CN109104810A - 车辆的控制器的电路板、制造车辆的电路板的方法以及制造车辆的控制器的方法 - Google Patents

车辆的控制器的电路板、制造车辆的电路板的方法以及制造车辆的控制器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的控制器的电路板100，其中，电路板100具有夹持边缘102用于夹持盖部以覆盖电路板100，其中，夹持边缘102由布置在电路板100的上侧上的导电层形成。此外，电路板100具有用于屏蔽电磁辐射的多个焊料凸块106、108，其中，焊料凸块106、108在夹持边缘102中布置成一排，并且每个焊料凸块106、108通过由阻焊层110形成的环与导电层绝缘。

Description

车辆的控制器的电路板、制造车辆的电路板的方法以及制造 车辆的控制器的方法
技术领域
本发明基于根据独立权利要求的类型所述的装置或方法。
背景技术
有许多技术不仅可以将电路板的电磁干扰的辐射保持很小，并且特别是将电路板对于辐射的易感性保持很小。
发明内容
在此背景下，利用在此介绍的方案提出了根据主权利要求的用于车辆的控制器的电路板，以及用于制造用于车辆的电路板的方法，以及用于制造用于车辆的控制器的方法。通过在从属权利要求中列举的措施使得在独立权利要求中列举的装置的有利的改型方案和改进方案可行。
介绍了一种用于车辆的控制器的电路板，其中，电路板具有以下特征：用于夹持盖部以覆盖电路板的夹持边缘，其中，夹持边缘由布置在电路板的上侧上的导电层形成；和
用于屏蔽电磁辐射的多个焊料凸块，其中，焊料凸块以一排布置在夹持边缘中，其中，每个焊料凸块通过由阻焊剂形成的环与导电层绝缘。
电路板可以由电绝缘基材组成，并作为电子构件的载体起作用。通常，电路板被形成为多层。控制器可以是电子模块，控制器可以安装在车辆中以控制和/或调节车辆。车辆可以是客运车辆，例如高度自动化行驶的车辆。夹持边缘可以框架状地围绕电路板。夹持边缘的导电层可以连接到电路板的接地端子。夹持边缘也可以构造成具有多个焊料凸块和过孔。有利的是，盖部可以由金属制成并且还与电路板接合，以形成闭合单元并且屏蔽电路板。焊料凸块可能是布置在电路板的接触面处的小球。由围绕焊料凸块的阻焊剂形成的环可以在钎焊过程中防止通过流动焊料对电路板上的涂覆有该环的面进行的润湿。
电磁辐射可以是具有可能损害控制器功能的频率的辐射。通过屏蔽电路板的电磁辐射，控制器的电磁兼容性(EMV)得到保证，并且确保控制器在电磁环境中无故障运行，而在此不会影响其它设备或者不会自身受到负面影响。这里所介绍的方案实现使用已知的材料和制造步骤对用于车辆的控制器的电路板的非常好的EMV密封。
通过所描述的方案，可以实现所谓的集成EMC屏蔽。在此，该方案可以取代或附加于使用以导电的/经涂层的塑料/金属编织物为形式的EMV密封胶(导电)或环密封件/软管密封件的方案而被使用。有利的是，对于在这里描述的和基于焊料凸块的方案，在控制器装配中不需要额外的制造步骤，例如对于液体/糊状密封剂的涂胶或对于固态密封件的接合。另外，由于本来就使用的焊料，确保了材料配对和材料相容性。还在例如由于温度影响和温度变化而造成的寿命上确保了功能。
根据一个实施方式，焊料凸块可以布置在夹持边缘上的链结构中，其中，焊料凸块之间的距离匹配于电磁辐射的频率。链结构中的焊料凸块的匹配于电磁辐射波长的距离防止了电磁辐射的进入。
根据一个实施方式，每个焊料凸块可以利用桥接由阻焊剂形成的环的支线与导电层连接。由阻焊剂形成的环用于保护电路板免受腐蚀、机械损伤，并且在钎焊时防止在电路板上的涂覆有该环的面润湿。通过支线，可以使焊料凸块达到与导电层相同的电位。有利的是，焊料凸块可以通过支线接地。
根据一个实施方式，电路板可以具有导电的屏蔽层，其中，焊料凸块中的每个焊料凸块利用过孔单元连接到屏蔽层。屏蔽层例如是由金属例如铜制成的所谓的接地层(GND层)或接地层。以这种方式，焊料凸块可以通过屏蔽层接地。
根据一个实施方式，电路板可以具有用于屏蔽电磁辐射的多个 EMV过孔单元。EMV过孔单元以一排布置在夹持边缘中并且连接到导电层。车辆的电气控制的EMV确保电磁环境中的车辆的无故障运行，而在此不会影响其他设备或不会自身受到不利影响。
根据一个实施方式，电路板可以形成有布置于电路板上侧的至少一个电气构件。例如，这样的构件可以是集成电路。
介绍了一种用于车辆的控制器，其中，控制器具有电路板和盖部，其中，盖部搁置在多个焊料凸块上。在此可以在盖部和多个焊料凸块之间给定直接的和导电的接触。除了控制器的电磁屏蔽之外，使用盖部屏蔽控制器免受污染可能是有意义的也或者是必要的。
根据一个实施方式，可以在两侧配备电路板。在这种情况下，另外的盖部可以布置在电路板的与最先提到的盖部相对的侧部处。根据一个实施方式，两个盖部可以通过旋拧连接而彼此旋拧。由此可以以安全的方式实现最先提到的盖部对焊料凸块的足够大的按压力。
此外，提出一种用于制造用于车辆的控制器的电路板的方法，其中，方法包括以下步骤：
提供承载板；
将导电层布置在承载板上，以形成夹持边缘；并且
将多个焊料凸块以一排布置在夹持边缘中，以屏蔽电磁辐射；其中，每个焊料凸块通过由阻焊剂形成的环与导电层绝缘。阻焊剂在这里是电路板的保护层，并且还减少了回流钎焊工艺中的焊锡消耗。
最后，介绍一种用于制造车辆的控制器的方法，其中，该方法包括以下步骤：
提供根据前述权利要求中任一项所述的电路板和盖部；并且
将盖部搁置到多个焊料凸块上。
在用于制造车辆的控制器的方法中，盖部可以在搁置步骤中向着电路板压紧，其中，盖部在这里与电路板接合，以便能够形成闭合的和被屏蔽的单元。
在当前，能够将控制器理解为电仪器，该电仪器处理传感器信号且依据传感器信号发出控制信号和/或数据信号。控制器能够具有能够以硬件方式和/或以软件方式构造的接口。在一种以硬件方式的构造方案中，接口能够例如是包含了控制器的极为不同功能的所谓的系统 ASIC的一部分。但是也可能的是，接口是固有的集成电路或至少部分地包括分立的结构元件。在一种以软件形式的构造中，接口能够是软件模块，该软件模块例如在微控制器上在其它的软件模块的旁侧存在。
附图说明
在附图中展示了并且在后面的说明中更加详细地阐释这里所介绍的方案的实施例。其中：
图1是根据一个实施例的电路板的一个区段的俯视图；
图2是根据一个实施例的电路板的横截面图；
图3是根据一个实施例的具有控制器的车辆的横截面图；
图4是根据一个实施例的用于制造用于车辆的控制器的电路板的方法的实施例的流程图；并且
图5是根据一个实施例的用于制造用于车辆的控制器的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
在本发明的适当的实施例的接下来的说明中，对于在不同的附图中示出的并且相似地起作用的元件使用相同的或相似的附图标记，其中，省去对这些元件的重复说明。
图1示出了对根据一个实施例的电路板100的一个区段的俯视图。
电路板100包括夹持边缘102，其中，夹持边缘102布置在电路板的上侧上并且由导电层形成。根据一个实施例，夹持边缘102的导电层连接到电路板100的接地端子。EMV过孔单元104可选地以链结构被放置在夹持边缘102上。此外，夹持边缘102上布置有多个焊料凸块106、108，其中，焊料凸块106、108中的每个焊料凸块通过由阻焊剂110形成的环与夹持边缘102的导电层绝缘。可以以两种不同的变型方案形成焊料凸块106、108。在图示的左侧，焊料凸块106 具有至少一个，此处具有多个例如四个薄的支线112，经由该支线使得焊料凸块连接到电路板100的夹持边缘102的导电层。附加地或备选地，焊料凸块108，如在图的右侧可以看到的那样，利用过孔单元与屏蔽层连接。
盖部可以搁置在电路板100上，盖部在经装配状态下搁置在焊料凸块106、108上。设置焊料凸块106、108以防止不期望的电磁辐射透过电路板100和盖部之间的缝隙。
根据一个实施例，在电路板100的夹持边缘102上，EMV过孔 104被设置到屏蔽层上。在夹持边缘102上还布置有以链结构的结构，该结构具有多个圆形的焊料凸块106、108和围绕焊料凸块106、108 的由阻焊剂110形成的环。在单个焊料凸块106、108之间的距离在此大致对应于单个EMV过孔单元104之间的距离并且匹配于要被屏蔽的频率。
焊料凸块106、108要么利用过孔单元接触到电路板100的屏蔽层上，要么利用薄且脆的支线112连接到上侧金属化部。因此支线112 被形成得较薄，使得焊料凸块106、108在重熔工艺中保持圆形并且不会流走。
根据所示实施例，EMV过孔104布置在笔直的一排中。同样地，焊料凸块106、108布置在另外的笔直的一排中。在此，由EMV过孔 104和焊料凸块106、108形成的排彼此平行布置。举例来说，焊料凸块106、108比EMV过孔104更靠近电路板100的外边缘进行布置。焊料凸块106、108完全被导电层包围。作为对直线布置的备选方案，焊料凸块106、108例如也可以之字形或波浪形布置。
根据一个实施例，夹持边缘102在电路板100的至少一侧的整个长度上延伸或者沿着电路板100的外边缘框架状地环绕延伸。夹持边缘102可以在此延伸到电路板100的外边缘或由电路板100的外边缘的窄条分开。举例来说，夹持边缘102具有在3和15毫米之间的宽度。
由焊料凸块106、108形成的排根据一个实施例在夹持边缘102 的整个长度上连续延伸。在此，由焊料凸块106、108形成的排的彼此相邻的焊料凸块106、108连续地分别具有被限定的距离，该距离引起对入射到由焊料凸块106、108形成的排上的电磁辐射的屏蔽。根据一个实施例，由焊料凸块106、108形成的连续的排通过通孔中断，紧固装置如螺钉可以引导通过该通孔，通过该紧固装置可以将盖部紧固在电路板100处。
根据一个备选的实施例，由焊料凸块106、108形成的排唯独包括具有支线112的焊料凸块106或唯独包括具有过孔单元的焊料凸块 108。
图2示出了根据一个实施例的电路板100的横截面图。在此可以是借助于图1所示的电路板的实施例。
在电路板100的图2中所示的截面中，示出了焊接凸块108，焊料凸块利用过孔单元202连接到屏蔽层204。根据这个实施例，屏蔽层204布置在电路板100的与焊料凸块108相对的侧部上。
在图示的左侧，可见焊料凸块108的横截面，其中，焊料凸块的过孔单元202从夹持边缘102通过电路板100的多个层到达屏蔽层 204。在图示的右侧，同样可以看到焊料凸块108的横截面，但是在该图示的这个部分中，盖部206已经与电路板100接合。如从图中可以看出的那样，该接合导致压焊凸块108的压紧。通过该压紧可以确保盖部206与关于焊料凸块108高度的制造公差无关地搁置在所有焊料凸块108上。根据这个实施例，相邻的焊料凸块108如此程度地彼此间隔，使得即使在压紧之后，在相邻的焊料凸块之间的缝隙保留并且因此在电路板100和盖部206之间的间隙保留。
通常可以通过焊膏印刷来控制焊料凸块108的高度。在这里，将焊膏印刷理解为借助于由钢或塑料制成的印模以及膏印刷机将焊膏施加到有待配备的电路板100上。因此，可以设想在电路板100的上侧上的各种形状，以便定义焊膏的过量供应或不足供应，这然后可以在熔化工艺中导致更高或更平坦的焊料凸块108。在此，在选择焊料凸块的高度时，可以考虑按压力和弯曲。
用于焊料凸块的具有高锡含量的相对较软的焊膏材料在金属盖部206接合时导致的是，焊料凸块108被轻微压入并且因此产生电接触。通过有利地选择焊料凸块108的距离，屏蔽效应类似于EMV过孔单元中那样进行。
图3示出了根据一个实施例的具有控制器302的车辆300的示意横截面图。在图示中，车辆300包括控制器302，控制器又包括具有盖部206的电路板100，如借助于前面的附图所述那样。为了将盖部 206紧固在电路板100处，纯粹示意性地示出了夹紧装置304，该夹紧装置例如可以被视为代表旋拧连接或夹子。在图3中，进一步示出了两个焊料凸块108，盖部206的边缘被放置到焊料凸块上。电路板 100通常配备有多个元件，其中例如示出了结构元件306。
控制器302包括电路板100和盖部206，其中，示例性的夹紧装置304将盖部206压紧到电路板100上，并且从而使电路100与盖部 206接合。盖部206的接合也导致焊料凸块108被轻微压入并且因此产生电接触。盖部206被形成为使得尽管盖部靠近电路板100的夹持边缘搁置，但是给电路板100中部的结构元件306提供了足够位置。盖部206在此用于屏蔽结构元件306以及使得结构元件306互连并且因此确保结构元件的功能有效性。在一个实施例中，盖部206通过旋拧装置紧固在电路板100处。
在一个实施例中，在两侧配备电路板100，并且另外的盖部设置在电路板100的背侧上，以便也屏蔽背侧。在这种情况下，两个盖部根据一个实施例通过至少一个旋拧连接而彼此连接。通过拧紧旋拧连接，电路板100夹入在盖部之间，并且盖部206与电路板100接合。
在该图示中，电路板100仅包括利用过孔单元202与屏蔽层204 连接的那些焊料凸块108。附加地或备选地，电路板100设有焊料凸块，焊料凸块如同借助于图1所示那样经由支线与电路板100的夹持边缘的导电层连接。
图4示出了根据一个实施例的用于制造用于车辆的控制器的电路板的方法400的实施例的流程图。在此可以是电路板，如借助于之前的附图所描述的那样。
在步骤401中，提供承载板。在步骤403中，将导电层布置到承载板上以形成夹持边缘。在步骤405中，在夹持边缘中以一排布置多个焊料凸块。在此，每个焊料凸块通过由阻焊剂形成的环形与导电层绝缘。
图5示出了根据一个实施例的用于制造用于车辆的控制器的方法 500的实施例的流程图。在此，控制器能够是与借助于图3所描述那样的控制器。
在步骤501中，提供电路板和从属于该电路板的盖部。随后，在步骤503中，将盖部搁置在电路板的多个焊料凸块上，其中在搁置步骤503中将盖部向着电路板压紧，以便由此使盖部与电路板接合。
如果实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”关联，则这被解读如下：实施例根据一个实施方式具有第一特征和第二特征，并且根据另一实施方式要么仅具有第一特征要么仅具有第二特征。

Claims (11)

1.一种用于车辆(300)的控制器(302)的电路板(100)，其中，所述电路板(100)具有下述特征：
夹持边缘(102)，用于夹持盖部(206)以覆盖所述电路板(100)，其中，所述夹持边缘(102)由布置在所述电路板(100)的上侧上的导电层形成；
用于屏蔽电磁辐射的多个焊料凸块(106；108)，其中，所述焊料凸块(106；108)成排地布置在所述夹持边缘(102)中，其中，所述焊料凸块(106；108)中的每个焊料凸块通过由阻焊剂(110)形成的环与所述导电层绝缘。
2.根据权利要求1所述的电路板(100)，其中，所述焊料凸块(106；108)成链结构地布置在所述夹持边缘(102)上，其中，所述焊料凸块(106；108)之间的距离匹配于所述电磁辐射的频率。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电路板(100)，其中，所述焊料凸块(106)中的每个焊料凸块利用跨过由阻焊剂(110)形成的环的支线(112)与所述导电层连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电路板(100)，具有导电的屏蔽层(204)，其中，所述焊料凸块(108)中的每个焊料凸块利用过孔单元(202)与所述屏蔽层(204)连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电路板(100)，具有用于屏蔽所述电磁辐射的多个EMV过孔单元(104)，其中，所述EMV过孔单元(104)成排地布置在所述夹持边缘(102)中并且与所述导电层连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电路板(100)，具有布置在所述电路板(100)的所述上侧上的至少一个电气构件(306)。
7.一种用于车辆(300)的控制器(302)，其中，所述控制器具有根据前述权利要求中任一项所述的电路板(100)和所述盖部(206)，其中，所述盖部(206)搁置在所述多个焊料凸块(106；108)上。
8.一种用于制造用于车辆(300)的控制器(302)的电路板(100)的方法(400)，其中，所述方法(400)包括以下步骤：
提供(401)承载板；
将导电层布置(403)在所述承载板上，以形成夹持边缘(102)；并且
将多个焊料凸块(106；108)成排地布置(405)在所述夹持边缘(102)中，以屏蔽电磁辐射，其中，所述焊料凸块(106；108)中的每个焊料凸块通过由阻焊剂(110)形成的环与所述导电层绝缘。
9.一种用于制造用于车辆(300)的控制器(302)的方法(500)，其中，所述方法(500)包括以下步骤：
提供(501)根据前述权利要求中任一项所述的电路板(100)和盖部(206)；并且
将所述盖部(206)搁置(503)到所述多个焊料凸块(106；108)上。
10.根据权利要求9所述的用于制造的方法(500)，其中，在所述搁置(503)的步骤中，将所述盖部(206)向着所述电路板(100)压紧。
11.根据权利要求9或10所述的用于制造的方法(500)，其中，所述盖部(206)在所述搁置(503)的步骤中与所述电路板(100)接合。
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