用于制造尤其是用于车辆的控制器单元的方法以及尤其是用于车辆的控制器单元与流程

本发明涉及一种用于制造尤其是用于车辆的控制器单元的方法以及一种尤其是用于车辆的控制器单元。

背景技术：

控制器单元经常用在油环境中或者也用在潮湿的环境空气中。这意味着，所述控制器单元的内腔或者内部容积相对于所述环境必须油密地或者防潮地（feuchtedicht）得到密封。

迄今所熟知的控制器单元通常包括壳体底部、用于接纳插头并且将其连接到所述控制器单元上的插头接纳元件以及壳体盖。这些元件一起包围着内腔，在所述内腔中通常布置电路板元件。在所述电路板元件上布置电结构元件。此外存在着接线插脚，所述接线插脚伸入到所述插头接纳元件中并且分别与所述电结构元件中的一个或者多个电结构元件相连接。

对于迄今所熟知的控制器单元来说，所述电路板元件借助于多根螺钉并且/或者借助于多根螺栓来固定在所述壳体底部上。此外，所述壳体盖借助于一根或者多根螺钉并且/或者借助于一根或者多根螺栓来固定在所述壳体底部上。在这种情况下也需要嵌入式密封件，用于对壳体底部与壳体盖之间的连接进行密封。由此，迄今所熟知的控制器单元通常具有大量的构件。通常在制造所述控制器单元时也需要大数目的生产步骤。

技术实现要素：

本发明的实施方式能够以有利的方式由少许的单件或者构件以少许的生产步骤来制造油密的或者防潮的控制器单元。

按照本发明的第一方面，提出一种用于制造尤其是用于车辆的控制器单元的方法，所述方法包括以下步骤：提供壳体底部元件；提供用于接纳插头的插头接纳元件，其中所述插头接纳元件在接纳开口区域中具有用于接线插脚的接纳开口；提供电路板元件，其中所述电路板元件包括在装配面上的电结构元件以及被固定在所述电路板元件中的接线插脚，其中所述接线插脚从所述电路板元件的接线插脚区域中伸出来；将第一阻隔材料至少部分地、尤其是完全地围绕着所述插头接纳元件的接纳开口区域施加到所述插头接纳元件上或者施加到所述电路板元件的接线插脚区域上；将所述电路板元件如此布置在所述壳体底部上并且布置在插头接纳元件上，使得所述接线插脚通过所述插头接纳元件的接纳开口延伸；将第二阻隔材料施加到所述插头接纳元件上并且施加到所述电路板元件的与所述接线插脚区域的一侧对置的一面上；并且如此布置壳体盖，使得所述壳体盖、所述壳体底部元件和所述插头接纳元件一起包围着所述电路板元件并且所述壳体盖与所述插头接纳元件借助于所述第二阻隔材料油密地并且防潮地相连接。

其中的优点是，所述油密的或者防潮的控制器单元通常在技术上容易地构成并且由少许的单件来制成。除此以外，一般来说仅仅需要少许的生产步骤，从而所述制造通常能够在技术上容易地并且快速地来实施。尤其一般而言不需要机械的固定部（螺钉、螺栓或者类似物），以用于将所述壳体盖与所述壳体底部元件及所述插头接纳元件油密地连接起来。此外，通常不需要嵌入式密封件和压力平衡元件。一般而言所述电路板元件能够具有大的公差，因为不需要或者不存在机械的固定点或者、螺旋点或者直接的散热条触点（kühlbalkenkontakte）。另一个优点是，所述电路板元件至多需要比如用塑料铆钉或者塑料卡锁元件进行的单独的固定或者根本不需要借助于机械的元件进行固定。对于这种方法来说，也通常在技术上容易油密地对所述接线插脚区域进行密封。

所述（第一和或第二）阻隔材料具有如此高的黏度，从而在对所述阻隔材料进行加热和交联时所述阻隔材料保持其形状、也就是没有流动（流走）。所述阻隔材料比如能够是环氧树脂材料。所述第一阻隔材料和/或所述第二阻隔材料能够构造为膏状。

填充材料较低黏度（比所述阻隔材料黏度低），因而它最迟在加热和交联时变得（还）更加稀液状并且因此几乎平坦地伸展。所述填充材料能够由与所述阻隔材料一样的相同的材料组来构成。也能够设想，所述填充材料和所述阻隔材料由其它的材料组构成。所述第一阻隔材料和所述第二阻隔材料能够具有相同的阻隔材料或者材料。也能够设想，所述第一阻隔材料和所述第二阻隔材料能够具有彼此不同的材料。

所述阻隔材料和/或所述填充材料能够是单组分或者双组分的热硬化的聚合物系统（1k、2k），尤其是这样的基于环氧树脂、聚氨酯（polyurethanen）、硅酮或者丙稀酸盐的聚合物系统。所述时效硬化比如能够用紫外-辐射来实施，尤其如果所述紫外-辐射到达所述阻隔材料或者填充材料的大的表面或者容积。所述阻隔材料和/或所述填充材料能够是混合材料，所述混合材料通过部分的紫外-辐射、也就是说仅仅对于部分区域的紫外-辐射开始交联并且而后在没有进一步的辐射的情况下也继续朝未被辐射的区域（阴暗区域）的里面进行交联。环氧树脂满足对耐热性和介质稳定性的要求并且可以对与所述电路板元件的热膨胀系数相对应的热膨胀系数进行调节。借助于填料能够提高导热性。环氧树脂能够具有（比如通过填料）能调节的、从大约15ppm/k到大约30ppm/k的热膨胀系数。借助于所述环氧树脂能够无分层地不仅将所述电路板元件而且将所述壳体盖与所述壳体底部元件以足够的粘附（adhäsion）连接起来。所述环氧树脂的导热性能够处于大约0.5w/mk到5w/mk的范围内，从而通常能够在所述电结构元件、所述电路板元件与所述壳体盖和/或所述壳体底部元件之间建立良好的热连接。

关于本发明的实施方式的构想尤其能够被视为建立在下面所描述的构思和认识的基础上。

此外，所述方法能够包括以下步骤：将填充材料施加到所述电路板元件上，其中如此布置所述壳体盖，使得所述壳体盖、所述壳体底部元件和所述插头接纳元件一起包围着所述电路板元件并且所述壳体盖与所述壳体底部元件借助于所述填充材料油密地连接并且所述壳体盖与所述插头接纳元件借助于所述第二阻隔材料油密地并且防潮地相连接。其中的优点是，所述电路板元件上的钎焊连接（电结构元件和接线插脚）通过所述填充材料得到保护，以防止破裂（zerrüttung）。所述电结构元件通常通过在所述填充材料中的至少部分的埋入在冲击和振动方面得到稳定。所述电结构元件中的通常产生的热也通过所述填充材料来特别好地被移走（所述电结构元件上的得到改进的热扩张（wärmespreizung）以及热缓冲）。除此以外，通常能够使用下述电结构元件，所述电结构元件具有较低的规格（spezifikation）或者较低的质量或者关于热具有较高的敏感性，因为热能够特别好地被移走，由此所述电结构元件不太剧烈地变热并且因此不太快地老化。将所述填充材料施加在所述电路板元件上并且所述电结构元件至少部分地被所述填充材料所包围，由此能够典型地放弃额外的导热胶粘剂、放弃用于将所述电路板元件联结或者连接到冷却面上的时效硬化过程、放弃所述电结构元件上的具有迟缓排热（slug-up-entwärmung）的公差补偿元件和导热胶粘剂。这简化了所述制造过程。所述填充材料此外典型地防止由于在生产所述壳体盖或者壳体底部元件时所产生的金属片或者金属屑而在所述电路板元件上的可能的短路或者分路。只要这样的颗粒已经处于所述电路板元件上，那么这些颗粒通常就会被所述填充材料固着（festgehalten）或者“冻结”（eingefroren）在其相应的位置上。由于固着的金属屑或者金属片而显示出缺陷的控制器单元典型地能够在最终测试中被识别并且被剔除。另一个优点是，通常能够避免漏泄电流，因为没有含盐的空气会挤入到所述控制器中并且由此不可能通过不允许的漏泄电流使所述电路板过热。也典型地不必强制遵守特定的布局规则和最小印制导线间距（mindestleiterbahnabstände），以用于避免由于湿气引起的漏泄电流。除此以外，一个优点是，也在持久-正-导线（dauer-plus-leitungen）上典型地使用在技术上简单的并且成本低廉的陶瓷电容器或者mlcc-类型。通过所述填充材料，通常不可能有氧气到达所述mlcc-类型处，从而在过热时不可能与空气中的氧气产生反应。在所述控制器单元中通常也没有产生机械的或者热机械的应力，因为所述填充材料和/或所述阻隔材料在无压力的情况下被施加并且在交联过程中能够如此得到导引，从而仅仅产生很小的收缩并且所述热膨胀系数对应于所述电路板元件的热膨胀系数。因此，对所述控制器单元来说典型地没有大小限制。对于弯折的或者l-形的电路板元件来说，弯折区域通常能够通过所述填充材料来得到保护，尤其可能裸露的铜-导线-区域由此也能够得到保护。线圈和电容器通常也不需要额外的夹子或者保持器，以用于可靠地固定在所述电路板元件上。

对于所述方法来说，能够首先布置所述壳体盖并且而后通过所述壳体盖中的注入口将填充材料加入到被所述壳体盖、所述壳体底部元件和所述插头接纳元件所包围的内腔中，尤其直至所述填充材料从所述壳体盖中的冒口中出来。由此，在套装或者布置所述壳体盖之后，通常能够在技术上容易地将填充材料加入到所述内腔中。在用阻隔材料和填充材料完全填充所述内腔时，通常实现所述控制器单元的高的刚度。

在布置所述壳体盖之后，能够使所述填充材料和/或所述第一和第二阻隔材料时效硬化。由此所述制造过程通常在技术上还进一步得到简化。也通常仅仅需要时效硬化过程。

所述插头接纳元件能够垂直于所述壳体底部元件来伸展并且所述电路板元件能够具有两个部分区域，所述两个部分区域相对于彼此具有大约90°的角度，尤其所述电路板元件能够具有l-形的横截面形状。其中的优点是，所述电路板元件通常能够在技术上容易地布置并且被固定在所述壳体底部中。此外，由此插头在所述插头接纳区域中的连接典型地得到简化。

所述插头接纳元件能够与所述壳体底部元件一体地构成。由此，所述控制器单元的构件的数目典型地下降。由此通常所述制造过程或者所述制造方法进一步得到简化。

所述壳体盖和/或所述壳体底部元件能够分别具有金属衬里。其中的优点是，典型地电磁辐射在从所述控制器单元中泄出时并且在挤入到所述控制器单元中时得到抑制，从而改进所述控制器单元的电磁兼容性。

按照本发明的第二方面，提出一种尤其是用于车辆的控制器单元，该控制器单元包括：壳体底部元件；用于接纳插头的插头接纳元件，其中所述插头接纳元件在接纳开口区域中具有用于接线插脚的接纳开口；壳体盖；以及电路板元件，其中所述电路板元件包括在装配面上的电结构元件以及被固定在所述电路板元件中的接线插脚，其中所述接线插脚从所述电路板元件的接线插脚区域中伸出来并且通过所述接纳开口延伸，其中所述壳体盖、所述壳体底部元件和所述插头接纳元件一起包围着所述电路板元件，其中所述壳体盖仅仅通过第二阻隔材料和/或填充材料与所述壳体底部元件及所述插头接纳元件如此连接，使得被所述壳体盖、所述插头接纳元件和所述壳体底部元件一起包围的内腔相对于所述环境油密地得到密封。

其中的优点是，所述油密的和防潮的控制器单元通常在技术上容易地构成并且能够由少许的单件来制成。除此以外，通常仅仅需要少许的生产步骤，从而所述制造通常能够在技术上容易地并且快速地实施。尤其一般而言不需要机械的固定部件（螺钉、螺栓或者类似物），以用于将所述壳体盖与所述壳体底部元件及所述插头接纳元件油密地连接起来。此外，通常不需要嵌入式密封件和压力补偿元件。

所述内腔能够如此完全用阻隔材料和/或填充材料来填充，从而在所述内腔中基本上不再存在空腔。由此在通常情况下产生所述控制器单元的高的刚度。

所述电路板元件能够具有两个部分区域，所述两个部分区域相对于彼此形成大约90°的角度。其中的优点是，所述电路板元件通常在技术上容易地布置并且被固定在所述壳体底部中。此外，由此插头在所述插头接纳区域中的连接典型地得到简化。

要指出，本发明的可能的特征和优点中的一些特征及优点在这点上参照不同的实施方式进行了描述。本领域的技术人员认识到，能够以合适的方式对所述特征进行组合、调整或者替换，以用于获得本发明的另外的实施方式。

附图说明

下面参照附图对本发明的实施方式进行描述，其中不仅附图而且说明书都不应该设计为对本发明的限制。

图1示出了壳体底部元件和插头接纳元件连同所施加的第一阻隔材料的示意性的横截面视图；

图2示出了在布置所述电路板元件并且施加所述第二阻隔材料之后图1的壳体底部元件及插头接纳元件的示意性的横截面视图；

图3示出了壳体底部元件及插头接纳元件的示意性的横截面视图，其中所述第一阻隔材料已经被施加到接线插脚区域上；

图4示出了所制造的控制器单元的第一种实施方式的示意性的横截面视图；

图5示出了所制造的控制器单元的第二种实施方式的示意性的横截面视图；并且

图6示出了所制造的控制器单元的第三种实施方式的示意性的横截面视图。

附图仅仅示意性的并且不按比例。相同的附图标记在附图中表示相同的或者起相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出了壳体底部元件20和插头接纳元件30连同所施加的第一阻隔材料70（dam-material）的示意性的横截面视图，其中所述壳体底部元件20和所述插头接纳元件30形成控制器单元10的部件。所述壳体底部元件20和所述插头接纳元件30构造为一体的结构。所述插头接纳元件30相对于所述壳体底部元件20具有90°的角度。在所述插头接纳元件30中存在着用于接纳接线插脚37、38、39的接纳开口60。所述接纳开口60布置在所述插头接纳元件30的接纳开口区域36中。所述接纳开口穿过所述插头接纳元件30延伸。所述插头接纳元件30具有用于接纳插头的插头接纳部。

围绕着所述接纳开口区域36、也就是在包围（umschließend）所述接纳开口区域36的情况下，第一阻隔材料70被施加到所述插头接纳元件30上。这被称为第一阻隔材料70的环绕的焊道（raupe）。所述第一阻隔材料70能够部分地或者完全地包围所述接纳开口区域36。

所述第一阻隔材料70不是处于所述接纳开口60中。所述第一阻隔材料70存在于90°-角度-转角中，所述90°-角度-转角形成从所述插头接纳元件30至所述壳体底部元件20的过渡部。所述第一阻隔材料70已经被施加到所述插头接纳元件30的与所述插头接纳开口35对置或者背向其的一面（seite）上。所述插头接纳开口35用于接纳与所述接线插脚37、38、39相连接的插头。所述第一阻隔材料70首先保持未被交联的状态，也就是说首先没有使其时效硬化（aushärten）。

图2示出了在布置所述电路板元件50、比如印刷电路板并且施加所述第二阻隔材料80（dam-material）之后图1的壳体底部元件20及插头接纳区域的示意性的横截面视图。

在电路板元件上布置了电结构元件，所述电路板元件50在图2中（通过箭头勾画出来并且通过所述电路板元件50的划虚线的最终位置勾画出来）被装入到所述壳体底部中。所述电路板元件50在接线插脚区域中具有接线插脚37、38、39，所述接线插脚例如通过钎焊或者压入被固定在所述电路板元件50中。如此布置所述电路板元件50，使得所述接线插脚37、38、39穿过所述插头接纳元件30的接纳开口60延伸。所述电路板元件50在横截面中具有l-形的形状。在装入所述电路板元件50时，在图2中所述电路板元件50的左边的边缘与所述第一阻隔材料70相接触并且其右下的端部或者弯折处同样与所述第一阻隔材料70相接触。将所述电路板元件50挤压到所述第一阻隔材料70的里面。

第二阻隔材料80已经被施加到所述接线插脚37、38、39的在图2中上面的一侧以及所述电路板元件50的与接线插脚区域相反的一面上。这对于被压入的、作为接线插脚37、38、39的插脚来说用于进行密封并且用于进行机械的稳定。对于作为接线插脚37、38、39的钎焊插脚来说，这用于进行进一步的焊料稳定。所述电路板元件50的可能由于铣削而具有敞开的区域的弯折区域（knickbereich）通过所述第一阻隔材料70和/或第二阻隔材料80得到了保护。

也能够设想，所述插头接纳元件30和所述壳体底部元件20相对于彼此不是90°-角度或者不是相对于彼此弯折，并且所述电路板元件50构造为平坦的、也就是说不是弯折的结构。

图3示出了壳体底部元件20及插头接纳元件30的示意性的横截面视图，其中所述第一阻隔材料70已经被施加到接线插脚区域上，其中所述壳体底部元件20和所述插头接纳元件30形成控制器单元10的部件。将所述第一阻隔材料70施加到所述接线插脚上，这代表着在图1中示出的围绕着所述接纳开口区域36进行施加的方案的替代方案。但是也能够设想，这附加于前一种方案来进行。

将所述第二阻隔材料80施加到在图3中示出的接线插脚区域上能够如在图2中所示出的那样或者如结合图2所描述的那样来执行。

所述插头接纳元件30具有间隔垫片、比如间隔榫舌或者带有用于所述电路板元件50的止挡的凹处，以便产生所述电路板元件50与所述插头接纳元件30之间的第一阻隔材料70的所限定的厚度（在图2中从上往下伸展）并且所述接线插脚37、38、39相对于所述插头接纳元件30占据预先确定的位置。

所述第一阻隔材料70在此没有沿着所述接线插脚37、38、39到达所述插头接纳区域中。

图4示出了所制造的控制器单元10的第一种实施方式的示意性的横截面视图。所述壳体盖40在图1和图2中或者图3中所示出的步骤（施加所述第一阻隔材料70、布置所述电路板元件50、施加第二阻隔材料80）之后如此布置，使得所述壳体盖40与所述插头接纳元件30及所述壳体底部元件20一起包围着所述电路板元件50。阻隔材料70和/或80存在于所述插头接纳元件30与所述壳体盖40之间并且油密地对这个区域中进行密封。现在通过所述壳体盖40中的注入口95将填充材料90（fill-material）一直填充到所述壳体的通过所述壳体盖40、所述壳体底部元件20和所述电路板元件50限定的内腔中，直至填充材料90从所述壳体盖40中的冒口98中冒出或流出或者直至所述冒口98被填充。由此，现在也对壳体盖40与壳体底部元件20之间的连接（在图4中在右侧）油密地进行了密封、也就是用填充材料90进行了密封。随后，在唯一的时效硬化过程中、比如通过热或者高温（比如在大约120℃下大约40min）使所述第一阻隔材料70、所述第二阻隔材料80和所述填充材料90时效硬化。

所述壳体盖40能够具有用于将挤入的或者发出的电磁辐射减弱的金属衬里45、46。因为所述内腔完全被填充，所以能够使用很薄的金属衬里45、46或者具有小的体积的金属衬里45、46，因为通过所述填充材料90良好地将热导出。所述金属衬里45、46或者金属板能够借助于插入-或者插出-技术（insert-oderoutsert-technik）来喷射。作为替代方案，所述金属衬里或者金属板能够仅仅啮合在所述壳体盖40中或者啮合到所述壳体底部元件20中并且从所述内腔用阻隔材料70、80和/或填充材料90来密封。

通过对于所述内腔的完全的填充，尤其如果所述填充材料90包括或者是环氧树脂，所述壳体盖40就能够构造为薄壁的和/或薄弱的结构，因为所述填充材料90保证了强度。所述壳体盖40在这种情况下仅仅具有给定轮廓的功能。所述壳体盖40或者所述壳体底部元件20能够如此构成，使得所述内腔尽可能地小。由此节省材料并且缩短排热行程（entwärmungswege）。

能够一直将所述电路板元件50朝所述壳体底部元件20拉拽或者挤压，直至所述填充材料90进行了时效硬化。

图5示出了所制造的控制器单元10的第二种实施方式的示意性的横截面视图。在此将填充材料90施加到所述电路板元件50和/或所述壳体底部元件20上。所述填充材料最迟在时效硬化时也流到所述电路板元件50与所述壳体底部元件20之间的区域中或者流到所述电路板元件50上。所述填充材料90至少部分地、尤其是完全地覆盖所述电路板元件50上的电结构元件55、56、57。如此加入（einbringen）所述填充材料90，使得所述壳体底部元件20的、接下来要与所述壳体盖40相接触的边缘或者区域也被所述填充材料90所覆盖。

现在套装或者布置所述壳体盖40。所述壳体盖40以其在图5中左边的端部与所述插头接纳元件30上的第二阻隔材料80相接触并且以其在图5中右边的端部与所述壳体底部元件20上的填充材料90相接触。由此，实现壳体盖40与壳体底部元件20之间以及壳体盖40与插头接纳元件30之间的油密的连接。

接着在一过程中比如通过热或者高温或者紫外-辐射使所述第一阻隔材料70、所述第二阻隔材料80和所述填充材料90时效硬化。在图5中，不是整个内部容积都用填充材料90或者阻隔材料70、80来填充，而是在所述电路板元件50与所述壳体盖40之间存在空腔。

在所述壳体盖40中并且在所述壳体底部元件20中分别存在金属衬里45、46。

图6示出了所制造的控制器单元10的第三种实施方式的示意性的横截面视图。所述壳体底部元件20和所述插头接纳元件30构造为二部分的结构。这两个元件之间的连接通过所述第一阻隔材料70来建立或者密封。在图6所示出的实施方式中没有使用填充材料90，而是如在图1-5所示出的实施方式中一样仅仅使用第一阻隔材料70和第二阻隔材料80。所述电路板元件50通过固定插脚99与所述壳体底部元件20相连接。所述固定插脚99能够由塑料构成（所谓的热铆接）。

通过组合部件的意义上的插头接纳元件30及壳体底部元件20的两部分，能够将比如各具有50个触头或者接线插脚37、38、39的插头子模块组合成具有比如50、100、150或者200个触头或者接线插脚37、38、39的总插头。

所述插头接纳元件30比如能够包括带有玻璃纤维填充物的聚酰胺（polyamid）。这种塑料沿着纵向方向（玻璃纤维定向的方向）具有处于大约20ppm/k的范围内的热膨胀系数，如果比如使用具有35%玻璃纤维份额的pa66。所述电路板元件50具有处于大约15ppm/k到大约20ppm/k的范围内的热膨胀系数（cte），从而用作为阻隔材料70、80并且/或者作为填充材料90的具有处于大约15ppm/k到大约20ppm/k的范围内的热膨胀系数的环氧树脂材料在所述插头接纳元件30、所述阻隔材料70、80/填充材料90与所述电路板元件50之间不会出现有害的热机械的应力。

如果通过喷射点来如此产生插头宽度（所述插头接纳元件30的沿着y-方向的宽度，在图4中并且在图5中所述y-方向伸展到图纸平面的里面），使得这对应于玻璃纤维方向，那就避免由于大约200ppm/k的热膨胀系数也在宽的插头上的分层（delamination）。而后横向于具有大约60ppm/k的热膨胀系数的玻璃纤维方向延伸着所述插头或者插头接纳元件30的由于小的绝对的尺寸而不关键的高度（z-方向；在图4中并且在图5中从下往上）和深度（x-方向；在图4中并且在图5中从左往右）。

所述金属衬里45、46能够包括铝，所述铝以大约20ppm/k到大约23ppm/k的热膨胀系数而良好地与所述填充材料90的热膨胀系数以及与所述电路板元件50的热膨胀系数相一致、也就是能够无分层地连接，所述填充材料的热膨胀系数及所述电路板元件的热膨胀系数处于从大约15ppm/k到大约20ppm/k的范围内。

所述壳体盖40的在图6中的左侧与所述插头接纳元件30之间的连接通过所述第二阻隔材料80来密封。所述壳体盖40的在图6中的右侧与所述壳体底部元件20之间的连接通过由第一阻隔材料70和/或第二阻隔材料80构成的环绕的焊道来油密地得到密封。

所述接线插脚37、38、39用于与插头相连接。所述接线插脚37、38、39中的每根接线插脚都与所述电结构元件55、56、57中的一个或者多个电结构元件电连接。

所述控制器单元10能够控制或者调节比如车辆中的传动机构、转向机构或者类似机构。

所述壳体盖40和/或所述壳体底部元件20能够包括塑料材料、金属/金属合金或者由其构成的组合或者能够由其构成。

最后要指出，像“具有”、“包括”等等一样的概念不排除其它的元件或者步骤并且像“一”一样的概念不排除大量数目。权利要求中的附图标记不应该视为限制。