CN102668732B - 电路模块和用于制造这种电路模块的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电路模块(10)，具有电路载体(12)和至少一个由保护物质(16)包围的、装配在电路载体(12)上的电回路(14)，并且具有至少一个由保护壳(20)包围的电气/电子的部件(18)，该保护壳至少保护至少一个电气/电子的部件(18)免受保护物质(16)的影响。本发明还涉及一种用于制造电路模块(10)的方法。按照本发明，保护至少一个电气/电子的部件(18)的保护壳(20)只部分地被保护物质(16)包围。
Description
技术领域
本发明涉及如独立权利要求1前序部分所述的电路模块和如独立权利要求8前序部分所述的用于制造这种电路模块的方法。
背景技术
通常已知用于控制不同功能和装置的控制器，并且在汽车领域越来越多地用于控制机动车辆的不同功能。在现代机动车辆中迅速增加的电气和电子应用的数量导致明显增加的控制器数量。这需要越来越多地使用更小和更轻以及成本更低的控制器。因此这些控制器将来也可以在中档车辆或小型车或两轮摩托中使用。
目前控制器具有电路模块，该电路模块由电路载体、例如电路板或陶瓷衬底、电气/电子部件和壳体组成。由于在牢固度、例如耐腐蚀性和耐高温性方面总是进一步提高的要求，需要电路模块新的实施型式。因此，电路模块的壳体越来越多地实施为保护物质，它们包围电路载体和部件。在制造保护物质时通常以硬的浇注材料浇注电路载体和部件或者例如通过热转移-成型注塑包封热固塑料。
例如在公开文献DE 102 52 755 A1中描述了一电路模块，它包括电路载体、装配在电路载体上的电回路和分立的部件，其中电路被保护物质包围。为了保护分立的部件免受在制造保护物质时的负荷，部件具有保护壳，该保护壳包围分立的部件。保护物质不仅覆盖电回路而且覆盖被保护壳包围的分立的部件。
但是在这个实施型式中不能在电路载体上使用某些部件、如电解电容或压力传感器，因为这些部件不能完全埋入到保护物质里面。例如电解电容在机械方面不能承受在浇注或注塑包封时产生的压力。电解电容也不能完全浇注，因为电解电容在工作期间“呼吸”，即，电解电容的直径在工作期间略微变化。压力传感器例如接收环境空气压力，通常在车辆发动机的控制器里面为了使喷注参数匹配于相应环境空气压力该环境空气压力是必需的。
发明内容
与此相对，按照本发明的具有独立权利要求1特征的电路模块的优点是，只部分地由保护物质包围保护至少一个电气/电子的部件的保护壳。
与此相对，按照本发明的具有独立权利要求8特征的用于制造电路模块的方法的优点是，将至少一个电路和至少一个电气/电子的部件装配在电路载体上，将围绕至少一个电气/电子的部件设置的保护壳安置在电路载体上，通过适合的工具将该保护壳压紧在电路载体上，并且浇注保护物质，该保护物质完全地包围至少一个电路且部分地包围至少一个电气/电子部件的保护壳。
本发明的实施方式能够实现电气/电子的部件的热和机械的保护，所述部件由于其机械特性或其可实现的功能不能直接注塑包封或浇注，但尽管如此也用于注塑包封或浇注的电路模块。通过部分地以保护物质包围保护壳实现部件保护，这保护敏感的电气/电子的部件免受注塑包封或浇注或浇注物质的影响，由此使电气/电子的部件能够完全实现其功能。在这个实施方式中能够在电路载体上使用某些部件如电解电容或压力传感器，因为这些部件没有埋入到保护物质里面，而是被保护壳包围。例如电解电容在机械方面不承受在浇注或注塑包封时产生的压力。通过设有用于保护电解电容免受保护物质影响的保护壳并且只部分地由保护物质包围保护壳，也能够使用电解电容。因为电解电容在工作期间“呼吸”，即，其直径在工作期间略微变化，按照本发明的保护壳也能够在浇注保护物质以后实现电解电容的功能。压力传感器例如接收环境空气压力，一般在车辆发动机的控制器里面为了使喷注参数匹配于相应环境空气压力该环境空气压力是必需的。通过只部分地由保护物质包围容纳压力传感器的保护壳，使压力传感器也可以在浇注保护物质以后接收环境空气压力。
通过在从属权利要求中描述的措施和改进方案能够有利地改进在独立权利要求1中给出的电路模块以及在独立权利要求8中给出的用于制造电路模块的方法。
特别有利的是，所述保护壳形成用于容纳至少一个部件的容纳区域和用于将保护壳连接在电路载体上的法兰区域。在保护壳的结构中，所述保护壳的容纳区域实施为钵的形状，在其敞开的端部上设置实施为环绕凸缘的法兰区域。适宜地通过要拼装的部件的简单几何结构以有利的方式实现保护壳在电路载体上的简单且成本有利的装配。钵状或杯状构成的保护壳通过实施为环绕凸缘的法兰区域以有利的方式具有高的稳定性。由此使保护壳在装配时、尤其在向保护壳施加挤压力的挤压过程期间具有高的形状稳定性，并且在以保护物质注塑包封或浇注时提供大的面积作为用于在电路载体上的连接的可靠的后接合部(Hintergriff)。此外通过实施为环绕凸缘的法兰区域以有利的方式使作用于保护壳上的挤压力分布在大的面积上。此外通过保护壳的几何稳定性使至少一个电气/电子的部件在装配过程期间和在制成的电路模块的随后的工作期间最佳地受到保护。
在本发明的设计中，所述法兰区域具有至少一个密封装置。以有利的方式使至少一个安置在保护壳上的密封装置在浇注保护物质时弹性地变形并由此实现密封功能。在本发明的另一设计中所述法兰区域具有至少一个结构，在该结构中在浇注保护物质时以有利的方式引入保护物质，由此保证更好地将保护壳连接在保护物质上和电路载体上。
在按照本发明的电路模块的另一设计中，所述保护壳具有压力平衡装置，由此以有利的方式在保护壳内腔里面也可以存在环境空气压力。由此以有利的方式能够设置压力传感器作为电气/电子的部件，它接收环境空气压力以执行其规定的功能。这些压力传感器一般在车辆发动机的控制器中用于使喷注参数匹配于相应环境空气压力。
在按照本发明的电路模块的另一设计中，所述保护壳和/或保护物质以注射成型方法制造。以有利的方式由此实现简单且低成本地制造电路模块。尤其由此可以制造各种任意的形状，例如使得保护壳可以实施为也可以保护多个设置在电路载体上的电气/电子的部件。
在按照本发明的电路模块的另一设计中，所述保护物质由塑料、尤其由热塑性塑料制造。由此以有利的方式使保护壳能够保护至少一个电气/电子的部件免受在浇注保护物质或在以保护物质注塑包封电路模块时产生的热的和机械的负荷。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例并且在下面的描述中详细解释。
图1示出按照本发明的电路模块的实施例的示意剖视图，该电路模块具有电路载体，在电路载体上装配由保护物质包围的电回路以及由保护壳包围的部件，
图2示出图1的电路模块的俯视图，
图3示出图1的电路模块的立体图，
图4示出图1的电路模块的局部区域的立体剖视图，具有由保护壳包围的部件，
图5示出图4的电路模块的局部区域的立体剖视图，没有保护物质，
图6示出保护壳的立体侧视图，该保护壳具有密封装置和结构，
图7示出图6的保护壳的立体仰视图，该保护壳具有密封装置和结构，
图8示出保护壳的侧视立体图，该保护壳具有压力平衡装置。
具体实施方式
图1和图2示出电路模块10的按照本发明的实施方式，具有电路载体12、装配在电路载体12上的由保护物质16包围的电回路14，还具有由保护壳20包围的电气/电子的部件18。当然也可以在电路载体12上设有其他电回路14和/或电气/电子的部件18。电路载体12优选包括电路板和/或衬底，所述衬底优选实施为塑料衬底或陶瓷衬底。
在本实施例中电回路14包括完全被保护物质16包围的多个电气/电子的部件14a至14d。由此保护物质16形成电气/电子的部件14a至14d的壳体并且保护它们免受电的和机械的负荷。适合于注塑包封或浇注的电气/电子的部件14a至14d例如可以实施为集成电路(IC)、变压器、扼流圈、继电器、插头或类似的分立部件。分立的部件可以包括所有形式的有源或无源的部件，例如电阻、电容、电感、如二极管、三极管的半导体部件或类似部件。同样可以组合这些部件，例如设置串联或并联电路作为电回路14。电回路14或分立部件14a至14d例如可以实施为装配在独立的电路板上的、包壳的或浇注的或注塑包封的布线部件或SMD部件(表面贴装部件)。在本实施例中不适合注塑包封或浇注的电气/电子的部件18优选实施为电解电容和/或压力传感器。
电气/电子的部件18由保护壳20包围，该保护壳保护电气/电子的部件18免受在浇注保护物质或以保护物质注塑包封电路模块时产生的热的和机械的负荷。能够保护电气/电子的部件18免受在浇注保护物质16时或者在以保护物质16注塑包封电路模块10时产生的热的和机械的负荷的各种材料都适合作为保护壳20的材料。优选由塑料、尤其由热塑性塑料制造优选可以弹性变形的保护壳20。保护壳20和/或保护物质16优选以注射成型方法制造。保护物质16优选通过热固模制来制造，其中产生高的机械和热的负荷。在热固模制中部件承受约2至40bar的压力和最高到180℃的温度。
为了实现部件保护(保护敏感的电气/电子的部件18免受注塑包封或浇注或免受保护物质的影响，由此使电气/电子的部件18完全且无阻碍地实现其功能)，如图1、3和4所示，按照本发明只部分地由保护物质16包围分立的部件18的保护壳20。在本实施例中电路载体12除了保护壳20区域以外完全被保护物质16包围。
保护壳20可以实施成，能容纳多个部件18。即，保护壳20的形状可以任意地造型和实施，使得也可以保护多个电气/电子的部件18。
在本实施例中保护壳20形成用于容纳至少一个部件18的容纳区域22和用于将保护壳20连接在电路载体12上的法兰区域24。尤其如图6至8所示，保护壳20的容纳区域22优选实施为钵或杯的形状，在其敞开的端部上设置有实施为环绕凸缘的法兰区域24。
为了使保护壳20的容纳区域22朝向保护物质16或电路载体12密封，保护壳20的法兰区域24具有至少一个密封装置26。在本实施例中这个密封装置26按照图1和5至8实施为环绕的肋。
为了保证更好地将保护壳20连接在保护物质16和电路载体12上，保护壳20在法兰区域24中具有至少一个在图4至8中所示的结构28。在本实施例中设有多个实施为缺口的结构28。
为了实现环境空气压力也在保护壳20的容纳区域22里面存在，保护壳20按照图8优选具有压力平衡装置30。在本实施例中这个压力平衡装置30实施为薄膜，它设置在钵状保护壳20的底部上。
在制造按照本发明的电路模块10时，在电路载体12上装配一电回路14(它包括一个或多个适合于注塑包封或浇注的电气/电子的部件14a至14d)和至少一个电气/电子的部件18(它不适合于注塑包封或浇注)。包围电气/电子的部件18的保护壳20放置或安置在电路载体12上。保护壳20通过适合的挤压工具或者注塑模具或浇注模具挤压在电路载体12上。在注塑包封或浇注时使保护壳20进一步挤压在电路载体12上，由此使实施为肋的密封装置26弹性地变形或者受挤压，并由此实现保护壳20与电路载体12之间的密封功能。由此使保护物质16不会挤入到保护壳20的容纳区域22里面。此外，在注塑包封或浇注保护物质16时将保护物质16引入到设置在保护壳20中的结构28里面，由此保证保护壳20更好地连接在保护物质16上和电路载体12上。喷注或浇注保护物质16，使得保护物质完全包围电回路14并且只部分地包围电气/电子的部件18的保护壳20。
Claims (10)
1.一种电路模块，具有电路载体(12)和至少一个由保护物质(16)包围的、装配在电路载体(12)上的电回路(14)，并且具有至少一个由保护壳(20)包围的电气/电子的部件(18)，该保护壳至少保护所述至少一个电气/电子的部件(18)免受保护物质(16)的影响，保护所述至少一个电气/电子的部件(18)的所述保护壳(20)只部分地被保护物质(16)包围，其特征在于，所述保护壳(20)具有压力平衡装置(30)。
2.如权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述保护壳(20)形成用于容纳所述至少一个部件(18)的容纳区域(22)和用于将保护壳(20)连接在电路载体(12)上的法兰区域(24)。
3.如权利要求1或2所述的电路模块，其特征在于，所述保护壳(20)的容纳区域(22)是钵的形状，在其敞开的端部上设置实施为环绕凸缘的法兰区域(24)。
4.如权利要求2所述的电路模块，其特征在于，所述法兰区域(24)具有至少一个密封装置(26)和/或所述保护物质被引入其中的至少一个结构(28)。
5.如权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述保护壳(20)和/或保护物质(16)以注射成型方法制造。
6.如权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述保护壳(20)由塑料制造。
7.如权利要求6所述的电路模块，其特征在于，所述塑料是热塑性塑料。
8.一种用于制造如权利要求1至7中任一项所述的电路模块(10)的方法，该电路模块具有电路载体(12)和至少一个由保护物质(16)包围的、装配在电路载体(12)上的电回路(14)，并且具有至少一个由保护壳(20)包围的电气/电子的部件(18)，该保护壳至少保护所述至少一个电气/电子的部件(18)免受保护物质(16)的影响，其特征在于，
在电路载体(12)上装配所述至少一个电回路(14)和至少一个电气/电子的部件(18)，
在电路载体(12)上安置包围所述至少一个电气/电子的部件(18)的、具有压力平衡装置(30)的保护壳(20)，
通过工具将具有压力平衡装置(30)的保护壳(20)挤压在电路载体(12)上，以及
放置保护物质(16)，该保护物质完全包围电回路(14)且部分地包围具有压力平衡装置(30)的、电气/电子的部件(18)的保护壳(20)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在放置保护物质(16)时至少一个安置在保护壳(20)上的密封装置(26)弹性变形并且实现密封功能。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在放置保护物质(16)时在至少一个设置在保护壳(20)中的结构(28)里面引入保护物质(16)。
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