專利名稱：機動車輛電子控制單元的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于車輛電子控制單元的領域，特別是機動車輛的領域，并且更具體來說涉及這樣的電子控制單元的電子組件所耗散的熱量的排放。
背景技術：
目前，機動車輛具有一個或更多車載電子控制單元，用于執行例如與控制發動機操作(發動機電子控制單元)或者與處理車輛乘客命令(乘客室電子控制單元)相關聯的越來越復雜的功能。圖1是電子控制單元10的非常示意性的剖面表示，該電子控制單元10包括外殼 11，在該外殼11內部有印刷電路12 (用英語稱為“!tinted Circuit Board (印刷電路板)” 或者PCB)。電子組件13按照公知的方式被安裝在印刷電路12上。通常，外殼11分解成主體110，印刷電路12被固定到該主體110上。隨后將蓋111 固定到主體Iio上。外殼11還包括連接到印刷電路12的外部連接裝置(圖中未示出)，從而確保在外殼11的外部與內部之間的電氣和邏輯連續性。外殼11的作用主要是保護印刷電路12及其電子組件13免受濕氣、沖擊等影響。由于機動車輛電子控制單元通常遭受環境空氣的影響，所以外殼通常被設計成基本上是密封的，并且因此保護電子組件免受可能存在于環境空氣中的污染物(水分、灰塵等等)影響。由于電子組件的小型化并且由于機動車輛電子控制單元的不斷提升的計算能力， 所以所使用的電子組件往往會耗散越來越多的熱量。此外，由于電子控制單元外殼是密封的，所以清楚的是，由在所述外殼內部的電子組件所產生的熱量的排放證明是成問題的。
實用新型內容本實用新型旨在提供一種允許排放由機動車輛電子控制單元的一個或更多電子組件耗散的熱量的解決方案。這種解決方案對于生產和實施是經濟的，并且允許在不把電子組件暴露于沖擊和/或可能存在于環境空氣中的任何污染物的情況下排放熱量。根據第一方面，本實用新型涉及一種機動車輛電子控制單元，所述機動車輛電子控制單元包括內部放置有印刷電路的外殼，電子組件被安裝在所述印刷電路上。所述電子控制單元包括將外殼的蓋的內表面與(被稱作“熱組件”的)電子組件的上表面熱耦合的裝置。此外，通過至少一個停止元件(Stop element)，在印刷電路的在靠近熱組件的區域中的表面上支撐所述蓋，使得在所述蓋的內表面與熱組件的上表面之間的熱耦合裝置的厚度受到所述至少一個停止元件的形狀的限制。根據具體實施例，所述電子控制單元包括單獨地或者以技術上可能的任意組合采取的以下特征中的一項或更多項·所述外殼蓋朝印刷電路的方向包括凹進部(recess)，所述凹進部至少部分地懸
3于熱組件的上表面之上； 在所述外殼蓋的內表面與所述熱組件的上表面之間的熱耦合裝置的最小厚度是小于2mm、優選地小于0. 8mm的非零值；·所述至少一個停止元件由介電材料制成； 所述至少一個停止元件被固定到印刷電路，優選地通過至少一個凸形部件(male part)被強制接合并且被機械鎖定到所述印刷電路的開口中；·至少一個停止元件主要基本上呈L形，所述至少一個停止元件的臂基本上被設置成平行于所述熱組件的兩個鄰接側。根據第二方面，本實用新型涉及一種制造機動車輛電子控制單元的方法，所述電子控制單元包括外殼和印刷電路，在所述印刷電路的表面上安裝有被稱作“熱組件”的電子組件。所述方法包括以下步驟 制造至少一個停止元件，所述至少一個停止元件被成形來在被安裝到靠近所述熱組件的區域中時確保其相對于印刷電路的所述表面所考慮的高度比該熱組件的上表面的高度超出基本上等于被稱作“耦合厚度”的預先定義的數值的數值； 制造外殼蓋，所述外殼蓋被成形來在裝配好的電子控制單元中確保在印刷電路的表面上通過被插入在所述蓋與印刷電路之間的至少一個停止元件來支撐所述蓋；·在所述熱組件的上表面上施加柔性熱耦合裝置； 通過將所述至少一個停止元件插入在所述蓋與印刷電路之間來裝配所述電子控制單元，使得柔性熱耦合裝置的厚度受到基本上等于耦合厚度的數值的限制，其中在印刷電路上通過在靠近熱組件的區域中的至少一個停止元件支撐所述蓋。根據具體的實施模式，所述方法包括單獨地或者以技術上可能的任意組合采取的以下特征中的一項或更多項·所述蓋被制造成具有凹進部，所述凹進部在裝配好的電子控制單元中至少部分地懸于所述熱組件之上；·所述凹進部是通過沖壓所述蓋而形成的；[0025] 在把所述蓋裝配在印刷電路上之前，在靠近熱組件的所述區域中將所述至少一個停止元件固定到印刷電路。
通過閱讀下面通過非限制性實例的方式給出的描述并且參照附圖將會更好地理解本實用新型，這些附圖·圖1示出了已經描述過的根據現有技術的電子控制單元的示意性剖面表示； 圖加和2b示出了根據本實用新型的電子控制單元的實例的部分剖面示意性表示； 圖3a和北示出了根據本實用新型的停止元件的實例以及將所述停止元件設置在電子組件附近的實例的示意性表示； 圖^、4b和如示出了根據本實用新型的停止元件的實例以及將所述停止元件設置成靠近電子組件的兩個實例的示意性表示；·圖5示出了圖解根據本實用新型的制造電子控制單元的方法的主要步驟的圖
4不。
具體實施方式
本實用新型涉及一種車輛電子控制單元20，更具體來說涉及一種機動車輛，并且涉及一種制造這樣的電子控制單元的方法50。圖加非常示意性地部分表示根據優選實施例的電子控制單元20的剖面。圖2b 是圖加中的電子控制單元20的更加詳細的表示。電子控制單元20包括內部安裝有印刷電路22的外殼21，在該印刷電路22上安裝有數個電子組件，這些電子組件包括至少一個被稱作“熱組件” 23的電子組件，當所述熱組件23工作時，必須將從所述熱組件23耗散的至少一部分熱量排放到外殼21的外部。熱組件23是在附圖中表示的印刷電路22的僅有的電子組件。熱組件23例如是電子控制單元20的微處理器。印刷電路22例如采取包括兩個相對的表面的板的形式。熱組件23被安裝在印刷電路22的一個表面220上。熱組件幻特別地包括兩個基本上平行的相對表面·下表面230，所述下表面230面對在其上安裝所述熱組件23的印刷電路22的表面220 ；以及·與下表面230相對的上表面231。外殼21主要分解成兩個不同元件，所述兩個不同元件被裝配在一起，以便形成安裝有印刷電路22的內容積。外殼21例如分解成主體210和蓋211。按照慣例，“蓋”表示外殼21的在裝配好的電子控制單元20中被設置在熱組件23的上表面231那側上的元件。 蓋211由導熱材料制成，優選地由金屬材料(鋁、鋼等等)制成。原則上，本實用新型旨在通過將熱組件23的上表面231與蓋211熱耦合來排放由該熱組件耗散的熱量。除了保護電子控制單元20的電子組件免受沖擊和濕氣影響的功能之外，蓋211還根據本實用新型執行將由熱組件23耗散的熱量排放到外殼21的外部的功能。如圖2b中所表示的那樣，電子控制單元20包括將外殼蓋211的內表面212與熱組件23的上表面231熱耦合的裝置24。至少當該熱耦合裝置M被施加到熱組件23上時， 該熱耦合裝置M優選是諸如基于硅樹脂或陶瓷的散熱膏之類的柔性裝置。此外，通過停止元件25，在印刷電路22的表面220的被定位靠近熱組件23的區域上支撐蓋211。停止元件25的功能是限制在外殼21的內表面212與熱組件23的上表面231之間的熱耦合裝置M的厚度，這是通過確保在熱組件23的所述上表面與蓋211的所述內表面之間的距離(被稱作“組件/外殼距離” d。/B)基本上等于被表示為“耦合厚度” ％沫在附圖中示出)的預先定義的數值而實現的。因此，“靠近熱組件的區域”應當被理解成意指適于控制所述組件/外殼距離dc/B 的區域。清楚的是，所述區域與熱組件23越靠近，組件/外殼距離(1_的精度就越高。但是還清楚的是，由于在熱組件23附近的硬件配置(電軌道、其他電子組件等等)，這種最靠近所述熱組件23的設置可能無法實現。優選地，所述區域被包括在圍繞熱組件23的外圍條中，所述外圍條的寬度小于所述熱組件23的最大尺寸(通常是厘米數量級)。[0045]重要的是控制熱耦合裝置M的厚度，因為在熱組件23的上表面231與蓋211的內表面212之間的熱傳遞的效率直接與該厚度有關。在實踐中，熱耦合裝置M的厚度越小， 熱傳遞就越有效。因此，可以使得熱耦合裝置M的厚度(或者至少熱耦合裝置M的最小厚度)基本上等于所述耦合厚度ec，這是通過將停止元件25設計成使得相對于印刷電路22的表面220 的高度1 基本上等于熱組件23的上表面231相對于印刷電路22的表面220的高度hc加上耦合厚度％而實現的。“基本上等于”高度加上耦合厚度％意味著高度tiB等于高度加上耦合厚度 ec直到在高度he的誤差Δ hc和高度1 的誤差Δ t!B之內。誤差Δ he特別地對應于熱組件 23的高度的誤差，以及關于該熱組件23 —旦被安裝在印刷電路22上就相對于所述印刷電路的表面220的位置的誤差。換句話說，熱耦合裝置M的厚度將在(ec_ Δ hc- Δ hB)與( + Δ hc+ Δ hB)之間。熱耦合裝置M的厚度的誤差因此是(Ahc+At!B)。為了使得熱耦合裝置M的厚度基本上等于耦合厚度^，還應當確保在印刷電路的表面220上實際上通過停止元件25支撐蓋211。在裝配電子控制單元20之前，蓋211的形狀被適配成確保在蓋211的內表面212與印刷電路的表面220之間的距離總是小于停止元件25的高度tiB，從而考慮到在蓋211的內表面212與印刷電路22的表面220之間的所述距離的誤差Ac并且考慮到高度I1b的誤差Atv在內表面212與印刷電路22之間的距離的誤差Δ c主要對應于蓋211的形狀的最終誤差(所述蓋的制造精度)，并且還對應于與所述蓋的可能變形相關聯的誤差。舉例來說，在由所沖壓的金屬薄片制成的蓋211的情況(特別地由于相關聯的低制造成本，在汽車工業中常常是這種情況)下，誤差Ac達到Imm或更多的情況并不少見，特別是在所述蓋的中心區域內尤其如此。通過確保在印刷電路的表面220上通過停止元件25支撐蓋211，在蓋211的內表面212與印刷電路22的表面220之間的距離基本上等于停止元件25的高度tiB，并且不管誤差Ac的數值如何，該距離的誤差都是誤差AhB。不管誤差Ac的數值如何，熱耦合裝置 24的厚度的誤差都是(Δ1 + Δ hc)。因此清楚的是，只要確保在印刷電路22的表面220上通過停止元件25支撐蓋 211，耦合裝置M的厚度的精度就并不與所述蓋的生產精度有關。通過這種方式，可以實現制造所述蓋的經濟的方法(諸如金屬薄片沖壓)。蓋211例如被制造成使得在沒有停止元件25的裝配好的電子控制單元20中，在蓋211的內表面212與印刷電路22的表面220之間的距離基本上等于(tiB-Δ c-Δ tiB)。考慮到誤差Ac，所述距離在實踐中將在(t!B-2 Ac-Ahe)到(Iib-AI1b)之間。考慮到誤差 Δ Iv停止元件25的高度在實踐中將在(hB-AhB)到(hB+AhB)之間。因此，這樣制造的蓋 211將總是通過停止元件25被支撐在印刷電路的表面220上。熱耦合裝置M的厚度被有利地限制到小于2毫米(mm)的非零值，優選地被限制到小于0. 8mm的非零值。舉例來說，為了以0. 2mm的精度實現0. 5mm的耦合厚度％，必須確保誤差(Δ h。+ Δ hB)小于0. 2讓。應當注意的是，根據現有技術，為了確保蓋211的由于沖擊導致的變形并不會損壞電子控制單元20的電子組件，組件/外殼距離dc/B慣用地是大的，通常是厘米數量級。停止元件25允許滿足在其表面上互相矛盾的約束，即在蓋211上發生沖擊的情況下確保對熱組件23的機械保護，同時令組件/外殼距離d。/B足夠小，以便具有高效的熱傳遞。這是清楚地因為在蓋211上發生沖擊的情況下，熱組件23將受到停止元件25的保護，由于所述停止元件25將防止蓋211與熱組件23發生機械干擾。在電子控制單元20的優選實施例中，蓋211與停止元件25之間的界面位于所述蓋朝印刷電路22的方向的凹進部213的平面，所述凹進部(在裝配好的電子控制單元20中) 至少部分地懸于熱組件23的上表面231之上。“朝印刷電路的方向”意味著凹進部213有助于局部減小在蓋211的內表面212與印刷電路22的表面220之間的距離。由于凹進部213至少部分地懸于熱組件23之上，所以清楚的是，該凹進部213確定組件/外殼距離dc/B。如已看到的那樣，熱組件23與蓋211之間的熱傳遞效率特別地建立在小的組件/ 外殼距離d。/B之上，所述組件/外殼距離d。/B優選地小于2mm或者甚至小于0. 8mm。但是， 這個小的組件/外殼距離dc/B可能會在蓋211上發生沖擊的情況下給印刷電路22的其他電子組件呈現危險，而熱組件23本身受到停止元件25的保護。凹進部213只允許對于熱組件23局部減小在蓋211與印刷電路22之間的距離，使得在別處(蓋211在該處不具有凹進部)所述距離可以較大，從而確保即使在由于沖擊而發生變形的情況下，其他電子組件也不會受到損壞。優選地，凹進部213懸于整個熱組件23之上，以便允許組件/外殼距離dc/B在熱組件23的上表面231的任意點處基本上等于耦合厚度％，并且因此在所述上表面231的任意點處都允許高效的熱傳遞。圖3a示意性地表示根據第一實施例實例的停止元件25的透視圖。在該實例中， 停止元件25主要是具有基本上呈L形的基部的高度為tiB的棱柱。圖北示意性地表示從熱組件23那側的上方看去的印刷電路22。圖北表示圖3a 的停止元件25的設置的實例，連同(用虛線示出的)要在蓋211中形成的凹進部213的形狀和位置的實例。在該實例中，所述基本上呈L形的停止元件25的臂基本上被設置成平行于熱組件23的兩個鄰接側。圖如示意性地表示根據第二實施例實例的停止元件25的透視圖。在該模式下， 停止元件25主要是具有矩形基部的高度為tiB的棱柱。圖4b和如示意性地表示從熱組件23那側的上方看去的印刷電路22。在這些圖中，表示圖如中所圖解的類型的停止元件25的設置的兩個實例，連同(用虛線示出的)要在蓋211中形成的凹進部213的形狀和位置的實例。在圖4b中，兩個停止元件25被設置在熱組件23的相對兩側中的每一側上。在圖 4c中，三個停止元件25被設置成靠近熱組件23的三個角。優選地，每個停止元件25都被固定到印刷電路22。舉例來說，如在圖h、2b、3a和如中所圖解的那樣，每個停止元件25都包括至少一個凸形部件250，意圖在靠近熱組件23的區域內被強制接合并且被機械鎖定到印刷電路 22中的先前制成的開口中。應當注意的是，一旦停止元件25被定位在電子控制單元20中， 高度1 就對應于所述停止元件25相對于印刷電路22的表面220的高度。因此，高度tiB并不包括穿過印刷電路22的凸形部件250的高度。圖h、2b、3a和如中所圖解的固定裝置的實例并不限制本實用新型，并且清楚的是，可以實施其他裝置以用于將停止元件25固定到印刷電路22。根據另一實例，停止元件 25被粘到印刷電路22上。由于停止元件25被固定到印刷電路22的事實，這些停止元件在電子控制單元20 的裝配期間被固定不動。此外，固定到印刷電路22上允許相對于熱組件23精確地定位每個停止元件25。根據其他實例，也不排除將停止元件25固定到蓋211。停止元件25優選地由介電材料制成，以便免除擾亂印刷電路22的操作的風險。這是因為當在印刷電路22上支撐停止元件25時，所述停止元件易于與所述印刷電路的一條或更多條電軌道發生接觸，并且因此使用介電材料允許避免任何短路風險。應當注意的是，在圖3a和如中圖解的停止元件25的實施例實例連同相對于熱組件23的設置的實例都不限制本實用新型。清楚的是，倘若其他實施例實例和設置適于確保組件/外殼距離d。/B基本上等于耦合厚度e。，則這些其他實施例實例和設置都是可能的。舉例來說，不排除將電子組件用作停止元件25，優選地是沒有被電連接(即不涉及在印刷電路22的操作中)的電子組件。如果存在高度適于確保組件/外殼距離d。/B基本上等于所期望的耦合厚度％的電子組件，則可以在靠近熱組件23的區域內將該電子組件固定到印刷電路22。本實用新型還涉及一種制造根據本實用新型的車輛電子控制單元20的方法50。圖5示意性地圖解了這樣一種方法50的主要步驟，這些步驟是-51制造至少一個停止元件25，所述停止元件25被成形來在被安裝到靠近熱組件 23的區域中時確保相對于印刷電路22的表面220所考慮的高度tiB比熱組件23的上表面 231的高度超出基本上等于耦合厚度^的數值；·52制造外殼21蓋211，所述蓋211被成形來在裝配好的電子控制單元20中確保在印刷電路22的表面220上通過被插入在所述蓋211與印刷電路22之間的至少一個停止元件25來支撐所述蓋；·53在熱組件23的厚度大于耦合厚度％的上表面上施加柔性熱耦合裝置M ；-54通過將所述至少一個停止元件25插入在蓋211與印刷電路22之間來裝配電子控制單元20，使得柔性熱耦合裝置M的厚度被限制到基本上等于耦合厚度^的數值，其中在印刷電路22上通過在靠近熱組件23的區域中的至少一個停止元件25來支撐蓋211。應當注意的是，所述步驟的順序可以不同于圖5中所示的順序。特別清楚的是，制造至少一個停止元件25的步驟51、制造蓋211的步驟52以及將柔性裝置M施加到熱組件23上的步驟53可以彼此獨立地實現。但是，裝配步驟M在所述步驟51、52和53之后實現。優選地，蓋211被制造成具有凹進部，當所述蓋相對于印刷電路22處在最終位置時，所述凹進部至少部分地懸于熱組件23之上，其中至少一個停止元件25被插入在所述凹進部與印刷電路22之間。有利地，蓋211由金屬薄片制成，并且通過沖壓所述蓋制成所述凹進部。通過沖壓制造的優點是便宜。此外，即使在通過沖壓金屬薄片制成蓋211時能證明蓋211的形狀誤差較大，然而由于使用了至少一個停止元件25，所以這對組件/外殼距離 dc/B的數值沒有任何影響。這是因為已經看到，組件/外殼距離dc/B的誤差在本實用新型的上下文中基本上等于誤差(At!B+Ahc)。優選地，為了促進相對于熱組件23來定位至少一個停止元件25，在把蓋211裝配在印刷電路22上之前，在靠近熱組件23的區域中將所述至少一個停止元件25固定到印刷電路22ο更一般地，本實用新型的范圍不限于前面通過非限制性實例描述的實施和生產模式，而是相反可以擴展到本領域技術人員所能設想到的范圍內的所有修改。
權利要求1.一種機動車輛電子控制單元(20)，其包括內部放置有印刷電路(22)的外殼(21)，電子組件被安裝在所述印刷電路(22)上，所述電子控制單元(20)包括將外殼(21)的蓋(211) 的內表面(212)與被稱作“熱組件”(23)的電子組件的上表面(231)熱耦合的裝置(24)，所述電子控制單元(20)的特征在于，在印刷電路(22)的在靠近熱組件(23)的區域中的表面 (220)上通過至少一個停止元件(25)支撐蓋(211)，使得蓋(21)的內表面(212)與熱組件 (23)的上表面(231)之間的熱耦合裝置(24)的厚度受到所述至少一個停止元件(25)的形狀的限制。
2.如權利要求1所述的電子控制單元(20)，其特征在于，外殼(21)蓋(211)朝印刷電路(22)的方向包括凹進部(213)，所述凹進部至少部分地懸于熱組件(23)的上表面(231) 之上。
3.如權利要求1到2之一所述的電子控制單元(20)，其特征在于，在外殼(21)蓋(211) 的內表面(212)與熱組件(23)的上表面(231)之間的熱耦合裝置(24)的最小厚度是小于 2mm、優選地小于0. 8mm的非零值。
4.如前述權利要求之一所述的電子控制單元(20)，其特征在于，所述至少一個停止元件(25)由介電材料制成。
5.如前述權利要求之一所述的電子控制單元(20)，其特征在于，所述至少一個停止元件(25)被固定到印刷電路(22)，優選地通過至少一個凸形部件(250)被強制接合并且被機械鎖定到印刷電路(22)的開口中。
6.如前述權利要求之一所述的電子控制單元(20)，其特征在于，至少一個停止元件 (25)主要基本上呈L形，所述至少一個停止元件(25)的臂基本上被設置成平行于熱組件 (23)的兩個鄰接側。
專利摘要本發明涉及機動車輛電子控制單元(20)，其包括內部放置有印刷電路(22)的外殼(21)，電子組件被安裝在所述印刷電路(22)上，所述電子控制單元(20)包括將外殼(21)的蓋(211)的內表面(212)與被稱作“熱組件”(23)的電子組件的上表面(231)熱耦合的裝置(24)，所述電子控制單元(20)的特征在于，在印刷電路(22)的在靠近熱組件(23)的區域中的表面(220)上通過至少一個停止元件(25)支撐蓋(211)，使得在蓋(21)的內表面(212)與熱組件(23)的上表面(231)之間的熱耦合裝置(24)的厚度受到所述至少一個停止元件(25)的形狀的限制。本發明還涉及一種制造這樣的電子控制單元(20)的方法(50)。
文檔編號H05K7/20GK202210917SQ201120268350
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月27日 優先權日2010年7月28日
發明者埃塞特 N. 申請人:歐陸汽車有限責任公司, 法國歐陸汽車公司