DE102010030170A1

DE102010030170A1 - Control device for transmission control module of gear box of motor car, has wiring carrier provided at lower surface of circuitry carrier, and heat sink provided at upper surface of circuitry carrier that is made of ceramic material

Info

Publication number: DE102010030170A1
Application number: DE201010030170
Authority: DE
Inventors: Sven Lamers; Reinhard Rieger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-12-22
Also published as: CN102340973A; CN106211712A

Abstract

The device (10) has a circuitry carrier (22) made of ceramic material and provided with electrical or electronic components (26). A wiring carrier (12) is provided at a lower surface of the circuitry carrier. A heat sink is provided at an upper surface (20) of the circuitry carrier. Total height of the device corresponds to height of a frame (32). A mold mass is encapsulated together with thickness of the wiring carrier, which is designed as a flexible film (16) and a circuit board (14). The wiring carrier comprises a lead frame, and is firmly glued with the circuitry carrier.

Description

An Getrieben, insbesondere zum Einbau bei Kraftfahrzeugen kommen heute elektronische Steuergeräte zum Einsatz. Diese elektronischen Steuergeräte können zum einen als separates Steuergerät mittels eines Stahlgehäuses ausgebildet sein, oder ein Gehäuse aufweisen, welches aus einer Moldmasse gefertigt ist. Desweiteren besteht die Möglichkeit, das Steuergerät in ein Steuermodul für ein Getriebe voll zu integrieren, so dass es eines separaten Steuergeräts nicht mehr bedarf.At transmissions, especially for installation in motor vehicles, electronic control units are used today. These electronic control units may be formed on the one hand as a separate control unit by means of a steel housing, or have a housing which is made of a molding compound. Furthermore, it is possible to fully integrate the control unit in a control module for a transmission, so that it no longer requires a separate controller.

DE 44 16 403 A1 bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kühlvorrichtung. Die Kühlvorrichtung ist für eine Leiterplatte vorgesehen, bei der mindestens auf einer Seite gedruckte Leiterbahnen ausgebildet sind und auf der eine Vielzahl elektronischer Festkörperbauelemente aufgebracht sind. Diese sind durch Lötverbindungen mit der Leiterplatte verbunden, um eine elektrische Schaltungsbaugruppe darzustellen. Die Kühlvorrichtung umfasst einen aus thermisch leitendem und vorzugsweise elektrisch isolierendem Kunststoff gefertigte Beschichtung. Auf eine oder beiden Oberflächen der Leiterplatte ist diese Beschichtung aus thermisch leitendem und vorzugsweise elektrisch isolierendem Kunststoff zumindest partiell aufgebracht. DE 44 16 403 A1 relates to a cooling device for a printed circuit board and a method for producing such a cooling device. The cooling device is provided for a printed circuit board, in which at least on one side of printed circuit traces are formed and on which a plurality of solid state electronic components are applied. These are connected by solder joints to the circuit board to form an electrical circuit assembly. The cooling device comprises a coating made of thermally conductive and preferably electrically insulating plastic. On one or both surfaces of the circuit board, this coating of thermally conductive and preferably electrically insulating plastic is at least partially applied.

EP 1 728 277 B1 bezieht sich auf ein Gehäuse für eine elektronische Schaltung sowie ein Verfahren zur Abdichtung des Gehäuses. Das Gehäuse für die elektronische Schaltung, insbesondere geeignet für ein Steuergerät, umfasst die Schaltung, die eine Mehrzahl elektrischer Kontakte aufweist. Diese sind über individuelle elektronische Leiter aus dem Gehäuse heraus geführt, wobei das Gehäuse eine Bodenplatte und einen Deckel sowie mindestens eine Dichtung zwischen der Bodenplatte und dem Deckel umfasst. Die Dichtung ist einteilig ausgebildet zum Abdichten eines Zwischenraumes zwischen der Bodenplatte und dem Deckel, durch welchen die freiliegenden elektrischen Leiter geführt sind. Die freiliegenden Leiter sind in einem Rahmen geführt und fest zueinander positioniert. Der Rahmen ist zwischen der Bodenplatte und dem Deckel angeordnet und durch seine Ausgestaltung hinsichtlich der Positionen und/oder der Abstände von Bodenplatte und Deckel sowie den freiliegenden Leitern relativ zueinander bei geschlossenem Gehäuse definiert. EP 1 728 277 B1 refers to a housing for an electronic circuit and a method for sealing the housing. The housing for the electronic circuit, in particular suitable for a control unit, comprises the circuit which has a plurality of electrical contacts. These are guided out of the housing via individual electronic conductors, wherein the housing comprises a base plate and a cover and at least one seal between the base plate and the cover. The seal is integrally formed to seal a gap between the bottom plate and the lid, through which the exposed electrical conductors are guided. The exposed conductors are guided in a frame and firmly positioned to each other. The frame is disposed between the bottom plate and the lid and defined by its configuration with respect to the positions and / or the distances of bottom plate and lid and the exposed conductors relative to each other when the housing is closed.

Bei separat gefertigten Gehäusen treten in der Regel eine Fülle von anderen Anforderungen auf, die im Rahmen komplexer Zusatzprozesse hinsichtlich Fertigung und Verpackung zu lösen sind. Separate Gehäuse umfassen in der Regel größere Baumformen, die aus Gründen der Verdrahtung und der Unterbringung des Gehäuses von Nöten sind. Bei voll integrierten Lösungen, d. h. eines komplett in das Steuermodul eines Getriebes integrierten Steuergeräts, finden auswahlkritische Wertschöpfungsprozesse am Ende der Fertigung statt. Zu diesen auswahlkritischen Wertschöpfungsprozessen ist beispielsweise die Herstellung von Bondverbindungen zu zählen.For separately manufactured packages, there are usually a host of other requirements that need to be addressed in the context of complex add-on manufacturing and packaging processes. Separate housings typically include larger tree shapes that are needed for wiring and housing placement purposes. For fully integrated solutions, i. H. a completely integrated into the control module of a transmission control unit, selection-critical value-added processes take place at the end of production. These selection-critical value creation processes include, for example, the production of bonded joints.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Steuergerät, insbesondere zum Einsatz an einem Steuermodul für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, derart auszubilden, dass sich eine möglichst geringe Bauhöhe ergibt. Das Steuergerät umfasst einen Verdrahtungsträger, der eine innen liegende Verdrahtung aufweist und zum Beispiel als eine einzelne Flexfolie oder eine Schichtanordnung aus mehreren Flexfolien ausgestaltet sein kann. Desweiteren kann der Verdrahtungsträger auch als Leiterplatte oder als Leadframe ausgebildet sein. Auf den Verdrahtungsträger wird ein Schaltungsträger stoffschlüssig aufgebracht, insbesondere vorzugsweise verklebt. Auf der Oberseite des Schaltungsträgers, der beispielsweise aus einer Keramik hergestellt sein kann, befindet sich eine Anzahl elektrischer oder elektronischer Bauelemente, die mit dem Verdrahtungsträger – sei es eine Flexfolie, eine Anordnung aus Flexfolien oder eine Leiterplatte oder ein Leadframe oder dergleichen – direkt elektrisch verbunden ist. Als elektrische Verbindung bietet sich beispielsweise eine Bondverbindung an, die aus einer Anzahl mehrerer Aluminiumbonds mit z. B. 300 μm Durchmesser hergestellt sein kann.According to the invention it is proposed that the control unit, in particular for use on a control module for a transmission of a motor vehicle, form such that the smallest possible overall height results. The control device comprises a wiring carrier, which has an internal wiring and can be configured, for example, as a single flex foil or a layer arrangement of a plurality of flex foils. Furthermore, the wiring carrier can also be designed as a printed circuit board or as a leadframe. On the wiring substrate a circuit substrate is applied cohesively, in particular preferably glued. On the upper side of the circuit carrier, which may for example be made of a ceramic, there are a number of electrical or electronic components which are directly electrically connected to the wiring carrier - be it a flex foil, an arrangement of flex foils or a circuit board or a leadframe or the like is. As an electrical connection, for example, offers a bond, which consists of a number of aluminum bonds with z. B. 300 microns diameter can be made.

Bevorzugt wird bei der Fertigung des Steuergerätes ein Trägerrahmen eingesetzt. Der Trägerrahmen wird ebenfalls, analog zum Schaltungsträger, der aus einer Keramik gefertigt ist, auf die Oberseite des Verdrahtungsträgers aufgebracht. Der Trägerrahmen dient zur Weiterverarbeitung der Anordnung im Getriebemodul, so z. B. zur mechanischen Befestigung des Steuergerätes im Gebtriebemodul. Der Trägerrahmen nimmt dabei insbesondere die mechanischen Kräfte auf.Preferably, a support frame is used in the manufacture of the control unit. The support frame is also applied to the top of the wiring substrate, analogous to the circuit carrier, which is made of a ceramic. The support frame is used for further processing of the arrangement in the transmission module, such. B. for mechanical attachment of the control unit in the drive module. The support frame absorbs in particular the mechanical forces.

Der Trägerrahmen, der auf die Oberseite des Verdrahtungsträgers aufgebracht ist sowie die Rückseite des Verdrahtungsträgers, dienen als Dichtflächen (Dam-Bar) für das Moldwerkzeug. Dieses ist bevorzugt zweiteilig ausgebildet, so dass der Verdrahtungsträger mit innenliegend ausgebildeter Verdrahtung durch eine Hälfte des Moldwerkzeugs abgestützt ist, während die andere Hälfte des Moldwerkzeugs auf der oberen Planseite der Trägerrahmens aufliegt, der auf die Oberseite des Verdrahtungsträgers aufgebracht ist. Der Trägerrahmen umgrenzt den Schaltungsträger, auf den die Anzahl von elektrischen, beziehungsweise elektronischen Bauelementen aufgebracht ist und dient gleichzeitig als Begrenzung einer Wanne, die mit einer Moldmasse ausgegossen wird. Die Moldmasse wird einerseits durch die innenliegenden Seiten der Trägerrahmens und andererseits durch die Oberseite des Verdrahtungsträgers abgedichtet, auf der der Schaltungsträger samt seiner Anzahl elektrischer und elektronischer Bauelemente aufgebracht ist. Die Moldmasse umschließt sowohl die auf der Oberseite des Schaltungsträgers aus Keramik angeordneten elektrischen, beziehungsweise elektronischen Bauelemente, als auch die elektrischen Kontaktierungen, die bevorzugt als Aluminiumbondverbindungen ausgebildet sind. Der Wärmetransport beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergerät erfolgt nun derart, dass die Moldmasse, bei der es sich um ein Duroplast handelt, die Wärme weg vom Schaltungsträger an eine Wärmesenke transportiert, die nach Ausbildung der Vergießung der Moldmasse innerhalb des Trägerrahmens oberhalb des Verdrahtungsträgers die Moldmasse kontaktiert. Demnach stellt sich ein vom Schaltungsträger weg gerichteter Wärmefluss an die oberhalb des Trägerrahmens angeordnete Wärmesenke ein. Die gewählte Anordnung vermeidet einen Wärmefluss durch den Schaltungsträger vollständig, indem die von den elektrischen beziehungsweise elektronischen Bauelementen produzierte Abwärme direkt über die Moldmasse an die Wärmesenke abgegeben werden kann.The carrier frame, which is applied to the top of the wiring substrate and the back of the wiring substrate, serve as sealing surfaces (dam-bar) for the mold. This is preferably formed in two parts, so that the wiring support with internally formed wiring is supported by one half of the Moldwerkzeugs, while the other half of the Moldwerkzeugs rests on the upper plan side of the support frame, which is applied to the top of the wiring substrate. The support frame circumscribes the circuit carrier to which the number of electrical or electronic components is applied, and at the same time serves as a boundary of a trough, which is filled with a molding compound is poured out. The molding compound is sealed on the one hand by the inner sides of the support frame and on the other hand by the top of the wiring substrate, on which the circuit carrier is applied together with its number of electrical and electronic components. The molding compound encloses both the electrical or electronic components arranged on the upper side of the circuit carrier made of ceramic, as well as the electrical contacts, which are preferably designed as aluminum bonded connections. The heat transfer when inventively proposed control unit is now such that the molding compound, which is a thermoset, the heat transported away from the circuit board to a heat sink, contacted after the formation of Vergießung the molding compound within the support frame above the wiring substrate, the molding compound. Accordingly, a heat flow directed away from the circuit carrier adjusts to the heat sink arranged above the support frame. The selected arrangement completely avoids heat flow through the circuit carrier, in that the waste heat produced by the electrical or electronic components can be released directly to the heat sink via the molding compound.

Desweiteren schützt die Moldmasse die relativ dünn ausgebildeten elektrischen Kontaktierungen, die bevorzugt in Form von Bondverbindungen hergestellt werden, zwischen Kontaktierungsbereichen an der Oberseite des Schaltungsträgers und der in den Verdrahtungsträger sei es eine Flexfolie, eine Anordnung aus Flexfolie, eine Leiterplatte oder ein Leadframe oder eine innenliegend angeordnete Verdrahtung.Furthermore, the molding compound protects the relatively thin electrical contacts, which are preferably produced in the form of bonds, between Kontaktierungsbereichen at the top of the circuit substrate and in the wiring substrate, it is a flex foil, an assembly of flex foil, a circuit board or a leadframe or an internal arranged wiring.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Steuergerät wird zwar separat gefertigt, vereinigt jedoch die Vorteile einer Vollintegration eines Steuergerätes in ein Getriebemodul hinsichtlich der erzielbaren Bauhöhe der Anzahl elektrischer und thermischer Schnittstellen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich bei einem Verdrahtungsträger einer Dicke von etwa 0,6 mm einer Dicke des Schaltungsträgers d. h. des Keramiksubstrats von 0,5 mm, einem höchsten elektrischen beziehungsweise elektronischen Bauelement in der Höhe von 2,5 mm mit einer minimalen Überdeckung von Moldmasse von 1 mm, ein Steuergerät herstellen, welches in toto eine Höhe von wenigen Millimetern unterhalb von 5 mm aufweist. Während bei separat zu fertigenden Gehäusen relative komplexe Zusatzprozesse hinsichtlich Fertigung und Verpackung erforderlich sind und sich große Bauformen einstellen, kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung durch separate Fertigung des Steuergerätes ein Kompakt- und ein Flachbausteuergerät enthalten werden, das insbesondere mit einer Wärmesenke in der Position ausgestattet werden kann, an der die Wärme unter Vermeidung des Wärmeflusses durch den Schaltungsträger unmittelbar an die elektrischen beziehungsweise elektronischen Bauelementen abgeleitet werden kann. Eine Entwärmung des Steuergerätes über die Moldmasse erfolgt über einen wesentlich kürzeren Weg. Die Keramik weist in der Regel eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass eine Entwärmung über die Moldmasse vorteilhafter ist, insbesondere schneller erfolgen kann.Although the inventively proposed control unit is indeed manufactured separately, but combines the advantages of a full integration of a control unit in a transmission module in terms of achievable height of the number of electrical and thermal interfaces. By the solution proposed according to the invention can be in a wiring substrate a thickness of about 0.6 mm, a thickness of the circuit substrate d. H. of the ceramic substrate of 0.5 mm, a highest electrical or electronic component in the height of 2.5 mm with a minimum coverage of molding compound of 1 mm, produce a control device which has in toto a height of a few millimeters below 5 mm. While in cases to be manufactured separately relatively complex additional processes in terms of production and packaging are required and set large configurations, can be included by the manufacture of the control unit, a compact and a flat-panel device, which in particular equipped with a heat sink in the position by the inventively proposed solution can be, at which the heat can be dissipated by avoiding the heat flow through the circuit substrate directly to the electrical or electronic components. A cooling of the control unit on the molding compound via a much shorter path. The ceramic generally has a low thermal conductivity, so that a cooling over the molding compound is more advantageous, in particular can be done faster.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt:With reference to the drawings, the invention will be described in more detail below. It shows:

1 den Aufbau des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergeräts, 1 the structure of the inventively proposed controller,

2 die Darstellung eines geteilten Werkzeugs zum Einbringen der Moldmasse in einen Innenraum zwischen einem Verdrahtungsträger und der Innenseite eines Trägerrahmens, 2 the representation of a divided tool for introducing the molding compound into an inner space between a wiring support and the inside of a support frame,

3 den sich einstellenden Wärmefluss von den elektronischen bzw. elektrischen Bauelementen auf der Oberseite des Schaltungsträgers an eine Wärmesenke und 3 the self-adjusting heat flow from the electronic or electrical components on the top of the circuit substrate to a heat sink and

4 die Draufsicht auf den Aufbau des Steuergerätes ohne Darstellung der Moldmasse. 4 the top view of the structure of the control unit without representation of the molding compound.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Der Darstellung gemäß 1 ist ein Steuergerät, welches insbesondere an einem Getriebemodul eingesetzt werden kann, zu entnehmen, welches in separater Fertigung hergestellt wird.The representation according to 1 is a control unit, which can be used in particular on a transmission module, refer to which is manufactured in separate production.

1 zeigt ein Steuergerät 10, insbesondere für ein Getriebemodul, welches einen Träger 12, insbesondere einen Verdrahtungsträger 12 aufweist. Der Verdrahtungsträger 12 umfasst eine innenliegende Verdrahtung 46, wie in 1 angedeutet. Bei dem Verdrahtungsträger 12, dessen Unterseite mit Bezugszeichen 8 identifiziert ist und dessen Oberseite mit Bezugszeichen 20 identifiziert ist, kann es sich um eine einzelne Flexfolie 16, um eine Anordnung einer Schicht aus mehreren Flexfolien 16, um eine Leiterplatte 14 oder auch um einen Lead-Frame oder dergleichen handeln. Aus der Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Steuergerätes 10 gemäß der Darstellung in 1 geht hervor, dass auf die Oberseite 20 des Verdrahtungsträgers 12 ein Schaltungsträger 22 aufgebracht ist. Bevorzug wird der Schaltungsträger 22 als flaches Bauteil ausgebildet und aus Keramik hergestellt. Der Schaltungsträger 22 aus keramischem Material weist bevorzugt eine Höhe von wenigen Zehntelmillimetern, so zum Beispiel etwa 0,5 mm auf, während der Verdrahtungsträger 12 beispielsweise eine Dicke von nur 0,6 mm aufweisen kann. 1 shows a control unit 10 , in particular for a transmission module, which is a carrier 12 , in particular a wiring carrier 12 having. The wiring carrier 12 includes an internal wiring 46 , as in 1 indicated. At the wiring carrier 12 , whose underside with reference numerals 8th is identified and its top with reference numerals 20 Identified, it can be a single flex foil 16 to an arrangement of a layer of several Flexfolien 16 to a circuit board 14 or act around a lead frame or the like. From the representation of the structure of the control device according to the invention 10 as shown in 1 it turns out that on top 20 of the wiring substrate 12 a circuit carrier 22 is applied. Preferred is the circuit carrier 22 formed as a flat component and made of ceramic. Of the circuit support 22 of ceramic material preferably has a height of a few tenths of a millimeter, for example about 0.5 mm, during the wiring support 12 for example, may have a thickness of only 0.6 mm.

Aus der Darstellung gemäß 1 geht desweiteren hervor, dass sich auf der Oberseite des aus keramischen Material gefertigten Schaltungsträgers 22 eine Anzahl elektrischer bzw. elektronischer Bauelemente 26 befindet. Der Schaltungsträger 22 aus keramischem Material wird über elektrische Kontaktierungen 24 in Gestalt von Bonddrähten elektrisch kontaktiert. Die Bonddrähte können zum Beispiel als 300 μm-Aluminiumbonds ausgestaltet sein. Aus der Darstellung gemäß 1 geht desweiteren hervor, dass sich auf der Oberseite 20 des Verdrahtungsträgers 12 in Gestalt einer Flexfolie, einer Anordnung geschichteter Flexfolien 16, einer Leiterplatte 14 oder eines Lead-Frames, ein Rahmen 32 befindet. Dieser Rahmen 32 bildet zusammen mit der Oberseite 20 des Verdrahtungsträgers 12 einen wannenartig ausgebildeten Füllraum 28, der in der Darstellung gemäß 1 mit Moldmasse 30 vergossen ist. Bei der Moldmasse 30 handelt es sich bevorzugt um einen gute Wärmeleitfähigkeiten aufweisenden Duroplasten.From the illustration according to 1 further shows that on the top of the manufactured of ceramic material circuit substrate 22 a number of electrical or electronic components 26 located. The circuit carrier 22 made of ceramic material is via electrical contacts 24 electrically contacted in the form of bonding wires. The bonding wires can be configured, for example, as 300 μm aluminum bonds. From the illustration according to 1 goes out further, that on the top 20 of the wiring substrate 12 in the form of a flex foil, an arrangement of layered flex foils 16 , a circuit board 14 or a lead frame, a frame 32 located. This frame 32 make up together with the top 20 of the wiring substrate 12 a trough-shaped filling space 28 , which in the representation according to 1 with molding compound 30 is shed. At the mold mass 30 it is preferably a good thermally conductive thermosets.

Die Moldmasse 30 umgibt sowohl die elektrischen, beziehungsweise elektronischen Bauelemente 26, die an der Oberseite des Schaltungsträgers 22 aus keramischem Material angeordnet sind sowie die elektrischen Kontaktierungen 24, die sich an beiden Seiten des Schaltungsträgers erstrecken, die als Bondverbindungen ausgebildet sind, und die den Schaltungsträger 22 aus keramischem Material mit einer Verdrahtung 46 verbinden, die im Verdrahtungsträger 12 innenliegend ausgebildet ist.The molding compound 30 surrounds both the electrical and electronic components 26 at the top of the circuit board 22 are arranged of ceramic material and the electrical contacts 24 extending on both sides of the circuit substrate, which are formed as bond connections, and the circuit carrier 22 made of ceramic material with a wiring 46 connect in the wiring carrier 12 is formed internally.

2 zeigt ein Moldwerkzeug mit zwei Werkzeughälften, einem oberen Werkzeugteil 34 und einem unteren Werkzeugteil 38. Eine erste Planseite 36 des oberen Werkzeugteils 34 liegt auf der Oberseite des Rahmens 32 auf, während der Verdrahtungsträger 12 in Gestalt einer Flexfolie 16, einer Leiterplatte 14 oder eines geschichteten Paketes von Flexfolien 16 durch eine zweite Planseite 40 des unteren Werkzeugteils 38 abgestützt ist. Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass der Füllraum 28 mit Moldmasse 30 verfüllt wird, was zum Beispiel wegen des Transfermoldens erfolgt. Die Innenseite des Trägers 32 auf der Oberseite 20 des Verdrahtungsträgers 12 einerseits sowie die Oberseite des Verdrahtungsträgers 12 andererseits bildet eine Dichtfläche 78 (Dam-Bar). In 2 ist ferner dargestellt, dass der Verdrahtungsträger 12, bei dem es sich um eine Leiterplatte, eine oder mehrere Flexfolien 16 sowie um ein Lead-Frame handeln kann, seitlich über die ineinander angestellten Werkzeugteile 34, 38 des zweiteiligen Moldwerkzeugs übersteht. 2 shows a mold tool with two tool halves, an upper tool part 34 and a lower tool part 38 , A first plan page 36 of the upper tool part 34 lies on top of the frame 32 on while the wiring substrate 12 in the form of a flex foil 16 , a circuit board 14 or a layered package of flex films 16 through a second plan page 40 of the lower tool part 38 is supported. From the illustration according to 2 it turns out that the filling space 28 with molding compound 30 is filled, which is done for example because of the Transfermoldens. The inside of the carrier 32 on the top 20 of the wiring substrate 12 on the one hand, and the top of the wiring substrate 12 on the other hand forms a sealing surface 78 (Dam Bar). In 2 is further shown that the wiring carrier 12 in which it is a printed circuit board, one or more Flexfolien 16 as well as being able to act as a lead frame, laterally over the nested tool parts 34 . 38 the two-part Moldwerkzeugs survives.

Auch die elektrischen Kontaktierungen, die bevorzugt als Bondverbindungen ausgebildet werden, so zum Beispiel als Aluminiumbonds mit 300 μm Stärke sind von der Moldmasse 30, die in den Füllraum 28 eingebracht ist, umschlossen und gegen Beschädigung geschützt.The electrical contacts, which are preferably formed as bonds, so for example as aluminum bonds with 300 microns thickness are of the molding compound 30 in the filling room 28 is inserted, enclosed and protected against damage.

3 zeigt einen sich einstellenden Wärmefluss im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergerät. Aus 3 lässt sich entnehmen, dass der Schaltungsträger 22, der aus keramischem Material gefertigt ist, über elektrische Verbindungen, so zum Beispiel Bondverbindungen mit der Verdrahtung 46 im Verdrahtungsträger 12 elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrischen Kontaktierungen 24 sind ebenso von der Moldmasse 30 innerhalb des Füllraums 28 umschlossen, wie auch die auf der Oberseite des Schaltungsträgers 22 aus keramischem Material angeordneten elektrischen, beziehungsweise elektronischen Bauelemente 26. Während des Betriebes des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergeräts 10 stellt sich der durch die Pfeile 42 angedeutete Wärmefluss in vertikaler Richtung nach oben ein. Dies deshalb, weil aufliegend auf den oberen Planseiten des Rahmens 32, eine Wärmesenke 44 angebracht ist, bei der es sich beispielsweise um eine Trägerplatte aus metallischem Material eines Getriebemoduls handeln kann. Der Wärmefluss 42 ist in vertikaler Richtung auf die Wärmesenke 44 gerichtet. Dies bedeutet, dass der Abwärmefluss, der im Betrieb der elektronischen oder elektronischen Bauelemente 26 erzeugt wird, durch die Moldmasse 44 erfolgt, so dass kein Wärmefluss 42 über den Schaltungsträger 22 aus keramischem Material auftritt, das in der Regel ungünstige Wärmeleiteigenschaften aufweist. Eine Entwärmung über die Moldmasse erfolgt über einen viel kürzeren Weg und damit in wesentlich kürzerer Zeit. 3 shows a self-adjusting heat flow in the inventively proposed controller. Out 3 can be seen that the circuit carrier 22 made of ceramic material, via electrical connections, such as bonding with the wiring 46 in the wiring carrier 12 is electrically connected. The electrical contacts 24 are as well of the molding compound 30 inside the filling space 28 enclosed, as well as those on the top of the circuit board 22 made of ceramic material arranged electrical or electronic components 26 , During operation of the control device proposed according to the invention 10 turns himself through the arrows 42 indicated heat flow in a vertical upward direction. This is because it rests on the upper plan sides of the frame 32 , a heat sink 44 is attached, which may be, for example, a support plate of metallic material of a transmission module. The heat flow 42 is in the vertical direction on the heat sink 44 directed. This means that the waste heat flow, in the operation of the electronic or electronic components 26 is generated by the molding compound 44 done, so no heat flow 42 over the circuit carrier 22 made of ceramic material, which generally has unfavorable thermal conduction properties. A cooling over the molding compound via a much shorter path and thus in a much shorter time.

Der Darstellung gemäß 3 ist darüber hinaus zu entnehmen, dass das erfindungsgemäß vorgeschlagene Steuergerät unterhalb der Wärmesenke 44 eine Bauhöhe 68, 74 aufweist, die in der Größenordnung einiger Millimeter, bevorzugt unterhalb von 5 mm liegt. Berücksichtigt man die Dicke des Verdrahtungsträgers 12 von wenigen Zehntelmillimetern, so zum Beispiel 0,6 mm, ferner die Dicke des Schaltungsträgers 22 aus keramischem Material in der Größenordnung von etwa 0,5 mm sowie eine höchste Höhe eines elektrischen beziehungsweise elektronischen Bauelements von 2,5 mm und eine erforderliche Überdeckung durch die Moldmasse von 1 mm, so stellt sich eine maximale Bauhöhe 68, 74 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergeräts 10 von einigen Millimetern, bevorzugt unterhalb von 5 mm, ein. Damit baut das erfindungsgemäß vorgeschlagene Steuergerät, welches in separater Herstellung – d. h. nicht integriert in ein Getriebe – hergestellt wird, äußerst niedrig und vereint die Eigenschaften eines in ein Getriebemodul, beziehungsweise Getriebesteuergerät integrierten Steuergeräts mit den Vorteilen der Serienfertigung. Die Wärmesenke 44 kann zum Beispiel durch eine Hydraulikplatte eines Getriebes oder Getriebemoduls dargestellt sein.The representation according to 3 In addition, it can be seen that the inventively proposed control unit below the heat sink 44 a height 68 . 74 which is on the order of a few millimeters, preferably less than 5 mm. Considering the thickness of the wiring substrate 12 of a few tenths of a millimeter, such as 0.6 mm, and the thickness of the circuit substrate 22 made of ceramic material in the order of about 0.5 mm and a maximum height of an electrical or electronic component of 2.5 mm and a required coverage by the molding compound of 1 mm, so there is a maximum height 68 . 74 the control device proposed according to the invention 10 of a few millimeters, preferably below 5 mm. Thus, the inventively proposed control device, which is in a separate production - that is not integrated into a transmission - manufactured, extremely low and combines the properties of one in a transmission module, or Transmission control unit integrated control unit with the benefits of mass production. The heat sink 44 can be represented for example by a hydraulic plate of a transmission or transmission module.

In der Darstellung gemäß 3 ist die Dicke des Verdrahtungsträgers 12 durch Bezugszeichen 70 gekennzeichnet, während die Dicke des Schaltungsträgers 22, der bevorzugt aus keramischem Material gefertigt ist, durch Bezugszeichen 72 identifiziert ist. Eine Dicke der Moldmasse 30 innerhalb der wannenförmigen Vertiefung, die durch den Trägerrahmen 32 und die Oberseite 20 des Verdrahtungsträgers gebildet ist, ist durch das Bezugszeichen 76 angedeutet und entspricht im Wesentlichen der Höhe des Rahmens 32.In the illustration according to 3 is the thickness of the wiring substrate 12 by reference numerals 70 characterized while the thickness of the circuit substrate 22 , which is preferably made of ceramic material, by reference numerals 72 is identified. A thickness of the molding compound 30 inside the trough-shaped depression that passes through the support frame 32 and the top 20 the wiring substrate is formed by the reference numeral 76 indicated and corresponds substantially to the height of the frame 32 ,

Wie aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht, ergibt sich die Kühlung des Steuergeräts 10 beziehungsweise die Abfuhr der Abwärme der elektrischen, beziehungsweise elektronischen Bauelemente 26 entsprechend des Wärmeflusses 42 durch das Slug-up-Verfahren an die Wärmesenke 44, wodurch kein Wärmefluss durch den Schaltungsträger 22, der insbesondere aus keramischem Material gefertigt ist, mehr auftritt.As shown in the illustration 3 shows, results in the cooling of the controller 10 or the removal of the waste heat of the electrical or electronic components 26 according to the heat flow 42 through the slug-up process to the heat sink 44 , whereby no heat flow through the circuit carrier 22 , which is made in particular of ceramic material, more occurs.

Mit Bezugszeichen 78 ist in der Darstellung gemäß 3 die bereits im Zusammenhang mit 2 erwähnte Dam-Bar, das heißt die Dichtfläche gegen die Moldmasse 30 bezeichnet. Zur Dam-Bar 78 ist im vorliegenden Zusammenhang auch die Innenseite des rechteckig oder quadratisch ausgebildeten Rahmens 32 hinzu zu zählen.With reference number 78 is in the illustration according to 3 already related to 2 mentioned Dam-Bar, that is the sealing surface against the Moldmasse 30 designated. To the Dam-Bar 78 is in the present context, the inside of the rectangular or square frame 32 to count.

4 zeigt eine Draufsicht auf den Aufbau des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergeräts gemäß der Schnittdarstellung in 1 – jedoch ohne in den Füllraum eingebrachte Moldmasse. 4 shows a plan view of the structure of the inventively proposed controller according to the sectional view in 1 - But without introduced into the filling mold molding compound.

Aus der Draufsicht gemäß 4 geht hervor, dass der Trägerrahmen 32 einen im Wesentlichen rechteckförmiges Aussehen aufweist. Der Trägerrahmen 32 ist auf die Oberseite 58 des Verdrahtungsträgers 12, bei dem es sich um eine Flexfolie 16, eine geschichtete Anordnung von Flexfolien 16 oder auch um eine Leiterplatte 14 oder ein Lead-Frame handeln kann, aufgebracht. Der in der Draufsicht gemäß 4 rechteckig ausgebildete Trägerrahmen 32 weist eine Längsseite 52 auf sowie eine Querseite 54. Die außerhalb liegende Außenseite des Trägerrahmens 32 ist durch Bezugszeichen 50 identifiziert während der Schaltungsträger 22 im Innenbereich 48 des Rahmes 32 liegt. Die Bezugszeichen 64 beziehungsweise 66 identifizieren die Kontaktierungsbereiche für die elektrischen Kontaktierungen 34, die bevorzugt als Bondverbindungen ausgebildet sind, zwischen der Verdrahtung 46 des Verdrahtungsträgers 12 und dem Schaltungsträger 22 aus keramischem Material, dessen Oberseite je nach Anwendungszweck in unterschiedlichen Abständen zueinander die elektrischen beziehungsweise elektronischen Bauelemente 26 aufgebracht sind.From the top view 4 shows that the carrier frame 32 has a substantially rectangular appearance. The carrier frame 32 is on the top 58 of the wiring substrate 12 , which is a flex foil 16 , a layered arrangement of flex foils 16 or even a circuit board 14 or a lead frame can act, upset. The in the plan view according to 4 rectangular shaped support frame 32 has a long side 52 on as well as a transverse side 54 , The outside of the outside of the support frame 32 is by reference numerals 50 identified during the circuit carrier 22 indoor 48 of the cream 32 lies. The reference numerals 64 respectively 66 identify the contacting areas for the electrical contacts 34 , which are preferably formed as bond connections, between the wiring 46 of the wiring substrate 12 and the circuit carrier 22 made of ceramic material whose top depending on the application at different distances from each other, the electrical or electronic components 26 are applied.

Position 56 identifiziert eine Weiterkontaktierung zu einem Getriebestecker, einer Sensorik oder einer Aktuatorik, welche mit dem in 4 in der Draufsicht dargestellten erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergerät kontaktiert wird. In der Draufsicht gemäß 4 ist aus Gründen der besseren Darstellung die Moldmasse 30, die im Füllraum 28 des Steuergeräts 10 vorhanden ist und welche sowohl die elektrischen Kontaktierungen 24 als auch die auf der Oberseite des Schaltungsträgers aufgebachten elektrischen, beziehungsweise elektronischen Bauelemente 26 überdeckt, nicht dargestellt. Ebenso wie die in 3 dargestellte Wärmesenke 44, die sich oberhalb des Steuergeräts 10 befindet in 4 aus Gründen der besseren Darstellbarkeit fehlt.position 56 identifies a further contact to a gear plug, a sensor or an actuator, which with the in 4 in the plan view illustrated inventively proposed control unit is contacted. In the plan view according to 4 is for better illustration the molding compound 30 in the filling room 28 of the control unit 10 is present and which both the electrical contacts 24 as well as aufgeachten on the top of the circuit substrate electrical or electronic components 26 covered, not shown. Just like the in 3 illustrated heat sink 44 that are above the controller 10 located in 4 is missing for reasons of better representability.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4416403 A1 [0002]
EP 1728277 B1 [0003]

Claims

Control unit ( 10 ), in particular for a transmission control module of a transmission for a motor vehicle, with a circuit carrier ( 22 ) with a number of electrical or electronic components ( 26 ), characterized in that the circuit carrier ( 22 ) on its underside a wiring substrate ( 12 . 14 . 16 ) and at its top ( 20 ) a heat sink ( 44 ) having.

Control unit ( 10 ) according to claim 1, characterized in that a total height ( 68 . 70 ) of the control unit ( 70 ) of a height ( 76 ) of a frame ( 32 ) within which a molding compound ( 39 ), plus a thickness ( 70 ) of the wiring substrate ( 12 . 14 . 16 ).

Control unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the wiring substrate ( 12 . 14 . 16 ) at least one flex foil ( 16 ), and / or at least one printed circuit board ( 14 ), and / or comprises at least one lead frame, and / or combinations thereof.

Control unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 44 ) on the side of the circuit carrier ( 22 ), on which the number of electrical or electronic components ( 26 ) is arranged.

Control unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit carrier ( 22 ) with the wiring carrier ( 14 . 16 ) is firmly bonded, in particular glued to these.

Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit carrier ( 22 ) via electrical contacts ( 24 ), in particular bonding wires or wire connections with a wiring ( 46 ) which is located within the at least one flex foil ( 16 ), or the at least one printed circuit board ( 14 ) or the at least one lead frame is located.

Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 32 ), the circuit carrier ( 22 ), on a top ( 58 ) of the wiring substrate ( 12 . 14 . 16 ) is arranged.

Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 32 ) and the top ( 58 ) of the wiring substrate ( 12 . 14 . 16 ) a sealing surface ( 78 Dam-Bar) for the mold mass 30 form.

Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the molding compound ( 30 ) a heat flow ( 42 ) the number of electrical or electronic components ( 26 ) in the direction of the heat sink ( 44 ) transmits.

Control device according to one of the preceding claims, characterized in that this via a support frame ( 32 ) is attached to a transmission module, in particular to its hydraulic plate.