专利名称：机动车辆电子控制单元的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆电子控制单元的领域，特别是机动车辆的领域，并且更具体来说涉及这样的电子控制单元的电子组件所耗散的热量的排放。
背景技术：
目前，机动车辆具有一个或更多车载电子控制单元，用于执行例如与控制发动机操作(发动机电子控制单元)或者与处理车辆乘客命令(乘客室电子控制单元)相关联的越来越复杂的功能。图1是电子控制单元10的非常示意性的剖面表示，该电子控制单元10包括外壳 11，在该外壳11内部有印刷电路12 (用英语称为“!tinted Circuit Board (印刷电路板)” 或者PCB)。电子组件13按照公知的方式被安装在印刷电路12上。通常，外壳11分解成主体110，印刷电路12被固定到该主体110上。随后将盖111 固定到主体Iio上。外壳11还包括连接到印刷电路12的外部连接装置(图中未示出)，从而确保在外壳11的外部与内部之间的电气和逻辑连续性。外壳11的作用主要是保护印刷电路12及其电子组件13免受湿气、冲击等影响。由于机动车辆电子控制单元通常遭受环境空气的影响，所以外壳通常被设计成基本上是密封的，并且因此保护电子组件免受可能存在于环境空气中的污染物(水分、灰尘等等)影响。由于电子组件的小型化并且由于机动车辆电子控制单元的不断提升的计算能力， 所以所使用的电子组件往往会耗散越来越多的热量。此外，由于电子控制单元外壳是密封的，所以清楚的是，由在所述外壳内部的电子组件所产生的热量的排放证明是成问题的。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种允许排放由机动车辆电子控制单元的一个或更多电子组件耗散的热量的解决方案。这种解决方案对于生产和实施是经济的，并且允许在不把电子组件暴露于冲击和/或可能存在于环境空气中的任何污染物的情况下排放热量。根据第一方面，本实用新型涉及一种机动车辆电子控制单元，所述机动车辆电子控制单元包括内部放置有印刷电路的外壳，电子组件被安装在所述印刷电路上。所述电子控制单元包括将外壳的盖的内表面与(被称作“热组件”的)电子组件的上表面热耦合的装置。此外，通过至少一个停止元件(Stop element)，在印刷电路的在靠近热组件的区域中的表面上支撑所述盖，使得在所述盖的内表面与热组件的上表面之间的热耦合装置的厚度受到所述至少一个停止元件的形状的限制。根据具体实施例，所述电子控制单元包括单独地或者以技术上可能的任意组合采取的以下特征中的一项或更多项·所述外壳盖朝印刷电路的方向包括凹进部(recess)，所述凹进部至少部分地悬
3于热组件的上表面之上； 在所述外壳盖的内表面与所述热组件的上表面之间的热耦合装置的最小厚度是小于2mm、优选地小于0. 8mm的非零值；·所述至少一个停止元件由介电材料制成； 所述至少一个停止元件被固定到印刷电路，优选地通过至少一个凸形部件(male part)被强制接合并且被机械锁定到所述印刷电路的开口中；·至少一个停止元件主要基本上呈L形，所述至少一个停止元件的臂基本上被设置成平行于所述热组件的两个邻接侧。根据第二方面，本实用新型涉及一种制造机动车辆电子控制单元的方法，所述电子控制单元包括外壳和印刷电路，在所述印刷电路的表面上安装有被称作“热组件”的电子组件。所述方法包括以下步骤 制造至少一个停止元件，所述至少一个停止元件被成形来在被安装到靠近所述热组件的区域中时确保其相对于印刷电路的所述表面所考虑的高度比该热组件的上表面的高度超出基本上等于被称作“耦合厚度”的预先定义的数值的数值； 制造外壳盖，所述外壳盖被成形来在装配好的电子控制单元中确保在印刷电路的表面上通过被插入在所述盖与印刷电路之间的至少一个停止元件来支撑所述盖；·在所述热组件的上表面上施加柔性热耦合装置； 通过将所述至少一个停止元件插入在所述盖与印刷电路之间来装配所述电子控制单元，使得柔性热耦合装置的厚度受到基本上等于耦合厚度的数值的限制，其中在印刷电路上通过在靠近热组件的区域中的至少一个停止元件支撑所述盖。根据具体的实施模式，所述方法包括单独地或者以技术上可能的任意组合采取的以下特征中的一项或更多项·所述盖被制造成具有凹进部，所述凹进部在装配好的电子控制单元中至少部分地悬于所述热组件之上；·所述凹进部是通过冲压所述盖而形成的；[0025] 在把所述盖装配在印刷电路上之前，在靠近热组件的所述区域中将所述至少一个停止元件固定到印刷电路。
通过阅读下面通过非限制性实例的方式给出的描述并且参照附图将会更好地理解本实用新型，这些附图·图1示出了已经描述过的根据现有技术的电子控制单元的示意性剖面表示； 图加和2b示出了根据本实用新型的电子控制单元的实例的部分剖面示意性表示； 图3a和北示出了根据本实用新型的停止元件的实例以及将所述停止元件设置在电子组件附近的实例的示意性表示； 图^、4b和如示出了根据本实用新型的停止元件的实例以及将所述停止元件设置成靠近电子组件的两个实例的示意性表示；·图5示出了图解根据本实用新型的制造电子控制单元的方法的主要步骤的图
4不。
具体实施方式
本实用新型涉及一种车辆电子控制单元20，更具体来说涉及一种机动车辆，并且涉及一种制造这样的电子控制单元的方法50。图加非常示意性地部分表示根据优选实施例的电子控制单元20的剖面。图2b 是图加中的电子控制单元20的更加详细的表示。电子控制单元20包括内部安装有印刷电路22的外壳21，在该印刷电路22上安装有数个电子组件，这些电子组件包括至少一个被称作“热组件” 23的电子组件，当所述热组件23工作时，必须将从所述热组件23耗散的至少一部分热量排放到外壳21的外部。热组件23是在附图中表示的印刷电路22的仅有的电子组件。热组件23例如是电子控制单元20的微处理器。印刷电路22例如采取包括两个相对的表面的板的形式。热组件23被安装在印刷电路22的一个表面220上。热组件幻特别地包括两个基本上平行的相对表面·下表面230，所述下表面230面对在其上安装所述热组件23的印刷电路22的表面220 ；以及·与下表面230相对的上表面231。外壳21主要分解成两个不同元件，所述两个不同元件被装配在一起，以便形成安装有印刷电路22的内容积。外壳21例如分解成主体210和盖211。按照惯例，“盖”表示外壳21的在装配好的电子控制单元20中被设置在热组件23的上表面231那侧上的元件。 盖211由导热材料制成，优选地由金属材料(铝、钢等等)制成。原则上，本实用新型旨在通过将热组件23的上表面231与盖211热耦合来排放由该热组件耗散的热量。除了保护电子控制单元20的电子组件免受冲击和湿气影响的功能之外，盖211还根据本实用新型执行将由热组件23耗散的热量排放到外壳21的外部的功能。如图2b中所表示的那样，电子控制单元20包括将外壳盖211的内表面212与热组件23的上表面231热耦合的装置24。至少当该热耦合装置M被施加到热组件23上时， 该热耦合装置M优选是诸如基于硅树脂或陶瓷的散热膏之类的柔性装置。此外，通过停止元件25，在印刷电路22的表面220的被定位靠近热组件23的区域上支撑盖211。停止元件25的功能是限制在外壳21的内表面212与热组件23的上表面231之间的热耦合装置M的厚度，这是通过确保在热组件23的所述上表面与盖211的所述内表面之间的距离(被称作“组件/外壳距离” d。/B)基本上等于被表示为“耦合厚度” ％沫在附图中示出)的预先定义的数值而实现的。因此，“靠近热组件的区域”应当被理解成意指适于控制所述组件/外壳距离dc/B 的区域。清楚的是，所述区域与热组件23越靠近，组件/外壳距离(1_的精度就越高。但是还清楚的是，由于在热组件23附近的硬件配置(电轨道、其他电子组件等等)，这种最靠近所述热组件23的设置可能无法实现。优选地，所述区域被包括在围绕热组件23的外围条中，所述外围条的宽度小于所述热组件23的最大尺寸(通常是厘米数量级)。[0045]重要的是控制热耦合装置M的厚度，因为在热组件23的上表面231与盖211的内表面212之间的热传递的效率直接与该厚度有关。在实践中，热耦合装置M的厚度越小， 热传递就越有效。因此，可以使得热耦合装置M的厚度(或者至少热耦合装置M的最小厚度)基本上等于所述耦合厚度ec，这是通过将停止元件25设计成使得相对于印刷电路22的表面220 的高度1 基本上等于热组件23的上表面231相对于印刷电路22的表面220的高度hc加上耦合厚度％而实现的。“基本上等于”高度加上耦合厚度％意味着高度tiB等于高度加上耦合厚度 ec直到在高度he的误差Δ hc和高度1 的误差Δ t!B之内。误差Δ he特别地对应于热组件 23的高度的误差，以及关于该热组件23 —旦被安装在印刷电路22上就相对于所述印刷电路的表面220的位置的误差。换句话说，热耦合装置M的厚度将在(ec_ Δ hc- Δ hB)与( + Δ hc+ Δ hB)之间。热耦合装置M的厚度的误差因此是(Ahc+At!B)。为了使得热耦合装置M的厚度基本上等于耦合厚度^，还应当确保在印刷电路的表面220上实际上通过停止元件25支撑盖211。在装配电子控制单元20之前，盖211的形状被适配成确保在盖211的内表面212与印刷电路的表面220之间的距离总是小于停止元件25的高度tiB，从而考虑到在盖211的内表面212与印刷电路22的表面220之间的所述距离的误差Ac并且考虑到高度I1b的误差Atv在内表面212与印刷电路22之间的距离的误差Δ c主要对应于盖211的形状的最终误差(所述盖的制造精度)，并且还对应于与所述盖的可能变形相关联的误差。举例来说，在由所冲压的金属薄片制成的盖211的情况(特别地由于相关联的低制造成本，在汽车工业中常常是这种情况)下，误差Ac达到Imm或更多的情况并不少见，特别是在所述盖的中心区域内尤其如此。通过确保在印刷电路的表面220上通过停止元件25支撑盖211，在盖211的内表面212与印刷电路22的表面220之间的距离基本上等于停止元件25的高度tiB，并且不管误差Ac的数值如何，该距离的误差都是误差AhB。不管误差Ac的数值如何，热耦合装置 24的厚度的误差都是(Δ1 + Δ hc)。因此清楚的是，只要确保在印刷电路22的表面220上通过停止元件25支撑盖 211，耦合装置M的厚度的精度就并不与所述盖的生产精度有关。通过这种方式，可以实现制造所述盖的经济的方法(诸如金属薄片冲压)。盖211例如被制造成使得在没有停止元件25的装配好的电子控制单元20中，在盖211的内表面212与印刷电路22的表面220之间的距离基本上等于(tiB-Δ c-Δ tiB)。考虑到误差Ac，所述距离在实践中将在(t!B-2 Ac-Ahe)到(Iib-AI1b)之间。考虑到误差 Δ Iv停止元件25的高度在实践中将在(hB-AhB)到(hB+AhB)之间。因此，这样制造的盖 211将总是通过停止元件25被支撑在印刷电路的表面220上。热耦合装置M的厚度被有利地限制到小于2毫米(mm)的非零值，优选地被限制到小于0. 8mm的非零值。举例来说，为了以0. 2mm的精度实现0. 5mm的耦合厚度％，必须确保误差(Δ h。+ Δ hB)小于0. 2讓。应当注意的是，根据现有技术，为了确保盖211的由于冲击导致的变形并不会损坏电子控制单元20的电子组件，组件/外壳距离dc/B惯用地是大的，通常是厘米数量级。停止元件25允许满足在其表面上互相矛盾的约束，即在盖211上发生冲击的情况下确保对热组件23的机械保护，同时令组件/外壳距离d。/B足够小，以便具有高效的热传递。这是清楚地因为在盖211上发生冲击的情况下，热组件23将受到停止元件25的保护，由于所述停止元件25将防止盖211与热组件23发生机械干扰。在电子控制单元20的优选实施例中，盖211与停止元件25之间的界面位于所述盖朝印刷电路22的方向的凹进部213的平面，所述凹进部(在装配好的电子控制单元20中) 至少部分地悬于热组件23的上表面231之上。“朝印刷电路的方向”意味着凹进部213有助于局部减小在盖211的内表面212与印刷电路22的表面220之间的距离。由于凹进部213至少部分地悬于热组件23之上，所以清楚的是，该凹进部213确定组件/外壳距离dc/B。如已看到的那样，热组件23与盖211之间的热传递效率特别地建立在小的组件/ 外壳距离d。/B之上，所述组件/外壳距离d。/B优选地小于2mm或者甚至小于0. 8mm。但是， 这个小的组件/外壳距离dc/B可能会在盖211上发生冲击的情况下给印刷电路22的其他电子组件呈现危险，而热组件23本身受到停止元件25的保护。凹进部213只允许对于热组件23局部减小在盖211与印刷电路22之间的距离，使得在别处(盖211在该处不具有凹进部)所述距离可以较大，从而确保即使在由于冲击而发生变形的情况下，其他电子组件也不会受到损坏。优选地，凹进部213悬于整个热组件23之上，以便允许组件/外壳距离dc/B在热组件23的上表面231的任意点处基本上等于耦合厚度％，并且因此在所述上表面231的任意点处都允许高效的热传递。图3a示意性地表示根据第一实施例实例的停止元件25的透视图。在该实例中， 停止元件25主要是具有基本上呈L形的基部的高度为tiB的棱柱。图北示意性地表示从热组件23那侧的上方看去的印刷电路22。图北表示图3a 的停止元件25的设置的实例，连同(用虚线示出的)要在盖211中形成的凹进部213的形状和位置的实例。在该实例中，所述基本上呈L形的停止元件25的臂基本上被设置成平行于热组件23的两个邻接侧。图如示意性地表示根据第二实施例实例的停止元件25的透视图。在该模式下， 停止元件25主要是具有矩形基部的高度为tiB的棱柱。图4b和如示意性地表示从热组件23那侧的上方看去的印刷电路22。在这些图中，表示图如中所图解的类型的停止元件25的设置的两个实例，连同(用虚线示出的)要在盖211中形成的凹进部213的形状和位置的实例。在图4b中，两个停止元件25被设置在热组件23的相对两侧中的每一侧上。在图 4c中，三个停止元件25被设置成靠近热组件23的三个角。优选地，每个停止元件25都被固定到印刷电路22。举例来说，如在图h、2b、3a和如中所图解的那样，每个停止元件25都包括至少一个凸形部件250，意图在靠近热组件23的区域内被强制接合并且被机械锁定到印刷电路 22中的先前制成的开口中。应当注意的是，一旦停止元件25被定位在电子控制单元20中， 高度1 就对应于所述停止元件25相对于印刷电路22的表面220的高度。因此，高度tiB并不包括穿过印刷电路22的凸形部件250的高度。图h、2b、3a和如中所图解的固定装置的实例并不限制本实用新型，并且清楚的是，可以实施其他装置以用于将停止元件25固定到印刷电路22。根据另一实例，停止元件 25被粘到印刷电路22上。由于停止元件25被固定到印刷电路22的事实，这些停止元件在电子控制单元20 的装配期间被固定不动。此外，固定到印刷电路22上允许相对于热组件23精确地定位每个停止元件25。根据其他实例，也不排除将停止元件25固定到盖211。停止元件25优选地由介电材料制成，以便免除扰乱印刷电路22的操作的风险。这是因为当在印刷电路22上支撑停止元件25时，所述停止元件易于与所述印刷电路的一条或更多条电轨道发生接触，并且因此使用介电材料允许避免任何短路风险。应当注意的是，在图3a和如中图解的停止元件25的实施例实例连同相对于热组件23的设置的实例都不限制本实用新型。清楚的是，倘若其他实施例实例和设置适于确保组件/外壳距离d。/B基本上等于耦合厚度e。，则这些其他实施例实例和设置都是可能的。举例来说，不排除将电子组件用作停止元件25，优选地是没有被电连接(即不涉及在印刷电路22的操作中)的电子组件。如果存在高度适于确保组件/外壳距离d。/B基本上等于所期望的耦合厚度％的电子组件，则可以在靠近热组件23的区域内将该电子组件固定到印刷电路22。本实用新型还涉及一种制造根据本实用新型的车辆电子控制单元20的方法50。图5示意性地图解了这样一种方法50的主要步骤，这些步骤是-51制造至少一个停止元件25，所述停止元件25被成形来在被安装到靠近热组件 23的区域中时确保相对于印刷电路22的表面220所考虑的高度tiB比热组件23的上表面 231的高度超出基本上等于耦合厚度^的数值；·52制造外壳21盖211，所述盖211被成形来在装配好的电子控制单元20中确保在印刷电路22的表面220上通过被插入在所述盖211与印刷电路22之间的至少一个停止元件25来支撑所述盖；·53在热组件23的厚度大于耦合厚度％的上表面上施加柔性热耦合装置M ；-54通过将所述至少一个停止元件25插入在盖211与印刷电路22之间来装配电子控制单元20，使得柔性热耦合装置M的厚度被限制到基本上等于耦合厚度^的数值，其中在印刷电路22上通过在靠近热组件23的区域中的至少一个停止元件25来支撑盖211。应当注意的是，所述步骤的顺序可以不同于图5中所示的顺序。特别清楚的是，制造至少一个停止元件25的步骤51、制造盖211的步骤52以及将柔性装置M施加到热组件23上的步骤53可以彼此独立地实现。但是，装配步骤M在所述步骤51、52和53之后实现。优选地，盖211被制造成具有凹进部，当所述盖相对于印刷电路22处在最终位置时，所述凹进部至少部分地悬于热组件23之上，其中至少一个停止元件25被插入在所述凹进部与印刷电路22之间。有利地，盖211由金属薄片制成，并且通过冲压所述盖制成所述凹进部。通过冲压制造的优点是便宜。此外，即使在通过冲压金属薄片制成盖211时能证明盖211的形状误差较大，然而由于使用了至少一个停止元件25，所以这对组件/外壳距离 dc/B的数值没有任何影响。这是因为已经看到，组件/外壳距离dc/B的误差在本实用新型的上下文中基本上等于误差(At!B+Ahc)。优选地，为了促进相对于热组件23来定位至少一个停止元件25，在把盖211装配在印刷电路22上之前，在靠近热组件23的区域中将所述至少一个停止元件25固定到印刷电路22ο更一般地，本实用新型的范围不限于前面通过非限制性实例描述的实施和生产模式，而是相反可以扩展到本领域技术人员所能设想到的范围内的所有修改。
权利要求1.一种机动车辆电子控制单元(20)，其包括内部放置有印刷电路(22)的外壳(21)，电子组件被安装在所述印刷电路(22)上，所述电子控制单元(20)包括将外壳(21)的盖(211) 的内表面(212)与被称作“热组件”(23)的电子组件的上表面(231)热耦合的装置(24)，所述电子控制单元(20)的特征在于，在印刷电路(22)的在靠近热组件(23)的区域中的表面 (220)上通过至少一个停止元件(25)支撑盖(211)，使得盖(21)的内表面(212)与热组件 (23)的上表面(231)之间的热耦合装置(24)的厚度受到所述至少一个停止元件(25)的形状的限制。
2.如权利要求1所述的电子控制单元(20)，其特征在于，外壳(21)盖(211)朝印刷电路(22)的方向包括凹进部(213)，所述凹进部至少部分地悬于热组件(23)的上表面(231) 之上。
3.如权利要求1到2之一所述的电子控制单元(20)，其特征在于，在外壳(21)盖(211) 的内表面(212)与热组件(23)的上表面(231)之间的热耦合装置(24)的最小厚度是小于 2mm、优选地小于0. 8mm的非零值。
4.如前述权利要求之一所述的电子控制单元(20)，其特征在于，所述至少一个停止元件(25)由介电材料制成。
5.如前述权利要求之一所述的电子控制单元(20)，其特征在于，所述至少一个停止元件(25)被固定到印刷电路(22)，优选地通过至少一个凸形部件(250)被强制接合并且被机械锁定到印刷电路(22)的开口中。
6.如前述权利要求之一所述的电子控制单元(20)，其特征在于，至少一个停止元件 (25)主要基本上呈L形，所述至少一个停止元件(25)的臂基本上被设置成平行于热组件 (23)的两个邻接侧。
专利摘要本发明涉及机动车辆电子控制单元(20)，其包括内部放置有印刷电路(22)的外壳(21)，电子组件被安装在所述印刷电路(22)上，所述电子控制单元(20)包括将外壳(21)的盖(211)的内表面(212)与被称作“热组件”(23)的电子组件的上表面(231)热耦合的装置(24)，所述电子控制单元(20)的特征在于，在印刷电路(22)的在靠近热组件(23)的区域中的表面(220)上通过至少一个停止元件(25)支撑盖(211)，使得在盖(21)的内表面(212)与热组件(23)的上表面(231)之间的热耦合装置(24)的厚度受到所述至少一个停止元件(25)的形状的限制。本发明还涉及一种制造这样的电子控制单元(20)的方法(50)。
文档编号H05K7/20GK202210917SQ201120268350
公开日2012年5月2日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年7月28日
发明者埃塞特 N. 申请人:欧陆汽车有限责任公司, 法国欧陆汽车公司