DE102006029711B4

DE102006029711B4 - Trägervorrichtung

Info

Publication number: DE102006029711B4
Application number: DE102006029711.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Artmann
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: DE102006029711A1; WO2008000529A1

Abstract

Trägervorrichtung mit einem Metallträger (1), einem Keramik-Leiterträger (2), der auf dem Metalltrager (1) angeordnet ist, und einem Flex-Folien-Leitertrager (4), der mittels einer Bondverbindung mit dem Keramik-Leiterträger (2) elektrisch gekoppelt ist und der mittels eines elektrisch leitenden Koppelelements (12) mit dem Metalltrager (1) über Form- und/oder Kraftschluss elektrisch leitend gekoppelt ist, wobei über das Koppelelement (12) mechanisch auch ein Gehäusedeckel (28) mit dem Metalltrager gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägervorrichtung, die beispielsweise als Getriebesteuervorrichtung zum Steuern eines Schaltgetriebes eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann. Derartige Getriebesteuervorrichtungen werden eingesetzt zum Steuern von Aktuatoren, mittels derer verschiedene Getriebeubersetzungen eines automatisierten Getriebes eingestellt werden können.
Bevorzugt werden derartige Getriebesteuervorrichtungen örtlich nahe zum Getriebe eingesetzt und sind somit auch den hohen Temperaturschwankungen im Bereich des Getriebes ausgesetzt. Darüber hinaus ist zum Betätigen der Aktuatoren häufig ein hoher Leistungsbedarf gegeben, mit der Folge, dass auch regelmäßig durch Leistungsschalter, die in der Trägervorrichtung umfasst sind, eine große Menge an Wärme erzeugt wird, die geeignet abgeführt werden muss. Trägervorrichtungen umfassen häufig Keramik-Leiterträger, die insbesondere zur Realisierung eines EMV-Schutzes mit einem Bezugspotenzial elektrisch leitend gekoppelt sein sollten.
Die EP 1 239 710 A2 beschreibt eine elektronische Baugruppe mit einem Trägerkörper, einem auf dem Trägerkörper angeordneten Schaltungsträger zur Aufnahme einer Schaltungsanordnung mit mindestens einem elektronischen Bauteil, einer Leiterfolie mit Leiterbahnen, wobei an Kontaktstellen der Leiterbahnen Anschlusskontakte zur Bildung von Anschlusssteckern oder Kontaktverbindungen zur Kontaktierung der elektronischen Bauteile der Schaltungsanordnung angeschlossen sind, und einem auf dem Trägerkorper bundig aufgebrachten, zumindest die Schaltungsanordnung umschließenden Gehausekorper.
Die DE 101 30 833 A1 beschreibt eine elektronische Steuerungsvorrichtung fur ein Fahrzeug, bei der zwischen der Steuereinheit und der Befestigungshalterung eine integrierte Verbindungsisolationslage vorgesehen ist, die eine Mehrzahl von vergrabenen Verbindungsstrukturen zum Verbinden der Steuereinheit mit zugeordneten Komponenten, die an der Halterung befestigt sind, umfasst. Die Steuereinheit ist an der Isolationslage befestigt und von einer Schutzabdeckung umgeben, die an der Isolationslage befestigt ist. Die Isolationslage ist an der Befestigungshalterung überlappt, und die Befestigungshalterung ist zusammen mit der Isolationslage an einem Steuerungsventil eines Automatikgetriebes angebracht.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trägervorrichtung zu schaffen, die einfach ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Trägervorrichtung mit einem Metallträger, einem Keramik-Leiterträger, der auf dem Metallträger angeordnet ist, und einem Flex-Folien-Leiterträger, der mittels einer Bondverbindung mit dem Keramik-Leiterträger elektrisch gekoppelt ist und der mittels eines elektrisch leitenden Koppelelements mit dem Metallträger über Formschluss und/oder Kraftschluss elektrisch leitend gekoppelt ist.
Der Metallträger ist bevorzugt ausgebildet, Wärme vom Keramik-Leiterträger abzuführen. Besonders bevorzugt ist der Metallträger plattenförmig ausgebildet.
Die Erfindung zeichnet sich so dadurch aus, dass eine besonders einfache elektrische Kopplung zwischen Metallträger und Keramik-Leiterträger hergestellt werden kann, ohne dass die Material- und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Metallträgers notwendigerweise für eine Bondverbindung geeignet sein muss. Dadurch ergeben sich größere Freiheitsgrade bei der Ausbildung oder Herstellung des Metallträgers. Dies wird dadurch besonders einfach erreicht, dass die Bondverbindung durch eine Kopplung des Flex-Folien-Leiterträgers mit dem Keramik-Leiterträger erfolgt, während der Metallträger über Formschluss und/oder Kraftschluss elektrisch leitend mittels des Koppelelements mit dem Flex-Folien-Leiterträger gekoppelt ist. So kann der häufig bereits für andere Zwecke, wie z. B. einer Kontaktierung von Aktuatoren oder Sensoren vorhandene Flex-Folien-Leiterträger auch für die Zwecke des Herstellens der elektrischen Kopplung zwischen dem Keramik-Leiterträger und dem Metallträger genutzt werden. Darüber hinaus kann dann so eine lediglich geringe Anforderung an eine Ebenheit oder Rauheit des Metallträgers gestellt werden und so beispielsweise der Metallträger als Gussteil ausgebildet sein, ohne dass eine spanende Nachbearbeitung im Bereich der Bondkontaktierung notwendig wäre.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Trägervorrichtung hat diese einen Gehäusedeckel, der mittels des Koppelelements mechanisch mit dem Metallträger gekoppelt ist. Auf diese Weise hat das Koppelelement eine Doppelfunktion , und zwar das Herstellen der elektrisch leitenden Kopplung zwischen Flex-Folien-Leiterträger und dem Metallträger einerseits und andererseits des Koppelns des Gehäusedeckels mit Metallträger. Auf diese Weise können somit Bauteile eingespart werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Koppelelement ein Niet. Auf diese Weise kann besonders einfach ein Formschluss zwischen Koppelelement und Metallträger und auch zwischen Koppelelement und Flex-Folien-Leiterträger gewährleistet sein. Auf diese Weise kann so dann auf besonders einfache Weise die elektrisch leitende Kopplung zwischen Flex-Folien-Leiterträger und Metallträger gewährleistet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Trägervorrichtung umfasst der Metallträger Aluminium. Dies ist ein für diese Zwecke besonders bevorzugter Werkstoff.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 einen ersten Ausschnitt aus einer Trägervorrichtung und
2 einen zweiten Ausschnitt der Trägervorrichtung gemäß der 1.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Trägervorrichtung, die beispielsweise als Getriebesteuervorrichtung eingesetzt wird, ist anhand der 1 und 2 näher dargestellt. Die Trägervorrichtung kann jedoch auch für beliebige andere Zwecke, wie beispielsweise eine Motorsteuerung für eine Brennkraftmaschine oder auch für andere Zwecke außerhalb des Automobilbereichs eingesetzt werden.
Die Trägervorrichtung umfasst einen Metallträger 1, der bevorzugt plattenförmig ausgebildet ist und ein gut Wärme leitendes Material umfasst und gut elektrisch leitend ist. Bevorzugt dient der Metallträger somit auch zum EMV-Schutz und ist elektrisch leitend mit einem Bezugspotenzial gekoppelt. Bevorzugt umfasst der Metallträger Aluminium oder besteht im Wesentlichen oder auch gänzlich aus Aluminium.
Auf dem Metallträger 1 ist ein Keramik-Leiterträger 2 angeordnet. Dieser ist bevorzugt auf den Metallträger 1 mittels Wärmeleitkleber aufgeklebt und insbesondere thermisch mit dem Metallträger 1 gekoppelt und zwar derart, dass über den Metallträger 1 im Keramik-Leiterträger erzeugte Wärme effizient abgeführt werden kann.
Der Keramik-Leiterträger umfasst elektrische Leiter und mit diesen kontaktierte elektrische oder elektronische Bauelemente, die auch integrierte Schaltkreise einschließen. Der Vorteil von Keramik-Leiterträgern ist, dass sie sehr kompakt ausgebildet sein können und auch bei sehr hohen Temperaturen betrieben werden können.
Bevorzugt ist der Keramik-Leiterträger als so genannter LTCC-Leiterträger ausgebildet, wobei LTCC für Low Temperature Cofired Ceramics steht.
Ferner ist in der Trägervorrichtung ein Flex-Folien-Leiterträger 4 angeordnet. Derartige Flex-Folien-Leiterträger 4 umfassen zumindest eine Grundschicht, eine Kupferschicht und eine Deckschicht, wobei durch entsprechendes örtlich selektives Entfernen beim Herstellen des Flex-Folien-Leiterträgers 4 verschiedene elektrische Leiter durch die Kupferschicht ausgebildet werden können. Die Grundschicht und die Deckschicht sind elektrisch isolierend ausgebildet.
Bevorzugt wird der Flex-Folien-Leiterträger 4 auch eingesetzt zum Kontaktieren von Aktoren und/oder Sensoren, die der Trägervorrichtung zugeordnet sind, mit dem Keramik-Leiterträger 2. Der Flex-Folien-Leiterträger 4 hat ein erstes Bondpad 6, das über einen Bonddraht 10 mit einem zweiten Bondpad 8 elektrisch leitend gekoppelt ist, das auf dem Keramik-Leiterträger 2 ausgebildet ist. Durch die ersten und zweiten Bondpads 6, 8 in Verbindung mit dem Bonddraht 10 wird eine Bondverbindung realisiert.
Ferner weist der Flex-Folien-Leiterträger 4 eine Aussparung 16 in seiner Deckfolie auf, wodurch ein vorgegebener Bereich seiner Kupferschicht freigelegt ist, der Teil eines Leiters bildet, der elektrisch leitend mit dem ersten Bondpad 8 gekoppelt ist. Im Inneren der Aussparung 16 der Deckfolie ist eine Aussparung 18 der Flex-Folie vorgesehen, die diese durchdringt.
Der Flex-Folien-Leiterträger 4 ist bevorzugt fluchtend mit seiner Aussparung 18 mit einer Aussparung 20 des Metallträgers 1 angeordnet. Ein Koppelelement 12 durchdringt sowohl den Flex-Folien-Leiterträger 4 als auch den Metallträger 1 im Bereich der entsprechenden Aussparung 18, 20. Das Koppelelement 12 weist ferner eine Anschlagschulter 14 auf, über die es mechanisch an der Aussparung 16 der Deckfolie des Flex-Folien-Leiterträgers 4 anliegt. Das Koppelelement 12 ist aus einem elektrisch gut leitenden Material ausgebildet. Somit ist es über die Anschlagschulter 14 elektrisch leitend im Bereich der Aussparung 16 der Deckfolie mit der Kupferschicht des Flex-Folien-Leiterträgers 4 gekoppelt. Darüber hinaus ist der Flex-Folien-Leiterträger 4 in diesem Bereich auch formschlüssig an den Metallträger 1 gekoppelt.
Das Koppelelement 12 ist ferner formschlüssig mit dem Metallträger 1 gekoppelt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es als Niet ausgebildet. Es kann jedoch auch als ein weiteres, dem Fachmann für diese Zwecke bekanntes Koppelelement 12, wie beispielsweise eine Schraube, ausgebildet sein, mittels dessen eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Kopplung hergestellt werden kann.
Im Falle der Ausbildung als Niet weist das Koppelelement 12 bevorzugt ein Bördelelement 22 auf, mittels dessen es formschlüssig am Metallträger 1 fixiert ist und somit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem der elektrischen Leiter des Flex-Folien-Leiterträgers 4 und dem Metallträger 1 gewährleistet ist. In Verbindung mit der Bondverbindung kann so eine einfache Kopplung des Metallträgers mit einem Bezugspotenzial (Masse) gewährleistet werden.
Darüber hinaus ist bevorzugt mittels des Koppelelements 12 auch ein Gehäusedeckel 28 am Metallträger 1 fixiert. Dazu weist bevorzugt das Koppelelement 12 einen Nietkopf 24 auf, mittels dessen ebenfalls eine formschlüssige Verbindung im Bereich eines Sitzes 26 des Gehäusedeckels 28 realisiert ist. Der Gehäusedeckel 28 kann beispielsweise Kunststoff umfassen, umfasst jedoch bevorzugt Metall, insbesondere Aluminium. Er kann beispielsweise als ein Stanz-Biegeteil oder ggf. durch Aluminiumdruckguss hergestellt sein. In einer Nut 32 des Gehäusedeckels 28 ist bevorzugt ein Dichtelement 30 angeordnet, mittels dessen eine Abdichtung eines Innenbereichs der Trägervorrichtung gewährleistet werden kann, in dem der Keramik-Leiterträger 2 angeordnet ist.
Der Metallträger 1 kann bevorzugt als Stanz-Biegeteil oder ggf. als Druckgusselement ausgebildet sein und besteht bevorzugt aus Aluminium. Als Werkstoff für den Metallträger 1 kommen beispielsweise auch Magnesium oder Stahllegierungen in Frage.

Claims

Trägervorrichtung mit einem Metallträger (1), einem Keramik-Leiterträger (2), der auf dem Metalltrager (1) angeordnet ist, und einem Flex-Folien-Leitertrager (4), der mittels einer Bondverbindung mit dem Keramik-Leiterträger (2) elektrisch gekoppelt ist und der mittels eines elektrisch leitenden Koppelelements (12) mit dem Metalltrager (1) über Form- und/oder Kraftschluss elektrisch leitend gekoppelt ist, wobei über das Koppelelement (12) mechanisch auch ein Gehäusedeckel (28) mit dem Metalltrager gekoppelt ist.
Trägervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Koppelelement (12) ein Niet ist.
Trägervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Metallträger (1) Aluminium umfasst.