DE102010039550A1 - control module - Google Patents

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Abstract

Steuermodul (1), insbesondere für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs, wobei das Steuermodul (1) eine einheitlich als HDI-Leiterplatte gefertigte mehrlagige Leiterplatte (2) aufweist zur Vernetzung einer Steuerelektronik (3) des Steuermoduls (1), wobei die Leiterplatte (2) einen Entwärmungsbereich (11) ausbildet, in welchem zur Führung von Leistungsstrom vorgesehene Innenleiterlagen (9) thermisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei wenigstens eine von einer äußeren Leiterplattenlage (10) gebildete Leiterplattenoberfläche (2a, 2b) in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) zumindest im Entwärmungsbereich (11) gegen die Innenleiterlagen (9) elektrisch isoliert gebildet ist.Control module (1), in particular for a transmission control of a motor vehicle, wherein the control module (1) has a multi-layer printed circuit board (2) made uniformly as an HDI printed circuit board for networking control electronics (3) of the control module (1), the printed circuit board (2) forms a cooling area (11) in which inner conductor layers (9) provided for conducting power current are connected to one another in a thermally conductive manner, at least one circuit board surface (2a, 2b) formed by an outer circuit board layer (10) in the stacking direction (X) of the circuit board layers (6 ) is formed electrically insulated from the inner conductor layers (9) at least in the cooling area (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuermodul gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a control module according to the preamble of claim 1.

Im Stand der Technik ist aus der Patentanmeldung DE 10 2010 003 678.1 eine mehrlagige Leiterplatte zur Herstellung eines Steuermoduls, insbesondere eines Steuermoduls für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche aus Modulen zusammengefügt ist und einen in die Leiterplatte integrierten HDI-Bereich aufweist. Bei der bekannten Leiterplatte können Leistungsströme über in die Leiterplatte eingepasste Leiter vergrößerten Querschnitts geführt werden. Die bekannte Leiterplatte benötigt zu ihrer Herstellung jedoch mehrere aufwändige Prozessschritte.In the prior art is from the patent application DE 10 2010 003 678.1 a multi-layer printed circuit board for producing a control module, in particular a control module for a transmission control of a motor vehicle known, which is assembled from modules and has an integrated circuit in the HDI area. In the known printed circuit board, power currents can be conducted via conductors of enlarged cross section fitted in the printed circuit board. However, the known printed circuit board requires several complex process steps for its production.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steuermodul vorzuschlagen, dessen Leiterplatte klein baut, auf einfache Weise günstig und insbesondere mit einem geringen Prozessschrittaufkommen gefertigt werden kann und welches auf einfache Weise bei gleichzeitig elektrischer Isolierung gut entwärmbar ist.Proceeding from this, the present invention seeks to propose a control module whose printed circuit board is small, can be made in a simple manner low and especially with a low process step volume and which is easily Entwärmbar in a simple way with simultaneous electrical insulation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Steuermodul, insbesondere für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs, wobei das Steuermodul eine einheitlich als HDI-Leiterplatte gefertigte mehrlagige Leiterplatte aufweist zur Vernetzung einer Steuerelektronik des Steuermoduls, wobei die Leiterplatte einen Entwärmungsbereich ausbildet, in welchem zum Beispiel zur Führung von Leistungsstrom vorgesehene Innenleiterlagen thermisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei wenigstens eine von einer äußeren Leiterplattenlage gebildete Leiterplattenoberfläche in Stapelrichtung der Leiterplattenlagen zumindest im Entwärmungsbereich gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen elektrisch isoliert gebildet ist.According to the invention, a control module is proposed, in particular for a transmission control of a motor vehicle, wherein the control module has a multilayer printed circuit board uniformly manufactured as HDI circuit board for networking control electronics of the control module, wherein the circuit board forms a cooling zone, in which provided for example for guiding power current inner conductor layers are thermally conductively connected to each other, wherein at least one of a printed circuit board surface formed by an outer circuit board layer in the stacking direction of the printed circuit board layers is formed electrically insulated at least in the heat dissipation against the power current carrying inner conductor layers.

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß weiterhin ein Steuermodul, wobei zwei einander in Stapelrichtung der Leiterplattenlagen gegenüberliegende, von jeweils einer äußeren Leiterplattenlage gebildete Leiterplattenoberflächen zumindest im Entwärmungsbereich gegen die Innenleiterlagen elektrisch isoliert gebildet sind.According to the invention, a control module is furthermore proposed, wherein two printed circuit board surfaces which are opposite one another in the stacking direction of the printed circuit board layers and formed by an outer printed circuit board layer are formed so as to be electrically insulated against the inner conductor layers, at least in the cooling zone.

Die Innenleiterlagen können entweder thermisch oder elektrisch oder thermisch und elektrisch leitend sein.The inner conductor layers can be either thermally or electrically or thermally and electrically conductive.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuermoduls ist eine äußere Leiterplattenlage, insbesondere eine äußere Leiterplatten-Trägermateriallage, welche eine Leiterplattenoberfläche in Stapelrichtung der Leiterplattenlagen ausbildet, die Leiterplattenoberfläche in Stapelrichtung der Leiterplattenlagen zumindest im Entwärmungsbereich gegen die Innenleiterlagen elektrisch isolierend ausgebildet.In one embodiment of the control module according to the invention, an outer printed circuit board layer, in particular an outer printed circuit board substrate layer which forms a printed circuit board surface in the stacking direction of the printed circuit board layers, forms the printed circuit board surface in the stacking direction of the printed circuit board layers electrically insulating at least in the heat dissipation region.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuermoduls sind einander gegenüberliegende, äußere Leiterplattenlagen, insbesondere äußere Leiterplatten-Trägermateriallagen, welche jeweils eine Leiterplattenoberfläche in Stapelrichtung der Leiterplattenlagen ausbilden, die Leiterplattenoberflächen in Stapelrichtung der Leiterplattenlagen zumindest im Entwärmungsbereich gegen die Innenleiterlagen jeweils elektrisch isolierend ausgebildet.In a further embodiment of the control module according to the invention are opposing outer printed circuit board layers, in particular outer PCB carrier layers, each forming a circuit board surface in the stacking direction of the PCB layers, the PCB surfaces in the stacking direction of the PCB layers at least in the heat dissipation against the inner conductor layers each electrically insulating.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuermoduls ist an wenigstens einer elektrisch gegen die Innenleiterlagen isolierten, von einer äußeren Leiterplattenlage gebildeten Leiterplattenoberfläche im Entwärmungsbereich ein Kühlelement angeordnet.In yet another embodiment of the control module according to the invention, a cooling element is arranged in the cooling area on at least one printed circuit board surface which is electrically insulated from the inner conductor layers and formed by an outer printed circuit board layer.

Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Steuermoduls sind die Innenleiterlagen im Entwärmungsbereich thermisch und elektrisch leitfähig untereinander verbunden, insbesondere sämtlich.According to one aspect of the control module according to the invention, the inner conductor layers are thermally and electrically conductively connected to one another in the cooling area, in particular all of them.

Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Steuermoduls sind die Innenleiterlagen, insbesondere sämtliche Innenleiterlagen, im Entwärmungsbereich mittels Sacklochbohrungen und/oder Buried Vias miteinander thermisch und/oder elektrisch leitfähig verbunden, insbesondere ausschließlich mittels Buried Vias.According to a further aspect of the control module according to the invention, the inner conductor layers, in particular all inner conductor layers, are thermally and / or electrically conductively connected to one another in the cooling area by means of blind holes and / or buried vias, in particular exclusively by means of buried vias.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Steuermoduls ist eine Wärmeleitschicht, insbesondere eine Wärmeleitpaste, weiterhin insbesondere eine elektrisch nicht isolierende Wärmeleitschicht, zwischen dem Kühlelement und einer elektrisch gegen die Innenleiterlagen isolierten, von einer äußeren Leiterplattenlage gebildeten Leiterplattenoberfläche in Stapelrichtung der Leiterplattenlagen im Entwärmungsbereich angeordnet.According to yet another aspect of the control module according to the invention is a Wärmeleitschicht, in particular a Wärmeleitpaste, further preferably an electrically non-insulating Wärmeleitschicht, arranged between the cooling element and an electrically insulated against the inner conductor layers, formed by an outer circuit board PCB surface in the stacking direction of the PCB layers in the cooling area.

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Steuermodul, wobei die Leiterplatten-Trägermateriallagen der Leiterplatte aus einem Epoxidharzmaterial, insbesondere FR4, gefertigt sind.According to the invention, a control module is proposed, wherein the printed circuit board carrier material layers of the printed circuit board are made of an epoxy resin material, in particular FR4.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuermoduls ist die HDI-Leiterplatte an dem Kühlelement abgestützt, insbesondere vibrationsarm.In one embodiment of the control module according to the invention, the HDI printed circuit board is supported on the cooling element, in particular vibration.

Es besteht die Möglichkeit, dass direkt an einem Bauteil Wärme entsteht, beispielsweise Verlustwärme. Diese Wärme wird direkt in die Innenleiterlagen, welche entweder die leistungsstromführende Innenleiterlage, oder aber auch jede andere thermisch oder elektrisch leitende Innenleiterlage sein kann, geleitet und von dort in den Entwärmungsbereich geleitet, in welchem die Wärme beispielsweise über Vias an die Kühlelemente abgeleitet wird.There is the possibility that heat is generated directly on a component, for example Waste heat. This heat is passed directly into the inner conductor layers, which may be either the power-conducting inner conductor layer or else any other thermally or electrically conductive inner conductor layer, and from there into the cooling zone, in which the heat is dissipated, for example via vias, to the cooling elements.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 exemplarisch und schematisch eine Schnittansicht eines abgebrochen dargestellten Steuermoduls gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung; 1 by way of example and schematically a sectional view of a control module shown aborted according to a possible embodiment of the invention;

2 exemplarisch und schematisch eine Schnittansicht eines abgebrochen dargestellten Steuermoduls gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung; 2 by way of example and schematically, a sectional view of a control module shown aborted according to another possible embodiment of the invention;

3 exemplarisch und schematisch eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß abgestützten Steuermoduls gemäß 3; und 3 by way of example and schematically a side view of a control module according to the invention supported according to FIG 3 ; and

4 exemplarisch und schematisch eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Steuermoduls, welches in einem einhäusenden Kühlelement aufgenommen ist. 4 an example and schematically a sectional view of a control module according to the invention, which is accommodated in a housing cooling element.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following description of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference numerals.

Die 1 bis 4 zeigen exemplarisch und schematisch jeweils ein erfindungsgemäßes Steuermodul 1, wobei die 1 und 2 bevorzugte Ausführungsformen in jeweils einer abgebrochenen Schnittansicht veranschaulichen. Das Steuermodul 1 ist zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, insbesondere ein Steuermodul einer Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs, weiterhin insbesondere einer integrierten mechatronischen Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs.The 1 to 4 show by way of example and schematically in each case a control module according to the invention 1 , where the 1 and 2 illustrate preferred embodiments in each case a broken sectional view. The control module 1 is intended for use in a motor vehicle, in particular a control module of a transmission control of a motor vehicle, furthermore in particular an integrated mechatronic transmission control of a motor vehicle.

Das Steuermodul 1 weist eine mehrlagige Leiterplatte auf, welche erfindungsgemäß vorteilhaft als HDI-Leiterplatte 2 (High-Density-Interconnect-Leiterplatte) gebildet ist, i. e. als eine hochintegrierte Leiterplatte, insbesondere sämtlich bzw. einheitlich. Eine solche HDI-Leiterplatte 2 weist feinere Leitungsstrukturen und kleinere Durchkontaktierungen auf als herkömmliche Leiterplatten, z. B. herkömmliche PCBs (Printed circuit boards). Erfindungsgemäß ist durch Verwendung einer HDI-Leiterplatte 2 ein Steuermodul 1 mit äußerst kompakten Abmessungen realisierbar, i. e. hochintegriert.The control module 1 has a multilayer printed circuit board, which according to the invention advantageously as HDI circuit board 2 (High-density interconnect circuit board) is formed, ie as a highly integrated circuit board, in particular all or uniform. Such an HDI circuit board 2 has finer wire structures and smaller vias than conventional circuit boards, eg. As conventional PCBs (Printed Circuit Boards). According to the invention, by using an HDI printed circuit board 2 a control module 1 can be realized with extremely compact dimensions, ie highly integrated.

Die erfindungsgemäße HDI-Leiterplatte 2 ist dazu vorgesehen, die an der Leiterplatte 2 aufgenommene Steuerelektronik bzw. die TCU 3, z. B. 3 und 4, des Steuermoduls 1 mit weiteren damit zusammenwirkenden Komponenten zu vernetzen, z. B. mit Aktuatoren, Ventilen, Sensoren, etc. Die Steuerelektronik 3 ist z. B. einem Gehäuse 4 untergebracht, 3 und 4, z. B. neben einer ebenfalls in die HDI-Leiterplatte 2 integrierten, eingehäusten EMV-Filterbaugruppe 5.The HDI printed circuit board according to the invention 2 is intended to be connected to the circuit board 2 recorded control electronics or the TCU 3 , z. B. 3 and 4 , the control module 1 to crosslink with other cooperating components, for. As with actuators, valves, sensors, etc. The control electronics 3 is z. B. a housing 4 housed, 3 and 4 , z. B. next to a likewise in the HDI circuit board 2 integrated, housed EMC filter assembly 5 ,

Die mehrlagige HDI-Leiterplatte bzw. Leiterplatte 2 weist mehrere Leiterplattenlagen 6 auf, welche jeweils eine elektrisch isolierende Leiterplatten-Trägermaterial- bzw. Basismateriallage 7 umfassen. Eine Leiterplattenlage 6 kann weiterhin wenigstens eine Leiterlage 8 bzw. eine Leiterschicht umfassen, welche an einer Trägermateriallage 7 angeordnet und zur Führung von Strömen ausgebildet ist. Die Leiterlagen 8 sind jeweils flächig gebildet, wobei die Leiterlagen 8 insbesondere leitfähige Flächen und/oder flächige Leiterbahnen ausbilden. Die Leiterplattenlagen 6 sind in einer Stapelrichtung X zur Bildung der mehrlagigen Leiterplatte 2 gestapelt, z. B. 1 und 2.The multi-layered HDI printed circuit board or printed circuit board 2 has several PCB layers 6 on, which in each case an electrically insulating printed circuit board carrier material or base material layer 7 include. A circuit board layer 6 can continue at least one conductor layer 8th or a conductor layer, which on a carrier material layer 7 arranged and adapted to guide currents. The conductor layers 8th are each formed flat, the conductor layers 8th in particular form conductive surfaces and / or flat conductor tracks. The PCB layers 6 are in a stacking direction X for forming the multilayer printed circuit board 2 stacked, z. B. 1 and 2 ,

Die mehrlagige Leiterplatte 2 ist 6-lagig ausgebildet, i. e. weist sechs elektrisch leitfähige, insbesondere flächige Schichten bzw. Leiterlagen 8 auf, welche z. B. als Kupferschichten ausgeführt und an Leiterplatten-Trägermateriallagen 7 angeordnet sind. Alternativ kann die HDI-Leiterplatte 2 auch eine davon verschiedene Lagenzahl aufweisen, z. B. 8-lagig gebildet sein. Das Material, aus welchem die jeweiligen Leiterplatten-Trägermateriallagen 6 gefertigt sind, ist erfindungsgemäß ein Epoxidharz-Material bzw. ein Epoxidharz-Glasfasermaterial, vorzugsweise FR4.The multilayer printed circuit board 2 is formed 6-ply, ie has six electrically conductive, in particular planar layers or conductor layers 8th on which z. B. designed as copper layers and printed circuit board carrier material layers 7 are arranged. Alternatively, the HDI circuit board 2 also have a different number of layers, z. B. 8-ply be formed. The material from which the respective PCB carrier material layers 6 are manufactured, according to the invention is an epoxy resin material or an epoxy resin fiberglass material, preferably FR4.

Die HDI-Leiterplatte 2 ist zur Führung von Leistungsströmen ausgebildet, welche mit einer mitunter erheblichen Wärmeentwicklung einhergehen kann. Derartige Leistungsströme werden z. B. zur Versorgung von mit dem Steuermodul 1 bzw. dessen Steuerelektronik 3 vernetzten Aktuatoren geführt bzw. geleitet. Wärme entsteht auch durch Verlustleistung und wird direkt von Bauteilen in Innenleiterlagen weitergeleitet.The HDI circuit board 2 is designed to guide power currents, which can be accompanied by a sometimes significant heat development. Such power currents are z. B. to supply with the control module 1 or its control electronics 3 networked actuators guided or directed. Heat is also generated by power loss and is forwarded directly from components in inner conductor layers.

Um die Leistungsströme führen zu können und gleichzeitig einen einfachen Leiterplattenaufbau bei guter Entwärmungsmöglichkeit der HDI-Leiterplatte 2 realisieren zu können oder Wärme aus Verlustleistung weiterzuleiten, weist die HDI-Leiterplatte 2 erfindungsgemäß eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen vorgesehener, insbesondere flächiger Innenleiterlagen 9 auf, welche nachfolgend als Innenleiterlagen 9 bezeichnet sind und welche zwischen Leiterplatten-Trägermateriallagen 7 angeordnet sind, z. B. 1 und 2. Durch Ausbildung solch flächiger Leiterlagen kann ein einfacher Lagenaufbau der Leiterplatte 2 erreicht werden, welcher nur wenige herkömmliche Fertigungsschritte erfordert.In order to be able to carry the power currents and at the same time a simple circuit board construction with good heat dissipation possibility of the HDI circuit board 2 To realize or heat to dissipate power loss, has the HDI PCB 2 According to the invention, a plurality of electrically conductive provided, in particular planar inner conductor layers 9 on, which below as inner conductor layers 9 are designated and which between PCB carrier material layers 7 are arranged, for. B. 1 and 2 , By forming such flat conductor layers can be a simple layer structure of the circuit board 2 can be achieved, which requires only a few conventional manufacturing steps.

Es sind Innenleiterlagen 9 miteinander elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise sämtliche. Durch die elektrische Ankontaktierung untereinander kann sich eine gleichmäßige Stromverteilung der Leistungsströme innerhalb der HDI-Leiterplatte 2 einstellen und insofern eine gleichmäßige Erwärmung. Die leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 sind dabei insbesondere zwischen zwei äußeren Leiterplattenlagen 10 angeordnet, i. e in einer Sandwichanordnung. Mit anderen Worten ist vorzugsweise je eine einzige äußere Leiterplattenlage 10 benachbart zu der Mehrzahl von leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 in Stapelrichtung X an gegenüberliegenden Seiten des Lagenstapels an den leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 angeordnet. Eine solche äußere Leiterplattenlage 10 weist eine Stärke von z. B. 100 μm auf. Zur Führung der Leistungsströme weisen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 eine geeignete Lagen- bzw. Leiterschichtstärke auf, wobei die leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 jeweils in Form z. B. einer Kupferschicht gebildet sind.They are inner conductor layers 9 electrically connected to each other, preferably all. Due to the electrical Ankontaktierung each other, a uniform current distribution of the power currents within the HDI circuit board 2 adjust and thus a uniform heating. The power-conducting inner conductor layers 9 are in particular between two outer PCB layers 10 arranged, i. e in a sandwich arrangement. In other words, preferably each is a single outer circuit board layer 10 adjacent to the plurality of power conducting inner conductor layers 9 in the stacking direction X on opposite sides of the ply stack on the power current carrying inner conductor layers 9 arranged. Such an outer circuit board position 10 has a strength of z. B. 100 microns. To guide the power currents, the power current carrying inner conductor layers 9 a suitable layer or conductor layer thickness, wherein the power current carrying inner conductor layers 9 each in the form of z. B. a copper layer are formed.

Es bildet die Leiterplatte 2 weiterhin wenigstens einen Entwärmungsbereich 11 aus, welcher zur Ableitung von Wärme aus der Leiterplatte 2, insbesondere der Innenleiterlagen 9 vorgesehen ist, Doppelpfeil A 1 und 2. Die HDI-Leiterplatte 2 bzw. das damit gebildete Steuermodul 1 weist z. B. zwei Entwärmungsbereiche 11, z. B. 3 oder 4, auf. Innerhalb des jeweiligen Entwärmungsbereichs 11 sind wenigstens zwei Innenleiterlagen 9 thermisch leitend, d. h. mit hoher Wärmeleitfähigkeit, miteinander verbunden bzw. an einander ankontaktiert, Bezugszeichen 13. Vorzugsweise sind sämtliche Innenleiterlagen 9 im Entwärmungsbereich 11 thermisch leitend untereinander verbunden, z. B. 1 und 2. Durch die thermisch leitfähige Verbindung kann Wärme möglichst nahe an eine äußere Leiterplattenlage 10, an deren Oberfläche im Entwärmungsbereich 11 erfindungsgemäß eine Entwärmung bei gleichzeitiger elektrischer Isolierung vorgesehen ist, transportiert werden.It forms the circuit board 2 at least one cooling area 11 out, which for the dissipation of heat from the circuit board 2 , in particular the inner conductor layers 9 is provided, double arrow A 1 and 2 , The HDI circuit board 2 or the control module formed therewith 1 has z. B. two Entwärmungsbereiche 11 , z. B. 3 or 4 , on. Within the respective cooling area 11 are at least two inner conductor layers 9 thermally conductive, ie with high thermal conductivity, connected together or against each other, reference numerals 13 , Preferably, all inner conductor layers 9 in the cooling area 11 thermally conductive interconnected, z. B. 1 and 2 , Due to the thermally conductive connection, heat can be as close as possible to an outer circuit board layer 10 , on the surface in the cooling area 11 According to the invention a heat dissipation is provided with simultaneous electrical insulation, transported.

Es ist wenigstens eine von einer äußeren Leiterplattenlage 10 gebildete Leiterplattenoberfläche 2a, 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 zumindest im Entwärmungsbereich 11 gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 elektrisch isoliert gebildet, vorzugsweise z. B. die gesamte Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b. Ein Kühlelement 12 zur Entwärmung kann somit ohne weitere elektrische Isolierung gegenüber den geführten Leistungsströmen an der Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 im Entwärmungsbereich 11 angeordnet werden und Wärme aus dem Entwärmungsbereich 11 abführen.It is at least one of an outer circuit board layer 10 formed PCB surface 2a . 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 at least in the cooling area 11 against the power-conducting inner conductor layers 9 formed electrically insulated, preferably z. B. the entire PCB surface 2a respectively. 2 B , A cooling element 12 for cooling can thus without further electrical insulation against the power currents conducted on the circuit board surface 2a respectively. 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 in the cooling area 11 be arranged and heat from the cooling area 11 dissipate.

Vorgesehen ist insbesondere, dass beide einander in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 gegenüberliegenden, von jeweils einer äußeren Leiterplattenlage 10 gebildeten Leiterplattenoberflächen 2a, 2b zumindest im Entwärmungsbereich 11 gegen die Innenleiterlagen 9 elektrisch isoliert gebildet sind, z. B. jeweils die gesamte Leiterplattenoberfläche 2a, 2b. Je Entwärmungsbereich 11 kann somit jeweils an beiden Außenseiten 2a, 2b bzw. Oberflächen der HDI-Leiterplatte 2 in Stapelrichtung X jeweils ein Kühlelement 12 zur Entwärmung gegen die Innenleiterlagen 9 elektrisch isoliert angeordnet werden, ohne weitergehende Isoliermaßnahmen ergreifen zu müssen. Leiterplattenoberflächen 2a, 2b im Entwärmungsbereich 11 sind vorzugsweise eben.In particular, provision is made for them to be in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 opposite, each of an outer circuit board position 10 formed PCB surfaces 2a . 2 B at least in the cooling area 11 against the inner conductor layers 9 are formed electrically insulated, z. B. in each case the entire circuit board surface 2a . 2 B , Per cooling area 11 can thus each on both outer sides 2a . 2 B or surfaces of the HDI circuit board 2 in the stacking direction X each have a cooling element 12 for cooling against the inner conductor layers 9 be arranged electrically insulated without having to take further insulation. PCB surfaces 2a . 2 B in the cooling area 11 are preferably even.

Erfindungsgemäß ist wenigstens eine äußere Leiterplattenlage 10, insbesondere eine äußere Leiterplatten-Trägermateriallage 7, z. B. 1, welche eine Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 ausbildet, die Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 zumindest im Entwärmungsbereich 11 gegen die Innenleiterlagen 9 elektrisch isolierend gebildet.According to the invention, at least one outer circuit board layer 10 , in particular an outer printed circuit board carrier material layer 7 , z. B. 1 which is a circuit board surface 2a respectively. 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 forms, the PCB surface 2a respectively. 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 at least in the cooling area 11 against the inner conductor layers 9 formed electrically insulating.

Insbesondere ist vorgesehen, dass einander gegenüberliegende, äußere Leiterplattenlagen 10, insbesondere äußere Leiterplatten-Trägermateriallagen 7, welche jeweils eine Leiterplattenoberfläche 2a, 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 ausbilden, die Leiterplattenoberflächen 2a, 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 zumindest im Entwärmungsbereich 11 gegen die Innenleiterlagen 9 jeweils elektrisch isolierend gebildet sind.In particular, it is provided that mutually opposite, outer printed circuit board layers 10 , in particular outer printed circuit board carrier material layers 7 , which each have a circuit board surface 2a . 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 train, the PCB surfaces 2a . 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 at least in the cooling area 11 against the inner conductor layers 9 are each formed electrically insulating.

Um eine Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 zumindest im Entwärmungsbereich 11 gegen die Innenleiterlagen 9 jeweils elektrisch isolierend auszubilden, ist die äußere Leiterplatten-Trägermateriallage 7, welche zwischen den leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 und der Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b im Entwärmungsbereich 11 angeordnet ist, insbesondere jeweils als durchgängige Isolierschicht ausgebildet, i. e. ohne elektrische Kontaktmöglichkeit der leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 zur Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b im Entwärmungsbereich 11. Eine etwaige elektrisch leitfähige Außenlage 8, z. B. 1, der jeweiligen äußeren Leiterplattenlage 10 ist dabei erfindungsgemäß zumindest im Entwärmungsbereich 11 jeweils potentialfrei, 1, oder z. B. entfernt, z. B. weggeätzt, 2, derart, dass die jeweilige Leiterplattenoberfläche 2a, 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 zumindest im Entwärmungsbereich 11 keine elektrisch leitfähige Verbindung mit den Innenleiterlagen 9 aufweist.To a circuit board surface 2a respectively. 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 at least in the cooling area 11 against the inner conductor layers 9 each form electrically insulating, is the outer PCB carrier material layer 7 , which between the power-conducting inner conductor layers 9 and the circuit board surface 2a respectively. 2 B in the cooling area 11 is arranged, in particular formed in each case as a continuous insulating layer, ie without electrical contact possibility of the power current carrying inner conductor layers 9 to the PCB surface 2a respectively. 2 B in the cooling area 11 , Any electrically conductive outer layer 8th , z. B. 1 , the respective outer Printed circuit board layer 10 is according to the invention at least in the cooling area 11 each potential-free, 1 , or z. B. removed, z. B. etched away, 2 such that the respective circuit board surface 2a . 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 at least in the cooling area 11 no electrically conductive connection with the inner conductor layers 9 having.

Mittels einer solchen Isolierung durch wenigstens eine äußere Leiterplatten-Trägermateriallage 7 oder durch wenigstens eine äußere Leiterplatten-Trägermateriallage 7 und eine zumindest den Entwärmungsbereich 11 elektrisch gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 isolierende äußere Leiterlage 8 ist insbesondere eine Einhäusung oder Abdichtung der HDI-Leiterplatte 2 an der jeweiligen Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b zumindest im Entwärmungsbereich 11 z. B. gegenüber Getriebeöl oder Fremdstoffen entbehrlich, i. e. im gesamten gegenüber den Innenleiterlagen 9 elektrisch isolierten Oberflächenbereich.By means of such insulation by at least one outer PCB carrier material layer 7 or by at least one outer PCB substrate layer 7 and at least the cooling area 11 electrically against the power-conducting inner conductor layers 9 insulating outer conductor layer 8th is in particular a housing or sealing the HDI PCB 2 on the respective circuit board surface 2a respectively. 2 B at least in the cooling area 11 z. B. unnecessary to gear oil or foreign substances, ie in the entire compared to the inner conductor layers 9 electrically insulated surface area.

Eine Ableitung der Wärme aus dem Entwärmungsbereich 11 kann auf vorteilhafte Weise derart erfolgen, dass an wenigstens einer elektrisch gegen die Innenleiterlagen 9 isolierten, von einer äußeren Leiterplattenlage 10 gebildeten Leiterplattenoberfläche 2a, 2b im Entwärmungsbereich 11 ein Kühlelement 12 angeordnet ist. Ein Kühlelement 12 ist z. B. ein Kühlkörper, eine Kühlplatte, ein Gehäuse gemäß z. B. 5, etc., vorzugsweise ein thermisch gut leitendes Element, z. B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.A derivative of the heat from the cooling area 11 can be carried out in an advantageous manner such that at least one electrically against the inner conductor layers 9 isolated, from an outer PCB layer 10 formed circuit board surface 2a . 2 B in the cooling area 11 a cooling element 12 is arranged. A cooling element 12 is z. B. a heat sink, a cooling plate, a housing according to z. B. 5 , etc., preferably a thermally well conductive element, e.g. As aluminum or an aluminum alloy.

Vorzugsweise ist an jeder elektrisch gegen die Innenleiterlagen 9 isolierten, von einer äußeren Leiterplattenlage 10 gebildeten Leiterplattenoberfläche 2a, 2b in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen 6 im Entwärmungsbereich 11 ein Kühlelement 12 zur Entwärmung angeordnet. Derart kann gegenüber einem einseitig angeordneten Kühlelement 12 z. B. vermehrt Wärme abgeführt werden.Preferably, each is electrically against the inner conductor layers 9 isolated, from an outer PCB layer 10 formed circuit board surface 2a . 2 B in the stacking direction X of the printed circuit board layers 6 in the cooling area 11 a cooling element 12 arranged for cooling. Such can with respect to a one-sided cooling element 12 z. B. increased heat dissipated.

Vorzugsweise sind die Innenleiterlagen 9 im Entwärmungsbereich 11 thermisch und, insbesondere gleichzeitig, elektrisch leitfähig untereinander verbunden, insbesondere sämtlich. Zur Minimierung notwendiger Verbindungsstellen zur Wärmeabfuhr und zur gleichmäßigen Leistungsstromverteilung wird erfindungsgemäß mittels einer thermisch leitenden Verbindung bzw. Kontaktierung gleichzeitig jeweils die elektrisch leitende Verbindung realisiert. Die thermisch und vorzugsweise auch elektrisch leitfähige Verbindung untereinander im Entwärmungsbereich 11 erfolgt insbesondere mittels Kontaktierungen in Form von Vias 13 (Vertical interconnection Access), z. B. 1 und 2, oder Sacklochbohrungen (nicht dargestellt).Preferably, the inner conductor layers 9 in the cooling area 11 thermally and, in particular simultaneously, electrically conductively connected to each other, in particular all. In order to minimize the necessary connection points for heat dissipation and for uniform power distribution, the electrically conductive connection is simultaneously realized according to the invention by means of a thermally conductive connection or contacting. The thermally and preferably also electrically conductive connection with each other in the cooling area 11 takes place in particular by means of contacts in the form of vias 13 (Vertical Interference Access), z. B. 1 and 2 , or blind holes (not shown).

Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Innenleiterlagen 9 mittels vergrabener Kontaktierungen bzw. Buried Vias 13, insbesondere ausschließlich mittels solcher, im Entwärmungsbereich 11 zu verbinden, 1 und 2. Alternativ kann eine thermisch und/oder elektrisch leitfähige Verbindung der leistungsstromführenden Innenleiterlagen 9 im Entwärmungsbereich 11 z. B. mittels Inlays, z. B. in Form metallischer Einlagen erfolgen, z. B. Kupfer-Inlays.In particular, the invention provides the inner conductor layers 9 by means of buried contacts or buried vias 13 , Especially exclusively by means of such, in the cooling area 11 connect to, 1 and 2 , Alternatively, a thermally and / or electrically conductive connection of the power current carrying inner conductor layers 9 in the cooling area 11 z. B. by inlays, for. B. in the form of metallic deposits, z. B. copper inlays.

Es ist vorteilhaft eine Wärmeleitschicht 14, insbesondere in Form einer Wärmeleitpaste, zwischen dem Kühlelement 12 und einer elektrisch gegen die Innenleiterlagen 9 isolierten, von einer äußeren Leiterplattenlage 10 in Stapelrichtung X der Leiterplattenlagen im Entwärmungsbereich 11 gebildeten Leiterplattenoberfläche 2a bzw. 2b angeordnet. Die Wärmeleitschicht 14 ist insbesondere eine elektrisch nicht isolierende Wärmeleitschicht, welche aufgrund der im Entwärmungsbereich 11 erfindungsgemäß elektrisch gegen die Innenleiterlagen 9 isoliert ausgebildeten Leiterplattenoberfläche 2a, 2b im Entwärmungsbereich 11 verwendbar ist. Eine solche weist z. B. eine deutlich bessere Wärmeleitfähigkeit auf als z. B. eine isolierende Wärmeleitpaste. Eine solche Wärmeleitschicht 14 kann zudem vorteilhaft Unebenheiten an der Außenseite des Kühlelements 12 oder der HDI-Leiterplatte 2 ausgleichen.It is advantageous a heat conducting layer 14 , in particular in the form of a thermal paste, between the cooling element 12 and one electrically against the inner conductor layers 9 isolated, from an outer PCB layer 10 in the stacking direction X of the PCB layers in the cooling area 11 formed circuit board surface 2a respectively. 2 B arranged. The heat conducting layer 14 is in particular an electrically non-insulating Wärmeleitschicht, which due to the heat in the area 11 according to the invention electrically against the inner conductor layers 9 insulated trained circuit board surface 2a . 2 B in the cooling area 11 is usable. Such has z. B. a much better thermal conductivity than z. B. an insulating thermal compound. Such a heat conducting layer 14 can also advantageously bumps on the outside of the cooling element 12 or the HDI circuit board 2 compensate.

Gemäß z. B. 3 und 4 kann mittels wenigstens eines Kühlelements 12 ferner auf vorteilhafte Weise eine Abstützung der HDI-Leiterplatte 2 erfolgen, derart, dass die HDI-Leiterplatte 2 gegen auftretende Vibrationen geschützt ist. Das Kühlelement 12 kann wiederum an einer Trägerplatte 15, z. B. einem Getriebebauteil, oder einem weiteren Trägerelement montiert sein, 3. Die Leiterplatte 2 ist gegenüber dem Stand der Technik somit stabiler gelagert.According to z. B. 3 and 4 can by means of at least one cooling element 12 Furthermore, advantageously a support of the HDI circuit board 2 done so that the HDI board 2 is protected against occurring vibrations. The cooling element 12 in turn, on a carrier plate 15 , z. B. a transmission component, or another carrier element to be mounted, 3 , The circuit board 2 is thus stored more stable compared to the prior art.

Gemäß 4 kann das Steuermodul 1 mittels zweier Kühlelemente 12 des Steuermoduls 1 vorteilhaft vibrationssicher gelagert und gleichzeitig gekapselt werden. Durch den einfachen Lagenaufbau der einheitlich gefertigten HDI-Leiterplatte 2 zur Leitung der Leistungsströme kann die HDI-Leiterplatte 2 mit wenigen Prozessschritten gefertigt werden, wobei die HDI-Leiterplatte 2 bzw. das mittels dieser gebildete Steuermodul 1 durch die erfindungsgemäße Ausbildung gleichzeitig gut und elektrisch sicher entwärmbar ist.According to 4 can the control module 1 by means of two cooling elements 12 of the control module 1 advantageous vibration-proof stored and encapsulated at the same time. Due to the simple layer structure of the uniformly manufactured HDI circuit board 2 for the conduction of the power currents, the HDI circuit board 2 be manufactured with a few process steps, the HDI circuit board 2 or the control module formed by means of this 1 at the same time good and electrically safe by the inventive design is Entwärmbar.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Steuermodulcontrol module
22
HDI-LeiterplatteHDI PCB
2a, 2b2a, 2b
Außenseite HDI-LeiterplatteOutside HDI circuit board
33
Steuerelektronikcontrol electronics
44
SteuerelektronikgehäuseControl electronics housing
5 5
EMV-BaugruppeEMC assembly
66
LeiterplattenlagePrinted circuit board layer
77
Leiterplatten-TrägermateriallagenPCB substrate layers
88th
Leiterlagenconductor layers
99
InnenleiterlagenInner conductor layers
1010
äußere Leiterplattenlagenouter PCB layers
1111
Entwärmungsbereichcooling area
1212
Kühlelementcooling element
1313
Via, Buried ViaVia, Buried Via
1414
Wärmeleitschichtheat conducting
1515
Trägerplattesupport plate
AA
Ableitung WärmeDissipation heat
XX
Stapelrichtung der LeiterplattenlagenStacking direction of the printed circuit board layers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010003678 [0002] DE 102010003678 [0002]

Claims (10)

Steuermodul (1), insbesondere für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (1) eine einheitlich als HDI-Leiterplatte gefertigte mehrlagige Leiterplatte (2) aufweist zur Vernetzung einer Steuerelektronik (3) des Steuermoduls (1), wobei die Leiterplatte (2) einen Entwärmungsbereich (11) ausbildet, in welchem vorgesehene Innenleiterlagen (9) thermisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei wenigstens eine von einer äußeren Leiterplattenlage (10) gebildete Leiterplattenoberfläche (2a, 2b) in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) zumindest im Entwärmungsbereich (11) gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9) elektrisch isoliert gebildet ist.Control module ( 1 ), in particular for a transmission control of a motor vehicle, characterized in that the control module ( 1 ) a uniformly manufactured as HDI printed circuit board multilayer printed circuit board ( 2 ) has for networking a control electronics ( 3 ) of the control module ( 1 ), the printed circuit board ( 2 ) a cooling area ( 11 ) in which provided inner conductor layers ( 9 ) are thermally conductively connected to each other, wherein at least one of an outer circuit board layer ( 10 ) formed PCB surface ( 2a . 2 B ) in the stacking direction (X) of the printed circuit board layers ( 6 ) at least in the cooling area ( 11 ) against the power-conducting inner conductor layers ( 9 ) is formed electrically isolated. Steuermodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) gegenüberliegende, von jeweils einer äußeren Leiterplattenlage (10) gebildete Leiterplattenoberflächen (2a, 2b) zumindest im Entwärmungsbereich (11) gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9) elektrisch isoliert gebildet sind.Control module ( 1 ) according to claim 1, characterized in that two in the stacking direction (X) of the printed circuit board layers ( 6 ), each of an outer circuit board layer ( 10 ) formed PCB surfaces ( 2a . 2 B ) at least in the cooling area ( 11 ) against the power-conducting inner conductor layers ( 9 ) are formed electrically isolated. Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Leiterplattenlage (10), insbesondere eine äußere Leiterplatten-Trägermateriallage (7), welche eine Leiterplattenoberfläche (2a, 2b) in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) ausbildet, die Leiterplattenoberfläche (2a, 2b) in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) zumindest im Entwärmungsbereich (11) gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9) elektrisch isolierend ausgebildet ist.Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an outer circuit board layer ( 10 ), in particular an outer PCB carrier material layer ( 7 ), which has a printed circuit board surface ( 2a . 2 B ) in the stacking direction (X) of the printed circuit board layers ( 6 ), the PCB surface ( 2a . 2 B ) in the stacking direction (X) of the printed circuit board layers ( 6 ) at least in the cooling area ( 11 ) against the power-conducting inner conductor layers ( 9 ) is formed electrically insulating. Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberliegende, äußere Leiterplattenlagen (10), insbesondere äußere Leiterplatten-Trägermateriallagen (7), welche jeweils eine Leiterplattenoberfläche (2a, 2b) in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) ausbilden, die Leiterplattenoberflächen (2a, 2b) in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) zumindest im Entwärmungsbereich (11) gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9) jeweils elektrisch isolierend ausgebildet sind.Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that mutually opposite, outer printed circuit board layers ( 10 ), in particular outer printed circuit board carrier layers ( 7 ), each of which has a printed circuit board surface ( 2a . 2 B ) in the stacking direction (X) of the printed circuit board layers ( 6 ), the PCB surfaces ( 2a . 2 B ) in the stacking direction (X) of the printed circuit board layers ( 6 ) at least in the cooling area ( 11 ) against the power-conducting inner conductor layers ( 9 ) are each formed electrically insulating. Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer elektrisch gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9) isolierten, von einer äußeren Leiterplattenlage (10) gebildeten Leiterplattenoberfläche (2a, 2b) im Entwärmungsbereich (11) ein Kühlelement (12) angeordnet ist.Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on at least one electrically against the power current carrying inner conductor layers ( 9 ) isolated from an outer circuit board layer ( 10 ) formed PCB surface ( 2a . 2 B ) in the cooling area ( 11 ) a cooling element ( 12 ) is arranged. Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9) im Entwärmungsbereich (11) thermisch und elektrisch leitfähig untereinander verbunden sind, insbesondere sämtlich.Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the power-conducting inner conductor layers ( 9 ) in the cooling area ( 11 ) are thermally and electrically conductive with each other, in particular all. Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9), insbesondere sämtliche leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9), im Entwärmungsbereich (11) mittels Sacklochbohrungen und/oder Buried Vias (13) miteinander thermisch und/oder elektrisch leitfähig verbunden sind, insbesondere ausschließlich mittels Buried Vias (13).Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the power-conducting inner conductor layers ( 9 ), in particular all power-conducting inner conductor layers ( 9 ), in the cooling area ( 11 ) using blind holes and / or buried vias ( 13 ) are thermally and / or electrically conductively connected to one another, in particular exclusively by means of buried vias (US Pat. 13 ). Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeleitschicht (14), insbesondere eine Wärmeleitpaste, weiterhin insbesondere eine elektrisch nicht isolierende Wärmeleitschicht (14), zwischen dem Kühlelement (12) und einer elektrisch gegen die leistungsstromführenden Innenleiterlagen (9) isolierten, von einer äußeren Leiterplattenlage (10) gebildeten Leiterplattenoberfläche (2a, 2b) in Stapelrichtung (X) der Leiterplattenlagen (6) im Entwärmungsbereich (11) angeordnet ist.Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a heat conducting layer ( 14 ), in particular a thermal compound, furthermore in particular an electrically non-insulating heat conducting layer ( 14 ), between the cooling element ( 12 ) and an electrically against the power current carrying inner conductor layers ( 9 ) isolated from an outer circuit board layer ( 10 ) formed PCB surface ( 2a . 2 B ) in the stacking direction (X) of the printed circuit board layers ( 6 ) in the cooling area ( 11 ) is arranged. Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatten-Trägermateriallagen (7) der Leiterplatte (2) aus einem Epoxidharzmaterial, insbesondere FR4, gefertigt sind.Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board carrier material layers ( 7 ) of the printed circuit board ( 2 ) are made of an epoxy resin material, in particular FR4. Steuermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die HDI-Leiterplatte (2) an dem Kühlelement (12) abgestützt ist, insbesondere vibrationsarm.Control module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the HDI printed circuit board ( 2 ) on the cooling element ( 12 ) is supported, in particular vibration.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015074814A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 Zf Friedrichshafen Ag Multi-functional high-current circuit board

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235575A1 (en) * 1992-10-22 1994-04-28 Degussa Soft solder paste for soldering electronic device under protective gas - contg synthetic hydrocarbon resin with low acid no which does not leave corrosive residue, in contrast to rosin-based solder.
DE4335946A1 (en) * 1993-10-21 1995-04-27 Bosch Gmbh Robert Arrangement consisting of a printed circuit board
DE19640435A1 (en) * 1995-10-05 1997-04-10 Caterpillar Inc Power dissipation device for semiconductor component, e.g. SMD or PCB
DE19723409A1 (en) * 1997-06-04 1998-12-10 Bosch Gmbh Robert Control unit
WO2000062585A1 (en) * 1999-04-14 2000-10-19 Nokia Networks Oy Circuit board with arrangement for cooling power components
DE10127268A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-25 Siemens Ag Printed circuit board as a circuit carrier with two metal outer layers and a metal intermediate layer has insulating layers between the outer and intermediate layers with a cooling component on an outer layer linked via a heat path.
US6770967B2 (en) * 2002-12-23 2004-08-03 Eastman Kodak Company Remote thermal vias for densely packed electrical assemblage
DE102005063281A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Integrated electronic component, has printed circuit board, and electronic power components that are arranged on board, where board has inner layer, which is made of heat conducting material e.g. solid copper
DE102008035485A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Device, in particular for power line, to a method for producing a device, in particular for power line
DE102010003678A1 (en) 2010-04-07 2011-10-13 Zf Friedrichshafen Ag Method for manufacturing control module for transmission control of motor car, involves providing recess in printed circuit board, and pressing functional printed circuit board module into recess

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231349B2 (en) * 1991-05-07 2001-11-19 富士電機株式会社 Computer system
JP2008060172A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Toshiba Corp Semiconductor device
DE102007029913A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Electric control unit
US20090141456A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Multilayer, thermally-stabilized substrate structures

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235575A1 (en) * 1992-10-22 1994-04-28 Degussa Soft solder paste for soldering electronic device under protective gas - contg synthetic hydrocarbon resin with low acid no which does not leave corrosive residue, in contrast to rosin-based solder.
DE4335946A1 (en) * 1993-10-21 1995-04-27 Bosch Gmbh Robert Arrangement consisting of a printed circuit board
DE19640435A1 (en) * 1995-10-05 1997-04-10 Caterpillar Inc Power dissipation device for semiconductor component, e.g. SMD or PCB
DE19723409A1 (en) * 1997-06-04 1998-12-10 Bosch Gmbh Robert Control unit
WO2000062585A1 (en) * 1999-04-14 2000-10-19 Nokia Networks Oy Circuit board with arrangement for cooling power components
DE10127268A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-25 Siemens Ag Printed circuit board as a circuit carrier with two metal outer layers and a metal intermediate layer has insulating layers between the outer and intermediate layers with a cooling component on an outer layer linked via a heat path.
US6770967B2 (en) * 2002-12-23 2004-08-03 Eastman Kodak Company Remote thermal vias for densely packed electrical assemblage
DE102005063281A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Integrated electronic component, has printed circuit board, and electronic power components that are arranged on board, where board has inner layer, which is made of heat conducting material e.g. solid copper
DE102008035485A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Device, in particular for power line, to a method for producing a device, in particular for power line
DE102010003678A1 (en) 2010-04-07 2011-10-13 Zf Friedrichshafen Ag Method for manufacturing control module for transmission control of motor car, involves providing recess in printed circuit board, and pressing functional printed circuit board module into recess

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015074814A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 Zf Friedrichshafen Ag Multi-functional high-current circuit board

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Publication number Publication date
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