CN108430180B - 用于工业自动化的电子模块和用于制造该电子模块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于工业自动化的电子模块(1)，其具有模块壳体(4)，该模块壳体由共同限定壳体内部空间(5)的接合在一起的两个壳体件(7、8)构成。在壳体内部空间(5)中存在电路载体(24)，其被一件式的密封和热耦合元件(23)框绕，通过该密封和热耦合元件使电路载体导热地与模块壳体(4)耦联，并且该密封和热耦合元件同时引起在两个壳体件(7、8)之间的密封。密封和热耦合元件(23)适宜地由以可流动的状态施加并且紧接着硬化的材料产生。

Description

用于工业自动化的电子模块和用于制造该电子模块的方法

技术领域

本发明涉及一种用于工业自动化的电子模块，该电子模块具有模块壳体，该模块壳体具有两个在环形独立的接合区域中彼此接连的壳体件，它们一起围成壳体内部空间，在该壳体内部空间中容纳有装配有电子构件组件的板状电路载体，其中，两个壳体件在其接合区域中彼此密封，并且电路载体导热地与模块壳体连接。

背景技术

由文献DE 10 2008 058 287 B4已知的电子模块含有模块壳体，其包括两个在接合区域中彼此接连的壳体件，其中，壳体件限定壳体内部空间，在其中安置有板状电路载体。电路载体在其两个板面中的至少一个处被薄膜覆盖，薄膜超过电路载体的边缘区域伸出并且夹紧在两个壳体件之间。薄膜由导热性很好并且电绝缘的材料构成，从而可实现从坐落在电路载体上的结构元件通过电路载体到壳体构件处的散热。通过两个壳体构件可产生压力到薄膜的边缘上，由此实现薄膜在其边缘的区域中塑性变形，以便严密密封壳体内部空间。薄膜引起将壳体内部空间分成两个子空间，在其中一个中存在电路载体。备选地，电路载体可完全被两个薄膜包围，其此时共同引起将壳体内部空间分成两个子空间。

由文献WO 2015/185307 A1已知这样的措施，其用于将印刷电路板简单且尽可能没有附加的辅助器件的情况下固定在载体板或分线箱的任意的壳体内壁处。该措施包括借助于粘结剂粘住印刷电路板，该粘结剂可同时用于将印刷电路板保持成相对于分线箱的内壁有一定的间距。

原则上在电子模块中存在的问题是，一方面应保证由含有的电子部件产生的损耗热量的很好的散热，并且另一方面电子部件应防止环境影响。模块壳体的内部空间完全注入填料的设计方案例如满足该要求，填料同时用作用于模块壳体的封闭剂，使得模块壳体可一件式地来构造。然而，这种构造需要所使用的填料的相对大的材料使用量，导致电子模块的大的重量并且排除了事后的改动，例如对容纳在模块壳体中的电路载体和固定在电路载体上的部件的维修。

发明内容

本发明的目的在于提出一种措施，其保证简单且成本有利地实现用于工业自动化的电子模块，该电子模块的内部的部件很好地得到保护而不受过热和环境影响。

为了实现该目的，在开头提到的类型的电子模块中设置成，电路载体形成将壳体内部空间分成两个子空间的间壁并且仅仅在边缘侧被框状设计的一体式的组合的密封和热耦合元件包围，该密封和热耦合元件一方面密封地并且热耦合地弥补构造在电路载体的边缘区域和模块壳体之间的环形缝隙并且另一方面在接合区域中密封地在两个壳体件之间延伸。

根据本发明的电子模块设置成用于工业自动化，尤其用在工厂自动化和/或工艺自动化的领域中。电子模块配有一件式的密封和热耦合元件，其本身兼有密封功能和引起很好的热导出的热耦合功能。同时，密封和热耦合元件由于其框状的形状而可以非常少的材料耗费实现。框状设计的密封和热耦合元件独自来看具有由它框绕的中央的穿透部，其在组装电子模块时被板状的电路载体封闭。密封和热耦合元件围绕电路载体在边缘侧延伸，其中，密封和热耦合元件弥补在电路载体和模块壳体之间存在的环形缝隙并且由此可将由电子构件组件的坐落在电路载体上的部件产生的损耗热量导出到模块壳体中，模块壳体限定较大的排热面。同时，密封和热耦合元件满足密封功能，通过其致力于使壳体内部空间的通过间壁彼此分开的两个子空间相对彼此密封。这可将两个子空间用于不同类别的保护等级，而没有相互影响。此外是通过以下方式的密封和耦合元件的另外的密封功能，即，密封和耦合元件在接合区域中使两个壳体件相对彼此密封并且以这种方式防止污物侵入壳体内部空间中。电路载体通过密封和热耦合元件的框绕可以以独立于其他关于电路载体可能还存在的紧固器件的方式还有利地有助于机械地支撑电路载体，以便例如在电路载体装配有在插接连接的范围中接触的部件时承受插接力。另外是电路载体关于模块壳体的稳定功能，因为模块壳体的壁部可通过弥补环形缝隙的密封和热耦合元件支撑在电路载体的边缘区域处并且由此从内部进行加固。因此，在没有为壳体内部空间在内部浇注填料的情况下电子模块也提供了非常好的散热并且可构造得极度轻量化。此外，取消填料或取消用薄膜完全覆盖电路载体提供的优点是，只要模块壳体提供相应的接近机会，针对可能的操作例如调节措施或维修措施，保持可接近在电路载体上的部件。

本发明的有利的改进方案从从属权利要求中得到。

特别有利地，电子模块作为E/A模块实现，即，设有电气输入部和/或输出部的电子模块，其可用于在自动化技术的领域中的应用，以便传递信号和/或数据和/或电功率，例如传感器器件的反馈信号或用于可电操纵的部件的控制信号。这种E/A模块可作为远程E/A模块放置在场中，其中，集成的密封和热耦合元件无问题地使得能够实现例如IP65或IP67的高的保护等级。

E/A模块适宜地含有不仅至少一个电气输入部以及至少一个电气输出部。在本发明的意义中，“E/A模块”应还可理解成这样的电子模块，其具有仅仅一个或多个电气输入部或仅仅一个或多个电气输出部。这种E/A模块在实践中代表输入模块或输出模块。

E/A模块的所有的电气联接元件适宜地装设在内部的电路载体的一个且相同的板面处并且仅仅位于壳体内部空间的两个子空间中的一个中。通过借助于电路载体和在边缘侧围绕电路载体延伸的密封和热耦合元件来一起相互严密密封两个壳体内部空间，两个子空间可没有问题地设计成用于实现不同的保护等级，例如所谓的UL保护等级，其中，缩写“UL”代表“Underwriters Laboratories（保险商实验室）”。例如可在两个子空间中的一个中，尤其在还装配有电气联接元件的子空间中安装光导体，其引起将用于显示目的的从在电路载体上的发光二极管到模块壳体的外侧的光传递，其中，关联的该子空间分类带有比在电路载体的相反的一侧的子空间的更低的UL保护等级。

作为E/A模块替代地，电子模块尤其还可构造为总线耦合器、控制部、马达控制器、通信接口、无线电模块和/或维修工具。

板状电路载体具有侧部的边缘面，通过它限定电路载体的轮廓。侧部的边缘面限制电路载体的两个彼此相反地定向的大面积的板面，其中适宜地至少一个装配有电气电路，电气电路具有导体电路以及电子构件组件的电子部件和/或电气部件。电气部件例如构造为联接元件，其实现与从外部的部件引到电子模块的电气线路的插接连接。

优选地，密封和热耦合元件如此设计，即，其沿着电路载体的整个轮廓延伸并且在此覆盖边缘面高度的至少一部分。边缘面高度为在侧部的边缘面处测得的在两个彼此相反的板面之间的间距尺寸。特别有利的是，密封和热耦合元件覆盖电路载体的整个侧部的边缘面，即在电路载体的轮廓的任何部位处在整个边缘面高度上延伸。

通过框状的结构可以极少的材料耗费实现密封和热耦合元件。然而，密封和热耦合元件由于其在一侧与电路载体并且在另一侧与模块壳体的紧密接触而提供理想的热导出。该效果还可由此得到改善，即，密封和热耦合元件构造和布置成使得其不仅覆盖电路载体的侧部的边缘面，而且还优选地覆盖电路载体的两个板面中的至少一个的非常窄的条状的边缘区域。

优选地，在电路载体的边缘区域和模块壳体之间存在的环形缝隙通过密封和热耦合元件完全填充。由此得到用于电路载体朝模块壳体散热的相对大的横截面面积。

组合式密封和热耦合元件适宜地是这样的稠度，使得其不仅粘附在电路载体处，而且粘附在模块壳体处。通过粘附连接引起特别有效的热传递。此外还由此引起在模块壳体和电路载体之间的相互紧固。如果电子模块没有经受特别严重的外部应变，密封和热耦合元件独自已经可足以将电路载体固持在模块壳体处。然而，如果存在对抵抗力的更高的要求，有利的是，电路载体关于密封和热耦合元件借助于对此分开的紧固器件紧固在模块壳体的两个壳体件中的一个处，亦即，以与另一壳体件无关的方式。这提供的有利的可行性是，在组装电子模块时仅仅必须操控两个部件，一者为装配有电路载体的壳体件，并且另一者为另一壳体件。以这种方式有利于自动化地制造电子模块。

特别有利的是以如下方式将电路载体放置在壳体内部空间中，即，电路载体在含有两个壳体件的接合区域的接合平面中延伸。以这种方式，电路载体的边缘区域布置成直接相邻于在两个壳体件之间的环形独立的接合区域。

在密封和热耦合元件的相应的粘附特性的情况下，原则上可取消附加的介质用于接合在一起的壳体件的相互紧固。然而，如果在使用时应考虑到更强化的应变，有利的是，除了密封和热耦合元件之外存在合适的保持器件，其将两个壳体件在接合在一起的状态中保持在一起。保持器件可可松开地实施和/或例如实施为卡锁连接器件。

在电子模块的优选的实现方式中，模块壳体的两个壳体件如此构造，即，它们在接合区域中在模块壳体的高度方向上彼此接合。高度方向适宜地同时还为集成的板状电路载体的高度方向。一壳体件的布置在接合区域中的端部区段例如可具有一环绕的槽，另一壳体件的端部区段接合到该槽中。优选地，壳体件中的一个具有有框状结构的端部区段，其接合到另一壳体件中，其中，该端部区段被在壳体件之间延伸的密封和热耦合元件环形地包围。因此，端部区段在面向另一壳体件的端侧、并且另外不仅在面向壳体内部空间的内侧以及在背对壳体内部空间的外侧被密封和热耦合元件覆盖。

以这种方式得到在横截面中来看框状的密封和热耦合元件的围绕电路载体延伸的束状体(Strangkörper)的U形轮廓。

优选地，一壳体件的被密封和热耦合元件包围的端部区段在其面向壳体内部空间的内侧处被密封和热耦合元件的内部区段侧护，并且在相反的外侧处被密封和热耦合元件的外部区段侧护。不仅密封和热耦合元件的内部区段而且外部区段直接与壳体件的端部区段贴靠，尤其在粘附连接的范围中贴靠。此外，内部区段直接接触电路载体的边缘区域，而同时密封和热耦合元件的外部区段与另一壳体件的端部区段接触。接触同样优选地实施为粘附连接。

粘附连接可直接通过密封和热耦合元件的相应的材料选择实现。这尤其由此实现，即，密封和热耦合元件由以可流动的状态施加到接合区域中并且在两个壳体件接合在一起之后才硬化的原始材料构成，其具有粘接特性。作为密封和热耦合元件的原始材料，例如考虑泡沫材料或优选地考虑浆状材料。粘接特性可有利地通过以环氧树脂基的或基于双组分粘接剂的材料实现。有利地，该材料具有非常好的导热特性，例如基于添加了合适的填充料。

如果不力求粘附连接，此时，由以可流动的状态施加到接合区域中并且在两个壳体件接合在一起之后才硬化的材料构成的密封和热耦合元件的成形同样还是有利的。

密封和热耦合元件不是实现为预制的形状密封件，而是实现为直接就地在施加在模块壳体和电路载体处时构造的密封和导热部件提供的很大的优点是，带有可靠地封闭任何间隙和由此实现最佳的密封效果和导热的公差补偿。此外取消了不同的结构参数的复杂的仓储管理，因为密封和热耦合元件极其可变地并且可柔性地单独施加。

用于制造这种电子模块的优选的方法的特征在于以下方法步骤：

-将具有至少在硬化之后有密封和导热特性的原始材料以未硬化的可流动的状态施加在一壳体件处，以在接合区域中构造框状的原始结构，

-在将尚可流动的原始结构压入在两个壳体件之间的接合区域中的情况下、以同时挤压和加压在事先放置在壳体内部空间中的电路载体的边缘区域处的原始结构的原始材料的方式，使两个壳体件接合在一起，

-使可流动的原始结构的原始材料硬化以构造密封和热耦合元件。

两个壳体件接合在一起适宜地在事先已经将电路载体紧固在两个壳体件中的一个处之后进行。在此，电路载体尤其如此定位，即，其与接合区域在共同的平面中。电路载体例如可与两个壳体件中的一个螺纹连接或卡锁连接。但还可备选地直接将可流动的原始结构用作唯一的紧固器件，通过它在构造密封和热耦合元件之后将电路载体关于模块壳体位置固定地固定。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。其中：

图1以透视的图示示出了根据本发明的电子模块的优选的设计方案，其中，为了制造优选地应用根据本发明的方法，

图2示出了图1的电子模块的透视的分解图示，

图3示出了图1的电子模块的根据截面线III-III的横截面，其中，在两个壳体件之间的接合区域再次分开地以放大的局部描绘出来，

图4以类似于图3的截面图示示出了在实施优选的制造方法期间的电子模块，在其中已经施加了形成密封和热耦合元件的可流动的原始结构，并且两个壳体件刚刚接合在一起，并且

图5示出了电子模块的在根据图3的截面线V-V的接合平面中的纵向截面。

具体实施方式

在附图中图示了总地以参考表标号1表示的电子模块，其用于使用在工业自动化技术中，在其中使用本发明和本发明的有利的改进方案。电子模块1的主要的使用领域是工厂和/或工艺自动化。

说明的电子模块1尤其为所谓的E/A模块1a，其具有多个可从外部接近的电气通讯接口2，其中的一个或多个设计为电气输入部，并且还有一个或多个设计为电气输出部。与此不同，E/A模块1a还可构造为具有仅仅设计为电气输入部的通讯接口2的纯粹的输入模块，或还可构造为具有仅仅设计为电气输出部的通讯接口2的纯粹的输出模块。优选地，E/A模块1a也还含有至少一个可用于与其他的模块并且例如还与电子控制设备互联的总线接口3。

存在的接口2、3优选地实施为插接接口并且能通过合适的插接连接可松开地联接与其他部件连接的电气导体，其尤其借助于柔性缆线实现。电气输入部尤其构造成接收来自传感器或评估和/或诊断设备的电气反馈信号，而电气输出部尤其构造成发出控制信号，可将该控制信号提供给任意类型的执行器，例如可电气操纵的阀和/或驱动器。E/A模块1a设计成用于使用在工业自动化技术的领域中，优选地用于工厂自动化或工艺自动化。

电子模块1具有模块壳体4，其包围朝向环境封闭的壳体内部空间5。

模块壳体4含有两个在竖向轴线6的轴向方向上彼此接连在一起的壳体件7、8，它们在下文中为了更好地区分还被称为第一壳体件7和第二壳体件8。竖向轴线6的轴向方向在下文中还被称为高度方向6。

模块壳体4具有在两个在高度方向6上定向的侧部处封闭壳体内部空间5的两个封壁12、13，其中的第一封壁12为第一壳体件7的组成部分，并且第二封壁13为第二壳体件8的组成部分。两个封壁12、13相应横向于竖向轴线6延伸。

沿侧向在四周由模块壳体4的侧部的外壁14限制壳体内部空间5，外壁在高度方向6上在两个封壁12、13之间延伸。侧部的外壁14由属于第一壳体件7的第一侧壁15和属于第二壳体件8的第二侧壁16组成。两个侧壁15、16中的每个一件式地与属于相同的壳体件7、8的第一封壁12或第二封壁13连接，侧壁从封壁相应在高度方向6上朝另一壳体件8、7突出。

第一侧壁15具有背离第一封壁12并且指向第二壳体件8的端部区段，其应被称为第一端部区段17。类似地，第二侧壁16具有在高度方向6上指离第二封壁13的端部区段，其应被称为第二端部区段18。两个端部区段17、18具有框状地独立的外廓并且在围绕竖向轴线6延伸的环形的接合区域19中在高度方向6上面对面，端部区段在接合区域中在中间连接了还将进一步说明的一件式的密封和热耦合元件23的情况下以密封的方式彼此连接。

优选地，每个壳体件7、8具有盆状的结构，其开口面向相应另一壳体件8、7。

在壳体内部空间5中存在板状电路载体24。电路载体24具有主伸展平面25和两个彼此相反的、与主伸展平面25尤其平行的第一板面和第二板面26、27。电路载体24尤其取向成使得其主伸展平面25相对于竖向轴线6成直角伸延。

电路载体24的轮廓由在外围的环绕的侧部的边缘面28限定，该边缘面指离竖向轴线6并且面向侧部的外壁14。

优选地，板状电路载体24具有长形的外形，其具有矩形轮廓。相应的情况适用于壳体内部空间5在与竖向轴线6成直角的平面中的横截面。

电子模块1的外部造型原则上是任意的。优选地，该电子模块与该实施例一致地具有纵向延伸，其具有与竖向轴线6成直角的纵向轴线32以及与竖向轴线6和纵向轴线32成直角的横向轴线33。在横向轴线33的轴向方向上的尺寸确定电子模块1的宽度。

电路载体24在高度方向6上尤其如此定位，即，电路载体在两个壳体件7、8的含有接合区域19的接合平面34中延伸。主伸展平面25平行于接合平面34伸延或优选地与接合平面34重合。

优选地，电路载体24延伸直到侧部的外壁14的紧邻处。电路载体的轮廓与壳体内部空间5的内轮廓协调，使得在电路载体24的具有侧部的边缘面28的边缘区域35和模块壳体4的侧部的外壁14之间构造环形缝隙36，其在周向方向40上沿着电路载体24的整个轮廓伸延。

已经谈及的密封和热耦合元件23不仅在侧壁15、16的两个端部区段17、18之间的接合区域19中延伸，而且在环形缝隙36中延伸。密封和热耦合元件至少部分地填充环形缝隙36，使得其在周向方向40上围绕着电路载体24形成在电路载体24的边缘区域35和侧部的外壁14之间的连接桥。由于密封和热耦合元件23的很好地导热特性，由此引起在电路载体24和模块壳体4之间的热耦联，通过该热耦联将引入电路载体24中的热输出到模块壳体4处，其本身可将接收的热朝环境辐射和/或通过对流输出。

因此，密封和热耦合元件23不仅具有使两个壳体件7、8流体密封地彼此连接的密封功能，而且还与之组合地具有在电路载体24和模块壳体4之间的导热功能。

这总地以非常受限的材料耗费实现，因为一件式构造的密封和热耦合元件23具有由图2很好地可见的框状结构。密封和热耦合元件23的周向外廓至少基本上相应于电路载体24的轮廓，从而其在该实施例中具有矩形框的形状。密封和热耦合元件仅仅在电路载体的边缘区域35处包围电路载体24，从而至少两个板面26、27的最大部分没有被密封和热耦合元件23覆盖或遮盖。

密封和热耦合元件23框绕出在高度方向6上连续的开口，其在下文中还应被称为框架开口37并且在其中坐落有电路载体24，电路载体完全封闭框架开口37。

因此，电路载体24形成横越壳体内部空间5的间壁，通过该间壁将壳体内部空间5分成在第一壳体件7的一侧上的第一子空间38和在第二壳体件8的一侧上的第二子空间39。由于弥补环形缝隙36的密封和热耦合元件23的密封特性，两个子空间38、39严密密封地彼此分开。

电路载体24的直接的间壁功能引起密封和热耦合元件23在两个板面26、27的没有一个处被密封和热耦合元件23完全遮盖。

优选地，第一子空间38由第一封壁12、第一侧壁15和电路载体24限定，而第二子空间39由第二封壁13、第二侧壁16以及电路载体24限定。

电路载体24配备有仅在图2中示意性地阐明的电气电路42。电气电路42在两个板面26、27中的至少一个处，但还可容易地由在两个板面26、27处的电路部件组成。

属于电气电路42的是示意性地阐明的电子构件组件44，其包括与电子模块1的应用目的相应的数量和类型选择的电子构件44a。在作为E/A模块1a的优选的设计方案中，适宜地，电子构件组件44的至少一个电子构件44a由微型处理器和/或微型控制器和/或ASIC形成。优选地，电气电路42还含有又仅仅示意性地阐明的导体电路组件43，其与电子构件组件44接触。

在电子模块1的运行中通常出现在电气电路42侧并且在此尤其在电子构件组件44侧的显著的放热。热到达到电路载体24中并且基于由于密封和热耦合元件23的导热特性到达到直接与环境处于温度交换的模块壳体4中。

因此不需要壳体内部空间5借助于填料的浇注。与之相应地，两个子空间38、39不含有填料并且一般不在其中布置功能元件，优选地仅仅填有空气。

在该实施例的优选的实施方式中，电路载体24装备有多个电气联接元件45，它们与导体电路组件43电气接触。电气联接元件45形成还在上文谈及的通讯接口2并且优选地还形成可选地存在的总线接口3。

所有的电气联接元件45优选地布置在两个板面26、27中的一个且相同的板面处。示例性地，它们坐落在第二板面27上并且仅仅在与第二板面27关联的第二子空间39中。第二封壁13具有多个壁穿透部46，其分布模式相应于电气联接元件45的分布模式，并且在壁穿透部中相应插入电气联接元件45中的一个。电气联接元件45还可至少部分地向外突出穿过壁穿透部46。

电气联接元件45的与壁穿透部46关联的端部区段设计成具有任意类型的联接触头47，其使得能够通过引开的电气导体实现上文还已经进一步谈及的电气接触。

优选地，电气联接元件45构造为插接联接元件，即，构造为插座或插头，互补的插接连接设备可与之在迅速的插接过程中接触。

适宜地，密封和热耦合元件23如此设计，即，其在电路载体24上发挥固持效果，尤其通过构造粘附复合物。优选地，密封和热耦合元件23不仅与电路载体24而且与模块壳体4粘接，亦即仅仅基于密封和热耦合元件23的材料本身的固有的粘结性并且没有施加附加的粘结剂。

尤其在此还有利的并且在实施例中予以实现的是，密封和热耦合元件23不是原来的固体，而是由以可流动的状态施加到接合区域19中的并且在两个壳体件7、8接合在一起之后才硬化的材料构成。在此优选地使用浆状材料，例如基于环氧树脂基。看作特别有利的是使用双组分物质，其在施加之后取决于时间固化，从而不需要特殊的后处理，例如热处理。

作为密封和热耦合元件23的原始材料66，原则上还可考虑泡沫材料。

在未示出的实施例中，电路载体24在两个壳体件7、8接合在一起之前放入壳体件7、8中的一个中并且在组装模块壳体4时仅通过密封和热耦合元件23固持。然而同样优选地是在该实施例中实现的这样的措施，在其中关于密封和热耦合元件23存在用于将电路载体24固定在壳体侧的分开的紧固器件48，其示例性地实施为螺旋紧固器件。电路载体24固定在两个壳体件7、8中的一个处，优选地，固定在与电气联接元件45关联的第二壳体件8处，亦即，与第一壳体件7无关。因此，在将两个壳体件7、8接合在一起之前，可方便地为第二壳体件8预先装备电路载体24和固定在电路载体处的部件。

示例性地，紧固器件48含有一件式地与第二封壁13构造的柱状突出部51，其在高度方向6上伸入第二子空间39中并且差不多在接合平面34的高度上以支撑面52终止，电路载体24以其第二板面27贴靠在该支撑面上。例如构造为紧固螺栓的紧固元件53伸过电路载体24并且以支撑面52夹紧电路载体。

上文还提到的环形缝隙36被密封和热耦合元件23优选地完全填充，这保证了最佳的热传递。

有利的是，密封和热耦合元件23完全覆盖电路载体24的侧部的边缘面28。这适用于该实施例。对于未说明的实施例，密封和热耦合元件23虽然还在周向方向40上围绕电路载体24的整个轮廓贴靠在侧部的边缘面28处，然而仅仅在可被称为边缘面高度的边缘面的高度的一部分上覆盖边缘面。

密封和热耦合元件23可如此构造和布置，即，其仅仅在电路载体的侧部的边缘面28处覆盖电路载体24。与之不同的是，在该实施例中的电路载体24在其边缘区域35处在两个板面26、27中的至少一个处额外一小段地被密封和热耦合元件23包围。示例性地适用于第一板面26，其具有与侧部的边缘面28联接的条状的边缘区域54，其跟随电路载体24的轮廓并且同样被密封和热耦合元件23覆盖。

相应的条状的覆盖还可替代地或附加地设置在相反的第二板面27处。

根据说明的实施例实现的组合导热和密封措施的设计方案设置成，两个壳体件7、8在接合区域19中在沿高度方向6实现交叠的情况下彼此接合。接合在接合区域19的在图5中通过箭头标出的周向方向55上存在于接合区域19的每个部位处。

接合措施尤其如此设计，即，两个壳体件7、8的彼此接合的组成部分不彼此接触。这引起在接合区域19中构造有在周向方向55上沿着整个接合区域19延伸的U形间隙57，在其中存在密封和热耦合元件23。因此，密封和热耦合元件23的束状体沿着其整个通过箭头40限定的周边还具有U形的横截面。

第一壳体件7的第一端部区段17沉入第二壳体件8的第二端部区段18中，其中，第一端部区段在空出环形缝隙36的情况下包围电路载体24。因此，U形的间隙57一方面由第一端部区段限定，并且另一方面由第二端部区段18和电路载体24限定。

密封和热耦合元件23具有内部区段23a，其布置在第一端部区段17的面向壳体内部空间5的内侧处并且填充环形缝隙36。

此外，密封和热耦合元件23具有外部区段23b，其占据第一端部区段17的背离壳体内部空间5的外侧并且同时与第二端部区段18的组成部分的面向壳体内部空间5的内面58贴靠，第二端部区段有间距地包围第一端部区段17。内部区段23a和外部区段23b通过密封和热耦合元件23的连接区段23c一件式地彼此连接，该连接区段23c在端侧位于第一端部区段17之前。

内部区段23a、外部区段23b和连接区段23c形成U形轮廓并且引起密封和热耦合元件23的相应的横截面轮廓。

密封和热耦合元件23的说明的造型原则上可在预制密封和热耦合元件23的范围中用作形状密封件。此时，密封和热耦合元件23作为制成的元件在组装模块壳体4时装入接合区域19中。

然而，明显有利的是，密封和热耦合元件23的说明的造型通过上文已经进一步谈及的成形直接在两个壳体件7、8接合在一起时发生。在图4中描绘了相应的方法过程。在此，制造电子模块1的起点是两个接合部件59、60，其中，第一接合部件59包括第一壳体件7，并且第二接合部件60包括第二壳体件8以及通过紧固器件48紧固在第二壳体件处的电路载体24。

第二壳体件8的第二端部区段18与电路载体24的边缘区域35一起限定跟随接合区域19的周向走向的、在周向方向55上围绕竖向轴线6延伸的环形槽64，其朝背对封壁13的一侧敞开。

第二壳体件8以其第二端部区段18划定接合开口65，在紧接的接合过程中第一壳体件7以第一端部区段17向前插入第二壳体件8中到该接合开口中。电路载体24在高度方向6上与接合开口65间隔开，这因此还适用于朝接合开口65敞开的环形槽64。

此时在插入第一接合部件59之前，将形成密封和热耦合元件23的尚未硬化的原始材料66以可流动的状态施加到环形槽64的区域中。在此，原始材料66尤其根据焊道的类型以束状体的形式沿着接合区域19施加，使得原始材料66在环形槽64的区域中形成尚未固化的框状的原始结构67，其跟随接合区域19的周向走向55。原始结构67在此适宜地粘附在第二接合部件60处。

紧接于此，将两个接合部件59、60包括其两个壳体件7、8在内根据箭头68以面向彼此的端部区段17、18插入彼此中，并且在高度方向6上施加一定的按压力的情况下接合在一起。在此，第一端部区段17以其背对第一封壁12的、朝自由端适宜地逐渐变细的边缘区域69根据箭头70碰到原始结构67并且将原始结构根据箭头71向里压到环形缝隙64中，其中，第一端部区段本身侵入原始材料66中，使得原始材料在内侧和外侧围绕第一端部区段17分布并且还达到与第二接合部件60的限定环形缝隙64的面的贴靠。因此，原始材料66填充了构造在两个接合部件59、60之间的U形间隙57。

紧接着，实现原始材料66的硬化以构造密封和热耦合元件23。硬化过程的方式和开始取决于原始材料66的特性并且例如对于双组份原始材料66在没有特殊的开始过程的情况下仅仅取决于时间地进行。

在硬化过程结束之后，电子模块1至少基本上完成制造。

两个接合部件59、60可以未进一步示出的方式如此构造，即，相互的插入深度受到限制并且设定对于U形的间隙57的限定的空隙尺寸，密封和热耦合元件23的预定的材料厚度相应于该空隙尺寸。

适宜地，两个壳体件7、8配有彼此协调的保持器件72，通过保持器件将两个壳体件在接合在一起的状态中机械地保持在一起。这种在说明的实施例中存在的保持器件72适宜地实施为卡锁连接器件，其在两个接合部件59、60根据箭头68实现接合在一起时立即彼此形状配合地接合。

保持器件72适宜地是可松开的类型。

如果密封和热耦合元件23的原始材料66具有粘接特性，由其引起足够强的粘附连接，还可取消附加的保持器件72。

板状电路载体24优选地由印刷电路板形成，但例如还可以MID(MID=MouldedInterconnect Device，模制互连器械)技术实施。

电路载体24的上文说明的间壁功能结合密封和热耦合元件23的密封功能实现针对不同的UL保护等级来设计两个子空间38、39。因此，例如为通讯接口2和可能的总线接口3关联的第二子空间39可比另一第一子空间38设计更低的燃烧等级和更低的能量加载。这例如还简化对于在防爆的区域中的使用的许可的获得。

因为密封和热耦合元件23的存在限制到电路载体24的边缘区域35上，所以它没有与电子构件组件44接触，这具有的优点是，热膨胀不引起机械地影响电子构件组件44。

针对密封和热耦合元件23优选地使用这样的原始材料66，其在硬化后相对很刚硬，从而密封和热耦合元件可承担在模块壳体4和电路载体24之间的支撑功能。以这种方式，如果在联接电气线路时将插接力施加到通讯接口2上，那么电路载体24例如通过模块壳体4支撑。

因为两个子空间38、39在缺乏浇注的情况下留作空腔，所以子空间提供了从模块壳体4外面接近的可行性(如果模块壳体的壁部具有对此适合的操纵开口73，这在图3中作为可选的装备特征用点划线表示)。这种操纵开口73适宜地通过封闭元件74封闭，其可临时移开，以实现穿过，其目的是操纵由电路载体24承载的部件75，例如开关。

在横截面中来看，其截平面与电路载体24的主伸展平面25成直角伸延(其相应于图3和图4的截面图示)，在接合区域19中通过使用密封和热耦合元件23适宜地产生以下层构建：从内向外出现的布置顺序是，以电路载体24开始，接着是密封和热耦合元件23的内部区段23a，紧接着第一壳体件7的第一端部区段17，紧接着密封和热耦合元件23的外部区段23b并且最后是第二壳体件8的第二端部区段18。这提供了最佳地赋予力求得到的组合的密封和热耦合功能。

Claims (17)

1.一种用于工业自动化的电子模块，具有：模块壳体(4)，其具有在环形独立的接合区域(19)中彼此接连的两个壳体件(7、8)，它们一起围成壳体内部空间(5)，在所述壳体内部空间中容纳有装配有电子构件组件(44)的板状的电路载体(24)，其中，所述两个壳体件(7、8)在其接合区域(19)中相对彼此密封，并且所述电路载体(24)导热地与所述模块壳体(4)连接，其特征在于，所述电路载体(24)形成将所述壳体内部空间(5)分成两个子空间(38、39)的间壁并且仅仅在边缘侧被框状设计的一件式的组合的密封和热耦合元件(23)包围，所述密封和热耦合元件一方面密封地并且热耦合地弥补构造在所述电路载体(24)的边缘区域(35)和所述模块壳体(4)之间的环形缝隙(36)，并且另一方面在所述接合区域(19)中密封地在所述两个壳体件(7、8)之间延伸，其中所述两个壳体件(7、8)在所述模块壳体(4)的接合区域(19)中在所述模块壳体(4)的高度方向(6)上彼此接合，其中，所述一壳体件(7)的具有框状结构的端部区段(17)在周围被所述密封和热耦合元件(23)包围，通过该端部区段不仅在面向所述另一壳体件(8)的端侧处而且在面向所述壳体内部空间(5)的内侧处和在与此所背对的外侧处被所述密封和热耦合元件(23)覆盖。

2.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于，该电子模块构造为E/A模块(1a)，其具有至少一个电气输入部和/或至少一个电气输出部，其中，在所述模块壳体(4)的壳体壁中构造有多个壁穿透部(46)，以可从外部接近的方式相应限定了相关的输入部或输出部的电气联接元件(45)伸入到所述壁穿透部中，所述电气联接元件紧固在所述电路载体(24)处并且尤其构造为插接联接元件。

3.根据权利要求2所述的电子模块，其特征在于，所有的电气联接元件(45)布置到所述电路载体(24)的同一个板面(27)处并且仅仅处在所述壳体内部空间(5)的两个子空间(39)中的一个中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述两个子空间(38、39)关联有不同的保护等级。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述密封和热耦合元件(23)在周围在边缘面高度的至少一部分上覆盖所述电路载体(24)的限定所述电路载体(24)的轮廓的侧部的边缘面(28)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述密封和热耦合元件(23)覆盖所述电路载体(24)的限定所述电路载体(24)的轮廓的整个的侧部的边缘面(28)。

7.根据权利要求5所述的电子模块，其特征在于，所述密封和热耦合元件(23)围绕所述电路载体(24)的轮廓还覆盖所述电路载体(24)的彼此相反的板面(26、27)中的一个或两个的与所述电路载体(24)的侧部的边缘面(28)联接的条状的边缘区域(54)。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述密封和热耦合元件(23)完全填充形成在所述电路载体(24)的边缘区域(35)和所述模块壳体(4)之间的环形缝隙(36)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述电路载体(24)借助于关于所述密封和热耦合元件(23)分开的紧固器件(48)以与另一壳体件(7)无关的方式紧固在所述模块壳体(4)的两个壳体件中的一个壳体件(8)处。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述板状的电路载体(24)如此布置在所述模块壳体(4)的壳体内部空间(5)中，使得所述板状的电路载体在含有所述两个壳体件(7、8)的接合区域(19)的接合平面(34)中延伸。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述两个壳体件(7、8)在接合在一起的状态中通过除了所述密封和热耦合元件(23)以外存在的保持器件(72)保持在一起。

12.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于，所述密封和热耦合元件(23)的布置在所述一壳体件(7)的被所述密封和热耦合元件(23)包围的端部区段(17)的内侧处的内部区段(23a)在其面向壳体内部空间(5)的内侧处被所述电路载体(24)的与该内部区段处于接触中的侧部的边缘面(28)所侧护，并且所述密封和热耦合元件(23)的布置在所述一壳体件(7)的该端部区段(17)的外侧处的外部区段(23b)在其背对所述壳体内部空间(5)的外侧处被所述另一壳体件(8)的与所述外部区段处于接触中的端部区段(18)所侧护。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述密封和热耦合元件(23)由以可流动的状态施加到所述接合区域(19)中的并且在所述两个壳体件(7、8)接合在一起之后硬化的材料构成。

14.根据权利要求4所述的电子模块，其特征在于，所述保护等级是保险商实验室（ UL）保护等级。

15.根据权利要求13所述的电子模块，其特征在于，所述硬化的材料是浆状的材料或泡沫材料。

16.一种用于制造根据权利要求13所述的用于工业自动化的电子模块的方法，其特征在于以下方法步骤：

-在在所述接合区域(19)中构造框状的原始结构(67)的情况下，将至少在其硬化后具有密封和导热特性的原始材料(66)以未硬化的可流动的状态施加在一壳体件(8)处，

-在将尚可流动的原始结构(67)压入在两个壳体件(7、8)之间的接合区域(19)中的情况下、以同时挤压和加压所述原始结构(67)的原始材料(66)到事先放置在所述壳体内部空间(5)中的电路载体(24)的边缘区域(35)处的方式，使两个壳体件(7、8)接合在一起，

-在构造所述密封和热耦合元件(23)的情况下，使所述可流动的原始结构(67)的原始材料(66)硬化。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述两个壳体件(7、8)接合在一起并且施加形成所述密封和热耦合元件(23)的可流动的材料之前将所述电路载体(24)紧固在所述两个壳体件(7、8)中的一个处，适宜如此地以使所述电路载体在与所述接合区域(19)共同的平面中延伸。

Images