WO2016146613A1

WO2016146613A1 - Electronic control device

Info

Publication number: WO2016146613A1
Application number: PCT/EP2016/055511
Authority: WO
Inventors: Ilya Kuperberg; Heiko Buss
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2016-09-22
Also published as: DE102015204905A1

Abstract

Disclosed is an electronic control device (100) comprising: a housing (10); a circuit carrier (20) having a power electronics component (30) that is arranged thereon; the circuit carrier (20) and the power electronics component (30) are in contact with the housing (10) via a heat conducting medium (40); heat generated by the power electronics component (30) can be dissipated from the circuit carrier (20) in a specific direction; and the circuit carrier (20) is secured in the housing (10) by means of the heat conducting medium (40).

Description

Beschreibung Titel Description title

Elektronische Steuervorrichtung Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Steuervorrichtung. Electronic Control Device The invention relates to an electronic control device. The invention further relates to a method for producing an electronic control device.

Stand der Technik Bei der thermischen Anbindung von so genannten Slug-Up SMD-Leistungsbau- elementen wird einerseits ein Abstand zwischen dem Bauelement und einer Wärmesenke durch Einbautoleranzen des Schaltungsträgers, von Bauelementetoleranzen und Gehäusetoleranzen bestimmt. Nachteilig müssen auf diese Weise eine Vielzahl von Toleranzen berücksichtigt werden, die ein relativ stark dimensioniertes Wärmeleitmedium erfordern, was eine Ableitung von thermischerPRIOR ART In the thermal connection of so-called slug-up SMD power components, on the one hand a distance between the component and a heat sink is determined by installation tolerances of the circuit carrier, by component tolerances and housing tolerances. Disadvantage must be taken into account in this way a variety of tolerances that require a relatively large sized Wärmeleitmedium, resulting in a derivative of thermal

Energie verringern kann. Can reduce energy.

DE 10 2012 218 932 A1 offenbart ein elektronisches Bauteil zur Entwärmung von Slug-Up-Komponenten. DE 10 2012 218 932 A1 discloses an electronic component for the cooling of slug-up components.

DE 10 2010 001 958 A1 offenbart ein elektronisches Steuergerät mit Leistungsbauelementen, wobei die Leistungsbauelemente jeweils ein Heat-Slug Element aufweisen, das dazu vorgesehen ist, Wärme des jeweiligen Leistungsbauelements aufzunehmen. Die Heat-Slug Elemente sind mit einem als Folie ausgebildeten Wärmeführungselement in thermischem Kontakt, wodurch eine größere Fläche mit einer entsprechend größeren Wärmekapazität gebildet wird. Offenbarung der Erfindung DE 10 2010 001 958 A1 discloses an electronic control unit with power components, wherein the power components each have a heat-slug element which is provided to receive heat of the respective power device. The heat-slug elements are in thermal contact with a foil-formed heat-conducting element, thereby forming a larger area with a correspondingly larger heat capacity. Disclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte elektronische Steuervorrichtung mit einem elektronischen Leistungsbauelement bereitzustellen. An object of the invention is to provide an improved electronic control device with an electronic power device.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einer elektronischen Steuervorrichtung, aufweisend: The object is achieved according to a first aspect with an electronic control device, comprising:

ein Gehäuse; a housing;

einen Schaltungsträger mit einem darauf angeordneten elektronischen Leistungsbauelement; a circuit carrier having an electronic power device disposed thereon;

wobei der Schaltungsträger und das elektronische Leistungsbauelement mittels eines Wärmeleitmediums mit dem Gehäuse kontaktiert sind; wobei Wärme des Leistungsbauelements vom Schaltungsträger weggerichtet abführbar ist; und wherein the circuit carrier and the electronic power device are contacted by means of a Wärmeleitmediums with the housing; wherein heat of the power device is away from the circuit carrier wegführbar; and

- wobei der Schaltungsträger im Gehäuse mittels des Wärmeleitmediums fixiert ist. - Wherein the circuit carrier is fixed in the housing by means of the heat transfer medium.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Steuervorrichtung, aufweisend die Schritte: According to a second aspect, the object is achieved with a method for producing an electronic control device, comprising the steps:

- Kraftfreies Fixieren eines Schaltungsträgers mit einem elektronischen - Force-free fixing of a circuit carrier with an electronic

Leistungsbauelement relativ zu einem Gehäuse; Power component relative to a housing;

Wenigstens partielles Anordnen eines pastösen Wärmeleitmediums auf einer Seite des Schaltungsträgers, auf der das elektronische Leistungsbauelement angeordnet ist; At least partially disposing a pasty heat transfer medium on a side of the circuit substrate on which the electronic power device is disposed;

- Verschließen des Gehäuses; und - Closing the housing; and

Aushärten des Wärmeleitmediums. Curing the Wärmeleitmediums.

Auf diese Weise kann der Schaltungsträger kraftfrei in dem Gehäuse fixiert werden, wobei das Wärmeleitmedium im ausgehärteten Zustand eine mechanische Fixierung des Schaltungsträgers gegenüber dem Gehäuse übernehmen kann. Aufgrund der Tatsache, dass das Wärmeleitmedium sehr dünn eingebracht werden kann, ist zudem eine optimierte Wärmeableitung vom elektronischen Leistungsbauelement an das Gehäuse unterstützt. Das In this way, the circuit substrate can be fixed force-free in the housing, wherein the heat-conducting medium can take over a mechanical fixation of the circuit substrate relative to the housing in the cured state. Due to the fact that the heat-conducting medium can be introduced very thinly, an optimized heat dissipation from the electronic power component to the housing is also supported. The

Leistungsbauelement ist auf diese Weise mit nur einem Maß einer Toleranzkette an das als Kühlkörper fungierende Gehäuse angebunden. Das Wärmeleit- medium kann neben der thermischen vorteilhaft auch die mechanische Fixierung des Schaltungsträgers innerhalb des Gehäuses übernehmen. Power component is connected in this way with only one measure of a tolerance chain to the functioning as a heat sink housing. The heat conduction Medium can take over the thermal advantageous also the mechanical fixation of the circuit substrate within the housing.

Bevorzugte Ausführungsformen der elektronischen Steuervorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen. Preferred embodiments of the electronic control device and method are the subject of dependent claims.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Steuervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Schaltungsträger mit dem elektronischen Leistungsbauelement relativ zum Gehäuse mittels wenigstens dreier Auflagebereiche positioniert ist, wobei wenigstens ein Auflagebereich zwischen dem Gehäuse und dem elektronischenAn advantageous development of the control device is characterized in that the circuit carrier is positioned with the electronic power component relative to the housing by means of at least three support areas, wherein at least one support area between the housing and the electronic

Leistungsbauelement ausgebildet ist. Auf diese Weise wird zwischen dem Gehäuse und dem Schaltungsträger eine Dreipunktauflage realisiert, wodurch eine stabile Fixierung des Schaltungsträgers im Gehäuse unterstützt und eine Beweglichkeit des fixierten Schaltungsträgers vorteilhaft reduziert ist. Power component is formed. In this way, a three-point support is realized between the housing and the circuit carrier, whereby a stable fixation of the circuit carrier supported in the housing and a mobility of the fixed circuit substrate is advantageously reduced.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Steuervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens einer der drei Auflagebereiche als eine A further advantageous development of the control device is characterized in that at least one of the three support areas as a

Gehäuserippe des Gehäuses ausgebildet ist. Dadurch kann für die stabile Positionierung des Schaltungsträgers innerhalb des Gehäuses eine bereits vorhandene Struktur des Gehäuses verwendet werden. Housing rib of the housing is formed. As a result, an already existing structure of the housing can be used for the stable positioning of the circuit carrier within the housing.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Steuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger mit dem elektronischen A further advantageous development of the control device is characterized in that the circuit carrier with the electronic

Leistungsbauelement relativ zum Gehäuse mittels dreier Auflagebereiche positioniert ist, wobei ein Auflagebereich zwischen dem Gehäuse und dem elektronischen Leistungsbauelement ausgebildet ist, und wobei zwei Auflagebereiche als Gehäuserippen des Gehäuses ausgebildet sind. Dadurch wird eine stabile Fixierung des Schaltungsträgers mit dem Leistungsbauelement innerhalb des Gehäuses bereitgestellt. Ein einfaches und präzises Anordnen des Power component is positioned relative to the housing by means of three support areas, wherein a support area between the housing and the electronic power device is formed, and wherein two bearing areas are formed as housing ribs of the housing. This provides a stable fixation of the circuit carrier to the power device within the housing. A simple and precise arrangement of the

Schaltungsträgers im Gehäuse mit einem guten Halt des Schaltungsträgers innerhalb des Gehäuses ist auf diese Weise unterstützt. Circuit carrier in the housing with a good grip of the circuit carrier within the housing is supported in this way.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Steuervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mittels wenigstens eines Abstandshalters ein definierter Abstand zwischen einer Oberfläche des elektronischen Leistungsbauelements und dem Gehäuse hergestellt ist. Dadurch kann ein definierter Abstand geschaffen werden, der als ein späterer Kontaktbereich zwischen dem Leistungsbauelement und dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei in diesem Kontaktbereich das thermisch anbindende Wärmeleitmedium eingefügt wird. An advantageous development of the control device is characterized in that by means of at least one spacer a defined distance between a surface of the electronic power device and the housing is made. Thereby, a defined distance can be created, which is provided as a later contact area between the power device and the housing, wherein in this contact region, the thermally bonding heat transfer medium is inserted.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Steuervorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass der wenigstens eine Abstandshalter am Leistungsbauelement ausgebildet oder als eine Gehäuserippe des Gehäuses ausgebildet ist. Dadurch werden unterschiedliche Varianten für Abstandshalter bereitgestellt, die es erlauben, den Schaltungsträger mittels des Fixierungselements kraftfrei amFurther advantageous developments of the control device are characterized in that the at least one spacer is formed on the power component or designed as a housing rib of the housing. As a result, different variants of spacers are provided, which allow the circuit carrier by means of the fixing element without force on

Gehäuse zu fixieren. Im Falle des Abstandshalters am Leistungsbauelement kann zwischen das Leistungsbauelement und das Gehäuse ein pastöses Wärmeleitmedium eingefügt werden, was eine Fixierung des Leistungsbauelements mit dem Gehäuse und eine Wärmeübertragung vom Fix the housing. In the case of the spacer on the power component, a pasty heat transfer medium can be inserted between the power component and the housing, resulting in a fixation of the power component to the housing and a heat transfer from

Leistungsbauelement an das Gehäuse verbessert. Power component to the housing improved.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Steuervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mittels Fixierungselementen der Schaltungsträger mit dem Gehäuse während des Aushärtens des ursprünglich pastösen Wärmeleit- mediums kraftfrei fixiert ist. Auf diese Weise kann in einer Herstellphase, in der das pastöse Wärmeleitmedium bereits eingefügt ist, ein unbeabsichtigtes Verschieben des Schaltungsträgers gegenüber dem Gehäuse vermieden werden. Ein möglichst dünnes Schließmaß zwischen dem Schaltungsträger und dem Gehäuse ist auf diese Weise vorteilhaft unterstützt. A further advantageous development of the control device is characterized in that by means of fixing elements the circuit carrier is fixed in a force-free manner to the housing during hardening of the originally pasty heat-conducting medium. In this way, an unintentional shifting of the circuit carrier relative to the housing can be avoided in a production phase in which the paste-like heat-conducting medium is already inserted. The smallest possible closing size between the circuit carrier and the housing is advantageously supported in this way.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Steuervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fixierungselemente wenigstens eines aus folgender Gruppe umfassen: Kunststoffhülse, Dübel, Kontaktfeder, Schnappelement. Dadurch ist es möglich, dass keine Schraube als Fixierungselement verwendet werden muss, die in nachteiliger weise eine mechanische Kraft auf Lötstellen des Schaltungsträgers ausüben würde. Auf diese Weise kann der Schaltungsträger vorspannungsfrei relativ zum Gehäuse fixiert werden, sodass das pastöse Wärmeleitmedium aushärten kann, bis es im ausgehärteten Zustand eine mechanische Befestigung des Schaltungsträgers innerhalb des Gehäuses übernimmt. Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Dabei bilden alle Merkmale, unabhängig von ihrer Darstellung in der Beschreibung und in den Figuren, sowie unabhängig von ihrer Rückbeziehung in den Patentansprüchen den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. A further advantageous development of the control device is characterized in that the fixing elements comprise at least one of the following group: plastic sleeve, dowel, contact spring, snap element. This makes it possible that no screw must be used as a fixing element, which would exert a disadvantageous mechanical force on solder joints of the circuit substrate. In this way, the circuit carrier can be fixed relative to the housing without bias, so that the pasty heat conducting medium can cure until it takes over a mechanical attachment of the circuit substrate within the housing in the cured state. The invention will be described below with further features and advantages with reference to several figures in detail. In this case, all features, regardless of their representation in the description and in the figures, as well as regardless of their dependency in the claims, the subject of the present invention. The figures are primarily intended to illustrate the principles essential to the invention and are not necessarily drawn to scale. Same or functionally identical elements have the same reference numerals.

In den Figuren zeigt: In the figures shows:

Fig. 1 a eine Querschnittsansicht durch eine herkömmliche elektronische Fig. 1 a is a cross-sectional view through a conventional electronic

Steuervorrichtung vor einem Zusammenbau; Control device before assembly;

Fig. 1 b eine Querschnittsansicht durch eine herkömmliche elektronische Fig. 1 b is a cross-sectional view through a conventional electronic

Steuervorrichtung nach dem Zusammenbau; Control device after assembly;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform der Fig. 2 is a cross-sectional view through an embodiment of

elektronischen Steuervorrichtung; electronic control device;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Leistungsbauelements; 3 is a perspective view of an electronic power device;

Fig. 4 bis 10 Beispiele von Fixierungselementen; 4 to 10 examples of fixing elements;

Fig. 1 1 eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Steuervorrichtung; und Fig. 1 1 is a perspective view of an electronic control device; and

Fig. 12 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 12 shows a basic sequence of an embodiment of the method according to the invention.

Beschreibung von Ausführungsformen Description of embodiments

Unter einem elektronischen Leistungsbauelement wird im Folgenden ein„Slug- Up Bauelement" verstanden, welches eine im Betrieb des Leistungsbauelements erzeugte Wärme mittels einer Wärmesenke von einer Leiterplatte, auf der das Slug-up Bauelement montiert ist, weggerichtet abführt. Die Wärmesenke kann dabei als eine verzinnte Metallplatte (z.B. aus Kupfer) ausgebildet sein, die bei der Herstellung des Leistungsbauelements mit Moldmasse umspritzt wird. Die Wärmesenke wird dabei thermisch direkt mit einem Kühlkörper kontaktiert, ohne die Leiterplatte zu durchdringen. Dies wird dadurch erreicht, dass Anschlüsse des Slug-Up Bauelements und die Wärmesenke an gegenüberliegenden In the text which follows, an electronic power component is understood to mean a "slug-up component" which generates heat generated during operation of the power component by means of a heat sink from a printed circuit board on which the Slug-up component is mounted, directed away. The heat sink may be formed as a tinned metal plate (eg made of copper), which is encapsulated in the production of the power device with molding compound. The heat sink is thermally contacted directly with a heat sink without penetrating the circuit board. This is achieved by connecting the slug-up component and the heat sink to opposite sides

Oberflächen des Leistungsbauelements angeordnet sind. Surfaces of the power device are arranged.

Fig. 1 a zeigt eine Querschnittsansicht durch eine herkömmliche elektronische Steuervorrichtung 100 vor einem Zusammenbau. Erkennbar ist ein Schaltungsträger 20, vorzugsweise eine Leiterplatte, auf der ein elektronisches Leistungsbauelement 30 in SMD-Bauart angeordnet ist. Mittels eines Wärmeleitmediums 40 kann im Betrieb thermische Energie des Leistungsbauelements 30 an das Gehäuse 10 abgegeben werden. Das Gehäuse 10 fungiert somit auch als ein Kühlkörper. Fig. 1a shows a cross-sectional view through a conventional electronic control device 100 prior to assembly. A circuit carrier 20, preferably a printed circuit board, on which an electronic power component 30 in SMD design is arranged can be seen. By means of a heat conducting medium 40, thermal energy of the power component 30 can be delivered to the housing 10 during operation. The housing 10 thus also functions as a heat sink.

Fig. 1 b zeigt eine Querschnittsansicht durch die zusammengebaute elektronische Steuervorrichtung 100 von Fig. 1 a. Angedeutet ist, dass sich durch eine FIG. 1 b shows a cross-sectional view through the assembled electronic control device 100 of FIG. 1 a. It is indicated that by a

Toleranzkette von vielen Toleranzen, die durch Pfeile angedeutet sind, selbst bei einer statistischen Toleranzrechnung ein großes Schließmaß X ergibt, welches zu einer eingeschränkten Ableitung von thermischer Verlustleistung des Tolerance chain of many tolerances, which are indicated by arrows, even with a statistical tolerance calculation results in a large closing X, which leads to a limited dissipation of thermal power loss of

Bauelements 30 führen kann, weil das pastöse Wärmeleitmedium 40 in großer Dicke eingefügt werden muss. Die Toleranzkette kann dabei durch eine Can lead component 30 because the paste-like heat transfer medium 40 must be inserted in a large thickness. The tolerance chain can be replaced by a

Bewegung der Kühlfläche, eine Höhe des Kühlkörpers, eine Verwölbung des Schaltungsträgers 20, usw. begründet werden. Durch eine Strichlierung ist eineMovement of the cooling surface, a height of the heat sink, a warping of the circuit substrate 20, etc. are justified. By a dashed line is a

Verwölbung des Schaltungsträgers 20 mit dem darauf angeordneten Leistungsbauelement 30 angedeutet. Als Konsequenz muss das Schließmaß X nachteilig relativ groß dimensioniert werden, beispielsweise ca. 0,4 mm bis ca. 0,6 mm hoch. Curvature of the circuit substrate 20 indicated with the power component 30 disposed thereon. As a consequence, the closing dimension X must be dimensioned disadvantageously relatively large, for example, about 0.4 mm to about 0.6 mm high.

Eine weitere, nicht in Figuren dargestellte bekannte Möglichkeit zur Ableitung von thermischer Energie des Leistungsbauelements besteht darin, die thermische Anbindung des Leistungsbauelements an das Gehäuse über isolierte Folien zu realisieren. Auf diese Weise kann eine Verbesserung des thermischen Another, not shown in figures known way to dissipate thermal energy of the power device is to realize the thermal connection of the power device to the housing via insulated films. In this way, an improvement of the thermal

Widerstands erreicht werden, wobei allerdings zusätzliche Federelemente erforderlich sind, um eine erforderliche Anpresskraft der Folie an das Leistungsbauelement zu erzeugen. Die dadurch bewirkten hohen Kräfte können nachteilig bewirken, dass eine Lötstellenzuverlässigkeit beeinträchtigt sein kann. Die zusätzlichen mechanischen Kräfte auf Lötpins des Bauelements können nämlich unter einem Gesichtspunkt von Temperaturwechselprozessen eine Betriebsdauer des Bauelements auf dem Substrat verkürzen. Resistance can be achieved, but with additional spring elements are required to produce a required contact force of the film to the power device. The high forces caused thereby can adversely effect that solder joint reliability may be compromised. Namely, the additional mechanical forces on solder pins of the device can shorten an operation time of the device on the substrate from a viewpoint of thermal cycling processes.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Steuervorrichtung 100. Erkennbar ist, dass ein Fig. 2 shows a cross section through an embodiment of the electronic control device 100 according to the invention. It can be seen that a

Schaltungsträger 20 an einer Oberseite und an einer Unterseite mit einemCircuit carrier 20 at an upper side and at a lower side with a

Wärmeleitmedium 40 an das Gehäuse 10 mechanisch und thermisch Wärmeleitmedium 40 to the housing 10 mechanically and thermally

angebunden ist. Zudem ist das Leistungsbauelement 30 mittels des Wärmeleitmediums 40 (engl. Thermal Interface Material, TIM) auch mechanisch und thermisch an das Gehäuse 10 angebunden. An der Unterseite des Leistungs- bauelements 30 erkennt man Abstandshalter 31 bzw. Abstandsnoppen, die einen definierten Abstand einer Oberfläche des Leistungsbauelements 30 vom is connected. In addition, the power component 30 is also mechanically and thermally connected to the housing 10 by means of the thermal interface medium 40 (TIM). On the underside of the power component 30, spacers 31 or spacing knobs, which define a defined distance of a surface of the power component 30 from the surface, can be seen

Gehäuse 10 bereitstellen. Es sollte wenigstens ein Abstandshalter 31 am Provide housing 10. There should be at least one spacer 31 on the

Leistungsbauelement 30 vorgesehen sein, um ein unbewegliches Kontaktieren des Leistungsbauelements 30 mit dem Gehäuse 10 zu ermöglichen und einen elektrischen Kurzschluss zwischen dem Leistungsbauelement 30 und demPower device 30 may be provided to allow immobile contacting of the power device 30 to the housing 10 and an electrical short circuit between the power device 30 and the

Gehäuse 10 zu vermeiden. To avoid housing 10.

Dadurch wird zwischen einer Oberfläche des Leistungsbauelements 30 und dem Gehäuse 10 ein definierter, minimaler thermischer Spalt bereitgestellt, beispiels- weise mit einer Höhe von ca. 0,1 mm bis ca. 0,3 mm, wodurch ein definierterAs a result, a defined, minimal thermal gap is provided between a surface of the power component 30 and the housing 10, for example with a height of approximately 0.1 mm to approximately 0.3 mm, as a result of which a defined

Hohlraum gebildet ist, in den das pastöse Wärmeleitmedium 40 eingefügt werden kann. Auf diese Weise übernimmt das Wärmeleitmedium 40 nach seiner Aushärtung die Funktion einer mechanischen und effektiv wirkenden thermischen Anbindung des Schaltungsträgers 20 mit dem Leistungsbauelement 30 an das Gehäuse 10. Cavity is formed, in which the pasty heat transfer medium 40 can be inserted. In this way, the heat-conducting medium 40 after curing takes on the function of a mechanical and effective thermal connection of the circuit substrate 20 with the power component 30 to the housing 10th

Im Ergebnis wird dadurch zwischen dem Gehäuse 10 und dem Schaltungsträger 20 eine Dreipunktauflage realisiert, wobei am Gehäuse 10 Gehäuserippen 1 1 bereitgestellt werden, mittels denen der Schaltungsträger 20 in einer definierten Position im Gehäuse 10 angeordnet werden kann. Ein dritter Punkt der Dreipunktauflage wird durch das Leistungsbauelement 30 selbst gebildet, welches wenigstens einen, vorzugsweise drei oder mehrere Abstandshalter 31 aufweist, die mit den Abstandshaltern 31 mit dem Gehäuse 10 kontaktieren. Die Gehäuserippe 1 1 fungiert dabei als ein Abstandshalter zum Einstellen eines definierten Abstands zwischen dem Leistungsbauelement 30 und dem GehäuseAs a result, a three-point support is thereby realized between the housing 10 and the circuit carrier 20, wherein housing fins 11 are provided on the housing 10 by means of which the circuit carrier 20 can be arranged in a defined position in the housing 10. A third point of the Three-point support is formed by the power device 30 itself, which has at least one, preferably three or more spacers 31, which contact with the spacers 31 to the housing 10. The housing rib 1 1 acts as a spacer for setting a defined distance between the power device 30 and the housing

10. 10th

Nicht in Figuren dargestellte Varianten der Steuervorrichtung 100 sehen vor, dass die Dreipunktauflage zwischen dem Gehäuse 10 und dem Schaltungsträger 20 durch drei Leistungsbauelemente 30 oder durch ein Leistungsbauelement 30 und zwei Gehäuserippen 1 1 oder durch zwei Leistungsbauelemente 30 und eine Gehäuserippe 1 1 realisiert sein kann. Variants of the control device 100 that are not illustrated in FIGS. Provide that the three-point support between the housing 10 and the circuit carrier 20 can be realized by three power components 30 or by a power component 30 and two housing ribs 11 or by two power components 30 and a housing rib 11.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Leistungsbauelements 30 in Form einer elektronischen MCPP B6-Brückenschaltung (engl. Multi Chip Power3 shows a perspective view of the power device 30 in the form of an electronic MCPP B6 bridge circuit (Multi Chip Power

Package), welche z.B. zur Ansteuerung eines elektronisch kommutierten Elektromotors verwendbar ist. Mittels der Abstandshalter 31 kann eine nutzbare Kavität zwischen dem Leistungsbauelement 30 und dem Gehäuse 10 bereitgestellt werden. Der Abstand zwischen dem Leistungsbauelement 30 und dem Gehäuse 10 kann auch über andere nicht in Figuren dargestellte Elemente erreicht werden, wie zum Beispiel auf dem Schaltungsträger 20 aufgedruckte Package), which e.g. to control an electronically commutated electric motor is used. By means of the spacers 31, a usable cavity between the power component 30 and the housing 10 can be provided. The distance between the power device 30 and the housing 10 may also be achieved via other elements not shown in figures, such as printed on the circuit carrier 20

Schichten/Streifen. Layers / strips.

Die thermische Anbindung des Leistungsbauelements 30 und der Wärmesenke erfolgt vorzugsweise mittels eines Wärmeleitmediums 40 in Form einer The thermal connection of the power component 30 and the heat sink is preferably carried out by means of a heat transfer medium 40 in the form of a

Wärmeleitpaste (z.B. in Form einer 2K-Paste), die auch an anderen Stellen des Schaltungsträgers 20 weitere Bauelemente, wie z.B. Kondensatoren, Spulen, Shunts, Leiterbahnen (nicht dargestellt) thermisch an die Wärmesenke bzw. das Gehäuse 10 anbindet. Diese thermische Anbindung übernimmt im ausgehärteten Zustand auch die mechanische Befestigung des bestückten Schaltungsträgers Thermal paste (e.g., in the form of a 2K paste), which also at other locations of the circuit substrate 20 further components, such. Capacitors, coils, shunts, tracks (not shown) thermally connected to the heat sink or the housing 10. This thermal connection takes over in the cured state, the mechanical attachment of the assembled circuit substrate

20 im Steuergerät bzw. Antrieb. Auf diese Weise kann vorteilhaft auch eine Schutzfunktion gegen Vibration, Fall usw. der elektronischen Steuervorrichtung 100 realisiert werden. Eine temporäre, kraftfreie Fixierung des Schaltungsträgers 20 mit dem Gehäuse 10 in z-Richtung, bis das pastöse Wärmeleitmedium 42 ausgehärtet ist, erfolgt vorzugsweise durch einfache Klemm- bzw. Fixierungselemente 50, die keine zusätzlichen mechanischen Kräfte bzw. Verformungen auf den Schaltungsträger 20 aufbringen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Dübel (Fig. 4) mit an einem Umfang des Dübels angeordneten vorspringenden Bahnen, die als eine Art Widerhaken fungieren, eine Kunststoffhülse (Fig. 6) oder eine metallische Kontaktfeder (Fig. 8) vorgesehen sein. Mittels der Kontaktfeder kann vorteilhaft auch eine elektrische Kontaktierung des Leistungsbauelements 30 mit dem Schaltungsträger 20 realisiert werden. Die Figuren 5, 7 und 9 zeigen die genannten Fixierungselemente 50 im Schaltungsträger 20. 20 in the control unit or drive. In this way, advantageously, a protective function against vibration, case, etc. of the electronic control device 100 can be realized. A temporary, force-free fixing of the circuit carrier 20 with the housing 10 in the z-direction until the pasty heat-conducting medium 42 has hardened is preferably effected by simple clamping or fixing elements 50 which do not apply any additional mechanical forces or deformations to the circuit carrier 20. For this purpose, for example, a dowel (Figure 4) may be provided with projecting tracks arranged on a circumference of the dowel acting as a kind of barb, a plastic sleeve (Figure 6) or a metallic contact spring (Figure 8). By means of the contact spring, an electrical contacting of the power component 30 with the circuit carrier 20 can advantageously also be realized. FIGS. 5, 7 and 9 show the aforementioned fixing elements 50 in the circuit carrier 20.

Auf diese Weise kann ein in z-Richtung eingestellter Abstand zwischen dem Schaltungsträger 20 und dem Gehäuse 10 während eines gesamten In this way, a distance set in the z-direction between the circuit carrier 20 and the housing 10 during an entire

Herstellungsprozesses der elektronischen Steuervorrichtung 100 eingehalten werden. Nach der kraftfreien Positionierung des Schaltungsträgers 20 mit dem Gehäuse 10 kann das pastöse Wärmeleitmedium 40 eingefügt werden. Manufacturing process of the electronic control device 100 are met. After the force-free positioning of the circuit carrier 20 with the housing 10, the paste-like heat transfer medium 40 can be inserted.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform des Fixierungselements 50 in Form eines Schnappelements bzw. -hakens. Erkennbar ist, dass damit unterschiedliche Höhenlagen des Schaltungsträgers 20 innerhalb des Gehäuses 10 realisierbar sind, wobei in Abhängigkeit von der Höhenlage des Schaltungsträgers 20 der Schnapphaken mehr oder weniger ausklappt. Mit strichlierten Linien sind zwei potentielle Höhenlagen des Schaltungsträgers 20 in z-Richtung und zwei potentielle Schräglagen des Schnapphakens angedeutet. Ermöglicht wird dies durch eine Schräge des Schnapphakens, die mit dem Schaltungsträger 20 kontaktiert und diesen mittels einer Federwirkung in einer spielfreien Position hält. Eine für den Schnapphaken erforderliche Haltekraft, mittels der der 10 shows a further embodiment of the fixing element 50 in the form of a snap element or hook. It can be seen that different heights of the circuit carrier 20 can be realized within the housing 10, whereby depending on the altitude of the circuit carrier 20, the snap hooks more or less unfolds. Dashed lines indicate two potential altitudes of the circuit carrier 20 in the z direction and two potential skew positions of the snap hook. This is made possible by a slope of the snap-action hook, which contacts the circuit carrier 20 and holds it in a play-free position by means of a spring action. A required for the snap hook holding force by means of the

Schaltungsträger 20 in Position gehalten wird, kann über eine geeignete Circuit carrier 20 is held in position, via a suitable

Auslegung des Schnapphakens realisiert werden. Design of the snap hook can be realized.

Fig. 1 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer kompletten Schaltungsgruppe mit Schaltungsträger 20, Fixierelementen 50 und Gehäuse 10. Nicht erkennbar ist das an der Unterseite des Schaltungsträgers 20 angeordnete und mittels der Fixierelemente 50 fixierte elektronische Leistungsbauelement 30. Fig. 12 zeigt einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 1 shows a perspective view of a complete circuit group with circuit carrier 20, fixing elements 50 and housing 10. The electronic power component 30 arranged on the underside of the circuit carrier 20 and fixed by means of the fixing elements 50 is not discernible. FIG. 12 shows a basic sequence of an embodiment of the method according to the invention.

In einem Schritt 200 wird ein kraftfreies Fixieren eines Schaltungsträgers 20 mit einem elektronischen Leistungsbauelement 30 relativ zu einem Gehäuse 10 durchgeführt. In a step 200, force-free fixing of a circuit carrier 20 with an electronic power component 30 relative to a housing 10 is performed.

In einem Schritt 210 wird wenigstens partiell ein pastöses Wärmeleitmedium 40 auf einer Seite des Schaltungsträgers 20 angeordnet, auf der das elektronische Leistungsbauelement angeordnet ist. In a step 210, at least partially a pasty heat-conducting medium 40 is arranged on one side of the circuit carrier 20, on which the electronic power component is arranged.

In einem Schritt 220 wird das Gehäuse 10 mit einem Gehäusedeckel verschlossen. In a step 220, the housing 10 is closed with a housing cover.

In einem Schritt 230 wird das Wärmeleitmedium 40 ausgehärtet. In a step 230, the heat-conducting medium 40 is cured.

Zusammenfassend werden mit der vorliegenden Erfindung eine elektronische Steuervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Steuervorrichtung vorschlagen, die eine verbesserte Entwärmung und eine verbesserte Fixierung eines auf einer Leiterplatte der Steuervorrichtung angeordneten elektronischen Slug-Up Bauelements ermöglichen. In summary, the present invention proposes an electronic control device and a method for producing an electronic control device, which enable improved heat dissipation and improved fixation of an electronic slug-up component arranged on a printed circuit board of the control device.

Ermöglicht wird dies durch ein kraftfreies Fixieren des Schaltungsträgers mit dem Gehäuse vor einem Einfügen einer Wärmeleitpaste, wodurch die Wärmeleitpaste mit einer geringen Schichtdicke aufgebracht werden kann. Dadurch wird einerseits eine optimierte Wärmeableitung ermöglicht und andererseits eine optimierte Fixierung des Leistungsbauelements innerhalb des Gehäuses ermöglicht. This is made possible by a force-free fixing of the circuit carrier to the housing before inserting a thermal paste, whereby the thermal paste can be applied with a small layer thickness. As a result, on the one hand, optimized heat dissipation is made possible and, on the other hand, an optimized fixation of the power component within the housing is made possible.

Realisiert wird auf diese Weise ein optimiertes, gesamtheitliches Integrationskonzept eines elektronischen Leistungsbauelements in einen elektrischen Antrieb mit einem möglichst gering dimensionierten Spalt zwischen dem Leistungsbauelement und einer Wärmesenke, ohne äußere Kräfte auf Lötstellen zu generieren. Vorteilhaft können auf diese Weise ein thermischer Widerstand verringert und eine Funktionsintegration der mechanischen Befestigung des Schaltungsträgers im Gehäuse mittels einer Wärmeleitpaste durchgeführt werden. Realized in this way is an optimized, integrated integration concept of an electronic power component in an electric drive with the smallest possible gap between the power device and a heat sink, without generating external forces on solder joints. Advantageously can be reduced in this way a thermal resistance and a functional integration of the mechanical attachment of the Circuit carrier in the housing by means of a Wärmeleitpaste be performed.

Gemäß weiteren Ausführungsformen ist die Auflage der Schaltungsträger 20 relativ zum Gehäuse 10 nicht auf die Dreipunktauflage beschränkt. Die Auflage der Schaltungsträger 20 relativ zum Gehäuse 10 kann mittels einer Vielzahl an Auflagebereichen erfolgen. Die Auflagebereiche werden durch Gehäuserippen 1 1 und mindestens ein Leistungsbauelement 30 gebildet. Die Auflagebereiche können jedoch auch durch mehrere Leistungsbauelemente 30 oder According to further embodiments, the support of the circuit carrier 20 relative to the housing 10 is not limited to the three-point support. The support of the circuit carrier 20 relative to the housing 10 can be effected by means of a plurality of contact areas. The bearing areas are formed by housing ribs 1 1 and at least one power component 30. However, the bearing areas can also by several power devices 30 or

Gehäuserippen 1 1 gebildet werden. Housing ribs 1 1 are formed.

Obwohl die Erfindung vorgehend anhand von konkreten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie keineswegs darauf beschränkt. Der Fachmann wird somit auch vorgehend nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the invention has been described above with reference to specific embodiments, it is by no means limited thereto. Thus, those skilled in the art will also realize embodiments which are not previously or only partially disclosed without deviating from the gist of the invention.

Claims

Ansprüche claims

1 . Elektronische Steuervorrichtung (100), aufweisend: 1 . An electronic control device (100), comprising:

ein Gehäuse (10); a housing (10);

einen Schaltungsträger (20) mit einem darauf angeordneten a circuit carrier (20) with a arranged thereon

elektronischen Leistungsbauelement (30); electronic power component (30);

wobei der Schaltungsträger (20) und das elektronische wherein the circuit carrier (20) and the electronic

Leistungsbauelement (30) mittels eines Wärmeleitmediums (40) mit dem Gehäuse (10) kontaktiert sind; Power component (30) by means of a heat transfer medium (40) with the housing (10) are contacted;

wobei Wärme des Leistungsbauelements (30) vom Schaltungsträger (20) weggerichtet abführbar ist; und wherein heat of the power component (30) can be dissipated away from the circuit carrier (20); and

wobei der Schaltungsträger (20) im Gehäuse (10) mittels des Wärmeleitmediums (40) fixiert ist. wherein the circuit carrier (20) in the housing (10) by means of the heat transfer medium (40) is fixed.

2. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (20) mit dem elektronischen Leistungsbauelement (30) relativ zum Gehäuse (10) mittels wenigstens dreier 2. Electronic control device (100) according to claim 1, characterized in that the circuit carrier (20) with the electronic power component (30) relative to the housing (10) by means of at least three

Auflagebereiche positioniert ist, wobei wenigstens ein Auflagebereich zwischen dem Gehäuse (10) und dem elektronischen Leistungsbauelement (30) ausgebildet ist. Support areas is positioned, wherein at least one support area between the housing (10) and the electronic power component (30) is formed.

3. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der drei Auflagebereiche als eine Gehäuserippe (1 1 ) des Gehäuses (10) ausgebildet ist. 3. Electronic control device (100) according to claim 2, characterized in that at least one of the three support areas as a housing rib (1 1) of the housing (10) is formed.

4. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (20) mit dem elektronischen Leistungsbauelement (30) relativ zum Gehäuse (10) mittels dreier 4. Electronic control device (100) according to claim 2 or 3, characterized in that the circuit carrier (20) with the electronic power component (30) relative to the housing (10) by means of three

Auflagebereiche positioniert ist, wobei ein Auflagebereich zwischen dem Gehäuse (10) und dem elektronischen Leistungsbauelement (30) ausgebildet ist, und wobei zwei Auflagebereiche als Gehäuserippen (1 1 ) des Gehäuses (10) ausgebildet sind. Support areas is positioned, wherein a support area formed between the housing (10) and the electronic power device (30) is, and wherein two bearing areas as housing ribs (1 1) of the housing (10) are formed.

5. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden 5. Electronic control device (100) according to one of the preceding

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens eines Claims, characterized in that by means of at least one

Abstandshalters (1 1 , 31 ) ein definierter Abstand zwischen einer Oberfläche des elektronischen Leistungsbauelements (30) und dem Gehäuse (10) hergestellt ist. Spacer (1 1, 31) a defined distance between a surface of the electronic power device (30) and the housing (10) is made.

6. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch 6. Electronic control device (100) according to claim 5, characterized

gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abstandshalter (31 ) am characterized in that the at least one spacer (31) on

Leistungsbauelement (30) ausgebildet ist. Power component (30) is formed.

7. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abstandshalter als eine 7. Electronic control device (100) according to claim 5 or 6, characterized in that the at least one spacer as a

Gehäuserippe (1 1 ) des Gehäuses (10) ausgebildet ist. Housing rib (1 1) of the housing (10) is formed.

8. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden 8. Electronic control device (100) according to one of the preceding

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Fixierungselementen (50) der Schaltungsträger (20) mit dem Gehäuse (10) während des Aushärtens des ursprünglich pastösen Wärmeleitmediums (40) kraftfrei fixiert ist. Claims, characterized in that by means of fixing elements (50) of the circuit carrier (20) with the housing (10) during the curing of the originally pasty Wärmeleitmediums (40) is fixed without force.

9. Elektronische Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch 9. Electronic control device (100) according to claim 8, characterized

gekennzeichnet, dass die Fixierungselemente (50) wenigstens eines aus folgender Gruppe umfassen: Kunststoffhülse, Dübel, Kontaktfeder, in that the fixing elements (50) comprise at least one of the following group: plastic sleeve, dowel, contact spring,

Schnappelement. Snap element.

10. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Steuervorrichtung (100), aufweisend die Schritte: 10. A method of manufacturing an electronic control device (100), comprising the steps of:

Kraftfreies Fixieren eines Schaltungsträgers (20) mit einem Force-free fixing of a circuit carrier (20) with a

elektronischen Leistungsbauelement (30) relativ zu einem Gehäuse (10); Wenigstens partielles Anordnen eines pastösen Wärmeleitmediums (40) auf einer Seite des Schaltungsträgers (20), auf der das elektronische Leistungsbauelement (30) angeordnet ist; electronic power device (30) relative to a housing (10); At least partially placing a pasty heat conducting medium (40) on one side of the circuit carrier (20) on which the electronic power component (30) is arranged;

- Verschließen des Gehäuses (10); und - Closing the housing (10); and

Aushärten des Wärmeleitmediums (40). Curing the Wärmeleitmediums (40).

1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei das pastöse Wärmeleitmedium (40) zusätzlich wenigstens partiell auf einer Seite des Schaltungsträgers (20) angeordnet wird, die der Seite mit dem Leistungsbauelement (30) gegenüberliegt. 1 1. The method of claim 10, wherein the pasty Wärmeleitmedium (40) is additionally arranged at least partially on one side of the circuit carrier (20), which is opposite to the side with the power component (30).

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei das kraftfreie Fixieren des Schaltungsträgers (20) mittels Fixierungselementen (50) durchgeführt wird. 12. The method of claim 10 or 1 1, wherein the force-free fixing of the circuit carrier (20) by means of fixing elements (50) is performed.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei zwischen dem 13. The method according to any one of claims 10 to 12, wherein between the

Gehäuse (10) und dem Schaltungsträger (20) zwei Auflagebereiche und zwischen dem Gehäuse (10) und dem elektronischen Leistungsbauelement (30) ein Auflagebereich gebildet werden. Housing (10) and the circuit carrier (20) two bearing areas and between the housing (10) and the electronic power device (30) a support area are formed.