KR20190089169A - 전기 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 자동차 변속기의 유압 유체에 사용하기 위한 전기 어셈블리(1)를 제안하고, 상기 전기 어셈블리(1)는 인쇄 회로 기판(2), 상기 인쇄 회로 기판(2) 상에 배치되어 상기 인쇄 회로 기판(2)에 전기 접촉되는 적어도 하나의 전기 부품(3), 상기 전기 부품(3) 위에 배치된 보호 캡(4), 및 상기 보호 캡(4) 위에서 상기 인쇄 회로 기판(2)상으로 도포되어 적어도 보호 캡(4)을 외부로부터 커버하는 외장재(6)를 포함하고, 상기 보호 캡(4)은 적어도 하나의 충전 개구(5)를 구비하고, 상기 외장재(6)는, 상기 보호 캡(4)과 상기 인쇄 회로 기판(2) 사이에 상기 외장재(6)로 채워지지 않으며 적어도 하나의 전기 부품(3)에 직접 인접한 자유 공간(45)이 남도록, 적어도 하나의 충전 개구(5)를 통해 상기 보호 캡(4)과 상기 인쇄 회로 기판(2) 사이의 캡 내부(44) 내로 도입된다.

Description

전기 어셈블리
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 전기 어셈블리에 관한 것이다.
전자식 변속기 제어 모듈은 제어를 위해 변속기 상에 또는 변속기 내에 설치되며 공격적인 변속기 유체에 노출될 수 있다. 변속기 제어 모듈은 변속기 유체로부터 보호되어야 하는 전기 어셈블리들을 포함한다. 전기 어셈블리들은 인쇄 회로 기판의 도체 트랙들을 통해 전기 접촉되는 전기 부품이 장착되는 회로 캐리어로서의 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 보호를 위해 전기 부품 위에서 인쇄 회로 기판 상에 배치되는 금속 커버 부품에 추가하여, 전기 부품의 보호를 위해 인쇄 회로 기판에 도포된 외장재를 사용하는 것도 공지되어 있다. 외장재는 몰딩 화합물로서 성형 방법으로 또는 포팅 화합물로서 보호 대상 전기 부품 위에서 인쇄 회로 기판 상에 도포될 수 있다.
DE 10 2015 205 054 A1에는, 전자 모듈이 적어도 하나의 하우징 없는 반도체 부품이 배치된 인쇄 회로 기판을 포함하는 변속기 제어 유닛용 전자 모듈이 개시되어 있다. 하우징 없는 반도체 부품을 이온화 방사선으로부터 보호하기 위해, 보호 캡이 반도체 부품 위에서 인쇄 회로 기판 상에 배치된다. 보호 캡은 인쇄 회로 기판 기판(및 보호 캡의 외부에 배치된 다른 전기 부품) 상에 도포된, 예를 들어 열경화성 재료로 이루어진 외장재로 완전히 커버된다.
본 발명의 과제는 외장재의 도포 동안 적어도 하나의 전기 부품을 열 및/또는 기계적 부하로부터 보호하는 전기 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명은 인쇄 회로 기판, 및 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되어 상기 인쇄 회로 기판과 전기 접촉되는 적어도 하나의 전기 부품을 포함하는, 특히 자동차 변속기의 유압 유체에 사용하기 위한 전기 어셈블리에 관한 것이다. 전기 부품 위에 보호 캡이 배치된다. 보호 캡 위에서 인쇄 회로 기판 상으로 도포된 외장재는 적어도 보호 캡을 덮는다. 본 발명에 따르면, 보호 캡은 적어도 하나의 충전 개구를 구비하고, 외장재는, 상기 보호 캡과 상기 전기 부품 사이에 상기 외장재로 채워지지 않으며 상기 적어도 하나의 전기 부품에 직접 인접하는 자유 공간이 남도록, 상기 적어도 하나의 충전 개구를 통해 보호 캡과 인쇄 회로 기판 사이의 캡 내부 내로 도입된다.
전기 어셈블리는 전자식 변속기 제어 모듈의 일부이거나 또는 전자식 변속기 제어 모듈을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 전기 어셈블리는 또한 센서 모듈의 일부이거나 센서 모듈을 포함할 수 있다. 전기 어셈블리는 자동차 변속기 내에 또는 상에 설치될 수 있다. 그러나, 다른 용도들도 가능하다.
인쇄 회로 기판은 전기 부품을 제어 회로에 접속하기 위해 또는 전기 부품들을 서로 접촉하기 위해 도체 트랙을 갖는, 전기 부품의 캐리어 기판을 의미한다. 인쇄 회로 기판은 특히 유리 섬유 강화 에폭시 수지(FR4 이상)로 이루어진 강성 인쇄 회로 기판, 세라믹 캐리어 기판(예컨대, 하이브리드 회로) 또는 플렉시블 도체 필름일 수 있다.
외장재는 원시 상태에서 유동성을 가지며 도포 동안 또는 도포 후에 경화되는 보호 물질을 의미한다. 바람직하게는 열경화성 재료, 특히 에폭시 수지이다. 외장재는 예를 들면, 트랜스퍼 몰딩법, 압축 성형법, 열경화성 성형법 또는 포팅 (potting) 방법에 의해 인쇄 회로 기판 상에 도포될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 어셈블리는 바람직하게는 외장재의 도포 동안 적어도 하나의 전기 부품을 이때 발생하는 열 부하 및/또는 기계적 부하로부터 보호한다. 이는 예를 들어 전해 커패시터의 대형 컵 모양 하우징을 열경화성 성형 또는 트랜스퍼 몰딩 동안의 압력 피크로 인한 손상으로부터 보호하는데 특히 바람직하다. 보호 캡에 의해, 부품에 대한 부하가 감소한다. 보호 캡이 적어도 하나의 충전 개구부를 구비하고 외장재가 적어도 하나의 충전 개구를 통해 보호 캡과 인쇄 회로 기판 사이의 캡 내부 내로 부분적으로 도입됨으로써, 상기 부품의 전기 접속부가 보호되고, 외장재 아래 너무 큰 공간이 있어서 작동 중에 온도 변동 또는 압력 변동에 의해 외장재의 균열을 일으키는 것이 방지된다. 또한, 외장재는 충격 하중 및/또는 진동 하중에 대해 적어도 하나의 전기 부품을 안정화시키고, 따라서 전기 부품의 전기 접속부의 부하를 경감시킨다.
보호 캡과 인쇄 회로 기판 사이에는, 외장재로 채워지지 않으며 적어도 하나의 전기 부품에 직접 인접하는 작은 자유 공간(공동부)만이 남는다. 상기 자유 공간은 바람직하게는 전기 부품 또는 전기 부품의 부분들이 부분적으로 팽창될 수 있는 보상 챔버를 형성한다. 자유 공간은 공기 또는 다른 가스로 채워질 수 있다. 자유 공간은 예를 들어 전해 커패시터의 탈기 또는 파열 경우 외장재의 파손 없이 방출 가스 또는 산을 수용할 수 있는 수용 공간을 형성한다. 따라서 인쇄 회로 기판 상의 나머지 전기 부품들 및 전자 회로는 개별 전기 부품의 결함 시에도 공격적인 변속기 유체에 대해 보호된다.
본 발명의 바람직한 실시예들 및 개선 예들은 종속 청구항들에 제시된 특징들에 의해 가능해진다.
바람직하게는, 보호 캡의 적어도 하나의 충전 개구는 인쇄 회로 기판에 대해 수직인 단면으로 볼 때 래버린스형, 특히 U-형 채널 구조에 의해 자유 공간에 연결된다. 상기 채널 구조에 의해, 캡 내부 내로 침투하는 외장재가 먼저 캡 내부를 향한 인쇄 회로 기판의 면의 방향으로 침투하여 이를 덮고 나서야, 자유 공간 내로 침투하지 않으면서 캡 내부에서 상승한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 충전 개구는 외장재의 도포 중에 압력 피크를 댐핑시키기 위해 스로틀 지점으로서 설계될 수 있다. 따라서, 충전 개구 내로 침투하는 외장재의 압력 피크가 댐핑되지 않은 상태로 전기 부품에 작용할 수 없다.
보호 캡은 바람직하게는 전기 부품의 주위를 둘러싸며 인쇄 회로 기판 상에 수직으로 놓인 캡 벽, 및 전기 부품 위의 인쇄 회로 기판 기판으로부터 떨어져 있는 측면 상의 커버 섹션을 포함할 수 있으며, 충전 개구는 커버 섹션과 캡 벽 사이의 전이 영역 내에 제공된다. 이로 인해, 캡 벽이 인쇄 회로 기판에 대해 평행하게 작용하는 모든 힘 벡터에 대해 전기 부품을 보호하는 한편, 커버 부분은 인쇄 회로 기판으로부터 떨어져 있는 전기 부품의 면의 보호를 수행하는, 간단한 구성이 달성된다. 전이 영역에 충전 개구가 특히 쉽게 배치될 수 있다.
또한, 커버 섹션이 캡 내부 내로 돌출하는 칼라를 갖는 것이 바람직하다. 캡 내부 내로 돌출하는, 커버 섹션의 칼라는 인쇄 회로 기판으로부터 떨어져 있는 전기 부품의 단부에서, 칼라와 전기 부품 사이에 자유 공간과 연결되는 매우 좁은 사이 공간이 생기도록, 전기 부품을 포함한다. 이러한 방식으로, 자유 공간이 외장재로 완전히 채워지지 않는 것은 매우 쉽게 달성될 수 있다.
보호 캡이 다수의 캡 내부를 가지며 상기 캡 내부에 각각 전기 부품이 배치되는 실시 예가 특히 바람직하다. 보호 캡은 바람직하게는 전기 어셈블리를 위한 저렴한 플라스틱 구성 요소로서 제조될 수 있고, 보호 대상 전기 부품 위에서 인쇄 회로 기판 상에 저렴하고 간단하게 장착될 수 있다.
이에 제한되지 않고, 전기 어셈블리는 커패시터, 특히 전해 커패시터로서 제공되는 전기 부품에 특히 바람직하게 사용될 수 있다.
도 1은 완성된, 본 발명에 따른 전기 어셈블리의 단면도.
도 2는 외장재가 없는 본 발명에 따른 전기 어셈블리의 평면도.
도 3 내지 도 6은 도 1의 전기 어셈블리의 제조 동안 개별 단계를 도시하는 도면들.
도 1은 완성된, 본 발명에 따른 전기 어셈블리(1)의 단면도를 도시한다. 여기서는 예시적으로 2개의 전기 부품(3)을 구비한 인쇄 회로 기판(2)을 포함하는 부분 단면만이 도시되어 있다. 전기 부품(3)은 예를 들면 전해 커패시터, 특히 폴리머 하이브리드 전해 커패시터이다. 전기 부품(3)은 예를 들어 납땜에 의해 인쇄 회로 기판(2)의 장착 면(11) 상의 접촉 면(13)과 전기 접촉되는 접속 요소(31)를 그 조립 면 상에 포함한다. 전기 부품(3)은 서로 떨어져 있는 2개의 단부 면과 원형 단면의 원주 벽을 갖는 실질적으로 원통형인 기본 형상을 가질 수 있다. 인쇄 회로 기판(2)은 다층 인쇄 회로 기판일 수 있다. 접촉 면들(13)은 인쇄 회로 기판(2)의 도체 트랙을 통해 인쇄 회로 기판 상에 배치될 수 있는 제어 회로(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 전기 어셈블리(1)는 예를 들어 변속기 제어 모듈의 부분 영역 또는 센서 모듈일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보호 캡(4)은 인쇄 회로 기판(2) 상에 배치된다. 보호 캡(4)은 플라스틱 또는 금속 또는 플라스틱-금속 복합 재료로 이루어질 수 있고 바람직하게는 일체형으로 형성된다. 보호 캡(4)은 각각의 전기 부품(3)에 대해 이 부품(3)에 할당된 캡 내부(44)를 포함할 수 있다. 각각의 캡 내부(3)는 환형 캡 벽(41) 및 커버 섹션(42)에 의해 한정된다. 보호 캡(4)은, 캡 벽(41)이 각각의 전기 부품(3)의 주위를 둘러싸고 각각의 커버 섹션(42)이 인쇄 회로 기판(2)으로부터 떨어져 있는 관련 전기 부품(3)의 측면 위에 배치되도록, 인쇄 회로 기판의 장착면(11) 상으로 수직으로 놓인다. 커버 섹션(42)과 캡 벽(41) 사이의 전이 영역에는 캡 내부(44)마다 각각 적어도 하나의 충전 개구(5)가 제공된다. 도 1의 단면도에서, 각각의 캡 내부에 2개의 충전 개구(5)가 할당된다. 각각의 커버 섹션(42)은 캡 내부(44) 내로 돌출하는 칼라(43)를 갖는다. 캡 내부(44) 내로 돌출하는, 커버 섹션(42)의 칼라(43)는 인쇄 회로 기판(2)으로부터 떨어져 있는 전기 부품(3)의 단부(14)에서, 칼라(43)와 전기 부품(3) 사이에 자유 공간(45)과 연결되는 매우 좁은 사이 공간(66)이 생기도록, 관련 전기 부품(3)을 포함한다. 자유 공간(45)은 인쇄 회로 기판(2)으로부터 떨어져 있는 전기 부품(3)의 측면에서 부품(3)과 커버 섹션(42)의 내부 면 사이에 배치되므로, 전기 부품(3)에 직접 인접한다. 인쇄 회로 기판(2)에 대해 수직인 단면에서 볼 때, 보호 캡(4)의 각각의 충전 개구(5)는 도 4에서 일점쇄선으로 표시된 바와 같이, 래버린스형, 특히 U-형 채널 구조(67)에 의해 관련 자유 공간(45)에 연결된다.
도 2는 도포된 외장재가 없는, 본 발명의 다른 실시 예의 외부도를 도시한다. 보호 캡(4)은 4개의 캡 내부(44) 사이의 사이 벽들을 형성하는 환형 캡 벽(41) 및 각각의 전기 부품에 할당된 예를 들어 4개의 커버 섹션(42)을 가진 성형 부품으로서 형성되는 것을 알 수 있다. 각각의 캡 내부에는, 예를 들어 4개의 충전 개구(5)가 할당된다.
전기 어셈블리(1)의 제조가 도 3 내지 도 6에 도시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 캡 벽(41)이 인쇄 회로 기판의 장착 면(11) 상에 놓이며 각각의 전기 부품(3)이 고유의 캡 내부(44) 내에 배치되도록, 보호 캡(4)은 먼저 전기 부품(3)을 구비한 인쇄 회로 기판(2) 상에 놓인다. 그리고 나서, 전기 어셈블리(1)는 보호 캡(4)과 함께 공구 몰드 내로 삽입된다. 공구 몰드는 2부분으로 형성될 수 있으며, 인쇄 회로 기판(2)의 장착 면(11) 상에 놓인 제 1 공구 절반(61) 및 인쇄 회로 기판(2)의 하부면(12) 상에 놓인 제 2 공구 절반(62)을 포함한다. 장착 면(11)과 제 1 공구 절반(6) 사이에 주조 채널(12)이 제공된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유동성 외장재(6)가 인쇄 회로 기판(2)의 장착 면(11)에 도포된다. 외장재(6)는 예를 들어 열경화성 재료, 특히 에폭시 수지일 수 있다. 외장재는 예를 들면, 트랜스퍼 몰딩법, 압축 성형법, 열경화성 성형법 또는 포팅(potting) 방법에 의해 인쇄 회로 기판에 도포될 수 있다. 이 경우, 압력은 유동성 외장재(6)가 주조 채널(63) 내로 도입되도록 적용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유동성 외장재(6)는 제 1 공구 절반(61)과 캡 벽 (41) 사이의 갭 내에서 상승하고 커버 섹션(42) 위로 흐른다. 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이, 외장재는 캡 벽(41)과 커버 섹션(42)의 전이 영역에서 거기에 배치된 충전 개구(5)를 통해, 도 5에서 상부로부터 하부로 작용하는 중력 및/또는 가해진 압력의 작용 하에 캡 내부(44) 내로 침투한다. 상기 적어도 하나의 충전 개구(5)는 바람직하게는 스로틀 지점으로서 작용하여, 외장재(6)의 충정 과정 동안 압력 피크가 댐핑되지 않은 상태로 전기 부품(3)에 작용하는 것을 방지한다.
캡 내부(44) 내로 침투하는 외장재(6)는 먼저 캡 내부(44)를 향한 인쇄 회로 기판(2)의 면(11)의 방향으로 침투하여 전기 부품(3)의 전기 접속부(31) 주위로 흐른다. 그리고 나서, 외장재(6)는 도 6에 도시된 바와 같이, 캡 내부(44)에서 칼라(43)의 하부 에지까지 상승하지만, 좁은 갭 66)을 통과하여 자유 공간(45) 내로 침투하지 않는다. 상기 자유 공간에서, 외장재에 의해 캡 내부로부터 변위된 공기가 압축된다.
외장의 형성 후에, 도 1에 도시된 완성된 최종 제품을 얻기 위해, 공구 절반들(61, 62)이 분리된다.
1 전기 어셈블리
2 인쇄 회로 기판
3 전기 부품
4 보호 캡
5 충전 개구
6 외장재
41 캡 벽
42 커버 섹션
43 칼라
44 캡 내부
45 자유 공간
66 사이 공간
67 채널 구조

Claims (10)

  1. 특히 자동차 변속기의 유압 유체를 사용하기 위한 전기 어셈블리(1)로서, 인쇄 회로 기판(2), 상기 인쇄 회로 기판(2) 상에 배치되어 상기 인쇄 회로 기판(2)에 전기 접촉되는 적어도 하나의 전기 부품(3), 상기 전기 부품(3) 위에 배치된 보호 캡(4), 및 상기 보호 캡(4) 위에서 상기 인쇄 회로 기판(2) 상으로 도포되어 적어도 상기 보호 캡(4)을 외부로부터 커버하는 외장재(6)를 포함하는, 상기 전기 어셈블리(1)에 있어서,
    상기 보호 캡(4)은 적어도 하나의 충전 개구(5)를 구비하고, 상기 외장재(6)는, 상기 보호 캡(4)과 상기 인쇄 회로 기판(2) 사이에 상기 외장재(6)로 채워지지 않으며 상기 적어도 하나의 전기 부품(3)에 직접 인접한 자유 공간(45)이 남도록, 상기 적어도 하나의 충전 개구(5)를 통해 상기 보호 캡(4)과 상기 인쇄 회로 기판(2) 사이의 캡 내부(44) 내로 도입되는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외장재(6)로 채워지지 않은 상기 자유 공간(45)은 상기 전기 부품(3) 또는 상기 전기 부품의 부분들이 부분적으로 팽창될 수 있는 보상 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보호 캡(4)의 상기 적어도 하나의 충전 개구(5)는 상기 인쇄 회로 기판(2)에 대해 수직인 단면에서 볼 때 래버린스형, 특히 U-형 채널 구조(67)에 의해 상기 자유 공간(45)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 충전 개구(5)는 상기 외장재(6)의 충전 과정 동안 압력 피크를 댐핑시키기 위해 스로틀 지점으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 캡(4)은 상기 전기 부품(3)의 주위를 둘러싸며 상기 인쇄 회로 기판(2) 상에 수직으로 놓인 캡 벽(41), 및 상기 전기 부품(3) 위의 상기 인쇄 회로 기판(2)으로부터 떨어져 있는 측면 상의 커버 섹션(42)을 포함하고, 상기 충전 개구(5)는 상기 커버 섹션(42)과 상기 캡 벽(41) 사이의 전이 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 커버 섹션(42)은 상기 캡 내부(44) 내로 돌출하는 칼라(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 캡 내부(44) 내로 돌출하는, 상기 커버 섹션(42)의 상기 칼라(43)는 상기 인쇄 회로 기판(2)으로부터 떨어져 있는 상기 전기 부품(3)의 단부(14)에서, 상기 칼라(43)와 상기 전기 부품(3) 사이에 상기 자유 공간(45)과 연결되는 매우 좁은 사이 공간(66)이 생기도록, 상기 전기 부품(3)을 포함하는 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 자유 공간(45)은 가스, 특히 공기로 채워지는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 캡(4)은 전기 부품(3)이 각각 배치되는 다수의 캡 내부(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 부품(3)은 커패시터, 특히 전해 커패시터인 것을 특징으로 하는, 전기 어셈블리.
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