DE10048379A1

DE10048379A1 - Elektronische Steuereinheit

Info

Publication number: DE10048379A1
Application number: DE10048379A
Authority: DE
Inventors: Toru Murowaki; Toshiaki Yagura; Yoshitaka Nakano; Taku Iida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2001-04-12
Also published as: US6341066B1; ES2169687B2; ES2169687A1

Abstract

In einer elektronischen Steuereinheit (1) sind ein Treiberelement (5), welches dazu neigt, Wärme oder Hitze zu erzeugen, und ein Steuerprozeßelement (3), welches dazu neigt, durch diese Wärme oder Hitze im weitesten Sinne negativ beeinflußt zu werden, auf einer Treiberschaltkreiskarte (11) bzw. einer Steuerschaltkreiskarte (9) angeordnet, welche voneinander getrennt sind, wobei die beiden Karten (9, 11) untereinander über eine flexible gedruckte Schaltkreiskarte oder ein flexibles Substrat mit Leiterbahnen verbunden sind. Der Verbindungsabschnitt oder Bondabschnitt der flexiblen gedruckten Schaltkreiskarte (13) mit der Steuerschaltkreiskarte (9) ist ein rückseitiger Abschnitt eines Verbinders (2), der an der Steuerschaltkreiskarte (9) auf der gleichen Seite wie das Steuerprozeßelement (3) angeordnet ist. Vom Treiberelement (5) erzeugte Wärme wird somit erfolgreich an einer Übertragung oder Fortpflanzung zu dem Steuerprozeßelement (3) gehindert, ohne daß sich hierbei Einschränkungen oder Probleme bei der Gestaltung des Layouts ergeben.

Description

Diese Erfindung betrifft eine elektronische Steuer einheit mit wenigstens einem Treiberelement und wenig stens einem Steuerprozeßelement zur Steuerung eines ex ternen oder entfernt liegenden Objektes. Weiterhin be trifft die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfah ren für eine derartige elektronische Steuereinheit.

Es sind elektronische Steuereinheiten bekannt (beispielsweise elektronische Steuereinheiten zur Anord nung in Kraftfahrzeugen, welche eine Motorsteuerung oder eine Getriebesteuerung durchführen), mittels denen elek trische Leistung an außerhalb oder extern liegende zu steuernde Objekte lieferbar ist, um diese zu betreiben (beispielsweise verschiedene Stellglieder wie Elektroma gnete etc.) und um deren Betrieb zu steuern/regeln.

Diese Art von elektronischer Steuereinheit ist bei spielsweise gemäß den Fig. 12A und 12B durch Aufnehmen eines Verbinders 102 (Steckverbinder), eines Steuerpro zeßelementes 103 und von Treiberelementen 105 in einem Gehäuse 107 gebildet. Das Steuerprozeßelement 103 führt Berechnungsprozesse oder Berechnungsvorgänge auf der Grundlage von Signalen durch, welche von außen her über den Verbinder 102 eingegeben werden, und gibt Steuersi gnale aus. Das Steuerprozeßelement 103 ist beispielsweise eine CPU oder ein Mikrocomputer. Die Treiberelemente 105 werden durch Steuersignale von dem Steuerprozeßelement 103 betrieben und liefern Leistung an externe oder außer halb liegende, zu steuernde Objekte und sind beispiels weise in Form von Leistungstransistoren oder Leistungs- ICs ausgebildet.

Bei dieser Art von elektronischer Steuereinheit wird aus Gründen einer Verbesserung der Herstellung und aus Gründen der Kostenverringerung das Steuerprozeßelement 103 und die Treiberelemente 105 gemäß den Fig. 12A und 12B auf einer gemeinsamen Schaltkreiskarte oder Platine 109 angeordnet. Die Treiberelemente 105 handhaben jedoch hohe Ströme (d. h. elektrische Leistungen) im Vergleich zum Steuerprozeßelement 103 und erzeugen eine große Wär memenge. Das Steuerprozeßelement 103, welches verschie dene Rechenprozesse durchführt, ist jedoch durch Wärme einflüsse leicht beeinträchtigbar und infolgedessen gibt es die Möglichkeit, daß von den Treiberelementen 105 er zeugte Wärme oder Hitze die Temperatur des Steuerprozeß elementes 103 zu stark erhöht und dessen Betrieb unstabil macht.

Allgemein gesagt, da die Schaltkreiskarte oder Pla tine 109, auf der das Steuerprozeßelement 103 und die Treiberelemente 105 angeordnet sind, eine Kunstharz- oder Kunststoffkarte verwendet, welche eine relativ niedrige thermische Leitfähigkeit hat, wird die Lagebeziehung zwi schen den beiden Elementen beispielsweise dadurch berück sichtigt, daß das Steuerprozeßelement 103 und die Trei berelemente 105 so weit als möglich auf der Platine von einander entfernt werden. Hierdurch ist es für von den Treiberelementen 105 erzeugte Wärme oder Hitze schwierig, das Steuerprozeßelement 103 zu erreichen. Fig. 12A zeigt den Aufbau der elektronischen Steuereinheit aus einer Richtung parallel zur Platinenfläche der Schaltkreiskarte 109 und Fig. 12B zeigt die elektronische Steuereinheit in einer Richtung senkrecht zur Platinenfläche der Schalt kreiskarte 109.

Bei elektronischen Steuereinheiten, wie sie in den letzten Jahren entwickelt worden sind, ist jedoch auf grund des komplizierten und multifunktionalen Steueran teils die Anzahl von Treiberelementen 105 angestiegen und damit auch die von den Treiberelementen 105 zu handha bende elektrische Leistung. Zusammen hiermit ist auch die in den Treiberelementen 105 erzeugte Wärme- oder Hitze menge weiter zunehmend geworden. In diesem Fall wäre zu überlegen, thermische Einflüsse für das Steuerprozeßele ment 103 dadurch zu unterdrücken, daß die Schaltkreiskar te 109 größer gemacht und das Steuerprozeßelement 103 von den Treiberelementen 105 noch weiter beabstandet wird. Wenn jedoch der Einbauraum für die elektronische Steuer einheit beschränkt ist (beispielsweise in Fällen, wenn die elektronische Steuereinheit in einem Fahrzeug einge baut werden soll), gibt es eine Grenze angesichts der Raumeinsparung. Wenn weiterhin die Fläche der Schalt kreiskarte 109 groß gemacht wird, verschlechtert sich die Herstellungsausbeute der Schaltkreiskarte 109 und im Er gebnis werden die Herstellungskosten für die elektroni sche Steuereinheit größer.

Aus diesen Gründen ist es bei elektronischen Steuer einheiten der letzten Jahre immer weniger einfach gewor den, thermische Einflüsse auf das Steuerprozeßelement 103 durch in den Treiberelementen 105 erzeugte Hitze oder Wärme zu unterdrücken. Wenn weiterhin die in den Treiber elementen 105 erzeugte Wärmemenge anwächst, kann sie den Grenzwert der thermischen Strahlungskapazität der elek tronischen Steuereinheit überschreiten. In einem derarti gen Fall wird in den Treiberelementen 105 erzeugte Wärme nicht ausreichend abgeleitet und nicht nur das Steuerpro zeßelement 103, sondern auch die Treiberelemente 105 wer den in ihrem Betrieb unstabil.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, bei einer elektronischen Steuereinheit die Be triebszuverlässigkeit trotz Wärme zu verbessern, wobei ein Anwachsen der Größe und ein Anwachsen der Herstel lungskosten der elektronischen Steuereinheit unterdrückt werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Er findung die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale vor, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen und Aus gestaltungsformen zum Inhalt haben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei einer elek tronischen Steuereinheit eine Treiberschaltkreiskarte, welche wenigstens ein Treiberelement zur Zufuhr von Lei stung an ein außerhalb oder extern liegendes Objekt trägt, vorgesehen und ein Steuerprozeßelement zur Ausgabe eines Steuersignals an das Treiberelement, um das außer halb liegende zu steuernde Objekt zu steuern, ist auf ei ner Steuerschaltkreiskarte angeordnet. Weiterhin ist auf der Steuerschaltkreiskarte ein Verbinder angeordnet, über den ein Signal in das Steuerprozeßelement eingegeben wird und der die Leistung dem außerhalb liegenden zu steuern den Objekt zuführt. Die Treiberschaltkreiskarte und die Steuerschaltkreiskarte sind in einem Gehäuse einander ge genüberliegend angeordnet und über wenigstens einen Ver bindungsdraht miteinander in Verbindung.

Bevorzugt ist der Verbindungsdraht mit der Steuer schaltkreiskarte an einem Verbindungsbereich im Nahbe reich des Verbinders in Verbindung. Der Verbindungsdraht kann an einander gegenüberliegenden Endteilen (oder -kan ten) der Steuerschaltkreiskarte und der Treiberschalt kreiskarte angeordnet, beispielsweise angebondet, sein, dabei gebogen sein, um mit einer Wand des Gehäuses einen Spalt zu bilden, und eine Länge haben, welche erlaubt, daß die Steuerschaltkreiskarte und die Treiberschalt kreiskarte ohne Überlappung in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet werden.

Bevorzugt sind das Steuerprozeßelement und das Trei berelement mit einer dazwischen liegenden Ebene an einan der gegenüberliegenden Seiten angeordnet, wobei die Ebene annähernd senkrecht zu einer Innenwand des Gehäuses ist, an der die Treiberschaltkreiskarte angeordnet ist.

Bei dem Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Treiberelement erzeugte Wärme oder Hitze daran gehindert, auf das Steuerprozeßelement übertragen zu wer den und die Betriebszuverlässigkeit der elektronischen Steuereinheit wird verbessert, wobei ein Anwachsen der Größe und ein Anwachsen der Herstellungskosten vermieden ist.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vor liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1A eine schematische Darstellung einer elektro nischen Steuereinheit gemäß einer ersten bevorzugten Aus führungsform in einer Richtung parallel zu einer Steuer schaltkreiskarte;

Fig. 1B eine schematische Darstellung der elektroni schen Steuereinheit der ersten Ausführungsform in einer Richtung senkrecht zur Steuerschaltkreiskarte;

Fig. 2A und 2B schematische Schnittdarstellungen von Treiberelementen;

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung zum Erklären ei nes Beispiels, wie Signale in der Steuerschaltkreiskarte und einer Treiberschaltkreiskarte fließen, welche mitein ander über einen flexiblen Verbinder oder eine flexible Karte verbunden sind;

Fig. 4A bis 4C erläuternde Darstellungen zur Veran schaulichung des Ablaufs beim Verbinden der Steuerschalt kreiskarte und der Treiberschaltkreiskarte mit der flexi blen Karte;

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung zur Veranschauli chung einer elektronischen Steuereinheit in einer Rich tung parallel zu einer Steuerschaltkreiskarte gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 6A und 6B erläuternde Darstellungen von modifi zierten elektronischen Steuereinheiten der zweiten Aus führungsform;

Fig. 7A bis 7B erläuternde Darstellungen einer weite ren Ausführungsform einer elektronischen Steuereinheit gemäß der Erfindung;

Fig. 8A eine erläuternde Darstellung zur Veranschau lichung einer elektronischen Steuereinheit in einer Rich tung parallel zu einer Steuerschaltkreiskarte gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 8B eine erläuternde Darstellung zur Veranschau lichung der elektronischen Steuereinheit in einer Rich tung senkrecht zur Steuerschaltkreiskarte der dritten Ausführungsform;

Fig. 9A eine erläuternde Darstellung zur Veranschau lichung einer elektronischen Steuereinheit in einer Rich tung parallel zu einer Steuerschaltkreiskarte gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 9B eine erläuternde Darstellung zur Veranschau lichung der elektronischen Steuereinheit in einer Rich tung senkrecht zur Steuerschaltkreiskarte der vierten Ausführungsform;

Fig. 10 eine erläuternde Darstellung einer abgewan delten elektronischen Steuereinheit der vierten Ausfüh rungsform;

Fig. 11A eine erläuternde Darstellung einer modifi zierten elektronischen Steuereinheit in einer Richtung parallel zu einer Steuerschaltkreiskarte gemäß der Vor liegenden Erfindung;

Fig. 11B eine erläuternde Darstellung der modifizier ten elektronischen Steuereinheit von Fig. 11A in einer Richtung senkrecht zur Steuerschaltkreiskarte;

Fig. 12A eine erläuternde Darstellung einer herkömm lichen elektronischen Steuereinheit in einer Richtung parallel zu einer Schaltkreiskarte gesehen; und

Fig. 12B eine erläuternde Darstellung der herkömmli chen elektronischen Steuereinheit in einer Richtung senk recht zur Schaltkreiskarte gesehen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Erste Ausführungsform

Die Fig. 1A und 1B zeigen den Aufbau einer elek tronischen Steuereinheit 1 gemäß einer ersten Ausfüh rungsform. Diese elektronische Steuereinheit 1 (nachfolgend mit "ECU" = electronic control unit abge kürzt) führt Steuervorgänge beispielsweise an einem Motor durch Betrieb und Steuerung oder Regelung verschiedener Stellglieder eines (nicht gezeigten) Motors eines Fahr zeuges (zu steuernde Objekte oder Gegenstände, beispiels weise Zündkerzen, elektromagnetische Stellglieder etc.) durch. Die ECU 1 weist einen Verbinder 2 (z. B. Steckver binder), ein Steuerrechen- oder Steuerprozeßelement 3 und Treiberelemente 5 (5a, 5b . . .) auf.

Der Verbinder 2 dient der Übergabe und dem Empfang von Signalen zwischen der ECU 1 und extern oder außerhalb liegenden zu steuernden Objekten. Das Steuerprozeßelement 3 dieser Ausführungsform ist ein Mikrocomputer, der in Form eines sogenannten Ein-Chip-Mikrocomputers aufgebaut ist, und der Verbinder 2 empfängt Eingangssignale von verschiedenen Sensoren, welche den Betriebszustand des Motors erfassen, führt eine Steuerberechnung (Rechenvorgänge) auf der Grundlage dieser eingegebenen Signale durch und gibt Steuersignale entsprechend den Steuerprozeßvorgängen an die Treiberelemente oder Treiber 5 aus. Das Steuerprozeßelement 3 führt auch eine Kommuni kation mit verschiedenen elektronischen Vorrichtungen (nicht gezeigt) über den Verbinder 2 durch, welche in dem Fahrzeug vorhanden sind.

Das Steuerprozeßelement 3 ist innerhalb eines Gehäu ses 7 aufgenommen, welches die äußere Form der ECU 1 bil det, und ist wiederum auf einer Steuerschaltkreiskarte oder -platine 9 innerhalb dieses Gehäuses 7 angeordnet. Die Steuerschaltkreiskarte 9 ist eine Kunstharzkarte (in dieser Ausführungsform beispielsweise eine Karte mit ei nem Glasfasergewebe als Grundmaterial und einem Epoxyharz, mit welchem dieses Grundmaterial getränkt ist), um einen Steuerschaltkreis zur Steuerung der außen liegenden Stellglieder oder Gegenstände zu bilden. Neben dem eigentlichen Steuerprozeßelement 3 ist noch eine An zahl von anderen elektronischen Komponenten (nicht ge zeigt) auf dieser Steuerschaltkreiskarte 9 angeordnet, um zusammen mit dem Steuerprozeßelement 3 einen bestimmten Steuerschaltkreis zu bilden.

Im Steuerschaltkreis, der das Steuerprozeßelement 3 aufweist, ist, um der Tatsache gerecht zu werden, daß Si gnale von außenliegenden Sensoren (nicht gezeigt) und viele Signale, beispielsweise Kommunikationssignale, von außenliegenden elektronischen Vorrichtungen zu handhaben sind, und um der Tatsache gerecht zu werden, eine einfa che Montage zu erhalten, der Verbinder 2 an der Steuer schaltkreiskarte 9 angeordnet. Der Verbinder 2 weist Ver binderstifte 8 zur elektrischen Verbindung des Verbinders 2 mit der bestimmten Schaltkreiskarte auf und ist über diese Verbinderstifte 8 in elektrischer Verbindung mit einem Verbindungsmuster (Leiterbahnen etc.) auf der Steu erschaltkreiskarte 9. Die Verbinderstifte 8 sind mit der Steuerschaltkreiskarte 9 in einem Zustand befestigt, in welchem die Stifte 8 in Durchgangsbohrungen 9a eingeführt sind, die in der Steuerschaltkreiskarte 9 ausgebildet werden.

Die Steuerschaltkreiskarte 9 ist parallel zu einer Treiberschaltkreiskarte oder -platine 11 (wird später noch beschrieben) angeordnet, so daß ihre Kartenfläche und die Kartenfläche (jeweils Hauptflächen) der Treiber schaltkreiskarte 11 einander gegenüberliegen. Der Verbin der 2 und das Steuerprozeßelement 3 sind auf der rücksei tigen Fläche (d. h. der oberen Fläche) der Steuerschalt kreiskarte 9 angeordnet; die gegenüberliegende Fläche der Steuerschaltkreiskarte 9 liegt gegenüber der Treiber schaltkreiskarte 11. Weiterhin ist der Verbinder 2 an ei nem Endabschnitt der rückseitigen Fläche der Steuer schaltkreiskarte 9 angeordnet. Fig. 1A zeigt den Aufbau der ECU 1 gesehen aus einer Richtung parallel zur Karten fläche der Steuerschaltkreiskarte 9 und Fig. 1B zeigt die ECU 1 aus einer Richtung senkrecht zur Kartenfläche der Steuerschaltkreiskarte 9.

Die Treiber 5 dienen dazu, elektrische Energie oder Leistung den Stellgliedern des Motors zuzuführen und diese zu betreiben. Mit anderen Worten, die Treiber 5 sind sogenannte Schaltelemente und sind in leistungsfüh renden Pfaden angeordnet, welche von einer außenliegenden Fahrzeugbatterie (nicht gezeigt) über die ECU 1 zu den Stellgliedern verlaufen, und unterbrechen diese Lei stungspfade oder öffnen sie auf der Grundlage von Steuer signalen, welche von dem. Steuerprozeßelement 3 kommen.

Die Treiber 5 sind ebenfalls wie das Steuerprozeßele ment 3 innerhalb des Gehäuses 7 angeordnet, sind jedoch auf einer separaten Karte oder Platine (der Treiber schaltkreiskarte 11) angeordnet, welche von der Steuer schaltkreiskarte 9 getrennt ist, auf der das Steuerpro zeßelement 3 angeordnet ist. Diese Treiberschaltkreiskar te 11, auf der die Treiber 5 angeordnet sind, ist eine Karte oder Platine auf Keramikbasis mit ausgezeichneten thermischen Eigenschaften, um Treiberschaltkreise zu bil den, welche einen Teil der Leistungsübertragungspfade zur Zufuhr an die Stellglieder bilden. Verschiedene elektro nische Komponenten (nicht gezeigt) einschließlich der Treiber 5 sind auf der Fläche (der oberen Fläche) der Treiberschaltkreiskarte 11 angeordnet, welche in Richtung der Steuerschaltkreiskarte 9 weist, wodurch bestimmte Treiberschaltkreise ausgebildet werden.

Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, sind die Trei berelemente 5 dieser Ausführungsform Transistoren des so genannten freiliegenden Chiptyps (Transistoren, bei denen die Halbleiterchips nicht in einem Kunststoffgehäuse oder dergleichen eingegossen sind). Unter den einzelnen Stell gliedern gibt es unterschiedliche Energie- oder Lei stungsanforderungen und daher gibt es auch Unterschiede in den Wärme- oder Hitzemengen, welche von den jeweils zugehörigen Treiberelementen 5 erzeugt werden, und unter schiedliche Typen oder Arten von Treiberelementen werden manchmal entsprechend den unterschiedlichen Leistungsan forderungen verwendet (d. h. es ergeben sich unterschied liche erzeugte Wärmemengen).

Mit anderen Worten, wenn wahrscheinlich ist, daß die erzeugte Wärmemenge hoch ist, wird gemäß Fig. 2A ein Typ von Treiberelement, bei dem ein Halbleiterchip 6b auf der Karte über ein Wärmeleitblech 6a befestigt ist, als Trei berelement 5a verwendet. Wenn zu erwarten ist, daß die erzeugte Wärmemenge relativ gering ist, wird gemäß Fig. 2B ein anderer Typ von Treiberelement verwendet, bei dem ein Halbleiterchip 6b direkt auf der Karte oder Platine ohne Wärmeleitblech dazwischen als Treiberelement 5b ver wendet wird. Es sei festzuhalten, daß der Begriff "Treiberelement" oder "Treiber" unter anderem diese un terschiedlichen Typen von Treiberelementen 5a und 5b be inhaltet.

Die Treiber 5 sind auf einem Verbindungsmuster 10 (Leiterbahn-Layout oder dergleichen) angeordnet, welches auf der Karte 11 ausgebildet ist, und eine Elektrode ei nes jeden Treibers 5 (in dieser Ausführungsform eine Kol lektorelektrode) ist elektrisch in Verbindung mit dem Verbindungsmuster 10, entweder direkt oder über das Wär meleitblech 6a. Die anderen Elektroden (in dieser Ausfüh rungsform eine Basiselektrode und eine Emitterelektrode) sind elektrisch mit dem Verbindungsmuster über Bondie rungsdrähte 6c in Verbindung, welche aus Gold, Aluminium oder dergleichen gefertigt sind.

Die Steuerschaltkreiskarte 9, auf der der Steuer schaltkreis mit dem Steuerprozeßelement 3 ausgebildet ist, und die Treiberschaltkreiskarte 11, auf der der Treiberschaltkreis mit den Treiberelementen 5 ausgebildet ist, sind elektrisch miteinander über eine flexible ge druckte Schaltkreiskarte 13 (flexible Karte) in Verbin dung. Die flexible Karte oder flexible Schaltkreiskarte 13 ist in bekannter Weise ein mit Leiterbahnen etc. ver sehenes Substrat und hat sehr gute Elastizität und wird an den Endteilen der Steuerschaltkreiskarte 9 und der Treiberschaltkreiskarte 11 z. B. angelötet, um mit den Leiterbahnen oder Verbindungsmustern auf den Karten 9 und 11 elektrisch in Verbindung zu stehen.

Der Verbindungsabschnitt der flexiblen Karte 13 mit der Steuerschaltkreiskarte 9 ist im Nahbereich des Ver binders 2 angeordnet und ist insbesondere auf einem rück seitigen Teil der Befestigungsstelle des Verbinders 2 mit der Steuerschaltkreiskarte 9 angeordnet. Die flexible Karte 13 wird in eine U-Form mit einem geeigneten Biege- oder Krümmungsradius zwischen den beiden Karten 9 und 11 gebogen und ist so angeordnet, daß zwischen ihr und dem Gehäuse 7 (genauer gesagt, einem Gehäusebodenteil 7b, ei ner Gehäuseseitenwand 7c und Platinenstützteilen 7f - werden nachfolgend näher beschrieben) ein Spalt gebildet ist. Die flexible Karte 13 ist weiterhin so angeordnet, daß zwischen den auf den beiden Karten 9 und 11 aufgebau ten elektronischen Bauteilen ein Spalt vorhanden ist.

Fig. 3 ist eine Ansicht, welche die einander gegen überliegenden oder aufeinander zu weisenden Flächen der Steuerschaltkreiskarte 9 und der Treiberschaltkreiskarte 11 zeigt, welche miteinander über die flexible Karte 13 verbunden sind. Genauer gesagt, in Fig. 3 ist betreffend die Treiberschaltkreiskarte 11 eine Ansicht aus Richtung deren oberen Fläche oder Seite gezeigt, was jedoch die Steuerschaltkreiskarte 9 betrifft, so ist ein Zustand ge zeigt, in welchem eine Schwenkung um 180° um die flexible Karte 13 dargestellt ist (d. h. eine auf dem Kopf stehende Ansicht der Steuerschaltkreiskarte 9). Wie noch beschrie ben wird, ist die untere Fläche der Treiberschaltkreis karte 11 in enger Verbindung oder Anlage oder auch Anhaf tung mit dem Gehäusebodenteil 7b, welches als Abstrah lungsplatte oder Wärmesenke dient.

Fig. 3 zeigt weiterhin ein Beispiel der Signalflüsse in der ECU 1 in der beschriebenen Ausführungsform.

Wenn ein Signal von einem außenliegenden oder exter nen Sensor (ein Sensorsignal) dem Verbinder 2 übertragen wird, wird dieses Sensorsignal einem Eingangsanschluß des Steuerprozeßelementes 3 über einen Verbinderstift 8a und ein Verbindungsmuster 15a übertragen, welches auf der oberen Fläche oder Seite der Steuerschaltkreiskarte 9 ausgebildet ist (d. h. der Rückseite derjenigen Fläche, welche der Treiberschaltkreiskarte 11 zugewandt ist). Verschiedenste Signale werden dem Steuerprozeßelement 3 weiterhin über andere als die gezeigten Signalpfade ein gegeben. Sodann führt das Steuerprozeßelement 3 Rechen vorgänge auf der Grundlage der verschiedenen eingegebenen Signale durch und gibt Steuersignale zum Treiben und da mit Ansteuern der externen zu steuernden Objekte oder Vorrichtungen aus.

Die in Richtung der Treiberelemente 5 ausgegebenen Ausgangssignale, welche von Ausgangsanschlüssen des Steu erprozeßelementes 3 her kommen, werden der flexiblen Schaltkreiskarte 13 über ein Verbindungsmuster oder Lei terbahnmuster 15b übertragen, welches auf der oberen Seite oder Fläche der Steuerschaltkreiskarte 9 ausgebil det ist, sowie über eine Durchgangsbohrung 17, welche durch die Steuerschaltkreiskarte 9 verläuft, und ein Ver bindungsmuster 15c oder ein Leiterbahnmuster, welches auf der unteren Fläche der Steuerschaltkreiskarte 9 ausgebil det ist. Bei dieser Ausführungsform ist aufgrund der Tat sache, daß der Befestigungsabschnitt der flexiblen Karte 13 auf der Steuerschaltkreiskarte 9 auf dem rückseitigen Teil des Verbinders 2 angeordnet ist, das Verbindungsmu ster 15c so ausgebildet, daß es durch die Freiräume zwi schen den Verbinderstiften 8 verläuft.

Dann werden die Steuersignale über ein Verbindungsmu ster oder Leiterbahnmuster 19a der flexiblen Karte 13 der Treiberschaltkreiskarte 11 übertragen und dann über ein Verbindungsmuster oder Leiterbahnmuster 21a, welches auf der oberen Seite der Treiberschaltkreiskarte 11 ausgebil det ist, einem Eingangsanschluß übertragen (in dieser be vorzugten Ausführungsform einer Basiselektrode des Trei berelementes 5b). Das Treiberelement 5b wird abhängig von den Steuersignalen ein- oder ausgeschaltet und stellt den Energieversorgungspfad zu dem externen Stellglied oder Objekt her oder unterbricht diesen.

Wenn das betreffende Treiberelement 5b eingeschaltet ist, wird der Energieversorgungs- oder Leistungsversor gungspfad, der aus einem Verbindungsmuster 21b auf der oberen Fläche der Treiberschaltkreiskarte 11, einem Ver bindungsmuster 19b der flexiblen Karte 13 und einem Ver bindungsmuster 15d auf der unteren Fläche der Steuer schaltkreiskarte 9 sowie einem Verbinderstift 8b etc. be steht, hergestellt und eine Energieversorgung des betref fenden Stellgliedes oder Objektes wird durchgeführt. Die Verbindungsmuster 15d, 19b und 21b, welche den Energie versorgungspfad des externen zu steuernden Objektes oder Stellgliedes bilden, werden in ihrer Breite größer als die Verbindungsmuster 15a bis 15c, 19a und 21a gemacht, welche die Übertragungspfade der Sensorsignale und Steu ersignale bilden, um eine Wärmeerzeugung und einen Span nungsabfall zu verhindern, auch dann, wenn ein hoher Strom fließt.

Die Steuerschaltkreiskarte 9 und die Treiberschalt kreiskarte 11, welche auf diese Art und Weise miteinander verbunden sind, werden gemäß Fig. 1A in dem Gehäuse 7 aufgenommen. Die Wände des Gehäuses 7, welches diese bei den Leiterplatten 9 und 11 aufnimmt, werden durch ein Gießverfahren aus Metall (beispielsweise Aluminium) her gestellt und bilden einen Gehäusedeckelteil 7a, den Ge häusebodenteil 7b und die Gehäusewand 7c.

Der Gehäusedeckelteil. 7a weist beispielsweise Becher form auf mit einem geschlossenen Ende und einer seitli chen Öffnung 7d in einer Seitenwand zum Freilegen des Verbinders 2 nach außen hin. Am gegenüberliegenden Ende des Gehäusedeckelteils 7a, also gegenüber dem oben er wähnten geschlossenen Ende, ist eine Endöffnung 7e mit im wesentlichen der gleichen Form wie die Steuerschaltkreis karte 9 gebildet und die Steuerschaltkreiskarte 9 kann in diese Endöffnung 7e eingesetzt werde. Wenn die Steuer schaltkreiskarte 9 in die Endöffnung 7e eingesetzt worden ist, deckt der Gehäusedeckelteil 7a diejenige Fläche oder Seite der Steuerschaltkreiskarte 9 ab, auf der der Ver binder 2 befestigt ist.

Der Bodenteil 7b des Gehäuses liegt auf der gegen überliegenden Seite der Steuerschaltkreiskarte 9 vom Deckelteil 7a des Gehäuses aus gesehen, wobei der Seiten wandteil 7c dazwischen liegt. Der Bodenteil 7b dient da zu, Wärme oder Hitze, welche in der ECU 1, (insbesondere den Treiberelementen 5) erzeugt wird, rasch und leicht zur Außenseite des Gehäuses 7 abzuführen und ist als dicke Strahlungsplatte oder Wärmesenke (beispielsweise dicker als der Deckelteil 7a) ausgebildet, so daß er große Wärmemengen absorbieren kann. Die Treiberschalt kreiskarte 11 ist in enger Anlage mit der inneren Fläche des Bodenteiles 7b (der Oberseite in Fig. 1A) angeordnet, so daß in den Treiberelementen 5 erzeugte Wärme von dem Bodenteil 7b des Gehäuses wirksam abgeführt wird. Der Bo denteil 7b des Gehäuses bildet somit eine Wärmeabstrah lungsplatte.

Der Seitenwandteil 7c des Gehäuses ist beispielsweise als umfangsseitig geschlossen umlaufender zylindrischer Körper ausgebildet mit einem Querschnitt gleich dem Deckelteil 7a des Gehäuses und an beiden Enden offen und ist mit dem Deckelteil 7a des Gehäuses und dem Bodenteil 7b des Gehäuses an den beiden offenen Enden in Verbin dung. Der zylindrische Teil 7c bildet gemäß Fig. 1A einen Seitenflächenteil des Gehäuses 7 zusammen mit dem Deckel teil 7a und schließt den Raum zwischen der Steuerschalt kreiskarte 9 und der Treiberschaltkreiskarte 11 (d. h. zwischen der Steuerschaltkreiskarte 9 und dem Bodenteil 7b des Gehäuses) von außen her ab. Kartentragteile 7f zum Tragen oder Lagern der Steuerschaltkreiskarte 9 sind am zylindrischen Teil 7c des Gehäuses vorgesehen.

Zum Zusammenbau der ECU 1 mit dem obigen Aufbau er folgt vorzugsweise der Ablauf gemäß den Fig. 4A bis 4C. Zunächst werden die elektronischen Bauteile ein schließlich des Treiberelementes 5a auf der Treiber schaltkreiskarte 11 angeordnet, um einen bestimmten Trei berschaltkreis zu bilden. Sodann wird die untere Fläche der Treiberschaltkreiskarte 11 mit dem hierauf angeordne ten Treiberschaltkreis (d. h. die rückseitige Fläche be züglich der Fläche, auf der die Treiberelemente 5 ange ordnet sind) in enge oder dichte Anlage mit dem Bodenteil 7b des Gehäuses gebracht, welches als Abstrahlungsplatte oder Wärmesenke dient, wie in Fig. 4A gezeigt.

Um die Treiberschaltkreiskarte 11 in enge Anlage oder Verbindung mit dem Bodenteil 7b des Gehäuses zu bringen, werden die beiden Fläche an Fläche aneinandergebracht, wobei bevorzugt ein Kleber mit sehr guter thermischer Leitfähigkeit zwischengeschaltet wird, wonach dann dieser für eine bestimmte Zeit (beispielsweise ungefähr 30 Minu ten) bei hoher Temperatur (beispielsweise ungefähr 150°C) gehalten wird. Durch thermisches Aushärten des Klebers auf diese Weise werden die Treiberschaltkreiskarte 11 und das Bodenteil 7b des Gehäuses in enge Anlage miteinander gebracht und so verbunden, und der thermische Widerstand zwischen der Treiberschaltkreiskarte 11 und dem Bodenteil 7b des Gehäuses wird klein gemacht.

Was die Steuerschaltkreiskarte 9 betrifft, so werden auch auf dieser verschiedene elektronische Bauteile ein schließlich des Verbinders 2 und des Steuerprozeßelemen tes 3 angeordnet, um einen bestimmten Steuerschaltkreis zu bilden.

Nachfolgend werden die Treiberschaltkreiskarte 11, welche an dem Bodenteil 7b des Gehäuses angeheftet ist, und die Steuerschaltkreiskarte 9 in einer gemeinsamen Ebene S liegend angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt liegen die Flächen der beiden Karten 9 und 11, welche einander gegenüberliegen, in die gleiche Richtung weisend. Dann wird gemäß Fig. 4B von einer Seite dieser Ebene S her (genauer gesagt, der Seite der Flächen der beiden Karten 9 und 11, welche einander gegenüberliegend werden sollen) die flexible Karte 13 herangebracht und durch Löten und Thermokompression mit den einander benachbarten Endteilen der beiden Karten 9 und 11 verbunden, welche Seite an Seite liegen. Die flexible Karte wird mit den beiden Kar ten 9 und 11 durch Aufbringen eines Lotes auf die betref fenden Flächen der beiden Karten 9 und 11 verbunden, so wie durch Aufschmelzen des Lotes, wobei die flexible Karte 13 mit einer vorgeheizten Klemme (nicht gezeigt) angedrückt wird.

Danach wird gemäß Fig. 4C durch Drehen oder Schwenken der Treiberschaltkreiskarte 11 (oder der Steuerschalt kreiskarte 9 oder der beiden Karten 9 und 11) um die fle xible Karte 13 herum die beiden Karten 9 und 11 in einan der gegenüberliegende Beziehung (d. h. gegenseitig über lappend) gebracht und innerhalb des Gehäuses 7 aufgenom men.

Mit der ECU 1 dieser Ausführungsform mit obigem Auf bau lassen sich im wesentlichen die folgenden Effekte er halten:

Da die Treiberelemente 5 und das Steuerprozeßelement 3 auf zueinander unterschiedlichen und voneinander ge trennten Karten 9 und 11 angeordnet sind, läßt sich von den Treiberelementen 5 an das Steuerprozeßelement 3 über tragene Wärme verringern. Aufgrund hiervon kann, selbst wenn in Zukunft die von den Treiberelementen 5 zu handha bende Leistung anwächst oder die Anzahl von Treiberele menten 5 anwächst, so daß die von den Treiberelementen 5 erzeugte Wärmemenge anwächst, der Einfluß von Wärme, wel che das Steuerprozeßelement 3 erreicht, unterdrückt wer den.

Da das Gehäusebodenteil 7b der ECU 1 als Abstrah lungsplatte konstruiert ist und die Treiberschaltkreis karte 11 mit den hieran angeordneten Treiberelementen 5 in dichter Anlage oder Verbindung mit der inneren Ober fläche dieses Gehäusebodenteiles 7b ist, welches als Wär meabstrahlungsplatte dient, kann, selbst wenn die Trei berelemente 5 Wärme erzeugen, diese Wärme über die Ab strahlungsplatte problemlos zur Außenseite des Gehäuses 7 hin abgegeben werden (d. h. aus der ECU 1 heraus). Deshalb können Wärmeeinflüsse seitens der Treiberelemente 5 in Richtung des Steuerprozeßelementes 3 weiter verringert oder unterdrückt werden und ein Temperaturanstieg der Treiberelemente 5 kann ebenfalls unterbunden oder verrin gert werden.

Da die Steuerschaltkreiskarte 9 und die Treiber schaltkreiskarte 11 aufeinander zu weisend angeordnet sind, kann ein Anstieg der Größe der ECU 1 vermieden wer den. Der Verbindungsabschnitt der flexiblen Karte 13 auf der Steuerschaltkreiskarte 9 ist im Nahbereich des Ver binders 2 angeordnet. Genauer gesagt, der Verbinder 2 ist auf der rückseitigen Fläche oder derjenigen Fläche der Steuerschaltkreiskarte 9 angeordnet, welche in Richtung der Treiberschaltkreiskarte 11 weist, und die flexible Karte 13 ist mit der Steuerschaltkreiskarte 9 auf dem rückseitigen Teil des Verbinders 2 in Verbindung.

Aufgrund hiervon lassen sich Hindernisse im Layout, welche entstehen, wenn die flexible Karte 13 mit der Steuerschaltkreiskarte 9 verbunden wird, stark verrin gern. Die Fläche des Verbindungsmusters für den Lei stungspfad auf der Steuerschaltkreiskarte 9 kann verrin gert werden und infolgedessen wird die Schaltkreisausle gung für die Steuerschaltkreiskarte 9 einfach. Da die Pfadlänge zwischen dem Treiberelement 5 und dem Verbinder 2 verkürzt ist, wird auch ein Spannungsabfall zwischen diesen beiden Elementen oder Bauteilen verringert oder unterdrückt.

Da weiterhin der rückseitige Teil des Verbinders 2 auf der Steuerschaltkreiskarte 9 für gewöhnlich Teile enthält, beispielsweise rauschunterdrückende Bauelemente oder dergleichen, und da die Verbindungsmuster oder -leiterbahnen, welche von dem Verbinder 2 zu dem Steuer prozeßelement 3 verlaufen, wenige auf diesem rückseitigen Teil sind, ist der Freiheitsgrad bei der Auslegung für die einzelnen Bauelemente und Leiterbahnen hoch. Die Ver bindung oder Anheftung der flexiblen Karte 13 an dem rückseitigen Teil des Verbinders 2 verringert somit Ein schränkungen in der Auslegung des Layouts erheblich.

Da der Verbinder 2 an der Steuerschaltkreiskarte 9 auf der rückseitigen Fläche der Fläche angeordnet ist, welche in Richtung der Treiberschaltkreiskarte 11 weist, liegt diejenige Fläche, an der die flexible Karte 13 an geschlossen ist, in Richtung der Treiberschaltkreiskarte 11. Aufgrund hiervon können die Steuerschaltkreiskarte 9 und die Treiberschaltkreiskarte 11 problemlos so mitein ander verbunden werden, daß sie einander überlappen (d. h. aufeinander zu weisen).

Da der Verbinder 2 an dem Endteil der Steuerschalt kreiskarte 9 angeordnet ist und weiterhin die flexible Karte 13 ebenfalls an den Endteilen oder Kanten der bei den Karten 9 und 11 angeordnet bzw. befestigt ist, kann der Freiheitsgrad bei der Gestaltung des Layouts der Lei terbahnen und elektronischen Bauteile (einschließlich des Steuerprozeßelementes 3 und der Treiberelemente 5) höher gemacht werden. Da die flexible Karte 13 als eine Art Verbindungsdraht zum Verbinden der Steuerschaltkreiskarte 9 mit der Treiberschaltkreiskarte 11 verwendet wird, kann eine Verringerung der Größe der ECU 1 weitergetrieben werden und die Anzahl von Einzelteilen läßt sich verrin gern. In diesem Zusammenhang sei festzuhalten, daß selbstverständlich eine entsprechende Mehrzahl einzelner Drähte oder dergleichen anstelle der flexiblen Karte 13 zur Verbindung der beiden Karten 9 und 11 verwendet wer den kann.

Was die Verbindungsmuster oder Leiterbahnen auf der flexiblen Karte 13 betrifft, so ist das Verbindungsmuster oder die Leiterbahn 19b, welche den Leistungspfad bildet, der von den Treiberelementen 5 über den Verbinder 2 zu dem zu steuernden Objekt führt, in seiner Breite größer als das Verbindungsmuster oder die Leiterbahn 19a ge macht, welche einen Steuersignalübertragungspfad bildet, der von dem Steuerprozeßelement 3 zu den Treiberelementen 5 führt (siehe Fig. 3). Dies deshalb, als der Übertra gungspfad für das Steuersignal einen kleineren Strom füh ren muß und der Leistungspfad einen hohen Strom zur Zu fuhr von entsprechender Leistung oder Energie an die steuernden Objekte führt. Somit ist es möglich, einen Spannungsabfall und eine Wärmeerzeugung in der flexiblen Karte 13 zu verhindern, während ein Anwachsen der Größe der flexiblen Karte 13 ebenfalls verhindert ist, indem die Breiten der Verbindungsmuster oder Leiterbahnen ab hängig von den jeweils zu führenden Strömen geändert wer den.

Wenn die Steuerschaltkreiskarte 9 und die Treiber schaltkreiskarte 11 elektrisch miteinander verbunden wer den, werden die Treiberschaltkreiskarte 11 und die Steu erschaltkreiskarte 9 in der gleichen Ebene ausgerichtet und die flexible Karte 13 wird an den einander benachbar ten Endseiten oder Kanten der beiden Karten 9 und 11 be festigt, indem von einer Seite dieser Ebene (Ausrichtungsebene) ein Lötvorgang und ein Thermokompres sions-Bonden erfolgt. Hierdurch kann die elektrische Ver bindung der beiden Karten 9 und 11 leicht bewerkstelligt werden und der Herstellungsvorgang der ECU 1 wird verein facht. Hierdurch wiederum ist es möglich, die Herstel lungskosten insgesamt zu verringern.

Da die Treiberschaltkreiskarte 11 in enge körperlich Anlage oder Anhaftung mit dem Gehäusebodenteil 7b ge bracht wird, bevor die Steuerschaltkreiskarte 9 und die Treiberschaltkreiskarte 11 mit der flexiblen Karte 13 miteinander verbunden werden, kann der Herstellungsvor gang der ECU 1 insgesamt vereinfacht werden. Da weiterhin das Anheften der Treiberschaltkreiskarte 11 an dem Gehäu sebodenteil 7b, d. h. der Abstrahlungsplatte oder Wärme senke, für gewöhnlich eine hohe Temperatur (in dieser Ausführungsform ungefähr 150°C) benötigt, um den Kleber aushärten zu lassen, ist es bevorzugt, diese Anheftung ohne die Steuerschaltkreiskarte 11 durchzuführen, um keine Schäden an der Steuerschaltkreiskarte 11 zu verur sachen.

Die flexible Karte 13 wird an den einander gegenüber liegenden Endflächenteilen der beiden Karten 9 und 11 an geheftet oder angebondet und wird dann gebogen, um zwi schen sich und dem Gehäuse 7 einen Spalt zu bilden. Wei terhin hat die flexible Karte 13 eine bestimmte Länge, welche es erlaubt, daß die beiden Karten 9 und 11 in der gleichen Ebene S liegen und hierbei einander nicht über lappen und sodann verbunden werden, wie in den Fig. 4B und 4C gezeigt. Infolgedessen können die beiden Karten 9 und 11 durch einen einfachen Vorgang verbunden werden. Im Ergebnis wird der Herstellungsvorgang für die ECU 1 ver einfacht und die Herstellungskosten werden verringert.

Da die flexible Karte 13 zwischen den einander gegen überliegenden Karten 9 und 11 gebogen wird, um zwischen sich und der Wandfläche des Gehäuses 7 einen Spalt zu bilden, werden die flexible Karte 13 und die gebogenen Abschnitte zwischen der flexiblen Karte 13 und den ent sprechenden Karten 9 und 11 vor Belastungen geschützt und gleichzeitig wird die flexible Karte 13 daran gehindert, sich an dem Gehäuse 7 zu reiben und dadurch zu beschädi gen, wobei derartige Reibvorgänge durch von außen aufge brachte Vibrationen oder dergleichen bewirkt werden.

Da weiterhin die flexible Karte 13 in eine U-Form ge bogen ist, kann, selbst wenn eine Kraft auf die flexible Karte 13 von außen her einwirkt, diese Kraft auf die ge samte flexible Karte 13 verteilt werden. Die Kraft kann sich somit kaum irgendwo auf der flexiblen Karte 13 kon zentrieren, so daß Fehler in der elektrischen Verbindung, beispielsweise Leiterbahnunterbrechungen auf der flexi blen Karte 13, verhindert werden können. Es ist uner wünscht, daß die flexible Karte 13 zwischen den beiden Karten 9 und 11 gespannt wird, so daß sich Zugbelastungen an den Verbindungsabschnitten der flexiblen Karte 13 mit den Karten 9 und 11 ergeben würden. Weiterhin ist die flexible Karte 13 so angeordnet, daß zwischen den auf den beiden Karten 9 und 11 angeordneten elektronischen Bau teilen ein Abstand oder Spalt geschaffen ist. Von daher kann die flexible Karte 13 diese elektronischen Bauteile kaum berühren und somit ist die Möglichkeit von Fehlern oder Beschädigungen an der flexiblen Karte 13 und den be nachbarten elektronischen Bauteilen wesentlich verrin gert.

Zweite Ausführungsform

Nachfolgend wird eine zweite bevorzugte Ausführungs form der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei gleiche Teile und Elemente wie in der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In der ECU 1 der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind die Steuerschaltkreiskarte 9 und die Treiberschalt kreiskarte 11 miteinander über eine flexible Karte 14 (flexibles Substrat mit Leiterbahnen oder dergl.) verbun den, welche die flexible Karte 13 der ersten Ausführungs form ersetzt. Die flexible Karte 14 hat an bestimmten Ab schnitten (in dieser Ausführungsform an drei Abschnitten) Knicke oder Faltungen zwischen einem Verbindungsabschnitt 15 mit der Steuerschaltkreiskarte 9 und einem Verbin dungsabschnitt 16 mit der Treiberschaltkreiskarte 11. Die flexible Karte 14 ist so gebogen oder geführt, daß sie einen ersten gefalteten Abschnitt 14a, einen zweiten ge falteten Abschnitt 14b und einen dritten gefalteten Ab schnitt 14c in dieser Reihenfolge ausgehend von dem Ver bindungsabschnitt 15 mit der Steuerschaltkreiskarte 9 hat.

Der erste gefaltete Abschnitt 14a wird dadurch gebil det, daß unmittelbar benachbart dem Verbindungsabschnitt 15 mit der Steuerschaltkreiskarte 9 eine Faltung oder ein Knick gebildet wird, so daß ein Vorstand in Richtung von den vorspringenden Abschnitten 8c der Verbinderstifte 8 in Richtung des Verbindungsabschnittes 15 erfolgt. Der dritte gefaltete Abschnitt 14c wird durch Ausbilden einer Faltung oder eines Knicks am weitesten entfernt vom Ver bindungsabschnitt 15 mit der Steuerschaltkreiskarte 9 (d. h. unmittelbar benachbart zum Verbindungsabschnitt 16 mit der Treiberschaltkreiskarte 11) gebildet, so daß ein Vorstand in eine Richtung auf die vorspringenden Ab schnitte 8c der Verbinderstifte 8 in Richtung des Verbin dungsabschnittes 15 gebildet wird. Der zweite gefaltete Abschnitt 14b wird durch eine Faltung oder einen Knick zwischen der Faltung, welche den ersten gefalteten Ab schnitt 14a und der Faltung, die den dritten gefalteten Abschnitt 14c bildet, gebildet und steht in einer Rich tung von dem vorspringenden Abschnitt 15 in Richtung der vorspringenden Abschnitte 8c der Verbinderstifte 8 vor.

Da der zweite gefaltete Abschnitt 14b eine Form hat, welche in einer Richtung fortschreitend von dem Verbin dungsabschnitt 15 in Richtung der vorstehenden Abschnitte 8c der Verbinderstifte 8 verläuft, hat die flexible Karte 14 die Möglichkeit, die vorspringenden Abschnitte 8c der Verbinderstifte 8 zu kontaktieren. Der zweite gefaltete Abschnitt 14b sollte an der Seite des Verbindungsab schnittes 15 zwischen der flexiblen Karte 14 und dem Steuerschaltkreis 9 bezüglich der vorstehenden Abschnitte 8c der Verbinderstifte 8 angeordnet sein. Die ECU 1 die ser zweiten Ausführungsform ist so gebaut, daß alle ge falteten Abschnitte 14a bis 14c auf seiten des Verbin dungsabschnittes 15 zwischen der flexiblen Karte 14 und der Steuerschaltkreiskarte 9 bezüglich den vorspringenden Abschnitten 8c der Verbinderstifte 8 angeordnet sind.

Die weiteren Merkmale und Einzelheiten der ECU 1 der zweiten Ausführungsform sind im wesentlichen die gleichen wie in der ersten Ausführungsform, so daß eine nochmalige Erläuterung hiervon nicht erfolgt.

Was die ECU 1 mit dem Aufbau gemäß der oben beschrie benen zweiten Ausführungsform betrifft, so werden zusätz lich zu den in der ersten Ausführungsform erhaltbaren Vorteilen und Wirkungsweisen die nachfolgenden Vorteile und Wirkungsweisen erhalten:

Die flexible Karte 14 ist mit mehreren aufeinander folgenden Faltungen oder Knicken versehen und zwischen den beiden Karten 9 und 11 in einem Zustand angeordnet, wo sie an den entsprechenden Faltungen oder Knicken abge bogen ist. Von daher kann die Form der flexiblen Karte 14, welche zwischen den beiden Karten 9 und 11 verläuft, vorab festgelegt werden. Von daher kann sicher verhindert werden, daß die flexible Karte 14 die Wandfläche des Ge häuses 7 berührt.

Die gefalteten Abschnitte der flexiblen Karte 14 sind auf der Seite des Verbindungsabschnittes 15 zwischen der flexiblen Karte oder dem flexiblen Substrat 14 und der Steuerschaltkreiskarte 9 bezüglich den vorspringenden Ab schnitten 8c der Verbinderstifte 8 angeordnet. Von daher kann verhindert werden, daß die flexible Karte 14 die vorspringenden Abschnitte 8c der Verbinderstifte 8 be rührt, welche in die Durchgangsöffnungen 9a der Steuer schaltkreiskarte 9 eingeführt werden, so daß durch die Verbinderstifte 8 keine Schäden bewirkt werden.

Obgleich in den ECUs 1 der ersten und zweiten Ausfüh rungsform die flexible Karte 13 bzw. 14 mit der Steuer schaltkreiskarte 9 im Nahbereich des Verbinders 2 verbun den ist, besteht keine Einschränkung hierauf. Die flexi ble Karte 13 bzw. 14 kann mit einer Stelle entfernt vom Verbinder 2 in Verbindung stehen (beispielsweise wie in den Fig. 6A und 6B an einem Endteil oder einer Endkan te gegenüber dem Verbinder 2). Auch in diesem Fall ist die flexible Karte 13 bzw. 14 dafür vorgesehen, im Ab stand zu der Wandfläche des Gehäuses 7 zu verlaufen, und auch die elektronischen Bauteile auf den Karten 9 und/oder 11 kontaktieren die entsprechenden Teile der flexiblen Karte 13 bzw. 14 nicht.

Obgleich in den obigen Ausführungsformen gemäß den Fig. 2A und 2B Transistoren des freiliegenden Chiptyps als Treiberelemente 5 verwendet worden sind, besteht keine Einschränkung hierauf. Beispielsweise kann gemäß Fig. 7A ein Treiberelement 5c des eingegossenen Typs, d. h. des Typs, wo um einen Halbleiterchip 6b ein Kunst harz gegossen ist, verwendet werden. Das Treiberelement 5c des eingegossenen oder gekapselten Typs gemäß Fig. 7A hat eine Elektrodenleitung 6d, welche zusammen mit dem Halbleiterchip 6b in einem Kunststoff- oder Kunstharzteil befestigt ist, und ist mit einem Leiterbahnmuster 10 über die Elektrodenleitung 6d und ein Kühlblech oder derglei chen 6a in Verbindung. Die Elektrodenleitung 6d ist über einen Bondierdraht 6c mit dem Halbleiterchip 6b in Ver bindung und das Kühlblech 6a ist direkt mit dem Halblei terchip 6b in Verbindung. Auch wenn diese Art von Trei berelement 5c verwendet wird, können die ECUs 1 der oben beschriebenen Ausführungsformen im wesentlichen auf glei che Weise wie in den Fig. 7B und 7C aufgebaut werden.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegen den Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 8A und 8B beschrieben, wo gleiche Teile wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Wie in den Fig. 8A und 8B gezeigt, sind bei der dritten Ausführungsform das Steuerprozeßelement 3 auf der Steuerschaltkreiskarte 9 und das wenigstens eine Treiber element 5 auf der Treiberschaltkreiskarte 11 separat von einander ausgebildet. Genauer gesagt, wird eine virtuelle Ebene T senkrecht zur Wandfläche der Treiberschaltkreis karte 11 (Gehäusebodenteil 7b) angenommen, sind das Steu erschaltkreiselement 3 und das Treiberelement 5 an einan der gegenüberliegenden Seiten mit der Ebene T dazwischen angeordnet. Der Verbinder 2 und die Treiberschaltkreis karte 11 sind auf der Seite der Treiberschaltkreiskarte 5 bezüglich der virtuellen Ebene T zwischen den beiden Ele menten 3 und 5 angeordnet und sind miteinander über die flexible Karte oder das flexible Substrat 13 in Verbin dung.

Da bei dieser dritten Ausführungsform die beiden Ele mente 3 und 5 so angeordnet sind, daß sie in einer Rich tung senkrecht zur Treiberschaltkreiskarte 11 nicht über einanderliegen oder einander überlappen, kann ein Wärme übertrag von dem Treiberelement 5 zum Steuerprozeßelement 3 weiter verringert werden. Die Größe der elektronischen Steuereinheit 1 kann verringert werden. Weiterhin ist der Verbinder 2 auf seiten des Treiberelementes 5 bezüglich der virtuellen Ebene T gesehen angeordnet. Aufgrund des sen kann der Leistungspfad zwischen dem Treiberelement 5 und dem Verbinder 2 verkürzt werden und ein Spannungsab fall, d. h. ein Energieverlust, läßt sich verringern. Die weiteren Merkmale und Wirkungsweisen sind im wesentlichen gleich wie in der ersten bzw. zweiten Ausführungsform.

Vierte Ausführungsform

In einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung, wie sie in den Fig. 9A und 9B ge zeigt ist, ist eine aus Kunststoff oder Kunstharz gefer tigte Wärmeabschirmplatte 20 entlang der virtuellen Ebene T bzw. parallel hierzu in einem Raum angeordnet, der zwi schen der Wandfläche als Abstrahlungsplatte (Bodenteil 7b des Gehäuses), auf der die Treiberschaltkreiskarte 11 an geordnet ist, und der Steuerschaltkreiskarte 9 definiert ist. Die Wärmeabschirmplatte 20 hat im wesentlichen L- Form im Querschnitt mit einem Basisteil (Bodenteil der L- Form), welches direkt auf dem Gehäusebodenteil 7b ange ordnet ist, welches als die Abstrahlungsplatte oder Wär mesenke dient.

Die Wärmeabschirmplatte 20 unterteilt den zwischen dem Gehäusebodenteil 7b und der Steuerschaltkreiskarte 9 definierten Raum in zwei Räume (Raum A, der das Treiber element 5 enthält, und Raum B im Nahbereich des Steuer prozeßelementes 3). Mit anderen Worten, die Wärmeab schirmplatte 20 unterbricht eine Konvektion, welche zwi schen dem Raum A seitens des Treiberelementes und dem Raum B seitens des Steuerprozeßelementes vorliegt. Infol gedessen kann eine Atmosphäre, welche Wärme vom Treiber element 5 aufgenommen hat, sich dem Nahbereich des Steu erprozeßelementes 3 nicht annähern.

Somit wird bei der vierten Ausführungsform eine Wär meübertragung vom Treiberelement 5 zum Steuerprozeßele ment 3 aufgrund einer Konvektion vermieden. Strahlungs wärme kann auch daran gehindert werden, vom Treiberele ment 5 das Steuerprozeßelement 3 zu erreichen.

Da die Wärmeabschirmplatte 20 aus Kunststoff oder Kunstharz, also einem Material mit niedriger thermischer Leitfähigkeit, ist, läßt sich eine Wärmeleitung vom Raum A auf seiten des Treiberelementes zum Raum B auf seiten des Steuerprozeßelementes weiter verringern. Auch wird vermieden, daß eine Wärmeübertragung von der Treiber schaltkreiskarte 11 (dem Gehäusebodenteil 7b als Abstrah lungsplatte) zu der Steuerschaltkreiskarte 9 über die Wärmeabschirmplatte 20 stattfindet. Die weiteren Merkmale und Wirkungsweisen entsprechen im wesentlichen den obigen Ausführungsformen.

Obgleich in der beschriebenen Ausführungsform in der ECU 1 der vierten Ausführungsform die Wärmeabschirmplatte 20 entlang der virtuellen Ebene T senkrecht zum Gehäuse bodenteil 7b verlaufend beschrieben ist, welcher die Treiberschaltkreiskarte 11 aufnimmt, besteht keine Ein schränkung hierauf. Die Wärmeabschirmplatte 20 kann ver schiedene Formen haben und kann abhängig von der Ausle gung der elektronischen Bauteile im Gehäuse 7 ausgelegt werden, solange eine Konvektion daran gehindert wird, zwischen dem Raum im Nahbereich des Treiberelementes 5 und dem Raum im Nahbereich des Steuerprozeßelementes 3 aufzutreten.

Obgleich der in ECU 1 der dritten und vierten Ausfüh rungsformen der Verbinder 2 auf seiten des Treiberelemen tes 5 bezüglich der virtuellen Ebene T gesehen angeordnet ist, besteht keine Einschränkung hierauf. Beispielsweise kann in der Ausführungsform gemäß Fig. 10 der Verbinder 2 auf seiten des Steuerprozeßelementes 3 angeordnet sein.

Auch sind in den dritten und vierten Ausführungsfor men die Treiberelemente 5 nicht auf die Transistoren mit freiliegendem Chip gemäß Fig. 2A und 2B beschränkt, und beispielsweise kann ein Treiberelement 5c des einge betteten oder eingegossenen Typs gemäß Fig. 7A verwendet werden, wo ein Kunststoff oder Kunstharz um den Halblei terchip 6b herum gegossen ist. Auch wenn diese Art von Treiberelement 5c verwendet wird, kann die ECU 1 auf gleiche Weise aufgebaut werden, wie in den Fig. 11A und 11B gezeigt.

Die elektronische Steuereinheit in den oben beschrie benen Ausführungsform wurde als Steuereinheit zum Betrei ben und Steuern oder Regeln von Stellgliedern oder der gleichen beschreiben, welche im Motor eines Fahrzeuges angeordnet sind; es versteht sich, daß hierauf keine Ein schränkung besteht.

Zusammenfassend wurde eine elektronische Steuerein heit beschrieben, bei der ein Treiberelement, welches da zu neigt, Wärme oder Hitze zu erzeugen, und ein Steuer prozeßelement, welches dazu neigt, durch diese Wärme oder Hitze im weitesten Sinne negativ beeinflußt zu werden, auf einer Treiberschaltkreiskarte bzw. einer Steuer schaltkreiskarte angeordnet sind, welche voneinander ge trennt sind, wobei die beiden Karten untereinander über eine flexible gedruckte Schaltkreiskarte oder ein flexi bles Substrat mit Leiterbahnen verbunden sind. Der Ver bindungsabschnitt oder Bondabschnitt der flexiblen ge druckten Schaltkreiskarte mit der Steuerschaltkreiskarte ist ein rückseitiger Abschnitt eines (Steck-)Verbinders, der an der Steuerschaltkreiskarte auf der gleichen Seite wie das Steuerprozeßelement angeordnet ist. Vom Treiber element erzeugte Wärme wird somit erfolgreich an einer Übertragung oder Fortpflanzung zu dem Steuerprozeßelement gehindert, ohne daß sich hierbei Einschränkungen oder Probleme bei der Gestaltung des Layouts ergeben.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die voranstehenden momentan bevorzugten Ausführungsformen beschrieben und dargestellt; dem Fachmann auf diesem Ge biet ergibt sich, daß eine Vielzahl von Modifikationen und Abwandlungen möglich ist, ohne den Umfang der Erfin dung zu verlassen, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.

Claims

1. Eine elektronische Steuereinheit mit:
einem Gehäuse (7) mit einem inneren Wandteil, wel ches als Abstrahlungsplatte (7b) dient;
einer Treiberschaltkreiskarte (11), welche in dich ter Anlage mit der Abstrahlungsplatte (7b) in dem Gehäuse (7) angeordnet ist;
einer Steuerschaltkreiskarte (9), welche in dem Ge häuse (7) angeordnet ist und der Treiberschaltkreiskarte (11) gegenüberliegt;
wenigstens einem Verbindungsdraht (13), der die Treiberschaltkreiskarte (11) und die Steuerschaltkreis karte (9) miteinander verbindet;
wenigstens einem Verbinder (2), der auf der Steuer schaltkreiskarte (9) angeordnet ist;
wenigstens einem Treiberelement (5), welches auf der Treiberschaltkreiskarte (11) zur Zufuhr von Energie an ein externes zu steuerndes Objekt über den Verbinder (2) angeordnet ist; und
wenigstens einem Steuerprozeßelement (3), welches auf der Steuerschaltkreiskarte (9) angeordnet ist, um Steuerprozesse auf der Grundlage wenigstens eines Signa les durchzuführen, welches von der Außenseite des Gehäu ses (7) über den Verbinder (2) her eingegeben wird, und zur Ausgabe wenigstens eines Steuersignales abhängig von einem Ergebnis des Steuerprozesses an das Treiberelement (5), um das externe zu steuernde Objekt zu steuern,
wobei der Verbindungsdraht (13) mit der Steuer schaltkreiskarte (9) in einem Verbindungsbereich im Nah bereich des Verbinders (2) in Verbindung steht.

2. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1, wo bei:
der Verbinder (2) an einer festgelegten Stelle auf einer ersten Oberfläche der Steuerschaltkreiskarte (9) auf der gegenüberliegenden Seite der Treiberschaltkreis karte (11) angeordnet ist; und
der Verbindungsabschnitt des Verbindungsdrahtes (13) mit der Steuerschaltkreiskarte (9) ein rückseitiger Ab schnitt der bestimmten Stelle auf einer zweiten Oberflä che der Steuerschaltkreiskarte (9) ist.

3. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verbindungsdraht (13) an einem Endteil der Steuerschaltkreiskarte (9) als Verbindungsabschnitt und an einem Endteil der Treiberschaltkreiskarte (11) befe stigt ist.

4. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 3, wobei der Verbindungsdraht (13) eine flexible gedruckte Schaltkreiskarte ist.

5. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 4, wo bei die flexible gedruckte Schaltkreiskarte (13) ein er stes Verbindungsmuster hat, welches einen Leistungspfad bildet, der sich vom Treiberelement (5) durch den Verbin der (2) zu dem zu steuernden Objekt erstreckt, und ein zweites Verbindungsmuster hat, welches einen Steuersi gnalübertragungspfad bildet, welcher sich von dem Steuer prozeßelement (3) zu dem Treiberelement (5) erstreckt, wobei das erste Verbindungsmuster breiter als das zweite Verbindungsmuster ist.

6. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 4 oder 5, hergestellt durch:
Anordnen der Treiberschaltkreiskarte (11), auf der das Treiberelement (5) angeordnet ist, und der Steuer schaltkreiskarte (9), auf der der Verbinder (2) und das Steuerprozeßelement (3) angeordnet sind, in einer gemein samen Ebene (S);
elektrisches Verbinden der Treiberschaltkreiskarte (11) und der Steuerschaltkreiskarte (9) durch Festlöten der flexiblen gedruckten Schaltkreiskarte (13) an Endtei len der Treiberschaltkreiskarte (11) und der Steuer schaltkreiskarte (9), welche Seite an Seite angeordnet sind, von einer Seite der Ebene (S) her; und
Anordnen der Treiberschaltkreiskarte (11) und der Steuerschaltkreiskarte (9), welche miteinander verbunden sind, in dem Gehäuse (7) derart, daß die Treiberschalt kreiskarte (11) und die Steuerschaltkreiskarte (9) einan der gegenüberliegend aufeinander zuweisen.

7. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 6, wo bei die Treiberschaltkreiskarte (11) mit der Abstrah lungsplatte (7b) verbunden wird, bevor die Treiberschalt kreiskarte (11) und die Steuerschaltkreiskarte (9) elek trisch verbunden werden.

8. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 7, wobei die Treiberschaltkreiskarte (11) aus einem Material gefertigt ist, welches eine thermische Abstrahlungseigenschaft hat, welche besser als diejenige der Steuerschaltkreiskarte (9) ist.

9. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 8, wobei:
die Treiberschaltkreiskarte (11) aus einem Keramik material ist; und
die Steuerschaltkreiskarte (9) aus einem Kunstharz material ist.

10. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 9, wobei der Verbindungsdraht (13) von ei ner Wand des Gehäuses (7) entfernt verläuft.

11. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 10, wobei das auf der Treiberschaltkreis karte (11) angeordnete Treiberelement (5) elektrisch mit dem externen zu steuernden Objekt über den Verbindungs draht (13) und dem Verbinder (2) auf der Steuerschalt kreiskarte (9) in Verbindung steht.

12. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 11, wobei die Treiberschaltkreiskarte (11) mit der Steuerschaltkreiskarte (9) über den Verbindungs draht (13) nur an einem Endteil hiervon in Verbindung steht.

13. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 12, wobei:
die Steuerschaltkreiskarte (9) einen Innenraum des Gehäuses (7) in erste und zweite Räume unterteilt;
das Steuerprozeßelement (3) auf der Steuerschalt kreiskarte (9) in dem ersten Raum angeordnet ist; und
das Treiberelement (5) auf der Treiberschaltkreis karte (11) in dem zweiten Raum angeordnet ist.

14. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 13, wobei die Treiberschaltkreiskarte (11) eine Fläche klei ner als diejenige der Steuerschaltkreiskarte (9) hat.

15. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 13, weiterhin mit einer Wärmeabschirmplatte (20) in dem zwei ten Raum, welche den zweiten Raum in einen dritten und einen vierten Raum unterteilt, um eine Wärmeübertragung zwischen den dritten und vierten Räumen zu verhindern, wobei:
das Treiberelement (5) in dem dritten Raum angeord net ist; und
das Steuerprozeßelement (3) auf der Steuerschalt kreiskarte (9) an einer gegenüberliegenden Seite des vierten Raumes angeordnet ist.

16. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 15, wobei die Wärmeabschirmplatte (20) aus einem Kunstharzma terial ist.

17. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 16, wobei:
das Gehäuse (7) einen Kartentragabschnitt (7f) an einer Innenwand hiervon aufweist; und
die Steuerschaltkreiskarte (9) von dem Kartentragab schnitt (7f) im Gehäuse (7) getragen wird.

18. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1, wo bei: der Verbindungsdraht an einander gegenüberliegende und aufeinander zu weisenden Endflächen der Steuerschalt kreiskarte (9) und der Treiberschaltkreiskarte (11) ange bondet ist und gebogen ist, um zu der Wand des Gehäuses (7) mit einem Spalt zu verlaufen, und eine Länge hat, welche erlaubt, daß die Steuerschaltkreiskarte (9) und die Treiberschaltkreiskarte (11) ohne Überlappung in ei ner gemeinsamen Ebene (S) nebeneinanderlegbar sind.

19. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 18, wobei der Verbindungsdraht (13) im we sentlichen U-förmig zwischen der Steuerschaltkreiskarte (9) und der Treiberschaltkreiskarte (11) verläuft.

20. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 18, wobei der Verbindungsdraht (13) mit ei ner Mehrzahl von Knicken zwischen der Steuerschaltkreis karte (9) und der Treiberschaltkreiskarte (11) gebogen verläuft.

21. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 18 oder 20, wobei:
der Verbinder (2) auf der Steuerschaltkreiskarte (9) an einer gegenüberliegenden Seite der Treiberschaltkreis karte (11) angeordnet ist und elektrisch mit der Steuer schaltkreiskarte (9) über einen Verbindungsstift (8) ver bunden ist, der in eine Durchgangsöffnung (9a) eingeführt ist, der in der Steuerschaltkreiskarte (9) ausgebildet ist; und
der Verbindungsdraht (13) an einem Verbindungsab schnitt der Steuerschaltkreiskarte (9) auf einem rücksei tigen Abschnitt des Verbinders (2) angebondet ist und mit einem gefalteten Abschnitt gebogen ist, der auf seiten des Verbindungsabschnittes bezüglich des Verbindungsstif tes (8) angeordnet ist.

22. Elektronische Steuereinheit nach einem der An sprüche 1 bis 21, weiterhin mit einem elektronischen Bau teil, welches auf der Treiberschaltkreiskarte (11) ange ordnet ist, wobei der Verbindungsdraht (13) die Steuer schaltkreiskarte (9) und die Treiberschaltkreiskarte (11) in dem Gehäuse (7) so verbindet, daß ein Spalt zwischen dem elektronischen Bauteil und der Steuerschaltkreiskarte (9) gebildet ist.

23. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1, wo bei das Steuerprozeßelement (3) und das Treiberelement (5) an einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, wobei eine Ebene (T) dazwischen liegt, wobei wei terhin die Ebene (T) annähernd senkrecht zu dem Innen wandteil des Gehäuses (7) ist, auf welchem die Treiber schaltkreiskarte (11) angeordnet ist.

24. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 23, weiterhin mit einer Wärmeabschirmplatte (20), welche sich von dem Innenwandteil des Gehäuses (7) in Richtung der Steuerschaltkreiskarte (9) erstreckt, um eine Wärmeüber tragung von dem Treiberelement (5) zu dem Steuerprozeß element (3) zu unterbinden.

25. Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 23, wobei der Verbinder (2) an einer Seite des Treiberelemen tes (5) bezüglich der Ebene (T) angeordnet ist.