CN106660243B - 电子的控制单元及用于制造电子的控制单元的模具和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子的控制单元(10)，尤其是控制器，其包括：具有电子的结构元件(12)的电路载体(11)；构造在电路载体(11)处的端口区域(13)，该端口区域具有用于控制单元(10)的电接触的接触区域(14)；和局部包围电路载体(11)的、构成罩壳的模塑材料(21)，其中，模塑材料(21)在电路载体的上侧和下侧(16、17)处以及在电路载体的侧面(18至20)处、除了至少在端口区域(13)的接触面(14)的区域中之外包围电路载体(11)，在该接触面中端口区域(13)没有模塑材料(21)。根据本发明规定，电路载体(11)至少在端口区域(13)的一个侧面(18、19)的区域中、优选在两个对置的侧面(18、19)的区域中朝电路载体(11)的方向具有凹处(25、26)并且因此构造成可弹性变形。

Description

电子的控制单元及用于制造电子的控制单元的模具和方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的电子的控制单元。此外，本发明还涉及一种用于制造根据本发明的电子的控制单元的模具和方法。
背景技术
从实际中已知这种类型的电子的控制单元。为了构造这种控制单元，例如从本申请人的文献DE 10 2011 055 442 A1中已知的是，能够通过模具的相应设计实现在控制单元处的没有模塑材料的接片或相似区域。这种技术在实际中例如也用在如下的控制单元中，即，所述控制单元的电路载体为了尤其与车辆的电缆束插头等电接触而应在端口区域中没有模塑材料。在此，使用如下的模具，即，该模具在其闭合的状态下具有用于使端口区域穿过模具的通过区域。由此可行的是，构造如下的控制单元，即，在其中，电路载体除了其端口区域之外由模塑材料包围。虽然在模具的其上侧或下侧处例如通过受弹簧加载的或可弹性变形的、接片状的元件相对来说并不困难地密封电路载体的通过区域，但在电路载体中在其侧面处存在仅能以很高的成本朝向模具密封的区域。这由电路载体的相对小的厚度和构件公差引起，相对小的厚度和构件公差需要设计相对复杂的密封元件等。因此，在实际中常常出现，模塑材料在电路载体的侧面处从模具中流出并且存在塑性材料处于端口区域上、尤其在用于电接触控制单元的接触面的区域中的风险。虽然现在可以尝试以模具贴靠在电路载体的侧面处的方式，通过模具在用于电路载体的通过区域中的宽度方面的容差在没有附加的密封元件的情况下至少基本上避免模塑材料从模具中流出。然而，由于电路载体(电路板)的制造公差在此可能以不允许的方式地施加高机械负荷于电路载体上，使得在此不能排除损伤。这对于如下的情况来说特别严重，即，在制造期间没有识别出这种损伤或初始损伤并且在电子的控制单元的使用期间才导致失效。
发明内容
基于描述的现有技术，本发明的目的在于，改进根据权利要求1的前序部分的电子的控制单元，从而避免模塑材料在电路载体的侧面的区域中朝端口区域的方向流出模具，而在此不施加会导致电路载体损伤或初始损伤的机械负荷于电路载体。
根据本发明，该目的在具有权利要求1的特征的电子的控制单元中通过如下方式来实现，即，电路载体至少在电路载体的一个侧面的区域中，优选在两个对置的侧面的区域中构造成在端口区域中可朝电路载体的方向弹性变形。换言之这意味着，通过设有至少一个可弹性变形的边缘区域以机械的方式不施加或者仅不显著地施加机械负荷于电路载体、尤其是在其中央或中心区域中，在该中央或中心区域中构造导电的结构以构成接触面和/或使接触面与在电路载体上的电路连接。由此尤其也实现了能以普遍的构件公差制造电路载体，因为可弹性变形的边缘区域构成对于模具在其用于端口区域的通过区域中的公差补偿。
在从属权利要求中给出电子的控制单元的有利的改进方案。
在电路载体的优选的设计方案中，该电路载体构造为电路板，其中，在至少一个侧面的区域中构造与侧面存在间隔开地构造的凹处。
在凹处的结构设计方案中，该凹处构造成平行于侧面布置的长孔，使得在长孔与侧面之间形成可弹性变形的接片，该接片与模具共同作用。
在优选的几何尺寸方案中，在长孔的长度在2mm与7mm之间、优选为在4mm与5mm之间并且电路载体的厚度在0.8mm与1.6mm之间、优选在1.4mm与1.6mm之间的情况下，接片具有在0.2mm与0.6mm之间、优选为0.4mm的宽度。
本发明还涉及一种用于制造根据本发明的电子的控制单元的模具，其中，该模具具有至少两个可朝向彼此运动的、形成分模面的模具元件，模具元件在闭合位置中形成用于局部地容纳电路载体的空腔，该模具还具有在模具元件的闭合位置中形成的通孔以在空腔之外定位电路载体的端口区域。根据本发明，模具元件中的至少一个在电路载体的端口区域中具有用于使电路载体沿横向于电路载体朝电路载体方向延伸的方向变形的器件。
在器件的结构的变型方案中提出，器件包括相对于电路载体的侧面倾斜地延伸的区域，该区域构造成在模具元件朝向彼此运动到闭合位置中时以朝电路载体的方向指向的力加载电路载体。换言之这意味着，至少一个倾斜延伸的区域使电路载体在其可弹性变形的边缘区域处变形，其中实现所述区域在电路载体处的贴靠。
在模具的一种特别简单且有利的设计方案中，所述区域刚性地布置在模具元件处并且在模具元件的闭合位置中在形成密封的情况下在电路载体处贴靠在电路载体的棱边处。
特别地，在此可以规定器件仅布置在一个模具元件处。在最后提及的思路的结构的改进方案中提出，模具由两个模具元件、即一个下模具半部和一个上模具半部组成，两个模具半部优选地构造成碗状，其中，器件布置在上模具半部处，并且其中，下模具半部具有用于使电路载体相对于下模具半部对准的定位件。
最后，本发明还包括一种用于在使用按上文所说明的模具的情况下制造根据本发明的电子的控制单元的方法，其中，所述方法至少具有以下步骤：
-将电路载体置入模具的第一模具元件并且将电路载体定位在第一模具元件中，其中，电路载体的端口区域布置在用于构造用于电路载体的罩壳的模具之外
-使第一模具元件向着第二模具元件朝向彼此运动以实现闭合位置，其中，电路载体的至少一个、优选两个对置的侧面局部弹性变形，使得模具元件中的至少一个以用于密封的区域密封地贴靠在电路载体的变形的侧面的区域中
-将模塑材料注入由模具元件在其闭合位置中形成的用于电路载体的空腔中。
附图说明
由以下对优选实施例的说明以及根据附图得出本发明的其它的优点、特征和细节。
其中：
图1以简化的纵视图示出了电子的控制单元以及用于形成在控制单元处的由模塑材料构造的罩壳的模具，
图2示出了根据图1的控制单元的设有模塑材料的电路载体的部分剖开的俯视图，
图3示出了根据图2的控制单元以及模具在电路载体的端口区域中的部分区域，
图4和图5分别示出了沿图3中的箭头IV的在模具处于不同位置期间的部分剖视图。
在附图中相同的元件或者具有相同功能的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1和图2中示出了呈控制器形式的电子的控制单元10。电子的控制单元10优选地、然而并非限制性地用于机动车应用、优选摩托车应用，以控制马达功能和/或舒适性功能。电子的控制单元10具有呈电路板形式的电路载体11，其例如具有在0.8mm与1.6mm之间、优选为在1.4mm与1.6mm之间的厚度。在电路载体11的表面上以已知的方式布置有电气的或电子的结构元件12，其中，在图1和图2的图示中出于简要的原因仅示出唯一的结构元件12。此外，电路载体11具有端口区域13，该端口区域用于使电子的控制单元10与未示出的端口插头、例如电缆束的端口插头电接触。为此，在端口区域13的至少一个表面处在该实施例中布置有构造为近似矩形的、导电的接触区域14，该接触区域与排列在电路载体11上的线路(该线路由结构元件12实现)电连接。
电路载体11在其上侧16、其下侧17处以及在三个侧面18至20的区域中，除了在端口区域13的区域中，由模塑材料21包围。构成电子的控制单元10的罩壳的模塑材料21尤其为热固性塑料或弹性体材料，其中，由模塑材料21包围的电路载体11的制造方案通常称作模塑方法。重要的是，如已提及的那样，端口区域13至少在接触区域14的区域中、优选在整个端口区域13中都没有模塑材料21，以实现相应的端口插头在端口区域13处的电接触。
除此之外，在图1中可见模具100，该模具用于确定由模塑材料21形成的罩壳的形状。
模具100尤其包括两个分别碗状构造的模具半部101、102，模具半部布置成可从在图1中示出的闭合位置运动到打开位置中，这例如通过沿箭头104的方向抬起上模具半部101而实现，其中，在该闭合位置中模具半部构成用于容纳电路载体11的空腔103。模具100的打开位置一方面可用于将电路载体11引入模具100中，并且另一方面可用于在以模塑材料21填充空腔103之后将电子的控制单元10从模具100中取出。重要的是，在模具100的闭合位置中该模具形成用于电路载体11的狭缝形的或矩形的通孔106，使得电路载体11的端口区域13位于模具100之外。
为了在模具100之内位置正确地定位电路载体11，在下模具半部102处在电路载体11的端口区域13中示例性地设有两个定位销105，定位销接合在布置在电路载体11中的、横向于两个侧面18、19延伸的长孔22、23中。通过将用于定位销105的容纳部构造成长孔22、23的构造方案，电路载体11在模具100之内仅沿图2中表示的X-轴线固定或定位，同时电路载体11在模具100之内能够沿Y-轴线移动。
两个模具半部101、102在图1示出的闭合位置中形成分模面110，该分模面在电路载体11的中间平面中延伸。为了避免在将模塑材料21注入闭合的模具100时(这在一定的超压下进行)模塑材料21从模具100中朝端口区域13的方向流出，特殊地构造模具100以及电路载体11。如根据图2和图3特别清楚可见的那样，电路载体11在端口区域13中在对置的边缘区域处特别地具有布置在两个侧面18、19的区域中的呈长孔26的形状的凹处25。在示出的实施例中，长孔26与在电路载体11上的接触区域14近似对齐。长孔26布置成与电路载体11的两个侧面18、19具有在0.2mm至0.6mm之间、优选为0.4mm的间距a。此外，长孔26的长度I为在2mm与7mm之间、优选为在4mm与5mm之间。在电路载体11的长孔26与侧面18、19之间形成由电路载体11的材料构成的、可弹性变形的接片27、28，接片可沿箭头29、30的方向朝向电路载体11运动或变形。
相应于图3至图5的图示，在模具100的上模具半部101处至少间接地在通孔106或长孔26的区域中布置有密封区域112。密封区域112在长孔26的区域中相应地具有布置成相对于竖直线成角度α的斜面113，该斜面可贴靠在电路载体11的限制相应的侧面18、19的相应的上棱边24处。尤其是根据图4可见密封区域112的位置，当斜面113与电路载体11的棱边24进行接触时，在模具100闭合、更确切地说是两个模具半部101、102朝向彼此运动期间调节密封区域112的位置。如果现在密封区域112沿箭头115的方向继续运动，则由于斜面113产生作用于棱边24的力分量F，该力分量使得电路载体11的相应的接片27、28朝电路载体11的方向发生弹性变形。在贴靠在密封区域112的棱边24处产生密封，该密封防止模塑材料21在相应的侧面18、19的区域中溢出或流出模具100之外。
能以多种方式对按上文说明的电子的控制单元10或模具100进行变换和修改，而不偏离本发明的思想。因此，尤其可考虑的是，取代具有斜面113的密封区域112例如设置受弹簧加载的密封元件，该密封元件在电路载体11的平面中在模具100闭合时在长孔26的区域中从外部向侧面18、19作用于电路载体11或接片27。

Claims (16)

1.一种电子的控制单元(10)，其包括：具有电子的结构元件(12)的电路载体(11)；构造在所述电路载体(11)处的端口区域(13)，该端口区域具有用于所述控制单元(10)的电接触的接触区域(14)；和局部包围所述电路载体(11)的、构成罩壳的模塑材料(21)，其中，所述模塑材料(21)在所述电路载体的上侧(16)和下侧(17)处以及在所述电路载体的侧面(18至20)处、除了至少在所述端口区域(13)的接触面(14)的区域中之外包围所述电路载体(11)，在该接触面中所述端口区域(13)没有所述模塑材料(21)，
其特征在于，
所述电路载体(11)至少在所述端口区域(13)的一个侧面(18、19)的区域中构造成能朝所述电路载体(11)的方向弹性变形。
2.根据权利要求1所述的控制单元，
其特征在于，
所述电路载体(11)至少在所述端口区域(13)的两个对置的侧面(18、19)的区域中构造成能朝所述电路载体(11)的方向弹性变形。
3.根据权利要求1或2所述的控制单元，
其特征在于，
所述电路载体(11)为电路板，并且在所述至少一个侧面(18、19)的区域中构造有与所述侧面(18、19)间隔开地构造的凹处(25)。
4.根据权利要求3所述的控制单元，
其特征在于，
所述凹处(25)为平行于所述侧面(18、19)布置的长孔(26)，使得在所述长孔(26)与所述侧面(18、19)之间形成能弹性变形的接片(27、28)。
5.根据权利要求4所述的控制单元，
其特征在于，
在所述长孔(26)的长度(I)在2mm与7mm之间并且所述电路载体(11)的厚度在0.8mm与1.6mm之间的情况下，所述接片(27、28)具有相对于所述侧面(18、19)的在0.2mm与0.6mm之间的间距(a)。
6.根据权利要求5所述的控制单元，
其特征在于，
所述长孔(26)的长度(I)在4mm与5mm之间。
7.根据权利要求5所述的控制单元，
其特征在于，
所述电路载体(11)的厚度在1.4mm与1.6mm之间。
8.根据权利要求5所述的控制单元，
其特征在于，
所述间距(a)为0.4mm。
9.根据权利要求1或2所述的控制单元，
其特征在于，
所述控制单元(10)是控制器。
10.一种用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的电子的控制单元(10)的模具(100)，该模具具有至少两个能朝向彼此运动的、形成分模面(110)的模具元件(101、102)，所述模具元件在闭合位置中形成用于局部地容纳所述电路载体(11)的空腔(103)，该模具还具有在所述模具元件(101、102)的闭合位置中形成的通孔(106)以使所述电路载体(11)的端口区域(13)定位于所述空腔(103)之外，
其特征在于，
所述模具元件(101、102)中的至少一个在所述端口区域中具有用于使所述电路载体(11)沿横向于所述电路载体(11)朝所述电路载体(11)的方向延伸的方向变形的器件(112)。
11.根据权利要求10所述的模具，
其特征在于，
所述器件(112)包括相对于所述电路载体(11)的侧面(18、19)倾斜地延伸的区域(113)，该区域构造成在所述模具元件(101、102)朝向彼此运动到所述闭合位置中时以朝所述电路载体(11)指向的方向的力(F)加载所述电路载体(11)。
12.根据权利要求11所述的模具，
其特征在于，
所述区域(113)刚性地布置在所述模具元件(101)处并且在所述模具元件(101、102)的闭合位置中在形成密封的情况下在所述电路载体(11)处贴靠在所述电路载体(11)的棱边(24)处。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的模具，
其特征在于，
所述器件(112)仅布置在一个模具元件(101)处。
14.根据权利要求13所述的模具，
其特征在于，
所述模具(100)由两个模具元件(101、102)、即一个下模具半部和一个上模具半部组成，两个模具半部构造成碗状，所述器件(112)布置在所述上模具半部处，而所述下模具半部具有用于使所述电路载体(11)相对于所述下模具半部对准的定位件(105)。
15.一种用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的电子的控制单元(10)的方法或者在使用根据权利要求10至14中任一项所述的模具(100)的情况下用于制造电子的控制单元(10)的方法，其特征在于，至少设有以下制造步骤：
-将电路载体(11)置入模具(100)的第一模具元件(102)并且将所述电路载体(11)定位在所述第一模具元件(102)中，其中，所述电路载体(11)的端口区域(13)布置在用于构造用于所述电路载体(11)的罩壳的模具(100)之外
-使所述第一模具元件(102)向着第二模具元件(101)朝向彼此运动以实现闭合位置，其中，所述电路载体(11)的至少一个对置的侧面(18、19)局部弹性变形，使得所述模具元件(101、102)中的至少一个以用于密封的区域(113)密封地贴靠在所述电路载体(11)的变形的侧面(18、19)的区域中
-将模塑材料(21)注入由所述模具元件(101、102)在其闭合位置中形成的用于所述电路载体(11)的空腔(103)中。
16.根据权利要求15所述的方法，
其特征在于，
所述电路载体(11)的两个对置的侧面(18、19)局部弹性变形。
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