用于在污染的介质中使用的变速器控制模块、用于在这种变速器控制模块中使用的TCU组件和用于制造这种变速器控制模块的方法与流程

本发明涉及一种用于在污染的介质中使用的变速器控制模块、一种用于在这种变速器控制模块中使用的tcu组件以及一种用于制造这种变速器控制模块的方法。

背景技术：

在机动车技术中使用变速器控制模块是公知的，所述变速器控制模块可以在变速器上以及在变速器流体中使用。所述也被简称为“模块”的变速器控制模块例如可以具有电部件（如插头、传感器、执行器）、电子电路（tcu，传输控制单元（transmissioncontrolunit））以及也许其它部件。变速器控制模块在变速器流体中的布置对变速器控制模块的整体结构提出了高的挑战，因为必须保护部件和电连接，防止具有也许包含在其中的金属屑的污染的变速器流体。

较新的产品代的公知的变速器控制模块使用具有遭受变速器流体的印制导线衬底的结构（所谓的模块avt、即结构和连接技术（aufbauundverbindungstechnik）），所述印制导线衬底被涂覆到载体板上。除了柔韧的印制导线膜和经压力注塑包封的（umspritzt）冲裁网格之外，也越来越多地将常规制造的由纤维增强型环氧树脂构成的刚性的印刷电路板作为印制导线衬底投入使用，所述刚性的印刷电路板在多个层中都可具有印制导线。印制导线衬底的印制导线用于在变速器控制模块的中央电子电路与其余的部件（即插头、传感器和执行器）之间建立电连接。印制导线衬底具有连贯的留空部，装备有中央控制电路的电器件的tcu印刷电路板被插入到所述连贯的留空部中并且例如通过粘贴被涂覆到载体板上。这样的变速器控制模块例如从de102004061818a1公知或者从de102011089474a1公知，所述de102004061818a1显示出具有柔韧的印制导线膜的结构，所述de102011089474a1在那里的图1中显示出具有作为印制导线衬底的刚性的常规印刷电路板的结构。例如通过接合线（bonddraht）来建立在tcu印刷电路板与印制导线衬底之间的电连接。

在tcu印刷电路板上装备有电器件，如微控制器、存储器、功率输出级、电阻和电容器，以便只列举一些电器件。在此，出于结构空间原因，也部分地将所谓的“裸芯片（bare-die）”器件用于这些电器件，所述“裸芯片”器件没有被加外壳。在tcu印刷电路板上的电器件的所谓的节距距离（构件连接端子的中心-中心距离）很小。被布置在tcu印刷电路板上的电路相对于由于导电的、小的颗粒而引起的短路很敏感，使得必须仔细地保护tcu印刷电路板。为此，在de102004061818a1和de2011089474a1中分别将一个外罩件用作遮盖物，所述外罩件被布置在电子电路上方并且例如通过密封粘贴被固定在印制导线衬底上。因此，外罩件搭接整个tcu印刷电路板以及在tcu印刷电路板与印制导线衬底之间的接合线连接。此外，为了保护在外罩下面的空间内的电器件，可以将凝胶涂到电路和接合线上。

除了这些变速器控制模块类型之外，像例如de102012209033a1公开的这种变速器控制模块类型是公知的。涉及一个实施方式，在所述实施方式中，tcu印刷电路板完全用模具来铸模（ummolden）。连接端子管脚从模具中引出来并且与在载体板上的印制导线衬底接触。

其它公知的变速器控制模块使用tcu印刷电路板，所述tcu印刷电路板严密密封地被封装在金属外壳内。电连接销被熔化到玻璃绝缘套管中，所述玻璃绝缘套管在外壳的内部与tcu印刷电路板接触，而且所述玻璃绝缘套管的被设置用于接触印制导线衬底的端部从所述外壳中引出来。

例如这样制造公知的变速器控制模块，使得在特定的高度成熟的生产场所制造具有分别处在其上的电控制电路的tcu印刷电路板，所述生产场所专门从事这样的高度集成的电路零件的制造。为此所需的对生产装备裸芯片的tcu印刷电路板的投资并不微小。接着，tcu印刷电路板密封包装、例如通过上面提及的在具有玻璃绝缘套管的金属外壳内的封装来密封包装，被带到另一生产场所并且在那里与变速器控制模块的印制导线衬底接触。

其它生产方法规定：在与生产其余的变速器控制模块相同的场所制造具有电控制电路的tcu印刷电路板。但是，由此形成成本推动的生产复合体，因为在与制造其余的变速器控制模块相同的地点执行对未经包装的电子部件的复杂的制造。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于在污染的介质中使用的变速器控制模块，其具有：载体板；印制导线衬底，所述印制导线衬底被布置在所述载体板上并且具有连贯的留空部；tcu印刷电路板，所述tcu印刷电路板装备有控制电路的电器件，而且所述tcu印刷电路板被插入到所述印制导线衬底的留空部中并且被涂覆到所述载体板上；电连接装置，所述电连接装置使所述tcu印刷电路板与所述印制导线衬底电接触；以及至少一个遮盖物，用于共同保护被布置在所述tcu印刷电路板上的电器件。按照本发明提出，所述遮盖物仅仅密封地被布置和固定在所述tcu印刷电路板上。

在此，密封地被布置在tcu印刷电路板上的遮盖物被理解为如下装置，在所述装置中，在遮盖物与tcu印刷电路板之间的电器件相对于外部空间予以保护，也就是说在所述装置中，在遮盖物与tcu印刷电路板的覆盖区域内建立至少一个环绕的密封区域，所述密封区域防止液压流体在遮盖物与tcu印刷电路板之间的遮盖区域内可能朝器件的方向前进，其中这不仅可以直接通过例如遮盖物与tcu印刷电路板的材料配合的连接来实现，而且可以直接通过例如在遮盖物与tcu印刷电路板之间的密封胶涂层来实现。

在本发明的上下文中，用于共同保护被布置在tcu印刷电路板上的电器件的遮盖物被理解为在变速器控制模块上的这些器件的最外面的遮盖物，不管是否也许还可以附加地在所述遮盖物下面并且在所述器件上面设置哪些其它遮盖措施（例如凝胶涂层）。

本发明的优点

有利地，通过本发明实现了：在保持tcu印刷电路板的到目前为止有利的思路的情况下，即为了将由电子电路在运行时产生的热在印制导线衬底的留空部中散热而直接将所述tcu印刷电路板布置在变速器控制模块的载体板上，可以在不同的场所执行模块生产。因此，可以在专门从事于此的场所执行：制造具有精密的印制导线结构的tcu印刷电路板，将这些衬底从大规模使用复合体中分离出来并且给所述tcu印刷电路板装备电控制电路、尤其是花费高的裸芯片装备。处在tcu印刷电路板上的控制电路在其制造之后通过如下遮盖物予以保护，所述遮盖物直接被涂覆到tcu印刷电路板的表面上。所述遮盖物使控制电路向外密封。为此，可以考虑如仍被实施的那样的不同的遮盖物。通过进行保护的遮盖物，tcu印刷电路板的电子控制电路持久地密封包装。优选地，控制电路的电连接端子处在tcu印刷电路板的在由遮盖物保护的区域之外的边缘区域内。有利地，装备完成的并且配备有遮盖物的tcu印刷电路板形成tcu组件，所述tcu组件可以毫无问题地在另一场所被提供。在此，有利地，可以在不需要精通裸芯片生产的场所提供完成的tcu组件。可以省去昂贵的运输包装，因为电子电路通过仅仅被布置并且被固定在tcu印刷电路板上的严密的遮盖物就良好地予以保护以防湿气和颗粒。接着，在其它场所，将tcu组件与变速器控制模块的其余的组成部分简单地连接。所述其它场所可以以价格便宜的方式给印制导线衬底和载体板装备特定的部件，即例如插头、传感器或者执行器，有利地，所述特定的部件可以根据特定的市场来进行适配。

另一优点在于：tcu组件可以与整个变速器控制模块分开地被检查，使得在tcu组件有在生产中被确定的缺陷时，不必将整个变速器控制模块报废。

除了在生产中的优点之外，利用按照本发明的解决方案还不用考虑必须在印制导线衬底与载体板之间设置密封圈的必要性。

本发明的有利的实施方式和扩展方案通过在从属权利要求中提到的特征来实现。

有利地，tcu印刷电路板的装备有电器件的装备侧可具有内部的第一区域和外部的第二区域，所述第一区域被遮盖物遮盖，所述第二区域没有被遮盖物遮盖。在外部的第二区域，可以布置用于tcu印刷电路板的电接触的触点。由tcu印刷电路板、电路和遮盖物组成的tcu组件可以通过所述触点以简单的方式与印制导线衬底接触。

有利地，所述遮盖物可以包括在环绕的密封圈的中间层下面被放到tcu印刷电路板上的外罩件或者在tcu印刷电路板的电器件上方的聚合物的保护涂层、尤其是漆涂层。

有利地，电连接装置将在tcu印刷电路板的背离载体板的装备侧上的电触点与在印制导线衬底的背离载体板的一侧上的电触点连接。在此，所述电连接装置例如可以以接合线、柔韧的集成电路插头板条、扁平带电缆、压触点或者跨接器（jumper）或者类似的连接装置的形式来构造。

如果所述电连接装置不具有绝缘保护护套，那么所述电连接装置可以通过在局部被涂覆在所述连接装置的区域内的保护遮盖物予以保护以防污染的介质。

所述电连接装置可以以简单的并且更能够价格低地制造的方式以接合线的形式来构造，所述接合线接着借助于在所述印制导线衬底与所述tcu印刷电路板的电触点以及所述接合线上的聚合物的保护涂层来相对于污染的介质予以保护。

另一实施方式规定，所述电连接装置包括柔韧的集成电路插头板条，所述集成电路插头板条具有被嵌入在绝缘膜之间的电印制导线，所述电印制导线通过钎焊或者焊接与所述印制导线衬底和所述tcu印刷电路板的电触点电接触。

此外，出于已经列举的原因，用于在这种变速器控制模块中使用的tcu组件以及用于制造这种变速器控制模块的方法都是有利的。

附图说明

其中：

图1a和图1b示出了从现有技术公知的在分开的和组合的状态下的变速器控制模块的部分，

图2a示出了按照本发明的具有与模块分开的tcu组件的变速器控制模块的制造步骤的第一实施例，

图2b示出了在图2a上在变速器控制模块上安装完成的tcu组件，

图2c示出了在图2b上装备电部件（如插头、执行器或者传感器）完成的变速器控制模块，

图3a和3b示出了来自图2的针对电连接装置的不同的实施方式的放大截面，

图4示出了变速器控制模块的第二实施例，

图5示出了变速器控制模块的第三实施例，

图6示出了按照本发明的变速器控制模块的制造方法的方法流程。

具体实施方式

图1a示出了从现有技术公知的变速器控制模块的结构。该变速器控制模块具有例如由铝构成的载体板2。在载体板2上涂覆、例如粘贴有印制导线衬底3，例如柔韧的印制导线膜或柔性箔或者刚性的印刷电路板。为此使用密封胶17，如在图1b中所示出的那样。印制导线衬底3具有连贯的留空部6。连贯的留空部意味着：所述留空部在印制导线衬底中从背离载体板2的一侧20直至朝向载体板2的一侧贯穿。密封胶17防止了液压流体经过在印制导线衬底3与载体板2之间的空隙蔓延至留空部6。tcu印刷电路板（tcu=传输控制单元（transmissioncontrolunit））装备有电器件14，所述电器件14形成电控制电路，用于操控变速器控制模块的未被示出的电部件（如执行器、传感器以及其它电部件）。在现有技术中，tcu印刷电路板例如由陶瓷衬底、ltcc（低温共烧陶瓷（lowtemperturecofiredceramics））组成。tcu印刷电路板可在不同的层内具有印制导线，所述印制导线通过中间连接器（所述中间连接器有时也简单地被称作通孔敷镀）、即所谓的via彼此连接。电器件14也包括所谓的裸芯片器件，所述裸芯片器件是未被加外壳的半导体器件。所述器件14可以通过未被示出的接合线与tcu印刷电路板4的印制导线连接。如在图1a中所示出的那样，tcu印刷电路板4被插在印制导线衬底的留空部6中并且被涂覆到载体板2上，这例如通过粘贴来实现。紧接着，在tcu印刷电路板的装备侧上的触点与在印制导线衬底的背离载体板2的一侧上的触点之间建立电连接。为此所使用的电连接装置7被构造为接合线连接。最后，被构造为外罩的遮盖物5被放到印制导线衬底3上并且通过密封胶16与印制导线衬底3固定连接。替代密封胶16，也公知的是，将外罩件压紧在密封圈的中间层下面，并且通过螺丝拧紧或者铆接或者类似的方式固定在印制导线衬底3和/或载体板2上。在这样形成的外壳内，tcu印刷电路板4与电器件14一起以受保护的方式被布置在载体板2与外罩件5之间。附加地，例如可以通过未被示出的开口将凝胶19涂到外壳内部空间中或者在安放外罩之前将凝胶19涂到外壳内部空间中。凝胶19遮盖tcu印刷电路板、连接装置7和印制导线衬底3的被布置在外壳内部空间内的那个部分。

图2a、图2b和图2c示出了按照本发明的变速器控制模块的第一实施例。在图2a中，示出了在制造变速器控制模块2期间的制造步骤。如可看出的那样，使用预先生产的tcu组件1，所述tcu组件1以tcu印刷电路板4来安装到载体板2上到印制导线衬底3的留空部6中。tcu组件1包括tcu印刷电路板4。所述tcu印刷电路板4例如可以是ltcc衬底或者hdi印刷电路板。

hdi（高密度互连技术（high-density-interconnectiontechnology））印刷电路板与传统的印刷电路板的区别在于：与在不同的层的印制导线之间的数量高的所谓的微电子通道（mocrovia）连接相关联的高的布线密度。在小于150μm的印制导线结构（印制导线的宽度或距离）以及具有正好小于0.2mm、但是通常小于0.15mm的直径的微电子通道连接的情况下，提及hdi印刷电路板。如大多数印刷电路板那样，hdi印刷电路板在多个彼此并行地布置的层上具有印制导线。除了在hdi印刷电路板的外表面上的两个外层之外或者替换于在hdi印刷电路板的外表面上的两个外层，内层也属于此。微电子通道是hdi印刷电路板的不同的层的印制导线的连接。如下连接属于此：外层的印制导线与内层的印制导线的连接，所述内层不需要是最近的内层而也可以是再下一个或者更远的内层；以及两个内层的印制导线的从外部不能看到的连接，所述从外部不能看到的连接也被称作“buriedvia（埋通孔）”，因为它们没有直至外侧贯穿。此外，在hdi印刷电路板中也存在通孔敷镀的可能性，所述通孔敷镀连接hdi印刷电路板的最外部的两个彼此背离的侧面并且在内层中的一个或多个和/或外层上具有对印制导线的触点接通。hdi印刷电路板自90年代末主要是从在移动无线电领域中的产品公知的。

tcu印刷电路板4在装备侧10上例如通过压焊、钎焊、回流钎焊、汽相钎焊或者粘贴来装备电器件14。所述电器件14中的一些至少可以是裸芯片半导体器件。电器件14例如通过接合线或者钎焊连接与在tcu印刷电路板上的印制导线连接并且这样形成控制电路。在装备侧10上设置有用于布置遮盖物5的内部的第一区域11。在所示出的实施例中，所述遮盖物例如通过由金属或塑料构成的外罩件来形成。遮盖物5密封地被放到tcu印刷电路板4的装备侧10上并且持久地被固定在所述装备侧10上。事先可以用等离子体来清洁外罩接合位置。此外，可以用激光来构造外罩接合位置，以便能够实现对遮盖物5的更好的紧固。所述遮盖物例如可以用环绕的密封胶粘15来固定在tcu印刷电路板上。可替换地，遮盖物5可以在密封圈的中间层下面被压到装备侧10上并且接着借助于未示出的固定装置被固定在所述装备侧10上。另一可能性在于例如借助于激光透射焊接将塑料外罩件熔化到印制导线衬底上。

在用遮盖物5来遮盖的内部的第一区域11之外，tcu印刷电路板4具有外部的第二区域12。在所述外部的第二区域12内设置以连接盘的形式的触点21，所述触点21与tcu印刷电路板的印制导线连接，而且所述触点21用于接触在tcu印刷电路板4上的电路。此外，在遮盖物5下面的器件14还可以通过附加的措施予以保护。为此，例如可以规定，将凝胶涂层55涂到器件14上。这可以在涂覆遮盖物5之后通过在遮盖物5中的能密封的开口来实现。然而，优选地，凝胶涂层55在涂遮盖物5之前实施，并且限于电器件14和所述电器件14的连接端子，而遮盖物5的固定区域保持在凝胶涂层55之外。

可以在另一生产场所提供完成的tcu组件1。与tcu组件1的制造无关，在所述另一生产场所，可以给例如由铝构成的载体板2铺上印制导线衬底、例如柔韧的印制导线膜或者刚性的印刷电路板。与图1b相比，可以省去密封胶17。印制导线衬底3可以在载体板2上紧固止动或者紧固铆接。印制导线衬底可具有印制导线结构，所述印制导线结构比tcu印刷电路板的那个印制导线结构实施得更粗糙。尤其是，可以考虑使用常规的印刷电路板fr4或者更高价格的印刷电路板（pcb，printedcircuitboard），所述更高价格的印刷电路板由纤维增强型环氧树脂构成并且优选地在内层上具有由铜构成的印制导线。印制导线衬底3具有连贯的留空部6，所述连贯的留空部6的内壁优选地环绕封闭地来构造。在所述留空部6的边缘区域，在印制导线衬底3的背离载体板2的一侧设置触点22。所述触点22尤其是可以与印制导线衬底2的通孔敷镀电接触。如在图2a中所示出的那样，tcu组件1以tcu印刷电路板4来涂覆到载体板2上，被涂覆在留空部6中。可以通过粘贴将tcu印刷电路板4固定在载体板2上，其中有利地使用了导热胶。其它的固定（如螺丝连接或者铆接或者类似的固定）也是可能的。

如在图2b中所示出的那样，制造电连接装置7，所述电连接装置7将在被遮盖物5保护的区域之外的tcu印刷电路板4与印制导线衬底3连接。所述连接装置7可以通过在局部被涂覆在所述连接装置的区域内的保护遮盖物18予以保护以防污染的介质。

图2c示出：此外，在安装tcu组件1之前或之后，其它电部件41、42、43（诸如插头41、传感器42或者执行器42）还被涂覆到印制导线衬底3和/或载体板2上并且以公知的方式与印制导线衬底3电接触，例如通过焊接或者钎焊与印制导线衬底3电接触。

在图3a和图3b中示出了电连接装置7的细节。在图3a中示出了一个实施方式，在所述实施方式中，接合线31被用作电连接装置7，所述接合线31分别使tcu印刷电路板4的电触点21与印制导线衬底3的电触点22连接。在接合线31和印制导线衬底3的电触点22以及tcu印刷电路板4的电触点21上的聚合物的保护涂层32（例如漆或者保护料）相对于污染的介质保护所述接合线3。

图3b示出了一个实施方式，在所述实施方式中，电连接装置7包括柔韧的集成电路插头板条33，所述集成电路插头板条33具有被嵌入在绝缘膜35之间的电印制导线34，所述电印制导线34通过钎焊或者焊接与所述印制导线衬底3的和所述tcu印刷电路板4的电触点21、22电接触。柔韧的集成电路插头板条33可具有所述印制导线中的一个或者一样地所述印制导线中的多个，使得大量触点21可以同时一样地与大量触点22接触，其中每对触点21、22都优选地正好被分配给一个印制导线34。该实施方式的优点是，绝缘膜35同时也遮盖所述触点21、22。所述绝缘膜35也许可以以其面向载体板2的一侧来粘贴到在触点21、22的周围的tcu印刷电路板和印制导线衬底3上，使得可靠地保护了这些触点。

图4示出了按照本发明的变速器控制模块的第二实施例，所述第二实施例与来自图2c的实施例的区别仅在于：载体板2通过由塑料载体板61构成的复合件形成，导热的金属板60被嵌进所述塑料载体板61中。

图5示出了第三实施例，在所述第三实施例中，除了由塑料载体板61和金属板60构成的载体板复合件之外，此外还使用了与图2c相比不同的遮盖物8。在图2c中所示出的外罩件的位置上使用聚合物的保护系统。为此，将聚合物的保护料涂到tcu印刷电路板4上。所述聚合物的保护料例如可以由漆、即液态的涂层材料构成，所述液态的涂层材料薄地被涂抹并且通过化学或物理过程（例如对溶剂的蒸发）来构造成连贯的、牢固的薄膜。这里，在漆涂层之前，在tcu印刷电路板上被设置用于进行涂层的位置也可以用等离子体来清洁，并且也许可以用激光来构造，以便能够实现对遮盖物8的更好的紧固。

图6示出了用于制造按照本发明的用于在污染的介质中使用的变速器控制模块的方法的实施例。步骤a)至c)涉及对tcu组件1的制造。在此，在第一步骤a)中，给tcu印刷电路板4装备控制电路的电器件14。在第二步骤b)中，用于共同保护被布置在tcu印刷电路板4上的电器件14的遮盖物5、8密封地被布置和固定在所述tcu印刷电路板上，其中所述tcu印刷电路板4的装备有所述电器件14的装备侧10具有内部的第一区域11并且具有外部的第二区域12，所述第一区域11被所述遮盖物5、8密封地遮盖，所述第二区域12没有被所述遮盖物5、8遮盖。在步骤c)中，构造触点21，用于接触在外部的第二区域10内的模块印刷电路板4。当然，步骤c)也可以与步骤a)一起并且在步骤b)之前被执行。与tcu组件1的制造无关地，在方法步骤d)中可以提供载体板并且在步骤e)中可以将印制导线衬底3布置在载体板2上，所述印制导线衬底3具有连贯的留空部6。然后，如在图6中所示出的那样，在步骤f)中，tcu组件1的tcu印刷电路板4被插入到所述印制导线衬底3的连贯的留空部6中并且被涂覆到载体板2上，而且在步骤g)中制造如下电连接装置7，所述电连接装置7使tcu印刷电路板4与印制导线衬底3电接触。