CN103999561B - 用于车辆的电子模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的电子模块（20），尤其用于在一在变速器液体中的变速器中运行，具有板元件（3）；电路载体元件（2）；以及遮盖元件（4），该电子模块（20）具有内部区域（12）和外部区域（13）；板元件（3）设置用于提供至少一个在内部区域和外部区域之间的用于电连接电路载体元件的传导性连接（17）；电路载体元件（2）布置在遮盖元件（4）上；在电路载体元件（2）和板元件（4）之间设置至少一个电连接元件（31）；其特征在于，电连接元件（31）构造成一自动的连接元件，其在安装遮盖元件（4）和板元件（3）时自动地提供一在电路载体元件（2）和板元件（3）的传导性连接（17）之间的导电连接。

Description

用于车辆的电子模块

技术领域

本发明涉及一用于车辆设备的电子模块本发明尤其涉及一用于控制一变速器部分或者说一变速器部件的电子模块。在此情况下，该电子模块可以尤其布置在变速器中。此外，本发明尤其涉及一电子模块，尤其用于在变速器液体中运行的电子模块、一用于车辆的变速器控制器、一用于车辆的变速器以及一车辆、尤其汽车。

背景技术

已知的用于车辆的电子模块大多作为气密的组件来实现。在此情况下，大多应用一钢壳体，其具有接触插脚，所述接触插脚玻璃化（eingeglast）到所述壳体壁中且因此将所述电子模块的内部区域和外部区域传导性连接。

与所述电子模块的单个的功能元件、例如传感器以及插接连接器的其它引导的电连接技术大多利用所谓的冲制栅格或也例如电缆连接、尤其在距离很远的功能元件的情况下实现。

已知的电子模块大多由布置在一构件载体上的电子结构元件构成，该构件载体又施加、例如粘接在一模块电路板上，并且还与该模块电路板电接触。在此情况下，例如应用压接（Bonden）、钎焊或传导胶。

为了保护所述结构元件，接下来将一盖子套装到所述电路板上且例如通过弹性体环或塑料履带（Kunststoffraupe）来密封。由盖子和模块电路板的紧固要么通过所述塑料履带要么通过额外的机械的紧固元件，例如铆钉来进行。

图1示出了一常见的电子模块的另一种示例性设计。在此情况下以如下方式实现一层结构，使得在一承载元件7上施加一板元件3并且在其上方施加一遮盖元件4。作为承载元件7可以示例性地应用一具有3-4mm的板材厚度的铝板。在所述板元件3的一留空部15中，施加一具有电子结构元件1的电路载体元件2到所述承载元件7上并且利用一导热粘接剂8、例如Q1粘接在所述承载元件7上。在此情况下，所述电路载体元件2可以作为低温共烧陶瓷（LowTemperatureCofiredCeramics，LTCC）或一微电路板实现。

该板元件3具有留空部15，所述电路载体元件2可以被置入到所述留空部中。板元件3可以在应用粘接剂9的情况下，流体地或作为粘接带、油密封地或宽面地或仅局部地在所述电路载体元件2和所述遮盖元件4的区域中粘接在所述承载元件上。所述内部区域可以至少部分地利用一浇注材料33来填充。

板元件3实现了在所述电子模块的内部区域因此布置在那里的电子构件1和在外地布置的功能元件、例如插头和传感器之间的电连接技术，但这些功能元件在图1中未示出。为此，在所述板元件3的内部可以设置导体元件17，它们在应用连接元件6，例如压接的前提下与所述电路载体元件2的元件1连接。

为了保护所述电子构件1以及所述连接元件6以防变速器油、变速器油中的金属屑以及传导的沉积物，将一遮盖元件4在应用一密封粘接连接部10的前提下紧固在所述板元件3上。相对于已知的电子模块的前面描述的示例性设计，根据图1的电子模块虽然能够实现从所述电子模块的内室中生成的损失热的更好的输出，但图1中的电子模块由于设计引起而具有两个针对变速器油的可能的泄漏路径。路径A在此情况下代表所述遮盖元件4和所述板元件3之间的密封部10，而路径B涉及所述板元件3和所述承载元件7之间密封部9。

通过例如所述板元件3和所述承载元件7的不同的热膨胀，会使宽的粘接部9承受剪力，这例如会通过脱层而导致局部失效且因此导致密封性受到影响。在安装程序中将所述电子结构元件的可能敏感的电路载体元件2在模块化安装时粘接到所述承载元件7上并且硬化。如果为了硬化需要一加热程序，则整个模块必须经过该程序。

发明内容

本发明的一个方面可以在于，提供一电子模块，其一方面提供了布置在所述电子模块的内室中的电子结构元件的良好的损失热输出，而所述电子模块的机械结构在相同的简单耗费的情况下且在应用已被证明的或者说已知的构件的前提下仅具有壳体或者说遮盖元件的一个密封部位。

相应地示出了根据独立权利要求的一用于车辆的电子模块、一变速器控制器、一变速器以及一车辆、尤其汽车。优选的设计方案从从属权利要求中得出。

根据本发明的电子模块在此情况下以如下方式设计，即所述电路载体元件布置在所述遮盖元件中或者说与所述遮盖元件处于导热接触中，例如尤其利用一导热胶粘接在所述遮盖元件上。因此，相对于已知的电子模块，所述电路载体元件不安装在所述板元件上，而是安装在所述遮盖元件上。

在此情况下，所述遮盖元件可以优选由金属制成并且如此地用作由所述电路载体元件所产生的热的优选的损失热输出。

在此还应用所述板元件连同在内地布置的导体元件17，用以将所述电子模块内部的电子构件与外部地设置的传感器、执行器和类似装置接触。

在此情况下，在所述电路载体元件和所述板元件之间可以设置一合适的板对板连接，其例如在所述遮盖元件到所述板元件上的安装程序中自动地提供所述电路载体元件的电子结构元件和所述板元件的导体元件之间的连接。

自动地在上下文中尤其以如下方式理解，即在安装时所述两个元件：遮盖元件和板元件被带入到它们待安装的状态下或者说它们相对于彼此的相对布置下，并且在此情况下在所述电路载体元件和所述板元件之间的电连接通过所述板对板连接自动地建立，因此无需一单独的连接程序，如其例如在压接或电缆连接的情况下所需的那样。提供所述电路载体元件和所述板元件之间的自动连接的合适的板对板连接例如是合适的插接连接，具有一插头元件和一插座元件，它们布置在所述电路载体元件或者说所述板元件上。这样，通过安装所述遮盖元件和所述板元件，进行了自动的连接，例如通过将一插头元件自动地插到所述板对板连接的插座元件中。

一电路载体元件可以在安装在所述遮盖元件上之后接下来利用一合适的凝胶来浇注。在此情况下，所述板对板连接的联接元件可以从所述凝胶中凸出来，且由此能够实现在所述遮盖元件中浇注的电路载体元件的测试。在随后的在所述板元件上的安装中，根据本发明的板对板连接能够在一与所述遮盖元件在所述板元件上的密封安装相同的制造步骤中实现所述电路载体元件和所述板元件之间的传导性连接的自动建立。相应的用于根据本发明的板对板连接的连接技术在此情况下代表了弹性的或者说补偿公差的插接连接器，其也可以具有一同时自定心的特性。

例如在一金属化的遮盖元件以及一安装在其上的散热片的情况下，可以优选将所述电路载体元件的电构件的损失能量或者说损失热经由所述金属化的遮盖元件以及必要时安装的散热片来输出。因此，根据本发明的电子模块同样适合于高电流应用，例如在一变速器中的热油泵的操控。

附图说明

本发明的实施方式在附图中示出并且在下面的描述中详细说明。

其中:

图1示出了一常见的电子模块；

图2-4示出了根据本发明的电子模块的示例性设计；以及

图5a-c示出了根据本发明的电连接元件的示例性设计。

具体实施方式

继续参照图2示出了一根据本发明的电子模块的示例性的设计。

根据本发明的电子模块的根据本发明的层结构在图2中如下介绍。在一板元件3之后是一遮盖元件4，其通过其拉长的、贴合在所述板元件3上的侧面也可以承担一承载元件的功能。示例性地，作为遮盖元件4可以使用一具有1-2mm的板材厚度的铝板或钢板，在某些情况下通过卷边来增厚。所述遮盖元件4可以最大限定整个电子模块20的外部尺寸，但或者也可以限定所述电路载体元件2的重要区域以及所述遮盖元件4和所述板元件3的紧固。

在可能金属化的遮盖元件4的一盆形的底面30上，所述电路载体元件2、例如一LTCC或微电路板利用电子结构元件1紧固，其中，所述底面可示例性地通过深拉制成。为了紧固，可以例如应用一导热胶8。

在所述电路载体元件2上还布置一板对板连接31，因此一电连接元件，其将所述电结构元件1与所述板元件3电连接。所述电连接元件31可以示例性地以不同的实施方式实施成微机械的结构元件。在此情况下对于本发明重要的是，在安装所述遮盖元件4和所述板元件3时，自动地进行所述电路载体元件2和所述板元件3、尤其其导体元件17之间的传导性连接。在这一点上，自动地应该理解为在不需要其它工作步骤的情况下提供一电连接，尤其不需要例如一单独的钎焊连接或类似地通过压接或电缆元件，其在一到所述板元件3上的紧固步骤中才需要。

电连接元件31示例性地构造成弹性的板材舌，而电连接元件31a类似于一刀/叉接触起作用。电连接元件31b还示例性地构造成一弹性的插脚。

这种板对板连接可以成本低廉地例如作为SMD构件紧固在所述电路载体元件2上，例如通过一回流焊接工艺。相应的板对板连接可在一信号变型中、因此一低功率变型中，也可以在一能量变型中或高功率变型中实现。

在所述板元件3中在内地设置导体元件17。例如所述板元件3可以作为常见的具有在内地设置的、被单个的叠层保护的铜导体17的电路板元件实现。在此情况下，该导体元件17实现了在所述电子模块20的内室12和外室13之间的电连接技术，因此实现了在所述电构件1和在外地布置的功能元件例如在图2中未示出的插头和传感器之间的电连接技术。

由所述板元件3和所述遮盖元件4的密封可以通过一粘接部10、尤其一密封粘接部，或替换地通过一弹性体密封件11实现。在此情况下，将所述遮盖元件4通过所述粘接部10保持或者替选地通过一额外的机械的紧固元件32、例如一铆钉元件来保持。

在所述板元件3和所述遮盖元件4之间还可以设置定心部，其尤其设置用于提供所述电连接元件31的板对板连接，从而该连接可靠地涉及在所述板元件3上的与所述电连接元件31对置的或者说互补的插接连接或接触垫。

此外，在图2中示出了电子结构元件1'，其示例性地引起一高的损失热。该电子结构元件与所述电路载体元件2以及布置在其上的结构元件1分开并且可以示例性地直接与所述遮盖元件4例如利用导热胶连接。通过所述结构元件1'的直接连接相对于所述结构元件1经由所述电路载体元件2的间接连接，可实现了用于所述电子结构元件1'的改善的热输出。作为所述结构元件1'和所述电路载体元件2之间的电接触技术，可以示例性地应用底面或传导胶。

为了保护所述电子结构元件1、1'和所述电路载体元件2以及它们的接触技术，可以将盆30以一浇注材料33，例如一合适的硬化的凝胶来填充。在此情况下，优选将如此多的浇注材料33填充到所述遮盖元件4的盆30中，使得基本上仅还有所述电连接元件31伸出。由此能够在所述通过所述浇注材料33来填充所述遮盖元件4的底面30的填充过程之间，实现所浇注的电结构元件1、1'以及所述电路载体元件2的功能性的测试。

在图2中在所述板元件3中还示例性地示出一通道（Via）34，例如可通过一焊接过程或一塞子关闭，该通道在进行了所述遮盖元件4和所述板元件3的安装之后，能够实现例如通过过压的密封性测试，和/或利用一合适的惰性气体的填充。同样可以考虑在安装好的状态下通过所述通道34置入所述浇注材料33。

继续参照图3示出了一根据本发明的电子模块的其它示例性的设计。

在此情况下，图3基本上相应于之前参照图2描述的设计。在此，相对于图2改变的是，所述板元件3也具有其它的电子结构元件1''，其也可以布置在一其它的电路载体2上并且可以施加在所述板元件3上。所述电子结构元件1''的电连接可以例如通过布置在所述板元件3中的导体元件17实现。在此情况下，所述电子结构元件1''优选可以是具有较低的损失热的结构元件，因为经由所述板元件3可能输出比经由所述遮盖元件4更少的损失热，尤其当所述遮盖元件构造成一金属元件时。

这样，可以将一电子模块特别紧凑地在两个平面中实现。

图3的电子结构元件1、1'、1''的损失热可经由散热片、例如冷却肋S1，在空气或喷雾油上和/或一压紧的、钎焊的、熔焊的或粘接的、优选金属地构造的散热片S2输出。在图3中在右侧还示出了机械的紧固元件32，其示例性地构造成一螺旋连接件且此外将一散热片S3紧固在所述遮盖元件4上。

继续参照图4示出了一根据本发明的电子模块的一其它的示例性的设计。

在图4中还设置有承载元件7，其布置在所述板元件3上并且与所述遮盖元件4对置。通过所述承载元件7例如防止了或者说至少减小了所述板元件3向外（朝向现在安装的承载元件7）可能的鼓起，该鼓起例如通过一由温度引起的内压升高而造成。所述承载元件7可以示例性地由塑料或金属制成。在此情况下，例如由金属制成的遮盖元件4同样可以构造成散热片。承载元件7同样可以借助于所述机械的紧固元件32安装在板元件3和遮盖元件4上。

此外在图4中示出了一通过所述遮盖元件4的可能的路径35'。在此情况下可以考虑玻璃化的金属销，其例如通过一插接连接36或焊接接触在所述遮盖元件4的外侧面上。在此情况下，路径35'可以示例性地是一高电流路径，例如联接在电高功率结构元件1'上。由此所述板元件3不必非得是高电流性的且因此可成本低廉地制造。

同样可以考虑，所述路径35构造成一光学的通讯路径且因此可以提供从所述电子模块的内部向外的电流分开的通讯连接。在该情况下所述插接连接36可以构造成一光学的玻璃纤维导体。

继续参照图5a至c示出了一根据本发明的电连接元件的示例性的设计。

图5a示出了一具有电连接元件31c的电子模块20的一详细截段，该电连接元件构造成一具有一弹性区域40的插脚。在此，所述弹性区域40以及接触部位44在所述板元件3中以如下方式相互协调，使得在插入过程中，所述弹性区域40的侧面接触所述接触部位44的侧面且因此在安装过程中实现所述连接元件31c和所述接触部位44的自动连接。

在图5a中所述弹性区域40的尺寸略微大于所述接触部位44的开口，其中，所述弹性区域40应该还始终能插入到所述接触部位44中。图5a示出了一种状态，在该状态中，所述遮盖元件4和所述板元件3还没有相互套插且因此还未安装。此外，所述接触部位44可以与所述板元件3的导体元件17导电连接。

在图5b中所述遮盖元件4和所述板元件3是相互套插的且因此是安装好的。在此情况下通过将所述接触元件31C的弹性区域40导入到所述接触部位44中，实现了在所述电路载体元件2或者说所述结构元件1、1'、1''和所述导体元件17之间经由接触元件31C和接触部位44的传导性连接。在插入后的状态下所述弹性区域40朝所述弹性区域40'挤压到一起并且由此力锁合地贴合到所述接触部位44的侧面上，由此提供了单个的部件1、1'、1''、2、31c与40、44和17的电连接。

所述接触部位44的一种实施方式在图5a-c中示例性的是不密封的41，因此所述板元件是贯穿地示出的。为了使所述电子模块20的内部区域12能够相对于所述外部区域13密封，如在图5c中所示，所述接触部位44利用所置入的接触元件31c被合适地关闭42，例如通过熔焊、钎焊工艺或一合适的粘接，其同时也可提供所述接触部位44的隔离或者说遮盖。替选地，为了保护所述板元件3上的向外敞开的接触部位，设置一其它的遮盖元件43a或安装一浇注框，用以利用浇注材料43b保护所述接触部位44。

同样可以考虑，所述接触部位44本身紧构造成所述板元件3中的例如盆形的凹陷且在此不是完全地而是仅部分地贯穿所述板元件3。根据所述弹性区域40的特殊设计，该弹性区域也可以在这样一种设计中如前所述与所述接触部位44的侧面接触并且如此地实现在不必具有贯穿所述板元件3的开口的情况下的传导性连接。在此情况下，根据步骤43a或43b的保护是不必要的，因为所述板元件3的外侧面是贯穿的且没有构造用于所述接触元件31的开口。

Claims (14)

1.用于车辆的电子模块（20），具有

一板元件（3）；

一电路载体元件（2）；以及

一遮盖元件（4）；

所述电子模块（20）还具有

一内部区域（12）；以及

一外部区域（13）；

其中，所述板元件（3）设置用于提供至少一个在所述内部区域（12）和所述外部区域（13）之间的用于电连接所述电路载体元件（2）的传导性连接（17）；

其中，所述电路载体元件（2）布置在所述遮盖元件（4）上；并且

其中，在所述电路载体元件（2）和所述板元件（3）之间设置至少一个电连接元件（31）；

其特征在于，

所述电连接元件（31）构造成一自动的连接元件，其在安装所述遮盖元件（4）和所述板元件（3）时自动地提供一在所述电路载体元件（2）和所述板元件（3）的传导性连接（17）之间的导电连接。

2.按照权利要求1所述的电子模块，

其中，所述电子模块（20）用于在一在变速器液体中的变速器中运行。

3.按照权利要求1或2所述的电子模块，

其中，所述自动的连接元件构造成一从如下的组中选出的元件，所述组由弹性的元件、补偿公差的元件、自定心的元件以及插接连接件组成。

4.按照权利要求1或2所述的电子模块，

其中，所述板元件（3）构造成一电路板元件；

和/或

其中，所述板元件（3）具有一其它的电路载体元件；

和/或

其中，所述板元件（3）具有电子结构元件（1''）。

5.按照权利要求1或2所述的电子模块，

其中，在所述遮盖元件（4）上布置一散热片（S1、S2、S3）；并且

其中，所述电路载体元件（2）的损失热（Q）能够借助于所述散热片（S1、S2、S3）来输出。

6.按照权利要求4所述的电子模块，

其中，在所述板元件（3）上至少在一部分区域中布置一载体元件（7）；并且

其中，所述载体元件（7）设置用于对所述板元件的其它电路载体元件或者说所述电子结构元件（1''）进行稳定和/或损失功率输出。

7.按照权利要求1或2所述的电子模块，

其中，所述遮盖元件（4）具有至少一个导体元件（35），其构造成贯穿所述遮盖元件（4）；并且

其中，所述遮盖元件（4）的导体元件（35）与所述电路载体元件（2）和/或至少一个电子结构元件（1、1'、1''）连接。

8.按照权利要求7所述的电子模块，

其中，所述遮盖元件（4）的导体元件（35）构造成电的高功率导体元件（35'），以及所述板元件的传导性连接（17）构造成低功率连接。

9.按照权利要求8所述的电子模块，

其中，所述电的高功率导体元件（35'）是高电压导体元件或者说高电流导体元件。

10.按照权利要求7所述的电子模块，

其中，所述遮盖元件（4）的导体元件（35）构造成光学的导体元件。

11.用于车辆的变速器控制器，具有一按照前述权利要求中任一项所述的电子模块（20）。

12.用于车辆的变速器，具有一按照权利要求11所述的变速器控制器和/或一按照权利要求1至10中任一项所述的电子模块（20）。

13.车辆，具有一按照权利要求12所述的变速器、一按照权利要求11所述的变速器控制器和/或一按照权利要求1至10中任一项所述的电子模块（20）。

14.按照权利要求13所述的车辆，

其中，所述车辆是汽车。