CN103582394A - 以具有密封布置的构件的夹层结构构造的传动控制模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车传动机构的传动控制模块，其具有承载板和初级电路板，承载板在第一侧上能够固定在传动构件上并且在与第一侧对置的第二侧上构造有具有底面和环绕壁的容纳体积，初级电路板构造成平面且板状并且设有用于外部连接的接头。初级电路板固定在承载板上。此外设置至少一个次级电路板，在初级和次级电路板之间具有多个触头。次级电路板具有平面的散热侧以及对置的装配侧，在装配侧布置至少一个结构元件。次级电路板至少部分布置在容纳体积中并且以装配侧朝向初级电路板并且以散热侧与底面导热地连接。承载板在第二侧上与初级电路板绕容纳体积环绕地连接并且该凹部形成通过初级电路板相对于邻接到传动控制模块上的环境封闭并且密封的空腔。

Description

以具有密封布置的构件的夹层结构构造的传动控制模块

技术领域

本发明涉及一种机动车传动机构的传动控制模块，所述传动控制模块具有承载板以及初级电路板，所述承载板在第一侧上能够固定在传动构件上并且在与所述第一侧对置的第二侧上构造有具有底面和环绕的壁的容纳体积，所述初级电路板构造成平面并且板状并且设有用于外部连接部的接头，其中所述初级电路板固定在所述承载板上。本发明还涉及一种用于机动车的传动机构以及一种用于组装传动控制模块的方法。

背景技术

传动控制模块在机动车中例如用于自动变速器。为此设置了与其他组件接触的电气电路结构。传动控制模块例如布置在传动壳体内部，并且由此暴露在传动机构油中。为了保护电子器件，为此例如设置自己的密封的壳体。EP 0 854 666 B1例如描述了一种控制设备，其中电路板布置在壳体盖和壳体底部之间，从而布置电子器件使其得到保护不受外部影响、尤其传动机构油的影响。但是示出了，为此除了电子器件之外还需要额外的半盖，并且为了确保所要求的密封性，组装还耗费时间并且复杂。

发明内容

用根据独立权利要求所述的传动控制模块或者传动机构或者用于组装传动控制模块的方法提供了控制电路的简单构造以及在密封性方面可靠的结构。在从属权利要求中规定了所述传动控制模块、所述传动机构或者所述方法的有利的设计方案。

根据第一方面，传动控制模块具有至少一个次级电路板，并且在初级电路板和至少一个次级电路板之间设置多个触头。所述次级电路板具有平面的散热侧以及与所述散热侧对置的装配侧，在所述装配侧上布置至少一个结构元件。所述次级电路板至少部分地布置在容纳体积中并且以装配侧朝向初级电路板并且以散热侧与底面导热地连接。所述承载板在第二侧上与初级电路板围绕容纳体积环绕地连接，并且所述凹部形成了通过初级电路板相对于邻接到传动控制模块上的周围环境封闭并且密封的空腔。

这在实现了位于第二或者次级电路板上的电路元件的可靠的密封的同时实现了简单的组装。用于容纳电路元件的空腔的构造以及通过初级电路板的密封意味着减少了所需要的部件，这对进一步降低制造成本作出贡献。次级电路板以结构元件朝向初级电路板的结构由于指向外或者指向承载板的平面散热侧而确保了尽可能好的散热。热量的排出尤其与功率能力增加的电路密切相关，在所述电路中会在运行期间出现相对强烈的热量生成。在此，改善的热量排放总的来说对更长的使用寿命以及更可靠的运行作出贡献。初级电路板和承载板形成了夹层形式，其中包围着次级电路板。电路板也称作电路承载装置。承载板例如能够用螺纹连接固定在传动构件上。在此，承载板尽可能大面积地贴靠在传动构件上，以确保良好的热量排放。所述传动构件例如是液压板。初级电路板至少在位于其下面的凹部区域内以及接头区域、密封区域内构造成没有开口或凹部的连续的板。所述初级电路板与承载板在第二侧面上在环绕的带的区域内连接。“环绕”这个概念在此首先是指密封。压紧力以及保持力能够逐点地或者环绕地被施加、例如通过环绕的粘合剂实现。

所述初级电路板例如具有初级电路，并且所述至少至少一个次级电路板还例如具有次级电路。容纳体积也称作凹部、凹槽或空穴。初级电路板在次级电路板的区域内例如具有额外的导体电路。触头将初级电路与次级电路连接起来。

所述多个触头例如能够至少部分地设置成粘结连接部（Bondverbindung），例如借助于初级以及次级电路板上所谓的粘结垫。在次级电路板上能够为粘结垫在散热侧上设置凹槽或者压平的区域。

所述承载板能够是实心板，在所述实心板中容纳体积构造成凹部。所述承载板还能够是型材板，在所述型材板中容纳体积构造成凹槽。所述承载板能够在贴靠次级电路板的区域内具有导热的衬垫、例如塑料金属复合物的金属板。所述导热的衬垫例如也能够通过塑料基质中导热的纤维实现、例如通过纤维增强的塑料中相应的碳纤维丝实现。

所述初级电路板能够具有穿透的排气孔，借助所述排气孔容纳体积能够与邻接的周围环境暂时地连接。所述排气孔在装配好的状态下是封闭的。例如用钎焊点封闭所述排气孔。

在所述初级电路板和次级电路板之间能够设置间隔元件。例如可以考虑将例如被粘合的间隔保持器或者可承载压力的结构元件作为间隔元件。在初级电路板和次级电路板上的结构元件之间的空间能够用导热的材料进行填充、例如用导热粘合剂或者凝胶进行填充。

此外，在初级电路板中也能够设置热通道，以确保容纳体积与周围环境之间改善的热交换。该热通道能够在初级电路板的外侧和/或内侧上与例如由铜制成的导热面连接。

为了连接外置的结构元件或连接部、例如传感器、插头等，所述承载板能够具有一个或多个通孔，以借助钎焊连接部将布置在外侧上的结构元件固定在初级电路板上，所述钎焊连接部布置在电路板的朝向承载板并且贴靠在其上的一侧上，为此，在承载板中设置孔或者通孔。代替具有钎焊连接部的通孔，也能够设置其他联结以及连接技术、例如SMD连接、销或者栓等。

所述初级电路板能够在朝向初级电路板的一侧上具有至少一个空穴，次级电路板的设置在装配侧上的结构元件伸入到所述空穴中。例如设置多个次级电路板以及多个空穴。所述空穴例如适合于平坦的结构元件，因为当出于经济原因应该动用商业通用的多层电路板时所述初级电路板的厚度受到限制。所述空穴提供了以下优点，即传动控制模块的结构高度总的来说能够降低到最小值。

根据一种实施例，分拆导体电路在初级电路板上设置在与次级电路板重叠的区域内，所述分拆导体电路用于分拆在次级电路板上的电路。

所述承载板能够具有包围环绕的壁的边缘区域，并且在所述边缘区域内能够设置环绕的密封部。环绕的密封部例如能够是密封的粘合剂或者具有额外的粘合剂的环绕的密封部。所述密封部能够嵌入、平放、硫化处理、涂覆或者粘合到槽中。

根据第二方面，用于机动车的传动机构具有传动装置、传动壳体以及根据上述实施例中任一项所述的传动控制模块。所述传动装置由传动壳体包围，并且传动控制模块借助承载板固定在传动壳体的内侧上。由于传动控制模块的按本发明的设计方案提供了这样一种传动机构，其中在降低装配或者制造花费的同时确保了密封性。所述在承载板上的固定结合上面所提到的次级电路板在承载板上方的布置确保了改善的热量排放。

根据第三方面，用于组装传动控制模块的方法具有以下步骤：a）设置初级承载板，所述承载板在第一侧面上能够固定在传动构件上并且在与第一侧面对置的第二侧面上构造有具有底面和环绕的壁的容纳体积；b）设置初级电路板，所述初级电路板构造成平面并且板状并且设有用于外部连接的接头；以及c）将所述初级电路板固定在所述承载板上。建议在步骤b）中设置至少一个次级电路板，所述次级电路板具有平面的散热侧以及与所述散热侧对置的装配侧，在所述装配侧上布置多个结构元件。在初级电路板和至少一个次级电路板之间设置多个触头。在步骤c）之前所述次级电路板至少部分地布置在所述容纳体积中并且以所述装配侧朝向所述初级电路板；并且在步骤c）中所述次级电路板以所述散热侧与所述底面导热地连接，并且所述承载板在所述第二侧上与所述初级电路板围绕所述容纳体积环绕地连接，从而使得所述凹部通过所述初级电路板形成了相对于邻接到传动控制模块上的周围环境封闭并且密封的空腔。

例如在步骤c）之后设置时效硬化步骤d），其中输入热量。至少在部分时效硬化的期间内设置穿透的排气孔，借助所述排气孔容纳体积与邻接的周围环境暂时地连接、例如穿过初级电路板连接。所述排气孔也能够设置在承载板中。紧接着时效硬化之后封闭所述排气孔。

在此所提出的发明的可能的设计方案和优点部分地参照传动控制模块并且部分地参照传动机构并且还部分地参照用于组装传动控制模块的方法进行描述。本领域技术人员知道，所述单个特征能够以任意方式相互组合并且也能够从传动控制模块到传动机构到方法传递，反之亦然，以能够以这种方式实现协同效果。

附图说明

下面参照附图进一步阐述示例性的实施方式，其中无论是对附图还是对说明书都不限制性地进行解释。其中：

图1示出了传动控制模块的第一实施方式的示意性横截面，

图2示出了传动控制模块的另一实施方式的横截面，

图3示出了传动控制模块的又一实施方式的横截面，

图4示出了传动控制模块的另一实施方式的横截面，

图5示出了机动车的传动机构的实施例的示意性横截面，

图6示出了用于组装传动控制模块的方法的实施例，

图7示出了有关装配过程的实施例的示意图，

图8a到8d示出了有关根据实施例的传动控制模块的装配的其他方面，

图9示出了根据另一实施例的传动控制模块的凹口的横截面。

附图仅示意性并且不按尺寸比例地示出。相同的附图标记表示相同或者作用相同的组件。

具体实施方式

图1示出了机动车传动机构的传动控制模块10，所述传动控制模块具有承载板12，所述承载板能够在第一侧14上固定在传动构件上，所述传动构件在图1中配设附图标记16并且用虚线示出。所述承载板在与第一侧14对置的第二侧18上构造有具有底面22和环绕的壁24的容纳体积20。此外设置了初级电路板26，所述初级电路板构造成平面并且板状并且设有用于外部连接的接头（未详细示出）。初级电路板26例如借助于例如承担密封作用的粘合剂28固定在承载板12上。此外能够设置额外的粘合剂29。还设置有次级电路板30。在初级电路板26和至少一个次级电路板30之间设置多个触头32。所述次级电路板30具有平面的散热侧34和与所述散热侧对置的装配侧36。在所述装配侧36上布置至少一个结构元件38、例如多个结构元件38。所述次级电路板30至少部分地布置在容纳体积20中并且以装配侧36朝向初级电路板26。此外，次级电路板30以散热侧34例如借助于导热的、例如也能够构造成电绝缘的粘合剂40与底面22导热地连接。所述承载板12在第二侧18上与初级电路板26围绕容纳体积20环绕地连接。由此所述凹部20形成了通过初级电路板26相对于邻接到传动控制模块上的周围环境封闭并且密封的空腔42。

承载板12例如借助于虚线示出的螺栓44与传动构件16连接，所述传动构件例如能够是液压板。

多个触头32例如能够至少部分地设置成粘结连接部46，例如形式为：初级电路板26上的第一粘结垫（Bond-pad）48以及次级电路板30上第二粘结垫50利用粘结线（Bonddraht）52连接。

所述承载板12例如能够是实心板54，在所述实心板中容纳体积20被切割或者构造为凹部56，如图1所示。承载板12还能够是型材板58，在所述型材板中容纳体积20构造为凹槽60，如图2所示。所述承载板12例如能够由导热的金属制成，或者也能够由塑料制成。如图1所示，能够至少在贴靠次级电路板30的部分区域内设置导热的衬垫62，所述衬垫也能够在比图1中所示的更大的区域上延伸。导热的衬垫62例如能够是塑料-金属复合物的金属板。在型材板58中也能够设置导热的衬垫62。

如图2中所示，初级电路板26能够具有穿透的排气孔64，借助所述排气孔容纳体积20能够与邻接的周围环境暂时地连接。在装配好的状态下所述排气孔例如借助钎焊点66是封闭的。排气孔64例如能够在例如密封部和粘合剂的时效硬化期间避免凹部20的区域中的超压。

为了提供足够的结构空间用于布置结构元件38，能够在初级电路板26和次级电路板30之间设置间隔元件68。例如为此设置如图1所示的间隔保持器70，或者也设置如图3所示的可承载压力的结构元件72。在初级电路板26和次级电路板30上的结构元件38之间的空间能够用导热的材料74填充、例如用有导热能力的凝胶填充，如图3所示。所述间隔保持器70例如能够被粘合。

同样如在图3中所示的那样，在初级电路板26中也能够设置热通道76，以确保容纳体积20和周围环境之间改善的热交换。例如为此将热通道与导热面78在内侧和/或外侧上连接，所述导热面例如由铜制成。为了连接在附图中用简单的方框80示意性地示出的外置的结构元件或连接部、例如传感器或插头，所述承载板12能够具有一个或多个通孔82，以借助钎焊连接部84、例如坩埚钎焊部（Tiegell?tung）将布置在外侧上的结构元件80固定在初级电路板26上。所述钎焊部布置在电路板26的朝向承载板12并且贴靠在其上的一侧上。因此，所述孔或者通孔82设置在承载板12中，以在承载板12与传动构件16连接之前进行钎焊连接。代替具有钎焊连接部84的通孔82，还能够设置其他联结以及连接技术、例如SMD（表面贴装器件）连接、销或栓等。

如图2中所示，初级电路板26能够在朝向次级电路板30的一侧上具有至少一个空穴86，次级电路板30的设置在装配侧36上的结构元件38伸入到所述空穴中。

根据图4中所示的实施例，也能够设置多个次级电路板30，在图4中作为30a和30b示出。所述多个次级电路板30例如也能够设置用于其中设置间隔保持器68的变型方案，代替多个在图4中用附图标记86a和86b表示的空穴。所述两个次级电路板30a、30b例如是传输控制单元TCU（transmission control unit）以及第二电子器件、例如逻辑器件和功率电子器件。

无论如何，所述承载板12形成包围所述环绕的壁24的边缘区域，在图4中用附图标记88表示，其中在所述边缘区域88内设置了环绕的密封部90、例如形式为已经提到的粘合剂28的密封部。所述环绕的密封部例如能够是能够密封的粘合剂或者具有额外的粘合剂的环绕的密封部，如附图中所示。所述密封部还能够嵌入（未详细示出）、平放、硫化处理、涂覆或者粘合（同样未详细示出）在槽中。

所述次级电路板30例如具有TCU。TCU电路板直接密封地阻隔在形式为初级电路板的模块电路板和承载板之间，而不用额外的具有密封部的盖子。所述次级电路板能够粘合地固定在初级电路板上。当结构元件38应该受到保护从而防止与模块电路板、也就是初级电路板直接接触时，所述结构元件38能够具有3mm以内的范围内的高度。所述初级电路板例如厚度为1.5到2.5mm，而承载板12的厚度能够为大约3mm。型材板58例如能够构造成压制的、深冲的或者铣削的板。

在图5中示出了用于机动车的传动机构100，所述传动机构具有传动装置110、传动壳体112和传动控制模块114。传动控制模块114构造成按上述实施例中任一个所述的传动控制模块10。所述传动装置110由传动壳体112包围，并且传动控制模块114或者传动控制模块10借助承载板固定在传动壳体112的内侧116上。在图5中还示意性地示出了驱动机构118以及从动机构120。应该指出，图5中的示图纯粹是示意性的。

在图6中示出了用于组装传动控制模块的方法200的实施例。在第一步骤210中设置初级承载板，所述承载板能够固定在传动构件的第一侧上并且在与所述第一侧对置的第二侧上构造有具有底面和环绕的壁的容纳体积。在第二步骤212中设置了初级电路板，所述初级电路板构造成平面并且板状并且设有用于外部连接部的接头。在第三步骤214中将初级电路板固定在承载板上。此外提出，在第二步骤212中设置至少一个次级电路板，所述次级电路板具有平面的散热侧以及与所述散热侧对置的装配侧，在所述装配侧上布置多个结构元件；在初级电路板和至少一个次级电路板之间设置多个触头。在第三步骤214中所述次级电路板至少部分地布置在容纳体积中并且以装配侧朝向初级电路板。在第三步骤214中所述次级电路板以散热侧与底面导热地连接，并且承载板在第二侧上与初级电路板围绕容纳体积环绕地连接，从而使得所述凹部通过初级电路板形成了相对于邻接到传动控制模块上的周围环境封闭并且密封的空腔。所述第一步骤210也称为步骤a），第二步骤212称为步骤b），并且第三步骤214称为步骤c）。

在图7中示出了来自装配过程的状态，其中次级电路板30与初级电路板26连接，其中随后旋转所连接的电路板，以如图8a中所示与承载板12连接。为此，在图8a中设置已经提到的用于固定的粘合剂29和已经提到的用于密封的粘合剂28，与此相对，在图8b中示出了一种变型方案，其中除了固定粘合剂29，还可设置弹性体密封部92代替密封粘合剂28。在图8c中示出了时效硬化过程，其中例如输入热量94，从而能够通过排气孔64排出超压，如箭头96所示。随后能够如图8d中所示，设置其他构件80，所述构件例如借助于已经提到的钳埚钎焊进行固定、也就是通过钎焊点84进行固定。

在图9中示出，例如能够分拆次级电路板30上的电路。例如能够在初级电路板26上在与次级电路板30的重叠区域内设置分拆导体电路98。“分拆导体电路（Entflechtungsleiterbahnen）”这个概念是指一种导体电路，其可以说设置成用于次级电路板上的电路的移位导体电路。次级电路板上的结构元件例如能够替代设置在次级电路板中的导体电路，还借助于用于初级电路板的触通连接部以及在那里设置的（分拆）导体电路进行连接。

根据本发明的另一未示出的实施例，例如能够将TCU构造成HDI-PCB-TCU、即高密度互连印刷电路板（high density interconnect printed circuit board）TCU，与已经提到的功率电子器件、例如DBC电路、即直接覆铜电路（direct-bonded-copper-Schaltung）连接。因为在初级电路板26的区域中没有设置凹口以及缺口、或者说仅设置了最少的空穴，因此能够利用初级电路板的完整的基面来分拆、即电路导引、导体电路等，也就是说位于次级电路板上面或者下面的表面部分。由此能够在整个模块电路分拆中实现显著的优点。例如也能够更容易地分拆TCU-PCB，因为单个TCU接头垫能够在TCU外面、也就是在TCU上面或者下面连接，代替所述TCU接头垫，可在TCU-PCB的位置上方分拆。换句话说，由此能够节省昂贵的TCU-HDI-PCB的一个或者两个位置。

Claims (10)

1. 机动车传动机构的传动控制模块（10），所述传动控制模块具有承载板（12）和初级电路板（26），所述承载板在第一侧（14）上能够固定在传动构件上并且在与所述第一侧对置的第二侧（18）上构造有具有底面（22）和环绕的壁（24）的容纳体积（20），所述初级电路板构造成平面且板状并且设有用于外部连接的接头；其中所述初级电路板固定在所述承载板上；

其特征在于，

设置至少一个次级电路板（30）；并且在所述初级电路板和所述至少一个次级电路板之间设置多个触头（32）；并且所述次级电路板具有平面的散热侧（34）以及与所述散热侧对置的装配侧（36），在所述装配侧上布置至少一个结构元件（38）；并且所述次级电路板至少部分地布置在所述容纳体积中并且以所述装配侧朝向所述初级电路板并且以所述散热侧与所述底面导热地连接；并且所述承载板在所述第二侧上与所述初级电路板围绕所述容纳体积环绕地连接并且所述凹部形成了通过所述初级电路板相对于邻接到所述传动控制模块上的周围环境封闭并且密封的空腔（42）。

2. 按权利要求1所述的传动控制模块，其中所述多个触头至少部分地设置成粘结连接部（46）。

3. 按权利要求1或2所述的传动控制模块，其中所述承载板

i）是实心板（54），在所述实心板中所述容纳体积构造成凹部（56）；或者

ii）是型材板（58），在所述型材板中所述容纳体积构造成凹槽（60）。

4. 按上述权利要求中任一项所述的传动控制模块，其中所述初级电路板具有穿透的排气孔（64），借助所述排气孔所述容纳体积能够与所述邻接的周围环境暂时地连接；其中所述排气孔在装配好的状态下是封闭的。

5. 按上述权利要求中任一项所述的传动控制模块，其中在所述初级电路板和所述次级电路板之间设置间隔元件（68）。

6. 按上述权利要求中任一项所述的传动控制模块，其中所述初级电路板在朝向所述次级电路板的一侧上具有至少一个空穴（86），所述次级电路板的设置在所述装配侧上的结构元件伸入到所述空穴中。

7. 按上述权利要求中任一项所述的传动控制模块，其中所述承载板具有包围所述环绕的壁的边缘区域（88），并且其中在所述边缘区域中设置环绕的密封部（90）。

8. 按上述权利要求中任一项所述的传动控制模块，其中分拆导体电路（98）在所述初级电路板上设置在与所述次级电路板重叠的区域内并且用于分拆所述次级电路板上的电路。

9. 用于机动车的传动机构（100），所述传动机构具有传动装置（110）、传动壳体（112）和按上述权利要求中任一项所述的传动控制模块（114、10）；其中所述传动装置由所述传动壳体包围；并且其中所述传动控制模块借助承载板固定在所述传动壳体的内侧（116）上。

10. 用于组装传动控制模块的方法（200），所述方法具有：

a）设置（210）初级承载板，所述初级承载板在第一侧上能够固定在传动构件上并且在与所述第一侧对置的第二侧上构造有具有底面和环绕的壁的容纳体积，

b）设置（212）初级电路板，所述初级电路板构造成平面并且板状并且设有用于外部连接的接头；

c）将所述初级电路板固定（214）在所述承载板上；

其特征在于，

在步骤b）中设置至少一个次级电路板，所述次级电路板具有平面的散热侧和与所述散热侧对置的装配侧，在所述装配侧上布置多个结构元件；其中在所述初级电路板和所述至少一个次级电路板之间设置多个触头；并且

在步骤c）之前所述次级电路板至少部分地布置在所述容纳体积中并且以所述装配侧朝向所述初级电路板；并且

在步骤c）中所述次级电路板以所述散热侧与所述底面导热地连接，并且所述承载板在所述第二侧上与所述初级电路板围绕所述容纳体积环绕地连接，从而使得所述凹部通过所述初级电路板形成了相对于邻接到传动控制模块上的周围环境封闭并且密封的空腔。

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