CN114342567A - 用于机动车辆的控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的控制设备（12），所述控制设备具有印制电路板（10），所述印制电路板具有第一侧（14）和边缘（16），其中所述印制电路板（10）的第一侧（14）通过所述边缘（16）界定；至少一个电子构件（18），所述电子构件布置在所述印制电路板（10）的第一侧（14）上并且与所述印制电路板（10）导电连接；构造为电阻的第一导体环（20），所述第一导体环布置在所述印制电路板（10）的第一侧（14）上，其中所述第一导体环（20）布置在所述边缘（16）和所述电子构件（18）之间；以及所述印制电路板（10）的注塑包覆件（26），其中所述注塑包覆件（26）至少包围所述第一侧（14）、所述至少一个电子构件（18）和所述第一导体环（20）。

Description

用于机动车辆的控制设备

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的控制设备，其中所述控制设备具有注塑包覆或包塑的印制电路板并且在印制电路板上构造有被构造为电阻的导体环，其中可以通过对导体环进行电阻测量来检测注塑包覆件和印制电路板之间的不密封性（Undichtigkeit）。

背景技术

控制设备是已知的，所述控制设备具有壳体并且印制电路板布置在所述壳体之内。由于壳体，这种控制设备可以具有增加的密封性。在重量减轻的过程中和为了减小构件尺寸，控制设备或所述控制设备的印制电路板用塑料被注塑包覆，并且因此以不透介质（mediendicht）的方式被构造。然而，如果印制电路板和注塑包覆件之间的粘着力应该减弱，则在印制电路板和注塑包覆件之间可能形成间隙。腐蚀性介质、例如油可能通过该间隙渗入并且损坏布置在印制电路板上的电子构件的接触，由此控制设备可能突然和出乎意料地失灵。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于机动车辆的控制设备，可以以简单的方式监控所述控制设备的密封性。

该任务通过专利权利要求1的主题来解决。本发明的优选改进方案在从属权利要求以及随后的描述和图中予以说明，其中每个特征不仅能够单独地而且能够组合地表示本发明的方面。

根据本发明，设置一种用于机动车辆的控制设备，所述控制设备具有

印制电路板，所述印制电路板具有第一侧和边缘，其中所述印制电路板的第一侧通过所述边缘界定，

至少一个电子构件，所述电子构件布置在所述印制电路板的第一侧上并且与所述印制电路板导电连接，

第一导体环，所述第一导体环布置在所述印制电路板的第一侧上，其中所述第一导体环布置在所述边缘和所述电子构件之间，以及

所述印制电路板的注塑包覆件，其中所述注塑包覆件至少包围和/或包封所述第一侧、至少一个电子构件和所述第一导体环。

换句话说，本发明的一个方面是提供一种用于机动车辆的控制设备，所述控制设备具有至少一个印制电路板。印制电路板具有第一侧。该第一侧通常也被称为上侧。印制电路板此外具有边缘，所述边缘界定印制电路板的第一侧。边缘因此优选地也可以被称为边。因此，边缘表示印制电路板的外部终端（Abschluss）。

至少一个电子构件布置在印制电路板的第一侧上并且与印制电路板导电连接。通常，第一侧具有第一侧上的多个彼此相间隔地布置的电子构件。这些构件通常也被称为电子组件。

此外规定，构造为电阻的第一导体环布置在印制电路板的第一侧上，其中第一导体环布置在边缘和电子构件之间。换句话说，在平行于印制电路板的平面中在第一导体环和边缘之间的距离小于电子构件和边缘之间的距离。

印制电路板的第一侧被注塑包覆。印制电路板的注塑包覆也被称为“包塑（Overmolden）”。注塑包覆件（Umspritzung）被构造为使得所述注塑包覆件至少包围电子构件和第一导体环。如果现在发生注塑包覆件和印制电路板之间的粘着力削弱，使得在注塑包覆件和印制电路板之间形成小的间隙，则腐蚀性介质、例如油可能渗入间隙中并且引起第一导体环的腐蚀。由于第一导体环的腐蚀，第一导体环的电阻发生变化。具体地，第一导体环的电阻增加。由于边缘和导体环之间的距离小于边缘和电子构件之间的距离，因此在对于运行控制设备重要的电子构件由于腐蚀性介质渗入而受损伤之前，可以检测并且用信号通知注塑包覆件与印制电路板的粘着力的缺损（Defekt）。以这种方式，提供控制设备，所述控制设备的密封性可以以简单的方式被监控。

本发明的一种有利的改进方案在于，第一导体环是开路的并且借助于用于四点电阻测量的贯通接触部（Durchkontaktierung）接线。换句话说，第一导体环布置在印制电路板的第一侧上。第一导体环的测量点经由通过印制电路板的贯通接触部从第一侧被引导到与第一侧相间隔地布置的第二侧。以这种方式，可以从第二侧对第一导体环进行电阻测量，使得印制电路板的第一侧上的注塑包覆件不被用于对第一导体环进行电阻测量的接触装置中断并且因此被削弱。

本发明的一种有利的改进方案在于，印制电路板具有与第一侧相间隔地布置的第二侧，所述第二侧由边缘界定，并且第二导体环以距边缘有距离地布置在第二侧上。第二侧通常也被称为下侧。第二侧与第一侧相对地布置。布置在第二侧的第二导体环优选地被构造为开路的并且具有用于四点电阻测量的四个接触点。第二导体环的电阻可以与第一导体环分开地通过第二导体环被测量，使得可以根据注塑包覆件和印制电路板之间的粘着力在哪些点处下跌首先探测缺损。

原则上可以规定，印制电路板的第一侧以及第二侧都被注塑包覆。换句话说，可以规定，第一导体环在印制电路板的第一侧上被注塑包覆或包塑，并且第二导体环在印制电路板的第二侧上同样被注塑包覆或包塑。用于注塑包覆第一侧和第二侧的材料可以是相同的。然而，也可设想的是，第一侧用第一材料注塑包覆并且第二侧用不同于第一材料的第二材料注塑包覆。

本发明的一种有利的改进方案在于，印制电路板通过中间层布置在基板上，其中中间层布置在第二侧和基板之间。中间层可以优选地被构造为导热粘合剂和/或层压板和/或不流动半固化片（NoFlow Prepreg）。基板优选地由铝构造，使得可以通过基板耗散热量。基板因此也可以被看作和/或构造为冷却器。

特别优选地在基板中和在中间层中设置凹处和/或开口，使得经由所述凹处给出至第二导体环的接触点的入口和/或在第一导体环的贯通接触的情况下给出至第一导体环的接触点的入口，以便能够对第一导体环和/或第二导体环执行相应的电阻测量。

可设想的是，构造在印制电路板的第一侧上的第一导体环的接触点从第一侧可通达（zugänglich），以便被加载电压。为此规定，注塑包覆件在印制电路板的第一侧上在第一导体环的接触点的区域中省掉（ausgespart），使得接触点是可通达的并且可以给所述接触点加载电压用于四点电阻测量。

本发明的一种优选的改进方案在于，第一导体环和/或第二导体环的接触点可以通过印制电路板的插塞连接器和/或插接器被加载电压，以便确定第一导体环和/或第二导体环的各自绝缘电阻。以这种方式，除了通过插塞连接器电接触印制电路板之外，还可以电接触第一导体环和/或第二导体环，以便检测第一导体环和/或第二导体环的线路电阻。原则上，第一导体环和第二导体环可以被构造为使得可以通过各自导体环确定电阻、具体地线路电阻。此外，导体环必须相对于包围控制设备的介质是可腐蚀的，使得如果介质通过注塑包覆件和印制电路板之间的间隙到达导体环，则各自导体环的线路电阻可以发生变化。本发明的一种有利的改进方案在于，第一导体环和/或第二导体环具有银、黄铜、铜和/或银合金。银、黄铜、铜和/或银合金可以例如被油侵蚀，使得当这样构造的导体环与油接触时，所述导体环改变其线路电阻。第一导体环和/或第二导体环的电阻可以通过四点电阻测量以简单的方式被确定。铜相比于银便宜，使得可以降低控制设备的成本。

在本发明的一种优选的改进方案中规定，第一导体环和/或第二导体环的宽度和/或厚度小于500μm、优选地小于250μm并且特别优选地小于100μm。第一导体环或第二导体环的横截面、宽度或厚度越小，导体环的电阻越灵敏，使得可以探测到最小的不规则性（Unregelmäßigkeit）。此外，在减小的导体环横截面的情况下可以减少材料和成本。

在本发明的一种有利的改进方案中规定，多个彼此相间隔地布置的第一导体环布置在第一侧上，和/或多个彼此相间隔地布置的第二导体环布置在第二侧上。这意味着，例如两个或三个或甚至多个第一导体环并排地布置和/或构造在第一导体侧上，其中分别在这些单独的第一导体环之间形成距离。第一侧上的第一导体环之间的距离优选地大于100μm并且小于750μm、优选地大于150μm并且小于500μm，其中边界一起包括在内。检测和监控每个单独的第一导体环的电阻。相同的构造和/或实施也适用于布置在第二侧上的第二导体环。以这种方式，优选地通过对并排地布置的第一导体环进行电阻测量可以检测在平行于印制电路板的平面的方向上在注塑包覆件和第一侧之间的粘着力的损害的进展。相应内容适用于印制电路板的第二侧。根据第一导体环和/或第二导体环在平行于印制电路板的平面的方向上的电阻变化，可以用信号通知（signalisiert）在注塑包覆件和印制电路板之间的粘着力的损害。如果例如注塑包覆件和印制电路板之间的粘着力仅仅在边缘区域中被削弱，使得腐蚀性介质通过注塑包覆件和印制电路板之间的间隙渗入并且引起具有距边缘的最小间隔的第一导体环的电阻变化，则可以例如输出信号：在下一维护间隔期时应该检验控制设备。如果注塑包覆件和印制电路板之间的粘着力进展为使得朝向电子组件的第一导体环具有增加的电阻，则可以输出信号和/或消息：应该尽快地探访车间来检验控制设备。以这种方式，可以降低控制设备在无预警的情况下突然失灵的风险。

本发明的一种有利的改进方案在于，控制设备被构造为无壳体的。换句话说，具有布置在其上的电子构件的印制电路板不被具有壳体壁的壳体部分包围来保护所述电子构件免受外部影响。相反地，具有布置在其上的电子构件的控制设备或控制设备的印制电路板通过注塑包覆件被保护免受外部介质损害。通过以无壳体方式构造，不仅控制设备的制造成本而且控制设备的安装空间可以被减小。

本发明此外涉及一种具有根据本发明的控制设备的机动车辆。

本发明的一种有利的改进方案在于，在第一导体环和/或第二导体环的电阻变化的情况下能够输出警告信号。换句话说，可以通过相应的信号将第一导体环和/或第二导体环的所检测的电阻变化告知给机动车辆的驾驶员，使得可以及时探访车间以便提早更换有缺陷的控制设备。

附图说明

本发明的其他特征从从属权利要求以及随后的实施例中得出。实施例不应被理解为限制性的，而是相反地应被理解为示例性的。所述实施例应该使本领域技术人员能够执行本发明。申请人保留：使在实施例中公开的特征中的单个或多个特征成为专利权利要求的主题或将这样的特征接纳到现有专利权利要求中。根据图更详细地阐述实施例。

在所述图中：

图1示出根据本发明的一种优选实施例的控制设备的印制电路板的俯视图；

图2示出通过图1中所示的控制设备的印制电路板的剖面；

图3示出在印制电路板的边缘区域中通过印制电路板的剖面的细节视图；

图4示出通过根据本发明的第二优选实施例的控制设备的印制电路板的纵断面；

图5示出通过根据本发明的第三优选实施例的控制设备的印制电路板的纵断面。

具体实施方式

在图1中示出用于机动车辆的控制设备12的印制电路板10的俯视图。印制电路板10具有第一侧14和边缘16。第一侧14例如是印制电路板10的上侧。边缘16界定印制电路板10的第一侧14或印制电路板10。换句话说，边缘16是印制电路板10的外部边。在印制电路板10的第一侧14上布置有多个电子构件18。电子构件18不仅以机械的方式而且导电地与印制电路板10连接。此外可以看出，构造为电阻的第一导体环20布置在印制电路板10的第一侧14上，其中第一导体环20布置在印制电路板10的边缘16和电子构件18之间。换句话说，边缘16和第一导体环20之间的距离在平行于印制电路板10的平面的方向上小于边缘16和电子构件18之间的相应距离。

第一导体环20被构造为开路导体环并且具有四个接触点22用于四点电阻测量。导体环的四点电阻测量是已知的测量方法。

在图2中示出通过图1中所示的控制设备12的印制电路板10的剖面。印制电路板10被构造为多层印制电路板并且在垂直于印制电路板10的平面的方向上具有多个彼此相间隔地布置的印制导线24。电子构件18布置在印制电路板10的第一侧14上并且靠近印制电路板10的第一侧14的边缘16构造第一导体环20。注塑包覆件26布置在印制电路板10的第一侧14上，其中注塑包覆件26也被称为“包塑件（Overmold）”。注塑包覆件26被构造为使得至少电子构件18和第一导体环20在印制电路板10的第一侧14上被注塑包覆。例如，注塑包覆件26可以是塑料、合成树脂或树脂。以这种方式，应该保护印制电路板10上的电子构件18的接触免受外部介质损害。

与电子构件18相比，第一导体环20具有距边缘16减小的或较小的距离。以这种方式，由于注塑包覆件26和印制电路板10的第一侧14之间的减小的粘着力而引起的可能的不密封性在腐蚀性介质通过该不密封性渗入时可以通过对第一导体环20进行电阻测量被检测。

通常，控制设备12暴露于腐蚀性介质、诸如油，只要注塑包覆件26和印制电路板10的第一侧14之间的不密封性发生，所述腐蚀性介质就渗入注塑包覆件26和第一侧14之间的间隙中并且腐蚀例如由铜构造的第一导体环20。在此过程中，第一导体环20的电阻增加。基于该电阻测量和第一导体环20的电阻变化，可以输出信号，所述信号用信号通知对控制设备12的损害，使得在印制电路板10上的电子构件18的接触被腐蚀性介质损害之前，可以及时更换所述控制设备。

图3示出图2中所示的印制电路板10在第一导体环20的区域中的片段。第一导体环20以距边缘16一距离地布置在印制电路板10的第一侧14上。注塑包覆件26优选地构造在整个第一侧14上，以便能够收到（eingehen）与第一侧14尽可能大的粘着力。然而，将注塑包覆件26施加在整个第一侧14上不是强制性需要的。相反地，注塑包覆件26也可以集中于要绝缘的重要构件18。在此，注塑包覆件26也可以在第一导体环20上方（über）被引导，使得所述注塑包覆件在边缘16和第一导体环20之间具有最小材料厚度a。在本实施例中，最小材料厚度a约为500μm。

在图4中示出通过第二实施方式中的控制设备12的印制电路板10的剖面。补充于图2中所示的印制电路板10，图4的印制电路板10具有与第一侧14相间隔地布置的第二侧28。第二导体环30布置在第二侧28上，其中第二导体环30以距印制电路板10的边缘16有距离地布置。印制电路板10通过中间层32以材料决定的方式布置在基板34上，所述中间层32优选地被构造为导热粘合剂。基板34优选地由铝构造并且用作控制设备12的冷却器。此外可以看出，第一导体环20借助于贯通接触部被引导直至第二侧28，使得可以从第二侧28出发对第一导体环20进行电阻测量。为此，在基板34中设置相应的开口36，通过所述开口能够实现到接触点22的入口（Zugang）以测量第一导体环20的线路电阻。在这里应该注意的是，虽然未示出，但是第二导体环30在第二侧28上在开口36的区域中也具有用于四点电阻测量的接触点。

注塑包覆件26不仅布置在印制电路板10的第一侧14上，而且围绕印制电路板10被引导直到基板34上。只要注塑包覆件26和基板34之间的粘着力现在削弱并且腐蚀性介质在注塑包覆件26和基板34之间渗入，则可以在第一步骤中通过第二导体环30探测不密封性，其中检验第二导体环30的电阻并且检测电阻变化。以这种方式，可以在早期阶段中探测到控制设备12的可能失灵，使得可以及时更换控制设备12。

在图5中示出通过根据第三实施例的印制电路板10的纵断面。印制电路板10不仅在第一侧14上而且在第二侧28上分别具有多个电子构件18。第一导体环20以距边缘16有距离地布置在第一侧14上。第二导体环30与边缘16相间隔地布置在第二侧28上。印制电路板10的第一侧14以及第二侧28都利用注塑包覆件26被保护免受外部介质损害。可以通过印制电路板10的未示出的插塞连接器给第一导体环20和第二导体环30的接触点24加载电压，以便能够检测和/或确定第一导体环20和第二导体环30的各自线路电阻。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的控制设备（12），所述控制设备具有

印制电路板（10），所述印制电路板具有第一侧（14）和边缘（16），其中所述印制电路板（10）的第一侧（14）通过所述边缘（16）界定，

至少一个电子构件（18），所述电子构件布置在所述印制电路板（10）的第一侧（14）上并且与所述印制电路板（10）导电连接，

第一导体环（20），所述第一导体环布置在所述印制电路板（10）的第一侧（14）上，其中所述第一导体环（20）布置在所述边缘（16）和所述电子构件（18）之间，以及

所述印制电路板（10）的注塑包覆件（26），其中所述注塑包覆件（26）至少包围所述第一侧（14）、所述至少一个电子构件（18）和所述第一导体环（20）。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述第一导体环（20）是开路的并且借助于用于四点电阻测量的贯通接触部接线。

3.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述印制电路板（10）具有与所述第一侧（14）相间隔地布置的第二侧（28），所述第二侧由所述边缘（16）界定，并且第二导体环（30）以距所述边缘有距离地布置在所述第二侧（28）上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述印制电路板（10）通过中间层（32）布置在基板（34）上，其中所述中间层（32）布置在所述第二侧（28）和所述基板（34）之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述第一导体环（20）和/或所述第二导体环（30）具有银、黄铜、铜和/或银合金。

6.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述第一导体环（20）和/或所述第二导体环（30）的宽度和/或厚度小于500μm。

7.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，在所述第一侧（14）上布置有多个彼此相间隔地布置的第一导体环（20），和/或在所述第二侧（28）上布置有多个彼此相间隔地布置的第二导体环（30）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备（12）被构造为无壳体的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，能够通过所述印制电路板（10）的插塞连接器和/或插接器对所述第一导体环（20）和/或所述第二导体环（30）的接触点（24）加载电压，以便检测和/或确定所述第一导体环（20）和/或所述第二导体环（30）的各自线路电阻。

10.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的控制设备（12）的机动车辆。

11.根据权利要求10所述的机动车辆，其特征在于，在所述第一导体环（20）和/或所述第二导体环（30）的电阻变化的情况下，能够输出警告信号。

Images