具有电路板的电子单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有电路板的电子单元(1)，该电路板具有至少一个布置在电路板(2)的主表面(3、4)上的器件(5、6)并且具有嵌入有所述至少一个器件(5、6)的包覆元件(7)，其中，电子单元(1)包括单个电路板(2)，并且包覆元件(7)按以下方式至少区段式地构造在单个电路板(2)的第一主表面(3)和第二主表面(4)上：包覆元件(7、8)贯穿通过电路板(2)中的至少一个开口。
【专利说明】具有电路板的电子单元
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种具有电路板的电子单元。
【背景技术】
[0002]在目前的用于机电一体化控制仪器的批量应用中，使用封装的电子设备(例如具有玻璃绝缘套管的金属壳体)以及信号和电流的经由引线框架(Stanzgitter)、绞合线或柔性电路板的分配。电子控制仪器总是有如下的趋势:在功能范围保持不变或提高的同时价格不断降低。这需要改进现有解决方案或者使用新式的概念。在此，特别是在各个部件之间的连接技术更令人感兴趣，这是因为随着电子部件不断的微型化，对于污物和振动的敏感性也随之增加。这特别是适用于机动车工程学的领域中，在其中，电子部件即使在极其恶劣的使用条件下也必须以高可靠性无故障地起作用。
[0003]从没有提前公开的DElO 2013 212 265.9中公知一种电子单元，其包括分配器电路板和组件支架电路板。在这种情况下必需设置接合区域，分配器电路板和组件支架电路板在该接合区域上彼此连接。在这种情况中被证明不利的是，制成电子单元的零件数量增加了。
实用新型内容
[0004]本实用新型的任务是，给出一种电子单元，其在高稳定性的情况下具有尽可能少的零件数量。
[0005]该任务通过下面提出的主题来解决。本实用新型的有利实施方案将在下文中进一步描述。
[0006]现在提出具有中央电路板的机电一体化概念。在此特别提出，所有在电子单元中需要的器件都布置在唯一的电路板上。在这种情况下，对于唯一的电路板理解为，所有电子器件、散热器、传感器以及用于外部仪器的接合元件都布置在单个电路板上。该电路板特别是一体式构造的，并且也可以构造为多层电路板。
[0007]特别地，提出一种具有电路板的电子单元，该电路板具有至少一个布置在电路板的主表面上的器件并且具有嵌入有所述至少一个器件的包覆元件，其中，电子单元包括单个电路板，并且包覆元件按以下方式至少区段式地构造在该单个电路板的第一主表面和第二主表面上:包覆元件贯穿通过电路板中的至少一个开口。
[0008]适宜地，电路板在两个主表面的每一个上都具有至少一个电子器件。这种实施方式提供了特别是用于电路板双侧装配的额外自由度的优点，据此，提高了在制造电子单元时的灵活性。
[0009]在此介绍的方案提供了以下优点:所有在电子单元(其特别是控制仪器，适宜的是用于机动车的集成变速器控制器)中需要的器件安放到单个电路板上，这些器件在本实用新型的实施方式中可以是电子器件或散热元件(冷却元件)。据此，避免了在现有技术中需要的在不同的电路板之间的连接点。由此，根据本实用新型的电子单元的构建可以更低成本地、更快速地并且以更小的轮廓尺寸来实现。
[0010]在此介绍的方案的另一优点是，能毫无问题地满足特定的配置。也就是说，可以使不同的电路板几何形状灵活地匹配变速器中的各种安装现场。具有电子器件的区域可以灵活地成形。在电路板的上侧和下侧上的注塑包封区域可以实施为不同大小。
[0011]通过在电路板中的开口，在注塑包封过程中在电路板的下侧和上侧之间产生了高稳定性。在这种情况下，在上侧和下侧上注塑包封的面可以具有不同的形式和尺寸。
[0012]在本实用新型的实施方式中，电子器件通过包覆元件相对外部环境流体密封地封装，并且散热元件至少部分地被包覆元件包裹。
[0013]在本实用新型的另一实施方式中，至少一个其他的器件被包覆元件或与该包覆元件分开的其他包覆元件环绕，或者嵌入到包覆元件或其他包覆元件中。此外，其他包覆元件可以由与包覆元件不同的材料制造，特别是其中，其他包覆元件通过金属壳体形成。由此可以确保独立地匹配电子单元的几何形状。通过对于包覆元件和其他包覆元件使用不同的材料，例如也能够具有用于电子单元不同电路部分的不同的保护要求和辐射特性。
[0014]适宜地，传感器可以通过在电路板上围裹电子器件形成。由此，通常作为安放到电路板上的零件的传感器可以直接注射成型到电路板上。由此，可以节约材料成本和装配时间。
[0015]在本实用新型的另一实施方式中，包覆元件填充电路板的主表面区域与外表面之间和/或电路板的主表面区域与器件之间的区域。适宜地，包覆元件由灌封物料或注塑包封物料形成。通过填充电路板与器件之间的全部空腔同样提高了电子单元的稳定性。外表面在此意味着在执行注塑包封工艺之后通过注塑包封物料形成的表面。
[0016]在本实用新型的另一实施方式中，散热元件具有被包覆元件包围的侧凹(Hinterschintt)。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]此外结合附图详细阐述本实用新型以及本实用新型的其他优点。其中:
[0018]图1以剖视图示出了在第一实施方式中的电子单元的示意性视图；
[0019]图2以剖视图示出了在第二实施方式中的电子单元的示意性视图；
[0020]图3以俯视视图示出了根据第二实施方式的电子单元的示意性视图；
[0021]图4以具有通穿口的俯视视图示出了电子单元的示意性视图。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了在第一实施方式中的电子单元的示意性视图。在电路板2上，器件5、6以及包围器件5、6的包覆元件7布置在主表面3、4上。适宜地，在电路板2的两个主表面3、4(也就是由电路板2的上侧3和下侧4组成)上分别布置电子器件5。通过电路板2的两侧式装配获得了在电子单元的集成度(Packungsdichte)方面的优点。
[0023]在电路板2中实施有通穿口 9，通穿口 9由电路板2的上侧3引导至下侧4。这些通穿口 9适宜地实施在围绕各个电子器件5的区域中，但是也可以实施在电路板2的边沿区域中。适宜地，通穿口 9均匀地、特别是相应于蜂窝结构地分布在电路板2中。但是也可行的是，围绕确定的电子元器件5较多或较少地实施通穿口 9。适宜地，通穿口 9可以根据预先给定的模式实施。通穿口 9特别是实施为孔。但是也可行的是，通穿口 9实施为直的或呈弓形的缝隙。
[0024]电子单元I具有包围电子器件5的包覆元件7。在此,包覆元件7适宜地由满足预先给定的保护要求(例如水密性和/或油密性)且也满足预先给定辐射特性的材料(例如热固性塑料)制成。包覆元件7构造在电路板2的上侧3和下侧4上。在这种情况下，包覆元件7的材料10填充电路板2中的通穿口 9以及电子器件5与电路板2之间的区域。适宜地,包覆元件7完全包围电路板2,但是也可行的是,包覆元件7仅区段式地构造在电路板2的上侧3和下侧4上。由于包覆元件7的材料10填充电路板2中的通穿口 9，所以包覆元件构造为一体式元件。由此获得了在下侧4上的包覆元件区段7与在上侧3上的那些包覆元件区段7的直接连接，由此实现了整个包覆元件7的以及进而电路板2的提高的稳定性。
[0025]通过包覆元件7的厚度可以限定电子单元I的高度。由此，也确定了电子单元I的外表面17。
[0026]在电路板2上设置有用于插接件12或传感器11的其他接合区域15。为此，在电路板2中设置有相应的盲孔或通孔16，它们适宜地设有导电层，从而能在插接件12或传感器11与存在于电路板2上或电路板2中的印制导线之间建立电连接。适宜地，在电路板2上的敞开的接触位置13(例如焊点)同样借助包覆元件7(例如热固性塑料)包围。插接件12或传感器11 (例如转速传感器、位移传感器、压力传感器或温度传感器)可以在此借助压接、铆接、钎焊、熔焊、压入连接或插入连接与电路板2连接。
[0027]在电路板2上，散热元件6 (例如散热器)布置在下侧4上。该散热器6同样被包覆元件7至少部分地包围。散热器6的一区段不具有包覆元件7的围裹。因此，热量可以无阻碍地流走。但是也可行的是，散热器6完全被包覆元件7包围。在电路板2与散热器6之间的区域B同样以包覆元件7的材料10填补。
[0028]包覆元件7具有侧凹14,该侧凹以包覆元件7的材料10形成并且由此被包覆元件7包围。由此保证了电子单元I的进一步的稳定性。此外，散热器6被保持且定位在位置中。在此，散热器6可以通过表面直接与电子器件5连接，或者经由热学材料19与电子器件5连接。
[0029]图2以剖视图示出了在第二实施方式中的电子单元的示意性视图。在该实施方式中如在图1中那样，在唯一的电路板2上布置有多个电子器件5。然而，电子器件5被两个包覆元件7、8环绕。一个包覆元件7包围第一组电子器件5且另一包覆元件8包围第二组电子器件5。适宜地，每个包覆元件7、8除了包围相应的电子器件5之外还包围散热器6。散热器6相应布置在电路板2的下侧4上。散热器6的设计方案与已经在图1中阐述的设计方案相应。
[0030]此外，电子单元I按如下方式构造:电路板2具有通穿口 18，通穿口 18用于把电子单元固定在例如用于变速器的支撑板上。此外，在电路板2中的通穿口 16构造用于固定传感器、马达、阀或插接件(图3)。
[0031]图4示出电子单元I的具有多个通穿口 9的电路板2。通穿口 9围绕电子器件5以有规律的模式布置。在本实施例中，包覆元件7围裹整个电路板2，也就是说，整个电子单元I被包覆元件7环绕，因此，包覆元件7覆盖电路板2的上侧3和下侧4。显而易见地,包覆元件7也可以仅围裹电路板2的区段。在这种情况下，如果包覆元件7在上侧3上的区段与包覆元件7在下侧4上的区段至少通过一个填补有注塑包封物料10的通穿口 9连接，那么包覆元件7的这两个部分不必是对称的。
[0032]此外，图4示出了在包覆元件7内部通穿口 9形成有规律的模式，例如呈蜂窝状的模式。通过通穿口 9的这种布置实现了在电路板2中的提高的稳定性，从而避免了电路板2的扭曲。
[0033]附图标记列表
[0034]I电子单元
[0035]2电路板
[0036]3上侧
[0037]4下侧
[0038]5电子器件
[0039]6散热元件
[0040]7包覆元件
[0041]8其他包覆元件
[0042]9通穿口
[0043]10 注塑包封物料
[0044]11 传感器
[0045]12 插接件
[0046]13 在敞开的接触位置上的注塑包封
[0047]14 侧凹
[0048]15 接合区域
[0049]16 用于插接件/传感器的孔
[0050]17 外表面
[0051]18 用于固定的通穿口
[0052]19 热学材料
[0053]B 在电路板与散热元件之间的区域
【权利要求】
1.具有电路板的电子单元，所述电路板具有布置在所述电路板(2)的主表面(3、4)上的至少一个器件(5、6)并且具有嵌入有所述至少一个器件(5、6)的包覆元件(7)，其特征在于，所述电子单元(I)包括单个电路板(2)，并且所述包覆元件(7)按以下方式至少区段式地构造在所述单个电路板(2)的第一主表面(3)和第二主表面(4)上:所述包覆元件(7、8)贯穿通过所述电路板(2)中的至少一个开口(9)。
2.根据权利要求1所述的电子单元，其特征在于，在所述包覆元件内所述开口(9)有规律地分布在所述电路板(2)中。
3.根据权利要求1所述的电子单元，其特征在于，所述至少一个器件(5、6)是电子器件(5)或散热元件(6)。
4.根据权利要求3所述的电子单元，其特征在于，所述电子器件(5)通过所述包覆元件(7)相对外部环境流体密封地封装，并且所述散热元件(6)至少部分地被所述包覆元件(7)包裹。
5.根据权利要求1所述的电子单元，其特征在于，所述包覆元件(7)填充所述电路板(2)的主表面区域(3、4)与外表面之间和/或所述电路板(2)的主表面(3、4)与所述器件(5、6)之间的区域。
6.根据权利要求1所述的电子单元，其特征在于，至少一个其它的器件(5)被所述包覆元件(X)或与所述包覆元件(X)分开的其他包覆元件(8)环绕,或者嵌入到所述包覆元件(J)或所述其他包覆元件(8)中。
7.根据前述权利要求3至6中任一项所述的电子单元，其特征在于，所述散热元件(6)具有被所述包覆元件(7、8)包围的侧凹(14)。
8.根据前述权利要求3至6中任一项所述的电子单元，其用于机动车的集成变速器控制器。
9.根据权利要求1所述的电子单元，其特征在于，在所述包覆元件内所述开口(9)呈蜂窝状地分布在所述电路板(2)中。
10.根据权利要求5所述的电子单元，其特征在于，所述包覆元件(7)由灌封物料或注塑包封物料形成。
11.根据权利要求6所述的电子单元，其特征在于，所述其他包覆元件(8)是由与所述包覆元件(7)不同的材料制造的。
12.根据权利要求11所述的电子单元，其特征在于，所述其他包覆元件(8)通过金属壳体形成。
【文档编号】H05K3/30GK204046939SQ201420438485
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】阿明·施米德鲍尔, 克里斯托夫·席科拉, 托马斯·迈尔, 约瑟夫·洛伊布尔, 赫尔曼·约瑟夫·罗宾 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司