以具有密封布置的構件的夾層結構構造的傳動控制模塊的製作方法
2023-05-19 05:59:11
以具有密封布置的構件的夾層結構構造的傳動控制模塊的製作方法
【專利摘要】本發明涉及機動車傳動機構的傳動控制模塊，其具有承載板和初級電路板，承載板在第一側上能夠固定在傳動構件上並且在與第一側對置的第二側上構造有具有底面和環繞壁的容納體積，初級電路板構造成平面且板狀並且設有用於外部連接的接頭。初級電路板固定在承載板上。此外設置至少一個次級電路板，在初級和次級電路板之間具有多個觸頭。次級電路板具有平面的散熱側以及對置的裝配側，在裝配側布置至少一個結構元件。次級電路板至少部分布置在容納體積中並且以裝配側朝向初級電路板並且以散熱側與底面導熱地連接。承載板在第二側上與初級電路板繞容納體積環繞地連接並且該凹部形成通過初級電路板相對於鄰接到傳動控制模塊上的環境封閉並且密封的空腔。
【專利說明】以具有密封布置的構件的夾層結構構造的傳動控制模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機動車傳動機構的傳動控制模塊，所述傳動控制模塊具有承載板以及初級電路板，所述承載板在第一側上能夠固定在傳動構件上並且在與所述第一側對置的第二側上構造有具有底面和環繞的壁的容納體積，所述初級電路板構造成平面並且板狀並且設有用於外部連接部的接頭，其中所述初級電路板固定在所述承載板上。本發明還涉及一種用於機動車的傳動機構以及一種用於組裝傳動控制模塊的方法。
【背景技術】
[0002]傳動控制模塊在機動車中例如用於自動變速器。為此設置了與其他組件接觸的電氣電路結構。傳動控制模塊例如布置在傳動殼體內部，並且由此暴露在傳動機構油中。為了保護電子器件，為此例如設置自己的密封的殼體。EP O 854 666 BI例如描述了一種控制設備，其中電路板布置在殼體蓋和殼體底部之間，從而布置電子器件使其得到保護不受外部影響、尤其傳動機構油的影響。但是示出了，為此除了電子器件之外還需要額外的半蓋，並且為了確保所要求的密封性，組裝還耗費時間並且複雜。
【發明內容】
[0003]用根據獨立權利要求所述的傳動控制模塊或者傳動機構或者用於組裝傳動控制模塊的方法提供了控制電路的簡單構造以及在密封性方面可靠的結構。在從屬權利要求中規定了所述傳動控制模塊、所述傳動機構或者所述方法的有利的設計方案。
[0004]根據第一方面，傳動控制模塊具有至少一個次級電路板，並且在初級電路板和至少一個次級電路板之間設置多個觸頭。所述次級電路板具有平面的散熱側以及與所述散熱側對置的裝配側，在所述裝配側上布置至少一個結構元件。所述次級電路板至少部分地布置在容納體積中並且以裝配側朝向初級電路板並且以散熱側與底面導熱地連接。所述承載板在第二側上與初級電路板圍繞容納體積環繞地連接，並且所述凹部形成了通過初級電路板相對於鄰接到傳動控制模塊上的周圍環境封閉並且密封的空腔。
[0005]這在實現了位於第二或者次級電路板上的電路元件的可靠的密封的同時實現了簡單的組裝。用於容納電路元件的空腔的構造以及通過初級電路板的密封意味著減少了所需要的部件，這對進一步降低製造成本作出貢獻。次級電路板以結構元件朝向初級電路板的結構由於指向外或者指向承載板的平面散熱側而確保了儘可能好的散熱。熱量的排出尤其與功率能力增加的電路密切相關，在所述電路中會在運行期間出現相對強烈的熱量生成。在此，改善的熱量排放總的來說對更長的使用壽命以及更可靠的運行作出貢獻。初級電路板和承載板形成了夾層形式，其中包圍著次級電路板。電路板也稱作電路承載裝置。承載板例如能夠用螺紋連接固定在傳動構件上。在此，承載板儘可能大面積地貼靠在傳動構件上，以確保良好的熱量排放。所述傳動構件例如是液壓板。初級電路板至少在位於其下面的凹部區域內以及接頭區域、密封區域內構造成沒有開口或凹部的連續的板。所述初級電路板與承載板在第二側面上在環繞的帶的區域內連接。「環繞」這個概念在此首先是指密封。壓緊力以及保持力能夠逐點地或者環繞地被施加、例如通過環繞的粘合劑實現。
[0006]所述初級電路板例如具有初級電路，並且所述至少至少一個次級電路板還例如具有次級電路。容納體積也稱作凹部、凹槽或空穴。初級電路板在次級電路板的區域內例如具有額外的導體電路。觸頭將初級電路與次級電路連接起來。
[0007]所述多個觸頭例如能夠至少部分地設置成粘結連接部(Bondverbindung),例如藉助於初級以及次級電路板上所謂的粘結墊。在次級電路板上能夠為粘結墊在散熱側上設置凹槽或者壓平的區域。
[0008]所述承載板能夠是實心板，在所述實心板中容納體積構造成凹部。所述承載板還能夠是型材板，在所述型材板中容納體積構造成凹槽。所述承載板能夠在貼靠次級電路板的區域內具有導熱的襯墊、例如塑料金屬複合物的金屬板。所述導熱的襯墊例如也能夠通過塑料基質中導熱的纖維實現、例如通過纖維增強的塑料中相應的碳纖維絲實現。
[0009]所述初級電路板能夠具有穿透的排氣孔，藉助所述排氣孔容納體積能夠與鄰接的周圍環境暫時地連接。所述排氣孔在裝配好的狀態下是封閉的。例如用釺焊點封閉所述排氣孔。
[0010]在所述初級電路板和次級電路板之間能夠設置間隔元件。例如可以考慮將例如被粘合的間隔保持器或者可承載壓力的結構元件作為間隔元件。在初級電路板和次級電路板上的結構元件之間的空間能夠用導熱的材料進行填充、例如用導熱粘合劑或者凝膠進行填充。
[0011]此外，在初級電路板中也能夠設置熱通道，以確保容納體積與周圍環境之間改善的熱交換。該熱通道能夠在初級電路板的外側和/或內側上與例如由銅製成的導熱面連接。
[0012]為了連接外置的結構元件或連接部、例如傳感器、插頭等，所述承載板能夠具有一個或多個通孔，以藉助釺焊連接部將布置在外側上的結構元件固定在初級電路板上，所述釺焊連接部布置在電路板的朝向承載板並且貼靠在其上的一側上，為此，在承載板中設置孔或者通孔。代替具有釺焊連接部的通孔，也能夠設置其他聯結以及連接技術、例如SMD連接、銷或者栓等。
[0013]所述初級電路板能夠在朝向初級電路板的一側上具有至少一個空穴，次級電路板的設置在裝配側上的結構元件伸入到所述空穴中。例如設置多個次級電路板以及多個空穴。所述空穴例如適合於平坦的結構元件，因為當出於經濟原因應該動用商業通用的多層電路板時所述初級電路板的厚度受到限制。所述空穴提供了以下優點，即傳動控制模塊的結構高度總的來說能夠降低到最小值。
[0014]根據一種實施例，分拆導體電路在初級電路板上設置在與次級電路板重疊的區域內，所述分拆導體電路用於分拆在次級電路板上的電路。
[0015]所述承載板能夠具有包圍環繞的壁的邊緣區域，並且在所述邊緣區域內能夠設置環繞的密封部。環繞的密封部例如能夠是密封的粘合劑或者具有額外的粘合劑的環繞的密封部。所述密封部能夠嵌入、平放、硫化處理、塗覆或者粘合到槽中。
[0016]根據第二方面，用於機動車的傳動機構具有傳動裝置、傳動殼體以及根據上述實施例中任一項所述的傳動控制模塊。所述傳動裝置由傳動殼體包圍，並且傳動控制模塊藉助承載板固定在傳動殼體的內側上。由於傳動控制模塊的按本發明的設計方案提供了這樣一種傳動機構，其中在降低裝配或者製造花費的同時確保了密封性。所述在承載板上的固定結合上面所提到的次級電路板在承載板上方的布置確保了改善的熱量排放。
[0017]根據第三方面，用於組裝傳動控制模塊的方法具有以下步驟:a)設置初級承載板，所述承載板在第一側面上能夠固定在傳動構件上並且在與第一側面對置的第二側面上構造有具有底面和環繞的壁的容納體積山)設置初級電路板，所述初級電路板構造成平面並且板狀並且設有用於外部連接的接頭；以及c)將所述初級電路板固定在所述承載板上。建議在步驟b)中設置至少一個次級電路板，所述次級電路板具有平面的散熱側以及與所述散熱側對置的裝配側，在所述裝配側上布置多個結構元件。在初級電路板和至少一個次級電路板之間設置多個觸頭。在步驟c)之前所述次級電路板至少部分地布置在所述容納體積中並且以所述裝配側朝向所述初級電路板；並且在步驟c)中所述次級電路板以所述散熱側與所述底面導熱地連接，並且所述承載板在所述第二側上與所述初級電路板圍繞所述容納體積環繞地連接，從而使得所述凹部通過所述初級電路板形成了相對於鄰接到傳動控制模塊上的周圍環境封閉並且密封的空腔。
[0018]例如在步驟c)之後設置時效硬化步驟d)，其中輸入熱量。至少在部分時效硬化的期間內設置穿透的排氣孔，藉助所述排氣孔容納體積與鄰接的周圍環境暫時地連接、例如穿過初級電路板連接。所述排氣孔也能夠設置在承載板中。緊接著時效硬化之後封閉所述排氣孔。
[0019]在此所提出的發明的可能的設計方案和優點部分地參照傳動控制模塊並且部分地參照傳動機構並且還部分地參照用於組裝傳動控制模塊的方法進行描述。本領域技術人員知道，所述單個特徵能夠以任意方式相互組合併且也能夠從傳動控制模塊到傳動機構到方法傳遞，反之亦然，以能夠以這種方式實現協同效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面參照附圖進一步闡述示例性的實施方式，其中無論是對附圖還是對說明書都不限制性地進行解釋。其中:
圖1示出了傳動控制模塊的第一實施方式的示意性橫截面，
圖2示出了傳動控制模塊的另一實施方式的橫截面，
圖3示出了傳動控制模塊的又一實施方式的橫截面，
圖4示出了傳動控制模塊的另一實施方式的橫截面，
圖5示出了機動車的傳動機構的實施例的示意性橫截面，
圖6示出了用於組裝傳動控制模塊的方法的實施例，
圖7示出了有關裝配過程的實施例的示意圖，
圖8a到8d示出了有關根據實施例的傳動控制模塊的裝配的其他方面，
圖9示出了根據另一實施例的傳動控制模塊的凹口的橫截面。
[0021]附圖僅示意性並且不按尺寸比例地示出。相同的附圖標記表示相同或者作用相同的組件。
【具體實施方式】
[0022]圖1示出了機動車傳動機構的傳動控制模塊10,所述傳動控制模塊具有承載板12，所述承載板能夠在第一側14上固定在傳動構件上，所述傳動構件在圖1中配設附圖標記16並且用虛線示出。所述承載板在與第一側14對置的第二側18上構造有具有底面22和環繞的壁24的容納體積20。此外設置了初級電路板26，所述初級電路板構造成平面並且板狀並且設有用於外部連接的接頭(未詳細示出)。初級電路板26例如藉助於例如承擔密封作用的粘合劑28固定在承載板12上。此外能夠設置額外的粘合劑29。還設置有次級電路板30。在初級電路板26和至少一個次級電路板30之間設置多個觸頭32。所述次級電路板30具有平面的散熱側34和與所述散熱側對置的裝配側36。在所述裝配側36上布置至少一個結構元件38、例如多個結構元件38。所述次級電路板30至少部分地布置在容納體積20中並且以裝配側36朝向初級電路板26。此外，次級電路板30以散熱側34例如藉助於導熱的、例如也能夠構造成電絕緣的粘合劑40與底面22導熱地連接。所述承載板12在第二側18上與初級電路板26圍繞容納體積20環繞地連接。由此所述凹部20形成了通過初級電路板26相對於鄰接到傳動控制模塊上的周圍環境封閉並且密封的空腔42。
[0023]承載板12例如藉助於虛線示出的螺栓44與傳動構件16連接，所述傳動構件例如能夠是液壓板。
[0024]多個觸頭32例如能夠至少部分地設置成粘結連接部46，例如形式為:初級電路板26上的第一粘結墊(Bond-pad) 48以及次級電路板30上第二粘結墊50利用粘結線(Bonddraht) 52 連接。
[0025]所述承載板12例如能夠是實心板54，在所述實心板中容納體積20被切割或者構造為凹部56，如圖1所示。承載板12還能夠是型材板58，在所述型材板中容納體積20構造為凹槽60，如圖2所示。所述承載板12例如能夠由導熱的金屬製成，或者也能夠由塑料製成。如圖1所示，能夠至少在貼靠次級電路板30的部分區域內設置導熱的襯墊62，所述襯墊也能夠在比圖1中所示的更大的區域上延伸。導熱的襯墊62例如能夠是塑料-金屬複合物的金屬板。在型材板58 中也能夠設置導熱的襯墊62。
[0026]如圖2中所示，初級電路板26能夠具有穿透的排氣孔64，藉助所述排氣孔容納體積20能夠與鄰接的周圍環境暫時地連接。在裝配好的狀態下所述排氣孔例如藉助釺焊點66是封閉的。排氣孔64例如能夠在例如密封部和粘合劑的時效硬化期間避免凹部20的區域中的超壓。
[0027]為了提供足夠的結構空間用於布置結構元件38，能夠在初級電路板26和次級電路板30之間設置間隔元件68。例如為此設置如圖1所示的間隔保持器70，或者也設置如圖3所示的可承載壓力的結構元件72。在初級電路板26和次級電路板30上的結構元件38之間的空間能夠用導熱的材料74填充、例如用有導熱能力的凝膠填充，如圖3所示。所述間隔保持器70例如能夠被粘合。
[0028]同樣如在圖3中所示的那樣，在初級電路板26中也能夠設置熱通道76，以確保容納體積20和周圍環境之間改善的熱交換。例如為此將熱通道與導熱面78在內側和/或外側上連接，所述導熱面例如由銅製成。為了連接在附圖中用簡單的方框80示意性地示出的外置的結構元件或連接部、例如傳感器或插頭，所述承載板12能夠具有一個或多個通孔82，以藉助釺焊連接部84、例如坩堝釺焊部(Tiegell^tung)將布置在外側上的結構元件80固定在初級電路板26上。所述釺焊部布置在電路板26的朝向承載板12並且貼靠在其上的一側上。因此，所述孔或者通孔82設置在承載板12中，以在承載板12與傳動構件16連接之前進行釺焊連接。代替具有釺焊連接部84的通孔82，還能夠設置其他聯結以及連接技術、例如SMD (表面貼裝器件)連接、銷或栓等。
[0029]如圖2中所示，初級電路板26能夠在朝向次級電路板30的一側上具有至少一個空穴86，次級電路板30的設置在裝配側36上的結構元件38伸入到所述空穴中。
[0030]根據圖4中所示的實施例，也能夠設置多個次級電路板30，在圖4中作為30a和30b示出。所述多個次級電路板30例如也能夠設置用於其中設置間隔保持器68的變型方案，代替多個在圖4中用附圖標記86a和86b表示的空穴。所述兩個次級電路板30a、30b例如是傳輸控制單元TOJ (transmission control unit)以及第二電子器件、例如邏輯器件和功率電子器件。
[0031]無論如何，所述承載板12形成包圍所述環繞的壁24的邊緣區域，在圖4中用附圖標記88表示，其中在所述邊緣區域88內設置了環繞的密封部90、例如形式為已經提到的粘合劑28的密封部。所述環繞的密封部例如能夠是能夠密封的粘合劑或者具有額外的粘合劑的環繞的密封部，如附圖中所示。所述密封部還能夠嵌入(未詳細示出)、平放、硫化處理、塗覆或者粘合(同樣未詳細示出)在槽中。
[0032]所述次級電路板30例如具有T⑶。T⑶電路板直接密封地阻隔在形式為初級電路板的模塊電路板和承載板之間，而不用額外的具有密封部的蓋子。所述次級電路板能夠粘合地固定在初級電路板上。當結構元件38應該受到保護從而防止與模塊電路板、也就是初級電路板直接接觸時，所述結構元件38能夠具有3mm以內的範圍內的高度。所述初級電路板例如厚度為1.5到2.5mm,而承載板12的厚度能夠為大約3_。型材板58例如能夠構造成壓制的、深衝的或者銑削的板。
[0033]在圖5中示出了用於機動車的傳動機構100,所述傳動機構具有傳動裝置110、傳動殼體112和傳動控制模塊114。傳動控制模塊114構造成按上述實施例中任一個所述的傳動控制模塊10。所述傳動裝置110由傳動殼體112包圍，並且傳動控制模塊114或者傳動控制模塊10藉助承載板固定在傳動殼體112的內側116上。在圖5中還示意性地示出了驅動機構118以及從動機構120。應該指出，圖5中的示圖純粹是示意性的。
[0034]在圖6中示出了用於組裝傳動控制模塊的方法200的實施例。在第一步驟210中設置初級承載板，所述承載板能夠固定在傳動構件的第一側上並且在與所述第一側對置的第二側上構造有具有底面和環繞的壁的容納體積。在第二步驟212中設置了初級電路板，所述初級電路板構造成平面並且板狀並且設有用於外部連接部的接頭。在第三步驟214中將初級電路板固定在承載板上。此外提出，在第二步驟212中設置至少一個次級電路板，所述次級電路板具有平面的散熱側以及與所述散熱側對置的裝配側，在所述裝配側上布置多個結構元件；在初級電路板和至少一個次級電路板之間設置多個觸頭。在第三步驟214中所述次級電路板至少部分地布置在容納體積中並且以裝配側朝向初級電路板。在第三步驟214中所述次級電路板以散熱側與底面導熱地連接，並且承載板在第二側上與初級電路板圍繞容納體積環繞地連接，從而使得所述凹部通過初級電路板形成了相對於鄰接到傳動控制模塊上的周圍環境封閉並且密封的空腔。所述第一步驟210也稱為步驟a)，第二步驟212稱為步驟b)，並且第三步驟214稱為步驟C)。
[0035]在圖7中示出了來自裝配過程的狀態，其中次級電路板30與初級電路板26連接，其中隨後旋轉所連接的電路板，以如圖8a中所示與承載板12連接。為此，在圖8a中設置已經提到的用於固定的粘合劑29和已經提到的用於密封的粘合劑28，與此相對，在圖8b中示出了一種變型方案，其中除了固定粘合劑29，還可設置彈性體密封部92代替密封粘合劑28。在圖8c中示出了時效硬化過程，其中例如輸入熱量94，從而能夠通過排氣孔64排出超壓，如箭頭96所示。隨後能夠如圖8d中所示，設置其他構件80，所述構件例如藉助於已經提到的鉗堝釺焊進行固定、也就是通過釺焊點84進行固定。
[0036]在圖9中示出，例如能夠分拆次級電路板30上的電路。例如能夠在初級電路板26上在與次級電路板30的重疊區域內設置分拆導體電路98。「分拆導體電路(Entflechtungsleiterbahnen)」這個概念是指一種導體電路,其可以說設置成用於次級電路板上的電路的移位導體電路。次級電路板上的結構元件例如能夠替代設置在次級電路板中的導體電路，還藉助於用於初級電路板的觸通連接部以及在那裡設置的(分拆)導體電路進行連接。
[0037]根據本發明的另一未示出的實施例，例如能夠將T⑶構造成HD1-PCB-T⑶、即高密度互連印刷電路板(high density interconnect printed circuit board)TCU,與已經提到的功率電子器件、例如DBC電路、即直接覆銅電路(direct-bonded-copper-Schaltung)連接。因為在初級電路板26的區域中沒有設置凹口以及缺口、或者說僅設置了最少的空穴，因此能夠利用初級電路板的完整的基面來分拆、即電路導引、導體電路等，也就是說位於次級電路板上面或者下面的表面部分。由此能夠在整個模塊電路分拆中實現顯著的優點。例如也能夠更容易地分拆T⑶-PCB，因為單個T⑶接頭墊能夠在T⑶外面、也就是在T⑶上面或者下面連接，代替所述TCU接頭墊，可在TCU-PCB的位置上方分拆。換句話說，由此能夠節省昂貴的T⑶-HD1-PCB的一個或者兩個位置。
【權利要求】
1.機動車傳動機構的傳動控制模塊(10)，所述傳動控制模塊具有承載板(12)和初級電路板(26)，所述承載板在第一側(14)上能夠固定在傳動構件上並且在與所述第一側對置的第二側(18)上構造有具有底面(22)和環繞的壁(24)的容納體積(20)，所述初級電路板構造成平面且板狀並且設有用於外部連接的接頭；其中所述初級電路板固定在所述承載板上； 其特徵在於， 設置至少一個次級電路板(30);並且在所述初級電路板和所述至少一個次級電路板之間設置多個觸頭(32);並且所述次級電路板具有平面的散熱側(34)以及與所述散熱側對置的裝配側(36)，在所述裝配側上布置至少一個結構元件(38);並且所述次級電路板至少部分地布置在所述容納體積中並且以所述裝配側朝向所述初級電路板並且以所述散熱側與所述底面導熱地連接；並且所述承載板在所述第二側上與所述初級電路板圍繞所述容納體積環繞地連接並且所述凹部形成了通過所述初級電路板相對於鄰接到所述傳動控制模塊上的周圍環境封閉並且密封的空腔(42 )。
2.按權利要求1所述的傳動控制模塊，其中所述多個觸頭至少部分地設置成粘結連接部(46)。
3.按權利要求1或2所述的傳動控制模塊，其中所述承載板 i)是實心板(54)，在所述實心板中所述容納體積構造成凹部(56);或者 ii)是型材板(58)，在所述型材板中所述容納體積構造成凹槽(60)。
4.按上述權利要求中任一項所述的傳動控制模塊，其中所述初級電路板具有穿透的排氣孔(64)，藉助所述排氣孔所述容納體積能夠與所述鄰接的周圍環境暫時地連接；其中所述排氣孔在裝配好的狀態下是封閉的。
5.按上述權利要求中任一項所述的傳動控制模塊，其中在所述初級電路板和所述次級電路板之間設置間隔元件(68 )。
6.按上述權利要求中任一項所述的傳動控制模塊，其中所述初級電路板在朝向所述次級電路板的一側上具有至少一個空穴(86)，所述次級電路板的設置在所述裝配側上的結構元件伸入到所述空穴中。
7.按上述權利要求中任一項所述的傳動控制模塊，其中所述承載板具有包圍所述環繞的壁的邊緣區域(88)，並且其中在所述邊緣區域中設置環繞的密封部(90)。
8.按上述權利要求中任一項所述的傳動控制模塊，其中分拆導體電路(98)在所述初級電路板上設置在與所述次級電路板重疊的區域內並且用於分拆所述次級電路板上的電路。
9.用於機動車的傳動機構(100),所述傳動機構具有傳動裝置(110)、傳動殼體(112)和按上述權利要求中任一項所述的傳動控制模塊(114、10);其中所述傳動裝置由所述傳動殼體包圍；並且其中所述傳動控制模塊藉助承載板固定在所述傳動殼體的內側(116)上。
10.用於組裝傳動控制模塊的方法(200)，所述方法具有: a)設置(210)初級承載板，所述初級承載板在第一側上能夠固定在傳動構件上並且在與所述第一側對置的第二側上構造有具有底面和環繞的壁的容納體積， b)設置(212)初級電路板，所述初級電路板構造成平面並且板狀並且設有用於外部連接的接頭；c)將所述初級電路板固定(214)在所述承載板上； 其特徵在於， 在步驟b)中設置至少一個次級電路板，所述次級電路板具有平面的散熱側和與所述散熱側對置的裝配側，在所述裝配側上布置多個結構元件；其中在所述初級電路板和所述至少一個次級電路板之間設置多個觸頭；並且 在步驟c)之前所述次級電路板至少部分地布置在所述容納體積中並且以所述裝配側朝向所述初級電路板；並且 在步驟c)中所述次級電路板以所述散熱側與所述底面導熱地連接，並且所述承載板在所述第二側上與所述初級電路板圍繞所述容納體積環繞地連接，從而使得所述凹部通過所述初級電路板形成了相對於鄰接到傳動控制模塊上的周圍環境封閉並且密封的空腔。
【文檔編號】H05K7/20GK103582394SQ201310338607
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】U.利斯科夫 申請人:羅伯特·博世有限公司