DE102014214057A1

DE102014214057A1 - Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE102014214057A1
Application number: DE102014214057.9A
Authority: DE
Inventors: Josef Loibl; Thomas Preuschl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-01-21
Also published as: CN113411993A; US10440845B2; US20170171996A1; JP2017528906A; JP6618986B2; WO2016008672A1; CN113411993B; CN106538077A

Abstract

Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung (10), mit einem Gehäuse (11), mit einer Leiterplattenanordnung (12), und mit auf der Leiterplattenanordnung (12) montierten elektrischen bzw. elektronischen Baugruppen (13, 14), wobei sich die Leiterplattenanordnung (12) teilweise innerhalb des Gehäuses (11) in einem gegenüber Öl abgedichteten Bereich und teilweise außerhalb des Gehäuses (11) in einem gegenüber Öl nicht abgedichteten Bereich erstreckt, und wobei die Leiterplattenanordnung (12) mehrere elektrisch leitfähige Leiterbahnlagen (17a, 17b, 17c, 17d) aufweist, die gegeneinander durch dielektrische Lagen (18a, 18b, 18c) elektrisch isoliert sind, und wobei in demjenigen Abschnitt (16) der Leiterplattenanordnung (12), der sich außerhalb des Gehäuses (11) in dem gegenüber Öl nicht abgedichteten Bereich erstreckt, auf die äußeren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen (17a, 17d) außerhalb von Schnittstellen (19), die der elektrischen Kontaktierung der elektrischen bzw. elektronischen Baugruppen (13, 14) mit der Leiterplattenanordnung (12) dienen, eine final abschließende, äußerste Lage (20, 21) aus einem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Getriebesteuerungseinrichtung nach dem Oberbergriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung.
Aus der Praxis bekannte, elektronische Getriebesteuerungseinrichtungen verfügen über ein Gehäuse, eine Leiterplattenanordnung und auf der Leiterplattenanordnung montierte, elektrische bzw. elektronische Baugruppen. Die Leiterplattenanordnung von elektronischen Getriebesteuerungseinrichtungen ist teilweise innerhalb des Gehäuses in einem gegenüber Öl abgedichteten Bereich und teilweise außerhalb des Gehäuses in einem gegenüber Öl nicht abgedichteten Bereich positioniert. Die Leiterplattenanordnung verfügt über mehrere elektrisch leitfähige Leiterbahnlagen, die gegeneinander durch dielektrische Lagen elektrisch isoliert sind. Auf die äußeren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen ist bei Leiterplattenanordnungen von aus der Praxis bekannten, elektronischen Getriebesteuerungseinrichtungen eine weitere dielektrische Lage laminiert, auf die eine elektrisch leitfähige Kontaktierungslage aufgebracht ist, die dann durch Ätzen großflächig entfernt ist und nur im Bereich von elektrischen Schnittstellen, die der Kontaktierung elektrischer bzw. elektronischer Baugruppen mit den Leiterbahnlagen der Leiterplattenanordnung dienen, verbleibt. Im Bereich der elektrischen Schnittstellen durch Ätzen nicht entfernten Bereiche der auf die äußeren dielektrischen Lagen aufgebrachten Kontaktierungslagen sind mit einer nickel- und goldhaltigen Beschichtung versehen, um dieselben vor einer ölbedingten Korrosion zu schützen. Hierdurch ergibt sich ein relativ komplexer Aufbau der Leiterplattenanordnungen von aus der Praxis bekannten, elektronischen Getriebesteuerungseinrichtungen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige elektronische Getriebesteuerungseinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Getriebesteuerungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist zumindest in demjenigen Abschnitt der Leiterplattenanordnung, der sich außerhalb des Gehäuses in dem gegenüber Öl nicht abgedichteten Bereich erstreckt, auf die äußeren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen außerhalb von Schnittstellen, die der elektrischen Kontaktierung der elektrischen oder elektronischen Baugruppen mit der Leiterplattenanordnung dienen, eine final abschließende, äußerste Lage aus einem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht.
Die Leiterplattenanordnung der erfindungsgemäßen, elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung verfügt über einen einfacheren und kompakteren Aufbau. Auf die äußeren elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen wird zwar eine final abschließende Lage aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht. Auf diese finalen Lagen wird jedoch keine elektrisch leitfähige Kontaktierungslage aufgebracht. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der elektrisch leitfähigen Lagen gegenüber dem Stand der Technik um zwei. Dadurch entfallen auch die für die eingesparten, elektrisch leitfähigen Kontaktierungslage nach dem Stand der Technik erforderlichen Laminier- und Ätzprozesse. Hierdurch ist es möglich, elektronische Getriebesteuerungseinrichtungen einfacher und kostengünstiger zu fertigen.
Vorzugsweise weist die Leiterplattenanordnung vier elektrisch leitfähige Leiterbahnlagen auf, die gegeneinander durch drei dielektrische Lagen elektrisch isoliert sind, wobei zumindest in demjenigen Abschnitt der Leiterplattenanordnung, der sich außerhalb des Gehäuses erstreckt, auf die äußeren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen außerhalb von den Schnittstellen eine final abschließende, äußerste Lage aus dem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht ist. Eine solche elektronische Getriebesteuerungseinrichtung verfügt über eine Leiterplattenanordnung mit einem besonders kompakten und einfachen Aufbau.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die jeweilige final abschließende, äußerste Lage aus dem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff als Laminierlage aus einer Polyimidfolie oder aus einem Prepreg ausgebildet. Diese Weiterbildung der Erfindung eignet sich insbesondere dann, wenn das Gehäuse der elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung als mehrschaliges Aluminiumdruckgussgehäuse hergestellt ist.
Nach einer zweiten, alternativen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die jeweilige final abschließende, äußerste Lage aus dem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff als Spritzgusslage aus einem Kunststoff ausgebildet. Diese Weiterbildung der Erfindung eignet sich insbesondere dann, wenn das Gehäuse der elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung als Kunststoffspritzgussgehäuse ausgeführt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung ist in Anspruch 8 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 einen schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße, elektronische Getriebesteuerungseinrichtung.
Die Erfindung betrifft eine elektronische Getriebesteuerungseinrichtung, wie sie z.B. in automatisierten Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen Verwendung findet.
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung 10. Die elektronische Getriebesteuerungseinrichtung 10 verfügt über ein Gehäuse 11, eine Leiterplattenanordnung 12 sowie elektrische bzw. elektronische Baugruppen 13, 14, die auf der Leiterplattenanordnung 12 montiert und mit derselben elektrisch kontaktiert sind. Die Leiterplattenanordnung 12 verfügt über einen Abschnitt 15, der innerhalb des Gehäuses 11 in einem gegenüber Getriebeöl abgedichteten Bereich positioniert ist. Ein weiterer Abschnitt 16 der Leiterplattenanordnung 12 ist außerhalb des Gehäuses 11 in einem gegenüber dem Getriebeöl nicht abgedichteten Bereich angeordnet.
Die Leiterplattenanordnung 12 verfügt über mehrere elektrisch leitfähige Leiterbahnlagen 17a, 17b, 17c und 17d. Diese elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen 17a, 17b, 17c und 17d sind gegeneinander durch dielektrische Lagen 18a, 18b und 18c elektrisch isoliert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Leiterbahnlagen 17a, 17b, 17c und 17d und drei derartige dielektrische Lagen 18a, 18b und 18c vorhanden.
Auf die äußeren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen 17a und 17d ist zumindest in demjenigen Abschnitt 16 der Leiterplattenanordnung 12, der sich außerhalb des Gehäuses 11 in dem gegenüber Getriebeöl nicht abgedichteten Bereich erstreckt, außerhalb von elektrischen Schnittstellen 19, die der Kontaktierung einer elektrischen bzw. elektronischen Baugruppe 14 mit den Leiterbahnlagen 17a und 17d dienen, eine final abschließende, äußerste Lage 20, 21 aus einem ölresistenten, elektrisch isolierenden, dielektrischen Werkstoff aufgebracht.
Auf diese abschließenden, finalen Lagen 20, 21 sind demnach keine weiteren elektrisch leitfähigen Lagen, nämlich Kontaktierungslagen, aufgebracht, die anschließend durch Ätzen großflächig entfernt werden, vielmehr handelt es sich bei den auf die äußeren Leiterbahnlagen 17a, 17d aufgebrachten Lagen 20 bzw. 21 aus dem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff um die abschließenden bzw. finalen Lagen der Leiterplattenanordnung 12 in dem aus dem Gehäuse 11 herausragenden Abschnitt 16 derselben.
Nach einer ersten Variante der Erfindung ist die jeweilige abschließende, finale Lage 20 bzw. 21 aus dem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff als Laminierlage aus einer Polyimidfolie ausgebildet. Dann, wenn die abschließende, finale Lage 20 bzw. 21 aus einer Polyimidfolie gebildet ist, sind dieselben nur teilflächig auf die äußeren Leiterbahnlagen 17a, 17d aufgebracht, nämlich dort, wo tatsächlich Leiter dieser Leiterbahnlagen 17a, 17d verlaufen.
Nach einer zweiten Variante ist die jeweilige abschließende, finale Lage 20, 21 als Laminierlage aus einem Prepreg ausgebildet. Derartige Laminierlagen aus einem Prepreg sind kostengünstiger als Laminierlage aus einer Polyimidfolie, sodass dieselben dann im Bereich der abzudeckenden, äußeren Leiterbahnlagen 17a, 17d vollflächig unter Aussparung der elektrischen Schnittstellen 19 aufgebracht werden.
Abschließende, finale Lagen 20, 21 aus Polyimidfolie bzw. aus einem Prepreg kommen dann zum Einsatz, wenn das Gehäuse 11 der elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung 10 aus einem mehrschaligen Aluminiumdruckgussgehäuse gebildet ist, dessen Schalen zusammengepresst sind.
Dann, wenn das Gehäuse 11 der elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung 10 aus einem Kunststoff gefertigt und als Kunststoffspritzgussgehäuse ausgebildet ist, sind die abschließenden, finalen Lagen 20, 21 vorzugsweise ebenfalls aus einem Kunststoff gefertigt. Finale Lagen 20, 21 aus Kunststoff sind typischerweise teilflächig auf die äußeren Leiterbahnlagen 17a, 17d aufgebracht, nämlich dort, wo tatsächlich Leiter dieser Leiterbahnlagen 17a, 17d verlaufen.
Zum Herstellen der erfindungsgemäßen elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung 10 wird so vorgegangen, dass zunächst eine Kernlage 18a aus einem dielektrischen, isolierenden Werkstoff bereitgestellt wird, die beidseitig mit den inneren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen 17b und 17c laminiert ist. Diese inneren Leiterbahnlagen 17b, 17c werden einem Ätzen unterzogen, um auf denselben die gewünschten Leiterbahnstrukturen auszubilden.
Auf die geätzten Leiterbahnlagen 17b, 17c der Kernlage 18a wird jeweilis eine weitere Lage 18b bzw. 18c aus einem dielektrischen, elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht, wobei auf diese weiteren, dielektrischen, elektrisch isolierenden Lagen 18b, 18c weitere elektrisch leitfähige Leiterbahnlagen 17a bzw. 17d aufgebracht werden, die nachfolgend einem Ätzen unterzogen werden, um im Bereich dieser äußeren Leiterbahnlagen 17a und 17d die gewünschten Leiterbahnstrukturen auszubilden.
Obwohl dieser Schritt mehrfach wiederholt werden kann, wird derselbe vorzugsweise lediglich einmal ausgeführt, das heißt, auf die von der Kernlage 18a aufgenommenen Leiterbahnlagen 17b, 17c wird zu beiden Seiten der Kernlage 18a ausschließlich eine weitere dielektrische Lage 18b und 18c mit den durch Ätzen behandelten Leiterbahnlagen 17a, 17d aufgebracht.
Im Anschluss an das Ätzen der äußeren Leiterbahnlagen 17a, 17d wird auf dieselben die jeweilige abschließende, finale Lage 20 bzw. 21 aus dem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht, nämlich in demjenigen Abschnitt 16 der Leiterplattenanordnung 12, die sich außerhalb des Gehäuses 11 im nicht gegenüber Öl abgedichteten Bereich erstreckt.
Wie bereits ausgeführt, können diese finalen Lagen 20, 21 als Laminierlagen aus Polyimidfolie oder aus einem Prepreg oder alternativ als Kunststoffspritzgusslage ausgebildet sein.
1 zeigt, dass innerhalb des Gehäuses 11 in dem gegenüber Öl abgedichteten Bereich im entsprechenden Abschnitt 15 der Leiterplattenanordnung 12 Lagen 22 aus einem Lötstopplack aufgebracht sein können. Ein derartiger Lötstopplack ist nicht gegenüber Getriebeöl beständig und eignet sich daher nicht zur Anwendung im Abschnitt 16 der Leiterplatte 12, die einem Angriff von Getriebeöl ausgesetzt ist.
Im Abschnitt 16 der Leiterplattenanordnung 12 von der jeweiligen final abschließende, äußerste Lage 20, 21 freigelassene Schnittstellen 19 sind vorzugweise mit einer nickel- und goldhaltigen Beschichtung versehen, um dieselben vor einer ölbedingten Korrosion zu schützen
Die Leiterplattenanordnung 12 der erfindungsgemäßen, elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung 10 verfügt über einen einfachen und kompakten Aufbau und lässt sich mit geringerem Aufwand fertigen als Leiterplattenanordnungen bekannten Getriebesteuerungseinrichtungen. Es werden zwei elektrische leitfähige Lagen eingespart, sodass zwei elektrische leitfähige Lagen weniger auflaminiert und durch Ätzen teilweise abgetragen werden müssen. Eine Leiterplattenanordnung 12 einer erfindungsgemäßen Getriebesteuerungseinrichtung 10 kann daher in ihrer Dicke und Komplexität reduziert werden.
Bezugszeichenliste

10: Getriebesteuerungseinrichtung
11: Gehäuse
12: Leiterplattenanordnung
13: Baugruppe
14: Baugruppe
15: Abschnitt
16: Abschnitt
17a: Leiterbahnlage
17b: Leiterbahnlage
17c: Leiterbahnlage
17d: Leiterbahnlage
18a: dielektrische Lage
18b: dielektrische Lage
18c: dielektrische Lage
19: Schnittstelle
20: Lage
21: Lage
22: Lage

Claims

Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung (10), mit einem Gehäuse (11), mit einer Leiterplattenanordnung (12), und mit auf der Leiterplattenanordnung (12) montierten elektrischen bzw. elektronischen Baugruppen (13, 14), wobei sich die Leiterplattenanordnung (12) teilweise innerhalb des Gehäuses (11) in einem gegenüber Öl abgedichteten Bereich und teilweise außerhalb des Gehäuses (11) in einem gegenüber Öl nicht abgedichteten Bereich erstreckt, und wobei die Leiterplattenanordnung (12) mehrere elektrisch leitfähige Leiterbahnlagen (17a, 17b, 17c, 17d) aufweist, die gegeneinander durch dielektrische Lagen (18a, 18b, 18c) elektrisch isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in demjenigen Abschnitt (16) der Leiterplattenanordnung (12), der sich außerhalb des Gehäuses (11) in dem gegenüber Öl nicht abgedichteten Bereich erstreckt, auf die äußeren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen (17a, 17d) außerhalb von Schnittstellen (19), die der elektrischen Kontaktierung der elektrischen bzw. elektronischen Baugruppen (13, 14) mit der Leiterplattenanordnung (12) dienen, eine final abschließende, äußerste Lage (20, 21) aus einem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht ist.
Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenanordnung (12) vier elektrisch leitfähige Leiterbahnlagen (17a, 17b, 17c, 17d) aufweist, die gegeneinander durch drei dielektrische Lagen (18a, 18b, 18c) elektrisch isoliert sind, und dass zumindest in demjenigen Abschnitt (16) der Leiterplattenanordnung (12), der sich außerhalb des Gehäuses (11) erstreckt, auf die äußeren, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen (17a, 17d) außerhalb der Schnittstellen (19) eine final abschließende, äußerste Lage (20, 21) aus dem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht ist.
Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige final abschließende, äußerste Lage (20, 21) als Laminierlage aus einer Polyimidfolie ausgebildet ist.
Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige final abschließende, äußerste Lage (20, 21) als Laminierlage aus einem Prepreg ausgebildet ist.
Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) als mehrschaliges Aluminiumdruckgussgehäuse ausgebildet ist, dessen Schalen zusammengepresst sind.
Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige final abschließende, äußerste Lage (20, 21) als Spritzgusslage aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
Elektronische Getriebesteuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) als Kunststoffspritzgussgehäuse ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Getriebesteuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen einer beidseitig mit elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen (17b, 17c) laminierten Kernlage (18a) aus einem dielektrischen, elektrisch isolieren Werkstoff; b) Ätzen der auf die Kernlage (18a) aufgebrachten, elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen (17b, 17c); c) mindestens einmaliges Aufbringen jeweils einer weiteren Lage (18b, 18c) aus einem dielektrischen, elektrisch isolieren Werkstoff auf die geätzten Leiterbahnlagen (17c, 17c), Aufbringen einer weiteren elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen (17a, 17d) auf die jeweilige weitere Lage (18b, 18c) aus dem dielektrischen, elektrisch isolieren Werkstoff und Ätzen derselben; c) Aufbringen einer final abschließenden, äußersten Lage (20, 21) aus einem ölresistenten, elektrisch isolierenden Werkstoff auf die äußeren, jeweils geätzten weiteren elektrisch leitfähigen Leiterbahnlagen (17a, 17d) zumindest in demjenigen Abschnitt (16) der Leiterplattenanordnung (12), der sich außerhalb des Gehäuses (11) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) auf die geätzten Leiterbahnlagen (17b, 17c) der Kernlage (18a) ausschließlich jeweils eine einzige weitere Lage (18b, 18c) aus dem dielektrischen, Werkstoff und ausschließlich jeweils eine einzige weitere elektrisch leitfähige Leiterbahnlage (17a, 17d) auf die jeweilige weitere Lage aus dem dielektrischen, elektrisch isolieren Werkstoff aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Gehäuse (11) als Aluminiumdruckgussgehäuse ausgebildet ist, die final abschließenden, äußersten Lagen (20, 21) als Laminierlagen aus einer Polyimidfolie oder aus einem Prepreg ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Gehäuse (11) als Kunststoffspritzgussgehäuse ausgebildet ist, die final abschließenden, äußersten Lagen (20, 21) als Kunststoffspritzgusslagen zusammen mit dem Kunststoffspritzgussgehäuse ausgebildet werden.