DE102011088978A1

DE102011088978A1 - Electronics module for use in gear box control device for operating and controlling gear box of vehicle i.e. automobile, has plate element with region whose thermal resistance is smaller than thermal resistance of region

Info

Publication number: DE102011088978A1
Application number: DE102011088978A
Authority: DE
Inventors: Harald Ott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-20

Abstract

The module (30) has a plate element (3) including a set of regions (32a, 32b) with material thicknesses (34a, 34b), where one of the material thicknesses is smaller than the other material thickness. A recess (21) is formed in the plate element, and a circuitry carrier element (2) is arranged in the recess of the plate element. A covering element (4) is established to rest in one of the regions of the plate element, and a heat sink (7) is attached to the plate element. Thermal resistance of the plate element in the other region is smaller than thermal resistance of the former region. The plate element comprises a thermal conducting layer (16) that is formed as a copper layer.

Description

Elektronikmodul für ein FahrzeugElectronic module for a vehicle

Die vorliegende Erfindung betrifft Elektronikmodule für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektronikmodul zur Steuerung eines Getriebeteils bzw. einer Getriebekomponente, wobei das Elektronikmodul insbesondere im Getriebe angeordnet sein kann. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektronikmodul zum Betrieb insbesondere in der Getriebeflüssigkeit, ein Getriebesteuergerät, ein Getriebe für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil.The present invention relates to electronic modules for vehicles. In particular, the present invention relates to an electronic module for controlling a transmission part or a transmission component, wherein the electronic module can be arranged in particular in the transmission. Further particularly, the present invention relates to an electronic module for operation, in particular in the transmission fluid, a transmission control unit, a transmission for a vehicle and a vehicle, in particular an automobile.

Stand der TechnikState of the art

Bekannte Automatikgetriebe für Fahrzeuge weisen neben herkömmlichen mechanischen Komponenten oftmals auch Sensorik und Aktuatorik auf, um einerseits einen bestimmten Getriebezustand detektieren, andererseits die Arbeitsweise des Getriebes beeinflussen zu können. Entsprechende Sensorik und Aktuatorik sind an Getriebesteuergeräte angeschlossen und hierbei insbesondere an Elektronikmodulen in den Getriebesteuergeräten.Known automatic transmissions for vehicles often have, in addition to conventional mechanical components, also sensors and actuators in order, on the one hand, to detect a specific transmission state and, on the other hand, to influence the mode of operation of the transmission. Corresponding sensors and actuators are connected to transmission control units and in particular to electronic modules in the transmission control units.

Solche Elektronikmodule bzw. Getriebesteuergeräte können hierbei auch direkt im Getriebe vorgesehen sein. Dadurch treten hohe thermische und mechanische Belastungen auf, die aus diese Komponenten einwirken. Gleichfalls können sie einer meist aggressiven Getriebeflüssigkeit ausgesetzt sein. Demgemäß müssen Elektronikmodule bzw. Getriebesteuergeräte für einen Einsatz im Getriebe speziell ausgebildet sein, beispielsweise eingerichtet sein, der Getriebeflüssigkeit zu widerstehen.Such electronic modules or transmission control devices can also be provided directly in the transmission. As a result, high thermal and mechanical stresses that act on these components occur. Likewise, they can be exposed to a mostly aggressive transmission fluid. Accordingly, electronic modules or transmission control devices for use in the transmission must be specially designed, for example, be designed to withstand the transmission fluid.

Bekannte Getriebesteuergeräte weisen meist zumindest ein Elektronikmodul auf, welches im Weiteren mit der Sensorik und Aktuatorik des Getriebes verbunden ist. Solche Elektronikmodule werden regelmäßig als hermetisch dichte Module ausgeführt. Beispielsweise finden Stahlgehäuse Verwendung, wobei Kontaktpins durch eine Einglasung eine elektrische Konnektierung zwischen im Gehäuse befindlichen Bauelementen sowie der extern angeordneten Sensorik und Aktuatorik bereitstellen. Die weiterführende elektrische Verbindungstechnik zu den einzelnen Funktionselementen im Getriebe wird regelmäßig mit Stanzgittern oder, beispielsweise bei weit entfernt angeordneten Funktionselementen, mit geeigneten Kabelverbindungen realisiert.Known transmission control devices usually have at least one electronic module, which is subsequently connected to the sensors and actuators of the transmission. Such electronic modules are regularly designed as hermetically sealed modules. For example, find steel housing use, with contact pins provide by a gluing an electrical Konnektierung between located in the housing components and the externally arranged sensors and actuators. The continuing electrical connection technology to the individual functional elements in the transmission is regularly realized with stamped grids or, for example, at far away arranged functional elements, with suitable cable connections.

Als prinzipieller Aufbau werden elektronische Bauelemente auf einem Bauteileträger angeordnet, welcher wiederum auf eine Modulleiterplatte aufgeklebt und anschließend mit dieser elektrisch kontaktiert werden kann. Zum Schutz wird nachfolgend ein Deckel auf die Leiterplatte aufgesetzt, welcher beispielsweise durch einen Elastomerring oder eine Klebstoffraupe abgedichtet wird. Eine Befestigung von Deckel und Leiterplatte zueinander erfolgt z. B. entweder durch diese Klebstoffraupe oder durch eine separate mechanische Befestigung, beispielsweise durch ein mechanisches Befestigungselement.As a basic structure, electronic components are arranged on a component carrier, which in turn can be glued to a module circuit board and then contacted with this electrically. To protect a lid is subsequently placed on the circuit board, which is sealed for example by an elastomeric ring or a bead of adhesive. An attachment of the lid and circuit board to each other z. B. either by this adhesive bead or by a separate mechanical attachment, for example by a mechanical fastener.

Bei einer solchen Anordnung besteht jedoch die Möglichkeit, dass von den elektronischen Bauelementen produzierte Verlustleistung nicht in geeigneter Weise über die Modulleiterplatte abgeführt werden kann. Bekannte Elektronikmodule eignen sich somit meist nur für Steuergeräte mit geringer Leistung bzw. Verlustwärme.In such an arrangement, however, there is the possibility that power loss produced by the electronic components can not be dissipated in a suitable manner via the module circuit board. Thus, known electronic modules are usually only suitable for controllers with low power or heat loss.

1 zeigt einen weiteren Typ eines bekannten Elektronikmoduls. Hierbei wird auf einer Trägerplatte 7 eine Leiterplatte 3 aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt. Auf der der Trägerplatte 7 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 3 wird Deckel 4 aufgebracht. Die Trägerplatte 7 kann beispielsweise eine Aluminiumplatte mit 3–4 mm Blechstärke sein. In der Leiterplatte 3 ist eine Aussparung 15 in Form eines vollständigen Durchbruchs durch die Leiterplatte vorgesehen sein. 1 shows another type of known electronic module. This is done on a carrier plate 7 a circuit board 3 applied, for example glued. On the support plate 7 opposite side of the circuit board 3 will cover 4 applied. The carrier plate 7 may be, for example, an aluminum plate with 3-4 mm plate thickness. In the circuit board 3 is a recess 15 be provided in the form of a complete breakthrough through the circuit board.

In dieser Aussparung 15 wiederum wird ein Träger 2, beispielsweise eine Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (Low Temperature Cofired Ceramics LTCC) oder eine Mikroleiterplatte, mit elektronischen Bauteilen 1 angeordnet. Träger 2 kann hierbei unter Verwendung eines Wärmeleitklebers 8 auf die Trägerplatte 7 aufgeklebt sein. Leiterplatte 3 und Trägerplatte 7 sind gleichfalls mit einem Klebstoff 9, zum Beispiel flüssig oder ausgebildet als Klebeband, öldicht, breitflächig oder nur partiell unter dem Deckel 4, verklebt.In this recess 15 turn becomes a carrier 2 For example, a low temperature cofired ceramics (LTCC) or a micro printed circuit board, with electronic components 1 arranged. carrier 2 can in this case using a thermal adhesive 8th on the carrier plate 7 be glued on. circuit board 3 and support plate 7 are also with an adhesive nine , for example, liquid or formed as an adhesive tape, oil-tight, wide-area or only partially under the lid 4 , glued.

Die Bauteile 1 des Trägers 2 sind unter Verwendung der Leiterplatte 3, welche die elektrische Verbindungstechnik realisiert, mit außen liegenden Funktionselementen wie beispielsweise Stecker oder Sensoren verbunden. Hierbei sind die elektronischen Bauteile 1 unter Verwendung von Bonds 6 mit Leiterplatte 3 verbunden. Um den Innenbereich des Deckels 4 vor Getriebeöl, Spänen und/oder leitenden Ablagerungen zu schützen, wird Deckel 4 durch eine Dichtklebeverbindung 10 auf der Leiterplatte 3 befestigt.The components 1 of the carrier 2 are using the circuit board 3 , which realizes the electrical connection technology, connected to external functional elements such as connectors or sensors. Here are the electronic components 1 using bonds 6 with printed circuit board 3 connected. To the interior of the lid 4 Cover to protect against transmission oil, chips and / or conductive deposits 4 through a sealing adhesive connection 10 on the circuit board 3 attached.

Durch die direkte Anbindung des Trägers 2 an die Trägerplatte 7 kann Verlustwärme der elektronischen Bauteile 1 gut abgeleitet werden. Jedoch besitzt der Aufbau eines Elektronikmoduls gemäß 1 zwei mögliche Leckagepfade, über welche Getriebeöl in den Innenraum des Elektronikmoduls eindringen kann.Due to the direct connection of the carrier 2 to the carrier plate 7 can dissipation heat of the electronic components 1 be derived well. However, the structure of an electronic module according to 1 Two possible leakage paths through which transmission oil can penetrate into the interior of the electronic module.

Einerseits kann über Pfad A, zwischen Deckel 4 und Leiterplatte 3, andererseits über Pfad B, zwischen Leiterplatte 3 und Trägerplatte 7, eine Leckage auftreten und somit Getriebeöl eindringen. Durch beispielsweise unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Leiterplatte 3 und Trägerplatte 7 kann eine gegebenenfalls breit ausgeführt Klebeverbindung 9 auf Scherung beansprucht werden, und hierdurch zumindest partiell Versagen. On the one hand, via path A, between lids 4 and circuit board 3 , on the other hand, over path B, between circuit board 3 and support plate 7 , leakage occur and thus penetrate transmission oil. For example, by different thermal expansion coefficients of PCB 3 and support plate 7 can be an optionally performed wide adhesive bond nine be sheared, and thereby at least partially failure.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann somit darin gesehen werden, ein Elektronikmodul mit einer bevorzugten Verlustleistungsabgabe bei gleichzeitiger Minimierung der Leckagegefahr bereitzustellen.One aspect of the present invention may thus be seen as providing an electronics module having a preferred dissipation power output while minimizing the risk of leakage.

Demgemäß wird ein Elektronikmodul für ein Fahrzeug, ein Getriebesteuergerät für ein Fahrzeug, ein Getriebe sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil, gemäß den unabhängigen Ansprüchen angezeigt. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Accordingly, an electronic module for a vehicle, a transmission control apparatus for a vehicle, a transmission and a vehicle, in particular an automobile, according to the independent claims are displayed. Preferred embodiments will be apparent from the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung betrifft dabei ein Elektronikmodul, das eine gute Verlustwärmeabfuhr von im Elektronikmodul angeordneten elektronischen Bauelementen bereitstellt, gleichzeitig jedoch reduzierte Dichtstellen, insbesondere nur eine Dichtstelle zwischen einem Plattenelement und einem Abdeckelement aufweist.The present invention relates in this case to an electronic module which provides a good dissipation of heat dissipation of electronic components arranged in the electronic module, but at the same time has reduced sealing points, in particular only one sealing point between a plate element and a covering element.

Erfindungsgemäß gelöst wird dies dadurch, dass ein Schaltungsträgerelement vorgesehen ist, auf welchem die elektronischen Bauelemente des Elektronikmoduls angeordnet sind. Das Schaltungsträgerelement ist hierbei in einem Innenraum zwischen einem Plattenelement und einem Abdeckelement eingebracht. Das Plattenelement weist in einem ersten Bereich eine erste Materialdicke sowie in einem zweiten Bereich eine zweite Materialdicke auf. Exemplarisch ist hierbei die zweite Materialdicke geringer als die erste Materialdicke. Der zweite Bereich der zweiten, geringeren Materialdicke stellt somit eine Vertiefung im Plattenelement dar, auch bezeichnet als eine wannenförmige Aussparung.This is achieved according to the invention in that a circuit carrier element is provided on which the electronic components of the electronic module are arranged. The circuit carrier element is in this case introduced in an inner space between a plate element and a cover element. The plate element has a first material thickness in a first region and a second material thickness in a second region. By way of example, the second material thickness is less than the first material thickness. The second region of the second, smaller material thickness thus represents a depression in the plate element, also referred to as a trough-shaped recess.

Das Schaltungsträgerelement ist nun in dieser Vertiefung angeordnet, insbesondere auf den Boden der Vertiefung aufgebracht, zum Beispiel mit einem wärmeleitfähigen Kleber aufgeklebt. Somit ist zwischen dem Schaltungsträgerelement, durch seine Anordnung in der Vertiefung, eine reduzierte Materialbarriere des Plattenelementes nach außen aufgrund der geringeren zweiten Materialdicke gegeben. Durch diese reduzierte Materialdicke ist ein thermischer Widerstand des Materials des Plattenelementes im zweiten Bereich gegenüber dem ersten Bereich reduziert. In anderen Worten, aufgrund der geringeren Materialdicke des Plattenelementes im zweiten Bereich ist eine verbesserte Wärmeabgabe durch das Plattenelement hindurch aus dem Inneren des Elektronikmoduls nach außen gegenüber einer Wärmeabgabe durch das Material des Plattenelements des ersten Bereichs gegeben.The circuit carrier element is now arranged in this recess, in particular applied to the bottom of the recess, for example glued with a thermally conductive adhesive. Thus, a reduced material barrier of the plate member is given to the outside due to the lower second material thickness between the circuit carrier element, by its arrangement in the recess. Due to this reduced material thickness, a thermal resistance of the material of the plate element in the second region is reduced compared to the first region. In other words, due to the smaller material thickness of the plate member in the second region, improved heat dissipation through the plate member is given outwardly from the inside of the electronic module to dissipate heat through the material of the plate member of the first region.

An der Außenseite des Plattenelementes, z. B. im Wesentlichen der Größe des Elektronikmoduls entsprechend oder aber zumindest im zweiten Bereich, kann eine Wärmesenke angeordnet sein, welche wiederum die durch das Material des Plattenelementes im zweiten Bereich abgegebene Verlustleistung bzw. Verlustwärme aufnimmt.On the outside of the plate element, for. B. substantially corresponding to the size of the electronic module or at least in the second region, a heat sink can be arranged, which in turn receives the output by the material of the plate element in the second region power loss or heat loss.

Diese Wärmesenke kann einerseits entweder rein der Ableitung der Verlustleistung der elektronischen Bauelemente dienen oder auch gleichzeitig eine großflächige Abstützung des Plattenelementes und somit des Elektronikmoduls bereitstellen. Die Wärmesenke kann hierbei auch als Trägerelement verstanden werden.On the one hand, this heat sink can either serve purely to dissipate the power loss of the electronic components or at the same time provide a large-area support of the plate element and thus of the electronic module. The heat sink can also be understood as a carrier element.

Das Plattenelement dient einer Anbindung der elektronischen Bauelemente des Schaltungsträgerelementes mit außerhalb des Elektronikmoduls angeordneten Komponenten wie beispielsweise Sensorik, Aktuatorik oder auch Energieversorgung des Elektronikmoduls. Die Elemente des Schaltungsträgerelementes können unter Verwendung von geeigneten Kontaktierungselementen mit am bzw. im Plattenelement verlaufenden Leiterelementen verbunden werden, welche nachfolgend im Plattenelement eine elektrische Verbindung vom Innenbereich des Elektronikmoduls zu seinem Außenbereich bereitstellen. An das Plattenelement ist hierbei im Wesentlichen nur gefordert, dass es eine geeignete elektrische Anbindung der elektronischen Bauelemente nach außen bereitstellt.The plate element serves to connect the electronic components of the circuit carrier element with components arranged outside the electronic module, such as, for example, sensors, actuators or even power supply of the electronic module. The elements of the circuit carrier element can be connected using suitable contacting elements with running on or in the plate member conductor elements, which subsequently provide in the plate member an electrical connection from the interior of the electronic module to its outer region. In this case, essentially only required for the plate element is that it provides a suitable electrical connection of the electronic components to the outside.

Beispielsweise kann das Plattenelement als ein Leiterplattenelement realisiert sein. Hierunter ist insbesondere ein sogenanntes Printed Circuit Board zu verstehen, welches beispielsweise auf bekannte Weise unter Verwendung von Epoxydharz realisiert ist. Ein solches Leiterplattenelement kann einen Schichtaufbau bereitstellen, wobei die für die elektrische Verbindung vorgesehenen Leiterelemente zwischen einzelnen Schichten, welche beispielsweise isolierend ausgebildet sein können, des Plattenelementes angeordnet sind.For example, the plate element may be realized as a printed circuit board element. This is to be understood in particular as a so-called Printed Circuit Board, which is realized for example in a known manner using epoxy resin. Such a printed circuit board element can provide a layer construction, wherein the conductor elements provided for the electrical connection are arranged between individual layers, which can be designed to be insulating, for example, of the plate element.

Ein erfindungsgemäßes Plattenelement ist hierbei insbesondere steif bzw. im Wesentlichen nicht-flexibel ausgebildet; wie jedes bekanntere Material mag das Plattenelement hierbei jedoch selbstverständlich eine gewisse Restflexibilität aufweisen. Insbesondere soll das Plattenelement jedoch als einstückiges Element im ersten und zweiten Bereich gemeinsam ausgebildet sein. Dies lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass zunächst ein Plattenelement ausschließlich aus Material mit einer Materialdicke gemäß dem ersten Bereich verwendet wird, aus welchem nachfolgend im zweiten Bereich von zumindest einer Seite her Material abgetragen wird, beispielsweise herausgefräst wird, bis im zweiten Bereich nur noch Material mit einer Materialrestdicke entsprechend der zweiten Materialdicke verbleibt.An inventive plate element is in this case in particular rigid or substantially non-flexible; However, like any known material, the plate element may of course have some residual flexibility. In particular, however, the plate element should be designed as a one-piece element in the first and second areas together. This is possible For example, realize that first a plate element is used exclusively of material having a material thickness according to the first region, from which subsequently in the second region of at least one side material is removed, for example, is milled, until in the second region only material with a material thickness remains according to the second material thickness.

Als einziger Übergang bzw. möglicher Leckagepfad zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich des Elektronikmoduls ergibt sich somit der Übergang zwischen Abdeckelement und Plattenelement.The only transition or possible leakage path between the inner region and the outer region of the electronic module thus results in the transition between cover and plate element.

Ein erfindungsgemäßes Elektronikmodul weist hierbei eine besondere Flexibilität auf, da, bei genormten Abmaßen von Abdeckelement und Plattenelement unterschiedliche Schaltungsträgerelemente, beispielsweise für unterschiedliche Applikationen, bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls flexibel in das ansonsten standardisierte Gehäuse eingebracht werden können.An inventive electronic module in this case has a special flexibility, since, with standardized dimensions of cover and plate element different circuit carrier elements, for example, for different applications, can be flexibly introduced into the otherwise standardized housing in the manufacture of an electronic module according to the invention.

Für eine bevorzugte thermische Anbindung eines Trägerelementes an das Plattenelement und somit an das Schaltungsträgerelement des erfindungsgemäßen Elektronikmoduls kann im Weiteren auf der Außenseite des Plattenelementes eine thermische Leitschicht vorgesehen sein. Diese kann entweder großflächig im ersten und zweiten Bereich ausgebildet sein, zumindest aber im Wesentlichen im zweiten Bereich.For a preferred thermal connection of a carrier element to the plate element and thus to the circuit carrier element of the electronic module according to the invention, a thermal conductive layer can be provided on the outside of the plate element. This can either be formed over a large area in the first and second regions, but at least essentially in the second region.

Eine solche thermische Leitschicht kann beispielsweise als eine Kupferschicht ausgebildet sein. Im Falle, dass das Plattenelement als Leiterplattenelement ausgebildet ist, lässt sich bei Verwendung von Kupfer für die thermische Leitschicht eine bis zu 1000 mal bessere Wärmeleitfähigkeit gegenüber einer Leiterplatte ohne Kupferschicht bereitstellen.Such a thermal conductive layer may be formed, for example, as a copper layer. In the case where the plate element is designed as a printed circuit board element, when copper is used for the thermal conductive layer, it is possible to provide up to 1000 times better thermal conductivity than a printed circuit board without a copper layer.

Das erfindungsgemäße Elektronikmodul eignet sich somit gleichfalls für Hochstromanwendungen, zum Beispiel der Ansteuerung von elektrischen Ölpumpen in einem Getriebe.The electronic module according to the invention is thus also suitable for high-current applications, for example the control of electric oil pumps in a transmission.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigenShow it

1 eine exemplarische Ausgestaltung einer Gehäuseform eines Elektronikmoduls; 1 an exemplary embodiment of a housing shape of an electronic module;

2 eine exemplarische Ausgestaltung eines Elektronikmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung; 2 an exemplary embodiment of an electronic module according to the present invention;

3a–c exemplarische Ausgestaltungen von Schichtaufbauten eines Elektronikmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung. 3a -C exemplary embodiments of layer structures of an electronic module according to the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Weiter Bezug nehmend auf 2 wird eine exemplarische Ausgestaltung eines Elektronikmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.Further referring to 2 An exemplary embodiment of an electronic module according to the present invention is illustrated.

Ein solches erfindungsgemäßes Elektronikmodul 30 weist Trägerelement 7, Plattenelement 3 sowie Abdeckelement 4 auf.Such an inventive electronic module 30 has carrier element 7 , Plate element 3 as well as cover element 4 on.

Als Trägerelement 7 kann beispielsweise ein Aluminium- oder Stahlblech mit zum Beispiel 1,5 bis 2 mm Blechstärke, gegebenenfalls verstärkt durch Sicken, verwendet werden.As a carrier element 7 For example, an aluminum or steel sheet with, for example, 1.5 to 2 mm sheet thickness, optionally reinforced by beads, can be used.

Plattenelement 7 kann maximal die Ausmaße des erfindungsgemäßen Elektronikmoduls 30 begrenzen, kann aber auch auf den Bereich des Abdeckelementes 4 begrenzt sein. Die Dicke des Plattenelementes kann hierbei beispielsweise 1,8 mm betragen.panel member 7 can not exceed the dimensions of the electronic module according to the invention 30 limit, but can also on the area of the cover 4 be limited. The thickness of the plate element may be 1.8 mm, for example.

Auf die Trägerelementoberseite 7a ist das Plattenelement 3 mit einem Klebstoff 9, zum Beispiel flüssig oder ausgebildet als Klebeband, flächig oder auch partiell im Bereich des Abdeckelementes 4, aufgeklebt. Zwischen Trägerelement 7 und Plattenelement 3 kann eine thermische Leitschicht 16 vorgesehen sein, welche ebenfalls großflächig über die gesamte Größe des Trägerelementes 7 bzw. des Plattenelementes 3 oder auch nur im Bereich des Abdeckelementes 4 bzw. des Schaltungsträgerelementes 2 aufgebracht ist.On the carrier element top 7a is the plate element 3 with an adhesive nine , for example, liquid or formed as an adhesive tape, flat or partially in the region of the cover 4 , glued. Between carrier element 7 and plate element 3 can be a thermal conductive layer 16 be provided, which also over a large area over the entire size of the support element 7 or the plate element 3 or only in the area of the cover element 4 or the circuit carrier element 2 is applied.

Die Klebung 9 zwischen Trägerelement 7 und Plattenelement 3 kann hierbei einer reinen mechanischen Befestigung der beiden Elemente dienen. Gleichfalls ist Klebung 9 nicht zwingend notwendig und kann entfallen.The bond nine between carrier element 7 and plate element 3 This can serve a pure mechanical attachment of the two elements. Likewise, bonding is nine not mandatory and can be omitted.

Von der Oberseite 3a des Plattenelementes 3 her befindet sich, zum Beispiel im Zentrum des Elektronikmoduls, eine Vertiefung 21 bzw. eine wannenförmige Aussparung 21, die in Richtung der Oberseite 7a des Trägerelementes 7 durchgehend, vollständig geschlossen und somit dicht ist.From the top 3a of the plate element 3 There is, for example, in the center of the electronic module, a depression 21 or a trough-shaped recess 21 pointing towards the top 7a of the carrier element 7 continuous, completely closed and thus tight.

Diese Vertiefung 21 bzw. die wannenförmige Aussparung 21 lässt sich beispielsweise durch mechanische Bearbeitung des Plattenelementes 7 bereitstellen, z. B. lässt sich das Material des Plattenelementes 7 durch Fräsen entfernen. Hierdurch ist beispielsweise, ausgehend von einer ersten Materialdicke 34a von beispielsweise 1,8 mm, eine zweite Materialdicke 34b im Bereich von 0,2 bis 0,3 mm prozessfähig herstellbar.This depression 21 or the trough-shaped recess 21 can be, for example, by mechanical processing of the plate element 7 provide, for. B. can be the material of the plate element 7 remove by milling. As a result, for example, starting from a first material thickness 34a for example, 1.8 mm, a second material thickness 34b in the range of 0.2 to 0.3 mm processable produced.

Zur Reduzierung von auftretenden Spannungen im Eckbereich der Vertiefung 21 kann es vorteilhaft sein, wie in Ausschnitt G dargestellt, die Wannenecke umlaufend mit einem Radius 23 und somit einem stetigen Übergang zwischen horizontalem und vertikalem Teil der Vertiefung zu versehen. To reduce occurring stresses in the corner of the depression 21 It may be advantageous, as shown in detail G, the tub corner circumferentially with a radius 23 and thus to provide a continuous transition between the horizontal and vertical part of the recess.

Die Aussparung 21 ist derart angeordnet, dass diese vollständig im Innenbereich 11a des Elektronikmoduls 30 angeordnet ist.The recess 21 is arranged so that it is completely inside 11a of the electronic module 30 is arranged.

Auf dem Boden dieser Vertiefung 21 ist Schaltungsträgerelement 2 angeordnet. Schaltungsträgerelement 2 ist z. B. als Mikroleiterplatte oder LTCC mit elektronischen Bauteilen 1 ausgebildet. Schaltungsträgerelement 2 kann z. B. mit einem Wärmeleitkleber 8, z. B. Q1, auf den Boden der Aussparung 21 aufgeklebt sein.On the bottom of this depression 21 is circuit carrier element 2 arranged. Circuit carrier element 2 is z. As a micro PCB or LTCC with electronic components 1 educated. Circuit carrier element 2 can z. B. with a thermal adhesive 8th , z. B. Q1, on the bottom of the recess 21 be glued on.

Für eine besonders gute Verlustwärmeabfuhr durch das Material des Plattenelementes 3 im zweiten Bereich 32b hindurch kann eine thermische Leitschicht 16 bzw. ein Außenlayer 16, beispielsweise ausgebildet als ein Kupferaußenlayer 16, auf die Außenseite 3b des Plattenelementes 3 aufgebracht werden. Eine solche thermische Leitschicht kann exemplarisch eine Dicke von 18 bis 400 μm aufweisen, und bereits bei der Herstellung des Plattenelementes, beispielsweise im Rahmen der Herstellung einer herkömmlichen Leiterplatte, auflaminiert und mit den restlichen Leiterplattenlayern des Plattenelementes fest und dicht verbunden werden.For a particularly good loss heat dissipation through the material of the plate element 3 in the second area 32b can pass through a thermal conductive layer 16 or an outer layer 16 , for example, formed as a copper outer layer 16 , on the outside 3b of the plate element 3 be applied. Such a thermal conductive layer may exemplarily have a thickness of 18 to 400 microns, and already in the manufacture of the plate member, for example in the context of the production of a conventional circuit board, laminated and firmly and tightly connected to the remaining PCB layers of the plate member.

Die thermische Leitschicht 16 kann nachfolgend großflächig auf der Unterseite 3b des Plattenelementes 3, somit sowohl im ersten Bereich 32a als auch im zweiten Bereich 32b angeordnet sein oder aber sich auch nur auf den zweiten Bereich 32b beschränken.The thermal conductive layer 16 can subsequently large area on the bottom 3b of the plate element 3 , thus both in the first area 32a as well as in the second area 32b be arranged or even only on the second area 32b restrict.

Im Inneren des Plattenelementes 3 können Leiterelemente 17, beispielsweise innen liegend vom Laminat geschützte Kupferleiter 17, vorgesehen sein, die die elektrische Verbindungstechnik zwischen den elektronischen Bauteilen 1 und außen liegenden Funktionselementen wie zum Beispiel Steckern, Sensoren oder Aktuatoren, in 2 nicht dargestellt, des Elektronikmoduls realisieren. Das Schaltungsträgerelement 2 kann hierbei unter Verwendung von weiteren Leiterelementen 6, z. B. ausgebildet als Bonds 6, mit den Leiterelementen 17 des Plattenelementes 3 kontaktiert werden.Inside the plate element 3 can be ladder elements 17 , For example, inside of the laminate protected copper conductor 17 be provided that the electrical connection technology between the electronic components 1 and external functional elements such as plugs, sensors or actuators, in 2 not shown, realize the electronic module. The circuit carrier element 2 can in this case using other conductor elements 6 , z. B. formed as bonds 6 , with the ladder elements 17 of the plate element 3 be contacted.

Abdeckelement 4 kann z. B. als Aluminium- oder Kunststoffspritzgussteil 4a oder auch als Blechtiefziehteil 4b ausgeführt sein. Die Abdichtung zwischen Abdeckelement 4 und Plattenelement 3 erfolgt exemplarisch entweder durch eine Klebeverbindung 10, wiederum ausgeführt unter Verwendung von flüssigem Kleber oder Klebeband, oder alternativ durch eine Elastomerabdichtung 13.cover 4 can z. B. as aluminum or plastic injection molded part 4a or as a sheet metal deep-drawn part 4b be executed. The seal between cover 4 and plate element 3 takes place by way of example either by an adhesive bond 10 , again performed using liquid adhesive or tape, or alternatively by an elastomeric seal 13 ,

Das erfindungsgemäße Elektronikmodul 30 weist somit nur einen möglichen Leckagepfad E über Dichtung 13 bzw. Klebstoff 10 auf. Derartige Leckagepfade werden jedoch technisch beherrscht.The electronic module according to the invention 30 thus has only one possible leakage path E via seal 13 or adhesive 10 on. However, such leakage paths are technically controlled.

Die Befestigung des Abdeckelementes 4 erfolgt gleichfalls durch Klebstoff 10 oder aber, im Falle von Dichtung 13, unter Verwendung eines zusätzlichen mechanischen Befestigungselementes 14, z. B. eine Nietverbindung, realisiert als Hohlniet. Um das Abdeckelement 4 mechanisch zu stabilisieren, können noch Verstärkungselemente 12, in 2 exemplarisch als Rippe dargestellt, vorgesehen sein.The attachment of the cover 4 is also done by adhesive 10 or else, in the case of poetry 13 , using an additional mechanical fastener 14 , z. B. a rivet, realized as a rivet. To the cover 4 To stabilize mechanically, can still reinforcing elements 12 , in 2 exemplified as a rib, be provided.

Vorteilhaft kann im Dichtbereich des Klebers 10 oder der Dichtung 13, im Falle, dass es sich bei Plattenelement 3 um eine herkömmlich hergestellte Leiterplatte 3 handelt, in einem Bereich 18 der üblicherweise verwendete Lötstopplack ausgespart werden.Advantageously, in the sealing area of the adhesive 10 or the seal 13 , in the case that it is plate element 3 around a conventionally made circuit board 3 is acting in an area 18 the commonly used solder mask are recessed.

Weiterhin kann im Abdeckelement 4 eine Öffnung 20 zur teilweisen oder vollständigen Befüllung des Innenbereichs 11a mit einem fließfähigen Material 5 vorgesehen sein. Diese Öffnung 20 kann, nach einer Befüllung mit Material 5 und gegebenenfalls einer nachfolgenden Dichtheitsprüfung, mit einem Verschlusselement 19, zum Beispiel ein metallisches Verschlusselement 19 oder ausgebildet aus einem Elastomer, verschlossen werden. Weiterhin kann vor dem Verschließen der Öffnung 20 des Abdeckelementes 4 zusätzlich ein Überdruck von z. B. 0,3 bar, im Innenbereich 11a des Elektronikmoduls 30 realisiert werden. Dies kann beispielsweise durch Einbringen eines neutralen Gases erfolgen. Ein solcher Überdruck wiederum drückt das fließfähige Material 5 von innen in den Dichtbereich des Übergangs zwischen Abdeckelement 4 und Plattenelement 3, beispielsweise in den Dichtbereich der als Elastomerring ausgeführten Dichtung 13, und erhöht somit weiterhin die Dichtwirkung.Furthermore, in the cover 4 an opening 20 for partial or complete filling of the interior 11a with a flowable material 5 be provided. This opening 20 can, after a filling with material 5 and optionally a subsequent leak test, with a closure element 19 , For example, a metallic closure element 19 or formed of an elastomer, to be closed. Furthermore, before closing the opening 20 of the cover 4 In addition, an overpressure of z. B. 0.3 bar, indoors 11a of the electronic module 30 will be realized. This can be done for example by introducing a neutral gas. Such overpressure in turn pushes the flowable material 5 from the inside into the sealing area of the transition between cover element 4 and plate element 3 For example, in the sealing region of the running as an elastomeric ring seal 13 , and thus further increases the sealing effect.

Weiter Bezug nehmend auf 3a–c werden exemplarische Ausgestaltungen von Schichtaufbauten eines Elektronikmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.Further referring to 3a C show exemplary embodiments of layer structures of an electronic module according to the present invention.

3a–c zeigen erfindungsgemäße Varianten des Elektronikmoduls 30 mit unterschiedlichem Lagenaufbau. Prinzipiell ist, wie bei einer Leiterplattenherstellung üblich, ein von der Mitte ausgehender symmetrischer Aufbau der Layer zu bevorzugen. 3a C show variants of the electronic module according to the invention 30 with different layer structure. In principle, as is customary in printed circuit board manufacturing, a symmetrical structure of the layers starting from the middle is to be preferred.

3a zeigt exemplarisch Schaltungsträgerelement 2 ausgebildet als ein 1 mm dicker Keramiklayer, welcher unter Verwendung eines 0,1 mm dicken Kleberlayers 8, zum Beispiel Q1, auf dem Plattenelement 3 aufgeklebt ist. Plattenelement 3 wiederum weist exemplarisch eine Dicke von 0,3 mm auf und ist mit einer 0,1 mm dicken Kleberschicht 9, zum Beispiel Eccobond, auf dem Trägerelement 7, ausgebildet als ein 2 mm dickes Aluminiumblech, befestigt. 3a shows an example circuit carrier element 2 formed as a 1 mm thick ceramic layer, which using a 0.1 mm thick adhesive layer 8th , for example Q1, on the plate element 3 is glued on. panel member 3 again, by way of example, has a thickness of 0.3 mm and is with a 0.1 mm thick adhesive layer nine , for example Eccobond, on the carrier element 7 , formed as a 2 mm thick aluminum sheet, attached.

Eine derartige Ausgestaltung mag zum Beispiel eine um Faktor 4 verbesserte Wärmeableitung gegenüber bekannten Elektronikmodulen ergeben.Such a design may for example be one factor 4 provide improved heat dissipation over known electronic modules.

3b entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der 3a. 3b corresponds essentially to the structure of 3a ,

Jedoch ist das Plattenelement 3 der 3a, dort ausgebildet als ein 0,3 mm Leiterplattenelement, in 3b aufgeteilt in ein 0,2 mm dickes Leiterplattenelement 3, auf welchem nachfolgend eine 0,1 mm dicke thermische Leitschicht 16, zum Beispiel als Kupferlayer 16 des Leiterplattenelements 3, ausgebildet ist. Die restlichen Elemente der 3b entsprechen im Wesentlichen der 3a.However, the plate element is 3 of the 3a , formed there as a 0.3 mm board element, in 3b divided into a 0.2 mm thick PCB element 3 , on which below a 0.1 mm thick thermal conductive layer 16 , for example as a copper layer 16 of the printed circuit board element 3 , is trained. The remaining elements of the 3b essentially correspond to the 3a ,

Hierdurch kann exemplarisch eine bis zu fünffach verbesserte Wärmeleitung gegenüber herkömmlichen Elektronikelementen realisiert werden.As a result, an exemplary up to five times improved heat conduction over conventional electronic elements can be realized.

Die Ausgestaltung gemäß 3c entspricht wiederum im Wesentlichen der Ausgestaltung der 3a und 3b.The embodiment according to 3c again corresponds in essence to the embodiment of 3a and 3b ,

Jedoch stellt sich in 3c das Plattenelement 3 aus einer Kombination einer zum Beispiel 0,4 mm dicken thermischen Leitschicht 16, zum Beispiel ausgebildet als ein Kupferlayer 16, dar, welches im zweiten Bereich 32b ausschließlich aus dieser thermischen Leitschicht 16 besteht und zwischen den Klebeverbindungen 8 und 9 angeordnet ist.However, it turns into 3c the plate element 3 from a combination of, for example, 0.4 mm thick thermal conductive layer 16 , for example, formed as a copper layer 16 , which is in the second area 32b exclusively from this thermal conductive layer 16 exists and between the adhesive joints 8th and nine is arranged.

Im ersten Bereich 32a wird die thermische Leitschicht 16 fortgesetzt, weist jedoch, wie im Rahmen der Leiterplattenherstellung bekannt, eine auflaminierte Leiterplatte 3, welche im Rahmen des bekannten Herstellungsverfahrens fest und dicht mit der thermischen Leitschicht 16 verbunden ist, auf.In the first area 32a becomes the thermal conductive layer 16 continued, however, as known in the context of printed circuit board manufacturing, has a laminated printed circuit board 3 , which in the context of the known manufacturing process firmly and tightly with the thermal conductive layer 16 is connected.

Auch bei einer Elektronikmodulausgestaltung gemäß 3c ergibt sich im Wesentlichen nur ein Leckagepfad E, wie in 2 dargestellt, auch wenn Plattenelement 3 sich somit als eine Kombination aus Plattenelement 3 sowie thermischer Leitschicht 16 im ersten Bereich 32a sowie ausschließlich als thermische Leitschicht 16 im zweiten Bereich 32b darstellt.Also in an electronic module design according to 3c essentially only one leakage path E results, as in FIG 2 shown, even if plate element 3 thus as a combination of plate element 3 as well as thermal conductive layer 16 in the first area 32a and exclusively as a thermal conductive layer 16 in the second area 32b represents.

Generell kann es auch erforderlich sein, dass ein Schaltungsträgerelement mit elektrischen Bauteilen mit geringer Verlustwärme mit einem Schaltungsträgerelement mit elektrischen Bauteilen mit hoher Verlustwärme, zum Beispiel für die Ansteuerung einer elektrischen Ölpumpe, kombiniert werden muss. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es hierbei, dass beide Schaltungsträgerelemente gemeinsam im Innenbereich 11a eines Elektronikmoduls 30 unter einem Abdeckelement 4 angeordnet und durch eine geeignete Kontaktierungstechnik über die im Plattenelement 3 vorgesehenen Leiterelemente 17 oder aber direkt über Leiterelemente 6, somit über kürzeste Wege, sicher miteinander verbunden werden können.In general, it may also be necessary for a circuit carrier element having electrical components with low heat loss to be combined with a circuit carrier element having electrical components with high heat loss, for example for driving an electric oil pump. In this case, the present invention makes it possible for both circuit carrier elements to be used together in the interior 11a an electronic module 30 under a cover 4 arranged and by a suitable contacting technique over in the plate element 3 provided conductor elements 17 or directly via conductor elements 6 , thus by the shortest routes, can be safely connected with each other.

Claims

Electronic module ( 30 ) for a vehicle, in particular for operation in a transmission in transmission fluid, comprising a plate element ( 3 ); a circuit carrier element ( 2 ); and a cover element ( 4 ), comprising an interior area ( 11a ); and an outdoor area ( 11b ); wherein the interior of the cover and plate member is limited and formed encapsulated with respect to the outside area; and wherein the plate element is arranged, at least one conductive connection ( 17 ) between the inner area and the outer area to provide electrical connection of the circuit carrier element; characterized in that the plate element comprises a first area ( 32a ) with a first material thickness ( 34a ) and a second area ( 32b ) with a second material thickness ( 34b ) having; the second material thickness is less than the first material thickness and thereby a depression ( 21 ) is formed in the plate member; the circuit carrier element is disposed in the recess of the plate member; the cover is adapted to abut in the first region of the plate member thereto; on the plate element a heat sink ( 7 ) is attachable; and the thermal resistance of the plate member in the second region is smaller than the thermal resistance in the first region.

Electronic module according to the preceding claim, wherein the plate element ( 3 ) is formed as a printed circuit board element or as a printed circuit board (PCB) and / or wherein the at least one conductive connection is arranged in the interior of the plate element.

Electronic module according to one of the preceding claims, further comprising a carrier element ( 7 ), in particular designed and set up as a heat sink ( 7 ).

Electronic module according to the preceding claim, wherein the carrier element ( 7 ) in the Essentially in the second area ( 32b ) of the plate element ( 3 ) is arranged.

Electronic module according to one of the preceding claims, wherein the plate element ( 3 ) further comprises a thermal conductive layer ( 16 ), in particular formed as a copper layer, further arranged in particular only in the second region of the plate element.

Electronic module according to one of the preceding claims, wherein the interior area ( 11a ) opposite the outdoor area ( 11b ) by an adhesive connection ( 10 ) and / or a mechanical attachment ( 14 ) with sealing element ( 13 ) is hermetically sealed between cover member and plate member.

Electronic module according to one of the preceding claims, the cover element ( 4 ) having a closable opening ( 20 ).

Transmission control unit for a vehicle, comprising an electronic module ( 30 ) according to at least one of the preceding claims.

Transmission for a vehicle, comprising a transmission control device according to claim 8 and / or an electronic module ( 30 ) according to at least one of claims 1 to 7.

Vehicle, in particular automobile, comprising a transmission according to claim 9, a transmission control device according to claim 8 and / or an electronic module ( 30 ) according to at least one of claims 1 to 7.