CN110383960A

CN110383960A - 电子控制模块和用于制造电子控制模块的方法

Info

Publication number: CN110383960A
Application number: CN201880017907.5A
Authority: CN
Inventors: M.克劳斯
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2019-10-25
Anticipated expiration: 2038-01-22
Also published as: CN110383960B; DE102017204338A1; EP3597018A1; EP3597018B1; US20200045840A1; US11528816B2; WO2018166679A1

Abstract

提出了一种电子控制模块（10）、尤其是用于变速箱的电子控制模块（10），其包括：‑ 第一印刷电路板元件（20）；‑ 固定在所述第一印刷电路板元件（20）上的传感器单元载体（30），所述传感器单元载体具有传感器单元容纳部（35），用于容纳传感器单元（40）；‑ 传感器单元（40），所述传感器单元具有固定在第二印刷电路板元件（50）上并且与所述第二印刷电路板元件（50）电连接的传感器元件（45），用于检测至少一个测量值，其中所述传感器单元（40）固定在所述传感器单元容纳部（35）中，其特征在于，所述第二印刷电路板元件（50）具有柔性区域（52），其中所述柔性区域（52）将所述第二印刷电路板元件（50）的第一分区（55）与所述第二印刷电路板元件（50）的第二分区（56）分开，其中所述第一分区（55）相对于所述第二分区（56）具有预先确定的角度，而且所述传感器元件（45）借助于所述第二印刷电路板元件（50）的第二分区（56）与所述第一印刷电路板元件（20）电连接。

Description

电子控制模块和用于制造电子控制模块的方法

技术领域

本发明涉及一种电子控制模块和一种用于制造电子控制模块的方法。

背景技术

已知多种电子控制模块、尤其是用于变速箱的电子控制模块。这些电子控制模块常常包括传感器或传感器元件，借助于该传感器或传感器元件来检测测量值或测量数据。传感器元件可以是传感器单元的部分。传感器或传感器单元必须布置在预先确定的位置或相对于待测量的元件或对象有距离地来布置。控制模块或控制模块的第一印刷电路板元件的位置常常也预先给定。因而，传感器或传感器元件必须与第一印刷电路板元件有预先确定的距离或有预先确定的高度地来布置。为此，通常使用传感器单元载体，该传感器单元载体固定在第一印刷电路板元件上。在传感器单元载体的背离第一印刷电路板元件的一侧，传感器单元固定在传感器单元载体上或将传感器单元固定在传感器单元载体上。

为了在第一印刷电路板元件与传感器或传感器单元之间的电连接，通常使用电缆或引线框。在利用电缆来连接的情况下，制造的花费很高，尤其是因为使用了多种不同的触点接通技术。在引线框作为在传感器或传感器单元与第一印刷电路板元件之间的电连接元件的情况下，需要花费高且昂贵的工具来进行制造。此外，这些工具并不能快速地被改变，使得传感器单元的位置在制造过程期间不能轻易地被改变，尤其是因为需要其它工具而且制造过程必须花费高地调整。

此外，在传感器或传感器单元与印刷电路板元件之间的角度在制造过程中只能花费很高地被改变。

发明内容

本发明的优点

本发明的实施方式可以有利地实现：使传感器元件距第一印刷电路板元件的距离以及传感器元件相对于第一印刷电路板元件的角度在技术上简单地改变或在制造时适配。

按照本发明的第一方面，提出了一种电子控制模块、尤其是用于变速箱的电子控制模块，该电子控制模块包括：- 第一印刷电路板元件；- 固定在第一印刷电路板元件上的传感器单元载体，该传感器单元载体具有传感器单元容纳部，用于容纳传感器单元；- 传感器单元，该传感器单元具有固定在第二印刷电路板元件上并且与第二印刷电路板元件电连接的传感器元件，用于检测至少一个测量值，其中该传感器单元固定在传感器单元容纳部中，其特征在于，第二印刷电路板元件具有柔性区域，其中该柔性区域将第二印刷电路板元件的第一分区与第二印刷电路板元件的第二分区分开，其中第一分区相对于第二分区具有预先确定的角度，而且该传感器元件借助于第二印刷电路板元件的第二分区与第一印刷电路板元件电连接。

其优点是：典型地，传感器单元或传感器元件与第一印刷电路板元件的距离可以在制造过程期间技术上简单地来适配或改变。此外，在传感器单元或传感器元件与第一印刷电路板元件之间的角度或取向通常能在制造过程期间技术上简单地来改变或适配，因为第二印刷电路板元件包括柔性区域或半柔性区域或可弯曲区域。此外，传感器单元或传感器元件一般不必经历将电子器件覆盖在第一印刷电路板元件上的过程，而是可以在这些过程之后才被布置。因而，传感器单元或传感器元件典型地不必特别耐抗地来构造，尤其是相对于加热或炎热不必特别耐抗地来构造。此外，通常不需要附加的连接元件、诸如引线框和/或电缆来使传感器元件与第一印刷电路板元件电连接。第二印刷电路板元件的第二分区的长度通常可以针对在传感器单元或传感器元件与第一印刷电路板元件之间的所需的连接长度来适配。

按照本发明的第二方面，提出了一种用于制造电子控制模块、尤其是用于变速箱的电子控制模块的方法，其中该方法包括如下步骤：- 提供第一印刷电路板元件；- 提供传感器单元，其中该传感器单元具有第二印刷电路板元件，该第二印刷电路板元件通过柔性区域被分成第一分区和第二分区，其中第一分区相对于第二分区具有预先确定的角度，其中该传感器单元还具有固定在第二印刷电路板元件的第一分区上并且与第二印刷电路板元件电连接的传感器元件，用于检测至少一个测量值，其中该传感器元件通过密封材料相对于周围环境防油地来密封；- 将传感器单元载体布置在第一印刷电路板元件上，而且将传感器单元载体与第一印刷电路板元件连接，其中该传感器单元载体具有传感器单元容纳部，用于容纳传感器单元；以及- 将该传感器单元布置和固定在传感器单元容纳部中，使得传感器借助于第二分区来与第一印刷电路板元件电连接。

在这方面有利的是：传感器或传感器单元距第一印刷电路板元件的高度或距离通常可以通过改变传感器单元载体的高度而在制造过程期间技术上简单地来适配或改变。此外，在传感器或传感器单元与第一印刷电路板元件之间的角度典型地能技术上简单地来改变或适配，因为第二印刷电路板元件包括柔性区域或半柔性区域或可弯曲区域。通常，通过（在利用密封材料来进行防油密封之前）使第二印刷电路板元件的柔性分区或半柔性分区弯曲，可以实现在传感器与第一印刷电路板元件之间的任意的角度。第二印刷电路板元件的第二分区的能（与传感器单元载体的高度）适配的长度典型地负责在没有附加元件、诸如电缆和/或引线框的情况下在传感器或传感器单元与第一印刷电路板元件之间的可靠的电连接。

本发明的实施方式的思路尤其可以被视为基于随后描述的思想和认识。

按照一个实施方式，传感器单元载体具有空腔，用于容纳在第二印刷电路板元件的第二分区与第一印刷电路板元件之间的电连接区域，其中该空腔相对于周围环境尤其是通过传感器单元防油地来密封。其优点是：在第二印刷电路板元件的第二分区与第一印刷电路板元件之间的电连接区域通常相对于周围环境特别好地受保护。尤其是，即使在传感器单元载体的形状变化的情况下，电连接区域或电连接通常也并没有受负面影响，因为传感器单元载体的材料相对于该电连接区域有距离。

按照一个实施方式，传感器单元载体包括热塑性塑料，尤其是传感器单元载体由热塑性塑料组成。在这方面有利的是：控制模块通常能技术上成本低廉地来制造，因为热塑性塑料是优惠的。

按照一个实施方式，第二印刷电路板元件的第二分区与第一印刷电路板元件借助于弹簧接触连接来电连接。其优点是：该电连接通常可以技术上简单地而且从外部看不到或接触不到弹簧接触连接地来制造。

按照一个实施方式，传感器元件、尤其是传感器单元以及第二印刷电路板元件的柔性区域通过热固性材料相对于周围环境防油地密封。经此，在印刷电路板元件的第二分区与第一印刷电路板元件之间的电连接或电连接区域通常技术上特别简单地相对于周围环境受保护。

按照该方法的一个实施方式，在将传感器单元布置和固定在传感器单元容纳部中之前，实施如下步骤：施加浇注材料，用于使在第一印刷电路板元件上的电器件相对于周围环境防油地密封；并且使浇注材料时效硬化。在这方面有利的是：传感器单元典型地在浇注材料时效硬化之后才被安装在传感器单元载体上。因此，通常传感器单元不受浇注材料的时效硬化的影响或不受用于使浇注材料时效硬化的措施（例如加热）打扰。因而，传感器单元通常可以由成本低廉的材料组成或包括这种成本低廉的材料，尤其是热敏感的材料。

按照该方法的一个实施方式，第二印刷电路板元件的第二分区与第一印刷电路板元件借助于弹簧接触连接来电连接。在这方面有利的是：该电连接通常技术上简单地而且从外部看不到或接触不到弹簧接触连接地来制造。

按照该方法的一个实施方式，传感器单元载体的高度通过将传感器单元载体的一部分除去来被适配到预先给定的高度。经此，传感器或传感器单元距第一印刷电路板元件的距离通常可以技术上简单地来适配或被调节到预先给定的/所希望的高度上。

按照该方法的一个实施方式，传感器单元被布置并且与传感器单元载体连接成使得传感器单元载体的空腔与周围环境防油地密封，在该空腔中建立第二分区与第一印刷电路板元件的电连接。在这方面有利的是：在印刷电路板元件的第二分区与第一印刷电路板元件之间的电连接或电连接区域通常技术上特别简单地相对于周围环境受保护。通常，尤其是不需要附加的步骤和/或附加的元件或组件来使该空腔和该电连接密封。

指出：本发明的可能的特征和优点中的一些特征和优点在本文中参考电子控制模块或用于制造电子控制模块的方法的不同的实施方式来描述。本领域技术人员认识到：这些特征可以以适当的方式组合、适配或交换，以便得到本发明的其它实施方式。

附图说明

随后，本发明的实施方式参考附图予以描述，其中无论附图还是描述都不应解释成对本发明的限制。

图1示出了按照本发明的电子控制模块的实施方式的横截面图。

该附图仅仅是示意性的并且没有按正确比例。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的电子控制模块10的实施方式的横截面图。电子控制模块10例如是用于变速箱的控制装置的部分。也可设想的是：控制模块10被用在电动车辆中。

电子控制模块10包括第一印刷电路板元件20。第一印刷电路板元件20例如可以是印刷电路板（printed-circuit-board，PCB）。在第一印刷电路板元件20上可以布置有电子器件。

第一印刷电路板元件20的至少一部分被浇注材料70覆盖。浇注材料70将布置在第一印刷电路板元件20上的电子器件覆盖并且相对于周围环境保护这些电子器件。浇注材料70尤其是防油地来构造，使得这些电子器件相对于控制模块10可以布置到其中的油环境来密封。

传感器单元载体30布置在第一印刷电路板元件20上并且固定在第一印刷电路板元件20上。传感器单元载体30可以借助于浇注材料70固定在第一印刷电路板元件20上，该浇注材料至少部分地存在于传感器单元载体30的为此设置的（环绕着的）侧面留空部31中。替选地或附加地，传感器单元载体30可以通过焊接（尤其是回流焊接）来固定在第一印刷电路板元件20上。

传感器单元载体30在第一印刷电路板元件20上的位置能在制造电子控制模块10期间轻易地被适配或改变，因为仅须改变在第二印刷电路板元件50与第一印刷电路板元件20之间的电连接元件（例如弹簧接触元件25）在第一印刷电路板元件20上的位置。

传感器单元载体30可以包括热塑性塑料（例如PPS）或者由该热塑性塑料（例如PPS）组成。传感器单元载体30的高度（该高度垂直于第一印刷电路板元件20延伸；该高度在图1中从下向上延伸）可变。对此，在将传感器单元载体30布置在第一印刷电路板元件20之前，可以将传感器单元载体30的在图1中下方的部分或区域除去、例如切削或铣切。传感器单元载体30平坦地平放在第一印刷电路板元件20上。

在背离第一印刷电路板元件20的一侧，传感器单元载体30具有传感器单元容纳部35。传感器单元容纳部35例如可以包括凹陷或可以是凹陷。传感器单元40布置在传感器单元容纳部35中并且固定在传感器单元载体30上。该固定可以通过粘贴和/或***来实现。可以在施加浇注材料70并且使浇注材料70时效硬化之后来布置和固定传感器单元40。

传感器单元40具有第二印刷电路板元件50。第二印刷电路板元件50例如可以是印刷电路板（printed-circuit-board）。在第二印刷电路板元件50上布置和固定用于检测至少一个测量值（例如转数）的传感器元件45以及也许布置和固定其它电子器件47。传感器元件45以及可能存在的其它电子器件47被密封材料49包围，使得传感器元件45和其它电子器件47相对于周围环境密封，尤其是防油地或防变速箱机油地（相对于自动变速器油（automatic transmission fluid）密封地）来密封。密封材料49尤其可以包括热固性材料或者可以是这种热固性材料。

第二印刷电路板元件50具有柔性或半柔性的可弯曲的分区或区域52，该柔性或半柔性的可弯曲的分区或区域将第二印刷电路板元件50分成或划分成第一分区55（在图1中从上向下延伸）和第二分区56（在图1中从左向右延伸）。第二印刷电路板元件50的柔性区域52尤其可以通过将第二印刷电路板元件50的一部分除去来构造。为此，至少在第二印刷电路板元件50的第一侧上除去第二印刷电路板元件50的一部分。在某种程度上可以说，第二印刷电路板元件50在柔性区域52薄化。附加地，也可以在印刷电路板元件50的与第二印刷电路板元件50的第一侧对置的第二侧上除去第二印刷电路板元件50的一部分。这例如可以通过铣切来执行。紧接着，第二印刷电路板元件50在柔性区域52弯曲。在第一分区55与第二分区56之间的可实现的最大角度例如可以约为120°或者约为150°。

通过改变第二印刷电路板元件50的柔性区域52的位置，可以调节第二印刷电路板元件50的第二分区56的长度。这与传感器单元载体30的高度适配，使得通过将第二印刷电路板元件50的第二分区56***到传感器单元载体30的空腔32中，可靠地建立与第一印刷电路板元件20的电连接。

在用密封材料49来包围传感器元件45和第二印刷电路板元件50的第一分区55之前，也就是说在将传感器单元40密封之前，使柔性区域52弯曲。该包围例如可以通过压力注塑包封来执行。柔性区域52被弯曲为使得达到了在第二印刷电路板元件50的第一分区55与第二印刷电路板元件50的第二分区56之间的预先给定的或所希望的角度。经此，因为在第二印刷电路板元件50的第二分区56与第一印刷电路板元件20之间的角度通常约为90°，所以也调节出了在第一印刷电路板元件20与传感器元件45或第二印刷电路板元件50的第一分区55之间的角度。因此，与传感器元件45相对于第一印刷电路板元件20的角度无关地，第二印刷电路板元件50的第二分区56相对于第一印刷电路板元件20可始终具有大约90°的角度。这使得在第二印刷电路板元件50与第一印刷电路板元件20之间的电连接变得容易。

传感器单元载体30可以针对在第一分区55与第二分区56之间的角度来适配，使得传感器单元载体30的背离第一印刷电路板元件10的一侧基本上平行于第二印刷电路板元件50的第一分区55地延伸。反过来，传感器单元40可以针对传感器单元载体30相对应地来适配。

密封材料49完全包围第二印刷电路板元件50的柔性区域52。第二印刷电路板元件50的第二分区56的一部分可以被密封材料49包围。然而，也可设想的是：第二印刷电路板元件50的第二分区56没有密封材料49。

第二印刷电路板元件50的第二分区56的背离第二印刷电路板元件50的柔性区域52的一端通过（SMD）弹簧接触连接来与第一印刷电路板元件20电连接。经此，因为第二印刷电路板元件50的第二分区56通过第二印刷电路板元件50的柔性区域52和第二印刷电路板元件50的第一分区55来与传感器元件45电连接，所以传感器元件45与第一印刷电路板元件20电连接。

传感器单元载体30具有空腔32，该空腔朝向第一印刷电路板元件20敞开。第二印刷电路板元件50的第二分区56被***到空腔32中而且由于传感器单元载体30的引导而到达弹簧接触元件25。

空腔32朝着远离第一印刷电路板元件20的方向通过传感器单元40、尤其是通过传感器单元40的密封材料49相对于周围环境防液体地或防油地来密封。经此，空腔32和在第二印刷电路板元件50的第二分区56与第一印刷电路板元件20之间的电接触相对于周围环境技术上简单地防油地来密封。

最后指出：如“具有”、“包括”等等那样的术语不排除其它元件或步骤，而如“一个”或“一”那样的术语不排除多个。权利要求中的附图标记不应被视为限制。

Claims

1.一种电子控制模块（10）、尤其是用于变速箱的电子控制模块（10），所述电子控制模块包括：

- 第一印刷电路板元件（20）；

- 固定在所述第一印刷电路板元件（20）上的传感器单元载体（30），所述传感器单元载体具有传感器单元容纳部（35），用于容纳传感器单元（40）；

- 传感器单元（40），所述传感器单元具有固定在第二印刷电路板元件（50）上并且与所述第二印刷电路板元件（50）电连接的传感器元件（45），用于检测至少一个测量值，

其中所述传感器单元（40）固定在所述传感器单元容纳部（35）中，

其特征在于，

所述第二印刷电路板元件（50）具有柔性区域（52），其中所述柔性区域（52）将所述第二印刷电路板元件（50）的第一分区（55）与所述第二印刷电路板元件（50）的第二分区（56）分开，其中所述第一分区（55）相对于所述第二分区（56）具有预先确定的角度，而且所述传感器元件（45）借助于所述第二印刷电路板元件（50）的第二分区（56）与所述第一印刷电路板元件（20）电连接。

2.根据权利要求1所述的电子控制模块（10），其中

所述传感器单元载体（20）具有空腔（32），用于容纳在所述第二印刷电路板元件（50）的第二分区（56）与所述第一印刷电路板元件（20）之间的电连接区域，其中所述空腔（32）相对于周围环境尤其是通过所述传感器单元（40）防油地来密封。

3.根据权利要求1或2所述的电子控制模块（10），其中

所述传感器单元载体（30）包括热塑性塑料，尤其是由热塑性塑料组成。

4.根据上述权利要求之一所述的电子控制模块（10），其中

所述第二印刷电路板元件（50）的第二分区（56）与所述第一印刷电路板元件（20）借助于弹簧接触连接来电连接。

5.根据上述权利要求之一所述的电子控制模块（10），其中

所述传感器元件（45）、尤其是所述传感器单元（40）和所述第二印刷电路板元件（50）的柔性区域（52）通过热固性材料相对于周围环境防油地密封。

6.一种用于制造电子控制模块（10）、尤其是用于变速箱的电子控制模块（10）的方法，其中所述方法包括如下步骤：

- 提供第一印刷电路板元件（20）；

- 提供传感器单元（40），其中所述传感器单元（40）具有第二印刷电路板元件（50），所述第二印刷电路板元件通过柔性区域（52）被分成第一分区（55）和第二分区（56），其中所述第一分区（55）相对于所述第二分区（56）具有预先确定的角度，其中所述传感器单元（40）还具有固定在所述第二印刷电路板元件（50）的第一分区（55）上并且与所述第二印刷电路板元件（50）电连接的传感器元件（45），用于检测至少一个测量值，其中所述传感器元件（45）通过密封材料（49）相对于周围环境防油地来密封；

- 将所述传感器单元载体（30）布置在所述第一印刷电路板元件（20）上，而且将所述传感器单元载体（30）与所述第一印刷电路板元件（20）连接，其中所述传感器单元载体（30）具有传感器单元容纳部（35），用于容纳所述传感器单元（40）；而且

- 将所述传感器单元（40）布置和固定在所述传感器单元容纳部（35）中，使得所述传感器元件（45）借助于所述第二分区（56）与所述第一印刷电路板元件（20）电连接。

7.根据权利要求6所述的方法，其中

在将所述传感器单元（40）布置和固定在所述传感器单元容纳部（35）中之前，实施如下步骤：

施加浇注材料（70），用于使在所述第一印刷电路板元件（20）上的电器件（47）相对于周围环境防油地密封；而且

使所述浇注材料（70）时效硬化。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中

9.根据权利要求6-8之一所述的方法，其中

所述传感器单元载体（30）的高度通过将所述传感器单元载体（30）的一部分除去而被适配到预先给定的高度。

10.根据权利要求6-9之一所述的方法，其中

所述传感器单元（40）被布置并且与所述传感器单元载体（30）连接成使得所述传感器单元载体（30）的空腔（32）与周围环境防油地密封，在所述空腔中建立所述第二分区（56）与所述第一印刷电路板元件（20）的电连接。