CN102804941B - 用于机动车的电路组件以及所属的控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电路组件(1)，其带有电的和/或电子的电路单元(10)，所述电路单元包括在其上布置有至少一个电的和/或电子的结构元件(12)的电路载体(14)和至少一个带有至少一个接触单元(14.2)的联接区域(5)，所述接触单元用于使所述电的和/或电子的电路单元(10)与其它电的和/或电子的结构单元电接触，其中，所述电路单元(10)的至少一个区域布置在相对于环境密封的罩壳单元(20)中。根据本发明，所述罩壳单元(20)包括保护材料，该保护材料密封地包围所述电路单元(10)的至少一个区域，并且如此包围所述至少一个联接区域(5)，即，所述至少一个接触单元(14.2)至少在其侧面被嵌入所述保护材料(22)中。

Description

用于机动车的电路组件以及所属的控制器
技术领域
本发明涉及一种电路组件以及带有这种电路组件的用于机动车的控制器。
背景技术
用于控制不同功能和装置的控制器是普遍已知的，并且越来越多地应用在汽车领域中以控制机动车的不同的功能。这些控制器以不同的机械的实施方式来提供。通常，控制器包括至少一个带有电的和/或电子的电路单元的电路组件，该电路单元包括在其上布置有至少一个电的和/或电子的结构元件的电路载体和至少一个联接区域，该联接区域带有至少一个用于使电的和/或电子的电路单元与其它电的和/或电子的结构单元(例如伺服元件、传感器或插接部)电接触的接触单元。该电路单元通常布置在相对于环境密封的罩壳单元之内。
例如，在公开文献DE102005015717A1中描述了一种尤其用于机动车的电的电路组件以及一种所属的控制器。所描述的电的电路组件包括带有电的电路元件的电路载体和用于电路载体的电连结(Anbindung)的连接装置。该电路组件布置在相对于环境密封的罩壳中，该罩壳具有底部元件和顶盖元件。顶盖元件通过环绕的密封元件相对于底部元件密封。此外，在连接组件的位于罩壳之内的区域上布置有电的结构元件。所描述的电路载体例如被实施成陶瓷的电路载体、尤其地被实施成LTCC电路载体(LTCC：低温共烧陶瓷)，并且所描述的连接单元例如被实施成接线板、柔性的接线板、柔性的薄膜或被实施成冲制格栅(Stanzgitter)。
在专利文献US7,514,784B2中描述了一种电子的电路单元和一种相应的制造方法。所描述的电路单元包括电路载体，在其上布置有电子的结构元件、导体电路和用于电路载体电接触的金属端子。在此，电子的结构元件和导体电路被保护材料包围，并且用于电接触的金属端子布置在该保护材料之外。用于接触的金属端子布置在电路载体的两侧上，其中，仅仅可在一个表面处接触单个的金属端子。
发明内容
相反地，根据本发明的电路组件具有的优点为，罩壳单元包括保护材料，该保护材料密封地包围电路单元的至少一个区域，并且如此包围至少一个联接区域，即，至少一个接触单元至少在其侧面被嵌入保护材料中。例如，电的和/或电子的电路单元包括例如在其上布置有至少一个电的和/或电子的结构元件的电路载体和至少一个带有至少一个接触单元的联接区域，该接触单元用于使电的和/或电子的电路单元与其它电的和/或电子的结构单元电接触。
根据本发明的电路组件例如可应用在用于机动车的控制器中，该控制器例如用作功率模块以控制所有功率级的电的驱动装置，例如转向驱动装置、混合动力车辆驱动装置、电动车辆驱动装置、小型马达(例如雨刷、车窗升降器、冷却水泵等)。此外，可设想用在任意必须保护用于再加工的电子部件的部位处。
在所谓的模制过程中，敞开的电的和/或电子的电路单元通过保护材料或浇铸材料或模制材料(Moldmasse)得到稳定的罩壳形状。由此，本发明的实施形式满足两个要点，一方面保护电路载体及其构件不受外部的影响因素(例如温度、污物和/或水)的影响，并且另一方面实现电路载体与其它电的结构单元(例如电缆束)的直接接触。通过优选地借助模制(Ummolden)实施的利用保护材料包围已装配的电路载体，可取消多个以往常见的加工步骤，由此可以有利的方式节省成本。在模制时，直接利用实施成塑料的保护材料、优选地利用热固塑料挤压包封或浇铸已装配的电路载体，由此，可取消以往常见的罩壳构件、例如罩壳下部件和罩壳上部件。与此相关地，在加工中取消一些装配步骤，例如输送罩壳构件、将电路载体旋接在罩壳下部件中、施加在罩壳下部件和罩壳上部件之间作用的密封部、将罩壳上部件套装到罩壳下部件上、将两个罩壳构件彼此旋接。尤其地，通过至少侧向地将接触单元嵌入到保护材料或浇铸材料或模制材料中，得到稳定的联接区域，该联接区域实现了电路载体与具有相应配对插接部的其它电的和/或电子的结构单元的直接接触。因此，电路载体可通过联接区域和从属的配对插接部例如直接与电缆束电连接。在此有利的是，在电路载体和从属的配对插接部之间的连接的可松脱性或取消应用单独的接触方法(例如制造焊接、钎焊或绝缘切割连接(Schneid-Klemmverbindung)等)。此外，可取消额外使用的接触单元、例如多刀开关(Messerleiste)。由此，可以有利的方式降低电路组件的制造成本，并且得到紧凑的、相对小的且相对于环境影响因素被良好地保护的电路组件，其可应用在机动车控制器中。
尤其有利的是，电路载体被实施成至少一个带有单个地布置的导体电路的冲制格栅复合结构(Stanzgitterverbund)，其中，至少一个接触单元被实施成前述实施为冲制格栅复合结构的电路载体的接触舌簧，以实现与其它电的和/或电子的结构单元的直接接触。为此，相应的被实施成接触舌簧的多个接触单元例如构造成，其布置在一个平面中或一条直线中，并且在模制过程中利用模制材料填充存在的间隙。
在根据本发明的电路组件的有利的设计方案中，被实施成冲制格栅复合结构的电路载体的布置好的导体电路被布置在至少两个不同的平面中。布置在至少两个不同的平面中的导体电路例如设置成，局部的多层结构(Mehrlagigkeit)形成导体电路交叉部和/或电容。由此，可在不应用附加的组件(如线接合件、桥等)的情况下通过预设相应的电路实现电路单元的在布局(Layout)中需要的导体电路交叉部。可以有利的方式由所构造的电容代替出于防干扰技术或电路技术的原因所需的分立的电容器结构元件。由此，以有利的方式，也不再需要借助于钎焊装配实现的分立的电容器结构元件的按照标准的接触。由此，与至今为止的现有技术不同地，通过冲制格栅复合结构的三维成形构成导体电路交叉部和/或电容器。例如能够通过可模制的粘合薄膜保持冲制格栅复合结构。现在，通过合适的几何形状预设，冲制格栅复合结构或电路载体材料的以这种方式产生的局部多层结构还可附加地被构造成或用作(板式)电容器，其例如可用于防止电干扰和/或稳定中间电路电压。通过单个的导体电路的多层的布置方案，以最简单的方式实现，同样将接触单元的接触舌簧布置在多个平面中。备选地，也可通过弯曲冲制格栅将导体电路的一个平面的多个接触舌簧相对于彼此引入不同的平面中。同样，被设置在共同的平面中的接触舌簧可被布置成横向地彼此错位，例如交替地错位。通过接触舌簧的这种类型的实施方案，能够构造用于形成多层的插拔连接的接触单元。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，至少一个接触单元的形状和/或尺寸与机械要求和/或电要求(例如与电流承载能力)相匹配。在另一有利的设计方案中，至少一个接触单元能够同时在上侧和/或下侧接触。由此，以有利的方式促进带有高电流的应用。
在根据本发明的电路组件的另一有利的设计方案中，电路载体至少部分地布置在导热底板上，该导热底板至少部分地被保护材料包围。导热底板例如被实施成施加有绝缘层的金属板。为了构造接地部(Masseanschluss)，该绝缘层可具有凹处。该绝缘层例如可通过涂装、粘贴薄膜、印刷、曝光工艺(Belichtungsprozess)、阳极电镀等完全地或部分地被施加到导热底板上。例如由铝制成的挤压型材尤其适合作为导热底板。挤压型材允许横截面轮廓的纵向实施，该横截面轮廓使电路组件通过挤压型材简单地且合适地装配到邻近的构件或部件(例如驱动马达的柱形的罩壳)上。
通过使导热底板集成到电路组件中，可以有利的方式实现电路载体或冲制格栅复合结构的优化的热的连结和罩壳单元与保护材料的稳定的连接。在此，绝缘层被尽可能薄地施加，并且其同时可被实施成粘合剂层以固定电路载体或冲制格栅复合结构。底板承担冷却体的功能。此外，集成的导热底板实现了简单地将热路径延伸到其它冷却体上。因此，底板例如可通过焊接、压制、卷边、粘接、铆接等与其它冷却体相连接。带有集成的底板的电路组件例如可用在机动车中的需要良好导热性能的应用中。因此，该电路组件例如可被使用在用于氙灯控制器的高度集成的控制器部件中。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例并且在以下描述中详细对其进行解释。
图1示出了根据本发明的电路组件的第一实施例的示意性立体图。
图2示出了图1中的根据本发明的电路组件的第一实施例的示意性俯视图，其中，为了更好的识别以透明的方式示出保护材料。
图3示出了沿着图2中的截面线III-III的根据本发明的电路组件的第一实施例的截面图和用于接触根据本发明的电路组件的配对插接部的截面图。
图4示出了沿着图2中的截面线IV-IV的根据本发明的电路组件的第一实施例的截面图。
图5示出了用于根据本发明的电路组件的导热底板的示意性立体图。
图6示出了带有被施加的电路载体、联接区域和电的和/或电子的构件的图5中的导热底板的示意性立体图。
图7示出了带有图5中的导热底板的根据本发明的电路组件的第二实施例的示意性立体图。
图8示出了用于图1或7中的根据本发明的电路组件的实施成冲制格栅复合结构的电路载体的局部的示意性立体图。
具体实施方式
如可从图1至4中看出的那样，根据本发明的电路组件1的第一实施例包括电的和/或电子的电路单元10，该电路单元具有在其上布置有多个电的和/或电子的结构元件12的电路载体14和带有多个接触单元14.2的联接区域5，该接触单元用于使电的和/或电子的电路单元10与其它电的和/或电子的结构单元30电接触。电路单元10布置在相对于环境密封的罩壳单元20中。根据本发明，该罩壳单元20包括保护材料，该保护材料密封地包围电路单元10，并且如此包围联接区域5，即，接触单元14.2至少在其侧面被嵌入保护材料22中。
如可进一步从图1至4中看出的那样，电路载体14被实施成带有单个的布置在保护材料20之内的导体电路14.1的冲制格栅复合结构。在此，布置在保护材料20之外的接触单元14.2被实施成位于一个平面中的被实施成冲制格栅复合结构的电路载体14的多个接触舌簧，以使得与其它电的和/或电子的结构单元30的直接接触成为可能。存在于被实施成接触舌簧的接触单元14.2之间的间隙22在模制过程中同样用模制材料填充并且为联接区域5提供所需的稳定性和强度以实现直接接触。如可进一步从图2或3中看出的那样，电的和/或电子的结构元件12可通过例如被实施成焊线(Bonddraht)的连接元件18相互电连接和/或与被实施成冲制格栅复合结构的电路载体14的导体电路14.1电连接。如可进一步从图1或2中看出的那样，两个电的和/或电子的结构元件12布置在导体电路14.1上，这些导体电路作为冷却元件16或冷却片(Kühlfahne)从保护材料20中被引导出来。为了导出损耗热量，冷却元件16可与未示出的冷却体和/或未示出的接地触点相连接。
如可进一步从图3中看出的那样，相应的被实施成配对插接部的用于使电路组件1与电缆束37接触的接触装置30具有联接区域35和触点座架32，该触点座架包括被引导出来的具有弹簧弹性的接触元件34，其中，联接区域35和触点座架32布置在罩壳36之内。为了接触，利用联接区域5将电路组件1插入接触装置30的联接区域35中，直至具有弹簧弹性的接触元件34贴靠于接触单元14.2的表面上。在所示出的实施例中，接触单元14.2分别在上侧和下侧被接触。接触单元14.2的形状和/或尺寸与机械要求和/或电要求相匹配。因此，例如接触单元14.2的宽度和厚度可被实施成不同的。同样，接触单元14.2可以不同的间距布置。环绕的径向密封部24相对于接触装置30的罩壳36的相应的内表面将保护材料20密封，以用于相对于环境影响因素和/或介质保护电接触。
如可从图5至7中看出的那样，根据本发明的电路组件1'的第二实施例包括电的和/或电子的电路单元10'和施加有绝缘层26.1的被实施成金属板的导热底板26。绝缘层26.1具有凹处26.2以用于形成接地部。与第一实施例相似地，电的和/或电子的电路单元10'包括在其上布置有多个电的和/或电子的结构元件12的电路载体14'和带有多个接触单元14.2'的联接区域5'，这些接触单元使该电的和/或电子的电路单元10'与其它电的和/或电子的结构单元30电接触。
如可从图6或7中看出的那样，电路载体14'与第一实施例相似地被实施成带有单个的布置在保护材料20'之内的导体电路14.1'的冲制格栅复合结构，在其上布置有多个电的和/或电子的结构元件12。导体电路14.1'通过绝缘层26.1与导热底板26相连接，其中，绝缘层26.1自身可被实施成胶黏剂。与第一实施例相似地，布置在保护材料20'之外的接触单元14.2'同样被实施成被实施成冲制格栅复合结构的电路载体14'的位于一个平面中的多个接触舌簧，以使得与其它电的和/或电子的结构单元30的直接接触成为可能。存在于被实施成接触舌簧的接触单元14.2'之间的间隙22'在模制过程中同样用模制材料填充并且为联接区域5'提供所需的稳定性和强度以实现直接接触。
如可进一步从图7中看出的那样，导热底板26并非完全被保护材料20'包围。由此，集成的导热底板26实现了简单地将热路径延伸到其它冷却体上。因此，底板26例如可通过焊接、压制、卷边、粘接、铆接等与该冷却体相连接。此外，在未示出的实施例中，在导热底板26的未被保护材料20'包围的区域上可布置不同的电的和/或电子的大型构件或插接部，其不应用保护材料20'包围。
通过金属的底板26集成到电路组件1'中，可实现电的和/或电子的结构元件12通过冲制格栅复合结构14'的优化的热的连结。此外，得到电路单元10'和底板26的稳定的连接。
如可从图8中看出的那样，被实施成冲制格栅的电路载体14”的已布置的导体电路14.11、14.12可被布置在至少两个不同的平面14.3、14.4中。布置在至少两个不同的平面14.3、14.4中的导体电路14.11、14.12例如可设置成，局部的多层结构形成导体电路交叉部14.5和/或电容14.6。由此，在不应用附加的组件(如线接合件、桥等)的情况下可通过预设相应的电路实现电路单元10、10'的在布局中需要的导体电路交叉部14.5。可以有利的方式由所构造的电容代替出于防干扰技术或电路技术的原因所需的分立的电容器结构元件12。由此，与至今为止的现有技术不同地，通过冲制格栅复合结构14”的三维成形构成导体电路交叉部和/或电容器。
例如，根据本发明的电路组件可应用在用于机动车的控制器中，该控制器例如用作功率模块以控制所有功率级的电驱动装置，例如转向驱动装置、混合动力车辆驱动装置、电动车辆驱动装置、小型马达(例如雨刷、车窗升降器、冷却水泵等)。此外，可设想用在任意必须保护用于再加工的电子部件的部位。

Claims (10)

1.一种电路组件，其带有电的和/或电子的电路单元(10，10'，10”)，所述电路单元包括在其上布置有至少一个电的和/或电子的结构元件(12)的电路载体(14，14')和至少一个带有至少一个接触单元(14.2，14.2')的联接区域(5，5')，所述接触单元用于使所述电的和/或电子的电路单元(10，10'，10”)与其它电的和/或电子的结构单元(30)电接触，其中，所述电路单元(10，10'，10”)的至少一个区域布置在相对于环境密封的罩壳单元(20，20')中，其特征在于，所述罩壳单元(20，20')包括保护材料，该保护材料密封地包围所述电路单元(10，10')的所述至少一个区域，并且如此包围所述至少一个联接区域(5，5')，即，所述至少一个接触单元(14.2，14.2')至少在其侧面嵌入所述保护材料(22，22')中，并且存在于同一个联接区域(5，5')的所述接触单元(14.2，14.2')之间的间隙用所述保护材料(22，22')填充。
2.按照权利要求1所述的电路组件，其特征在于，所述电路载体(14，14')被实施成至少一个带有单个地布置的导体电路(14.1，14.1'，14.11，14.12)的冲制格栅复合结构，其中，所述至少一个接触单元(14.2，14.2')是实施为冲制格栅复合结构的电路载体(14，14')的接触舌簧，以实现与其它电的和/或电子的结构单元(30)的直接接触。
3.按照权利要求2所述的电路组件，其特征在于，所述被实施成冲制格栅复合结构的电路载体(14，14')的布置好的导体电路(14.1，14.1'，14.11，14.12)被布置在至少两个不同的平面(14.3，14.4)中。
4.按照权利要求3所述的电路组件，其特征在于，所述布置在至少两个不同的平面(14.3，14.4)中的导体电路(14.1，14.1'，14.11，14.12)设置成，局部的多层结构形成导体电路交叉部(14.5)和/或电容(14.6)。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的电路组件，其特征在于，所述至少一个接触单元(14.2，14.2')的形状和/或尺寸与机械要求和/或电要求相匹配。
6.按照权利要求1至4中任一项所述的电路组件，其特征在于，所述至少一个接触单元(14.2，14.2')能够在上侧和/或下侧接触。
7.按照权利要求1至4中任一项所述的电路组件，其特征在于，所述电路载体(14，14')至少部分地布置在导热底板(26)上，该导热底板至少部分地被所述保护材料包围。
8.按照权利要求7所述的电路组件，其特征在于，所述导热底板(26)是施加有绝缘层(26.1)的金属板。
9.按照权利要求8所述的电路组件，其特征在于，所述绝缘层(26.1)具有凹处(26.2)以用于形成接地部。
10.一种用于机动车的控制器，其特征在于设有按照权利要求1至9中任一项所述的电路组件。
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