DE102015219005A1 - Electronic module, in particular for transmission control, with sensor connection by means of flexible conductor foil positioned via centering pins - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Elektronikmodul (1), insbesondere für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, welches einen Sensorchip (7), eine Substratkomponente (13) wie z.B. eine flexible Leiterfolie oder eine Leiterplatte und ein Trägerbauteil (3) mit einer Sensorhaltestruktur (9) aufweist. Der Sensorchip (7) ist an der Substratkomponente (13) mechanisch gehalten und elektrische Anschlüsse des Sensorchips (7) sind mit Leiterbahnen (14) der Substratkomponente (13) elektrisch verbunden. Die Substratkomponente (13) ist an der Sensorhaltestruktur (9) befestigt. Das Elektronikmodul zeichnet sich dadurch aus, dass an der Sensorhaltestruktur (9) positionsgenau angeordnete Zentrierstifte (15) ausgebildet sind, an der Substratkomponente (13) positionsgenau angeordnete Ausnehmungen (15) angeordnet sind und jeder der Zentrierstifte (15) in eine der Ausnehmungen (17) eingreift, um die Substratkomponente (13) relativ zu der Sensorhaltestruktur (9) zu positionieren. Der Sensorchip (7) kann dadurch einfach und ortsgenau in dem Elektronikmodul positioniert und über die Substratkomponente (7) beispielsweise mit einer Steuereinheit (5) verbunden werden.An electronic module (1), in particular for a transmission control of a motor vehicle, is proposed, which has a sensor chip (7), a substrate component (13), such as e.g. a flexible conductor foil or a printed circuit board and a carrier component (3) with a sensor holding structure (9). The sensor chip (7) is mechanically held on the substrate component (13) and electrical connections of the sensor chip (7) are electrically connected to conductor tracks (14) of the substrate component (13). The substrate component (13) is attached to the sensor holding structure (9). The electronic module is characterized in that centering pins (15) arranged in a positionally exact manner are formed on the sensor holding structure (9), recesses (15) arranged in precise positions on the substrate component (13) are arranged, and each of the centering pins (15) is inserted into one of the recesses (17 ) to position the substrate component (13) relative to the sensor support structure (9). As a result, the sensor chip (7) can be positioned in the electronics module in a simple and precise manner and can be connected via the substrate component (7) to, for example, a control unit (5).
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronikmodul, wie es insbesondere für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Fertigen eines solchen Elektronikmoduls. The present invention relates to an electronic module, as it can be used in particular for a transmission control of a motor vehicle. The invention further relates to a method for manufacturing such an electronic module.
Stand der Technik State of the art
Elektronikmodule können insbesondere zum Steuern von Funktionen eines Getriebes in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Ein Elektronikmodul umfasst dabei im Allgemeinen mehrere elektrische oder elektronische Bauelemente wie beispielsweise elektrische Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten, integrierte Schaltkreise (IC – Integrated Circuit), Sensoren etc. Die Bauelemente sind untereinander elektrisch verbunden. Für den Einsatz als Getriebesteuerung verfügt ein Elektronikmodul im Regelfall über eine Steuereinheit, welche auch als TCU (Transmission Control Unit) bezeichnet wird. Im Allgemeinen ist diese Steuereinheit mit einem oder mehreren Sensoren verbunden, um über diese Betriebszustände eines Fahrzeuggetriebes erfassen zu können und dann basierend auf entsprechenden Daten das Getriebe geeignet steuern zu können. Electronic modules can be used in particular for controlling functions of a transmission in a motor vehicle. An electronic module generally comprises a plurality of electrical or electronic components such as electrical resistors, capacitors, inductors, integrated circuits (IC), sensors, etc. The components are electrically interconnected. For use as transmission control, an electronic module usually has a control unit, which is also referred to as TCU (Transmission Control Unit). In general, this control unit is connected to one or more sensors in order to be able to detect these operating conditions of a vehicle transmission and then be able to control the transmission appropriately based on corresponding data.
Es ist eine Vielzahl von Elektronikmodulen für Fahrzeuggetriebesteuerungen bekannt. Insbesondere sind unterschiedliche Arten bekannt, wie Bauelemente in einem solchen Elektronikmodul angeordnet und miteinander elektrisch verbunden werden können. Beispielsweise ist in der
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine vorteilhafte alternative Ausgestaltung eines Elektronikmoduls, insbesondere für eine Getriebesteuerung, bereitstellen, welches einfach und präzise aufgebaut werden kann. Insbesondere kann ein Sensorchip in einem Elektronikmodul positionsgenau angeordnet werden und mit anderen Bauelementen des Elektronikmoduls, insbesondere mit einer Steuereinheit, elektrisch verbunden werden. Embodiments of the present invention can provide an advantageous alternative embodiment of an electronic module, in particular for a transmission control, which can be constructed simply and precisely. In particular, a sensor chip can be positioned accurately in an electronic module and electrically connected to other components of the electronic module, in particular to a control unit.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Elektronikmodul vorgeschlagen, wie es insbesondere für eine Getriebesteuerung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Das Elektronikmodul weist einen Sensorchip, eine Substratkomponente wie z.B. eine flexible Leiterfolie oder eine Leiterplatte und ein Trägerbauteil mit einer Sensorhaltestruktur auf. Der Sensorchip ist an der Substratkomponente mechanisch gehalten und elektrische Anschlüsse des Sensorchips sind mit Leiterbahnen der Substratkomponente elektrisch verbunden. Die Substratkomponente ist an der Sensorhaltestruktur befestigt. Das Elektronikmodul zeichnet sich dadurch aus, dass an der Sensorhaltestruktur positionsgenau angeordnete Zentrierstifte ausgebildet sind und an der Substratkomponente positionsgenau angeordnete Ausnehmungen angeordnet sind. Jeder der Zentrierstifte an der Sensorhaltestruktur ist dabei in eine der Ausnehmungen an der Substratkomponente eingeführt und greift in diese ein, um die Substratkomponente relativ zu der Sensorhaltestruktur zu positionieren. According to one aspect of the invention, an electronic module is proposed, as it can be used in particular for a transmission control of a motor vehicle. The electronic module has a sensor chip, a substrate component such as a metal substrate. a flexible conductor foil or a printed circuit board and a carrier component with a sensor holding structure. The sensor chip is mechanically held on the substrate component and electrical connections of the sensor chip are electrically connected to conductor tracks of the substrate component. The substrate component is attached to the sensor support structure. The electronic module is distinguished by the fact that centering pins arranged in a positionally accurate manner on the sensor holding structure are formed and recesses arranged in a positionally exact position on the substrate component. Each of the centering pins on the sensor support structure is inserted into and engages one of the recesses on the substrate component to position the substrate component relative to the sensor support structure.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Ideas for embodiments of the present invention may be considered, inter alia, as being based on the thoughts and findings described below.
Elektronikmodule für Getriebesteuerungen werden bisher häufig mithilfe von starren Leiterplatten (PCB – Printed Circuit Board) und/oder auf Basis von Stanzgittern aufgebaut. Elektrische Bauelemente werden dabei auf einer Leiterplatte bzw. einem Stanzgitter mechanisch gehalten und sind über Leiterbahnen derselben untereinander elektrisch verbunden. Electronic modules for transmission control systems have hitherto often been constructed using rigid printed circuit boards (PCBs) and / or based on punched grids. Electrical components are mechanically held on a printed circuit board or a punched grid and are electrically interconnected via interconnects thereof.
Allerdings kann es häufig nötig sein, ein Design und/oder eine Funktionalität eines Elektronikmoduls an individuelle Gegebenheiten beispielsweise eines zu steuernden Getriebes anzupassen. Beispielsweise kann es notwendig sein, je nach Getriebe einen Sensor für das Elektronikmodul an unterschiedlichen Positionen anzuordnen. Derart unterschiedliche Positionierungen eines Sensors können dabei erfordern, dass die zum mechanischen Halten und elektrischen Verbinden dieses Sensors eingesetzten Leiterplatten bzw. Stanzgitter jeweils anwendungsspezifisch angepasst werden müssen. Dies kann zu hohen Planungs- und/oder Fertigungskosten führen. However, it may often be necessary to adapt a design and / or a functionality of an electronic module to individual conditions, for example, of a transmission to be controlled. For example, it may be necessary, depending on the transmission to arrange a sensor for the electronic module at different positions. Such different positioning of a sensor may require that the printed circuit boards or punched grids used for the mechanical holding and electrical connection of this sensor must each be adapted to the specific application. This can lead to high planning and / or production costs.
Es wurde daher vorgeschlagen, Sensoren bzw. solche Sensoren ausbildende Sensorchips mit anderen elektrischen Bauteilen eines Elektronikmoduls über als Substratkomponenten dienende sogenannte flexible Leiterfolien, welche manchmal auch als Flexfolien bezeichnet werden, elektrisch zu verbinden. Solche flexiblen Leiterfolien basieren im Allgemeinen auf einer dünnen Kunststofffolie, beispielsweise mit einer Dicke von deutlich weniger als 300µm, meist weniger als 150µm, welche aufgrund ihrer geringen Dicke flexibel biegbar sind und somit einfach an unterschiedliche räumliche Gegebenheiten angepasst werden können. An oder in der Kunststofffolie sind elektrisch leitfähige, meist metallische Leiterbahnen vorgesehen, welche ebenfalls ausreichend dünn sind, dass die Substratkomponente flexibel gebogen werden kann, und über welche an der Substratkomponente angebundene Bauelemente elektrisch miteinander verbunden werden können. Alternativ kann als Substratkomponente eine starre Leiterplatte eingesetzt werden. It has therefore been proposed to electrically connect sensors or sensors forming sensors with other electrical components of an electronic module via so-called flexible conductor foils serving as substrate components, which are sometimes also referred to as flex foils. Such flexible conductor sheets are generally based on a thin plastic film, for example, having a thickness of significantly less than 300μm, usually less than 150μm, which are flexible bendable due to their small thickness and thus can be easily adapted to different spatial conditions. On or in the plastic film electrically conductive, usually metallic interconnects are provided, which are also sufficiently thin that the substrate component can be bent flexibly, and via which connected to the substrate component components can be electrically connected to each other. Alternatively, as a substrate component, a rigid printed circuit board can be used.
Ein Sensorchip konnte somit an einem Trägerbauteil innerhalb eines Elektronikmoduls angeordnet werden und über eine Substratkomponente mit anderen Bauteilen elektrisch verbunden werden. Um den Sensorchip mechanisch stabil an dem Trägerbauteil zu halten, wurde beispielsweise vorgeschlagen, den Sensorchip mithilfe einer Vergussmasse mit dem Trägerbauteil bzw. beispielsweise einem an dem Trägerbauteil ausgebildeten Sensordom zu vergießen. A sensor chip could thus be arranged on a carrier component within an electronic module and electrically connected to other components via a substrate component. In order to keep the sensor chip mechanically stable on the carrier component, it has been proposed, for example, to cast the sensor chip with the carrier component or, for example, a sensor dome formed on the carrier component by means of a potting compound.
Es wurde jedoch erkannt, dass es wichtig sein kann, den Sensorchip innerhalb des Elektronikmoduls sehr genau zu positionieren, damit dieser beispielsweise zu überwachende Bauteile oder Parameter mit ausreichender Präzision sensieren kann. Ein positionsgenaues Anordnen eines Sensorchips innerhalb des Elektronikmoduls wurde bei herkömmlichen Elektronikmodulen als schwierig erkannt. However, it has been recognized that it may be important to position the sensor chip very accurately within the electronics module so that it can sense, for example, components or parameters to be monitored with sufficient precision. Positionally positioning a sensor chip within the electronics module has been found to be difficult in conventional electronic modules.
Es wird daher vorgeschlagen, an dem Trägerbauteil eines Elektronikmoduls eine Sensorhaltestruktur auszubilden und diese Sensorhaltestruktur mit positionsgenau angeordneten Zentrierstiften auszubilden. Ein Sensorchip soll jedoch nicht direkt an der Sensorhaltestruktur angebracht werden. Dies könnte insbesondere bei Sensorchips in Form von mechanisch empfindlichen Bare-Dies schwierig sein. Stattdessen wird der Sensorchip mechanisch und elektrisch mit der vorzugsweise flexiblen Substratkomponente verbunden und an dieser Substratkomponente positionsgenau angeordnete Ausnehmungen vorgesehen. Die Zentrierstifte der Sensorhaltestruktur können dann in die Ausnehmungen der Substratkomponente eingreifen, um auf diese Weise die Substratkomponente und indirekt somit auch den Sensorchip mit hoher Genauigkeit relativ zu der Sensorhaltestruktur positionieren zu können. Die Zentrierstifte und die Ausnehmungen können hierbei vorzugsweise mit komplementären Geometrien ausgebildet sein, sodass die Substratkomponente nach dem Aufpressen der Ausnehmungen auf die Zentrierstifte weitgehend spielfrei und positionsgenau gehalten ist. It is therefore proposed to form a sensor holding structure on the carrier component of an electronic module and to form this sensor holding structure with centering pins arranged in a positionally accurate manner. However, a sensor chip should not be attached directly to the sensor support structure. This could be particularly difficult with sensor chips in the form of mechanically sensitive bare dies. Instead, the sensor chip is mechanically and electrically connected to the preferably flexible substrate component and provided on this substrate component positionally precisely arranged recesses. The centering pins of the sensor holding structure can then engage in the recesses of the substrate component, in order in this way to be able to position the substrate component and thus indirectly also the sensor chip with high accuracy relative to the sensor holding structure. The centering pins and the recesses may in this case preferably be formed with complementary geometries, so that the substrate component is held largely free of play and exact position after pressing the recesses on the centering pins.
Dabei wird ausgenutzt, dass mit heute zur Verfügung stehenden Fertigungstechnologien, das heißt beispielsweise mit industriell einsetzbaren Bestückungsautomaten, Bauelemente wie Sensorchips mit hoher räumlicher Genauigkeit auf einem Substrat wie beispielsweise einer flexiblen Substratkomponente angeordnet werden können. Positionierungsgenauigkeiten im Bereich von 0,1 mm oder sogar unterhalb von 0,1 mm sind realisierbar. It is exploited that with today available production technologies, that is, for example, with industrially applicable placement machines, components such as sensor chips with high spatial accuracy on a substrate such as a flexible substrate component can be arranged. Positioning accuracies in the range of 0.1 mm or even below 0.1 mm are feasible.
Ferner wird ausgenutzt, dass Ausnehmungen in einer Substratkomponente ebenfalls mit sehr hoher Positionsgenauigkeit von zumindest weniger als 1mm, vorzugsweise weniger als 0,2mm und stärker bevorzugt weniger als 0,1mm, ausgebildet werden können. Solche Ausnehmungen können beispielsweise gebohrt, mit einem Laser erzeugt oder freigeätzt werden, beispielsweise unter Verwendung fotolithografischer Techniken oder von Siebdrucktechniken. It is further exploited that recesses in a substrate component can also be formed with very high positional accuracy of at least less than 1 mm, preferably less than 0.2 mm and more preferably less than 0.1 mm. For example, such recesses may be drilled, laser generated, or etched, for example, using photolithographic techniques or screen printing techniques.
Insbesondere können solche Ausnehmungen in Leiterfolien als sogenannte Passermarken ausgebildet sein. Solche Passermarken werden bei elektrischen Leiterplatten oder Leiterfolien häufig als optische Referenzpunkte beispielsweise für ein Bohren von Durchkontaktierungen und/oder ein Platzieren von elektronischen Bauelementen durch Bestückungsautomaten genutzt. Eine Passermarke kann beispielsweise durch eine an einem Bohr- bzw. Bestückungskopf vorgesehene Kamera optisch erfasst werden, so dass eine Position dieses Werkzeugs relativ zu der Leiterplatte oder Substratkomponente bestimmt werden kann. Soll-Positionen, in denen beispielsweise elektrische Bauelemente angebracht werden sollen, können relativ zu solchen Passermarken angegeben werden. Passermarken werden üblicherweise mit einer sehr hohen Positionsgenauigkeit ausgebildet, das heißt sie werden beispielsweise mit Toleranzen unterhalb von 0,08mm in meist unmittelbarer Nähe zu den zu bestückenden Bauelementen platziert. In flexiblen Leiterfolien können solche Passermarken in einfacher Weise als Ausnehmungen ausgebildet werden. Häufig haben die Ausnehmungen einen runden Querschnitt, können jedoch auch anders geformte Querschnitte aufweisen. In particular, such recesses may be formed in conductor foils as so-called registration marks. Such register marks are often used in electrical printed circuit boards or printed circuit foils as optical reference points, for example for drilling vias and / or placement of electronic components by placement machines. A registration mark can be optically detected, for example, by a camera provided on a drilling or placement head, so that a position of this tool relative to the printed circuit board or substrate component can be determined. Target positions in which, for example, electrical components are to be attached can be specified relative to such registration marks. Register marks are usually formed with a very high position accuracy, that is, they are placed, for example, with tolerances below 0.08mm in most immediate proximity to the components to be assembled. In flexible conductor films such registration marks can be formed in a simple manner as recesses. Frequently, the recesses have a round cross-section, but may also have other shaped cross-sections.
Ergänzend kann ausgenutzt werden, dass auch das Trägerbauteil des Elektronikmoduls und insbesondere die daran vorgesehene Sensorhaltestruktur mit einer hohen räumlichen Genauigkeit ausgebildet werden können. Ein solches Trägerbauteil kann beispielsweise ein Kunststoffteil sein, welches beispielsweise spritzgegossen werden kann. Wird das Trägerbauteil mit geeigneten Fertigungsverfahren hergestellt, können die Sensorhaltestruktur und insbesondere die an dieser vorgesehenen Zentrierstifte ebenfalls mit einer Positionsgenauigkeit von weniger als 1mm, vorzugsweise weniger als 0,2mm und stärker bevorzugt weniger als 0,1mm, gefertigt werden. In addition, it can be exploited that the carrier component of the electronic module and in particular the sensor holding structure provided thereon can also be formed with a high degree of spatial accuracy. Such a carrier component can be, for example, a plastic part, which can be injection-molded, for example. If the carrier component is manufactured using suitable manufacturing methods, the sensor holding structure and in particular the centering pins provided thereon can also be manufactured with a positional accuracy of less than 1 mm, preferably less than 0.2 mm and more preferably less than 0.1 mm.
Da einerseits der Sensorchip sehr präzise auf der Substratkomponente angeordnet und mit dieser mechanisch verbunden werden kann, andererseits die Ausnehmungen in der Substratkomponente wie auch die Zentrierstifte an der Sensorhaltestruktur mit hoher Positionsgenauigkeit gefertigt werden können, ist es bei dem beschriebenen Elektronikmodul möglich, den Sensorchip mit hoher Positionsgenauigkeit innerhalb des Elektronikmoduls anzuordnen und zu fixieren, indem die Substratkomponente während einer Fertigung des Elektronikmoduls über die Zentrierstifte geschoben wird, so dass jeder der Zentrierstifte an der Haltestruktur in eine der Ausnehmungen an der Substratkomponente eingreift und die Substratkomponente somit relativ zu der Sensorhaltestruktur positioniert. On the one hand, since the sensor chip can be arranged very precisely on the substrate component and can be mechanically connected to it, on the other hand, the recesses in the substrate component as well as the centering pins on the sensor holding structure can be manufactured with high position accuracy, it is possible with the electronic module described, the sensor chip with high Positional accuracy within the electronic module to be arranged and fixed by the substrate component is pushed over the centering pins during manufacture of the electronic module, so that each of the centering pins on the support structure engages in one of the recesses on the substrate component and thus positioned the substrate component relative to the sensor holding structure.
Vorzugsweise können nachfolgend die Zentrierstifte in den Ausnehmungen verprägt werden. Mit anderen Worten können die Zentrierstifte, nachdem sie in die Ausnehmungen der Substratkomponente eingepasst wurden, derart verformt werden, dass sich eine formschlüssige und vorzugsweise nicht schädigungsfrei lösbare Verbindung zwischen den Zentrierstiften und der Substratkomponente ergibt. Die Substratkomponente kann somit mitsamt dem auf ihr angeordneten Sensorchip positionsgenau und mechanisch stabil auf dem Trägerbauteil fixiert werden. Preferably, subsequently the centering pins can be embossed in the recesses. In other words, after they have been fitted into the recesses of the substrate component, the centering pins can be deformed in such a way that a positive-locking and preferably non-damage-free detachable connection results between the centering pins and the substrate component. The substrate component can thus be fixed in a positionally accurate and mechanically stable manner on the carrier component together with the sensor chip arranged on it.
Die Zentrierstifte können konisch sein. Mit anderen Worten können die Zentrierstifte an einer Basis, an der sie mit der Sensorhaltestruktur verbunden sind, einen größeren Querschnitt aufweisen als an einem freitragenden Ende. Die Ausnehmungen der Substratkomponente können in diesem Fall einfach über die Zentrierstifte geschoben werden und so weit niedergepresst werden, bis sie seitlich formschlüssig an den Zentrierstiften anliegen. The centering pins can be conical. In other words, the centering pins may have a larger cross section at a base where they are connected to the sensor support structure than at a cantilevered end. The recesses of the substrate component can be easily pushed over the centering pins in this case and pressed so far until they rest on the side of the centering pins form fit.
Das Trägerbauteil kann eine Basis aufweisen. Diese Basis kann beispielsweise die Form einer ebenen Scheibe haben. Alternativ kann die Basis aber auch andere Formen aufweisen. Die Sensorhaltestruktur kann als ein von der Basis abragender Dom ausgebildet sein. Die Zentrierstifte sind dabei an dem Dom ausgebildet. The support member may have a base. This base may for example have the shape of a flat disc. Alternatively, however, the base may also have other shapes. The sensor support structure may be formed as a dome protruding from the base. The centering pins are formed on the dome.
Mit anderen Worten kann das Trägerbauteil ein individuell gestaltbares Bauteil sein, dessen Design beispielsweise an Gegebenheiten und Erfordernisse innerhalb eines bestimmten Getriebes angepasst sein kann. Das Trägerbauteil kann dabei ein vorzugsweise mittels Spritzguss herstellbares Kunststoffteil sein. Von der Basis ragt die Sensorhaltestruktur in Form eines Doms ab. Abmessungen eines solchen Doms können dabei derart bemessen sein, dass ein nachfolgend an der Sensorhaltestruktur anzubringender Sensorchip an einer gewünschten Position innerhalb des Getriebes zu liegen kommt. Der Sensorchip kann dabei zunächst auf die Substratkomponente aufgebracht und mit dieser beispielsweise mithilfe herkömmlicher Aufbau-Verbindungs-Technologien (AVT) elektrisch und mechanisch verbunden werden. Beispielsweise kann der Sensorchip als SMD-Bauteil (Surface Mounted Device) an der flexiblen Substratkomponente angebracht werden. Elektrische Anschlüsse des Sensorchips können dabei mit Leiterbahnen der Substratkomponente verlötet oder, alternativ, verschweißt werden. Anschließend kann der derart vorkonfektionierte Sensorchip mit dem gegebenenfalls ebenfalls geeignet vorkonfektionierten Trägerbauteil verbunden werden, indem die Substratkomponente mit ihren Ausnehmungen in die Zentrierstifte eingreifend an dem als Sensorhaltestruktur dienenden Dom angebracht wird. In other words, the carrier component can be an individually designable component whose design can be adapted, for example, to conditions and requirements within a specific transmission. The carrier component may be a plastic part that can preferably be produced by injection molding. From the base protrudes the sensor holding structure in the form of a cathedral. Dimensions of such a dome can be dimensioned such that a subsequently to be attached to the sensor holding structure sensor chip comes to rest at a desired position within the transmission. The sensor chip can first be applied to the substrate component and electrically and mechanically connected to it, for example by means of conventional assembly-connection technologies (AVT). For example, the sensor chip can be attached to the flexible substrate component as an SMD component (surface mounted device). Electrical connections of the sensor chip can be soldered to printed conductors of the substrate component or, alternatively, welded. Subsequently, the sensor chip thus prefabricated can be connected to the possibly likewise suitably prefabricated carrier component, by engaging the substrate component with its recesses in the centering pins in engagement with the mandrel serving as the sensor holding structure.
Das Elektronikmodul weist vorzugsweise ferner eine Steuereinheit auf, welche als TCU für eine Getriebesteuerung dienen kann. Die Substratkomponente kann dabei dazu dienen, den Sensorchip mit der Steuereinheit elektrisch zu verbinden. Vorzugsweise wird der Sensorchip ausschließlich über die Substratkomponente mit der Steuereinheit verbunden, das heißt, ohne Zwischenschaltung von beispielsweise Leiterbahnen, die an starren Leiterplatten und/oder Stanzgittern vorgesehen sind. Eine derartige elektrische Anbindung des Sensorchips an die Steuereinheit ausschließlich über die vorzugsweise flexible Substratkomponente kann eine hohe Flexibilität beim Design des Elektronikmoduls sowie eine Langlebigkeit des Elektronikmoduls, beispielsweise aufgrund einer mechanischen Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen oder Schwingungen, mit sich bringen. The electronic module preferably also has a control unit, which can serve as a TCU for a transmission control. The substrate component can serve to electrically connect the sensor chip to the control unit. Preferably, the sensor chip is connected exclusively via the substrate component with the control unit, that is, without the interposition of, for example, printed conductors, which are provided on rigid circuit boards and / or lead frames. Such an electrical connection of the sensor chip to the control unit exclusively via the preferably flexible substrate component can bring a high flexibility in the design of the electronic module as well as a longevity of the electronic module, for example due to a mechanical insensitivity to vibration or vibration.
Gemäß einer Ausführungsform ist in der Sensorhaltestruktur ein Magnet fixiert. Der Magnet ist vorzugsweise ein Permanentmagnet. Der Magnet kann dazu dienen, ein Magnetfeld in einen Raum angrenzend an den Sensorchip zu generieren, so dass der Sensorchip Änderungen dieses lokalen Magnetfelds, die beispielsweise durch sich bewegende Bauteile innerhalb des zu steuernden Getriebes begründet sein können, sensieren kann. In der Sensorhaltestruktur kann hierfür eine geeignet dimensionierte Tasche bzw. ein Hohlraum vorgesehen sein, in denen der Magnet aufgenommen und gegebenenfalls mechanisch stabil fixiert werden kann. According to one embodiment, a magnet is fixed in the sensor holding structure. The magnet is preferably a permanent magnet. The magnet can serve to generate a magnetic field in a space adjacent to the sensor chip, so that the sensor chip can sense changes in this local magnetic field, which may be due, for example, to moving components within the transmission to be controlled. For this purpose, a suitably dimensioned pocket or a cavity can be provided in the sensor holding structure, in which the magnet can be accommodated and, if appropriate, mechanically stably fixed.
Ergänzend kann zwischen dem Magneten und dem Sensorchip eine Homogenisierungsscheibe angeordnet sein, die dazu dient, ein von dem Magneten bewirktes Magnetfeld räumlich zu homogenisieren. Dadurch, dass die Homogenisierungsscheibe zwischen dem Magneten und dem Sensorchip angeordnet ist, kann einerseits erreicht werden, dass sich der Sensorchip in einem Magnetfeld ohne signifikante Inhomogenitäten befindet. Andererseits kann die Homogenisierungsscheibe genau und stabil relativ zu dem Sensorchip angeordnet sein. In addition, a homogenizing disk can be arranged between the magnet and the sensor chip, which serves to spatially homogenize a magnetic field caused by the magnet. Due to the fact that the homogenizing disk is arranged between the magnet and the sensor chip, on the one hand it can be achieved that the sensor chip is in a magnetic field without significant inhomogeneities. On the other hand can the homogenizing disc can be arranged accurately and stably relative to the sensor chip.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensorchip auf der Substratkomponente mit einer Vergussmasse umgossen. Die Vergussmasse kann eine vorzugsweise elektrisch isolierende, beispielsweise duroplastische oder thermoplastische Kunststoffmasse sein, welche fließfähig verarbeitet werden kann und nachfolgend aushärten kann. Die Vergussmasse kann somit den Sensorchip umfließen und danach im ausgehärteten Zustand beispielsweise gegen Verschmutzung oder mechanische Belastung schützen. Beispielsweise kann mithilfe der Vergussmasse verhindert werden, dass Verschmutzungen, insbesondere beispielsweise innerhalb einer Getriebeflüssigkeit enthaltene Metallpartikel, an den Sensorchip gelangen und dort beispielsweise Kurzschlüsse bewirken. Die Vergussmasse kann beispielsweise ein sogenanntes Globe-Top sein. According to a further embodiment, the sensor chip is encapsulated on the substrate component with a potting compound. The potting compound may be a preferably electrically insulating, for example, thermosetting or thermoplastic plastic mass, which can be processed flowable and can subsequently harden. The potting compound can thus flow around the sensor chip and then protect it in the cured state, for example against contamination or mechanical stress. For example, it can be prevented by means of the potting compound that contaminants, in particular metal particles contained, for example, within a transmission fluid, reach the sensor chip and cause, for example, short circuits there. The potting compound may for example be a so-called globe top.
Ausführungsformen des hierin vorgestellten Elektronikmoduls bzw. des zum Fertigen desselben eingesetzten Verfahrens können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Anzahl einzelner AVTs zu reduzieren, um elektrische Bauelemente elektrisch miteinander zu verbinden. Ein integrierter Medienschutz gegenüber beispielsweise Getriebeöl kann implementiert werden, insbesondere durch einen geeigneten Einsatz von Vergussmasse. Außerdem können ESD-Eigenschaften (Electrostatic Discharge) verbessert werden. Ferner kann eine Anzahl von kundenspezifischen Einzelkomponenten und Einzelprozessen sowie hierdurch bedingte Werkzeugkosten reduziert werden. Embodiments of the electronic module presented herein or the method used to fabricate the same may advantageously allow a number of individual AVTs to be reduced in order to electrically interconnect electrical components. An integrated media protection against, for example, gear oil can be implemented, in particular by a suitable use of potting compound. In addition, ESD (Electrostatic Discharge) properties can be improved. Furthermore, a number of customer-specific individual components and individual processes as well as resulting tooling costs can be reduced.
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen, das heißt insbesondere teilweise mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Elektronikmodul und teilweise mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Fertigen eines solchen Elektronikmoduls, beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass Merkmale des Elektronikmoduls in analoger Weise als Merkmale des Fertigungsverfahrens, und umgekehrt, implementiert werden können. Ferner erkennt ein Fachmann, dass die beschriebenen Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. It should be noted that possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments, that is to say in particular in part with reference to an electronic module according to the invention and partly with reference to a method according to the invention for manufacturing such an electronic module. One skilled in the art will recognize that features of the electronics module may be implemented in an analogous manner as features of the manufacturing process, and vice versa. Furthermore, a person skilled in the art will recognize that the features described can be suitably combined, adapted or replaced in order to arrive at further embodiments of the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind. Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which neither the drawings nor the description are to be construed as limiting the invention.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Zeichnungen gleiche oder ähnliche Merkmale. The figures are only schematic and not to scale. Like reference numerals refer to the same or similar features throughout the drawings.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Um den Sensorchip
Um den Sensorchip
Beim Fertigen eines entsprechenden Elektronikmoduls wird zunächst ein als ASIC
Bevor die derart vorkonfektionierte Substratkomponente
Anschließend wird an der nach oben gerichteten Oberfläche des die Sensorhaltestruktur
Um die Substratkomponente
Abschließend kann der Sensorchip
Auch in diesem Fall ist der den Sensorchip
Bevor die Substratkomponente
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. Finally, it should be noted that terms such as "comprising," "comprising," etc., do not exclude other elements or steps, and terms such as "a" or "an" do not exclude a multitude. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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