JP6530498B2 - メカトロニクスコンポーネントおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念によるメカトロニクスアセンブリに関する。本発明はさらに、請求項９の上位概念によるメカトロニクスアセンブリを製造するための方法に関する。

集積回路の形態のメカトロニクスアセンブリは、通常は、支持体プリント回路基板上で１つの電気回路装置に統合される複数の電子部品と、例えば複数のセンサが取り付けられている機械部品とを含んでいる。代替的に、これらの電子部品は、パッケージング内に存在している打ち抜き格子に結合されていてもよい。従来技術によれば、これらのメカトロニクスアセンブリは、例えばアルミニウムから成り、かつ当該メカトロニクスアセンブリの機械的安定化と熱放出とに用いられるベースプレート上に、接続要素を用いて取り付けられている。この種のメカトロニクスアセンブリは、例えば、自動車内の制御機器、例えば、変速機制御機器として使用される。

これらの制御機器は、通常、カバーを用いて、外的影響、例えばトランスミッションオイルから保護される。この場合は、支持体プリント回路基板とカバーとの間で、封止、接着剤結合または素材結合的な接続が使用される。

例えば、支持体プリント回路基板上に配置されている、モジュラ式の電子アセンブリおよび複数の電子コンポーネントは、それぞれ別個のハウジングによって包含されている。

電子アセンブリおよび電子コンポーネントの電気的接触接続は、例えば型穴の型分離線に沿って引き出されている複数の電気的端子ピンを有する打ち抜き格子を介して行われる。代替的に、この電気的接触接続は、プラスチック製ハウジングから突出したプリント回路基板要素の裏側接触接続を用いて行われる。

プラスチックによって包含された電子コンポーネントの寸法は、マイクロチップ用の数ｍｍから、様々な回路支持体上の電子回路全体用の数ｃｍまでの範囲にある。メカトロニクスアセンブリのモジュラ式の実行の場合、外方へ引き出される電気的端子を、金属屑および／または攻撃的な媒体から保護しなければならない。このことは、コーティング、付加的なプラスチック部品またはカバーを用いて可能である。しかしながら、これにより、製造コストの増加が生じる。

本発明が基礎とする課題は、改善されたメカトロニクスアセンブリならびに該メカトロニクスアセンブリを製造するための方法を提供することにある。

メカトロニクスアセンブリに関しては、前記課題は、請求項１に記載された特徴によって解決され、方法に関しては、請求項９に記載された特徴を有する方法によって解決される。

本発明の有利な態様は従属請求項の対象である。

メカトロニクスアセンブリは、少なくとも１つの実装される平面側を備えた支持体プリント回路基板を含んでおり、
前記平面側には、以下の複数のコンポーネント、すなわち、
−複数の電子部品と、
−前記支持体プリント回路基板上で少なくとも１つの電子部品を機械的に固定するための少なくとも１つの機械的挿入部品と、が配置されている。本発明によれば、一体的に構成されたカプセル封止部が設けられており、このカプセル封止部は、実装される平面側に配置される全てのコンポーネントを、形状結合的にかつ素材結合的に取り囲んでいる。

メカトロニクスアセンブリは、特に自動車用の制御機器、例えば変速機制御機器として適している。

支持体プリント回路基板は、ここでは回路支持体として構成されており、この場合、複数の電子部品が、パッケージングされていない半導体コンポーネントの形態で（これは「ベア・ダイ」としても公知である）、かつ／またはパッケージングされている半導体コンポーネントとして、支持体プリント回路基板の平面側に直接配置されている。パッケージングされていない半導体コンポーネントは、例えばボンディングワイヤのような電気的接続要素および導電性接着剤を用いて、当該支持体プリント回路基板と結合され、さらにそれによって、その上に配置されている複数の電子部品とも結合される。パッケージングされている半導体コンポーネントは、カプセル封止材料の射出成形により形成された被覆体もしくはハウジングを用いて、外的影響から保護され、かつ任意の接続部を介してはんだ付け過程または差込過程を用いて支持体プリント回路基板に結合され、かつそれによって他のコンポーネントに結合されている、複数の電子部品である。これらの電子部品を、支持体プリント回路基板上に配置するために、３つの手段が存在している。一方では、支持体プリント回路基板上に、パッケージングされているコンポーネントおよび／またはパッケージングされていないコンポーネントの形態で、直接配置する。また他方では、パッケージングされていないコンポーネントを、プリント回路基板要素、例えばＨＤＩプリント回路基板上に実装し、さらにこれを、支持体プリント回路基板上に、接着剤、例えば熱伝導性接着剤を用いて、素材結合的に結合させることが考えられる。

少なくとも１つの機械的挿入部品は、ここでは、支持体プリント回路基板上での電子部品の位置を固定する機械的固定要素である。この機械的挿入部品は、電子部品の電気的接触接続および／または補強のために、付加的に使用され得る。例えば、機械的挿入部品は、センサドームである。

カプセル封止部は、支持体プリント回路基板の実装される平面側の全てのコンポーネントを完全にかつ一体的に取り囲む。それにより、これらの電子部品、少なくとも１つの機械的挿入部品ならびにこれらの電子部品の電気的接触接続のための全てのさらなる接続要素が、例えば金属屑、トランスミッションオイルのような外的影響から保護される。カプセル封止部の一体的な構成に基づいて、これらの電子部品の間の介在空間も密封される。それにより、境界面の開放が回避される。それにより、カプセル封止部を用いて、メカトロニクスアセンブリのために、電子回路保護およびハウジング構想と、従来技術に比べて低減された所要空間との最適な組み合わせが可能となる。さらにこのカプセル封止部に基づいて、相互に密封されなければならない複数のハウジングの使用に対する封止機能が著しく向上する。

好ましくは、カプセル封止部は、硬化可能なカプセル封止材料から形成されており、それによってカプセル封止部とコンポーネントとの間の形状結合および素材結合が特に容易に形成可能である。

本発明の一態様では、硬化可能なカプセル封止材料は、電気的絶縁特性を有する熱硬化性樹脂を含み、それによって、電子部品間の短絡が回避される。この熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ基のポリマーである。

本発明の好ましい態様によれば、カプセル封止材料は、少なくとも１つの無機充填材を備えている。この無機充填材として、例えば二酸化ケイ素または酸化アルミニウムが適している。それにより、カプセル封止部の熱膨張係数は、当該カプセル封止部の歪みが回避されるかまたは少なくとも低減できるように、支持体プリント回路基板に、特に支持体プリント回路基板に含まれる材料に、適合化させることが可能になる。同様に、カプセル封止部の熱膨張率も、熱的特性、特に熱膨張率、剛性およびガラス転移温度を介して適合化可能である。

本発明のさらなる態様では、カプセル封止部は、少なくとも１つの補強リブを有する。

この補強リブは、例えばハニカム構造の形態または交差リブの形態で実行されている。代替的に、他の幾何学的形態および／または複数の補強リブも考えられる。補強リブは、メカトロニクスアセンブリの補強を可能にし、これによって従来技術で記載したベースプレート、特にアルミニウム基板は、省略することができる。それにより、取り付け中および／または動作中の高い機械的応力のもとでもメカトロニクスアセンブリの機械的な安定性が保証される。代替的にまたは付加的に、他の補強構造、例えばプラスチックの射出成形によりこのプラスチックで取り囲まれた金属格子または金属プレートを配置することが可能である。

本発明のさらなる態様では、カプセル封止部は、付加的に、支持体プリント回路基板の、実装される平面側とは反対側の平面側を少なくとも部分的に取り囲んでいることが想定される。それによって、このカプセル封止部は、付加的に、実装されていない裏面側の強化と保護に、例えば金属屑ガードとして用いられる。代替的に、裏面側にも、カプセル封止部を用いて外的影響から保護されている１つの電子部品または複数の電子部品、例えばセンサを配置してもよい。

本発明の一態様によれば、メカトロニクスアセンブリは、電気回路装置と少なくとも１つのセンサとを含む。

電子回路装置は、例えばモジュラ式に構成され、電気的に相互に接続され１つの回路に統合されている複数の構成部品を含んでいる。少なくとも１つのセンサとして、例えばホールセンサおよび／または圧力センサが使用可能である。付加的に、メカトロニクスアセンブリは、電子コンポーネントをさらなる電子コンポーネントに電気的に接触接続させるための複数の電気的接続要素、例えば自動車の変速機の通電部品を含む。

本発明のさらなる態様によれば、電子回路装置と支持体プリント回路基板との間に、例えばＨＤＩプリント回路基板を示すプリント回路基板要素が配置されている。このプリント回路基板要素は、支持体プリント回路基板と、接着剤、例えば熱伝導性接着剤を用いて素材結合的に接続可能である。この電子回路装置は、この場合、例えばパッケージングされていないコンポーネント、特にパッケージングされていない半導体コンポーネントを含む。代替的に、電子回路装置は、支持体プリント回路基板上に直接配置することも可能である。このことは、パッケージングされているコンポーネントによっても、パッケージングされていないコンポーネントによっても可能である。

さらに、メカトロニクスアセンブリを製造するための方法が提案されており、この場合、支持体プリント回路基板の少なくとも１つの平面側に、複数の電子部品が実装され、この場合、少なくとも１つの電子部品は、少なくとも１つの機械的挿入部品によって、前記支持体プリント回路基板の前記平面側に機械的に固定される。本発明によれば、複数の電子部品および少なくとも１つの機械的挿入部品が、硬化可能なカプセル封止材料、例えば熱硬化性樹脂、特にエポキシドを備え、このカプセル封止材料は、硬化時に、電子部品および少なくとも１つの機械的挿入部品と、形状結合的にかつ素材結合的に接続し、これらと一体的にカプセル封止される。

この方法は、複数の電子部品を収容するカプセル封止部の製造および支持体プリント回路基板への被着を可能にする。それにより、従来技術に比べて、カプセル封止部のための製造コストおよび材料コストが最適化され得る。さらに、支持体プリント回路基板上の全ての電気的境界面がカプセル封止部を用いて保護されている。

本発明の一態様によれば、硬化可能なカプセル封止材料は、金型内に充填され、この場合支持体プリント回路基板の実装される平面側が金型内に浸漬され、この平面側には複数の電子部品ならびに少なくとも１つの機械的挿入部品が配置されている。それにより、硬化されるカプセル封止材料と、複数の電子部品および少なくとも１つの機械的挿入部品との、媒体密で、形状結合的でかつ素材結合的な結合が可能になる。

本発明の代替的な態様によれば、硬化可能なカプセル封止材料は、支持体プリント回路基板の実装される平面側に射出される。

ここでも、硬化されるカプセル封止材料と、複数の電子部品および少なくとも１つの機械的挿入部品との媒体密、形状結合的でかつ素材結合的な結合が可能である。

以下では本発明の実施形態を、図面を参照してより詳細に説明する。

従来技術によるメカトロニクスアセンブリの概略的断面図 従来技術による代替的メカトロニクスアセンブリの概略的断面図 完成した製品状態での本発明によるメカトロニクスアセンブリの一実施形態の概略的断面図 完成した製品状態での本発明によるメカトロニクスアセンブリの代替的実施形態の概略的断面図 製造ステップ中の図３によるメカトロニクスアセンブリの概略的断面図

相互に対応する部品には、全ての図面において同一の符号が付されている。

図１は、従来技術によるメカトロニクスアセンブリＥを断面図で示す。

メカトロニクスアセンブリＥは、例えば、自動車用の制御機器として、特に変速機制御機器として設けられている。

メカトロニクスアセンブリＥは、ベースプレートＧと支持体プリント回路基板１とを含み、この支持体プリント回路基板１は、図示の実施例では、一方の平面側に、第１の機械的挿入部品８を備えた第１のセンサ３と、第２の機械的挿入部品４．１を備えた第２のセンサ４とを有している。このメカトロニクスアセンブリＥは、さらに、一方の平面側に被着されたモジュラ式の電気回路装置２を備えたプリント回路基板要素１．１を含んでいる。

ベースプレートＧは、支持体プレート１およびプリント回路基板１．１上に配置された複数の電気コンポーネント、ここでは第１および第２のセンサ３，４ならびに電子回路装置２の機械的安定化と加熱のために用いられる。このベースプレートＧは、金属製ベースプレート、例えばアルミニウムベースプレートとして実行されていてもよい。

支持体プリント回路基板１は、いわゆるサラウンドフロープリント回路基板として構成され、電気的に接続するための導電性の銅線路を備えた少なくとも１つの層を有している。図示されていない実施例では、支持体プリント回路基板１は、両面が実装されていてもよい。

図示の電気回路装置２は、プリント回路基板要素１．１上でモジュラ式に構成されており、電子アセンブリ２．１、例えばトランジスタ、電気抵抗、メモリモジュール等を含んでいる。

図示の実施例では、電気回路装置２は、２つのボンディングワイヤ２．２を用いて支持体プリント回路基板と導電的に接続されている。このボンディングワイヤ２．２は、例えばアルミニウム太線ボンディングワイヤまたはアルミニウム細線ボンディングワイヤとして実行されている。代替的に、これらのボンディングワイヤ２．２は、金から形成されていてもよい。さらに、２つのボンディングワイヤ２．２の代わりに、唯１つのボンディングワイヤ２．２かまたは３つ以上のボンディングワイヤ２．２が配置されていてもよい。

ベースプレートＧへの電気回路装置２の機械的接続は、素材結合を用いて実現されており、この場合は、電気回路装置２が、プリント回路基板要素１．１を介して、ベースプレートＧに結合されている。このプリント回路基板要素１．１は、ベースプレートＧと、図示の実施例では、接着剤５を用いて、例えば熱伝導性接着剤を用いて素材結合的に結合されている。このプリント回路基板要素１．１は、例えばいわゆるＨＤＩプリント回路基板（高密度接続プリント回路基板）として構成されている。

電気回路装置２は、第１のカバー要素６によって取り囲まれており、この第１のカバー要素６は、電気回路装置２ならびにボンディングワイヤ２．２を包含するようにして、支持体プリント回路基板１の平面側に配置されている。この第１のカバー要素６は、この場合摩擦結合的に、かつ／または形状結合的に、かつ／または素材結合的に、支持体プリント回路基板１の平面側に結合されている。図示の実施例では、支持体プリント回路基板１の平面側と、第１のカバー要素６との間の接続領域が、第１の封止要素７を備えている。この第１の封止要素７は、この場合固体封止部または代替的に射出封止部として、あるいは接着剤として構成されていてもよい。

第１のセンサ３は、支持体プリント回路基板１の平面側で、電気回路装置２から離間されて配置され、例えばホールセンサ、圧電センサ等として実行されている。第１の機械的挿入部品８は、ハイブリッド射出成形部品として構成され、第１のセンサ３の電気的接触接続と機械的固定のための金属製支持体８．１と、第１の機械的挿入部品８の一部を電気的に絶縁するプラスチック外被８．２とを含んでいる。この第１の機械的挿入部品８は、この場合、支持体プリント回路基板１の平面側と、素材結合的に、かつ／または摩擦結合的に、かつ／または形状結合的に、結合されている。

第１のセンサ３は、本願実施例では、プラスチック外被８．２に配置されている第２のカバー要素９によって、第１の機械的挿入部品８と一緒に取り囲まれている。この第２のカバー要素９は、ここでは、摩擦結合的に、かつ／または形状結合的に、かつ／または素材結合的に、第１の機械的挿入部品８に結合されている。

第２のセンサ４は、支持体プリント回路基板１の平面側で、第１のセンサ３から離間して配置され、例えば圧力センサ等として実行されている。図示の実施例では、第２の機械的挿入部品４．１は、バスバーとして構成されており、該バスバーを用いて、第２のセンサ４は、支持体プリント回路基板１と機械的にかつ導電的に接続されている。このバスバーは、例えばフィルムまたはカバー要素材料の射出成形によりこのカバー要素材料により取り囲まれた打ち抜き格子であってもよい。

第２のセンサ４は、第２の機械的挿入部品４．１と一緒に第３のカバー要素１０によって取り囲まれており、この第３のカバー要素１０は、素材結合的に、かつ／または形状結合的に、かつ／または素材結合的に、支持体プリント回路基板１の平面側に結合されている。第１のカバー要素６に類似して、この第３のカバー要素１０は、第２の封止要素１１を備えており、この第２の封止要素１１は、本願実施例では、支持体プリント回路基板１の平面側と第３のカバー１０との間の接続領域に配置されている。この第２の封止要素１１は、第１の封止要素７に類似して、固体封止部または代替的に射出封止部として、あるいは接着剤として、構成されていてもよい。

これらのカバー要素６，９，１０は、支持体プリント回路基板１上の複数のコンポーネントを、外的影響から保護するのに用いられる。換言すれば、電気回路装置２、第１のセンサ３および第２のセンサ４、ならびに機械的挿入部品４．１，８は、別個のカバー要素６，９，１０を用いて、例えばトランスミッションオイルから保護されている。これらのカバー要素６，９，１０の封止のために、第１の封止要素７、第２の封止要素１１、ならびにプラスチック外被８．２と第２のカバー要素９との間の素材結合的な接続が設けられている。

図２は、図１と類似の構造を有する従来技術によるメカトロニクスアセンブリＥの断面図を示す。

ここでの違いは、電気回路装置２が、プリント回路基板要素１．１上で、第１のカバー要素６の代わりに、プラスチック被包部６．１を用いて保護されている点である。プリント回路基板要素１．１は、接着剤５（ここでも熱伝導性接着剤）を用いて、ベースプレートＧと素材結合的に結合する。支持体プリント回路基板１に対する電気的接触接続は、本願の描写によれば、打ち抜き格子または可撓性フィルムを介して行われる。代替的にこの電気的接触接続は、例えばはんだ付けを用いた支持体プリント回路基板１との直接的な接触接続のために、プリント回路基板要素１．１からの引き出しを介して行うことも可能である。このメカトロニクスアセンブリＥの残りの構造は、図１に類似している。

部品の低減と、メカトロニクスアセンブリＥのコンポーネントの媒体密でかつ耐熱的な封止のために、本発明は、一体的に構成されたカプセル封止部１２を想定し、このカプセル封止部１２は、支持体プリント回路基板１上に配置された全てのコンポーネントを一緒に包含している。図示の実施例に関して、このことは、電気回路装置２、第１のセンサ３および第２のセンサ４、ならびにそれらの機械的挿入部品４．１，８が、共通のカプセル封止部１２によって、外的影響から保護されることを意味している。

それに対して図３は、本発明による、カプセル封止部１２を備えたメカトロニクスアセンブリＥの一実施例を断面図で示す。この場合、このメカトロニクスアセンブリＥは、上述したように、電気回路装置２、第１のセンサ３および第２のセンサ４ならびにそれらの機械的挿入部品４．１，８を含んでいる。さらにカプセル封止部１２は、補強リブ１４を含んでいる。この補強リブ１４は、例えばハニカム構造の形態で、または交差リブの形態で、実行されている。また代替的に、複数の補強リブ１４も配置可能である。

カバー要素６，９，１０は、ここで配置されていない。それどころか、図示の複数のコンポーネントは、これらのコンポーネントを形状結合的にかつ素材結合的に取り囲んでいる、一体型のカプセル封止部１２を用いて、外的影響から保護されている。この場合、電気回路装置２と、機械的挿入部品４．１，８を備えたセンサ３，４との間の介在空間も、カプセル封止部１２を用いて密封されており、そのため、開放された境界面の欠如に基づいて、メカトロニクスアセンブリＥの、特にその動作中の安全性が、従来技術に比べて改善されている。さらに、補強リブ１４を用いることで、べースプレートＧを省略することができ、電気コンポーネントの熱放出が、貫通孔部を介して（サーモビアとも称される）行われ得る。

図４は、本発明による、メカトロニクスアセンブリＥの代替的実施例を示す。

このメカトロニクスアセンブリＥは、図３に示された実施例に類似して、電気回路装置２と、機械的挿入部品４．１，８を備えたセンサ３，４とを含んでいる。

ここでは、電気回路装置２が、図３に示すように、プリント回路基板要素１．１を介して支持体プリント回路基板１と結合されるのではなく、支持体プリント回路基板１の平面側に直接配置され、当該支持体プリント回路基板１と結合されている。電気回路装置２の複数の電子コンポーネントは、支持体プリント回路基板１とはんだ付けまたは接着されており、そのため、電気的相互接続のためのボンディングワイヤ２．２は不要である。ここでも、パッケージングされているかまたはパッケージングされていないコンポーネントを、電子回路装置２のために使用することが可能である。

さらに、電気回路装置２とセンサ３，４、ならびにそれらの機械的挿入部品４．１，８は、図３で既に説明したように、カプセル封止部１２によって形状結合的にかつ素材結合的に取り囲まれている。

以下では、カプセル封止部１２を、図５に基づいてより詳細に説明する。

図５は、この場合、金型１３を用いたカプセル封止部１２の製造中の図３によるメカトロニクスアセンブリＥの断面図を示す。

この金型１３は、支持体プリント回路基板１の実装される平面側の単純化された負の型と、付加的に補強リブ１４を成形するための空胴とを有している。

金型１３内には、カプセル封止材料Ｍが存在しており、これは顆粒の形態または液状の形態で当該金型１３内に充填され、引き続き加熱もしくは高温化される。カプセル封止材料Ｍとして、特に、熱硬化性樹脂が提供される。この熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ基のポリマーであり、これは無機充填剤と混合される。無機充填剤としては、例えば二酸化ケイ素または酸化アルミニウムが適している。無機充填剤を用いることにより、充填材の量に依存して、カプセル封止部１２の熱膨張係数を、支持体プリント回路基板１、特に支持体プリント回路基板１の材料に適合化させることができ、それによって、カプセル封止部１２の歪みを、回避または少なくとも低減させることが可能になる。

カプセル封止部１２の製造および被着のために、支持体プリント回路基板１の実装される平面側が金型１３内に浸漬され、それによって、電気回路装置２、第１のセンサ３、第２のセンサ４、ならびにそれらの機械的挿入部品４．１，８は、金型１３内で液状のカプセル封止材料Ｍによって完全に取り囲まれる。好ましくは、金型１３は、真空に密封される。

液状のカプセル封止材料Ｍの化学的硬化および冷却の後で、カプセル封止部１２は、電気回路装置２、第１のセンサ３、第２のセンサ４、それらの機械的挿入部品４．１，８、ならびに支持体プリント回路基板１の平面側と、形状結合的にかつ素材結合的に結合される。

それにより、唯一のカプセル封止部１２を用いて、モジュラ式の電気回路装置２も、支持体プリント回路基板１上で付加的に位置決めされたセンサ３，４およびそれらの機械的挿入部品４．１，８も、被包することが可能になる。

これによって、従来技術に比べて取り付けステップおよび密封対策が低減される。

カプセル封止部１２の製造および取り付けのための記載した方法は、圧縮成形としても公知である。代替的に、トランスファ成形も可能であり、この場合は、支持体プリント回路基板１の実装される平面側が、金型１３の空胴内に配置され、引き続き、液状の高温下されたカプセル封止材料Ｍが、注入チャネルまたはチャネル上のピストンシステムを介して金型１３内に導入される。ここでは、金型１３の真空の密封は不要である。さらに、射出成形も可能であり、この場合は、液状のカプセル封止材料Ｍは、ゲートを介して、支持体プリント回路基板１上のコンポーネントの周りに射出される。

カプセル封止部１２を、いわゆるシートモールディングコンパウンドを用いて支持体プリント回路基板１上に被着させることも考えられる。ここでは、材料は、上述の組成に従って未硬化の状態でフィルムとして、支持体プリント回路基板１の実装される平面側に配置される。熱処理によって、まずシートモールディングコンパウンドの溶融が行われ、この溶融されたシートモールディングコンパウンドが、素材結合的に、支持体プリント回路基板１上の被包すべきコンポーネントの周りに注がれ、引き続き硬化される。これにより、支持体プリント回路基板１上のコンポーネントと、支持体プリント回路基板１自体およびカプセル封止部１２との間で媒体密で接着性の結合が可能になる。熱処理は、成形工具を用いて、溶融炉内で大気圧にて開始されるか、または真空中でも開始可能である。

製造が完成しているカプセル封止部１２を備えた、図３に示されているメカトロニクスアセンブリＥでは、カプセル封止部１２と、電気回路装置２、センサ３，４およびそれらの機械的挿入部品４．１，８、ならびに支持体プリント回路基板１の平面側との間に、媒体密でかつ耐熱的な結合が実現している。

それにより、本発明は、電子回路の保護と、カプセル封止部１２として極めて平坦なハウジングを可能にするハウジング構想との最適な組み合わせを可能にする。その場合、支持体プリント回路基板１上で複数の部品を密封するための部品の数と処理工程の数は、従来技術に比べて低減される。この組み合わせは、図示の解決手段が、例えばセラミックスベースの基板が使用される他の制御機器に比べて、ロジックコンポーネントもパワーコンポーネントも含み得る統一的な有機基板技術を使用しているので可能である。これにより、熱膨張の際の違いを小さくすることができる。

本発明のさらなる利点は、共通のカプセル封止部１２を用いることにより、歪み（バイメタル効果）および剥離（異なる熱膨張による熱機械的応力）が回避可能かまたは少なくとも低減可能であるということから得られる。

さらに、本発明は、カプセル封止材料Ｍの粘度に基づいて、支持体プリント回路基板１上で、少なくとも１つの補強パターンの配置構成を可能にする。この補強バターンは、本願の実施例では、補強リブ１４によって実現されている。

これにより、補強のための図１または図２による金属製ベースプレートＧなしのメカトロニクスアセンブリＥを実行することが可能になる。カプセル封止部１２を備えたメカトロニクスアセンブリＥは、例えば、ねじ、リベット、接着剤、ラミネート剤などを用いて、変速機ハウジングまたは油圧プレートに直接取り付けることができる。それにより、取り付け中および／または動作中の高い機械的応力のもとでも、メカトロニクスアセンブリの機械的な安定性が保証される。

廃熱の放出によるメカトロニクスアセンブリＥの冷却は、例えば、支持体プリント回路基板１に設けられる前述の貫通孔部（サーモビア）を用いて行うことができる。付加的に冷却は、熱伝導性の高い粒子が充填された熱硬化性樹脂を用いて行うことが可能である。これにより、自動車内のさらなるコンポーネントとの当該メカトロニクスアセンブリＥの両面の電気的な接続も考えられる。

さらに、統一的なカプセル封止材料Ｍの代わりに、熱硬化の下で結合する異なるカプセル封止材料Ｍを使用することも可能である。これらのカプセル封止材料Ｍは、異なる特性を、例えば、異なる熱膨張係数、異なる熱伝導性係数、異なるコスト等を有し得る。それにより、カプセル封止部１２のために、コスト的に最適な材料の選択が可能になる。

本発明は、さらに、部品およびコストの削減を可能にする。なぜならカプセル封止部１２を用いて、通電部品が、空気または周辺大気との化学反応から保護されているからである。それにより、ボンディングワイヤ２．２、金属化部およびさらなる通電部品に対して、金またはアルミニウムなどの高価な材料の代わりに、被覆されていない銅を使用することも可能になる。

それにより、カプセル封止部１２を用いて、メカトロニクスアセンブリＥの介在空間も被包され、そのため、これらは外的影響に対して、例えばそこから短絡を引き起こしかねない電子部品間の金属屑、ならびに化学的に攻撃的な媒体、例えばトランスミッションオイルに対して保護されている。それにより、従来技術に比べて、電子コンポーネントに対して付加的に、固定要素、接続要素および支持体プリント回路基板１上の自由空間も保護されている。

上述したカプセル封止材料Ｍの粘度に基づいて、付加的に例えば支持体プリント回路基板１の実装されない平面側が、プラスチック層の形態のカプセル封止部１２を備えることが可能である。これにより、実装される平面側のカプセル封止部１２の改善された接着ならびにメカトロニクスアセンブリＥの付加的補強が結果として生じる。メカトロニクスアセンブリＥの両面の被包は、支持体プリント回路基板１内に設けられた凹部によって、またはプリント回路基板要素１．１と支持体プリント回路基板１との間の領域内の凹部によって行うことができる。

さらに、メカトロニクスアセンブリＥの両面の被包は、生じ得るはんだ付け境界面のカバーとしても用いることが可能である。これにより、例えば、第１のセンサ３の第１の機械的挿入部品８が、外的影響から、例えば化学的に攻撃的な媒体から保護される。カプセル封止部１２は、様々な表面に、異なる強さで接着するので、プリント回路基板表面の付加的なコーティングまたは支持体プリント回路基板１からのカプセル封止部１２の剥離の危険性を低減する積極的な対策を行うことが可能である。

支持体プリント回路基板１の実装は、図示の実施例に対して代替的に、観察方向で見て支持体プリント回路基板１の裏側または下側を形成する反対側の平面側においても行うことが可能である。この場合カプセル封止材料Ｍとして、熱伝導性の高い粒子が充填された熱硬化性樹脂が使用される。それにより、メカトロニクスアセンブリＥの冷却が、カプセル封止部１２を介して、温度制御ユニット、例えば油圧プレートによって直接的に行われ得る。

さらに、補強構造の他に、支持体プリント回路基板１上でその領域内が開放されているカプセル封止部１２内の材料の凹部の形態の中断部分も考えられる。この中断部分は、例えば取り付け目的にまたはプラグインコネクタの電気的端子の収容に用いられる。

１ 支持体プリント回路基板
１．１ プリント回路基板要素
２ 電気回路装置
２．１ 電子アセンブリ
２．２ ボンディングワイヤ
３ 第１のセンサ
４ 第２のセンサ
４．１ 第２の機械的挿入部品
５ 接着剤
６ 第１のカバー要素
６．１ プラスチック被包部
７ 第１の封止要素
８ 第１の機械的挿入部品
８．１ 金属製支持体
８．２ プラスチック外被
９ 第２のカバー要素
１０ 第３のカバー要素
１１ 第２の封止要素
１２ カプセル封止部
１３ 金型
１４ 補強リブ
Ｅ メカトロニクスアセンブリ
Ｇ ベースプレート
Ｍ カプセル封止材料
Ｚ 垂直軸

Claims (5)

1. メカトロニクスアセンブリ（Ｅ）を製造するための方法であって、
   前記メカトロニクスアセンブリ（Ｅ）は、
   少なくとも１つの平面側に、複数の電子部品が実装されている支持体プリント回路基板（１）を備え、
   前記複数の電子部品のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの機械的挿入部品（４．１，８）によって、前記支持体プリント回路基板（１）の前記平面側に機械的に固定されており、
   前記少なくとも１つの機械的挿入部品（４．１，８）を含めて前記複数の電子部品が、硬化可能なカプセル封止材料（Ｍ）から形成されているカプセル封止部（１２）によって形状結合的にかつ素材結合的に取り囲まれている、方法において、
   前記硬化可能なカプセル封止材料（Ｍ）は、金型（１３）内に充填され、前記支持体プリント回路基板（１）の前記実装される平面側が前記金型（１３）内に浸漬されることを含み、
   前記金型（１３）は、前記支持体プリント回路基板（１）の実装される平面側の単純化された負の型と、前記支持体プリント回路基板（１）上に補強リブ（１４）を成形するための空胴とを有していることを特徴とする方法。
2. 前記硬化可能なカプセル封止材料（Ｍ）は、前記支持体プリント回路基板（１）の前記実装される平面側に射出される、請求項１記載の方法。
3. 前記硬化可能なカプセル封止材料（Ｍ）は、熱硬化性樹脂を含んでいる、請求項１または２記載の方法。
4. 前記硬化可能なカプセル封止材料（Ｍ）は、少なくとも１つの無機充填材を備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記カプセル封止部（１２）は、付加的に、前記支持体プリント回路基板（１）の、前記実装される平面側とは反対側の平面側を、少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

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