WO2011160897A1 - Eingekapseltes steuerungsmodul für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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electrical
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Gerhard Wetzel
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress

Definitions

  • the invention relates to control modules and methods for their production.
  • the invention relates to a control module for a motor vehicle, a motor vehicle with a control module, and a method for producing a control module.
  • Control modules for automotive automatic transmissions are installed in the transmission in such a way that they are completely or partially submerged in the transmission oil. These control modules contain electronics that must be packaged in an oil-tight housing so that the aggressive gear oil does not destroy the electronics. This tightness must be ensured within the operating temperature of the motor vehicle automatic transmission, d. H. in a temperature range of about minus 40 degrees Celsius to plus 150 degrees Celsius.
  • hermetically sealed steel housings with glazed pins can be used for electrically contacting the electronics. It is also possible to use housings which are produced by a so-called molding process.
  • Such a molded housing, that is sealed with an encapsulating resin, is described in EP 1 396 885 B1.
  • a circuit carrier is equipped with electronic components and completely enclosed in the molding compound, wherein the electrical see-contacting of the circuit substrate is carried out through a stamped grid.
  • the individual contact strips of the stamped grid emerge on the side surfaces of the mold housing.
  • these contact strips are welded to the punched grid of the control module and then covered by plastic lids containing ribs which dive between the contact strips so as to provide protection against short circuits.
  • All contact strips must have adhesion with the molding compound on all side surfaces in order to ensure the oil-tightness of the housing housing. This liability depends on many parameters, eg. B. also on the geometry and distribution of contact strips. When changing the contact strip arrangement, it may therefore be necessary to adapt the process accordingly.
  • the two tool halves of the mold tool travel on the stamped grid and seal on it. This means that the spaces between the individual contact strips would also have to be sealed by the two tools, which, however, is costly due to part tolerances for technical reasons.
  • the webs can be punched out even after the molding process in order to obtain an electrical separation of the individual contact strips. As a result, an additional process step, which also brings the risk of damage to the mold housing due to cracking, required.
  • control module for a motor vehicle, a motor vehicle with a control module and a method for producing a control module according to the
  • a control module for a motor vehicle which has a base plate, an electrical unit, an electrically insulated feed line and an insulating and environmentally protective mass.
  • the electrical unit has at least one electronic module and is arranged on an upper side of the base plate.
  • the electrically insulated lead serves to electrically connect the electronic assembly to an external electrical component and the insulating and environmental protective compound (which is, for example, an encapsulating resin) is applied to the top of the base plate and covers the electrical unit tightly , So it's an encapsulation.
  • the base plate projects beyond the protective mass in planar expansion along the entire circumference of the base plate. In other words, therefore, the base plate protrudes, so has a larger footprint than the protective mass.
  • the protective mass is applied only on the top of the base plate and not on the underside of the base plate.
  • the base plate is received by a lower half of a Moldwerkmaschines before applying the protective mass and the corresponding upper half of the Moldwerkmaschines sealingly applied to the base plate, after which the protective mass is introduced into the mold.
  • all electrical, insulated leads are mounted on the underside of the base plate which faces the protective mass.
  • the electronic module or the electronic modules
  • all leads are located on the underside of the base plate.
  • the base plate has one or more openings, under which, the supply line / leads is / are arranged.
  • the openings serve to carry out one or more electrical lines between the electronic module and the corresponding supply line.
  • the supply line is arranged on the underside of the base plate.
  • a motor vehicle is specified with a control module described above and below.
  • the application of the mass to the top of the base plate using a Moldwerkmaschines with a tool base and a tool shell, wherein the base plate is applied during application of the protective mass in the tool base and wherein the tool shell during application of the protective mass along a circumferential sealing line rests on the top of the base plate.
  • Fig. 1 shows an encapsulated control device according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the control module of FIG. 1, including a partial region of a molding tool.
  • FIG. 3 shows a construction stage of the control module of FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a further construction stage of the control module of FIG. 1.
  • FIG. 5 shows a sectional representation of a subregion of the control module according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows an encapsulated (ie ummoldetes) control module according to an embodiment of the invention.
  • the control module is, for example, a control module for an automatic transmission of a vehicle.
  • the molding compound 13 is shown transparent for clarity.
  • FIG. 2 shows a section through the control module of FIG. 1, which is shown in FIG. 1 as a section line A-A.
  • the control module also referred to as control unit
  • the electronic circuit which consists of the circuit substrate 8 with at least one electronic component or an electronic module 9 is on the base plate 1 glued or otherwise secured. This construction stage is shown in Fig. 4.
  • control module The structure of the control module is described as follows analogous to the possible production process:
  • strip-shaped flexible foil conductor elements (also called flex foil elements) 31, 32, 33, 34, 35 are glued under the corresponding opening 21, 22, 23, 24, 25 (see also FIG. 3 and sectional view, FIG. 2).
  • the bonding of the foil conductor elements 31 to 35 with the base plate 1 seals the openings 21 to 25 downwards.
  • Each foil conductor element is provided on the side opposite the opening 21 to 24 with a flat stiffening element 41, 42, 43, 44 (see FIG. 2).
  • the reinforcing or stiffening element is a glued metal or plastic plate.
  • the film conductor elements themselves are constructed, for example, as follows: An electrically conductive copper layer 6 is bonded to a base film 51.
  • cover sheet 52 On the copper layer 6 is a cover sheet 52 (see Fig. 2). In the area of the openings 21 to 25, the cover film 52 is provided with at least one breakout 7, so that the electrically conductive copper layer is exposed.
  • foil conductor elements with several layers can also be used.
  • the base plate 1 with one or more openings 2, the associated glued foil conductor elements 2 and their reinforcing elements 4 are executed, depending on the number of inputs and outputs required for the electronic circuit.
  • the spatial position of the openings on the base plate 1 is also freely selectable.
  • a circuit carrier with at least one electronic component 9 (electronic assembly) can now be glued.
  • the circuit carrier 8 connects the electronic components 9 with corresponding contact pads 10. These contact pads 10 are preferably electrically connected by wire bonding to the electrical tracks of the copper layer 6 in the flex foil elements 31 to 35, by the electric paths in the flex foil elements via the breakouts 7 be contacted.
  • Fig. 4 shows the corresponding construction stage, in which the base plate with the Flexfolienianon (foil conductor elements) and the electronic circuit is completed. In this stage, it is z. B. possible to electrically check the entire electronic circuit and their contact.
  • the construction stage shown in Fig. 4 is inserted into a mold.
  • This mold tool is sketched in sections in FIG. 2 and has an upper half 201 and a lower half 202.
  • the assembly is received in particular on the reinforcing elements 4 in the tool half 202 (see also Fig. 2, area Wu).
  • the upper part of the Moldtechnikmaschines 201 moves to the base plate 1 and seals it in the area Wo.
  • the area Wo forms a circumferential sealing line, as shown in FIG. 1 as a dotted line 12.
  • the closing force of the mold tool can be mutually supported by the opposing portions Wu and Wo.
  • the seal on the base plate 1 is easy because the base plate provides a flat surface with a good surface.
  • the molding compound 13 is filled in a known manner and thus forms the housing for the electronic circuit.
  • the tightness of this Moldgezzau- ses is ensured by the fact that the molding compound 13 on the base plate 1 circumferentially adheres (parallel to the dotted line 12) and the gluing of the Flexfolienstsammlung 3 is circumferentially sealed around the opening 2 tight.
  • each contact strip of the stamped grid must have on all four sides of adhesion or tightness to prevent ingress of oil in the electronics area. Since the control units require a large number of contacts (inputs / outputs) in the order of 40 to 80 pieces, this results in 40 to 80 sealing lines.
  • the sealing line to the base plate and one sealing line per opening in the base plate must be sealed. Thus, it is possible, for. As a control device with five openings (ie, for example, five foil conductor elements) to build, which contains 80 contact paths in the sum, but still has only six sealing lines (see Fig. 1). Furthermore, it is advantageous that all sealing lines are flat and not spatially, as to the leadframe contact strips. Also, the surface is in the range of Defined sealing lines and not like the punched edges in the lead frame contact strips strongly fluctuating due to process and material tolerances.
  • the base plate material can be matched exactly to the coefficient of thermal expansion of the molding compound, since the base plate does not assume any electrical functions. The risk of crack formation due to different temperature expansions is therefore minimized.
  • the layout of the flex foil elements or, more generally, of the electrically insulated feed lines (which can also be stamped grid) can be freely designed without this affecting the molding process. Even the arrangement of the opening is not critical, since the molding compound only has to seal along the line 12 parallel to the base plate. The seal of the leads takes over the bond 14 between the base plate 1 and the cover sheet 7 (see Fig. 2).
  • stamping grid technique is the comparatively high current carrying capacity due to the larger cross sections of the conductors. Should it be z.
  • the control device can be provided with a stamped grid according to Fig. 5.
  • Such punched grids can be provided alternatively or in addition to film conductor elements.
  • a plastic-encased stamped grid part 16 is inserted into an opening 2 of the base plate 1.
  • This stamped grid part contains at least one printed conductor 17, which is made of a plastic material 18 in FIG is injected known manner.
  • the punched grid is preferably contacted by wire bonding to the circuit carrier 8 of the electrical circuit analogously to the foil conductor elements.
  • a portion 20 of each conductor is released so that the molding compound 13 can flow around the conductor on all four sides. This prevents the penetration of oil through the individual tracks.
  • a seal is produced by bonding the encapsulation 18 to the base plate by the molding compound 13.
  • the plastic extrusion coating with an adhesive 19 can be glued directly against the base plate.
  • Another aspect of the invention is the mechanical fixation of the control unit in the control module or directly to a transmission part of the motor vehicle transmission. If a control unit is fixed in a known manner to a metal plate made of aluminum (eg the hydraulic control plate of the gearbox), considerable strains may occur in the case of corresponding temperature fluctuations. These strains are much larger than those of the molding compounds, which in turn brings with it the risk of cracks in the resin. In this regard, complex design solutions are often required to compensate for these strains (eg in the form of resilient elements).
  • the base plate 1 of the control module can be designed so stiff that the different thermal expansions cause no deformation, but only stresses.
  • thermal expansion leads to impressed stresses in the base plate, but not to stresses in the molding compound, whereby cracking can be avoided.
  • the base plate of the control unit (control module) can therefore be provided in a simple manner with formations, which are provided for example with holes 15 in order to secure the control unit to the transmission (see Fig. 1). In this way, a heat conduction directly down through the base plate 1 is possible.
  • the contact strips of the stamped grid are welded to the control module to contact this electrically. Since the electrical connection technology is also provided by plastic-stamped punched grids, strains from the punched grid of the control module are exposed to changes in temperature Transfer contact strip of the control unit punched grid. These strains also give rise to the risk of cracks / leaks.
  • a simple mold tool with a simple seal can be used, in particular, no free-punching process is required after the molding process
  • Reliable short-circuit protection can be provided at the contact point between the housing housing and the control module
  • Changes / variants of the arrangement of the electrical contacting have no influence on the molding process per se ngen and variants of the arrangement of the electrical contact can be displayed without or with only low tooling costs, since no new punching tool and no new free-punching tool for the stamped grid is needed.
  • a simple attachment of the control module is possible, this attachment initiates no forces in the molding compound and thus the
  • the electrical contact is made by a flexible contact, which initiates no forces on the molding compound and thus does not endanger the tightness. Should z. B. for driving an electric oil pump lines to the control unit must be contacted, on which large currents (order of magnitude greater than 10 amps) must flow, it can also be used instead of a foil conductor element a stamped grid part. In addition, it should be noted that "comprehensive” and “having" no other

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Abstract

Es ist ein Steuerungsmodul für ein Kraftfahrzeug angegeben, welches eine Grundplatte und darauf angeordnete elektronische Baugruppen aufweist. Die elektronischen Baugruppen sind eingekapselt und die hierfür verwendete isolierende und gegen Umwelteinflüsse schützende Masse weist entlang dem gesamten Umfang einen Abstand zum Rand der Grundplatte auf.

Description

Beschreibung
Eingekapseltes Steuerungsmodul für ein Kraftfahrzeug
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Steuerungsmodule und Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steuerungsmodul für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einem Steuerungsmodul, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Steue- rungsmoduls.
Technologischer Hintergrund
Steuerungsmodule für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe werden im Getriebe so einge- baut, dass sie ganz oder teilweise im Getriebeöl eingetaucht sind. Diese Steuerungsmodule enthalten eine Elektronik, welche in einem öldichten Gehäuse verpackt werden muss, damit das aggressive Getriebeöl die Elektronik nicht zerstört. Diese Dichtheit muss innerhalb der Betriebstemperatur der Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe gewährleistet werden, d. h. in einem Temperaturbereich von ca. minus 40 Grad Celsius bis plus 150 Grad Celsius.
Für die Verpackung der Elektronik gibt es verschiedene Lösungen. Beispielsweise können hermetisch dichte Stahlgehäuse mit eingeglasten Stiften zur elektrischen Kon- taktierung der Elektronik verwendet werden. Auch können Gehäuse zum Einsatz ge- langen, die durch einen sog. Moldprozess hergestellt werden.
Ein solches gemoldetes, also mit einem Einkapselungsharz abgedichtetes Gehäuse ist in der EP 1 396 885 B1 beschrieben. Ein Schaltungsträger ist mit elektronischen Bauelementen bestückt und in der Moldmasse komplett umschlossen, wobei die elektri- sehe Kontaktierung des Schaltungsträgers nach außen durch ein Stanzgitter erfolgt. Die einzelnen Kontaktstreifen des Stanzgitters treten an den Seitenflächen aus dem Moldgehäuse aus. Im Steuerungsmodul werden diese Kontaktstreifen mit dem Stanzgitter des Steuerungsmoduls verschweißt und anschließend durch Kunststoffdeckel abgedeckt, welche Rippen enthalten, die zwischen die Kontaktstreifen hindurchtauchen, um so einen Schutz gegen Kurzschlüsse zu erreichen.
Alle Kontaktstreifen müssen an allen Seitenflächen eine Haftung mit der Moldmasse aufweisen, um die Öldichtigkeit des Moldgehäuses zu gewährleisten. Diese Haftung hängt von vielen Parametern ab, z. B. auch von der Geometrie und der Verteilung der Kontaktstreifen. Bei einer Änderung der Kontaktstreifenanordnung kann es daher notwendig werden, den Prozess entsprechend anzupassen.
Da durch das Anschweißen der Stanzgitter des Steuerungsmoduls auch Kräfte auf die Kontaktstreifen ausgeübt werden, können diese auch zu Rissbildung und somit zur Undichtigkeit des Moldgehäuses führen. Zusätzlich zu den mechanisch eingebrachten Kräften gilt Entsprechendes auch für Kräfte, die durch Wärmespannungen, d. h. aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten, eingebracht werden.
Bei der Herstellung des Moldgehäuses fahren die beiden Werkzeughälften des Mold- werkzeugs auf das Stanzgitter und dichten auf diesem ab. Dies bedeutet, dass die Zwischenräume zwischen den einzelnen Kontaktstreifen auch durch die beiden Werkzeuge gedichtet werden müssten, was jedoch technisch bedingt durch Teiletoleranzen aufwändig ist. Alternativ können die Stege auch nach dem Moldprozess herausgestanzt werden, um eine elektrische Trennung der einzelnen Kontaktstreifen zu erhalten. Hierdurch ist ein zusätzlicher Prozessschritt, der auch das Risiko einer Beschädigung des Moldgehäuses aufgrund von Rissbildung mit sich bringt, erforderlich.
DE 103 15 432 A1 beschreibt eine Anordnung zum elektrischen Verbinden einer elektrischen Einheit, die im Inneren eines Metallgehäuses angeordnet ist und flexible Folienleiter aufweist, die aus dem Gehäuse herausführen. Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuerungsmodul anzugeben, welches einfach in der Herstellung ist und darüber hinaus zuverlässigen Schutz der elektronischen
Baugruppen bereitstellt. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Steuerungsmoduls anzugeben.
Es sind ein Steuerungsmodul für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einem Steue- rungsmodul und ein Verfahren zum Herstellen eines Steuerungsmoduls gemäß den
Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungsmodul für ein Kraftfahrzeug angegeben, welches eine Grundplatte, eine elektrische Einheit, eine elektrisch isolierte Zuleitung sowie eine isolierende und gegen Umwelteinflüsse schützende Masse aufweist. Die elektrische Einheit weist zumindest eine elektronische Baugruppe auf und ist auf einer Oberseite der Grundplatte angeordnet. Die elektrisch isolierte Zuleitung dient dem elektrischen Verbinden der elektronischen Baugruppe mit einem externen elektrischen Bauteil und die isolierende und gegen Umwelteinflüsse schützende Masse (bei der es sich beispielsweise um ein Einkapselungsharz handelt), ist auf der Oberseite der Grundplatte aufgebracht und deckt die elektrische Einheit dicht ab. Es handelt sich also um eine Einkapselung. Die Grundplatte überragt hierbei die schützende Masse in flächiger Ausdehnung entlang des gesamten Umfangs der Grundplatte. In anderen Worten steht also die Grundplatte hervor, weist also eine größere Grundfläche auf als die schützende Masse.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die schützende Masse nur auf der Oberseite der Grundplatte und nicht auf der Unterseite der Grundplatte aufgebracht. Somit ist es möglich, dass die Grundplatte vor dem Aufbringen der schützenden Masse von einer unteren Hälfte eines Moldwerkzeugs aufgenommen wird und die entsprechende obere Hälfte des Moldwerkzeugs dichtend an die Grundplatte angelegt wird, woraufhin die schützende Masse in das Moldwerkzeug eingebracht wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind alle elektrischen, isolierten Zuleitungen auf der der schützenden Masse entgegengerichteten Unterseite der Grundplatte angebracht. In anderen Worten befindet sich die elektronische Baugruppe (bzw. die elektronischen Baugruppen) auf der Oberseite der Grundplatte und sämtliche Zuleitungen befinden sich auf der Unterseite der Grundplatte.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Grundplatte eine oder mehrere Öffnungen auf, unter der, die Zuleitung/Zuleitungen angeordnet ist/sind. Die Öffnungen dienen der Durchführung einer oder mehrerer elektrischer Leitungen zwischen der elektronischen Baugruppe und der entsprechenden Zuleitung. Die Zuleitung ist auf der Unterseite der Grundplatte angeordnet.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem oben und im Folgenden beschriebenen Steuerungsmodul angegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines oben und im Folgenden beschriebenen Steuerungsmoduls angegeben, bei dem eine Grundplatte mit einer elektronischen Baugruppe bereitgestellt wird, eine Zuleitung an der Grundplatte angebracht wird und eine isolierende und gegen Umwelteinflüsse schützende Masse auf die Oberseite der Grundplatte aufgebracht wird, wobei diese Masse die elektrische Einheit dicht abdeckt und wobei die Grundplatte die schützende Masse in flächiger Ausdehnung am gesamten Umfang überragt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Aufbringen der Masse auf die Oberseite der Grundplatte unter Verwendung eines Moldwerkzeugs mit einem Werkzeugunterteil und einem Werkzeugoberteil, wobei die Grundplatte beim Aufbringen der schützenden Masse in das Werkzeugunterteil eingesetzt ist und wobei das Werkzeugoberteil beim Aufbringen der schützenden Masse entlang einer umlaufenden Dichtlinie auf der Oberseite der Grundplatte anliegt.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt ein eingekapseltes Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Steuerungsmoduls der Fig. 1 inklusive einem Teilbereich eines Moldwerkzeugs.
Fig. 3 zeigt eine Baustufe des Steuerungsmoduls der Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine weitere Baustufe des Steuerungsmoduls der Fig. 1.
Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teilbereichs des Steuerungsmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt ein eingekapseltes (also ummoldetes) Steuerungsmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Steuerungsmodul handelt es sich beispielsweise um ein Steuerungsmodul für ein Automatikgetriebe eines Fahrzeugs. Die Moldmasse 13 ist zur besseren Übersichtlichkeit transparent dargestellt.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Steuerungsmodul der Fig. 1 , welcher in Fig. 1 als Schnittlinie A-A eingezeichnet ist. Das Steuerungsmodul (auch als Steuergerät bezeichnet) weist eine Grundplatte 1 mit einer elektrischen Kontaktierung auf, die als Vorbaugruppe erstellt werden kann. Diese Baugruppe bzw. Baustufe ist in Fig. 3 dargestellt.
Die elektronische Schaltung, die aus dem Schaltungsträger 8 mit mindestens einem elektronischen Bauelement bzw. einer elektronischen Baugruppe 9 besteht, wird auf die Grundplatte 1 aufgeklebt oder anderweitig befestigt. Diese Baustufe ist in Fig. 4 dargestellt.
Der Aufbau des Steuerungsmoduls wird wie folgt analog zum möglichen Herstellungs- ablauf beschrieben:
Auf der Unterseite der Grundplatte 1 werden unter die entsprechende Öffnung 21 , 22, 23, 24, 25 jeweils vorzugsweise streifenförmige flexible Folienleiterelemente (auch Flexfolienelemente genannt) 31 , 32, 33, 34, 35 aufgeklebt (siehe auch Fig. 3 und Schnittbild Fig. 2). Die Verklebung der Folienleiterelemente 31 bis 35 mit der Grundplatte 1 dichtet die Öffnungen 21 bis 25 nach unten ab. Jedes Folienleiterelement ist auf der der Öffnung 21 bis 24 entgegengesetzten Seite mit einem flächigen Versteifungselement 41 , 42, 43, 44 versehen (siehe Fig. 2). Beispielsweise handelt es sich bei dem Verstärkungs- bzw. Versteifungselement um eine aufgeklebte Metall- oder Kunststoffplatte. Die Folienleiterelemente selbst sind beispielsweise wie folgt aufgebaut: Auf einer Basisfolie 51 ist eine elektrisch leitende Kupferschicht 6 geklebt. Auf der Kupferschicht 6 befindet sich eine Deckfolie 52 (siehe Fig. 2). Im Bereich der Öffnungen 21 bis 25 ist die Deckfolie 52 mit mindestens einem Aus- bruch 7 versehen, so dass die elektrisch leitende Kupferschicht frei liegt. Alternativ zu einem einlagigen Folienleiterelement können auch Folienleiterelemente mit mehreren Lagen verwendet werden.
Auch kann die Grundplatte 1 mit einer oder mehreren Öffnungen 2, den zugehörigen aufgeklebten Folienleiterelementen 2 und deren Verstärkungselementen 4 ausgeführt werden, je nach der Anzahl der für die elektronische Schaltung benötigten Ein- und Ausgänge. Die räumliche Lage der Öffnungen auf der Grundplatte 1 ist ebenso frei wählbar. Auf die Grundplatte 1 kann jetzt ein Schaltungsträger mit mindestens einem elektronischen Bauelement 9 (elektronische Baugruppe) aufgeklebt werden. Der Schaltungsträger 8 verbindet die elektronischen Bauteile 9 mit entsprechenden Kontaktpads 10. Diese Kontaktpads 10 werden vorzugsweise mittels Drahtbonden mit den elektrischen Bahnen der Kupferschicht 6 in den Flexfolienelementen 31 bis 35 elektrisch verbun- den, indem die elektrischen Bahnen in den Flexfolienelementen über die Ausbrecher 7 kontaktiert werden. Durch die Verstärkungselemente 4 unter den Flexfolienelementen kann ein robuster Bondprozess sichergestellt werden. Fig. 4 zeigt die entsprechende Baustufe, bei der die Grundplatte mit den Flexfolienelementen (Folienleiterelementen) und der elektronischen Schaltung komplettiert ist. In dieser Baustufe ist es z. B. möglich, die komplette elektronische Schaltung und ihre Kontaktierung elektrisch zu prüfen.
Im nächsten Fertigungsschritt wird die in Fig. 4 gezeigte Baustufe in ein Moldwerkzeug eingelegt. Dieses Moldwerkzeug ist ausschnittweise in der Fig. 2 skizziert und weist eine obere Hälfte 201 und eine untere Hälfte 202 auf. Die Baugruppe wird insbesondere an den Verstärkungselementen 4 in der Werkzeugunterhälfte 202 aufgenommen (siehe auch Fig. 2, Bereich Wu). Das Oberteil des Moldwerkzeugs 201 fährt auf die Grundplatte 1 und dichtet diese im Bereich Wo ab. Der Bereich Wo bildet eine umlaufende Dichtlinie, wie sie in Fig. 1 als gepunktete Linie 12 eingezeichnet ist. Die Schließkraft des Moldwerkzeugs kann durch die gegenüberliegenden Bereiche Wu und Wo gegenseitig abgestützt werden. Ebenso ist die Abdichtung auf der Grundplatte 1 einfach, da die Grundplatte eine ebene Fläche mit guter Oberfläche bietet. In das geschlossene Moldwerkzeug 201 , 202 wird in bekannter Weise die Moldmasse 13 eingefüllt und bildet so das Gehäuse für die elektronische Schaltung. Die Dichtheit dieses Moldgehäu- ses ist dadurch gewährleistet, dass die Moldmasse 13 auf der Grundplatte 1 umlaufend haftet (parallel zu der gepunkteten Linie 12) und die Verklebung der Flexfolienstreifen 3 umlaufend um die Öffnung 2 dicht geklebt ist.
Die Dichtheit des Gehäuses ist somit deutlich einfacher darzustellen als bei bekannten Steuerungsmodulen, wo jeder Kontaktstreifen des Stanzgitters an allen seinen vier Seiten eine Haftung bzw. Dichtheit aufweisen muss, um ein Eindringen von Öl in den Elektronikbereich zu verhindern. Da die Steuergeräte eine hohe Anzahl von Kontakten (Ein/Ausgänge) in der Größenordnung von 40 bis 80 Stück benötigen, ergeben sich somit 40 bis 80 Dichtlinien. Bei dem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung muss die Dichtlinie zur Grundplatte und jeweils eine Dichtlinie pro Öffnung in der Grundplatte abgedichtet werden. Somit ist es möglich, z. B. ein Steuergerät mit fünf Öffnungen (also beispielsweise fünf Folienleiterelementen) zu bauen, welches in der Summe 80 Kontaktbahnen enthält, aber trotzdem nur sechs Dichtlinien besitzt (vgl. Fig. 1 ). Weiterhin ist es vorteilhaft, dass alle Dichtlinien eben sind und nicht räumlich, wie um die Stanzgitter-Kontaktstreifen. Auch ist die Oberfläche im Bereich der Dichtlinien definiert und nicht wie die Stanzkanten bei den Stanzgitter-Kontaktstreifen stark schwankend durch Prozess- und Materialtoleranzen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Grundplattenmaterial genau auf den Wär- meausdehnungskoeffizienten der Moldmasse abgestimmt werden kann, da die Grundplatte keine elektrischen Funktionen übernimmt. Das Risiko für Rissbildungen durch unterschiedliche Temperaturausdehnungen ist daher minimiert.
Da die Lage, Form und Anzahl der Kontaktstreifen in einem Steuergerät Einfluss auf den Moldprozess haben können (die Kontaktstreifen müssen z. B. von der Moldmasse gut umflossen werden und ungünstige Anordnungen können zu Fehlstellen (Lunker) führen, etc.), muss bei jeder Änderung am Stanzgitter der Moldprozess angepasst werden. Dies bedeutet ein Prozessrisiko und entsprechenden Aufwand für die Prozessentwicklung. Bei dem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin- dung ist das Layout der Flexfolienelemente bzw. ganz allgemein der elektrisch isolierten Zuleitungen (bei denen es sich auch um Stanzgitter handeln kann) frei gestaltbar, ohne dass dieses den Moldprozess beeinflusst. Selbst die Anordnung der Öffnung ist unkritisch, da die Moldmasse nur entlang der zur Grundplatte parallelen Linie 12 dichten muss. Die Dichtung der Zuleitungen übernimmt die Verklebung 14 zwischen der Grundplatte 1 und der Deckfolie 7 (siehe Fig. 2).
Bei der vorgeschlagenen Lösung mit Flexfolienelementen sind deutlich geringere Werkzeugkosten für die Flexfolienelemente notwendig als bei vergleichbaren Stanzgitterausführungen. Ggf. kann die Änderung auf nur ein Element begrenzt werden. Auch eine zusätzliche Öffnung in der Grundplatte oder eine neue Anordnung einer Öffnung ist weniger kostenintensiv als bei einer vergleichbaren Stanzgitterlösung.
Ein Vorteil der Stanzgittertechnik besteht in der vergleichsweise hohen Stromtragfähigkeit bedingt durch die größeren Querschnitte der Leiter. Sollte es daher z. B. zur An- Steuerung einer elektrischen Ölpumpe notwendig sein, einige„Powerleitungen" an die elektrische Schaltung anschließen zu können, so kann das Steuergerät mit einem Stanzgitter entsprechend der Fig. 5 versehen werden. Solche Stanzgitter können alternativ oder zusätzlich zu Folienleiterelementen vorgesehen sein. Hier wird in eine Öffnung 2 der Grundplatte 1 ein kunststoffumspritztes Stanzgitterteil 16 eingesteckt. Die- ses Stanzgitterteil enthält mindestens eine Leiterbahn 17, die in einen Kunststoff 18 in bekannter Weise eingespritzt ist. Das Stanzgitter wird analog zu den Folienleiterele- menten vorzugsweise durch Drahtbonden zum Schaltungsträger 8 der elektrischen Schaltung kontaktiert. Im Bereich der Öffnung 2 ist ein Teilbereich 20 jeder Leiterbahn so freigestellt, dass die Moldmasse 13 die Leiterbahn an allen vier Seiten umfließen kann. Dadurch wird das Eindringen von Öl über die einzelnen Leiterbahnen verhindert.
Im Bereich der Öffnungen 2 wird durch Verkleben der Umspritzung 18 mit der Grundplatte durch die Moldmasse 13 eine Dichtheit erzeugt. Alternativ kann auch die Kunst- stoffumspritzung mit einem Kleber 19 direkt gegen die Grundplatte dicht verklebt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der mechanischen Fixierung des Steuergeräts im Steuerungsmodul oder direkt an einem Getriebeteil des Kraftfahrzeuggetriebes. Wird ein Steuergerät in bekannter Weise auf eine metallische Platte aus Aluminium fixiert (z. B. der hydraulischen Steuerplatte des Getriebes), so kann es bei entspre- chenden Temperaturschwankungen zu erheblichen Dehnungen kommen. Diese Dehnungen sind wesentlich größer als die der Moldmassen, was wiederum die Gefahr von Rissen im Harz mit sich bringt. Diesbezüglich sind oft aufwändige konstruktive Lösungen erforderlich, um diese Dehnungen auszugleichen (z. B. in Form von federnden Elementen).
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Grundplatte 1 des Steuerungsmoduls so steif ausgelegt werden, dass die unterschiedlichen Wärmedehnungen keine Verformung hervorrufen, sondern nur Spannungen. In anderen Worten führen Wärmedehnungen zu eingeprägten Spannungen in der Grundplatte, aber nicht zu Spannungen in der Moldmasse, wodurch Rissbildungen vermieden werden können.
Die Grundplatte des Steuergeräts (Steuerungsmoduls) kann daher in einfacher Weise mit Ausformungen versehen werden, die beispielsweise mit Bohrungen 15 versehen sind, um das Steuergerät am Getriebe zu befestigen (siehe Fig. 1 ). Auf diese Weise ist eine Wärmeleitung direkt nach unten durch die Grundplatte 1 möglich.
Beim Stand der Technik werden die Kontaktstreifen des Stanzgitters mit dem Steuerungsmodul verschweißt, um dieses elektrisch zu kontaktieren. Da die elektrische Verbindungstechnik auch durch kunststoffumspritzte Stanzgitter erfolgt, werden bei Tem- peraturänderungen Dehnungen aus dem Stanzgitter des Steuerungsmoduls auf die Kontaktstreifen des Steuergerätestanzgitters übertragen. Diese Dehnungen ergeben auch wiederum die Gefahr von Rissen/Undichtheit. Somit ist es notwendig, diese Dehnungen durch„weiche, nachgiebige" Bereiche im Stanzgitter abzufedern. Diese Bereiche erfordern einen zusätzlichen Bauraum, was oft nachteilig ist. Außerdem ist der Kurzschlussschutz gegen im Getriebeöl herumvagabundierende Metallspäne im nachgiebigen Bereich oft nur mit zusätzlichem Aufwand möglich. Oft wird ein nicht optimaler Kurzschlussschutz mit Spalten akzeptiert, um den Aufwand und die Kosten zu begrenzen. Erfindungsgemäß kann ein einfaches Moldwerkzeug mit einfacher Abdichtung verwendet werden. Insbesondere wird kein Freistanzprozess nach dem Moldprozess benötigt. Somit ist ein kostengünstiges Gehäuse herstellbar, welches zuverlässige Abdichtung der elektrischen Bauteile bereitstellt. An der Kontaktstelle zwischen dem Moldgehäuse und dem Steuerungsmodul ist ein zuverlässiger Kurzschlussschutz darstellbar. Ände- rungen/Varianten der Anordnung der elektrischen Kontaktierung haben keinen Einfluss auf den Moldprozess an sich. Änderungen und Varianten der Anordnung der elektrischen Kontaktierung können ohne oder mit lediglich geringen Werkzeugkosten dargestellt werden, da kein neues Stanzwerkzeug und kein neues Freistanzwerkzeug für das Stanzgitter benötigt wird. Auch ist eine einfache Befestigung des Steuerungsmoduls möglich, wobei diese Befestigung keine Kräfte in die Moldmasse einleitet und somit die
Dichtheit des Gehäuses nicht gefährdet.
Die elektrische Kontaktierung erfolgt durch eine flexible Kontaktierung, die keine Kräfte auf die Moldmasse einleitet und somit die Dichtheit nicht gefährdet. Sollten z. B. für die Ansteuerung einer elektrischen Ölpumpe Leitungen an das Steuergerät kontaktiert werden müssen, auf denen große Ströme (Größenordnung größer 10 Ampere) fließen müssen, so kann auch statt einem Folienleiterelement ein Stanzgitterteil eingesetzt werden. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass„umfassend" und„aufweisend" keine anderen
Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Ansprüche
1 . Steuerungsmodul für ein Kraftfahrzeug, das Steuerungsmodul aufweisend: eine Grundplatte (1 );
eine elektrische Einheit (8) mit einer elektronischen Baugruppe (9), wobei die elektrische Einheit (8) auf einer Oberseite der Grundplatte (1 ) angeordnet ist;
eine elektrische Zuleitung (31 , 32, 33, 34, 35), die zum elektrischen Verbinden der elektronischen Baugruppe (9) mit einem externen elektrischen Bauteil ausgeführt ist;
eine isolierende und gegen Umwelteinflüsse schützende Masse (13), welche auf der Oberseite der Grundplatte (1 ) aufgebracht ist und die elektrische Einheit (8) dicht abdeckt;
wobei die Grundplatte (1 ) die schützende Masse (13) in flächiger Ausdehnung am gesamten Umfang überragt.
2. Steuerungsmodul nach Anspruch 1 ,
wobei die schützende Masse (13) nur auf der Oberseite der Grundplatte (1 ) und nicht auf der Unterseite der Grundplatte (1 ) aufgebracht ist.
3. Steuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei alle elektrisch isolierten Zuleitungen (31 , 32, 33, 34, 35) auf der der schützenden Masse (13) entgegen gerichteten Unterseite der Grundplatte (1 ) angebracht sind.
4. Steuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend: eine Öffnung (21 , 22, 23, 24, 25) in der Grundplatte (1 ), unter der die Zuleitung (31 , 32, 33, 34, 35) angeordnet ist, zur Durchführung einer elektrischen Leitung zwischen der elektronischen Baugruppe (9) und der Zuleitung (31 , 32,
33, 34, 35);
wobei die Zuleitung (31 , 32, 33, 34, 35) auf der Unterseite der Grundplatte (1 ) angeordnet ist.
5. Steuerungsmodul nach Anspruch 4,
wobei die schützende Masse (13) die Öffnung (21 , 22, 23, 24, 25) in der Grundplatte (1 ) abdichtet.
6. Steuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Zuleitung (31 , 32, 33, 34, 35) ein Folienleiterelement (31 , 32, 33,
34, 35) ist, welches unterhalb der Öffnung (21 , 22, 23, 24, 25) auf seiner der Öffnung entgegengesetzten Seite ein Versteifungselement (41 , 42, 43, 44) aufweist.
7. Steuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Schaltungsträger (8) auf der Grundplatte (1 ) aufgeklebt ist.
8. Steuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Steuerungsmodul ein Steuerungsmodul für ein Automatikgetriebe des Kraftfahrzeugs ist.
9. Steuerungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Zuleitung (31 , 32, 33, 34, 35) ein Stanzgitter mit einem Stanzgitterteil (16) ist, das in eine zweite Öffnung (21 , 22, 23, 24, 25) in der Grundplatte (1 ) eingesteckt ist, und der Bereitstellung einer elektrischen Zuleitung mit hoher Stromtragfähigkeit dient.
10. Kraftfahrzeug mit einem Steuerungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis
1 1 . Verfahren zum Herstellen eines Steuerungsmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren aufweisend die Schritte:
Bereitstellen einer Grundplatte (1 ) mit einer elektronischen Baugruppe (9); Anbringen einer elektrischen Zuleitung (31 , 32, 33, 34, 35);
Aufbringen einer isolierenden und gegen Umwelteinflüsse schützende Masse (13) auf die Oberseite der Grundplatte (1 ), welche die elektrische Einheit (8) dicht abdeckt;
wobei die Grundplatte (1 ) die schützende Masse (13) in flächiger Ausdehnung am gesamten Umfang überragt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,
wobei das Aufbringen der schützenden Masse (13) auf die Oberseite der Grundplatte (1 ) unter Verwendung eines Moldwerkzeugs (201 , 202) mit einem Werkzeugunterteil (202) und einem Werkzeugoberteil (201 ) erfolgt; wobei die Grundplatte (1 ) beim Aufbringen der schützenden Masse (13) in das Werkzeugunterteil (202) eingesetzt ist; und
wobei das Werkzeugoberteil (201 ) beim Aufbringen der schützenden Masse (13) entlang einer umlaufenden Dichtlinie auf der Oberseite der Grundplatte (1 ) anliegt.
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