CN106102410B - 用于传动装置控制模块的电子的结构组件 - Google Patents

Abstract

对于一种尤其用于传动装置控制模块的电子的结构组件（1）而言，该电子的结构组件包括：与至少一个发热的电的结构元件（2）一同被装配在第一侧上的电路板（3）、冷却体（4）和使得所述电路板（3）与所述冷却体（4）连接的粘合涂层（5），该粘合涂层至少部分地被布置在位于所述电路板（3）的背对所述第一侧（20）的第二侧（21）与所述冷却体（4）之间的间隙（12）中，其中在设有所述粘合涂层（5）的间隙（12）中附加地布置有至少一个热导体（61），该热导体位于所述电路板（3）的背对所述第一侧（20）的第二侧（21）与所述冷却体（4）之间，提出了构造至少一个热导体（61）作为弹簧弹性的、被夹持在所述冷却体（4）和所述电路板（3）的第二侧（21）之间的嵌入件（6）。

Description

用于传动装置控制模块的电子的结构组件

技术领域

本发明涉及一种具有独立权利要求1的前序部分的特征的、尤其用于传动装置控制模块的电子的结构组件。

背景技术

在机动车技术中，使用在传动装置上安装的电子的控制模块以用于进行传动装置操控。控制模块的电路板能够具有执行器、传感器、插头、至少一个封装的控制器（TCU，传输控制单元Transmission Control Unit）和其他的构件。为了使得由电的结构元件在电路板上所输出的热量尽可能好地传导出去，已知的是，利用热导的粘合材料将电路板平坦地贴在用作冷却体的基板上。

一种在具有用作冷却体的底板的电路板上对发热的电的结构元件所采用的常见的复合布置方式是：施加粘合涂层，在该粘合涂层中空出岛部（Inseln）且将这些岛部用导热胶填充。因此例如DE 39 32 213 A1示出了一种这样完成的复合布置方式，其中由导热胶制成的岛部被布置在装配有高的损耗功率的结构元件的电路板的范围之下。

此外，由DE 197 29 073 A1公开了一种用于制造在电子的结构元件和载体基底之间的粘合连接的方法，其中设置有由该载体基底所引导的通风口，通过这些通风口能够使得处在间隙中的和被粘合剂所封闭的空气逸出。

发明内容

根据本发明提出了一种尤其用于传动装置控制模块的电子的结构组件。所述电子的结构组件包括：在第一侧上配备有至少一个发热的电的结构元件的电路板、冷却体和使得所述电路板与所述冷却体连接的粘合涂层，该粘合涂层至少部分地被布置在位于所述电路板的背对所述第一侧的第二侧与所述冷却体之间的间隙中，其中，在设有所述粘合涂层的间隙中附加地布置有至少一个热导体，该热导体位于所述电路板的背对所述第一侧的第二侧与所述冷却体之间，其特征在于，构造至少一个热导体作为弹簧弹性的、被夹持在所述冷却体和所述电路板的第二侧之间的嵌入件。

发明优势

除了将至少一个电的结构元件所产生的热量传导出去之外，所述电子的结构组件还具有的优点是，通过弹簧弹性的嵌入件的预应力保证了所述嵌入件与电路板的和冷却体的面向该嵌入件的表面的保险的贴靠。再者，绷紧的弹簧弹性的嵌入件通过所述预应力能够平衡电路板的面向嵌入件的一侧和冷却体的面向嵌入件的一侧中的公差和不平整度。除此之外，能够在自动的生产线中更简单对电子的结构组件进行控制，因为在电路板和冷却体之间的选择范围中取消了对热导粘合剂的繁琐的运用。与全表面的、平坦地覆盖电路板的整个第二侧的粘合涂层相反的是，粘合涂层例如也能够仅在电路板的边缘处环绕地涂覆所述嵌入件。因此使得光或热辐射能够进入粘合涂层，且能够使用光或热固化的、能够实现有利的生产的粘合涂层。

本发明的另外的有利的设计方案和改型方案通过在从属权利要求中给出的特征来实现。

尤其有利的是，所述嵌入件是由金属制成的，因为通过高的热导能力能够使得所输出的损耗功率尤其有效地被传导出去。也能够采用热导的塑料，该热导的塑料比热导粘合剂具有更高的热导能力。

当所述嵌入件作为平面式的结构而构造有支撑在电路板的第二侧上的第一支撑部段和支撑在冷却体上的第二支撑部段时，得到的优点是，该嵌入件通过多个支撑部段既具有与所述电路板的好的热导接触也具有与所述冷却体的好的热导接触，且同时能够以简单的方式被夹持在冷却体和电路板之间。

如果所述第一和第二支撑部段如此地制成，即该第一和第二支撑部段交替地支撑在电路板的第二侧上和冷却体上，那么能够通过在间隙中的平行于电路板而延伸的区域一方面使得嵌入件和电路板之间的均匀接触得以保证，且另一方面使得嵌入件和冷却体之间的均匀接触得以保证。因此，由电的结构元件在电路板上所输出的热量能在一定程度上平坦地被传导出去。就此，通过该交替的、在嵌入件的整个平面延伸上的布置方式，保障了在冷却体和电路板之间的有利地简短的热导路径。除此之外，所述嵌入件能够通过交替的第一和第二支撑部段被稳定地夹持在电路板和冷却体之间。

如果所述嵌入件从垂直于所述电路板的方向上看在不被夹持的状态下与由固化了的粘合涂层定义的间隙宽度相比具有更大的厚度，则例如有利地在生产时也能够采用在固化时收缩的粘合材料，从而使得所述嵌入件在固化过程期间自动地通过电路板和冷却体之间的间隙宽度的减小而被夹持。另一种简单的用于夹持嵌入件的可能性是，在固化过程期间应用在电路板和冷却体之间的垂直于电路板的压力。

如果所述嵌入件与周围的介质例如传动装置流体处于接触中，则有利提供的是，所述嵌入件不会被该介质损伤。如果由于成本原因例如使用具有高热导能力但小的介质耐久性的材料作为嵌入件，这样安置所述嵌入件和所述粘合涂层被证明是有利的，即该粘合涂层具有至少一个内部的空隙，在该空隙中布置了所述嵌入件。所述嵌入件在电路板和冷却体之间的间隙中因而完全环绕地被粘合涂层包围且因此包围的介质前得以保护。因而也能够例如省去嵌入件的介质耐久性。热导特别好的薄膜通常具有不好的介质耐久力，因此在使用这样的薄膜时完全围绕嵌入件的粘合涂层能够是非常有利的。

如果所述粘合涂层在加热炉中固化，则在电路板和冷却体之间封闭的空气能够膨胀。在这种情况下，在电路板和/或冷却体中的、使得电子的结构组件的内部空隙与外部空间连接的排气通道被证明是有利的，因为通过所述排气通道能够使得膨胀的空气逸出。

如果采用对于传动装置流体敏感的粘合涂层，则所述传动装置流体中的电子的结构组件的布置方式能够表现出对所述粘合涂层的特别的负担。在这种情况下，采用抵抗于所述传动装置流体的、具有在间隙中环绕地被所述嵌入件包围的内部的空隙的嵌入件被证明是有利的。当在所述空隙中引入粘合涂层时，该粘合涂层因而在所述传动装置流体前保护包围的嵌入件。

为了保证经过所述嵌入件的有效的热传导，有利的是，将热导的嵌入件布置在发热的电的结构元件之下。分别按照发热的电的结构元件在电路板上的布置，就此能够有利的是，将所述粘合涂层单件式或多件式地安置在所述间隙中。

由于在电子的结构组件中的机械应力或热应力的缘故，可能发生的是，所述电路板的第二侧和/或所述冷却体的面向该电路板的一侧容易不平整地成形。所述弹簧弹性的嵌入件以有利的方式精确且稳定地匹配于该不平整性，从而还保证了最佳的热传导。

附图说明

本发明的实施例被展示在附图中并且在下文的说明书中被具体地阐释。图示：

图1示出了一种作为机动车传动装置中的传动装置控制模块的一部分的、根据本发明的电子的结构组件的布置方式；

图2示出了一种根据本发明的电子的结构组件的第一实施例的横截面；

图3在电路板和冷却体之间的间隙中沿着粘合涂层和嵌入件的平面示出了在图2中表明的电子的结构组件的截面；

图4示出了第二实施例；

图5在电路板和冷却体之间的间隙中沿着粘合涂层和嵌入件的平面示出了在图4中表明的电子的结构组件的截面；

图6示出了第三实施例；

图7在电路板和冷却体之间的间隙中沿着粘合涂层和嵌入件的平面示出了在图6中表明的电子的结构组件的截面。

具体实施方式

图1在极其简化的和示意的展示中示出了一种机动车传动装置13，该机动车传动装置包括传动装置箱14和安装在该传动装置箱14上的传动装置槽15。在至少部分地用传动装置流体填充的传动装置槽15之内布置有传动装置控制模块16，该传动装置控制模块包括电子的结构组件1和与该电子的结构组件接触的另外的电的或电子的构件17。

图2示出了所述电子的结构组件1的实施例的示意的横截面，该电子的结构组件可能是所述传动装置控制模块16的一部分，该传动装置控制模块被安装在所述机动车传动装置13处和该机动车传动装置13中。不过也能够在所述传动装置控制模块16之外采用电子的结构组件1。所述电子的结构组件1包括冷却体4、在所述第一侧20上装配有至少一个发热的电的结构元件2的电路板3、以及在电路板3的背对着第一侧20的第二侧21和所述冷却体4之间的间隙12。在该间隙12中布置有用来作为热导体61的嵌入件6和至少部分地布置有将所述电路板3与所述冷却体4连接的粘合涂层5。

所述冷却体4由热导的材料例如由铝而形成。在本示例中所述电路板3是刚性的电路板，例如是在FR4实施方案的实施方案中的电路板，或者更高级地，也就是说例如是由纤维玻璃增强的环氧树脂形成的电路板。不过所述电路板3也可能是HDI电路板（HighDensity Interconnect高密度互连电路板）、LTCC（Low Temperature Confired Ceramics低温共烧陶瓷）或其他适合的刚性电路板。在所述电路板3的第一侧20上布置有一个或多个相互通过电路线路连接的、发热的电的结构元件2。它可能涉及一个唯一的发热的结构元件或多个通过所述电路板3的电流线路而电地连接的且形成控制电路的结构元件。所述电路板3通过电的连接元件11、例如柔性的电的电路板（FPC=Flexible Printed Circuit Board挠性印制电路板）、电线或冲压格栅与其他的布置在电子的结构组件1之外的且在图2中未画出的电的或电子的构件例如传感器、执行器和插头部分进行电地接触。所述电路板3的第二侧通过所述粘合涂层5被贴在所述冷却体4上。

所述嵌入件6是热导的、弹簧弹性的固体，该固体在所述粘合涂层5的固化过程之前能够被放入到电路板3和冷却体4之间的间隙12中。该嵌入件6能够例如由金属或热导的塑料形成。嵌入件联系本申请系指单体的或多组分的且机械地关联的结构件，该结构件在制成的状态下手动地或通过装配装置能够放置在所述冷却体4或所述电路板3上。

在所述粘合涂层5的固化过程之后，该嵌入件6被夹持在所述电路板3和所述冷却体4之间。

所述嵌入件6的夹持能够通过以下方式来达到，即在所述粘合涂层5的固化期间将所述电路板3挤压到所述粘合涂层5和所述嵌入件6上。附加地或可替代地能够使用在固化过程中收缩的粘合材料，从而使得所述薄膜在固化所述粘合涂层5时自动地通过电路板3和冷却体4之间的间隙12的宽度的减少而被夹持。

所述粘合涂层5将该电路板3与所述冷却体4连接且能够就此如图2所示布置在由所述电路板3的第二侧21和由所述冷却体的、面向所述电路板3的第二侧21的侧22定义的间隙12的部分之内和部分之外。如果例如在所述粘合涂层5的固化期间将所述电路板3挤压在所述粘合涂层5和所述嵌入件6上，则例如可能发生的是，在按压之前完全布置在所述间隙12中的粘合涂层5会部分地从该间隙12中溢出。该粘合涂层5也能够例如被完全布置在间隙12中，从而使得该粘合涂层5仅仅与所述电路板3的第二侧21以及与所述冷却体4的面向该电路板3的第二侧21的侧22处于接触中，而不会超出由这两侧定义的间隙12。如果例如在机动车传动装置13中采用所表明的所述结构组件1的实施例，则形成所述粘合涂层5的粘合材料能够这样有利地获得，即该粘合材料相对于处在所述传动装置箱14中的传动装置流体是耐久的。出于所述嵌入件6的好的热导能力的缘故，由于成本原因也能够而例如省去粘合材料的好的热导能力。

所述嵌入件6在图2的所表明的实施例中被构造为平面式的结构，该平面式的结构具有第一支撑部段7和第二支撑部段8，所述第一支撑部段支撑在所述电路板3的第二侧上，且所述第二支撑部段支撑在所述冷却体4的侧22上。通过对电路板3和冷却体4之间的弹簧弹性的、及平面式的结构的夹持，使得所述第一支撑部段7与所述电路板3处于热导的接触中，且使得所述第二支撑部段8与所述冷却体4处于热导的接触中。具有第一支撑部段7和第二支撑部段8的、用来作为嵌入件6的平面式的结构能够例如具有波浪形的、杯形的（genapft）、锯齿状的或相似的结构。

通过在电子的结构组件1中的机械应力或热应力可能发生的是，所述电路板3的第二侧21和/或所述冷却体4的面向该电路板3的侧22容易不平整地成形。所述嵌入件6以有利的方式配合于该不平整性，从而保证了最佳的热传导。

图3在电路板3和冷却体4之间的间隙12中沿着粘合涂层5和嵌入件6的平面示出了在图2中表明的电子的结构组件1的截面。如能够识别的是，在本实施例中所述粘合涂层5具有内部的空隙18，该内部的空隙在所述间隙12中环绕地被所述粘合涂层5包围，其中所述嵌入件6被布置在该内部的空隙18中。为了在固化过程中使得膨胀的空气能够从该内部的空隙18中逸出，在本实施例中将图2中示出的排气通道9布置在所述冷却体4中，该冷却体将所述内部的空隙18与电子的结构组件1的外部区域连接。所述排气通道9例如也能够被布置在所述电路板3中，且穿过该电路板，所述电子的结构组件1的所述内部的空隙18与外部区域连接。在本实施例中，所述电路板3通过电的连接元件11与另外的、布置在所述电子的结构组件1之外的、电的或电子的构件例如与传感器接触。

为了在存在于所述传动装置箱14中的传动装置流体前保护布置在所述电路板3的第一侧20上的电的结构元件2，在本示例中在所述电路板3的第一侧20上施加了图2中表明的防护遮盖部10，该防护遮盖部严密地向外遮盖所述电的结构元件2。所述防护遮盖部10能够例如包括壳盖、成形质量（Moldmasse）、浇铸或漆。

图4公开了第二实施例，其中所述嵌入件6具有内部的空隙19，该内部的空隙在所述间隙12中环绕地被所述嵌入件6包围且在该内部的空隙中布置有所述粘合涂层5。图5在电路板3和冷却体4之间的间隙12中沿着粘合涂层5和嵌入件6的平面示出了在图4中表明的电子的结构组件1的截面。所述嵌入件6在本实施例中抵抗于传动装置流体且利用所述电路板3的第二侧21和所述冷却体4的与该电路板3的第二侧21相对置的侧来环绕地严密地封闭所述内部的间隙19。因而所述嵌入件6防止了所述传动装置流体进入该内部的空隙19中，且在该传动流体前保护了所述粘合涂层5。因此，能够使用花费上有利的、对于所述传动装置流体敏感的粘合材料以用于该粘合涂层5。

图6公开了第三实施例，其中所述粘合涂层5多件式地构造且在所述电路板3和所述冷却体4之间布置有多个嵌入件6。图7通过电路板3和冷却体4之间的间隙12沿着粘合涂层5和嵌入件6的平面示出了在图6中表明的电子的结构组件1的截面。就本实施例而言，条形的面是由粘合涂层5以及条形的嵌入件6交替地布置而成的。就此，这些嵌入件6被布置在电的结构元件2之下（所述电的结构元件布置在所述电路板3的第一侧上），这促使由所述结构元件2所产生的热量至冷却体4的传导得以改善。通过所述多部分的粘合涂层5，使得所述电路板3在所述间隙12的边缘上以及在所述间隙12的内部中与所述冷却体4连接。

当然，另外的实施例和所表明的实施例的混合形式也是有可能的。

Claims (9)

1.一种电子的结构组件（1），该电子的结构组件包括：配备有在第一侧上的至少一个发热的电的结构元件（2）的电路板（3）、冷却体（4）和使得所述电路板（3）与所述冷却体（4）连接的粘合涂层（5），该粘合涂层至少部分地被布置在位于所述电路板（3）的背对所述第一侧（20）的第二侧（21）与所述冷却体（4）之间的间隙（12）中，

其特征在于，在设有所述粘合涂层（5）的间隙（12）中附加地布置有至少一个热导体（61），该热导体位于所述电路板（3）的背对所述第一侧（20）的第二侧（21）与所述冷却体（4）之间，

其中构造至少一个热导体（61）作为弹簧弹性的、被夹持在所述冷却体（4）和所述电路板（3）的第二侧（21）之间的嵌入件（6），

并且其中所述粘合涂层（5）具有至少一个内部的空隙（18），该内部的空隙（18）在所述间隙（12）中环绕地被所述粘合涂层（5）包围，其中所述嵌入件（6）被布置在该内部的空隙（18）中。

2.按照权利要求1所述的电子的结构组件，其特征在于，所述电子的结构组件用于传动装置控制模块。

3.按照权利要求1所述的电子的结构组件，其特征在于，所述嵌入件（6）至少部分地由金属或热导的塑料制成。

4.按照权利要求1或2所述的电子的结构组件，其特征在于，所述嵌入件（6）设有平面式的结构，该平面式的结构具有第一支撑部段（7）和第二支撑部段（8），所述第一支撑部段支撑在所述电路板（3）的第二侧（21）上，且所述第二支撑部段支撑在所述冷却体（4）上。

5.按照权利要求4所述的电子的结构组件，其特征在于，所述平面式的结构这样制成：即所述第一支撑部段（7）和所述第二支撑部段（8）交替地产生。

6.按照权利要求1或2所述的电子的结构组件，其特征在于，所述嵌入件（6）在不被夹持的状态下从垂直于所述电路板（3）的方向上看具有下述厚度，该厚度在所述方向上大于由固化了的粘合涂层（5）定义的间隙宽度。

7.按照权利要求1所述的电子的结构组件，其特征在于，所述内部的空隙（18）通过在所述冷却体（4）中的和/或在所述电路板（3）中的至少一个排气通道（9）与所述电子的结构组件（1）的外部空间处于连接中。

8.按照权利要求1或2所述的电子的结构组件，其特征在于，所述粘合涂层（5）在所述间隙（12）中单件式或多件式地构造。

9.按照权利要求1所述的电子的结构组件，其特征在于，所述电路板（3）的第二侧（21）和/或所述冷却体（4）的面向该电路板（3）的侧（22）不平整地成形。

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