CN109997420A - 电构件组 - Google Patents

Abstract

提出一种尤其是用在机动车变速器的液压流体中的电构件组（1），该电构件组包括：电路板衬底（2）；至少一个布置在所述电路板衬底（2）上的并且与所述电路板衬底（2）进行电接触的电结构元件（3）；布置在所述电结构元件（3）上面的保护罩（4）；以及在所述保护罩（4）上面被涂覆到所述电路板衬底（2）上的包裹材料（6），所述包裹材料从外面至少覆盖所述保护罩（4），并且如此设计所述电构件组（1），使得所述保护罩（4）设有至少一个注入开口（5）并且所述包裹材料（6）通过所述至少一个注入开口（5）如此被引入到所述保护罩（4）与所述电路板衬底（2）之间的罩内部空间（44）中，从而在所述保护罩（4）与所述电路板衬底（2）之间留有未用包裹材料（8）填充的自由空间（45），该自由空间直接与所述至少一个电结构元件（3）邻接。

Description

电构件组

背景技术

电子变速器控制模块为进行操控而被安装在变速器的上面或里面并且可能暴露于侵蚀性的变速器流体。变速器控制模块具有如下电构件组，所述电构件组必须得到保护以免受变速器流体的影响。电构件组能够具有作为电路载体的电路板衬底，在所述电路板衬底上装备有电结构元件，所述电结构元件通过电路板衬底的印制导线进行电接触。除了为了进行保护而布置在电路板衬底上的电结构元件上面的金属的盖子部件之外，也已知使用被涂覆到电路板衬底上的包裹材料，以用于保护电结构元件。包裹材料能够作为模制料（Moldmasse）以模制方法或者作为浇铸料被涂覆到电路板衬底上的有待保护的电结构元件上。

从DE 10 2015 205 054 A1中已知一种用于变速器控制单元的电子模块，其中电子模块具有电路板衬底，在该电路板衬底上布置有至少一个未被罩住的半导体结构元件。为了保护未被罩住的半导体结构元件免受电离辐射，在半导体结构元件的上面在电路板衬底上布置有保护罩。保护罩完全被由比如热固性塑料构成的包裹材料覆盖，所述包裹材料被涂覆到电路板衬底上（并且被涂覆到另外的布置在保护罩外部的电结构元件上）。

发明内容

本发明涉及一种特别是用在机动车变速器的液压流体中的电构件组，该电构件组包括电路板衬底和至少一个布置在电路板衬底上的并且与电路板衬底进行电接触的电结构元件。在电结构元件的上面布置有保护罩。在保护罩上面被涂覆到电路板衬底上的包裹材料至少覆盖保护罩。根据本发明规定，保护罩设有至少一个注入开口，并且包裹材料通过至少一个注入开口如此被引入到保护罩和电路板衬底之间的罩内部空间中，从而在保护罩和电结构元件之间留有未用包裹材料填充的自由空间，该自由空间直接与至少一个电结构元件邻接。

电构件组能够是电子变速器控制模块的一部分或者包括电子变速器控制模块，而不限于此。电构件组也能够是传感器模块的一部分或者包括传感器模块。电构件组能够被安装在机动车变速器的里面或上面。但是也能够考虑其他使用情况。

电路板衬底是指电结构元件的载体衬底，该载体衬底具有用于将电结构元件连接到控制电路上或者用于使电结构元件彼此进行接触的印制导线。电路板衬底尤其能够是由玻璃纤维增强的环氧树脂（FR4或更高值的环氧树脂）制成的刚性的电路板、陶瓷的载体衬底（例如混合电路）或者柔性的导体薄片。

包裹材料是指在原始状态下可流动的并且在涂覆期间或者涂覆之后硬化的保护材料。优选地，它是热固性塑料、特别是环氧树脂。包裹材料比如能够通过转移模制方法、压缩模制方法、热固性喷注方法或浇铸方法被涂覆到电路板衬底上。

根据本发明的电构件组有利地在涂覆包裹材料的期间形成用于至少一个电结构元件的保护，以免受在此产生的热负荷和/或机械负荷。这是特别有利的，以便比如保护电解电容器的大的杯形壳体免受由于热固性喷注或转移模制时的压力峰值所引起的损坏。通过保护罩来减轻作用于结构元件的负荷。保护罩设有至少一个注入开口并且包裹材料通过所述至少一个注入开口部分地被引入到保护罩和电路板衬底之间的罩内部空间中，由此实现了对于结构元件的电接头的保护并且避免在所述包裹材料的下方存在太大的空气空间，所述太大的空气空间在运行中可能由于温度波动或压力波动而在包裹材料中导致裂纹形成。此外，包裹材料使至少一个电结构元件稳定以抵抗冲击和/或振动负荷并且因此减轻其电接头的负荷。

在保护罩和电路板衬底之间仅仅留有小的未用包裹材料填充的自由空间（空腔），该自由空间直接与至少一个电结构元件邻接。该自由空间有利地形成补偿空间，电结构元件或电结构元件的部分能够部分地伸展到所述补偿空间中。所述自由空间能够填充有空气或其他气体。所述自由空间比如形成如下容纳空间，该容纳空间在电解电容器的不太可能的、脱气或爆裂的情况下能够容纳逸出的气体或酸，而包裹材料不会破裂。因此，电路板衬底上的其余的电结构元件以及所述电子电路即使在单个的电结构元件有缺陷时也继续得到保护，以防止侵蚀性的变速器流体。

本发明的有利的实施方式和改进方案能够通过在从属权利要求中所说明的特征来实现。

保护罩的至少一个注入开口有利地通过在垂直于电路板衬底的横截面中观察迷宫式的、特别是U形的通道结构与自由空间相连接。通过通道结构来实现这一点，即：渗入到罩内部空间中的包裹材料首先朝电路板衬底的、面向罩内部空间的面的方向向前推进（vordringen）并且将其覆盖，并且随后才在罩内部空间中上升，而没有渗入到自由空间中。

所述至少一个注入开口能够有利地构造为节流部位（Drosselstelle），以用于在涂覆包裹材料的期间抑制压力峰值。因此，渗入到注入开口中的包裹材料的压力峰值不能有利地在未受抑制的情况下作用于电结构元件。

保护罩能够有利地具有在圆周侧将电结构元件包围的、垂直地安置到电路板衬底上的罩壁并且在背向电路板衬底的一侧上在电结构元件上面具有盖子区段，其中注入开口被设置在盖子区段和罩壁之间的过渡区域中。由此实现了简单的构造，其中罩壁相对于所有平行于电路板衬底起作用的力矢量来保护电结构元件，而盖子部件则实现了对于电结构元件的背向电路板衬底的一侧的保护。注入开口能够特别容易地布置在过渡区域中。

此外有利的是，盖子区段具有突伸到罩内部空间中的凸缘（Kragen）。盖子区段的突伸到罩内部空间中的凸缘能够有利地在电结构元件的背向电路板衬底的端部上如此将该电结构元件包围，从而在凸缘和电结构元件之间仅仅存在非常狭窄的中间空间，该中间空间与所述自由空间相连接。通过这种方式，能够非常容易地实现这一点，即：自由空间没有完全被包裹材料填充。

特别有利的是如下一种实施方式，在该实施方式中保护罩具有多个罩内部空间，在所述罩内部空间中分别布置有电结构元件。保护罩能够有利地作为用于电构件组的成本低廉的塑料构件来制成并且成本低廉地且容易地在电路板衬底上被组装到有待保护的电结构元件上。

不限于此，所述电构件组能够特别有利地用于下述电结构元件，所述电结构元件被设置为电容器、特别是被设置为电解电容器。

附图说明

其中示出：

图1示出了制成的根据本发明的电构件组的横截面；

图2示出了不带有包裹材料的根据本发明的电构件组的俯视图，

图3至6示出了在制造图1的电构件组时的单个步骤。

具体实施方式

图1示出了完成的根据本发明的电构件组1的横截面。仅仅示出了部分截取部分，该部分截取部分具有电路板衬底2，该电路板衬底在这里示范性地配备有两个电结构元件3。电结构元件3比如是电解电容器、特别是聚合物混合型电解电容器（Polymer-Hybrid-Elkos）。电结构元件3在其组装侧具有连接元件31，所述连接元件通过例如钎焊与电路板衬底2的装配侧（Bestückungsseite）11上的接触面13进行电接触。电结构元件3能够具有基本上圆柱形的基本形状，该基本形状具有两个彼此背向的端面和一面在横截面中为圆形的圆周壁。电路板衬底2能够是多层电路板。接触面13能够通过电路板衬底2的印制导线与未示出的控制电路相连接，该控制电路也能够布置在电路板衬底上（未示出）。电构件组1例如能够是变速器控制模块的部分区域或者是传感器模块。

如图1所示，保护罩4布置在电路板衬底2上。保护罩4能够由塑料或金属或塑料-金属复合材料制成并且优选一体地构造。针对电结构元件3中的每个而言，保护罩4能够具有分配给该结构元件3的罩内部空间44。相应的罩内部空间3由环绕的罩壁41和盖子区段42限定。保护罩4如此垂直地被安置到电路板衬底的装配侧11上，使得罩壁41在圆周侧包围着电结构元件3中的每个并且相应的盖子区段42布置在所分配的电结构元件3的背向电路板衬底2的一侧上面。在盖子区段42和罩壁41之间的过渡区域中，为每个罩内部空间44分别设置有至少一个注入开口5。在图1的横截面中，为每个罩内部空间分配有两个注入开口5。每个盖子区段42具有突伸到罩内部空间44中的凸缘43。盖子区段42的、突伸到罩内部空间44中的凸缘43在电结构元件3的背向电路板衬底2的端部14上如此包围着所述电结构元件3，从而在凸缘43和电结构元件3之间存在非常狭窄的中间空间66，该中间空间与自由空间45相连接。自由空间45在电结构元件3的背向电路板衬底2的一侧上处于结构元件3和盖子区段42的内侧之间并且因此直接与电结构元件3邻接。在垂直于电路板衬底2的横截面中观察，如图4中的点划线所勾画的一样，保护罩4的每个注入开口5通过迷宫式的、特别是U形的通道结构67与所分配的自由空间45相连接。

图2在不带有涂覆的包裹材料的情况下示出了用于本发明的另一种实施例的外视图。可以看出，保护罩4构造为具有环绕的罩壁41的成形件（Formteil），所述环绕的罩壁也构成四个罩内部空间44之间的中间壁并且构造有比如四个盖子区段42，所述四个盖子区段分配给相应的电结构元件。在这里为每个罩内部空间分配有比如四个注入开口5。

电构件组1的制造在图3至6中示出。如图3所示，首先将保护罩4如此安置到设有电结构元件3的电路板衬底2上，使得罩壁41放置在电路板衬底的装配侧11上并且每个电结构元件3布置在单独的罩内部空间44中。然后将电构件组1连同保护罩4一起***到工具模具中。工具模具能够构造为两件式的并且具有安置到电路板衬底2的装配侧11上的第一半模61和安置到电路板衬底2的下侧12上的第二半模62。在装配侧11和第一半模61之间设置有浇铸通道63。

如图4所示，可流动的包裹材料6被施加到电路板衬底2的装配侧11上。包裹材料6比如能够是热固性塑料、特别是环氧树脂。包裹材料比如能够通过转移模制方法、压缩模制方法、热固性喷注方法或浇铸方法被涂覆到电路板衬底上。在此，能够使用压力，使得可流动的包裹材料6渗入到铸造通道63中。

如图5所示，可流动的包裹材料6在第一半模61和罩壁41之间的缝隙中上升并且流到盖子区段42上面。如通过图5中的箭头所勾画的一样，包裹材料在罩壁41和盖子区段42的过渡区域中通过布置在那里的注入开口5在所使用的压力的作用和/或在图5中从上往下起作用的重力的作用下渗入到罩内部空间44中。至少一个注入开口5在此有利地用作节流部位并且在包裹材料6的注入过程期间防止压力峰值未受抑制地作用到电结构元件3上。

渗入到罩内部空间44中的包裹材料6首先朝电路板衬底2的面向罩内部空间的面11的方向向前推进并且围绕着电结构元件2的电接头31流动。随后，如图6所示，包裹材料6在罩内部空间44中一直上升到凸缘43的下棱边，但是没有通过狭窄的缝隙66渗入到自由空间45中。在所述自由空间中对被包裹材料从罩内部空间中挤出来的空气进行压缩。

在制造包裹部（Umhüllung）之后，移除半模61、62，以用于获得在图1中所示出的最终成品。

Claims (10)

1.尤其是用在机动车变速器的液压流体中的电构件组（1），该电构件组包括：电路板衬底（2）；至少一个布置在所述电路板衬底（2）上的并且与所述电路板衬底（2）进行电接触的电结构元件（3）；布置在所述电结构元件（3）上面的保护罩（4）；以及在所述保护罩（4）上面被涂覆到所述电路板衬底（2）上的包裹材料（6），所述包裹材料从外面至少覆盖所述保护罩（4），其特征在于，所述保护罩（4）设有至少一个注入开口（5）并且所述包裹材料（6）通过所述至少一个注入开口（5）如此被引入到所述保护罩（4）和所述电路板衬底（2）之间的罩内部空间（44）中，从而在所述保护罩（4）和所述电路板衬底（2）之间留有未用包裹材料（8）填充的自由空间（45），该自由空间直接与所述至少一个电结构元件（3）邻接。

2.根据权利要求1所述的电构件组，其特征在于，未用所述包裹材料（6）填充的自由空间（45）形成补偿空间，所述电结构元件（3）或所述电结构元件的部分能够部分地伸展到所述补偿空间中。

3.根据权利要求1所述的电构件组，其特征在于，所述保护罩（4）的至少一个注入开口（5）通过在垂直于所述电路板衬底（2）的横截面中观察迷宫式的、尤其U形的通道结构（67）与所述自由空间（45）相连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电构件组，其特征在于，所述至少一个注入开口（5）构造为节流部位，以用于在所述包裹材料（6）的注入过程期间抑制压力峰值。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电构件组，其特征在于，所述保护罩（4）具有在圆周侧将所述电结构元件（3）包围的、垂直地安置到所述电路板衬底（2）上的罩壁（41）并且在背向所述电路板衬底（2）的一侧上在所述电结构元件（3）上面具有盖子区段（42），并且所述注入开口（5）被设置在盖子区段（42）与罩壁（41）之间的过渡区域中。

6.根据权利要求5所述的电构件组，其特征在于，所述盖子区段（42）具有突伸到所述罩内部空间（44）中的凸缘（43）。

7.根据权利要求6所述的电构件组，其特征在于，所述盖子区段（42）的突伸到所述罩内部空间（44）中的凸缘（43）在所述电结构元件（3）的背向所述电路板衬底（2）的端部（14）上如此包围该电结构元件（3），从而在所述凸缘（43）与所述电结构元件（3）之间存在非常狭窄的中间空间（66），该中间空间与所述自由空间（45）相连接。

8.根据权利要求1所述的电构件组，其特征在于，所述自由空间（45）填充有气体、特别是填充有空气。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电构件组，其特征在于，所述保护罩（4）具有多个罩内部空间（45），在所述罩内部空间中分别布置有电结构元件（3）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电构件组，其特征在于，所述至少一个电结构元件（3）是电容器、特别是电解电容器。