尤其用于机动车变速器控制器的、具有电路板和可注塑的塑料密封环的电子模块和用于 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子模块，如同尤其在机动车中的变速器控制器中可以使用的那样。本发明还涉及一种用于加工这种电子模块的方法。
【背景技术】
[0002]在机动车中的控制器例如变速器控制器(TQJ-transmiss1n control unit)、马达控制器、电池控制器等，它们包括电子元件，一般要气密保护地免受周围的介质。在机动车中应用时这些控制器处于例如侵蚀性介质例如变速器油、发动机油、水、尿素-水溶液、制动液等。此外，控制器尤其在机动车中使用时可能处于其它潜在的有害影响例如剧烈的温度变化、机械的振动负荷等。
[0003]为了可以保护机动车控制器的电子元件免受有害影响，尤其受到周围介质的影响，目前大多将它们容纳在费事构成的、气密的外壳中。在此该外壳大多由金属板制成，其中例如穿过外壳壁的电导线必需费事地电绝缘。用于加工外壳以及用于输入导线的电绝缘的费用可能是显著的。
[0004]更简单的、成本更有利的解决方案目前已经证实经常不是长时间可靠的。例如已经注意到，弹性体环形式的密封，它们已经用于气密塑料外壳的互补部分，不能长时间地、例如多于10年的抵制在机动车应用时出现的恶劣的环境条件、尤其是侵蚀性环境介质。为了保护容纳在外壳中的电子元件附加地免受可能挤入的介质，经常通过保护的凝胶包围这些电子元件，但是由此产生附加的费用和成本。
[0005]在可选择的方案中使所谓的冲压格栅通过塑料变形，它们需要例如昂贵的注塑模具。
[0006]DE 10 2004 021 931 A1描述了一种用于电子电路的外壳。
【发明内容】
[0007]通过本发明的实施例描述了一种电子模块以及一种用于加工这种电子模块的方法，利用它们能够使简单且成本有利的加工性与尤其用于机动车结构的电子模块的长时间可靠的保持性相结合。尤其描述了一种有利的电子模块和一种用于加工它的方法，其中容纳在电子模块中的电子元件长时间可靠气密地免受侵蚀性的周围介质。
[0008]按照本发明的第一方面建议一种电子模块，它具有第一和第二电路板部件以及间隔体。第一电路板部件配有至少一设置在其上的电子元件例如电子控制电路。第二电路板部件配有至少一设置在其上的电子元件例如插接头、传感器等。第一电路板部件、第二电路板部件和间隔体这样彼此互补地构成，使它们共同地完全包裹中心空心空间，在其中容纳第一电路板部件的电子元件。所述电子模块的特征在于，不仅在第一电路板部件的向外指向的表面上在第一电路板部件的外周边上，而且在第二电路板部件的向外指向的表面上与第一电路板部件的外周边相邻地分别环形环绕地构成微结构。此外沿着第一电路板部件的外周边构成密封环，该密封环不仅与在第一电路板部件上构成的微结构处于形状锁合的连接，而且与在第二电路板部件上构成的微结构处于形状锁合的连接。
[0009]按照本发明的第二方面描述一种用于加工电子模块、尤其如本发明上述第一方面所述的电子模块的方法。在此首先制备第一和第二电路板部件以及间隔体。然后不仅在第一电路板部件的向外指向的表面上在第一电路板部件的外周边上、而且在第二电路板部件的向外指向的表面上与第一电路板部件外周边相邻地构成环形环绕的微结构。接着布置至少一电子元件在指向中心空心空间的第一电路板部件的表面上，该空心空间被两个电路板部件和间隔体包围。然后沿着第一电路板部件的外周边这样构成密封环，使密封环不仅与在第一电路板部件上构成的微结构处于形状锁合的连接，而且与在第二电路板部件上构成的微结构处于形状锁合的连接。
[0010]本发明实施例的思想尤其可以视为以下面描述的思想和知识为基础。
[0011]目前借助于独立设置的外壳气密地封罩电子元件在电子模块中的技术方案已经被视为在加工中是成本昂贵和费事的。利用塑料包封注塑来围注例如配有电子元件的冲压格栅(引线框)由于为此必需的昂贵的注塑模具是成本昂贵的。通过例如由塑料制成的外壳部件和常见的设置在这些外壳部件之间的密封环的技术上简单的解决方案似乎不能长时间可靠地密封，由此必需通过附加的措施例如充入耐化学腐蚀的凝胶到围绕元件的区域中保护电子元件。
[0012]现在已经认识到，借助于两个最好相邻地相互平行设置的电路板部件例如印刷电路板(PCB-printed circuit board)可以形成电子模块。两个电路板部件相互间通过设置在其间的间隔体间隔。两个电路板部件与间隔体一起包围中心的空心空间，在其中可以容纳例如变速控制器的电子元件。为了可以可靠地气密地密封两个电路板部件之间、即邻接间隔体的区域在这个区域构成密封环。
[0013]在此考虑到，一般对于电路板部件使用的热固塑性材料例如环氧树脂一般不能或者大多不良地与其它材料利用粘接或者类似方式连接。因此建议，代替仅仅粘附粘接的、力锁合的连接在密封环与不仅第一而且第二电路板部件之间构成形状锁合的连接。为了可以构成这种形状锁合的连接，一方面在第一电路板部件的向外指向的表面上在邻接其外周边的区域中构成微结构。另一方面也在第二电路板部件上在向外指向的表面上构成微结构。
[0014]在此关于这种微结构可以理解为三维的结构，具有例如至少部分地向外敞开的空心空间、凹部和/或倒钩，具有在纳米范围的结构尺寸，例如10至100纳米范围的结构尺寸。
[0015]所述密封环可以这样构成，至少靠近表面的密封环区域嵌入到第一或第二电路板部件上的微结构中，由此实现在密封环与这些电路板部件之间所期望的形状锁合的连接。通过这样构成的在密封环一侧与在两个电路板部件另一侧之间的不仅力锁合而且形状锁合的连接可以保证，所述密封环长时间可靠地使盖部件固定在电路板部件上并且可以气密地密封两个部件之间的分界面。
[0016]所述密封环可以通过在配有微结构的电路板部件表面上成形或注塑塑料材料构成。在此在加工电子模块时可以通过成形或注塑原先液体的塑料材料形成密封环，液体的塑料材料可以流入到微结构的凹穴或倒钩中，并且接着可以硬化。由此以简单的方式可以产生所期望的形状锁合的连接。
[0017]例如所述密封环可以由塑料例如热塑塑料(例如聚酰胺，PA6，PA66)、热固塑料(例如以二氧化硅填充的环氧树脂)等、浇注物质如硅、环氧树脂物质等和/或粘接剂例如环氧基的粘接剂组成。尤其对于密封环可以使用可液体加工的然后硬化的塑料。这些材料一方面可以相当方便地加工并且是成本有利的，但是另一方面也可以得到长时间气密的密封以及足够地耐抗侵蚀性介质。
[0018]所述密封环可以通过不同的工艺制成。例如所述密封环可以通过热塑注塑(喷射)、即通过围注热塑塑料构成。选择地，所述密封环可以通过热固塑料模制、即通过热固塑料的变形形成，例如无压力或以压力例如在压铸(传递模塑)时。作为另一备选方案可以将浇注物质充入到为此规定的在电路板部件与盖部件之间的中间空间中，接着固化。也可以考虑借助于适合的粘接剂、例如可以是娃、环氧树脂、PUR/EP基或类似的粘接剂粘接电路板部件与盖部件。
[0019]所述电路板部件可以由市场上常见的电路板例如由热固塑料、例如以玻璃纤维强化的环氧树