專利名稱：用于機動車的電路組件以及所屬的控制器的制作方法
技術領域：
本發明基于根據獨立權利要求I所述的類型的電路組件以及帶有這種電路組件的用于機動車的控制器。
背景技術：
用于控制不同功能和裝置的控制器是普遍已知的，并且越來越多地應用在汽車領域中以控制機動車的不同的功能。這些控制器以不同的機械的實施方式來提供。通常，控制器包括至少一個帶有電的和/或電子的電路單元的電路組件，該電路單元包括在其上布置有至少一個電的和/或電子的結構元件的電路載體(Schaltungstrager )和至少一個聯接區域，該聯接區域帶有至少一個用于使電的和/或電子的電路單元與其它電的和/或電子的結構單元(例如伺服元件、傳感器或插接部)電接觸的接觸單元。該電路單元通常布置在相對于環境密封的罩殼單兀之內。
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例如，在公開文獻DE 10 2005 015 717 Al中描述了一種尤其用于機動車的電的電路組件以及一種所屬的控制器。所描述的電的電路組件包括帶有電的電路元件的電路載體和用于電路載體的電連結(Anbindung)的連接裝置。該電路組件布置在相對于環境密封的罩殼中，該罩殼具有底部元件和頂蓋元件。頂蓋元件通過環繞的密封元件相對于底部元件密封。此外，在連接組件的位于罩殼之內的區域上布置有電的結構元件。所描述的電路載體例如被實施成陶瓷的電路載體、尤其地被實施成LTCC電路載體(LTCC :低溫共燒陶瓷)，并且所描述的連接單元例如被實施成接線板、柔性的接線板、柔性的薄膜或被實施成沖制格柵(Stanzgitter)。在專利文獻US 7，514，784 B2中描述了一種電子的電路單元和一種相應的制造方法。所描述的電路單元包括電路載體，在其上布置有電子的結構元件、導體電路和用于電路載體電接觸的金屬端子。在此，電子的結構元件和導體電路被保護材料包圍，并且用于電接觸的金屬端子布置在該保護材料之外。用于接觸的金屬端子布置在電路載體的兩側上，其中，僅僅可在一個表面處接觸單個的金屬端子。
發明內容
相反地，帶有獨立權利要求I所述的特征的根據本發明的電路組件具有的優點為，罩殼單元包括保護材料，該保護材料密封地包圍電路單元的至少一個區域，并且如此包圍至少一個聯接區域，即，至少一個接觸單元至少在其側面被嵌入保護材料中。例如，電的和/或電子的電路單元包括例如在其上布置有至少一個電的和/或電子的結構元件的電路載體和至少一個帶有至少一個接觸單元的聯接區域，該接觸單元用于使電的和/或電子的電路單元與其它電的和/或電子的結構單元電接觸。根據本發明的電路組件例如可應用在用于機動車的控制器中，該控制器例如用作功率模塊以控制所有功率級的電的驅動裝置，例如轉向驅動裝置、混合動力車輛驅動裝置、電動車輛驅動裝置、小型馬達(例如雨刷、車窗升降器、冷卻水泵等)。此外，可設想用在任意必須保護用于再加工的電子部件的部位處。在所謂的模制過程中，敞開的電的和/或電子的電路單元通過保護材料或澆鑄材料或模制材料(Moldmasse)得到穩定的罩殼形狀。由此，本發明的實施形式滿足兩個要點，一方面保護電路載體及其構件不受外部的影響因素(例如溫度、污物和/或水)的影響，并且另一方面實現電路載體與其它電的結構單元(例如電纜束)的直接接觸。通過優選地借助模制(Ummolden)實施的利用保護材料包圍已裝配的電路載體，可取消多個以往常見的加工步驟，由此可以有利的方式節省成本。在模制時，直接利用實施成塑料的保護材料、優選地利用熱固塑料擠壓包封或澆鑄已裝配的電路載體，由此，可取消以往常見的罩殼構件、例如罩殼下部件和罩殼上部件。與此相關地，在加工中取消一些裝配步驟，例如輸送罩殼構件、將電路載體旋接在罩殼下部件中、施加在罩殼下部件和罩殼上部件之間作用的密封部、將罩殼上部件套裝到罩殼下部件上、將兩個罩殼構件彼此旋接。尤其地，通過至少側向地將接觸單元嵌入到保護材料或澆鑄材料或模制材料中，得到穩定的聯接區域，該聯接區域實現了電路載體與具有相應配對插接部的其它電的和/或電子的結構單元的直接接觸。因此，電路載體可通過聯接區域和從屬的配對插接部例如直接與電纜束電連接。在此有利的是，在電路載體和從屬的配對插接部之間的連接的可松脫性或取消應用單獨的接觸方法 (例如制造焊接、釬焊或絕緣切割連接(Schneid-Klemmverbindung)等)。此外,可取消額外使用的接觸單元、例如多刀開關(Messerleiste)。由此，可以有利的方式降低電路組件的制造成本，并且得到緊湊的、相對小的且相對于環境影響因素被良好地保護的電路組件，其可應用在機動車控制器中。通過在從屬權利要求中闡述的措施和改進方案，實現在獨立權利要求I中給出的電路組件的有利的改進。尤其有利的是，電路載體被實施成至少一個帶有單個地布置的導體電路的沖制格柵復合結構(Stanzgitterverbund),其中，至少一個接觸單元被實施成前述實施為沖制格柵復合結構的電路載體的接觸舌簧，以實現與其它電的和/或電子的結構單元的直接接觸。為此，相應的被實施成接觸舌簧的多個接觸單元例如構造成，其布置在一個平面中或一條直線中，并且在模制過程中利用模制材料填充存在的間隙。在根據本發明的電路組件的有利的設計方案中，被實施成沖制格柵復合結構的電路載體的布置好的導體電路被布置在至少兩個不同的平面中。布置在至少兩個不同的平面中的導體電路例如設置成，局部的多層結構(Mehrlagigkeit)形成導體電路交叉部和/或電容。由此，可在不應用附加的組件(如線接合件、橋等)的情況下通過預設相應的電路實現電路單元的在布局(Layout)中需要的導體電路交叉部。可以有利的方式由所構造的電容代替出于防干擾技術或電路技術的原因所需的分立的電容器結構元件。由此，以有利的方式，也不再需要借助于釬焊裝配實現的分立的電容器結構元件的按照標準的接觸。由此，與至今為止的現有技術不同地，通過沖制格柵復合結構的三維成形構成導體電路交叉部和/或電容器。例如能夠通過可模制的粘合薄膜保持沖制格柵復合結構。現在，通過合適的幾何形狀預設，沖制格柵復合結構或電路載體材料的以這種方式產生的局部多層結構還可附加地被構造成或用作(板式)電容器，其例如可用于防止電干擾和/或穩定中間電路電壓。通過單個的導體電路的多層的布置方案，以最簡單的方式實現，同樣將接觸單元的接觸舌簧布置在多個平面中。備選地，也可通過彎曲沖制格柵將導體電路的一個平面的多個接觸舌簧相對于彼此引入不同的平面中。同樣，被設置在共同的平面中的接觸舌簧可被布置成橫向地彼此錯位，例如交替地錯位。通過接觸舌簧的這種類型的實施方案，能夠構造用于形成多層的插拔連接的接觸單元。 在根據本發明的電路組件的另一有利的設計方案中，至少一個接觸單元的形狀和/或尺寸與機械要求和/或電要求(例如與電流承載能力)相匹配。在另一有利的設計方案中，至少一個接觸單元能夠同時在上側和/或下側接觸。由此，以有利的方式促進帶有高電流的應用。在根據本發明的電路組件的另一有利的設計方案中，電路載體至少部分地布置在導熱底板上，該導熱底板至少部分地被保護材料包圍。導熱底板例如被實施成施加有絕緣層的金屬板。為了構造接地部(Masseanschluss),該絕緣層可具有凹處。該絕緣層例如可通過涂裝、粘貼薄膜、印刷、曝光工藝(Belichtungsprozess)、陽極電鍍等完全地或部分地被施加到導熱底板上。例如由鋁制成的擠壓型材尤其適合作為導熱底板。擠壓型材允許橫截面輪廓的縱向實施，該橫截面輪廓使電路組件通過擠壓型材簡單地且合適地裝配到鄰近的構件或部件(例如驅動馬達的柱形的罩殼)上。 通過使導熱底板集成到電路組件中，可以有利的方式實現電路載體或沖制格柵復合結構的優化的熱的連結和罩殼單元與保護材料的穩定的連接。在此，絕緣層被盡可能薄地施加，并且其同時可被實施成粘合劑層以固定電路載體或沖制格柵復合結構。底板承擔冷卻體的功能。此外，集成的導熱底板實現了簡單地將熱路徑延伸到其它冷卻體上。因此，底板例如可通過焊接、壓制、卷邊、粘接、鉚接等與其它冷卻體相連接。帶有集成的底板的電路組件例如可用在機動車中的需要良好導熱性能的應用中。因此，該電路組件例如可被使用在用于氙燈控制器的高度集成的控制器部件中。
在附圖中示出本發明的實施例并且在以下描述中詳細對其進行解釋。圖I示出了根據本發明的電路組件的第一實施例的示意性立體圖。圖2示出了圖I中的根據本發明的電路組件的第一實施例的示意性俯視圖，其中，為了更好的識別以透明的方式示出保護材料。圖3示出了沿著圖2中的截面線III-III的根據本發明的電路組件的第一實施例的截面圖和用于接觸根據本發明的電路組件的配對插接部的截面圖。圖4示出了沿著圖2中的截面線IV-IV的根據本發明的電路組件的第一實施例的截面圖。圖5示出了用于根據本發明的電路組件的導熱底板的示意性立體圖。圖6示出了帶有被施加的電路載體、聯接區域和電的和/或電子的構件的圖5中的導熱底板的示意性立體圖。圖7示出了帶有圖5中的導熱底板的根據本發明的電路組件的第二實施例的示意性立體圖。圖8示出了用于圖I或7中的根據本發明的電路組件的實施成沖制格柵復合結構的電路載體的局部的示意性立體圖。
具體實施例方式如可從圖I至4中看出的那樣，根據本發明的電路組件I的第一實施例包括電的和/或電子的電路單元10，該電路單元具有在其上布置有多個電的和/或電子的結構元件12的電路載體14和帶有多個接觸單元14. 2的聯接區域5，該接觸單元用于使電的和/或電子的電路單元10與其它電的和/或電子的結構單元30電接觸。電路單元10布置在相對于環境密封的罩殼單兀20中。根據本發明，該罩殼單兀20包括保護材料,該保護材料密封地包圍電路單元10，并且如此包圍聯接區域5，即，接觸單元14. 2至少在其側面被嵌入保護材料22中。如可進一步從圖I至4中看出的那樣，電路載體14被實施成帶有單個的布置在保護材料20之內的導體電路14. I的沖制格柵復合結構。在此，布置在保護材料20之外的接觸單元14. 2被實施成位于一個平面中的被實施成沖制格柵復合結構的電路載體14的多個接觸舌簧，以使得與其它電的和/或電子的結構單元30的直接接觸成為可能。存在于被實施成接觸舌簧的接觸單元14. 2之間的間隙22在模制過程中同樣用模制材料填充并且為聯 接區域5提供所需的穩定性和強度以實現直接接觸。如可進一步從圖2或3中看出的那樣，電的和/或電子的結構元件12可通過例如被實施成焊線(Bonddraht)的連接元件18相互電連接和/或與被實施成沖制格柵復合結構的電路載體14的導體電路14. I電連接。如可進一步從圖I或2中看出的那樣，兩個電的和/或電子的結構元件12布置在導體電路14. I上,這些導體電路作為冷卻元件16或冷卻片(KUhlfahne)從保護材料20中被引導出來。為了導出損耗熱量，冷卻元件16可與未示出的冷卻體和/或未示出的接地觸點相連接。如可進一步從圖3中看出的那樣，相應的被實施成配對插接部的用于使電路組件I與電纜束37接觸的接觸裝置30具有聯接區域35和觸點座架32，該觸點座架包括被引導出來的具有彈簧彈性的接觸元件34，其中，聯接區域35和觸點座架32布置在罩殼36之內。為了接觸，利用聯接區域5將電路組件I插入接觸裝置30的聯接區域35中，直至具有彈簧彈性的接觸元件34貼靠于接觸單元14. 2的表面上。在所示出的實施例中，接觸單元14. 2分別在上側和下側被接觸。接觸單元14. 2的形狀和/或尺寸與機械要求和/或電要求相匹配。因此，例如接觸單元14. 2的寬度和厚度可被實施成不同的。同樣，接觸單元14. 2可以不同的間距布置。環繞的徑向密封部24相對于接觸裝置30的罩殼36的相應的內表面將保護材料20密封，以用于相對于環境影響因素和/或介質保護電接觸。如可從圖5至7中看出的那樣，根據本發明的電路組件I'的第二實施例包括電的和/或電子的電路單元1(V和施加有絕緣層26. I的被實施成金屬板的導熱底板26。絕緣層26. I具有凹處25. 2以用于形成接地部。與第一實施例相似地，電的和/或電子的電路單元10'包括在其上布置有多個電的和/或電子的結構元件12的電路載體14'和帶有多個接觸單元14. 2'的聯接區域Y，這些接觸單元使該電的和/或電子的電路單元10'與其它電的和/或電子的結構單元30電接觸。如可從圖6或7中看出的那樣，電路載體If與第一實施例相似地被實施成帶有單個的布置在保護材料2(V之內的導體電路14. Γ的沖制格柵復合結構，在其上布置有多個電的和/或電子的結構元件12。導體電路14. I'通過絕緣層26. I與導熱底板26相連接，其中，絕緣層26. I自身可被實施成膠黏劑。與第一實施例相似地，布置在保護材料20'之外的接觸單元14. 2’同樣被實施成被實施成沖制格柵復合結構的電路載體If的位于一個平面中的多個接觸舌簧，以使得與其它電的和/或電子的結構單元30的直接接觸成為可能。存在于被實施成接觸舌簧的接觸單元14. 2'之間的間隙22'在模制過程中同樣用模制材料填充并且為聯接區域5'提供所需的穩定性和強度以實現直接接觸。如可進一步從圖7中看出的那樣，導熱底板26并非完全被保護材料2(V包圍。由此，集成的導熱底板26實現了簡單地將熱路徑延伸到其它冷卻體上。因此，底板26例如可通過焊接、壓制、卷邊、粘接、鉚接等與該冷卻體相連接。此外，在未示出的實施例中，在導熱底板26的未被保護材料2(V包圍的區域上可布置不同的電的和/或電子的大型構件或插接部，其不應用保護材料20'包圍。通過金屬的底板26集成到電路組件Γ中，可實現電的和/或電子的結構元件12通過沖制格柵復合結構的優化的熱的連結。此外，得到電路單元1(V和底板26的穩定的連接。
如可從圖8中看出的那樣，被實施成沖制格柵的電路載體14"的已布置的導體電路14. 11,14. 12可被布置在至少兩個不同的平面14. 3,14. 4中。布置在至少兩個不同的平面14. 3,14. 4中的導體電路14. 11、14. 12例如可設置成，局部的多層結構形成導體電路交叉部14. 5和/或電容14. 6。由此，在不應用附加的組件(如線接合件、橋等)的情況下可通過預設相應的電路實現電路單元10、10'的在布局中需要的導體電路交叉部14. 5。可以有利的方式由所構造的電容代替出于防干擾技術或電路技術的原因所需的分立的電容器結構元件12。由此，與至今為止的現有技術不同地，通過沖制格柵復合結構14"的三維成形構成導體電路交叉部和/或電容器。例如，根據本發明的電路組件可應用在用于機動車的控制器中，該控制器例如用作功率模塊以控制所有功率級的電驅動裝置，例如轉向驅動裝置、混合動力車輛驅動裝置、電動車輛驅動裝置、小型馬達(例如雨刷、車窗升降器、冷卻水泵等)。此外，可設想用在任意必須保護用于再加工的電子部件的部位。
權利要求
1.一種電路組件，其帶有電的和/或電子的電路單元(10，10'，10")，所述電路單元包括在其上布置有至少一個電的和/或電子的結構元件(12)的電路載體(14，14')和至少一個帶有至少一個接觸單元(14.2,14.2')的聯接區域(5，5')，所述接觸單元用于使所述電的和/或電子的電路單元(10，10'，10")與其它電的和/或電子的結構單元(30)電接觸，其中，所述電路單元(10，10'，10")的至少一個區域布置在相對于環境密封的罩殼單元(20，20')中，其特征在于，所述罩殼單元(20，20')包括保護材料，該保護材料密封地包圍所述電路單元(10，10')的所述至少一個區域，并且如此包圍所述至少一個聯接區域(5，5')，即，所述至少一個接觸單元(14. 2，14. 2')至少在其側面嵌入所述保護材料{22,22')中。
2.按照權利要求I所述的電路組件，其特征在于，所述電路載體(14，14')被實施成至少一個帶有單個地布置的導體電路(14. 1,14. I' ,14. 11，14. 12)的沖制格柵復合結構，其中，所述至少一個接觸單元(14. 2，14. 2')是實施為沖制格柵復合結構的電路載體(14，14')的接觸舌簧，以實現與其它電的和/或電子的結構單元(30)的直接接觸。
3.按照權利要求2所述的電路組件，其特征在于，所述被實施成沖制格柵復合結構的電路載體(14，14')的布置好的導體電路(14. 1,14. r ,14. 11，14. 12)被布置在至少兩個不同的平面(14. 3，14. 4)中。
4.按照權利要求3所述的電路組件，其特征在于，所述布置在至少兩個不同的平面(14.3,14. 4)中的導體電路(14. 1，14. I'，14. 11，14. 12)設置成，局部的多層結構形成導體電路交叉部(14. 5)和/或電容(14. 6)。
5.按照權利要求I至4中任一項所述的電路組件，其特征在于，所述至少一個接觸單元(14. 2，14. 2')的形狀和/或尺寸與機械要求和/或電要求相匹配。
6.按照權利要求I至5中任一項所述的電路組件，其特征在于，所述至少一個接觸單元(14. 2，14. 2')能夠在上側和/或下側接觸。
7.按照權利要求I至6中任一項所述的電路組件，其特征在于，所述電路載體(14，14')至少部分地布置在導熱底板(26)上，該導熱底板至少部分地被所述保護材料(20')包圍。
8.按照權利要求7所述的電路組件，其特征在于，所述導熱底板(26)是施加有絕緣層(26. I)的金屬板。
9.按照權利要求8所述的電路組件，其特征在于，所述絕緣層(26.I)具有凹處(25.2)以用于形成接地部。
10.一種用于機動車的控制器，其特征在于設有按照權利要求I至9中任一項所述的電路組件。
全文摘要
本發明涉及一種電路組件(1)，其帶有電的和/或電子的電路單元(10)，所述電路單元包括在其上布置有至少一個電的和/或電子的結構元件(12)的電路載體(14)和至少一個帶有至少一個接觸單元(14.2)的聯接區域(5)，所述接觸單元用于使所述電的和/或電子的電路單元(10)與其它電的和/或電子的結構單元電接觸，其中，所述電路單元(10)的至少一個區域布置在相對于環境密封的罩殼單元(20)中。根據本發明，所述罩殼單元(20)包括保護材料，該保護材料密封地包圍所述電路單元(10)的至少一個區域，并且如此包圍所述至少一個聯接區域(5)，即，所述至少一個接觸單元(14.2)至少在其側面被嵌入所述保護材料(22)中。
文檔編號H05K3/34GK102804941SQ201180013916
公開日2012年11月28日 申請日期2011年3月11日 優先權日2010年3月17日
發明者J·諾沃特尼克, M·海姆, S·布勞恩, S·凱爾, P·雷拜因, G·布勞恩, G·弗格爾勒, A·庫利克 申請人:羅伯特·博世有限公司