CN115804250A

CN115804250A - 电子装置

Info

Publication number: CN115804250A
Application number: CN202180044995.XA
Authority: CN
Inventors: R·克洛茨格; T·玛尔兹
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-06-25
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2023-03-14
Also published as: JP2023531073A; WO2021259639A3; DE102020207871A1; WO2021259639A2; EP4173452A2; US20230255004A1

Abstract

本发明涉及一种电子装置（1），其包括基板（2）、具有多个分别平行于压入轴线（4）延伸的引脚（30）的电子构件（3）、沿压入轴线（4）压装到引脚（30）上的印刷电路板（5）、构造在电子构件（3）与基板（2）之间的冷却区域（6）、以及密封装置（7），该密封装置布置在基板（2）与电子构件（3）之间并且构造用于密封冷却区域（6），其中，密封装置（7）具有密封件载体（71）和至少一个密封件（72），其中，密封件载体（71）具有多个平行于压入轴线（4）突出的压入圆顶（75），并且其中，借助密封件载体（71）的压入圆顶（75）来支撑电子构件（3），以用于在将印刷电路板（5）压装到引脚（30）上时吸收压装力（40）。

Description

电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置。此外，本发明涉及一种控制器以及一种用于组装电子装置的方法。

背景技术

已知一种电子装置，其中印刷电路板装配在多个引脚处。通常，借助焊接或压连接来实现印刷电路板和引脚的连接。为了建立压连接，而需要对引脚或保持引脚的结构元件进行支撑。在此，根据电子装置的配置和/或组装顺序，在压装时通常没有实现或仅有限地实现足够的支撑。

发明内容

具有权利要求1的特征的根据本发明的电子装置提供了非常简单且廉价的设计的优点，该设计能够在压装印刷电路板时实现可靠且有效的机械支撑。根据本发明，这一点通过包括基板、电子构件、印刷电路板、冷却区域和密封装置的电子装置来实现。基板优选设置用于保持其它组件。例如，基板能够构造用于，允许将组件紧固在壳体之中或之处。此外，基板能够提供对机械负载的吸收。在此，电子构件具有多个引脚，这些引脚分别平行于压入轴线延伸。电子构件在此能够以各种各样的方式构造。例如，电子构件能够具有一个或多个电子组件、如例如逆变器。

印刷电路板沿压入轴线压装到引脚上。特别地，因此在印刷电路板与引脚之间存在压连接。

密封装置尤其沿压入轴线的方向布置在基板与电子构件之间。在此，密封装置具有密封件载体和至少一个密封件。密封装置设置用于，密封位于电子构件与基板之间的冷却区域。例如，密封件能够是弹性体密封件、例如O形环密封件。优选地，密封件至少部分容纳在密封件载体中。例如，密封件载体能够具有环形槽，密封件部分地容纳在该环形槽中。

密封件载体在此具有多个平行于压入轴线突出的压入圆顶。在此，借助压入圆顶来支撑电子构件，以便在将印刷电路板压装到引脚上时吸收压装力。在此，将密封件载体的引脚状或接头状的隆起部视为压入圆顶，其从密封件载体的基体突出并且由此形成相邻的构件的减小的安置面。优选地，压入圆顶在此从密封件载体的包围压入圆顶的表面略微突出，尤其突出最大5 mm、优选至少0.5 mm。

优选地，冷却区域设计用于容纳冷却剂。能够设置冷却区域、尤其具有冷却剂的冷却区域，以便能够实现对电子构件的冷却。特别地，冷却区域在此能够被视为电子构件与基板之间的间隙。因为由于冷却区域而在压装印刷电路板时无法直接支撑电子构件，所以特别有利地通过借助密封件载体的压入圆顶的间接支撑而能够实现的是，能够以低的耗费、精确地且在不损坏电子装置的部件的情况下压装印刷电路板。

密封件载体的压入圆顶形成电子构件在基板处的间接支撑。也就是说，在将印刷电路板压装到引脚上时，能够在基板处或借助基板、优选借助与压装力相反的反向保持力来进行相反地保持。在此，压装力能够从电子构件通过密封件载体引导到基板中，其中，压入圆顶形成力传输路径的一部分。在此尤其设置压入圆顶，以便避免例如通过由于压装力引起的过大的压缩而损坏密封件。此外，通过压入圆顶的特殊的设计，能够在压装印刷电路板时实现机械负载的最佳的和有针对性的分布，以便避免损坏电子装置。此外，有针对性地设计的支撑允许的是，在压装印刷电路板时能够特别有针对性地且精确地实现所期望的压装力，以便在印刷电路板与引脚之间建立可靠的、耐久的且易于建立的压连接，该压连接能够简单地且没有偏差或有微小偏差地再生。

从属权利要求示出了本发明的优选的改进方案。

优选地，电子装置此外包括与基板连接的保持板。在此，保持板朝基板的方向预紧电子构件。优选地，保持板借助螺纹连接与基板连接。特别地，保持板因此允许由电子构件、基板和密封装置构成的复合件的预紧。优选地，压入圆顶在此通过保持板与基板的连接而弹性变形。也就是说，通过将保持板与基板夹紧而将电子构件和密封件载体如此夹入在保持板与基板之间，从而使得压入圆顶弹性变形。优选地，在此仅在压入圆顶处存在弹性变形。优选地，除了压入圆顶的弹性变形之外还能够设置的是，压入圆顶通过夹紧而塑性变形。由此确保了，除了最佳的支撑效果之外，还保持了密封件的可靠的密封功能。此外，密封件优选由此被略微压缩，以便提供直接的支撑，即没有密封件的弹性的回弹性（Nachgiebigkeit）。由此，能够以所期望的压装力将印刷电路板特别精确地和精密地压装到引脚上。

特别优选地，保持板布置在电子构件的部分区域的与基板对置的侧面上。此外，保持板与基板的平行于压入轴线突出的抵靠元件连接。在此，保持板和抵靠元件以抵靠方式彼此连接。由此，能够实现电子装置的特别简单的组装、尤其作为用于压装印刷电路板的准备，其方式为：保持板简单地在止挡部上与基板夹紧，从而保持板抵靠在抵靠元件处。对于特别简单且廉价的设计来说，保持板在此能够构造为环形的板，其中，保持板的径向内部的区域对着电子构件的径向外部的法兰区域抵靠。特别地，保持板的径向外部的区域在此能够抵靠在基板的抵靠元件处，其中，抵靠元件优选朝电子构件的方向突出。备选地，保持板能够多件式地、例如以多个单独的板的形式构造，这些板能够分别单独地与基板夹紧并且分别抵靠在电子构件的单独的部分区域处。优选地，为了特别简单的廉价的设计和制造，保持板能够借助螺纹连接与抵靠元件连接。

优选地，压入圆顶如此设计，使得由第一复位力（其对应于所有压入圆顶的复位力的总和）和密封件的第二复位力构成的总和大于或等于预定的压装力，利用该压装力将印刷电路板压装到引脚上。由此阻止了，密封装置在压装印刷电路板时弯曲。通过这样的设计确保了对电子构件的最佳的支撑，以便能够在印刷电路板与引脚之间建立精确且可靠的压连接。优选地，预定的压装力在此每个引脚为至少70 N并且尤其为最大150 N。优选地，第一弹性复位力在此明显大于第二弹性复位力。优选地，第一弹性回复力的值是预定的压装力的至少80%，特别优选至少95%。

优选地，密封件载体和密封件环形地包围冷却区域，以便提供对电子构件与基板之间的冷却区域的密封。由此能够提供用于最佳的冷却效果的大体积的冷却区域。

优选地，密封装置具有两个密封件，以便能够实现对冷却区域的特别可靠的密封。在此，第一密封件布置在密封件载体与电子构件之间，并且第二密封件布置在密封件载体与基板之间。优选地，密封件载体在此在沿压入轴线的方向对置的侧面处分别具有环形槽，密封件布置在该环形槽中。特别地，密封件载体在平行于压入轴线的横截平面中具有H形的横截面。

进一步优选地，多个压入圆顶分别分组成压入圆顶组。在此，多个这样的压入圆顶组围绕密封件载体的周缘分布地布置。预定义的数目的、彼此靠近地布置的压入圆顶被视为压入圆顶组。优选地，相邻的压入圆顶组之间的第一间距是压入圆顶组内的相邻的压入圆顶之间的间距的至少三倍、优选至少十倍。由此，在密封件载体的节省空间和节省材料的设计的情况下，能够在压装印刷电路板时实现在密封件载体处的特别有针对性的力分布。

特别优选地，每个压入圆顶组具有至少两个、优选最多十个、尤其三个压入圆顶。在此，密封件载体优选具有至少四个、特别优选最多十二个、尤其八个压入圆顶组。

优选地，每个压入圆顶具有至少为一、优选最大为五、尤其为二的长宽比。在此，在垂直于压入轴线的横截平面中观察长宽比。优选地，长度对应于压入圆顶的基本上沿密封件载体的周缘方向的维度，其中，宽度对应于压入圆顶的尤其垂直于长度的、基本上沿密封件载体的径向方向的维度。特别优选地，每个压入圆顶在此在横截平面中具有矩形的或椭圆形的横截面。由此，在小的结构空间需求的情况下能够实现对机械负载的最佳的吸收。

优选地，密封件载体由塑料、尤其由热塑性塑料、特别优选聚苯硫醚形成。由此，在简单且廉价的可制造性的情况下，尤其能够借助注射成型工艺来提供密封件载体的最佳的机械特性。

特别优选地，压入圆顶面向电子构件布置在密封件载体处。也就是说，在压装印刷电路板时，电子构件抵靠在压入圆顶处。由此，在电子构件与密封件载体之间、即在压入圆顶处仅存在小的接触面，从而例如将从电子构件到密封件载体的热量传递保持得较低。

此外，本发明涉及一种包括所描述的电子装置的控制器。控制器优选是车辆的、尤其机动车的控制器、如例如马达控制器。

此外，本发明涉及一种用于组装电子装置、尤其所描述的电子装置的方法。该方法包括优选按下面所描述的顺序来彼此先后地实施的步骤：

- 提供具有密封件载体和至少一个密封件的密封装置，

- 将密封装置布置在基板处，

- 在密封装置的与基板对置的侧面处布置电子构件，

- 沿压入轴线将印刷电路板压装到电子构件的多个引脚上，

- 其中，密封件载体具有多个平行于压入轴线突出的压入圆顶，并且

- 其中，在压装印刷电路板时，压入圆顶支撑电子构件，以吸收压装力。

在此，该方法特征在于，其能够特别简单且时间高效地被执行。此外，能够使用常用的运行器件、如挤压设备，而无需特殊的适配。

优选地，该方法此外包括以下步骤：

- 在电子构件的与密封件载体对置的侧面处布置保持板，以及

- 借助保持板将电子构件相对于基板预紧。

在此，在压装印刷电路板之前执行这些步骤。在此，借助保持板通过密封件载体连同压入圆顶来相对于基板预紧电子构件。优选地，保持板为了预紧而借助螺纹连接与基板连接。由此，能够在组装时实现对电子装置的特别简单且精确的处理，因为例如各个构件的相对布置能够精确地进行定向并且通过预紧来得到固定。

特别优选地，电子构件如此借助保持板相对于基板预紧，使得密封件载体的压入圆顶变形。特别地，压入圆顶在此能够弹性和/或塑性地变形。优选地，在此仅在压入圆顶处存在变形。由此能够确保的是，能够特别精确地且精密地以所期望的压装力将印刷电路板压装到引脚上，而尤其其它构件的不期望的回弹性不会对压连接有影响。

附图说明

下面参考附图来详细描述本发明的优选的实施例。相同或功能相同的构件总是设有相同的参考标记。在附图中：

图1示出了具有根据本发明的优选的实施例的电子装置的控制器的截面图，

图2示出了图1的细节，

图3示出了图1的电子装置的细节的透视图，并且

图4示出了图3的细节图。

具体实施方式

图1示出了包括根据本发明的优选的实施例的电子装置1的控制器100的截面图。图2至图4示出了图1的电子装置1的详细视图。

电子装置1包括基板2和电子构件3。在电子构件3与基板2之间构造有冷却区域6。冷却区域6在此以间隙的形式构造，以便能够容纳用于冷却电子构件3的冷却剂。

优选地，电子构件3包括冷却元件31（例如呈散热片的形式），其伸入到冷却区域中，以便能够实现从电子构件3的有效的热量运走。

此外，电子装置1包括密封装置7，该密封装置布置在基板2与电子构件3之间，并且该密封装置设置用于密封冷却区域6。密封装置7具有第一密封件72、第二密封件73和密封件载体71。密封件载体71将两个密封件72、73保持在位置中。此外，密封件载体71确保了电子构件3与基板2之间的最小间距，以便形成冷却区域6。第一密封件72在此布置在电子构件3与密封件载体71之间。第二密封件73布置在基板2与密封件载体71之间。

在图3中示出了密封件载体71连同第一密封件72的透视图。密封件载体71和密封件72、73在此环形地、基本上以矩形环的形式构造并且包围冷却区域6。密封件载体71在此具有H形的横截面（参见图1）。详细地，H形的横截面通过两个对置的环形槽76形成，两个密封件72、73中的一个密封件分别容纳在该环形槽中。

电子构件3具有多个引脚30，这些引脚布置在电子构件3的与基板2对置的侧面处，并且这些引脚分别平行于压入轴线4延伸。优选地，电子构件3具有总共30个引脚30的总数。

此外，电子装置1包括印刷电路板5，该印刷电路板沿压入轴线4压装到电子构件3的引脚30上。因此，在印刷电路板5与引脚之间存在压连接。为了建立压连接，用预定义的压装力40将印刷电路板5沿压入轴线4压装到引脚30上。

由于电子装置1的具有处于电子构件3与基板2之间的冷却区域6的设计，因此无法直接支撑电子构件3以抵抗压装力40。因此，在根据本发明的优选的实施例的电子装置1中进行间接支撑。

借助密封件载体71的多个压入圆顶75来实现间接支撑。压入圆顶75在此沿平行于压入轴线4的方向突出并且因此形成电子构件3在密封件载体71处的预定义的抵靠点。特别地，压入圆顶75在此如此突出，使得密封件载体71能够仅借助压入圆顶75与电子构件3接触。

为了能够实现简单的组装和特别有针对性的支撑，电子装置1此外包括保持板8。保持板8在此构造为环形的板。在此，电子构件3突伸穿过环形的保持板8的中心开口80。

借助保持板8朝基板2的方向预紧电子构件3的法兰区域35。为此，基板2具有抵靠元件20，该抵靠元件沿压入轴线4的方向延伸并且直到伸出超过密封件载体71和冷却区域6。保持板8在此以抵靠的方式与基板2的抵靠元件20连接。保持板8和基板2的连接借助螺纹连接来实现。详细地，螺纹件21为此拧入到基板2的抵靠元件20中。

保持板8、电子构件3、密封件载体71、压入圆顶75以及抵靠元件20的尺寸设计在此彼此相配合，从而通过借助保持板8的预紧、即当保持板8在止挡部上与抵靠元件20螺纹连接时使压入圆顶75弹性变形。附加地，在此能够例如存在压入圆顶75的塑性变形。

压入圆顶75在此如此设计，使得所有压入圆顶75一起将预定义的第一复位力朝相对于压装力40相反的方向施加到电子构件30上。与由两个弹性变形的密封件72、73产生的第二复位力相加，产生了作用到电子构件3的法兰区域35上的支撑力，该支撑力与压装力40相反，并且该支撑力的值等于或大于压装力40。由此，在将印刷电路板5压装到引脚30上时防止了弯曲、尤其压入圆顶75的弯曲。

通过特殊设计的间接支撑，因此能够以所期望的压装力40将印刷电路板5压装到引脚30上，而不利影响、如例如所涉及的元件的变形不会损害压装过程。由此，能够特别精确且可靠地调节引脚30与印刷电路板5之间的压连接的所期望的特性。

压入圆顶75的几何形状借助图4显而易见。在横截面中，每个压入圆顶75在此具有椭圆形状。每个压入圆顶75在垂直于压入轴线4的横截平面中具有为二的长宽比。也就是说，压入圆顶75的长度75a对应于其宽度75b的两倍。

此外，每个压入圆顶75的沿压入轴线4的方向的高度75c基本上对应于长度75a。优选地，压入圆顶75在此能够布置在密封件载体71的凹部71b中，从而压入圆顶75沿压入轴线4的方向仅部分地伸出超过密封件载体71的上侧71a。优选地，压入圆顶75在此仅以长度75a的20%伸出超过上侧71a。由此，在压入圆顶75的所期望的弹性的最佳的设计的情况下，能够实现密封件载体71的尤其沿轴向方向的特别紧凑的几何形状。这能够实现电子装置1的特别节省空间的设计。

为了特别有针对性的力分布和对可用的结构空间的最佳的利用，而分别将多个压入圆顶75分组成压入圆顶组70。这在图3和图4中示出，其中，图4示出了图3的细节，该细节准确地示出了压入圆顶组70。每个压入圆顶组70在此具有刚好三个彼此并排放置的压入圆顶75。单个压入圆顶组70的压入圆顶75在此相对于彼此以间距75d布置，该间距大致对应于单个压入圆顶75的长度75a。

如图3中所示，总共八个压入圆顶组70围绕密封件载体71的周缘分布地布置。在此，在形成密封件载体71的矩形的环的两个长边中的每个长边处布置有四个压入圆顶组70。密封件载体71的每个长边的四个压入圆顶组70在此相对于彼此以预定义的间距70a布置，该间距对应于每个压入圆顶组70的各个压入圆顶75之间的间距75d的十倍。

Claims

1.电子装置，其包括：

- 基板（2），

- 具有多个分别平行于压入轴线（4）延伸的引脚（30）的电子构件（3），

- 沿所述压入轴线（4）压装到所述引脚（30）上的印刷电路板（5），

- 构造在所述电子构件（3）与所述基板（2）之间的冷却区域（6），以及

- 密封装置（7），所述密封装置布置在所述基板（2）与所述电子构件（3）之间并且构造用于密封所述冷却区域（6），

- 其中，所述密封装置（7）具有密封件载体（71）和至少一个密封件（72），

- 其中，所述密封件载体（71）具有多个平行于所述压入轴线（4）突出的压入圆顶（75），并且

- 其中，借助所述密封件载体（71）的压入圆顶（75）来支撑所述电子构件（3），以用于在将所述印刷电路板（5）压装到所述引脚（30）上时吸收压装力（40）。

2.根据权利要求1所述的电子装置，所述电子装置此外包括保持板（8），所述保持板与所述基板（2）连接并且沿所述基板（2）的方向预紧所述电子构件（3）。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其中，所述保持板（8）布置在所述电子构件（3）的部分区域（35）的与所述基板（2）对置的侧面上，并且其中，所述基板（2）具有至少一个平行于所述压入轴线（4）突出的抵靠元件（20），所述保持板（8）抵靠在所述抵靠元件处。

4.根据权利要求2或3所述的电子装置，其中，所述压入圆顶（75）如此设计，使得由所有压入圆顶（75）的第一复位力和所述密封件（72）的第二复位力构成的总和大于或等于预定的压装力（40），利用该压装力将所述印刷电路板（3）压装到所述引脚（30）上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电子装置，其中，所述密封件载体（71）和所述密封件（72）环形地包围所述冷却区域（6）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电子装置，其中，所述密封装置（7）具有两个密封件（72、73），其中，第一密封件（72）布置在所述密封件载体（71）与所述电子构件（3）之间，并且其中，第二密封件（73）布置在所述密封件载体（71）与所述基板（2）之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电子装置，其中，多个压入圆顶（75）分别分组成压入圆顶组（70），并且其中，多个压入圆顶组（70）围绕所述密封件载体（71）的周缘分布地布置。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其中，每个压入圆顶组（70）具有至少两个、优选最多十个、尤其三个压入圆顶（75），并且其中，所述密封件载体（71）具有至少四个、优选最多十二个、尤其八个压入圆顶组（70）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电子装置，其中，每个压入圆顶（75）在垂直于所述压入轴线（4）的横截平面中具有至少为一、优选最大为五、尤其为二的长宽比。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电子装置，其中，所述密封件载体（71）由塑料、尤其由聚苯硫醚形成。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电子装置，其中，所述压入圆顶（75）面向所述电子构件（3）布置在所述密封件载体（71）处。

12.控制器，其包括根据前述权利要求中任一项所述的电子装置（1）。

13.用于组装电子装置（1）的方法，所述方法包括以下步骤：

- 提供具有密封件载体（71）和至少一个密封件（72）的密封装置（7），

- 将所述密封装置（7）布置在基板（2）处，

- 在所述密封装置（7）的与所述基板（2）对置的侧面处布置电子构件（3），

- 沿压入轴线（4）将印刷电路板（5）压装到所述电子构件（3）的多个引脚（30）上，

- 其中，密封件载体（71）具有平行于所述压入轴线（4）突出的多个压入圆顶（75），并且

- 其中，在压装所述印刷电路板（5）时，所述压入圆顶（75）支撑所述电子构件（3），以吸收压装力（40）。

14. 根据权利要求13所述的方法，所述方法此外在压装所述印刷电路板（5）之前包括以下步骤：

- 在所述电子构件（3）的部分区域（35）的与所述密封件载体（71）对置的侧面处布置保持板（8），以及

- 借助所述保持板（8）将所述电子构件（3）相对于所述基板（2）预紧。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述电子构件（3）借助所述保持板（8）相对于所述基板（2）如此预紧，使得所述密封件载体（71）的压入圆顶（75）变形。