用于制造电子技术组件的方法、电子控制设备和电子技术组件与流程

本发明涉及一种用于制造电子技术组件的方法、一种电子控制设备以及一种电子技术组件。特别是本发明涉及一种与电路基板的简单、廉价以及准确的定位，用于连接电气构件。

背景技术：

1、如今的功率基板基于具有金属上侧面和下侧面的陶瓷结构。在功率基板上装备和布线功率开关(igbt、mosfet等)。由于基板的原因，只能在二维空间内进行拆卸。提供联结件(细带、金属线)作为外部接触。也可使用借助于超声波或激光焊接来接触的冲压件。连接元件在此已经是接合配对件之一的一部分。

2、在此情况下需求一种用于定位/对中后续要接合到功率基板上的连接元件(“电气车载元件”)的方法。该定位必须是安全、可靠且准确的。这是低感应设计的先决条件，低感应设计对于具有sic-mosfet的开关模块是有利的。

技术实现思路

1、上述需求通过一种具有独立权利要求1的特征的电子技术组件解决。从属权利要求示出了本发明的优选改进方案。

2、这里提出的设计元素基于这样的想法：不在一个制造步骤中设计基于基板的模块和中间电路电容器之间的连接，而是通过拆分制造步骤来获得一种满足上述任务的构造方式。现有的对气隙(luff)和爬电距离(kriechstrecken)的要求也可以通过这个设计元素来改变或调整。这里起草的设计元素引起接合配对件在x方向和y方向上的位置对中。由接合过程引起的，连接件在该过程期间沿z方向被带入到其终端位置中。为此，这种对中原则(z方向)是灵活的。电子构件上的脱模斜面在此情况用作捕捉漏斗(fangtrichter)。通过捕捉漏斗也可以调整爬电距离以防电气短路。

3、换句话说，提出了一种电子技术组件，其包括电路基板(电路板)和至少一个电气构件。电气构件可以例如包括功率开关(igbt、mosfet等)。附加地设置绝缘元件，其特别是设置在电路基板的边缘侧上。绝缘元件特别是可以被设置为电路基板的上侧面和下侧面之间的电气绝缘体。电路基板以这种方式用绝缘元件包围注塑(umspritzt)。以这种方式可以将电路基板理解或设计成至少近似地环绕电路基板的框架或电路基板的镶边。绝缘元件具有相对于一垂直地在电路基板的表面上限定的方向z成角度地取向的侧翼。侧翼也可以理解为坡道、斜坡或斜面。构件在电路基板上被固定在绝缘元件的侧翼的足部。特别是在构件和电路基板之间在侧翼足部的区域中产生电气连接。但构件至少具有一区段或结构，该区段或结构在接合所述构件之前和之后被布置在电路基板上或被布置在位于电路基板上的导体轨道上。以这种方式，构件通过其在侧翼足部的区段被固定在电路基板上的目标位置上，而构件在接近电路基板的过程中(在侧翼的上部区域中)可以具有关于电路基板的更高的位置公差。可以这么说，在构件接近电路基板的过程中，侧翼限定了位置公差的强制减少。因此绝缘元件的侧翼也可以理解为漏斗或定位坡道的组成部分。只要构件以预先限定的方式与绝缘元件的侧翼嵌接，那么构件在接近电路基板的过程中就只能到达目标位置。特别是构件的通过侧翼引导的区段可以在侧翼和另一结构(比如绝缘元件上/或中的另一侧翼)之间被夹住，使得该区段在电路基板上粘接、熔焊、钎焊等之前，以这种方式占据关于电路基板的表面水平的特别小的公差。为此可以将构件挤压到电路基板上，而构件的位于侧翼足部区域中的区段通过该过程被夹住且可选地甚至被强制地变形/预紧。特别是构件的该部分可以通过摩擦在侧翼上制动，而构件的其余组成部分继续朝向电路基板移动，直到其最终与电路基板接触且与电路基板电气连接。该电气连接可以特别是利用被布置在电路基板上的焊盘或导体轨道来进行。以这种方式，为了电气绝缘而设置在电路基板上的绝缘元件也可以用于使电气构件在电路基板上的定位变得容易。

4、构件特别是可以包括冲压件，优选导体轨道，用以电气接触电路基板上的预先限定的区域。特别是构件的待布置在侧翼足部区域中的区域被设计成弹性的(特别是弹簧弹性的)，用以在电气构件与电路基板(电气和/或机械地)连接之前，保证构件关于基板的准确定位。换句话说，在制造电子技术组件的过程中电气构件至少部分地(anteilig)沿着侧翼滑动，直到电气构件通过绝缘元件的侧翼到达其在电路基板上的目标位置。侧翼可以例如具有线性形状，用以在电气构件接近电路基板的过程中使摩擦力在路程z上保持恒定。

5、侧翼的长度可以是绝缘元件在z方向上在电路基板的表面上的厚度的至少30％、优选80％或更多。换句话说，侧翼穿过绝缘元件在z方向上的高度的至少30％、优选80％、特别是90％或更多。以这种方式，在电气构件接近电路基板的过程中，相对于电路基板的比较大的初始定位公差可以完全由于绝缘元件的侧翼而被抹去。

6、绝缘元件在电路基板的表面上在侧翼区域中的总厚度可以具有至少10mm、优选20mm、特别优选30mm或在上述值之间的范围中。绝缘元件在电路基板的表面上在侧翼区域中的总厚度取决于选定的侧翼角度与要消除的制造公差和构件公差的共同作用，且在这种情况下大多位于3mm至30mm之间，特别是上述区间中1mm的整数倍。

7、绝缘元件可以被设置为组件中的电气绝缘体。绝缘元件可以被设置用于避免电路基板的上侧面和下侧面之间的泄漏电流。为此，绝缘元件至少在如下表面的区域中环绕电路基板的棱边/切割棱边，在这些表面之间预计在运行情况下会有比较大的电压。可以这样说，绝缘元件围住电路基板，这就是为什么根据本发明的侧翼可以设置在电路基板的不同棱边上，以便当电气构件接近电路基板时，使电气构件在关于电路基板水平的x方向/y方向上移动。侧翼可以被设计成脱模斜面。换句话说，侧翼也可以设置为了方便将绝缘元件从注塑模具中脱模，借助于注塑模具已经将侧翼注塑到电路基板上。可替换地或附加地，侧翼可以是捕捉漏斗或v型槽的组成部分。在这一点上，漏斗不一定被看作是区段式圆锥形的中空形状，而是可以例如包括两个基本上平坦的侧翼，这两个侧翼在关于电路基板表面水平的不同方向上引起电气构件各自的移动，用以将电气构件带入其目标位置。侧翼可以具有相对于z方向5°至50°、优选10°至45°、特别是优选12°至40°之间的角度。在该范围中，即使电气构件相对于电路基板的初始定位不准确，摩擦力也是可以容忍的，而在接合过程中可以充分减少初始定位公差。

8、根据本发明的电子技术组件可以具有附加侧翼，其结合绝缘元件中的侧翼形成漏斗。附加侧翼的取向可以相对于侧翼例如在电路基板表面上的方位方向上转动。特别是基本上绕z方向转动90°的侧翼取向可以引起两个侧翼在共同作用中引起电气构件在x方向和y方向上的定位。

9、在附加侧翼和侧翼之间可以在绝缘元件中设置底面结构，其遮盖电路基板的表面。换句话说，捕捉漏斗或v型槽的底面通过绝缘元件的绝缘材料填充/覆盖。因此，电气构件的顺着侧翼/附加侧翼滑动的结构在接合过程结束时无论如何都不会与电路基板发生电气/机械接触，而是停留在底部结构上。这引起电气构件在其在电路基板上的终端位置上的预紧。可替换地或附加地，电气构件的一结构可以在附加侧翼和侧翼之间被夹住，这在上面已经描述。以这种方式为电气构件提供了类似零公差的定位辅助。这引起了在x方向和/或y方向上的准确定位，甚至在电气构件在与电路基板接触下到达其终端位置之前。

10、根据本发明的第二方面，提出了一种用于制造电子技术组件的方法，如上面结合本发明的第一方面详细描述过的。根据该制造方法首先以绝缘元件包围注塑电路基板。为此，特别是电路基板的边缘区域可以被最初液态或糊状的物质所包围，然后该物质在注塑模具中发泡和/或硬化。在此情况下成形出的绝缘元件可以特别是具有一高度，该高度是电路基板尺寸的最大纵向延伸长度的1/20、优选1/10、特别优选1/5。接下来将电气构件安放到电路基板上，其中，构件在沿着关于电路基板表面的法线方向(z方向)运动的过程中被安放到电路基板上，并通过绝缘元件的与方向z成角度设计的侧翼在一垂直于方向z定向的方向x和/或y上关于电路基板对准。在此情况下电气构件至少部分地沿着侧翼滑动，进而找到通过侧翼预先限定的在电路基板上的终端位置(目标位置)。在这一点上电路基板也可理解为一种构件，其限定电气构件的机械终端位置，而不要求电路基板不得有任何其他部件或导体轨道，电气构件被(部分地)安放在这些部件或导体轨道上。根据本发明的用于制造电子技术组件的方法的特征、特征组合和由它们产生的优点，与上面结合本发明的第一方面已阐述的特征、特征组合和优点明显对应，为了避免重复，请参考上面的阐述。

11、在接下来的步骤中可以将电气构件与电路基板和/或位于其上的导体轨道机械和电气地(特别是电镀地)连接。该连接可以例如通过摩擦焊接和/或烧结和/或钎焊和/或熔焊和/或铆接和/或粘接进行。以这种方式将电气构件带到通过绝缘元件中的侧翼限定的在电路基板上的目标位置且接下来为了其按计划的功能与电路基板连接。

12、根据本发明的第三方面提出了一种电子控制设备，其例如可以被设置和设立用于在车载电气系统使用。电子控制设备包括根据本发明第一方面所述的电子技术组件且特别是根据本发明第二方面所述的方法来制造。电子控制设备可以例如被设计为马达控制设备和/或变速器控制设备和/或网关控制设备。特别是电子控制设备可以可替换地或附加地被设立用于前进运动装置的转向。还优选电子控制设备可以用于在前进运动装置的车载电气系统中进行第一电压水平和第二电压水平之间的功率转换。可替换地或附加地，电子控制设备可以被设计为将电能从三相电能转换为单相电能的功率转换，或反之亦然。