CN107295741A - 带有esd保护装置的电子单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带有ESD保护装置的电子单元，电子单元具有电路板并且电子单元带有至少一个布置在该电路板(2)的主表面(3、4)上的结构元件(5、6)以及带有包封元件(7)，至少一个结构元件(5、6)嵌入该包封元件，电子单元还带有用于电路板(2)的ESD防护装置。按照本发明，在电路板(2)上的未被包封元件(7)盖住的敞开的区域(13)由直接涂敷在电路板(2)的铜表面上的金涂层(11、12)遮盖。

Description

带有ESD保护装置的电子单元
技术领域
本发明涉及一种按照独立权利要求所述的带有电路板的电子单元。
背景技术
在针对机电一体化控制器的批量应用中，使用经封装的电子器件(例如带玻璃绝缘套管的金属壳体)以及信号和电流经由引线框、绞合线或柔性电路板的分布方案。电子的控制器一直具有如下的发展趋势，即，在功能范围保持不变或扩大时，价格变得越来越低。这需要进一步发展现有的解决方案或使用新型的设计方案。同时必需的是，机电一体化的控制器满足所需要的ESD要求。
由DE 10 2013 212 265 A1和DE 10 2013 215 368 A1已知上述类型的带有电路板的电子单元，该电子单元具有用于布置在电路板上的结构元件的包裹部。
发明内容
本发明的任务是，说明一种带有极为有效的ESD防护的电子单元。
这个技术问题用要求保护的权利要求1和要求保护的权利要求2的主题解决。本发明的有利的实施方案是从属权利要求的主题。
本发明基于一种带电路板的电子单元，该电子单元带有至少一个布置在该电路板的主表面上的结构元件，并且该电子单元带有包封元件，至少一个结构元件嵌入该包封元件。
按照本发明的第一个变型方案，电子单元具有用于电路板的ESD防护装置。ESD防护装置在此如下地构造，即，使得在电路板上没有被包封元件盖住的敞开的区域由直接涂敷在电路板的铜表面上的金涂层遮盖。
按照本发明的第二个变型方案，电子单元具有用于电路板的ESD防护装置，其中，ESD防护装置以如下方式构造，即，使得电路板上的没有被包封元件盖住的敞开的区域由布置在包封元件上的能导电的遮盖部遮盖。相宜地，能导电的遮盖部是成形弯曲件，成形弯曲件放置在包封元件上且在电路板的边缘区域中固定在电路板上。由此保证，电路板上处在能导电的遮盖部下方的敞开的区域被充分保护不受ESD冲击且满足ESD要求。
在电路板上的敞开的区域，也就是说，电路板上那些没有被包封元件遮盖的区域，通常用于在注塑包封过程中相应地支撑电路板，从而在注塑包封过程中不会出现电路板的挠曲。这种敞开的区域可能使得电路板的铜表层的若干区段裸露出。
用本发明确保，这些区域在注塑包封之后承受直至15kV的ESD冲击，而不会损伤电路板内层。此外，由此可以减少和避免仪器故障。
按照本发明的第一个变型方案，在电路板的铜表面上的金层在电路板的未由包封元件遮盖电路板铜表面的区域中被涂敷。铜表面指的是在电路板的表面上的铜层，其中，这种铜层例如可以是铜覆盖层或铜轨迹，其确保了电路板的电气功能。
通常在变速器领域中并不希望使用铜层，因为随之而来的是铜与变速器油的不希望的化学反应，铜会由于这种化学反应而分解。通过完全遮盖铜层的金层可以保护铜覆盖层或铜轨迹不受变速器油的影响以及因此防止了铜层的损毁或剥落。
相宜地存在重叠，也就是说，金层在其尺寸上选择得比电路板的由包封元件中的凹部形成的敞开的区域的尺寸更大。由此保证，即使在敞开的区域的边缘区域中也能确保很高的ESD遮蔽。
在当前的机电一体化设计方案中，建议了一种带有中央电路板的控制单元。在此，所有在电子单元中所需的结构元件都被布置在单一的电路板上。在此，单一的电路板指的是，所有的电子结构元件、冷却体、传感器以及用于外部仪器的接线元件，都被布置在唯一一个电路板上。该电路板尤其被一体式构造且也可以构造为多层电路板。
所建议的带有电路板的电子单元如下地构造，即，带有至少一个布置在电路板的主表面上的结构元件以及带有包封元件，至少一个结构元件嵌入该包封元件，其中，电子单元包括惟一一个电路板且包封元件至少区段式地构造在惟一一个电路板的第一主表面上和第二主表面上，方式为，使得包封元件具有如下区域，这些区域并不盖住电路板并且因此在电路板表面上形成自由的面。
相宜地，电路板在两个主表面的每一个上都具有至少一个电子结构元件。这种实施形式提供了特别是用于对电路板进行双侧装备的更进一步的自由度的优势，由此提高了制造电子单元时的灵活性。
通过在电路板上的自由的面，在注塑包封过程中在电路板的下侧与上侧之间产生了很高的稳定性。在此，在上侧和下侧上注塑包封的面可以具有不同的形状和尺寸。
相宜地，电子结构元件通过包封元件与外部环境流体密封地封装且散热元件至少部分地由包封元件包围。
相宜地，传感器可以通过将电子结构元件包裹在电路板上而形成。由此，通常作为零件被施加到电路板上的传感器可以直接喷射到电路板上。由此可以节省材料成本和装备时间。
相宜地，包封元件填充外表面与电路板的主表面区域之间的区域和/或结构元件与电路板的主表面区域之间的区域。相宜地，包封元件由浇铸材料或注塑包封材料形成。通过填充电路板与结构元件之间的所有的空腔，同样提高了电子单元的稳定性。在此，外表面指的是如下的表面，该表面由注塑包封材料在执行注塑包封过程之后形成。
在本发明的另一个实施形式中，散热元件具有侧凹，侧凹被包封元件包围。
附图说明
接下来借助附图详细阐释本发明和本发明的其它优点。其中：
图1以剖面图示意性示出了在第一种变型方案中的电子单元，
图2以剖面图示意性示出了在第二种变型方案中的电子单元。
具体实施方式
图1示意性示出了在第一种变型方案中的电子单元。在电路板2上，在主表面3、4上布置结构元件5、6和包封元件7，包封元件包围结构元件5、6。相宜地，在电路板2的两个主表面3、4上，也就是说，从电路板2的上侧4和下侧3分别布置电子结构元件5。通过在两侧对电路板2进行装备获得了在电子单元的封装密度方面的优势。
电子单元1具有包封元件7，包封元件包围电子结构元件5。相宜地，包封元件7在此由如下材料(例如热固性塑料)制成，即，这种材料满足预定的防护要求，例如水密性和/或油密性，但也满足预定的辐射特性。包封元件7构造在电路板2的上侧4和下侧3上。包封元件7的材料10在此填充电路板2中的缺口9以及电子结构元件5与电路板2之间的区域。相宜地，包封元件7完全包围电路板2，但也可能的是，包封元件7仅区段式地构造在电路板2的上侧3和下侧4上。通过使包封元件7的材料10填充电路板2中的缺口9，包封元件构造为一体式元件。因此获得了在下侧4上的包封元件区段7与在上侧3上的包封元件区段7的直接的连接，由此实现整个包封元件7以及因此电路板2的更高稳定性。
通过包封元件7的厚度可以限定电子单元1的高度。由此也确定了电子单元1的外表面。
包封元件7具有敞开的区域13。这些敞开的区域13使得电路板2的上侧3或下侧4裸露出来，因而这些区域13没有被包封元件13盖住。在图1中例如在电路板2的上侧3上设有这种敞开的区域13。敞开的区域13当然也可以实施在下侧4上或者实施在上侧和下侧3、4上。
在敞开的区域13中存在金层12，金层完全遮盖电路板2上敞开的区域13中的铜层11。在此，金层12在敞开的区域13中被直接涂敷在铜层11上。金层12到达至包封元件7中。因此包封元件13至少盖住金层12的边缘区域。因此，相对于可能存在于此的变速器油(未示出)而言，确保了铜层11在敞开的区域13中与电子单元1的周边环境隔离开。
相宜地，金层12在敞开的区域中的面式的延伸等于铜层11的面式的延伸，即，金层12在敞开的区域中完全遮盖电路板2的上侧3上的铜层11，而金层12并不盖住电路板2的上侧3。但也可能的是，金层12的面式的延伸大于铜层11的面式的延伸，因而金层12在敞开的区域13中一方面直接布置在铜层11上并且另一方面直接布置在电路板2的上侧3上。金层12的边缘区域在这两种情况下都伸入到包封元件13中。
在电路板2中实施有缺口9，缺口从电路板2的上侧3向下侧4引导。相宜地，这些缺口9实施在围绕单个电子结构元件5的区域中，但也可以实施在电路板2的边缘区域中。相宜地，缺口9特别是相应于蜂窝状结构地均匀分布在电路板2中。但也可能的是，围绕特定的电子结构元件5更多地或更少地实施缺口9。相宜地，缺口9可以按预定的样式实施。缺口9尤其被实施为钻孔。但也可能的是，缺口9被实施为笔直的或弧形的切槽。
在电路板2上还设置有其它用于插头(未示出)或传感器(未示出)的接线区域(未示出)。
在电路板2上，在下侧4上布置散热元件6，例如冷却体。这个冷却体6同样至少部分被包封元件7包围。冷却体6的区段不具有包封元件7的包绕。因此热量可以无阻碍地流出。但也可能的是，冷却体6完全被包封元件7包围。在电路板2与冷却体6之间的区域B同样用包封元件7的材料10填充。
包封元件7具有侧凹14，侧凹用包封元件7的材料10形成以及因此被包封元件7包围。由此确保了电子单元1的进一步的稳定性。此外，冷却体6被保持和紧固在定位中。冷却体6在此可以以表面直接与电子结构元件5连接或经由热学材料19连接。
图2示意性示出了在第二个变型方案中的电子单元。为了避免重复，参考对图1的阐释。相同的附图标记在图2中和图1中的那些指代相同。
图1中的第一个变型方案和图2中的第二个变型方案的区别在于，在图2中，铜层11在电路板2的敞开的区域13中没有用金层12，而是用能导电的遮蔽元件15遮盖。遮蔽元件15放置在包封元件7上且由此完全盖住敞开的区域13，为此，遮蔽元件15完全遮盖由包封元件7形成的敞开的区域13且使其与外部环境隔离开。
遮蔽元件15被间接或直接固定在电路板2的上侧3上。固定可以借助螺栓连接、钎焊连接、夹持连接或熔焊连接完成。间接的固定在此指的是，遮蔽元件15被固定在一个或多个本身直接固定在电路板2上的构件上。
附图标记列表
1 电子单元
2 电路板
3 上侧
4 下侧
5 电子结构元件
6 散热元件
7 包封元件
8 另外的包封元件
9 缺口
10 注塑包封材料
11 铜层
12 金层
13 电路板上的敞开的区域
14 侧凹
15 能导电的遮蔽元件
19 热学材料
B 在电路板与散热元件之间的区域

Claims (5)

1.带有电路板的电子单元，所述电子单元带有至少一个布置在所述电路板(2)的主表面(3、4)上的结构元件(5、6)，并且所述电子单元带有包封元件(7)，至少一个结构元件(5、6)嵌入所述包封元件，
其特征在于，
所述电子单元(1)具有用于电路板(2)的ESD防护装置(11、12)，方式为，使得在电路板(2)上的未被包封元件(7)盖住的敞开的区域(13)由直接涂敷在电路板(2)的铜表面(11)上的金层(12)遮盖。
2.带有电路板的电子单元，所述电子单元带有至少一个布置在所述电路板(2)的主表面(3、4)上的结构元件(5、6)，并且所述电子单元带有包封元件(7)，至少一个结构元件(5、6)嵌入所述包封元件，
其特征在于，
所述电子单元具有用于电路板(2)的ESD防护装置(15)，方式为，使得在电路板(2)上的未被包封元件(7)盖住的敞开的区域(13)由布置在包封元件(7)上的能导电的遮盖部(15)遮盖。
3.按照权利要求1所述的电子单元，其特征在于，所述包封元件(7)至少盖住所述金层(12)的边缘区域。
4.按照权利要求2所述的电子单元，其特征在于，所述能导电的遮盖部(15)是成形弯曲件，所述成形弯曲件放置在所述包封元件(7)上且在所述电路板(2)的边缘区域中固定在所述电路板(2)上。
5.按照前述权利要求1至4中任一项所述的电子单元，其特征在于，其用于机动车辆的集成的变速器控制装置。
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