CN110519963B - 用于布置在变速器部件上的电子模块及其布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于布置在变速器部件上的电子模块及其布置方法。用于布置在变速器部件(112)上的电子模块(100)包括电路板元件(102)和导热膜(110)，电路板元件包括具有至少一个电子元器件(108)的元器件侧(104)和与该元器件侧(104)背对的接触侧(106)，导热膜布置在接触侧(106)的与元器件(108)背对的表面部段与变速器部件(112)的表面部段之间。电路板元件(102)与或能与变速器部件(112)夹紧，以使导热膜(110)压向接触侧(106)的表面部段和变速器部件(112)的表面部段。本发明还涉及用于将电子模块布置在变速器部件上的方法、电脑程序以及机器可读取的存储介质。

Description

用于布置在变速器部件上的电子模块及其布置方法

技术领域

本发明涉及一种用于布置在变速器部件上的电子模块和一种用于将电子模块布置在变速器部件上的方法。

背景技术

电子模块例如可以被粘在或焊在金属壳体中或者被塑料包封。热排导部例如可以通过直接的壳体接触、金属弹簧、金属插件或者粘贴面实现。

发明内容

在这个背景下，本发明提出一种根据独立权利要求所描述的、用于布置在变速器部件上的改进的电子模块以及一种用于将电子模块布置在变速器部件上的改进的方法。有利的设计方案由从属权利要求和下面的描述给出。

本方面所描述的方案基于以下认知，即，通过将导热膜夹紧在电路板元件与变速器部件之间，能够以少的安装及生产耗费实现电路板元件和变速器部件上的产生热的电子元器件之间的直接热耦合。变速器部件在此可以作为从电路板元件排导走热的散热片起作用。

特别有利的是，导热膜例如施加或粘贴在电路板元件的一侧上，这一侧与电路板元件的装配有元器件的一侧背对。在此，导热膜尤其是仅布置在电路板的与背对的元器件相对应的区域内。

可选地，电路板元件可以构造为变速器部件上固有的壳体部分。在这种情况下，电路板元件可以在元器件的侧上被注塑包封。这样设计的优点是，可以简化变速器部件上的维护工作，因为可以简单地更换电子模块。

在此所描述的方案的另一方面涉及元器件和螺纹连接点在电路板元件上的布置，尤其是为了将电路板元件固定在变速器部件上。于是例如可以通过螺纹连接点相对于电路板元件上的元器件的特殊的布置确保导热膜最佳地贴合在变速器部件上。导热膜和变速器部件之间的连接例如可以实现为可松脱的连接。

通过这种针对电子模块的构造、封装和散热设计可以免去铝嵌件的使用。

总而言之，本发明介绍的方案能够实现节约成本、减少重量、减少构造高度并且降低污染风险。

本发明介绍了一种用于布置在变速器部件上的电子模块，其中，电子模块包括以下特征：

电路板元件，其包括具有至少一个电子元器件的元器件侧以及与该元器件侧背对的接触侧；以及

导热膜，其用于布置在接触侧的与元器件背对的表面部段与变速器部件的表面部段之间，其中，电路板元件与变速器部件夹紧或者能与之夹紧，从而使导热膜压向接触侧的表面部段和变速器部件的表面部段。

电子模块例如可以理解为用于控制变速器、尤其是车辆变速器的模块。变速器部件例如可以理解为壳体部段或者变速器的机器元件。尤其是电子模块布置在或者可以布置在变速器内部、例如在油区域中。电路板元件可以理解为电路板或者PCB(英文：printedcircuit board，中文：印刷电路板)。电路板元件根据实施方式可以单侧地或者两侧都配有电子元器件。元器件侧例如可以是装配侧(可以在其上为电路板元件装配以电子元器件)。出于构造空间上的原因，单侧地装配电路板元件特别地有利。电子元器件可以理解为产生热的、无源的或有源的元器件。元器件例如可以与电路板元件钎焊连接，从而让元器件热接合到电路板元件上。作为替选或者作为附加，元器件也可以卡锁在电路板元件中。导热膜例如可以是由具有比较低的热阻的材料制成的柔性层。例如导热膜可以实现为所谓的间隙填充物、具有特别有利的机械属性和化学属性的填充材料。电路板元件例如可以与变速器部件螺纹连接或者可以与变速器部件卡夹。

根据一个实施方式，电路板元件可以具有至少一个用于容纳用以将电路板元件夹紧的第一夹紧元件的第一通孔和用于容纳用以将电路板元件夹紧的第二夹紧元件的第二通孔。通孔例如可以理解为电路板元件中的钻孔。夹紧元件例如可以理解为螺丝或插销。由此可以以很少的安装耗费将电子模块布置在变速器部件上。

根据另一实施方式，元器件可以布置在第一通孔与第二通孔之间。由此可以以低成本将通过夹紧施加的挤压力均匀分配到导热膜上。由此实现高效的热排导。

此外有利的是，元器件布置在将第一通孔和第二通孔连接的直线上。由此实现的是，导热膜在电路板元件夹紧时能够面式地贴合在接触侧的与该元器件背对的表面部段上。

尤其是直线的穿过元器件的部段的长度可以大于元器件的最大宽度。由此可以确保导热膜的尽可能均匀的压挤。

根据另一实施方式，电子模块可以具有用于罩住元器件的壳体。例如壳体可以构造成液密性的。由此，可以保护该元器件不受到环境影响或机械损坏。

在此，壳体可以具有至少一个用于容纳第一夹紧元件的第一壳体通孔和用于容纳第二夹紧元件的第二壳体通孔。在元器件的被罩住状态下第一壳体通孔可以与第一通孔对置，并且第二壳体通孔与第二通孔对置。由此可以以小的安装耗费将壳体固定在变速器部件上。电子模块也可以由此保持尽可能地紧凑。

例如元器件以壳体材料灌封，以便形成壳体。由此可以低成本地生产制造壳体。此外由此还可以实现对元器件的可靠密封。

根据另一实施方式，导热膜可以具有预定的弹性。例如可以借助或者通过设置(期望的)弹性来具体地选择导热膜。额外地或者作为替选，导热膜可以是自粘的或者能无残留地移除。为此，导热膜例如可以实现为间隙填充物。通过这种实施方式可以将安装或拆卸电子模块时的耗费限制到最小。此外，由此还可以简单地补偿接触侧的或变速器部件的表面部段的特性中的不均匀。

有利的是，电路板元件单侧装配有元器件。这要理解为，电路板元件仅在元器件侧上装配有元器件或者其它的电子元器件，而接触侧不具有这样的元器件。由此可以最小化电子模块的构造空间需求。

根据另一实施方式，电路板元件可以在元器件侧上具有至少一个另外的电子元器件。在这种情况下，导热膜还可以被构造成用于布置在接触侧的与另外的元器件背对的另外的表面部段与变速器部件的另外的表面部段之间。电路板元件与或能与变速器部件夹紧，从而使导热膜还压向接触侧的另外的表面部段和变速器部件的另外的表面部段。由此实现多个元器件在变速器部件上的高效的热耦合，从而能够实现电子模块的高效的热排导。

最后，本发明提出的观点建议一种用于将电子模块布置在变速器部件上的方法，其中，方法包括以下步骤：

准备电路板元件，其包括具有至少一个电子元器件的元器件侧以及与该元器件侧背对的用于接触变速器部件；并且

将导热膜布置在接触侧的与元器件背对的表面部段与变速器部件的表面部段之间；并且

将电路板元件与变速器部件夹紧，从而使导热膜压向接触侧的表面部段和变速器部件的表面部段。

具有如下程序代码的电脑程序产品也是有利的，该程序代码可以存储在机器可读取的载体上，如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器，并且当程序在电脑上或装置上运行时，该电脑程序产品用于执行根据以上描述的实施方式中任一种所描述的方法。

在对本发明的优选实施例的以下说明中，为在不同的附图中示出的和作用类似的元件使用相同的或者类似的附图标记，其中，省略了对这些元件的重复说明。

进行描述并且在附图中示出的实施例仅是示例性选择。不同的实施例可以全部地或者就各个特征而言相互组合。也可以为一个实施例添加另一个实施例的特征。

此外根据本发明的方法步骤可以重复，并且可以以与所描述的顺序不相同地实施。

如果一个实施例中在第一特征和第二特征之间使用了“和/或”这样的关联词，那么可以理解为，这个实施例根据一个实施方式不仅具有第一特征而且还具有第二特征，而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。

附图说明

借助附图示例性地详尽阐述本发明。其中：

图1用剖面图示出了根据一个实施例的电子模块的示意图；

图2用俯视图示出了图1中的电子模块的示意图；以及

图3示出了用于布置根据实施例的电子模块的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据一个实施例的电子模块100的示意图。电子模块100包括具有元器件侧104和接触侧106的电路板元件102。两个侧104、106是电路板元件102的相互背对的侧。示例性地，元器件侧104在这里是电路板元件102的上侧，并且接触侧106是电路板元件102的下侧。电路板元件102在元器件侧104上装配有产生热的电子元器件108。实际上电路板元件102例如也可以在元器件侧104上具有多个元器件108。电路板元器件102经由导热膜110与作为散热片的变速器部件112热接合，例如是由(铝)压注件制成的液压板。导热膜110布置在接触侧106的与元器件108背对的表面部段与变速器部件112的与接触侧106背对的表面部段之间。通过让电路板元件102与变速器部件112夹紧，导热膜110不仅面式地压向接触侧106而且也面式地压向变速器部件112。相应的热路径用从元器件108朝向变速器部件112方向指向的垂直箭头表示。

这种夹紧根据图1示例性地通过呈第一螺丝形式的第一夹紧元件114和呈第二螺丝形式的第二夹紧元件116实现。在这里，第一夹紧元件114被引导穿过电路板元件102中的第一通孔118并且第二夹紧元件116被引导穿过电路板元件102中的第二通孔120。变速器部件112在与通孔118、120对置的位置上分别具有合适的、经过加工处理的螺接面122，在这里以略微高起的螺接底座的形式。此外，变速器部件112具有合适的、经过加工处理的接触面124，在这里呈略微高起的接触底座的形式，导热膜110在被挤压的状态下面式地贴合在这个接触面上。在螺接面122和接触面124之间，电路板102不贴靠在变速器部件112上。由此，确保了电路板元件102仅与变速器部件112的限定的部段接触。

例如，导热膜110依赖于元器件108的面点式地施加到电路板元件102上。在此，导热膜110的面尤其是选择几乎和元器件108的面一样的大小。作为替选，导热膜110也延伸超过电路板元件102的位于元器件108外部的部段。

根据一个实施例，元器件108被壳体126所包围。示例性地，按照图1所示的壳体126延伸超过元器件侧104的整个面。壳体126例如实现为热固性封装体。该壳体126具有用于容纳第一夹紧元件114的第一壳体通孔128和用于容纳第二夹紧元件116的第二壳体通孔130。在此，第一壳体通孔128与第一通孔118对置，并且第二壳体通孔130第二通孔120对置。作为替选，壳体126仅在元器件104的一个或者多个局部部段上延伸，例如为了分开地封装各个元器件。

根据一个实施例，壳体126通过用来灌封元器件侧104的灌封材料构成。

图2用俯视图示出了图1中的电子模块100的示意图。示出的是两个夹紧元件114、116的特殊布置方式。这两个夹紧元件114、116如下地定位在电路板元件102上，即，使得元器件108位于将两个夹紧元件114、116相互连接的直线200上。因此元器件108位于两个夹紧元件114、116之间。特别有利的是，直线200以对角线的形式伸展超过元器件108，正如在图2中示例性地示出的那样。在此，尤其是直线200的横穿过元器件108的部段的长度大于元器件108的最大宽度B。通过这样的螺纹连接就可以实现安全可靠的夹紧。

下面再换一种方式来说明本发明提出的观点的不同实施例。

根据一个实施例，电路板元件102单侧装配。产生热的元器件108例如经由钎焊热接合在电路板元件102上。

根据另一实施例，电路板元件102在元器件侧104上或者也在接触侧106上以塑料、例如热固塑料或者其它合适的壳体材料灌封，从而保护电子模块100的电子件例如有保护以防油或者其它的液体。

电路板102尤其是直接热接合到变速器部件112的螺接面122上。导热膜110在此例如位于油区域中。

根据另一种实施例，电路板102被实现为FR4电路板。

导热膜110例如实现为所谓的间隙填充物。其尤其涉及固态的或者膏状的填充材料，通过填充材料最小化元器件108和变速器部件112之间的热阻。间隙填充物能够很好地压缩并且具有弹性。由此可以持久地避免因为公差、结构高度差异或者不同的膨胀系数引起的、在电路板元件102与变速器部件112之间的气隙。通过间隙填充物的限定的弹性，实现了将相应的压力施布到导热膜与电路板元件和导热膜与变速器部件各自的相邻面上。由此即使在挤压力很小的情况下也能够实现特别高效的热接合。此外，间隙填充物是自粘的，由此实现导热膜110的简单的预安装。此外，该间隙填充物能够被无残留地移除。由此实现电子模块的简单拆卸。

作为替选，导热膜110通过将导热膏施加到接触侧106上或变速器部件112上实现。

正如已经说明的那样，有利的是，导热膜110仅点式地在产生热的元器件108的区域中施加到电路板元件102上。导热膜110的面在此匹配元器件108的产生热或排导热的面。

元器件108在设计技术方面如下地布置，即，通过将电子模块100螺纹连接在变速器部件112上确保导热膜110夹紧在相关的位置上。为此，变速器部件112例如具有如下地成形的螺接面122，即，电路板元件102不仅贴靠在螺纹连接位置上而且还贴靠在导热膜110的区域中。

电子模块100例如是用于变速器控制的控制电路。为此，电子模块100尤其是可以直接集成到需要控制的变速器中。

通过电子模块100的上述封装及冷却概念，可以省去用于热量排导的附加嵌入件，例如铝嵌件。

图3示出了用于布置根据实施例的电子模块、例如上文借助图1和2描述的电子模块的方法300的流程图。在此，在第一步骤310中准备电路板元件。在第二步骤320中实现将导热膜布置在接触侧的与元器件背对的表面部段与变速器部件的表面部段之间。在第三步骤330中，电路板元件与变速器部件夹紧，从而导热膜压向接触侧的表面部段和变速器部件的表面部段。

附图标记列表

100 电子模块

102 电路板元件

104 元器件侧

106 接触侧

108 元器件

110 导热膜

112 变速器部件

114 第一夹紧元件

116 第二夹紧元件

118 第一通孔

120 第二通孔

122 螺接面

124 接触面

126 壳体

128 第一壳体通孔

130 第二壳体通孔

200 直线

300 用于布置电子模块的方法

310 准备步骤

320 布置步骤

330 夹紧步骤

Claims (13)

1.用于布置在变速器部件(112)上的电子模块(100)，其中，所述电子模块(100)包括以下特征：

电路板元件(102)，所述电路板元件包括具有至少一个电子的元器件(108)的元器件侧(104)以及与所述元器件侧(104)背对的接触侧(106)；以及

导热膜(110)，所述导热膜用于布置在所述接触侧(106)的与所述元器件(108)背对的表面部段与所述变速器部件(112)的表面部段之间，其中，所述电路板元件(102)能与所述变速器部件(112)夹紧，从而使所述导热膜(110)压向所述接触侧(106)的表面部段和所述变速器部件(112)的表面部段。

2.根据权利要求1所述的电子模块(100)，其中，所述电路板元件(102)具有至少一个用于容纳用以将所述电路板元件(102)夹紧的第一夹紧元件(114)的第一通孔(118)和用于容纳用以将所述电路板元件(102)夹紧的第二夹紧元件(116)的第二通孔(120)。

3.根据权利要求2所述的电子模块(100)，其中，所述元器件(108)布置在所述第一通孔(118)与所述第二通孔(120)之间。

4.根据权利要求2所述的电子模块(100)，其中，所述元器件(108)布置在将所述第一通孔(118)与所述第二通孔(120)相互连接的直线(200)上。

5.根据权利要求4所述的电子模块(100)，其中，所述直线(200)的横穿所述元器件(108)的部段的长度大于所述元器件(108)的最大宽度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子模块(100)，所述电子模块具有用于罩住所述元器件(108)的壳体(126)。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的电子模块(100)，其中，所述电子模块具有用于罩住所述元器件(108)的壳体(126)，所述壳体(126)具有至少一个用于容纳所述第一夹紧元件(114)的第一壳体通孔(128)和用于容纳所述第二夹紧元件(116)的第二壳体通孔(130)，其中，在所述元器件(108)的被罩住状态下，所述第一壳体通孔(128)与所述第一通孔(118)对置，并且所述第二壳体通孔(130)与所述第二通孔(120)对置。

8.根据权利要求7所述的电子模块(100)，其中，所述元器件(108)以壳体材料灌封，以便形成所述壳体(126)。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的电子模块(100)，其中，所述导热膜(110)具有预定的弹性，并且/或者是自粘的且/或能无残留地移除。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的电子模块(100)，其中，所述电路板元件(102)单侧装配有所述元器件(108)。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的电子模块(100)，其中，所述电路板元件(102)在所述元器件侧(104)上具有至少一个另外的电子的元器件，其中，所述导热膜(110)还被构造成用于布置在所述接触侧(106)的与所述另外的元器件背对的另外的表面部段与所述变速器部件(112)的另外的表面部段之间，其中，所述电路板元件(102)能与所述变速器部件(112)夹紧，从而使所述导热膜(110)还压向所述接触侧(106)的另外的表面部段和所述变速器部件(112)的另外的表面部段。

12.用于将电子模块(100)布置在变速器部件(112)上的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

准备电路板元件(102)，所述电路板元件包括具有至少一个电子的元器件(108)的元器件侧(104)以及与所述元器件侧(104)背对的、用于接触所述变速器部件(112)的接触侧(106)；并且

将导热膜(110)布置在所述接触侧(106)的与所述元器件(108)背对的表面部段与所述变速器部件(112)的表面部段之间；并且

将所述电路板元件(102)与所述变速器部件(112)夹紧，从而使所述导热膜(110)压向所述接触侧(106)的表面部段和所述变速器部件(112)的表面部段。

13.机器可读取的存储介质，在所述存储介质上存储有电脑程序，所述电脑程序被设置成当所述电脑程序在电脑上或装置上运行时，执行和/或驱控根据权利要求12所述的方法的步骤。