CN104955299B - 用于传动机构控制器的具有集成电子传感器元件的电子模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子模块（1），如其例如可以是用于汽车中的传动机构的传感器装置（41）的一部分。印刷电路板元件（3）、和盖元件（5）以及必要时另外的部件例如框架元件（7）严密密封地围住一个容纳室（9）。在容纳室（9）中可以容纳电子器件（15，17）以及成功企业（25，27）。盖元件（5）具有至少一个卷边（21，23）用于局部地扩大容纳室（9）。在这种卷边（21，23）中传感器元件（25，27）至少部分地被容纳并且由此在它的位置和/或方向上可以针对测量目的被优化地布置。例如传感器元件（25，27）可以如此地布置，即由发送器元件（37，39）在外部产生的改变的磁场可以被可靠地并且精确地测量并且由此可以推断例如传动机构部件的位置或转速。

Description

用于传动机构控制器的具有集成电子传感器元件的电子模块

技术领域

本发明涉及一种电子模块，如它尤其是可以用于一种传感器装置那样，该传感器装置可以在设计汽车中的传动机构控制器时使用。

现有技术

电子模块一般地用于设计电路，借助于该电路可以实施不同的功能。该电路在此例如可以是控制器的一部分。尤其是在汽车制造业中电子模块用于提供机动车控制器。在此情况下，在一个电子模块中通常在一个印刷电路板上，也称为电路板或PCB，设置多个电子元器件，它们借助于导体线路合适地相互电连接。

电子模块一般地用于形成电气开关电路。该电气开关电路在此例如可以是控制器的一部分。尤其是在汽车中电子模块用于提供机动车控制器。在电子模块中的此时通常在印刷电路板元件上，其也可以称为印刷电路板，设置许多电子构件，它们借助于导体线路合适地相互电连接。

尤其是对于汽车中的传动机构控制器，可以有利的是，在一个区域中布置相应的电子模块， 在该区域中它遭受腐蚀性介质。传动机构控制器的电子模块例如可以设置在汽车传动机构的内部中，在此处尤其是化学腐蚀性的变速器油、脏物或金属屑可能与电子模块接触。由于至少设置在电子模块上的器件的一些部分、导体线路等等相对于这种腐蚀性介质或颗粒可能是敏感的，因此可能需要通过严密密封的外壳来保护它们。

电子模块也常常用于借助于传感器元件测量改变的物理参数。一个传感器元件在此情况下可以分开地也就是说在电子模块外部地布置并且与电子模块电连接。备选地，一个传感器元件可以集成到电子模块中。在布置在外部的传感器元件的情况下，可能需要附加的费用来将传感器元件与电子模块的电子构件电连接起来。在集成到电子模块中的传感器元件的情况下，可以难以如此地构造或布置传感器元件，即能够在严密密封的电子模块外部可靠地测量改变的参数。

发明内容

按照本发明的实施方式，建议一种电子模块，一种具有这种电子模块的传感器装置或一种具有这种电子模块的传动机构控制器，其中，传感器元件可以突出的构造和布置，即能够精确地和可靠地测量外部改变的参数。

按照本发明的第一方面建议一种电子模块，它具有印刷电路板元件，其带有至少一个电子传感器元件，和盖元件。印刷电路板元件和盖元件围住一个容纳室，其中容纳至少一个电子传感器元件。电子模块的特征在于，盖元件具有至少一个用于局部地扩大容纳室的卷边，并且传感器元件至少部分地容纳在该卷边中。

按照本发明的第二方面建议一种传感器装置，它具有按照本发明的第一方面的电子模块的一种实施方式以及一种发送器元件，用于在该发送器元件从传感器元件旁边运行经过时产生传感器信号。传感器装置在此如此地构造，即发送器元件在一个要监测的单元运行期间与电子模块的盖元件中的卷边毗邻地引导经过。

此外建议一种具有按照第一方面的电子模块的传动机构控制器或者一种具有按照第二方面的传感器装置的传动机构控制机构。

关于本发明的上述方面的想法，除了其它方面外，可以看作是以下面描述的构思和认识为基础：

如开头所述，例如用于传动机构控制器的电子模块常常设计成密封的尤其是封装的模块，其中，电子构件被容纳在模块的严密密封的内部中。在这种电子模块内的结构空间通常是窄小的，因此至今为止传感器元件或者必须集成地容纳在窄小的结构空间中并且因此可能不能够最佳地定向，或者分开地布置和然后必须与设置在模块内部中的电子器件导线连接。

现在建议，在一个电子模块中，该电子模块具有至少一个印刷电路板元件以及一个盖元件，它们共同地围住一个容纳室并且必要时与另外的部件一起在相对于环境的方向上严密密封该容纳室，盖元件被特殊地构造，以便以这种方式实现传感器元件的有利的布置。为此在盖元件上设置卷边。

卷边在此处可以理解为盖元件的一种几何结构上的设计构造，借助于它可以部分地局部地扩大（扩宽）容纳室。在卷边的区域中，盖元件因此可以局部凸起地向外拱凸。在局部的区域中被扩大的容纳室中此时可以合适地布置传感器元件。

在此情况下可以合适地构造卷边，由此要布置在其中的传感器元件一方面在其中具有足够大的位置并且可以布置在希望的位置和/或方向上,并且另一方面传感器元件可以合适地保持在卷边的区域中。

卷边和要布置在其中的传感器元件可以有利地如此地设计，即传感器元件可以如此地布置，即借助于它可以简单地并且以足够的精确度测量一些物理测量参数，如它们例如由在外部可相对于电子模块运动的发送器元件改变地产生的那样。

盖元件在卷边的区域中可以具有比在相毗邻的区域中较小的厚度。由此除了其它方面外可以实现：布置在卷边中的传感器元件可以更简单地穿过盖元件探测。

例如通过在外部相对于电子模块运动的发送器元件产生的改变的磁场可以增强地穿过与卷边毗邻的盖元件的变薄的区域并且然后由容纳在卷边中的传感器元件探测。

盖元件可以设计成塑料构件。这种塑料构件一方面可以用于与印刷电路板元件一起严密密封地围住容纳室。在此情况下由塑料制成的盖元件可以简单地并且成本有利地制造。尤其是盖元件可以是一体件。它例如可以作为塑料注塑件提供。另一方面，通过设计成塑料构件的盖元件一般例如可以良好地探测要测量的测量参数例如改变的磁场。盖元件的材料尤其可以如此选择，例如要测量的场被强烈地发射，也就是说，既不被吸收也不被反射。

备选地，盖元件可以设计成用非磁性的金属材料制成的构件。容纳在其中的传感器元件可以穿过该非磁性的金属材料探测例如在电子模块外部的改变的磁场。金属的盖元件例如可以是一体件并且由金属板弯曲、拉伸、冲压或类似加工而成。

盖元件和印刷电路板元件可以如此地构造和相互连接起来，即单单它们就已经围住容纳室并且严密地相对于外部的影响密封。备选地，可以设置附加的部件例如框架元件或者另一个板件，以便与盖元件和/或印刷电路板元件一起完全地严密密封地围住容纳室。

传感器元件可以固定在所属的卷边中。换言之传感器元件部件可以容纳在卷边中，而且可以通过合适的措施固定在卷边中。例如传感器元件和卷边的尺寸可以如此地匹配，即传感器元件通过压配合保持在卷边中。传感器元件也可以通过卷边的合适的构造或者设置在其中的夹持件被夹持地或者以其它的方式被保持。

在一种特定的实施结构中，传感器元件可以安装在一个分开的印刷电路板分元件上并且印刷电路板分元件在横向上从印刷电路板元件突出。换言之，传感器元件本身可以布置在一个附加的与实际的印刷电路板元件相比大多数较小的印刷电路板分元件上并且这个印刷电路板分元件在一个与印刷电路板元件不同的方向上布置在电子模块内部。传感器元件可以以这种方式布置在一个对于它的测量任务合适的位置和方向上，而与印刷电路板元件的位置和方向无关。

在此，印刷电路板分元件可以柔性地连接在印刷电路板元件上。为此印刷电路板元件可以例如通过一个柔性的尤其是可弯曲的部分区域固定在印刷电路板元件上。该柔性的部分区域在此情况下例如可以是印刷电路板分元件的一个变薄的区域，在该区域处印刷电路板分元件具有容易地被弯曲。借助于这种柔性的连接一方面可以实现印刷电路板分元件在印刷电路板元件上的可靠的机械的和/或电的连接，另一方面布置在印刷电路板分元件上的传感器元件可以布置在一个相对于印刷电路板元件的合适的位置/方向上。

注意，本发明的设计方案的可能的特征和优点在此处是部分地针对一种电子模块和部分地针对一种传感器装置、一种传动机构控制器或一种传动机构控制机构进行描述的。专业人员将认识到这些特征可以以合适的方式相互或更换，以便实现本发明的其它的实施方式。

附图说明

以下参照附图描述本发明的实施方式，其中，该说明和附图都不应该解释为是对本发明的限制。

图1显示了一个传动机构控制器的电子模块的截面视图。

图2显示了一个通过按照本发明的电子模块的截面视图。

图3显示了一个通过按照本发明的电子模块的备选的实施结构的截面视图。

这些图仅仅是示意图并且没有按照比例示出。相同的附图标记在不同的图中表示相同的或者作用相同的特征。

具体实施方式

图1显示了一个常规的电子模块1，如其可以用于实现汽车用的传动机构控制器那样。印刷电路板元件3、盖元件5以及布置在它们之间的框架元件7包围一个容纳室9。

印刷电路板元件3与框架元件7沿着环形的圆周区域11机械固定地和严密密封地连接。为此在大多数由热固性材料制成的印刷电路板元件3中构造有微结构13，其中例如借助于激光加工在印刷电路板元件3中在圆周区域11中形成微型凹穴。通常由热塑性材料制成的框架元件7为了与印刷电路板元件3连接，在一个相邻接的区域中被暂时加热并且因此被液化或塑化，从而框架元件7的热塑性材料能够在硬化之后机械牢固地并且严密密封地接合在微结构13的微型凹穴中。

盖元件5可以沿着圆周严密密封地安装在框架元件7上，例如通过激光焊接或者粘接。整体上由此可以使容纳室9相对于含有可能的腐蚀性介质的环境严密地密封。

在容纳室9中可以布置不同的电子器件15，17例如电阻、二极管、晶体管、IC（集成电路），等等，以及至少一个电子传感器元件19并且例如通过印刷电路板元件3的导体线路相互间和与环境导电地连接起来。

在图1中示出的电子模块1中，传感器元件19必须例如穿过盖元件5探测一些应该在电子模块1外部测量的测量参数。对于一些测量目的和应用，为此该传感器元件19可能不是最佳地布置的或者例如要测量的场相对于在位于那里的传感器元件不能足够地透入到电子模块的内部中。

图2示出一个按照本发明的实施方式的电子模块1。盖元件5在此具有卷边21，23，借助于该卷边容纳室9被局部地扩大并且在其中各容纳一个传感器元件25，27。印刷电路板元件3、盖元件5以及框架元件7在此处与图1的示例类似地严密密封地围住容纳室9。

但是，在图2中示出的实施方式中不仅在印刷电路板元件3上设置电子器件15，17，而且补充地在容纳室9内部与盖元件5毗邻地布置另一个印刷电路板元件29并且在其上直接地或者通过柔性连接的印刷电路板分元件35布置另外的电子器件31，33以及传感器元件25，27。

传感器元件25，27在此情况下至少部分地突入到其中一个卷边21，23中。在此，传感器元件25，27如此地布置和定向在相应的卷边21，23内，即它们可以接近最佳地探测在电子模块1外部改变的测量参数。

这种测量参数例如可以是磁场或电场，它由相对于电子模块1运动的发送器元件37，39产生并且它由于发送器元件37在相关的传感器元件25，27的区域中运动经过而随着时间改变。

电子模块1可以形成传动机构控制器，借助于它可以与发送器元件37，39一起形成一个传动机构控制机构的传感器装置41，从而例如可以可靠地并且精确地实施在汽车传动机构内的部件的位置确定或者转速确定。发送器元件37，39在此例如可以布置在传动机构的旋转的部件上，从而借助于发送器元件37，39可以获得传动机构部件的当前的位置信息。

在图2中示出的实施方式中，盖元件5例如是注塑的塑料构件。它可以与框架元件7例如焊接、粘接、压制（敛密）或者另外的方式严密密封地连接。

附加的印刷电路板元件29例如可以夹持在框架元件7和固定在框架元件上的盖元件5之间或者与它们中的一个机械地固定连接。在示出的实施方式中，附加的印刷电路板元件29与印刷电路板元件3通过垂直地弯折的柔性的部分区域43以及通过设置在印刷电路板元件3上的垫45导电地连接起来。

此外在印刷电路板元件3和盖元件5之间设置支撑元件47，例如用于防止由于压力差造成的盖元件5的振动和/或弯曲。

图3示出按照本发明的电子模块1的另一个实施方式的部分区域。传感器元件25，27也是布置在卷边21，23中，卷边作为部分的凹处形成在盖元件5中，用于局部地扩大容纳室9。传感器元件25，27在此分别布置在印刷电路板分元件49，51上，它们通过柔性的区域53，55或者与印刷电路板元件3或者例如与容纳室9内的另外的部件（没有示出）机械地和/或电地连接。

为了能够将传感器元件27机械地固定在卷边23内，这两个部件可以在其尺寸上如此地匹配，即传感器元件27可以夹持地压入到卷边23中。备选地，在卷边23内部中一个向内突入的夹持件57可以用于固定传感器元件27。夹持件57例如由于其几何结构设计和/或使用的材料而具有适合于夹持作用的弹性。

为了能够尽可能好地探测由发送器元件37，39产生的在电子模块1外部的改变的参数，盖元件5可以在卷边21，23的区域中局部地在一个部分区域59，61中或者也沿着整个卷边21，23具有与毗邻的区域相比减小的厚度。例如在部分区域59，61中的该厚度可以为小于盖元件5的毗邻区域中的厚度的80%或者小于50%。在减小的材料厚度的这种部分区域59，61中，例如由发送器元件37，39产生的场可以更容易地透入到电子模块1的内部中并且在那里被传感器元件25，27之一探测到。

Claims (9)

1.电子模块（1），具有

印刷电路板元件（3），其具有至少一个电子传感器元件（25，27）；和

盖元件（5）；

其中，印刷电路板元件（3）和盖元件（5）围住一个容纳室（9）；

其中，至少一个电子传感器元件（25，27）布置在容纳室（9）中，

其特征在于，

盖元件（5）具有至少一个用于局部地扩大容纳室（9）的卷边（21，23）并且电子传感器元件（25，27）至少部分地被容纳在卷边（21，23）中，其中，盖元件（5）在卷边（21，23）的一个区域（59，61）中具有比毗邻的区域中更小的厚度。

2.按照权利要求1所述的电子模块，其中，盖元件（5）构造成塑料构件。

3.按照权利要求1或2所述的电子模块，其中，盖元件（5）由非磁性的金属材料构成。

4.按照权利要求1或2所述的电子模块，其中，电子传感器元件（25，27）固定在卷边（21,23)中。

5.按照权利要求1或2所述的电子模块，其中，电子传感器元件（25，27）安装在一个印刷电路板分元件（49,51)上并且印刷电路板分元件（49,51)从印刷电路板元件（3）横向地突出。

6.按照权利要求5所述的电子模块，其中，印刷电路板分元件（49,51)柔性地连接在印刷电路板元件（3）上。

7.传感器装置（41），具有按照权利要求1至6之一所述的电子模块（1）以及一个发送器元件（37，39），用于在发送器元件（37，39）运动经过电子模块（1）的电子传感器元件(25,27)旁边时产生传感器信号，传感器装置（41）被如此地构造，即在一个要监测的单元运行期间发送器元件（37，39）与卷边（21，23）毗邻地被引导经过电子模块（1）的盖元件（5）的旁边。

8.传动机构控制器，具有按照权利要求1至6之一所述的电子模块（1）。

9.传动机构控制机构，具有按照权利要求7所述的传感器装置（41）。

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