电气控制设备的制造方法
【专利说明】电气控制设备
[0001 ] 本发明涉及一种具有用于容纳印制电路板的壳体的电气控制设备，在印制电路板 上设有电子电路，其中，印制电路板至少局部区域贴靠在形成壳体下部分的金属冷却体上 并且完全被壳体上部分覆盖，并且其中，两个壳体部分借助摩擦配合式连接装置接合在一 起以及借助环形密封件相对彼此密封。
[0002] 具有用于气密地封装电子部件的壳体的电气控制设备较大范围变化地使用在电 气技术中，以便尽可能最大程度地保护尤其是敏感的电子元件以及导体电路不受有害环境 因素的影响，例如剧烈的振动、大或深的环境温度、湿度、化学腐蚀性物质、电磁干扰场等。 这些要求特别是当电子元件或整个电子组件迅速增加地采用在移动应用，例如所有类型的 车辆中的情况下特别重要。为了减小在电气控制设备中所使用的电子部件的热负载，还已 知的是，印制电路板与冷却体粘合。
[0003] 由DE 10 2007 029 913 A1已知一种电气控制设备，其中，导体电路基板在两侧装 配有电子和/或电气元件。电气元件在导体电路基板的每个侧面都分别用槽形壳体部分覆 盖，其中，在电气元件和各壳体部分之间具有空隙。在第一和第二壳体部分以及导体电路基 板之间还分别具有一个密封圈。在通过壳体部分覆盖的电气部件的外部以及在配有设备插 头的导体电路基板区域外部，提供接触部位用于连接另一个外部电气部件。壳体部分还直 接安装在冷却体上以便最佳地导出从电气元件中散出的损失热。在与之备选的实施形式 中，导体电路基板的仅一个远离冷却体指向的侧面用壳体部分覆盖，而此处与之背对的、导 体电路基板的第二侧面至少局部区域直接地贴靠在冷却体上，该冷却体为此目的具有作为 对这些元件高度补偿的凹处。此外，在该情况下，在导体电路基板和冷却体直接还具有由导 热层构成的中间层。该电气控制设备的缺点是，构造耗费高，从而带来比较高的制造成本。
[0004] DE 10 2006 000 958 A1描述一种电气设备，尤其是用于车辆的功率分配器。该功 率分配器还具有两个电路载体和至少一个接触元件用于供电，其中，接触元件与汇流条连 接，该汇流条被至少一个弹性的连接件固定。借助本身已知的压入技术，两个电路载体相互 连接以及电路载体电气连接到外部电接头上。为此目的，一方面提供压入式销钉，另一方面 提供闸刀式触头作为连接件，此连接件共同作用以便接触。但功率分配器不具有气密密封 封装的壳体，同样不提供具有较高损失热的用于电气和/或电子部件的冷却可能性。
[0005] 从EP 0 902 609 A1中已知一种用于制造配有粘上的冷却板的作为复合元件的印 制电路板的方法、一种按这种方法制造的复合元件以及一种用于实施此方法的装置。印制 电路板具有与粘上的冷却板一样的优选矩形的形状，其中，冷却板的形状并非强制依照印 制电路板的形状设计。两侧设有保护膜的、干燥的可转移的和持久弹性的粘接膜，例如例如 由3M?公司出售的商品名为"Isotac?"的粘接膜用作胶粘剂。此处的方法或为实施该方 法所使用的摇杆式装置允许借助特别的粘接技术以及借助热后处理实现基本上无气泡的 粘接。借助粘接膜避免由于冷却板和印制电路板不同的线性热膨胀系数造成的机械应力， 该机械应力会导致印制电路板折断或焊点断裂。这种已知技术的缺点在于，优选在全面地 粘合印制电路板和冷却板之后才进行导体电路基板装配，以便将电子元件的机械负载和/ 或热负载保持在一定的范围之内。
[0006] 因此，本发明所要解决的技术问题是，建议一种具有用于容纳承载电子电路的印 制电路板的壳体的电气控制设备，该电气控制设备可简单且成本低廉地制造并且尽可能地 抗振动。
[0007] 本发明基于此认知：在电气控制设备的单独的壳体部件承担双重功能的情况下， 一般降低电气控制设备的制造费用并且因此随之可减少单件造价。
[0008] 因此，本发明涉及一种具有用于容纳印制电路板的壳体的电气控制设备，在印制 电路板上设有电子电路，其中，印制电路板至少局部区域贴靠在形成壳体下部分的金属冷 却体上并且完全被壳体上部分覆盖，并且其中，两个壳体部分借助摩擦配合式连接装置接 合在一起以及借助环形密封件相互密封。为了解决该技术问题规定，壳体上部分通过塑料 材料构成，壳体上部分具有整体地构造在其上的插塞式接头，该插塞式接头具有至少两个 压入式触点用于将印制电路板导电连接到外部电气电路上。
[0009] 由此实现了一种控制设备，其具有带集成冷却体的壳体，用于容纳带有多个布置 在其上的电子和/或电气部件的印制电路板，该控制设备可简单地制造并且具有较高的抗 振动性。此外，控制设备的设计结构在所使用的单个构件的尺寸稳定性方面提出较低的要 求并且能够实现毫无问题地补偿可能存在的元件公差，从而能够比较简单且成本低廉地制 造电气控制设备。为了进一步优化电气控制设备的机械负载能力，壳体的电绝缘塑料材料 优选配设有由同样不导电的纤维，例如玻璃纤维等构成的纤维加固件。
[0010] 在有利设计方案中规定，控制设备设计为，使得通过将两个壳体部分接合在一起， 借助至少两个压入式触点自动地进行印制电路板的电接触。由此，可以将印制电路板特别 简单、快速以及成本低廉地集成到壳体中以及实现它们的接触。当接合在一起之后，可以以 简单的方式和方法，例如借助导电性能测试确定电接触的正常功能。
[0011] 在另一个有利的扩展设计中规定，在印制电路板的下侧和壳体下部分之间至少局 部区域设有中间层用于改善传热。以此进一步优化布置在印制电路板上的电子元件的冷 却，因为壳体下部分和印制电路板的可能的表面粗糙度通过中间层补偿。该优选极其好的 导热的中间层一般可以是粘接层、导热胶、持久弹性的导热膏、丙烯酸类薄膜、丙烯酸类粘 合剂、所谓的"间隙垫"或所谓的"间隙填料"。
[0012] 进一步优选规定，在构造于壳体上部分上的环形壳体边缘的区域内至少局部区段 构造有突出到壳体的内部空间中的凸起，该凸起在两个壳体部分接合在一起之后贴靠在印 制电路板面朝壳体上部分的一侧上。以此，当两个壳体部分接合在一起之后，印制电路板机 械地自动夹紧在这两个壳体部分之间并且印制电路板的位置被固定。
[0013] 在有利的设计方案中，壳体下部分在至少两个压入式触点的区域内分别具有一个 凹口。由此避免通过电流的压入式触点与由金属材料构成的并且用作冷却体的壳体下部分 短路。
[0014] 按另一个有利的设计方案，壳体上部分的壳体边缘具有环形槽，该环形槽具有近 似V形的横截面几何形状。以此有利于在安装时将壳体上部分相对壳体下部分定向。两个 壳体部分相互间的精确定向借助在接合工具和/或两个壳体部分上的未示出的导向件实 现。此外，通过环形槽优化壳体上部分的连接刚性。
[0015] 与壳体上部分中的环形槽共同作用地，壳体下部分在边缘侧具有环形凸起，该环 形凸起具有近似V形的横截面几何形状，该环形凸起朝壳体上部分中的槽的方向延伸。以 此简化了壳体上部分与壳体下部分的连接以及密封器件或密封件在壳体上部分和壳体下 部分之间的布置。
[0016] 因此，按另一个设计方案，密封器件或密封件布置在壳体上部分的槽和壳体下部 分的凸起之间。由此进一步改善了两个壳体部分之间的密封作用，因为尤其避免了当两个 壳体部分接合在一起之后优选绳状或环形的密封件滑落。
[0017] 相应于本发明主题的另一个扩展设计可以规定，为了容纳印制电路板和相对垂直 于其面法线作用的力对印制电路板进行位置固定，壳体下部分具有小深度的盆形凹处，其 中，该凹处的最大深度相当于印制电路板的厚度。由此，印制电路板已直接锁定在壳体下部 分中以防其移动。
[0018] 密封件优选通过或者由弹性塑料材料、尤其是通过或者由弹性体构成，该塑料材 料具有近似V形的横截面几何形状。由此，也在控制设备恶劣的工作条件或环境条件下形 成对壳体的可靠密封作用。
[0019] 按另一个有利的设计方案，压入式触点设计成销钉形并且分别具有一个可压入印 制电路板的端部尖。以此，在电路技术中广泛使用的标准式插塞套筒可以作为插头的部分 插在壳体的插头槽的销钉形压入式触点上。压入式触点在此具有指向印制电路板的方向的 端部尖，耗费相对较小的力就能将所述端部尖压入印制电路板中，以便在印制电路板的