DE102011056743A1 - Control device for vehicle e.g. motor car, has ground connection that is arranged between circuitry carrier and electrical conductive element of base plate and is extended in circuitry carrier arranged on base plate - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Potentialausgleichs in einem solchen Steuergerät. The invention relates to a control device for a motor vehicle and a method for producing a potential equalization in such a control unit.
Für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug ist wegen der elektromagnetischen Verträglichkeit eine Masseverbindung des Schaltungsträgers zur Grundplatte zum Beispiel aus Aluminium, als Teil des Gehäuses des Steuergeräts, notwendig. For a control unit in a motor vehicle, because of the electromagnetic compatibility, a ground connection of the circuit carrier to the base plate, for example of aluminum, as part of the housing of the control unit, is necessary.
Ein Massebond ist aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit erforderlich, um den Masseversatz zwischen dem Getriebegehäuse, d. h. der Masse am Fahrzeug und dem Steuergerät auszugleichen. Masse bezeichnet hierbei das elektrische Bezugspotential für Signal- und Betriebsspannungen im Fahrzeug bzw. Steuergerät. Als eine Möglichkeit hierzu ist eine direkte Bondverbindung mit einem separaten Bonddraht vom Schaltungsträger auf die Grundplatte als Teil des Gehäuses des Steuergeräts vorgesehen. Dies bedeutet zusätzliche Herstellungskosten. A ground bond is required for electromagnetic compatibility reasons to reduce the mass offset between the transmission housing, i. H. balance the mass of the vehicle and the control unit. In this case, ground denotes the electrical reference potential for signal and operating voltages in the vehicle or control unit. As a possibility, a direct bonding connection with a separate bonding wire from the circuit carrier to the base plate is provided as part of the housing of the control device. This means additional manufacturing costs.
Üblicherweise wird der Massebonddraht in einem extra Arbeitsgang direkt auf die Aluminium-Druckguss-Grundplatte oder indirekt auf ein Stanzgitter gesetzt. Um die Bondbarkeit auf der Grundplatte zu gewährleisten, ist eine mechanisch bearbeitete Fläche erforderlich. Insbesondere muss die Grundplatte mit speziellem Reinigungsmittel gewaschen, vor allem entfettet werden, um den strengen Sauberkeits- und Oberflächenanforderungen zu genügen. Dies ist ein teures und umweltschädliches Verfahren. Usually, the ground bonding wire is placed in an extra operation directly on the die-cast aluminum base plate or indirectly on a stamped grid. To ensure bondability on the base plate, a machined surface is required. In particular, the base plate must be washed with special detergent, especially degreased to meet the strict cleanliness and surface requirements. This is an expensive and environmentally harmful process.
Alternativ dazu beschreibt die
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei welchem die Masseanbindung des Schaltungsträgers zum Getriebegehäuse vereinfacht ist. The invention is therefore based on the object to provide a control device for a motor vehicle, in which the ground connection of the circuit substrate is simplified to the transmission housing.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst. This object is solved by the features of
Der Kern der Erfindung besteht darin, zum Potentialausgleich zwischen dem Schaltungsträger des Steuergeräts und dessen Gehäuse eine Masseverbindung zwischen dem Schaltungsträger und der Grundplatte des Gehäuses zu verwenden, wobei die Masseverbindung auf oder im Schaltungsträger verläuft. The essence of the invention is to use for potential equalization between the circuit carrier of the controller and the housing a ground connection between the circuit carrier and the base plate of the housing, wherein the ground connection extends on or in the circuit carrier.
Beim Steuergerät gemäß Anspruch 1 entfällt insbesondere ein spezieller Massebonddraht. Der Wegfall eines solchen extra Massebonddrahtes ermöglicht eine Verkleinerung des Bauraums des Steuergerätes. Darüber hinaus wird dadurch auch in den Fällen eine einfache Masseverbindung ermöglicht, in denen die Grundplatte aus nicht bondbarem Material besteht. In the control device according to
Eine Masseverbindung gemäß Anspruch 2 und 3, bei der an Ihren Enden sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite des Schaltungsträgers eine gegenüber dem Rest der Masseverbindung vergrößerte Massefläche ausgebildet ist, ermöglicht einen besonders zuverlässigen elektrischen Kontakt zum Schaltungsträger einerseits und zur Grundplatte andererseits. A ground connection according to
Das Anbringen eines elektrisch leitenden Wärmeleitklebers zwischen dem Schaltungsträger und der Grundplatte zumindest im Bereich der Massefläche gemäß Anspruch 4 erhöht die Zuverlässigkeit des elektrischen Kontakts zwischen dem Schaltungsträger und der Grundplatte The provision of an electrically conductive thermal adhesive between the circuit carrier and the base plate at least in the region of the ground plane according to
Eine besonders einfache Ausführungsform ist, die Masseverbindung gemäß Anspruch 5 als eine im Schaltungsträger selbst verlaufende elektrische Durchgangskontaktierung, auch elektrisches Via (= Vertical Interconnect Access), auszugestalten. A particularly simple embodiment is to design the ground connection according to
Eine PCB-Leiterplatte als Schaltungsträger gemäß Anspruch 6 zu verwenden, ist gegenüber einer keramischen Leiterplatte gemäß Anspruch 7 kostengünstiger. Using a PCB board as the circuit board according to
Eine Keramikleiterplatte kann jedoch bei höheren Umgebungstemperaturen, wie sie zum Beispiel in Vorortsteuergeräten herrschen, eingesetzt werden. Der übliche Aufbau für solche integrierten Steuergeräte besteht aus einem keramischen Substrat als Schaltungsträger, welches die verschiedenen elektrischen Bauteile einer zentralen Steuereinheit beinhaltet. However, a ceramic circuit board can be used at higher ambient temperatures, such as prevail in suburban control devices. The usual structure for such integrated control devices consists of a ceramic substrate as a circuit carrier, which includes the various electrical components of a central control unit.
Zur Realisierung derartiger Einheiten zur Getriebesteuerung werden insbesondere aus wärmetechnischen gründen ungehäuste Halbleiter-Bauteile eingesetzt, die mittels Leitklebetechnik auf dem keramischen Substrat als Schaltungsträger montiert und über Drahtbondtechniken mittels Gold- und Aluminiumdraht elektrisch zum Schaltungsträger hin kontaktiert werden. Die keramischen Schaltungsträger sind insbesondere als so genannte Dickschichtschaltung oder als Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (englisch: Low Temperature Cofired Ceramics = LTCC) ausgebildet. Bei beiden keramischen Schaltungsträgertechnologien werden Leiterbahnen durch hochsilberhaltige Pasten im Siebdruckverfahren dargestellt. Diese beiden keramischen Schaltungsträger-Technologien sind, wie bereits erwähnt, für hohe Einsatztemperaturen im oder am Getriebe geeignet. To realize such units for transmission control ungehäuste semiconductor components are used in particular for reasons of thermal engineering, mounted by Leitklebetechnik on the ceramic substrate as a circuit carrier and electrically via wire bonding techniques using gold and aluminum wire to the circuit board be contacted. The ceramic circuit carriers are designed in particular as a so-called thick-film circuit or as low-temperature cofired ceramics (LTCC). In both ceramic circuit substrate technologies printed conductors are represented by high-silver pastes in the screen printing process. These two ceramic circuit carrier technologies are, as already mentioned, suitable for high operating temperatures in or on the gearbox.
Zu einer Wärmeableitung oder so genannten Entwärmung der Schaltung sind die keramischen Schaltungsträger in der Regel mittels Wärmeleitkleber auf metallische Grundplatten geklebt. For heat dissipation or so-called cooling of the circuit, the ceramic circuit substrate are usually glued by means of thermal adhesive on metal base plates.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine besonders einfache Realisierung eines Potentialausgleichs zwischen dem Schaltungsträger eines Steuergeräts und dessen Gehäuse. The method according to
Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen: Additional features and details of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the drawings. Show it:
In
Die Durchgangskontaktierung
Die Masseflächen
Die Masseflächen
Wie in
Zur Wärmeableitung oder so genannten Entwärmung der Schaltung und zur mechanischen Anbindung des Schaltungsträgers
Wie
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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