CN103460362B - 电子模块以及用于制造电子模块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子模块(1)，所述电子模块带有：承载板(2)；布置在所述承载板(2)上的至少一个电子构件(3、4)；以及模铸壳体(5)，所述模铸壳体包覆所述承载板(2)和所述至少一个电子构件(3、4)，其中，所述承载板(2)具有中央区域(6)。

Description

电子模块以及用于制造电子模块的方法
技术领域
本发明涉及一种电子模块、例如用于车辆的变速器控制系统，以及用于制造电子模块的方法。
背景技术
从文献DE 10 2006 007 303 A1中已知一种为电路板形式的电子模块，在一个实施方式中，该电子模块具有导热元件，该导热元件为成型到浇铸覆盖元件中的、引导冷却介质的冷却蛇管。优选地，在此该冷却蛇管多重弯曲地在与电路板平面平行的平面中、在浇铸覆盖元件中最大可供使用的空间之内延伸。就此而言，这种布置是需要改进的，如值得期望的是，冷却介质不在电子模块之内被引导，因为这样会使电子模块的整体结构非常昂贵。
发明内容
相对地，本发明提出了一种电子模块，该电子模块具有：承载板；布置在承载板上的至少一个电子构件；以及模铸壳体，该模铸壳体包覆承载板和至少一个电子构件，其中，承载板具有中央区域，其特征在于，模铸壳体的包覆凹陷的中央区域的部分设有密封装置，该密封装置用于密封冷却器的凹入部，电子模块插入该凹入部中。根据本发明的电子模块具有的优点是，能够提供成本适宜且可轻易装配的模块，该模块此外也可省去在装配电子模块时的胶粘(Pasten)或薄膜处理。
此外，通过承载板的加深的中央区域实现了，所有构件可布置成非常靠近电子模块的底部，这缩短了散热路径并且由此更有效地设计冷却方案，因为实现了直接散热到冷却介质中、特别是空气或冷水中。
此外，对于冷却器也得到简单的且紧凑的冷却器结构，其中可行的是，在冷却器中布置多个电子模块。
由此，不仅对于电子模块的结构而且对于冷却器的结构来说，总体得到显著的成本优势。
此外可行的是，优选地使用以氰酸酯为基础(Cyanatesterbasis)的物质作为模制物质，实现直至250℃的使用温度。由此，根据本发明的电子模块也可应用在明显更强地加载材料的环境中。
在下文中给出了本发明的优选的改进方案。根据一种优选的实施方式，密封装置由模铸壳体的径向的和纵向的壁区段形成。根据一种优选的实施方式，密封装置具有密封棱边、密封唇、密封倒凹部和/或其他密封件，例如O型圈。根据一种优选的实施方式，模铸壳体在其下侧上设有导热元件。根据一种优选的实施方式，模铸壳体的面对冷却介质的底部的厚度小于模铸壳体的背离冷却介质的区域的材料厚度。根据一种优选的实施方式，模铸壳体能够借助于夹子或螺钉固定在冷却器壳体上。
优选地，浇铸壳体的包覆承载板的加深的中央区域的部分设有密封装置。沿着电子模块的纵向看，该密封装置具有径向的和纵向的壁区段，壁区段形成两个密封面，从而根据本发明的电子模块可被插入冷却罩的凹入部中，而不必使用其它密封材料。在此，优选可设有附加的密封元件、例如密封唇、密封倒凹部或密封棱边的电子模块可形成一种密封塞，由此当使用水作为冷却介质时，该密封塞特别是密封地封闭冷却器壳体的孔。
为了能够进一步改进散热，浇铸壳体可以在其下侧处设有导热元件，例如冷却肋部或其它冷却几何结构，其实现增大电子模块的直接暴露在冷却介质中的表面。
此外，通过在承载板中设置凹陷部还实现了，根据本发明的电子模块的浇铸壳体的面对冷却介质的壁厚可设计成比远离冷却介质的壁厚明显更薄，这进一步提高了冷却效率。
为了将电子模块固定在冷却器壳体上，例如可考虑夹子或螺钉，它们是制造简单且装配简单的固定装置。
此外，还限定了一种用于制造根据本发明的电子模块的方法，包括以下步骤：在承载板中构造凹陷部；在凹陷部的区域中使承载板配备有至少一个电子构件、特别是半导体元件；利用模制物质包覆所述承载板和至少一个电子构件以形成模铸壳体，其中，模铸壳体的、包覆承载板的凹陷部的部分设有密封装置，该密封装置用于密封冷却器的凹入部，电子模块插入该凹入部中。根据一种优选的实施方式，模铸壳体借助于固定装置连接在特别是用于冷却介质、冷却水或冷却空气的导热结构上。。
附图说明
下面参考附图详细描述本发明的优选的实施例。附图中：
图1示出了布置在冷却器壳体上的多个电子模块(在该示例情况中四个电子模块)的布置方案的简化示意图，
图2示出了电子模块的第一实施方式的简化示意剖视图，
图3示出了根据本发明的电子模块的第二实施方式的相应于图2的图示，以及
图4示出了根据本发明的电子模块的第三实施方式的相应于图2和3的图示。
具体实施方式
下面参考图1至4详细描述根据本发明的电子模块1的特别优选的实施方式。
图1示出了在四个电子模块的示例情况中的布置方案，其中代表性地以附图标记1表示所有电子模块。电子模块1布置在冷却器壳体14的相对应的凹入部18中。在该示例情况中，该冷却器壳体14为使用冷却水作为冷却介质的壳体。然而，在原理方面，根据本发明的电子模块1也可与其它冷却介质、例如特别是冷却空气组合。
下面详细根据图2至图4描述的电子模块1在该实施方式中将凹入部18密封，从而除了其实际作为电子部件、例如测量传感器的功能之外，无需其它部件也可以将凹入部18密封以防冷却水15流出。
在图2中给出了电子模块1的详细图示。电子模块1具有承载板(冲制格栅/基底)2，其包括相对于边缘区域2A和2B加深的中央区域6。由此，得到可从图2中详细看到的设计成盆形的结构。在此，边缘区域2A和2B通过连接区段2C和2D与中央区域6相连接。如图2示出的那样，该连接区段2C和2D在所示出的示例情况中相对于边缘区域2A和2B以及中央区域6以直角弯折。
此外，电子模块1还具有浇铸壳体5，其包覆承载板2和装配在该承载板上的电子构件3、4。在此，图2说明，浇铸壳体5的邻近加深的中央区域6设置的底部16的厚度小于包覆电子构件3和4以及中央区域6的上侧的覆盖层17的厚度。由此得到的优点是，改进到冷却水15中的散热，因为电子构件3和4可布置在冷却介质15附近。电子模块1在此可通过固定装置12和13固定在冷却器壳体14上，固定装置可构造成螺钉或夹子。
虽然在图2的图示中设置了两个电子构件3和4，也可行的是，可以在承载板或电路板2上布置仅仅一个这种类型的构件或多个这种类型的构件。
浇铸壳体5在所示出的实施方式中还具有密封装置7，其在该示例情况中由两个壁区段8和9形成。壁区段8在此沿着径向方向延伸，而壁区段9是纵向的壁区段，即，该纵向的壁区段沿着电子模块1的纵轴线L的方向延伸。
虽然通过两个壁区段8和9的这种类型的布置方案设置了足够的用于冷却器壳体14的密封装置7以防止冷取水15流出，也可设置其它密封元件(例如密封棱边、密封唇或密封倒凹部)或其它密封件(例如O型圈)。
在图3中示出了电子模块1的第二实施方式，在其中所有相应于图2的特征设有相同的附图标记。因此，就此而言可参考上述对图2的描述。
为了进一步改进冷却效率，在该实施方式中在底部16的下侧10上设置有附加的冷却几何结构，该冷却几何结构由多个肋形地构造的导热元件11组成。如图3说明的那样，在该示例情况中设置了五个这种类型的导热元件11。当然也可行的是，根据应用情况设置数量更少或更多的这种类型的导热元件11。
在图4中示出了电子模块1的另一实施方式，该电子模块在其结构方面相应于图3。相应地，所有一致的部件再次设有相同的附图标记并且相应地可参考以上图2的描述。
图4与根据图2和3的实施方式的区别在于，电子模块1通过固定装置12和13设有导热结构19，在该示例情况中，该导热结构19包括十五个冷却水15可进入其中的导热元件19A，其中，该导热结构19又形成增大的冷却面，从而可更轻易地导出被引入冷却水15中的热量。

Claims (10)

1.一种电子模块(1)，所述电子模块具有：
-承载板(2)；
-布置在所述承载板(2)上的至少一个电子构件(3、4)；以及
-模铸壳体(5)，所述模铸壳体(5)包覆所述承载板(2)和所述至少一个电子构件(3、4)，
-其中，所述承载板(2)具有中央区域(6)，其特征在于，所述模铸壳体(5)的包覆凹陷的所述中央区域(6)的部分设有密封装置(7)，该密封装置用于密封冷却器的凹入部(18)，所述电子模块插入该凹入部中。
2.按照权利要求1所述的电子模块，其特征在于，所述密封装置(7)由所述模铸壳体(5)的径向的和纵向的壁区段(8、9)形成。
3.按照权利要求1或2所述的电子模块，其特征在于，所述密封装置(7)具有密封棱边、密封唇、密封倒凹部和/或O型圈。
4.按照权利要求1或2所述的电子模块，其特征在于，所述模铸壳体(5)在其下侧(10)上设有导热元件(11)。
5.按照权利要求1或2所述的电子模块，其特征在于，所述模铸壳体(5)的面对冷却介质(15)的底部(16)的厚度小于所述模铸壳体(5)的背离所述冷却介质(15)的区域(17)的材料厚度。
6.按照权利要求1或2所述的电子模块，其特征在于，所述模铸壳体(5)能够借助于夹子或螺钉(12、13)固定在冷却器壳体(14)上。
7.一种用于制造电子模块(1)的方法，包括以下步骤：
a)在承载板(2)中构造凹陷部(6)；
b)在所述凹陷部(6)的区域中使所述承载板(2)配备有至少一个电子构件(3、4)；
c)利用模制物质包覆所述承载板(2)和所述至少一个电子构件(3、4)以形成模铸壳体(5)，其中，所述模铸壳体(5)的、包覆所述承载板(2)的凹陷部(6)的部分设有密封装置(7)，该密封装置用于密封冷却器的凹入部(18)，所述电子模块插入该凹入部中。
8.按照权利要求7所述的方法，其中，所述电子构件(3、4)是半导体元件。
9.按照权利要求7所述的方法，其中，所述模铸壳体(5)借助于固定装置连接在用于冷却介质的导热结构(19)上。
10.按照权利要求9所述的方法，其中，所述冷却介质是冷却水(15)或冷却空气。
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