尤其用于变速器控制器的电子模块和用于加工这种电子模块的方法与流程

本发明涉及一种电子模块，如其尤其可以在机动车的变速器控制器中使用的那样。本发明还涉及一种用于加工这种电子模块的方法。

背景技术：

电子模块经常用于，通过处理电信号控制过程。例如电子模块可以在机动车的变速器控制器中使用，用于监控在机动车运行内存在的条件并且在考虑这些存在的条件以及通过司机的实际的要求下控制或调节变速器的运行。

为此电子模块可以具有衬底，例如以电路板、载体板和/或柔性薄膜的形式，在其上布置多个电子元器件例如集成电路元件（IC）、电阻、电感、电容、电接头元件等，并且它们通过设置在衬底上的导体带和/或其它布线相互电连接。

在电子模块使用期间，电子模块可以处于高的机械和/或化学要求下。例如构成机动车变速器控制器的电子模块可能处于强烈的振动下。此外这种电子模块最好可以布置在变速器的内部中，在那里电子模块可能与化学侵蚀介质例如变速器油接触。因此布置在电子模块上的电子元器件一方面要机械稳定地安置在保持它的衬底上和另一方面要被保护以防止侵蚀性化学物品的侵蚀。

目前这些要求大多由此考虑，例如通过包围电子元器件的外壳部件保护电子元器件，以便能够避免与周围的化学物品接触。在此外壳部件必须作为独立的构件制成、提供和装配，其中必须保持精确的加工和装配公差，因为要保证密闭的密封性。替代地或补充地，借助于浇铸物质浇铸电子模块的电子元器件，其中浇铸物质可以以液体状态围绕一个或多个电子元器件施加，并因此可以完全包裹这些元器件，接着可以固化。但是为了可靠地浇铸元器件在此必须使用极其大量的浇铸物质。

例如在DE 10 2011 083 094 A1,DE 10 2011 004 142 A1和DE 2010 042 450 A1中描述了相应的措施，用于保护电子模块的电子元器件。

技术实现要素：

本发明的实施方式可以以有利的方式实现电子模块，它可以简单且成本有利地制造并且其中电子元器件被可靠地保护以防止侵蚀性化学物品的侵蚀和/或被机械稳定地保持。此外本发明的实施方式可以提供一种用于加工电子模块的方法，借助于该方法电子元器件可以利用简单的方法步骤安置在衬底上并且接着这些元器件被良好地保护免受化学和/或机械的影响。

按照本发明的第一方面，建议一种电子模块，其具有平面的衬底和至少一个电子元器件，其被保持在衬底的表面上。电子模块的特征在于，它还具有密封轮廓部件和浇铸物质。在此密封轮廓部件具有环形的、即自身封闭的造型（形状），具有径向向内指向的和径向向外指向的壳面和两个彼此相反的端面。密封轮廓部件通过其端面之一邻接衬底的表面并且通过其径向向内指向的壳面在侧面上包围电子元器件的邻接衬底的局部部位。密封轮廓部件还这样地构造，使电子元器件在一个远离衬底的局部部位中不被密封轮廓部件完全包围。在密封轮廓部件与元器件之间的中间空间至少在邻接衬底的局部部位中用浇铸物质填充。

按照本发明的第二方面，建议一种用于加工电子模块的方法。在此提供平面的衬底、至少一电子元器件和密封轮廓部件。密封轮廓部件仍然具有环形的、即自身封闭的造型，具有径向向内指向的和径向向外指向的壳面和两个彼此相反的端面。这样地布置电子元器件和密封轮廓部件，使密封轮廓部件通过其端面之一邻接衬底的表面，并且密封轮廓部件通过其径向向内指向的壳面在侧面上包围电子元器件的一个邻接衬底的局部部位。但是在此所述密封轮廓部件这样地构造和布置，使电子元器件在一个远离衬底的局部部位中不被密封轮廓部件完全包围。接着至少在邻接衬底的局部部位中用浇铸物质填充在密封轮廓部件与元器件之间的中间空间。

本发明的实施方式的构思除了其他方面以外可以视为基于下面描述的想法和认识。

本发明的实施方式实现，保护要容纳在电子模块中的电子元器件免受液态或气态的化学物品的侵蚀和/或使其在机械上稳定，为此无需使用要复杂并因此昂贵地加工的外壳部件或者大量的浇铸物质。取而代之，建议，提供相对简单且成本有利地待加工的密封轮廓部件，并且在保持电子元器件的衬底的表面上这样地布置该密封轮廓部件，使密封轮廓部件通过其环形的造型至少在邻接衬底的表面的局部部位中包围电子元器件。换言之，密封轮廓部件可以通过其环形的造型环形地包围电子元器件，其中密封轮廓部件的第一端面可以直接地顶靠在衬底的表面上，相反，第二相反指向的端面可以露出。因此被环形的密封轮廓部件在侧面上包围的空间在一侧上被平面的衬底封闭，但是在相对置的一侧上敞开。在这个空间中容纳电子元器件。在此在加工电子模块时在密封轮廓部件与元器件之间的中间空间可以至少部分地、即用尤其在邻接衬底的区域中通过在加工期间可流动的且以后可固化的浇铸物质填充。在此可以利用，容纳电子元器件的且被密封轮廓部件包围的空间至少在一侧处是敞开的，并因此可以方便地用液态的浇铸物质填充。在此浇铸物质可以这样多地加入，直到电子元器件的至少一靠近衬底的表面的敏感的局部部位、即在例如元器件通过电触点连接在衬底上的地方，可以通过浇铸物质保护。

电子元器件的这种封装尤其适用于这些元器件，它们尤其在要靠近衬底布置的局部部位中相对于化学介质是敏感的。例如在电子模块中经常使用电解电容（Elkos）。这种电解电容大多具有圆柱形的形状，其中 的部位被介质密封地封罩，但是在下部的部位、即尤其在圆柱形的电解电容的端面上、例如引出电连接针脚。连接针脚可能被化学地侵蚀。例如在连接针脚与导引到电解电容的外壳的内部中的被密封的过孔之间的可能的不密封性可能导致，流体的化学物品可能进入到电解电容的内部中并且可能在那里起损伤作用。通过尤其将电解电容的下部的局部部位利用在那里局部加入的浇铸物质封罩，可以避免由于化学侵蚀引起的局部损伤。此外浇铸物质可以在固化以后用于机械地稳定该局部部位和由此尤其敏感的连接针脚。

密封轮廓部件可以是简单构造的并因此成本有利地制成的构件。例如密封轮廓部件可以具有基本上圆柱形的形状。密封轮廓部件尤其可以具有一种形状，它在横截面上基本与容纳在其中的电子元器件的横截面形状互补。即，为了封装圆柱形的电解电容，同样可以使用圆柱形的密封轮廓部件。在此密封轮廓部件的内径或更一般地，内横截面可以比要容纳的电子元器件的外径或外横截面略大，由此在侧面上在元器件与密封轮廓部件的径向向内指向的壳面之间形成窄的中间空间，通过它在加工电子模块时可以填充可流动的浇铸物质和然后在完成的电子模块中可以至少部分地填充固化的浇铸物质。密封轮廓部件可以由成本有利的和/或可成本有利地加工的材料构成。例如密封轮廓部件可以是塑料件。尤其密封轮廓部件可以是喷铸件。替代地，密封轮廓部件可以通过金属构成，尤其构造为金属套。

按照一实施方式，密封轮廓部件在邻接衬底的局部部位处具有径向向内突出的凸起，其中这个凸起容纳在衬底与电子元器件的一个指向衬底的端面之间的缝隙中。换言之，密封轮廓部件可以在它直接邻接衬底的表面地在侧面上包围电子元器件的地方具有从其径向向内指向的壳面突出的凸起，该凸起一直突入到一个区域中，在该区域中，电子元器件的下部的端面通过一缝隙相间隔地与衬底的表面相对置。

因此在加工电子模块时电子元器件可以在布置到衬底上时可以通过其指向衬底的端面顶靠在密封轮廓部件的凸起上并且通过这个凸起使密封轮廓部件顶压在衬底的表面上。换言之，电子元器件和密封轮廓部件在加工电子模块时可以同时或先后地布置在衬底的表面上，其中电子元器件通过其指向衬底的表面的端面将从密封轮廓部件向内突出的凸起顶压向衬底的表面，并由此使整个密封轮廓部件通过其邻接衬底的表面的端面挤压在衬底上。然后在密封轮廓部件的一部分内容积已经用浇铸物质填充并且该浇铸物质已经固化以后，固化的浇铸物质尤其可以使密封轮廓部件保持在衬底上。在此可能之前作用于电子元器件或其连接针脚上的力或机械应力可以随着时间驰豫。

尤其可以有利的是，在用浇铸物质填充中间空间之前例如通过导体结构将电子元器件的接头或连接针脚钎焊在衬底上。换言之，电子元器件可以首先布置在衬底的表面上。可能地密封轮廓部件也可以已经包围地布置。但是在密封轮廓部件的内容积部分地用浇铸物质填充之前，电子元器件的接头已经通过导体结构钎焊在衬底上。尤其当密封轮廓部件由热敏材料例如塑料制成的时候，和/或当浇铸物质由热敏材料组成的时候，通过这种提前钎焊可以避免，在钎焊时损伤密封轮廓部件和/或浇铸物质。此外电子元器件通过钎焊也可以机械地保持在衬底的表面上并且在此必要时密封轮廓部件也可以通过其向着衬底的表面挤压的凸起保持在衬底上。

在此一个或多个这种从密封轮廓部件的壳面向内突出的凸起的无支撑的端部可以用作一种机械的止挡，以便能够避免在安置电子元器件和密封轮廓部件时密封轮廓部件在衬底的表面上的尤其太高的顶压力和由此引起的在顶压的电子元器件上的高的力。在完成的电子模块中密封轮廓部件的凸起的这种无支撑的端部此时可以顶靠在衬底的表面上。

按照一实施方式，密封轮廓部件在其指向衬底的端面上具有在轴向上突出的嵌接部件，它嵌入到设置在衬底中的空隙中。借助于这种嵌接部件可以精确地定位密封轮廓部件在衬底上并且必要时也保持在衬底上。

在加工电子模块时密封轮廓部件可以在布置到衬底的表面上时通过其嵌接部件嵌入地插入到衬底的表面中的空隙中。在此密封轮廓部件可以精确地相对于衬底的表面并且间接地也相对于固定在衬底上的电子元器件定位。

尤其嵌接部件形状配合定位地嵌入到设置在衬底中的空隙中。换言之，嵌接部件可以配有一种定位凸鼻。由此例如可以实现，密封轮廓部件无需由电子元器件保持在衬底上，而是可以本身被固定在衬底上。由此尤其可以减小作用在电子元器件上的力。

按照另一实施方式，密封轮廓部件的邻接衬底的端面与衬底的表面材料配合地连接。在加工电子模块期间可以简单、成本有利且可靠地实施密封轮廓部件与衬底的表面的这种材料配合的连接。例如密封轮廓部件的端面可以粘接到衬底的表面上。

在特殊的设计结构中，密封轮廓部件的邻接衬底的端面可以与衬底的表面钎焊起来。如果电子元器件本来就要通过导电的结构钎焊在衬底上，则可以特别简单地实施密封轮廓部件与衬底的表面的这种钎焊。尤其当电子元器件作为表面装配的元器件（SMD-Surface Mounted Device）设置时，在一个共同的钎焊过程中不仅电子元器件而且包围它们的密封轮廓部件可以与衬底的表面钎焊。也可以使用其它钎焊工艺例如热（模）焊接。在这种情况下密封轮廓部件通常至少在其端面上是金属的。例如密封轮廓部件可以作为金属套设置。

按照一实施方式，密封轮廓部件具有多个从径向向内指向的壳面径向向内突出的对中心唇，其被构造用于，使电子元器件在径向上中心地定位在密封轮廓部件内部。在此对中心唇可以这样地构造和布置，它们使密封轮廓部件相对于被它包围的电子元器件这样地定位，使得在元器件与密封轮廓部件的向内指向的壳面之间在整个圆周上形成缝隙，最好以相同的缝隙宽度。这个缝隙或者说中间空间然后可以至少部分地用浇铸物质填充，由此使电子元器件可以在其整个邻接衬底的表面的局部部位中可以通过浇铸物质封装。

要指出，在此部分地参照电子模块的实施方式且部分地参照用于加工电子模块的方法描述了本发明的一些可能的特征和优点。专业人员认识到，特征可以通过适合的方式组合、传递、适配和/或更换，用于得到本发明的其它的实施方式。

附图说明

下面结合附图描述本发明的实施方式，其中附图和描述都不视为限制本发明。

图1示出按照本发明的一实施方式电子模块在其加工期间的透视图。

图2示出密封轮廓部件和用于按照本发明的电子模块的电子元器件在其组装前的透视图。

图3示出在图2中所示的部件在预装配状态中的透视图。

图4示出通过按照本发明的一个实施方式的电子模块的剖面图。

图5示出通过按照本发明的一个替代的实施方式的电子模块的剖面图。

图6示出通过按照本发明的另一替代的实施方式的电子模块的剖面图。

附图仅仅是示意性且不是比例真实的。在附图中相同的标记符号表示相同或相同作用的特征。

具体实施方式

在图1,2和3中示出按照本发明的电子模块1以及其部件的透视图。图4示出通过这种电子模块1的剖面图。

电子模块1具有电路板形式的平面的衬底3。在衬底3中设有通孔11。电解电容形式的电子元器件5要保持在衬底3上并且与导体结构例如设置在衬底3中的导体带（未示出）电连接。为此元器件5具有接触针脚形式的电接头9，它们从元器件5的圆柱形的基体的指向衬底3的端面35突出来。此外在端面35处设有密封10。

为了可以流体密封地封装电子元器件5并由此可以尤其保护其免受化学侵蚀性介质的侵蚀，设有密封轮廓部件7。密封轮廓部件7具有基本上以圆柱形的套的形式的环形的造型，具有径向向内指向的壳面13、径向向外指向的壳面15和分别连接在这些壳面13,15上的、相反指向的端面17,19。

为了将电子元器件5和密封轮廓部件7装配在衬底3上并由此制造电子模块1，首先将元器件5插入到圆柱形的密封轮廓部件7的内部。由此元器件5的以后邻接衬底3的局部部位27被密封轮廓部件7的径向向内指向的壳面13包围。但是因为密封轮廓部件7具有比电子元器件5更微小的结构高度，即，更短的轴向长度，电子元器件5在一个以后远离衬底3的局部部位29中轴向地从密封轮廓部件7突出来并因此在这个局部部位29中不被密封轮廓部件7完全包围。

在下部的端部处、即在邻接衬底3的局部部位27中，密封轮廓部件7具有多个向内突出的凸起21。这些凸起这样远地向着密封轮廓部件7的径向中心突出，使得在插入元器件5到密封轮廓部件7中时元器件5的端面35与凸起21的顶面机械地接触。凸起21尤其可以这样地构造，其无支撑的端部37在密封轮廓部件7压到衬底3上之前通过端面17指向一个平面，但是在轴向上不突出于端面17，即，不从密封轮廓部件7的内部向外突出。

此外在密封轮廓部件7的向内指向的壳面13上设有多个径向向内突出的对中心唇23。对中心唇23基本上在密封轮廓部件7的轴向上延伸并且例如可以在圆周方向上等距地相互间隔。最好设有至少三个对中心唇23。

在组装电子元器件5和密封轮廓部件7时，为了然后将它们安置在衬底3上，首先将元器件5在箭头6的方向上从上面插入到套状的密封轮廓部件7中，直到密封轮廓部件通过其端面35顶靠在凸起21上。然后将元器件5与密封轮廓部件7一起顶压在衬底3上，其中接头9配合到通孔11中。在此密封轮廓部件7的面对衬底3的端面17被挤压在衬底3的表面4上。元器件5还可以这样长地继续向着衬底3移动，直到凸起21的无支撑的端部37与衬底的表面4接触。通过这种方式实现机械的止挡。

接着将接头9与导体结构12钎焊在衬底3上。由此不仅建立与导体结构12的电连接，而且也将元器件5固定在向着衬底3拉紧的位置中。由此使弹性作用的凸起21被挤压地保持在衬底3的表面4上。

接着将在元器件5与密封轮廓部件7的内壳面13之间的中间空间31至少在元器件5的邻接衬底3的局部部位27中用浇铸物质25填充。在此浇铸物质25初始时是可流动的、最好是稀液，由此它可以完全且最无气泡地充满中间空间31。在此浇铸物质25不仅填充中间空间31的在径向侧面上邻接元器件5的部分，而且填充在元器件5的端面35与衬底3的表面4之间的缝隙33。

然后浇铸物质25固化。因此在完成的电子模块1中浇铸物质25完全充满在元器件5与密封轮廓部件7的内壳面13之间的邻接衬底3的局部部位27。在此密封轮廓部件7的端面17顶靠在衬底3的表面4上。凸起21最好同样顶靠在衬底3的表面4上并且在衬底3与元器件5的面对衬底3的端面之间的缝隙33中延伸。

图5示出按照本发明的电子模块1的一个替代的设计结构。在这个设计结构中最好放弃凸起21。取而代之，密封轮廓部件7在其指向衬底3的端面17上配有一个或最好多个在轴向上突出的嵌接部件39。在装配电子模块1时密封轮廓部件7通过其嵌接部件39或其多个嵌接部件39嵌入地插入到在衬底3的表面4中的一个或多个各自的空隙41中。在此最好这样地构成嵌接部件39和从属的空隙41，使嵌接部件39形状配合定位地嵌入到空隙41中并且通过这种方式可以将密封轮廓部件7固定在衬底3上。接着或在先地将元器件5通过其接头9插入到通孔11中并且钎焊在那里。最后，通过浇铸物质25充满在邻接衬底3的局部部位27中的中间空间31和然后固化浇铸物质。

在图6中示出按照本发明的电子模块1的另一可能的设计结构。在这种情况下密封轮廓部件7的邻接衬底3的端面17与衬底的表面4材料配合地连接。例如，这可以通过粘接实现。但是最好可以规定，密封轮廓部件7的端面17与衬底3的表面4相互钎焊。为此至少在端面17上可以设有金属层。在这种情况下整个密封轮廓部件7最好由能钎焊的金属制成。在衬底3的表面4上可以设有相应互补地构成的能钎焊的金属结构。如果其它的元器件例如具有金属结构的电子元器件5要钎焊在衬底3上，则尤其可以有利地通过局部的钎焊实施密封轮廓部件7与衬底3的这种材料配合的连接。例如可以规定，电子元器件5作为SMD构件设置，并且该构件借助于钎焊43通过导电的结构连接在衬底3上。在此用于连接电子元器件5的钎焊过程也可以同时引起密封轮廓部件7通过能钎焊的结构被钎焊在表面4上。替代地，也可以使用其它钎焊工艺，例如热（模）焊接法。最后仍然可以通过浇铸物质25填充中间空间31。

所述的加工方法以及可以由此制成的电子模块1能够可靠地封装电子元器件5，至少在其防止化学介质侵蚀的敏感的下部区域中，即，在接头9从元器件5引出来且与衬底3的导电结构连接的地方。在此密封轮廓部件7可以方便且成本有利地制成。此外只需非常微少的浇铸物质，这可以有助于进一步降低成本。密封轮廓部件7可以是简单的构件，例如喷铸件或者圆柱形的金属套，并且主要用作一种用于要液态地处理的浇铸物质25的铸型。用于封装电子元器件5的成本可以通过这种方式降低并且元器件5的有危险的靠近衬底的局部部位27被有效地保护，例如防止通过化学物品的侵蚀。

最后要指出，术语例如“具有”、“包括”等不排除其它部件或步骤，并且术语例如“一个”或“一”不排除许多。在权利要求中的附图标记不视为限制。