用于电子模块的部件-外壳的制作方法
【专利说明】用于电子模块的部件-外壳
[0001]本发明涉及一种用于车辆控制器的电子模块。特别地，本发明涉及一种用于车辆控制器的电子模块的部件-外壳。本发明尤其还涉及电子模块、控制器、车辆尤其是汽车以及具有部件-外壳的电子模块的制造方法。
现有技术
[0002]控制器例如传动控制器的电子模块由于其布置方式(例如布置在侵蚀性的液体中)大多需要密闭地密封的壳体。常规的电子模块实现此点的方式为，在印刷电路板上安置例如粘接遮盖件。遮盖件例如可以金属式地设计，而印刷电路板则常规地构造。
[0003]在遮盖件和印刷电路板之间进行合适的粘接连接对于通过印刷电路板和遮盖件形成的内腔的较好的密封是重要的。可以对这种粘接连接提出特殊的要求。如果例如电子模块用作传动装置内的传动控制器的组成部分，那么它通常会与侵蚀性的传动液体接触。这种电子模块在工作时通常还会遭受剧烈的加热。因此，粘接连接还必须在加热运行的情况下可靠地密封。特别地，印刷电路板和遮盖件的材料的热膨胀系数不同在粘接连接时会引起剪切力。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的一个方面可以在于，提出一种用于电子模块的部件的改进的部件-外壳。
[0005]据此提出了根据独立权利要求的用于车辆的电子模块、用于车辆的控制器、车辆尤其是汽车、以及电子模块的制造方法。优选的设计方案由从属权利要求得出。
[0006]根据本发明，提出了一种起初具有印刷电路板元件的电子模块。该印刷电路板元件至少在部分区域内具有至少一个电子部件，所述电子部件与印刷电路板元件尤其是其印制导线相连接。这些印制导线例如可以从电子部件起在印刷电路板元件的内部引导，并且在远处又离开该印刷电路板元件，以便连接例如电的连接机构如传感器或促动器。
[0007]根据本发明，现在至少一个电子部件被外壳件包围。外壳件在此具有内腔，至少一个电子部件布置在该内腔中。在外壳件和印刷电路板兀件之间的内腔可以基本上与电子部件相对应，因此该电子部件例如可以被外壳件包封(umgiessen)，或者外壳件本身也可以具有更大的内腔，由此例如形成空腔，至少一个电子部件亦或多个电子部件布置在该空腔内。
[0008]现在根据本发明，外壳件不是(仅仅)力配合地、而是(至少部分地)形状配合地连接到印刷电路板元件上。
[0009]根据本发明，通过以下方式来提供相应的形状配合，即在施加外壳件之前，印刷电路板元件具有至少一个局部区域的三维的微结构部，外壳件也被布置在所述微结构部内。印刷电路板的这种微结构部例如可以通过对印刷电路板元件进行处理来产生。换言之，印刷电路板元件表面的细小的、所希望的、不可逆的变化例如通过激光束产生，由此，所述表面在微结构化部的区域内可以具有这样的表面:其适合于为例如在产生微结构化部之后被注塑的外壳件提供足以形状配合地固定到所述表面上的基础。换而言之，可以通过激光处理使得所述表面局部地且最小程度地被破坏或粗糙化，从而使得随后注塑的塑料件可以与该表面形成形状配合。
[0010]因此，印刷电路板元件至少局部地通过激光处理或者另一合适的成型工艺获得其表面的微结构部。接下来，在注塑过程中，模塑料牢固粘附地并且密封地、至少部分地与印刷电路板元件相连接。因此，印刷电路板元件的表面因微结构化而在该区域内提供了合适的表面，以便与接下来被注塑的塑料材料形状配合地连接。
[0011]因此，这种根据本发明的微结构化部可以成本低廉地且简单地实现印刷电路板元件和塑料之间的连接。这可以在印刷电路板元件和塑料之间实现新式的密封设计。已知的印刷电路板元件在此具有高耐温性，进而适于塑料注塑包封工艺。例如在对部件粘接之前，特别是当在表面微结构化过程之后立即对外壳件注塑时，可以省去单独的表面净化过程。
[0012]根据本发明，常规的印刷电路板但也可是柔性的印刷电路板(柔性的印刷电路FPC)可以用作印刷电路板元件。还可以想到，例如对在印刷电路板元件的表面上延伸的印制导线进行微结构化。在此会需要调整微结构化过程、例如调整激光束的功率。
[0013]在本发明的范畴内，印刷电路板通常也可以系指电路载体(Schaltungstrjiger)，该电路载体在表面上具有局部的微结构部，并且例如具有集成的或者至少部分地在表面上延伸的金属导线。这例如可以是(增强或非增强地)具有嵌入的或注入的金属导线的热塑性-或热固性塑料、例如具有集成的导线的PCB或FPC、具有集成的冲压格栅的塑料件或者用作导线的线材亦或陶瓷的电路载体。因此，术语“印刷电路板”在本发明的上下文中不限于由具有内置的玻璃纤维毡的固化的环氧树脂组成的部件。因此，这仅仅是以下【附图说明】所涉及的示范性的示例。
[0014]在附图中示出了本发明的实施方式并且在接下来的说明中进行详述。
[0015]在附图中:
图la、b示出了微结构化部(Mikrostrukturierung)的根据本发明的原理；
图2a-c示出了用于微结构化的示范性的方法；
图3a_8c示出了根据本发明的电子模块的示范性的设计方案。
[0016]本发明的实施方式
接下来参照附图la、b对微结构化部的根据本发明的原理进行解释。
[0017]在图1a中首先可看到印刷电路板元件7，其示范性地由具有一体的玻璃纤维毡的硬化的环氧树脂构成。
[0018]例如被设计为铜导线的导线件(Leiterelemente) 4至少部分地布置在印刷电路板元件7的内部，这些导线件在规定的位置穿过印刷电路板元件4的表面并且例如在使用接触件3或接触垫(Kontaktpad)的情况下在那里封闭。接触件3可以具有各种不同的表面涂层，例如金或锡。
[0019]印刷电路板元件7的表面在规定的区域5内被表面处理，并且在此被微结构化6。可以示范性地采用激光工艺产生微结构部6，在该激光工艺中将激光束施加到表面上。在这种情况下，微结构化6可以局部地进行，因此仅仅涉及印刷电路板元件7的表面的一部分，特别地可以环绕地进行，因此示范性地在周缘侧包围布置在表面上的电子部件。由此可以确保所述部件可以被安置到微结构化部6上的可靠地粘附在印刷电路板元件的表面上的外壳件包围。
[0020]在微结构化步骤之后的后续注塑包封步骤中，可以将例如被构造为模塑料(Kunststoffmasse) 2的外壳件2布置在或注塑在区域5内。该模塑料可以示范性地为热塑性塑料或热固性塑料，其热膨胀系数必要时通过使用适当的填充-或增强材料与印刷电路板元件7的热膨胀系数相适配。外壳件2可以在此注塑包封所述区域5或在微结构化部6的区域内仅仅被过多注塑(Uberspritzen)。因此，例如可以将合适的容纳机构(Aufnahmemittel)稳固地与印刷电路板元件表面相连接，该容纳机构接下来适合于或被设计用于提供其他组件，例如用于对在印刷电路板元件7上的部件进行遮盖或密闭地密封。
[0021]在注塑过程中，将外壳件的至少部分为液态的物料例如液态的模塑料注入到印刷电路板元件7的微结构部6内，并填满该印刷电路板元件。在随后进行冷却时，会在外壳件2和微结构化部6之间产生牢固且密封的连接。由于微结构化部6的设计方式，如从图1b可看到，外壳件2和微结构化部6形状配合地连接。
[0022]接下来参照图2a_c对用于微结构化的示范性的方法进行阐述。
[0023]图2a示范性地示出了印刷电路板元件7。图2a在此可以表示较大的印刷电路板的一部分。微结构化方法被示范性地示出，在该微结构化方法中，激光束40划过印刷电路板元件的7的表面，并在此产生微结构化部6。示范性地，激光束40沿着方向V直线地运动，并且在此产生宽度为S的微结构化的导线。
[0024]在经过一条导线之后，例如可以反转激光束的移动方向，直接在现在产生的所述导线旁微结构化另一导线。通过多次划过印刷电路板元件7的表面，可以由此产生如图2b所示的表面。该表面具有微结构化部6，现在在接下来的注塑过程中将合适的模塑料等、通常是外壳件2施加到所述微结构化部上，并且与微结构化的表面相连接。图2c在此再次详细地示出了:将外壳件2的材料注入到印刷电路板元件7的微结构化6的表面内，并由此导致形状配合的连接。
[0025]激光束由此通过例如使用振镜扫描仪规定激光束的偏转来使得表面结构化。印刷电路板元件的表面在这种情况下被超短激光脉冲扫描，由此产生微米-纳米-结构。随后，采用热塑性塑料或粘接剂对所述部件注塑包封。在这种情况下，聚合物或粘接剂注入或流入到多刻度的(mehrskalig)结构内，并在此产生牢固且密封的连接。
[0026]替代(刚性的)印刷电路板，印刷电路板元件7也可以被实现为柔性的印刷电路板(FPCB)