用于制造电子控制模块的方法与流程

本发明涉及一种用于制造电子控制模块的方法。

背景技术：

在传动控制装置中，必须典型地检测或测量至少一个第一测量值。该传动控制装置常常包括电子传感器模块，其具有电路板元件，电子器件被布置在该电路板原件上。传感器元件或传感器借助传感器载体或传感器拱凸（sensordom）以与电路板元件的间距来布置并且与电路板元件电连接。传感器拱凸的高度可以这样来选择，使得传感器元件或传感器以与要测量的对象或与电路板元件的所规定的间距来布置。

传感器载体或传感器拱凸被机械地固定在该电路板元件上并且与电路板元件电连接。该传感器元件或传感器同样地与传感器拱凸或传感器载体机械和电连接。

用于制造电子传感器模块的迄今已知的方法的缺点是：这些方法是非常耗费的并且需要长时间。

技术实现要素：

本发明的优点

本发明的实施方式可以以有利的方式实现：在短时间以技术上简单的方式来制造传感器模块。

按照本发明的第一方面，建议一种用于制造电子传感器模块的方法，该电子传感器模块用于测量至少一个测量值、尤其是测量针对传动控制装置的至少一个测量值，其中该方法包括以下步骤：提供电路板元件；提供传感器元件；提供传感器载体，该传感器载体具有用于容纳传感器元件的传感器容纳部，其中该传感器载体具有在传感器容纳部的焊接焊盘和传感器载体的电路板元件接触侧的电焊接焊盘之间的电连接线路，其中该传感器容纳部在传感器载体的背离电路板元件接触侧的一侧上被构造；将第一焊接材料施加到电路板元件的电焊接焊盘上和/或传感器载体的电路板元件接触侧的电焊接焊盘上；将传感器载体以电路板元件接触侧的电焊接焊盘布置在电路板元件的电焊接焊盘上，以用于通过第一焊接材料来分别建立在连接线路和电路板元件之间的电连接；将第二焊接材料施加到传感器元件的电连接元件上和/或传感器容纳部的焊接焊盘上；将传感器元件这样布置在传感器容纳部中，使得第二焊接材料通过第二焊接材料来分别建立在传感器元件的电连接元件和传感器容纳部的焊接焊盘之间的电连接；和在共同的回流焊接过程中对第一焊接材料和第二焊接材料进行回流焊接。

由此的一个优点是：通常节省了时间和能量，因为传感器元件与传感器载体以及传感器载体与电路板元件在唯一的回流焊接过程中连接。由此，通常降低制造成本。此外，一般而言确保了：在传感器元件和传感器载体之间的连接以及在传感器载体和电路板元件之间的连接被暴露于相同温度中。这典型地导致特别均匀的回流焊接连接。

按照一种实施方式，所述方法此外包括以下步骤：

提供其他电子器件、尤其如下其他电子器件、优选其他无源电子器件，所述其他电子器件用于建立传感器模块的电磁相容性（verträglichkeit）；将第三焊接材料施加到其他电子器件的电连接元件上和/或电路板元件的其他焊接焊盘上；并且将所述其他电子器件分别布置在所述电路板元件的其他焊接焊盘上，用于分别通过第三焊接材料来在所述其他电子器件和电路板元件之间建立电连接；其中，在所述第一焊接材料和所述第二焊接材料在其中被共同回流焊接的同一回流焊接过程中，所述第三焊接材料被回流焊接。由此的优点是：通常进一步减小对于制造所需的时间。此外，所述三种焊接材料典型地特别均匀地被回流焊接。

按照一种实施方式，该电路板元件此外包括机械焊接焊盘，并且传感器载体的电路板元件接触侧此外包括机械焊接焊盘，其中同样地将第一焊接材料涂覆到所述传感器载体的所述电路板元件接触侧的和/或所述电路板元件的机械焊接焊盘上，其中在将传感器载体以电路板元件接触侧布置在电路板元件上时，此外通过第一焊接材料来将传感器载体的电路板元件接触侧的机械焊接焊盘与电路板元件的机械焊接焊盘连接，其中机械焊接焊盘的第一焊接材料在与电焊接焊盘的第一焊接材料相同的回流焊接过程中被回流焊接。对此有利的是，通过同一回流焊接过程，一方面将传感器元件通过传感器载体与电路板元件电连接并且另一方面同时地将传感器载体机械地固定在电路板元件上。这通常还要进一步地降低用于制造传感器模块的时间。

按照一种实施方式，传感器载体仅仅通过第一焊接材料与电路板元件机械连接。由此的优点是：传感器载体典型地技术上特别简单地不仅以电的方式也以机械的方式来与电路板元件连接。此外通常节省了焊接材料，从而使制造成本进一步降低。

按照一种实施方式，传感器元件仅仅通过第二焊接材料来与传感器载体机械连接。对此有利的是，传感器元件通常技术上特别简单地不仅以电的方式也以机械的方式来与传感器载体连接。

按照一种实施方式，传感器容纳部具有用于在传感器容纳部中对准传感器元件的对准元件。由此，一般而言，传感器元件到传感器容纳部中的放入被简化并且可以特别精准地被执行。因此，用于制造的时间通常还要进一步被减小。

按照一种实施方式，该方法此外包括以下步骤：将铸造材料这样施加到电路板元件的至少一部分上，使得在传感器载体和电路板元件之间的所述一个或多个电连接由所述铸造材料来覆盖，并且将所述铸造材料这样施加到所述传感器容纳部的至少一部分中，使得在所述传感器元件和所述传感器载体之间的电连接被覆盖。由此的优点是：使所述电接触点或接触区域通常技术上特别简单地相对于环境来受到保护。如果所述传感器模块在油环境（ölumgebung）中被布置或运行，则这尤其是有利的。在油中，可能在不利状况情况下存在金属颗粒，这些金属颗粒可能触发短路。因此通常通过以铸造材料来进行覆盖而实现：特别抗短路的控制模块。

按照一种实施方式，所述铸造材料这样被引入到传感器容纳部中，使得传感器元件的背离于传感器载体的一侧并不被铸造材料来覆盖。由此，通常可能的是，将传感器元件或传感器90与自身的一种特性或多种特性借助所述传感器或传感器元件被检测的元件（例如车辆的轮子或传感磁铁（gebermagnet））之间的空气间隙保持得非常微小（gering）或非常小。这典型地改善了如下精确度，其中以所述精确度由传感器模块检测所述一个或多个测量值。

按照一种实施方式，该传感器元件包括霍尔传感器，其中所述传感器容纳部这样具有用于容纳永久磁铁的凹处，使得该永久磁铁能够被布置在传感器元件和电路板元件之间，其中在将传感器元件引入到传感器容纳部中之前，该永久磁铁被引入到所述凹处中。由此，能够典型地技术上简单地在短时间内制造如下传感器模块，借助所述传感器模块能够测量磁场或转速。

按照一种实施方式，在将传感器载体布置在电路板元件上之前，将回流接合剂施加到传感器载体的和/或电路板元件的电焊接焊盘和/或机械焊接焊盘上，和/或在将传感器元件引入到所述传感器容纳部中之前，将回流接合剂施加到传感器容纳部的焊接焊盘上和/或传感器元件的电连接元件上。由此的优点是：通常在回流焊接之前可靠地防止元件（传感器元件、传感器载体、电路板元件）相对彼此的不期望的移动或滑动。由此使该方法一般而言是特别可靠的。

关于本发明的实施方式的思想可以尤其是视为基于接下来所描述的思想和认识的。

指出的是：在本文中参照用于制造传感器模块的方法的不同实施方式来描述本发明的可能特点和优点其中的一些。本领域技术人员认识到：所述特征能够以适合的方式来结合、适配或交换，以便获得本发明的其他实施方式。

附图说明

接下来参照所附附图来描述本发明的实施方式，其中所述附图和所述说明书都不应理解为对本发明进行限制的。其中：

图1示出按照本发明的控制模块的一种实施方式的电路板元件的示意性横截面图；

图2示出来自图1的电路板元件的俯视图；

图3示出在没有密封材料或者没有铸造材料的情况下的按照本发明的控制模块的一种实施方式的横截面图；

图4示出来自图3的控制模块的俯视图；和

图5示出具有密封材料和铸造材料的来自图3或图4的控制模块的横截面图。

这些图仅仅是示例性的并且并不是符合比例的。相同的附图标记在图中标出相同的或相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出按照本发明的控制模块的一种实施方式的电路板元件20的示意性的横截面图。图2示出来自图1的电路板元件20的俯视图。

电路板元件20可以例如是印刷电路板（pcb）。在电路板元件20之内的电连接在图中未示出。电路板元件20具有中央布置的空隙30，该空隙经电路板元件20的整个高度延伸。该高度在图1中从上方朝下方延伸并且在图2中延伸到绘图平面中或从绘图平面延伸出来。中心线35在中央通过该空隙30延伸。

在电路板元件20上布置三个机械焊接焊盘26、27、28。这些机械焊接焊盘分别以围绕中心线35偏移约90°的角度的方式来布置。

机械焊接焊盘26、27、28用于在传感器载体50和电路板元件20之间建立机械连接，其中该传感器载体将传感器元件70与电路板元件20间隔开地保持。机械焊接焊盘26、27、28分别矩形地构造。其他形状分别是能够设想的。

此外，在电路板元件20上布置三个电焊接焊盘21、22、23。这些电焊接焊盘21、22、23用于在传感器载体50与电路板元件20或电路板元件20之内的电线路之间建立电连接。这些电焊接焊盘21、22、23分别矩形地构造。其他形状分别是能够设想的。

也能够设想的是，电路板元件20的这些电焊接焊盘21、22、23同时也是电路板元件20的机械焊接焊盘26、27、28。这意味着，电路板元件20的焊接焊盘分别同时履行这两种功能。

此外，在电路板元件20上布置其他电焊接焊盘40-49。所述其他电焊接焊盘40-49用于分别建立在其他电子器件80-84、尤其是用于建立电磁相容性（emv）的无源电子器件与电路板元件20或电路板元件20之内的电线路之间的电连接。这些其他电焊接焊盘40-49分别彼此成对地布置，从而使这些电焊接焊盘其中的分别两个与其他电子器件80-84连接。所述其他电焊接焊盘40-49可以也用于将所述其他电子器件80-84机械固定在电路板元件20上。所述其他电子器件80-84的数目在图4中为五个。也能够设想的是仅一个、两个、三个、四个其他电子器件80-84。

电路板元件20的所有提及的焊接焊盘21、22、23处于电路板元件20的同一侧上。

电路板元件20以及传感器载体50的电焊接焊盘21、22、23和/或机械焊接焊盘26、27、28的数目可以分别是大于或小于三个的，例如两个、四个、五个或大于五个。通常，传感器载体50的电焊接焊盘51、52、53的数目与电路板元件20的电焊接焊盘21、22、23的数目是恰好一样大小的。传感器载体50的机械焊接焊盘56、57、58的数目典型地与电路板元件20的机械焊接焊盘21、22、23的数目是恰好一样大小的。

现在将第一焊接材料（例如以焊膏的形式的软焊料）被施加到电路板元件20的电焊接焊盘21、22、23和机械焊接焊盘26、27、28上。可替代地或附加地，第一焊接材料可以被施加到传感器载体50的电路板元件接触侧55的机械焊接焊盘和电焊接焊盘21、22、23上。其混合物也是可能的，也即第一焊接材料被施加到电路板元件20的机械焊接焊盘26、27、28的部分上和/或电焊接焊盘21、22、23的部分上，并且被施加到传感器载体50的机械焊接焊盘56、57、58的部分上和/或电焊接焊盘51、52、53的部分上。重要相关的是，在将传感器载体50布置在电路板元件20上之后，在传感器载体50的每个焊接焊盘51、52、53和电路板元件20的每个焊接焊盘21、22、23、26、27、28之间布置第一焊接材料。所述施加可以例如通过点胶来执行。

图3示出在没有密封材料96以及没有铸造材料95的情况下的按照本发明的控制模块的一种实方式的横截面图。图4示出来自图3的控制模块的俯视图。

传感器载体50或传感器拱凸现在被布置在电路板元件20上并且以自身的凸起（vorsprung）60被引入到电路板元件20的空隙30中。传感器载体50具有面向电路板元件20的电路板元件接触侧55。该电路板元件接触侧在图3中处于传感器载体50的下侧上。在背离电路板元件接触侧55的一侧上，传感器容纳部61被构造用于容纳传感器元件70。该传感器容纳部60可以例如是具有环绕的边缘的凹处或空隙30。

传感器载体50在电路板元件接触侧55上具有三个机械焊接焊盘56、57、58。这三个机械焊接焊盘56、57、58分别是构造得l形的机械固定元件的部分。

传感器载体50在电路板元件接触侧55上具有三个电焊接焊盘51、52、53。传感器载体50的这些电焊接焊盘51、52、53经由在传感器载体50之内的连接线路（未示出）与传感器容纳部61的电焊接焊盘62-69电连接。

传感器载体50的这些电焊接焊盘51、52、53和机械焊接焊盘56、57、58这样构造并且传感器载体50这样以自身的电路板元件接触侧55来布置在电路板元件20上，使得传感器载体50的这些电焊接焊盘51、52、53和机械焊接焊盘56、57、58分别处于电路板元件20的电焊接焊盘21、22、23或机械焊接焊盘26、27、28上。典型地，电路板元件20的焊接焊盘21、22、23、26、27、28分别比传感器载体50的焊接焊盘51、52、53要更大面积。

电路板元件20的电焊接焊盘21、22、23和/或机械焊接焊盘26、27、38分别平行于传感器载体50的电焊接焊盘51、52、53和/或机械焊接焊盘56、57、58延伸。

要么在将传感器载体50布置在电路板元件20上之前要么在将传感器载体50布置在电路板元件20上之后，传感器元件70被布置在传感器容纳部61中。

在将传感器元件70布置在传感器容纳部61中之前，第二焊接材料被施加到传感器容纳部61的电焊接焊盘62-69上和/或传感器元件70的电连接元件71-78上。

此外，所谓的反偏压磁铁（back-bias-magnet）能够以永久磁铁的形式被引入到传感器容纳部61之内的凹处中。在已经将传感器元件70引入到传感器容纳部61中之后，所述反偏压磁铁处于传感器元件70或传感器90与电路板元件20之间。传感器90可以在此情况下尤其是用于测量磁场的霍尔传感器。

传感器元件70具有至少一个传感器90。也能够设想的是两个、三个或大于三个传感器。传感器90在该传感器元件70中被封装。传感器元件70具有电连接元件71-78。这些电连接元件71-78可以例如是传感器90的管脚（pins）。也能够设想的是，传感器元件70具有焊接焊盘，作为电连接元件71-78。

传感器元件70这样构造并且这样布置，使得分别在电连接元件71-78和传感器容纳部61的焊接焊盘62-29之间形成电连接。传感器容纳部61的焊接焊盘62-69通过连接线路与传感器载体50的电路板元件接触侧55上的焊接焊盘51、52、53电连接。因此，传感器90通过传感器载体50的电连接线路与电路板元件20电连接。

电连接元件71-78的数目在图4中为八个。也能够设想的是，传感器元件70具有四个、五个、六个、七个、九个、十个或大于十个电连接元件71-78。传感器容纳部61的焊接焊盘62-69的数目与传感器元件70的电连接元件71-78的数目是至少一样大小的。典型地，传感器容纳部61的焊接焊盘62-69的数目相应于传感器元件70的管脚的数目。

传感器元件70或传感器90在附图中包括分别一个双平面无引脚封装（dualflatno-leadpackage）。

传感器容纳部包括四个围绕中心线以90°的角度偏移来布置的取向元件91-94，这些取向元件分别在取向元件91-94的凹处中容纳方形的传感器元件70的角。由此，传感器元件70的电连接元件71-78到达传感器容纳部61的焊接焊盘62-69上。

此外，将其他电子器件80-84这样布置在电路板元件20上，使得每个其他电子器件与电路板元件20的其他焊接焊盘40-49其中的恰好两个连接。

现在，该传感器模块10被回流焊接。这可以在回流焊接炉中例如通过传感器模块10的变热或加热被执行。在共同的或者在唯一的回流焊接过程或回流焊接通道中，对在电路板元件20的电焊接焊盘21、22、23和传感器载体50的电焊接焊盘51、52、53之间的连接、在电路板元件20的机械焊接焊盘26、27、28和传感器载体50的机械焊接焊盘56、57、58之间的连接以及在传感器容纳部61的焊接焊盘62-69和传感器元件70的电连接元件71-78之间的连接进行回流焊接。因此，通过所述共同的回流焊接过程，在传感器元件70、传感器载体50和电路板元件20之间的电连接和机械连接被建立。

在这种回流焊接过程之后，传感器元件70与传感器载体50机械地和电气地连接，并且传感器载体50与电路板元件20机械地和电气地连接。

传感器载体50由如下材料组成，该材料在回流焊接过程中基本上并不改变自身的形状。该传感器载体50的材料可以是塑料或者包括塑料。

通过仅需要唯一的回流焊接过程用于机械固定和电连接，节省了时间和能量。

在回流焊接过程之后，密封材料96被施加到电路板元件20的或传感器载体50的电焊接焊盘21、22、23上。

铸造材料95被施加到电路板元件20上，该铸造材料覆盖电路板元件20的所有焊接焊盘21、22、23和传感器载体50的电路板元件接触侧55上的所有焊接焊盘56、57、58以及其他电子器件80-84。铸造材料95也被引入到传感器容纳部61中，从而并不由铸造材料95覆盖传感器载体50的背离传感器载体50的一侧或一面。该传感器90在传感器元件70之内与该侧或该面接近地布置。由此，可以将传感器90和要测量的对象（例如轮子）之间的空气间隙保持得微小。

随后，在传感器容纳部61中的铸造材料95和电路板元件20上的铸造材料95被硬化。这可以例如通过变热或加热来执行。

图5示出具有密封材料96和具有铸造材料95的来自图3或图4的控制模块的横截面图。图5示出完成的电子传感器模块10。该电子传感器模块10可以在传动机构中、例如在车辆的传动机构中被使用。

该传感器元件70或传感器90可以包括或者可以是双平面无引脚（dfn）封装。尤其是该传感器元件70或传感器90可以包括或者可以是具有在对置侧上的连接焊盘或电连接元件71-78的ic。也能够设想的是，传感器元件70或传感器90包括或者可以是平面网格阵列（lga）封装。同样地，能够设想的是，将方形扁平无引脚封装作为传感器元件70或传感器90或者其部分。如果结构空间并不重要，则可以也使用每种其他标准smd壳体，诸如soic8或sot89、sot23。

在传感器载体50之内的电连接线路可以是被注入的或重铸的金属元件。可替代地，传感器载体50的电连接线路可以具有被射入到传感器载体50或传感器载体50的材料中的元件。这意味着：电连接线路在构成传感器载体50的材料或形状之后才被引入到传感器载体50中。被射入的元件在自身的两个对置末端处分别具有能够弯曲的部分，用于形成电焊接焊盘51、52、53。

相应的焊接焊盘21、22、23、26、27、28可以尤其是包括如下的面或点，所述面或点能够通过焊接材料与其他焊接焊盘21、22、23、26、27、28或电连接元件（例如集成电路的管脚）机械连接和/或电连接。

在将传感器载体50布置在电路板元件20上之前，可以将回流接合剂施加到传感器载体50的和/或电路板元件20的焊接焊盘51、52、53上。由此，在回流焊接之前就实现：在电路板元件20上特别可靠地固定定子载体。相同的内容适用于传感器容纳部61的焊接焊盘62-69。

最后应提及：例如“具有”、“包括”等措辞并不排除其他元素或步骤并且措辞“一个”并不排除多个。在权利要求中的附图标记并不应视为限制。