DE102017205216A1 - Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit und Getriebesteuereinheit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul (1) für eine Getriebesteuereinheit, aufweisend eine Leiterplatte (2) mit einem elektronischen Bauelement (5), welches an einer Oberseite (3, 3a) der Leiterplatte befestigt und mit dieser elektrisch verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement (5) sowie die Verbindungspunkte des elektronischen Bauelements (5) mit der Leiterplatte (2) mit einer Schutzschicht (6) bedeckt sind, und wobei die Schutzschicht (6) ein mediendichter Schutzlack ist und dass das elektronische Bauelement (5) ein gehäustes Halbleiterbauelement (5) ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit eines Kraftfahrzeugs sowie auf eine Getriebesteuereinheit mit einem derartigen Elektronikmodul.
- Elektronische Steuergeräte unterliegen dauerhaft dem Trend, bei gleichbleibendem oder steigendem Funktionsumfang im Preis immer günstiger zu werden. Dies erfordert eine Weiterentwicklung bestehender Lösungen oder den Einsatz neuartiger Konzepte. Dabei ist insbesondere die Verbindungstechnik zwischen einzelnen Komponenten von erhöhtem Interesse, da mit zunehmender Miniaturisierung der elektronischen Komponenten auch die Anfälligkeit gegenüber Schmutz und Vibrationen zunimmt. Dies gilt insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik, in dem elektronische Komponenten mit einer hohen Zuverlässigkeit auch unter widrigsten Einsatzbedingungen fehlerfrei funktionieren müssen.
- Um die elektronische Schaltungen und/oder die Elektronikmodule der integrierten Getriebesteuereinheiten z.B. gegen diese zumindest teilweise umspülendes Getriebefluid zu schützen, werden die elektronischen Schaltungen und/oder die Elektronikmodule durch eine Schutzmasse bzw. Moldmasse geschützt.
- Ein derartiges Elektronikmodul ist in der
DE 10 2015 205 051 A1 offenbart. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit sowie eine Getriebesteuereinheit mit einem Elektronikmodul anzugeben, welches kompakt und bauraumsparend aufgebaut ist und den Anforderungen an den Betrieb innerhalb eines umspülenden Getriebefluids entspricht.
- Diese Aufgabe wird mit dem Elektronikmodul gemäß Anspruch 1 sowie mit der Getriebesteuereinheit gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
- Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein zuverlässiges, fluiddichtes und kostengünstig produzierbares Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit eines Kraftfahrzeugs sowie eine Getriebesteuereinheit mit einem derartigen Elektronikmodul bereitzustellen.
- Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Das Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit weist eine Leiterplatte mit einem elektronischen Bauelement, welches an einer Oberfläche der Leiterplatte befestigt und mit dieser elektrisch verbunden ist auf. Das elektronische Bauelement sowie die Verbindungspunkte des elektronischen Bauelements mit der Leiterplatte sind hierbei mit einer Schutzschicht bedeckt, wobei die Schutzschicht ein mediendichter Schutzlack ist und wobei das elektronische Bauelement ein gehäustes Halbleiterbauelement ist.
- Unter einem gehäusten Halbleiterbauelement werden im Weiteren einer oder mehrere im Verbund angeordnete Halbleiterchips verstanden, welche mittels eines Gehäuses, z.B. eines Kunststoffgehäuses hermetisch gekapselt sind, wobei Anschlusselemente, z.B. Leiterbahnen aus dem Gehäuse ragen. Bei den gehäusten Halbleiterbauelementen kann es sich insbesondere um Halbleiterbauelemente mit einer THT-Bauform (Through Hole Technology) oder einer SMD-Bauform (Surface Mounted Device) handeln.
- Die Lackschicht bedeckt hierbei vollständig die einem Getriebefluid ausgesetzte Fläche des Gehäuses des elektronischen Bauelements. Ferner bedeckt die Lackschicht vollständig die Anschlusselemente, welche aus dem Gehäuse des elektronischen Bauelements ragen und mit den auf der Leiterplatte des Elektronikmoduls vorgesehenen Kontaktierungspunkten verbunden sind. Damit ist gewährleistet, dass das auf der Leiterplatte verbaute gehäuste Halbleiterelement vollständig mit der Lackschicht überzogen ist.
- Mit der Erfindung ist es möglich, dass ein Elektronikmodul bezüglich Aufbau und Formgebung optimiert ausgelegt werden kann. Darüber hinaus wird eine Einsparung von Teilen sowie Montage- und Fertigungsprozessen erzielt, wodurch eine schnellere Fertigung ermöglicht wird. Durch die Verwendung einer Lackschicht wird eine signifikante Materialeinsparung gegenüber der im Stand der Technik verwendeten Umspritz- bzw. Vergussmasse erreicht.
- Mit der Erfindung ist ferner eine einfache Analysemöglichkeit durch partielles Entfernen der Lackschicht möglich. Darüber hinaus ist eine einfache Anbindung von elektrischen Bauelementen, Sensorelementen oder Aktuatoren an die Leiterplatte möglich. Weitere Vorteile ergeben sich hinsichtlich einer verbesserten thermischen Anbindung zur Entwärmung der elektrischen Bauelemente und der Leiterplatte.
- Die Lackschicht kann lichthärtend und/oder wärmehärtend sein. Nach dem Auftragen der Lackschicht wird diese mit einer geeigneten Aushärtevorrichtung z.B. mit UV-Licht, mit Infrarotstrahlung und/oder in einem Wärmeofen zumindest teilweise ausgehärtet.
- Die Lackschicht kann durch Dispensen, Aufsprühen und/oder Aufgießen aufgetragen werden. Ferner ist es möglich, die Lackschicht mittels Eintauchen der Leiterplatte in den Lack aufzubringen. Ferner können beim Auftragen Schablonen oder Masken vorgesehen sein, um vorgegebene Abschnitte der Leiterplatte von der Lackschicht auszunehmen. Diese Schablonen oder Masken können vor dem Auftragen der Lackschicht auf der Leiterplatte fixiert werden und nach dem Auftragen wieder entfernt werden.
- Zur Abdeckung des elektronischen Bauelements kann eine Schutzkappe, z.B. aus Kunststoff vorgesehen sein, welche auf der Leiterplatte befestigt ist. Die Schutzkappe kann auf die Leiterplatte geklebt, gelötet oder mittels einer geeigneten Rast- oder Clipverbindung mit der Leiterplatte verbunden sein. Insbesondere kann die Befestigung der Schutzkappe auf der Leiterplatte nicht mediendicht ausgeführt sein.
- Zur Versteifung der Leiterplatte kann ein mechanisches Trägerelement innerhalb der Leiterplatte oder auf einer Oberfläche der Leiterplatte vorgesehen sein. Hierbei kann das Trägerelement auf einer oder beiden Oberflächen der Leiterplatte vorgesehen sein. Insbesondere kann das mechanische Trägerelement abschnittsweise auf einer Oberfläche der Leiterplatte vorgesehen sein. Schließlich kann das mechanische Trägerelement abschnittsweise innerhalb der Leiterplatte vorgesehen werden. Hierbei kann das Trägerelement zumindest abschnittsweise oder vollständig von der Leiterplatte umgeben sein.
- Das Trägerelement kann mittels eines Wärmeleitklebers, einer Wärmeleitpaste, einer Wärmeleitfolie oder einem wärmeleitfähigen Verbindungsmittel mit der Leiterplatte verbunden sein. Bei dem Trägerelement kann es sich um eine Aluminiumplatte oder eine Platte aus einem wärmeleitfähigen Material handeln.
- Die Leiterplatte kann abschnittsweise aus starren und abschnittsweise aus flexiblen Leiterplattenelementen bestehen. Insbesondere kann die Leiterplatte eine Mehrlagenleiterplatte sein. Die flexiblen Leiterplattenelemente können zweckmäßig aus Flexfolie bestehen oder durch tiefengefräste Bereiche ausgeführt werden.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Getriebesteuereinheit mit einem Elektronikmodul für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Getriebesteuereinheit weist ein Elektronikmodul gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und eine Trägerplatte auf, wobei die Leiterplatte des Elektronikmoduls auf der Trägerplatte angeordnet ist und wobei die Getriebesteuereinheit dazu ausgeführt ist, von einem Getriebefluid umspült zu werden.
- Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine erste beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls, -
2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls, -
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls. Das Elektronikmodul1 weist eine Leiterplatte2 auf. Die Leiterplatte2 weist auf einer Oberseite3 mehrere gehäuste elektronische Bauelemente5 auf. Diese gehäusten elektronischen Bauelemente5 sind mit Anschlusselementen (nicht dargestellt) versehen. Diese Anschlusselemente sind mit Kontaktflächen (nicht dargestellt) auf der Oberfläche3 der Leiterplatte2 verbunden. Auf der Oberseite3 der Leiterplatte2 ist abschnittsweise eine Lackschicht6 aufgebracht. Diese Lackschicht6 bedeckt die gehäusten elektronischen Bauelemente5 vollständig. Insbesondere ist der Übergang zwischen gehäusten elektronischen Bauelement5 und der Leiterplatte2 mit der Lackschicht6 bedeckt. Somit ist sichergestellt, dass ein das Elektronikmodul umgebende Getriebefluid die Kontaktflächen als auch das Gehäuse der Bauelemente5 benetzt, wodurch es gegebenenfalls zu Beschädigungen kommen kann. - Die Leiterplatte
2 ist als Mehrlagenleiterplatte ausgebildet. Die Leiterplatte2 kann starre Leiterplattenabschnitte7a und flexible Leiterplattenabschnitte7b aufweisen. Dieser Abschnitt 7 kann ebenfalls als Mehrlagenleiterplatte ausgebildet sein. Zweckmäßig kann an dem flexiblen Abschnitt 7 ein Sensorelement8 angeordnet sein. Selbstverständlich kann ein solches Sensorelement8 auch an einem starren Abschnitt der Leiterplatte2 angeordnet sein. - An der Leiterplatte
2 sind an der Unterseite3a bzw. der Oberseite3 ferner Aktuatoren10 , z.B. Regelventile oder Stecker9 angeordnet. Die Anordnung dieser Bauteile9 ,10 erfolgt je nach Einbaubedingungen des Elektronikmoduls1 . - Zur beispielhaften Versteifung der Leiterplatte
2 in einem Bereich zwischen zwei Abschnitten mit einer Lackschicht6 ist im starren Abschnitt7a ein Trägerelement14 innerhalb der Leiterplatte2 vorgesehen. Dieses Trägerelement14 ist vollständig von der Leiterplatte14 umgeben. Zweckmäßig ist das Trägerelement14 aus einem wärmeleitenden Material gebildet. Nicht dargestellt sind Verbindungen, z.B. Vias welche von dem Trägerelement14 an eine Oberseite3 ,3a der Leiterplatte2 führen und dort mit einem Kühlkörper (nicht dargestellt) verbunden sind. Selbstverständlich kann ein Trägerelement14 auch an einer anderen Stelle innerhalb der Leiterplatte2 positioniert sein. - Zur Versteifung eines Bereichs unterhalb der Bauelemente
5 ist ein Trägerelement14 an einer Oberseite3a der Leiterplatte2 , welche den Bauelemente5 gegenüberliegt angeordnet. Das Trägerelement14 ist hierbei mittels eines Wärmeleitklebers, einer Wärmeleitpaste, einer Wärmeleitfolie oder einem wärmeleitfähigen Verbindungsmittel (nicht dargestellt) mit der Leiterplatte2 verbunden. Zweckmäßig dient das Trägerelement14 als Kühlkörper oder an dem Trägerelement14 ist ein Kühlkörper (nicht dargestellt) angeordnet. -
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls. Auf der Leiterplatte2 ist eine Abdeckung12 angeordnet, welche als Gehäuse für die Bauelemente5 dient. Diese Abdeckung12 kann auf der Lackschicht6 oder direkt auf der Oberfläche3 der Leiterplatte2 aufgebracht sein. Die Abdeckung12 wird auf der Leiterplatte2 z.B. aufgeklebt. Die Abdeckung12 kann auf der Leiterplatte2 allerdings auch mittels einer Clipsverbindung (nicht dargestellt) oder einer Rastverbindung (nicht dargestellt) oder einer Schraubverbindung (nicht dargestellt) befestigt sein. Die Abdeckung12 ist dabei nicht mediendicht mit der Leiterplatte2 verbunden. Die Abdeckung12 stellt somit im Wesentlichen einen Schutz gegen mechanische Einwirkung gegen die Bauelemente5 dar. Selbstverständlich ist es aber auch möglich durch geeignete Abdichtmittel eine mediendichte Abdichtung zwischen Abdeckung12 und Leiterplatte2 vorzusehen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Elektronikmodul
- 2
- Leiterplatte
- 3
- Oberseite der Leiterplatte
- 3a
- Unterseite der Leiterplatte
- 5
- gehäuste elektronische Bauelemente
- 6
- Lackschicht
- 7a
- starrer Leiterplattenabschnitt
- 7b
- flexibler Leiterplattenabschnitt
- 8
- Sensor
- 9
- Stecker
- 10
- Aktuator
- 11
- Übergang Bauelement Leiterplatte
- 12
- Abdeckung
- 13
- Übergang Abdeckung Leiterplatte/Lackschicht
- 14
- Trägerelement
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102015205051 A1 [0004]
Claims (9)
- Elektronikmodul (1) für eine Getriebesteuereinheit, aufweisend eine Leiterplatte (2) mit einem elektronischen Bauelement (5), welches an einer Oberseite (3, 3a) der Leiterplatte befestigt und mit dieser elektrisch verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement (5) sowie die Verbindungspunkte des elektronischen Bauelements (5) mit der Leiterplatte (2) mit einer Schutzschicht (6) bedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (6) ein mediendichter Schutzlack ist und dass das elektronische Bauelement (5) ein gehäustes Halbleiterbauelement (5) ist.
- Elektronikmodul gemäß
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdeckung des elektronischen Bauelements (5) eine Schutzkappe (12) vorgesehen ist, welche auf der Leiterplatte (2) befestigt ist. - Elektronikmodul gemäß
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappe (12) auf die Leiterplatte (2) geklebt, gelötet oder mittels einer Rast- oder Clipverbindung mit der Leiterplatte (2) verbunden ist. - Elektronikmodul gemäß
Anspruch 2 oder3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Schutzkappe (12) auf der Leiterplatte (2) nicht mediendicht ausgeführt ist. - Elektronikmodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versteifung der Leiterplatte (2) ein mechanisches Trägerelement (14) innerhalb der Leiterplatte (2) oder auf einer Oberseite (3, 3a) der Leiterplatte (2) vorgesehen ist.
- Elektronikmodul gemäß
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) mittels eines Wärmeleitklebers, einer Wärmeleitpaste, einer Wärmeleitfolie oder einem wärmeleitfähigen Verbindungsmittel mit der Leiterplatte (2) verbunden ist. - Elektronikmodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) abschnittsweise aus starren und abschnittsweise aus flexiblen Leiterplattenelementen (7a, 7b) besteht.
- Elektronikmodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2)eine Mehrlagenleiterplatte ist.
- Getriebesteuereinheit aufweisend ein Elektronikmodul gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, und eine Trägerplatte, wobei die Leiterplatte des Elektronikmoduls auf der Trägerplatte angeordnet ist, wobei die Getriebesteuereinheit dazu ausgeführt ist, von einem Getriebefluid umspült zu werden.
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