CN106068682B - 电子控制模块和其制造方法 - Google Patents

Abstract

在具有以下的电子控制模块（1）中：电路板（3）；与所述电路板电连接的电子电路部分（6）；框部分（4），所述框部分形成环绕的壁（40）并且具有内部留空（41）并且环绕着电子电路部分（6）被放置到电路板（3）上并且与电路板（3）粘结；和盖板部分（5），所述盖板部分被放置到框部分（4）上并且与框部分（4）焊起来，使得形成限制电路部分（6）的密封的壳体内部空间（13）；提出，框部分（4）被构造为平的、板状的可层压的部件，所述部件具有第一面（14）和与第一面以最高三毫米的间隔（d）布置的与第一面（14）平面平行的第二面（15），其中框部分（4）的第一面（14）借助环绕施加的粘结膜（17）被层压到电路板上并且盖板部分（5）具有环绕的卡圈（10），所述卡圈平着施加到框部分（4）的第二面（15）上并且借助焊接过程与框部分（4）环绕着焊起来。

Description

电子控制模块和其制造方法

背景技术

在机动车技术中，为了传动机构控制使用电子控制模块，所述电子控制模块可以布置在传动机构上和传动机构流体中。控制模块例如可以具有电器件、如插头、传感器、执行器、至少一个封装的控制设备（TCU，传输控制单元）和必要时其他组件，其固定在中央载体上并且经受传动机构流体。传动机构流体中的布置对电子控制模块的载体上的结构组件的建造与连接技术提出高的要求，因为电连接必须经受住高的温度变换负荷以及传动机构流体。作为电连接技术的载体在现有技术中使用注塑包封的引线框以及硬的电路板或柔韧的电路板（所谓的柔性膜）。对于在传动机构中的应用的特别要求在于控制模块的电子电路部分上的盖板部分的气密布置。

与在传动机构中的应用无关地已知电子控制模块，所述电子模块具有柔韧的电路板，该电路板被层压到载体板上，其中在柔韧的电路板的留空中电子电路部分被粘贴到载体板上并且通过接合线与柔韧的电路板接触。遮盖电子电路部分的盖板部分在环绕的气密元件的中间层下施加到柔韧的电路板上。这样的控制模块例如从DE 10 2005 015 717 A1已知。对于在传动机构中的应用，在此特别的难点在于，气密地密封盖板部分和柔韧的电路板之间的密封圈，因为否则传动机构流体进入到壳体内部空间中。如DE 10 2005 015 717A1所公开的简单的环绕的密封环在此具有缺点，因为密封环需要几何上的自由空间，这在温度变化的情况下导致滚动和滑动运动并且因此导致拖动损失并且在不适宜的情况下能够将油输送到壳体内部空间中。

其他的电子控制模块使用盖板部分，该盖板部分在电子电路部分上直接粘贴到电路板上。例如DE 10 2012 200 914 A1公开了一种电子控制模块，其中盖板部分配备有环绕的卡圈，该卡圈直接粘贴到硬的电路板上。通过在卡圈中构造的开口应该实现特别好的粘附，其中粘结剂进入到所述开口中。

从DE 10 2011 085 054 A1已知一种电子控制模块，其中包封的框状的引线框部分被粘贴到电路板上。电路板被施加到载体板上。电路部分位于载体板上的电路板的留空中。作为用于粘贴包封的引线框部分的粘结剂使用环氧树脂粘结剂或硅树脂粘结剂。昂贵构型的包封的引线框包封具有第一和第二腿，所述腿用于定位盖板部分，该盖板部分与包封的引线框部分焊起来。

尽管使用盖板部分的电子模块的所有改进和扩展，此外特别的要求仍在于在盖板部分和电路板之间实现气密严密的密封，其中该盖板部分直接通过粘结剂粘贴到电路板上。特别的难点在于，在将盖板部分粘贴到电路板上时经常输送热，以便硬化粘结剂。因此壳体内部空间中的空气膨胀并且向外穿过要硬化的粘结剂层。由于该原因，通常必须在壳体中设置排气口，该排气口之后又必须耗费地密封。难点还在于涂敷环绕的粘结剂带。如果很宽地涂敷该粘结剂带，则空气杂质通常能够位于粘结剂带中，所述空气杂质在运行中影响气密性。相反，如果粘结剂带过窄，则通常从一开始就不能实现足够的气密性。

发明内容

根据本发明提出一种电子控制模块，该控制模块使用平的、板形的可层压的部件作为框部分，该部件具有第一面和与其间隔最高三毫米布置的、与第一面平面平行的第二面，其中框部分的第一面借助环绕施加的粘结膜被层压到电路板上。盖板部分具有环绕的卡圈，该卡圈被平着装到框部分的第二面上并且借助焊接过程与框部分环绕地焊起来。

本发明的优点

本发明通过使用可层压的框部分解决由现有技术已知的问题。根据本发明很平地构造的具有平行平面板的外部轮廓的框部分能够有利地实现，框部分在层压机中与电路板粘结。该步骤可以在施加电路部分之前进行。框部分由于其平的并且平行平面的构型是特别鲁棒的并且因此可以无问题地经受高的压力和温度负荷。此外可以简单并且便宜地制造这样的框部分。有利地，作为由纯的粘结物构成的薄的粘结膜从载体膜上脱下的层压粘合剂可以平面地施加或铺到电路板或框部分上。在层压机中，于是由电路板和框部分和必要时附加地设置的载体板构成的堆可以在输送压力和温度的情况下被层压，其中电路板被施加到该载体板上。通过该方式在框部分和电路板之间有利地形成平的、宽的、却无气泡的粘结连接。该特别的粘结连接是气密的。在制造该堆之后，电路部分与电路板连接并且安装盖板部分。盖板部分有利地配备有环绕的卡圈，该卡圈可以以简单的方式焊接到框部分的背向电路板的侧上，以便形成完全封闭的气密封装的壳体内部空间。盖板部分到平的框部分上代替直接到电路板上的施加在此不产生附加的花费并且可简单并且成本适宜地执行。

本发明的扩展和有利实施方式通过在从属权利要求中说明的特征来实现。

特别优选的是，构造框部分，使得第一面与第二面平面平行地间隔最高两毫米地布置。粘贴到电路板上的框部分于是好像施加、可以焊接到电路板上的薄层那样起作用。

卡圈有利地具有第一卡圈面和与其间隔布置的、与第一卡圈面平面平行的第二卡圈面，使得卡圈可以以简单的方式从朝向电路板的侧与框部分焊起来。

框部分和盖板部分可以有利地由塑料构成。焊接过程于是可以借助激光执行。特别有利地可以使用所谓的激光透射光焊接，其中具有对于卡圈的塑料材料可透光的波长的激光束穿过卡圈熔化框部分的第二面并且这样将盖板部分与框部分焊起来。

但是框部分和盖板部分也可以由金属构成并且作为焊接方法例如可以使用电容器放电焊接。

特别有利的是本发明的一种实施方案，其中环绕地施加到框部分的第一面上的粘结膜被涂敷到第一面的第一部分区域上，所述第一部分区域在侧面与第一面的未配备粘结剂涂敷物的第二部分区域错开地布置，其中盖板部分和框部分之间的焊接连接在垂直于电路板的方向上来看布置在第二部分区域之上。由此特别可靠地避免，在焊接过程中形成的高的温度能够损伤盖板部分和电路板之间的粘结连接，因为没有粘结剂位于焊接连接之下。

特别合适的是柔韧的电路板用作建造与连接技术的基础，因为在现有技术中在柔韧的电路板的情况下恰好存在在柔韧的电路板和粘贴的盖板部分之间的密封中的难点，所述难点通过本发明可以避免。但是本发明也能够有利地用在常规的硬的电路板中。

此外有利地是具有并列方法权利要求的特征的用于制造传动机构控制模块的方法。

附图说明

其中：

图1示出根据本发明的电子控制模块的一个实施例的横截面，

图2示出被设置用于层压的由载体板、电路板和框部分构成的堆，

图3示出层压工具中的图2中的堆，

图4和图5示出具有盖板部分和电路板之间的不同涂敷的粘结膜的两个实施例。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的电子控制模块的横截面，如其特别是能够构造在机动车传动机构上或中。电子控制模块1在此被设计成，使得其能够经受传动机构油。该实施例中的电子控制模块1例如具有载体板2。载体板2例如可以由金属并且优选地由铝构成。在载体板2上例如施加有柔韧的电路板3。对此，如图4和图5中所示，可以在载体板2的上侧施加粘结膜16并且柔韧的电路板3通过粘结膜16被层压到载体板2上。柔韧的电路板3具有留空9，如图2中所示。通过留空9，载体板的利用粘结膜16涂层的上侧被裸露。电子电路部分6、例如可以是安装有电和/或电子器件7的由陶瓷材料构成的混合体或微型电路板或用于电子电路的其他合适的载体衬底在留空9之内通过粘结膜16与载体部分2连接。在此可以涉及用于施加电路板3的粘结膜16或其他的粘结剂涂敷物。电子电路部分6通过例如能够被实施为接合线连接的电连接介质8与柔韧的电路板3或电路板的印制导线电接触。设置柔韧的电路板3，以便能够将电子电路部分6电连接到在壳体内部空间13之外布置的外部组件、诸如传感器、插头或执行器上。为了保护电子电路部分6以免传动机构油，该传动机构油在壳体内部空间13中受保护地布置。

如图1中可见，构成环绕的壁40并且具有内部留空41的框部分4围绕着电子电路部分6被放置到电路板3上。框部分4被构造为平的、板状的可层压的部件，该部件具有第一平坦的面14和与其以最高三毫米的间隔d布置的与第一面14平面平行的第二平坦的面15。优选地，框部分4矩形地具有同样矩形的内部留空41地构造。特别优选的是第一面14和与其平面平行的第二面15之间的间隔d小于两毫米。框部分可以由塑料或金属构成。框部分4的第一面14借助环绕施加的粘结膜17层压到电路板上，如更下面还借助图2和图3来解释。盖板部分5被放置到第二面15上。盖板部分5具有拥有第一卡圈面18和与其平面平行的第二卡圈面19（图4）的环绕的卡圈10并且以第一卡圈面19放置到框部分4的第二面15上。如图1中所示，盖板部分5随后在焊接连接11的区域中环绕着与框部分4焊起来。

与上述实施例不同，也可以代替柔韧的电路板3而使用硬的电路板，以便实现电子电路部分6和电子控制设备的未示出的、布置在壳体内部空间13之外的组件之间的电连接。

此外也可以的是，使用硬的电路板2并且放弃载体板2和电路板3中的留空9并且电子电路部分6直接被施加到电路板上。

重要的是盖板部分5通过框部分4到电路板3上的连接，其中不重要的是电路部分6如何固定在载体部分2或电路板3上，尽管在图1中示出的连接在到载体板2上的散热方面具有优点。

在图1中示出的电子控制模块的制造中如下操作：首先，如图2中所示，具有例如矩形的留空9的优选柔韧的电路板3被粘贴到载体板2上。在此，柔韧的电路板3可以以本身已知的方式通过粘结膜16（图4）被层压到载体板2上。在图2中虚线标示的围绕留空9的区域20中，随后将平的、板状的可层压的框部分4粘贴到电路板3上，使得框部分4的环绕的壁40包围留空9并且留空9通过框部分4的内部留空可自由到达，如这在图2中所示。在此操作，使得由纯粘结物构成的粘结膜17被施加或铺到框部分4的第一面14上或柔韧的电路板3的上侧上并且随后将框部分4放置到柔韧的电路板3的上侧上。

如图3中所示，由载体板2、电路板3、粘结膜17和框部分4构成的堆然后被置于层压机中并且在两个压力滑块之间被压到一起。上面的压力滑块21优选地具有排气口27。图3中的箭头23和24代表层压工具中的挤压力。由挤压力引起的压力和必要时附加地温度提高导致，框部分4被固定地层压到电路板3上，其中在框部分4和柔韧的电路板3之间的区域中形成无气泡的和气密密封的粘结连接17，该粘结连接与例如同样通过层压制造的、柔韧的电路板3和载体板2之间的通过粘结膜16的连接相似地气密。随后从层压工具中取出该堆。

现在电子电路部分6在留空9中被粘贴到载体部分2上并且通过接合线形式的连接8与电路板3接触。

最后，电路部分6上的盖板部分5被放置到框部分4上。盖板部分4在此利用框部分4的同样平面的第二面15上的卡圈10的平面的卡圈面19到达设备。

最后盖板部分5与框部分焊起来，其中可以应用不同的焊接方法。框部分4和盖板部分4例如可以由金属构成。焊接方法于是例如可以被实施为电容器放电焊接。在此，如图5中所示，垂直于电路板3沿图4中的箭头45的方向焊接，使得形成环绕的焊接区域11，在该焊接区域中卡圈10与框部分4焊起来。

但是框部分4和盖板部分5也可以由塑料构成。于是作为焊接方法优选地使用激光透射光焊接。在此，激光束垂直于电路板3定向。卡圈10的材料对于激光光可透过地选择，而第一面15的区域中的框部分4的材料吸收激光光并且熔化。因此在框部分4和盖板部分5之间形成环绕的焊接连接。

如图4中所示，能够将粘结膜17在区域17a中涂敷到第一面14的整个面上并且框部分的第一面14整面地粘贴到电路板3上。

图5示出另一个实施例，其中与图4不同，粘结膜17仅仅在第一面14的第一部分区域17b中被涂敷。该第一部分区域17b在侧面与第一面14的未配备粘结膜的第二部分区域17c错开地布置。在图5中，第一部分区域17b例如是第一面14的外部区域并且第二部分区域17c是第一面14的内部区域，该内部区域更靠近壳体内部空间13。由此可以在焊接盖板部分5时实现，环绕的焊接连接11沿垂直于电路板3的方向来看布置在未配备粘结膜的第二部分区域17c上。焊接过程的热损害因此不直接到达粘结物并且由此避免第二部分区域17c中的粘结剂的损伤。这在图4中尽管不同，但是也在此实现足够的气密性，因为粘结膜17的热损害仅仅在焊接连接11下的区域中可预期，但并非在在侧面与该区域错开的区域中。尽管如此，优选力求的解决方案是图5中所示的方案。

如果代替柔韧的电路板而使用硬的电路板，则相应地执行在图2至图5中示出的方法。在该情况下，于是必要时例如还可以省去载体板2和粘结膜16并且电路部分6例如可以直接粘贴到载体板2上。在该情况下，堆在层压机中于是仅仅由电路板3和通过粘结膜17施加到电路板上的框部分4构成。但是这不必必需如此并且结构也可以类似于图1利用硬的电路板来代替柔韧的电路板来实现。

Claims (11)

1.一种电子控制模块（1），具有：电路板（3）；与所述电路板电连接的电子电路部分（6）；框部分（4），所述框部分形成环绕的壁（40）并且具有内部留空（41）并且环绕着所述电子电路部分（6）地被放置到所述电路板（3）上并且与所述电路板（3）粘结；和盖板部分（5），所述盖板部分被放置到所述框部分（4）上并且与所述框部分（4）焊起来，使得形成限制所述电路部分（6）的密封的壳体内部空间（13）；其特征在于，所述框部分（4）被构造为平的、板状的可层压的部件，所述部件具有第一面（14）和与第一面以最高三毫米的间隔（d）布置的与第一面（14）平面平行的第二面（15），其中所述框部分（4）的第一面（14）借助环绕施加的粘结膜（17）被层压到所述电路板上并且所述盖板部分（5）具有环绕的卡圈（10），所述卡圈平着施加到所述框部分（4）的第二面（15）上并且借助焊接过程与所述框部分（4）环绕着焊起来。

2.根据权利要求1所述的电子控制模块，其特征在于，所述第一面（14）与所述第二面（15）平面平行地以最高两毫米的间隔（d）来布置。

3.根据权利要求1或2所述的电子控制模块，其特征在于，所述卡圈（10）具有第一卡圈面（18）和与第一卡圈面间隔布置的与第一卡圈面（18）平面平行的第二卡圈面（19），其中所述卡圈（10）以所述第二卡圈面（19）放置在所述框部分（4）的第二面（15）上。

4.根据权利要求1至2之一所述的电子控制模块，其特征在于，所述框部分（4）和所述盖板部分（5）由塑料构成。

5.根据权利要求1至2之一所述的电子控制模块，其特征在于，所述框部分（4）和所述盖板部分（5）由金属构成。

6.根据权利要求1至2之一所述的电子控制模块，其特征在于，环绕施加到所述第一面（14）上的粘结膜（17）被涂敷到所述第一面的第一部分区域（17b）上，所述第一部分区域（17b）在侧面与所述第一面（14）的未配备粘结剂涂敷物的第二部分区域（17c）错开地布置，其中盖板部分（5）和框部分（4）之间的焊接连接（11）在垂直于所述电路板（3）的方向上来看布置在所述第二部分区域（17c）之上。

7.根据权利要求1至2之一所述的电子控制模块，其特征在于，所述电路板（3）是柔韧的电路板或硬的电路板。

8.根据权利要求1至2之一所述的电子控制模块，其特征在于，所述框部分（4）被构造为具有矩形留空（9）的矩形的板部件。

9.根据权利要求1至2之一所述的电子控制模块，其特征在于，所述电路板（3）被施加到载体板（2）上。

10.用于制造根据权利要求1所述的电子控制模块的方法，其特征在于以下步骤：

－提供电路板（3），

－提供框部分（4），其具有环绕的壁（40）、内部留空（41）、第一面（14）和与第一面间隔最高三毫米布置的与第一面平面平行的第二面（15），

－将所述框部分（4）的第一面（14）在粘结膜（17）作为中间层的情况下施加到所述电路板（3）上，

－在层压机（21、22）中布置由电路板（3）和框部分（4）构成的堆，或者在层压机（21、22）中布置由电路板（3）、框部分（4）和附加地被设置为电路板（3）的载体的载体板（2）构成的堆，

－在压力输送的情况下将所述框部分（4）层压到所述电路板（3）上，

－从所述层压机（21、22）中取出所述堆，

－在所述电路板（3）是硬电路板的情况下将电子电路部分（6）施加到所述电路板（3）上，或在所述电路板（3）是柔韧电路板的情况下将电子电路部分（6）在所述电路板（3）的留空（9）中施加到载体板（2）上，

－在所述电路部分（6）和所述电路板（3）之间建立电连接（8），

－将具有环绕的卡圈（10）的盖板部分（5）放置到所述框部分（4）的第二面（15）上，和

－将所述卡圈（10）与所述框部分（4）焊起来。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在压力输送和附加地在温度输送的情况下将所述框部分（4）层压到所述电路板（3）上。