CN103841798A - 用于电子控制单元的主板及其装配方法 - Google Patents

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陈从沣
李修平
庞晶宇
陈晨
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Abstract

一种用于电子控制单元的主板，包括：印刷电路板（7）；安装在所述印刷电路板（7）上的功率模块（9）；以及安装在所述印刷电路板（7）上、并且用于将热界面材料（11）紧紧地保持在所述功率模块（9）上的功率模块罩板（13），所述功率模块罩板（13）由导热材料制成。本发明还涉及一种电子控制单元和用于电子控制单元的主板的装配方法。根据本发明的用于电子控制单元的主板不仅制造工艺简单、生产效率高，传热效率和散热效果也明显提高，而且还增加了电子控制单元的应用场合。

Description

用于电子控制单元的主板及其装配方法
技术领域
本发明涉及一种电子控制单元，尤其是涉及一种用于电子控制单元的主板及其装配方法。
背景技术
电子控制单元在车辆中被广泛使用。现有的电子控制单元通常包括基板和安装在基板上的主板，其中，主板主要包括印刷电路板以及安装有散热器的功率模块。散热器用于使功率模块发出的热量及时散发。由于功率模块与散热器接触的表面上具有各种电路，为了提高传热以及散热效率，在功率模块与印刷电路板之间设置有热界面材料。在制造这种现有主板时，通常是通过螺钉或弹簧夹将功率模块固定到散热器上、并且将热界面材料夹在功率模块与散热器之间，然后再将装有散热器的功率模块通过诸如插接或焊接等的公知方式连接到印刷电路板上。
在制造这种现有主板时，通过螺钉或弹簧夹将功率模块固定到散热器上的工艺是繁琐的并且生产效率较低。而且，由于功率模块和散热器的制造公差，使得热界面材料不能被紧紧地固定在功率模块上，导致传热效率降低，散热效果不佳。此外，在某些应用场合，功率模块不是通过其自身的散热器散热，而是要求通过与安装在其它装置上的散热器接触而散热。功率模块上固定有散热器的这种现有主板不能满足这种应用，限制了其使用范围。
因而，需要对现有的用于电子控制单元的主板进行改进。
发明内容
为此，本发明的目的就是要克服上述现有技术中的至少一种缺点，提供一种改进的用于电子控制单元的主板及其装配方法。这种用于电子控制单元的主板及其装配方法不需要采用螺钉或弹簧夹就可以将功率模块固定到散热器上，因而制造工艺简单而且生产效率高。这种用于电子控制单元的主板及其装配方法还能够将热界面材料紧紧地保持在功率模块上，降低热阻，显著提高传热效率和散热效果。此外，这种用于电子控制单元的主板能够选择性安装散热器，从而增加电子控制单元的应用场合。
根据本发明的一个方面，提供一种用于电子控制单元的主板，包括：
印刷电路板；
安装在所述印刷电路板上的功率模块；以及
安装在所述印刷电路板上、并且用于将热界面材料紧紧地保持在所述功率模块上的功率模块罩板，所述功率模块罩板由导热材料制成。
优选地，所述功率模块罩板采用罩盖形状。
优选地，所述功率模块和所述功率模块罩板分别采用焊接或插接的方式被安装到所述印刷电路板上。
优选地，所述热界面材料是具有热相变特性的热界面材料。
优选地，所述功率模块和所述功率模块罩板采用焊接的方式被安装到所述印刷电路板上。
优选地，所述用于电子控制单元的主板还包括与所述功率模块罩板接触的散热器。
优选地，在所述功率模块罩板与所述散热器之间设置有散热胶。
根据本发明的另一个方面，提供一种电子控制单元，包括：
基板；以及
安装在所述基板上的如上所述用于电子控制单元的主板。
根据本发明的再一个方面，提供一种如上所述用于电子控制单元的主板的装配方法，包括如下步骤：
提供印刷电路板；以及
从内到外依次地将所述功率模块、所述热界面材料和所述功率模块罩板安装到所述印刷电路板上。
优选地，所述的装配方法还包括步骤：
在所述功率模块罩板与散热器接触的表面上涂敷散热胶；以及
将所述散热器紧固到所述功率模块罩板上。
根据本发明的用于电子控制单元的主板不仅制造工艺简单、生产效率高，传热效率和散热效果也明显提高，而且还可以增加电子控制单元的应用场合。
附图说明
图1是电子控制单元的局部剖视示意图，它包括根据本发明实施例的用于电子控制单元的主板。
具体实施方式
以下将结合附图详细描述根据本发明的用于电子控制单元的主板及其装配方法的优选实施例。
图1是电子控制单元1的剖视示意图。电子控制单元1包括基板3和安装在基板3上的主板5。根据本发明实施例的主板5包括印刷电路板7、安装在印刷电路板7上的功率模块9、安装在印刷电路板7上并且用于将热界面材料11紧紧地保持在功率模块9上的功率模块罩板13、以及与功率模块罩板13接触的散热器15。由于制造公差，功率模块罩板13与散热器15之间可能存在一定间隙。为了防止由于功率模块罩板13与散热器15之间可能的间隙导致传热效率降低，可以在功率模块罩板13与散热器15之间设置散热胶，以提高传热效率。
被功率模块罩板13紧紧地保持在功率模块9上的热界面材料11一方面用于确保功率模块9与功率模块罩板13之间良好的传热效率，另一方面用于确保功率模块9与功率模块罩板13之间可靠的电绝缘。
根据本发明的功率模块罩板13由诸如金属铝的导热材料制成。功率模块罩板13可以根据需要采用任何合适的形状。优选地，功率模块罩板13采用罩盖形状，从而保护功率模块9免受灰尘或外部撞击。罩盖可以设置有开口，以促进功率模块9通风散热。
功率模块9和功率模块罩板13可以采用诸如焊接或插接等的任何公知方式被安装到印刷电路板7上。当热界面材料11采用具有热相变特性的材料时，功率模块9和功率模块罩板13优选采用焊接方式被安装到印刷电路板7上。在将功率模块9和功率模块罩板13焊接到印刷电路板7上的过程中，具有热相变特性的热界面材料11可以通过焊接过程中的热量被预热，从而使热界面材料11在功率模块9与功率模块罩板13之间更加均匀地分布，从而进一步提高功率模块9与功率模块罩板13之间的导热性和电绝缘性。
尽管在图1所示实施例中，根据本发明实施例的主板5包括散热器15，但本领域技术人员可以理解的是，根据本发明实施例的主板5可以不包括散热器15，而是通过安装在其它装置上的散热器而散热。由于根据本发明实施例的主板5已经在功率模块9与功率模块罩板13之间建立了良好的导热性和电绝缘性，采用安装在其它装置上的散热器散热时，只需确保功率模块罩板13与安装在其它装置上的散热器保持紧密接触。当然，功率模块罩板13与安装在其它装置上的散热器之间也优选地设置有散热胶。
以下将描述根据本发明实施例的用于电子控制单元的主板的装配方法。
首先，提供印刷电路板7，接着采用公知方式从内到外依次地将功率模块9和功率模块罩板13安装到印刷电路板7上、并且使热界面材料11被紧紧地夹置在功率模块9和功率模块罩板13之间，从而完成不包括散热器的主板的装配。在主板包括散热器的情况下，在功率模块罩板13与散热器接触的表面上涂敷散热胶17，接着采用公知方式将散热器15紧固到功率模块罩板13上。紧固散热器15时，不需要采用直接穿过功率模块罩板13和散热器15的紧固件，而只需要采用诸如插接、扣接或在散热器外围固定散热器等方式确保散热器15与功率模块罩板13的紧密接触。
将如上所述装配的用于电子控制单元的主板5安装在基板3上，就可以形成最终的电子控制单元。
根据本发明的用于电子控制单元的主板不需要采用螺钉或弹簧夹将功率模块直接固定到散热器上，因而制造工艺简单而且生产效率高。功率模块罩板能够将热界面材料紧紧地并且可靠地保持在功率模块上，降低了热阻，因而显著提高了传热效率和散热效果。此外，根据本发明的用于电子控制单元的主板能够选择性安装散热器，可以在需要通过与安装在其它装置上的散热器接触而散热的场合使用，因而增加了电子控制单元的应用场合。
尽管以上结合优选实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于上述实施例。例如，在主板上可以包括多个功率模块、热界面材料和功率模块罩板的组合单元。因此，应理解的是，在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改。所有这些修改以及等同结构也包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于电子控制单元的主板，包括：
印刷电路板（7）；
安装在所述印刷电路板（7）上的功率模块（9）；以及
安装在所述印刷电路板（7）上、并且用于将热界面材料（11）紧紧地保持在所述功率模块（9）上的功率模块罩板（13），所述功率模块罩板（13）由导热材料制成。
2.如权利要求1所述的用于电子控制单元的主板，其特征在于，所述功率模块罩板（13）采用罩盖形状。
3.如权利要求1所述的用于电子控制单元的主板，其特征在于，所述功率模块（9）和所述功率模块罩板（13）分别采用焊接或插接的方式被安装到所述印刷电路板（7）上。
4.如权利要求1所述的用于电子控制单元的主板，其特征在于，所述热界面材料（11）是具有热相变特性的热界面材料。
5.如权利要求4所述的用于电子控制单元的主板，其特征在于，所述功率模块（9）和所述功率模块罩板（13）采用焊接方式被安装到所述印刷电路板（7）上。
6.如权利要求1所述的用于电子控制单元的主板，其特征在于，还包括与所述功率模块罩板（13）接触的散热器（15）。
7.如权利要求6所述的用于电子控制单元的主板，其特征在于，在所述功率模块罩板（13）与所述散热器（15）之间设置有散热胶。
8.一种电子控制单元，包括：
基板（3）；以及
安装在所述基板（3）上的如上述权利要求任一所述用于电子控制单元的主板（5）。
9.一种如权利要求1-5任一所述用于电子控制单元的主板的装配方法，包括如下步骤：
提供印刷电路板（7）；以及
从内到外依次地将所述功率模块（9）和所述功率模块罩板（13）安装到所述印刷电路板（7）上、并且使所述热界面材料（11）被紧紧地夹置在所述功率模块（9）和所述功率模块罩板（13）之间。
10.如权利要求9所述的装配方法，其特征在于，还包括步骤：
在所述功率模块罩板（13）与散热器接触的表面上涂敷散热胶（17）；以及
将所述散热器（15）紧固到所述功率模块罩板（13）上。
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