CN102340973A

CN102340973A - 控制装置

Info

Publication number: CN102340973A
Application number: CN2011101605794A
Authority: CN
Inventors: S.拉默斯; R.里格尔
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-02-01
Also published as: DE102010030170A1; CN106211712A

Abstract

本发明涉及控制装置（10），该控制装置尤其是用于机动车的变速器的变速器控制模块。所述控制装置（10）具有电路载体（22），所述电路载体具有至少一个电气或电子结构元件（26）。所述电路载体（22）在其下侧上具有布线载体（12，14，16）并且在其上侧（20）上具有散热装置（44）。

Description

控制装置

技术领域

当今，在尤其是用于在机动车中安装的变速器上使用电子的控制装置。这种电子的控制装置一方面可借助于钢壳体构造成单独的控制装置，或者具有由模制物料（Moldmasse）制成的壳体。此外存在可能性：将控制装置完全集成在用于变速器的控制模块中，由此不再需要单独的控制装置。

背景技术

DE 44 16 403 A1涉及一种用于印制电路板的冷却装置以及一种用于制造这种冷却装置的方法。冷却装置被设置用于印制电路板，在所述印制电路板中至少在一侧上构造有印刷的印制导线并且在所述印制电路板上施加有多个电子固体结构元件。所述电子固体结构元件通过焊接连接与印制电路板连接，以便形成电路组件。冷却装置包括由导热并且优选电绝缘的塑料制成的涂层。在印制电路板的一个或两个表面上至少局部地施加由导热并且优选电绝缘的塑料制成的所述涂层。

EP 1 728 277 B1涉及一种用于电子电路的壳体以及一种用于密封壳体的方法。用于电子电路的、尤其是适用于控制装置的壳体包括具有多个电触点的电路。所述电触点通过单个的电子导体从壳体导出，其中，壳体包括底板和盖以及底板与盖之间的至少一个密封装置。密封装置构造成单件式，用于密封底板与盖之间的中间空隙，露出的电导体穿过所述中间空隙。露出的导体在框架中被引导并且彼此相对固定地定位。框架设置在底板与盖之间并且通过其在位置和/或到底板和盖以及露出的导体彼此间的距离方面的构型在壳体封闭时被确定。

在单独制成的壳体中通常满足应在复杂的附加过程的范围内在制造和封装方面要解决的其它要求。单独的壳体通常包括出于布线和安置壳体原因而需要的较大结构形式。在完全集成的解决方案中，即完全集成在变速器的控制模块中的控制装置中，在制造结束时进行选择关键的创造价值过程。例如制造键合连接算作这种选择关键的创造价值过程。

发明内容

根据本发明建议，这样构造尤其是在用于机动车变速器的控制模块上使用的控制装置，使得得到尽可能小的结构高度。控制装置包括布线载体，所述布线载体具有处于内部的布线并且例如可构造成单个的柔性膜或由多个柔性膜构成的层装置。此外，布线载体也可构造成印制电路板或引线框架。在布线载体上材料配合地（stoffschluessig）施加尤其是优选粘接电路载体。在例如可由陶瓷制造的电路载体的上侧上存在多个电气或电子结构元件，所述电气或电子结构元件与布线载体直接电连接，所述布线载体可以是柔性膜、由柔性膜构成的装置、或印制电路板、或引线框架等。作为电连接例如使用键合连接，所述键合连接可由大量多个具有例如300μm直径的铝键合线制造。

优选在制造控制装置时使用载体框架。载体框架也类似于由陶瓷制成的电路载体施加在布线载体的上侧上。载体框架用于进一步处理变速器模块中的布置，例如用于将控制装置机械固定在变速器模块中。载体框架在此尤其是接收机械力。

施加在布线载体的上侧上的载体框架以及布线载体的后侧用作用于模制工具的密封面（框架堤坝（Dam-Bar））。所述模制工具优选构造成两件式，由此，具有构造在内部的布线的布线载体通过模制工具的一个半部支撑，而模制工具的另一个半部贴靠在载体框架的上部的平侧上，所述载体框架施加在布线载体的上侧上。载体框架包围电路载体，在所述电路载体上施加多个电气或电子结构元件并且同时用作用模制物料浇注的槽的边界。模制物料一方面通过载体框架的处于内部的侧并且另一方面通过布线载体的上侧密封，电路载体连同其多个电气或电子结构元件施加在所述上侧上。模制物料不仅包围设置在由陶瓷制成的电路载体的上侧上的电气或电子结构元件，而且包围电接触部（Kontaktierungen），所述电接触部优选构造成铝键合连接部。在根据本发明建议的控制装置中热量传导现在这样进行，使得涉及热固性塑料的模制物料将热量从电路载体传送给散热装置，所述散热装置根据在布线载体上方的载体框架内部浇注模制物料的构型而接触模制物料。然后出现从电路载体指向设置在载体框架上方的散热装置的热量流。所选择的布置完全避免通过电路载体的热量流，其方式是由电气或电子结构元件产生的废热可直接通过模制物料输出给散热装置。

此外，模制物料在电路载体的上侧上的接触区域之间保护构造得相对薄的电接触部，所述电接触部优选以键合连接的形式来制造，在其中的布线载体可以是柔性膜、由柔性膜构成的装置、印制电路板、或引线框架或设置在内部的布线。

根据本发明建议的控制装置虽然单独制造，但在多个电和热接口的可实现的结构高度方面将控制装置完全集成到变速器模块中的优点结合起来。通过根据本发明建议的解决方案，在布线载体的厚度约为0.6mm、电路载体即陶瓷衬底的厚度为0.5mm、电气或电子结构元件的高度至多为2.5mm、模制物料的最小重叠量为1mm的情况下可制造全部具有几个毫米、即5mm以下的高度的控制装置。在要单独制造的壳体中，在制造和封装方面需要相对复杂的附加过程并且产生大的结构形式，而通过根据本发明建议的解决方案可通过单独制造控制装置获得紧凑且扁平结构的控制装置，所述紧凑且扁平结构的控制装置尤其是在热量在避免通过电路载体的热量流情况下可直接导出到电气或电子结构元件的位置中可构造有散热装置。控制装置通过模制物料排热在显著更短的路径上进行。陶瓷通常具有小的导热能力，由此，通过模制物料排热是有利的，尤其是可更快速地进行。

附图说明

下面借助于附图更深入地描述本发明。附图表示：

图1 根据本发明建议的控制装置的结构，

图2 用于将模制物料置入到布线载体与载体框架的内侧之间的内部空间中的分体式工具的视图，

图3 从电路载体的表面上的电子或电气结构元件到散热装置产生的热量流，以及

图4 在没有示出模制物料的情况下控制装置的结构的俯视图。

具体实施方式

从根据图1的视图可获知尤其是可在变速器模块上使用的控制装置，所述变速器模块在单独的制造过程中制造。

图1示出了尤其是用于变速器模块的控制装置10，所述控制装置具有载体12，尤其是布线载体12。布线载体12包括处于内部的布线46，如图1中所示。其下侧用参考标号8标记并且其上侧用参考标号20标记的布线载体12可涉及单个的柔性膜16、由多个柔性膜16构成的层的装置、印制电路板14或引线框架等。从根据本发明的控制装置10的根据图1中视图的结构视图获知：在布线载体12的上侧20上施加电路载体22。优选电路载体22构造成扁平的构件并且由陶瓷制造。由陶瓷材料制成的电路载体22优选具有至少十分之一毫米的高度，则例如约0.5mm，而布线载体12例如可具有仅0.6mm的厚度。

另外，从根据图1的视图获知：在由陶瓷材料制成的电路载体22的上侧上存在多个电气或电子结构元件26。由陶瓷材料制成的电路载体22通过以键合线构型的电接触部24电接触。键合线例如可构造成300μm铝键合线。此外，从根据图1的视图获知：在布线载体12的上侧20上以柔性膜、层叠的柔性膜16的装置、印制电路板14或引线框架的构型存在框架32。所述框架32与布线载体12的上侧20一起形成一个构造成槽状的填充空间28，所述填充空间在根据图1的视图中被浇注上模制物料30。模制物料30优选涉及具有良好导热能力的热固性塑料。

模制物料30不仅包围设置在由陶瓷材料制成的电路载体22的上侧上的电气或电子结构元件26，而且包围在电路载体的两侧延伸的电接触部24，所述电接触部构造成键合连接，并且所述电接触部使由陶瓷材料制成的电路载体22与在布线载体12中构造在内部的布线46连接。

图2示出了模制工具，所述模制工具具有两个工具半部，即一个上部的工具部分34和一个下部的工具部分38。上部的工具部分34的第一平侧36处于框架32的上侧上，而以柔性膜16、印制电路板14或柔性膜16的层叠组的构型的布线载体12通过下部的工具部分38的第二平侧40支撑。从根据图2的视图获知：填充空间28被填充上模制物料30，这例如由于转移模制来进行。一方面在布线载体12的上侧20上的载体32的内侧以及另一方面布线载体12的上侧形成密封面78（框架堤坝）。另外，图2中示出，可涉及印制电路板、一个或多个柔性膜16以及引线框架的布线载体12在侧面伸出超过两件式的模制工具的相互贴合的工具部分34、38。

优选构造成键合连接部、例如构造成具有300μm粗度的铝键合线的电接触部由置入到填充空间28中的模制物料30包围和保护以免受损。

图3示出了在根据本发明建议的控制装置中产生的热量流。从图3可获知：由陶瓷材料制成的电路载体22通过电连接部、例如键合连接部与布线载体12中的布线46导电连接。电接触部24以及设置在由陶瓷材料制成的电路载体22的上侧上的电气或电子结构元件26也由填充空间28内部的模制物料30包围。在根据本发明建议的控制装置10工作期间，在垂直方向上向上产生通过箭头42表示的热量流。这是因为在框架32的上部的平侧上贴靠地安置有散热装置44，所述散热装置例如可涉及由变速器模块的金属材料制成的承载板。热量流42在垂直方向上指向散热装置44。这意味着，在电子或电子结构元件26的工作中产生的废热流通过模制物料44进行，由此，没有热量流42通过由通常具有不利的导热能力的陶瓷材料制成的电路载体22出现。通过模制物料排热在更短得多的路径上并且由此在显著更短的时间内进行。

此外，从根据图3的视图可获知：根据本发明建议的控制装置在散热装置44下方具有结构高度68、74，所述结构高度处于几个毫米的数量级内，优选处于5mm以下。如果考虑布线载体12的几个十分之一毫米例如0.6mm的厚度，另外，由陶瓷材料制成的电路载体22的厚度处于约0.5mm的数量级内，电气或电子结构元件的最大高度为2.5mm，模制物料的必要的重叠量为1mm，由此产生根据本发明建议的控制装置10的几个毫米，优选5mm以下的最大结构高度68、74。由此，在单独的制造过程中即在不集成到变速器中的情况下制造的根据本发明建议的控制装置结构非常低并且将集成在变速器模块或变速器控制装置中的控制装置的特性与批量生产的优选结合起来。散热装置44例如可通过变速器或变速器模块的液压板来表示。

在根据图3的视图中，布线载体12的厚度通过参考标号70来标记，而优选由陶瓷材料制成的电路载体22的厚度通过参考标号72来标记。通过载体框架32和布线载体的上侧20构成的槽状凹陷部内部的模制物料30的厚度通过参考标号76来表示，并且基本上相应于框架32的高度。如从根据图3的视图获知的那样，控制装置10得到冷却或电气或电子结构元件26的废热按照热量流42通过Slug-up方法导出到散热装置44，由此不再产生通过尤其是由陶瓷材料制成的电路载体22的热量流。

在根据图3的视图中，用参考标号78标记已经结合图2描述的框架堤坝，即相对于模制物料30的密封面。在此意义下，构造成矩形或正方形的框架32的内侧也应算作框架堤坝78。

图4根据图1中的剖切视图示出了根据本发明建议的控制装置的结构的俯视图，但没有在填充空间中置入模制物料。

从根据图4的俯视图获知：载体框架32具有基本上矩形的外观。载体框架32施加在可涉及柔性膜16、柔性膜16的层叠的装置、或印制电路板14或引线框架的布线载体12的上侧58上。在根据图4的俯视图中构造成矩形的载体框架32具有纵向侧52以及横向侧54。载体框架32的处于外部的外侧通过参考标号50来标记，而电路载体22处于框架32的内部区域48中。参考标号64或66标记用于布线载体12的布线46与由陶瓷材料制成的电路载体22之间的电接触部34的接触区域，所述电接触部优选构造成键合连接部，在所述由陶瓷材料制成的电路载体的上侧视使用目的而定彼此间隔不同距离地施加电气或电子结构元件26。

位置56标记至变速器插头、传感装置或与图4中以俯视图示出的根据本发明建议的控制装置接触的执行器的附加接触部（Weiterkontaktierung）。在图4的俯视图中出于表示更清楚的原因而没有示出模制物料30，所述模制物料存在于控制装置10的填充空间28中并且所述模制物料不仅重叠电接触部24而且重叠施加在电路载体的上侧上的电气或电子结构元件26。图3中所示的处于控制装置10上方的散热装置44在图4中出于表示更清楚的原因也未示出。

Claims

1. 控制装置（10），该控制装置尤其是用于机动车的变速器的变速器控制模块，所述控制装置具有电路载体（22），所述电路载体具有多个电气或电子结构元件（26），其特征在于：所述电路载体（22）在其下侧上具有布线载体（12，14，16）并且在其上侧（20）上具有散热装置（44）。

2. 根据权利要求1的控制装置（10），其特征在于：所述控制装置（70）的总结构高度（68，70）相应于框架（32）的高度（76）加上所述布线载体（12，14，16）的厚度（70），在所述框架内部浇注有模制物料（39）。

3. 根据上述权利要求之一的控制装置（10），其特征在于：所述布线载体（12，14，16）包括至少一个柔性膜（16）和/或至少一个印制电路板（14）和/或至少一个引线框架和/或其组合。

4. 根据上述权利要求之一的控制装置（10），其特征在于：所述散热装置（44）设置在所述电路载体（22）的设置有多个电气或电子结构元件（26）的侧上。

5. 根据上述权利要求之一的控制装置（10），其特征在于：所述电路载体（22）与所述布线载体（14，16）材料配合地连接，尤其是粘接在所述布线载体上。

6. 根据上述权利要求之一的控制装置，其特征在于：所述电路载体（22）通过电接触部（24），尤其是键合线或线连接装置与布线（46）连接，所述布线处于所述至少一个柔性膜（16）或所述至少一个印制电路板（14）或所述至少一个引线框架内部。

7. 根据上述权利要求之一的控制装置，其特征在于：包围所述电路载体（22）的所述框架（32）设置在所述布线载体（12，14，16）的上侧（58）上。

8. 根据上述权利要求之一的控制装置，其特征在于：所述框架（32）和所述布线载体（12，14，16）的上侧（58）形成用于所述模制物料（30）的密封面（78 框架堤坝）。

9. 根据上述权利要求之一的控制装置，其特征在于：所述模制物料（30）朝所述散热装置（44）的方向传递所述多个电气或电子结构元件（26）的热量流（42）。

10. 根据上述权利要求之一的控制装置，其特征在于：所述控制装置通过载体框架（32）固定在变速器模块上、尤其是所述变速器模块的液压板上。