CN107535060B - 电子组件、尤其是用于传动装置控制模块的电子组件 - Google Patents

电子组件、尤其是用于传动装置控制模块的电子组件 Download PDF

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Abstract

电子组件（1），尤其用于传动装置控制模块，包括：电路板（2），电路板具有第一面（3）和背离第一面（3）的第二面（4）且具有被布置在电路板（2）的第一面（3）上的至少一个发热器件（5），其中电子组件（1）还包括冷却体（6），冷却体具有内面（7），内面面向电路板（2）的第二面（4），其中冷却体（6）的内面（7）通过至少一个缝隙（8）至少逐段地与电路板（2）间隔开，对于所述电子组件建议：用能流动并能硬化的保护物质（9）覆盖至少一个发热器件（5）并至少部分地用至少一种能流动并能硬化的保护物质（9）填充至少一个缝隙（8），使得能流动并能硬化的保护物质（9）与电路板（2）和冷却体（6）直接接触并且使得冷却体（6）在能流动并能硬化的保护物质（9）的经硬化的状态下以材料配合的方式粘附在保护物质（9）上。

Description

电子组件、尤其是用于传动装置控制模块的电子组件
技术领域
本发明涉及具有如下特征的电子组件、尤其是用于传动装置控制模块的电子组件：：所述电子组件包括电路板，所述电路板具有第一面和背离所述第一面的第二面并且具有被布置在所述电路板的所述第一面上的至少一个发热器件，其中所述电子组件还包括冷却体，所述冷却体具有内面，所述内面面向所述电路板的所述第二面,其中所述冷却体的所述内面通过至少一个缝隙至少逐段地与所述电路板间隔开，其中，用能流动并能硬化的保护物质来覆盖所述至少一个发热器件并且至少部分地用至少一种所述能流动并能硬化的保护物质来填充所述至少一个缝隙,使得所述能流动并能硬化的保护物质与所述电路板和所述冷却体直接接触并且所述冷却体在所述能流动并能硬化的保护物质的经硬化的状态下以材料配合的方式粘附在所述保护物质上。
背景技术
在机动车技术中为了操控传动装置来使用被构建在传动装置上的电子控制模块。控制模块可以具有致动器、传感器、插头、至少一个被封装的控制设备（TCU,TransmissionControl Unit（传输控制单元））和其他部件。被封装的控制设备构成电子组件。为了尽可能好地导出由电子组件的电气器件或电子器件所释放的热，已知的是，电子组件配备有冷却体。
电气器件或电子器件相对于负载而言可能是非常敏感的，所述负载例如是通过液体、诸如传动装置润滑油造成的侵蚀。为了保护电气器件或电子器件免受这样的负载，已知的是，在电路板上的器件之上施加保护覆盖物，保护覆盖物以向外密封的方式覆盖器件并且保护其免受负载。保护覆盖物可以包括例如壳体盖、灌浆、漆或者模制物质。因此，例如构成此类的DE 197 01 731 A1示出一种被构造为控制模块的电子组件的壳体,其中双面装配有器件的电路板在其装配有发热器件的多个位置处放在由导热材料组成的并且用作冷却体的壳体部件上。通过以机械方式固定的壳体盖来覆盖电气器件和电子器件。
DE 10 2012 209 034 A1例如示出一种具有由模制物质组成的保护覆盖物的电子组件，在所述电子组件中也布置冷却体。
发明内容
根据本发明建议一种电子组件，尤其是用于传动装置控制模块的电子组件。所述电子组件包括电路板，所述电路板具有第一面和背离第一面的第二面，并且具有至少一个被布置在电路板的第一面上的发热器件，其中电子组件还包括冷却体，冷却体具有面向电路板的第二面的内面,其中冷却体的内面通过至少一个缝隙至少逐段地与电路板间隔开。根据本发明，用能流动并能硬化的保护物质覆盖至少一个发热器件并且至少部分地用至少一种能流动并能硬化的保护物质填充至少一个缝隙,使得能流动并能硬化的保护物质与电路板和冷却体直接接触并且冷却体在能流动并能硬化的保护物质的硬化状态下材料配合地粘附在保护物质上， 其特征在于，所述冷却体的所述内面具有至少一个降低部，所述降低部被构造为，所述降低部具有由至少一个壁部以环绕方式所包围的底部，其中所述至少一个缝隙由所述降低部的所述底部和所述电路板的所述第二面的间隔构成，并且所述壁部具有面向所述电路板的所述第二面的安装面，所述安装面以环绕的方式与所述电路板直接接触；或者所述至少一个壁部的面向所述电路板的所述第二面的至少一个间隔面通过至少一个中间空间以间隔尺寸与所述电路板间隔开，其中所述间隔尺寸在一毫米和50微米之间，其中所述至少一个壁部附加地包括至少一个安装面，所述安装面与所述电路板直接接触。
发明优点
相对于现有技术，具有上述特征性的特征的电子组件具有以下优点：能流动并能硬化的保护物质一方面有利地以密封方式覆盖电路板上的电气器件和/或电子器件并且由此可以保护其免受负载，例如机械负载或者例如在传动装置润滑油中应用的情况下免受周围介质的侵蚀并且同时用于，在冷却体上固定电路板，其中冷却体和电路板之间的缝隙例如通过环氧树脂物质被注射或浇注，并且因此以简单且低成本的方式和方法将电路板与冷却体连接，其中所述环氧树脂物质不仅粘在冷却体上而且也粘在电路板上。有利地，缝隙可以被用于在电路板的面向冷却体的第二面上布置器件。除此之外，保护物质可以以支持性的方式有助于导出由器件所产生的热，例如经由穿过电路板的通路并且在冷却体的方向上导出，并且在电路板的第一面上，在电子组件的外部区域的方向上、例如在周围的传动装置润滑油的方向上导出。除此之外，电路板可以特别有利地和低成本地在没有用于例如段塞-向上散热（Slug-up-Entwärmung）的特殊器件的标准过程中被装配，在所述段塞-向上散热的情况下，热经由间隔板和散热板被导出到布置在电路板上的冷却体上。
本发明的其他有利的设计方案和改进方案通过在下文中所说明的特征得以实现。
有利地，冷却体的内面可以具有至少一个降低部，由至少一个壁部以环绕的方式包围所述降低部。因此，电路板可以直接放在冷却体的壁部上并且同时将能流动并能硬化的物质引入到降低部中，使得所述能流动并能硬化的物质以材料配合的方式粘附在电路板和冷却体上并且有利地将所述电路板和所述冷却体互相连接。
通过构造在冷却体的内面上的降低部可以有利地不仅在电路板的第一面上而且也在电路板的第二面上布置其他的电气器件或电子器件，使得所述其他的电气器件和电子器件被布置在降低部之内。通过在电路板的第二面上安放电气器件和电子器件可以减小电路板的第一面上的器件数目并且因此减小电路板的面积。电路板因此可以更近地被施加在冷却体上并且可以减小电子组件的总高度。
特别有利地，电路板在壁部的安装面上与冷却体直接接触，使得在电路板上由发热器件所产生的热可以有效地被导出到冷却体上。如果降低部被构造为，使得所述降低部由安装面以环绕的方式来包围，则这具有以下优点：电路板可以稳定并且可靠地放在冷却体上。
电路板也可以通过狭长的中间空间例如以50微米到一毫米的间隔与壁部间隔开。通过小的中间空间可以将由布置在电路板的第一面上的器件所产生的热量有利地导出到冷却体上。
壁部和电路板之间的中间空间可以例如有利地用能流动并能硬化的保护物质充填，使得在电路板上所产生的热能够经由保护物质的小的热阻被导出到冷却体上。除此之外，电路板的第二面的其他部分可以有利地与冷却体的内面的其他部分经由能流动并能硬化的保护物质来连接，这能够保证在电路板和冷却体之间的连接的附加稳定性和对布置在电路板上的器件的附加保护。
特别有利地，壁部可以被布置在发热器件的直接下方，使得发热器件和冷却体之间的间隔尽可能小并且因此使得通过电路板上的器件所产生的热能够特别有效地例如通过通路被导出到冷却体上。可以证明为有利的是，在被布置在电路板的第一面上的发热器件的直接下方，在电路板的第二面上布置传导热的导热层。经由所述导热层，可以在电路板上的发热器件和冷却体的壁部之间建立良好的热接触，证明为特别有利的是，冷却体的壁部不被布置在发热器件的直接下方或者仅部分地被布置在发热器件的直接下方。
当电路板仅在第一面上装配有器件时，可以证明为有利的是，冷却体的整个内面以没有降低部的方式被构造，也即例如被构造为平坦的，使得电路板的第二面连续地通过缝隙与冷却体的内面间隔开，其中缝隙具有宽度，所述宽度在整个缝隙中例如为五十毫米到一毫米之间。如果特别有利地完全用能流动并能硬化的保护物质填充所述缝隙，则保证：电路板被特别可靠地固定在冷却体上并且特别稳固地放在所述冷却体上。
为了附加地保护组件并且提高组件的稳定性，特别有利的是，覆盖发热器件的保护物质以与连接冷却体和电路板的保护物质一件式的方式来构造。
覆盖发热器件的保护物质可以例如特别有利地并且简单地与连接冷却体和电路板的保护物质通过在电路板中的一个或多个穿孔连接并且因此以一件式的方式来构造。
附图说明
在附图中示出并且在接下来的描述中进一步阐述本发明的实施例。其中：
图1 示出穿过根据本发明的电子组件的第一实施例的示意性横截面；
图2 示出示例性示出的电路板的俯视图；
图3 示出示例性示出的冷却体的俯视图；
图4 示出图2和图3的示意性重叠；
图5 示出第一实施例的侧视图；
图6 示出第二实施例的侧视图；
图7 示出第三实施例的侧视图。
具体实施方式
图1示出穿过电子组件1的第一实施例的示意性横截面，电子组件可以是传动装置控制模块的一部分，所述传动装置控制模块例如能够被构建在机动车传动装置上或机动车传动装置中。电子组件1包括电路板2和冷却体6，所述电路板在第一面3上装配有至少一个发热器件5。冷却体6的内面7面向电路板2的第二面4并且通过缝隙8至少逐段地与其间隔开，所述电路板的第二面背离电路板2的第一面3。
在所述示例中，电路板2例如是以FR4实施方式（FR4-Ausführung）或者以更高价值的方式、也即例如是由玻璃纤维增强的环氧树脂组成的电路板。然而电路板2也可以是HDI电路板（High Density Interconnect-Leiterplatte（高密度互连电路板））、LTCC (LowTemperature Cofired Ceramics（低温共烧陶瓷）)或者其他适合的电路板。在电路板2的第一面3上布置一个或多个互相通过印制电路所连接的发热器件5。其可以是单个的发热器件5或者多个经由电路板2的印制电路来电连接并且构成控制电路的电气器件和/或电子器件，尤其是有源器件，诸如IC芯片（IC-Chips）、晶体管或者ASICs。电路板2可以经由一个或多个电气的连接元件15，例如柔性的电气的电路板（FPC = flexible printed circuitboard（柔性印刷电路板））、电缆或者冲压格来与存在于电子组件1之外的并且在图1中没有描绘的其他的电气部件或电子部件、例如传感器、致动器和插头部件电接触。除了至少一个发热器件5外，在电路板2的第一面3和/或在第二面4上还布置一个或多个其他的电气的和/或电子的不发热器件13，所述不发热器件经由电路板2的印制电路彼此连接和/或与一个或多个发热器件5电连接并且构成控制电路。器件13可以例如是无源器件。
在所述实施例中，布置在电路板2的第一面3上的发热的和不发热的器件5，13由能流动的和能硬化的保护物质9来覆盖并且因此例如被保护免受机械负载或者流体介质、诸如传动装置油的侵蚀。能流动并能硬化的保护物质9可以如在图1中所示地以一件式的方式被构造并且将所有布置在电路板2的第一面3上的器件5,13密封地覆盖在共同的保护覆盖物下。但是，所述能流动并能硬化的保护物质也可以多件式的方式被构造并且密封地覆盖布置在电路板2的第一面3上的器件5,13的单个或组。在所述实施例中，也将布置在电路板2的第一面3上的器件5,13密封地覆盖的、能流动并能硬化的保护物质9被引入在电路板2的第二面4和冷却体6的内面7之间的缝隙8中，以便将布置在电路板2的第二面4上的其他电气的和/或电子的器件13覆盖并且同时将冷却体6与电路板2连接。在所述实施例中，内面7具有降低部10，降低部被构造为，使得所述降低部具有由壁部11所包围的底部，其中缝隙8由降低部10的底部17和电路板2的第二面4的间隔构成。降低部10可以如在图1中所示地完全地由能流动并能硬化的保护物质9来充填。但是，也可以仅部分地用能流动并能硬化的保护物质9来填充所述降低部10。
在本申请的上下文中，所述能流动并能硬化的保护物质9被理解为能流动的且液态的物质，其通过硬化过程凝固，其中所述物质在经硬化的状态下以材料配合的方式粘附在电路板2的材料和冷却体6的材料上。能流动并能硬化的保护物质9在此例如粘附在电路板2的第二面4上和冷却体6的内面7上。能流动并能硬化的保护物质9可以例如是聚合的保护系统并例如通过注塑包封或者浇注被施加。其尤其可以是热固性塑料。
冷却体6可以例如由导热材料、例如铝组成或者由导热塑料组成。在所述实施例中，冷却体6被构造为，所述冷却体在至少一个发热器件5的直接下方的区域中具有在壁部11上的安装面16，在所述安装面上电路板2与冷却体6的内面7直接接触，并且由此使由发热器件5所产生的热能够经由电路板2、尤其是经由电路板2中的导热通路（thermische Vias）被导出到冷却体6上。此外，在所述实施例中，在电路板2的第二面4上，在降低部10中布置其他器件13，使得电路板2能够被放到冷却体6的内面7处的安装面16上。降低部10的、由壁部11以环绕方式来包围的底部17和电路板2的第二面4之间的间隔在此构成缝隙8，其中至少部分地用至少一种能流动并能硬化的保护物质9来填充所述缝隙。
在电路板2中可以构造一个或多个穿孔12，覆盖发热器件5的能流动并能硬化的保护物质9能够通过所述穿孔与位于缝隙8中的能流动并能硬化的保护物质9以一件式的方式连接。例如，在制造过程期间，还未经硬化的保护物质9可以通过电路板2的穿孔12流到缝隙8中。因此，可以在工作步骤中利用能流动并能硬化的保护物质9来填充缝隙8并且同时通过所述能流动并能硬化的保护物质9来覆盖在电路板2的第一面3上的发热器件5。
图2示出第一实施例的示例性示出的电路板2的俯视图。其例如包括布置在电路板2的第一面3上的发热器件5和一个或多个布置在电路板2的第一面3和/或第二面4上的其他器件13。附加地，在电路板2的第二面4上布置导热层14，所述导热层例如可以被构造为敷金属。其可以是单个的连续的导热层14或者多个不连续的导热层14。所述一个或多个导热层14在电路板2的第二面4上至少部分地直接在发热器件5下方被布置，其中所述发热器件被布置在电路板2的第一面3上。
在本申请的上下文中，对象是发热器件5、不发热器件13、导热层14或者壁部11。如果被布置在电路板2的第二面4上的第一对象部分地直接在第二对象上方或下方被布置，其中所述第二对象被布置在电路板2的第一面3上，那么在本申请的上下文中可以理解为：第一对象和第二对象在电路板上相对彼此被布置为，使得第一对象在电路板2的面3,4上的垂直投影至少部分地位于第二对象在电路板2的相同面3,4上的垂直投影之内。
图3示出在示例性表示的冷却体6的内面7上的俯视图，所述冷却体被适配于在图2中示例性表示的电路板2。在示例性表示的冷却体6上构造具有安装面16的壁部11，可以将电路板2放在安装面上。此外，在所述实施例中，在冷却体6的内面7中构造降低部10，所述降低部的底部17构成平坦的面并且由壁部11以环绕的方式来包围。但是，在冷却体6的内面7上也可以构造多个降低部10，所述降低部由连续的壁部11或者多个壁部11包围并且在所述降低部中可以布置单个的其他器件13或者由其他器件组成的多个组。
图4示出图2和图3的示意性重叠。示例性示出的电路板2以电路板的第二面4放在冷却体6的内面7上的壁部11的安装面16上。在所述应用示例中，冷却体6成型为，使得当电路板2放在冷却体6上时，壁部11的安装面16至少部分地位于布置在电路板2的第一面3上的发热器件5的直接下方并且因此保证从发热器件5经由电路板2到冷却体6上的良好散热。如果如图4中在发热器件51上示例性示出的那样，发热器件51仅部分地位于在冷却体6的壁部11的安装面16的直接上方，那么可以例如经由布置在电路板2的第二面4上的导热层14、例如通过电路板2中的通路建立在发热器件5、导热层14和冷却体6的壁部11的安装面16之间的良好的热接触。如果壁部11例如甚至也不是部分地位于发热器件5的直接下方，则可以例如经由导热层14建立发热器件5和冷却体6之间的热接触。在布置在冷却体6的内面7上的降低部10的内部中，可以例如也在电路板2的第二面4上布置一个或多个其他器件13并且使电路板2的第二面4同时经由安装面16与冷却体6的内面7直接接触。
图5 示出第一实施例的侧视图。电气的连接元件15没有在图5中被示出。在电路板2的第一面3上涂覆能流动并能硬化的保护物质9，使得以向外密封的方式盖住未描绘的、布置在电路板2的第一面3上的发热器件5。在所述实施例中，电路板2的第二面4放在冷却体6上的壁部11的安装面16上并因此与冷却体6的安装面16直接热接触。能流动并能硬化的保护物质9并不处于冷却体6的安装面16和电路板2的第二面4之间。如图1中能够看出的，将冷却体6和电路板2连接的能流动并能硬化的保护物质9被布置在降低部10中，其中在所述侧视图中未示出所述降低部。
图6 示出电子组件1的第二实施例的侧视图，其中区别于第一实施例，壁部11的安装面16不是以一件式并且完全环绕降低部10的方式来构造，而是以多件式的方式来构造，其中壁部11除了安装面16外还具有面向电路板2的第二面4的间隔面19，在间隔面上壁部11通过中间空间18以间隔尺寸B与电路板2的第二面4间隔开。可以例如用能流动并能硬化的保护物质9的薄层来填充中间空间并且因此壁部11与电路板2的第二面4连接。在所述第二实施例中，如在图1中根据第一实施例所阐述的那样，也可以将连接冷却体6和电路板2的、能流动并能硬化的保护物质9附加地布置在降低部10中，其中在所述侧视图中未示出所述降低部。
图7 示出电子组件1的第三实施例，在所述第三实施例情况下，电路板2经由例如50微米到一毫米的、能流动并能硬化的保护物质9的层与冷却体6连接。能流动并能硬化的保护物质9的层被布置在中间空间18中，中间空间将电路板2的第二面4与壁部11间隔开。在所述第三实施例中，如在图1中根据第一实施例所阐述的那样，也可以将连接冷却体6和电路板2的、能流动并能硬化的保护物质9附加地布置在降低部10中，其中在所述侧视图中未示出所述降低部。
在第四实施例中，电路板2的第二面4连续地通过缝隙8与冷却体6的内面7间隔开，其中缝隙8具有宽度，所述宽度在整个缝隙8中例如在五十毫米和一毫米之间。在第四实施例中至少部分地用能流动并能硬化的保护物质9填充缝隙8。在第四实施例中，不同于之前的实施例，在冷却体6上没有构造降低部10、壁部11和安装面16并且一个或者多个其他器件13仅被布置在电路板2的第一面3上。
显然，其他实施例和所示实施例的混合形式也是可能的。

Claims (8)

1.电子组件（1），所述电子组件包括电路板（2），所述电路板具有第一面（3）和背离所述第一面（3）的第二面（4）并且具有被布置在所述电路板（2）的所述第一面（3）上的至少一个发热器件（5），其中所述电子组件（1）还包括冷却体（6），所述冷却体具有内面（7），所述内面面向所述电路板（2）的所述第二面（4）,其中所述冷却体（6）的所述内面（7）通过至少一个缝隙（8）至少逐段地与所述电路板（2）间隔开，其中，用能流动并能硬化的保护物质（9）来覆盖所述至少一个发热器件（5）并且至少部分地用至少一种所述能流动并能硬化的保护物质（9）来填充所述至少一个缝隙（8）,使得所述能流动并能硬化的保护物质（9）与所述电路板（2）和所述冷却体（6）直接接触并且所述冷却体（6）在所述能流动并能硬化的保护物质（9）的经硬化的状态下以材料配合的方式粘附在所述保护物质（9）上，其特征在于，所述冷却体（6）的所述内面（7）具有至少一个降低部（10），所述降低部被构造为，所述降低部具有由至少一个壁部（11）以环绕方式所包围的底部（17），其中所述至少一个缝隙（8）由所述降低部（10）的所述底部（17）和所述电路板（2）的所述第二面（4）的间隔构成，并且
所述壁部（11）具有面向所述电路板（2）的所述第二面（4）的安装面（16），所述安装面以环绕的方式与所述电路板（2）直接接触；
或者所述至少一个壁部（11）的面向所述电路板（2）的所述第二面（4）的至少一个间隔面（19）通过至少一个中间空间（18）以间隔尺寸（B）与所述电路板（2）间隔开，其中所述间隔尺寸在一毫米和五十 微米之间，其中所述至少一个壁部（11）附加地包括至少一个安装面（16），所述安装面与所述电路板（2）直接接触。
2.按照权利要求1所述的电子组件，其特征在于，
在所述电路板（2）的所述第二面（4）上布置至少一个其他器件（13），其中所述至少一个其他器件（13）被布置在所述至少一个降低部（10）之内。
3.按照权利要求1所述的电子组件，其特征在于，所述至少一个壁部（11）的面向所述电路板（2）的所述第二面（4）的至少一个间隔面（19）通过至少一个中间空间（18）以间隔尺寸（B）与所述电路板（2）间隔开，其中所述间隔尺寸在一毫米和五十 微米之间，其中所述至少一个壁部（11）附加地包括至少一个安装面（16），所述安装面与所述电路板（2）直接接触，并且至少部分地用所述至少一种能流动并能硬化的保护物质（9）来填充所述至少一个中间空间（18）。
4.按照权利要求1至3之一所述的电子组件，其特征在于，
所述至少一个壁部（11）至少部分地被布置在所述至少一个所述发热器件（5）的直接下方或者被部分地布置在至少一个导热层（14）的直接下方，其中所述至少一个发热器件被布置在所述电路板（2）的所述第一面（3）上，其中所述至少一个导热层（14）被布置在所述电路板（2）的所述第二面（4）上并且至少部分地被布置在所述至少一个发热器件（5）的直接下方。
5.按照权利要求1所述的电子组件，其特征在于，
所述至少一个缝隙（8）具有在所述电路板（2）的所述第二面（4）和所述冷却体（6）的所述内面（7）之间的宽度，其中所述宽度在整个所述缝隙（8）中在一毫米和五十微米之间。
6.按照权利要求1至3之一所述的电子组件，其特征在于，
与所述电路板（2）和所述冷却体（6）直接接触的所述能流动并能硬化的保护物质（9）以与覆盖所述发热器件（5）的所述保护物质（9）一件式的方式来构造。
7.按照权利要求1至3之一所述的电子组件，其特征在于，
所述与所述电路板（2）和所述冷却体（6）直接接触的能流动并能硬化的保护物质（9）经由至少一个被构造在所述电路板（2）中的穿孔（12）以与所述覆盖所述发热器件（5）的保护物质（9）一件式的方式来构造。
8.按照权利要求1所述的电子组件，其特征在于，所述电子组件是用于传动装置控制模块的电子组件。
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