JP2019530980A - 特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリを製造する方法及び電子アセンブリ - Google Patents

特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリを製造する方法及び電子アセンブリ Download PDF

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Abstract

本明細書では、特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリ（５）を製造する方法が示され、この方法は、プリント回路基板であって、第１の面（１２）と、当該第１の面（１２）とは反対側の第２の面（１４）とを有し、かつ、プリント回路基板（１０）の第１の面（１２）に配置された少なくとも１つの第１の電子構成素子（７０）を有するプリント回路基板（１０）を準備するステップと、プリント回路基板（１０）の第２の面（１４）を、少なくとも部分的に基準表面（４０）に配置するステップと、硬化前に実質的に非流動性であるシール材料（５０）を、当該シール材料（５０）がプリント回路基板（１０）の第１の面（１２）の部分領域（２０）を取り囲んで被着されるように、第１の面（１２）に被着させるステップと、第２の構成素子（８０）を、当該第２の構成素子（８０）が部分的にシール材料（５０）内に押し込まれるように、少なくとも部分的に基準表面（４０）に配置するステップと、第２の構成素子（８０）を、電気的接続線路（８５）を用いてプリント回路基板（１０）に電気的に接続するステップと、カバー材料（６０）を、特に硬化前に流動性のカバー材料（６０）を、シール材料（５０）によって取り囲まれたプリント回路基板（１０）の第１の面（１２）の部分領域（２０）と、第１の構成素子（７０）とに被着させるステップと、シール材料（５０）を硬化させるステップと、カバー材料（６０）を硬化させるステップと、を含む。

Description

本発明は、特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリを製造する方法及び電子アセンブリに関する。
背景技術
多くの電子アセンブリが公知である。電子アセンブリは、例えば変速機制御モジュールの一部である場合、変速機制御モジュールはオイルに囲まれた環境にあるため、油密シールする必要がある。電子モジュールは、通常、複数の電子構成素子が上に配置されたプリント回路基板を含む。
例えばセンサのような大きな個別構成部品は、一部はプリント回路基板上に配置されず、プリント回路基板に電気的に接続される。オイルはしばしば導電性の粒子を含んでいるので、構成素子の電気絶縁、及び、プリント回路基板上に（完全には）配置されていない大きな個別構成部品とプリント回路基板との間の電気的接続部分の電気絶縁が不可欠である。この目的のために、通常は、カバー又はチップ保護カバーが使用され、これらは、油密シール及び／又はチップ保護シールを形成するために、クリップ留め、リベット留め、又は、他の方法によって、プリント回路基板上に押しつけられる。
これらの不利な点は、電子アセンブリを有する変速機制御モジュール又は電子アセンブリが安定性又は頑丈さに劣り、製造コストが高く、さらに製造の手間もかかることである。その上さらに、一般的に大きな個別構成部品とプリント回路基板との間に機械的応力が発生する可能性があり、これによって、変速機制御モジュール又は電子アセンブリの寿命又は気密性が低下する。さらに通常は、プリント回路基板の厚さの許容誤差に基づき、電子アセンブリは非常に不正確な高さ位置にしか配置することができず、このことは、特にセンサの場合には問題を引き起こしかねない。
発明の開示
発明の利点
本発明の実施形態は、好ましくは、油密であって、高い耐久性と低い製造コストと長い寿命とを有する、電子アセンブリを製造する方法の提供、及び、特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリの提供を可能にさせ得る。プリント回路基板上に完全には配置されていない構成部品とプリント回路基板との間には実質的に機械的応力が発生しないことにより、恒久的な油密性が与えられる。また、チップ保護カバーの節約により、製造プロセスが簡単化される。さらに通常は、電子アセンブリを電子機器自体と同一の基準面に配置することが可能である。
本発明の第１の態様によれば、特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリを製造する方法が提案され、この方法は以下のステップ、即ち、
プリント回路基板であって、第１の面と、当該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、かつ、プリント回路基板の第１の面に配置された少なくとも１つの第１の電子構成素子を有するプリント回路基板を準備するステップと、
プリント回路基板の第２の面を、少なくとも部分的に基準表面に配置するステップと、
硬化前に実質的に非流動性であるシール材料を、当該シール材料がプリント回路基板の第１の面の部分領域を取り囲んで被着されるように、第１の面に被着させるステップと、
第２の構成素子を、当該第２の構成素子が部分的にシール材料内に押し込まれるように、少なくとも部分的に基準表面に配置するステップと、
第２の構成素子を、電気的接続線路を用いてプリント回路基板に電気的に接続するステップと、
カバー材料を、特に硬化前に流動性のカバー材料を、シール材料によって取り囲まれたプリント回路基板の第１の面の部分領域と、第１の構成素子とに被着させるステップと、
シール材料を硬化させるステップと、
カバー材料を硬化させるステップと、を含む。
本発明の第２の態様によれば、特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリが提案され、この電子アセンブリは、
第１の面と、当該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、かつ、プリント回路基板の第１の面に配置された少なくとも１つの第１の電子構成素子を有するプリント回路基板であって、当該プリント回路基板の第２の面は、基準表面に配置されている、プリント回路基板と、
プリント回路基板の第１の面の部分領域を取り囲み、かつ、硬化前に実質的に非流動性である、第１の面上のシール材料と、
プリント回路基板に電気的に接続されている少なくとも１つの第２の構成素子と、
シール材料によって取り囲まれた第１の面の部分領域上及び第１の構成素子上に配置されたカバー材料、特に硬化前に流動性のカバー材料と、を含み、
第２の構成素子は、部分的に、当該第２の構成素子が、当該第２の構成素子とプリント回路基板の第１の面との間の間隙をシールするシール材料内に部分的に押し込まれるように基準表面上に配置されていることを特徴とする。
本発明の実施形態に対する考察は、特に以下に記載する考え及び知識に基づくものとみなすことができる。
一実施形態においては、基準面は、電子アセンブリから熱を放散させるためのヒートシンクの表面である。これによる利点は、プリント回路基板が基準表面と良好に熱接触を維持することである。これにより、電子アセンブリからの熱、特に第１の構成素子からの熱を良好に放散させることができる。
一実施形態においては、基準表面は、取り付け補助手段の表面であり、この方法はさらに、以下のステップ、即ち、プリント回路基板及び第２の構成素子を、取り付け補助手段から取り外すステップを含む。これにより、通常、プリント回路基板及び第２の構成素子は、技術的に簡単に取り付け面又は取り付け補助手段の表面に同様に位置合わせすることができる。位置合わせ後に取り付け補助手段を取り外すことによって、プリント回路基板及び第２の構成素子の設置又は設置場所の柔軟性が向上する。取り付け補助手段は、通常、平坦な又は平面状の表面を有するあらゆる種類の装置であってもよい。取り付け補助手段、例えば位置合わせテーブル又は取り付けテーブルであってもよい。
一実施形態においては、シール材料はプリント回路基板の第１の面の縁部領域に被着される。これにより、実質的にプリント回路基板の第１の面全体が、カバー材料によって覆われることが保証される。このことは、周辺環境からのプリント回路基板の電気的絶縁を保証する。
一実施形態においては、カバー材料は、当該カバー材料が電気的接続線路を覆うように及び／又は包含するように、プリント回路基板の第１の面に被着される。これにより、電気的接続線路が、技術的に簡単に、周辺環境からも電気的に絶縁されることが保証される。
本方法の一実施形態においては、シール材料とカバー材料は、実質的に同等の熱膨張係数を有する。これにより、機械的応力の発生がさらに確実に回避される。
一実施形態においては、基準表面は、電子アセンブリからの熱を放散させるためのヒートシンクの表面である。これによる利点は、プリント回路基板が基準表面と良好に熱接触を維持することである。これにより、電子アセンブリからの熱、特に第１の構成素子からの熱を良好に放散させることができる。
一実施形態においては、シール材料はプリント回路基板の第１の面の縁部領域に被着されている。これにより、実質的にプリント回路基板の第１の面全体が、カバー材料によって覆われることが保証される。このことは、周辺環境からのプリント回路基板の電気的絶縁を保証する。
一実施形態においては、カバー材料は、電気的接続線路を覆い及び／又は包含する。これにより、電気的接続線路は、技術的に簡単に周辺環境から同様に電気的に絶縁されている。
電子アセンブリの一実施形態においては、シール材料及びカバー材料は、実質的に同等の熱膨張係数を有する。これにより、機械的応力の発生はさらに確実に回避される。
ここでは、本発明の可能な特徴及び利点のいくつかが、電子アセンブリの異なる実施形態に基づいて本明細書に記載されていることを理解されたい。当業者であるならば、本発明のさらなる実施形態に到達するためにこれらの特徴が適切に組み合わされ、適合化され、又は、置き換えられ得ることは、認識することができるであろう。
図面の簡単な説明
以下においては、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、これらの図面も説明も本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
電子アセンブリを製造する本発明による方法の第１のステップ後の概略図。 電子アセンブリを製造する本発明による方法の第２のステップ後の概略図。 電子アセンブリを製造する本発明による方法の第３のステップ後の概略図。 本発明による電子アセンブリの一実施形態の概略図。 図４からの電子アセンブリのＶ−Ｖ線に沿った断面図。
これらの図面は、概略的なものであり、縮尺通りではない。図中、同一の特徴又は同等の作用の特徴には、同一の参照符号が付されている。
発明の実施形態
図１は、電子アセンブリ５を製造する本発明による方法の第１のステップ後の概略図を示す。この電子アセンブリ５は、車両用の変速機制御モジュールの一部であってもよい。
最初に、プリント回路基板１０（例えば、printed circuit board；ＰＣＢ）が準備される。このプリント回路基板１０は、第１の面１２（図１の上方）と第２の面１４（図１の下方）とを有し、この場合、第２の面１４は、第１の面１２の反対側にある。プリント回路基板１０の第１の面１２上には、少なくとも１つの第１の構成素子７０が配置されている。この第１の構成素子７０は、プリント回路基板１０に電気的に接続されている。
プリント回路基板１０は、基準表面４０上に配置されている。プリント回路基板１０の第２の面１４は、基準表面４０と平坦に接続されており、又は、それに固定される。代替的に、プリント回路基板は、製造中にのみ基準表面又は取り付け面又は取り付け補助手段の表面上に載置することもできる。基準表面４０は、変速機制御モジュールのハウジングの表面であってもよく、又は、製造の際にのみ存在してもよい。基準表面４０は、特にヒートシンク３０の表面であり、これは電子アセンブリ５又はプリント回路基板１０／第１の構成素子７０から熱を放散する。ヒートシンク３０は、例えば、その一部が電子アセンブリ５である変速機制御モジュールのハウジングであってもよい。
プリント回路基板１０は、基準面４０に接着されてもよい。他の種類の固定も考えられる。
図２は、電子アセンブリ５を製造する本発明による方法の第２のステップ後の概略図を示す。基準表面４０上に配置された、少なくとも１つの第１の電子構成素子７０を有するプリント回路板１０を準備した後、ここではシール材料５０がプリント回路基板１０の第１の面１２上に被着される。
シール材料５０は、当該シール材料５０がプリント回路基板１０の第１の面１２の領域又は部分領域２０を取り囲むように、プリント回路基板１０の第１の面１２上に被着される。プリント回路基板１０の第１の面１２上の第１の構成素子７０は、シール材料５０によって取り囲まれたプリント回路基板１０の第１の面１２の部分領域２０に配置されている。
シール材料５０は、流動性のカバー材料６０の境界を形成するプリント回路基板１０の第１の面１２上に境界を形成するために用いられ、それによって、カバー材料６０の後からの導入の際に、プリント回路基板１０の第１の面１２の部分領域２０のみがカバー材料６０によって所期のように覆われ、このカバー材料６０は、当該カバー材料６０によって覆われるべきでない領域内には流れ込まない。
シール材料５０は、プリント回路基板１０の第１の面１２の縁部において、プリント回路基板１０の第１の面１２又はその一部に被着させることができる。シール材料５０を、プリント回路基板１０の第１の面１２の縁部から離間させて被着することも考えられる。また、所定の領域においては、シール材料５０を、プリント回路基板１０の第１の面１２の縁部に被着させ、他の領域においては、シール材料５０を、プリント回路基板１０の第１の面１２の縁部から離間させて被着することも可能である。
シール材料５０は、いわゆるダム材料である。即ち、シール材料５０は、高い粘度を有している。特に、シール材料５０は、被着後には流動せず、プリント回路基板１０の第１の面１２上で広がらない。シール材料５０によって覆われる面積は、シール材料５０をプリント回路基板１０の第１の面１２に被着した後は（少なくとも第２の構成素子８０の配置及び押し込みの前には）変化しない。
シール材料５０は、例えば充填材入りエポキシ樹脂であってもよい。
シール材料５０は、そのような高さ（図２においては、下方から上方に延在する高さ）で被着され、又は、第１の構成素子７０及びそれに関連する１つ以上のワイヤボンディング若しくはそれに関連する電気的接続線路８５の高さよりも高い高さを有する。また、構成素子７０は、はんだ付けを用いてプリント回路基板１０上に固定されていることも考えられる。したがって、第１の構成素子７０（及びその電気的接続線路、並びに、場合によっては、プリント回路基板の第１の面１２上に存在するさらなる電気的構成素子）がカバー材料６０によって完全に覆われるように、流動性のカバー材料６０を、後からの方法ステップにおいて、シール材料５０によって仕切られた又は囲まれたプリント回路基板１０の第１の面１２の部分領域上に被着させるのに、十分に高い境界又は十分に高い縁部がプリント回路基板１０の第１の面１２上で第１の構成素子７０の周りに存在することが保証される。これにより、第１の構成素子７０及びその電気的接続線路（並びにプリント回路基板１０の第１の面１２上の他の電気的構成素子、特にプリント回路基板１０の第１の面１２上のすべての電気的構成素子）が確実に（オイル環境から）電気絶縁される。
図３は、電子アセンブリ５を製造する本発明による方法の第３のステップの後の概略図を示す。ここでは、第２の構成素子８０が配置される。第２の構成素子８０は、センサ及び／又はプラグであり得る。第２の構成素子８０は、その一部が基準表面４０上に配置されているように配置される。
第２の構成素子８０は、第２の構成素子８０がシール材料５０内に押し込まれるような形状を有し、第２の構成素子８０がシール材料５０内に押し込まれるように基準表面４０上に配置される。第２の構成素子８０は、当該第２の構成素子８０が基準表面４０上に部分平面を伴って配置されるようにシール材料５０内に深く押し込まれる。
プリント回路基板１０の第１の面１２の上方（図３）に存在する第２の構成素子８０の部分と、プリント回路基板１０の第１の面１２との間の間隙は、これによって、シール材料５０により油密又は液密にシールされる。第２の構成素子８０がシール材料５０内に押し込まれる際に、シール材料５０はまだ硬化されていないが（強）液体である。
第２の構成素子８０の記載された配置及び構成によって、第２の構成素子８０又はプリント回路基板１０には機械的応力は何も発生しない。
第２の構成素子８０は、電気的接続線路８５、例えばワイヤボンディングを有し、これを用いて、第２の構成素子８０はプリント回路基板１０の第１の面１２に電気的に接続される。電気的接続線路８５は、第１のプリント回路基板１０の、シール材料５０によって取り囲まれている又は包含されている領域部分２０の上に存在している。
第２の構成素子８０は、プリント回路基板１０に面する端部がシール材料５０内に押し込まれるような間隔でプリント回路基板１０の（図３においては、左右の水平方向に延在する）水平方向に配置される。電気的接続線路８５は、第２の構成素子８０の端部を越えて突出している。
図４は、本発明による電子アセンブリ５の一実施形態の概略図を示す。したがって、図４は、電子アセンブリ５を製造する本発明による方法の第４又は第５のステップの後の概略図を示している。
カバー材料は、第４のステップにおいては、シール材料５０によって取り囲まれたプリント回路基板１０の第１の面１２の部分領域２０上（及び一部シール材料５０上）に被着されていた。
続いて、シール材料５０及びカバー材料が硬化させられる。このことは、１つのステップ又は２つのステップで行うことができる。この硬化は、例えばシール材料５０及び／又はカバー材料の加熱によって達成することができる。
カバー材料は、エポキシ樹脂であってもよいし、又は、それを含んでいてもよい。
シール材料５０及び／又はカバー材料は、電気絶縁性又は非導電性である。
基準表面４０は、プリント回路基板１０の第１の面１２及びプリント回路基板１０の第２の面１４に対して実質的に平行に延在している。
第２の構成素子８０は、基準表面４０と面状に接触し得る。即ち、点状のみではない。
図５は、図４からの電子アセンブリ５のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示す。図５においては、第２の構成素子８０がシール材料５０内に押し込まれていることを認識することができる。シール材料５０の上縁部は、第２の構成素子８０の上縁部と面一に終端し得る。
第２の構成素子８０の上縁部がシール材料５０の縁部を越えて（上方に）突出することも考えられる。
これらの図面はそれぞれ１つの断面のみを示す。プリント回路基板は、図１乃至図３においてはさらに右方に延在する。図４においては、プリント回路基板１０及びカバー材料６０はさらに右方に延在する。図４に示されている断面からさらに右方には、他の電気的構成素子がプリント回路基板１０の第１の面１２上に配置されてもよい。
図５において、プリント回路基板１０、シール材料５０、及びカバー材料６０は、さらに右方及び左方に延在する。
最後に、「有する」、「含む」などの用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、「１つの」などの用語は、複数を排除するものではないことを述べておく。特許請求の範囲における参照符号は、限定とみなされるべきではない。

Claims (11)

  1. 特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリ（５）を製造する方法であって、
    プリント回路基板（１０）であって、第１の面（１２）と、前記第１の面（１２）とは反対側の第２の面（１４）とを有し、かつ、前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）に配置された少なくとも１つの第１の電子構成素子（７０）を有するプリント回路基板（１０）を準備するステップと、
    前記プリント回路基板（１０）の前記第２の面（１４）を、少なくとも部分的に基準表面（４０）に配置するステップと、
    硬化前に実質的に非流動性であるシール材料（５０）を、当該シール材料（５０）が前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）の部分領域（２０）を取り囲んで被着されるように、前記第１の面（１２）に被着させるステップと、
    第２の構成素子（８０）を、当該第２の構成素子（８０）が部分的に前記シール材料（５０）内に押し込まれるように、少なくとも部分的に前記基準表面（４０）に配置するステップと、
    前記第２の構成素子（８０）を、電気的接続線路（８５）を用いて前記プリント回路基板（１０）に電気的に接続するステップと、
    カバー材料（６０）を、特に硬化前に流動性のカバー材料（６０）を、前記シール材料（５０）によって取り囲まれた前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）の部分領域（２０）と、前記第１の構成素子（７０）とに被着させるステップと、
    前記シール材料（５０）を硬化させるステップと、
    前記カバー材料（６０）を硬化させるステップと、
    を含む方法。
  2. 前記基準表面（４０）は、前記電子アセンブリ（５）から熱を放散させるためのヒートシンク（３０）の表面である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記基準表面（４０）は、取り付け補助手段の表面であり、前記方法はさらに、前記プリント回路基板（１０）及び前記第２の構成素子（８０）を、前記取り付け補助手段から取り外すステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記シール材料（５０）は、前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）の縁部領域に被着される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記カバー材料（６０）は、当該カバー材料（６０）が前記電気的接続線路（８５）を覆うように及び／又は包含するように、前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）に被着される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記シール材料（５０）及び前記カバー材料（６０）は、実質的に同等の熱膨張係数を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 特に変速機制御モジュール用の電子アセンブリ（５）であって、
    第１の面（１２）と、前記第１の面（１２）とは反対側の第２の面（１４）とを有し、かつ、プリント回路基板（１０）の第１の面（１２）に配置された少なくとも１つの第１の電子構成素子（７０）を有するプリント回路基板（１０）であって、当該プリント回路基板（１０）の前記第２の面（１４）は、基準表面（４０）に配置されている、プリント回路基板（１０）と、
    前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）の部分領域（２０）を取り囲み、かつ、硬化前に実質的に非流動性である、前記第１の面（１２）上のシール材料（５０）と、
    前記プリント回路基板（１０）に電気的に接続されている少なくとも１つの第２の構成素子（８０）と、
    前記シール材料（５０）によって取り囲まれた前記第１の面（１２）の前記部分領域（２０）上及び前記第１の構成素子（７０）上に配置されたカバー材料（６０）、特に硬化前に流動性のカバー材料（６０）と、
    を含む電子アセンブリ（５）において、
    前記第２の構成素子（８０）は、部分的に、当該第２の構成素子（８０）が、当該第２の構成素子（８０）と前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）との間の間隙をシールする前記シール材料（５０）内に部分的に押し込まれているように前記基準表面（４０）上に配置されていることを特徴とする、電子アセンブリ（５）。
  8. 前記基準表面（４０）は、前記電子アセンブリ（５）から熱を放散させるためのヒートシンク（３０）の表面である、請求項７に記載の電子アセンブリ（５）。
  9. 前記シール材料（５０）は、前記プリント回路基板（１０）の前記第１の面（１２）の縁部領域に被着されている、請求項７又は８に記載の電子アセンブリ（５）。
  10. 前記カバー材料（６０）は、前記電気的接続線路（８５）を覆い及び／又は包含する、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の電子アセンブリ（５）。
  11. 前記シール材料（５０）及び前記カバー材料（６０）は、実質的に同等の熱膨張係数を有する、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の電子アセンブリ（５）。
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