)上。
9.按权利要求7的控制单元,其特征在于,借助接合连接(9)跨接印制导线(34)中的至少一个印制导线,所述印制导线位于柔性印制电路板(3)上。
10.按权利要求1-3之一的控制单元,其特征在于,所述柔性印制电路板(3)是多部分的。
11.按权利要求1-3之一的控制单元,其特征在于,所述控制单元是运输工具变速箱用的控制单元。
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