DE102021211936B3

DE102021211936B3 - Thermoset overmolding of stacked (spacer separated) PCBs with a coolant loop for a powertrain electronics system

Info

Publication number: DE102021211936B3
Application number: DE102021211936.0A
Authority: DE
Inventors: Sandeep Menedal; Andreas Albert; Pradeep Sulur; Thejesh Kumar Magadi Byredevaru; Nurondayya Hiremath; Amaresh Tatti
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2021-11-16
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2041-11-17
Also published as: WO2023088743A1

Abstract

Offenbart wird eine Steuereinheit (10) mit einer Mehrzahl von Leiterplatten (Printed Circuit Boards - PCB) (12, 14) und zumindest einem Abstandshalter (16a, 16b), der sich zwischen zwei der PCBs (12, 14) befindet, mit diesen verbunden ist und einen Hohlraum (18) zwischen den beiden PCBs (12, 14) ausbildet. Die Steuereinheit (10) beinhaltet außerdem ein Kühlmittelrohr (28), das so mit einer der PCBs (12, 14) verbunden ist, dass sich zumindest ein Teil des Kühlmittelrohrs (28) im Hohlraum (18) befindet, ein Gehäuse (30), das die PCBs (12, 14) und den Abstandshalter (16a, 16b) umgibt, und ein duroplastisches Material. Das Gehäuse (30) ist so durch das duroplastische Material ausgebildet, dass ein Teil des duroplastischen Materials die PCBs umgibt und ein anderer Teil des duroplastischen Materials sich im Hohlraum (18) befindet.

Disclosed is a control unit (10) having a plurality of printed circuit boards (PCBs) (12, 14) connected thereto and at least one spacer (16a, 16b) located between two of the PCBs (12, 14). and forms a cavity (18) between the two PCBs (12, 14). The control unit (10) also includes a coolant tube (28) connected to one of the PCBs (12, 14) such that at least a portion of the coolant tube (28) is within the cavity (18), a housing (30), surrounding the PCBs (12, 14) and the spacer (16a, 16b), and a thermosetting material. The housing (30) is formed by the thermoset material such that a portion of the thermoset material surrounds the PCBs and another portion of the thermoset material resides within the cavity (18).

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Duroplast-Umspritzung für eine Steuereinheit mit gestapelten Leiterplatten, die durch zumindest ein Distanzstück, wie etwa einen Abstandshalter, getrennt sind, wobei die Steuereinheit außerdem einen Kühlmittelkreislauf für ein Antriebsstrangelektroniksystem beinhaltet.The invention relates generally to a thermoset overmolding for a control unit having stacked circuit boards separated by at least one spacer, such as a spacer, the control unit also including a coolant circuit for a powertrain electronics system.

Steuereinheiten werden üblicherweise verwendet, um den Betrieb eines Antriebsstrangs, wie etwa eines Antriebsstrangs eines Verbrennungsmotors, der ein Getriebe beinhaltet, oder des Antriebsstrangs eines Elektrofahrzeugs, je nach beabsichtigter Konstruktion zu steuern. Die Steuereinheit besteht üblicherweise aus einer Leiterplatte (Printed Circuit Board - PCB) mit verschiedenen Schaltungsanordnungen. Die PCB steht in elektrischer Verbindung mit einem Verbinder außerhalb eines Gehäuses. Bei der Konstruktion einiger Getriebe befindet sich die PCB üblicherweise innerhalb des Gehäuses und ist in Getriebefluid getaucht. Bei anderen Getriebekonstruktionen kann die PCB Teil einer Getriebesteuerungseinheit (Transmission Control Unit - TCU), sein, und die Getriebesteuerungseinheit kann am Getriebe befestigt oder vom Getriebe entfernt angeordnet sein. Bei einigen Konstruktionen wird die PCB mit einem duroplastischen Material umspritzt, so dass die PCB vor dem Getriebefluid geschützt ist.Controllers are commonly used to control the operation of a powertrain, such as a powertrain of an internal combustion engine that includes a transmission, or a powertrain of an electric vehicle, depending on the intended design. The control unit typically consists of a printed circuit board (PCB) with various circuitry. The PCB is in electrical communication with a connector outside of a housing. In the design of some transmissions, the PCB is typically located within the housing and is immersed in transmission fluid. In other transmission designs, the PCB may be part of a transmission control unit (TCU), and the transmission control unit may be attached to the transmission or remotely located from the transmission. In some designs, the PCB is overmolded with a thermoset material so that the PCB is protected from the transmission fluid.

Einige Steuereinheiten erfordern die Verwendung von zwei oder mehr PCBs, die sich auf gegenüberliegenden Seiten eines druckgegossenen Kühlmittelgehäuses befinden, wobei die Steuereinheit Abdeckplatten zum Abdecken jeder PCB beinhaltet. Das druckgegossene Kühlmittelgehäuse kann aus Aluminiumdruckguss gefertigte Teile und andere aus Kunststoff gefertigte Teile aufweisen. Bei einigen aktuellen Konstruktionen wird Aluminiumdruckguss als wärmeleitendes Medium verwendet, und in das druckgegossene Kühlmittelgehäuse ist ein Kühlkanal oder Kühlrohr integriert.Some controllers require the use of two or more PCBs located on opposite sides of a die-cast coolant housing, with the controller including cover plates for covering each PCB. The die-cast coolant housing may include parts made from die-cast aluminum and other parts made from plastic. Some current designs use die-cast aluminum as the heat-conducting medium and have a cooling duct or cooling tube integrated into the die-cast coolant housing.

Diese aktuellen Konstruktionen weisen mehrere Einschränkungen auf. Diese Konstruktionen, bei denen ein Teil des Gehäuses aus Aluminiumdruckguss hergestellt ist, weisen außerdem Rippen aus Aluminium auf, die der Atmosphäre ausgesetzt sind, und setzen daher auf Luftkühlung, die allein nicht ausreichend ist, wenn die Wärme von den elektronischen Komponenten (d. h. von einem Wechselrichter, Kondensatoren, Prozessoren, einer Spule usw.) zu hoch ist. Außerdem muss bei aktuellen Konstruktionen von PCBs für Steuereinheiten eine wirksame Kühlung für eine erhöhte Anzahl von Bauteilen (d. h. Druckgussteile, Abdeckplatte für den Kühlmittelkreislauf, Kunststoffabdeckungen zum Abdecken der PCBs, Schrauben usw.) gewährleistet sein, was sich auf die Kosten der Gehäuseuntergruppe auswirkt, wobei die Gehäuseuntergruppe das Druckgussgehäuse, die Dichtungen und die Abdeck- oder Grundplatte beinhaltet. Die erhöhte Anzahl von Bauteilen in der Gehäuseuntergruppe erhöht außerdem die Komplexität der Herstellungs- und Montagevorgänge. Bestehende Steuereinheitskonstruktionen führen zu einem geringeren Wirkungsgrad des Kühlsystems und zu einer geringeren Robustheit, wenn zusätzliche Bauteile, wie etwa Wechselrichterelektronik, verwendet werden.These current designs have several limitations. These designs, which have part of the housing made from die-cast aluminum, also have aluminum fins that are exposed to the atmosphere and therefore rely on air cooling, which alone is insufficient when heat is being removed from the electronic components (i.e. from a inverters, capacitors, processors, a coil, etc.) is too high. In addition, current designs of PCBs for control units must ensure effective cooling for an increased number of components (i.e. die-cast parts, cover plate for the coolant circuit, plastic covers to cover the PCBs, screws, etc.), which affects the cost of the housing subassembly, where the housing sub-assembly includes the die-cast housing, the gaskets and the cover or base plate. The increased number of components in the housing subassembly also increases the complexity of the manufacturing and assembly processes. Existing controller designs result in lower cooling system efficiency and robustness when additional components such as inverter electronics are used.

Ein Beispiel für einen stapelbaren elektronischen Baustein ist aus der CN 107694127A mit dem Titel „Stacking-Type Splicing Electronic Building Block“ bekannt.An example of a stackable electronic component is from CN107694127A known as Stacking-Type Splicing Electronic Building Block.

Ein Beispiel für Systeme und Verfahren zum Stapeln elektronischer Module auf einer Grundplatte ist aus der US 10 720 720 B2 mit dem Titel „System Of Stacking Electronic Modules On A Baseboard“ bekannt.An example of systems and methods for stacking electronic modules on a baseplate is from US Pat U.S. 10,720,720 B2 known as "System Of Stacking Electronic Modules On A Baseboard".

Ein Beispiel für einen elektronischen Stapelverbinder und eine dazugehörige Anordnung ist aus der WO 02/ 031 924 A1 mit dem Titel „Compliant Stacking Connector“ bekannt.An example of an electronic stacking connector and an associated arrangement is known from WO 02/031 924 A1 entitled "Compliant Stacking Connector".

Aus der DE 103 16 449 A1 ist ein elektronisches Steuergerät bekannt, das insbesondere für den Automotivbereich vorgesehen ist. Das Steuergerät besteht zur Abführung hoher anfallender Wärme aus einem Schaltungsträger mit elektrischen Leistungsbauelementen, einem Bauelementeträger mit elektrischen Bauelementen und bedrahteten Sonderbauelementen, wie Elektrolytkondensatoren und Spulen, und aus einem flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörper zur Wärmeabführung. Der Kühlkörper weist ein plattenförmiges Gehäuse mit Kanalabschnitten für eine durchströmende Kühlflüssigkeit auf und ist zwischen dem Schaltungsträger und dem Bauelementeträger angeordnet.From the DE 103 16 449 A1 an electronic control unit is known which is intended in particular for the automotive sector. To dissipate high levels of heat, the control unit consists of a circuit carrier with electrical power components, a component carrier with electrical components and wired special components such as electrolytic capacitors and coils, and a heat sink through which liquid flows to dissipate heat. The heat sink has a plate-shaped housing with channel sections for a cooling liquid to flow through and is arranged between the circuit carrier and the component carrier.

Aus der GB 2 352 092 A ist ein Steuermodul für ein Kraftfahrzeug bekannt, das ein Gehäuse mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite aufweist. Eine erste elektrische Leiterplatte ist auf der ersten Seite des Gehäuses und eine zweite elektrische Leiterplatte ist auf der zweiten Seite des Gehäuses angebracht. In dem Gehäuse ist zwischen der ersten und der zweiten Seite ein Kanal ausgebildet, durch den sich eine Flüssigkeitsleitung erstreckt, die einen Einlass und einen Auslass aufweist. Durch die Flüssigkeitsleitung wird Kraftstoff geleitet, um die Wärme von den Leiterplatten abzuleiten.From the GB 2 352 092 A a control module for a motor vehicle is known which has a housing with a first side and a second side. A first electrical circuit board is mounted on the first side of the housing and a second electrical circuit board is mounted on the second side of the housing. A channel is formed in the housing between the first and second sides, through which a liquid line extends, which has an inlet and an outlet. Fuel is circulated through the liquid line to remove heat from the circuit boards.

Aus der US 6 396 692 B1 ist eine elektronische Steuereinheit mit einem Kühlmodul bekannt. Die Elektronische Steuereinheit weist zudem ein Substrat auf, das einen Innenbereich definiert und an dem ein elektronisches Bauteil angebracht ist, so dass das elektronische Bauteil dem Innenbereich zugewandt ist. Das Kühlmodul ist innerhalb des Innenbereichs positioniert, so dass die von dem elektronischen Bauteil erzeugte Wärme konvektiv an das Kühlmodul übertragen wird.From the U.S. 6,396,692 B1 an electronic control unit with a cooling module is known. The electronic control unit also has a substrate that defines an interior area and to which an electronic component is attached so that the electronic component faces the interior. The cooling module is positioned within the interior so that heat generated by the electronic component is convectively transferred to the cooling module.

Aus der DE 10 2015 223 550 A1 ist ein Elektronikmodul bekannt. Das Elektronikmodul umfasst eine erste Leiterplatte mit elektronischen Bauelementen, Abstandshalter, die zumindest in Eckbereichen der ersten Leiterplatte aufliegend angeordnet sind, eine Deckelplatte, wobei die Deckelplatte auf den Abstandshaltern angeordnet ist, und eine Vergussmasse. Die Vergussmasse dichtet als stirnseitiger Verschluss eine durch die Abstandshalter erzeugte Beabstandung zwischen Leiterplatte und Deckelplatte zu einem Gehäuse für die darin angeordneten elektronischen Bauelemente ab.From the DE 10 2015 223 550 A1 an electronic module is known. The electronics module includes a first printed circuit board with electronic components, spacers that are arranged resting at least in corner regions of the first printed circuit board, a cover plate, the cover plate being arranged on the spacers, and a casting compound. As a closure on the end face, the casting compound seals a spacing between the printed circuit board and the cover plate, which is produced by the spacers, to form a housing for the electronic components arranged therein.

Aus der DE 10 2016 223 889 A1 ist ein Elektronikmodul bekannt. Das Elektronikmodul umfasst ein Elektronikbauteil, einen Kühlkörper, auf dem das Elektronikbauteil angeordnet ist und der zumindest eine Kühlfläche aufweist, an dem ein Kühlmedium zur Wärmeabfuhr vorbeiströmbar ist, sowie ein Gehäuse, das mit dem Kühlkörper fest verbunden ist und das seitlich zur Kühlfläche einen Abschluss für das Kühlmedium bildet.From the DE 10 2016 223 889 A1 an electronic module is known. The electronic module comprises an electronic component, a heat sink on which the electronic component is arranged and which has at least one cooling surface, past which a cooling medium can flow for heat dissipation, and a housing which is firmly connected to the heat sink and which has a termination for the side of the cooling surface forms the cooling medium.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Steuereinheit bereitzustellen, die eine Mehrzahl von gestapelt angeordneten Leiterplatten umfasst. Bei einer Ausführungsform beinhaltet die Steuereinheit ein Distanzstück, wie etwa einen Abstandshalter, einen Kühlkanal oder Kühlschlauch, der mit einer der Mehrzahl von Leiterplatten verbunden ist, und ein duroplastisches Material, das ein Gehäuse ausbildet und außerdem Wärme von den Leiterplatten ableitet.One object of the invention is therefore to provide a control unit which comprises a plurality of printed circuit boards arranged in a stack. In one embodiment, the controller includes a spacer, such as a standoff, cooling duct or hose, connected to one of the plurality of circuit boards, and a thermoset material that forms a housing and also conducts heat away from the circuit boards.

Bei einer Ausführungsform sind mehrere Leiterplatten mit einem oder mehreren Abstandshaltern verbunden, so dass die Leiterplatten in einer gestapelten Konfiguration voneinander beabstandet sind. Verschiedene Ausführungsformen der Distanzstücke oder Abstandshalter beinhalten unter anderem Schraubdome, selbstzerstörende Schnappverschlüsse oder Rahmen und können aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Bei einer Ausführungsform sind die montierten Leiterplatten mit einem duroplastischen Material umspritzt. Durch die Verwendung des duroplastischen Materials anstelle eines Druckgussmaterials, wie etwa Aluminium, wird die gewünschte Kühlwirkung erzielt. Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Gehäuseuntergruppe führt außerdem zu einer Reduzierung der Komplexität der Fertigungs- und Montagevorgänge.In one embodiment, multiple circuit boards are connected to one or more standoffs such that the circuit boards are spaced apart from one another in a stacked configuration. Various embodiments of spacers or standoffs include, but are not limited to, screw domes, self-destructing snaps, or frames, and may be made of plastic or metal. In one embodiment, the assembled circuit boards are overmolded with a thermoset material. By using the thermoset material instead of a die-cast material such as aluminum, the desired cooling effect is achieved. The design of the housing subassembly according to the invention also leads to a reduction in the complexity of the manufacturing and assembly processes.

Bei einer Ausführungsform sind mindestens zwei Leiterplatten in einer Weise angeordnet, bei der ein Kühlmittelrohr durch Schweißen, Löten oder Blechklammern an einer der Leiterplatten befestigt ist. Bei einer Ausführungsform sind die beiden Leiterplatten durch ein oder mehrere Distanzstücke oder Abstandshalter getrennt. Bei einer Ausführungsform sind beide Seiten jeder Leiterplatte mit Elektronik bestückt. Bei einer Ausführungsform dient das Kühlmittelrohr als Medium für den Wärmeaustausch, so dass Wärme von der Elektronik auf das Kühlmittelrohr übertragen wird. Bei einer Ausführungsform sind die beiden Leiterplatten mit einem duroplastischen Material umspritzt. Das duroplastische Material dient auch als Medium für den Wärmeaustausch, um Wärme von der Elektronik auf das Kühlmittelrohr zu übertragen.In one embodiment, at least two circuit boards are arranged in a manner in which a coolant tube is attached to one of the circuit boards by welding, soldering, or sheet metal clips. In one embodiment, the two circuit boards are separated by one or more spacers or standoffs. In one embodiment, both sides of each circuit board are populated with electronics. In one embodiment, the coolant tube serves as a medium for heat exchange such that heat is transferred from the electronics to the coolant tube. In one embodiment, the two printed circuit boards are overmoulded with a duroplastic material. The thermoset material also serves as a heat exchange medium to transfer heat from the electronics to the coolant tube.

Bei einer Ausführungsform wird eine minimale Anzahl von Bauteilen für die Konstruktion der erfindungsgemäßen Steuereinheit verwendet. Da die Anzahl der Bauteile reduziert ist, werden auch die Herstellungskosten der Steuereinheit reduziert. Bei einer Ausführungsform ist die Steuereinheit gegenüber herkömmlichen Steuereinheiten kompakt aufgebaut. Bei einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen den elektronischen Komponenten und dem Kühlrohr reduziert. Die Steuereinheit der vorliegenden Erfindung ist mit einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor und Getriebe, einem batteriebetriebenen Elektrofahrzeug oder jeder anderen Art eines Fahrzeugs verwendbar, das eine Steuereinheit zum Ausführen verschiedener Funktionen benötigt.In one embodiment, a minimum number of components are used to construct the control unit of the present invention. Since the number of parts is reduced, the manufacturing cost of the control unit is also reduced. In one embodiment, the control unit is compact compared to conventional control units. In one embodiment, the spacing between the electronic components and the cooling tube is reduced. The controller of the present invention is usable with an internal combustion engine and transmission vehicle, a battery powered electric vehicle, or any other type of vehicle that requires a controller to perform various functions.

Bei einer Ausführungsform ist eine der Leiterplatten größer als die andere, um das Schließen des Umspritzwerkzeugs für das Umspritzverfahren zu ermöglichen. Bei einer alternativen Ausführungsform wird ein Zwischenträger verwendet, um eine der Leiterplatten beim Schließen des Umspritzwerkzeugs an Ort und Stelle zu halten. Das Kühlmittelrohr ist aus einem Material wie Aluminium, Kupfer, Stahl u. a. hergestellt. Das Kühlmittelrohr ist unter Verwendung einer von verschiedenen Verbindungen, wie unter anderem Klammern, Schweißen oder Löten, an einer der Leiterplatten montiert.In one embodiment, one of the circuit boards is larger than the other to allow for the closure of the overmolding tool for the overmolding process. In an alternative embodiment, an interposer is used to hold one of the circuit boards in place when the overmolding tool is closed. The coolant tube is made of a material such as aluminum, copper, steel, and others. manufactured. The coolant tube is mounted to one of the circuit boards using any of a variety of connections, including but not limited to clamping, welding, or soldering.

Diese Aufgabe kann durch Duroplast-Umspritzung für eine Steuereinheit nach dem unabhängigen Anspruch 1 und das Verfahren nach dem unabhängigen Anspruch 7 gelöst werden. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object can be achieved by thermoset overmolding for a control unit according to independent claim 1 and the method according to independent claim 7. Preferred embodiments are given in the dependent claims.

Bei einigen Ausführungsformen ist die vorliegende Erfindung eine Steuereinheit mit einer Mehrzahl von Leiterplatten, (Printed Circuit Boards - PCB), und zumindest einem Abstandshalter, der sich zwischen zwei der PCBs befindet, mit diesen verbunden ist und einen Hohlraum zwischen den beiden PCBs ausbildet. Die Steuereinheit beinhaltet außerdem ein Kühlmittelrohr, das so mit einer der PCBs verbunden ist, dass sich zumindest ein Teil des Kühlmittelrohrs im Hohlraum befindet, ein Gehäuse, das die PCBs und den Abstandshalter umgibt, und ein duroplastisches Material. Bei einer Ausführungsform ist das Gehäuse so durch das duroplastische Material ausgebildet, dass ein Teil des duroplastischen Materials die PCBs umgibt und ein anderer Teil des duroplastischen Materials sich im Hohlraum befindet.In some embodiments, the present invention is a control unit having a plurality of printed circuit boards (PCBs), and at least one spacer located between, and connected to, two of the PCBs and a cavity between the two forms the PCBs. The controller also includes a coolant tube connected to one of the PCBs such that at least a portion of the coolant tube is within the cavity, a housing surrounding the PCBs and the spacer, and a thermoset material. In one embodiment, the housing is formed by the thermoset material such that a portion of the thermoset material surrounds the PCBs and another portion of the thermoset material resides in the cavity.

Die Steuereinheit beinhaltet außerdem zumindest eine Klammer, die so mit einer der PCBs verbunden ist, dass sich die Klammer im Hohlraum befindet, und das Kühlmittelrohr ist mit der Klammer verbunden.The control unit also includes at least one bracket connected to one of the PCBs such that the bracket is in the cavity and the coolant tube is connected to the bracket.

Bei einer Ausführungsform beinhaltet die Steuereinheit außerdem eine Mehrzahl von Befestigungselementen, und zumindest eines der Befestigungselemente verbindet eine erste der beiden PCBs mit dem Abstandshalter und ein anderes der Befestigungselemente verbindet eine zweite der PCBs mit dem Abstandshalter.In one embodiment, the controller also includes a plurality of fasteners, and at least one of the fasteners connects a first of the two PCBs to the spacer and another of the fasteners connects a second of the PCBs to the spacer.

Bei einer Ausführungsform überträgt das im Hohlraum befindliche duroplastische Material Wärme von den PCBs auf das Kühlmittelrohr.In one embodiment, the thermoset material in the cavity transfers heat from the PCBs to the coolant tube.

Bei einer Ausführungsform ist der im Hohlraum befindliche Teil des Kühlmittelrohrs allgemein S-förmig. Es liegt jedoch innerhalb des Umfangs der Erfindung, dass das Kühlmittelrohr beliebig geformt sein kann, um verschiedene Wärmeübertragungs- und Kühlanforderungen zu erfüllen, beispielsweise allgemein U-förmig, allgemein L-förmig, allgemein v-förmig, geradlinig u. a.In one embodiment, the in-cavity portion of the coolant tube is generally S-shaped. However, it is within the scope of the invention that the coolant tube may be any shape to meet various heat transfer and cooling requirements, such as generally U-shaped, generally L-shaped, generally V-shaped, straight, and others.

Bei einer Ausführungsform ist der im Hohlraum befindliche Teil des Kühlmittelrohrs vom duroplastischen Material umgeben.In one embodiment, the in-cavity portion of the coolant tube is surrounded by the thermoset material.

Bei einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Steuereinheit, Bereitstellen einer Mehrzahl von PCBs, Bereitstellen zumindest eines Abstandshalters, Bereitstellen eines Kühlmittelrohrs und Bereitstellen eines Gehäuses. Bei einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Verbinden der ersten der PCBs mit dem Abstandshalter, das Verbinden des Kühlmittelrohrs mit der ersten PCB und das Verbinden einer zweiten der PCBs mit dem zumindest einen Abstandshalter. Bei einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Ausbilden eines Hohlraums zwischen der ersten der PCBs und der zweiten der PCBs, nachdem die erste der PCBs und die zweite der PCBs mit dem Abstandshalter verbunden wurden, so dass sich zumindest ein Teil des Kühlmittelrohrs im Hohlraum befindet.In one embodiment, the present invention is a method of manufacturing a control unit, providing a plurality of PCBs, providing at least one spacer, providing a coolant tube, and providing a housing. In one embodiment, the method includes connecting the first one of the PCBs to the spacer, connecting the coolant tube to the first PCB, and connecting a second one of the PCBs to the at least one spacer. In one embodiment, the method includes forming a cavity between the first one of the PCBs and the second one of the PCBs after the first one of the PCBs and the second one of the PCBs have been connected to the spacer such that at least a portion of the coolant tube is in the cavity.

Bei einer Ausführungsform beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren außerdem das Umspritzen mit einem duroplastischen Material, so dass ein Teil des duroplastischen Materials ein Gehäuse ausbildet, das die PCBs und den Abstandshalter umgibt, und ein anderer Teil des duroplastischen Materials sich im Hohlraum befindet. Bei einer Ausführungsform beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren außerdem das Übertragen von Wärme von den PCBs auf das Kühlmittelrohr unter Verwendung des im Hohlraum befindlichen duroplastischen Materials.In one embodiment, the method of the present invention also includes over-molding with a thermoset material such that a portion of the thermoset material forms a housing surrounding the PCBs and spacer and another portion of the thermoset material resides in the cavity. In one embodiment, the method of the present invention also includes transferring heat from the PCBs to the coolant tube using the thermoset material within the cavity.

Bei einer Ausführungsform beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren außerdem das Bereitstellen zumindest einer Klammer, das Verbinden der Klammer mit der ersten der Mehrzahl von PCBs und das Verbinden des Kühlmittelrohrs mit der zumindest einen Klammer, bevor der zumindest eine Abstandshalter mit der ersten der Mehrzahl von PCBs verbunden wird.In one embodiment, the inventive method also includes providing at least one clip, connecting the clip to the first of the plurality of PCBs, and connecting the coolant tube to the at least one clip before connecting the at least one spacer to the first of the plurality of PCBs .

Bei einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem das Bereitstellen einer Mehrzahl von Befestigungselementen, das Verbinden der ersten der beiden der Mehrzahl von PCBs mit dem zumindest einen Abstandshalter unter Verwendung eines ersten der Mehrzahl von Befestigungselementen und das Verbinden der zweiten der beiden der Mehrzahl von PCBs mit dem zumindest einen Abstandshalter unter Verwendung eines weiteren der Mehrzahl von Befestigungselementen.In one embodiment, the method of the present invention also includes providing a plurality of fasteners, connecting the first of the two of the plurality of PCBs to the at least one spacer using a first of the plurality of fasteners, and connecting the second of the two of the plurality PCBs with the at least one spacer using another of the plurality of fasteners.

Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und bestimmte Beispiele, auch wenn sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung aufzeigen, allein der Veranschaulichung dienen und nicht den Umfang der Erfindung einschränken sollen.Further areas of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description given hereinafter. It should be understood that the detailed description and specific examples, while indicating the preferred embodiment of the invention, are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention.

Die vorliegende Erfindung lässt sich anhand der ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen umfassender verstehen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten, nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht entlang der Linien A-A aus 1;
3A eine seitliche Explosionsansicht einer Leiterplatte und einer Klammer, die als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
3B eine perspektivische Ansicht einer mit einer Leiterplatte verbundenen Klammer, die als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
4A eine seitliche Explosionsansicht einer Leiterplatte, einer Klammer und eines Kühlmittelrohrs, die als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
4B eine perspektivische Ansicht einer Klammer und eines mit einer Leiterplatte verbundenen Kühlmittelrohrs, die als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
5A eine seitliche Explosionsansicht zweier Befestigungselemente und zweier Abstandshalter, die mit einer Leiterplatte verbunden sind, wobei mit der Leiterplatte eine Klammer und ein Kühlmittelrohr verbunden sind, wobei alle als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
5B eine perspektivische Ansicht einer Klammer, eines Kühlmittelrohrs, zweier Abstandshalter und zweier Befestigungselemente, die mit einer Leiterplatte verbunden sind, die als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
6A eine seitliche Explosionsansicht zweier zusätzlicher Befestigungselemente, die mit zwei Abstandshaltern verbunden sind, um eine zweite Leiterplatte an den beiden Abstandshaltern zu sichern, wobei die beiden Abstandshalter, eine Klammer und ein Kühlmittelrohr mit einer ersten Leiterplatte verbunden sind, wobei alle als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
6B eine perspektivische Ansicht zweier Leiterplatten, die unter Verwendung von Befestigungselementen mit zwei Abstandshaltern verbunden sind, sowie einer Klammer und eines Kühlmittelrohrs, die ebenfalls mit einer der Leiterplatten verbunden sind, die als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
7 eine Seitenansicht zweier Leiterplatten, die unter Verwendung von Befestigungselementen mit zwei Abstandshaltern verbunden sind, sowie einer Klammer und eines Kühlmittelrohrs, die ebenfalls mit einer der Leiterplatten verbunden sind, die als Teil einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
8 eine Seitenansicht einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
9 eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und
10 eine Schnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Steuereinheit mit einer Duroplast-Umspritzung und gestapelten Leiterplatten mit einem Zwischenträger, der die Leiterplatten an Ort und Stelle hält, nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

The present invention can be understood more fully from the detailed description and the accompanying drawings. Show it:

1 12 is a perspective view of a control unit with a thermoset overmold and stacked circuit boards, according to embodiments of the present invention;
2 a sectional view along the lines AA 1 ;
3A 14 is an exploded side view of a circuit board and bracket used as part of a controller with a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention;
3B 12 is a perspective view of a clip connected to a circuit board used as part of a controller with a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention;
4A 14 is an exploded side view of a circuit board, bracket, and coolant tube used as part of a controller having a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention;
4B 12 is a perspective view of a clamp and coolant tube connected to a circuit board used as part of a controller having a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention;
5A Figure 14 is an exploded side view of two fasteners and two standoffs connected to a circuit board with a bracket and coolant tube connected to the circuit board, all used as part of a thermoset overmolded controller and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention;
5B 12 is a perspective view of a bracket, coolant tube, two standoffs, and two fasteners connected to a circuit board used as part of a controller with thermoset overmolding and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention;
6A an exploded side view of two additional fasteners connected to two standoffs to secure a second circuit board to the two standoffs, the two standoffs, a clip and a coolant tube connected to a first circuit board, all as part of a control unit with a Thermoset overmolding and stacked circuit boards are used according to embodiments of the present invention;
6B 12 is a perspective view of two circuit boards connected using fasteners with two standoffs, and a clamp and coolant tube also connected to one of the circuit boards that are integrated as part of a controller with a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention invention are used;
7 12 is a side view of two circuit boards connected using fasteners with two standoffs, and a clamp and coolant tube also connected to one of the circuit boards that are integrated as part of a controller with a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention be used;
8th 12 is a side view of a controller with a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention;
9 12 is a sectional view of an alternative embodiment of a control unit with a thermoset overmold and stacked circuit boards according to embodiments of the present invention and
10 Figure 12 is a sectional view of another alternative embodiment of a control unit having a thermoset overmold and stacked circuit boards with an intermediate support holding the circuit boards in place according to embodiments of the present invention.

Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhafter Natur und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendung in keiner Weise einschränken.The following description of the preferred embodiment(s) is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its application, or uses.

Bezugnehmend auf 1 und 2 ist eine Steuereinheit nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Steuereinheit 10 beinhaltet eine Mehrzahl von Leiterplatten, und bei der gezeigten Ausführungsform beinhaltet sie eine erste Leiterplatte (Printed Circuit Board - PCB) 12 und eine zweite PCB 14. Jede PCB 12, 14 ist durch ein oder mehrere Distanzstücke oder Abstandshalter 16a, 16b getrennt, wobei sich jeder Abstandshalter 16a, 16b zwischen den Leiterplatten 12, 14 befindet. Im Bereich zwischen den Leiterplatten 12, 14 befindet sich ein Hohlraum, der allgemein mit 18 bezeichnet ist. Mit der ersten Leiterplatte 12 ist ein Verbinder verbunden, der in der gezeigten Ausführungsform eine Klammer 20 ist. Die Klammer 20 ist unter Verwendung einer Schnappverbindung mit der Leiterplatte 12 verbunden, es liegt jedoch innerhalb des Umfangs der Erfindung, dass andere Arten von Verbindern und Verbindungen verwendet werden.Referring to 1 and 2 Generally indicated at 10 is a control unit according to a first embodiment of the present invention. The control unit 10 includes a plurality of circuit boards, and in the embodiment shown includes a first printed circuit board (PCB) 12 and a second PCB 14. Each PCB 12, 14 is separated by one or more spacers or spacers 16a, 16b , each spacer 16a, 16b being between the circuit boards 12,14. In the area between the printed circuit boards 12, 14 there is a cavity which is generally designated 18. Connected to the first circuit board 12 is a connector, which is a clip 20 in the embodiment shown. The bracket 20 is connected to the circuit board 12 using a snap fit connection, however, it is within the scope of the invention that other types of connectors and connections could be used.

Bei der gezeigten Ausführungsform weist jede der Leiterplatten 12, 14 zwei Öffnungen 22 auf, und jeder Abstandshalter 16a, 16b weist zwei Gewindeöffnungen 24 auf. Die Steuereinheit 10 weist außerdem eine Mehrzahl von Befestigungselementen 26a, 26b, 26c, 26d auf, und jedes Befestigungselement 26a, 26b, 26c, 26d erstreckt sich durch eine der Öffnungen 22 und in eine der Gewindeöffnungen 24.In the embodiment shown, each of the printed circuit boards 12, 14 has two openings 22 and each standoff 16a, 16b has two threaded openings 24 therein. The control unit 10 also includes a plurality of fasteners 26a, 26b, 26c, 26d and each fastener 26a, 26b, 26c, 26d extends through one of the openings 22 and into one of the threaded openings 24.

Die Steuereinheit 10 beinhaltet außerdem ein Kühlmittelrohr 28, von dem sich ein Teil durch den Hohlraum 18 erstreckt. Bei der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich das Kühlmittelrohr 28 schlangenartig durch den Hohlraum 18, so dass der im Hohlraum 18 befindliche Teil des Kühlmittelrohrs 28 im Wesentlichen S-förmig ist. Es liegt jedoch innerhalb des Umfangs der Erfindung, dass das Kühlmittelrohr 28 in anderen Konfigurationen mit anderen Formen im Hohlraum 18 angeordnet sein kann. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Kühlmittelrohr 28 unter Verwendung der Klammer 20 mit der ersten PCB 12 verbunden, wie in 2 gezeigt, es liegt jedoch innerhalb des Umfangs der Erfindung, dass das Kühlmittelrohr 28 unter Verwendung anderer Arten von Verbindungen, wie etwa Schweißen, Löten oder dergleichen, mit der ersten PCB 12 verbunden sein kann.The control unit 10 also includes a coolant tube 28 a portion of which extends through the cavity 18 . In the embodiment shown, the coolant tube 28 extends in a serpentine fashion through the cavity 18 such that the portion of the coolant tube 28 located within the cavity 18 is generally S-shaped. However, it is within the scope of the invention that the coolant tube 28 may be disposed in the cavity 18 in other configurations having other shapes. In the embodiment shown, the coolant tube 28 is connected to the first PCB 12 using the clamp 20 as shown in FIG 2 1, but it is within the scope of the invention that the coolant tube 28 may be connected to the first PCB 12 using other types of connections, such as welding, soldering, or the like.

Die PCBs 12, 14, die Abstandshalter 16a, 16b und die Befestigungselemente 26a, 26b, 26c, 26d sind von einem duroplastischen Material umgeben, das während eines Umspritzverfahrens ausgebildet wird. Ein Teil des duroplastischen Materials bildet das Gehäuse 30 aus, das die Bauteile umgibt, und ein anderer Teil des duroplastischen Materials füllt den Hohlraum 18 in den Bereichen des Hohlraums 18, die nicht von der Klammer 20 und dem Kühlmittelrohr 28 besetzt sind. Das duroplastische Material wirkt als ein Wärmeübertragungsmedium, um die Übertragung von Wärme von der ersten PCB 12 und der zweiten PCB 14 auf das Kühlmittel im Kühlmittelrohr 28 zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht das duroplastische Material auch die Ableitung von Wärme von jeglichen Schaltkreisen auf der ersten PCB 12 und der zweiten PCB 14. Das duroplastische Material kann jede Art von Material sein, das die Ableitung von Wärme von der ersten PCB 12 und der zweiten PCB 14 ermöglicht.The PCBs 12, 14, standoffs 16a, 16b and fasteners 26a, 26b, 26c, 26d are surrounded by a thermoset material formed during an over-molding process. A portion of the thermoset material forms the housing 30 that surrounds the components, and another portion of the thermoset material fills the cavity 18 in the areas of the cavity 18 not occupied by the bracket 20 and coolant tube 28 . The thermoset material acts as a heat transfer medium to facilitate the transfer of heat from the first PCB 12 and the second PCB 14 to the coolant in the coolant tube 28 . In addition, the thermoset material also allows heat to be dissipated from any circuitry on the first PCB 12 and the second PCB 14. The thermoset material can be any type of material that allows heat to be dissipated from the first PCB 12 and the second PCB 14 allows.

Eine Ausführungsform der Schritte zum Herstellen und Montieren der Steuereinheit 10 nach der vorliegenden Erfindung ist in 3A - 8 dargestellt. Bezugnehmend auf 3A wird die Klammer 20 mit der ersten PCB 12 verbunden. Wie vorstehend erwähnt, ist die Klammer 20 unter Verwendung einer Schnappverbindung oder einer anderen Verbindungsart mit der ersten PCB 12 verbunden und in 3B mit der ersten PCB 12 verbunden dargestellt.An embodiment of the steps for manufacturing and assembling the control unit 10 according to the present invention is shown in FIG 3A - 8th shown. Referring to 3A the clip 20 is connected to the first PCB 12. As mentioned above, the clip 20 is connected to the first PCB 12 using a snap fit or other type of connection and in 3B shown connected to the first PCB 12 .

Bezugnehmend auf 4A wird das Kühlmittelrohr 28 unter Verwendung der Klammer 20 mit der ersten PCB 12 verbunden. Wie in 4B dargestellt, umgibt die Klammer 20 im Wesentlichen einen Teil des Kühlmittelrohrs 28 und übt eine Kraft auf das Kühlmittelrohr 28 aus, um das Kühlmittelrohr 28 so an Ort und Stelle zu sichern, dass das Kühlmittelrohr 28 mit keiner der PCBs 12, 14 in Kontakt steht.Referring to 4A For example, the coolant tube 28 is connected to the first PCB 12 using the clamp 20 . As in 4B As shown, the clip 20 substantially encircles a portion of the coolant tube 28 and applies a force to the coolant tube 28 to secure the coolant tube 28 in place so that the coolant tube 28 does not contact any of the PCBs 12,14.

Nunmehr bezugnehmend auf 5A werden die beiden Abstandshalter 16a, 16b unter Verwendung von zwei der Befestigungselemente 26a, 26b an der ersten PCB 12 montiert. Jedes Befestigungselement 26a, 26b erstreckt sich durch eine entsprechende Öffnung 22 und in eine entsprechende Gewindeöffnung 24 eines der Abstandshalter 16a, 16b. Die Abstandshalter 16a, 16b sind in 5B durch zwei der Befestigungselemente 26a, 26b mit der ersten PCB 12 verbunden dargestellt.Referring now to 5A For example, the two spacers 16a, 16b are mounted to the first PCB 12 using two of the fasteners 26a, 26b. Each fastener 26a, 26b extends through a respective opening 22 and into a respective threaded opening 24 of one of the spacers 16a, 16b. The spacers 16a, 16b are in 5B shown connected to the first PCB 12 by two of the fasteners 26a, 26b.

Bezugnehmend auf 6A wird dann die zweite PCB 14 unter Verwendung der Befestigungselemente 26c, 26d mit den Abstandshaltern 16a, 16b verbunden. Erneut erstreckt sich jedes Befestigungselement 26c, 26d durch eine entsprechende Öffnung 22 der zweiten PCB 14 und in eine entsprechende Gewindeöffnung 24 eines der Abstandshalter 16a, 16b, wie in 6A dargestellt. Beide PCBs 12, 14 sind in 6B und 7 mit den Abstandshaltern 16a, 16b verbunden dargestellt.Referring to 6A then the second PCB 14 is connected to the spacers 16a, 16b using the fasteners 26c, 26d. Again, each fastener 26c, 26d extends through a corresponding opening 22 of the second PCB 14 and into a corresponding threaded opening 24 of one of the standoffs 16a, 16b as shown in FIG 6A shown. Both PCBs 12, 14 are in 6B and 7 shown connected to the spacers 16a, 16b.

Nunmehr bezugnehmend auf 7 sind beide PCBs 12, 14 mit den Abstandshaltern 16a, 16b verbunden dargestellt, bevor das duroplastische Material während des Umspritzverfahrens aufgebracht wird. Das duroplastische Material wird dann während des Umspritzverfahrens aufgebracht, um das Gehäuse 30 auszubilden, das die Bauteile umgibt, und so, dass das duroplastische Material auch den Hohlraum 18 in den Bereichen des Hohlraums 18 füllt, die nicht von der Klammer 20 und dem Kühlmittelrohr 28 besetzt sind. Nachdem das Umspritzverfahren beendet ist, ist die Steuereinheit 10 vollständig, wie in 1 und 8 dargestellt.Referring now to 7 Both PCBs 12, 14 are shown connected to standoffs 16a, 16b before the thermoset material is applied during the overmolding process. The thermoset material is then applied during the over-molding process to form the housing 30 which surrounds the components and such that the thermoset material also fills the cavity 18 in those areas of the cavity 18 not covered by the bracket 20 and coolant tube 28 are occupied. After the overmolding process is completed, the control unit 10 is complete, as shown in FIG 1 and 8th shown.

Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 9 dargestellt, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile beziehen. Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform ist die erste PCB 12 größer als die zweite PCB 14. Die erste PCB 12 beinhaltet einen ersten Endteil 32 und einen zweiten Endteil 34, die sich aus dem Gehäuse 30 heraus erstrecken und nicht vom duroplastischen Material bedeckt sind. Während der Montage wird jedes der Endteile 32, 34 mit einem Werkzeug verbunden, das die erste PCB 12 an Ort und Stelle sichert und damit auch die übrigen der beschriebenen Bauteile während des Umspritzverfahrens an Ort und Stelle sichert.An alternative embodiment of the present invention is 9 shown, with the same reference numbers refer to the same components. At the in 9 In the embodiment shown, the first PCB 12 is larger than the second PCB 14. The first PCB 12 includes a first end portion 32 and a second end portion 34 that extend out of the housing 30 and are not covered by the thermoset material. During assembly, each of the end portions 32, 34 is connected to a tool which secures the first PCB 12 in place and thereby also secures the remainder of the described components in place during the overmolding process.

Eine weitere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 10 dargestellt, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile beziehen. Diese Ausführungsform beinhaltet einen Zwischenträger, der allgemein mit 36 bezeichnet ist, und der Zwischenträger 36 beinhaltet zwei Einsätze 36a, 36b. Der erste Einsatz 36a beinhaltet einen Abschnitt 38a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 38b mit kleinem Durchmesser, und der zweite Einsatz 36b beinhaltet ebenfalls einen Abschnitt 40a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 40b mit kleinem Durchmesser. Bei der gezeigten Ausführungsform in 10 sind die Einsätze 36a, 36b so positioniert, dass sich die Abschnitte38b, 40b mit kleinem Durchmesser durch die zweite PCB 14 und in den Hohlraum 18 erstrecken und mit der ersten PCB 12 in Kontakt stehen, ohne sie zu durchdringen. Der Zwischenträger 36 dient dazu, die Position der ersten PCB 12 und der zweiten PCB 14 während des Umspritzverfahrens zu halten. Nach dem Abschluss des Umspritzverfahrens gibt es zwei Flächen der zweiten PCB 14, mit denen die Abschnitte 38a, 40a mit großem Durchmesser in Kontakt stehen. Diese Kontaktflächen 42a, 42b sind nach dem Abschluss des Umspritzverfahrens nicht vom Gehäuse 30 bedeckt.Another alternative embodiment of the present invention is 10 shown, with the same reference numbers refer to the same components. This embodiment includes one subcarrier, generally designated 36, and subcarrier 36 includes two Inserts 36a, 36b. The first insert 36a includes a large diameter portion 38a and a small diameter portion 38b, and the second insert 36b also includes a large diameter portion 40a and a small diameter portion 40b. In the embodiment shown in FIG 10 For example, inserts 36a, 36b are positioned so that small diameter portions 38b, 40b extend through second PCB 14 and into cavity 18 and contact first PCB 12 without penetrating it. The intermediate support 36 serves to hold the position of the first PCB 12 and the second PCB 14 during the overmolding process. After the completion of the overmolding process, there are two surfaces of the second PCB 14 that the large diameter portions 38a, 40a will contact. These contact surfaces 42a, 42b are not covered by the housing 30 after the end of the overmolding process.

Die Ausführungsformen der Steuereinheit 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sind mit einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor und Getriebe, einem batteriebetriebenen Elektrofahrzeug oder jeder anderen Art eines Fahrzeugs, das eine Steuereinheit zum Ausführen verschiedener Funktionen benötigt, verwendbar.Embodiments of the controller 10 according to the present invention are usable with an internal combustion engine vehicle with a transmission, a battery powered electric vehicle, or any other type of vehicle that requires a controller to perform various functions.

Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, sodass Variationen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, in den Umfang der Erfindung einzubeziehen sind. Diese Variationen sind nicht als Abweichungen vom Geist und Umfang der Erfindung zu betrachten.The description of the invention is merely exemplary in nature and variations that do not depart from the gist of the invention are intended to be within the scope of the invention. These variations are not to be regarded as departures from the spirit and scope of the invention.

Claims

Steuereinheit (10), umfassend: eine Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14); zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b), der sich zwischen zwei der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) befindet, mit diesen verbunden ist und einen Hohlraum (18) zwischen den beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) ausbildet; ein Kühlmittelrohr (28), das so mit einer der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) verbunden ist, dass sich zumindest ein Teil des Kühlmittelrohrs (28) im Hohlraum (18) befindet; ein Gehäuse (30), das die Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) und den zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b) umgibt; ein duroplastisches Material, wobei das Gehäuse (30) so durch das duroplastische Material ausgebildet ist, dass ein Teil des duroplastischen Materials die Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) umgibt und ein anderer Teil des duroplastischen Materials sich im Hohlraum (18) befindet.Control unit (10) comprising: a plurality of circuit boards (12, 14); at least one spacer (16a, 16b) located between and connected to two of the plurality of circuit boards (12, 14) and forming a cavity (18) between the two of the plurality of circuit boards (12, 14); a coolant tube (28) connected to one of the plurality of circuit boards (12, 14) such that at least a portion of the coolant tube (28) is within the cavity (18); a housing (30) surrounding the plurality of circuit boards (12, 14) and the at least one spacer (16a, 16b); a thermoset material, wherein the housing (30) is formed by the thermoset material such that a portion of the thermoset material surrounds the plurality of circuit boards (12,14) and another portion of the thermoset material resides in the cavity (18).

Steuereinheit (10) nach dem vorangehenden Anspruch, ferner umfassend: zumindest eine Klammer (20), die so mit einer der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) verbunden ist, dass sich die zumindest eine Klammer (20) im Hohlraum (18) befindet; wobei das Kühlmittelrohr (28) mit der zumindest einen Klammer (20) verbunden ist.Control unit (10) according to the preceding claim, further comprising: at least one clip (20) connected to one of the plurality of circuit boards (12, 14) such that the at least one clip (20) is in the cavity (18); wherein the coolant tube (28) is connected to the at least one bracket (20).

Steuereinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Mehrzahl von Befestigungselementen (26a, 26b, 26c, 26d); wobei zumindest eines der Mehrzahl von Befestigungselementen (26a, 26b, 26c, 26d) eine erste der beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b) verbindet und ein anderes der Mehrzahl von Befestigungselementen (26a, 26b, 26c, 26d) eine zweite der beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b) verbindet.A control unit (10) according to any one of the preceding claims, further comprising: a plurality of fasteners (26a, 26b, 26c, 26d); wherein at least one of the plurality of fasteners (26a, 26b, 26c, 26d) connects a first of the two of the plurality of printed circuit boards (12, 14) to the at least one spacer (16a, 16b) and another of the plurality of fasteners (26a, 26b, 26c, 26d) connects a second of the two of the plurality of circuit boards (12, 14) to the at least one spacer (16a, 16b).

Steuereinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das im Hohlraum (18) befindliche duroplastische Material Wärme von der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) auf das Kühlmittelrohr (28) überträgt.A control unit (10) as claimed in any preceding claim, wherein the thermoset material within the cavity (18) transfers heat from the plurality of circuit boards (12,14) to the coolant tube (28).

Steuereinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der im Hohlraum (18) befindliche Teil des Kühlmittelrohrs (28) S-förmig ist.A control unit (10) as claimed in any preceding claim, wherein the portion of the coolant tube (28) located in the cavity (18) is S-shaped.

Steuereinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der im Hohlraum (18) befindliche Teil des Kühlmittelrohrs (28) in einer Form geformt ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus U-förmig, L-förmig, v-förmig oder geradlinig besteht.A control unit (10) according to any one of the preceding claims, wherein the portion of the coolant tube (28) located in the cavity (18) is formed in a shape selected from the group consisting of U-shaped, L-shaped, V-shaped or straight.

Steuereinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der im Hohlraum (18) befindliche Teil des Kühlmittelrohrs (28) vom duroplastischen Material umgeben ist.Control unit (10) according to one of the preceding claims, in which the part of the coolant tube (28) which is located in the cavity (18) is surrounded by the thermosetting material.

Steuereinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine erste der beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) größer als alle anderen der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) ist.A control unit (10) according to any one of the preceding claims, wherein a first one of the two of the plurality of circuit boards (12, 14) is larger than all other of the plurality of circuit boards (12, 14).

Steuereinheit (10) nach Anspruch 7, wobei die erste der beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) ferner Folgendes umfasst: einen ersten Endteil (32), der sich aus dem Gehäuse (30) heraus erstreckt; und einen zweiten Endteil (34), der sich aus dem Gehäuse (30) heraus erstreckt; wobei während der Montage sowohl der erste Endteil (32) als auch der zweite Endteil (34) mit einem Werkzeug verbunden sind, das die erste der beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) an Ort und Stelle sichert.Control unit (10) after claim 7 wherein the first of the two of the plurality of circuit boards (12, 14) further comprises: a first end portion (32) extending out of the housing (30); and a second end portion (34) extending out of the housing (30); during assembly both the first end portion (32) and the second end portion (34) are connected to a tool which is the first of the two securing the plurality of circuit boards (12, 14) in place.

Verfahren zum Herstellen einer Steuereinheit (10), umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14); Bereitstellen zumindest eines Abstandshalters (16a, 16b); Bereitstellen eines Kühlmittelrohrs (28) und Bereitstellen eines Gehäuses (30); Verbinden der ersten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b); Verbinden des Kühlmittelrohrs (28) mit der ersten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14); Verbinden einer zweiten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b); Ausbilden eines Hohlraums (18) zwischen der ersten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) und der zweiten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14), nachdem die erste der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) und die zweite der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b) verbunden wurden, so dass sich zumindest ein Teil des Kühlmittelrohrs (28) im Hohlraum (18) befindet; Umspritzen eines duroplastischen Materials, so dass ein Teil des duroplastischen Materials ein Gehäuse (30) ausbildet, das die Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) und den zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b) umgibt, und ein anderer Teil des duroplastischen Materials sich im Hohlraum (18) befindet; Übertragen von Wärme von den mehreren Leiterplatten (12, 14) auf das Kühlmittelrohr (28) unter Verwendung des im Hohlraum (18) befindlichen duroplastischen Materials.Method for manufacturing a control unit (10), comprising the following steps: providing a plurality of circuit boards (12, 14); providing at least one spacer (16a, 16b); providing a coolant tube (28) and providing a housing (30); connecting the first of the plurality of circuit boards (12, 14) to the at least one spacer (16a, 16b); connecting the coolant tube (28) to the first of the plurality of circuit boards (12, 14); connecting a second of the plurality of circuit boards (12, 14) to the at least one spacer (16a, 16b); forming a cavity (18) between the first of the plurality of circuit boards (12, 14) and the second of the plurality of circuit boards (12, 14) after the first of the plurality of circuit boards (12, 14) and the second of the plurality of circuit boards (12, 14) have been connected to the at least one spacer (16a, 16b) so that at least part of the coolant tube (28) is located in the cavity (18); Overmoulding a thermoset material so that part of the thermoset material forms a housing (30) surrounding the plurality of printed circuit boards (12, 14) and the at least one spacer (16a, 16b) and another part of the thermoset material is in the cavity (18); Transferring heat from the plurality of circuit boards (12, 14) to the coolant tube (28) using the thermoset material located in the cavity (18).

Verfahren zum Herstellen einer Steuereinheit (10) nach Anspruch 10, ferner umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen zumindest einer Klammer (20); Verbinden der zumindest einen Klammer (20) mit der ersten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) und Verbinden des Kühlmittelrohrs (28) mit der zumindest einen Klammer (20), bevor der zumindest eine Abstandshalter (16a, 16b) mit der ersten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) verbunden wird.Method for manufacturing a control unit (10). claim 10 , further comprising the steps of: providing at least one clip (20); Connecting the at least one bracket (20) to the first of the plurality of circuit boards (12, 14) and connecting the coolant tube (28) to the at least one bracket (20) before the at least one spacer (16a, 16b) to the first of the A plurality of printed circuit boards (12, 14) is connected.

Verfahren zum Herstellen einer Steuereinheit (10) nach Anspruch 10, ferner umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Mehrzahl von Befestigungselementen (26a, 26b, 26c, 26d); Verbinden der ersten der beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b) unter Verwendung eines ersten der Mehrzahl von Befestigungselementen (26a, 26b, 26c, 26d); Verbinden der zweiten der beiden der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zumindest einen Abstandshalter (16a, 16b) unter Verwendung eines weiteren der Mehrzahl von Befestigungselementen (26a, 26b, 26c, 26d).Method for manufacturing a control unit (10). claim 10 , further comprising the steps of: providing a plurality of fasteners (26a, 26b, 26c, 26d); connecting the first of the two of the plurality of circuit boards (12, 14) to the at least one spacer (16a, 16b) using a first of the plurality of fasteners (26a, 26b, 26c, 26d); Connecting the second of the two of the plurality of circuit boards (12, 14) to the at least one spacer (16a, 16b) using another of the plurality of fasteners (26a, 26b, 26c, 26d).

Verfahren zum Herstellen einer Steuereinheit (10) nach Anspruch 10, ferner umfassend die Schritte des Auswählens der Form des im Hohlraum (18) befindlichen Teils des Kühlmittelrohrs (28) aus der Gruppe, die aus U-förmig, L-förmig, v-förmig oder geradlinig besteht.Method for manufacturing a control unit (10). claim 10 , further comprising the steps of selecting the shape of the portion of the coolant tube (28) within the cavity (18) from the group consisting of U-shaped, L-shaped, V-shaped or straight.

Verfahren zum Herstellen einer Steuereinheit (10) nach Anspruch 10, ferner umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Zwischenträgers (36) mit einem ersten Einsatz (36a) und einem zweiten Einsatz (36b); Einführen zumindest eines Teils des ersten Einsatzes (36a) durch die zweite der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14); Einführen zumindest eines Teils des zweiten Einsatzes (36b) durch die zweite der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14); Halten der Position der zweiten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem ersten Einsatz (36a), während das duroplastische Material umgespritzt wird; Halten der Position der zweiten der Mehrzahl von Leiterplatten (12, 14) mit dem zweiten Einsatz (36b), während das duroplastische Material umgespritzt wird.Method for manufacturing a control unit (10). claim 10 , further comprising the following steps: providing an intermediate carrier (36) with a first insert (36a) and a second insert (36b); inserting at least a portion of the first insert (36a) through the second of the plurality of circuit boards (12, 14); inserting at least a portion of the second insert (36b) through the second of the plurality of circuit boards (12, 14); holding the second of the plurality of circuit boards (12, 14) in position with the first insert (36a) while the thermoset material is overmolded; holding the second of the plurality of circuit boards (12, 14) in position with the second insert (36b) while the thermoset material is overmolded.