KR20200029481A - 전기 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 장착면(21)을 갖는 인쇄 회로 기판(2), 상기 장착면 상에 배치된 적어도 2 개의 접촉면(23), 인쇄 회로 기판 측 제 1 단부(41)에 의해 상기 접촉면들(23) 중 하나의 접촉면과 전기적으로 연결되는 적어도 2 개의 접촉 요소(4), 및 상기 인쇄 회로 기판의 장착면 상에 배치되며 상기 접촉 요소들(4)이 부분적으로 매립되는 포팅 화합물(8)을 포함하는 특히 자동차 변속기용 전기 조립체(1)에 관한 것이다. 상기 포팅 화합물(8)은 접촉 요소(4)의 접촉면(23) 및 인쇄 회로 기판 측 단부(41)와 직접 접촉하고 이를 커버한다. 인쇄 회로 기판으로부터 멀리 향하는, 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)는 포팅 화합물로부터 돌출된다. 본 발명에 따르면, 칩 보호 프레임(5)이 전기 조립체 상에 제공되고, 인쇄 회로 기판을 향한, 상기 칩 보호 프레임(5)의 섹션(51)은 인쇄 회로 기판(2)의 장착면(21) 상에 배치되며 인쇄 회로 기판으로부터 멀리 향하는, 상기 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52)은 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출되고, 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출되는, 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52)은 접촉 요소(4)와 각각 관련되며 포팅 화합물(8)로 채워지지 않은 다수의 접촉 챔버(6)를 형성하고, 각각의 접촉 챔버(6) 내에는 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)만이 배치된다.

Description

전기 조립체

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 전기 조립체에 관한 것이다.

자동차 기술에서, 변속기를 제어하기 위한 전자 모듈이 변속기 상에 또는 변속기 내에 설치된다. 전자 모듈은 예를 들어 변속기 제어 모듈로서 설계될 수 있고, 인쇄 회로 기판 상에 배치된 제어 회로에 더하여 플러그 부품, 센서, 및 액추에이터에 대한 콘택팅 인터페이스를 포함할 수 있다. 이러한 전자 모듈은 오일로 채워진 변속기 내부 공간 내에 설치되어야 하는 전기 조립체들을 포함한다. 예를 들어, 전자 제어 회로는 공격적인 변속기 유체로부터 보호되어야 한다. 이를 위해, 전자 제어 회로를 보호하기 위해 인쇄 회로 기판에 제공되는 포팅 화합물이 사용된다. 예를 들어, 금속 컵 하우징, 및 상기 컵 하우징 내에 배치되며 전자 구성 요소들이 장착된 회로 캐리어를 포함하는 전자 변속기 제어 모듈은 DE 10 2011 085 629 A1에 공지되어 있다. 회로 캐리어는 공격적인 변속기 유체 및 그 안에 포함된 금속 칩으로부터의 보호를 위해 컵 하우징 내에서 포팅 화합물로 캡슐화된다. 접촉 요소들은 포팅 화합물로부터 돌출되어 부분적으로 전원 공급 장치, EC 모터, 센서 및/또는 LIN 버스 또는 CAN 버스에 연결하는 역할을 한다.

본 발명의 과제는 인쇄 회로 기판과 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치된 전기 구성 요소들 사이의 전기 콘택팅이 공격적인 변속기 유체 및 그 안에 포함된 금속 칩으로부터 효과적으로 보호되는 전기 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명은 적어도 하나의 장착면을 갖는 인쇄 회로 기판, 상기 장착면 상에 배치된 적어도 2 개의 접촉면, 인쇄 회로 기판 측 제 1 단부에 의해 상기 접촉면들 중 하나의 접촉면과 전기적으로 연결되는 적어도 2 개의 접촉 요소, 및 상기 인쇄 회로 기판의 장착면 상에 배치되며 상기 접촉 요소들이 매립되는 포팅 화합물을 포함하는 특히 자동차 변속기 내에 또는 상에 설치하기 위한 전기 조립체에 관한 것이며, 상기 포팅 화합물은 접촉 요소의 접촉면 및 인쇄 회로 기판 측 단부와 직접 접촉하고 이를 커버하며, 인쇄 회로 기판으로부터 멀리 향하는, 접촉 요소의 제 2 단부는 포팅 화합물로부터 돌출된다.

본 발명에 따르면, 칩 보호 프레임이 전기 조립체 상에 제공되고, 인쇄 회로 기판을 향한, 칩 보호 프레임의 섹션은 인쇄 회로 기판의 장착면 상에 배치되며 인쇄 회로 기판으로부터 멀리 향하는, 칩 보호 프레임의 섹션은 포팅 화합물로부터 외부로 돌출되고, 포팅 화합물로부터 외부로 돌출되는, 칩 보호 프레임의 섹션은 접촉 요소와 각각 관련되며 포팅 화합물로 채워지지 않은 다수의 접촉 챔버를 형성하고, 각각의 접촉 챔버 내에는 접촉 요소의 제 2 단부만이 배치된다.

본 명세서에 제시된 전기 조립체에 의해, 바람직하게는 인쇄 회로 기판과 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치된 전기 구성 요소들 사이의 전기 콘택팅이 예를 들어 공격적인 변속기 유체 및 그 안에 포함된 금속 칩으로부터 효과적으로 보호된다. 인쇄 회로 기판과 전기 구성 요소, 예컨대 센서 요소 사이의 전기 연결 수단 또는 접촉 요소는, 예를 들어 온도 변동의 경우 지속적인 전기 콘택팅이 보장되지 않기 때문에, 필요한 탄성 또는 이동성을 유지하기 위해 포팅 화합물 내에 완전히 매립될 수 없는 가요성 영역들을 포함할 수 있다. 따라서, 접촉 요소들은 인쇄 회로 기판으로부터 멀리 향하며 포팅 화합물로부터 돌출되는 제 2 단부를 포함해야 한다. 포팅 화합물로부터 돌출된 상기 단부에서, 전기 전도체는 상이한 전위를 갖는 상이한 연결부로부터 불가피하게 노출된다. 본 발명에 따른 해결책에 의해, 변속기 오일 내의 금속 칩 또는 전도성 반응 생성물에 의해 야기될 수 있는 상기 단부들 사이의 전기 단락이 바람직하게 방지된다.

포팅 화합물로부터 외부로 돌출되는 칩 보호 프레임의 섹션이 각각 접촉 요소에 관련되며 포팅 화합물로 채워지지 않은 다수의 접촉 챔버를 형성하고, 각각의 접촉 챔버에는 접촉 요소의 제 2 단부만이 배치되기 때문에, 상기 제 2 단부의 효과적인 보호가 달성된다. 접촉 요소의 제 2 단부에 각각 접촉되는 적어도 2개의 카운터콘택을 인쇄 회로 기판을 향한 측면에 포함하는 전기 구성 요소가 인쇄 회로 기판 상에 조립되면, 포팅 화합물 내로 접촉 요소의 제 1 단부의 매립에 의해 하부 영역이 보호되며 반대편 측면 상에서 조립된 전기 구성 요소가 특정 보호를 제공하기 때문에 금속 칩은 인쇄 회로 기판 표면에 대해 평행하게만 접촉 요소의 방향으로 침투할 수 있다. 포팅 화합물의 상부에서 칩 보호 프레임에 의해 형성된 접촉 챔버들은 인쇄 회로 기판 표면에 대해 평행하게 접촉 요소의 방향으로 침투하는 상기 금속 칩 및 다른 공격적인 물질에 대해 효과적인 보호를 제공한다.

본 발명의 바람직한 개선들은 종속 청구항들에 포함된 특징들에 의해 가능해진다.

전기 구성 요소가 포팅 화합물로부터 외부로 돌출되는 칩 보호 프레임의 섹션 내로 맞물리기 때문에, 침투하는 금속 칩에 대한 첫 번째 효과적인 보호 조치가 형성된다. 전기 구성 요소와 칩 보호 프레임 사이의 나머지 갭에서 금속 칩이 방향을 여러 번 변경해야 하므로 인쇄 회로 기판 표면에 대해 평행한 방향으로 접촉 챔버의 간단한 직선 침투 및 플러싱이 불가능하다.

바람직하게는 전기 구성 요소가 인쇄 회로 기판을 향한 측면에 돌출 벽 및/또는 오목 홈으로 이루어진 보호 기하학적 구조를 가질 수 있으며, 이에 의해 접촉 챔버 사이에서 이동하는 금속 칩에 대한 효과적인 보호가 형성된다.

특히 바람직하게는 보호 기하학적 구조가 포팅 화합물로부터 외부로 돌출된 칩 보호 프레임의 섹션과 래버린스(labyrinth) 형태로 맞물릴 수 있어서, 접촉 챔버들을 유체 연결하는, 보호 기하학적 구조와 칩 보호 프레임 사이의 사이 공간이 U-형 편향 채널을 형성한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 전기 조립체는 칩 보호 프레임과 일체로 형성된 전기 구성 요소를 가질 수 있다. 전기 구성 요소는 특히 카운터콘택이 형성되어 있는 조정 가능한 설정 수단을 갖는 콘택 슈일 수 있다. 이 변형 예는 접촉 요소의 상이한 전위를 서로 전기적으로 분리하기 위해 전기 모터의 고전류 연결부들을 보호하기 위해 바람직하게 사용될 수 있다.

칩 보호 프레임은 플라스틱, 금속 또는 플라스틱-금속 복합 재료로 간단하고 저렴한 방식으로 제조될 수 있다.

전기 조립체는 자동차 변속기 내에 또는 차량 변속기 상에 설치되는 전자 변속기 제어 모듈 또는 센서 모듈의 일부로서 특히 바람직하게 사용될 수 있다.

도 1은 전기 조립체의 제 1 실시 예의 부분 단면도이다.
도 2는 전기 조립체의 제 2 실시 예의 부분 단면도이다.
도 3은 전기 조립체의 제 3 실시 예의 부분 단면도이다.

도 1은 전기 조립체(1)의 제 1 실시 예의 부분 단면도를 도시한다. 조립체(1)는 예를 들어 전자 제어 모듈(100), 특히 자동차 변속기의 변속기 제어 모듈의 부분일 수 있거나, 예를 들어, 자동차 변속기 내에 또는 자동차 변속기 상에 배치되어 변속기 유체에 노출되는 센서 모듈(101)의 부분일 수 있다.

전기 조립체(1)는 인쇄 회로 기판(2)를 포함한다. 인쇄 회로 기판(2)는 예를 들어 하나 이상의 층으로 배치된 구리 도체 트랙을 갖는 유리 섬유 강화 에폭시 수지로 제조된 종래의 FR4 인쇄 회로 기판일 수 있다. 인쇄 회로 기판(2)은 장착면(21)으로서 제공된 제 1 측면 및 그로부터 멀리 향하는 제 2 측면(22)을 갖는다. 접촉면들(23)은 장착면(21) 상에 배치되며, 접촉면들 중 2 개가 도 1에 도시되어 있다. 접촉면들(21)은 구리로 이루어질 수 있고 인쇄 회로 기판(2)의 도체 트랙에 의해 인쇄 회로 기판(2)의 도시되지 않은 구성 요소에, 예를 들어 전자 제어 회로의 전자 구성 요소 또는 다른 구성 요소에 연결될 수 있다. 각각의 접촉면(23) 상에 하나의 금속 접촉 요소(4)가 배치된다. 각각의 접촉 요소(4)는 인쇄 회로 기판 측 제 1 단부(41)을 가지며, 상기 단부에 관련 접촉면(23) 상에 지지를 위한 조립면이 제공된다. 제 1 단부(41)는 예를 들어 접촉면(23)과 납땜될 수 있다. 또한, 접촉 요소(4)는 각각 제 1 단부로부터 멀리 향하는 제 2 단부(42)를 포함하고, 상기 제 2 단부는 전기 구성 요소(3)의 콘택팅을 위해 사용된다. 제 2 단부(42)는 도 1에 도시된 바와 같이, 바람직하게 탄성을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 전기 조립체(1)는 칩 보호 프레임(5)을 포함한다. 칩 보호 프레임(5)은 플라스틱 또는 금속 또는 플라스틱-금속 복합 재료로 이루어질 수 있다. 칩 보호 프레임(5)은 격벽(54)에 의해 챔버들로 분할되는 외주 프레임(53)을 갖는다. 인쇄 회로 기판(2)을 향한, 칩 보호 프레임(5)의 섹션(51)은 인쇄 회로 기판(2)의 장착면(21) 상에 배치된다. 필요한 경우, 핫 코킹에 의해 칩 보호 프레임(5)이 미리 고정될 수 있다.

포팅 화합물(8)이 인쇄 회로 기판(2)의 장착면(21)에 제공된다. 포팅 화합물은 열경화성 플라스틱, 특히 에폭시 수지일 수 있다. 포팅 화합물(8)은 예를 들어 소위 댐-필 공정(dam-fill process)에 의해 제공될 수 있다. 먼저, 예를 들어 점성 댐 재료로 만들어진 원주 댐이 장착면(21)에 제공된 다음, 포팅 화합물(8)이 댐에 의해 한정된 영역 내에서 장착면(21) 상에 제공된다. 포팅 화합물(8)은 장착면(21) 상의 도시되지 않은 전기 구성 요소를 완전히 덮을 수 있다. 칩 보호 프레임(5)의 영역에서, 포팅 화합물(8)은 원주 프레임(53) 내에 제공되며, 이는 예를 들어 분배 장치에 의해 쉽게 수행될 수 있다. 포팅 화합물(8)은 접촉 요소(4)의 제 1 단부(41)을 완전히 덮고, 원주 프레임(53) 내의 공간을 충전 레벨까지 채우며, 상기 충전 레벨은 예를 들어 칩 보호 프레임(5) 외부의 포팅 화합물(8)의 충전 레벨에 상응할 수 있다. 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출된, 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52)은 도 1에서 예를 들어 2 개의 접촉 요소에 각각 관련된, 포팅 화합물(8)로 채워지지 않은 2개의 접촉 챔버(6)를 형성한다. 접촉 요소(4)의 제 1 단부(41)는 포팅 화합물(8)과 직접 접촉하여 포팅 화합물(8) 내로 매립되고, 인쇄 회로 기판(2)으로부터 멀리 향하는, 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)는 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출된다. 포팅 화합물(8)로부터 돌출된 영역은 예를 들어 스프링 요소로서 설계될 수 있다. 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)만이 2 개의 접촉 챔버(6)의 각각에 배치된다. 물론, 2 개보다 많은 접촉 요소(4) 및 2 개보다 많은 접촉 챔버(6)가 존재할 수 있다. 마찬가지로, 하나보다 많은 격벽(54) 및 교차 격벽도 제공될 수 있다. 외주 프레임(53)은 내부에 배치된 모든 격벽(54)과 함께 각각의 접촉 요소(4)에 대해 접촉 챔버(6)를 형성하고, 상기 접촉 챔버(6)는 각각의 제 2 단부(42)를 둘러싸서 이를 보호한다. 포팅 화합물(5)은 또한 칩 보호 프레임(5)을 인쇄 회로 기판(2)에 기계적으로 안정되게 고정시킨다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 전기 구성 요소(3)는 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출된, 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52) 내로 맞물린다. 전기 구성 요소(3)는 예를 들어 센서 구성 요소(38)일 수 있다. 전기 구성 요소(3)는 인쇄 회로 기판(2)을 향한 측면(32)에 적어도 2 개의 카운터콘택(33)을 포함하고, 상기 카운터콘택은 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)와 각각 접촉된다. 제 2 단부(42)는 각각의 카운터콘택(33)에 탄성적으로 가압된다. 전기 구성 요소(3)는 인쇄 회로 기판(2)을 향한 측면(32) 상에 보호 기하학적 구조(37), 예를 들어 2 개의 돌출 벽(34)을 갖고, 상기 벽들 사이로 칩 보호 프레임(5)의 중앙 격벽(54)이 간격을 두고 맞물린다. 도 1에 도시된 바와 같이, 보호 기하학적 구조(37)는 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출되는, 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52)과 래버린스(labyrinth) 형태로 맞물려서, 접촉 챔버들(6)을 유체 연결하는 상기 보호 기하학적 구조(37)와 칩 보호 프레임(5) 사이의 사이 공간은 U-형 편향 채널(7)을 형성하고, 상기 U-형 편향 채널(7)은 도 1에서, 예를 들어 금속 칩이 좌측 접촉 챔버(6)로부터의 우측 접촉 챔버 내로 들어가는 것을 방지한다.

도 2는 칩 보호 프레임(5)이 금속으로 형성된 제 2 실시 예를 도시한다. 중간 벽(54)은 추가로 플라스틱으로 이루어진 두꺼운 부분으로 오버몰딩된다. 이 실시 예에서, 전기 구성 요소(3)는 인쇄 회로 기판(2)을 향한 측면(32) 상에, 예를 들어 오목 홈(35)으로 이루어진 보호 기하학적 구조(37)를 포함하고, 상기 홈 내로 칩 보호 프레임(5)의 중앙 격벽(54)이 맞물려서, 여기서도 U-형 편향 채널(7)이 형성된다.

도 3은 변형된 실시 형태를 갖는 실시 예를 도시한다. 여기서, 전기 구성 요소로서 콘택 슈(39)가 인쇄 회로 기판(2) 상에 배치된다. 콘택 슈(39)는 카운터콘택(33)이 형성되어 있는 조정 가능한 설정 수단(36)을 포함한다. 설정 수단들(36)은 예를 들어 나사일 수 있다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 전기 구성 요소(3)는 이 실시 예에서 칩 보호 프레임(5)과 일체로 형성된다. 그러나 각각의 접촉 챔버(6)를 인접한 접촉 챔버로부터 유체적으로 분리할 필요는 없다. 인쇄 회로 기판(2)을 포팅할 때, 포팅 화합물(8)이 예를 들어 폐쇄 가능한 개구(도시되지 않음)를 통해 칩 보호 프레임(5) 내의 영역 내로 침투하여 접촉 요소(4)와 직접 접촉될 수 있다. 접촉 요소들(4)은 여기서 높은 전류를 안내할 수 있고 포팅 화합물(8)에 의해 직접 둘러싸이거나 측면에 있는 콤팩트한 금속 베이스에 의해 형성된다. 여기서도, 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)가 각각 접촉 챔버(6) 내에 배치된 포팅 화합물(8)로부터 돌출된다. 카운터콘택(33)은 조정 가능한 설정 수단 (36)에 의해 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)에 대해 가압될 수 있다.

1: 전기 조립체
2: 인쇄 회로 기판
4: 접촉 요소
5: 칩 보호 프레임
6: 접촉 챔버
8: 포팅 화합물
21: 장착면
23: 접촉면
33: 카운터콘택
37: 보호 기하학적 구조
38: 센서 구성 요소
39: 콘택 슈
41, 42: 단부
100: 변속기 제어 모듈
101: 센서 모듈

Claims (10)

1. 특히 자동차 변속기용 전기 조립체(1)로서,
   - 적어도 하나의 장착면(21)을 갖는 인쇄 회로 기판(2),
   - 상기 장착면(21) 상에 배치된 적어도 2 개의 접촉면(23),
   - 인쇄 회로 기판 측 제 1 단부(41)에 의해 상기 접촉면들(23) 중 하나의 접촉면과 전기적으로 연결되는 적어도 2 개의 접촉 요소(4), 및
   - 상기 인쇄 회로 기판(2)의 상기 장착면(21) 상에 배치되며 상기 접촉 요소들(4)이 부분적으로 매립되는 포팅 화합물(8)을 포함하고, 상기 포팅 화합물(8)은 상기 접촉 요소(4)의 상기 접촉면(23) 및 인쇄 회로 기판 측 단부(41)와 직접 접촉하며 이를 커버하고, 상기 인쇄 회로 기판(2)으로부터 멀리 향하는, 상기 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)는 상기 포팅 화합물(8)로부터 돌출되는, 상기 전기 조립체에 있어서,
   상기 전기 조립체(1)는 칩 보호 프레임(5)을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판(2)을 향한, 상기 칩 보호 프레임(5)의 섹션(51)은 상기 인쇄 회로 기판(2)의 상기 장착면(21) 상에 배치되며, 상기 인쇄 회로 기판(2)으로부터 멀리 향하는, 상기 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52)은 상기 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출되고, 상기 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출되는, 상기 칩 보호 프레임(5)의 상기 섹션(52)은 상기 접촉 요소(4)와 각각 관련되며 포팅 화합물(8)로 채워지지 않은 다수의 접촉 챔버(6)를 형성하고, 각각의 접촉 챔버(6) 내에는 접촉 요소(4)의 제 2 단부(42)만이 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 조립체(1)는 또한 전기 구성 요소(3)를 포함하고, 상기 전기 구성 요소(3)는 상기 인쇄 회로 기판(2)을 향한 측면(32)에 적어도 2 개의 카운터콘택(33)을 포함하고, 상기 카운터콘택들(33)은 상기 접촉 요소(4)의 상기 제 2 단부(42)에 각각 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 전기 구성 요소(3)는 상기 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출된, 상기 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52) 내로 맞물리는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전기 구성 요소(3)는 상기 인쇄 회로 기판(2)을 향한 그 측면(32)에 돌출 벽들(34) 및/또는 오목 홈들(35)로 이루어진 보호 기하학적 구조(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 보호 기하학적 구조(37)는 상기 포팅 화합물(8)로부터 외부로 돌출된, 상기 칩 보호 프레임(5)의 섹션(52)과 래버린스(labyrinth) 형태로 맞물려서, 상기 접촉 챔버들(6)을 유체 연결하는, 상기 보호 기하학적구조(37)와 상기 칩 보호 프레임(5) 사이의 사이 공간은 U-형 편향 채널(7)을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 구성 요소(3)는 센서 구성 요소(38)인 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 전기 구성 요소는 상기 칩 보호 프레임(5)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 전기 구성 요소(3)는 상기 카운터콘택(33)이 형성되어 있는 조정 가능한 설정 수단(36)을 갖는 콘택 슈(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칩 보호 프레임(5)은 플라스틱, 금속 또는 플라스틱 금속 복합 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 전기 조립체.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 조립체(1)는 전자 변속기 제어 모듈(100) 또는 자동차 변속기의 센서 모듈(101)의 일부인 것을 특징으로 하는 전기 조립체.

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