控制模塊的製作方法
2023-10-06 13:49:39
專利名稱：控制模塊的製作方法
控制模塊
背景技術：
本發明涉及一種具有獨立權利要求1前序部分所述特徵的控制模 塊，尤其一種用於汽車變速器的控制模塊。
具有權利要求1前序部分所述特徵的控制模塊比如由DE 199 07 949 Al得到公開。這種類型的控制模塊設置用於固定在汽車部件如變 速器或發動機上，並且具有配設給所述汽車部件的不同元件。用於自 動變速器的控制模塊比如具有帶有電子線路零件的混合控制儀、傳感 器和至少一個用於連接到汽車電纜束上的插塞連接件，並且部分地如 此布置在所述變速器上，從而使其暴露在變速器液和那裡存在的高達 150TC的高溫下。為了保護這個敏感的電子線路零件，有必要對該線路 零件進行油密封的封裝。所公開的控制模塊為此具有一塊底板作為第 一外殼件，該底板在側面通過塑料支座以平面形式得到延續。柔性的 導體薄膜層壓在所述塑料支座和底板上。將具有置入的密封件的蓋板 作為第二外殼件放到所述導體薄膜上。所述導體薄膜在所述外殼內腔 中通過鍵合導線與設置在所述底板上的電子線路零件電連接。因為所 述柔性的導體薄膜為進行密封與所述底板粘合在一起，所以這個較大 的由底板和塑料支座組成的複合件在建立鍵合導線連接時、在校準線 路時以及在其它加工步驟中貫穿整個電子裝置加工過程。
發明內容
按本發明的具有權利要求1所述特徵性特徵的控制模塊所要求的 安裝開銷特別少並且可以以低廉的成本加以製造。在堆疊形式的結構 中所述支座以第一側面平放地布置在第一外殼件的設有線路零件的內 側上，所述線路零件布置在支座的空穴中，柔性的導體薄膜布置在所 述支座的背向所述第一外殼件的第二側面上，並且第二外殼件安放在 所述柔性的導體薄膜上，通過所述堆疊形式的結構就省去了必須將所 述柔性的導體薄膜層壓在所述設有該線路零件的第一外殼件上的必要 性，並且以特別有利的方式實現了這一點，即所述控制模塊基本上可 以由用於連接功能的組件以及用於電子功能的組件以及覆蓋件所組 成，其中所述兩個組件可以以特別有利的方式彼此分開加工並且可以
預檢並且隨後簡單地堆疊。在此可以如此構造在所述兩個組件之間的 電子接口，從而可以實現所述兩個組件的簡單而穩固的電連接。
因為所述用於電子功能的組件可以在沒有所述柔性的導體薄膜的 情況下進行製造，所以該組件可以以更為低廉的成本加以製造，因為 可以藉助於鍵合導線在單個基底製造中來裝配所述電子線路零件並且 使所述電子元件與所述線路零件的導體電路相接觸。為此，比如在使
用中製造LTCC (低溫共燒陶瓷)-基底並且劃分為單個基底，這些單 個基底而後單個地相應地粘貼在小而平坦的金屬底板優選鋁板上，該 底板形成所述第一外殼件。被識別為有缺陷的LTCC-基底在分割之後 立即剔出。隨後給相應地由底板和LTCC-基底組成的經過分割的組件 裝配電子元件。可以藉助於金制鍵合導線或者以其它合適的方式使所 述元件與所述基底進行電接觸。由於所述底板尺寸小，裝配和鍵合這 些過程可以在標準機器上進行。隨後所述組件可以連續經過不同的功 能檢查，這些功能檢查部分地在從120TC到-201C的很高和很低的溫度 下進行。因為所述組件具有很小的質量，所以可以快速進行加熱和冷 卻。所述用於控制模塊的電子功能的組件在很大程度上可以製造為標 準部件，並且不依賴於所述為連接功能而設置的組件由具有另一種標 準但幾何尺寸相同的組件所代替。
所述用於連接功能的組件包括支座和設置在該支座上的柔性的導 體薄膜和傳感器、插頭和必要時附加的蓋板。可以不依賴於所述用於 電子功能的組件來檢查這個組件的功能性。優選可以將單個的電氣元 件如帶有導線接頭的電容器裝入所述支座的空穴內部，並且與所述導 體薄膜相接觸，使得這些元件在製成的控制模塊中布置在所述外殼內 腔內部，並且防止雜質及溫度交變負荷。但電子元件也可以比如通過 焊接、導電粘貼(Leitkleben)或者鍵合直接設置在所述柔性的導體薄 膜的導體電路上。因為在製造所述用於連接功能的組件的過程中進行 裝配，所以無需考慮到所述LTCC基底的精細結構，從而比如流動介 質不會弄髒所述LTCC基底。但是在製成的控制模塊中，所述元件得 到保護地安置在密封的外殼內腔中。
所述兩個組件可以在其製造之後簡單地上下疊放。優選通過鍵合 導線進行電連接，所述鍵合導線將所述LTCC基底與所述柔性的導體 薄膜相連接。在加注凝膠時將凝膠加到所述支座的空穴中，在該空穴
中也布置所述LTCC基底，在加注凝膠之後，凝膠會硬化。隨後將可 以被視為蓋板的第二外殼件放到所述導體薄膜上。單獨的用於填注凝 膠的開口必須用單獨的密封件來封閉，在此可以有利地省去該單獨的 開口。如此形成的零件堆最後藉助於緊固元件結合在一起。
本發明的實施例在附圖中示出，並且在下面的說明中進行解釋。 其中
圖l是按本發明的控制模塊的第一實施例的橫截面，
圖2是圖1所示實施例的製造，
圖3是第二實施例的製造，
圖4是第四實施例的橫截面的局部截取部分，
圖5是第五實施例的橫截面的局部截取部分，
圖6是第六實施例的橫截面，
圖7是笫七實施例的橫截面。
具體實施例方式
圖1示出了按本發明的控制模塊的第一實施例的橫截面。所述控 制模塊1包括一個由金屬或塑料製成的支座2，該支座2比如可以固定 在汽車的變速器上，並且在該支座2上固定了不同的元件，比如傳感 器4、插頭部件3和必要時未示出的用於對所述變速器的執行機構進行 觸發的液壓閥以及變速器控制儀5。所述控制儀5具有第一外殼件6， 該第一外殼件6優選構造為比如由鋁製成的金屬底板。在所述第一外 殼件6的內側6a上粘貼了電子線路零件7，比如LTCC基底(低溫共 燒陶瓷)，該線路零件7裝備了電子元件8。所述電子元件8可以通過 金質鍵合導線與所述LTCC基底的導體電路相連接。所述線路零件7 通過比如作為鋁製鍵合導線10構成的接觸元件與柔性的導體薄膜9相 連接。所述柔性的導體薄膜9可以包括其中一層由聚醯亞胺製成的普 通載體薄膜，該載體薄膜支承著由銅製成的導體電路並且在光學處理 過程中結構化並且通過蝕刻構成，並且藉助於保護塗層或者另一種薄 膜向外絕緣。
就象還可在圖1中看出的一樣，所述大面積的柔性的導體薄膜9 設置在支座2、 2a上，該支座2、 2a在所述第一實施例中為雙構件結 構，並且具有矩形的比如由塑料製成的框架件2a和將該框架件2a包
圍並且使該框架件2a延續一段距離的由金屬或塑料製成的支撐件2。 所述支座和導體薄膜9具有矩形的用於接納所述線路零件7的空穴 31。所述柔性的導體薄膜9抵靠著所述框架件2a的背向所述第一外殼 件6的一側，並且可以比如藉助於膠粘劑固定在那裡。此外，所述柔 性的導體薄膜9抵靠在所述支撐件2的背向所述第一外殼件的一側 上，並且在那裡通過蓋板18固定在所述笫二外殼件14的外部，該蓋 板18將所述導體薄膜壓緊在所述支撐件上。所述蓋板18也可以同時 用於固定所述插頭部件3和傳感器4。在所述框架件2a和支撐件2之 間設置了一個環繞的中間空隙32，在該中間空隙32中布置了一個環繞 的第一密封件12(比如彈性的密封圏)，該笫一密封件12—方面密封 地抵靠在所述第一外殼件6的內側6a上，並且另一方面密封地抵靠在 所述柔性的導體薄膜9上。
在所述柔性的導體薄膜9上安放了作為覆蓋件設置的第二外殼件 14，該第二外殼件14比如可以是由塑料製成的注塑件或金屬覆蓋件。 在所述第二外殼件14的槽中布置了環繞的笫二密封件13，該第二密封 件13—方面密封地抵靠著所述外殼件14,並且另一方面密封地抵靠著 所述導體薄膜9。所述第二密封件14具有稍小於所述第一密封件13的 直徑，使得所述兩個密封件不是彼此上下放置而是彼此錯開布置。
所述由第一外殼件6、支座2、大面積的導體薄膜9以及第二外殼 件14構成的零件堆在所述第一外殼件和第二外殼件的邊緣上設有多個 連續的空隙，在所述空隙中插入鉚釘、螺栓、定位件或者類似器件形 式的緊固件15。通過所述緊固件15將該零件堆壓緊，從而所述第二外 殼件14將所述彈性的第二密封件13壓緊在所述導體薄膜9的上側面 上，該導體薄膜9在此處支撐在所述框架件2a上，並且所述第一外殼 件6將所述彈性的第一密封件12壓緊在所述導體薄膜9的下側面上， 該導體薄膜9在此處支撐在所述第二外殼件14的環繞的凸緣33上。 通過這種方式，僅僅藉助於兩個密封件就形成了油密封的外殼內腔 16，所述線路零件7和鍵合導線10受保護地布置在該外殼內腔16中。 所述電子線路零件9的元件8藉助於裝入所述空穴31中的覆蓋材料17 比如凝膠以公開的方式鈍化。
圖2示出如何藉助於可預檢的模塊化組件來製造按本發明的控制 模塊的第一實施例。用於所述電子功能的第一組件19包括第一外殼件
6和粘貼在該第一外殼件6上面的電子線路零件7。這個組件的製造方 法是，將在使用中製造的LTCC大基底分割成單個基底，將所述單個 基底粘貼在所述外殼件6上。隨後，將元件8裝配到所述LTCC基底 上並且藉助於鍵合導線與所述基底的導體電路相接觸。這些過程由於 所述第一外殼件較小的空間膨脹而可以在標準機器上執行。最後，對 製成的組件19的功能進行檢查。用於連接功能的第二組件20則包括 由塑料或金屬製成的支撐件2和放入所述支撐件2的矩形空穴中的矩 形框架件2a、所述第一密封件12和所述大面積的柔性的導體薄膜9， 其中插頭部件3和傳感器4固定在所述支撐件2上。在製造時，首先 將所述導體薄膜9在其內部區域中與所述環繞的框架件2a粘合在一 起。隨後將所述導體薄膜以其外面的圓周區放在所述支撐件2上，並 且然後將所述蓋板18安放在所述導體薄膜9上。最後，將所述插頭部 件3和傳感器4與所述導體薄膜進行電連接。
通過所述組件19和20的堆疊來對所述控制模塊進行最後裝配， 其中所述緊固件15用作定心輔助件和接合件。為此，如在圖2中所示 出的一樣，可以首先將所述緊固件定位在工件支座上。而後首先將所 述第一組件19安裝到所述緊固件上，使得所述緊固件l5穿過所述底 板的空隙34。而後如此安放所述第二組件10，使得所述框架件2a和 所述第一密封件12定位在所述第一外殼件6的內側6a上。所述框架 件2a通過壓入所述外殼件6中的栓或者粘接固定在框架件2a和外殼 件6之間。所述緊固件15穿過所述支撐件2中的空隙35和導體薄膜9 中的空隙36。最後，將所述兩個組件藉助於所述鍵合導線IO在所述線 路零件7和導體薄膜9之間彼此進行電連接，並且將覆蓋所述線路零 件7的凝膠加入所述空穴31中。在塗上凝膠之後，該凝膠會硬化。最 後，將所述第二外殼件14連同所述第二密封件13安放到所述導體薄 膜9上，其中所述緊固件穿過所述第二外殼件的空隙37，並且用力F 對該零件堆進行壓縮，從而油密封地封閉所述外殼內腔16。
圖3示出，如何藉助於可預檢的組件來製造按本發明的控制模塊 的第二實施例。在該實施例中沒有設置蓋板l8。取而代之的是，不僅 將所述柔性的導體薄膜9粘貼在所述框架件2a上，而且藉助於膠粘劑 21也粘貼在所述支撐件2上。這種粘接可以在所述大面積的柔性的導 體薄膜9的整個支承面上在所述支座上進行，或者也可以僅僅如圖3
所示在局部區域中進行。
如果所述支撐件2作為注塑件由塑料製成，那麼所述柔性的導體 薄膜9在第三實施例中也可以注入所述支撐件2中。
圖4示出了本發明的第四實施例的橫截面的局部截取部分。在該 實施例中，單個的電子元件22從所述線路零件7上轉移出來並且在所 述外殼內腔16中布置在所述框架件2a的內部。這種轉移是有利的， 以便能夠縮小所述線路零件7。尤其相當大的元件因此可以布置在所述 線路零件7外部的其它位置上。因此，可以比如將導線元件比如通過 叉形焊接(Gabelschweifiung) 24與吹入所述框架件中的、衝壓格柵件 形式的電導體23進行電接觸。優選藉助於鍵合導線25使所述導體23 與所述導體薄膜9的導體電路進行電接觸，所述鍵合導線25可以在和 所述鍵合導線10相同的連接過程中並且用與其相同的鍵合器件在所述 柔性的導體薄膜和線路支座7之間製造。將所述元件22布置在所述框 架件2a的空穴中，該空穴通過所述第一外殼件6封閉，這種布置方式 額外地提供了這樣的優點，即所述元件22被全方位良好地包圍住並且 機械固定在其位置中，這在出現震動和振動負荷時就提供了很高的穩 固性。
在圖5中示出了第五實施例。在這裡，將一個單個的電氣元件26 在所述油密封的外殼內腔16的內部直接安放在所述柔性的導體薄膜9 的連接表面上，並且與其進行電連接。在這裡它也可以比如是SMD(表 面安裝裝置(Surface mounted device))元件。如在圖5中所示，該 元件26在所述柔性的導體薄膜9的自由側上藉助於接觸膠粘劑27與 所述導體薄膜進行電氣及機械連接。
圖6示出了所述控制模塊1的第六實施例，其中所述支座2為單 構件結構並且所述控制儀5的密封沒有通過密封件而是藉助於密封膠 比如環氧膠粘劑或者丙烯酸膠粘劑進行。為此，將所述支座2的包圍 著所述線路零件7的區段以其下側面通過環繞的膠粘劑層28密封地粘 貼在所述第一外殼件6的內側6a上。所述柔性的導體薄膜9通過環繞 的膠粘劑層30密封地粘貼在所述支座2的背向所述第一外殼件6的一 側上。在所述柔性的導體薄膜9的背向所述支座2的一側上，所述第 二外殼件14通過環繞的第三膠粘劑層29密封地粘貼在所述柔性的導 體薄膜9上。因此在該實施例中，所述第一實施例的第一和第二密封
件被密封膠所代替，並且所述在第一實施例中為固定而在導體薄膜和 支座之間存在的粘接藉助於密封膠進行。在該實施例上尤為有利的
是，所述支座2作為準第三外殼件一體地直接引入所述控制儀5中並 且因此得到剛性的、方便安裝的、用於連接功能的組件。這裡不用放 入密封件。
圖7示出了本發明的第七實施例。在該實施例中，所述支座2作為 複合件在膠粘劑層28、 29和緊固件15的區域2b中部分地由金屬優選 由鋁製成。所述支座2的其餘部分優選是塑料注塑件。這裡產生這樣 的優點，即在所述粘合連接的區域中同類的具有同種膨脹係數的材料 粘合在一起。
顯而易見，所示出的實施例也可彼此間進行組合併且包括在本發明 比如本發明的實施方案中，其中僅僅其中一個圖1所示的密封件被密 封粘接所取代，或者說圖6和圖7中的其中一種密封粘接由密封件所 取代 當然也可以將圖4和/或圖5所示實施例與圖6和7所示實施例 進行組合。
附圖標記列表
1. 控制模塊
2. 支座 2a. 框架件 2b. 區域
3. 插頭部件
4. 傳感器
5. 控制儀
6. 第一外殼件 6a. 內側
7. 電子線路零件
8. 元件
9. 柔性的導體薄膜
10. 鍵合導線
12. 第一密封件
13. 第二密封件
14. 第二外殼件
15.緊固件16.外殼內腔17.覆蓋材料18.19.第一組件20.第二組件21.膠粘劑22.元件23.導體24.叉形焊接25.鍵合導線26.元件27.接觸膠粘劑
28， 29， 30.膠粘劑層31.空穴32.中間空隙33.凸緣
34， 35， 36空隙
權利要求
1.尤其用於汽車變速器的控制模塊，其具有第一外殼件(6)、第二外殼件(14)以及支座(2)，其中在所述第一外殼件(6)上布置了電子線路零件(7)，在所述支座(2)上布置了柔性的導體薄膜(9)，該導體薄膜(9)在處於所述第一外殼件和所述第二外殼件之間的外殼內腔(16)中與所述線路零件電連接，並且在所述外殼內腔外部與固定在所述支座(2)上的電氣元件(4、3)電連接，其特徵在於一種堆疊形式的結構，其中-所述支座(2、2a、2b)以第一側面平放地布置在所述第一外殼件(6)的設有所述線路零件的內側(6a)上，-所述線路零件(7)布置在所述支座(2、2a、2b)的空穴(31)中，-所述柔性的導體薄膜(9)布置在所述支座(2、2a、2b)的背向所述第一外殼件(6)的第二側面上，並且-所述第二外殼件(14)安放在所述柔性的導體薄膜(9)上。
2. 按權利要求1所述的控制模塊，其特徵在於，所述支座(2、 2a)為雙構件結構，它具有將所述線路零件包圍的框架件(2a)以及 將所述框架件包圍的支撐件(2)，其中所述框架件(2a)通過中間空 隙(32)與所述支撐件(2)間隔開，在該中間空隙(32)中布置了第 一密封件U2)，該第一密封件(12) —方面密封地抵靠在所述笫一 外殼件(6)的內側(6a)上，並且另一方面密封地抵靠在所述柔性的 導體薄膜(9)上。(圖1、圖4、圖5)。
3. 按權利要求l所述的控制模塊，其特徵在於，在所述支座(2、 2b)和所述笫一外殼件(6)的內側(6a)之間布置了密封膠(28)。(圖6、圖7)。
4. 按權利要求1、 2或3所述的控制模塊，其特徵在於，設置了 第二密封件(13),該第二密封件U3) —方面密封地抵靠在所述柔 性的導體薄膜(2)上，並且另一方面密封地抵靠在所述笫二外殼件(14)上。(圖1、圖4、圖5)
5. 按權利要求l、 2或3所述的控制模塊，其特徵在於，在所述 第二外殼件(")和導體薄膜(9)之間布置了密封膠(29)。(圖6、 圖7)
6. 按權利要求l所述的控制模塊，其特徵在於，在所述被第二外 殼件(14)所覆蓋的區域外部在所述柔性的導體薄膜(9)的區域上安 放蓋板(18)，該蓋板(18)固定在所述支座(2、 2a)上。(圖1)
7. 按權利要求1所述的控制模塊，其特徵在於，所述支座(2、 2b)構造為複合件，該複合件包括將所述線路零件(7)包圍的框架件(2b)和在所述外殼內腔(16)的外部連接到所述框架件上的支撐件 (2)。(圖7)
8. 按前述權利要求中任一項所述的控制模塊，其特徵在於，所述 由第一外殼件(6)、支座(2、 2a、 2b)、柔性的導體薄膜(9)和第 二外殼件(14)構成的零件堆藉助於至少一個緊固件(l5)結合在一 起。
9. 按權利要求8所述的控制模塊，其特徵在於，所述由第一外殼 件(6)、支座(2、 2a、 2b)、柔性的導體薄膜(9)和第二外殼件(14) 構成的零件堆具有至少一個空隙，將至少一個將該零件堆結合在一起 的緊固件(15)插入該空隙中。
10. 按前述權利要求中任一項所述的控制模塊，其特徵在於，在 所述第一外殼件(6)和第二外殼件(")之間在所述支座(2、 2a、 2b)的空穴中布置了至少一個電氣元件(22)，並且通過電連接元件(23、 25)使其與所述柔性的導體薄膜(9)相接觸。(圖4)
11. 按前述權利要求中任一項所述的控制模塊，其特徵在於，在 所述外殼內腔U6)中在所述第一外殼件(6)和第二外殼件(")之 間將至少一個電氣元件(26)設置在所述導體薄膜(9)上並且使其與 該導體薄膜(9)進行電接觸。(圖5)
12. 用於製造按權利要求1到11中任一項所述的控制模塊的方 法，其特徵在於，將所述笫一外殼件(6)連同設置在其上面的線路零 件(7)作為第一組件(19)進行製造，並且不依賴於該第一組件將所 述支座(2、 2a)連同布置在其上面的電氣元件(3、 4)以及布置在其 上面的柔性的導體薄膜(9)和必要時連同所述蓋板(18)作為第二組 件(20)進行製造，將所述第二組件(20)安放到所述第一組件(19) 上，並且隨後優選通過鍵合導線連接(10)使所述電氣線路零件(7) 與所述柔性的導體薄膜(9)相接觸。(圖2、圖3)
13. 按權利要求12所述的方法，其特徵在於，在安裝所述兩個組 件(19、 20)之後並且必要時在將覆蓋材料(17)裝到所述線路零件 (7)上之後將所述第二外殼件(14)安置到所述柔性的導體薄膜(9) 上，並且藉助於至少一個緊固件(15)將所述第一外殼件、支座、柔 性的導體薄膜和第二外殼件彼此固定在一起。
全文摘要
提出一種尤其用於汽車變速器的控制模塊，該控制模塊具有第一外殼件(6)、第二外殼件(14)以及支座(2)，其中在所述第一外殼件(6)上布置了電子線路零件(7)，在所述支座(2)上布置了柔性的導體薄膜(9)，該導體薄膜(9)在處於所述第一外殼件和所述第二外殼件之間的外殼內腔(16)中與所述線路零件電連接，並且在所述外殼內腔外部與固定在所述支座(2)上的電氣元件(4、3)電連接，其中設置了一種堆疊形式的結構，其中所述支座(2、2a、2b)以第一側面平放地布置在所述第一外殼件(6)的設有所述線路零件的內側(6a)上，所述線路零件(7)布置在所述支座(2、2a、2b)的空穴(31)中，所述柔性的導體薄膜(9)布置在所述支座(2、2a、2b)的背向所述第一外殼件(6)的第二側面上，並且所述第二外殼件(14)安放在所述柔性的導體薄膜(9)上。
文檔編號H05K5/00GK101107893SQ200680002725
公開日2008年1月16日 申請日期2006年1月17日 優先權日2005年1月20日
發明者G·維特澤爾, P·斯普拉夫克 申請人:羅伯特·博世有限公司